KR102600156B1 - 전착 도장 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피도장물을 사용하여 초음파 탈지하는 단계; 초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하는 단계; 1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하는 단계; 전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하는 단계; 2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척하는 단계; 3차 세척한 피도장물을 전착 도장하는 단계; 전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척하는 단계; 4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하는 단계; 5차 세척한 피도장물을 45-65℃의 온도에서 13-17분 동안 1차 건조하는 단계; 및 1차 건조한 피도장물을 175-195℃의 온도에서 20-40분 동안 2차 건조하는 단계;를 포함하는 전착 도장 방법을 제공한다.

Description

전착 도장 방법{Electrodeposition coating method}
본 발명은 전착 도장 방법에 관한 것이다.
현대 사회가 발전함에 따라 매우 다양한 종류의 전자 제품들이 개발되고 있다. 가전 제품을 예로 들면, 초기의 전자 제품들의 경우 기능이 매우 단순하였고, 제품 외관에 대한 디자인보다는 기능성을 더 중요시했기 때문에 외관 형상이 단순한 제품들이 많았다.
하지만 기술이 계속 발전함에 따라 다양한 기능, 용도, 종류의 제품들이 개발되고 있으며, 제품의 외관 형상도 더욱 다양해지고 복잡해지고 있다. 아울러 다양해지고 복잡해지는 제품의 외관 형상의 변화와 함께 제품에 사용되는 소재의 종류도 다양해지고 있다.
일반적으로 전착 도장(electrodeposition coating)은 전착용 수용성 도료 용액 중에 피도장물을 양극 또는 음극으로 하여 침적시키고, 피도장물과 그 대극 사이에 직류 전류를 통하여 피도장물 표면에 전기적으로 도료를 전착시키는 도장방법이다.
하지만, 기존의 전착 도장 공정 및 기존의 전착 도장 공정에 사용되는 도료 조성물을 이용하는 경우 특정 소재와의 부착성이 떨어지거나, 고열이 발생되는 가전 제품에 사용되기에는 고내열성 등의 성질이 부족한 문제점이 있어 이에 대한 보완이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초음파 탈지 및 전해 탈지의 2단계 탈지 공정을 통해 피도장물의 표면을 완벽하게 전처리하고 우수한 도장 성능을 보이는 전착 도장 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
피도장물을 사용하여 초음파 탈지하는 단계;
초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하는 단계;
1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하는 단계;
전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하는 단계;
2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척하는 단계;
3차 세척한 피도장물을 전착 도장하는 단계;
전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척하는 단계;
4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하는 단계;
5차 세척한 피도장물을 45-65℃의 온도에서 13-17분 동안 1차 건조하는 단계; 및
1차 건조한 피도장물을 175-195℃의 온도에서 20-40분 동안 2차 건조하는 단계;를 포함하는 전착 도장 방법을 제공한다.
또한, 상기 초음파 탈지는,
금속탈지제 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 초음파탈지용액을 제조하는 단계; 및
상기 초음파탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 60-80℃의 온도에서 2-3분 동안 초음파처리하는 단계;를 수행하는 것이고,
상기 금속탈지제는 수산화칼륨 38-42 중량부, 규산칼륨 13-17 중량부, 메타규산나트륨 8-12 중량부, 칼륨메타크릴레이트 8-12 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 3-7 중량부, 소듐라우릴설페이트 8-12 중량부 및 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 8-12 중량부를 포함하고,
상기 전해 탈지는,
가성소다 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 전해탈지용액을 제조하는 단계; 및
상기 전해탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 40-60℃의 온도에서 전압 1.9-5.9 V를 가하여 1-2분 동안 전해탈지하는 단계;를 수행하는 것이고,
상기 전착 도장은,
전착도료 조성물을 준비하는 단계; 및
상기 전착도료 조성물에 피도장물을 투입한 후, 22-26℃의 온도에서 전압 100-120 V를 가하여 30-50초 동안 전착 도장하는 단계;를 수행하는 것이고,
상기 전착도료 조성물은 제1 도료 조성물 43-47 중량부, 제2 도료 조성물 9-13 중량부, 안료 9-13 중량부 및 탈이온수 31-35 중량부를 포함하고,
상기 제1 도료 조성물은 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-[2-(메타크릴로일옥시)에톡시]에틸 이소시아네이트(2-[2-(Methacryloyloxy)ethoxy]ethyl isocyanate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 글리시딜메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제1 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하고,
상기 제2 도료 조성물은 아크릴산 단량체 단위 23-27 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트 23-27 중량부, 2-[(3,5-디메틸피라졸일)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carboxyamino]ethyl methacrylate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 2-(옥시라닐메톡시)에틸 2-메틸-2-프로페노에이트(2-(oxiranylmethoxy)ethyl 2-methyl-2-propenoate) 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제2 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전착도료 조성물은 첨가제 1-5 중량부를 포함하고,
상기 첨가제는 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 및 라우릴피이지-8다이메티콘(Lauryl PEG-8 Dimethicone)가 1:1의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전착 도장 방법은 초음파 탈지 및 전해 탈지의 2단계 탈지 공정을 통해 피도장물의 표면을 완벽하게 전처리하고 우수한 도장 성능을 보이며, 나아가서는 표면경도, 내용제성, 내후성 및 내식성 등의 물성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 측면에서 제공되는 전착 도장 방법을 순서도로 나타낸 것이다.
