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도장 개론
일반공업연구팀
2012. 11. 16
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INDEX
I.
도장작업의 기초
II.
굴삭기용 도료의 특징 및 기초 사용법
III.
도장 부품 및 제품별 도장방법
IV.
도장방법
V.
현장 도장품 품질 관리
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I. 도장 작업의 기초
1. 도장의 목적
도료가 갖는 다양한 기능을 피도물에 칠함으로써 견고한 도막을 형성시켜,
▶ 피도물의 수명 유지,
▶ 아름다운 외관 부여,
▶ 특정한 기능 부여함.
반제품인 도료가 완제품이 되기 위한 수단.
2. 도장에 관한 지식
: 도장의 목적이나 효과를 충분하게 하기 위해서 필요한 기본 지식.
1) 피도물에 관한 지식 : 금속, 비철금속, 플라스틱 , 목재, 콘크리트
2) 도료에 관한 지식 : 도료의 성질, 성능, 특징, 용법, 용도 및 건조 방식
3) 도장 방법에 관한 지식
: 도장장소, 목적, 용도, 도장 내용에 따른 도장방법
4) 도장 환경에 관한 지식.
: 도장작업을 행하는 장소의 기온, 습도, 환기, 먼지, 채광.
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I. 도장 작업의 기초
3. 도장 SYSTEM의 이해 (공정)
• 기름, 먼지, 이물질 등을 닦아내고 청소한다.
전처리 • 필요에 따라 연마, 브라스팅, 화학적 처리와 같은 표면처리를 행한다.
도료
배합
도장
건조
연마
재도장
• 도장방법에 적합한 유동성을 갖도록 조정한다. (점도 조정)
• 이액형 도료의 경우 추천된 혼합비대로 도료를 혼합한다. (경화제 혼합)
• 도료를 피도장면에 도장한다.
• 도장된 면을 건조시켜 도막을 만든다.
• 필요에 따라 건조된 도장면을 평활하게 하기 위해 연마를 한다.
• 목적에 따라 처음 도장된 면 위에 도료를 중복해서 도장한다.
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I. 도장 작업의 기초
4. 도장 SYSTEM의 이해 (설비, 기기)
피도장물
• 표면의 성질, 상태, 형상, 크기 등
도료
• 종류, 성상, 신너의 종류
전처리
• 전처리제, 전처리 장치
보조 재료
• 마스킹 테이프
도장 장치
• 도장기기, 부스, 반송용 장치
건조 장치
• 열풍 건조로, 적외선 건조로 등
급배수
• 급배수 설비
전처리 관계
• 연마기기, 설비 등
• 공정관리용 계측설비 (점도계, 도막두께 측정기,
시험설비
색차계, 기타 도막물성 시험 기기)
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I. 도장 작업의 기초
5. 표면처리
어떤 종류의 도료를 도장하더라도 생략할 수 없는 공정이 표면처리 공정이며 도장의
성패를 좌우한다.
소지조정이 불충분하면 도료의 성능이 충분히 발휘되지 못하며 이로 인한 손실이 크게
되므로 완벽한 표면처리는 도장 시 필수적이다.
50
40
30
도장시 각 요인이
도장품질에 미치는
영향(%)
20
10
0
소지조정
도막두께
도료종류
Confidential
기
타
I. 도장 작업의 기초
5-1. 철재의 표면처리
통상 금속표면에는 유지나, 녹, 흑피, 기계유 등 여러종류의 오염물이 부착되어 있으며 이들 오염물은
도장된 도막의 접착력을 저하시키고 도막상태의 불량 및 도막수명을 단축시키는 원인이 되므로 도료를
도장하기 전에 적당한 방법으로 완전히 제거시켜야 한다.
1) 물리적 처리방법
① 수공구 연마 (Hand tool cleaning)
② 동력공구 연마 (Power tool cleaning)
③ 브라스트법 (Blast cleaning)
- 모래나 철강 등의 입자를 압축공기로 뿜어 붙여 그 충격력과 마찰력에 의해 녹이나 흑피 기타
오염물을 제거하는 방법으로 녹의 제거 효율이 뛰어나며 도료의 부착을 증진시키는 적당한
조도를 동시에 부여하므로 가장 이상적인 표면처리 방법이다.
- 브라스팅된 표면은 녹의 발생이 빠르므로 즉시 도장해야 한다.
- 브라스팅한 후 프라이머를 도장하기 전에 기름과 물이 없는 압축공기나 진공청소기로 먼지를
완전 제거해야 한다.
