KR20090077372A - High close adhesion coating method for metal alloy and metal alloy coated by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마그네슘 합금, 알루미늄 합금, 티탄 합금 등의 금속 합금을 활용하여 사출성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스팅(Thixo casting: 반용융주조법) 성형 등등의 방법에 의해 성형된 금속 합금 성형물에의 새로운 고밀착 도장 방법 및 상기 방법으로 고밀착 도장된 금속 합금 성형물에 관한 것이다.The present invention utilizes metal alloys such as magnesium alloys, aluminum alloys, titanium alloys, and the like to form new high adhesion to metal alloy moldings formed by injection molding, die casting molding, thixo casting molding, and the like. The present invention relates to a coating method and a metal alloy molding coated with high adhesion by the above method.
현재, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금, 티탄 합금 등의 금속 합금을 활용하여 사출성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스팅 성형 등의 수단에 의해 성형된 금속 합금 성형물이, 미니 디스크나 비디오 카메라, 디지털 카메라, 휴대 전화 등의 전자제품 등의 각 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 특히 금속 합금 중에서 마그네슘 합금은 경량이며, ABS수지 등에 비하여 강도가 1자리 수 이상 크고, 또한 열전도율이 높고 방열성이 뛰어나 전자(電磁) 차폐(electromagnetic shield)성이 양호하다는 등의 이유로 그 유효성을 주목받아 시장성이 해마다 확대되고 있다. Currently, metal alloy moldings formed by means of injection molding, die casting molding, thixocast molding, etc. utilizing metal alloys such as magnesium alloys, aluminum alloys and titanium alloys are used for mini disks, video cameras, digital cameras and mobile phones. It is widely used in various fields such as electronics. Among the metal alloys, magnesium alloys are particularly light in weight, have a greater than one-digit strength, and have high thermal conductivity and excellent heat dissipation, and thus have good electromagnetic shielding properties. Marketability is expanding year by year.
그런데 마그네슘 합금으로 대표되는 사출 성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스 팅 성형 등의 수단에 의해 성형된 금속 합금 성형물은, 성형된 그대로의 상태로 사용되는 것은 전무한 일이며, 아크릴 수지 도료계 또는 우레탄 수지 도료계 등의 도료에 의해 디자인을 입히는 것이 일반적이다. 한편, 금속 합금 성형물의 도장에 이르는 공정도, 인젝션 성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스팅 성형 등의 성형 수단이기 때문에 주물표면이 거칠고 부착 이형제 등의 문제도 있으며, 각종 도료와 금속 합금 성형물과의 도장계면에 있어서의 밀착을 확보하기 위해서는 매우 복잡한 공정이 필요한 것이 현실이다. 마그네슘 합금 성형품의 도장을 사례로서 설명하면, 워크 투입→ 열탕세척→ 강알칼리 탈지→열탕세척→ 정제수 세정→화성(化成) 처리(인산 아연 피막 등)→정제수 세정→탈수 건조→제진(除塵)→스프레이 도장(塗裝) 공정과, 적어도 도장 공정에 도달하기까지 약 8개 공정의 프로세스를 거쳐야 하고, 더욱이 도장 공정에 들어가기 전(前)공정으로서 금속 합금 성형물과 각종 도료와의 밀착을 확보하고, 또한 양호한 도장 마무리를 확보하기 위하여 에폭시 수지계 등의 프라이머를 코팅하고, 필요에 따라 접착제(퍼터)처리 공정을 가하는 등, 많은 공정 및 시간 그리고 노력과 비용을 들여야 하는 상황이었다. However, metal alloy moldings formed by means such as injection molding, die casting molding, thixocast molding, or the like, which are represented by magnesium alloys, are never used as they are, and acrylic resin paint systems or urethane resin paint systems It is common to coat a design with paint, such as. On the other hand, since the process leading to the coating of the metal alloy molding, the molding means such as injection molding, die casting molding, thixocast molding, etc., the casting surface is rough, there are also problems such as adhesion release agent, etc. In order to secure close contact in reality, a very complicated process is required. As an example, the coating of magnesium alloy molded products is described as work input → boiling water washing → strong alkali degreasing → boiling water washing → purified water cleaning → chemical conversion treatment (such as zinc phosphate coating) → purified water cleaning → dewatering drying → dust removal → spraying It has to go through the painting process and at least eight processes before reaching the painting process, and further ensures close contact between the metal alloy molding and various paints as a step before entering the painting process. In order to secure a good coating finish, many processes, time, effort, and cost were required, such as coating a primer such as epoxy resin and then applying an adhesive (putter) treatment process if necessary.
