KR20100101881A

KR20100101881A - 전착도장시스템

Info

Publication number: KR20100101881A
Application number: KR1020090020300A
Authority: KR
Inventors: 김명선
Original assignee: 김명선
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-20

Abstract

본 발명은 탕세척-예비탈지공정-본탈지공정-제1수세공정-제2수세공정-표면조정공정-화성피막공정-제3수세공정-제4수세공정-제1순수세공정-전착공정-제1UF수세공정-제2UF수세공정-제2순수세공정-건조공정을 포함하는 전착도장 시스템으로서, 각 공정은 컨베이어 이송장치를 이용해 1스텝씩 자동 수행되도록 하되, 상기 화성피막공정과 전착공정을 수행하는 화성피막용 탱크 및 전착용 탱크의 면적을 다른 개별 공정의 탱크 면적보다 넓게 형성시켜 상기 화성피막공정과 전착공정을 각각 한 탱크 내에서 적어도 2회 이상 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

전착도장, 화성피막, 수세, 탈지

Description

전착도장시스템{ELECTRODEPOSITION COATING SYSTEM}

본 발명은 전착도장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통전 가능한 다양한 산업제품을 전처리 및 전착도장함에 있어, 별도의 딥조를 추가 설치하거나, 공정지연 없이도 화성피막 공정과 전착공정시간을 2배로 연장시켜 전착도장효율을 향상시키는 전착도장 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 도금이라 함은, 금속 표면에 다른 금속 또는 합금의 얇은 층을 입히는 것을 말한다. 이러한 도금은 원재료의 내식성(耐蝕性) 부족을 보완시켜 특정한 환경 속에서도 견딜 수 있도록 하거나, 구리합금 제품의 크롬도금과 같이 원재료를 표면경화(表面硬化)시킴으로써, 마모에 견딜 수 있도록 하거나, 장신구의 도금과 같이 원재료의 표면을 미화(美化)시켜 아름답게 보이도록 하거나, 반사경의 크롬도금과 같이 원재료 표면을 평활화(平滑化)시켜 빛 반사율이 개선되도록 한다.

상기와 같은 일반적인 도금표면은 습도, 염수 조건에 취약한 특징을 갖는데, 이를 극복하기 위해 도금 표면에 재차 도장작업을 수행하고 있다.

특히, 기존의 크롬도금의 예를 보면, 크롬6가를 사용하여 견고한 도막을 얻 을 수 있었으나, 최근 환경문제로 인해 크롬3가로 대체되고 있는 추세인데, 이와 같은 크롬3가를 이용해 도금된 표면은 내식성이 현저하게 떨어지기 때문에, 이 역시도 도금 후, 재차 도장작업을 수행해야 하는 번거로움이 있었고, 이와 같이 도금과 도장을 병행하는 작업방법은 생산단가를 높이는 문제가 있었다.

이에, 상기한 문제점을 해소하기 위한 전착도장시스템이 제안되고 있는 실정이다.

도 1은 종래기술의 전착도장 시스템을 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 종래기술의 전착도장 시스템은 스폿용접 등이 완료된 차체(화이트 보디)에 대하여 예비탈지를 행하는 샤워(또는 스프레이)(11), 탑핑 탈지를 행하는 탈지조(12), 및 탈지를 행하는 샤워(13)로 이루어진 탈지공정과 탈지후의 차체에 대하여 차체에 부착된 탈치액을 제거하는 수세샤워(14) 및 수세딥조(15)로 이루어진 수세 공정과, 수세 후 차체의 표면의 면조도(面組度)를 낮추는 표면 조정용 딥조(16)로 이루어진 표면 조정공정과, 차체 표면에 인산 피막을 형성하는 화성(化成)피막용 딥조(17)로 이루어진 화성피막 공정과, 차체에 부착된 인산 처리액을 제거하는 수세샤워(18), 수세 딥조(19), 및 순수샤워 수세(20)로 이루어진 수세공정과, 수세후 전착도장을 행하는 전착용 딥조(21)인, 차체에 부착된 전착용 딥조(21)로부터 내려오는 여분의 전착액의 회수를 행하는 UF(Ultraㅇfiltered) 샤워수세(22) 및 UF 수세 딥조(23)로 이루어진 전착공정과, 수세 딥조(24), 샤워 수세(25) 및 순수 샤워 수세(26)로 이루어진 수세공정을 각각에 실시할 수 있는 각종 장치로 구성되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 구성의 종래기술은 공정이 복잡하고, 각 공정들이 평면 상에 직열로 배열되어 있기 때문에 시스템의 대형화가 불가피하고, 이로 인해 시스템 설치에 따른 넓은 공간을 확보해야 하는 어려움이 있고, 각 공정에 따른 딥조 및 샤워 부스를 각각 독립적으로 설치함으로써, 많은 시설비가 소요되는 문제가 있었다.

