KR102432131B1 - Ga 소재 배터리 하우징의 전착도장법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet), 즉 GA 소재로 만들어진 배터리 하우징의 전착도장방법으로, 배터리 하우징에 우수한 외관 표면 및 고른 도막 두께를 형성할 수 있도록 코팅이 가능한 GA 소재용 양이온 전착도장법((Cathodic Electrophoretic Deposition, CED)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장방법은 전착도장시 최소 도막 두께를 만족하기 위하여 적절한 공정 변수를 설정하고, 이에 따라 불균일한 도막 두께 개선 및 우수한 외관 표면 상태를 달성하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장방법은 전착도장시 최소 도막 두께를 만족하기 위하여 적절한 공정 변수를 설정하고, 이에 따라 불균일한 도막 두께 개선 및 우수한 외관 표면 상태를 달성하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet), 즉 GA 소재로 만들어진 배터리 하우징의 전착도장방법으로, 배터리 하우징에 우수한 외관 표면 및 고른 도막 두께를 형성할 수 있도록 코팅이 가능한 GA 소재용 양이온 전착도장법((Cathodic Electrophoretic Deposition, CED)에 관한 것이다.
합금화아연도금강판은 용융 아연 도금 강판의 용접성과 도장 후 내식성을 강화시키기 위하여 용융 아연 도금 층에 특수한 열처리를 거쳐 철-아연 합금 층을 생성시킨 제품으로 도장 후 고 내식성을 요하는 자동차에 가장 많이 사용되는 제품이다.
도금강판의 내식성을 향상시킬 목적으로 크롬을 염 또는 이온의 형태로 함유하고 있는 용액 조성물을 도금강판의 표면에 도장 및 열 건조 등의 방법으로 경화시키는 표면처리기술을 적용해 왔다. 예를 들어, 합금화 용융아연도금 강판의 산화에 의한 부식을 막고자, 대한민국 등록특허 제10-0787737호와 같이 유기수지-무기바인더 복합체 수지 조성물을 도금강판의 표면에 경화시켜 도금강판의 부식을 억제시키는 기술이 적용되어 왔다.
그러나 내식성 향상을 위한 소재를 적용하는 것과 별도로 기존의 배터리 하우징 전착도장은 최소 도막 두께 스펙으로 설정된 조건을 만족시키기 위하여 높은 전압, 긴 침지 시간을 필요로 한다. 이로 인하여 불균일한 두께의 도막 형성, 도료의 과다 사용으로 미세 결함 및 불필요한 도료 낭비가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요를 해결하기 위하여 최소 도막 두께를 만족하는 적절한 공정 변수에 따라 불균일한 도막 두께 개선 및 우수한 외관 표면 상태를 달성하는 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
GA 소재 표면을 정돈하는 전처리 단계;
전처리된 GA 소재에 전착용 도료로 내식성 도막을 코팅하는 후처리 단계; 및
후처리된 GA 소재를 건조하는 건조 단계;를 포함하고,
상기 전처리 단계는 탕세, 예비탈지, 본탈지1, 본탈지2, 수세1, 수세2, 표면조정, 화성피막, 수세3, 수세4, 순수세, 및 수절 순서로 구성되고,
상기 후처리 단계는 전착1, 전착2, UF(Ultra-filtration) 1수세, UF 2수세, UF 3수세, 및 최종 수세 순서로 구성되는, GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법을 제공한다.
상기 전처리 단계의 예비탈지, 수세1, 수세3, 및 상기 후처리 단계의 UF 1수세는 스프레이 노즐을 이용한 분사 공정일 수 있다.
상기 후처리 단계의 전착1, 및 전착2는 200 ~ 250V 전압을 80 ~ 180초 통전할 수 있다.
상기 건조 단계는 150 ~ 230℃의 건조로에서 20 ~ 60분 건조할 수 있다.
상기 전착용 도료는 고형분(NV)이 16~20%이고, pH는 5~6이며, 전도도는 1300~1500μs/cm일 수 있다.
