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플라스틱용 Coating 기술 현황
17TH Dec. 2004
목 차
Ⅰ. 도료에 대하여
Ⅱ. Plastic Coating은 ?
Ⅲ. 향후 Plastic Coating 기술의 영역
Ⅳ. 기타 (질의 응답)
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Ⅰ. 도료에 대하여
도료란 ?
일반적으로 상온에서 유동상태로 물체의 표면에 도장하면 일정 시간이
경과한 후 건조 혹은 경화되어 튼튼하고 탄력성이 있는 도막을 형성하며,
물체를 보호함과 동시에 내구력을 증가시키고, 물체를 미화하는 성능을
가진 물질
도장(塗裝) : 도료를 물체에 칠하는 행위
건조(乾燥) : 도장된 도료의 얇은 층이 고화되는 현상
도막(塗膜) : 건조된 도료의 연속적인 피막
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도료의 기능은 ?
물체의 보호
방식, 방청, 방습, 내유, 내약품성, 내후성 등
외관, 형상의 변화
색상, 광택의 변화. 미관, 표식, 평활화, 입체화 등
광학적 기능
형광, 축광, 발광, 자외선 차단 등
열적 기능
내열, 방화, 시온(示溫) 등
기계적 기능
탄성, 윤활, 경도부여 등
전기 전자적 기능
전기절연, 대전방지, 도전, 전파흡수, 전자파차폐 등
생물 저항 기능
곰팡이 방지, 항균, 살충, 방충 등
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도료의 구성은 ?
수지(樹脂)
(Resin)
도막의 부착성 등 각종 성능을 부여하는 성분
안료(顔料)
(Pigment)
도막에 색상이나 은폐력을 부여하는 성분
첨가제(添加劑)
(Additives)
용제(溶劑)
Solvent
- 천연수지, 합성수지
- 유기, 무기안료, 금속분, 형광안료, 펄(pearl)
도료의 상태, 도장 작업성, 도막의 성능 향상 성분
- 평활제, 광택 조절제, 자외선 흡수제
도료의 유동성을 향상시키는 성분
- 탄화수소, 알코올, 케톤, 에스테르 계 등
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도료의 제조방법은 ?
분산
혼합
조색
여과
포장
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Coating의 역사
구 분
고대
18세기 경
도료의 형태
용도
옻칠, 역청질, 천연수지,
미이라코팅
건성유, 동식물성 단백질
벽화, 화살촉 코팅
용제 희석형 도료의 개발
건축용
식물 유형의 유성 페인트
1920년대
니트로 셀룰로오즈 합성
목재용
→ 락카 도료의 개발
1940년 대
알키드, 에멀젼 수지도료, 멜라민,
공업용
불포화 폴리에스테르, 에폭시, 우레탄, 아크릴,
군수용
비닐, 실리콘 수지도료의 개발
현재
불소수지, 무기질 수지도료
산업용
자외선, 전자선 경화도료의 개발
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Ⅱ. Plastic Coating 은 ?
◎ 1980년대 초반
플라스틱 소재의 외관 결함을 보완하기 위하여 Paint 사용
- 자동차 Interior Part 1액형 도료 / 유럽
◎ 1980년대 중반 (1985년~)
- 제품 Cost 절감, 무게 감소를 위하여 다양한 종류의 Plastic 사용
- 다양한 소재의 Color 및 Gloss 차이 보완 필요
Plastic 소재 자체의 물리 화학적 특성 보강 필요 / 2액형 도료 적용
◎ 최근
- 치열한 시장경쟁으로 인한 디자인의 요구 증가 : Color + 감성/기능성 Coating
- 친 환경 제품에 대한 시장요구, 법률적 규제로 Coating 기술의 전환 시기
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Plastic Coating의 적용은 ?
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플라스틱 소재의 종류와 적용 현황
플라스틱 소재
적용 제품
ABS
데스크 탑, 리모콘, 냉장고, 김치독, 세탁기, 에어컨 FRONT,
청소기, 전기밥솥, 전자레인지, 자동차 내장재
PC
모바일 폰, 스포츠 고글,
HIPS
프린트, TV 등 대형 사출물
Poly acrylate
핸드폰 Window (투명성이 요구되는 부분)
ABS+PC
전기밥솥, 전자레인지, 헬멧 등
( 강도 와 열적 안정성이 요구되는 부분)
PP
자동차 내장재
PBT
자동차 내부 철판 대체 품목 적용, 드라이기
※ 기타 용도와 적용 부위에 따른 다양한 다양한 복합 소재 사용
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플라스틱 소재의 특성
◎ 플라스틱 소재는 전기 부도체 (1011 ~ 1016Ω/㎠)로
→ 취급 중 마찰등에 의하여 정전기 발생
→ 먼지, 지문 등의 부착과 오염이 쉽다.
