KR930002842B1 - 도장방법 및 도장장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

도장방법 및 도장장치

제 1 도는 본 발명의 도장방법 및 도장장치에 사용하는 피도장물 반송장치를 표시한 정면도.

제 2 도는 바닥부의 피트(pit) 내부구조를 표시한 요부단면 평면도.

제 3 도는 피도물의 회전에 따른 도장면의 도포막두께와 사상선영성(寫像鮮映性)과의 관계를 표시한 그래프.

제 4 도는 도포막두께를 변화시킨 경우의 도장처리시간에 대한 도료흘림속도의 관계를 표시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피도물 1a : 수직면

2, 3 : 수평축 4 : 대차

14 : 스프로킷 15 : 구동체인

본 발명은, 자동차의 보디등의 피도물(披塗物)의 표면을 도장하는 방법 및 도장하는 장치에 관한 것이다.

종래부터 자동차의 보디등의 피도물의 표면, 특히 수직면에 가로방향으로부터 도료를 도포하여, 그 도장을 행하는 것은, 예를들면, 일본국 특개소 59-4471호에서 볼수 있는 바와같이 공지이다. 또, 도장면에 따라서 도료의 도포량을 변경하여, 균일한 도장을 행하는 것도 제안되어 있다.

한편, 피도물의 도장면은 도료의 도포량을 증대하여, 도막의 막두께를 크게 하면, 표면의 고평활성을 얻게 되어 품질이 향상되는 것이다.

그리하여, 상기와 같이 도장의 품질을 향상하기 위하여 도막의 막두께를 크게하는 경우에, 다량의 도료를 일시에 도포하면, 피도물의 도장면이 상하방향 또는 경사상태로 있을 경우에는, 도포된 도료가 아래쪽으로 유동하여 "도료흘림"이 발생하여, 도장면에 요철을 형성하여 평활성을 손상시켜 도막의 품질을 저하시키게된다.

상기 도막의 도료흘림은, 도장스프레이공정에 있어서 막두께가 한계치를 초과한 도포중에 곧 발생하거나, 스프레이후에 용제를 휘발시키는 세팅시에 소정시간이 경과한때에 발생하거나, 및 도막의 베이킹을 행하기 위하여 건조로에서의 가열초기의 승온시에 발생하기 쉬운 것이다.

그리하여, 종래는, 상기 도료흘림의 문제가 있으므로, 한번에 다량의 도료를 도포하여 도막을 두껍게하는 것에는 한도가 있어, 여러번으로 나누어서 도포와 건조를 반복하여 번잡한 공정으로 고품질의 것을 얻거나, 표면평활성을 희생시킨 저품질의 것을 얻도록 하고 있고, 어쨌든 도료흘림한계 막두께의 증대에 의한 고평활도장면을 얻을 수는 없었다.

그래서, 본 발명은 상기 사정에 비추어, 간단하고도 편리한 방법으로 도료흘림 한계막두께를 크게하여, 막두께의 증대에 따른 고평활 마무리도장을 가능하게한 도장방법 및 도장장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 의한 도장방법은 피도물의 표면에 용제를 함유한 도료를 도장하는 방법으로서, 피도물의 상하면에 대하여 도료를 스프레이하는 도장공정과, 그후의 세팅공정 및 베이킹공정을 구비한 건조공정을 가지고, 상기 도장공정에 있어서는 도료흘림이 발생하는 막두께이상의 도료막두께를 형성하도록 피도물의 상하면에 스프레이하고, 상기 세팅공정 및 베이킹공정의 적어도 어느 한쪽의 공정에서는 피도물의 상하면에 스프레이한 도료가 도료흘림을 일으키기 전에, 상기 피도물을 상기 도료흘림을 발생하지 않는 도장면이 형성될때까지 대략 수평방향축을 중심으로 회전작동시키고, 그때의 피도물의 회전속도를 자중에 의해 도료의 도료흘림이 발생하는 속도보다 빠르고, 또한 원심력에 의해 도료의 도료흘림이 발생하는 속도보다 느린 속도로 제어하므로서, 도료흘림을 막으면서 도료흘림이 발생하는 막두께이상의 도료막두께를 가진 도장면을 피도물을 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명에 의한 도장장치는 피도물의 반송로를 따라 이동시키는 대차와, 대차상에서 피도물을 수평방향축을 중심으로 회전가능하게 지지하는 지지수단과, 대치상에서 회전가능하게 지지되고 지지수단으로 지지된 피도물에 접속되는 이물림 회전부재와, 반송로룰 따라 설치되고, 상기 이물림 회전부재에 이물림하여 피도물을 회전시키는 치합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 도장공정은, 예를들면 제 1 스프레이 구역과 제 2 스프레이구역으로 이루어지고, 피도물의 표면에 도료를 소정의 막두께로 도포하는 것이며, 그 막두께는 도장면이 상하방향으로 있는 경우에는 통상으로는 도료흘림이 발생하는 이상의 막두께로 도료를 도포하는 것이다. 또 상기 건조공정은 도료도포후에 도포면을 그대로의 상태로 방치하여, 용제를 휘발시키는 세팅구역과, 건조로에 반입하여 가열베이킹을 행하는 베이킹 구역으로 이루어져 있다.