본 발명의 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법은 전착도장시 최소 도막 두께를 만족하기 위하여 적절한 공정 변수를 설정하고, 이에 따라 불균일한 도막 두께 개선 및 우수한 외관 표면 상태를 달성하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전착도장 방법을 나타낸 도식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 이용된 판상형 GA 소재 시편의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 이용된 판상형 GA 소재 시편의 평면도이다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면에 따르면, GA 소재 표면을 정돈하는 전처리 단계; 전처리된 GA 소재에 전착용 도료로 내식성 도막을 코팅하는 후처리 단계; 및 후처리된 GA 소재를 건조하는 건조 단계;를 포함하고, 상기 전처리 단계는 탕세, 예비탈지, 본탈지1, 본탈지2, 수세1, 수세2, 표면조정, 화성피막, 수세3, 수세4, 순수세, 및 수절 순서로 구성되고, 상기 후처리 단계는 전착1, 전착2, UF(Ultra-filtration) 1수세, UF 2수세, UF 3수세, 및 최종 수세 순서로 구성되는, GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법은 전처리 단계, 후처리 단계, 건조 단계를 포함한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전착도장 방법을 나타낸 도식도이다.
전착용 도료를 이용하여 전착도장 전피도물 표면을 정돈하는 전처리 단계는 탕세, 예비탈지, 본탈지1, 본탈지2, 수세1, 수세2, 표면조정, 화성피막, 수세3, 수세4, 순수세, 수절로 수행된다.
전착용 도료는 고형분(NV)이 16~20%이고, pH는 5~6이며, 전도도는 1300~1500μs/cm일 수 있다.
전처리 단계에서의 탕세는 탈지에 사용되는 탈지액 일부를 사용한 탕세조 내에서 수행하며, 예비탈지, 수세1, 수세3는 침지 방식이 아닌 스프레이 노즐을 이용, 분사하여 표면의 약품 및 떨어져 나가기 쉬운 것을 신속히 제거한다.
전처리된 GA 소재를 전착용 도료를 이용하여 내식성 도막을 입히는 후처리 단계는 전착1, 전착2, UF(Ultra-Filtration) 1수세, UF 2수세, UF 3수세, 최종 수세로 수행된다. 후처리 단계의 UF 3수세도 전처리 단계의 수세1, 수세3과 같이 침지 방식이 아닌 스프레이 노즐을 이용, 분사하여 진행한다. 또한 후처리 단계의 전착은 전착용 도료가 구비된 전착조에서 전압을 가하여 수행하고, GA 소재가 침지된 후 5초 내지 10초 동안 유지시킨 후 상기 전착용 도료 속에 침지하고, 정류기를 이용하여 통전한다. 전압은 0 ~ 250V까지 통전하고, 80초 내지 180초 동안 가하여 200~250V까지 통전한다.
후처리된 GA 소재를 건조로에 투입하는 건조 단계는 전착 도장물을 경화시키기 위해 옮기는 중에 수절 과정이 진행되고, 수절된 GA 소재를 150 ~ 230℃의 건조로에서 20분 내지 60분 동안 건조한다.
본 발명에 따른 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법은, 적절한 공정 조건으로 인하여 ≥25μm의 균일한 두께의 도막을 얻을 수 있고, 종래의 1-Dip 전착도장 대비 2-Dip 전착도장으로 침지 시간을 상당히(150초 에서 80초) 줄일 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있는 점에 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.