여기서 본 발명자는 마그네슘 합금으로 대표되는 금속 합금 성형물의 도장계면에서의 밀착 확보에 있어서, 본 발명자가 이미 개발하여 실용화를 도모하고 있는 하기의 특허 문헌에 개시되어 있는「계면 개질(界面 改質) 기술」의 활용을 시도했는데, 상기「계면개질 기술」이 마그네슘 합금으로 대표되는 금속 합금 성형물의 계면개질에 매우 유효하게 작동하는 것을 발견·확인하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Here, the inventor of the present invention discloses a "surface modification technique" disclosed in the following patent document, which the inventors have already developed and are planning for practical use in securing adhesion at the coating interface of a metal alloy molding represented by a magnesium alloy. Attempted to find and confirm that the above-described "interface modification technology" works very effectively for the interfacial modification of a metal alloy molding represented by a magnesium alloy.
[특허 문헌 1] 특개2003-238710(특허 제 3557194호) [Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2003-238710 (Patent No. 3557194)
상기「특허 문헌1」에는, 고체 물질의 계면 개질(界面 改質) 방법 및 그 장치의 개략이 개시되어 있고, 실란 원자, 티탄 원자, 알루미늄 원자를 포함하며 각각의 비점이 10℃~100℃인 표면 개질제 화합물을 포함하는 연료 가스를 저장하기 위한 저장탱크와, 상기 연료 가스를 분사부로 이송하기 위한 이송부와, 상기 연료 가스의 화염을 분사하기 위한 분사부(버너)를 포함하는 계면개질 장치를 준비하고, 규산화염 등을 고체 물질의 재료 표면에 대해서 전체면적 또는 부분적으로 분사 처리하여, 상기 처리부를 활성화시키는 계면개질 기술이 개시되어 있다.In "Patent Document 1", outlines of a method for interfacial modification of a solid material and an apparatus thereof are disclosed, each of which contains a silane atom, a titanium atom, and an aluminum atom, each having a boiling point of 10 ° C to 100 ° C. Prepare an interfacial reformer comprising a storage tank for storing fuel gas containing a surface modifier compound, a conveying unit for transferring the fuel gas to the injector, and an injector (burner) for injecting a flame of the fuel gas. In addition, an interfacial modification technique is disclosed in which a silicate salt or the like is sprayed on the surface of a material of a solid material in whole or in part to activate the treatment part.
그러나 상기 특허 문헌 1에는 일반적인 각 고체 물질의 계면개질에 있어서 각종 고체 물질에 공통되는 표면 개질 방법이 기술되어 있는 것에 지나지 않고, 본 발명이 해결하려하는 구체적 과제인 마그네슘 합금으로 대표되는 금속 합금 성형물의 도장계면에 있어서의 밀착 확보에 관계되는 구체적 방법론에 관하여는 개시되어 있지 않다.However, Patent Document 1 merely describes a surface modification method common to various solid materials in interfacial modification of each solid material, and is a metal alloy molded product represented by magnesium alloy, which is a specific problem to be solved by the present invention. There is no disclosure regarding a specific methodology related to securing adhesion in the painting interface.
본 발명은 마그네슘 합금으로 대표되는 금속 합금 성형물의 도장계면에서의 밀착 확보에 관한 구체적 방법론을 제공하는 것으로서, 금속 합금 성형물의 도장계면에 있어서의 밀착을 더욱 확실하게 하는 것뿐만이 아니라, 후속 공정인 도장 공정에서의 각종 공정을 크게 간략화 할 수 있는 금속 합금 성형물로의 고밀착 도장 방법 및 상기 도장 방법으로 고밀착 도장된 금속 합금 성형물에 관한 것이다.The present invention provides a specific methodology for securing adhesion at the coating interface of a metal alloy molding represented by a magnesium alloy, which not only ensures the adhesion at the coating interface of the metal alloy molding, but is also a subsequent coating. A high adhesion coating method to a metal alloy molding which can greatly simplify various steps in the step, and a metal alloy molding coated with high adhesion by the coating method.
