1. 그림
-정의 : 도장이란 물체의 표면을 보호, 미관 등을 목적으로 도료를 이용하여 도막을 형성하는 작업을 총칭한다.
-목적: 페인팅의 목적은 미관을 위한 것일 뿐만 아니라 제품을 보호하고 결과적으로 품질을 향상시키는 것입니다.
1) 보호 : 자동차를 구성하는 대부분의 주재료는 철판이며, 철판을 피복재로 자동차를 만들 때 공기 중의 수분이나 산소와 반응하여 녹이 발생한다.이러한 녹(녹)을 방지하여 대상물을 보호하는 것이 도장의 가장 큰 목적입니다.
2) 심미적: 자동차의 모양은 입체면, 평면, 곡면, 직선, 곡선 등 여러 형태의 면과 선을 가지고 있다.이렇게 복잡한 형태의 오브제를 도색하여 자동차의 형태와 어울리는 색감을 표현함과 동시에 자동차의 심미성을 높였습니다.
3) 상품성 향상 : 현재 시중에 나와 있는 자동차는 다양한 종류가 있지만 그 중 통일된 형태와 동일한 기능을 가진 차량을 비교할 때, 예를 들어 투톤으로 칠한 것이 더 좋아 보인다.이처럼 도장을 통해 제품의 가치를 향상시키려는 것도 목적 중 하나입니다.또한, 최근 급격한 환경 변화로 인해 자동차 외관의 내구성이 요구되고 있다.예를 들어, 산성비에 의한 도막 손상, 자동 세차용 솔에 의한 초기 광택 저하 등을 방지하여 상품성을 향상시키는 기능성 도료에 대한 수요가 증가하고 있다.코팅 품질 요구 사항에 따라 자동 페인팅과 수동 페인팅이 모두 사용됩니다.
2. 도료의 구성: 도료의 조성 도료는 안료, 수지, 용제의 3성분이 균일하게 혼합(분산)된 점성이 있는 액체이다.
- 안료: 용매나 물에 녹지 않는 유색 분말.염료와의 차이점은 물이나 용제에 녹지 않고 입자로 분산되어 있다는 것입니다.입자 크기는 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터에 이릅니다.또한, 원형, 막대형, 바늘형, 박편형 등 다양한 형상이 존재한다.도막에 색(착색력)과 은폐력(불투명하여 물체의 표면을 덮어 숨기는 능력)을 부여하는 분말(분말)로 무기형과 유기형 2가지가 있다.피그먼트), 폴리싱, 익스텐더 피그먼트를 사용하여 지면의 느낌을 향상시킵니다.도료 중 클리어라 불리는 무색 투명한 도료로서, 도료를 구성하는 성분에서 안료를 제외한 경우,
코팅막에 광택을 더 주기 위해 사용합니다.
1) 색소의 기능
* 착색 안료: 색상 부여, 은폐력
가다.무기안료 : 주로 백색, 황색, 적갈색 등의 천연안료이다.아연, 티타늄, 납철, 구리 등의 금속화합물로서 일반적으로 내후성, 내열성 은폐성이 우수하나 색상의 선명도는 유기안료에 못미친다.자동차용 도료로서 무기안료만을 사용하지 않는다.또한, 환경오염 방지의 관점에서 카드뮴, 크롬 등의 유해 중금속을 함유한 안료는 현재 사용하지 않고 있다.
너.유기안료 : 주기적인 화학반응에 의한 유기합성에 의해 제조되며 금속화합물로 이루어진 물질 또는 자연상태 그대로의 물질이다.일반적으로 은폐성은 그다지 좋지 않으나 선명한 색상을 얻을 수 있어 자동차 외장용 도료로 단색, 메탈릭색상, 운모색 등의 선명한 도장에 널리 사용됩니다.
* 방청안료 : 녹방지
* Extender Pigment : 하드코팅막을 얻을 수 있어 도막의 분해를 방지하고 내구성을 향상시킨다.
- 수지 : 안료와 안료를 연결하여 도막에 광택, 경도, 밀착성을 부여하는 투명한 액체.또 다른 이름은 바인더라고 합니다.도막의 건조성 및 내구성은 수지의 특성에 따라 크게 좌우됩니다.
1) 천연수지 : 주로 식물에서 추출 또는 분비되며 유성바니쉬, 바니쉬, 래커 등의 도료에 사용된다.