이하에서는 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명은
피도장물을 사용하여 초음파 탈지하는 단계;
초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하는 단계;
1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하는 단계;
전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하는 단계;
2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척하는 단계;
3차 세척한 피도장물을 전착 도장하는 단계;
전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척하는 단계;
4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하는 단계;
5차 세척한 피도장물을 45-65℃의 온도에서 13-17분 동안 1차 건조하는 단계; 및
1차 건조한 피도장물을 175-195℃의 온도에서 20-40분 동안 2차 건조하는 단계;를 포함하는 전착 도장 방법을 제공한다.
이때, 도 1에 본 발명의 일 측면에서 제공되는 전착 도장 방법을 순서도로 나타내었으며, 이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 전착 도장 방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 피도장물을 사용하여 초음파 탈지하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 피도장물을 준비하여, 초음파 탈지한다.
상기 초음파 탈지는 피도장물에 포함된 이물질을 제거하기 위해 초음파 처리를 수행하는 것으로서, 금속탈지제 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 초음파탈지용액을 제조하는 단계; 및 상기 초음파탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 60-80℃의 온도에서 2-3분 동안 초음파처리하는 단계;를 통해 수행된다. 상기 초음파처리는 초음파 진동자를 통해 수행될 수 있다.
상기 초음파 탈지는,
금속탈지제 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 초음파탈지용액을 제조하는 단계; 및
상기 초음파탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 60-80℃의 온도에서 2-3분 동안 초음파처리하는 단계;를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 금속탈지제는 수산화칼륨 38-42 중량부, 규산칼륨 13-17 중량부, 메타규산나트륨 8-12 중량부, 칼륨메타크릴레이트 8-12 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 3-7 중량부, 소듐라우릴설페이트 8-12 중량부 및 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 8-12 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 수산화칼륨 39-41 중량부, 규산칼륨 14-16 중량부, 메타규산나트륨 9-11 중량부, 칼륨메타크릴레이트 9-11 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 4-6 중량부, 소듐라우릴설페이트 9-11 중량부 및 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 9-11 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 수산화칼륨은 피도장물에 포함된 오염물 제거에 효과적이며, 특히 오일류에 대한 처리능이 우수하며, 물에 대한 용해도가 양호하다.
상기 규산칼륨 및 메타규산나트륨을 1:1의 중량비율로 혼합하여 사용하며, 이를 통해 피도장물에 포함된 오염물을 효과적으로 분산시켜 세정력이 더욱 우수해질 수 있다. 더불어 과도한 에칭을 방지하여 피도장물의 표면 안정성이 우수하다.
상기 칼륨메타크릴레이트는 피도장물에 포함된 오염물을 습윤, 침투작용하여 젖음성을 높이고 탈지력을 향상시킬 수 있다.
상기 에틸렌디아민테트라아세트산은 피도장물에 포함된 오염물을 제거하는데 보조적인 성능을 나타내며, 표면 안정성을 향상시킨다.
상기 소듐라우릴설페이트 및 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르는 1:1의 중량비율로 혼합하여 사용하며, 계면활성제로서 탈지 효율이 우수하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척한다.
상기 공업용수는 공업의 생산과정에서 사용되는 물로, 일반적인 물을 적용할 수 있다.
상기 1차 세척은 3회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하고, 5-10회 반복하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 초음파 탈지 및 1차 세척 후, 피도장물을 전해 탈지한다.
상기 전해 탈지는,
가성소다 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 전해탈지용액을 제조하는 단계; 및
상기 전해탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 40-60℃의 온도에서 전압 1.9-5.9 V를 가하여 1-2분 동안 전해탈지하는 단계;를 수행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척한다.
상기 공업용수는 공업의 생산과정에서 사용되는 물로, 일반적인 물을 적용할 수 있다.
