KR102217284B1 - 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지층을 코팅하는 방법에 관한 것으로, 상기 플라스틱 부품의 표면에서 이물과 유분을 제거하는 단계; 상기 이물과 유분 제거 후에 상기 플라스틱 부품을 지그에 안착시키는 단계; 상기 지그에 안착된 상기 플라스틱 부품을 1차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계; 상기 플라스틱 부품에 블랙 코팅층을 코팅하는 단계; 상기 블랙 코팅층에 적외선을 가하여 상기 블랙 코팅층을 건조하는 단계; 상기 건조 후에 상기 상기 플라스틱 부품을 쿨링시키고 2차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계; 상기 2차 제전 후 상기 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지를 스프레이하여 미경화 수지층을 코팅하는 단계; 상기 미경화 수지층에 적외선을 가하여 예비경화하는 단계; 자외선을 가하여 상기 미경화 수지층을 경화하여 상기 자외선 경화 수지층을 형성하는 본경화 단계를 포함한다.

Description

플라스틱 부품의 2중 코팅 방법{Method for double layer coating for plastic article}

본 발명은 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법에 관한 것이다.

최근 가벼우면서도 다양한 형상 구현이 가능한 플라스틱 소재가 생활가전 제품 및 자동차 산업 등에 많이 사용되면서 플라스틱 소재에 대한 금속 질감과 고급스러운 외장품 및 친환경적인 표면처리 공법 개발이 시장에서 요구되고 있다.

플라스틱의 표면 처리 방법 중 자외선 수지를 코팅하는 방법은 플라스틱 부품의 외관을 향상시킬 수 있어, 특히 자동차 내장재에 많이 사용된다.

그러나 종래의 코팅방법은 외관 품질이 충분하지 않은 문제가 있다.

한국특허등록 제10-0428895호(2004년 4월 28일 공고)

본 발명의 목적은 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지층을 코팅하는 방법에 있어서, 상기 플라스틱 부품의 표면에서 이물과 유분을 제거하는 단계; 상기 이물과 유분 제거 후에 상기 플라스틱 부품을 지그에 안착시키는 단계; 상기 지그에 안착된 상기 플라스틱 부품을 1차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계; 상기 플라스틱 부품에 블랙 코팅층을 코팅하는 단계; 상기 블랙 코팅층에 적외선을 가하여 상기 블랙 코팅층을 건조하는 단계; 상기 건조 후에 상기 상기 플라스틱 부품을 쿨링시키고 2차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계; 상기 2차 제전 후 상기 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지를 스프레이하여 미경화 수지층을 코팅하는 단계; 상기 미경화 수지층에 적외선을 가하여 예비경화하는 단계; 자외선을 가하여 상기 미경화 수지층을 경화하여 상기 자외선 경화 수지층을 형성하는 본경화 단계를 포함하는 방법에 의해 달성된다.

상기 미경화 수지층 코팅에서, 상기 코팅은 다관절 로봇에 의해 수행되며, 상기 플라스틱 부품은 제1방향으로 이동하며, 상기 플라스틱 부품과 상기 코팅로봇이 모두 서로를 향해 이동하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본경화는, 상기 미경화 수지층에 광을 조사하고 반사되는 광의 휨정도를 측정하는 단계; 및 상기 휨정도에 기초하여 경화정도를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본경화는, 상기 미경화 수지층과 자외선 램프와의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 거리 및 상기 플라스틱 부품의 이동속도에 기초하여 상기 자외선 램프의 광량과 광세기를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 자외선 램프는 적어도 4개가 이격되어 배치되어 있으며, 각 자외선 램프와 상기 미경화 수지층과의 거리는 서로 상이하며, 상기 각 자외선 램프는 서로 다른 광량과 광세기로 조절될 수 있다.

상기 경화정도 판단은 상기 본 경화 중에 실시간으로 이루어지며, 상기 경화정도 판단에 기초하여 경화시간이 결정되며, 상기 코팅에서, 상기 코팅로봇은 상기 플라스틱 부품과 근접한 상태에서 상기 제1방향으로 이동하면서 코팅을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명에서 플라스틱 부품과 스프레이건의 상대이동을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명에서 플라스틱 부품과 자외선 램프와의 배치를 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명에서 미경화 자외선 코팅층의 경화과정을 나타낸 것이다.

본 발명은 플라스틱 부품의 표면을 코팅하여 외관과 품질을 향상시키는 기술에 관한 것이다.

플라스틱 부품의 재질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에이비에스수지, 아크릴 수지, 폴리스티렌수지 등이 가능하나 이에 한정되지 않고 다양한 재질이 가능하다.

플라스틱 부품은 자동차의 부품, 가전제품의 부품 또는 산업용 기계의 부품일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하여 본 발명의 플라스틱 2중 코팅 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 부품의 2중 코팅 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저, 플라스틱 부품 표면의 이물질과 유분을 제거한다(S101). 이물질 제거는 IPA를 이용하는 등 다양한 방법으로 수행할 수 있다.

