- 자동차용 도료는 미장성과 방청성 그리고 그 시대마다 소비자들이 요구하는 상품성 향상을 위해 발전해 왔다
또한 단순한 솔리드 색상이 아닌 다양한 기능성 안료등을 사용해 디자인적인 품질 또한 수준이 높아졌다
도료는 일반적으로 유동성을 가진 액상의 제품으로 피도물의 표면에 도장되어 건조 및 경화과정을 거쳐 도막을 형성하는 성질을 지니고 있다 이렇게 형성된 도막의 화학적, 물리적 성능에 의해 다양한 외관을 보여주게 된다
1) 외관평가
- 평활성, 광택, 채도, 색채
2) 방청성
- 관통형 철판의 내면녹(구멍을 만드는 녹), 외면녹, 접합부의 녹, 단면녹
3) 기능성
- 내스크래치성, 내칩핍성, 내후성, 내오염성, 내산성, 내수성
* 자동차 생산 공정
프레스 공정 ㅡㅡ> 차체 공정 ㅡㅡ> 도장 공정 ㅡㅡ> 조립 공정 ㅡㅡ> 엔진 및 트랜스미션 공정
1) 스프레이 도장
- 건을 이용하여 분화하여 도장한다 / 에어, 에어리스, 핫 헤어 스프레이
2) 침지도장
- 디핑하여 도장한다 / 전착도장으로 TFS 도장, 분체 유동 침지 도장
3) 정전도장
- 정전 분화하여 도장한다 / 정전 도장, 정전 스프레이, 분체정전도장
4) 붓도장
- 붓을 이용해 펴 바른다 / 붓도장
5) 흐름 도장
- 흐르듯이 펴 바른다
6) 샤워 코트
- 롤러 도장 / 넓게 펴 발라 전사한다
- 목표로 하는 자동차의 도장품질은 다양한 도장사양에 따라 선택되며 각 공정에서 도막의 기능들이 역할을 분담해서 품질을 개선시켜 준다 각 공정에 사용되는 도료는 각각의 공정조건에 따라 설계된다
일반적인 차량에 적용되는 도장사양은 4 코트계 사양으로 우리 주변에 볼 수 있는 대중적인 차량이 여기에 해당한다
1) 전착
- 직류전류를 흘려 바디 내외판을 구석구석까지 도장하는 방식으로 녹방지를 주목적으로 하며 수용성 도료를 사용
2) 중도도장
- 전착도료와 상도의 부착을 개선시키고 전착도료의 표면의 요철감을 평활하게 만들어주는 공정이다
3) 상도도장
- 바디표면에 미관, 색채감을 주어 상품의 전반적인 퀄리티를 올려주고 시각적인 완성도를 부여한다
1). 표면처리공정
- 금속의 부식 반응을 억제하고 하도도막과 소재의 부착을 강화시키기 위해 방청성을 향상시킨다 현재는 인산아연을 피막의 주성분으로 하여 구조가 복잡한 부분에도 디핑방식으로 도장하고 있다 특히 카티온 전착에 대해서는 Zn 이외에도 Fe, Ni, Mn 등의 금속을 피막에 배합해 방식성을 더욱 향상 시킨다
* STEP
1 탈지 - 알칼리 클리너로 철판 표면의 유분기(방청유, 압연유, 절삭유) 등을 제거
2 표면조정 - 티탄을 주성분으로 하는 처리제로 인산아연의 피막형성 반응성을 개선해 결정을 생성시킨다
3 피막화성 - 인산아연처리
4 수절 건조
2) 전착도장
카티온 전착도장은 인산아연처리피막의 용출이 없고 수지구조중의 염기성에 의해 부식반응을 억제하는 효과를 가지며 에폭시수지의 고내알카리성에 따른 부착력 개선 및 유지효과등의 이유로 방청성이 우수하다
전착도료에 사용되는 수지는 일반적으로 에폭시수지이며 1~4급 아민을 부가한 폴리아미노수지로 산을 중화하여 수용화한다 또한 경화제로는 우레탄 가교반응형식을 사용하고 있다
* 전착의 장점
- 복잡한 형상의 피도물도 균일한 도장 두께로 작업이 가능하다
- 접합부 및 내부에 침투성이 우수하다
- 자동도장이 가능하다
- 라인의 보수관리 용이함
- 도장불량이 적다
- 용제함유량이 적고 오염물의 배출이 적다
- 수성도료로 친환경적이다