상기 2차 세척은 2회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하고, 3-5회 반복하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척한다.
상기 탈이온수는 전기적으로 하전된 이온교환수지에 수돗물 또는 증류수를 흐르게하여 이온이 존재하지 않는 물을 의미한다.
상기 3차 세척은 2회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하고, 3-5회 반복하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 3차 세척한 피도장물을 전착 도장하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 초음파 탈지 및 전해 탈지와 더불어 3차 세척까지 수행한 피도장물을 전착 도장한다.
상기 전착 도장은,
전착도료 조성물을 준비하는 단계; 및
상기 전착도료 조성물에 피도장물을 투입한 후, 22-26℃의 온도에서 전압 100-120 V를 가하여 30-50초 동안 전착 도장하는 단계;를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 전착도료 조성물은 제1 도료 조성물 43-47 중량부, 제2 도료 조성물 9-13 중량부, 안료 9-13 중량부 및 탈이온수 31-35 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 제1 도료 조성물 44-46 중량부, 제2 도료 조성물 10-12 중량부, 안료 10-12 중량부 및 탈이온수 32-34 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1 도료 조성물은 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-[2-(메타크릴로일옥시)에톡시]에틸 이소시아네이트(2-[2-(Methacryloyloxy)ethoxy]ethyl isocyanate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 글리시딜메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제1 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 24-26 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 단량체 단위 24-26 중량부, 2-[2-(메타크릴로일옥시)에톡시]에틸 이소시아네이트(2-[2-(Methacryloyloxy)ethoxy]ethyl isocyanate) 단량체 단위 24-26 중량부 및 글리시딜메타크릴레이트 단량체 단위 24-26 중량부를 포함하는 제1 아크릴계 공중합체 49-51 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 9-11 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 9-11 중량부, 메틸셀룰로오스 0.8-1.2 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.8-1.2 중량부, 프로필렌글리콜 4-6 중량부, 트리에틸아민 1.5-2.5 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.8-1.2 중량부 및 정제수 19-21 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제1 도료 조성물은 제1 아크릴계 공중합체를 메인 수지로 포함하고, 이에 따라 도장성이 우수하고 피도장물과의 접착력이 높은 효과가 있다. 또한, 표면경도, 내용제성, 내후성 및 내식성이 우수하다.
상기 폴리우레탄아크릴레이트 수지는 보조 수지로 포함하고, 이에 따라 내구성이 우수하다.
상기 폴리우레탄아크릴레이트 수지는 폴리테트라메틸렌글리콜(polytetramehtyleneglycol; PTMG), 디메틸올프로피온산(dimethylol propionic acid; DMPA), N-메틸피놀리돈(NMP) 용액 및 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate; IPDI)를 혼합하여 프리폴리머를 제조하고, N-메틸피놀리돈(NMP) 용액에 희석시킨 트리에틸아민(triethylamine; TEA)으로 상기 프리폴리머를 중화시키고, 상기 중화된 프리폴리머에 증류수를 투입하여 수분산시킨 후, 사슬 연장제로 에틸렌디아민(ethylene diamine; EDA)을 첨가하여 수분산 폴리우레탄을 제조하고, 상기 수분산 폴리우레탄에 메틸메타크릴레이트(methylmetaacrylate; MMA) 및 아조비스이소부티로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile; AIBN)을 첨가한 후 교반하는 공정을 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
상기 아크릴계 혼합물은 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 것으로, 높은 접착 특성을 나타낸다.
상기 메틸셀룰로오스 및 셀룰로오스 섬유는 도료 조성물의 증점제로 적용된다.
상기 제2 도료 조성물은 아크릴산 단량체 단위 23-27 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트 23-27 중량부, 2-[(3,5-디메틸피라졸일)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carboxyamino]ethyl methacrylate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 2-(옥시라닐메톡시)에틸 2-메틸-2-프로페노에이트(2-(oxiranylmethoxy)ethyl 2-methyl-2-propenoate) 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제2 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 아크릴산 단량체 단위 24-26 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트 24-26 중량부, 2-[(3,5-디메틸피라졸일)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carboxyamino]ethyl methacrylate) 단량체 단위 24-26 중량부 및 2-(옥시라닐메톡시)에틸 2-메틸-2-프로페노에이트(2-(oxiranylmethoxy)ethyl 2-methyl-2-propenoate) 단량체 단위 24-26 중량부를 포함하는 제2 아크릴계 공중합체 49-51 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 9-11 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 9-11 중량부, 메틸셀룰로오스 0.8-1.2 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.8-1.2 중량부, 프로필렌글리콜 4-6 중량부, 트리에틸아민 1.5-2.5 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.8-1.2 중량부 및 정제수 19-21 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 제2 도료 조성물은 제2 아크릴계 공중합체를 메인 수지로 포함하고, 이에 따라 도장성이 우수하고 피도장물과의 접착력이 높은 효과가 있다. 또한, 표면경도, 내용제성, 내후성 및 내식성이 우수하다.