더욱 구체적으로 말하자면, 종래의 마그네슘 합금으로 대표되는 사출 성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스팅 성형 등의 수단에 의해 성형되는 금속 합금 성형물의 성형 기술은, 틱소캐스팅 성형으로 대표되는 바와 같이 근래 현저한 기술 혁신으로 그 주물표면이 예전과 같이 공동(鑄單:다이캐스팅 내부에 존재하는 공동)이 눈에 많이 띄던 것이 현격히 개선되어 비교적 깨끗한 주물표면이 되었다고 해도, 아직 여전히 그 표면이 거칠고, 상기 금속 합금 성형물에 디자인층이 되는 도장층을 입히는 공정까지는, 상술한 바와 같이 워크 투입→열탕세척→강알칼리 탈지→열탕세척→정제수 세정→화성(化成) 처리(인산 아연 피막 등)→정제수 세정→탈수 건조→제진(除塵)→스프레이 도장 공정으로, 적어도 도장 공정에 도달하기까지 약 8단계의 공정을 거쳐야하며, 또한 후속 공정이 되는 도장 공정의 사전공정으로서 각종 도료와의 밀착을 확보하기 위하여 에폭시 수지계 등의 프라이머를 반드시 실시해야 하고, 또한 이어서, 대부분의 경우 주물표면의 평활성을 확보하기 위하여 접착제(퍼터)처리→ 샌딩→ 제진(除塵)의 각 공정을 거쳐야 했다.More specifically, the molding technology of metal alloy moldings formed by means such as injection molding, die casting molding, thixocast molding, or the like represented by conventional magnesium alloys has been a significant technological innovation in recent years, as represented by thixocast molding. Even though the casting surface was noticeably improved as the cavity (the cavity existing inside the die casting) as before, and it became a relatively clean casting surface, the surface is still rough, and the design layer is still on the metal alloy molding. As described above, until the coating layer is coated, the workpiece is loaded, the boiling water is washed, the strong alkali is degreased, the heated is washed, the purified water is washed, the chemical conversion treatment (such as zinc phosphate coating), the purified water is washed, the dehydrated is dried and the dust is removed. Spray coating process, at least 8 steps to reach the painting process In addition, as a preliminary step of the subsequent painting process, a primer such as an epoxy resin must be applied to secure adhesion with various paints, and in most cases, an adhesive (putter) is used to ensure smoothness of the casting surface. ) It had to go through each step of treatment → sanding → dust removal.
이상 상술한 바와 같이, 마그네슘 합금으로 대표되는 사출 성형, 다이캐스팅 성형, 틱소캐스팅 성형 등의 수단에 의해 성형되는 금속 합금 성형물을 대상으로 한 도장에 있어서는, 그 도장까지 이르는 공정이 많고 번잡하며, 또한 그 처리 비용도 높아지기 때문에 바람직한 공정의 개선이 필요하다. 따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하는 데에 그 목적이 있다.As described above, in the coating of metal alloy moldings formed by means such as injection molding, die casting molding, thixocast molding, or the like represented by magnesium alloys, many steps leading up to the coating are complicated and Since the treatment cost is also high, it is necessary to improve the desired process. Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 합금 성형물의 알칼리 탈지 처리 공정과; 상기 제1호 기재의 금속 합금 성형물을 정제수 또는 물 또는 온수로 세정하는 공정과; 상기 제2호 기재의 금속 합금 성형물을 탈수 건조하는 공정과; 상기 제3호 공정을 실시한 후에, 실란 원자, 티탄 원자 또는 알루미늄 원자를 포함하는 개질(改質) 화합물로 각각의 비점이 10℃~105℃인 개질제(改質劑) 화합물을 포함하는 연료 가스의 화염을, 금속 합금 성형물의 표면에 대하여 전체면 또는 부분적으로 분사하여, 금속 합금 성형물의 표면이 습윤 지수(측정 온도 25℃)가 73dyn/cm 이상이 되도록 계면활성화 처리를 하는 공정과; 상기 제4호 기재의 계면활성화 처리 공정을 거쳐 디자인층이 되는 도료층을 입히는 도장 공정;을 포함하는것을 특징으로 하는 금속 합금 성형물에의 고밀착 도장 방법을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is an alkali degreasing treatment step of a metal alloy molding; Washing the metal alloy molding according to No. 1 with purified water or water or hot water; Dehydrating and drying the metal alloy molding according to No. 2; After carrying out the third step, a fuel compound containing a modifying compound containing a silane atom, a titanium atom, or an aluminum atom, each having a boiling point of 10 ° C to 105 ° C. Spraying the flame with respect to the surface of the metal alloy molding in whole or in part to perform an interfacial activation treatment so that the surface of the metal alloy molding has a wetness index (measurement temperature of 25 ° C.) of 73 dyn / cm or more; The high-strength coating method to the metal alloy molding, characterized in that it comprises a; coating step of applying a coating layer to be a design layer through the surface activation treatment step of the fourth substrate.
상기 금속 합금 성형물은 마그네시아 합금 또는 알루미늄 합금 또는 티탄 합금인 것을 특징으로 하는 고밀착 도장 방법으로 되는 것이 바람직하다.The metal alloy molding is preferably a high adhesion coating method, characterized in that the magnesia alloy, aluminum alloy or titanium alloy.
또한 본 발명은 상기 고밀착 도장 방법으로 고밀착 도장된 금속 합금 성형물 을 또 다른 기술적 요지로 한다.In another aspect, the present invention is another technical gist of a metal alloy molding coated with a high-tight coating method.
