KR20100102910A - 금속 제품의 표면 도장 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰과 같은 금속 제품의 내,외장제에 대한 표면 도장시 수용성 우레탄 도료를 적용할 수 있도록 함으로써 내마모성을 향상시키고, 자외선 변색의 발생을 지연시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 금속 제품의 표면 도장 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 금속 제품의 표면에 존재하는 오염물을 제거하는 오염물 제거 공정; 금속 제품의 도장면을 전해 에칭하는 전해 에칭 공정; 상기 전해 에칭 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 미세 이물을 제거하는 1차 수세 공정; 전착 작업을 통해 수용성 우레탄 도료를 상기 금속 제품의 도장면에 코팅하는 전착 코팅 공정; 상기 전착 코팅 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료의 잔존 이물을 제거하는 2차 수세 공정; 그리고, 상기 2차 수세 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 잔존 물기를 제거하고 건조하는 건조 공정:을 포함하여 진행되는 금속 제품의 표면 도장 방법이 제공된다.

금속 제품, 표면 도장, 전해 에칭, 전착 코팅

Description

금속 제품의 표면 도장 방법{method for E-coating of a metal goods}

본 발명은 금속 제품의 내,외장제에 대한 표면 도장 방법에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 휴대폰과 같은 금속 제품의 내,외장제에 대한 표면 도장시 수용성 우레탄 도료를 적용할 수 있도록 함으로써 내마모성을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 금속 제품의 표면 도장 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰과 같은 소형 전자 제품은 표면 코팅을 통해 해당 제품의 내,외장제가 외부 환경에 노출됨에 따른 손상을 방지하도록 구성되고 있다.

상기한 표면 코팅은 다양하게 이루어질 수 있으며, 통상적으로는 아크릴을 이용하여 표면 코팅을 수행하고 있다.

하지만, 전술한 아크릴은 내마모성이 낮기 때문에 도장 불량이 많이 발생되고 있으며, 오래 사용하지 않았음에도 불구하고 해당 제품에 대한 도장의 마모 혹은, 변색이 발생되어 제품의 신뢰성을 저하시켰던 문제점을 가지고 있다.

이에 최근에는, 내마모성이 높은 도료를 이용하여 금속 제품의 표면 도장을 수행하고자 하는 노력이 진행되고 있으며, 그 중 하나가 수용성 우레탄 도료의 사용이다.

이때, 상기 수용성 우레탄 도료는 유연성과 내마모성이 높기 때문에 표면 도장제로 매우 적합하다는 장점을 가진다. 그러나, 상기한 우레탄 도료를 금속 제품의 표면에 도장하기 위해서는 전기 도금으로 진행하여야 함을 고려할 때 금속 제품의 표면에 도장시 밀착력이 현저히 떨어져서 그 적용이 어려운 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 휴대폰과 같은 금속 제품의 내,외장제에 대한 표면 도장시 수용성 우레탄 도료를 적용할 수 있도록 함으로써 내마모성을 향상시키고, 자외선 변색을 지연시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 금속 제품의 표면 도장 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도장 방법에 따르면 금속 제품의 표면에 존재하는 오염물을 제거하는 오염물 제거 공정; 금속 제품의 도장면을 전해 에칭하는 전해 에칭 공정; 상기 전해 에칭 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 미세 이물을 제거하는 1차 수세 공정; 전착 작업을 통해 수용성 우레탄 도료를 상기 금속 제품의 도장면에 코팅하는 전착 코팅 공정; 상기 전착 코팅 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료의 잔존 이물을 제거하는 2차 수세 공정; 그리고, 상기 2차 수세 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 잔존 물기를 제거하고 건조하는 건조 공정:이 순차적으로 진행되어 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 오염물 제거 공정은 금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 전기 화학적인 방법으로 제거하는 전해탈지 공정과, 상기 전해탈지 공정의 수행에 따른 탈지제 등의 화학 성분을 상기 금속 제품의 도장면으로부터 세 척하는 세척 공정을 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