2) 합성수지 : 각종 화학원료로부터 화학반응을 거쳐 합성되는 것을 총칭한다.천연수지에 비해 분자량이 매우 큰 유기화합물입니다.또한 합성수지는 열가소성수지(가열하면 연화되어 녹는다)와 열경화성수지(열을 가하면 화학반응에 의해 굳어지며 식힌 후 다시 가열해도 연화되지 않고 녹지 않음)로 구분된다.
- 용제 : 수지를 녹여 안료와 수지가 잘 섞이도록 하는 투명한 액체이다.도장 후 시너처럼 증발하여 도막에 남지 않습니다.
C아르페인팅
1. 도료의 개요 및 정의: 자동차용 도료는 '방청(anti-rust)'과 '미관성'을 부여한다는 점에서 당시의 최신 기술을 적용하여 자동차의 상품성을 높이는 역할을 해왔습니다.다음 품질 항목에서 페인트 및 코팅 시스템은 이러한 코팅 품질을 가장 경제적으로 달성하도록 설계되었습니다.
도료는 일반적으로 유동성이 있으며 피도장물의 표면에 도포되어 건조 및 경화과정을 거쳐 연속적인 도막(도막)을 형성하는 성질을 가지고 있다.이렇게 형성된 도막의 물리화학적 특성에 따라 피도물에 '녹방지'와 '가성성'을 부여한다.
2. 자동차 도장 공정: 대상차의 도장품질을 가장 경제적인 방법으로 얻기 위하여 도장공정 및 도장규격을 설정하고 각 공정에서 얻어지는 도막에 각각의 중요한 품질을 부여합니다.또한 도막의 특성은 공정 작업성의 좋고 나쁨에 따라 달라지므로 각 공정에 사용되는 도료는 공정 조건을 고려하여 부여된 주요 기능이 최대화될 수 있도록 설계한다.응용 프로그램은 도장 공장에서 엄격하게 통제됩니다.
상기 공정은 자동차 외장판넬의 도장에 가장 많이 사용되는 3-coat 또는 4-coat 도장시스템으로서 각 공정에서 형성되는 도막은 후술할 기능을 발휘하여 종합적인 자동차 도장품질을 확립하게 된다. 코팅 시스템.트럭이나 경차의 경우, 도장 공정에서 중간 공정을 생략한 투코트 도장 방식을 채용하는 경우가 있다.또한 고급차의 경우 미디엄코트나 탑코트를 2회 도포하면 더 좋은 품질을 얻을 수 있다.
또한, 최근에는 중간코팅과 탑코팅 공정을 통합하여 코팅비용을 절감하는 공정이 연구되어 적용되고 있다.
- 표면처리 공정 : 금속의 부식반응을 억제하고 하도(전착도막)와 소재(기재)의 접착력을 강화하여 방청성을 향상시킵니다.현재 인산아연이 필름의 주성분이며 복잡한 구조의 부품도 충분히 처리할 수 있도록 침지 처리 방식이 주류를 이루고 있다.특히 양이온 전착의 경우 Zn 이외의 Fe, Ni, Mn 등의 금속을 피막에 혼합하여 내식성을 더욱 향상시킵니다.
- 전착도장(Cathion계 전착프라이머) : 하도는 주로 방청기능을 공유한다.우수한 방청성 외에도 에폭시 수지 기반 양이온 전착 도료는 자동차 언더코팅에 다음과 같은 장점이 있습니다.① 전착도장시 인산아연도막의 용출이 없다.② 수지구조의 염기성으로 인한 부식반응 억제효과 ③ 에폭시 수지의 높은 내알카리성으로 접착력 유지효과로 방청성이 우수함.
1) 양이온 전착의 장점
* 복잡한 형상도 균일한 도막두께로 코팅 가능
* 복잡한 부품 및 조인트에 대한 내부 침투력이 우수합니다.
* 자동 페인팅
* 라인의 유지 보수 및 관리가 용이합니다.
* 우수한 도장 작업성.
* UF closed-loop water washing system 적용 가능 (페인트 손실이 적고 폐수 오염이 적음)
* 낮은 용매 함량 및 낮은 대기 오염.
* 수성도료로 화재위험이 적습니다.
2) 양이온 전착도료 : 일반적으로 에폭시 수지에 4급 아민에 1급을 첨가한 폴리아미노 수지이다.산(아세트산)으로 중화하여 수용성으로 만듭니다.또한, 도막의 경화 방식은 Blocked Isocyanate를 경화제로 사용하는 우레탄 가교 반응형이다.
3) 전착도료의 기능향상 : 자동차 하도제로 전 세계적으로 보급되고 있으나 연구개발을 통해 자동차 전체의 방청품질은 물론 미장품질도 지속적으로 향상시키고 있다.