◎ 성형 시 Oil , 이형제가 표면에 부착됨
→ 도료의 밀착을 저해하므로 세정 필요 (탈지)
※ 표면 처리기술 / 공정 필요
◎ 내열성 취약
소재 변형 발생 가능
- 수지, 성형 조건, 형상, 크기를 고려한 열변형 온도 내 관리 필요
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Coatings System
Category
Component
Application
System
Type
Components/Procedure
Remarks
1K
Paint+Thinner
Easy application
2K
Paint+Hardener+Thinner
Considering Mixing ratio
Shot Pot life (After mixing)
Primer
1K & 2K Type applied
To increase adhesion power
according to substrate
1C1B
coat + bake
Generally 1K type coating
2C1B
Primer + Coat + bake
Coat + Clear + bake
2C2B
Primer + bake + Coat +
bake
Coat + bake + Clear +
bake
Setting time applied on each
steps (2~5min)
(Primer) + Coat (UVP) + UV coat + IR(drying) + UV (curng)
Mobile
(Primer) + Coat (UVP) + 2K Clear + bake
phone
(Primer) + 2K COAT + bake
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플라스틱용 도료의 종류 및 용도
종류
특징
내약품성, 가공성, 메탈릭 칼라우수
1
K
내후성이 매우 우수하며 광택, 광택
Acryl 도료
보유성, 색상 및 보색성이 우수
용도
자동차, 철도차량의 외장용 및
가전제품, 사무용 기기 등 금속
제품의 고급 상도용
도막의 제반물성이 우수
내약품성, 내오염성, 부착성이 우수
폴리우레탄
(Polyurethane)
내산성, 내알칼리성, 내약품성 우수
고광택, 고내후성을 요구하는
부착성, 내마모성, 연마성이 양호
가전 및 Display 제품의 투명
도료
2
K
Epoxy 도료
상도용
많은 재질에 양호한 부착성을 가짐.
고광택, 고내후성을 요구하는
내수성, 내약품성, 내유성, 내용제성
가전 및 Display 제품의 투명
등 물리, 화학적 물성이 뛰어남
상도용 도료
부착이 어려운 재질의 도장용
광(Ultra-Violet)에 의하여 수초 이내
에 경화되는 도료.
모바일 상도용 도료, 가전 및
Display 제품의 투명 도료
여러 가지 물성을 나타낼 수 있음
상재용 도료, Plastic Glass의
Hard Coating 용 도료
U
UV 경화형 도료
V
작업성, 생산성이 높고, 요구되는
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플라스틱용 도료의 도장조건
항
목
1K Acryl
2K Urethane
UV
1
마감상태
유광, 무광, 반광
유광, 무광, 반광
유광, 무광, 반광
2
제품색상
유색, Metallic
투명
투명
3
적용소재
ABS/PC/HIPS 등
ABS/PC/HIPS 등
ABS/PC/HIPS 등
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전처리
IPA 소재 탈지
-
-
5
추천 건조도막두께(U)
11±1 ㎛
25±5 ㎛
12±2 ㎛
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도장작업
AIR SPRAY
AIR SPRAY
AIR SPRAY
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가 사 시 간 (@ 25℃)
-
4 시간
-
8
건 조 시 간 (℃×시간)
40～50℃× 24 시간 이상
UV 광 경화기
80W×10M/min.×1회
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도 장 점 도 (@ 25℃)
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혼합비
(도료:경화제:희석제)
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60℃× 10 분
9～11 sec.
9～11 sec.
-
100 : - : 150
100 : 40 : 30～50
100 : 0 : 0
경화제 사용 여부
-
사용
-
12
희석제 사용 여부
사용
사용
-
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재 도장 가능시간
샌딩 처리 후 재 도장
72 시간
샌딩 처리 후 재 도장
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저 장 기 간 (개월)
12 개월
24 개월
6 개월
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Coating Line
Loading
Products (TV, DVD, HANDSET.), Substrate (PC, ABS, PS.), Surface condition.