그리하여, 상기와 같은 도장 건조공정에 있어서, 도막의 도료흘림이 발생하기 쉬운 것은, 도장공정에 있어서 도료흘림한계 막두께를 초과하여 도료가 도포된 수초후의 상태가 제 1 의 발생시기이며, 이 도료흘림 막두께 한계로서는 통상의 마무리칠 도장에 있어서는, 40∼45μm정도이다. 상기 도장시에 발생하지 않은 경우에는, 건조공정의 세팅시에 스프레이후에 서서히 도료흘림이 개시하여, 3∼4분정도 경과한 상태가 제 2 의 발생시기이다. 또, 피도물을 베이킹로에 넣어서 가열한 직후, 즉 20∼30초 경과시에 피도물온도가 예를들면 60℃정도로 상승한 상태가 최대 흘림속도로 되는 제 3 발생시기이다.

그리하여, 적어도 상기와 같은 도료흘림이 발생할때에, 피도물을 수평방향축의 중심으로 회전작동하여 도료흘림의 발생을 방지하고, 도장표면의 평활성을 얻는 것이다. 즉, 도막의 막두께가 한계치 보다 상당히 크고, 또는 도료의 점성(粘性)이 낮고 유동성이 큰 경우에는, 도장공정에서의 제 1 발생시기로부터 도료흘림이 발생하므로, 이 도장공정 및 건조공정에서의 제1∼제 3 발생시기의 모두에 대하여 피도물을 회전작동할 필요가 있다. 한편, 도막의 막두께가 그다지 크지 않고, 또는 도포의 점성이 크고 소정막두께의 도막을 형성하여도 상기 제 1 발생시기에서는 도료흘림이 발생되지 않는 경우에는, 세팅구역 및 베이킹구역에서의 제2 및 제 3 발생시기의 건조공정에 있어서 피도물을 회전작동하면 되는 것이다.

이 회전작동으로서는, 연속적으로 회전작동하는 것, 혹은 정전(正轉)과 역전(逆轉)을 소정각도씩 번갈아 반복하여 반전작동하는 것, 또, 연속회전 또는 반전작동에 있어서 일정각도씩 정지하면서 회전하도록 한 것등, 여러가지의 회전형태로 행해진다. 또, 그 회전속도는, 도료흘림이 발생하기까지에 도장면이 수평상태 혹은 반전상태로 되어 있을 것 및 회전에 따른 원심력으로 도료흘림이 발생하지 않는 속도로 설정된다.

상기와 같은 도장방법에 있어서는, 도료흘림이 발생하는 시기에 피도물을 수평방향 축의 중심으로 회전작동시켜서, 도료흘림한계막 두께이상의 막두께를 가진 도막을 형성하여도, 도장시 및 건조시에 있어서 도막에 도료흘림현상이 발생하는 것을 방지하여, 큰 막두께에 의한 높은 표면평활성을 가진 도막을 형성하도록 하고 있다.

이하, 도면을 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다. 제 1 도는 본 발명방법 및 장치를 실시하는데 사용하는 피도물 반송장치의 정면도, 제 2 도는 저부반송기구의 평면도이다.

자동차의 보디에 의한 피도물(1)은, 전후단부가 수평축(2), (3)에 체결되어 대차(4)에 회전가능하게 탑재되어 있다. 이 대차(4)는 저부의 차륜(5)에 의하여 도장라인의 바닥면(6)상을 주행가능하게 설치되고, 바닥면(6) 아래쪽의 피트(7)내에 설치된 콘베이어체인(8)으로부터 위쪽으로 세워 설치된 로드(9)에 대차(4)가 걸어맞추어져 도장라인을 따라서 반송된다.

