KR100352369B1

KR100352369B1 - 도장방법및도장장치

Info

Publication number: KR100352369B1
Application number: KR1019940024908A
Authority: KR
Inventors: 오가사하라도시후미
Original assignee: 마츠다 가부시키가이샤
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2002-11-07
Also published as: JP3541434B2; JPH07144166A; DE69419687T2; KR950007960A; DE69419687D1; US5731038A; EP0647478A1; EP0647478B1; CN1119966A; ES2134889T3; CN1099918C

Abstract

흘러내림 한계두께보다 더 큰 두께까지 워크에 용제함유 도료조성물을 도포하고, 해당 워크에 도포된 도료조성물속의 용제를 증발시키는 세팅단계와, 해당 세팅단계후에 도료조성물을 경화시키는 경화단계를 행하는 반면에, 상기 워크의 수직면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 도장단계후에 대략 수평축을 중심으로 해서 상기 워크를 회전시킨다.

또, 상기 도료조성물은, 세팅단계 또는 세팅단계의 종료시에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중 용제의 함유량이 30중량%이하로 되도록 구성한다.

Description

도장방법 및 도장장치

본 발명은 예를 들면 차체 등의 워크(work)를 도장하는 방법, 이 방법을 수행하는 장치 및 이 방법에 의해 도장된 생산품에 관한 것으로서, 특히, 워크의 표면에 도료조성물(coating composition)을 흘러내림 또는 꺼짐의 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐(sagging)을 방지하기 위하여 이 워크를 대략 수평축에 대해서 회전시키는 회전도장방법, 이 방법을 수행하는 장치 및 이 방법에 의해 도장된 생산품에 관한 것이다.

차체 등의 워크를 도료조성물로 도장할 때, 도료조성물의 양을 증가시킴으로써 도장막의 두께를 증대시켜 도장막표면의 평활성을 향상시킬 수 있다고 하는 점은 공지되어 있다.

즉, 워크의 표면에 도료조성물을 도포할 때, 도장막의 표면은, 해당 도장막의 표면에 평행한 방향으로 인장력으로서 이 도장막표면에 작용하는 그의 표면장력에 의해 평활하게 되는 경향이 있다. 이 표면장력에 의한 평활화 효과는 도료조성물의 유동성(flowability)이 증가함에 따라 보다 양호해진다. 상기 도료조성물의 유동성은 도료조성물의 양(도장막의 두께)의 증가에 따라 증가한다. 따라서 도료조성물의 양이 증가하면, 도료조성물의 유동성이 증가하여, 도장막의 평활성이 증대한다. 특히, 도료조성물을 흘러내림 또는 꺼짐의 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면, 도장막의 표면은 매우 평활하게 된다. 여기에서 "흘러내림 또는 꺼짐의 한계두께"란 이를 초과할 경우 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생하는 도장막의 최소두께를 말하며, 이하 간단히 "흘러내림한계두께"라고 칭한다.

표면이 대략 수직방향으로 뻗은 워크에 도료조성물을 흘러내림한계두께보다도 큰 두께로 도포하면, 중력하에서 워크의 수직면에 도료조성물의 꺼짐 또는 흘러내림이 발생하여 도장막의 평활성이 크게 열화한다.

그러나, 도료조성물의 도포후 워크를 수평축을 중심으로 회전시키면, 중력과 반대방향의 힘이 워크의 수직면상의 도료조성물에 작용하여 도료조성물의 꺼짐 또는 흘러내림을 방지할 수 있다. 또한, 도장막의 표면과 평행한 방향에서 도료조성물에 작용하는 인장력이 워크의 회전에 의해 발생하고, 이 인장력이 상기 도료조성물의 표면장력과 제휴하여 도장막의 표면을 더욱 평활화시킨다.

최근, 예를 들면 미국특허공보 제 4,874,639호에 개시된 바와 같이, 워크의 표면에 도료조성물을 흘러내림한계두께보다도 큰 두께로 도포하고 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하도록 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지기 시작하기 전부터 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 수 없을 정도로 도료조성물이 세팅될 때까지 상기 도료조성물이 도포된 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시킴으로써, 도장막의 두께를 충분히 확보하여 도장막표면의 평활성을 향상시킴과 동시에 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하는 소위 "회전도장법"이라 불리는 도장방법이 제안되어 있다.

그러나, 본 발명자들의 연구결과, 도료조성물을 흘러내림한계두께보다도 큰 두께로 도포하고 워크를 회전시켜도, 항상 도장막 표면의 우수한 평활성을 얻을 수는 없다는 것을 알게 되었다.

즉, 피도장표면이 미세 요철을 지니고 있을 경우, 때로는 이 요철에 의한 영향을 받지 않고도 도장막표면을 매우 평활하게 할 수 있는 반면, 때로는 도장막표면에 이 요철이 나타나기도 한다.

상기 관측 및 설명에 비추어, 본 발명의 주목적은 피도장표면상에 요철에 의한 영향을 받지 않고도 도장막표면을 매우 평활하게 할 수 있는 회전도장방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 수행하기 위한 도장장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 의해 도장된 도장품을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제 1양상에 의한 도장방법

본 발명의 제 1양상에 의한 도장방법은, 워크에 용제를 함유하는 도료조성물을 도포하는 도장단계와, 상기 워크에 도포된 도료조성물중의 용제를 증발시키는 세팅단계와, 상기 세팅단계후에 도료조성물을 경화시키는 하아드닝단계(또는 경화단계)로 이루어진 도장방법에 있어서, 상기 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 상기 세팅단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 상기 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 도장방법의 개량에 있다.

상기 제 1양상의 도장방법은, 세팅단계동안 또는 세팅단계의 종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 용제를 도료조성물중에 30중량%이하 함유하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 용제함량은 10중량%이하이다. 또, 세팅단계에 있어서, 상기 용제는 상온에서 증발시켜도 된다.

도료조성물은 예를 들면, 용제를 함유하는 한 열경화형 또는 자외선 경화형이어도 된다. 전자의 경우, 경화단계는 도료조성물을 열에 의해 경화시키는 단계이고 후자의 경우에 있어서 경화단계는 도료조성물을 자외선조사에 의해 경화시키는 단계이다.

상기 도료조성물로서 용제를 함유하는 열경화성 도료조성들을 이용하고 경화단계로서 열경화단계를 이용할 경우, 도장단계에 있어서는, 워크에 도료조성물을, 워크의 수직면상의 도료조성물이 상기 세팅단계 및 열경화단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면 된다. 이 경우에 있어서, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 열경화단계동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시킨다.

상기 도장단계는, 표면도장막을 형성하기 위한 것이어도 된다. 또, 워크는차체일 수 있다.

본 발명의 제 2양상에 의한 도장방법

본 발명의 제 2양상에 의한 도장방법은, 워크에 용제를 함유하는 열경화성 도료조성물을 도포하는 도장단계와, 상기 도장단계후에 가열에 의해 상기 도료조성물을 경화시키는 열경화단계로 이루어진 도장방법에 있어서, 상기 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 상기 열경화 단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 또, 상기 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시킨다고 하는 도장방법의 개량에 있다.

상기 제 2양상의 도장방법은, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 열경화 단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성된 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 상기 용제함량은 10중량%이하이다.

상기 도장단계와 열경화단계사이에, 워크에 도포된 도료조성물중의 용제를 증발시키는 세팅단계를 마련해도 된다. 이 경우, 도장단계에 있어서, 워크에 도료조성물을, 세팅단계 및 열경화단계동안 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 열경화단계동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키면 된다. 또, 세팅단계에 있어서, 용제는 상온에서 증발시켜도 된다.

또, 상기 도장단계는 표면도장(topcoating)막을 형성하기 위한 것이어도 된다. 또, 워크는 차체이어도 된다.

본 발명의 제 3양상에 의한 도장방법

본 발명의 제 3양상에 의한 도장방법은, 워크에 열경화성 도료조성물을 도포하는 도장단계와, 상기 도장단계후에 가열에 의해 도료조성물을 경화시키는 열경화 단계로 이루어진 도장방법에 있어서, 상기 열경화단계는, 도료조성물을 그의 반응개시온도까지 가열하는 승온단계와, 상기 승온단계후에 상기 도료조성물의 온도를 반응개시온도이상으로 유지함으로써 도료조성물을, 경화시키는 반응경화단계를 포함하고, 상기 도장단계에 있어서, 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 상기 승온단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 또, 상기 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시킨다고 하는 도장방법의 개량에 있다.

상기 제 3양상의 도장방법은, 상기 승온단계가 도료조성물을 반응개시온도로 가열하는 과정에서 도료조성물의 온도를 소정시간동안 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정 온도에서 유지하는 온도유지단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또, 워크는 승온단계 및 반응경화단계동안 대략 수평축을 중심으로 회전시켜도 된다.

열경화성 도료조성물은 용제를 함유해도 된다. 이 경우, 도료조성물은, 승온단계시 또는 승온단계의 종료시에 유동성을 지님과 동시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성된 것이 바람직하며, 또, 용제의 함량은 10중량%이하가 바람직하다.

용제를 함유하는 열경화성 도료조성물을 사용할 경우, 상기 도장단계와 승온단계사이에 워크에 도포된 도료조성물중의 용제를 증발시키는 세팅단계를 마련해도 된다. 이 경우, 상기 도장단계에 있어서, 워크에 도료조성물을, 세팅단계 및 승온단계동안 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 승온단계동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키면 된다. 또한 워크는 동일 목적을 위하여 반응경화단계에서 회전시켜도 된다. 또, 세팅단계에 있어서, 용제는 상온에서 증발시켜도 된다.

상기 소정온도와 소정시간은 서로 의존한다. 소정시간은 1분이상인 것이 바람직하다. 또, 승온단계는 예를 들면, 온도제어가능한 열원을 각각 지닌 복수개의 가열존(zone)이 소정방향으로 배열된 분할식 가열오븐을 통해서 워크를 반송함으로써 수행해도 된다. 또한 승온단계는 원적외선을 이용해서 수행해도 된다.

또, 상기 도장단계는 표면도장막을 형성하기 위한 것이어도 되며, 워크는 차체일 수 있다.

본 발명의 제 4양상에 의한 도장장치

본 발명의 제 4양상에 의한 도장장치는, 워크에 열경화성 도료조성물을 도포하는 도장수단과, 상기 도료조성물을 가열에 의해 경화시키는 열경화수단과, 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키는 회전수단을 구비한 도장장치에 있어서, 상기 열경화수단은 도료조성물을 그의 반응개시온도까지 가열하는 승온수단과 도료조성물의 온도를 반응개시온도이상에서 유지함으로써 도료조성물을 경화시키는 반응경화수단을 포함하고, 상기 도장수단은, 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 상기 승온수단에 의한 가열동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 또 상기 회전수단은 상기 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도료조성물을 워크에 도포한 후에 해당워크를 상기 축을 중심으로 회전시킨다고 하는 도장장치의 개량에 있다.

상기 제 4양상의 도장장치는 승온수단을 제어해서, 도료조성물을 반응개시온도로 가열하는 과정에서 소정시간동안 해당 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도에서 유지하기 위한 온도유지가열을 행하는 가열제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 또, 상기 회전수단은, 승온수단에 의한 가열 및 반응경화수단에 의한 반응경화동안 상기 워크를 상기 수평축을 중심으로 회전시키도록 구성되어 있어도 된다.

또 열경화성 도료조성물은 용제를 함유해도 된다. 이 경우, 가열제어수단은, 승온수단에 의한 가열중에 또는 해당 가열의 종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 용제를 해당 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 승온수단을 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 용제의 함량은 10중량%이하이다.

용제를 함유하는 열경화성 도료조성물을 사용할 경우, 승온수단에 의한 가열전에 워크에 도포된 도료조성물중의 용제를 증발시키는 세팅을 수행하는 세팅수단을 설치해도 된다. 이 경우, 상기 도장수단은, 워크에 도료조성물을, 세팅 및 가열동안에 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하는 것이 바람직하며, 회전수단은, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅 및 가열동안 워크를 상기 축을 중심으로 회전시킨다. 또, 회전수단은 반응경화시에도 워크를 회전시켜도 된다. 또한 상기 세팅수단은 상온에서 용제를 증발시켜도 된다.

상기 소정시간은 1분이상인 것이 바람직하다. 또, 승온수단은 예를 들면 온도제어가능한 열원을 각각 지닌 복수개의 가열존이 워크의 이동방향으로 배열된 분할식 가열오븐이어도 된다. 또, 가열제어수단은 분할식 가열오븐을 통과하는 워크의 이동속도에 따라 작동시킬 가열존의 수를 변화시키거나, 또는 분할식 가열오븐을 통과하는 워크의 이동속도에 따라 소정온도를 변화시켜도 된다. 상기 승온수단은 열원으로서 원적외선조사수단을 구비해도 된다.

상기 도장수단에 의해 도포된 도료조성물은 표면도장막을 형성하기 위한 것이어도 되어, 워크는 차체이어도 된다.

본 발명의 제 5양상에 의한 도장품

본 발명의 제 5양상에 의한 도장품은 상기 본 발명의 제 1 내지 제 3양상에 의한 도장방법중 한가지 방법에 의해 도장된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 내지 제 5양상에 대한 일반적인 설명

전술한 용제로서는, 휘발성 용제 또는 유기용제뿐만 아니라 수용성 용제를사용해도 된다.

본 명세서에 있어서, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼진다는 것은, 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼지는 것을 의미하며, 또 도료조성물이 유동성을 지닌다는 것은 도료조성물이 1mm이상 흘러내리거나 꺼질 수 있는 상태를 의미한다. 이들 정의의 이유는 후술한다. 이들 정의로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 수 있는 상태에 있을 경우, 유동성을 지닐 필요가 있다.

또, 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼진다는 것은, 해당 수직면이 회전하지 않고 수직상태로 유지된 경우 워크의 수직면상의 도료 조성물이 중력하에서(2mm이상) 흘러내리거나 꺼지는 것을 의미한다. 또, 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께란, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 수 있는 최소두께이며 대략 상기 흘러내림한계두께에 상당한다.

또한, 워크의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시킨다는 것은, 워크상의 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼지지 않도록 워크를 회전시키고, 또, 적어도 워크에 도료된 도료조성물이 2mm 흘러내리거나 꺼지기전부터 도료조성물이 더이상 흘러내리거나 꺼지지 않을 때까지 워크를 회전시켜야만 한다는 것을 의미한다.

또, 워크는, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 수 있는 한, 바람직하게는 도료조성물이 유동성을 지니는(1mm 흘러내거나 꺼질 수 있는) 한, 보다 바람직하게는 도료조성물이 완전히 그의 유동성을 상실할 때까지 회전시켜야만 한다. 특히, 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐은 상기 세팅단계 또는 경화단계(특히 열경화(가열경화라고도 칭함)단계) 동안 발생할 수 있다. 따라서, 도료조성물이 세팅단계동안 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있는 상태에 있을 경우, 워크는, 적어도 도료조성물이 세팅단계에 있는 한 회전시켜야만 하고, 또, 도료조성물이 경화단계동안 흘러내림 또는 커짐이 발생할 수 있는 상태에 있을 경우, 워크는, 적어도 도료조성물이 경화단계에 있는 한 회전시켜야만 하며, 도료조성물이 세팅단계 및 경화단계의 양 단계동안 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있는 상태에 있을 경우, 워크는, 적어도 도료조성물이 세팅단계 및 경화단계에 있는 한 회전시켜야만 한다. 또 워크는 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 않게 된 후까지 회전을 유지하면 된다.

도료조성물이 도포된 워크에 도장단계직후 열경화단계를 실시할 경우, 도장막의 표면에 도료조성물에 남아있는 다량의 용제가 신속하게 경화되고, 이어서 그 경화된 표면막을 통해서 용제를 제거하면, 그 도장막의 표면에 구멍이 생길 수 있다. 이러한 문제를 피하기 위하여, 경화단계전, 특히 열경화단계전에 어느 정도까지 세팅단계에서 용제를 증발시킨다. 용제가 유기용제(휘발성 용제)일 경우, 세팅단계는 상온에서 소정시간동안 워크를 방치해두는 단계이면 된다. 또, 용제가 수용성 용제일 경우에는, 세팅단계는 상온보다 높은 온도에서 소정시간, 즉 80℃에서 5∼7분동안 워크를 방치해두는 단계이면 된다. 유기용제의 경우에도 세팅단계를 승온에서 실시하더라도 일반적으로 승온은 40℃이하이어야만 한다.

본 발명은, 기본적으로는, 워크에 도료조성물을 흘러내림한계두께보다 큰 두께로 도포하고 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 워크를 회전시키는 회전도장을 목적으로 하며, 또한 표면이 대략 수직방향으로 뻗은 워크의 도장을 목적으로 하나, 본 발명은, 표면이 대략 수직방향으로 뻗어 있지 않은 워크의 도장에도 적용할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 제 1양상에 대한 설명

본 발명의 제 1양상에 의한 방법은 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 경화단계에서 발생할 수 있는 지의 여부에 관계없이 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 세팅단계에서 발생할 수 있다는 가정에 의거하고 있다.

도료조성물은 용제를 함유하고 있는 한 어떤 종류라도 사용가능하다. 예를들면, 도료조성물은 가열시 경화하는 열경화형, 자외선에의 노출시 경화하는 자외선경화형 또는 기타방법으로 경화하는 기타 유형의 것이어도 된다. 경화단계는 사용되는 도료조성물의 유형에 의존할 수 있다.

본 발명의 제 1양상의 방법에서 사용하는 도료조성물은 대표적으로 용제를 함유하고 있는 열경화성 도료조성물이다. 대표적인 열경화성 도료조성물을 가열하면, 도료조성물의 고체성분은 일단 연화되어, 도료조성물은 높은 유동성을 나타내며, 더욱 가열하면, 도료조성물의 온도는 그의 반응개시온도를 초과하여 도료조성물이 교차결합반응에 의해 경화한다. 따라서, 세팅단계의 종료시, 도료조성물은 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있는 상태(이하 간단히 "흘러내림상태"라 칭함)에 있을 경우도 있고, 또 도장단계에서 워크에 도료조성물을 한계두께보다 큰 두께로 도포했을 때 용제의 증발에 의해 더이상 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 없는 상태(이하 간단히 "비흘러내림상태"라 칭함)에 있을 경우도 있다. 어느 경우에 있어서나, 열경화단계에서 미리 연화된 도료조성물의 고체성분 및 도료조성물의 유동성은 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있는 정도까지 증가할 수 있다.

