KR930010192B1 - 도장방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

도장방법

제1도는 본 발명의 일실시예를 표시하는 전체 공정도.

제2도는 피도장물로서 자동차용 차체가 회전에 따른 자세변화의 상태를 표시하는 도.

제3도는, 제4도는 도료의 두께와 흘러내림과 도장면의 평활도와 회전과의 관계를 표시하는 그래프.

제5a도는 도장라인중 분사공정과 냉각공정을 표시하는 단면도.

제5b도는 도장라인중 셋팅공정을 표시하는 단면도.

제5c도는 도장라인중 열기부착공정을 표시하는 단면도.

제6도는 도료온도와 도착점도의 관계를 표시하는 특성도.

제7도는 알키드멜라민·하이솔리드 열경화형 도료(초기도착점도 : 0.6poise)를 사용한 도장의 완료후 시간의 경과와 도료 흘러내림 속도와의 관계를 표시하는 특성도.

제8도는 알키드멜라민·하이솔리드 열경화형 도료(초기도착점도 : 0.2poise)를 사용한 도장의 완료후 시간의 경과와 도료 흘러내림 속도와의 관계를 표시하는 특성도.

제9도는 알키드멜라민·하이솔리드 열경화형 도료(초기도착점도 : 0.6 및 0.2poise)를 사용한 도장의 완료후, 시간의 경과와 도착점도와의 관계를 표시하는 특성도.

제10도는 2액체 반응형도료(초기도착점도 : 0.6poise)를 사용한 도장의 완료후, 시간의 경과와 도료 흘러내림속도와의 관계를 표시하는 특성도.

제11도는 2액체 반응형도료(초기도착점도 : 0.2poise)를 사용한 도장의 완료후, 시간의 경과와 도료 흘러내림속도와의 관계를 표시한 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P1 : 도장공정 P2 : 냉각공정

P3 : 건조공정 W : 차체

l : 수평축 12 : 운반차

14 : 차륜 16 : 바닥면

18 : 피트 20 : 이송용체인

22 : 로드 24, 25 : 차체지지축

26 : 기어박스 32, 28 : 베벨기어

30 : 수직회전축 34 : 스프로켓휠

36 : 회전용체인 38 : 도장기

40 : 돔(dome) 42 : 냉기공급덕트(duct)

43 : 열교환기 44 : 바닥

본 발명은 도장방법에 관한 것이다.

피도장물, 예로 자동차 차체의 표면을 분사도장하는 경우, 피도장물에 부착된 먼지를 제거하는 준비공정과 피도장물에 도료를 분사 도포하는 공정과 도포된 도료를 건조시키는 건조공정을 가진다.

이 건조공정은 일반적으로 셋팅공정과 열공정의 2단계로 행하여지며, 셋팅공정은 열건조공정의 전에 이 열건조 공정보다도 낮은 온도, 예를 들면 상온 혹은 열견조라고도 호칭되는 바와 같이 40℃-60℃의 온도 상태에서 행하여진다(열건조 공정에서의 열건조온도는 통상 140℃전후).

그리고, 피도장물은 통상 운반차등의 운송 수단에 의하여 이송되어 가면서 상기한 준비공정, 도장공정 및 건조공정을 경유하므로, 피도장물의 자세는 각 공정에 있어 소정의 자세를 간직한대로 행하여지고 있다.

그런데, 도장면의 품질을 평가하는 하나의 기준으로서 평활도(평탄도)가 있으며, 이 평활도가 클수록 도장면의 요철의 정도가 작아서 양호한 도장면을 이룬다.

이 도장면의 평활도를 향상시키는데에는 칠의 두께, 즉 도포된 도료의 칠두께를 크게하면 좋다는 것은 이미 알려져 있다.

한편, 도장면의 품질을 저해하는 것으로서 도료의 흘러 내림이 있다.

이 흘러내림은 중력을 받음으로써 도포된 도료가 아래방향으로 유동하는 것에 의해 발생하며, 1회에 도포하는 도료의 칠두께가 클수록 흘러내림이 발생하기 쉽다.

이 흘러내림의 원인은 결국 중력의 영향이기 때문에 피도장물중 상하방향 즉 세로면에 있어 발생하기 쉽다.