또한, 상기한 종래기술은 금속재료 표면에 전착 도장을 수행하기에 앞서 내식성，도막 밀착성 등의 성질을 향상시킬 목적으로 피막화성공정을 수행하게 되는데, 통상 이와 같은 화성피막공정은 하나의 딥조에서 1회에 걸쳐 수행되는 것으로 마무리되기 때문에 전착 도장시 내식성 및 도막 밀착성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 전착도장시스템을 간편하고 효율적으로 구성함으로써, 전체 시스템의 설치 스페이스를 줄이고, 전체 공정시간을 지연시키거나, 별도의 딥조를 설치하지 않고도 화성피막 공정과 전착공정시간을 2배로 연장시켜 전착도장효율을 향상할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 갖는 본 발명은 아래 구성을 갖는다.

그리고, 상기 컨베이어 이송장치는 이송레일이 각 공정의 상부를 경유하도록 설치되고, 상기 이송레일에는 수직방향으로 승하강이 가능한 승강장치가 탑재되며, 상기 승강장치 하부에는 피도장물이 탑재되는 행거가 결합되는 구성으로 이루어지 는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고, 상기 화성피막공정은 화성피막용 탱크 내에 채워진 화성피막제에 피도장물을 딥핑시켜 그 표면에 비 전도성의 인산-아연 피막층이 형성되도록 하되, 상기 상기 화성피막제의 조성은 인산40중%, 산화아연 10중량%, 탄산나트륨10중량%, 물40중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전착공정은 전착용 탱크 내에서 피도장물을 전착액에 딥핑시켜 그 표면에 전착도장이 이루어지도록 하되, 상기 전착액의 조성은 에폭시레진 70~79.4중량%, 이온 교환수 20~29.4중량%, 2-부톡시에탄올 0.4중량%, 메틸이소부틸캐톤 0.2중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전착공정은 전착용 탱크 내에서 피도장물을 전착액에 딥핑시켜 그 표면에 전착도장이 이루어지도록 하되, 상기 전착액은 이온교환수 45~55중량%, 알루미늄실리카 28~30중량%, 디부틸틴옥사이드 4~5중량%, 카본블랙 3~4중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따른 본 발명은 전착도장시스템을 간편하고 효율적으로 구성함으로써, 전체 시스템의 설치 스페이스를 줄여, 공간활용도를 높이는 효과가 있고, 전체공정시간을 지연시키거나, 별도의 딥조를 설치하는 일 없이도 화성피막 공정과 전착공정시간을 2배로 연장시켜 수행되도록 함으로써, 전착 도장시 내식성 및 도막 밀착성을 대폭 향상시킬 수 있고, 피도장물의 도장두께를 증가시켜 오랜시간 도장 면을 유지할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 전착도장시스템을 설명하기 위한 전체 공정도이다.

상기 도2에서 보여지는 바와 같은 본 발명의 전착도장 시스템은 탕세척공정(s111)-예비탈지공정(s112)-본탈지공정(s113)-제1수세공정(s114)-제2수세공정(s115)-표면조정공정(s116)-화성피막공정(s117)-제3수세공정(s118)-제4수세공정(s119)-제1순수세공정(s120)-전착공정(s121)-제1UF수세공정(s122)-제2UF수세공정(s123)-제2순수세공정(s124)-건조공정으로 이루어진다.

상기한 전착도장 시스템의 각공정에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물의 세척공정을 도시한 개략도로서, 탕세척공정(s111)과 예비탈지공정(s112)을 도시하고 있다.

동 도면에서 보는 바와 같이 본 발명의 전착도장시스템은 피도장물(4)이 컨베이어 이송장치에 의해서 자동 이송하면서 전 공정을 자동 수행하게 된다.

상기 컨베이어 이송장치에 대한 구체적인 작동구조는 널리 알려져 있는 공지의 기술인 바, 간략히 설명하기로 한다.

먼저, 이송레일(1)이 각 공정의 상부를 경유하도록 설치되고, 그리고, 상기 이송레일(1)에는 수직방향으로 승하강이 가능한 승강장치(2)가 탑재되며, 상기 승강장치(2) 하부에는 피도장물(4)이 탑재되는 행거(3)가 결합되는 구성으로 이루어지게 된다.