상기 전해탈지 공정은 전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 마이너스극의 오염물을 탈지하는 제1전해탈지 공정과, 전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 플러스극의 오염물을 탈지하는 제2전해탈지 공정이 포함됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 오염물 제거 공정에는 상기 전해탈지 공정 이전에 금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 초음파와 수용성 알카리 탈지제를 이용하여 제거하는 초음파 탈지 공정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 전해 에칭 공정 및 상기 전착 코팅 공정은 상기 금속 제품이 마이너스 극의 상태로 수행되도록 설정됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 금속 제품의 표면 도장 방법은 수용성 우레탄 도료로 도장할 수 있도록 함으로써 해당 금속 제품의 표면 도장에 대한 내마모성을 향상시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기한 수용성 우레탄 도료를 금속 제품의 표면에 도장하는 과정이 통상의 버핑, 전해 연마 혹은, 화학 연마후 전착 도장을 수행하게 되면 밀착력이 현저히 떨어지는데 반해, 본 발명에 따른 금속 제품의 표면 도장 방법과 같이 상기 전착 도장을 수행하기 전에 전해 에칭을 통한 도장면의 미세 식각이 이루어질 수 있도록 함으로써 상기 수용성 우레탄 도료의 밀착력을 현저히 향상시킬 수 있게 된 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 금속 제품의 표면 도장 방법은 전착 공정 및 전해 에칭 공정이 수행되기 전에 전해 탈지 공정이 우선하여 수행될 수 있도록 함으로써 오염물로 인한 전착 도장에 대한 밀착불량은 미연에 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

이하, 본 발명에 따른 금속 제품의 표면 도장 방법(이하, “도장 방법”이라 함)에 대한 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

우선, 본 발명은 수용성 우레탄 도료를 적용하여 금속 제품의 표면을 도장할 수 있도록 한 것으로써, 전착 도장 작업 중 혼산을 이용한 전해 에칭 공정을 적용하여 최종 전착 작업이 완료되면 우레탄 도려가 금속 제품의 표면에 우수한 밀착성을 가지면서 도장된 상태를 이룰 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 오염물 제거 공정(S100)과, 전해 에칭 공정(S200)과, 1차 수세 공정(S300)과, 전착 코팅 공정(S400)과, 2차 수세 공정(S500) 및 건조 공정(S600)이 순차적으로 진행되어 이루어지는 도장 방법을 제시한다.

여기서, 상기 오염물 제거 공정(S100)은 금속 제품의 표면에 존재하는 오염물을 제거하기 위한 일련의 공정을 의미하고, 상기 전해 에칭 공정(S200)은 금속 제품의 도장면 전해 에칭하기 위한 일련의 과정을 의미한다.

또한, 상기 1차 수세 공정(S300)은 탈지 작업을 통해 금속 제품의 도장면에 대한 미세 이물을 세척하는 일련의 과정을 의미하며, 상기 전착 코팅 공정(S400)은 전착 작업을 통해 수용성 우레탄 도료를 금속 제품의 도장면에 코팅하는 일련의 과정을 의미한다.

또한, 상기 2차 수세 공정(S500)은 상기 전착 코팅 공정(S400)이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료의 잔존 이물질을 제거하는 일련의 과정을 의미하고, 상기 건조 공정(S600)은 금속 제품의 도장면에 대한 잔존 물기를 제거하고 건조하는 일련의 과정을 의미한다.

하기에서는, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 도장 방법을 이용한 금속 제품의 표면 도장 과정에 대하여 첨부된 도 1의 순서도를 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도장을 수행하고자 하는 금속 제품을 준비한다.

이때, 상기 금속 제품은 예컨대, SUS 재질의 휴대폰 케이스와 같은 내장재 혹은, 외장재를 의미하며, 상기한 금속 제품은 도장면에 대한 기계적인 표면 가공이 완료된 상태이다.

그리고, 상기와 같이 준비된 금속 제품은 전술한 오염물 제거 공정(S100)을 통해 표면에 존재하는 오염물을 제거하게 된다.

이때, 상기 오염물이라 함은 금속 제품의 표면 가공 등과 같이 이전 공정에서 발생된 이물질 등이 될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 오염물 제거 공정(S100)이 전해탈지 공정(S120,S130)과 세척 공정(S140)을 포함하여 진행됨을 제시한다.

즉, 준비된 금속 제품은 상기 전해탈지 공정(S120,S130)을 통해 전기 화학적 인 방법으로 오염물을 제거한 후 세척 공정을 통해 상기 전해탈지 공정(S120,S130)의 진행시 금속 제품의 표면에 잔존하는 화학성분이 세척되는 것이다.

