도장에 대하여

도장이란? 도장이란 물체의 부식방지 효과와 색채 미장 및 특수기능을 부여하기 위하여 물체의 표면에 도료를 균일하게 도포 시켜 도막을 형성하는 행위.

도장의 목적 ■ 물체 보호 : 내식성, 내습성, 내수성 등 ■ 물체의 미관 : 색상, 외관, 광택 등 ■ 물체의 기능성 : 내열도료, 반사도료, 절연도료 등

도장방법별 분류 ■ Brush 도장 ■ Roller Brush 도장 ■ Air – Spray 도장 ■ Airless – Spray 도장 ■ Dipping 도장 ■ Shower 도장

도장방법별 분류 ■ 전착 (Electro – Deposit) 도장 ■ 커튼 – 플로 (Curtain – flow) 도장 ■ Roller 도장 ■ 정전 (Electro – Static) 도장 ■ 분체 정전 (Powder – Electro – Static) 도장

도장공정별 분류 상도 ( Top Coat ) ■ 부착성 ■ 내구성 중도 ( Under Coat ) ■ 상,하도 층간 부착 ■ 외관 ( 광택, 색상 ) ■ 부착성 ■ 내구성 중도 ( Under Coat ) ■ 상,하도 층간 부착 ■ 하도 보호 ■ 상도 부착 강화 하도 ( Primer ) ■ 부착성 ■ 방청성 ■ 내수성 ( 화학적 기능 )

도장 방법 Air Spray ■ 도료를 압축 공기의 힘으로 무화해서 도장 ■ 거의 모든 도료에 적용 ■ 비교적 가격이 싸고 취급이 간단 ■ 소형 피도물의 도장에 적당            

도장 방법 Airless - Spray ■ 도료에 높은 압력을 가해 적은 구멍으로 나오게 하여 무화 시켜서 도장 ■ 수도물의 압력을 높이고 호스의 끝을 눌러서 샤-워하는 원리 ■ 작업 능률이 높다 ■ 고점도 도료의 도장이 가능 ■ 환경이나 도료손실 면에서 유리 ■ 대형 도장물 도장에 적합 고압도료

도장 방법 정전도장 (분체 정전 도장) ■ 어-스(EARTH)한 피도물을 두 극으로 도료분무장치를 음극으로 하면서 여기에 음극의 고전압(-60KV~120KV)을 주어 양극사이에 정전계를 만들어서 분무한 도료입자를 음극으로 피도물을 양극으로 해서 도료를 흡착시키는 방법 ■ 도료의 손실이 적다.

도장방법 침적도장 ■ Tank에 도료를 넣어두고 피도물을 담갔다가 들어올린다. ■ 한번으로 전면 도장이 된다. ■ 외관이 그다지 중요하지 않는 제품의 도장에 이용

도장방법 샤워 도장 ■ 펌프로 도료를 빨아 올려서 노즐을 통해서 피도물에 샤-워시켜 도장 ■ 한번으로 전면 도장이 된다. ■ 침적도장 보다 도료의 초기 준비양이 적다. ■ 외관이 그다지 중요하지 않는 제품의 도장에 이용

도장방법 커텐플로 ■ 도료를 커튼 모양으로 흘러내리면서 피도물을 이동시켜서 도장한다. ■ 도장능력이 높다. ■ 프린트 합판, 바닥재 등에 이용

도장방법 로울러 ■ 로울러의 사이에 피도물을 통과시켜서 도장한다. ■ 도장능력이 높다. ■ 칼라 장판, 프린트 합판, 캔, 브라인드 등에 이용

Fe Fe 화학도장 ① 2 Fe2+ Fe3+ = Fe2+ 이온에 의해 불안정해 진 수지 = 안정한 수지 전기를 사용치 않는 수용성 유기화합물 아크릴,폴리염화비닐리덴 또는 에폭시 코팅 공정으로써 산화,환원에 기초한 화학반응에 의해 철계 표면에 고내식성 피막을 형성하는 도장

Fe 화학도장 ② 10~35µm 화학적 반응에 의해 응집된 수지/안료 층은 철 표면에 축적되며 이들은 Fe2+ 이온이 응집의 가교 역할을 한다. - 도막이 두꺼워지면서 Fe2+ 의 확산속도 저하 - 도막의 두께는 자체적으로 조절 도막의 두께는 10~35µm 범위 응집강도 및 밀착강도가 높음 10~35µm

