화학/분체도료

| Summary

분체도료(Powder paint)

분체도장품의 예(타이어 휠)

분체도장은 유기용제나 물 등의 용매를 사용하지 않고 100% 고체인 분체도료를 사용한 도장방법입니다. 오염이 적고 도료의 회수·재사용이 가능하며 폐기물도 적어 친환경 도장법의 하나로 주목됩니다.

분체도장은 다음과 같은 과정으로 이뤄져 있습니다.
먼저, 대전시킨 도료 입자를 피도물에 도포합니다. 이 과정에서, 크기가 수  μm에 불과한 작은 분체 도료 입자가 정전장을 통해 피도물로 날아가 그 표면에 두께 20~60μm의 균일한 피막을 형성합니다. 도포 후 건조로에서 120~200℃의 온도에서 몇분간 가열하여 안정화시킵니다. 각각의 사양에 따라 고광택, 새틴 마감, 무광, 금속 가루를 복합화시킨 피막, 착색 또는 투명한 마감을 가진 도막을 선택할 수 있습니다.



응용 분야


표준도료 및 락카:
자동차산업의 클리어락카, 베이스코트 및 탑코트 외에 자전거, 내후성 도료로 다양한 종류의 금속부품, 플라스틱부품 등


박막 분체 도료:
선반, 가전제품, 공작기계, 전기 기기, 코일 도장 등 막 두께를 얇게 함으로써 코팅 비용을 절감할 수 있습니다.

분체 도료의 조성:
분체 도료는 수지(에폭시, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 아크릴 등), 충전제, 첨가제, 경화제 및 안료로 구성됩니다. 또한 그 조성은 반응성, 내구성, 광택, 기계적 특성 및 내약품성 등의 목적에 따라 달라집니다.

분체 도료의 필요 사항
– Top size 제한
– 미분 과다 발생으로 인한 이상접착성 억제
– 소모 동력 최소화

| Contents

그림 1. ACM-40 CX PSR 11 분쇄시스템

그림 2. ACM 구조도

ACM 분쇄공정

 분체도료의 제조에는 칩 모양 원료를 분쇄, 분급할 필요가 있습니다. 제품 특성상 원료의 교체가 빈번하기 때문에 시스템 및 부품의 조작이나 취급, 청소나 유지보수를 쉽게 할 수 있어야 합니다. 당사의 분체도료용 ACM은 유지보수가 간편하도록 특별히 고안된 EC 사양(Easy Clean)으로 납품이 가능합니다.

전분쇄/분급 시스템은 PSR11 방폭 사양으로 폭발 시에도 장착된 방폭 밸브가 폭풍과 화염을 차단하여 외부 인화를 방지할 수 있습니다.

 ACM의 분쇄시스템은 에어 제어 유닛, ACM 펄버라이저, 분급기 미크론 세퍼레이터, 사이클론, 초미분용 필터, 체질기와 포장 유닛이 포함되어있습니다. 제품 포집 옵션사양으로, Cyclone 분급방식 및 고속형 MS Separator 분급 방식을 선택할 수 있습니다.

 

 사이클론은 분급기와 같은축상에 설치되어 있으므로 분급 조작의 있음·없음 모드 운전을 쉽게 바꿀 수 있습니다. 체질기와 포장 유닛은 가동식으로, 경우에 따라 사이클론 또는 분급기 아래에 배치합니다.

고속형 MS Micron Separator 는 분체도료용으로 최적화하여 Compact하게 설계됩니다. 높은 Cut point 정밀도와 함께 수율과 품질 향상을 동시에 달성할 수 있습니다.

최종 제품 사양:
공기 온도 <2°C
원료 칩 온도 <25°C

그림 3. ACM 분쇄 Flow(Powder paint)

ACM 표준 Flow 에서의 사이클론 포집 효율

ACM-40 분쇄 예

AFG Counter jet mill 분쇄 공정

섬세한 색표현을 위해 분체도료를 기존보다 더 초미분쇄한 후 다시 제립(과립화) 및 도장하는 경우 Jet mill이 사용됩니다. 아래의 Counter jet mill AFG의 분쇄 flow 프로세스를 참고하십시오.

분체 도료의 용도별 입자 지름
초초박막:d99<12μm
초박막:d99=12~25μm
박막:d99=25~63μm

그림 4. 카운터 제트 밀 280AFG 시스템-10bar 내압(PSR)-CE 방폭 규정(ATEX 규정 RL94/9EC) 적용

AFG 분쇄 예 (Powder paint)

| 제립 및 메탈본딩

제립 및 메탈본딩

아래의 그림은 에폭시-폴리에스터계 도료(Tg=65℃)에 당사의 Cyclomix(CLX)로 전단·충격력을 가해 제립(조립)한 제품의 입도 분포와 전자현미경사진(SEM)입니다.

사진을 보시면 미립자군이 소멸되었음을 알 수 있습니다. 또한 이차적인 효과로 입자 형상이 둥그스름하게 된 것을 알 수 있습니다.이는 분체의 유동성 향상에 크게 기여합니다. 이 분체는 당사 도장시험에서도 조작성·도막성능 모두 기존 도료를 크게 웃도는 것으로 나타났습니다.

그림 5. AFG 분쇄 예 (Powder paint)

그림 6. Cyclomix의 구조

이 기술을 활용해 서로 다른 성분의 입자를 복합화하는 것도 가능합니다. 일반적으로 메탈본딩이라고 하는 분야에 대한 적용이 가능합니다. 에폭시계 도료(Tg=62℃)에 알루미늄 안료를 앞의 제립방법(Cyclomix) 같은 요령으로 고속 혼합하는 방법입니다. 패들에 의한 기계적 힘을 가하면서 승온시킴으로써 본딩이 이뤄지며, 아래의 그림과 같이 대부분의 알루미늄 조각이 도료 입자 표면에 붙어 있는 것이 관찰됩니다.

그림 7. 메탈본딩 후 SEM

그림 8. 조립 후의 입도분포