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I. 도장 작업의 기초
5-1. 철재의 표면처리
2) 화학적 처리
(1) 탈 지 : 용제 탈지, 알칼리 탈지, 에멀젼 탈지, 증기 탈지
① 용제 탈지 (유기탈지라고도 함. Organic degreasing)
: 휘발성의 유기용매가 사용되며 주로 탄화수소계 및 염소화탄화수소계이다. 이 둘은 다 같이
중대한 결점을 가지고 있는데 전자는 가연성이있고, 후자는 유독성이 있다.
: 탈지방법으로는 침적법, 분사법, 증기세정법, 솔질 등이 있다.
※ 유기 탈지제로서 갖추어야 하 일반적인 조건
- 탈지능력이 클 것.
- 불연성일 것. 이 점에서 탄화수소계는 부적합하다.
- 독성이 적을 것. 이 점에서 염소화탄화수소계는 부적합하다.
- 금속에 대한 부식성, 반응성이 없을 것.
- 증기밀도 및 액상 비중이 클 것.
- 안전하며 비등점이 낮을 것 (100℃ 이하가 좋다)
- 저점도이며 표면장력이 작을 것.
- 회수가 용이할 것.
- 구입하기가 쉬울 것.
이러한 모든 조건을 만족시키는 탈지제는 없기 때문에 탈지할 물건의 형태 및 오물의 상태를
조사하여 탄화수소계와 염소화탄화수소계를 분류해서 사용하는 것이 좋다.
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I. 도장 작업의 기초
5-1. 철재의 표면처리
2) 화학적 처리
(1) 탈 지 : 용제 탈지, 알칼리 탈지, 에멀젼 탈지
② 알칼리 탈지 (alkaline degreasing)
: 알칼리 탈지는 합성 계면활성제 및 비누와 같은 세척제, 인산염 및 규산염알칼리 등을 포함하고
있는 수용액 속에서 행해진다.
: 알칼리 탈지는 아주 깨끗한 표면을 얻을 수 있기 때문에 마지막 단계로서 많이 사용된다.
③ 에멀젼 탈지 (emulsion degreasing)
: 에멀젼 탈지는 앞의 두가지 방법을 결합한 것으로 비누의 수용액에 유기용매를 첨가하여
유화시킨 용액에 침적 및 분사해서 탈지하는 방법이다.
④ 증기 탈지 (steam degreasing)
: 증기 탈지는 소량의 세척제를 포함한 증기를 고압력하에서 금속 표면에 분무함으로써 실시된다.
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I. 도장 작업의 기초
5-1. 철재의 표면처리
2) 화학적 처리
(2) 녹 제거
① 산세정 (Pickling)
: 각종 산 (황산, 염산, 인산)의 수용액 중에 재질을 침적하여 금속표면의 녹과 흑피를 제거하는
방법으로 밀스케일이나 녹이 소지금속으로부터 용해되거나 느슨해지게 되는데 어느 정도는
산화피막층 밑의 수소 발생에 기인하기도 한다.
: 일반적으로 염산은 상온에서 10-15%, 황산은 40-80℃에서 5-10% 용액이 사용된다.
※ 산세 메커니즘
연강을 575~1370℃ 정도의 온도로 가열 하거나
강이 575℃ 이하에서 압연될 경우, 강의 표면에
3층으로 된 산화 피막층이 생성된다.
[wustite (FeO)/magentite (Fe3O4)/hematite (Fe2O3)]
산세하는 동안 산이 불용성의 Fe2O3 , Fe3O4 층의 기공
및 균열을 통해 침투하여 FeO를 용해시킨다.
Fe 입자는 양극, Fe3O4 는 음극, 산은 전해액으로서의
역할을 하게 되어 용해가 급속도로 진행된다. 여기서 발생되는 수소는 산화물의 분리를
촉진시킨다. 산세의 속도는 산화물 층을 뚫고 들어가는 산의 속도에 의존한다.
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I. 도장 작업의 기초
5-1. 철재의 표면처리
2) 화학적 처리
(2) 녹 제거
② 화성처리
: 금속표면에 인산아연계, 인산망간계 및 인산철계의 보호피막을 화학적 반응으로 형성시키는 것.
: 일정한 조건하에서 피도체를 침적, 또는 스프레이를 하면 수분 안에 화성피막이 형성된다.