또한, 상기 수평축(2)에는 기어박스(10)내의 베벨기어(11)가 고착되고, 이 베벨기어(11)와 맞물리는 베벨기어(12)가 수직축(13)의 상단에 고착되고, 이 수직축(13)은 대차(4)의 기부(基部)(4a)에 지지되는 동시에, 이 대차(4)를 관통하여 피트(7)내로 향하는 하단부에 스프로킷(14)이 고착되어 있다. 그리하여, 상기 피트(7)내에는, 피도물(1)의 회전작용을 행하는 영역에 상기 스프로킷(14)과 맞물릴 수 있게 구동체인(15)이 설치되어 있다.

도장공정은, 피도물(1)의 수직면(1a)(양측면), 수평면(1b)(루우프부)등의 도장을 행하고, 제 1 구역과 제 2 구역의 각 스프레이구역에는, 피도물(1)에 대하여 위쪽 및 양쪽에 미니벨 즉 회전무화정전도장기(回轉霧化靜電塗裝機)(도시하지 않음)가 설치되어 도표를 피도물(1)에 스프레이하는 것이며, 제 2 구역에 있어서 도료흘림한계막 두께를 초과하는 막두께를 초과하는 막두께로 도료를 스프레이한다.

한편, 건조공정은 도장후의 피도물(1)을 10∼15정도 유지하는 세팅구역과, 건조로(도시하지 않음)에 있어서 피도물(1)을 가열하여 도막의 베이킹처리를 행하는 베이킹구역을 구비하고 있다.

그리하여, 이 실시예에 있어서는 도장공정의 제 2 구역으로부터 건조공정의 베이킹 구역의 도중에 이르기까지의 범위에, 상기 피도물(1)을 회전구동하기 위한 구동체인(15)이 설치되고, 이 구동체인(15)은 대차(4)의 반송을 위한 콘베이어체인(8)의 구동과는 별도로 구동계통을 가지고, 반송정지시에 있어서도 피도물(1)의 회전작동기능이 얻어지도록 하고 있다. 이 구동체인(15)의 구동은 연속적으로 한방향으로 구동하여 피도물(1)을 연속회전하는 것 혹은, 소정간격마다 구동회전방향을 절환하여 피도물(1)을 반전구동하는 것이 임의로 설정가능하다. 또, 구동회전속도에 대하여도, 각종 조건에 대응하여 임의로 설정가능하다.

다음에, 실제로 피도물(1)(샘플)에 도장을 실시한 경우에 있어서의 수평축(2), (3) 둘레의 회전조작에 의한 도장면의 사상선영성(寫像鮮映性)에 미치는 효과를 확인한 실험데이터를 제 3 도에 표시한다.

이 데이터에 있어서의 도장조건은,

a. 도료…멜라민 알키드(흑색)

점도…포오도컵 #4 22초/20℃

b. 도장기…미니벨(16,000rpm)

적용에어…2.0kg/cm²

c. 토출량…제 1 구역…100CC/min

제 2 구역…150∼200CC/min

d. 세팅기간…10분

e. 베이킹조건…140℃×25분

f. 밑바탕(下地)평활도…(PGD치)0.6, (중간칠, PE테이프상)

g. 회전 또는 반전작동구역…세팅(10분)∼베이킹(10분)

h. 피도물…1변 30cm의 각 통체의 측면에 도장, 중심에서 회전가능하게 지지.

제 3 도에서 알수 있는 바와같이, 도포면이 수직상태대로에서는 A에 표시한 바와같이, 마무리칠 도포막두께가 45㎛정도에서 도료흘림이 발생하고, 평활성도 가(可)의 정도이다.

이것에 비하여, 90℃, 135℃, 180℃의 각도에서 반전(반전속도는 6rpm에 상당)한 경우에는, B, C, D에 표시한 바와같이, 반전각도가 크게 될수록 도료흘림이 발생하는 막두께가 크게 되어 평활성도 량(良)에서 우(優)의 상태로 향상되고 있다. 또한 반전각도가 크게 되면 도료의 흐름이 반전에 의하여 역방향으로 흐르는 시간이 크게 되어, 더한층 도료흘림의 방지효과가 증대하여 막두께가 크게 되는 것이다.