<실시예>
너비가 7.5cm, 길이가 15cm이고, 두께는 0.8mm인 판상형 GA 소재로 공정 변수에 따른 실험을 진행하였다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 GA 소재시편에 대한 평면도이다. 하기 실시예 1 내지 4는 하기 표 1과 같이 전처리 공정을 거쳤고, 표 2와 같은 공정 변수로 후처리 전착도장 공정실험을 수행하였다. 하기 표 2에서 사용된 전착용 도료는 고형분이 18%이고, pH는 6이며, 전도도는 1400 μS/cm인 것을 이용하였다. 각각의 실시예의 전착시 전압 조건은 하기 표 3과 같은 조건으로 수행하였다. GA 소재는 본 기술분야에서 일반적으로 사용되는 금속 조성을 이용하였다.
| 공정명 | 액 구성 | 온도(℃) |
| 탕세 | 알칼리 탈지액 | 40~60 |
| 예비탈지 | 알칼리 탈지액 | 50~60 |
| 본탈지1 | 알칼리 탈지액 | 50~60 |
| 본탈지2 | 알칼리 탈지액 | 50~60 |
| 수세1 | 물 | R.T(상온) |
| 수세2 | 물 | R.T |
| 표면조정 | 순수, 표면조정제 | R.T |
| 화성피막 | 인산아연피막제, 촉진제 | 45~50 |
| 수세3 | 물 | R.T |
| 수세4 | 물 | R.T |
| 순수세 | 순수 | R.T |
| 수절 | - | - |
| 공정명 | 액 구성 | 온도(℃) |
| 전착1 | 순수, 전착용 도료 | 31 |
| 전착2 | 순수, 전착용 도료 | 31 |
| UF 1수세 | 여액 | R.T |
| UF 2수세 | 여액 | R.T |
| UF 3수세 | 여액 | R.T |
| 최종 수세 | 순수 | R.T |
| 구분 | 전착1 | 전착2 | ||
| 전압 | 침지시간 | 전압 | 침지시간 | |
| 실시예1 | 200 | 150 | - | - |
| 실시예2 | 240 | 150 | - | - |
| 실시예3 | 200 | 80 | 200 | 80 |
| 실시예4 | 240 | 80 | 240 | 80 |
실시예 1
전착 도료는 상기 기입한 것을 사용하였다. 탕세, 예비탈지, 본탈지는 50℃에 근접한 액온으로 알칼리 탈지액을 통하여 소재의 유막을 제거했으며, 상온의 수세1, 2에서 알칼리 탈지액을 씻어냈다. 상온의 표면조정제에서 화성피막이 입혀지기 쉽게 환경을 조성하였으며, 45℃의 화성피막에서 전착도장이 잘 되도록 인산아연 피막을 입혔다. 남아있는 화성피막액 및 단단히 붙지 않은 인산아연 피막을 수세 3, 4를 통하여 씻어내고, 전착도장 전 순수세 및 수절 구간으로 표면의 기타 이온 및 수분을 최소화하였다.
전착1에서 150초 동안 전착 도장을 한다. 피도물이 잠긴 후 200V까지 10초의 Ramp time을 적용하여 200V까지 승압시킨 뒤 나머지 140초 동안 200V의 전압을 인가하여 진행하였으며, 전착 후 크림 상의 전착 표면은 UF 1~3수세를 통하여 제거하였다. 그 후 건조로 진입 전 최종 수세를 통하여 기타 이온을 제거하였다. 이후 150 ~ 230℃의 온도가 분포한 건조로에서 약 30분 건조하여 경화시켰다.