* 방청 기능/보호층
가다.절대코팅성, 접합부의 내관통성, 내치핑성
너.방청강판 적성(내수접착, 방적)
하다.저온 경화(고무 부착 부품 등의 방청성 향상)
* 미용 기능/장식
가다.강판 조도의 코팅 물성 (평활도, 광택도 향상에 기여 등)
너.내황변성(백색 상도의 황변 억제)
- 중도막 : 중도막은 하도(전착)의 방청기능과 상도의 미장기능을 최대화하는 보조적인 역할을 하며 전체 도장계의 도장질을 향상시키는 기능을 한다.또한 중간 도장 공정은 실제 도장 라인에서 하도의 불가피한 결점(스크래치, 먼지 부착 등)을 어느 정도 커버하기 때문에 도장 불량을 낮추는 데 기여하고 있다.
중간도료는 오일프리 폴리에스터수지를 기본수지로 사용하고 멜라민수지와 최근에는 우레탄(Bl)을 도입하여 열경화하는 타입이다.최근에는 내치핑성을 향상시키기 위해 전공정 중간에 웻 온 웻(wet on wet)으로 치핑 프라이머를 도포하는 경우가 있다.
1) 중도막의 내구성
* 내수성 : 흡수성이 낮고 물집 발생 억제
* 내치핑성 : 돌을 던질 때의 충격 에너지를 흡수하여 소리로 이어지는 코팅막의 손상을 줄이고 딱지 부식의 발생을 억제합니다.
* 내후성 : 자외선에 의한 변질이 적고 옥외노출상도의 박리를 억제한다.
2) 중도막의 미장기능
* 하도성 : 전착도장의 표면거칠기를 덮어 마감된 외관의 평활화에 기여
* 내용제성 : 상도의 용제에 대한 중도의 팽윤 및 용출을 억제하여 대비가 높은 외관 품질을 얻는다.
* 색상 조정 : 미들코트는 보통 회색이나, 최근에는 착색(컬러 실러)을 하여 은폐성이 낮은 탑코트도 가능합니다.
3) 중간도료
* 중도도장에 요구되는 품질 : 내치핑성, 베이스은폐성, 전착도막과의 밀착성, 평활성, 광손실 없음, 상도와의 밀착성, 내광열화성
- Topcoat : Topcoat의 가장 큰 기능은 미용성을 부여하고 이를 보호 및 유지하는 것입니다.색상, 표면 평활도, 광택도, 이미지 품질(도막에서 물체의 이미지를 선명하게 비추는 능력) 등의 품질 항목이 있습니다.또한 이러한 자동차의 미관을 장기간 보호하고 유지하는 능력이 Top Coat에 요구된다.
- Topcoat : Topcoat의 가장 큰 기능은 미용성을 부여하고 이를 보호 및 유지하는 것입니다.색상, 표면 평활도, 광택도, 이미지 품질(도막에서 물체의 이미지를 선명하게 비추는 능력) 등의 품질 항목이 있습니다.또한 이러한 자동차의 미관을 장기간 보호하고 유지하는 능력이 Top Coat에 요구된다.
1) 탑코트 : 도료에 도포되는 안료의 기제에 따라 색상이 구분되며, 알루미늄 분말의 플레이크 등의 플레이크 안료의 사용 여부에 따라 크게 운모색, 메탈릭색, 단색으로 구분된다.
* 외관품질 : 매끄러움, 윤기, 선명함, 땅감
* 내구성 : 광택유지 및 보호, 색상변화, 퇴색
* 밀착력 : 덧칠접착, 투톤접착, 미디엄접착
* 내용제성
* 화학적 내성
* 기능적 품질 : 세차저항성, 내산성비, 내치핑성
2) 친환경 페인트
* 하이솔리드 : VOC(Volatile Organic Compounds) 규제에 대응한 하이솔리드 도료로 유기용제 사용량을 저감한 타입이다.저분자량 수지를 사용하여 착지감이 뛰어난 것이 특징입니다.
* Water Bome Type(수성도료) : 유기용제 사용량을 최소화하고 물(순수)을 희석제로 사용하는 도료입니다.특성상 도장공정에서 물을 증발시킬 수 있는 예열설비(IR_Preheat)가 필요하여 설비개조가 필요하며 분무기도 수성도료용 전극방식이 필요하다.
