KR101094999B1 - 도장 공정 시 가열 경화과정에 있어 금속표면의 미세 결함으로의 열전달을 억제 하기 위해 단열재 이용 및 단열재를 이용하지 않는 가열 경화기법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공된 금속 제품의 도장 공정 시 금속 표면 결함 부위에서 발생하는 도장 박리를 미연에 차단하고자 하는 도장 기법에 관한 것으로서, 금속 제품, 하도, 중도 및 상도에 쓰이는 도료, 가열장치, 단열재 및 도장장비를 포함하여 이루어지는 도장기법으로서, 금속 제품의 표면에 도료를 도포한 뒤 금속 표면의 미세 결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 방지하기 위하여 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착한다. 그리고 금속 제품을 가열하여 도료를 경화시켜 도장을 완성시킨다. 또는 단열재를 사용하지 않고 도료가 도포된 표면만 가열하여 도장을 완성시키는 단계를 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 도장 공정 시 수반되는 가열 과정에서 금속 제품의 미세결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 최대한 억제하여 도장 공정 후 도장이 깨지는 박리현상을 미연에 방지 할 수 있다.

Description

도장 공정 시 가열 경화과정에 있어 금속표면의 미세 결함으로의 열전달을 억제 하기 위해 단열재 이용 및 단열재를 이용하지 않는 가열 경화기법{METHOD AND APPARATUS FOR HEAT-CURING IN PAINTING PROCESS}

본 발명은 금속제품의 가공 공정 및 도장 공정의 전처리 공정 후 금속 표면의 도장 기법에 관한 것으로서, 가공 시 발생한 금속 표면의 미세 결함에 도료를 도포함으로써 갇힌 공기가 가열 공정 시 팽창하여 도장층을 약하게 만들게 되고 이로 인한 도장 박리를 사전에 방지하기 위해서 미세 결함으로의 열전달을 차단하고자 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착하여 금속으로의 열전달은 차단하는 방법 및 단열재를 이용하지 않고 도료가 도포된 표면만을 가열하는 도장 기법에 관한 것이다.

일반적으로, 생활 주변에서 빈번하게 사용되고 있는 도료를 이용한 도장의 목적은 외관 향상과 표면 개질로 분류할 수 있다. 도장을 이용한 외관 향상의 목적은 색상의 부여로 미적감각 향상, 의장성 부여, 조합된 부자재와의 외관의 통일성 부여, 소재의 결함 은폐 및 외관 조정, 그리고 부식방지 등의 소재의 보호에 있다. 표면 개질의 목적은 내광성 및 내후성 개선, 표면 경도의 향상, 그리고 특수 기능성 부여에 있다. 특히 도료가 가지고 있는 기능인 내부식, 내스크래치성을 이용한 금속제품의 보호와 디자인 상품성 때문에 자동차와 같은 수송수단, 휴대폰과 같은 IT 기기류, 그리고 TV와 같은 각종 가전제품의 내외장 부품들에 폭 넓게 사용되고 있다.

안료, 수지, 첨가제를 용제에 섞어 도포를 한 후 건조를 하는 도장 공정에서 발생되는 결함은 도장 시의 결함과 도장 후의 결함으로 나눌 수 있다. 도장 중의 결함으로는 Orange feel, 흐름과 처짐, 주름, 은폐불량, Pin hole, 거품, 색 분리, Metallic mark, 번짐, 오목꼴이 있다. 또한, 도장 후에 발생되는 결함으로는 박리, 재점착, 광택소실, 변색이 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 도장 공정은 전처리, 하도, 퍼티, 중도, 상도의 순서대로 진행한다. 전처리는 금속제품의 가공공정에서 발생되는 각종 가공유와 방청유, 먼지, 수분, 녹등의 부착물을 제거하는 공정이다. 이것들은 도막의 부착성을 크게 약화시키는 요인으로써 이 부착약화를 방지시키기 위해서는 도장 전에 금속표면의 유분, 수분, 먼지, 녹 등의 이물질을 제거해서 활성있는 금속면으로 만든 후 도장하거나 금속 표면을 안정한 불활성면으로 변화시킨 후 도장하여 부착활성의 감소를 방지하고 녹의 확산을 방지하여야 한다. 탈지, 제청, 화성 피막처리가 끝나 수분이 완전히 건조되면 방청도장을 하게 된다. 이것을 하도 도장이라 한다. 하도에는 주로 철강 바탕에 각종의 프라이머를 도포한다. 하도 연마가 끝나면 흠, 용접 부위, 또는 판금부족 등으로 생긴 표면의 홈을 퍼티로 도포하여 평활하게 할 필요가 생긴다.

