1. 그림
- 정의 : 도장이란 보호, 미관 등을 위하여 물체의 표면을 덮는 목적으로 도료를 이용하여 도막을 형성하는 작업을 총칭하는 용어이다.
- 목적 : 도장의 목적은 미적인 것뿐만 아니라 보호와 결과적으로 제품의 품질을 향상시키는 것입니다.
1) 보호 : 자동차를 구성하는 주요 재료는 대부분 강판으로, 강판을 피복재로 차량을 제작할 경우 공기 중의 수분이나 산소와 반응하여 녹이 발생합니다. 이러한 녹(녹)을 방지하여 대상물을 보호하는 것이 도장의 가장 큰 목적입니다.
2) 미적 측면: 자동차의 모양은 입체적인 면, 평평한 면, 곡면, 직선, 곡선 등 여러 형태의 면과 선을 가지고 있습니다. 이렇게 복잡한 형상의 오브제를 도색함으로써 자동차의 형태에 어울리는 색감을 보여줌과 동시에 자동차의 미관을 향상시켜 줍니다.
3) 상품성 향상: 현재 시중에는 다양한 종류의 자동차가 있지만, 그 중에서도 통일된 형태, 동일한 기능을 갖춘 차량을 비교할 때 예를 들어 투톤 도색을 한 차량이 더 좋아 보입니다. 이처럼 페인팅을 통해 제품의 가치를 높이려고 노력하는 것도 목적 중 하나입니다. 또한, 최근 급격한 환경변화로 인해 자동차 외장의 내구성이 요구되고 있습니다. 일례로 산성비로 인한 도막 손상과 자동 세차 브러시로 인한 초기 광택 저하를 방지하는 기능성 도료에 대한 수요가 늘어나고 있어 상품성이 향상되고 있다.코팅 품질 요구 사항에 따라 자동 페인팅과 수동 페인팅이 모두 사용됩니다.
2. 도료의 구성: 도료의 구성 도료는 안료, 수지, 용제의 3가지 성분이 균일하게 혼합(분산)되어 있는 점성의 액체입니다.
- 안료 : 용매나 물에 녹지 않는 유색분말. 염료와의 차이점은 물이나 용매에 용해되지 않고 입자로 분산된다는 점입니다. 입자 크기는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터까지 다양합니다. 또한, 원형, 막대형, 바늘형, 박편형 등 다양한 형태가 존재한다. 도막에 발색(착색력)과 은폐력(물체의 표면을 불투명하게 덮어 숨기는 능력)을 부여하는 분체(분말)로 무기형과 유기형 2가지가 있습니다. 안료), 광택제, 익스텐더 안료를 사용하여 토지의 느낌을 향상시킵니다. 도료 중 클리어라고 불리는 무색 투명한 도료는 도료를 구성하는 성분에서 안료를 제외한 경우,
코팅막에 광택을 더 주기 위해 사용됩니다.
1) 색소의 기능
* 컬러피그먼트 : 발색력, 은폐력
가다. 무기안료 : 주로 백색, 황색, 적갈색 등의 천연안료이다. 아연, 티타늄, 연철, 구리 등의 금속화합물입니다. 일반적으로 내후성, 내열성 은폐성은 우수하지만 색상 선명도 측면에서는 유기안료에 미치지 못합니다. 자동차용 도료로는 무기안료만을 사용하지 않습니다. 또한, 환경오염 방지의 관점에서 카드뮴, 크롬 등 유해한 중금속을 함유한 안료는 현재 사용되지 않고 있다.
너. 유기안료 : 주기적인 화학반응에 의한 유기합성에 의해 제조되며, 금속화합물로 이루어진 물질 또는 자연 그대로의 물질이다. 일반적으로 은폐성은 그다지 좋지 않으나 선명한 색상을 얻기 때문에 자동차 외장용 도료로 솔리드 컬러, 메탈릭 컬러, 마이카 컬러 등의 선명한 도장에 널리 사용된다.
* 방청안료 : 녹방지
* 체질안료 : 하드코팅막을 얻을 수 있어 도막의 분해를 방지하고 내구성을 향상시킵니다.
- 수지(Resin) : 안료와 안료를 연결하여 도막에 광택, 경도, 접착력을 부여하는 투명한 액체. 또 다른 이름은 바인더라고합니다. 도막의 건조성 및 내구성은 수지의 성질에 따라 크게 좌우됩니다.
1) 천연수지 : 주로 식물에서 추출 또는 분비되며 유성 바니쉬, 바니쉬, 래커 등의 도료로 사용된다.