다음으로 이물질과 유분이 제거된 플라스틱 부품을 지그에 안착시킨다(S102). 지그는 플라스틱 부품이 공정 중에 이탈하지 않도록 고정하며, 플라스틱 부품별로 다른 형상일 수 있다. 지그와 이에 안착된 플라스틱 부품은 자외선 경화까지 컨베이어로 이동할 수 있으며, 필요시 중간 공정에서 지그에서 플라스틱 부품을 분리하여 공정을 진행할 수도 있다.

지그 안착 후 미세먼지와 이물질을 1차 제전을 통해 제거한다(S103). 1차 제전은 제전부스에서 수동 및/또는 자동 공정을 통해 수행될 수 있다.

1차 제전 이후 블랙코팅층을 코팅한다(S104). 블랙코팅층은 검은색 안료(또는 도료)가 포함된 코팅액을 플라스틱 부품에 분사하여 수행된다. 블랙코팅층은 안료와 희석제가 무게비로 1:3 내지 1:7로 이루어져 있을 수 있다.

이후 블랙코팅층의 희석제(용매)를 제거하기 위해 적외선 램프를 이용하여 블랙코팅층을 건조한다(S105). 본 건조 단계는 50 내지 60℃에서 7분 내지 15분 동안 수행될 수 있으며, 콘베이어 상에 이동하면서 수행될 수 있다.

이후 적외선에 의해 온도가 상승한 플라스틱 부품을 상온으로 쿨링하고 2차 제전을 수행한다(S106). 쿨링은 공랭식으로 수행될 수 있다.

블랙코팅층의 형성에 의해 자외선 경화 수지층의 다양한 색상 구현이 가능해져 제품의 외관이 향상된다. 또한 GASS, Blushing, Sagging, Crateing, blubble, Blister, Flooding, Floating, Orange Peel, Crack, Gas Checking 현상 등 문제점을 보완할 수 있어 품질향상, 생산성향상,원가절감 등이 가능하다.

다음으로 미경화 수지층을 코팅한다(S107). 미경화 수지층의 코팅은 자외선수지 코팅액을 플라스틱 부품에 분사하여 수행된다.

이 과정을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2의 (a)와 같이 블랙코팅층이 형성된 플라스틱 부품(10)은 컨베이어를 타고 오른쪽 방향, 즉 제1방향으로 이동한다. 이 때 자외선 수지 코팅액을 분사하는 스프레이건(20)은 반대방향, 즉 제2방향으로 이동한다.

이 과정을 통해 도 2의 (b)와 같이 플라스틱 부품(10)과 스프레이건(코팅로봇, 20)은 서로 가까워진다.

이후 도 2의 (c)와 같이 충분히 가까워진 상태에서 스프레이건(20)에서 자외선 수지 코팅액을 분사하여 플라스틱 부품(10)의 표면에 미경화 수지층을 형성한다.

미경화 수지층의 형성은 도 2의 (d)와 같이 플라스틱 부품(10)과 스프레이건(20)이 모두 제1방향으로 이동하면서 수행된다.

스프레이건(20)은 다관절 로봇에 의해 동작되면서 플라스틱 부품(10)의 전체면 또는 일부면을 코팅한다.

위와 같은 방법에 따르면 스프레이건(20)의 이동에 의해 공정효율이 증가한다. 종래 공정에서는 미경화 수지층의 형성에 많은 시간이 소요되어 공정 진행이 지연된다. 이는 스프레이건(20)은 고정되어 있고, 플라스틱 부품(10)이 스프레이건(20)에 근접해야 비로서 코팅이 이루어지기 때문이다. 반면 본 발명에 따르면 스프레이건(20)의 이동을 통해 플라스틱 부품(10)이 도 2의 (a)에서의 스프레이건(20)의 위치에 도달하기 전에도 코팅이 진행될 수 있다. 미경화 수지층의 두께는 20 내지 30um일 수 있다.

다음으로 미경화 코팅층을 적외선을 이용하여 예비경화(S108)하고 자외선으로 본 경화(S109)한다.

예비경화에서의 온도는 50 내지 60℃이며 시간은 4분 내지 5분일 수 있다.

