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JOHN-YOUNG Bulk Electro-coating 滾鍍(免掛具)電著(泳)塗裝之進展

第九届西安海峡两岸表面精饰交流会发表报告

滚镀(免挂具)电着()涂装之进展 2005/9/1(Bulk Electro-coating)

1.简介

   一般机械五金零件、电子零件如果体积不大,构造坚固易于滚动的时候,在需要作电镀表面处理的时候,滚筒电镀 (Barrel Plating)即滚镀是最佳的选择,不必像吊镀一个一个的以人工挂上吊架,人工贵每工时产量又低。

        对这些相同的小零件如果想用涂装的时候,吊挂喷漆是可保证质量均一但是单一零件的涂装成本太高了,虽然吊挂喷涂涂装成本相对于吊挂电镀成本仍低唯涂装或电镀功能不同,依客户之需求而定。

        涂装滚涂的主要问题在于涂料在涂装后烘烤前有黏性的困扰 这是与电镀最大的不同,如何像电镀一样有滚镀的生产线一直是涂装界思考的问题,如(图一)所示是以各色两液型涂料一面薄喷一面烘烤 ( 约 60 – 80 度 C ) ,可喷出多种颜色配合各类金属钮扣衣服颜色是其优点,此法的质量缺点为光泽度低 表面因互相磨擦产生毛毛的感觉,浸旋 ( Dip / Spin ) 涂装也是一种涂装之方式 但用于黄铜电镀后薄涂一层透明喷漆为多。
 


(图一) 喷涂之滚筒涂装机


 

免直接挂具电泳涂装线


图二

图三

图四  螺丝电泳涂装成品

因此滚镀电着方式约于七O年代即应运而生,此以水性带有正或负离子树脂电着( 电泳 ) 涂装方法从60 年代开始以阳极电泳大量使用于汽车及其零件、五金配件等当然以输送带吊挂为主, 美国  Armco Steel Corp. 从70 年代即陆续发表多种滚镀电着专利。

    此后对于五金小零件,电子零件如何用电泳大降成本,且质量可以媲美吊挂电着, 正是各界努力的目标,例 图二、 三 即为免直接挂具 吊篮式电泳涂装线,由台湾宗洋公司约10年前所设计现仍使用中。

2.用途
    凡是零件的几何形状多加工后不纠缠在一起的有凹陷或突脊小零件都是合适的电泳的大宗零件,以单位面积的重量来说,面积大重量轻的小零件 ( 如螺丝有凹凸单位面积重量轻 ) 客户允许有些接触点 ( Touch Mark )而边缘防锈 ( Edge Coverage )质量要求普通的,就是适合的电着零件,目前以螺丝 ( 如木工螺丝 汽车螺丝 ) 例如 (图四)、管夹、支撑架等

  3.技术及专利大概

      1984 电着涂装技术先驱 Dr. George Brewer 即发表于 Bulk Electro-coating Electrocoat Conference Proceedings.下文即是以此为本发表于台湾涂料与涂装杂志有关免直接挂具之大宗零件电泳涂装设备。


         以上之专利数据或许偏旧,新的专利仍不断出现,基本上仍以此为本,但以滚筒状的电泳方式较占优势因为产量大,每个滚筒可放上百或数百公斤如螺丝之零件,如下图五 为其中一例,新颖专利设计推陈出新、操作更方便。


图六 螺丝滚镀电泳成品
 
 (录自 Product Finishing )


图五 : 大型滚筒电着


 4.相关之电着涂料

早在七O年代阳极电泳盛行之年代即有滚镀电泳,如美国Valspar公司的VectrpCoat 400 Black 即是符合美国Chrysler 车用螺丝之阳极电泳漆最近还是有人使用, 一般而言 环氧树脂电泳涂料在经电泳水洗后即可指触不黏手,随着电泳涂料之进步,新型之耐UV紫外线之阴极丙烯酸 ( Acrylic)树脂系列及特性更佳之阴极环氧树脂 (Epoxy电泳漆如美国 PPG Powercron AL ( Acrylic )系列 Powercron XL (Epoxy) 黑色系列,都已经过美国三大汽车厂的质量确认 ( 包含处理制程 ),但基本上丙烯酸系列较黏效果较差。


下例即为 PPG最新用于滚镀螺丝之阴极环氧树脂(Epoxy)电泳漆一般数据:

阴极环氧树脂(Epoxy)电泳漆 POWERCRON® XL Black

使用数据 APPLICATION DATA

烘烤Bake:  177 Deg. C x 20 分钟 ( 金属表面温度 )

涂膜特性 FILM PROPERTIES

 

Property                                          Test Method                                      Performance

Color                                                       ---                                                  黑色 Black

Film Thickness                                    ---                                                    15 –30 微米 (0.6 - 1.2 Mils)

Gloss 60 Degree                      ASTM D523-89                                    25 55

Pencil Hardness                        ASTM D3363-00                                 2H Minimum

Cross-Hatch Adhesion            ASTM D3359-02                                 4B - 5B

Salt Spray                                  ASTM B117-02                                   1000 Hours Minimum

Humidity                  ASTM D1735-02                 1000 Hours Minimum

Water Immersion             ASTM D870-02                    240 Hours Minimum

 Gravelometer                                GM 9508P                        6 Minimum

Rust Spot                                     GM 9632P                                           Zero (Avg)

Throwpower                              GM 9535P                                           12 - 15

Inches

 

Cure 20 Minutes @ 350°F Metal Temperature

Cold Rolled Steel Lab Panels, Zinc Phosphate Pretreatment 0.8 Mil ( 20 um ) Average Film Thickness

  hong2008cn7 19820424
 

 

腐蚀试验CORROSION RESISTANCE / PANELS
 

材质/ 前处理方式 Substrate / Pretreatment

盐水喷雾试验Salt Spray* 1000 Hours       40 Cycle** Corrosion

CRS/Zinc Phos/Non-Chrome                             < 1 mm                                           2 3 mm

CRS/Zinc Phos/DI Water                                     1 - 2 mm                                         2 3 mm

CRS/Iron Phos/Non-Chrome                              2 4 mm                                        3 5 mm

CRS/Iron Phos/DI Water                                     2 4 mm                                        3 5 mm

CRS/Untreated                                                        1 3 mm                                        9 11 mm

Galvanized/Zinc Phos/Chrome                        -----                                                    0 2 mm

Cure 20 Minutes @ 350°F Metal Temperature

Cold Rolled Steel Lab Panels

(Average Total Scribe Creep)

* Salt Spray -ASTM B117-02

 

5. 结论

由于适合滚镀五金小零件日渐增多,电子小零件量亦可观,此种可节省成本之免直接挂具滚镀方法及其电泳涂料,值得业界在设备及涂料上配合研究扩大市场。

 

6.参考文献

( 1 ).李忠荣:涂料与涂装技术杂志 18 P.28 电着涂装设备之新设计谈吊镀与滚镀电着涂装

( 2 ).宗洋企业有限公司型录网站

( 3 ).PPG C&R 型录网站

( 4 ).John L. Zbiegien, PPG Industries Products Finishing PFONLINE : Bulk Application of Electrocoat:The Application of the Future


研讨会实况

 

 


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