- 중도도장에 요구되는 품질은 상당히 다양하다 내칩핍성, 하지은폐력, 부착력, 레벨링, 광택감, 내광성등 사실성 도막이 요구하는 모든 물성을 충족시켜야 한다
1) 수지
- 폴리에스테르, 멜라민, 에폭시, 우레아수지
2) 안료
- 착색안료 (산화티탄, 카본블랙, 탈크 등)
3) 용제
- 방향족 탄화수소류, 에스테르류, 알콜류
4) 첨가제
- 표면조정제, 침강방지제
- 미장성 부여 및 물성을 유지하는게 상도도막의 역할이다 외관색상은 색감, 선형성, 광택 등의 품질이 요구된다
또 상도도막은 이러한 자동차의 색상을 장기간 유지하기 위해 다양한 물성도 요구되어진다
1) 솔리드 칼라
- 알키드수지와 멜라민 수지를 가교제로 하는 열경화형 도료이다 알키드&멜라민 수지의 칼라는 도막성능과 도장작업성의 발란스가 좋고 1Coat 타입으로 적용된다 최근에는 광택감 및 내후성 개선을 위해 아크릴 멜라민 타입을 사용하고 있으며 경차 및 트럭의 경우 1coat 공정이 적용된다
2) 메탈릭 칼라
- 메탈릭 칼라는 알루미늄 은분을 함유하는 칼라로 일반적인 착색안료와 비교해 광택 및 휘도 등 외관이 화려하며 2Coat 1 Bake 방식이 채용되어진다
3) 마이카 칼라
- 메탈릭 도료의 알루미늄 대신 마이카 안료를 적용해 메탈릭 칼라보다 선명하고 고채도의 디자인을 가능 한 칼라다
마이카는 크게 분류하면 간섭 마이카와 착색 마이카 두 종류로 나누어지며 도장공법은 메탈릭 도료와 같다
4) 화이트펄 칼라
- 화이트펄 칼라의 경우 다른 칼라와 다르게 칼라베이스를 2번 도장하는 방식으로 화이트 칼라를 도장 후 진주펄 도료를 위에 다시 도장해서 화이트펄감을 극대화한 칼라이다
- 도장의 품질을 높이기 위해서는 미립화, 흐름성, 핀홀, 평활성등이 필수조건이다 이를 위해서 도장부터 경화하기까지의 과정에서 도료의 점도 및 점성이 중요하다 또한 작업부스 내의 온도, 습도, 토출량 등 도장환경 또한 품질을 결정하는데 중요한 역할을 한다
또 상도도막의 최종 외관은 도막의 두께가 큰 영향을 주는데 다양한 첨가제의 사용으로 흐름성과 레벨링 두 가지 조건을 다 만족시킬 수 있으며 후막도장에 의해 외관을 형성하게 된다
*STEP
1 수지의 점도 - 분자량, 상용성
2 안료 - 흡유량, 안료농도(PWC), 분산입도
3 첨가제 - 점성부여제, 레벨링제, 소포제, 색분리 방지제 등
4 경화속도 - 기본수지의 관능기 농도, 가교제의 반응성
1) 복합가교형 도료(Complex Crosslinking system)
- 아크릭/멜라민 수지로 산성비 등에 취약한 멜로민 수지 일부를 실란이나 우레탄 타입으로 대체한 타입으로 내산성 및 내스크래치성이 향상된 도료이다
2) 신가교형 도료(New Crosslinking system)
- 아크릭 수지에 산-에폭시 경화를 시킨 도료로 내산성 및 내스크래치성 내오염성 등이 우수하다
3) 하이솔리드 도료(High Solid)
- VOC(Volatile Organic Compounds) 규제에 대응하고 높은 고형분을 가진 도료로 유기용제의 함유량을 낮췄다
4) 수성도료(Water Borne Type)
- 유기용제의 사용을 최소화하며 도료의 희석을 물을 사용 해서 하는 도료타입이다 수성제품이기 때문에 도장공정에 물을 증발시켜주는 예열장비가 요구되며 도장방식도 정전도장 방식을 이용해야 한다
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