여기에서, 도포 방법으로는 점도를 낮게 하여 붓 도포, 스프레이 도포를 하는 경우도 있지만, 대부분은 주걱으로 도포하게 된다. 주걱은 피도물의 형태, 재질, 크기에 따라 나무 주걱, 쇠 주걱, 플라스틱 주걱, 고무 주걱 등을 사용한다. 중도 공정은 하도, 퍼티가 끝나면 마지막으로 도면의 평활도를 조정한다든가 외적 충격에서 하지를 보호시킨다든가, 상도시의 상도 도료의 용제의 침투를 막기 위하여 퍼티나 프라이머를 보호시키는 목적으로 서피서를 도포하는것을 의미한다. 하도 도장, 중도 도장이 끝난 후 도면 최후의 도장 공정을 상도 도장이라 한다. 상도 도장은 그 도장에 요구되는 조건을 잘 생각하여 이것에 적합해야 한다. 특히 색채, 광택, 경도, 내마모성, 내약품성 등을 고려하여 선정하는 것이 중요하며, 그 도막이 표면에 나타나 사람의 시각에 직접 보이게 되므로 미적 효과를 위한 역할이 크다.

상기에 설명한 몇 단계의 과정을 거치는 도장 공정은 도료의 종류별로 약간씩 차이를 보이고 있으나 가열 경화 과정은 거의 필수적으로 거치게 된다. 가열형 알키드수지 도료의 경우 각 공정별로 120℃에서 40~60분간 가열과정을 거치게 된다. 아미노 알키드수지 도료는 120℃에서 30~40분간 가열과정을 거치게 되고 아크릴수지 도료는 160℃에서 30~40분간 가열과정을 거치게 된다. 비교적 높은 온도에서 수십분 이상 가열과정이 진행되는 만큼 전처리 공정에서 먼지 및 이물질이 제대로 제거 되지 않거나 다이캐스팅과 같은 가공공정에서 미세하게나마 결함이 발생된 경우 가열과정에서 도장에 악영향을 미쳐 도장 공정 후 도장이 떨어져 나가는 박리 현상이 발생하게 된다.

도 2를 참조하면 하도, 중도 및 상도 도장 시에 가공 공정에서 발생된 결함 위로 도료가 도포됨으로써 미세 결함 안에 공기가 갇히게 된다. 갇혀있던 공기는 가열 경화과정을 거치면서 보일-샤를의 법칙에 의해 팽창하기 시작한다. 팽창된 공기는 아직 경화되지 않은 도료를 침범하여 도장층을 약화시켜 도장 공정 후 도장 박리를 야기 시키게 되는 등의 단점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 상기와 같은 금속 제품의 미세결함에 의한 도장 공정의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 하도, 중도 및 상도 도장 후 가열 경화공정 시 도료가 도포되는 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착하여 미세결함으로의 열전달을 최대한 억제하거나 또한 단열재를 이용하지 않고 도포된 도료의 표면만을 가열하여 결함에 갇힌 공기의 팽창을 막아 가공 후 발생하는 도장 박리를 사전에 예방하는데 주된 기술적 과제가 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도장 공정 시 단열재를 이 용한 가열 경화과정에 있어서, 가공 공정 및 도장의 전처리 공정이 완료된 금속 제품과; 하도, 중도, 및 상도 도장에 필요한 도료와; 가열 경화과정 시 도료가 도포되지 않은 금속 표면으로의 열전달을 억제 할 수 있는 단열재와; 가열 경화과정에 필요한 가열 장치와; 전 도장 공정을 수행 할 수 있는 도장 장비를 제공한다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 안출한 본 발명은, 금속 제품의 미세결함에 의한 도장 공정의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 하도, 중도 및 상도 도장 후 가열 경화공정 시 도료가 도포되는 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착하여 미세결함으로의 열전달을 최대한 억제하거나 또한 단열재를 이용하지 않고 도포된 도료의 표면만을 가열하여 결함에 갇힌 공기의 팽창을 막아 가공 후 발생하는 도장 박리를 사전에 예방할 수 있는 등의 장점이 있다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 종래 기술에 의한 도장 공정에 관한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 의한 금속 표면의 미세결함에서의 공기 팽창에 의한 도장 결함에 관한 도면이며, 도 3은 본 발명의 미세결함으로의 열전달을 방지하기 위해 단열재를 이용한 가열경화방법에 관한 도면이고, 도 3은 본 발명의 미세결함으로의 열전달을 방지하기 위해 단열재를 이용하지 않고 도료가 도포된 표면만을 가열하는 방법에 관한 도면이며, 도 5는 본 발명의 도 3의 실시예에 따른 단열재를 이용한 가열 경화방법에 관한 작업 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 도 4의 실시예에 따른 단열재를 이용하지 않은 가열 경화방법에 관한 작업 흐름도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 도장 장비는, 도장 공정 시 단열재를 이용한 가열 경화과정에 있어서, 가공 공정 및 도장의 전처리 공정이 완료된 금속 제품과; 하도, 중도, 및 상도 도장에 필요한 도료와; 가열 경화과정 시 도료가 도포되지 않은 금속 표면으로의 열전달을 억제 할 수 있는 단열재와; 가열 경화과정에 필요한 가열 장치를 포함하여, 전 도장 공정을 수행 할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 도 3을 참조하여 도장 공정 시 단열재를 이용한 가열 경화방법에 있어서, 하도, 중도 및 상도 도장 시 가공 공정 및 전처리 공정이 끝난 금속 제품의 표면에 도료를 도포하는 단계; 금속의 가공 공정 시에 발생된 미세 결함으로의 열전달을 방지하기 위해 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착하는 단계; 금속주위를 가열하여 도료를 경화시키는 단계; 를 포함하는 과정을 제공한다.