상기 안료는 일반적으로 도료에 적용되는 안료를 적용할 수 있고, 블랙 안료 및 화이트 안료를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전착도료 조성물은 첨가제 1-5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 첨가제 2-4 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 첨가제는 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산 및 라우릴피이지-8다이메티콘(Lauryl PEG-8 Dimethicone)가 1:1의 중량비율로 혼합된 것을 사용한다.
상기 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산은 에테르기에 의해 유성과 수성 모두의 상용성을 가져서 이형액의 표면장력을 현저하게 떨어뜨려 전착 도장시 거품 발생을 줄여 불량 발생을 현저히 줄일 수 있고, 라우릴피이지-8다이메티콘 또한 계면활성제로 상기 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산을 보조하여 준다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척한다.
상기 탈이온수는 전기적으로 하전된 이온교환수지에 수돗물 또는 증류수를 흐르게하여 이온이 존재하지 않는 물을 의미한다.
상기 4차 세척은 2회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하고, 3-5회 반복하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척한다.
상기 수절제는 수절처리제라고도 불리며, 전착 도장 및 4차 세척 후 피도장물에 표면에 묻어있는 수분을 빠른 시간 내에 제거하여 건조에 의한 얼룩을 방지하기 위한 목적으로 사용된다.
상기 수절제는 탈이온수 및 에탄올을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 5차 세척은 2회 이상 반복하여 수행하는 것이 바람직하고, 3-5회 반복하여 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 5차 세척한 피도장물을 45-65℃의 온도에서 13-17분 동안 1차 건조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 5차 세척한 피도장물을 저온에서 1차 건조한다.
상기 온도범위 및 시간범위를 벗어나는 경우 물얼룩이 발생하여 불량품이 발생할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 전착 도장 방법은 1차 건조한 피도장물을 175-195℃의 온도에서 20-40분 동안 2차 건조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 1차 건조한 피도장물을 고온에서 열처리하여 표면경화한다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 및 실험예>
피도장물을 사용하여 초음파 탈지하고, 초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하고, 1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하고, 전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하고, 2차 세척한 피도장물을 이온수로 3차 세척하고, 3차 세척한 피도장물을 전착 도장하고, 전착 도장한 피도장물을 이온수로 4차 세척하고, 4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하고, 5차 세척한 피도장물을 55℃의 온도에서 15분 동안 1차 건조하고, 1차 건조한 피도장물을 185℃의 온도에서 30분 동안 2차 건조하여 샘플을 제조하였다. 상기 피도장물은 가로×세로×두께=150mm×70mm×0.8mm인 시편을 사용하였다.
또한, 실시예 1의 샘플은 제1 도료 조성물 45 중량부, 제2 도료 조성물 11 중량부, 안료 11 중량부 및 이온수 33 중량부를 혼합한 전착도료 조성물을 사용하였고, 실시예 2의 샘플은 제1 도료 조성물 45 중량부, 제2 도료 조성물 11 중량부, 안료 11 중량부, 첨가제 3 중량부 및 이온수 33 중량부를 혼합한 전착도료 조성물을 사용하였다.
상기 샘플의 성능을 평가하기 위하여 외관, 표면경도, 내용제성, 내후성, 내식성을 아래 평가기준으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 외관
육안으로 도막 표면을 관찰하여 1점에서 5점(열세⇔우수)까지 점수를 책정하였다.
2. 경도
시편을 대상으로 MS652-05 및 ISO15184에 따라 미쯔비시 연필을 이용한 경도를 측정하였다. 구체적으로, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H 및 3H 각각의 연필을 이용하여 최종 도막에 손상을 주지 않는 최대 경도를 측정하였다(3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H: 열세⇔우수).
3. 내용제성
시편 도막에 메틸 이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone, MIBK) 용제를 충분히 적신 면을 이용하여 도막이 흠집이 발생할 때까지의 이동 횟수를 측정하였다.
4. 내후성
ISO11507에 따라 QUV-A Type 1,000시간을 기준으로 광택 및 외관 변화 확인하였다. 구체적으로, 광택변화율이 10% 미만인 경우 우수(5), 10% 이상 20% 미만인 경우 양호(4), 20% 이상 30% 미만인 경우 보통(3), 30% 이상 50% 미만인 경우 저조(2), 50% 이상인 경우 불량(1)으로 평가하였다.