상기 행거(3)는 수직방향으로 다수의 피도장물(4)을 탑재하기 위한 거치대를 형성하고 있다.

먼저, 상기 컨베이어 이송장치에 의해 시스템에 투입된 피도장물(4)에 대한 탕세척공정(s111)이 수행된다.

이때, 상기 탕세척공정(s111)은 40~60℃의 온수가 채워진 탕세척용 탱크에 피도장물(4)을 딥핑시켜 표면의 이물질 또는 방청유 등이 세척되도록 하는 공정이다.

상기 탕세척용 탱크 상부에 피도장물(4)이 위치하게 되면, 승강장치(2)가 작동하여 행거(3)를 수직방향으로 하강시켜 탕세척용 탱크에 침지하게 된다.

이후, 세척이 완료되면, 승강장치(2)가 행거(3)을 승강시키게 되며, 이송레일(1)에의해 다음 공정으로 이동하게 된다.

상기 탕세척공정(s111) 이후, 피도장물(4)에 대한 예비탈지공정(s112)을 수행하게 되는데, 상기 예비탈지공정(s112)은 예비탈지용 탱크 내에서 비눗물 등의 탈지제가 첨가된 탈지액을 피도장물(4)의 표면에 스프레이방식으로 분사시켜 잔류 오염물질이 제거되도록 하는 공정이다.

상기 예비탈지공정(s112)에서의 컨베이어 이송장치의 작동은 탕세척공정(s111)에서와동일하게 이루어지게 되고, 이와 같은 작동은 이후의 다른 공정에서도 동일하게 이루어지게 되는데, 각 동작은 한 공정에 1스텝씩 이동하면서 반복하게 된다.

이하, 각 개별공정에서의 컨베이어 이송장치의 작동에 대해서는 생략하기로한다.

그리고, 상기 예비탈지공정(s112) 이후, 피도장물(4)에 대한 본탈지공정(s113)을 수행하게 되는데, 상기 본탈지공정(s113)은 본탈지용 탱크 내부에 채워진 비눗물 등의 탈지제를 첨가한 탈지액 속에 피도장물(4)을 딥핑시켜 잔류 오염물질이 완전히 제거되도록 하는 공정이다.

그리고, 상기 본탈지공정(s113) 이후, 피도장물(4)에 대한 제1, 제2수세공정(s114)( s115)을 차례로 수행한다.

상기 제1, 제2수세공정(s114)( s115)은 제1, 제2수세용 탱크 내에서 스프레이방식 또는 딥방식을 이용해 피도장물(4)의 표면을 물세척시켜 잔류 탈지액이 제거되고, 표면의 청정성이 유지되도록 하는 공정이다.

다음, 상기 제1, 제2수세공정(s115) 이후, 피도장물(4)에 대한 표면조정공 정(s116)을 수행하게 되는데, 상기 표면조정공정(s116)은 표면조정용 탱크 내에 채워진 표면조정제에 피도장물(4)을 딥핑시켜 제품의 산화방지 및 억제를 위하여 제품표면의 성상을 균일화시키는 공정이다.

상기 표면조정공정(s116) 이후, 피도장물(4)에 대한 화성피막공정(s117)을 수행한다.

상기 화성피막공정(s117)은 화성피막용 탱크 내에 채워진 화성피막제에 피도장물(4)을 딥핑시켜 그 표면에 비 전도성의 인산-아연 피막층이 형성되도록 하여 방청력 및 전착 도료의 밀착력이 향상되도록 하는 공정이다.

여기서, 상기 화성피막제의 조성은 인산40중%, 산화아연 10중량%, 탄산나트륨10중량%, 물40중량%로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 탄산나트륨10중량%를 질산니켈10중량%로 대체한 조성도 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물(4)의 화성피막공정을 도시한 개략도이다.

동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 화성피막공정(s117)은 다른 공정에서 컨베이어 이송장치의 동작이 1스텝으로 진행되는데 비해, 2스텝으로 진행될 수 있도록 화성피막용 탱크를 다른 공정에 비해 2배 넓게 형성하고 있다.

즉, 화성피막용 탱크 내에서 1차 피막이 완료된 피도장물(4)이 다음 공정으로 이동하지 않고, 화성피막용 탱크 내에서 자리를 이동하여 2차 피막을 진행하게 되는 것이다.