전착도장이란? 전하 (＋/－)를 띤 전착도료를 순수에 희석 시켜 대극간에 직류전기를 흐르게 하여 전기력에 의해 도막을 석출 시키는 방법

■ ANIONIC ELECTRO DEPOSITION (AED) 전착도장의 종류 ■ ANIONIC ELECTRO DEPOSITION (AED) ■ CATIONIC ELECTRO DEPOSITION (CED) 우수한 방청력으로 CED 도장방식이 일반화

전착도장의 장점 ■ 자동화가 가능 ■ 균일한 도막두께가 얻어진다 ■ 침투 도장성 (Throwing Power) 이 좋다 ■ 도료의 손실이 극히 적다 ■ 비교적 안정성이 높다 ■ 도막의 외관이 미려하다 ■ 저 공해 도료이다

전착도장의 단점 ■ 도막두께 확보에 한계가 있다 ■ 내후성이 불리 ■ Hanger의 관리가 필요 ■ 소량 생산에 부적합 ■ 도전성이 있는 피도물에 한정 ■ 색상의 한정

전착도막 석출시의 현상과 거동 현상 거동

전착도장의 원리 음극(피도물) 2H2O + 2e- → 20H- + H2↑ R-NH3+OH- → R-NH2+H2O (불용화. 석출) 양극(극판) 2H2O → 4H+ + 4e- + O2↑ H2 O2 OH- 중화제 : 유기산 pH의 상승으로 석출

전착도장의 일반적인 공정 탈 지 수 세 수 세 표면조정 화성처리 수 세 순수세 UF-2 수세 수절건조 전 착 UF-1 수세 후 순수세 건 조

전착도장의 일반적인 공정

전착도장 순환장치 개요

공정별 특성 - 전처리 탈지 ■ 방청유, 절삭유, 프레스유, 철분, 이물등의 제거를 위한 공정 ■ 일반적으로 예비탈지(탕세 등) → 알칼리 탈지 (NaOH 등 ＋ 계면활성제)로 구성 ■ 처리 불량시 균일하고 치밀한 피막 결정이 형성되지 못해 도막이상, 도막성능 불량 발생

공정별 특성 - 전처리 표면조정 ■ 콜로이드 Ti 화합물에 의해 강판 표면에 다수의 반응핵을 만들어 균일하고 치말한 화성피막을 형성하기 위한 공정 Ti Ti Ti Ti 하전된 표조의 Colloid가 강판 표면에 흡착

공정별 특성 - 전처리 화성피막 ■ 강판표면에 0.5~3μ 정도의 화성피막의 결정을 만드는 것 ■ 인산 철 처리도 있으나 현재는 인산아연 처리가 일반적 Fe＋＋ e- H+ Fe＋＋ e- Fe＋＋ H+ H+ e- 2step 3step 1step

공정별 특성 - 전처리 화성피막 피막액중 강판의 Anode부에서 Etching이 시작 부식 전류에 따라 Cathod부에서 1 STEP 2 STEP 3 STEP 피막액중 강판의 Anode부에서 Etching이 시작 부식 전류에 따라 Cathod부에서 H＋가 소비되어 계면의 pH 상승 표조의 Colloid가 핵이 되어서 결정 석출

공정별 특성 - 전착 전착 Tank ■ 일반적으로 본조 (ED조)와 Sub조로 구성 ■ Sub조는 ☆ 본조의 출조측에 위치한 Over Flow Tank ☆ 본조내의 기포를 제거 ☆ 도료보급, UF수세수 회수, UF 도료 회수, 순수 보급 등의 배관이 연결되어 있음 ☆ 도료 순환의 대부분은 Sub조로부터 시작 Sub조 본조

공정별 특성 - 전착 도료 순환 ■ 도료 침강 방지, 부유 기포제거, 전착시의 발열 확산이 목적 ■ 6 ~ 8 T.O/hr가 일반적 ■ 순환 방향은 입조부 → 출조부

공정별 특성 - 전착 도료온도 조절 ■ 전착 본조내 도료의 액온 (일반적으로 26 ~ 30℃ 관리) ■ 욕온도에 따라 도막두께의 변화가 있음 (욕온 1℃ UP → 1 ~ 2μ 증가) ■ Pump발열, 전착시 발열, 피도물이 반입하는 열량 라인 분위기 온도 등에 따라 욕온이 상승하므로 열교환기로 냉각 필요 욕온 ↑ 도막두께 증가, 용제량 감소(증발량 大). 도료 안정성 저하 욕온 ↓ 핀홀 발생, 도막두께 저하

