액체소부도장

액체소부도장(液體焼付塗裝)은 액체 상태의 도료를 피도물에 칠한 후 가열하여 도막을 형성하는 도장을 말한다.

개요

일반적인 액체도장은 액체 형태의 페인트를 신나와 같은 희석제와 섞어 농도를 적당히 조절한 뒤에 붓이나 롤러, 에어리스 스프레이 등을 이용해 피도물에 칠하고 가열하지 않고 별다른 조치 없이 건조한다.

액체소부도장은 도료를 칠한 후 보통 100도 이상으로 가열한다. 액체소부도장에 사용되는 도료는 일반 액체도장과 달리 열경화성 도료이다. 즉 열로 가열해야 경화되며 굳어져 도막이 형성되는 것이다.

일반적인 액체도장과 액체소부도장은 도장을 칠한 후 가열 여부에 따라 분류되며 액체소부도장은 자동차의 생산 과정 중 도장 공정에서 많이 사용한다.

도료

도료는 안료, 수지, 용제 및 첨가제를 균일하게 혼합하여 점성 있는 액체로 용제형 도료라고도 하며, 신나(신너)를 이용해 칠하기 쉬운 점도로 희석해서 사용한다. 대표적으로 멜라민계, 아크릴계, 불소계 등이 있다.

액체소부도장 도료의 구성

아미노 알키드계

아미노 알키드수지 도료는 알키드수지 도료(유변성 프탈산 수지 등)와 아미노수지 도료(멜라민 수지 등)를 주로 하는 비클로 한 도료로서 그 비율은 아미노 수지 2∼5에 대하여 알키드 수지 5∼8의 범위로 한다. 아미노 수지 단독이라도 고온으로 가열하게 되면 단단하고도 무색투명한 막이 생기지만 그러나 무르며 접착력이 매우 약하므로 알키드 수지를 혼합하여 가요성을 갖게 한다. 따라서 아미노 수지가 많이 들어가는 도료일수록 딱딱한 도막이 되고 무른 편이다.

일반적으로 멜라민수지 도료라고 불리며, 건조 온도 130~140℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 특히, 신차의 솔리드 색상에 사용되고 광택, 경도, 내후성, 내용제성 등이 뛰어난 장점이 있다. 쉽게 검은색, 흰색, 빨간색, 파란색 등의 색상을 가진 도장이라고 생각하면 되겠다.

아크릴계

아크릴수지 도료는 신차의 메탈릭 색상 도료에 적용되며 열경화성 아미노 알키드 수지와 같이 건조 온도 130~140℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 색상이 선명하고 내후성, 광택 복원성이 우수하다. 최근 관리의 편의성으로 인해 많이 보급되고 있는 은색 계열과, 진주색 도장이 바로 이에 해당된다.

이 수지를 단독으로 사용하는 경우도 있지만 대개 경화용 수지를 혼합하여 도막 주성분으로 사용하여 가열에 의해 경화용 수지와 가교 중합하여 망상구조의 도막을 만든다. 경화용 수지는 아크릴 수지의 활성 관능기에 의해 결정되며 아미노 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 폴리아민, 산무수물 등이 사용된다.

이 도료의 특징은 내후성이 극이 우수하고, 광택, 광택 보유성, 색상 및 보색성이 우수하며 도막의 전반적인 물성이 뛰어나 자동차(특히 메탈릭 도장), 가전제품, 칼라 철판 등의 금속용 상도로 광범위하게 사용되나 소부 온도가 150℃ 정도로 아미노 알키드 수지 도료에 비해 높다.

불소계

불소수지 도료는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등으로 대표되는 지방족 탄화수소의 분자구조에 있는 수소의 일부 또는 전부를 불소로 치환한 분자구조로 이루어져 있다.

열경화성 불소 수지 도료의 특징은 2액형(자기 반응형) 도료와 같으며 열경화성 아미노 알키드 수지와 같이 건조 온도 140~150℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 색상이 선명하고 내후성, 내자외선, 내산성 및 알칼리 등에 대하여 우수하다. 이 도장은 가격도 약간 비싼데, 바로 르노삼성에서 이 도료를 사용한다고 한다.^[1]

도장 방법

붓 도장

붓 도장은 널리 행해지고 있는 방법이며 누구나 손쉽게 잘할 수 있는 장점을 지니고 있다. 일정 면적을 위에서 밑으로 칠하며 칠한 도료를 재빨리 수평 방향으로 넓힌다. 다시 수직 방향으로 도장 얼룩을 고친다.