5. 내식성
MS652-05 / ISO11997-1에 따라 도막 표면을 X-cut한 후 Salt Spray Tester에 500시간 동안 방치하고, X-cut으로부터 편측 기준 creep back이 발생한 길이를 측정하여 내식성을 평가하였다.
외관 표면경도 내용제성 내후성 내식성
실시예 1 4 2H 100회 이상 5 2mm
실시예 2 5 3H 100회 이상 5 3mm
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전착 도장 방법으로 제조된 물품은 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 피도장물을 사용하여 초음파 탈지하는 단계;
    초음파 탈지한 피도장물을 공업용수로 1차 세척하는 단계;
    1차 세척한 피도장물을 전해 탈지하는 단계;
    전해 탈지한 피도장물을 공업용수로 2차 세척하는 단계;
    2차 세척한 피도장물을 탈이온수로 3차 세척하는 단계;
    3차 세척한 피도장물을 전착 도장하는 단계;
    전착 도장한 피도장물을 탈이온수로 4차 세척하는 단계;
    4차 세척한 피도장물을 수절제로 5차 세척하는 단계;
    5차 세척한 피도장물을 45-65℃의 온도에서 13-17분 동안 1차 건조하는 단계; 및
    1차 건조한 피도장물을 175-195℃의 온도에서 20-40분 동안 2차 건조하는 단계;를 포함하고,
    상기 초음파 탈지는,
    금속탈지제 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 초음파탈지용액을 제조하는 단계; 및
    상기 초음파탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 60-80℃의 온도에서 2-3분 동안 초음파처리하는 단계;를 수행하는 것이고,
    상기 금속탈지제는 수산화칼륨 38-42 중량부, 규산칼륨 13-17 중량부, 메타규산나트륨 8-12 중량부, 칼륨메타크릴레이트 8-12 중량부, 에틸렌디아민테트라아세트산 3-7 중량부, 소듐라우릴설페이트 8-12 중량부 및 폴리옥시에틸렌 노닐페놀 에테르 8-12 중량부를 포함하고,
    상기 전해 탈지는,
    가성소다 0.5-1.5 중량부 및 공업용수 97-101 중량부를 혼합하여 전해탈지용액을 제조하는 단계; 및
    상기 전해탈지용액에 피도장물을 투입한 후, 40-60℃의 온도에서 전압 1.9-5.9 V를 가하여 1-2분 동안 전해탈지하는 단계;를 수행하는 것이고,
    상기 전착 도장은,
    전착도료 조성물을 준비하는 단계; 및
    상기 전착도료 조성물에 피도장물을 투입한 후, 22-26℃의 온도에서 전압 100-120 V를 가하여 30-50초 동안 전착 도장하는 단계;를 수행하는 것이고,
    상기 전착도료 조성물은 제1 도료 조성물 43-47 중량부, 제2 도료 조성물 9-13 중량부, 안료 9-13 중량부 및 탈이온수 31-35 중량부를 포함하고,
    상기 제1 도료 조성물은 메틸메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부, 2-[2-(메타크릴로일옥시)에톡시]에틸 이소시아네이트(2-[2-(Methacryloyloxy)ethoxy]ethyl isocyanate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 글리시딜메타크릴레이트 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제1 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하고,
    상기 제2 도료 조성물은 아크릴산 단량체 단위 23-27 중량부, 우레탄다이메타크릴레이트 23-27 중량부, 2-[(3,5-디메틸피라졸일)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(2-[(3,5-dimethylpyrazolyl)carboxyamino]ethyl methacrylate) 단량체 단위 23-27 중량부 및 2-(옥시라닐메톡시)에틸 2-메틸-2-프로페노에이트(2-(oxiranylmethoxy)ethyl 2-methyl-2-propenoate) 단량체 단위 23-27 중량부를 포함하는 제2 아크릴계 공중합체 48-52 중량부, 폴리우레탄아크릴레이트 수지 8-12 중량부, 이소보르닐 메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트 및 스테아릴메타크릴레이트를 3:3:4의 중량비율로 혼합한 아크릴계 혼합물 8-12 중량부, 메틸셀룰로오스 0.5-1.5 중량부, 셀룰로오스 섬유 0.5-1.5 중량부, 프로필렌글리콜 3-7 중량부, 트리에틸아민 1-3 중량부, 이소시아네이트계 경화제 0.5-1.5 중량부 및 정제수 18-22 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전착 도장 방법.
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