공정별 특성 - 전착 전착도장 ■ 피도물과 극판 (격막)에 직류전류를 통해 2 ~ 5분 후 목표의 도막두께 얻음. ■ 교류전원을 정류하여 직류전원을 얻는 정류기 필요 ■ 도료에는 ＋극, 피도물에는 －극 (CED) －극 격 막 피도체 격 막 ＋극 CED

공정별 특성 도막두께의 영향인자 - 도료조건 NV 용제량 도 막 두 께 도 막 두 께 용제량 NV

공정별 특성 - 전착 도막두께의 영향인자 - 도장조건① 도막두께의 영향인자 - 도장조건① 욕도료 온도 전압 도 막 두 께 도 막 두 께 15℃ 전압 욕도료 온도

공정별 특성 - 전착 도막두께의 영향인자 - 도장조건② 도막두께의 영향인자 - 도장조건② 통전시간 극간거리 도 막 두 께 도 막 두 께 극간거리 통전시간

공정별 특성 - 전착 ED수세공정 < 회수수세 (UF 수세) > < 공수수세, 순수수세 > ■ 도료 회수가 목적 (회수율 95% 전후) ■ 2 ~ 4 단 수세가 일반적 ■ 라인 특성에 따라 Spay 수세 및 Dip 수세 방식 결정 < 공수수세, 순수수세 > ■ 회수치 않고 버려지는 수세

공정별 특성 - 전착 가열건조 우레탄 반응 ■ CED의 경화 반응 우레아 반응 ■ 건조시 도막 변화 피도체 피도체 피도체 석출도막 열유동에 의한 평활화 건조도막

전착도장 공정의 특징적 설비 UF 장치 ■ U/F는 Ultra Filtration의 약자 ■ 반투막(U/F 모듈)을 이용하여 욕도료를 강제여과 (부분여과)하는 것 ■ 주목적은 도료 회수로서, 여액은 회수 수세에서 도료의 회수에 이용

전착도장 공정의 특징적 설비 UF 장치 ■ U/F 장치를 통과한 투명 액이 U/F 여액 ■ U/F 여액의 NV : 0.3 ~ 0.4%

전착도장 공정의 특징적 설비 UF 장치 ■ U/F 여액의 주성분은 순수(95% 이상), 기타 수용성 용제, 농축액 도료 UF막 여액 ■ U/F 여액의 주성분은 순수(95% 이상), 기타 수용성 용제, 저분자 수지, 중화제 및 전해질 이온도 포함. ■ 욕중의 잡이온 및 용제, 중화제 등의 이상 증가시 여액 폐기로 대처

전착도장 공정의 특징적 설비 격막전극 ■ 전극(양극)의 기능을 가지면서 Faraday 법칙을 이용하여 욕도료중의 과잉 중화제를 계외로 제거하여 중화제 농도(MEQ)을 일정하게 유지 카치온 ED R-NH3+ 극판(SUS) 격막

전착도장 공정의 특징적 설비 격막전극 – 극액 전도도 관리 필요 ■ 극액 : 격막 BOX내에 순환되고 있는 엷은 황녹색 (Fe 이온이 원인) 투명한 전도성 액체 ■ 성분 : 순수 (99% 이상), 중화제 (약 0.3%), 기타 미량의 Fe이온 등 ■ 라인에서는 극액 Tank에 전도도계를 설치, 자동관리 극액 전도도 ↑ 극판 부식 촉진, 도료 MEQ UP 극액 전도도 ↓ 전류치 저하 → 도막두께 저하

전착도장 공정의 특징적 설비 격막전극 극액 Tank에서 Over Flow로 배수 극액순환 전착시 과잉 중화제 격막으로 이행 극액전도도 UP 극액 Tank에서 순수첨가로 전도도 조정 극액 Tank에서 Over Flow로 배수

전착도장 공정의 특징적 설비 순수제조 장치 ■ 라인 사용 공수에는 잡이온 및 이물성분 유분등이 함유 ■ 공수의 전도도 : 50 ~ 200㎲/㎝ 정도 ■ 잡이온이 도료중에 혼입되면 안정성이 저하되고 허용한계 초과시 도막 외관 이상, 도료응집(도료침전, 필터 막힘) 등의 문제 발생 ⇒ 이상의 이유로 순수제조 장치 필요                                                    