2) 합성수지 : 각종 화학원료를 화학반응시켜 합성한 것을 총칭하는 용어이다. 천연수지에 비해 분자량이 매우 큰 유기화합물입니다. 또한, 합성수지는 열가소성수지(가열하면 부드러워지고 녹는다)와 열경화성수지(열을 가하면 화학반응에 의해 경화되며, 냉각 후 다시 가열해도 연화되지 않고 녹지 않는다)로 구분된다.
- 용제 : 수지를 녹여 안료와 수지가 쉽게 혼합되도록 하는 투명한 액체입니다. 도장 후 신너처럼 증발하여 도막에 남지 않습니다.
C아칸소 그림
1. 도료의 개요 및 정의: 자동차용 도료는 '방청(방청)'과 '미용성'을 부여한다는 관점에서 당시의 최신 기술을 적용하여 자동차의 상품성을 향상시키는 역할을 담당해 왔습니다. 다음 품질 항목에서 페인트 및 코팅 시스템은 이러한 코팅 품질을 가장 경제적으로 달성하도록 설계되었습니다.
도료는 일반적으로 유동성을 가지며, 건조 및 경화 과정을 거쳐 피도물 표면에 도포되어 연속적인 도막(도막)을 형성하는 성질을 가지고 있습니다. 이렇게 형성된 도막의 물리화학적 성질에 따라 피도물에 '방청'과 '플라스틱'을 부여하게 된다.
2. 자동차 도장 공정: 대상 자동차의 도장 품질을 가장 경제적인 방법으로 얻기 위해 도장 공정 및 도장 사양을 정하고, 각 공정에서 얻어지는 도막에 각각 중요한 품질을 부여합니다. 또한, 공정 작업성의 좋고 나쁨에 따라 도막의 특성이 달라지므로, 각 공정에 사용되는 도료는 공정조건을 고려하여 할당된 주요 기능이 최대화될 수 있도록 설계됩니다.적용은 페인트 공장에서 엄격하게 통제됩니다.
상기 공정은 자동차 외장패널 코팅에 가장 일반적으로 사용되는 3-Coat 또는 4-Coat 코팅방식으로, 각 공정에서 형성되는 도막은 후술하는 기능을 발휘하며 자동차의 코팅품질을 종합적으로 확립한다. 코팅 시스템. 트럭이나 경차에는 도장공정에서 중간공정을 생략한 2회 도장방식을 채용하는 경우가 있습니다. 또한, 고급차의 경우 중간도장이나 탑코트를 2회 도장하면 더 좋은 품질을 얻을 수 있습니다.
또한 최근에는 중코팅과 탑코팅 공정을 통합하여 코팅 원가를 절감하는 공정이 연구, 적용되고 있다.
- 표면처리 공정 : 금속의 부식반응을 억제하고 언더코팅(전착막)과 소재(기판)의 접착력을 강화하여 방청성을 향상시킵니다. 현재는 인산아연이 필름의 주성분으로 복잡한 구조의 부품도 충분히 처리할 수 있도록 침지처리 방식이 주류를 이루고 있다. 특히 양이온 전착의 경우에는 Zn 이외의 Fe, Ni, Mn 등의 금속을 도막에 배합하여 내식성을 더욱 향상시킵니다.
- 전착도장(카티온형 전착프라이머) : 하도는 주로 방청기능을 공유합니다. 에폭시 수지를 기반으로 한 양이온 전착 도료는 뛰어난 방청성 외에도 자동차 언더코팅 분야에서 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다. ① 전착도장시 인산아연 처리막의 용출이 없습니다. ② 수지구조의 염기성에 의한 부식반응 억제효과 ③ 에폭시수지의 높은 내알칼리성으로 접착력 유지효과로 방청성이 우수하다.
1) 양이온 전착의 장점
* 복잡한 형상에도 균일한 도막두께로 코팅 가능
* 복잡한 부품 및 접합부에 대한 내부 침투력이 우수합니다.
* 자동 페인팅
* 라인의 유지보수 및 관리가 용이합니다.
* 도장 작업성이 좋다.
* University of Florida의 폐쇄 루프 수세 시스템 적용 가능 (페인트 손실이 적고 폐수 오염이 적음)
* 용매 함량이 낮고 대기 오염이 낮습니다.
* 수성도료로 화재의 위험이 거의 없습니다.
2) 양이온 전착도료 : 일반적으로 에폭시 수지에 1차~4차 아민을 첨가한 폴리아미노 수지이다. 산(아세트산)으로 중화하여 수용성으로 만듭니다. 또한, 도막의 경화방식은 Blocked Isocianate를 경화제로 사용하는 우레탄 가교반응형이다.
3) 전착도료의 기능향상 : 자동차 언더코팅제로 전 세계에 보급되어 있으나, 자동차 전체의 방청성 향상은 물론 미장품질까지 지속적으로 연구개발을 진행하고 있습니다.