상기 제 1양상의 방법에 있어서, 도료조성물은 경화단계에서 흘러내림상태에 있을 필요는 없으나, 도료조성물은 경화단계에 들어가자마자 경화되는 유형이어도 된다. 예를 들면, 자외선 경화형 도료조성물은, 자외선에 노출되자마자 경화하고, 몇몇 열경화성 도료조성물의 경우, 해당 도료조성물의 온도가 가열시 반응개시 온도에 이른 즉시, 도료조성물은 열화함이 없이 곧 경화한다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 1양상의 방법에 있어서, 도료조성물은 적어도 세팅단계에서 흘러내림상태에 있으므로, 워크는 적어도 세팅단계에서 회전시켜야만 한다. 또, 도료조성물이 경화단계에서도 흘러내림상태에 있으면, 워크는 이 경화단계에서도 회전시켜야만 한다. 또한 도료조성물이 경화단계에서 비흘러내림상태에 있을 때는, 워크는 회전하고 있더라도 경화단계에서 회전시킬 필요는 없다.

본 발명의 제 2양상에 대한 설명

본 발명의 제 2양상에 의한 방법은 열경화성 도료조성물을 사용하고, 해당 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 열경화단계에서 발생할 수 있다는 가정에 의거하고 있다. 세팅단계는 반드시 필요하지는 않지만 실시해도 된다. 세팅단계를 실시하면, 도료조성물은 세팅단계에서 흘러내림상태 또는 비흘러내림상태에 있을 수 있다. 열경화성 도료조성물은 열경화단계에서 흘러내림상태에 있을 수 있는 한 어떠한 것이라도 사용가능하다. 대표적으로 가열시 일단 연화하는 열경화성 도료조성물을 사용하나, 연화되지 않는 것을 사용해도 된다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 2양상의 방법에 있어서, 도료조성물은 적어도 열경화단계에서 흘러내림상태에 있으므로, 워크는 적어도 열경화단계에서 회전시켜야만 한다. 또, 세팅단계를 실시하여, 이 세팅단계에 있어서도 도료조성물이 흘러내림상태에 있으면, 워크는 이 세팅단계에서도 회전시켜야만 한다. 또한, 도료조성물이 세팅단계에서 비흘러내림상태에 있을 때는, 워크는 회전하고 있더라도 이 세팅단계에서 회전시킬 필요는 없다.

본 발명의 제 3양상에 대한 설명

본 발명의 제 3양상에 의한 방법은 열경화성 도료조성물을 사용하고, 열경화 단계는 상기 승온단계와 반응경화단계를 포함하며, 상기 승온단계에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있으며, 승온단계에서 상기 온도유지를 실시한다는 가정에 의거하고 있다. 세팅단계는 반드시 필요하지는 않지만 실시해도 된다. 세팅단계를 실시하면, 도료조성물은 세팅단계에서 흘러내림상태 또는 비흘러내림상태에 있을 수 있다. 또 열경화성 도료조성물은 승온단계에서 흘러내림상태에 있을 수 있는 한 어떠한 것이라도 사용가능하다. 대표적으로 가열시 일단 연화하는 열경화성 도료조성물을 사용하나, 연화되지 않는 것을 사용해도 된다.

이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 제 3양상의 방법에 있어서, 도료조성물은 적어도 승온단계에서 흘러내림상태에 있으므로, 워크는 적어도 승온단계에서 회전시켜야만 한다. 또, 세팅단계를 실시하여, 이 세팅단계에 있어서도 도료조성물이 흘러내림상태에 있으면, 워크는 이 세팅단계에서도 회전시켜야만 한다. 또한, 도료조성물이 세팅단계에서 비흘러내림상태에 있을 때는, 워크는 회전하고 있더라도 이 세팅단계에서 회전시킬 필요는 없다. 어느 경우에 있어서나, 워크는 반응경화단계에서도 회전시켜도 된다.

본 발명의 제 4양상에 대한 설명

본 발명의 제 4양상에 의한 장치는 상기 제 3양상의 방법을 수행하기 위한 것이다.

회전도장의 표면평활화효과

전술한 바와 같이, 워크에 도료조성물을 흘러내림한계두께보다도 큰 두께로 도포하고 워크를 수평축을 중심으로 회전시키면, 도장막표면은 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 염려없이 매우 평활하게 될 수 있다.

피도장표면상의 요철(조도)의 영향

그러나, 이러한 회전도장에 의해서도, 항상 도장막표면의 평활성이 우수하게 얻어질 수는 없다. 즉, 본 발명자들의 연구결과, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도장막표면이 충분히 평활하더라도, 이어서 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 용제가 다량으로 증발되면 평활성이 열화된다는 것을 알게 되었다. 즉, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 다량의 용제가 증발하면, 도장막이 상당량 수축한다. 이 도장막의 수축량이 크면, 도장막의 평활성은, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 크게 받으며, 또한, 이 요철의 영향이 도장막표면상에 나타나게 된다. 또한, 도장막의 수축량이 작으면, 요철의 영향은 도장막표면에 거의 나타나지 않는다.

특히, 본 발명자들은, 용제의 증발, 고체성분의 점도의 감소 등에 의해 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후의 도장막의 수축량이 작을 수록, 피도장표면의 요철의 영향이 도장막표면에 적게 나타나고, 도장막의 수축량은 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 해당 도료조성물에 함유되어 있던 용제의 양에 의해 대략 결정할 수 있다는 것을 알게 되었다. 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 해당 도료조성물에 함유되어 있던 용제의 양이 30중량%이하이면, 피도장표면상의 요철의 영향을 피할 수 있으며, 또, 종래의 회전도장에 의해 얻어지던 것보다 도장막표면의 평활성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 해당 도료조성물에 함유되어 있던 용제의 양이 10중량%이하이면 보다 양호한 도장막표면의 평활성을 얻을 수 있다.

즉, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 도장막의 수축량이 증가함에 따라, 피도장표면상의 요철의 영향은 도장막상에 더욱 나타나며, 그 역도 마찬가지이다. 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 요철의 영향이 도장막상에 일단 나타나면, 도료조성물은 그의 유동성을 상실했으므로 워크를 계속 회전시키더라도 도장막상의 요철을 제거할 수 없다.

본 발명은 상기 설명한 본 발명자들이 발견한 점에 의거한 것으로서, 피도장표면상의 요철의 영향이 나타나지 않을 정도로 도료조성물이 그의 유동성을 상실한후 도장막의 수축량을 감소시킴으로써, 즉, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 해당 도료조성물에 함유되어 있던 용제의 양을 30중량%이하로 감소시킴으로써, 피도장표면상의 요철의 영향이 도장막표면에 나타나는 것을 방지함과 동시에 도장막표면(회전도장에 의해 얻어진 것)의 평활성을 유지하기 위한 것이다.

피도장표면상의 요철의 영향을 받지 않고 도장막표면의 충분한 평활성을 얻기 위해서는, 도장막표면에 회전도장에 의해 충분한 평활성이 부여된 상태에서 도료조성물이 그의 유동성을 상실하고, 또 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때 용제를 해당 도료조성물중 30중량%이하(바람직하게는 10중량%이하) 함유하도록 할 필요가 있다.

회전도장에 의해서는 적어도 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 수 없을 정도로 도료조성물이 세팅될 때까지 워크를 회전시킴으로써 도장막표면의 충분한 평활성을 얻을 수 있으므로, 워크의 회전중에 또는 워크의 회전종료후에 도료조성물이 그의 유동성을 상실하는 지의 여부에 관계없이 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도장막표면은 충분한 평활성을 가질 필요가 있다. 도료조성물이 회전종료시에 유동성을 가지더라도, 도료조성물의 유동성은 매우 작으므로, 해당 도료조성물은 2mm이상 흘러내리거나 꺼질 수 없다. 따라서, 워크의 회전에 의해 얻어진 도장막표면의 평활성은 도료조성물이 그의 유동성을 상실할 때까지 유지할 수 있다.

이와 같이, 회전도장에 있어서, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 워크의 회전시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유할 경우, 용제는 도료조성물중 30중량% 또는 10중량%이하일 필요가 있으며, 도장막표면은 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 충분한 평활성을 지닐 필요가 있다. 따라서, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 워크의 회전시에 용제를 도료조성물중 30중량% 또는 10중량%이하 함유한다는 것은, 도장막표면이 충분한 평활성을 지닌 상태에서 도료조성물이 그의 유동성을 상실하고, 또 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 용제를 도료조성물중 30중량% 또는 10중량%이하 함유하는 것에 대략 상당한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 명세서에 있어서, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지는 것은, 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼진다는 의미로 정의되고, 또 도료조성물이 유동성을 지닌다는 것은 도료조성물이 1mm이상 흘러내리거나 꺼지는 상태를 의미하도록 정의되어 있다.

도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다 큰 두께로 도료조성물을 도포하는 것은, 워크가 회전될 때 도장막표면의 충분한 평활성이 얻어질 수 있도록 도료조성물에 충분한 유동성을 제공하는 것이며, 도장막표면의 충분한 평활성을 얻기 위하여, 도료조성물이 적어도 2mm 흘러내리거나 꺼질 수 있는 유동성이 필요하다.

도장막이 다량으로 수축되고, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 요철의 양향이 도장막상에 일단 나타나면, 도료조성물이 그의 유동성 및 표면장력에 의한 "자기평활화능력"을 상실하므로 도장막상의 요철을 제거할 수 없다. 따라서, 용제는, 도료조성물이 자기평활화능력을 나타내기에 충분한 유동성을 가지는 동안, 피도장표면상의 요철의 영향이 도장막이 수축하더라도 도장막표면상에 나타날 수 없는 정도까지(즉 30중량%이하, 바람직하게는 10중량%이하) 감소되어야만 한다. 자기평활화능력을 확보하기 위해서는, 유동성은 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼질 수 있을 정도까지 높을 필요는 없으나, 도료조성물이 1mm이상 흘러내리거나 꺼질 수 있는 정도의 값이면 된다.

제 1양상의 도장방법

상기 제 1양상의 방법에 있어서, 세팅단계를 수행하고 도장단계에서 워크에 도료조성물을 도포하면 적어도 세팅단계에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있다.

이 경우, 세탕단계중에 또는 세팅단계의 종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하면, 나머지 세팅단계 또는 경화단계에서 도료조성물이 그의 유동성을 손실한 때에 용제는 도료조성물중 30중량% 이하일 필요가 있으며 또 도장막표면은 충분한 평활성을 지닐 필요가 있다. 따라서, 그 후, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도료조성물에 남아 있는 용제가 증발되어 도장막의 수축이 일어나더라도, 수축량이 너무 작아 피도장표면상의 요철의 영향이 도장막표면상에 나타나지 않으므로, 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제 1양상의 방법에 있어서, 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 상기 세팅동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키고, 또, 세팅단계동안 또는 세팅단계종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유할 경우, 도장막표면은 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

용제의 양이 10중량%이하이면, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 보다 우수한 도장막표면의 평활성을 얻을 수 있다.

도료조성물로서 용제를 함유하는 열경화성 도료조성물을 사용하고, 경화단계로서 열경화단계를 이용할 경우, 도장단계에 있어서는 워크에 도료조성물을, 워크의 수직면상의 도료조성물이 상기 세팅단계 및 열경화단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면 되고, 또 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 열경화단계동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키면 된다. 이 경우, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 열경화단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 도료조성물을 구성함으로써, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 우수한 평활성을 또한 얻을 수 있다. 그러나, 도료조성물이 열경화단계에 있어서도 유동성을 지니더라도, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 세팅단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 도료조성물을 구성함으로써 열경화단계에서 도료조성물의 상태에 관계없이 피도장표면의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

도료조성물로서 용제를 함유하는 자외선경화성 도료조성물을 사용할 경우, 도료조성물은 유동성을 지님과 동시에, 자외선경화성 도료조성물이 그의 유동성을 상실하고 자외선에 노출되자마자 경화하므로 세팅단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성해야만 한다.

제 2양상의 도장방법

제 2양상의 방법에 있어서, 도장단계에서 워크에 도료조성물을 도포하면 적어도 열경화단계에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있다.

이 경우, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 열경화단계중에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유할 경우, 나머지 열경화단계에서 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 용제함량은 도료조성물중 30중량%이하일 필요가 있으며, 또 도장막표면은 충분한 평활성을 지닐 필요가 있다. 따라서, 그 후, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도료조성물에 남아있는 용제가 증발하여 도장막의 수축이 일어나더라도, 수축량이 작아 피도장표면상의 요철의 영향이 도장막표면상에 나타나지 않게 되므로, 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제 2양상의 방법에 있어서, 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 열경화단계 동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키고, 또한, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 열경화단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성된 경우, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

용제함량이 10중량%이하이면, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지않고 도장막표면의 보다 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

세팅단계를 수행할 경우, 도장단계에 있어서, 워크에 도료조성물을, 세팅단계 및 열경화단계동안 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면 되고, 또 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 열경화단계동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키면 된다. 이 경우, 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 열경화단계시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성함으로써 세팅단계에서 도료조성물의 상태에 관계없이 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

제 3양상의 도장방법

상기 제 3양상의 방법에 있어서, 열경화단계는 승온단계와 반응경화단계를 포함하며, 도장단계에서 워크에 도료조성물을 도포하면 적어도 승온단계에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수도 있다.

이 경우, 승온단계가 도료조성물을 반응개시온도(도료조성물이 경화반응을 개시하는 온도)로 가열하는 과정에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 온도에서 유지하는 온도유지단계를 포함할 경우 도료조성물이 보다 높은 유동성을 지니는 상태가, 도료조성물의 온도가 반응개시온도까지 직선적으로 증가하는 통상의 열경화단계와는 달리 소정시간동안 확보될 수 있다. 도료조성물이 보다 높은 유동성을 지닐 경우, 표면장력 및 워크의 회전에 의한 도장막표면의 평활화는 더욱 증진되고, 이 상태가 소정시간동안 유지되면, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지않고 도장막표면의 평활성은 더욱 우수하게 얻을 수 있다.

이와 같이, 제 3양상의 방법에 있어서, 열경화단계가 도료조성물을 그의 반응개시온도까지 가열하는 승온단계와, 도료조성물의 온도를 반응개시온도이상 유지함으로써 도료조성물을 경화시키는 반응경화단계를 포함할 경우, 도장단계에 있어서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 승온단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 상기 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 상기 도장단계후에 워크를 대량 수평축을 중심으로 회전시키며, 또, 승온단계는 도료조성물을 반응개시온도로 가열하는 과정에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도에서 유지하는 온도유지단계를 포함하고, 이 온도유지단계에 의해 도장막표면의 평활화는 더욱 증진되어, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지않고 도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

도료조성물로서 용제함유 열경화성 도료조성물을 사용할 경우, 승온단계동안 또는 승온단계종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에 용제를 도료조성물중 30중량%이하 함유하도록 구성함으로써 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지않고 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

특히, 도료조성물을 반응개시온도로 가열하는 과정에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도에서 유지하는 온도유지단계를 실시할 경우, 도료조성물의 유동성을 유지하면서 더욱 용제를 증발시킬 수 있고, 이에 의해 도료조성물의 온도가 반응개시온도까지 직선적으로 증가하는 통상의 열경화단계에 비해서 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도료조성물에 함유된 용제의 양이 적어, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지않고도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 통상의 열경화단계에 있어서, 가열오븐내의 온도는 도료조성물의 반응개시온도이상으로 설정되고, 도료조성물의 온도는 워크의 열용량에 의존하는 속도로 증가한다. 도료조성물의 온도가 이와 같이 해서 증가할 경우, 도료조성물의 온도는 단시간에 반응개시온도에 달해서 도료조성물의 점도가 반응경화에 의해 증가한다(즉 유동성이 저하한다). 따라서 유동성을 유지하면서 용제함량을 10중량%이상으로 감소시키기는 곤란하다. 이에 대해서, 온도유지단계를 수행할 경우, 도료조성물을 반응경화시킴이 없이 용제의 충분량을 증발시킬 수 있고, 이에 의해 유동성을 유지하면서 용제함량을 10중량%이상으로 쉽게 감소시킬 수 있고, 또 이 온도유지단계에 의해 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

용제를 주어진 레벨까지 감소시키고자 할 경우, 온도유지단계를 실시함으로써 단시간에 달성할 수 있으며, 이것에 의해 열경화단계에 소요되는 시간도 단축시킬 수 있다.

용제를 함유하는 열경화성 도료조성물을 사용할 경우, 워크에 도포된 도료조성물중의 용제를 증발시키는 세팅단계는 도장단계와 승온단계사이에 마련해도 되며, 도장단계에 있어서 워크에 도료조성물을, 세팅단계 및 승온단계동안 워크의 수직면상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면 되고, 또 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 세팅단계 및 승온단계(및 필요시 반응경화단계)동안 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시켜도 된다. 승온단계전에 세팅단계를 실시하면 세팅단계에서 소정량의 용제를 증발시킬 수 있으므로, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도료조성물에 남아있는 용제의 양을 더욱 감소시킬 수 있다.

소정온도는 소정시간에 따라 설정될 수 있고, 소정시간은 소정온도에 따라 설정될 수 있다. 소정시간과 소정온도를 서로에 대해 변화시킴으로써, 예를 들면 가열오븐을 통과하는 워크의 반송속도를 변화시키더라도, 적절한 온도유지단계를 유지하도록 속도의 변화에 쉽게 대처할 수 있다. 소정시간이 1분이상일 경우, 온도유지단계의 효과는 우수해진다.

예를 들면, 온도제어가능한 열원을 각각 지닌 복수개의 가열존이 소정방향으로 배열된 분할식 가열오븐을 통해서 워크를 반송함으로써 승온단계를 수행할 경우, 실제로 작동시킬 가열존의 수를 단순히 변경함으로써 워크의 반송속도의 변화에 쉽게 대처할 수 있다. 또, 원적외선을 이용해서 승온단계를 수행할 경우, 도료조성물의 온도를 신속하게 소정온도까지 올릴 수 있어, 열경화단계에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

제 4양상의 도장장치

제 4양상의 장치는, 상기 제 3양상의 방법을 수행하기 위한 것으로서 그 동작 및 결과는 제 3양상의 방법과 거의 마찬가지이다.

이하, 첨부도면을 참조해서, 본 발명을 차체의 도장에 적용한 경우의 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

차체의 도장

차체의 도장의 일례를 제 1도를 참조해서 설명한다. 제 1도에 도시한 바와같이 일반적으로 차체는 1차도장, 중간도장 및 표면도장의 순으로 도장된다.

1차도장단계에 있어서, 우선 차체에는 표면처리를 실시한다. 이 표면처리에 있어서, 차체는 탈지된 후, 차체에 대한 도료조성물의 결합강도를 향상시키기 위하여 차체표면상에 인산아연막을 형성한다. 다음에, 이 인산아연막상에 전착에 의해 에폭시도료조성물막을 형성한 후 가열에 의해 경화시킨다.

중간도장단계에 있어서는, 폴리에스테르도료조성물막을 형성한 후 가열에 의해 경화시킨다.