이는, 한 공정에서 화성피막 작업을 2스텝에 걸쳐 진행하게 됨에 따라, 전체공정시간을 지연시키지 않으면서도, 화성피막 시간을 2배로 연장시키는 효과를 얻을 수 있고, 이로 인해, 전착 도장시 내식성 및 도막 밀착성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

상기 화성피막공정(s117) 이후, 피도장물(4)에 대한 제3, 제4수세공정(s118)( s119)을 차례로 수행하게 되는데, 상기 제3, 제4수세공정(s118)( s119)은 제3, 제4수세용 탱크 내에서 스프레이방식 또는 딥방식을 이용해 피도장물(4)의 표면을 물세척시켜 잔류 피막제가 제거되도록 하는 공정이다.

상기 제3, 제4수세공정(s118)( s119) 이후, 피도장물(4)에 대한 제1순수세공정(s120)을 수행하게 되는데, 상기 제1순수세공정(s120)은 제1순수세용 탱크 내에서 스프레이방식 또는 딥방식을 이용해 피도장물(4)의 표면을 물세척시켜 잔류 수세수의 미세 잡이온이 제거되도록 하는 공정이다.

상기 제1순수세공정(s120) 이후, 피도장물(4)에 대한 전착공정(s121)을 수행한다.

상기 전착공정(s121)은 전착용 탱크 내에서 피도장물(4)을 전착액에 딥핑시켜 그 표면에 전착도장이 이루어지도록 하는 공정이다.

이때, 상기 전착공정에 사용되는 전착액의 조성은 에폭시레진 70~79.4중량%, 이온 교환수 20~29.4중량%, 2-부톡시에탄올 0.4중량%, 메틸이소부틸캐톤 0.2중량%로 조성된 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 전착액은 이온교환수 45~55중량%, 알루미늄실리카 28~30중량%, 디부틸틴옥사이드 4~5중량%, 카본블랙 3~4중량%로 조성된 것을 사용할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물(4)의 전착공정을 도시한 개략도로서, 동 도면에서 보는 바와 같은 본 발명의 전착공정(s121)은 다른 공정에서 컨베이어 이송장치의 동작이 1스텝으로 진행되는데 비해, 2스텝으로 진행될 수 있도록 전착공정용 탱크를 다른 공정에 비해 2배 넓게, 즉 화성피막용 탱크의 넓이와 같게 형성하고 있다.

즉, 전착용 탱크 내에서 1차 도장이 완료된 피도장물(4)이 다음 공정으로 이동하지 않고, 전착용 탱크 내에서 자리를 이동하여 2차 도장을 진행하게 되는 것이다.

이는, 한 공정에서 전착도장 작업을 2스텝에 걸쳐 진행하게 됨에 따라, 전체 공정시간을 지연시키지 않으면서도 전착도장 시간을 2배로 연장시키는 효과를 얻을 수 있고, 이로 인해, 도장두께를 두껍게 형성할 수 있어, 오랜시간 도장면을 유지할 수 있게 되는 이점을 갖게 된다.

상기 전착공정(s121) 이후, 피도장물(4)에 대한 제1, 제2UF수세공정(s122)( s123)을 차례로 수행한다.

상기 제1, 제2UF수세공정(s122)(s123)은 제1, 제2UF수세용 탱크 내에서 피도장물(4)을스프레이방식 또는 딥방식을 이용해 물세척시켜 잔류 전착액이 회수되도록 하는 공정이다.

상기 제1, 제2UF수세공정(s122)(s123) 이후, 피도장물(4)에 대한 제2순수세공정(s124)을 수행한다.

상기 제2순수세공정(s124)은 제2순수세용 탱크 내에서 피도장물(4)을 스프레이방식 또는 딥방식을 이용해 최종 물세척시켜 잔류 수세수의 미세 잡이온이 제거되도록 하는 공정이다.

상기 제2순수세공정(s124) 이후, 피도장물(4)은 건조용 오븐(미도시)로 보내져 건조과정을 거치게 된다. 이때, 건조 과정은 140~200℃에서 35~45분간 시행되도록 한다.

상기와 같은 공정으로 전착도장된 본 발명의 피도장물(4)에 대한 염수시험을t실시하였다.

시험 조건은 물의 종류 - 순수(D.I WATER), 챔버온도 - 34~36℃, 염수농도5wt%, 시험시간 - 1,000Hrs 와 같이 하였으며, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

<염수 시험결과>

구분	규 격	판 정
도장면	부풀음 없을 것	없음
	벗겨짐 없을 것	없음
	녹발생 없을 것	없음
EDGE부,용접부,고무접촉부	면적대비 녹발생10%미만	없음

상기 시험결과를 통해 일반적인 전착도장 공정을 거친 피도장물이 대부분 500시간 이내에 도장면에 대한 부풀음, 벗겨짐, 녹발생 문제가 있었던데 비해, 본 발명에 의한 피도장물은 1,000시간 이상 아무런 문제가 발생되지 않는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 구성에 따른 본 발명은 전착도장시스템을 간편하고 효율적으로 구성할 수 있고, 이로 인해, 전체 시스템의 설치 스페이스를 줄여, 공간활용도를 높이는 이점을 갖게 된다.