본 발명에 의하면, 상기 도 3에 도시된 계면 개질층(301)의 계면개질 성능은, 습윤 지수 시약으로 측정한 경우에 습윤 지수(濕潤指數)(측정 온도 25) 73dyn/cm이상, 접촉각으로 측정한 경우라도 10°(측정 온도 25℃)이하로 초친수성 효과를 확실히 얻을 수 있어, 이 계면개질 상태에서 후속 공정인 디자인층이 되는 도장 공정을 프라이머 공정을 생략한 상태로 코팅하고, Mg-Al-Zn계(AZ91D)성형물과 도장층과의 계면의 밀착 강도 및 도장 외관 모두 우수함을 확인할 수 있다. 또한 다른 알루미늄계 또는 티탄계 합금 성형물이어도 같은 계면개질 장치에 의해 마그네슘 합금 성형물과 마찬가지로 계면개질을 도모할 수 있어 초친수성(超親水性) 효과를 나타낼 수 있다. According to the present invention, the interfacial reforming performance of the
또한 본 발명을 틱소캐스팅 성형 방법으로 성형한 마그네슘계 합금(Mg-Al-Zn계:AZ91D)성형물을 사례로 하여, 본 발명에 의하여 도장 공정의 사전 처리 공정으로부터 디자인층 형성까지의 흐름을 설명하면, 약알칼리 탈지 공정→열탕세척 또는 정제수 세정 공정→탈수 건조 공정→계면 활성화 처리 공정→제진공정→프라이머리스?도장 공정이 되고, 종래 방법에 따른 공정: 열탕세척→강알칼리 탈지→열탕세척→정제수 세정→화성(化成) 처리(예: 인산 아연 피막)→정제수 세정→탈수 건조→제진→프라이머 도포 공정과 비교하면, 종래 방법에 따른 공정은 8개의 공정이며 본발명에 따른 공정은 5개의 공정이 되므로 공정의 수가 거의 절반으로 줄게 되고, 제조 시간의 대폭적인 단축 및 제조비용의 절감을 도모할 수 있다. 또한 디자인층 형성을 위한 도장 공정에 있어도, 프라이머 도포 공정이 불필요하게 되므로, 그대로 1 코팅 마무리가 가능하고, 디자인층 직접 형성할 수 있다는 이점도 있어 경제적 효과가 크다.In addition, using the magnesium-based alloy (Mg-Al-Zn-based: AZ91D) molded article formed by the thixocast molding method as an example, the flow from the pretreatment process of the coating process to the design layer formation will be described according to the present invention. , Alkali degreasing process → boiling water washing or purified water washing process → dehydration drying process → surface activation treatment process → vibration elimination process → primers? Coating process, and the process according to the conventional method: boiling water washing → strong alkali degreasing → boiling water washing → purified water washing → compared with chemical conversion treatment (e.g. zinc phosphate coating) → purified water washing → dehydration drying → dust removal → primer coating, the conventional process is eight steps and the process according to the present invention is five steps. The number of processes can be reduced by almost half, resulting in a significant reduction in manufacturing time and a reduction in manufacturing costs. Moreover, even in the coating process for forming a design layer, since the primer application process is unnecessary, it is possible to finish 1 coating as it is, and there is also an advantage in that the design layer can be directly formed, and the economic effect is large.
또한 상기와 같은 계면개질 장치에 의해 각종 금속 합금 성형물의 도장계면을 계면개질하면, 각종 금속 합금 성형물의 표면 즉 주물표면에 형성되는 수십㎛~수백㎛ 정도의 요철 표면이 초친수 상태가 되기 때문에, 이후에 형성되는 각종 도료가 해당 요철면에 유동함과 동시에 친화되어 확실하게 밀착되기 때문에 각종 금속 합금 성형물의 계면에 있어서의 후속 공정이 되는 도장 공정은 프라이머리스의 상태에서 충분한 밀착성을 확보할 수 있다는 이점이 있다. In addition, when the coating interface of various metal alloy moldings is interfacially modified by the above-described interfacial modifying apparatus, the surface of various metal alloy moldings, that is, the uneven surface of about tens of micrometers to several hundreds of micrometers formed on the casting surface, becomes superhydrophilic. Since the various paints formed thereafter flow to the concave-convex surface and are intimately tightly bonded to each other, the coating process, which is a subsequent process at the interface of various metal alloy moldings, can ensure sufficient adhesion in the state of the primary. There is an advantage.
본 발명은 상술한 금속 합금 성형물의 도장 공정에 도달하기까지의 많은 공정과 번잡함에 주목하여 이루어진 것으로, 상기 많은 공정과 번잡함을 금속 합금 성형물의 표면계면을 본질적으로 계면 개질(界面 改質)함으로써, 금속 합금 성형물의 도장 공정에 이르기까지의 많은 공정 및 번잡함을 근본적으로 개선한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made with attention to the many processes and complexity of reaching the coating process of the above-described metal alloy molding, and by interfacially modifying the surface interface of the metal alloy molding, It is a fundamental improvement in many of the processes and complexity of the metal alloy molding up to the coating process.