* 녹 방지 기능/보호층
가다. 절대적인 코팅성, 접합부의 관통저항성, 내치핑성
너. 방청강판 적성(내수접착성, 내회전성)
하다. 저온경화(고무 부착부 등의 방청성 향상)
* 미용 기능/장식
가다. 강판 거칠기의 코팅성 (평활도, 광택도 향상 등에 기여)
너. 내황변성(백색 탑코트의 황변 억제)
- 중도도장 : 중도도장은 하도의 방청기능(전착)과 상도의 미장기능을 극대화시키는 보조적인 역할을 하며 도장시스템 전체의 도료품질을 향상시키는 기능을 가지고 있습니다. 또한, 중도 도장 공정은 실제 도장 라인에서 피할 수 없는 하도의 불량(스크래치, 먼지 부착 등)을 어느 정도 커버해주기 때문에 도장 불량률을 낮추는데 기여하고 있습니다.
중도도료는 오일프리 폴리에스터 수지를 기본 수지로 하고 멜라민수지와 최근에는 우레탄(B1)을 도입하여 열경화시키는 타입이다. 최근에는 내치핑성 향상을 위해 전처리 중간에 치핑 프라이머를 Wet On Wet로 코팅하는 경우도 있습니다.
1) 중도막의 내구성
* 내수성 : 흡수성이 낮고 수포발생을 억제합니다.
* 내치핑성 : 돌을 던질 때 충격 에너지를 흡수하여 소리로 이어지는 코팅막의 손상을 줄이고 딱지 부식 발생을 억제합니다.
* 내후성 : 자외선에 의한 열화가 적고, 옥외노출에 의한 탑코트 박리를 억제합니다.
2) 중도막의 미장기능
* 언더코팅성 : 전착도장 표면의 거칠기를 덮어 마감외관의 평활화에 기여
* 내용제성 : 상도의 용제에 대한 중도막의 팽윤 및 용해를 억제하여 고명암의 외관품질을 얻을 수 있습니다.
* 색상조정 : 미들코트는 보통 회색을 사용하지만, 최근에는 컬러링(컬러실러)하여 은폐성이 낮은 탑코트도 가능합니다.
3) 중간도료
*중도도장 요구품질 : 내치핑성, 베이스 은폐성, 전착도막 밀착성, 평활성, 빛손실 없음, 상도 밀착성, 내광열화성
- 탑코트(Topcoat) : 탑코트의 가장 큰 기능은 미용적 특성을 부여하고 이를 보호, 유지하는 것입니다. 색상, 표면 평활도, 광택도, 화질(도막에 물체의 이미지를 선명하게 비추는 능력) 등 품질 항목이 있습니다. 또한, 탑코트에는 이러한 자동차의 미관을 장기간 보호하고 유지하는 능력이 요구됩니다.
- 탑코트(Topcoat) : 탑코트의 가장 큰 기능은 미용적 특성을 부여하고 이를 보호, 유지하는 것입니다. 색상, 표면 평활도, 광택도, 화질(도막에 물체의 이미지를 선명하게 비추는 능력) 등 품질 항목이 있습니다. 또한, 탑코트에는 이러한 자동차의 미관을 장기간 보호하고 유지하는 능력이 요구됩니다.
1) 상도 : 도료에 적용되는 안료 베이스에 따라 색상을 분류하며, 알루미늄 분말의 플레이크 등의 플레이크 안료 사용 여부에 따라 크게 운모색, 메탈릭색, 솔리드색으로 구분됩니다.
* 외관 품질 : 매끄러움, 광택, 선명함, 토지 느낌
* 지속력 : 광택유지 및 보호, 색상변화, 퇴색
* 접착력 : 리코트 접착력, 2톤 접착력, 미디엄 접착력
* 내용제성
* 내화학성
* 기능성 품질 : 세차성, 내산성비, 내치핑성
2) 친환경 페인트
* 하이솔리드(High Solid) : VOC(휘발성 유기화합물) 규제에 대응하는 하이솔리드 도료로, 유기용제 사용량을 절감한 타입입니다. 토지감이 뛰어나고 저분자 수지를 사용하는 것이 특징입니다.
* 워터보메타입(수성도료) : 유기용제의 사용량을 최소화하고, 물(순수)을 도료희석제로 사용하는 도료입니다. 특징으로 도장공정에서 물을 증발시킬 수 있는 예열설비(IR_Preheat)가 필요하므로 설비개조가 필요하며, 분무기 역시 수성도료에 전극방식이 필요합니다.