한편, 연속회전한 경우에는 E로 표시한 바와같이 가장 도료흘림의 방지효과가 크고, 막두께의 증대에 의하여 평활성도 "우"로 되어 있다. 이 연속회전에서의 회전속도는, 6, 30, 60rpm으로 각각 행하였으나, 속도에 의한 차이는 없고, 6rpm에 있어서도 양호한 결과가 얻어지고 있다. 그러나 도료의 종류 막두께등에 따라서는 비교적 높은 회전속도로 설정할 필요가 있다.

또한, 사상선영성에서의 IG(이미지 그로스)는, 경면(검음 유리)을 100으로하고, 그것에 대한 선영도의 비율을 표시하는 것이며, PGD는 반사영상의 식별도를 1.0에서 저하함에 따라, 도막의 표면상태가 저하하는 값이다.

또, 상기 피도물(1)의 연속회전 혹은 반전작동에서의 회전속도는, 늦으면 도료흘림방지효과가 없고, 한편, 빠르면 원심력에 의하여 도막이 회전바깥쪽으로 유동하여, 도료흘림과 마찬가지의 현상이 발생하는 것으로서, 도막의 도료흘림속도에 따라서 설정하는 것이다. 이 회전속도의 설정에 있어서는, 예를들면 제 4 도에 표시한 바와같이 각 구역에서의 도료흘림속도를 구하여, 그 최대속도에 있어서도 도료흘림이 발생하지 않도록 회전속도를 설정하면 되는 것이다.

즉, 제 4 도에 있어서는 마무리칠도료(점도 포오드컵으로 약 20초)를 사용하여 막두께를 3단계로 증가시켜서, 도장후의 세팅시간(10분)의 경과에서의 흘림속도의 측정결과 및 상기 세팅후의 가열에 의한 베이킹시간의 경과에서의 흘림속도를 측정한 결과를 표시한 것이다.

상기 제 4 도의 결과, 도료흘림한계 막두께는 40∼45㎛이고, 이것보다 얇은 막두께에 있어서는, 큰흘림속도는 발생하지 않는 것이다. 그리하여, 도료흘림은 상기 한계막 두께를 초과하면 중력에 의해 수초후에 발생하고, 도포후 3∼4분후에 최대흘림속도에 도달한다. 또, 피도물(1)을 건조로에 넣어서 가열을 개시한 직후 20∼30초후(피도물온도 60℃)에 열에 의한 도료흘림이 발생하여 흘림속도가 상기 세팅시보다 큰 최대로되고, 2∼5분후에는 그치게 된다.

상기와 같은 도료흘림의 발생에 대하여, 눈으로봐서 용이하게 판명되는 도료흘림 현상은 1∼2mm이며, 이만큼 도료흘림이 발생하면 표면결함에 의한 불량품으로 되므로, 상기 도료흘림현상을 억제하기 위해서는 도막의 유동이 시작되어 1∼2mm흐를때까지에 도포면을 수직상태에서 수평상태 혹은 반전상태로 회전시키면 되는 것이다. 한편, 피도물(1)을 빨리 회전하면, 도막에 원심력이 작용하여 인공적인 도료흘림이 일어나고, 이것은 반경 30cm에서, 0.25초로 반전할때에 발생하였으므로, 이 이하의 회전속도로 하는 것이나, 반전 혹은 회전속도는 일정치않아도 되므로, 선단(先端) 속도가 380cm/초이하가 되게 하면 원심력에 의한 도료흘림의 발생은 방지할 수 있다. 또, 피도물(1)의 회전반경이 크게 되면 허용회전속도는 작게 된다.

상기와 같은 일로, 상기 제 4 도의 경우에 있어서는, 피도물이 180°반전 또는 수평상태까지 90°회전하는데 요하는 시간을, 0.25초∼10분으로 설정하면 되는 것이다. 즉, 0.25초 이하에서는 회전이 너무 빨라서 원심력에 의한 도료흘림이 발생하고, 10분이상에서는 도료흘림한계막두께(40∼45㎛)에서 큰 흘림속도가 발생한다. 따라서, 피도물이 180°반전 또는 수평상태까지 90°회전하는데 요하는 시간을 각 구역에서 각각 0.25초∼10분으로 설정하면 되는 것이다.