표면도장단계에 있어서는, 차체에 고체(solid)도장 또는 베이스-클리어도장을 실시한다. 차체에 고체도장을 실시할 경우, 이 고체도장막이 표면도장막을 형성하게 된다. 즉, 먼저 차체에 고체도료를 도포한 후, 가열에 의해 경화시킨다. 또, 차체에 베이스-클리어도장을 실시할 경우에는, 예를 들면, 먼저 차체에 아크릴 수지의 베이스도료조성물을 도포한 후, 이 베이스도료조성물층상에 예를 들면 아크릴수지의 클리어도료조성물을 도포한다. 그 후, 베이스도료조성물과 클리어도료조성물을 가열에 의해 경화시킨다. 베이스도료조성물과 클리어도료조성물의 조합예로서는 예를 들면 알루미늄 또는 운모 등의 광택제를 함유하는 베이스도료조성물과 무색의 클리어도료조성물, 예를 들면 알루미늄 또는 운모 등의 광택제를 함유하는 베이스도료조성물과 착색된 클리어도료조성물, 광택제를 함유하지 않는 베이스도료조성물과 무색의 클리어도료조성물 및 광택제를 함유하지 않는 베이스도료조성물과 착색된 클리어도료조성물을 들 수 있다. 베이스-클리어도장에 있어서, 베이스도료조성물의 도포와 그의 열경화는 베이스도장단계에 상당하고, 클리어도료조성물의도포와 그의 열경화는 클리어도장단계에 상당한다.

상기 설명한 차체의 도장은 단지 일례에 불과하며, 예를 들면, 중간도장단계 및/또는 클리어도장단계를 2회 실시해도 된다. 또, 1차도장단계 및/또는 중간도장단계에 있어서, 실링처리, 내치핑성을 향상시키기 위한 처리 등의 기타 각종 처리를 실시해도 된다.

회전도장

회전도장은 도장막표면의 우수한 평활성을 얻는 데 유효하다. 회전도장은 도장막표면의 평활성을 필요로 하는 한 어떠한 도장이라도 적용가능하다. 예를들면, 차체의 도장의 경우에 있어서, 회전도장은 중간도장단계와 표면도장단계에 적용할 수 있다. 또, 회전도장은 고체도장단계와 클리어도장단계에 적합하게 적용할 수 있다.

회전도장에 있어서, 제 2도에 도시한 바와 같이, 워크(2)에 도료조성물(4)을, 수직방향으로 뻗어 있는 워크(2)의 표면(2a)상의 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께(흘러내림한계두께)보다도 큰 두께로 도포하고 워크(2)의 수직면(2a)상의 도료조성물(4)의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 도장단계후에 대략 수평축(6)을 중심으로 워크(2)를 회전시킨다.

워크(2)의 수직면(2a)상의 도료조성물(4)이 정상적으로 흘러내리거나 꺼진다는 것은, 수직면이 회전하지 않고 수직으로 유지된 경우 중력하에서 수직면(2a)상의 도료조성물(4)이 흘러내리거나 꺼지는 것을 의미한다. 이미 설명한 바와 같이 본 명세서에 있어서, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼진다는 것은 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼지는 것을 의미한다. 도료조성물이 2mm이상 흘러내리거나 꺼질 경우, 도장막표면상에 허용불가능한 요철이 형성된다. 구체적으로는. 제 3도(A)에 도시한 바와 같이 마스킹테이프(8)로 수직면(2a)의 하반부를 마스킹한 후, 해당 면(2a)에 도료조성물을 도포하고, 제 3도(B)에 도시한 바와 같이 마스킹테이프(8)를 제거한다. 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 더이상 확대되지 않을 때까지 워크를 세워둔 방치한 후, 그 흘러내림(또는 꺼짐)(4a)의 길이 ℓ을 측정한다. 그 길이가 2mm이상이면, 흘러내림 또는 꺼짐이 발생한 것으로 판정한다. 따라서, 흘러내림한계두께는, 소정의 설정분위기 또는 소정의 가열분위기에서 도장두께를 점차로 증가시키면서 흘러내림 또는 꺼짐의 측정을 반복하고, 그 길이 ℓ이 2mm이상일 때의 도장두께를 구함으로써 알 수 있다.

도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐은, 유동성을 지닌 도료조성물이 중력하에서 아래쪽으로 흘러내리는 현상이다. 따라서, 제 2도에 도시한 바와 같이, 워크(2)를 대략 수평축(6)을 중심으로 회전시키면, 중력과 같은 방향의 힘과 중력과 반대방향의 힘이 도료조성물에 교대로 작용함으로써, 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 방지된다. 즉, 워크(2)를 제 2도의 화살표 A방향으로 연속적으로 회전시키면, 수직면(2a)상의 도료조성물(4)이 제 2도에서 보아서 오른쪽에 있을 때 해당 수직면(2a)상에 중력과 반대인 화살표 B방향을 향한 관성력이 작용하고, 또, 수직면(2a)상의 도료조성물(4)이 왼쪽에 있을 때 해당 수직면(2a)상에 중력과 마찬가지의 화살표 C방향을 향한 관성력이 작용한다. 따라서, 워크(2)의 회전에 의해 도료조성물(4)상에는, 중력과 같은 방향의 힘과 중력과 반대방향의 힘이 교대로 작용함으로써, 일방향으로의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 방지된다. 워크(2)는 일방향으로 지속적으로 회전시킬 필요는 없으나, 일방향과 다른 방향을 교대로 소정각도(예를 들면, 360°, 45°, 90°, 135°)로 회전시켜도 된다.

워크의 회전은, 워크에 도료조성물을 도포한 후 중력하에서 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지기 시작하기 전에 시작할 필요가 있으며, 또한, 도료조성물이 중력하에서 흘러내리거나 꺼질 수 없을 정도까지 도료조성물의 유동성이 저하할 때까지 지속할 필요가 있다. 또한, 워크는, 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지할 수 있는 속도, 즉, 도료조성물이 중력하에서 흘러내리거나 꺼지고, 또, 원심력하에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 없는 속도보다도 높은 속도로 회전시킬 필요가 있다. 워크가 수평축(6)으로부터 반경방향으로 뻗은 피도장표면을 지닐 경우, 표면상의 도료조성물은 워크의 회전에 의해 발생된 원심력하에서 흘러 내리거나 꺼질 수 있다.

회전도장의 변형예

기본적으로, 회전도장은 워크의 표면에 도료조성물을 도포하는 도포단계와 해당 표면에 도포된 도료조성물을 경화시키는 경화단계를 포함한다. 도료조성물이 용제를 함유할 경우, 도장단계와 경화단계사이에 용제를 증발시키는 세팅단계를 실시해도 된다.

도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐은 적어도 세팅단계와 경화단계중 하나의 단계에서 발생할 수 있다. 회전도장에 있어서, 도장막표면의 우수한 평활성을 얻기 위해서는, 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의도료조성물이 세팅단계 및/또는 경화단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포해야만 한다. 즉, 세팅단계를 실시하지 않을때는, 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 해당 도료조성물이 경화단계에서 상기 흘러내림 상태에 있도록 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 세팅단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포해야만 한다. 한편, 세팅단계를 실시할 경우, 도장단계에서 워크에 도료조성물을, 해당 도료조성물이 세팅단계나 경화단계 또는 세팅단계와 경화단계의 양 단계에서 상기 흘러내림상태에 있도록 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 세팅단계나 경화단계 또는 세팅단계와 경화단계의 양 단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포해야만 한다.

상기 어느 경우에 있어서나, 워크는 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 대략 수평축을 중심으로 회전시킨다.

회전도장에 의한 도장막표면의 평활화

예를 들면 제 4도의 (a)에 도시한 바와 같이 피도장표면(10)상에 도료조성물을 분무한다. 피도장표면(10)은 워크자체의 표면 또는 이미 도포가 시행된 다른 도장막의 표면이어도 된다. 예를 들면, 표면(10)에 중간도장을 실시할 경우, 표면(10)은 1차도장이 시행된 표면이어도 되고, 표면(10)에 고체도장을 실시할 경우에는, 표면(10)은 중간도장이 시행된 표면이어도 되며, 표면(10)에 클리어도장을 실시할 경우에는, 표면(10)은 베이스도장이 시행된 표면이어도 된다.

제 4도(b)에 도시한 바와 같이, 도료조성물을 소정두께로 도포한 경우, 도장막표면(5)에 평행한 화살표 D방향으로 표면장력하에 도장막표면(5)을 끌어당겨 평활화되기 쉽게 한다. 도장두께가 작으면, 도료조성물의 유동성이 나빠 표면장력에 의한 충분한 평활화효과를 얻을 수 없으나, 도료조성물을 흘러내림 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면, 표면장력에 의한 충분한 평활화효과를 얻을 수 있어 도장막표면(5)을 매우 평활하게 할 수 있다.

그러나, 수직방향으로 대략 뻗은 표면에 도료조성물을 흘러내림 한계두께보다도 큰 두께로 도포하면, 중력하에서 해당 표면상에 도료조성물이 흘러내리거나 꺼져버려, 도장막표면의 평활성이 크게 열화한다.

상기 설명한 바와 같이, 워크를 대략 수평축을 중심으로 회전시키면, 도료조성물에 대해 중력과 같은 방향의 힘과 중력과 반대방향의 힘이 교대로 작용함으로써, 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 방지된다. 또한, 워크의 회전에 의해, 도장막표면과 평행한 화살표 E의 방향으로 도료조성물에 작용하는 힘이 발생하여 표면장력에 의한 평활화효과가 향상됨으로써, 제 4도(c)에 도시한 바와 같이 도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

즉, 워크에 도료조성물을 흘러내림 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고 워크를 수평축을 중심으로 회전시키면, 도료조성물이 흘러내리거나 꺼질 염려없이 워크의 회전에 의해 발생된 힘과 함께 표면장력에 의해 도장막표면을 매우 평활하게 할수 있다.

피도장표면상의 요철의 영향

(용제의 양 및 피도장표면상의 요철의 영향)

그러나, 도료조성물이 용제를 함유할 경우, 제 4도(c)에 도시한 바와 같이 도장막표면이 충분히 평활하더라도, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 용제가 다량으로 증발되면 평활성은 열화한다. 즉, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후 용제가 다량으로 증발되면, 도장막이 다량으로 수축된다. 도장막의 수축량이 크면, 도장막의 평활성은 피도장표면(10)상의 요철에 의해 크게 영향을 받아, 제 4도(d)에 도시한 바와 같이 도장막표면상에 요철의 영향이 나타난다. 도장막의 수축량이 작으면, 제 4도(e)에 도시한 바와 같이 도장막표면상에 요철의 영향을 거의 나타나지 않는다.

구체적으로는, 용제의 증발, 고체성분의 점도감소 등에 의해 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 후의 도장막의 수축량이 적을수록, 도장막표면상에 피도장표면의 요철의 영향이 적게 나타나며, 도장막의 수축량은, 도료조성물에 함유된 용제의 양에 의해 대략 결정할 수 있다. 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때 도료조성물에 함유된 용제의 양이 30중량%이하이면, 피도장표면상의 요철의 영향을 피할 수 있고, 또, 종래의 회전도장에 의해 얻어지는 것보다도 도장막표면의 평활성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 해당 도료조성물에 함유된 용제의 양이 10중량%이하이면 도장막표면의 보다 양호한 평활성을 얻을 수 있다.

본 명세서에 있어서, 도료조성물이 유동성을 지닌다는 것은, 도료조성물이 표면장력 등에 의해 평활화되어야 할 도장막표면에 대해 충분한 유동성을 지닌다는 의미로 정의되며, 도료조성물이 1mm이상 흘러내리거나 꺼질 수 있는 상태에 있을때, 도료조성물이 유동성을 지닌다고 한다. 한편, 도료조성물이 단지 1mm미만으로 흘러내리거나 꺼질 수 있는 상태에 있을 때, 도료조성물은 유동성을 지니지 않거나 그의 유동성을 상실했다고 한다.

(온도유지단계 및 피도장표면상의 요철의 영향)

도료조성물로서 열경화성 도료조성물을 사용하고, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면상의 도료조성물이 열경화단계동안 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 워크에 상기 도료조성물을 도포하고, 또, 열경화단계동안 워크의 수직면상의 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 대략 수평축을 중심으로 상기 워크를 회전시킬 경우, 전술한 바와 같이 열경화단계에서 도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다. 이 경우, 열경화단계는 도료조성물을 그의 반응개시온도까지 가열하는 승온단계와, 상기 도료조성물의 온도를 반응개시온도 이상으로 유지함으로써 도료조성물을 경화시키는 반응경화단계를 포함하고, 상기 승온단계가 도료조성물을 반응개시온도로 가열하는 과정에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도에서 유지하는 온도유지단계를 포함하며, 도료조성물이 보다 높은 유동성을 지니는 상태는, 도료조성물의 온도가 반응개시온도까지 직선적으로 증가하는 통상의 열경화단계와는 달리 소정시간동안 확보될 수 있다. 도료조성물이 보다 높은 유동성을 지닐 경우, 표면장력 및 워크의 회전에 의한 도장막표면의 평활성은 더욱 증진되고, 상기 상태가 소정시간동안 유지될 경우, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

도료조성물로서 용제함유열경화성 도료조성물을 사용할 경우, 승온단계시 또는 승온단계의 종료시에 도료조성물이 유동성을 지님과 동시에, 용제를 도료조성물중 30중량%(바람직하게는 10중량%)이하 함유하도록 구성함으로써 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

특히, 도료조성물의 온도를 소정시간동안 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도에서 유지하는 온도유지단계를 실시할 경우, 도료조성물의 유동성을 유지하면서 더욱 용제를 증발시킬 수 있고, 이에 의해, 도료조성물의 온도가 반응개시온도까지 직선적으로 증가하는 통상의 열경화단계에 비해서 도료조성물이 그의 유동성을 상실한 때에 도료조성물에 함유된 용제의 양이 적어, 피도장표면상의 요철에 의한 영향을 거의 받지 않고 도장막표면의 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 통상의 열경화단계에 있어서, 가열오븐내의 온도는 도료조성물의 반응개시온도이상으로 설정되고, 도료조성물의 온도는 워크의 열용량에 의존하는 속도로 증가한다. 도료조성물의 온도가 이와 같이 증가할 경우, 도료조성물의 온도는 단시간에 반응개시온도에 달해서 도료조성물의 점도가 반응경화에 의해 증가한다(즉 유동성이 저하한다). 따라서 유동성을 유지하면서 용제함량을 10중량%이상으로 감소시키기는 곤란하다. 이에 대해서, 온도유지단계를 수행할 경우, 도료조성물을 반응경화시킴이 없이 충분한 양의 용제를 증발시킬 수 있고, 이에 의해, 유동성을 유지하면서 용제함량을 10중량%이상으로 쉽게 감소시킬 수 있고, 또 이 온도유지단계에 의해 매우 우수한 평활성을 얻을 수 있다.

도장플랜트

이하, 본 발명의 일실시예에 의해 도장방법을 수행하는 도장플랜트를 제 5도 내지 제 13도를 참조하면서 설명한다.

플랜트에 의해 수행되는 도장방법에 있어서, 본 발명의 일실시예에 의한 회전도장은 클리어도장에 적용한다. 본 실시예에 있어서, 클리어열경화성 도료조성물은 용제를 함유하고, 도장단계와 열경화단계사이에 세팅단계를 실시한다. 열경화단계는, 도료조성물을 부분적으로 경화시키는 예열경화단계와 도료조성물을 전부 경화시키는 메인열경화단계를 포함한다. 온도유지단계는 초기에 예열경화단계에서 실시한다. 클리어도료조성물은 세팅단계와 예열경화단계(특히 온도유지단계)의 양 단계동안 도료조성물이 정상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께로 도포하고, 세팅단계와 예열경화단계의 양단계에서 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지하기 위하여 워크를 회전시킨다. 또, 도료조성물은 유동성을 지님과 동시에, 세팅단계 및 예열경화단계(특히 온도유지단계)시에 용제를 도료조성물중 30중량% 또는 10중량%이하로 함유하도록 구성되어 있다.

제 5도 및 제 6도에 도시한 바와 같이, 도장플랜트에는, 비회전대차용의 제 1컨베이어(12)(이하 "제 1비회전컨베이어(12)"라 칭함), 비회전용 제 2컨베이어(14)(이하 "제 2비회전컨베이어(14)"라 칭함) 및 회전대차용 컨베이어(16)(이하 "회전컨베이어(16)"라 칭함)가 설비되어 있다. 제 1비회전컨베이어(12) 및 제 2비회전컨베이어(14)는 각각 화살표방향으로 정지차체(워크)(18)를 지지하는 비회전대차(20)를 반송하고, 회전컨베이어(16)는 대략 수평방향으로 뻗은 축을 중심으로 회전가능하도록 차체(18)를 유지하는 회전대차(22)를 화살표방향으로 반송한다.

회전컨베이어(16)는 엔들리스형태로 구성되어, 서로 독립적으로 회전대차(22)를 반송할 수 있는 제 1 내지 제 3컨베이어(24), (26), (28)를 포함하고 있다. 제 2컨베이어(26)는 서로 평행하게 뻗어 있는 1쌍의 컨베이어(26A), (26B)로 구성되어 있다. 제 1컨베이어(24)의 상류단부는 위치 a에서 리프터(29)(후술함)에 접속되고, 제 1컨베이어(24)의 하류단부는 접합부 e에서 1쌍의 분기컨베이어(24A), (24B)로 분기되어 있다. 분기컨베이어(24A), (24B)의 하류단부는 각각 위치 b에서 컨베이어(26A), (26B)의 상류단부에 각각 접속되어 있다. 또, 제 3컨베이어(28)의 하류단부는 위치 d에서 리프터(29)에 접속됨과 동시에 이 리프터(29)를 개재해서 제 1컨베이어(24)의 상류단부에 접속되고, 제 3컨베이어(28)의 상류단부는 접합부 f에서 1쌍의 분기컨베이어(28A), (28B)로 분기된다. 또한, 분기컨베이어(28A), (28B)의 상류단부는 위치 c에서 컨베이어(26A), (26B)의 하류단부에 각각 접속되어 있다.

이와 같이 회전컨베이어(16)는 베이스도장존(후술함)에 상당하는 부분으로부터 예열경화존(후술함)에 상당하는 부분에 2개의 라인 즉 라인 A 및 라인 B를 가지고 있다. 이 회전컨베이어(16)에 있어서, 접합부 f에서부터 접합부 e로의 반송속도는 접합부 e로부터 라인 A 및 B를 개재한 접합부 f로의 반송속도보다 높게 할 수있다.