우선, 금속 합금 성형물의 계면개질에 관한 그 방법론을 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 계면개질장치의 개요를 나타낸 개략도이며, 상기 개략도에 의거하여 설명한다. First, the methodology regarding the interfacial modification of a metal alloy molding is described. 1 is a schematic diagram showing an outline of an interface reforming apparatus according to the present invention, and will be described based on the schematic diagram.
상기 계면개질장치(100)는, 실란 원자, 티탄 원자 또는 알루미늄 원자를 포함하는 계면개질제 화합물로서, 알킬 실란 화합물, 알콕시 실란 화합물, 실록산 화합물, 실라잔 화합물, 알킬 티탄 화합물, 알콕시 티탄 화합물, 알킬알루미늄 화합 물 및 알콕시 알루미늄 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 계면 개질제 화합물(101)을 저장하기 위한 개질제 화합물 저장탱크(102)와, 상기 개질제 화합물 저장탱크(102) 내의 계면 개질제 화합물(101)을 기화시키기 위한 가열수단(103)과, 프로판가스·LPG가스 등의 연료 가스를 저장하기 위한 연료가스 저장탱크(106)와, 상기 연료가스의 연소용 공기 및 계면개질제 화합물을 반송(搬送)하기 위한 공기를 공급하는 압축 공기원(107)과, 상기 가열 수단(103)에 의해 기화되는 계면 개질제 화합물(101)과 상기 연료가스 저장탱크(106)의 연료가스와 상기 압축 공기원(107)의 공기를 분사부(버너)(104)로 이송시키는 이송로(105)로 구성되어 있다. 또한 상기 이송로(105)에는 상기 기화된 계면 개질제 화합물(101)과 상기 압축 공기원(107)의 공기를 혼합하는 서브 믹서(108)와, 상기 기화된 계면개질제 화합물과 공기와의 혼합 가스와 상기 연료가스 저장탱크(106)에서 송출되는 연료 가스를 균일하게 혼합하기 위한 메인 믹서(109)가 구비되어 있다. 또한, 상기 계면개질제 화합물(101)을 저장하기 위한 개질제 화합물 저장탱크(102)와 공기를 공급하는 압축 공기원(107) 및 연료 가스 저장탱크(106) 각각의 송출 출구에는 각각의 송출 유량을 제어하기 위한 유량계 부착 유량조절밸브(110, 111, 112)가 각각 형성되어, 계면개질 장치(100)를 구성하고 있다. 다음으로 상기 각 주요 구성 부재(파트)를 상세하게 설명한다. The
[계면 개질제 화합물용 저장 탱크][Storage tank for interfacial modifier compound]
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 계면 개질제 화합물 저장 탱크(102)의 하부에는 가열용 히터 등의 가열 수단(103)이 구비되어 있고, 상온·상압 상태에서는 액상인 계면개질제 화합물(101)이 기화되도록 구성되어 있다. 그리고 상기 가열 수단(103)은 CPU(미도시)에 의해 제어된다. 즉, 상기 CPU는 계면개질제 화합물의 액량(液量) 센서, 액체 온도 센서 등의 각 센서에 전기적으로 접속되어 있어, 상기 계면개질제 화합물의 액량 및 액체 온도가 규정 범위 안에 들어가도록 가열 수단을 제어한다. As shown in FIG. 1, a heating means 103 such as a heating heater is provided at the lower portion of the interfacial modifier
또한 본 발명에서는 액상의 계면개질 화합물을 사용한 예를 들었지만, 기체 또는 고체 형태의 화합물도 사용할 수 있다. 기체 형태의 계면개질제 화합물을 사용하는 경우에는, 상기 계면개질제 화합물용 저장탱크(102)에는 굳이 히터를 구비할 필요는 없고, 그 대신 압력 조정 밸브 등의 유량 조절 수단을 설치하는 것이 바람직하다. 또한 고체 형태의 계면개질제 화합물을 사용하는 경우에는, 예를 들면, 상기 고체 형태 화합물을 용매로 용해하든지, 열로 용융시켜, 본 실시예의 저장탱크로부터 버너의 화염 근방까지 배관된 액체 수송관 내를 통과시켜, 직접 버너 안으로 이송함으로써 계면개질을 수행할 수 있다. In the present invention, examples of using a liquid-phase interfacial modified compound are given, but a gas or a solid compound may also be used. In the case of using a gaseous interfacial modifier compound, it is not necessary to provide a heater in the
「이송부」`` Transfer department ''
상기 이송부(105)는 통상적으로「관」구조이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 압축 공기원(107)으로부터 공급되는 연소용 공기와 상기 개질제 화합물 저장탱크(102)로부터 송출되는 기화된 계면개질제 화합물을 혼합하기 위한 서브 믹서(108)와, 상기 서브 믹서(108)에 의해 혼합된 혼합 가스와, 상기 연료 가스의 저장탱크(106)로부터 송출되는 연료 가스를 균일하게 혼합하기 위한 메인 믹서(109)가 설치된다. The
「분사부(버너)」 `` Burner ''