스프레이(Spray) 도장

스프레이 도장은 분무도장이라고도 하며 건조가 빠른 락카 도장을 위하여 발달된 방법이다. 도료를 압축공기로 분무상을 만들어 피도물에 스프레이 하는 방법으로 능률이 좋으며 균일한 도면을 얻을 수 있다.

침적도장(Dipping)

침적도장은 피도물을 도료 탱크 속에 침적시켜 도료를 적시고 이것을 끌어올려 도막을 형성하는 방법이다. 자동차, 전기기구 등 양산용 도장 방법으로 사용된다. 침적도장은 도료의 점도를 적당히 조절하는 것이 도막 형성의 양부를 결정한다.

회전도장

피도물이 작고 수량이 많은 경우에 사용되며 통속에 피도물과 도료를 동시에 에어 회전하고 바구니에 꺼내어 여분의 도료를 흘려 도막을 만드는 방법이다. 버턴, 쇠고리, 핀 등 소형 기구 도장에 쓰인다.

핫(Hot) 스프레이 도장

핫 스프레이 도장은 도료에 열을 가하면 점도가 저하하는 것을 이용하여 도료를 용제로 희석하는 대신 열을 가하여 점도를 내리고 이것을 도장하는 방법이다.

에어리스 스프레이(Airless Spray)

에어리스 스프레이는 압축공기를 도료를 무화 시키는데 사용하지 않고 도료에 100~150kg/cm2의 높은 압력을 가하고 여기에서 생기는 힘에 의해 도료가 노즐을 통해 스프레이 되게 하는 방법이다.

롤 코오트(Roll Coat)

롤 코오트를 사용하여 평판형의 피도물에 연속적으로 고속으로 도장하는 방법으로 주로 4개의 롤러(Roller)를 사용하며, 1번 롤러에 도료를 묻혀 2번 롤러로 이를 운반하고 3번 롤러로 옮길 때 피도물이 3번과 4번 롤러 사이를 지나가며 도장된다.

정전도장

정전도장기는 직류고전에 의한 코로나방전(부분 절연파괴)과 정전 흡인력을 응용하여 도료를 도장하는 방법이다. 정전도장은 스프레이 도장과 비교하여 도료의 로스(loss)가 적고(loss 10%, 스프레이 30~50%) 내외부가 동시에 도장되며, 안정된 품질을 얻을 수 있는 장점이 있으며 부도체(나무, 유리, 고무)에는 도장이 되지 않으며 설비비가 매우 높고 컨베이어 방식이 아니면 도장할 수 없는 단점이 있다.

롤러도장

평평하고 넓은 칠하는데 주로 사용되는 방법으로 알루미늄제 원통에 작은 구멍을 뚫고 그 주위를 벨트로 감아 원통에 도료를 굴리면 도료가 번져나가 도장되는 방법이다. 호스를 롤러와 연결시키고 도료를 압송하는 방법과 다른 용기 속의 도료에 롤러를 담가 도료를 발라서 칠하는 방법도 있다.

기타

최근 도료와 도장 공업의 발달에 따라 최신 도장 방법과 도료가 개발되고 있다. 이들은 대부분 자원 절약을 위해 도료의 손실을 줄이고 되도록 용제를 줄이거나 사용하지 않아 공해 방지에는 일익을 담당하고 있다.

즉 수용성 도료 용액 속에 피도물을 양극으로 하고 도료 탱크를 음극으로 하여 직류전압을 주무로서 도료를 전기적으로 도착시키는 전자석이나 자외선이 조사되면 화학반응을 일으킬 수 있는 전자 경화 도장 등이 개발 사용되고 있다.^[2]

도장 공정

자동차의 전형적인 도장 공정의 예로 다음과 같은 공정을 거쳐 완성된다.

자동차 도장 공정의 개략도

화성 처리

탈지 1 : 과잉의 용제에 의한 탈지

탈지 2 : 약 알칼리 또는 에멀젼화제에 의한 탈지 방지. 50∼60℃ 2∼3분

수세 : 1∼2단, 각단 40∼50℃ 1∼2분간

화성 피막 : 인산아연계 미결정 생성형의 처리제, 2∼3분