3) 기능성 도료
* CCS(Complex Crosslinking System, 복합가교형도료) : 아크릴/멜라민수지계에서 산성비에 취약한 멜라민수지의 일부를 대체한 우레탄(이소시아네이트) 또는 실란수지의 일종 , 내산성 및 내스크래치성이 향상된다.
* NCS(New Crosslinking System, New Crosslinking Type Paint): 아크릴 수지에 산-에폭시 경화시켜 만든 비멜라민계 도료.내산성, 내스크래치성, 내오염성이 우수합니다.
- 상도 도장 작업성 : 대상 상도 도장의 우수한 재현성을 경제적으로 얻기 위해서는 도장 작업성(미립화, 유동성, 핀홀, 평활성 등)이 좋아야 한다.이를 위해서는 도장부터 베이킹, 경화까지 다층막 형성 과정에서 점도 거동을 조절하는 것이 중요하다.페인팅 부스의 온도, 습도, 풍속과 같은 페인팅 환경 조건도 중요한 요소입니다.
1) 수지의 점도: 분자량, 상용성(용해성 매개변수: SP 값)
2) 안료 : 흡유량, 안료농도(PWC), 분산입자크기
3) 첨가제 : 점착제, 레벨링제, 소포제, 색분리방지제 등
4) 경화속도 : Base Resin의 관능기 농도, 가교제의 반응성
또한, 도막의 두께는 상도의 완성도에 큰 영향을 미칩니다.최근에는 마이크로겔과 같은 구조용 점착제를 사용하여 유동성과 레벨링성을 동시에 얻을 수 있으며, 후막코팅을 통해 완성도를 높였습니다.
.
- 상도막의 내후성 : 자동차는 다양한 환경에 노출되어 있지만 상도막은 빛, 물, 산소, 열 등의 작용을 받아 미관을 해치는 여러 가지 불량 현상이 발생합니다.
1) 광학 현상
* 광택저하 : 도막표면의 평활도가 손상되어 표면에서 빛의 난반사량이 증가한다.레진의 구성도 중요하지만 안료의 효과도 있습니다.
* 변색 : 도막내의 안료나 수지의 노화에 따라 초기도장의 색조가 변합니다.자동차 응용 분야의 경우 내후성이 가장 뛰어난 안료를 선택해야 합니다.
2) 기계적 현상
* 크랙 : 광산화 또는 가수분해(신율저하, 접착력 등) 및 내부응력에 의한 도막의 물성 변화로 도막 표층 또는 도막 전체에 크랙이 발생합니다.특히 메탈릭 클리어 도막에서 발생하는 경향이 있으며, 아크릴수지 조성의 도막물성 조절 및 도막물성 조절 외에 자외선흡수제, 산화방지제 등의 도포 효과적이다.
* 박리 : 도막의 부착력 저하나 유변학적 성질의 저하, 돌의 튀기거나 진동 등의 외력 작용에 의해 도막이 부분적으로 벗겨지는 현상.
3) 화학 현상
* 얼룩 오염 : 도막 표면에 그을음, 벌레 사체, 산성비가 부착되면 해당 부분이 얼룩져 반점으로 변색됩니다.내스크래치성, 내알칼리성 안료 및 수지 도포가 필요합니다.메탈릭 컬러에 클리어 코트를 적용하는 이유 중 하나는 알루미늄 분말을 보호하기 위함입니다.
- Top Coat의 미래 과제: 미학과 디자인은 자동차의 상업적 특성을 개선하는 데 점점 더 중요해지고 있습니다.수요의 다양화와 플라스틱 등 소재의 변화에 대응함과 동시에 자동차 노출환경 악화, 대기오염 저감 등 사회적 요구에 대응할 필요가 있습니다.이러한 상황에서 차세대 자동차를 위한 다양한 상도가 검토되고 있다.
일반적인 자동차 도장 공정을 자세히 살펴보고 열 및 물질 전달이 중요한 응용 분야인 곳을 살펴보겠습니다.자동차의 일반적인 도장 공정은 다음과 같습니다.
① 전처리
② 전착(하도)
③ 실란트 도장
④ 언더코팅
⑤ 왁스 페인팅
⑥ Anti-Chip 프라이머
⑦ 프라이머
⑧ 탑코트
⑨ 결함 제거 및 연마
자동차 제조 공정은 약 20시간이 소요되는데 그 중 절반인 10시간이 소요되며, 위에 열거한 공정은 약 10시간이 소요된다.그 중 가장 중요하고 중요한 공정은 전처리, 전착도장(하도도장), 프라이머도장, 상도도장이다.이러한 프로세스에 집중합시다.
게시 시간: 2022년 11월 08일