상기 분사부(버너)(104)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이송부(105)를 통과하여 송출되어 오는 연소가스를 연소시켜 얻어지는 화염(113)을 개질 처리될 면(피개질 처리면)(미도시)에 분사하여 피개질 처리면을 계면개질하는 것이다. 그리고 이러한 화염(113)의 상태는, 상기 기화된 계면 개질제 화합물(101)의 유량 및 압축 공기원(107)으로부터 송출되는 연소용 공기의 양 및 연료 가스 저장탱크(106)로부터 송출되는 연료 가스의 양 각각을, 각각의 가스 유로에 설치되어 있는 유량계 부착 유량 조절 밸브(110, 111, 112)의 개방도를 조절함으로써 최적으로 조정할 수 있다. 또한 버너의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 예비 혼합(premixed)형 버너, 확산형 버너, 부분 예비 혼합형 버너, 분무 버너, 증발 버너 등의 어느 것이어도 무방하다. 또한 버너의 형태에 있어서도 특별히 제한되는 것은 아니다.As illustrated in FIG. 1, the injection unit (burner) 104 is a surface to be reformed on the
상기 계면개질제 화합물로서는, 실란 원자, 티탄 원자 또는 알루미늄 원자를 포함하는 화합물이며, 또한 일반적인 가스버너의 화염 내에서 연소할 수 있는 것이면 특별한 제한은 없다. 그리고 쉽게 입수할 수 있다는 점이나 취급의 용이함을 고려한다면, 예를 들면 알킬실란 화합물, 알콕시실란 화합물, 실록산 화합물, 실라잔 화합물, 알킬티탄 화합물, 알콕시 티탄 화합물, 알킬알루미늄 화합물 및 알콕시 알루미늄 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물인 것이 바람직하다. The interfacial modifier compound is not particularly limited as long as it is a compound containing a silane atom, a titanium atom or an aluminum atom and can burn in a flame of a general gas burner. In view of the availability and ease of handling, for example, an alkylsilane compound, an alkoxysilane compound, a siloxane compound, a silazane compound, an alkyl titanium compound, an alkoxy titanium compound, an alkyl aluminum compound and an alkoxy aluminum compound It is preferred that it is at least one compound selected from the group.
알킬실란 화합물의 적합예로서는, 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 테 트라메틸실란, 테트라에틸실란, 디메틸 디클로로실란, 디메틸 디페닐실란, 디에틸 디클로로실란, 디에틸 디페닐실란, 메틸트리클로로실란, 메틸트리페닐실란, 디메틸디에틸실란 등의 치환기를 갖는 모노실란 화합물, 헥사메틸 디실란, 헥사 에틸디실란, 클로로헵타메틸디실란 등의 치환기를 갖는 디실란 화합물, 옥타메틸트리실란 등의 치환기를 갖는 트리실란 화합물 등을 들 수 있다. Suitable examples of the alkylsilane compound include methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, tetraethylsilane, dimethyl dichlorosilane, dimethyl diphenylsilane, diethyl dichlorosilane, diethyl diphenylsilane, methyltrichlorosilane, Substituents such as monosilane compounds having substituents such as methyltriphenylsilane and dimethyldiethylsilane, disilane compounds having substituents such as hexamethyl disilane, hexaethyldisilane and chloroheptamethyldisilane, and octamethyltrisilane The trisilane compound etc. which it has are mentioned.
알콕시실란 화합물의 적합예로서는, 메톡시실란, 디메톡시실란, 트리메톡시실란, 테트라메톡시실란, 에톡시실란, 디에톡시실란, 트리에톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디클로로디메톡시실란, 디클로로디에톡시실란, 디페닐 디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 트리클로로메톡시실란, 트리클로로에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란 등의 한 종류 단독, 또는 두 종류 이상의 조합을 들 수 있다. Suitable examples of the alkoxysilane compound include methoxysilane, dimethoxysilane, trimethoxysilane, tetramethoxysilane, ethoxysilane, diethoxysilane, triethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyl Dimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dichlorodimethoxysilane, dichlorodiethoxysilane, diphenyl dimethoxy One kind single or two types or more combinations, such as a methoxysilane, diphenyl diethoxysilane, trichloromethoxysilane, trichloroethoxysilane, triphenylmethoxysilane, and triphenylethoxysilane, are mentioned.