실시예 2
전착1에서 150초 동안 전착 도장을 한다. 피도물이 잠긴 후 200V까지 10초의 Ramp time을 적용하여 200V까지 승압시킨 뒤 10~20초 동안 유지한다. 나머지 120~130초 동안 240V의 전압을 인가하는 점에 차이가 있고, 그 외의 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
전착1, 전착2에서 각각 80초 동안 전착 도장을 한다. 각 전착조마다 피도물이 잠긴 후 200V까지 10초의 Ramp time을 적용하여 200V까지 승압시킨 뒤 나머지 시간 70초 동안 200V의 전압을 인가하는 점에 차이가 있고, 그 외의 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
전착1, 전착2에서 각각 80초 동안 전착 도장을 한다. 각 전착조마다 피도물이 잠긴 후 200V까지 10초의 Ramp time을 적용하여 200V까지 승압시킨 뒤 10~20초 동안 유지한다. 나머지 50~60초 동안 240V의 전압을 인가하는 점에 차이가 있고, 그 외의 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
<결과 및 평가>
실시예 1 내지 4에 따라 전착도장된 도막의 두께 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 구분 | 두께 |
| 실시예1 | 24.0~25.0 |
| 실시예2 | 26.5~27.5 |
| 실시예3 | 25.0~25.5 |
| 실시예4 | 27.5~28.0 |
표 4를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장법은 컨베이어 방식으로 진행하기 때문에 1-Dip(실시예1, 실시예2) 150초로 Dipping 하면서 step-by-step으로 진행하는 것보다 2-Dip(실시예3, 실시예4) 80초로 2번 Dipping하면 그만큼 피도물(도장물)의 생산량이 증대됨을 확인할 수 있었다. 또한 1-Dip 과 2Dip의 전착도장 도막 두께 차이가 크게 나지 않음으로써 도막 품질의 저하가 나타나지 않는 점에서 우수함을 확인할 수 있었다.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet, GA) 소재 표면을 정돈하는 전처리 단계;
전처리된 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet, GA) 소재에 고형분(NV)이 16~20%이고, pH는 5~6이며, 전도도는 1300~1500μs/cm인 전착용 도료로 내식성 도막을 코팅하는 후처리 단계; 및
후처리된 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet, GA) 소재를 건조하는 건조 단계;를 수행하여 ≥25μm의 두께의 도막을 얻는 전착도장 방법으로서,
상기 전처리 단계는 탕세, 예비탈지, 본탈지1, 본탈지2, 수세1, 수세2, 표면조정, 화성피막, 수세3, 수세4, 순수세, 및 수절 순서로 구성되고,
상기 후처리 단계는 전착1, 전착2, UF(Ultra-filtration) 1수세, UF 2수세, UF 3수세, 및 최종 수세 순서로 구성되고,
상기 후처리 단계의 전착1, 및 전착2는 전착용 도료가 구비된 전착조에 GA 소재를 5초 내지 10초 동안 유지시키는 제 1 침지 단계 및 상기 전착용 도료속에 침지하는 제 2 침지 단계를 수행하고, 제 2 침지 단계에서는 200 ~ 250V 전압을 80 ~ 180초 통전하는 것을 특징으로 하는 합금화용융아연도금강판(Galvannealed-steel sheet, GA) 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전처리 단계의 예비탈지, 수세1, 수세3, 및 상기 후처리 단계의 UF 1수세는 스프레이 노즐을 이용한 분사 공정인 것을 특징으로 하는 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 건조 단계는 150 ~ 230℃의 건조로에서 20 ~ 60분 건조하는 것을 특징으로 하는 GA 소재 배터리 하우징의 전착도장 방법. - 삭제
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020200177151A KR102432131B1 (ko) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Ga 소재 배터리 하우징의 전착도장법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200177151A KR102432131B1 (ko) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | Ga 소재 배터리 하우징의 전착도장법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20220086916A KR20220086916A (ko) | 2022-06-24 |
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ID=82215662
Family Applications (1)
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Citations (1)
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| KR101679405B1 (ko) * | 2016-07-29 | 2016-11-25 | 문한석 | Cr 소재용 전착도장방법 및 전착도장장치 |
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| KR100787737B1 (ko) | 2006-06-30 | 2007-12-24 | 동부제강주식회사 | 내식성 및 분체 도장성 등이 우수한 환경 친화형 합금화용융아연도금 강판 제조 방법 및 그 표면처리 조성물 |
| KR20100101881A (ko) * | 2009-03-10 | 2010-09-20 | 김명선 | 전착도장시스템 |
-
2020
- 2020-12-17 KR KR1020200177151A patent/KR102432131B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| KR101679405B1 (ko) * | 2016-07-29 | 2016-11-25 | 문한석 | Cr 소재용 전착도장방법 및 전착도장장치 |
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