Cleaning
Solvent Cleaning (IPA..), Power Washing (Water), De-ionized Air Blowing..
Pre-Treatment
Non-treatment, Primer, Flame, Plasma…
Spraying
Man./Robot, Paint Type (IK,2K) & Thinner, System (1C1B, 2C2B, 2C1B)
Booth Temperature (20~23 ℃) & Humidity (55~70 % RH)
Flash Off
Temp/Min. (RT/1~5min)
Spraying
Drying(OVEN)
Top Coating : Clear
Top Coating : UV
Drying (OVEN)
Drying : IR
Curing : UV
Cooling (RT)
IK (1or 2C1B)
2K (2C 1 or 2B)
UV System
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Pre-treatment
Substrate
ABS
PC
ABS/PC Blends
PA
PPO
PP/EPDM
TPO Foils
소재의 표면장력 향상
Pre-treatment
Dependant
No
No
Yes
Yes
Yes
Yes
Adhesion Promoter (Primer)
Flame Plasma Treatment
Fluorination Treatment
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Ⅲ. 향후 Plastic Coating 기술의 영역
◎ 도료에 대한 개념의 변화
Can Purchasing
Price/Kg
→
System Selling
→
Cost/System,Cost/㎡
Counseling
Profit/Product
◎ 세계화
기업의 세계화에 따른 Brand 이미지 유지
→ 국내외 생산 제품에 대한 동일한 품질, 서비스 등
◎ 친환경 이슈
유럽을 중심으로 친환경 이슈 시작 (1990, Part I )
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○ 유럽의 환경규제
(Pan European Specification and Guidelines in preparation)
- 환경보호활동 1990, Part I – 1998. 4. 1 부로 강화
- 새로 설비되는 모든 도료 시설은 환경 기준을 준수해야 함.
- 기존의 설비는 반드시 기준에 맞게 Upgrade되어야 됨.
- 도료의 VOC (Volatile Organic Compound : 휘발성 유기 화합물) 허용치
. 2액형 Primer : 580g / Litre (용제함량 58%)
. 1액형 Top coat : 250g / Litre (용제함량 25%)
. 2액형 Top coat : 250g / Litre
- VOC 최대 배출량은 5톤
※ 무역 장벽으로 대두될 전망
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○ 塗料에 대한 자원의 효율적 이용, 에너지의 절약
그리고 무공해의 요구로부터, 소재의 전환이 필요하여
수계도료의 필요성이 대두되고 있음
- 유성 도료 : 사용재료의 75%가 석유자원 (40%가 유기용제로 구성됨)
○ 도료 소재 전환에 대한 방안으로
- 수성 도료 (에멀젼 도료, 콜로이드 분산형 도료,수용성 수지 도료)
- 분체 도료
- High Solid 도료
- 자외선(UV), 또는 전자빔(EB) 경화형 도료
※ 플라스틱 소재에 대한 가장 현실성 있는 도료로는 수성도료 임
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○ 기존의 유성도료와 비교하여 수성도료는 장단점은
장 점
1. 자원절약, 무공해, 화재에 대한
높은 안정성
2. 냄새가 적고 용제중독 및 대기오염의
우려가 적어 위생적임
3. 도장 용구 및 기구의 세정, 청정화가
용이하다
단 점
1. 표면장력이 큰 물을 용매로 사용하기에
전처리 (탈지 등)가 충분히 요구된다
2. 건조 경화에 장시간, 고온이 필요하다
3. 폐수처리 설비 필요
4. 도장결함 (티,흘림,기포) 발생이 쉽다
5. 도료 보관상의 주의 요구됨
(동결, 미생물 번식 등)
6. 우레탄계 도료의 경우 짧은 가사시간으로
2K Mixer의 사용이 요구됨
(추가 설비 및 도료/도장공정 관리가 요구됨)
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□ 시장 변화와 기술 요구 Trend
- 모바일 제품을 중심으로 한 전기전자, 가전 제품 및 기타 제품
컨셉/트렌드개발/
마켓팅 전략
칼라개발
목업작업
기구설계
도료물성
라인기술
도장기술
저 코스트
친 환경
세계경쟁
■ 한정적 디자인 영역
■ 요구되는 디자인 영역
세계시장에서 경쟁할 수 있는 사회/문화 Trend를 반영하고,
상업화 가능한 경제적이고 독창적 제품 개발 능력 보유 요구
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감사 합니다
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