제 1비회전컨베이어(12)에는 회전지그장착존(30)이 형성되어 있다. 또, 회전컨베이어(16)에는, 회전공기분출존(32), 표면도장준비존(34), 1쌍의 베이스도장존(36), 각각 제 1클리어도장존(38a) 및 제 2클리어도장존(38b)으로 이루어진 1쌍의 클리어도장존(38), 1쌍의 세팅존(40), 각각 온도상승존(즉, 승온존)(42a) 및 하프(half)열경화존(42b)으로 이루어진 1쌍의 예열경화존(42), 풀링(pooling)용의 컨베이어(44a)를 구비한 풀링존(44) 및 빈대차관리용의 컨베이어(45)와 상기 리프터(29)를 구비한 빈대차관리존(46)이 상류쪽으로부터 이 순서대로 형성되어 있다. 베이스도장존(36), 클리어도장존(38), 세팅존(40) 및 예열경화존(42)은 각각 라인 A 및 B에 형성되어 있다. 또, 제 2비회전컨베이어(14)에는 메인열경화존(48)이 형성되어 있다.

회전공기분출존(32), 표면도장준비존(34) 및 베이스도장존(36)은 제 1컨베이어(24)상에 형성되어 있다. 클리어도장존(38)은 제 1컨베이어(24)의 분기컨베이어(24A), (24B)에서 컨베이어(26A), (26B)의 접합점에 형성되어 있다. 구체적으로, 제 1클리어도장존(38a)은 제 1컨베이어(24)(분기컨베이어(24A), (24B))상에, 제 2클리어도장존(38b)은 제 2컨베이어(26)(컨베이어(26A), (26B))상에 형성되어 있다. 또, 세팅존(40) 및 예열경화존(42)은 제 2클리어도장존(38b)과 함께 제 2컨베이어(26)(컨베이어(26A), (26B))상에 형성되어 있다. 풀링존(44)은 제 3컨베이어(28)상에 형성되어 있고, 빈 대차관리존(46)은 제 3컨베이어(28)의 하류단부와 제 1컨베이어(24)의 상류단부사이에 형성되어 있다.

제 1비회전컨베이어(12)상의 비회전대차(20)에 의해 반송된 차체(18)를 회전컨베이어(16)의 제 1컨베이어(24)상의 회전대차(22)로 이송하기 위한 제 1이송수단(50)은 제 1비회전컨베이어(12)와 회전컨베이어(16)사이에 설치되어 있다. 또 제 3컨베이어(28)상의 회전대차(22)에 의해 반송된 차체(18)를 제 2비회전컨베이어(14)상의 비회전대차(20)로 이송하기 위한 제 2이송수단(52)은 제 2비회전컨베이어(14)와 회전컨베이어(16)사이에 설치되어 있다. 회전공기분출존(32)에는, 회전대차(22)가 회전공기분출존(32)을 통과하는 동안 회전대차(22)상의 차체(18)를 회전시키는 서브컨베이어(54)가 설치되어 있다. 각각 라인 A,B상의 세팅존(40) 및 예열경화존(42)에는, 회전대차(22)가 세팅존(40) 및 예열경화존(42)을 통과하는 동안 회전대차(22)상의 차체(18)를 회전시키는 서브컨베이어(56)가 설치되어 있다.

제 7도에 도시한 바와 같이, 제 1비회전컨베이어(12) 제 2비회전컨베이어(14) 및 회전컨베이어(16)는 상부플로어(58)상에 배치되고, 빈 대차관리용의 컨베이어(45)(이하 "관리컨베이어(45)"라 칭함)는 하부플로어(60)상에 배치된다. 리프터(29)는 하부플로어(60)로부터 상부플로어(58)로 연장되는 수직컬럼(29a)과, 도시하지 않은 구동수단에 의해 상기 컬럼(29a)을 따라 상하이동되는 대차지지부(29b)로 구성되어 있다. 리프터(29)는 제 2이송수단(52)에 의해 차체(18)가 제거된 빈 회전대차(22)를 하부플로어(60)상의 관리컨베이어(45)에 이송한다. 관리컨베이어(45)는 그의 상류단부와 하부단부사이에 리프터를 삽입하는 엔들리스형태로 구성되어, 상부플로어(60)상의 회전컨베이어(16)와 마찬가지 방식으로 하부플로어(58)상에 연장되어 있다. 관리컨베이어(45)에 의해 그의 하류단부로 반송된 빈 회전대차(22)는 리프터(29)에 의해 상부플로어(60)상의 제 1컨베이어(24)로 이송된다.

제 8도 및 제 9도에 도시한 바와 같이, 회전대차(22)는 바퀴(62)를 지닌 베이스테이블(64), 베이스테이블(64)에 반송방향으로 소정간격을 두고 고착되어 수직방향으로 연장된 1쌍의 지지부재(66), (68) 및 지지부재(66), (68)상에 각각 서로 정렬하여 장착되어 수평방향으로 대략 연장된 회전축(L)을 중심으로 회전하는 1쌍의 회전지지부(70), (72)를 구비하고 있다.

회전지그(74), (76)가 각각 차체(18)의 전후단부상에 장착되어, 회전지지부(70), (72)에 접속됨으로써, 차체(18)는 회전축(L)을 중심으로 회전가능하게 지지부재(66)(68)사이에 유지된다.

뒤쪽회전지지부(72)를 회전시키는 회전전달기구(78)는 뒤쪽지지부재(68)에 설치되어 있다. 회전전달기구(78)는 회전지지부(72)의 회전축(80)에 고정된 베벨기어(82), 축(86)의 일단부에 고정되어 베벨기어(82)에 맞물려 있는 베벨기어(84), 축(86)의 타단부에 고정된 베벨기어(88), 축(92)의 일단부에 고정되어 베벨기어(88)에 맞물려 있는 베벨기어(90) 및 축(92)의 타단부에 고정된 스프로킷(94)으로 구성되어 있다. 스프로킷(94)은 체인으로 이루어진 상기 서브컨베이어(54), (56)와 걸어맞춤된다. 이 회전전달기구(78)에 있어서, 회전대차(22)의 반송속도와 서브컨베이어(54), (56)의 구동속도간에 차이가 발생하면, 스프로킷(94)이 회전되어, 이 스프로킷(94)의 회전이 회전전달기구(78)를 개재해서 뒤쪽회전지지부(72)에 전달됨으로써, 차체(18)가 회전축(L)을 중심으로 회전된다.서브컨베이어(54), (56)의 구동속도를 조정함으로써, 차체(18)의 회전속도 및/또는 회전방향이 변화될 수 있는 동시에, 차체(18)는 회전대차(22)가 정지하더라도 회전할 수 있다.

앞쪽방향으로 뻗어 있는 동시에 하향돌기부(95a)를 지닌 걸어맞춤편(95)은 핀(96)을 중심으로 회전가능하게 베이스테이블(64)의 앞쪽에 장착되어 있다. 돌기부(95a)와 체인으로 이루어진 회전컨베이어(16)간의 걸어맞춤에 의해서, 회전대차(22)는 회전컨베이어(16)의 구동속도로 반송된다. 걸어맞춤해제편(98)은 베이스테이블(64)의 뒤쪽에 장착되어, 유지부재(도시생략)에 의해 유지된 소정레벨로 뒤쪽으로 연장되어 있다. 회전대차(22)에 후속의 회전대차(22)가 접근하여 후속의 회전대차(22)의 걸어맞춤편(95)이 앞쪽의 회전대차(22)의 걸어맞춤해제편(92)상에 오르면, 후속의 회전대차(22)의 걸어맞춤편(95)은 위쪽으로 회전되어 돌기부(95a)와 회전컨베이어(16)간의 걸어맞춤을 해제함으로써, 후속의 회전대차(22)는, 회전컨베이어(16)가 앞쪽의 회전대차(22)를 정지시키도록 작동중이더라도 앞쪽의 회전대차(22)를 제외하고 정지될 수 있다.

예열경화존(42)에 있어서는, 예열오븐(100)(제 10도 및 제 11도)이 해당 존(42)의 전체길이에 걸쳐 연장되어 있다. 따라서, 차체(18)상의 베이스도장 및 클리어도장의 예열경화는, 차체(18)를 예열오븐(100)을 통과시킴으로써 시행된다.

제 10도 및 제 11도에 있어서, 예열오븐(100)은 터널형 원적외선오븐으로 이루어지고, 각 컨베이어(26A), (26B) 및 각 서브컨베이어(56)는 이 오븐을 통해 연장되어 있다. 예열오븐(100)은, 복수개(본 실시예에서는 6개)의 가열존(P1)∼(P6)이 차체(18)의 반송방향으로 일렬로 배치되고 각 가열존(P1)∼(P6)에는 열원으로서 복수개의 원적외선조사수단(102)이 설치되어 있는 분할식 가열오븐의 형태로 되어 있다. 제 11도에 도시한 바와 같이, 각 가열존에 있어서의 원적외선조사수단(102)은, 해당 오븐의 내면상에 소정간격으로 U자형상으로 배치되어 있다. 가열존용의 공급전압은, 제어기(104)에 의해 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 도료조성물로부터 증발된 용제가 예열오븐(100)을 채우는 것을 방지하기 위하여, 해당 오븐(100)에 통풍기(106)가 설치되어 있다. 이 통풍기(106)는 오븐(100)의 하부쪽에 배치된 공기공급박스(108), 오븐(100)의 상부쪽에 배치된 배기박스(110) 및 상기 공기공급박스(108)와 배기박스(110)사이의 공기통로(112)에 설치된 펌프수단(114)을 구비하고 있다. 펌프수단(114)은 열원이 증기인 열교환기(116), 필터(118) 및 공기공급팬(120)으로 구성되어 있다. 열교환기(116)에 의해 소정온도로 가열된 온기는, 공기공급박스(108)를 통해서 오븐(100)에 도입되어 오븐(100)내에서 위쪽으로 이동하여 배기박스(110)를 통해서 배기된다. 배기박스(100)를 통해서 배기된 공기는 일부는 대기중으로 방출되고, 또 일부는 펌프수단(114)에 의해 열교환기(106)로 되돌아온다. 배기박스(100)를 통해 배출된 공기와 열교환기(106)로 되돌아온 공기는, 신선한 공기와 함께 소정온도로 가열되어 다시 공기공급박스(108)를 통해서 오븐(100)내에 도입된다. 온도센서(122)는 가열존(P1)-(P6)의 각각에 설치되고(제 10도에는 가열존(P1)용의 센서(122)만이 도시되어 있음), 제어기(104)는 온도센서(122)의 출력에 의거해서 각 가열존에 있어서 원적외선조사수단(102)을 귀환제어한다.

상류쪽 4개의 가열존(P1)∼(P4)이 승온존(42a)을 형성하고, 나머지 2개의 가열존(P5), (P6)이 하프열경화존(42b)을 형성한다.

메인가열오븐(124)은 메인열경화존(48)의 전체길이에 걸쳐 뻗어 있고, 차체(18)상의 베이스도장막 및 클리어도장막은 메인가열오븐(124)을 통과함으로써 완전히 경화된다.

제 12도 및 제 13도에 도시한 바와 같이, 메인가열오븐(124)은, 터널형태로 반송방향으로 뻗은 각진 오븐형상이다. 이 오븐(124)은 차체(18)상의 도장막을 실제로 가열하는 베이스부(124a)와, 이 베이스부(124a)의 반대쪽에 설치되어 베이스부(124a)를 상승위치로 올리는 1쌍의 경사부(124b)를 구비하고 있다. 이 오븐(124)에 있어서, 열원으로서는 온기가 사용된다. 제 2비회전컨베이어(14)는 메인가열오븐(124)을 통해 연장되고, 비회전대차(20)상의 차체(18)는 오븐(124)을 통해서 통과한다. 이 오븐(124)에 있어서, 베이스부(124a)는 차체(18)의 반송방향으로 일렬로 배열된 복수개(본 실시예에서는 3개)의 가열존(P1)∼(P3)을 구비하고 있다. 각 가열존(P1)∼(P3)에는 온기공급수단(126)이 설치되고, 가열존(P1)∼(P3)에 있어서 온기공급수단(126)으로부터 배출된 온기의 온도 및 유량은 독립적으로 제어될 수 있다. 온기공급수단(126)은, 오븐(124)의 하부쪽에 배치된 공기공급박스(128), 오븐(124)의 상부쪽에 배치된 배기박스(130) 및 공기공급박스(128)와 배기박스(130)사이의 공기통로(132)에 설치된 펌프수단(134)을 구비하고 있다. (공기통로(132) 및 펌프수단(134)은 가열존(P1)에 대한 것만 도시되어 있다.) 또, 펌프수단(134)은 열원이 증기인 열교환기(136), 필터(138) 및 공기공급팬(140)으로 구성되어 있다.열교환기(136)에 의해 소정온도로 가열된 온기는 공기공급박스(128)를 통해서 오븐(124)에 도입되어 오븐(124)내에서 위쪽으로 이동하여 배기박스(130)를 통해서 배기된다. 배기박스(130)를 통해서 배기된 공기는 펌프수단(134)에 의해 열교환기(106)로 되돌아와 재순환된다. 각 가열존에 도입된 온기의 온도를 검출하는 온도센서(142)는 각 가열존(P1)∼(P3)에 설치되고, 각 가열존에 있어서의 온기의 온도는 온도센서(142)의 출력에 의거해서 귀환제어된다.

도장방법

상기 설명한 플랜트에 의해 차체(18)를 도장하는 방법에 대해 이하 설명한다. 중간도장으로 마무리된 차체(18)는 화살표방향(제 5도)으로 제 1비회전컨베이어(12)에 의해 비회전대차(20)상에 반송되고, 회전지그(74), (76)는 회전지그장착존(30)에서 차체(18)의 앞뒤쪽에 장착된다. 그 후, 차체(18)는 제 1이송수단(50)에 의해 비회전대차(20)로부터 회전컨베이어(16)상의 회전대차(22)로 이송된다.

다음에, 차체(18)는 회전공기분출존(32)을 통해서 회전대차(22)상에 반송되는 한편, 회전공기분출존(32)을 통과하면서, 차체(18)는 서브컨베이어(54)에 의해 회전되고, 이때 차체(18)에 공기가 분출됨으로써, 차체(18)의 먼지, 오염물 등이 제거된다. 그 후, 차체(18)는 표면도장준비존(34)에 반송되고, 타조깃털에 의해 청소되어 차체(18)상의 먼지, 오염물 등이 완전히 제거된다. 그 후, 차체(18)는 교대로 라인 A 또는 B에 도입되고 베이스도장존(36)에 반송되어 차체(18)에 베이스도료조성물(표면도장용)이 도포된다. 본 실시예에 있어서, 베이스도료조성물은 알루미늄 또는 운모 등의 광택제 및 안료 등을 함유하는 아크릴멜라민수지로 이루어져 있고, 중간도장막상에 도포된다. 베이스도료조성물은, 예를 들면, 차체(18)의 외면에 일단 도포된 후, 도어개구부, 도어의 내면 등에 도포되고, 이어서, 차체(18)의 외면에 2회 도포된다. 일반적으로 베이스도료조성물은 비점이 낮아 쉽게 증발하는 용제를 함유하고, 비교적 얇은 두께(예를 들면 20μ)로 도포된다. 따라서, 도료조성물은 흘러내리거나 꺼질 수는 없다.

그 후, 차체(18)는 클리어도장존(38)에 반송되어, 도장로봇 등의 적절한 도장수단에 의해 베이스도장막상에 클리어도료조성물이 도포된다. 베이스도장존(36)과 클리어도장존(38)사이에 소정의 아이들존이 형성되어 있고, 차체(18)가 이 아이들존을 통과하는 동안 베이스도료조성물중의 용제가 충분히 증발된다.

베이스도장막상에 도포되는 클리어도장화합물은, 본 실시예에 있어서는, 휘발성 용제를 함유하는 아크릴멜라민수지의 클리어수지도료조성물로 이루어져 있다. 클리어도료조성물은 클리어도장존(38)에서 2회 도포된다. 즉, 제 1컨베이어(24)의 하류단부상에 형성된 제 1클리어도장존(38a)에 있어서는 클리어도료조성물이 먼저 세팅존(40)에서의 흘러내림한계두께보다도 작은 두께로 도포되고, 다음에 차체(18)를 운반하는 회전대차(22)가 위치 b에서 제 2컨베이어(26)로 이송된다. 그 후, 차체(18)는 제 2컨베이어(26)의 상류단부에 형성된 제 2클리어도장존(38b)으로 반송되고 제 1클리어도장존(38a)에서 도포된 클리어도장막상에 클리어도료조성물이 도포되어, 클리어도장막의 총두께는 세팅존(40) 및 승온존(42a)에서의 흘러내림한계두께이상으로 된다.

클리어도장후, 차체(18)는 세팅존(40)으로 반송되어, 차체(18)가 세팅존(40)을 통과하는 동안 클리어도료조성물중의 휘발성 용제가 상온에서 증발되게 된다. 또, 차체(18)가 세팅존(40)을 통과하는 동안, 차체(18)는 서브컨베이어(56)에 의해 회전되어 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐이 방지된다.

또한, 차체(18)가 세팅존(40)을 통과하는 동안, 도료조성물중의 휘발성 용제가 점차로 감소되어 도료조성물의 유동성도 점차로 낮아진다. 도료조성물은 세팅의 종료에 의해 그의 유동성을 상실할 경우도 있다. 세팅조건, 즉 세팅온도 및 세팅시간은 클리어도료조성물의 종류(즉, 수지 및 용제의 종류, 그의 양), 도장막의 두께, 예열경화조건 등에 따라 적절하게 설정하면 된다.

세팅후, 차체(18)는 예열경화존(42)으로 반송되고, 이 예열경화존(42)에서 차체(18)가 예열오븐을 통과하는 동안 클리어도장막이 예열경화된다. 예열경화존(42)의 승온존(42a)에 있어서, 클리어도료조성물의 온도를 그의 반응개시온도까지 올리는 승온단계와, 도료조성물을 반응개시온도까지 가열하는 과정에서, 소정시간동안 도료조성물의 온도를 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정의 온도에서 유지하는 온도유지단계가 시행됨으로써, 클리어도료조성물의 유동성을 유지하면서 충분한 양의 용제가 증발된다. 다음에, 하프열경화존(42b)에 있어서, 도료조성물의 온도는 반응개시온도이상으로 유지됨으로써, 도료조성물은 부분적으로 경화(예열경화)된다. 예열경화는, 클리어도장막표면상에 먼지 등이 나중에 퇴적하더라도, 이 먼지를 후속의 가열에 의해 쉽게 태워버릴수 있을 정도로 도료조성물을 경화시키기 위한 것이다. 예를 들면, 도료조성물은 40%정도까지 교차결합반응된다. 또, 베이스도장막은 승온존(42a)에서 온도유지되어, 하프열경화존(42b)에서 부분적으로 경화된다.