또한, 피도물(1)의 회전기구로서는, 상기 실시예와 같은 베벨기어를 이용한 기어박스구조의 것이외에, 종래 공지의 구동기구를 피도물의 크기, 중량등에 따라서 적절하게 채용하는 일이 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 피도물의 표면에의 도장에 따라서 도료흘림이 발생하는 시기에 피도물을 수평방향 축의 중심으로 회전작동시키도록 했으므로, 도료흘림 한계막 두께이상의 막두께를 가진 도장을 실시하여도, 도포시 및 건조시에 있어서의 도료흘림현상의 발생을 방지할 수 있고, 큰 막두께의 도장이 가능하게 되어 높은 표면평활성을 가진 도장을 실시할 수 있다.

그리하여, 피도물의 도료흘림한계막 두께를 대폭으로 상승시킴으로, 수평도장면과 동등의 막두께로 하는것이 가능하고, 전체의 회전효과에 의한 도료의 유동성의 균일화에 의하여, 수직도장면을 수평도장면과 마찬가지로 경면에 보다 가까운 고평활 마무리면으로 도장할 수 있는 것이다.

Claims (12)

1. 피도물(1)의 표면에 용제를 함유한 도료를 도장하는 방법으로서, 피도물의 상하면에 대하여 도료를 스프레이하는 도장공정과, 그후의 세팅공정 및 베이킹공정을 구비한 건조공정을 가지고, 상기 도장공정에 있어서는 도료흘림이 발생하는 막두께이상의 도료막두께를 형성하도록 피도물의 상하면에 스프레이하고, 상기 세팅공정 및 베이킹공정의 적어도 어느 한쪽의 공정에서는 피도물의 상하면에 스프레이한 도료가 도료흘림을 일으키기전에, 상기 피도물을 상기 도료흘림을 발생하지 않는 도장면이 형성될때까지 수평방향축(2, 3)을 중심으로 회전작동시키고, 그때의 피도물의 회전속도를 자중에 의해 도료의 도료흘림이 발생하는 속도보다 빠르고, 또한 원심력에 의해 도료의 도료흘림이 발생하는 속도보다 느린 속도로 제어하므로서, 도료흘림을 막으면서 도료흘림이 발생하는 막두께이상의 도료막두께를 가진 도장면을 피도물의 표면에 형성하는 것을 특징으로 하는 도장방법.
2. 제 1 항에 있어서, 도장공정에서 스프레이하는 도료는 건조공정의 세팅공정에서 용제가 휘발하는 열경화형 도료인 것을 특징으로 하는 도장방법.
3. 제 2 항에 있어서, 열경화형 도료의 흘림한계치의 도료막두께는 약 40㎛인 것을 특징으로하는 도장방법.
4. 제 1 항에 있어서, 건조공정에 있어서의 피도물의 회전방향은 일방향인 것을 특징으로 하는 도장방법.
5. 제 4 항에 있어서, 피도물의 회전은 연속적인 것을 특징으로 하는 도장방법.
6. 제 4 항에 있어서, 피도물의 회전은 단속적인 것을 특징으로 하는 도장방법.
7. 제 1 항에 있어서, 건조공정에 있어서의 피도물의 회전은 먼저 일방향으로 회전시키고, 그후 반전시키는 것을 특징으로 하는 도장방법.
8. 제 1 항에 있어서, 건조공정에 있어서의 피도물의 회전축은 피도물의 전후방향의 축인 것을 특징으로 하는 도장방법.
9. 제 1 항에 있어서, 건조공정에 있어서의 피도물의 회전속도는 380cm/sec이하인 것을 특징으로하는 도장방법.
10. 제 1 항에 있어서, 피도물은 자동차보디인 것을 특징으로 하는 도장방법.
11. 도장라인에서 피도물(1)을 도장하기 위한 장치로서, 피도물(1)을 반송로를 따라 이동시키는 대차(4)와, 대차(4)상에서 피도물(1)을 수평방향축을 중심으로 회전가능하게 지지하는 지지수단(2, 3)과, 대차(4)상에 회전가능하게 지지되고, 지지수단(2, 3)으로 지지된 피도물(1)에 접소되는 이물림회전부재(14)와, 반송로를 따라 설치되고, 상기 이물림회전부재(14)에 이물림하여 피도물을 회전시키는 치합체(15)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
12. 제11항에 있어서, 이물림회전부재는 스프로킷(14)이고, 치합체는 구동체인(15)인 것을 특징으로하는 도장장치.

Images