※ 화성피막의 기능
i) 도막 하지용으로 도막의 부착력을 향상 시킨다.
ii) 화성피막 단독으로 사용하면 재료가 사용되는 공정에서 일시적으로 방식기능을 가진다.
iii) 마찰 부분을 보호하며 마찰을 감소시키는 기능을 가진다.
iv) 강판의 성형 가공, 와이어, 파이프의 인발 등 냉간 가공의 작업 능률을 향상시킨다.
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I. 도장 작업의 기초
5-2. 비철 금속의 표면처리
비철금속의 표면은 철재보다 부식의 영향을 적게 받으며, 표면처리는 철재와 같이 기계적이나 화학적
인 방법이 사용된다.
1) 아연도금 및 합금금속
표면의 유지분을 용제로 닦아주어야 하며 오래 폭로된 표면에는 백색의 아연염이 생성되어있어
비눗물로 제거하고 다시 깨끗한 물로 수세해주어야 한다. 또 2-3%의 염산으로 세정하여도 좋다.
소지처리로 인산염피막처리를 하면 도료와의 밀착성이 우수하여 진다.
2) 알루미늄 및 그 합금
철재에 비해 표면이 평활해서 도료가 부착하기 어려우므로 도장 전에 물리적, 화학적으로 처리하여
도료의 부착을 좋게 해 주어야 한다.
탈지는 트리클로로에틸렌 증기나 알칼리액을 사용하고 초산이나 크롬산계액에 담구어 중화시킨다.
양극산화법으로 처리하면 내식성이 향상되고 도료와의 밀착이 우수한 좋은 피막이 형성된다.
5-3. 표면처리 규격
철강의 표면처리 규격은 SSPC, SIS, BS, NACE 의 4가지 규격이 보편적으로 사용되고 있다.
⊙ SSPC (Steel Structures Painting Council) : 철강 구조물 도장 협회
⊙ SIS (Swedish Standards Institution) : 스웨덴 규격 협회
⊙ BS (British Standards Institution) : 영국 규격 협회
⊙ NACE (National Association of Corrosion Engineers) : 국제 부식 기사 협회
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※ 표면처리 규격
방법
규격
관련규격
내용
용제, 증기, 에멀젼 및 스팀에 의한 세척으로 기름, 유지, 먼지, 왁스,
흙 등의 오염물을 제거한다.
용제 제청
SSPC-SP-1
수공구 제청
SSPC-SP-2
SIS-St 2
수공구 스크래퍼, 연마지, 와이어 브러쉬를 사용하여 들뜬 녹과
도막을 제거한다.
동력공구
제청
SSPC-SP-3
SIS-St 3
동력공구 스크래퍼, 그라인더를 사용하여 들뜬 흑피, 들뜬 녹, 도막
을 제거한다.
완전나금속
브라스트
SSPC-SP-5
SIS-Sa 3
BS-1
NACE #1
모래, 그리트, 및 쇼트를 사용하여 휠 또는 압력에 의한 브라스트법
으로 건식, 습식이 있으며 눈에 뜨이는 모든 녹, 흑피, 도막 및 기타
이물질을 모두 제거한다.
일반
브라스트
SSPC-SP-6
SIS-Sa 2
NACE #3
표면에 묻어 있는 모든 잔유물의 ⅔ 이상까지 브라스트 세척한다.
비교적 심한 폭로상황에 놓여지는 피도물용으로 적당.
브러쉬
브리스트
SSPC-SP-7
SIS-Sa 1
NACE #4
금속면에 수없이 노출된 채 부착되어 있는 것 중에 아주 단단히 부착
된 흑피, 녹, 구도막을 제외한 모든 것을 브라스트 처리한다.
산세척
SSPC-SP-8
준나금속
브라스트
SSPC-SP-10
산처리 혹은 전해용액 처리 등으로 녹, 및 흑피를 완전히 제거한다.
SIS-Sa 2½
BS-2
NACE #2
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표면 95% 이상까지 눈에 뜨이는 모든 잔유물을 완전에 가깝도록
브라스트 처리한다.
높은 온도, 화학적인 환경, 해상 및 부식오염 지역에 놓이는 피도물
용으로 적당하다.
II. 굴삭기용 도료의 특징 및 기초 사용법
1. DIC 굴삭기용 도료의 분류
No.