또, 도 4를 참조하여 도장 공정 시 단열재를 이용하지 않는 방법에 있어서, 하도, 중도 및 상도 도장 시 가공 공정 및 전처리 공정이 끝난 금속 제품의 표면에 도료를 도포하는 단계; 금속 표면의 미세 결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 억제 하기 위하여 도료가 도포된 표면만을 가열하는 단계; 를 포함하는 과정을 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 공정 시 단열재를 이용한 가열 경화과정의 흐름도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 가공 공정 및 도장의 전처리 공정이 끝난 금속 제 품의 표면에 하도 도장 공정에 해당하는 도료를 도포한다. 이 과정에서 표면의 미세한 결함에 도료가 도포됨으로써 공기가 갇히게 된다. 갇힌 공기가 열적 팽창을 일으키지 않도록 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착한다. 도포된 도료가 경화 될 수 있도록 적당한 조건으로 금속 제품 주위를 가열한다. 하도 도료가 경화 된 후 퍼티 도료를 도포한 뒤 가열하여 경화 시킨다. 피티 도료가 경화 된 후 중도 도료를 도포한 뒤 가열하여 경화 시킨다. 중도 도료가 경화된 뒤 상도 도료를 도포한 뒤 가열하여 경화 시킨다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 공정 시 단열재를 이용하지 않는 가열 경화과정의 흐름도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 가공 공정 및 도장의 전처리 공정이 끝난 금속 제품의 표면에 하도 도장 공정에 해당하는 도료를 도포한다. 이 과정에서 표면의 미세한 결함에 도료가 도포됨으로써 공기가 갇히게 된다. 갇힌 공기가 열적 팽창을 일으키지 않도록 도료가 도포된 표면만을 가열한다. 하도 도료가 경화 된 후 퍼티 도료를 도포한 뒤 도료가 도포된 표면만을 가열하여 경화 시킨다. 퍼티 도료가 경화 된 후 중도 도료를 도포한 뒤 도료가 도포된 표면만을 가열하여 경화 시킨다. 중도 도료가 경화된 뒤 상도 도료를 도포한 뒤 도료가 도포된 표면만을 가열하여 경화 시킨다.

상기와 같은 단열재를 이용한 가열 경화과정 및 단열재를 이용하지 않는 가열 경화과정을 통하여 미세결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 방지하여 도장 공정 후 발생하는 도장 박리를 사전에 예방 할 수 있다.

본 발명에 의한 도장 공정에서의 단열재를 이용한 가열 경화과정 방법에 따르면, 하도, 중도 및 상도 도장 후 가열 경화공정 시 도료가 도포되는 표면을 제외한 표면에 단열재를 부착하여 미세결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 최대한 억제하거나 또한 단열재를 부착하지 않고 도료가 도포된 표면만을 가열하여 도장 공정 후 발생하는 도장 박리를 사전에 예방할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 도장 공정에 관한 도면이다.

도 2는 종래 기술에 의한 금속 표면의 미세결함에서의 공기 팽창에 의한 도장 결함에 관한 도면이다.

도 3은 본 발명의 미세결함으로의 열전달을 방지하기 위해 단열재를 이용한 가열 경화방법에 관한 도면이다.

도 3은 본 발명의 미세결함으로의 열전달을 방지하기 위해 단열재를 이용하지 않고 도료가 도포된 표면만을 가열하는 방법에 관한 도면이다.

도 5는 본 발명의 도 3의 실시예에 따른 단열재를 이용한 가열 경화방법에 관한 작업 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 도 4의 실시예에 따른 단열재를 이용하지 않은 가열 경화방법에 관한 작업 흐름도이다.

Claims (3)

1. 가공 공정 및 도장 공정의 전처리 공정을 거친 금속 제품과,

   하도, 중도 및 상도 공정 시 금속의 표면에 도포되는 도료와,

   금속의 미세한 표면 결함에 갇힌 공기의 열적 팽창을 방지하기 위해 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 부착되는 단열재와,

   도표된 도료를 가열시키기 위한 가열장치를 포함하는,

   전 도장 공정을 처리 할 수 있도록 구성된 도장 장비.
2. 가공 공정 및 도장 공정의 전처리 공정을 거친 금속 제품의 표면 도장 기법에 있어서,

   하도, 중도 및 상도 공정 시 금속 표면에 도료를 도포하는 단계,

   가열 경화 과정 시 외부의 열원으로부터 금속 표면에 발생한 미세결함으로의 열전도를 방지하기 위한 단열재를 도료가 도포된 표면을 제외한 표면에 부착하는 단계,

   금속 주위를 가열하여 도료를 경화 시키는 단계,

   상기의 단계를 통해 도료가 도포된 표면을 제외한 금속 표면에 단열재를 부착하여 미세결함으로의 열전달을 차단하여 미세결함에 갇힌 공기가 가열 공정 시 팽창하여 도장층을 약하게 만들어 발생되는 도장 박리를 사전에 방지 가능한 도장 기법.
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