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

第九屆西安海峽兩岸表面精飾交流會發表報告

滾鍍(免掛具)電著(泳)塗裝之進展 2005/9/1(Bulk Electro-coating)

1.簡介

         一般機械五金零件電子零件如果体積不大構造堅固易於滾動的時候在需要作電鍍表面處理的時候滾筒電鍍 (Barrel Plating)即滾鍍是最佳的選擇不必像吊鍍一個一個的以人工掛上吊架人工貴每工時產量又低

        對這些相同的小零件如果想用塗裝的時候吊掛噴漆是可保証品質均一但是單一零件的塗裝成本太高了雖然吊掛噴塗塗裝成本相對於吊掛電鍍成本仍低唯塗裝或電鍍功能不同依客戶之需求而定

        塗裝滾塗的主要問題在於塗料在塗裝後烘烤前有黏性的困擾 這是與電鍍最大的不同如何像電鍍一樣有滾鍍的生產線一直是塗裝界思考的問題圖一所示是以各色兩液型塗料一面薄噴一面烘烤 ( 60 80 C ) ,可噴出多種顏色配合各類金屬鈕扣衣服顏色是其優點此法的品質缺點為光澤度低 表面因互相磨擦產生毛毛的感覺浸旋 ( Dip / Spin ) 塗裝也是一種塗裝之方式 但用於黃銅電鍍後薄塗一層透明噴漆為多
 


(
圖一) 噴塗之滾筒塗裝機


 

免直接掛具電泳塗裝線


圖二

圖三

圖四 
螺絲電泳塗裝成品

         因此滾鍍電著方式約於七O年代即應運而生,此以水性帶有正或負離子樹脂電著( 電泳 ) 塗裝方法從60 年代開始以陽極電泳大量使用於汽車及其零件、五金配件等當然以輸送帶吊掛為主, 美國  Armco Steel Corp. 從70 年代即陸續發表多種滾鍍電著專利。

        此後對於五金小零件,電子零件如何用電泳大降成本,且品質可以媲美弔掛電著, 正是各界努力的目標,例 圖二、 三 即為免直接掛具 吊籃式電泳塗裝線,由台灣宗洋公司約10年前所設計現仍使用中。

 2.用途

        凡是零件的幾何形狀多加工後不糾纏在一起的有凹陷或突脊小零件都是合適的電泳的大宗零件,以單位面積的重量來說,面積大重量輕的小零件 ( 如螺絲有凹凸單位面積重量輕 ) 客戶允許有些接觸點 ( Touch Mark )而邊緣防銹 ( Edge Coverage )品質要求普通的,就是適合的電著零件,目前以螺絲 ( 如木工螺絲 汽車螺絲 ) 例如 (圖四)、管夾、支撐架等 。

 3.技術及專利大概

1984 年 電著塗裝技術先驅 Dr. George Brewer 即發表於 Bulk Electro-coating 於 Electrocoat Conference Proceedings.下文即是以此為本發表於台灣塗料與塗裝雜誌有關免直接掛具之大宗零件電泳塗裝設備。
 


         以上之專利資料或許偏舊,新的專利仍不斷出現,基本上仍以此為本,但以滾筒狀的電泳方式較佔優勢因為產量大,每個滾筒可放上百或數百公斤如螺絲之零件,如下圖五 為其中一例,新穎專利設計推陳出新、操作更方便。


圖六 螺絲滾鍍電泳成品
 (錄自 Product Finishing )


圖五 : 大型滾筒電著


4.相關之電著塗料

早在七O年代陽極電泳盛行之年代即有滾鍍電泳,如美國Valspar公司的VectrpCoat 400 Black 即是符合美國Chrysler 車用螺絲之陽極電泳漆最近還是有人使用, 一般而言 環氧樹脂電泳塗料在經電泳水洗後即可指觸不黏手,隨著電泳塗料之進步,新型之耐UV紫外線之陰極丙烯酸 ( Acrylic)樹脂系列及特性更佳之陰極環氧樹脂 (Epoxy電泳漆如美國 PPG Powercron AL ( Acrylic )系列 及 Powercron XL (Epoxy) 黑色系列,都已經過美國三大汽車廠的品質確認 ( 包含處理製程 ),但基本上丙烯酸系列較黏效果較差。


下例即為 PPG最新用於滾鍍螺絲之陰極環氧樹脂(Epoxy)電泳漆一般資料:

陰極環氧樹脂(Epoxy)電泳漆 POWERCRON® XL Black

使用數據 APPLICATION DATA

烘烤Bake:  177 Deg. C x 20 分鐘 ( 金屬表面溫度 )

塗膜特性 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
 

 

腐蝕試驗CORROSION RESISTANCE / PANELS

材質/ 前處理方式 Substrate / Pretreatment

鹽水噴霧試驗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. 結論

由於適合滾鍍五金小零件日漸增多,電子小零件量亦可觀,此種可節省成本之免直接掛具滾鍍方法及其電泳塗料,值得業界在設備及塗料上配合研究擴大市場。

6.參考文獻

( 1 ).李忠榮:塗料與塗裝技術雜誌 第18期 P.28 電著塗裝設備之新設計─談吊鍍與滾鍍電著塗裝

( 2 ).宗洋企業有限公司型錄網站

( 3 ).PPG C&R 型錄網站

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


研討會實況

 

 


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