본경화는 자외선 램프를 이용하여 자외선 경화로 수행되며, 이를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3과 같이 본경화에서는 다수의 자외선 램프(31 내지 34)가 사용된다. 플라스틱 부품(10)의 크기나 형상에 따라 각 자외선 램프(31 내지 34)와의 거리가 상이하게 된다. 따라서 각 자외선 램프(31 내지 34)의 광량을 동일하게 한다면 국부적으로 과경화나 미경화가 발생할 수 있다. 본 발명에서는 자외선 램프(31 내지 34)와 플라스틱 부품(10) 간의 거리를 측정하여 각 자외선 램프(31 내지 34)의 광량을 조절한다. 이에 의해 과경화나 미경화가 방지되고 자외선 미경화층이 균일하게 경화될 수 있다. 자외선 램프(31 내지 34)와 플라스틱 부품(10)간의 거리는 레이저 센서 등으로 측정될 수 있다. 본경화에서의 광량은 1000 내지 1500mj/cm2일 수 있다.

자외선 램프(31 내지 34)와 플라스틱 부품(10)과의 거리에 따라 각 램프의 광량과 광세기를 조절한다.

본 발명에서는 도 4와 같이 본 경화 과정에서 경화정도를 실시간으로 측정한다. 본경화 챔버(40)에 설치되어 있는 투명창(41)을 통해 광검사장치(50)에서 빛을 조사하고 플라스틱 부품(10)에서 반사된 빛을 수광한다. 자외선 경화 수지층의 경화 정도에 따라 굴절율이 달라지기 때문에 반사된 빛을 분석하면 자외선 경화 수지층의 경화 정도를 실시간으로 파악할 수 있다. 따라서 실시간으로 경화정도의 관리가 가능하며, 필요시 자외선 램프(31 내지 34)의 출력 및/또는 경화시간을 실시간으로 조절할 수 있다.

종래의 방법에 따르면 이후의 검사과정에서 경화정도를 파악할 수 있어, 불량을 실시간으로 파악할 수 없다. 따라서 검사과정에서 불량이 발생하면 그 때까지의 생산품도 모두 불량일 가능성이 높은 문제가 있었다. 반면 본 발명에 따르면 실시간으로 경화정도를 파악하고 경화조건을 변경할 수 있어 미경화로 인한 불량이 발생이 현저하게 감소한다.

경화가 완료되면 이후 외관검사(S110), 보호랩부착(S111), 부직포부착(S112) 및 포장(S113)을 거쳐 제품을 완성하고 출시한다. 외관검사에서는 이물질, 핀홀 및 미도장 여부를 검사한다.

본 발명에 속하는 기술 분야에 통상적인 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기 설명적인 관점에서 그와 동등한 범위 내에 있는 내용을 본 발명에 포한된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지층을 코팅하는 방법에 있어서,
   상기 플라스틱 부품의 표면에서 이물과 유분을 제거하는 단계;
   상기 이물과 유분 제거 후에 상기 플라스틱 부품을 지그에 안착시키는 단계;
   상기 지그에 안착된 상기 플라스틱 부품을 1차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계;
   상기 플라스틱 부품에 블랙 코팅층을 코팅하는 단계;
   상기 블랙 코팅층에 적외선을 가하여 상기 블랙 코팅층을 건조하는 단계;
   상기 건조 후에 상기 상기 플라스틱 부품을 쿨링시키고 2차 제전을 통해 표면의 미세먼지를 제거하는 단계;
   상기 2차 제전 후 상기 플라스틱 부품에 자외선 경화 수지를 스프레이하여 미경화 수지층을 코팅하는 단계;
   상기 미경화 수지층에 적외선을 가하여 예비경화하는 단계;
   자외선을 가하여 상기 미경화 수지층을 경화하여 상기 자외선 경화 수지층을 형성하는 본경화 단계를 포함하며,
   상기 미경화 수지층 코팅에서,
   상기 코팅은 다관절을 가진 코팅로봇에 의해 수행되며,
   상기 플라스틱 부품은 제1방향으로 이동하며,
   상기 플라스틱 부품과 상기 코팅로봇이 모두 서로를 향해 이동하는 단계를 포함하며,
   상기 본경화는,
   상기 미경화 수지층에 광을 조사하고 반사되는 광의 휨정도를 측정하는 단계; 및
   상기 휨정도에 기초하여 경화정도를 판단하는 단계를 포함하며,
   상기 본경화는,
   상기 미경화 수지층과 자외선 램프와의 거리를 측정하는 단계;
   상기 측정된 거리 및 상기 플라스틱 부품의 이동속도에 기초하여 상기 자외선 램프의 광량과 광세기를 조절하는 단계를 더 포함하며,
   상기 자외선 램프는 적어도 4개가 이격되어 배치되어 있으며,
   각 자외선 램프와 상기 미경화 수지층과의 거리는 서로 상이하며,
   상기 각 자외선 램프는 서로 다른 광량과 광세기로 조절되며,
   경화정도 판단은 상기 본 경화 중에 실시간으로 이루어지며,
   상기 경화정도 판단에 기초하여 경화시간이 결정되며,
   상기 코팅에서,
   상기 코팅로봇은 상기 플라스틱 부품과 근접한 상태에서 상기 제1방향으로 이동하면서 코팅을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
   
   
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