클리어도료조성물의 유동성이 세팅종료시 매우 낮거나 제로이더라도, 승온존(42a)에서 도료조성물의 온도를 반응개시온도로 승온시키는 과정에서 고체성분 또는 수지성분은 연화(점도가 감소)되어, 도료조성물의 유동성은 흘러내림 또는 꺼짐이 발생할 수 있는 상태로 신속하게 증가한다. 이어서 용제가 증발함에 따라 유동성이 낮아지고, 이 유동성은, 도료조성물의 온도가 반응개시온도에 달한 때에 신속하게 상실되어, 도료조성물은 하프열경화존(42b)에서 반응을 시작한다.

온도유지단계에서의 소정온도 및 소정시간은, 클리어도료조성물의 종류(수지 및 용제의 종류, 그의 양), 도장막의 두께, 세팅조건 등에 따라 적절하게 설정하여, 도료조성물의 유동성을 유지하면서 용제의 양이 목표치까지 감소될 수 있도록 한다. 소정온도는 소정시간에 따라 변경될 수 있으며, 소정시간은 소정온도에 따라 변경될 수 있다. 바람직하게는, 소정온도는 상온보다 적어도 20℃(일반적으로는 40℃)만큼 높은 온도로부터 반응개시온도보다 적어도 10℃만큼 낮은 온도까지의 범위이다. 바람직하게는 소정시간은, 도료조성물이 적어도 1분 동안 도료조성물의 목표비율(즉 30중량% 또는 10중량%이하)에 상당하는 용제를 함유함과 동시에 유동성을 지니는 상태로 유지될 수 있도록 설정된다. 또, 하프열경화조건, 즉 온도 및 시간은, 클리어도료조성물의 종류(즉, 수지 및 용제의 종류, 그의 양), 도장막의 두께, 세팅조건, 온도유지조건 등에 따라 적절하게 설정하면 된다.

제 14도는 예열경화존(42)에서의 클리어도료조성물의 온도변화예를 도시한 것이다. 제 14도에 도시한 바와 같이, 세팅존(40)에 있어서, 도료조성물은 상온(본실시예에서는 20℃)에서 유지되며, 차체(18)가 예열경화존(42)으로 반송되면, 도료조성물의 온도는 반응개시온도(본 실시예에서는 70℃∼80℃)까지 상승되며, 또한, 승온존(42a)(가열존(P1)∼(P4))에서 반응개시온도까지 승온시키는 과정에서 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도(본 실시예에서는 60℃)에서 소정시간동안 유지된다. 소정온도는 일정할 필요는 없고, 소정온도범위내에서 변화하면 된다. 예를 들면, 소정온도는 점차로 증가시켜도 된다. 그 후에, 하프열경화존(42b)(가열존(P5), (P6))에서, 도료조성물의 온도는, 반응개시온도이상의 소정온도(본 실시예에서는 140℃)까지 상승시켜, 이 소정온도에서 도료조성물을 하프경화시킨다.

온도유지단계에서의 소정온도는, 가열존(P1)~(P4)에서의 온도(분위기온도)를 변경함으로써 변화시킬 수 있으며, 소정시간은 실제로 사용되는 가열존의 수를 변경함으로써 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 하루에 도장해야 할 차체(18)의 수가 변하면, 회전컨베이어(16)의 반송속도가 변화됨으로써, 예열오븐을 통과하는 차체(18)의 반송속도도 변화된다. 이 경우, 사용되는 가열존의 수가 동일하다면, 온도유지단계에서의 소정시간은 변화하므로, 따라서 온도유지단계에 실제로 이용되는 가열존의 수는 변화된다. 예를 들면, 반송속도가 낮으면, 가열존(P1)∼(P3)만이 하프열경화존으로서 사용되는 가열존(P4),(P5)과 사용되지 않는 가열존(P4)에 의해서 온도를 유지할 목적으로 사용됨으로써, 상기 소정시간은 쉽게 변화되지 않고 유지될 수 있다.

또, 하프열경화존(42b)에서의 도료조성물의 온도 및 가열시간은, 실제로 사용되는 가열존의 수와 그 내부의 대기온도에 의해서 쉽게 변화될 수 있다.

이상 설명한 실시예에 있어서, 각 가열존(P1)∼(P4)에 있어서의 대기온도는 동일하므로, 워크의 열용량이 커서, 도료조성물의 온도를 소정온도로 상승하는 데 시간이 걸릴 경우, 승온존(42a)은 보다 길어야만 한다. 이 경우, 도료조성물의 온도를 단시간에 소정온도로 올리기 위하여 다른 가열존보다 높게 가열존(P1)의 온도를 증가시킴으로써, 예열오븐의 길이를 단축할 수 있다. 즉, 각 가열존의 온도를 독립적으로 제어함으로써, 승온패턴은 각종 용도로 다양하게 변화시킬 수 있다.

예열경화존(42)에 있어서, 특히 승온존(42a)에 있어서는, 도료조성물의 고체성분이 연화되어 도료조성물의 유동성이 매우 높으며, 이에 의해 도료조성물은 "흘러내림상태"로 된다. 따라서, 예열경화존(42)에 있어서, 차체(18)는 서브컨베이어(56)에 의해 세팅존(40)에 이어서 회전을 유지하여 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐을 방지한다. 차체(18)의 회전은 도료조성물의 흘러내림 및 꺼짐을 방지하기 위한 것이므로, 제 14도에 도시한 바와 같이 도료조성물이 가열존(P5)에서 "비흘러내림상태"에 있으면 차체(18)를 가열존(P6)에서 회전시킬 필요는 없다.

또, 상기 실시예에 있어서, 온도유지단계는 승온존(42a)에서 실시하였으나, 도료조성물의 온도는 온도유지단계를 실시함이 없이 직접 반응개시온도이상으로 상승시켜도 된다. 이 경우, 도료조성물의 온도는 제 14도에 점선으로 도시한 바와 같이 반응개시온도이상으로 직선적으로 상승된다.

예열경화존(42)에서의 예열경화후, 차체(18)를 운반하는 회전대차(22)는 위치 c에서 제 3컨베이어(28)로 이송되어, 접합부 f에서 함께 합체되는 라인 A 및 B상의 차체(18)를 가지고 풀링존(44)으로 반송된다. 필요에 따라 차체(18)는 풀링존(44)에서 푸울되고, 그 후, 제 2운송수단(52)에 의해 제 2비회전컨베이어(14)상의 비회전대차(20)로 운반된다. 그 후, 비회전대차상의 차체(18)는 제 2비회전컨베이어(14)에 의해 주가열(메인가열)경화존(48)으로 운반된다. 차체가 주가열경화존(48)를 통과하는 동안, 베이스도장막 및 클리어도장막은 소정의 시간동안 반응개시 온도이상의 소정의 온도로 유지되고, 그에 의해 도장막은 최종정도까지 경화되고, 이것은 도료조성물의 약 80%교차결합반응(crosslinking reaction)에 의해 얻어지는 것과 같을 수 있다.

주가열경화존(48)에서 이루어진 주가열경화단계 및 예열(프리가열)경화존(42)의 하프가열경화존(42)에서 이루어진 하프가열경화단계 양쪽에 있어서, 도료조성물의 온도는 반응개시온도이상으로 유지되어, 도료조성물은 반응이 이루어지기 때문에, 주가열경화단계 및 하프가열경화단계는 앞에서 설명한 반응경화단계를 형성한다.

주가열경화단계후에, 차체(18)는 검사존(도시하지 않음)으로 운반되어 도장을 검사받는다.

차체(18)를 제 2비회전컨베이어(14)상의 비회전대차(20)까지 운반한 빈회전대차는 리프터(29)로 운반되고, 해당 리프터(29)에 의해 더 낮은 바닥에 있는 보수유지컨베이어(45)로 옮겨진다. 그 후, 회전대차(22)는 보수유지컨베이어의 하류단부로 운반되는 동안 클리닝, 정비, 검사와 같은 보수를 받고 나서, 다시 리프터(29)에 의해 회전컨베이어(16)로 운반된다. 즉, 회전대차(22)는 회전컨베이어(16)위를 지날 때마다 보수를 받고, 그 후, 재사용된다. 회전컨베이어(16)는 일정한 간격으로 보수를 받는다. 보수가 진행되는 동안, 회전컨베이어(16)상의 모든 회전대차(22)는 더 낮은 바닥에 있는 보수유지컨베이어(45)로 운반된다. 따라서, 보수유지컨베이어(45)는 회전컨베이어(16)상의 모든 회전대차(22)를 수용할 만큼 충분한 길이를 가져야 한다. 회전컨베이어(16)의 보수와 동시에, 회전대차(22)의 보수를 행할 수 있다.

도장플랜트의 변형예

그러나, 본 실시예에 있어서는, 가열경화단계용의 가열오븐이 다른 위치에 배치된 예열오븐 및 가열오븐으로 분류되고, 가열오븐내에서 예열경화 및 주가열경화을 행할 수 있다. 그러나, 예열오븐은 원적외선타입이고, 주가열오븐은 열풍(핫에어)타입이지만, 다른 여러가지 형태의 오븐을 사용할 수 있다.

본 실시예에서와 같이, 별도의 오븐내에서 예열 및 주가열이 이루어지면, 다음과 같은 유리한 점을 얻을 수 있다. 즉, 가열오븐으로서, 열풍타입오븐은 구조가 간단하고 열원의 코스트가 낮지만, 예열경화과 주가열경화 모두를 하나의 열풍타입오븐내에서 행하면, 다음과 같은 문제점이 발생한다. 즉, 도료조성물이 오븐의 앞부분, 즉, 예열경화용 오븐의 부분내에서 흘러내림상태에 있기 때문에, 차체(18)는 회전하게 되고, 차체(18)가 회전하면 차체(18)내의 더러움과 먼지는 차체(18)로부터 떨어져, 아직 경화되지 않은 도장막표면에 부착한다. 그러나 이러한 문제점은, 예를 들면, 원적외선타입오븐을 사용함으로써 피할 수 있지만, 원적외선오븐은 값이 대단히 비싸다. 따라서, 예열경화을 위해 원적외선오븐을 사용하고, 주가열경화을 위해 열풍타입오븐을 사용하면, 가열경화용 오븐을 상대적으로 낮은 가격으로 제조할 수 있다.

더욱이, 예열경화 및 주가열경화 모두가 하나의 열풍타입오븐내에서 행해지면, 차체는 예열경화용 오븐의 부분내에서 회전해야하기 때문에, 오븐은 회전컨베이어(16)상에 설치되어야 하고, 이것은 회전도장라인을 보다 길게 한다. 따라서, 예열경화용 오븐과 가열경화용 오븐을 분리하고, 회전컨베이어(16)상에 예열경화용 오븐만을 설치하고 제 2비회전컨베이어(14)상에 주가열경화용 오븐을 설치함으로써, 회전도장라인을 짧게 할 수 있다.

또한, 예열경화 및 주가열경화 모두가 하나의 열풍타입오븐내에서 행해진다면, 열효율의 관점에서 볼때 오븐은 각(角)오븐인 것이 바람직스럽다. 즉, 각 오븐내에 있어서, 열은 상승위치내에 있는 베이스부에 축적되고, 편평한 오븐보다 오븐의 단부로부터 열이 더 적게 없어진다. 그러나, 오븐내에서, 차체(18)는 회전해야하고 비회전대차(20)보다 더 긴 회전대차(22)상의 오븐을 통해서 전달되어져야 한다. 따라서, 오븐이 각형일때는, 상승위치까지 베이스부를 상승시키기 위한 베이스부의 대향단부상의 경사부는 편평한 부분과 작은 각도로 만나도록 길어야만 하며(그렇지 않으면, 비회전대차보다 더 긴 회전대차는 컨베이어로부터 이탈할 수 있음), 이것은 오븐의 길이를 더욱 길게 하여 회전도장라인의 길이를 더욱 길게 한다. 따라서, 예열경화용 오븐과 주가열경화용 오븐을 분리하고, 회전컨베이어(16)상에 예열경화용 오븐(이것은 편평한 원적외선오븐이어도 되고, 차체(18)는 회전됨)만을 설치하고, 제 2회전컨베이어(14)상에 주가열경화용 오븐(이것은 열풍타입의 각형 오븐이 바람직하고 차체(18)는 회전할 필요가 없다)을 설치함으로써 회전도장라인을 짧게 할 수 있고, 오븐에 대한 비용을 낮출 수 있다.

상술한 실시예에서, 온도상승단계와 하프가열경화단계는 예열오븐에서 행해지지만, 이들 단계는 분리된 오븐에서 행할 수도 있다. 이 경우에, 도료조성물의 흘러내림이 기본적으로 승온단계에서 발생하고 하프가열경화단계에서는 일어나지 않기 때문에 차체(18)는 승온단계용 오븐에서만 회전할 수 있다.

풀링존

상기 풀링존(44)을 이하에 설명한다. 상술한 바와 같이, 풀링존(44)은 예열경화존(42)과 제 2이송수단(52)사이의 제 3컨베이어(28)상에 설치된다. 상기 풀링존(44)은 예열경화가 끝난 차체(18)를 운반하는 소정수의 회전대차(22)를 일시적으로 머무르게 하기 위한 것이다.

일반적으로 도료(도료조성물)는 차체(18)에 복수회 도포되어, 도장막두께는 통상 최종도장존에서 흘러내림한계두께이상으로 된다. 상술한 실시예에 있어서, 클리어도료조성물은 제 1클리어도장존(38a) 및 제 2클리어도장존(38b)에 도포되어, 클리어도장막두께는 제 2클리어도장존(38b)에서의 흘러내림한계두께이상으로 된다.

이와 같은 경우에, 클리어도장막두께가 흘러내림한계두께보다 작게 되기 전의 단계에서 고장, 예를 들면, 도장로봇 또는 컨베이어의 고장 등이 발생해서 도장라인이 정지되면, 또한 흘러내림한계두께이상의 두께로 도료조성물이 도포된 차체는 그곳에서 정지되며, 이는 도료를 흘러내리게해서 도장의 결함을 초래하게 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 본 실시예의 도장라인에 있어서는, 컨베이어라인은 제 1클리어도장존(38a)과 제 2클리어도장존(38b)사이에서 분리되며, 제 1클리어도장존(38a)쪽의 제 1컨베이어(24)와 제 2클리어도장존(38b)쪽의 제 2컨베이어(26)는 서로 독립적으로 구동되도록 구성된다. 이러한 구성은, 제 2컨베이어(26)가 흘러내림한계두께이상의 두께로 도료조성물이 도포된 차체(18)를 세팅존(40)으로 계속적으로 운반하도록 허용하며, 또한 제 1클리어도장존(38a) 또는 그 상류의 도장라인에서 고장이 발생하더라도 도료의 흘러내림을 방지하기 위하여 차체(18)를 회전시키도록 허용한다.

그러나, 상술한 구성으로도, 제 2클리어도장존(38b)의 하류쪽, 예를 들면, 제 2이송수단(52), 주가열경화존(48), 검사존 및 후속조립라인 등에 고장이 발생해서, 제 2클리어도장존(38b)의 하류에서 대차로 꽉찬 회전컨베이어(16)로 회전대차(22)를 운반할 수 없게 되면, 대차(18)를 제 2클리어도장존(38b)으로부터 회전존, 즉 세팅존(40) 및 예열경화존(42)으로 운반하는 것이 불가능하게 되어, 도장에 결함을 초래하게 된다.

풀링존(44)은 상기 문제점을 해소하기 위한 것이다. 즉, 제 2이송수단, 주가열경화존(48), 검사존 및 후속조립라인에 고장이 발생하더라도, 차체(18)를 제 2클리어도장존(38b)에서 회전존으로 운반할 수 있고 또한 도료의 흘러내림을 방지하도록 회전시킬 수 있을 뿐만 아니라 제 2클리어도장존(38b)의 하류의 회전컨베이어(16)상의 회전대차(22)를 풀링존(44)에 이동시킴으로써 도장막에의 먼지 등의 부착문제를 해소하도록 도장막을 예열경화시킬 수도 있다.

본 실시예에 있어서, 풀링존(44)은, 회전대차(22)가사이드라인컨베이어(44a)상에 일시적으로 머물수 있도록 접합부 α 및 β에서 사이드라인컨베이어(44a)를 제 3컨베이어(28)에 연결함으로써 형성된다. 풀링존(44)은 다른 여러가지 방식으로 형성할 수도 있다.

예를 들면, 풀링존은, 상술한 실시예에서와 같이 제 1클리어도장존(38a)과 제 2클리어도장존(38b)사이의 컨베이어라인을 분리함으로써 또한 제 1클리어도장존(38a)쪽의 제 1컨베이어(24)보다 제 2클리어도장존(38b)쪽의 제 2 및 제 3컨베이어(26), (28)의 운반율(단위시간당 운반할 수 있는 대차의 수)을 크게 함으로써 제 2 및 제 3컨베이어(26), (28)자체에 의해서도 형성할 수 있다. 즉, 제 2 및 제 3컨베이어(26), (28)의 운반율이 제 1컨베이어(24)보다 크면, 연속하는 두 회전대차(22)사이의 공간은 제 1컨베이어(24)에서 보다 제 2 및 제 3컨베이어(26), (28)에서 더 크며, 따라서 회전대차(22)가 제 2 및 제3컨베이버(26), (28)에 더 가까워지면 컨베이어(26) 및 (28)에 어떤 공간이 형성된다. 이와 같이 컨베이어(26) 및 (28)에 형성된 공간은 풀링존으로서 사용할 수 있다.

마찬가지로, 풀링존은, 예열경화존(42)의 말단의 하류의 소정위치 c에서(상술한 실시예의 예열경화존(42)의 말단에서) 제 2클리어도장존(38b)쪽의 컨베이어라인을 한쌍의 컨베이어(제 2 및 제 3컨베이어(26), (28))로 분리함으로써 또한 제 2컨베이어(26)보다 제 3컨베이어(28)의 운반율을 크게 함으로써 제 3컨베이어(28)자체에 의해서도 형성할 수 있다.

풀링존(44)은, 제 2클리어도장존(38b)에서 흘러내림한계두께보다 더 큰두께로 도료조성물이 도포된 차체(18)가 상기 존(38b)에서 모두 운반될 수 있도록 제 2클리어도장존(38b)에서의 회전대차(24)의 수와 적어도 같은 수의 회전대차(22)를 수용할 수 있어야 한다.

바람직하게는, 풀링존(44)은, 제 2클리어도장존(38b)과 세팅존(40)의 차체(18)가 예열경화존(42)에 운반될 수 있거나 그를 통과할 수 있도록 제 2클리어도장존(38)과 세팅존(40)의 회전대차(22)의 수의 합과 적어도 같은 수의 회전대차(22)를 수용할 수 있어야 하며, 그에 의해 차체(18)가 세팅존(40)에서 오랫동안 회전할 때 먼지 등이 도장막에 부착하는 문제점을 피할 수 있다.