여기서, 상기 전해탈지 공정(S120,S130)이라 함은 전기 화학적인 방법을 통해 상기 금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 제거하는 공정을 의미하며, 상기한 전해탈지 공정(S120,S130)으로 인해 차후 전착 코팅 공정(S400)시 수용성 우레탄 도료가 상기 금속 제품의 도장면에 대한 밀착불량이 발생될 수 있는 우려를 미연에 제거할 수 있게 된다.

특히, 상기한 전해탈지 공정(S120,S130))은 전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 마이너스극의 오염물을 탈지하는 제1전해탈지 공정(S120)과, 전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 플러스극의 오염물을 탈지하는 제2전해탈지 공정(S130)을 포함하여 진행된다.

이와 함께, 본 발명의 실시예에서는 상기한 전해탈지 공정(S120,S130)을 수행하기 전에 금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 초음파(28㎐∼30㎐, 1200W)와 수용성 알카리 탈지제를 이용하여 제거하는 초음파 탈지 공정(S110)이 더 포함되어 진행됨을 제시한다. 즉, 상기한 초음파 탈지 공정(S110)을 통해 금속 제품의 표면 가공에 따른 이물질이 완전히 제거될 수 있도록 함으로써 도장불량이 미연에 방지될 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 세척 공정(S140)은 금속 제품의 도장면에 대한 수세를 통해 진행되며, 상기한 세척 공정(S140)의 수행에 의해 상기 초음파탈지 공정(S110) 및 전해탈지 공정(S120,S130)의 수행에 따른 탈지제 등의 화학 성분이 상기 금속 제품의 도장면으로부터 세척된다.

그리고, 전술한 바와 같은 오염물 제거 공정(S100)이 완료되면 전해 에칭 공정(S200)을 통해 금속 제품의 도장면을 전해 에칭하게 된다.

즉, 상기한 금속 제품의 도장면에 대한 미세 식각에 의해 차후 전착 코팅 공정시 수용성 우레탄 도료에 대한 밀착력이 극대화될 수 있게 된다.

이때, 상기 전해 에칭 공정(S200)에 의해 상기 오염물 제거 공정(S100) 중 각 탈지 공정(S110,S120,S130)의 진행에 따라 금속 제품에 존재하는 알카리성분의 중화 기능도 함께 수행된다.

특히, 상기한 전해 에칭 공정(S200)의 작업 조건은 상기 금속 제품이 마이너스 극의 상태를 이루도록 설정된 상태로, 염산과 황산과 산성불화암모늄 및 초순수가 혼합된 혼합물 내에서 30∼40℃의 온도로 2∼3V의 전기를 제공하면서 수행된다.

다음으로, 상기한 전해 에칭이 완료된 금속 제품은 1차 수세 공정(S300)을 통해 상기 전해 에칭 공정(S200)이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 미세 이물을 세척하게 된다.

상기한 1차 수세 공정(S300)은 도장후 미세 이물로 인한 도장 불량을 미연에 방지하기 위한 일련의 과정으로써, 본 발명의 실시예에서는 상기한 1차 수세 공정(S300)이 초순수 샤워를 통해 상기 금속 제품의 표면 가공을 통해 형성된 헤어라인의 골 사이에 대한 미세한 이물질이 제거될 수 있도록 함을 제시한다.

이때, 상기 초순수 샤워라 함은 초순수(DIW;DeIonized Water)를 금속 제품의 표면에 분무함으로써 상기 금속 제품의 표면에 존재하는 미세 이물질을 제거하는 과정을 의미한다.

다음으로, 상기한 1차 수세 공정(S300)이 완료된 금속 제품은 전착 코팅 공정(S400)을 통해 그 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료를 코팅하게 된다.

상기한 전착 코팅 공정(S400)은 수용성 우레탄 도료 용액 중에 양극 또는 음극(본 발명의 실시예에서는 음극)으로 침적한 금속 제품과 그 대극 사이에 직류 전류를 흘림으로써 상기 금속 제품의 도장면에 상기 우레탄 도료가 코팅되도록 수행된다.

이때, 상기 금속 제품의 도장을 위해 우레탄 도료를 사용하는 이유는 상기한 우레탄 도료가 내마모성이 우수할 뿐 아니라 방식 성능이 우수하기 때문이다.