또한, 전체공정시간을 지연시키거나, 별도의 딥조를 설치하는 일 없이도 화성피막 공정과 전착공정을 각각 2회 이상씩 더 수행함으로써, 전착 도장시 내식성 및 도막 밀착성을 대폭 향상시킬 수 있게 되어 피도장물에 대한 도장면을 오랜시간 유지할 수 있게 되는 이점이 있다.

도 1은 종래기술의 전착도장시스템을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 전착도장시스템을 설명하기 위한 전체 공정도.

도 3은 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물의 세척공정을 도시한 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물(4)의 화성피막공정을 도시한 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 컨베이어 이송장치에 의한 피도장물(4)의 전착공정을 도시한 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 이송레일 2: 승강장치

3: 행거 4: 피도장물

s111: 탕세척공정 s112: 예비탈지공정

s113: 본탈지공정 s114: 제1수세공정

s115: 제2수세공정 s116: 표면조정공정

s117: 화성피막공정 s118: 제3수세공정

s119: 제4수세공정 s120: 제1순수세공정

s121: 전착공정 s122: 제1UF수세공정

s123: 제2UF수세공정 s124: 제2순수세공정

Claims

탕세척(s111)-예비탈지공정(s112)-본탈지공정(s113)-제1수세공정(s114)-제2수세공정(s115)-표면조정공정(s116)-화성피막공정(s117)-제3수세공정(s118)-제4수세공정(s119)-제1순수세공정(s120)-전착공정(s121)-제1UF수세공정(s122)-제2UF수세공정(s123)-제2순수세공정(s124)-건조공정을 포함하는 전착도장 시스템으로서,

각 공정은 컨베이어 이송장치를 이용해 1스텝씩 자동 수행되도록 하되, 상기 화성피막공정(s117)과 전착공정(s121)을 수행하는 화성피막용 탱크 및 전착용 탱크의 면적을 다른 개별 공정의 탱크 면적보다 넓게 형성시켜 상기 화성피막공정(s117)과 전착공정(s121)을 각각 한 탱크 내에서 적어도 2회 이상 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 컨베이어 이송장치는 이송레일(1)이 각 공정의 상부를 경유하도록 설치되고, 상기 이송레일(1)에는 수직방향으로 승하강이 가능한 승강장치(2)가 탑재되며, 상기 승강장치(2) 하부에는 피도장물(4)이 탑재되는 행거(3)가 결합되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 화성피막공정(s117)은 화성피막용 탱크 내에 채워진 화성피막제에 피도 장물(4)을 딥핑시켜 그 표면에 비 전도성의 인산-아연 피막층이 형성되도록 하되, 상기 상기 화성피막제의 조성은 인산40중%, 산화아연 10중량%, 탄산나트륨10중량%, 물40중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제3항에 있어서,

상기 화성피막제는 탄산나트륨10중량%를 질산니켈10중량%로 대체시켜 조성하는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 전착공정(s121)은 전착용 탱크 내에서 피도장물(4)을 전착액에 딥핑시켜 그 표면에 전착도장이 이루어지도록 하되, 상기 전착액의 조성은 에폭시레진 70~79.4중량%, 이온 교환수 20~29.4중량%, 2-부톡시에탄올 0.4중량%, 메틸이소부틸캐톤 0.2중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 전착공정(s121)은 전착용 탱크 내에서 피도장물(4)을 전착액에 딥핑시켜 그 표면에 전착도장이 이루어지도록 하되, 상기 전착액은 이온교환수 45~55중량%, 알루미늄실리카 28~30중량%, 디부틸틴옥사이드 4~5중량%, 카본블랙 3~4중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제2순수세공정(s124) 이후, 피도장물(4)은 건조용 오븐로 보내져 140~200℃에서 35~45분간 건조공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.
제1항에 있어서,

상기 전착공정 시스템으로 제조된 피도장물(4)이 물의 종류 - 순수(D.I WATER), 챔버온도 - 34~36℃, 염수농도5wt%, 시험시간 - 1,000Hrs 의 염수시험 조건에서 1,000시간 이상 동안 변형이 발생되지 않는 것을 특징으로 하는 전착도장 시스템.