실록산 화합물의 적합예로서는, 테트라메틸 디실록산, 펜타메틸 디실록산, 헥사메틸 디실록산, 옥타메틸 트리실록산, 헥사메틸 시클로 트리실록산, 옥타메틸 시클로테트라실록산, 데카메틸 시클로 펜타실록산, 도데카메틸 시클로헥사실록산 등을 들 수 있다. Suitable examples of the siloxane compound include tetramethyl disiloxane, pentamethyl disiloxane, hexamethyl disiloxane, octamethyl trisiloxane, hexamethyl cyclo trisiloxane, octamethyl cyclotetrasiloxane, decamethyl cyclo pentasiloxane, and dodecamethyl cyclohexasiloxane. Etc. can be mentioned.
실라잔 화합물의 적합예로서는, 헥사메틸 디실라잔 등을 들 수 있다. 또한 알킬티탄 화합물의 적합예로서는, 테트라메틸티탄, 테트라에틸티탄, 테트라프로필 티탄 등을 들 수 있다. 알콕시 티타늄 화합물의 적합예로서는, 티타늄 메톡시드, 티타늄 에톡시드 등을 들 수 있다. 알킬알루미늄 화합물의 적합예로서는, 트리메틸 알루미늄, 트리에틸 알루미늄, 트리프로필 알루미늄 등을 들 수 있다. 알콕시 알루미늄 화합물의 적합예로서는, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드 등을 들 수 있다. 이러한 화합물은 단독으로 또는 혼합하여 이용하여도 된다. Preferred examples of the silazane compound include hexamethyl disilazane and the like. Moreover, tetramethyl titanium, tetraethyl titanium, tetrapropyl titanium, etc. are mentioned as a suitable example of an alkyl titanium compound. Suitable examples of the alkoxy titanium compound include titanium methoxide and titanium ethoxide. Preferable examples of the alkyl aluminum compound include trimethyl aluminum, triethyl aluminum, tripropyl aluminum, and the like. Suitable examples of the alkoxy aluminum compound include aluminum methoxide, aluminum ethoxide and the like. These compounds may be used alone or in combination.
이상의 적합 예 중에서도, 실란 화합물, 알콕시실란 화합물, 실록산 화합물 및 실라잔 화합물은 취급이 용이하고, 기화되기 쉽고, 또한 쉽게 입수 가능하다는 점에서 매우 바람직하다. Among the above suitable examples, the silane compound, the alkoxysilane compound, the siloxane compound and the silazane compound are very preferable in view of easy handling, easy vaporization, and easy availability.
다음으로, 상술한 도 1에서 도시된 계면개질 장치를 이용하여 마그네슘 합금:Mg-Al-Zn계(AZ91D)를 틱소캐스팅(Thixo casting:반용융주조법) 성형하여 이루어지는 마그네슘계 합금 성형물을 대상으로 하여, 상기 마그네슘계 합금 성형물의 개질면이 어떻게 개질되는지를 도 2를 기초로 하여 설명한다.Next, a magnesium-based alloy molding formed by thixocasting a magnesium alloy: Mg-Al-Zn system (AZ91D) using the above-described interfacial reforming apparatus is used. How the modified surface of the magnesium-based alloy molding is modified based on FIG.
도 2는 틱소캐스팅 성형 방법으로 성형된 마그네슘계 합금 성형물의 확대 단면도를 모식적으로 나타낸 것으로, 주물표면의 상태를 설명하기 위한 것이다. 도 2에서 도면부호 201은 Mg-Al-Zn계(AZ91D) 성형물이고, 상기 성형물의 표면은 미시적으로 관찰하면 수십㎛~수백㎛ 크기의 요철(202, 203)이 무수히 눈에 띈다. 금속 합금 성형법 중에서 주물표면이 비교적 평활한 틱소캐스팅 성형 방법에 있어서도, 상기 주물 표면에 의장층이 되는 도장층을 입히기에는, 종전대로 사전에 ‘열탕세척→강알칼리 탈지→열탕세척→정제수 세정→화성(化成) 처리(인산 아연 피막 등)→정제수 세정→탈수 건조→제진(除塵)’이라고 하는 공정을 반드시 거쳐야 하며, 상기 공정을 생략하면 Mg-Al-Zn계(AZ91D) 성형물과 도장층 사이의 밀착이 확보되지 않으므로, 밀착성 확보를 위하여 반드시 수행해야 하는 필수 공정으로 인식되어 왔다. FIG. 2 schematically shows an enlarged cross-sectional view of a magnesium-based alloy molding molded by a thixocast molding method, for explaining the state of the casting surface. In FIG. 2,
그런데 도 1에 도시된 본 발명에 따른 계면개질 장치를 이용하여, Mg-Al-Zn계(AZ91D) 성형물과 도장층의 계면을 개질함에 있어서는, 상기 Mg-Al-Zn계(AZ91D) 성형물을 약알칼리 용액에서 먼저 탈지 처리를 수행하고, 이어서 탈수 건조를 종료한 후, 도 1에 도시된 계면개질 장치(계면 개질제 화합물로는 실란 화합물계 계면 개질제 화합물을 사용)를 이용하여 동일한 상기 Mg-Al-Zn계(AZ91D)성형물의 표면을 계면 개질하면, 도 2와 같은 마그네슘계 합금 성형물의 확대 단면을 도 3에 도시된 것처럼 수 nm ~ 수십 nm 두께의, 예를 들면 규산염계의 계면 개질층(301)이 형성된다. However, in modifying the interface between the Mg-Al-Zn-based (AZ91D) molding and the coating layer using the interface modification apparatus shown in FIG. 1, the Mg-Al-Zn-based (AZ91D) molding is approximately The degreasing treatment is first performed in an alkaline solution, and then dehydration drying is finished, and then the same Mg-Al- is used as the interface modifier shown in FIG. 1 (using a silane compound-based interface modifier compound as the interface modifier compound). When the surface of the Zn-based (AZ91D) molding is interfacially modified, an enlarged cross section of the magnesium-based alloy molding as shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3, for example, a silicate-based interfacial modified
이하 구체적인 실시예를 살펴보도록 한다.Let's look at a specific embodiment below.