더 바람직하게는, 풀링존(44)은, 제 2클리어도장존(38b), 세팅존(40) 및 예열경화존(42)의 차체(18)가 모두 예열경화존(42)을 통과해서 모든 차체(18)의 도장막의 예열경화가 끝날 수 있도록 제 2클리어도장존(38b), 세팅존(40) 및 예열경화존(42)의 회전대차(22)의 수의 합과 적어도 같은 수의 대차(22)를 수용할 수 있으며, 그에 의해 먼지 등이 도장막에 달라붙는 문제점을 좀더 확실하게 피할 수 있다.

도료조성물의 경화까지의 상태의 제어

도료조성물이 차체에 도포되는 때로부터 그것이 경화될 때까지의 상태의 제어에 대해서 이하에 설명한다.

상술한 바와 같이, 용제를 함유하는 열경화성 클리어도료가 클리어도장에 사용되며, 상기 도료조성물은, 세팅존(40)의 세팅단계 및 예열경화존(42)의 예열경화단계에서 수직방향으로 뻗는 차체(18)의 표면상의 도료조성물이 중력에 의해 통상 흘러내리는 한계두께보다 더 큰 두께로 제 2클리어도장존(38b)의 차체(18)에 도포되며, 차체(18)는 도료조성물의 흘러내림을 방지하기 위하여 세팅단계 및 예열경화 단계에서 회전한다.

이 경우에, 상술한 바와 같이, 클리어도료조성물은, 이 도료조성물이 유동성을 갖는 동시에 용제가 차체(18)의 표면상의 불균일성의 영향을 피하도록 소정시간에 도료조성물중 30중량%(바람직하게는 10중량%)이하가 되도록 제어된다.

상기 소정시간은 상기 한계두께보다 더 큰 두께로 도포된 도료조성물이 경화되기 시작하는 시간까지의 어떠한 시간이어도 된다. 따라서, 도료조성물은, 세팅단계시 또는 그 종료시에 이 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 용제가 도료조성물의 30중량%(바람직하게는 10중량%)이하로 되도록 또는 상기 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 용제가 예열경화단계시 도료조성물의 30중량%(바람직하게는 10중량%)이하로 되도록 제어될 수 있다.

상기 도료조성물의 제어는 도료의 종류, 용제의 종류 및/또는 양, 도장두께, 세팅조건, 예열경화조건 등을 조정함으로써 행해진다.

예를 들면, 도료조성물의 상태는 다음과 같은 방식으로 제어될 수 있다.

(1)세팅단계시 또는 그 종료시의 도료의 상태의 제어

(a)도료조성물이 충분한 유동성을 갖지만 용제의 양이 너무 많은 경우

이 경우에, 도료조성물은, 유동성을 저하시키지 않고 용제의 양이 감소되도록 제어되어야 한다. 특정예는 다음과 같다.

(a-1)용제의 일부를 신속히 증발하는 것(이것은 비등점이 낮음)으로 교체함.

(a-2)고형성분의 비율을 증가시킴.

(a-3)세팅시간을 증가시킴.

(a-4)세팅온도를 40℃이하의 범위내에서 상승시킴.

(b)용제의 양은 적지만 도료조성물의 유동성이 충분하지 않은 경우

이 경우에, 도료조성물은, 용제의 양을 증가시켜 유동성이 증가되도록 제어해야만 한다. 특정예는 다음과 같다.

(b-1)용제의 일부를 천천히 증발하는 것(이것은 비등점이 높음)으로 교체함.

(b-2)고형성분의 비율을 감소시킴.

(b-3)세팅시간을 감소시킴.

또는, 도료조성물은, 용제의 양을 변경하지 않고 유동성이 증가하도록 제어해도 된다. 특정예는 다음과 같다.

(b-4)도장막두께를 증가시킴.

(2) 가열경화단계시의 도료조성물의 상태의 제어(온도유지단계가 실행되지 않아 도료의 온도가 거의 선형으로 증가하는 경우.)

이 경우에, 도료조성물은, 유동성을 저하시키지 않고 용제의 양이 감소되도록 제어되어야 한다.

(a-1)가열경화단계(세팅단계의 종료시, 세팅단계가 실행될 때)전에 고형성분의 비율을 증가시킴. 상기 (1)의 경우와 관련해서 상기 (a-1) 내지 (a-4)에서 상술한 방법을 적용할 수 있다.

(a-2)승온율을 저하시킴.

(b)용제의 양은 적지만 도료조성물의 유동성은 충분하지 않은 경우

이 경우에, 도료조성물은, 유동성을 증가시키면서 용제의 양이 증가되도록 제어해야면 한다.

(b-1)건조단계(세팅단계의 종료시, 세팅단계가 행해질 때)전에 고형성분의 비율을 감소시킴. 상기 (1)의 경우와 관련해서 상기 (b-1) 내기 (b-3)에서 상술한 방법을 적용할 수 있다.

(b-2)승온율을 증가시킴.

또는, 도료조성물은, 용제의 양을 변경시키지 않고 유동성이 증가하도록 제어해도 된다.

(b-3)도장막의 두께를 증가시킴.

(b-4)도료조성물을 더 높은 반응개시온도를 가진 것으로 교체함.

(3) 가열경화단계시의 도료조성물상태의 제어(세팅단계와 온도유지단계가 실행되는 경우)

이 경우에, 도료는, 유동성을 저하시키지 않고 용제의 양이 감소되도록 제어되어야 한다.

(a-1)세팅단계의 종료시에 고형성분의 비율을 증가시킴.

상기 (1)의 경우와 관련해서 상기 (a-1) 내지 (a-4)에서 상술한 방법을 적용할 수 있다.

(a-2)도료조성물의 온도가 유지되는 상기 소정 온도를 상승시킴.

(a-3)도료조성물의 온도가 상기 소정의 온도로 유지되는 상기 소정의 시간을 연장시킴.

(b)용제의 양은 작지만 도료조성물의 유동성이 충분하지 않은 경우

이 경우, 용제의 양을 증가시켜 유동성을 증가시키도록 도료조성물이 제어되어야 한다. 특별한 예는 다음과 같다.

(b-1)세팅단계의 종료시에 고형성분의 비율을 감소시킴.

상기 (1)의 경우와 관련하여 상기 (b-1)∼(b-3)에 상술한 방법을 적용할 수 있다.

(b-2)도료조성물의 온도가 유지되는 상기 소정의 온도를 저하시킴.

(b-3)도료조성물의 온도가 상기 소정의 온도로 유지되는 상기 소정의 시간을 단축시킴.

또는, 용제의 양을 변화시키지 않고 유동성이 증가되도록 도료조성물을 제어해도 된다. 특별한 예는 다음과 같다.

(b-4)도장막의 두께를 증가시킴.

(4)가열경화단계동안의 도료조성물의 상태제어(온도유지단계가 세팅단계없이 실행되는 경우)

(a)도료조성물의 유동성이 충분하더라도 용제의 양이 과도한 경우

이 경우 유동성은 낮추지 않고 용제의 양을 줄이도록 도료조성물을 제어해야 한다. 특별한 예는 다음과 같다.

(a-1)용제의 일부를 빨리 증발하는 것(이것은 비등점이 낮음)으로 변경함.

(a-2)고형성분의 비율을 증가시킴.

(a-3)도료조성물의 온도가 유지되는 상기 소정의 온도를 높임.

(a-4)도료조성물의 온도가 상기 소정의 온도에서 유지되는 동안 상기 소정의 시간을 연장함.

(b)용제의 양이 적어도 도료조성물의 유동성이 충분하지 못한 경우

이 경우, 용제의 양을 늘여 유동성을 증가시키도록 도료조성물을 제어해야만 한다. 특별한 예는 다음과 같다.

(b-1)용제의 일부를 천천히 증발하는 것(이것은 비등점이 높음)으로 변경함.

(b-2)고형성분의 비율을 줄임.

(b-3)도료조성물의 온도가 유지되는 상기 소정의 온도를 낮춤.

(b-4)도료조성물의 온도가 상기 소정의 온도에서 유지되는 동안 상기 소정의 시간을 단축함.

또는, 용제의 양을 변경하지 않고 유동성을 증가시키도록 도료조성물을 제어해도 된다. 특별한 예는 다음과 같다.

(b-5)도장막의 두께를 증가시킴.

세팅단계동안 도료조성물의 상태제어

세팅단계동안 도료조성물의 상태제어에 대해서, 이하 더 자세히 설명한다. 본 발명자들은 다양한 시험을 통해 세팅단계동안 도료조성물의 상태가 다양하게 변화된 것과 도료조성물의 상태와 도장막표면의 균일성 사이의 관계를 고찰할 수 있었다. 그 시험은 다음과 같이 같다.

( I )시험조건

(1)시험편

(a)시험판

길이 300mm, 넓이 100mm, 두께 0.7mm의 강판을 사용하였다. 이 강판에 대해서, 균일하지 못한 표면을 균일하게 하기 위해 레이저처리를 행하였다.

(b)표면처리

(1)전착도장: 막두께 20μ, 175℃에서 30분동안 가열경화(가열경화).

(2)중간도장: 막두께 35μ, 열경화성 무지방 폴리에스터수지도료조성물, 140℃에서 25분동안 가열경화.

중간도장후, 폴리에스터테이프를 시험강판의 도장된 표면에 붙였다. 동일한 마무리 수준의 시험강판만을 사용하기 위해 시험강판중 도장된 표면의 PGD값이 0.6인 강판을 선택하였다. PGD값은 사상 선예도(imaging sharpness)를 표시하는 것의 하나로, 다음과 같은 방법으로 결정된다. 즉, 다른 크기의 복수의 숫자가 기록된 챠트의 상을 도장막표면에 투사하고, 그 도장막표면에 투사된 상을 촬상장치에 의해 촬상하고, 그 촬상장치를 통해 식별가능한 가장 작은 숫자의 크기에 의해 PGD값을 결정한다. PGD값은 일반적으로 반사광에 의해 측정되지만, 중간도장막의 표면은 단조롭기 때문에 시험판의 PGD값은 중간도장막표면에 부착된 폴리에스터테이프로부터의 반사광에 의해 결정한다. 0.6의 PGD값은 50∼60의 NSIC값과 대체로 동등하고, 1.0이상의 PGD값은 85이상의 NSIC값과 대체로 동등하다. NSIC값은 사상 선예도를 나타내는 것중의 또 다른 하나다.

(2)표면도장

(a)베이스도장

(1)막두께: 20μ

(2)도료조성물: 열경화성의 아크릴 멜라민 도료조성물, N.V(도료조성물에 있어서의 고체성분)=20중량%

점도=13초/＃4FC·20℃

(3)도장조건

도포기 정전분무도장기

공기압력 3.0kg/㎠

토출량 350cc/분

전압 -90KV

거리 300mm

(4)도장방법

: 2중도장(첫번째도장과 두번째도장 사이의 간격은 5분)

: 워크를 수직방향으로 고정하고, 4.0m/분의 속도로 워크를 반송하면서, 왕복운동동작으로 워크에 수직방향으로 도료조성물을 분무함(왕복운동의 스트로크=100mm, 왕복운동속도: 70mm/분)

: 두번째로 도포된 도장막에 대한 첫번째로 도포된 도장막의 두께비: 1:1

(b)클리어도장

(1)막두께

: 표준두께 60μ

: 비교두께 40μ

(2)도료조성물

: 표준조성물: 가열경화성의 아크릴멜라민 도료조성물, N.V. =40중량%

점도=22초/＃4FC·20℃

: 비교조성물 1: 표준조성물의 용제를 증발속도가 큰 것으로 변경해서 얻은 것, 즉, N.V.=41.8중량%, 점도=25초/＃4FC·20℃.

: 비교조성물 2: 표준조성물의 용제를 증발속도가 적은 것으로 변경해서 얻은 것, 즉, N.V.=38.9중량%, 점도=18초/＃4FC·20℃.

도료조성물의 조성 및 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐의 성질은 다음의 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같았다. 표 1에 있어서, 각 성분에 붙인 온도는 성분의 끓는 점을 나타낸다. 표 2에 나타낸 흘러내림한계두께는 도료조성물의 온도가 20℃를 유지할 때의 값이다.

표 2에 나타낸 세팅시의 흘러내림은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 제 3A도 및 제 3B도를 참조하여 앞에서 설명한 것과 동일한 방법으로, 마스킹테이프로 워크의 수직면의 하반부를 마스크한 후에, 도료조성물을 표면에 도포하고 테이프를 제거하였다. 그 후, 도장된 면을 수직으로 한 채로 20℃의 분위기중에서 60분간 워크를 세팅하였다. 도료조성물의 흘러내림은 세팅의 종료시에 측정하였다. 표 2에 나타낸 가열시의 흘러내림은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 마스킹테이프로 워크의 수직면의 하반부를 마스크한 후에, 도료조성물을 표면에 도포하고, 워크를 회전시키면서 20℃의 분위기중에 8분간 워크를 세팅하였다. 그 후, 도장된 면을 수직으로 유지하고 테이프를 제거하였다. 그리고 나서, 워크를 가열오븐에 넣고 오븐내의 분위기온도를 8분간 15℃/분의 비율로 140℃까지 올렸다. 그 후, 분위기의 온도가 140℃로 유지된 오븐내에 워크를 20분간 방치하였다. 도료조성물의 흘러내림은 가열단계의 종료시점에서 측정하였다.

(3)간격

: 베이스도장의 종료와 클리어도장의 개시사이의 간격: 8분

(4)도장조건

:도포기 정전 회전분무도포기

:셰이핑에어 1.5khg/㎠

토출량 200∼300cc/분

전압 -90KV

거리 300mm

(5)도장방법

: 2중도장(첫번째도장과 두번째도장사이의 간격 2분)

: 워크를 수직방향으로 고정하고 4.0m/분의 속도로 반송하면서, 도료조성물을 왕복운동동작으로 워크에 직각으로 분무하였다(왕복운동의 스트로크-=500mm, 왕복운동속도=18m/분).

: 두번째로 도포한 도장막의 두께에 대한 첫번째로 도포한 도장막의 두께비: 2:3(상기 토출량으로 조정됨)

(c)분무실내의 조건

: 온도=20±1℃, 습도=75±5%RH, 풍속=0.3~0.4m/초

(d)회전조건

차체의 도장조건을 고려하여, 클리어도장이 종료된 후 도장위치에서 시험편을 2분간 방치하였다. 그 후, 시험편을 회전장치에 대해서 그 회전축으로부터 80cm 떨어진 위치에 세트하였다. 그 후, 시험편은 1rpm으로 회전되었으며, 시험편이 2분간 방치되어 있는 동안 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐은 일어나지 않았다.

(e)세팅조건 및 가열경화조건은 다음의 시험설명 및 시험결과에 기재한 바와 같다.

(II)시험

(1)시험 1

시험편을 상술한 바와 같은 표면처리한 후, 표면코팅도료조성물로 도포하였다. 클리어도장의 경우에 있어서는, 표준도료조성물을 도포하였으며, 도장막의 표준두께는 60μ이었다. 그 후, 시험편을 상술한 조건하에서 회전시키고, 다음의 조건하에서 세팅단계 및 가열경화단계를 거쳤다. 세팅단계의 종료시의 도료조성물의 상태 및 가열경화 이후의 도장막표면의 평활성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다.

(a)세팅

다음과 같이 다른 세팅시간동안 다른 세팅온도로, 시험편을 상술한 조건하에서 회전시키면서 세팅하였다.

(1)세팅온도(세팅분위기의 분위기온도)

20±1℃, 30±1℃(습도=75±5%RH, 풍속=0.3∼0.4m/초)

(2)세팅시간

: 4, 6, 8, 10, 15, 30, 60분

(b)가열경화

상기의 다른 조건하에서 세팅했던 시험편을 세팅즉시 가열오븐에 넣었다. 가열오븐내에서 시험편을 똑같은 조건하에서 회전시켰다. 오븐내의 분위기온도는 140℃였다. 10분후에 시험편의 회전을 정지하고, 시험편을 140℃로 유지된 오븐내의 분위기에 15분간 방치하였다.

(c)도료조성물의 상태측정

(1)NV값의 측정

세팅전(도료조성물을 분무한 후)과 후(오븐에 시험편을 동비하기 직전)의 클리어도료조성물의 NV값(도료조성물에서의 고체성분의 비율)은 아래의 공식에 따라 중량측정법에 의해 결정하였다.

{25분간 140℃(분위기온도)로 가열한 후의 조성물의 무게/측정시의 조성물의 무게}

(2)유동성(흘러내림과 꺼짐)의 측정

시험편을 오븐에 도입하기 직전(세팅의 종료시에)의 클리어도료조성물의 유동성(흘러내림 또는 꺼짐)을 아래의 방법으로 측정하였다. 즉, 시험편(400×400mm의 크기)을 앞에서 설명한 표면처리하고, 각 시험편의 수직표면의 하반부를 제 3A도 및 제 3B도를 참조하여 앞에서 설명한 것과 똑같은 방법으로 테이프로 마스크하였다. 그 후, 수직표면전체에 걸쳐 도료조성물(상기 베이스도료조성물이나 클리어도료조성물)을 도포하였다. 마스크되어지고 도료조성물이 도포된 시험편을 상기의 조건하에 회전시키면서, 상기의 다른 조건하에서 세팅을 행했다. 세팅후에, 시험편은 마스크를 제거하고 마스크되었던 부분을 아래로 하여 수직으로 놓고, 그들 각 세팅온도와 동등한 온도에서 60분간 방치하였다. 그 후, 도료조성물의 흘러내림(흘러내림의 길이)은 세팅의 종료시에 측정하였다.

(d)도장막의 평활성 측정

가열경화 이후의 각 시험편의 도장막표면의 평활성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 즉, 도장막표면의 사상 선예도(평활성)는 "스가시험기(주)"에 의해 제작된 사상선영측정장치를 이용해서 측정하였다. 이러한 측정에 있어서, 직선슬릿이 형성된 슬릿판은 측정되는 표면과 광원사이에 배열한다. 그리고 광원에서 나온 빛은 슬릿판을 통해 표면에 투사된다. 그 후, 표면의 상은 촬상장치에 의해 촬영되고, 사상선예도(NSIC값)는 촬상장치에 의해 촬영된 영상에 있어서의 슬릿의 상의 선형성과 명도차(슬릿상과 인접 배경사이의 명도차)를 근거로 계산된다. NSIC값은 흑색거울용의 값을 100으로 한 때의 상대치이다.

(2)시험 2

시험 2는 표준조성물 대신에 비교조성물 1을 사용하고 세팅을 다음의 조건하에서만 행한 것을 제외하고는 시험 1과 똑같은 방법으로 수행하였다.