3) 기능성 도료
* CCS(Complex Crosslinking System, 복합 가교형 도료) : 아크릴/멜라민 수지계 중 산성비에 취약한 멜라민 수지의 일부를 대체한 우레탄(이소시아네이트) 또는 실란 수지의 일종 , 내산성, 내스크래치성이 향상되었습니다.
* NCS(New Crosslinking System, New Crosslinking Type Paint) : 아크릴 수지에 산-에폭시 경화를 거쳐 만든 비멜라민계 도료입니다. 내산성, 내스크래치성, 내오염성이 우수합니다.
- 상도 도장 작업성 : 대상 상도의 우수한 재현성을 경제적으로 얻기 위해서는 우수한 도장 작업성(분무화, 유동성, 핀홀, 평활도 등)이 필수적입니다. 이를 위해서는 도장부터 베이킹, 경화까지 다층막 형성 과정에서 점도 거동을 조절하는 것이 중요합니다. 도장부스의 온도, 습도, 풍속 등 도장 환경 조건도 중요한 요소입니다.
1) 수지의 점도 : 분자량, 상용성(용해도변수 : SP값)
2) 안료 : 흡유량, 안료농도(PWC), 분산입자크기
3) 첨가제 : 점성제, 레벨링제, 소포제, 색분리억제제 등
4) 경화속도 : 베이스 수지의 관능기 농도, 가교제의 반응성
또한, 코팅막의 두께는 탑코트의 완성된 외관에 큰 영향을 미칩니다. 최근에는 마이크로겔과 같은 구조적 점성제를 사용하여 유동성과 레벨링성을 동시에 확보할 수 있으며, 후막코팅으로 마감외관이 향상되고 있습니다.
- 탑코팅의 내후성 : 자동차가 다양한 환경에 노출되어 있음에도 불구하고 탑코팅은 빛, 물, 산소, 열 등의 작용을 받아 미관을 해치는 여러 가지 불리한 현상이 발생하게 됩니다.
1) 광학현상
* 광택저하 : 도막 표면의 평활성이 손상되고, 표면에서 빛의 난반사가 증가됩니다. 수지의 구성도 중요하지만 안료의 효과도 있습니다.
* 변색 : 도막의 안료나 수지의 노화에 따라 초기 코팅의 색상톤이 변화됩니다. 자동차 용도의 경우 내후성이 가장 높은 안료를 선택해야 합니다.
2) 기계적 현상
* 크랙 : 광산화 또는 가수분해(신율, 접착력 저하 등)에 따른 도막의 물성 변화와 내부 응력으로 인해 도막 표층 또는 도막 전체에 균열이 발생하는 현상. 특히 금속성 클리어 코팅막에서 발생하기 쉬우며, 아크릴수지의 조성에 의한 도막물성 조정 및 도막물성 조정 외에 자외선흡수제, 산화방지제의 적용이 필요하다. 효과적이다.
* 박리 : 도막의 접착력 저하 또는 유변학적 특성 저하, 돌의 비산이나 진동 등의 외력의 작용으로 인해 도막이 부분적으로 벗겨지는 현상.
3) 화학적 현상
* 얼룩오염 : 도막 표면에 그을음, 벌레사체, 산성비가 부착되면 그 부분이 얼룩지고 얼룩으로 변색됩니다. 긁힘 방지, 내알칼리성 안료 및 레진 도포가 필요합니다. 메탈릭 색상에 클리어 코팅을 적용하는 이유 중 하나는 알루미늄 분말을 보호하기 위함입니다.
- 탑코트의 미래 과제: 자동차의 상업적 특성을 향상시키는 데 있어 미학과 디자인이 점점 더 중요해지고 있습니다. 수요의 다양화와 플라스틱 등 소재의 변화에 대응하는 동시에 자동차 노출환경 악화, 대기오염 저감 등 사회적 요구에 대응할 필요가 있습니다. 이러한 상황에서 차기 자동차에 대한 다양한 탑코트가 검토되고 있다.
일반적인 자동차 도장 공정을 자세히 살펴보고 열 및 물질 전달이 중요한 응용 분야를 살펴보겠습니다. 자동차의 일반적인 도장 공정은 다음과 같습니다.
① 전처리
② 전착(언더코팅)
③ 실런트 도장
④ 언더코팅
⑤ 왁스 페인팅
⑥ 안티칩 프라이머
⑦ 프라이머
⑧ 탑코트
⑩ 결함제거 및 연마
자동차 제조 공정은 약 20시간이 소요되는데, 그 중 절반인 10시간이 소요되며, 위에 나열된 공정은 약 10시간이 소요됩니다. 그 중 가장 중요하고 중요한 공정은 전처리, 전착코팅(하도코팅), 프라이머코팅, 탑코팅입니다. 이러한 프로세스에 중점을 두겠습니다.
게시 시간: 2022년 11월 8일