8분류법
DIC 굴삭기용 도료
1
성분에 의한 분류
우레탄 수지도료
2
도료의 상태에 의한 분류
2액형 액상 도료
3
도장방법에 의한 분류
Air spray 용, (정전) A-A 용 도료
4
피도장물에 의한 분류
철재용 도료
5
도장 공정에 의한 분류
하도용 도료, 중도용 도료, 상도용 도료 등
6
도료의 건조에 의한 분류
상온경화형 도료 또는 가열건조형 도료,
7
용도에 의한 분류
산업용 도료 등
8
유통경로에 의한 분류
공업용 도료
2. DIC 굴삭기용 도료 사용 도장 절차서
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III. 도장 부품 및 제품별 도장방법
굴삭기 도장 부품
• 적용되는 도장방법
Frame류, BOOA&ARM 류
• A-A 도장, 정전 A-A 도장,
• Air spray 도장, 주걱도장
• 전착도장, Air spray 도장, 정전도장
CABIN, Panel 류
• 주걱도장, 분체도장
CTWT
• Air spray 도장, A-A 도장, 주걱도장
FRP HOOD 류
• Air spray 도장, 주걱도장
T/UP 작업
• Air spray도장, 붓도장, 주걱도장
제품류
선박, 해양 구조물
• Airless 도장
아파트, 건축물 외장
공기 압축기, 브레이크 드럼,
굴삭기 Roller
Confidential
• Roller 도장, 붓도장, Air spray 도장
• 침적도장
IV. 도장 방법
도장방법
붓 도장
Roller 도장
주걱 도장
Air spray 도장
Airless spray 도장
Air Assisted Airless
도장 (AA 도장)
세부 사항
가장 일반적으로 행해지고 있는 붓을 사용하여 도장하는 도장방법.
털 또는 합성 섬유로 만든 롤러를 사용하여 도장하는 방법.
도장 면의 퍼티(Putty)나 필러(Filler) 도장에 주로 사용함
압축공기를 이용하여 도료를 분무상태로 피도물에 도장하는 방법
도료에 직접 압력을 가해 아주 작은 노즐로 미립화하여 스프레이 하는 방법
에어리스와 에어스프레이 무화 방식의 혼합
정전 도장
정전기를 이용한 도장방법
침적 도장
피도물을 도료 탱크 속에 침적시켰다가 올려서 남은 도료를 떨어뜨려 제거한
다음 그대로 건조시며 도막을 얻는 방법
분체 도장
전착 도장
도료를 분말 형태로 하여 피도물에 분말로 도장하는 방법으로 유기용제나 물을
사용하지 않는 100% 고형분의 도료를 도장하는 방법
전착용 수용성 도료 용액 중에 피도물을 침적시키고 피도물과 그 대극 사이에
직류 전류를 통하여 피도물 표면에 전기적으로 도막을 석출 시키는 방법
Confidential
IV. 도장 방법
1. 에어 스프레이 (AIR SPRAY)
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에어스프레이 도장은 가장 일반적인
무화 방법.
에어 스프레이는 도료를 매우 미세한
무화 입자를 만듬.
에어 스프레이는 저점도에서 중점도의
도료에 적합.
고품질의 마감 능력 - 에어 스프레이는
우수한 도장 품질이 요구되는 도장
작업에 사용.
유연성-작업자 조절, 사용의
용이(숙련자)
저 도착효율- 리바운드 및 오버
스프레이 : 미세한 무화와 고속의 에어
속도는 오버 스프레이의 원인
저가
Confidential
Delta Spray HVLP Gun
IV. 도장 방법
2. 에어리스 스프레이 (AIRLESS SPRAY)
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넓은 표면과 많은 양의 도료를 사용하는데 적합
장식용 도장보다는 보호성 도장
에어스프레이 보다 도장 표면이 거친 표면 상태
고압의 피스톤 펌프를 사용
도료에 압력을 가해 작은 노즐이나 스프레이건 팁을 통해 무화
이점 :
• 많은 양의 도료 토출
• 고점도에 적합
• 크고,평평한 피도물에 적합
• 작업자의 조정이 거의 필요 없음
• 도료 호스만 있음
• 좋은 도착효율
주요 도장품 :
• 선박, 강교나 철구조물
Confidential
단점 :
• 초기 비용 높음
• 오염 처리 우수하지 않음
• 도장 품질이 열악
• 작은 피도물에 적용 어려움(비용)
• 높은 마모율
• 고압에 대한 안전 문제
• 번짐이 없음
• 여과 문제
IV. 도장 방법
2. 에어리스 스프레이 (AIRLESS SPRAY)
Confidential
IV. 도장 방법
3. A-A 스프레이 (AIR-ASSISTED SPRAY)
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에어리스와 에어스프레이 무화 방식의 혼합
중압의 펌프를 사용
무화 상태는 에어스프레이와 에어리스의 중간 수준
에어리스보다 도료의 압력을 낮게 사용
우수한 마감과 생산효율이 높은 공정에 적합
이점 :
• 크리어코트에 우수
• 우수한 도장 품질, 에어 스프레이
보다는 나쁨
• 에어리스보다는 컨트롤이 좋음
• 높은 생산성
• 에어리스 보다 마모 적음
• 생산성이 높은 도착효율
• 에어리스 보다 높은 효율
• 에어리스 보다 컨트롤이 잘됨
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단점 :
• 호스 두개
• 초기 고가
• 팁과 에어 캡 세정
• 여과 문제
• 안전성
IV. 도장 방법
3. A-A 스프레이 (AIR-ASSISTED SPRAY)
Confidential
V. 현장 도장품 품질 관리
자격을 갖춘 도장 검사자가 아래의 도장검사기기를 이용하여 표준도장사양의 성취를 위하여 도장 절차를 점검해야
한다.