온도=20±1℃, 시간=4분,6분 그리고 8분

(3)시험 3

시험 3은 도장막두께를 표준두께인 60μ에서 40μ로 변경하고 세팅을 다음의 조건하에서만 행한 것을 제외하고는 시험 1과 똑같은 방법으로 수행하였다.

온도=20±1℃, 시간=4분, 6분, 8분, 10분, 15분, 30분 그리고 60분

(4)시험 4

시험 4는 표준조성물 대신에 비교조성물 2를 사용하고 세팅을 다음의 조건하에서만 행한 이외에는 시험 1과 똑같은 방법으로 수행하였다.

(5)참고 시험

시험 1과 시험 2에 대해서는 참고시험을 수행하였다. 참고시험에서, 아주 평탄한 표면을 가진 시험편에 클리어도료조성물을 도포하고, 시험 1 및 시험 2에서와 똑같은 방법으로 세팅 및 가열경화를 행하였다. 그 후, 도장막표면의 평활성을 측정하였다. 참고시험의 각 시험편은 연마된 판(두께 40~50μ)에 중간도장조성물을 도포해서 준비하였고, 중간도장을 가열경화하고, 그 후, 젖은 샌딩(＃1000)으로 중간도장막의 표면을 평활화하였다.

(Ⅲ)시험결과

시험 1~4 및 참고시험의 결과를 다음의 표 3 및 표 4로 나타내었다. 이들 시험에 있어서, 시험편은 크기가 작았고, 시험편상의 도료조성물의 온도는 어느 정도의 시간지연이 있었지만 분위기의 온도와 같아졌다는 것을 알 수 있다. 이것은 이후의 시험들에 있어서도 마찬가지이다.

시험 1∼4에서, 세팅상태, 도료조성물의 종류(특히 그 속의 용제의 종류와양), 그리고 클리어도장막의 두께(클리어도료조성물의 도장두께)를 시험편마다 변화시키고, 도료조성물의 유동성과 세팅의 종료시에 또는 세팅동안의 소정시간에서(이하 단순히 "세팅동안"이라 칭함) 그 속의 NV치를 시험편마다 다르게 하고, 세팅종료직후 분위기온도가 140℃에서 유지되었던 오븐속에 시험편을 놓아 도료조성물을 곧 경화시켰다. 이런 방법으로, 오븐내의 도막장에 의한 유동성이 도장막표면의 평활성에 영향을 미치는 것을 배제하과, 세팅동안의 도료조성물의 상태와 도장막표면의 최종평활성간의 관계를 조사하였다.

시험 1~4의 결과로부터, 세팅시점에서 도료조성물이 유동성을 가지고 동시에 NV값이 70중량%보다 많을(즉, 용제의 양이 30중량%이하일) 때, NSIC값은 80이상의 범위내로 들어가, 피도장표면위의 요철에 의해 영향받는 일 없이 극도로 매끄러운 도장막면을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 종래의 일반적인 방법에 의해 도장한 경우, 도장막면의 NSIC치는 기껏해야 70이나 그 정도였다. 따라서 NSIC치가 80이상이라는 것은 종래의 도장방법에 의해 얻어진 그것과 명확하게 구별할 수 있는 극도로 뛰어난 평활성의 도장막표면을 본 발명에 따라서 얻을 수 있다는 것을 의미한다.

이하 시험 1~4의 결과를 더욱 상세하게 기술한다.

시험 1의 결과로부터, 시험편이 오븐에서 가열되기 전에, 즉 세팅의 종료시에 도료조성물이 유동성을 가지는 한 NV치가 증가하기 때문에 도장막표면의 평활성이 더 좋게 된다는 것을 알 수 있다. 즉, 시험 1에서 세팅의 종료직후에 시험편이 140℃로 고정된 오븐속에 놓여지고 도료조성물이 즉시 경화되므로, 세팅종료시의NV치는 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치로서 간주될 수 있다. 따라서, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치(또는 도료조성물이 그것의 유동성을 잃을 때의 NV치)가 더 크므로, 도장막표면의 평활성은 더 좋게 된다는 것을 알 수 있다.

또한, 시험 1의 결과는 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치가 70중량%보다 더 작을 때 NSIC치는 80보다 더 작고, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치가 70중량%이상일 때 NSIC치는 80이상이라는 것을 나타낸다.

세팅온도가 20℃ 또는 30℃였는지에 관계없이, 도료조성물은 세팅시간이 30분 또는 60분으로 세트되었을 때 세팅의 종료에 의해 유동성을 잃었고, 20℃, 30분 그리고 20℃, 60분의 세팅조건에 대한 NSIC치는 20℃, 15분의 세팅조건에 대한 것과 같았고, 30℃, 30분 그리고 30℃, 60분의 세팅조건에 대한 NSIC값은 30℃, 15분의 세팅조건에 대한 것과 같았다. 세팅시간이 30분이나 60분이었던 경우에 있어서, 도료조성물은 세팅의 종료전에 유동성을 잃고 유동성의 잃음 바로전의 NV값을 15분의 세팅종료시의 흘러내림이 20℃에서 2mm 그리고 30℃에서 1mm였으므로 15분의 세팅종료시의 NV값과 대략 같고 그 값은 도료조성물이 유동성을 잃으려고 했던 것을 나타낸다. 따라서 30분세팅 그리고 60세팅에 대한 NSIC치가 15분 세팅에 대한 것과 같았다는 사실로부터, 유동성을 잃기 바로전의 NV치는 세팅동안 또는 세팅의 종료시에 도료조성물이 유동성을 잃었는지의 여부에 관계없이 유동성의 상실 바로 전의 NV치가 도장막표면의 평활성을 지배한다는 것을 알 수 있다. 또한 시험 1의 결과는, 도장막의 평활성이 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치의 증가와 함께더 좋게 되고 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 70중량%이상일 때, NSIC치는 80이상이라는 것을 나타낸다.

또한 시험 2의 결과는, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치의 증가와 함께 도장막의 평활성이 더 좋게 되고, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치가 70중량%이상일 때 NSIC치는 80이상이라는 것을 나타낸다. 시험 2에서, 용제의 증발속도는 시험 1에서 사용되었던 것보다 더 높았으므로 주어진 세팅조건에 대한 세팅종료시에 NV치는 시험 1과 비교하여 더 크게 되었다. 20℃, 4분, 20℃, 6분 그리고 20℃, 8분의 세팅조건에 대하여, 가열전의 NV치는 시험 1에서 각각 63중량%, 68중량% 그리고 72중량%였던 반면에 가열전의 NV치는 시험 2에서 각각 70중량%, 74중량% 그리고 78중량%였다. 시험 2의 결과는 NV치가 도료조성물을 변경시킴으로써 증가될 때 NSIC치 또한 증가한다는 것을 나타낸다.

시험 3에서, 유동성은 도장막의 두께를 감소시킴에 의해 저하되었다. 시험 3의 결과는 NV치가 세팅의 종료시에 70중량%이상일 때 조차 도료조성물이 유동성을 가지지 않을 때 NSIC치는 매우 작아 80에 도달할 수 없다는 것을 나타낸다.

또한, 시험 4의 결과는 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치의 증가와 함께 도장막의 평활성이 더 좋게 되고, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 70중량%이상일 때 NSIC치는 80이상이라는 것을 나타낸다. 시험 4에서 용매의 증발속도는 시험 1에서 사용되었던 것보다 더 낮았으므로 주어진 세팅조건에 대한 세팅의 종료시에 NV치가 시험 1과 비교하여 더 작게 된다. 20℃, 4분, 20℃, 6분 그리고 20℃, 8분의 세팅조건에 대하여 가열전의 NV치는 시험 1에서 각각 63중량%,68중량% 그리고 72중량%였었던 반면에 가열전의 NV치는 시험 4에서 각각 55중량%, 57중량% 그리고 60중량%였다. 시험 2의 결과는 NV치가 도료조성물을 변경시킴으로써 감소되고, VSIC치 또한 감소한다는 것을 나타낸다.

전술한 바와 같이, 시험 1과 2에 대하여 참고시험을 행하였다. 시험 1과 2의 결과와 참고시험의 결과의 비교로부터, 시험 1과 참고시험 사이 그리고 시험 2와 같은 세팅조건에 대한 참고시험사이의 NSIC치의 차이가 NV치가 증가함에 따라 더 작게 된다는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 시험 1의 20℃의 세팅조건의 경우에 있어서, 차이는 다음과 같았다.

NV치가 증가함에 따라서 NSIC치의 차이가 더욱 작게 된다는 것은 도장막면의 평활성이 NV치의 증가와 함께 도포될 표면위의 요철에 의해 덜 영향받게 되는 경향이 있게 된다는 것을 의미한다. 따라서, NV치가 증가함에 따라서 도장막표면의 평활성이 더 좋게 되는 것은 도장막면의 평활성이 NV치의 증가와 함께 도포될 표면위의 요철에 의해 덜 영향받게 되는 경향이 있게 되기 때문이다.

가열경화단계 동안의 도료조성물의 상태제어

이하, 가열경화단계동안의 도료조성물의 상태제어를 설명한다. 본 발명자들은 가열경화단계동안의 도료조성물의 상태가 여러가지로 변화되었고, 가열경화동안의 도료조성물의 상태와 가열경화의 종료시에 도장막표면의 평활성이 조사되었던여러 시험을 행했다. 이하, 이 시험에 대해서 설명한다.

( I )시험조건

시험조건, 즉 시험편과 표면도장(topcoating)은, 클리어도장에 있어서 단지 표준조성물과 표준막두께(60μ)만을 사용한 이외에는 세팅용 시험에서의 것과 같았다.

(II)시험

( I )시험 5

시험편에 전술한 표면처리를 하고, 그 다음 베이스도장과 표면도장을 행하고, 클리어도장의 경우에 있어서, 표준도료조성물을 도포하고, 도장막은 표준두께, 60μ였다. 그 후, 시험편은 전술한 조건하에서 회전시키고, 다음 조건하에서 세팅단계와 가열경화단계를 행하였다. 가열경화동안의 도료조성물의 상태와 가열경화후의 도장막표면의 평활성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 평활성의 측정은 전술한 방법으로 행하였다.

(a)세팅

다음과 같은 다른 세팅시간에 다음의 세팅온도에서, 전술한 바와 같은 회전조건에서 시험편을 회전시키면서 세팅을 행하였다.

(1)세팅온도

20±1℃(습도=75±5%RH, 바람속도=0.3~0.4m/초)

(2)세팅시간

4, 6, 8, 10, 15, 30, 60분

(b)가열경화

전술한 다른 조건하에서 세팅을 행한 시험편은 세팅직후 가열오븐속에 놓았다. 가열오븐에서, 시험편은 같은 조건하에서 회전시켰다. 오븐속의 분위기온도는 8분내에 15℃/분의 비율로 140℃까지 상승시켰고 그 다음 140℃로 유지되었다. 시험편의 회전은 오븐속의 분위기온도가 140℃까지 도달한 후 10분간 정지시켰다. 그 후, 140℃로 고정된 오븐속의 온도로 15분동안 워크를 방치시켰다. 이 기간내의 도료조성물의 온도변화는 제 15도에 나타낸 바와 같다.

(c)도료조성물의 상태측정

(1)NV치의 측정

세팅 전(도료조성물을 분무한 후)과 세팅후(오븐속으로의 시험편의 도입직전), 그리고, 오븐속의 온도가 상승된 후 3분후(오븐속의 온도가 65℃였던 때에)의 시점에서 클리어도료조성물의 NV값은 전술한 중량측정방법에 의해 결정하였다.

(2)유동성의 측정(흘러내림 또는 꺼짐)

마스크와 도료조성물을 가진 시험편을 시험 1과 관련하여 전술한 방법으로 준비하고, 전술한 조건하에서 그들을 회전시키는 동안 전술한 조건하에서 세팅과 가열경화를 해하였다. 오븐속의 온도가 상승되기 시작한 후 3분동안 시험편의 회전을 정지하고, 시험편을 오븐에서 꺼냈다. 그 다음, 시험편은 마스크를 제거하고, 마스크되었던 부분을 아래쪽으로 해서 수직으로 세트하고, 오븐속의 온도가 상승되기(65℃) 시작한 후 3분에 오븐내의 온도와 동일한 온도에서 60분동안 방치하였다. 그 다음, 도료조성물의 흘러내림(흘러내림의 길이)을 측정하였다. 오븐속의 온도가상승되기 시작한 후 3분후에 NV치와 도료조성물의 흘러내림이 측정되었던 것은 오븐내의 온도가 상승되기 시작한 후 3분시간에 65℃의 온도가 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 온도였다는 것이 판정되었기 때문이다. 즉 전술한 바와 같이, 유동성의 상실 바로전의 NV치가 도장막표면의 평활성을 지배하고, 따라서 도료조성물이 오븐속에서 유동성을 잃기 바로전의 NV치와 도장막표면사이의 관계를 조사하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다.

따라서, 도료조성물이 오븐에서의 그것의 유동성을 잃는 온도를 조사하기 위하여, 오븐속에 놓여지기 바로 전의 도료조성물의 NV치가 80중량%까지 세트되었던 시험편을 오븐속에 놓고 오븐속의 온도를 10℃/분, 15℃/분 그리고 20℃/분의 다른 비율로 20℃로부터 상승시켰다. 그 다음 도료조성물의 흘러내림을 각 승온율에 대하여 여러가지의 경과시간에 측정하였다. 그 결과는 다음 표 5에 나타낸 바와 같았다.

시험 결과는, 오븐속의 온도가 약 70℃∼80℃사이에 있을 때 도료조성물이 유동성을 잃는다는 것을 나타낸다. 따라서, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의오븐속에서의 온도, 즉 도료조성물이 유동성을 유지할 수 있는 한계온도 또는 그 아래한계온도는 약 65℃임이 판정된다. 이러한 이유로 오븐속의 온도가 상승되기 시작한 후 3분에 NV치와 도료조성물의 유동성을 측정하였다.

(2)참고 시험

시험 5에 대하여 참고시험을 행하였다. 참고시험은 세팅을 단지 20℃, 4분: 20℃, 8분: 20℃, 30분 그리고 20℃, 60분의 조건하에서만 행한 이외에는 시험 1 및 2에 대한 과 같은 방법으로 실행하였다.

(Ⅲ)시험결과

시험 5와 참고시험의 결과를 다음 표 6에 나타낸다.

시험 5에서 도료조성물이 오븐에서의 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 서로 다르도록 다른 조건하에서의 세팅을 행함으로써, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로 전의 NV치와 도장막표면의 최종평활성사이의 관계를 조사하였다. 시험 5의 결과는 도료조성물이 가열오븐에서 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 증가함에 따라서 도장막표면의 평활성은 더 좋게 되고 NV치가 90중량%이상일 때 NSIC치는 90이상이라는 것을 나타낸다.

시험 5에서, 도료조성물이 오븐에서 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 81중량%이상이고, 81중량%의 NV치에 대한 NSIC치는 86이었다. 따라서, NSIC치가 80 또는 그 이상에서 도료조성물이 오븐속에서 유동성을 잃기 직전의 NV치는 시험 5의 결과에 의거하여 결정될 수 없다. 그러나, 시험 1∼4의 결과와 함께 시험 5의 결과는 도료조성물이 유동성을 잃은 후의 용매의 증발로 인한 도장막의 수축을 결정하는 유동성을 도료조성물이 잃기 바로전의 NV치가 NSIC치를 지배하는 것을 나타낸다. 따라서, 도료조성물이 유동성을 잃을 때나 도료조성물이 오븐에서의 세팅이나 가열동안 유동성을 잃는지 여부는 중요하지 않다는 것을 알 수 있다. 다시말해서 도료조성물이 오븐에서 유동성을 잃는 경우에 있어서 또한 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 70중량%이상일 때, NSIC치는 세팅동안 도료조성물이 유동성을 잃는 경우에서와 같이 80이상으로 될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 도장혼합몰이 유동성을 잃기 바로전의 NV치와 시험 5에서 관찰된 NSIC치 사이의 관계로부터 또한 인지될 수 있다. 같은 이유로, NV치가 시험 1~4에서 또한 90중량%이상일 때 NSIC치는 90이상으로 될 수 있다. 이것은 또한 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치와 시험 1~4에서 관찰된 NSIC치 사이의 관계로부터 인지될 수 있다.

시험 5에서 얻어진 NSIC치와 시험 5에 대한 참고시험에서 얻어진 것들의 비교는 또한 도장막표면의 평활성이 NV치의 증가와 함께 도장될 표면위의 요철에 의해 덜 영향받게 되는 경향이 있게 된다는 것을 나타낸다.

온도유지단계를 가지는 가열경화단계동안의 도료조성물의 상태제어

온도유지단계가 일찌기 가열경화단계에서 실행되었던 가열경화단계동안의 도료조성물의 상태제어를 이하에서 더욱 상세히 기술한다.

전술한 바와 같이, 도료조성물이 가열경화단계에서 유동성을 잃기 바로전의 NV치의 증가와 함께 NSIC치는 증가한다. 이러한 인지에 의거하여, 본 발명자들은 반응개시온도보다도 낮고 상온보다도 높은 소정온도에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 고정하는 온도유지단계가 가열경화단계에서 실행되었을 때 더 큰 양의 용제가 재빨리 증발될 수 있고, 반면에 도료조성물은 반응을 개시하지 않았고 그 유동성을 유지했던 상태에서 유지되어 유동성의 상실 바로전의 NV치가 재빨리 증가될 수 있고 또한 더 높은 NSIC치가 얻어질 수 있다는 것을 기대했다.

그 다음, 본 발명자들은, 온도유지단계가 가열경화단계에서 일찌기 실행되고 온도유지단계의 종료시에의 도료조성물의 상태와 도장막표면의 평활성사이의 관계가 조사되었던 여러가지 시험을 행하였다. 이하 그 시험에 대해서 설명한다.

( I )시험조건

시험조건, 즉 시험편과 표면도장은, 클리어도장에 있어서, 단지 표준조성물과 표준막두께(60μ)만을 사용한 이외에는 세팅용 시험에서의 것과 같았다.

( Ⅱ )시험

( I )시험 6

시험편에 전술한 표면처리를 행한 다음에, 베이스도장과 표면도장을 행하였다. 클리어도장의 경우에 있어서, 표준도료조성물을 도포하였고, 도장막은 표준 두께, 60μ였다. 그 후, 시험편은 전술한 조건하에서 회전시키고, 이하의 조건하에서 세팅단계와 온도유지단계를 가지는 가열경화단계를 행하였다. 온도유지단계의 종료시의 도료조성물의 상태와 가열경화후의 도장막표면의 평활성은 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 평활성의 측정은 전술한 방법으로 행하였다.

(a)세팅

시험편은 전술한 조건하에서 회전되는 동안 다음과 같은 다른 세팅시간에 대한 다음 세팅온도에서 세팅되었다.