마그네슘계 합금(Mg-Al-Zn계:AZ91D)에서 틱소캐스팅 성형 방법으로 휴대 전화기의 케이스를 얻었다. 상기 케이스를 아래에 기재된 프로세스를 거쳐 디자인층 형성의 사전 처리를 수행하였다. A case of a mobile phone was obtained by a thixocast molding method in a magnesium alloy (Mg-Al-Zn system: AZ91D). The case was subjected to pretreatment of design layer formation via the process described below.
(1) 사전 처리 공정 (1) pretreatment process
워크 투입→약알칼리 탈지(1분)→세정(1분)→탈수 건조(1분)→계면 활성화 처리(2초) 또한 계면활성화 처리에 있어서의 개질제 화합물은 헥사메틸디실록산을 사용하여, 화염 처리용의 연료 GAS로서 프로판·GAS를 사용하였다. Work input → weak alkali degreasing (1 minute) → washing (1 minute) → dehydration drying (1 minute) → surface activation treatment (2 seconds) In addition, the modifier compound in the surface activation treatment uses hexamethyldisiloxane, and flames Propane-GAS was used as fuel GAS for processing.
(2) 디자인층 형성 공정 (2) design layer formation process
이어서 상기 사전 처리 공정을 종료한 휴대 전화기의 케이스를 아래에 기재된 프로세스를 거쳐 디자인층을 형성했다. Subsequently, the design layer was formed for the case of the mobile telephone which completed the said preprocessing process through the process described below.
워크 투입→제진(2초)→프라이머리스·스프레이 도장: 평균 막 두께(25㎛)·(10초): 열경화형 도료(2액형 우레탄 수지: 이시마트·재팬 제품: IMS-100)→세팅(실온: 10분)→경화 건조(70℃×30분)→쿨링(5분)→워크 취출. Work input → vibration damping (2 seconds) → prime spray spray: average film thickness (25 μm), (10 seconds): thermosetting paint (2-component urethane resin: Ishimart Japan Japan product: IMS-100) → setting ( Room temperature: 10 minutes) → curing drying (70 ° C. × 30 minutes) → cooling (5 minutes) → work taking out.
(3) 도막 외관(3) coating film appearance
도막 외관은 프라이머리스· 1코팅 마무리로 매우 평활한 완성이 가능하고, 외관상의 문제점은 일절 없었다. The appearance of the coating film can be completed very smoothly with a primerless coating 1, and there are no problems in appearance.
(4) 도막 물성 (4) coating film properties
도 1은 계면개질장치의 개략도.1 is a schematic diagram of an interface reformer.
도 2는 본 발명에 따른 개면개질을 실시하지 않은 마그네슘계 합금 성형물의 확대 단면도.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the magnesium-based alloy molding not subjected to the reforming according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 개면개질을 실시한 경우의 마그네슘계 합금 성형물의 확대 단면도.Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the magnesium-based alloy molding when the surface modification according to the present invention.
<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
100: 계면개질 장치 101: 계면개질제 화합물 100: interfacial modifier 101: interfacial modifier compound
102: 개질제화합물 저장 탱크 103: 가열 수단 102: modifier compound storage tank 103: heating means
104: 분사부(버너) 105: 이송로 104: injection part (burner) 105: transfer path
106: 연료 가스 저장탱크 107: 압축 공기원 106: fuel gas storage tank 107: compressed air source
108: 서브 믹서 109: 메인 믹서 108: sub mixer 109: main mixer
110, 111, 112: 유량계 부착 유량 조절 밸브110, 111, 112: flow control valve with flow meter
113: 화염 201: Mg-Al-Zn계(AZ91D) 성형물113: flame 201: Mg-Al-Zn-based (AZ91D) moldings
202: 요철 203: 요철202: unevenness 203: unevenness
301: 계면개질층301: interface modification layer
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