즉, 통상의 우레탄 도료는 밀착성이 좋지 않기 때문에 기존의 일반 제품 표면에 우레탄 도료를 도장하는 방법과 동일한 스프레이 도장을 통해 금속 제품 표면을 도장한다면 상기 금속 제품 표면으로부터 상기 우레탄 도료가 쉽게 벗겨지거나 혹은, 도장 불량이 발생될 여지가 많기 때문에 실제 적용되지는 못하였다.

하지만, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 일련의 과정 중 전해 에칭 공정(S200)을 통해 상기 금속 제품의 도장면에 대한 미세 식각이 우선적으로 이루어졌기 때문에 전착 코팅 공정(S400)에 의한 우레탄 도료의 밀착성은 크게 우수해질 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 전착 코팅 공정(S400)의 작업 조건은 상기 금속 제품이 마이너스 극의 상태를 이루도록 설정된 상태로, 우레탄 수지와 규정량의 우레탄 안료 및 초순수의 혼합액 내에서 22℃∼25℃의 온도 범위로 25∼150V(코팅 두께에 따라 달리 설정됨)의 전원을 제공하여 수행된다.

따라서, 본 발명에서는 전착 코팅 공정(S400)을 통해 상기 우레탄 도료가 상기 금속 제품의 도장면에 원활히 도장될 수 있게 된다.

그리고, 상기한 일련의 과정에 의한 전착 코팅 공정(S400)이 완료되면 2차 수세 공정(S500)을 통해 상기 금속 제품의 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료의 잔존 이물을 제거하게 된다.

이때, 상기 2차 수세 공정(S500)은 코팅 잔재물로 인한 불량을 감소시키기 위해 수행하는 일련의 과정이며, 통상의 수세 과정을 통해 진행된다.

이후, 건조 공정(S600)을 통해 상기 2차 수세 공정(S500)이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 잔존 물기를 제거하게 된다.

이때, 상기한 건조 공정(S600)은 수절 작업을 통해 금속 제품의 도장면으로부터 수분을 이탈시키는 과정과, 에어브로워를 이용하여 고온의 환경에서 상기 도장면의 수용성 우레탄 도료를 건조시키는 일련의 과정을 통해 수행된다.

결국, 전술한 바와 같은 일련의 과정에 의해 해당 금속 제품에 대한 우레탄 도료의 도장이 완료되며, 특히 전해 에칭과 전착 코팅의 순차적인 진행에 의해 상기한 우레탄 도료의 도장 밀착성은 월등히 향상될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 제품의 표면 도장 방법을 설명하기 위해 간략히 나타낸 순서도

Claims (5)

1. 금속 제품의 표면에 존재하는 오염물을 제거하는 오염물 제거 공정;

   금속 제품의 도장면을 전해 에칭하는 전해 에칭 공정;

   상기 전해 에칭 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 미세 이물을 제거하는 1차 수세 공정;

   전착 작업을 통해 수용성 우레탄 도료를 상기 금속 제품의 도장면에 코팅하는 전착 코팅 공정;

   상기 전착 코팅 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 수용성 우레탄 도료의 잔존 이물을 제거하는 2차 수세 공정; 그리고,

   상기 2차 수세 공정이 완료된 금속 제품의 도장면에 대한 잔존 물기를 제거하고 건조하는 건조 공정:이 순차적으로 진행되어 이루어짐을 특징으로 하는 금속 제품의 표면 도장 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오염물 제거 공정은

   금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 전기 화학적인 방법으로 제거하는 전해탈지 공정과,

   상기 전해탈지 공정의 수행에 따른 탈지제 등의 화학 성분을 상기 금속 제품의 도장면으로부터 세척하는 세척 공정을 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 금속 제품의 표면 도장 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전해탈지 공정은

   전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 마이너스극의 오염물을 탈지하는 제1전해탈지 공정과,

   전기 분해법으로 금속 제품의 도장면에 존재하는 플러스극의 오염물을 탈지하는 제2전해탈지 공정이 포함됨을 특징으로 하는 금속 제품의 표면 도장 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 오염물 제거 공정에는

   상기 전해탈지 공정 이전에 금속 제품의 도장면에 존재하는 전(前) 공정의 오염물을 초음파와 수용성 알카리 탈지제를 이용하여 제거하는 초음파 탈지 공정이 더 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 금속 제품의 표면 도장 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전해 에칭 공정 및 상기 전착 코팅 공정은 상기 금속 제품이 마이너스 극의 상태로 수행되도록 설정됨을 특징으로 하는 금속 제품의 표면 도장 방법.

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