(1)세팅온도

20±1℃(습도=75±5%RH, 바람속도=0.3∼0.4m/초)

(2)세팅시간

6, 10, 30분

(b)가열경화

전술한 다른 조건하에서 세팅되었던 시험편은 세팅후 즉시 제 1가열오븐과 세팅후 즉시 소정온도에서 유지하고, 또한 소정시간동안 제 1오븐에서 유지되었던 분위기속에 놓아, 온도유지단계를 행하였다. 제 1가열오븐에서, 시험편을 같은 조건하에서 회전시켰다. 그 후, 시험편을 140℃에서 유지되었던 분위기에서 제 2 오븐속에 즉시 놓고, 또한 10분후 시험편의 회전을 정지시켰다. 그 후, 워크를, 140℃로 고정된 오븐속의 온도에서 15분 동안 방치시켰다.

온도유지단계는 클리어도료조성물이 일반적으로 약 70∼80℃에서 반응을 시작했다는 사실을 고려하여 50℃에서 2분동안: 50℃에서 5분동안: 65℃에서 2분동안 그리고 65℃에서 5분동안의 4개의 다른 조건하에서 실행하였다. 온도유지단계가 50℃에서 2분동안 실행되었을 때 도료조성물의 온도의 변화는 제 16도에 나타낸 바와같았다.

(c)도료조성물의 상태측정

(1)NV치의 측정

세팅전(도료조성물을 분무한 후) 및 후(제 1오븐속으로의 시험편의 도입직전) 그리고 온도유지단계의 종료시의 클리어도료조성물의 NV치는 전술한 중량측정방법에 의해 결정되었다.

(2)유동성의 측정(흘러내림 또는 꺼짐)

마스크와 도료조성물을 가진 시험편은 시험 1과 관련하여 전술한 방법으로 준비하고, 전술한 조건하에서 그들을 회전시키는 동안 전술한 조건하에서 세팅과 온도유지단계를 행하였다. 온도유지단계의 종료시에 시험편의 회전을 정지하고 시험편을 제 1오븐에서 꺼냈다. 그 다음 시험편에서 마스크를 제거하고, 마스크되었던 부분을 아래로 해서 수직으로 세트해서 온도유지단계동안의 온도와 동일한 온도에서 60분동안 방치시켰다. 그 다음, 도료조성물의 흘러내림(흘러내림의 길이)을 측정하였다.

(1)시험

시험 6에서, 온도유지단계는 세팅후 실행하였다. 시험 7에서, 세팅이 실행되지 않았을 때 온도유지단계의 종료시의 도료조성물의 상태와 가열경화후의 도장막표면의 평활성사이의 관계를 조사하였다. 시험 7은 세팅을 실행하지 않았고 따라서 세팅종료시에 NV치의 측정이 실행되지 않았고, 온도유지단계가 50℃에서 2분동안: 50℃에서 5분동안: 50℃에서 10분동안: 65℃에서 2분동안: 65℃에서 5분동안 그리고 65℃에서 10분동안의 6개의 다른 조건하에서 실행되었다는 것을 제외하고는 시험 6과 같은 방법으로 실행하였다. 온도유지단계가 50℃에서 10분동안 실행되었을 때의 도료조성물의 온도의 변화는 제 17도에서 나타낸 바와 같았다.

(3)참고시험

시험 6 및 7에 대하여 참고시험을 행하였다. 참고시험은 세팅이 시험 6에 대한 참고시험에서 20℃, 6분 그리고 20℃, 30분의 조건하에서만 그리고 시험 7에 대한 참고시험에서 50℃, 2분: 50℃, 10분: 65℃, 2분 그리고 65℃, 10분의 조건하에서만 실행되었다고 하는 것을 제외하고는 시험 5에 대한 것과 같은 방법으로 실행되었다.

(Ⅲ)시험결과

시험 6 및 7 그리고 참고시험의 결과를 다음표 7 및 8에 나타낸다. 시험 6 및 7에서, 시험편을 온도유지단계의 종료후 즉시 140℃로 유지된 제 2오븐속으로 넣고, 도료조성물이 즉시 경화되었기 때문에, 온도유지단계의 종료시에 NV치는(오븐속의 NV치로서 나타낸 표 7 및 8에서) 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치로서 간주될 수 있다.

시험 6의 결과로부터, 오븐속의 분위기온도는 시험 5에서와 같이 선형으로 상승될 때와 비교하여 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 증가될 수 있고 NSIC치가 시험 6에서와 같이 온도유지단계가 실행될 때 그것에 의해 증가될 수 있는 것을 인지할 수 있다.

즉, 시험 6의 결과와 시험 5의 결과를 비교하면, 유동성의 상실 바로전의 NV치와 NSIC치는 50℃, 2분의 온도유지단계의 경우에서 그렇게 큰 차이가 없었을 지라도 세팅조건(20℃, 6분: 20℃, 10분 그리고 20℃, 30분)에 관계없이 50℃, 5분: 65℃, 2분 그리고 65℃, 5분의 온도유지단계가 실행되었던 경우의 어느 하나에서더 크고, 또한 NV치가 90%이상일 때, NSIC치는 다음표 9에서 나타낸 바와 같이 90이상으로 될 수 있다는 것을 알 수 있다.

세팅단계를 실행하는 일 없이 가열경화를 행하면, 시험편이 오븐속에 놓여지지 전의 NV치는 작고 도료조성물이 오븐속에서 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 작게 되어, 작은 NSIC치를 초래하고, 유동성의 상실 바로전의 NV치가 세팅을 행하지 않은 때조차(50℃, 2분의 온도유지단계를 제외하고) 가열경화단계에서 일찍이 온도유지단계를 실행시켜서 70중량%이상으로 될 수 있는 것이 기대되더라도, 80이상인 NSIC치가 시험 7의 결과가 나타내는 바와 같이 보장될 수 있다.

참고시험에서 얻어진 NICS치와 시험 6과 7에서 얻어진 NSIC치의 비교는 도장막표면의 평활성이 시험 1과 2에서와 같이 NV치의 증가와 함께 도장될 표면위의 요철에 의해 덜 영향받게 되는 경향이 있게 되는 것을 또한 나타낸다.

시험 1∼7의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 도료조성물이 흘러내림한계두께이상의 두께까지 도포되고, 워크가 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 않도록 회전되는 회전도장에 있어서, 최종도장막표면의 NSIC치는 증가하고 도료조성물이 워크가 회전하는 동안 유동성을 잃기 바로전의 도료조성물의 NV치와 같이 워크가 회전하는 동안 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 도료조성물에서의 용제의 비율과 같이 더 좋은 평활성을 얻을 수 있다. 도료조성물은 세팅의 종료시에 세팅동안 그리고 가열경화동안의 어느 때에 유동성을 잃을 수 있다.

도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 70중량%이상일 때, 즉 도료조성물이 그것의 유동성을 잃기 바로전의 도료조성물속의 용제의 비율이 30중량%이하일 때, NSIC치는 도장될 표면위의 요철에 의해 영향받는 일 없이 80미만으로 될 수 없고 종래의 도장방법에 의해 얻을 수 없었던 도장막표면의 뛰어난 평활성을 변함없이 보장할 수 있다. 또한 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 NV치가 중량으로 90%이상일 때, 즉, 도료조성물이 유동성을 잃기 바로전의 도료조성물속의 용매의 비율이 10중량%이하일 때, NSIC치는 90미만으로 될 수 없어 훨씬 더 좋은 평활성을 얻을 수 있다.

다시 말해서, 세팅 또는 가열경화동안의 시간에 또는 세팅의 종료시에 도료조성물의 유동성을 가지고 도료조성물속의 용매의 비율이 30중량%이하일 때, NSIC치는 변함없이 80이상으로 될 수 있고 도료조성물속의 용제의 비율이 그 때에 10중량%이하일 때, NSIC치는 변함없이 90이상으로 될 수 있어, 도장막면의 매우 뛰어난 평활성을 얻을 수 있다.

또한, 보통온도보다 더 높고 반응개시온도보다도 낮고 상온보다도 높은 소정 온도에서 소정시간동안 도료조성물의 온도를 유지하는 온도유지단계가 가열경화단계에서 실행되었을 때, 유동성의 상실 바로전의 도료조성물의 용제의 비율은 더욱 감소될 수 있어 더 좋은 도장막표면의 평활성을 얻을 수 있다.

제 1도는 도장의 절차를 간략하게 예시한 순서도.

제 2도는 도료조성물의 흘러내림 또는 꺼짐방지를 위한 워크의 회전을 도시한 개략도.

제 3도(A) 및 제 3도(B)는 도료조성물의 흘러내림 또는 거침의 측정을 도시한 개략도.

제 4도는 피도장표면상의 요철의 영향의 출현을 표시한 개략도.

제 5도는 본 발명의 일실시예에 의한 도장방법을 수행하기 위한 플랜트의 개략평면도.

제 6도는 제 5도에 도시한 플랜트의 중요부의 개략정면도.

제 7도는 제 5도에 도시한 플랜트의 빈 대차보관부를 도시한 개략정면도.

제 8도는 회전대차의 일례의 정면도.

제 9도는 제 8도에 도시한 회전대차의 우측면도.

제 10도는 예열오븐의 정면도.

제 11도는 제 10도에 도시한 예열오븐의 우측면도.

제 12도는 메인가열오븐의 정면도.

제 13도는 제 12도에 도시한 메인가열오븐의 우측면도.

제 14도는 온도유지단계를 포함하는 예열경화단계에서의 도료조성물의 온도변화를 도시한 도면.

제 15도는 시험 5에 있어서의 도료조성물의 온도변화를 도시한 도면.

제 16도는 시험 6에 있어서의 도료조성물의 온도변화를 도시한 도면.

제 17도는 시험 7에 있어서의 도료조성물의 온도변화를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(2)...워크 (2a)...워크의 수직면 (4)...도료조성물

(5)...도장막표면 (6)...수평축 (8)...마스킹테이프

(10)...피도장표면 (12)...제 1비회전컨베이어 (14)...제 2비회전컨베이어

(16)...회전컨베이어 (18)...차체 (20)...비회전대차

(22)...회전대차 (24)...제 1컨베이어 (26)...제 2컨베이어

(28)...제 3컨베이어 (29)...리프터 (30)...회전지그장착존

(32)...회전공기분출존 (34)...표면도장준비존

(36)...베이스도장존 (38)...클리어도장존

(40)...세팅존 (42)...예열경화존

(42a)...온도상승존 (42b)...하프열경화존

(44)...풀링존 (45)...빈대차관리용컨베이어

(46)...빈대차관리존 (48)...메인열경화존

(50), (51)...이송수단 (54), (56)...서브컨베이어

(58)...상부플로어 (60)...하부플로어

(64)...베이스테이블 (66), (68)...지지부재

(70), (72)...회전지지부 (74), (76)...회전지그

(78)...회전전달기구 (100)...예열오븐

(102)...원적외선조사수단 (104)...제어기

(124)...메인가열오븐

Claims

워크에 열경화성 도료조성물을 도포하는 도장단계와, 해당 도장단계후의 가열에 의해 도료조성물을 경화시키는 가열경화단계로 구성되고, 상기 가열경화단계는 도료조성물을 반응개시온도까지 가열하는 승온단계와 해당 승온단계후에 반응개시온도이상으로 도료조성물의 온도를 유지함으로써 도료조성물을 경화시키는 반응경화단계를 포함하고, 상기 도장단계에 있어서는, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면위의 도료조성물이 승온단계동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 상기 도료조성물을 도포하고, 또한, 상기 도장단계후에 워크의 수직표면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 대략 수평축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 도장방법에 있어서,

상기 승온단계는, 반응개시온도까지 도료조성물을 가열하는 과정에서 소정시간동안 반응개시온도보다도 낮고 상온보다는 높은 소정온도로 도료조성물의 온도를 유지하는 온도유지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항에 있어서,

상기 승온단계와 반응경화단계동안 대략 수평축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 도료조성물이 용제를 함유하는 열경화성 도료조성물인 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 3항에 있어서,

상기 도료조성물은, 해당 도료조성물이 유동성을 가지고 동시에 승온단계동안 또는 승온단계의 종료시에 해당 도료조성물중 용제의 함유량이 30중량%이하로 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 4항에 있어서,

상기 도료조성물은, 승온단계동안 또는 승온단계의 종료시에 해당 도료조성물이 유동성을 가지고 동시에 해당 도료조성물중 용제의 함유량이 10중량%이하로 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 소정온도는 상기 소정시간에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 소정시간은 상기 소정온도에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 소정시간은 1분이상인 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 승온단계는 각각 온도가 독립적으로 제어될 수 있는 열원을 가지는 복수개의 가열존이 소정방향으로 배치되는 분할된 가열오븐을 통하여 워크를 반송함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 승온단계는 원적외선을 사용하여 실행되는 것을 특징으로 하는 도장방법.
워크에 열경화성 도료조성물을 도포하는 도장수단과, 가열에 의해 워크위의 도료조성물을 경화시키는 가열경화수단과, 대략 수평축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 회전수단으로 구성되고, 상기 가열경화수단은 도료조성물을 반응개시온도까지 가열하는 승온수단과 반응개시온도이상으로 도료조성물의 온도를 유지함으로써 도료조성물을 경화시키는 반응경화수단을 포함하고, 상기 도장수단은 수직방향으로 뻗은 워크의 표면위의 도료조성물이 승온수단에 의해 가열하는 동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 도료조성물을 도포하고, 상기 회전수단은 워크의 수직표면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 도료조성물이 워크에 도포된 후에 상기 축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 도장장치에 있어서,

반응개시온도까지 도료조성물을 가열하는 과정에서 소정시간동안 반응개시온도보다 낮고 상온보다 높은 소정온도로 도료조성물의 온도를 유지하는 온도유지가열을 행하기 위하여 상기 승온수단을 제어하는 가열제어수단을 또 포함하는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 11항에 있어서,

상기 회전수단은 승온수단에 의한 가열과 반응경화수단에 의한 반응경화동안 상기 축을 중심으로 해서 워크를 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 11항 또는 제 12항에 있어서,

상기 도료조성물은 용제를 함유하는 열경화성 도료조성물인 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 13항에 있어서,

상기 가열제어수단은, 도료조성물이 승온수단에 의한 가열동안 또는 해당 가열의 종료시에 유동성을 가지는 동시에 용제가 도료조성물중 30중량%이하로 되도록승온수단을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 14항에 있어서 ,

상기 가열제어수단은, 도료조성물이 승온수단에 의한 가열동안 또는 해당 가열의 종료시에 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중의 용제의 함유량이 10중량%이하로 되도록 승온수단을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 11항 또는 제 12항에 있어서,

상기 승온수단은 각각 온도가 독립적으로 제어될 수 있는 열원을 가지는 복수개의 가열존이 소정방향으로 배치되고 그곳을 통하여 워크가 운반되는 분할된 가열오븐으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 16항에 있어서,

상기 가열제어수단은 분할된 가열오븐을 통한 워크의 이동속도에 따라서 온도유지가열을 위하여 사용될 가열존의 수를 변경시키는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 16항에 있어서,

상기 가열제어수단은 분할된 가열오븐을 통한 워크의 이동속도에 따라서 소정온도를 변경시키는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 11항 또는 제 12항에 있어서,

상기 승온수단은 열원으로서 원적외선조사수단을 가지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
수직방향으로 뻗는 워크의 표면위의 도료조성물이 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 용제함유도료조성물을 도포하는 도장단계와, 해당 도장단계후에, 워크의 수직면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 대략 수평축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 회전단계로 구성되고, 상기 도료조성물은, 회전단계동안의 시간에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중의 용제함유량이 30중량%이하로 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 20항에 있어서,

워크에 도포된 도료조성물속의 용제를 증발시키는 세팅단계와, 해당 세팅단계후에 도료조성물을 경화시키는 경화단계를 포함하고, 상기 도장단계에 있어서, 수직방향으로 뻗은 워크의 표면위의 도료조성물이 세팅단계동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼질 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 상기 도료조성물을 도포하고, 상기 도료조성물은, 세팅단계동안 또는 세팅단계의 종료시에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중의 용제함유량이 30중량%이하로 되도록 구성하는것을 특징으로 하는 도장방법.
제 21항에 있어서,

상기 도료조성물은, 세팅단계동안 또는 세팅단계의 종료시에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중의 용제함유량이 10중량%이하로 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 21항 또는 제 22항에 있어서,

상기 용제는 세팅단계에서의 상온에서 증발되는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 21항 또는 제 22항에 있어서,

상기 도료조성물은, 용제를 함유하는 열경화성 도료조성물이고, 상기 경화단계는 가열에 의해 도료조성물을 경화시키는 단계인 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 21항 또는 제 22항에 있어서,

상기 도료조성물은, 용제를 함유하는 자외선경화형 도료조성물이고, 상기 경화단계는 자외선의 조사에 의해 도료조성물을 경화시키는 단계인 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 24항에 있어서,

상기 도장단계에 있어서, 수직방향으로 뻗는 워크의 표면위의 도료조성물이 세팅단계와 가열경화단계동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 상기 도료조성물을 도포하고, 또한 세팅단계와 가열경화단계동안 워크의 수직표면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 상기 축을 중심으로 해서 워크를 회전시키는 것을 특징으로 하는 도장방법.
워크에 용제함유열경화성 도료조성물을 도포하는 도장단계와, 해당 도장단계후에 가열에 의해 도료조성물을 경화시키는 가열경화단계로 구성되고, 상기 도장단계에 있어서, 수직방향으로 뻗는 워크의 표면위의 도료조성물이 가열경화단계동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 워크에 도료조성물을 도포하고, 또한, 해당 도장단계후에, 워크의 수직표면위의 도료조성물이 흘러내리거나 꺼지지 못하도록 대략 수평축을 중심으로 해서 상기 워크를 회전시키는 도장방법에 있어서,

상기 도료조성물은, 가열경화단계동안의 시간에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 도료조성물중의 용제함유량이 30중량%이하로 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 27항에 있어서,

상기 도료조성물은, 세팅단계동안 또는 세팅단계의 종료시에 해당 도료조성물이 유동성을 가지는 동시에 해당 도료조성물중의 용제의 함유량이 10중량%이하로 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
제 27항 또는 제 28항에 있어서,

상기 도장단계와 가열경화단계사이에 워크에 도포된 도료조성물속의 용제를 증발시키는 세팅단계를 또 포함하고, 상기 도장단계에 있어서, 수직방향으로 뻗는 워크의 표면위의 도료조성물이 세팅단계와 가열경화단계동안 통상적으로 흘러내리거나 꺼지는 한계두께보다도 큰 두께까지 상기 도료조성물을 워크에 도포하는 것을 특징으로 하는 도장방법.