전착도장 공정의 특징적 설비 순수제조 장치 (라인 순수 수질 규격) ■ 수지혼합 충진(강산성 양이온, 강염기성 음이온 교환 수지) ↓ ■ 원수중에 함유되어있는 양이온, 음이온 성분제거 ■ 순수한 물을 교환생성 ★ 일정 용량을 생산후 가성소다 (NaOH)와 염산(Hcl) 로 재생, 반복사용 (라인 순수 수질 규격) ■ 전도도 : 2㎲/㎝↓ (비저항 50만 Ω.㎝↑)

전착도장 공정의 특징적 설비 도료 여과기 ■ 여과 방식 ■ 필터 교환 : 차압 1.0㎏/㎠ 이상되는 시점 ■ 전착조 내에 혼입된 이물, 철분, 안료 응집물 등의 제거 필요 ■ 여과 방식 스트레나 50 ~ 200 mesh SUS제의 금망 정밀필터 10 ~ 50μ 큰 이물 제거 미세 이물 제거 ■ 필터 교환 : 차압 1.0㎏/㎠ 이상되는 시점

전착도장 공정의 특징적 설비 건조로 ■ 양이온 전착도막 (CED)은 열가교 반응 (열에 의해 Block제 분리) 이므로 가열 건조로가 필요

전착도장 공정의 특징적 설비 건조로 ■ 건조로 BURNER는 2가지 방식으로 도장면에 열을 전달 대류 ( CONVECTION ) 복사열 ( Radiant Heating ) ☆ 도막의 경화온도에 쉽게 도달하기 위해서는 빠른 공기 유동이 필요 ☆ 빠른 풍속으로 BURNER 에 서 Oven속으로 열풍을 순환시켜 높은 속도의 대류를 얻는다 ☆ 특수 제작된 건조로 벽이 도막의 경화 온도 이상 되는 수 백도까지 가열 ☆ 가열된 열은 난로가 사람의 몸을 따뜻하게 하는 것과 같은 원리로 도장면에 전달

도막 결함의 원인 - Cratering ■ 도막이 분화구 모양으로 패이는 현상 ■ 오염 -앞공정에서 Oil유입 도료 전처리 ■ 오염 -앞공정에서 Oil유입 ■ 회분이 낮다 탈지불량 설비 Cratering Conveyor등에서 Oil 낙하 건조시 피도물 접합부에서 Oil 추출 도장 공장내 부유 이물 부착 건조 환경

도막 결함의 원인 - Pinhole Pinhole ■ 도막에 바늘로 뚫은 듯 패인 현상 도료 ■ 용제량 부족 ■ 회분이 높다 ■ 잡이온 혼입 건조 도장조건 ■ 온도 분포 불균일 ■ 도료 온도가 낮다 ■ 도막두께가 얇다 Pinhole ■ 불균일한 피막 형성 ■ 소재 오염 전처리

도막 결함의 원인 - 재용해 ■ 전착된 도막이 본조 또는 수세공정에서 용해 도료 ■ MEQ가 너무 높다 재용해 공정 ■ 전착중 전압 off되어 장시간 방치 ■ 전착후 수세 Zone에

도막 결함의 원인 - 도막파괴 도막 파괴 ■ 국부적인 전류집중으로 균일 도막이 파괴되어 그 부분이 이상부착 발생 도료 공정 ■ MEQ가 높다 ■ 용제량이 많다 ■ 잡이온양이 많다 공정 ■ 도장 전압이 너무 높다 ■ 피도물 면적이 작다 ■ 도료 온도가 높다 ■ 손환이 약하다 도막 파괴 전처리 ■ 피막 처리 불균일

도막 결함의 원인 – 표면거침(Orange Peel) ■ 도막이 오렌지 껍질 모양으로 거칠어지는 현상 ■ 용제량 부족 ■ MEQ가 높다 ■ 회분이 높다 ■ 잡이온이 많다 도료 공정 ■ 도료 온도가 낮다 ■ 도막 두께가 얇다 표면거침 전처리 ■ 피막 처리 불량