1. 도장 검사기기
(1) 표면조도 측정기 (Surace profile roughness gauge)
(2) 철표면 온도 측정기 (Steel surface temperature gauge)
(3) 건조도막 측정기 (Dry film thickness gauge), 습도막 측정기 (Wet film thickness gauge)
(4) 그 외 관련되는 도장기기 (색차기, 광택기, 점도컵, 부착성 측정기기)
2. 공정 품질 검사 및 설비 검사 항목
(1) 표면처리는 잘 되어 있는가?
(2) 표면에 이물질은 없는가?
(3) 온도, 습도의 영향은 없는가?
(4) 도료의 용기 내 상태는 이상이 없는가?
(5) 도장기 PUMP의 AIR 압력은 일정하고 적절한가?
(6) 2액형 도료의 경화제 사용 및 혼합비율은 정상인가?
(7) 도료의 희석율은 적합하며 규정된 희석제인가?
(8) 도장사양에 따른 습도막, 건조도막은 적정한가?
(9) 도장거리 및 도포되는 PATTERN은 적절한가?
(10) 도료는 가사시간 내 사용하고 있는가?
(11) 도장 시 주위 환경에 문제는 없는가? (조명상태, 환기상태, 안전상태)
(12) 도장 외관상 결함 발생은 없는가?
(13) 도막 외관상태는 양호한가? (색상, 광택정도, 기타 도막결함)
(14) 건조, 부착상태는 양호하며, 도막두께도 적정한가?
(15) 도장된 제품의 보관상태는 양호한가?
(16) 도료 보관은 적당한 곳에 조치 되었는가?
(17) 검사 보고서는 작성 하였는가?
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V. 현장 도장품 품질 관리
3. 공정 부품 Check Sheet
항
목
세
주제, 경화제 , 신나
도료
원재료
및
반제품
보관 및 관리상태
작업표준
전처리
도장
건조
검사
규정된 혼합비율을 준수하고 있는가?
계량컵, 혼합자, 저울
완제품
결과
측정 가능한 기구나 기기를 이용하여 도료를 혼합하는 가?
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가?
방법
교반 기기를 비치하여 충분히 교반하여 사용하는가? 도료 사용 중에도 지속적으로 교반하는가?
작업표준
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가?
방법
피도체 종류, 크기 등을 고려한 도장기기를 사용하고 있는가?
작업표준
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가?
방법
건조로 설비를 보유하고 있으며, 용량은 충분한가?
작업표준
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가?
적정한 측정장비를 보유하고 있는가? 측정장비를 사용할 줄 아는가? 정기적인 기기보정을 하는
가? 합격 검사규정을 숙지하고 있는가?
방법
작업표준
보수
화재 및 폭발 방지가 가능한 장소에 보관하는가?
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가?
작업표준
공정
선입선출 준수 하는가?
규정된 전처리 공정대로 작업 하는가?
비율
교반
과
소재 전처리 전. 후 보관 및 관리 상태는 양호한가?
작업표준
배합
결
MSDS 보유하고 숙지하고 있는가?
보관 및 관리
부품
부
작업표준을 비치하여 품질 관리는 하는가? 검사 성적서를 관리하고 있는가?
방법
보수도장장이 별도로 구별되어 있는가? 보수도장 시 오염에 대한 대처가 되어 있는가?
작업표준
보수작업 표준을 마련하여 적용하고 있는가?
외관, 부착성, 도막두께
실측하여 평가
광택, 색상
실측하여 평가
Confidential
www.ppg.com
Confidential