도막 결함의 원인 – 건조얼룩 ■ 전착후 수세공정으로 이송중 부분적으로 말라서 건조후 얼룩, 변색, 도막두께 차이등을 일으키는 현상 공정 ■ 전착후 수세까지의 시간이 길다 건조 얼룩 환경 ■ 분위기 습도가 낮다

도막 결함의 원인 – Air - Pocket ■ 피도물 구조상 Air가 완전히 빠지지 않는 부위의 미도장 ■ 피도물의 구조에 기인 Air - Pocket 공정 ■ 전착 입조부에 기포가 체류하고 있을때

도막 결함의 원인 – 물방울 자국 ■ 전착 후 도막표면에 잔존 되어 있는 수세수가 건조로 내에서 도막을 침해하여 도막 이상을 발생 ( 도막의 열 유동과 물의 비등이 동시에 일어나기 때문에 발생 ) ■ 수세후 건조까지의 Setting 시간 부족 ■ 전착도막의 친수성 부족 ⇒ 욕도료에 용제 첨가 물방울 자국 ■ 건조로 내의 온도분포 불균일

도막 결함의 원인 – 이물 부착 이물 부착 ■ 수세 불충분 전처리 이물 ■ 피막 Sludge 부착량 多 ■ 순환부족→안료침강 도료 이물 ■ 순환부족→안료침강 ■ 정밀여과 불충분 ■ 회수 수세수의 NV가 높다 ■ 욕도료 안정성 저하 환경 이물 (먼지, 철분) ■ 헹거, C/V등에서 먼지나 녹의 낙하 ■ 피도물에 부착한 철분 ■ 건조로의 그을음

라인관리를 위한 시험기기 – Balance Meter ■ 고형분 및 회분의 무게 측량을 위해 필요 ■ 1/1000 ~ 1/10000g 사용

라인관리를 위한 시험기기 – 전기로 ■ 본조 도료의 고형분(안료 +수지)중에 함유되어 있는 안료량 측정을 위해 사용 안료량 측정을 위해 사용 ⇒ 회분(ASH) ■ 회분(ash)에 따라 Paste 보급량 결정 ■ 회분 측정 : 630℃ × 1hr

라인관리를 위한 시험기기 – 전도도 Meter ■ 전도도는 용액을 통해 흐를수 있는 전류의 양을 측정하는것 EX) 전도도 : 순수<지하수<염수 ■ 본조 도료의 전도도 관리 ■ 순수의 순도 Check ■ 극액 전도도 Check

라인관리를 위한 시험기기 – pH Meter ■ pH는 산성및 염기성 정도를 나타내는 척도 ■ pH는 전착 도료의 안정성을 좌우하기 때문에 관리 필요

라인관리를 위한 시험기기 – OVEN ■ 본조 도료에 함유되어있는 수지, 안료등 불휘발 성분의 비율을 측정키 위해 사용 ⇒ 고형분(NV) ■ NV에 따라 1日 도료 보급량 결정 ■ NV 측정 : 120℃ × 1hr

라인관리를 위한 시험기기 – 도막두께 측정기 ■ 피도물에 적정 도막두께가 도장되었는지 확인키위해 라인에서는 1日 2회 이상 도막두께 분포 측정 필요 ■ 도막두께 과다 관리시 도료 사용량 증가

전착도장의 품질관리 - 일반 광택 표준품 한도내 외관 색상 ■ 도막의 정상유무 판단 ■ 소지 노출, Crater, 얼룩 등 없이 양호할 것 표준품 한도내 육안 판정

전착도장의 품질관리 – 기계적 물성 기계적 물성 부착성 ■ 1mm 바둑목 법 ■ 100/100 경도 ■ 연필 경도 ■ 2H 이상

전착도장의 품질 관리 – 화학적 물성 화학적 물성 내수성 40℃ × 240hrs → 2mm 바둑목 법 내유성 내 방청Wax성 40℃ × 24hrs → 외관 판정 내 Grease성 40℃ × 24hrs → 외관 판정

전착도장의 품질관리 – 내식성 (S.S.T) ■ S.S.T : Salt Spray Test의 약자 ■ S.S.T 조건 온도 (℃) 염농도 (Wt.%) 35 ± 2 5 ± 1 ■ 분무시간 : 48 ~ 720hrs (부품별로 차이) ■ 판정 : 도장면 Scratch부의 부풀음 및 Tape Test에 의한 박리는 편측 3mm 미만일 것

공해방지 설비