예를 들어 피도장물로서 자동차의 차체를 생각한 경우, 수평면인 본넷이나 트렁크 리드에 있어서는 흘러내림이 발생하지 않는 반면 수직면인 흙받이에서는 흘러내림이 발생하기 쉽다.

따라서, 도료의 흘러내림이 그다지 문제가 되지 않는 피도장물의 수평방향 즉, 가로면은 도포하는 도료의 두께를 세로면보다도 크게하는 것이 가능하다.

또, 수평면에 대한 도료의 두께와 세로면에 대한 칠의 두께를 동일하게 하여도 수평면은 흘러내림에 이르지 않는 정도의 도료가 약간의 유동에 의하여 요철이 작게되며, 수직면에서의 평활도보다 양호한 평활도가 얻어지게 된다.

상술한 바와 같은 관점으로부터 종래에는 도료의 흘러내림을 방지하여 가면서 평활도가 큰 도장면을 얻기 위해 유동성이 적은(점성이 작은) 도료를 사용하여 도장을 행하도록 하고 있었다.

그리고, 세로면에 있어 도료의 흘러내림이 발생하는 이른바 흘러내림 한계는 종래의 열경화형 도료로는 칠의 두께로 40㎛정도가 최대인 것이었다.

보다 구체적으로 열경화형 도료의 흘러내림은 셋팅공정 초기와 열건조 공정초기, 특히 열건조 공정 초기에 발생하기 쉬우며, 이 시기에 흘러내림이 발생하지 않도록 도장공정에서의 도포하는 도료의 두께가 결정되며, 이 결정된 두께의 최대수치 즉, 하락한계치가 40㎛정도로 이룬다.

따라서, 한층 평활도가 큰 도장면을 얻고자 하면 종래의 도장방법으로는 예로 2회 칠등 도장공정으로부터 열건조 공정에 이를때까지의 일련의 공정을 여러번 반복하여 행할 필요가 있었다.

일본국 특개소 63-173871호 공보에는 전술한 분사에 의하여 도장을 행하는 경우 문제가 되는 흘러내림 한계라는 것을 극복하고 동일한 칠의 두께이면서 보다 평활도가 우수한 도장면이 얻어지도록 한 도장방법이 개시되고 있다.

즉, 도료를 분사에 의해 도포할 때의 칠의 두께를 흘러내림 한계 이상의 두께로 하는 한편 도포된 도료가 흘러내림이 발생하지 않을 때까지 경화하는 동안, 피도장물을 대략 수평축선 주위에 회전시키도록 한 도장방법을 개발하였다.

이 도장방법에 의하면, 피도장물의 회전에 의하여 도료에 작용하는 중력의 방향을 변경하여 흘러내림 발생을 방지하면서 도료의 커다란 유동성을 적극적으로 이용하고 동일한 칠의 두께이면서 보다 평활도가 우수한 도장면을 얻을 수 있다.

그러나, 이와 같은 도장방법을 채택할 때에 도료의 분사 공정으로부터 건조공정으로의 이송과정에서 흘러내림이 발생할 염려가 있다.

즉, 상기 공보에 기재한 도장방법으로는 칠의 두께를 크게하거나 혹은 도료에 용제등을 다량 함유하게 하여 도장 조건을 흘러내림 한계 이상의 칠 두께로 하는 것이므로 이와 같은 도장방법은 피도장물에 도료를 분사한 직후부터 도료의 흘러 내림이 발생할 염려가 있다.

따라서, 분사공정으로 이송에 소정시간이 필요하면, 이 이송과정에서의 흘러내림 발생을 억제할 필요가 있다.

이것에 대하여 흘러내림 한계 이상의 칠의 두께로 한다 하여도 적어도 상기 이송과정에서 흘러내림이 발생하지 않는 정도의 칠두께로 하거나, 혹은 도료에 함유되는 용제등을 적게하여 도료 그 자체의 유동성을 작게 하는 것등이 고려된다.

그러나, 이와 같은 방법을 채택할 때에는 도장조건에 일정한 제약이 가해지게 되며, 상기한 공보에 기재한 도장방법의 문제점인 흘러내림 한계를 극복한 의미가 희박해 진다.

그래서 본 발명의 목적은 도장조건에 제약을 가하지 않고 피도장물에 분사된 도료를 물리적으로 유동하지 않게하여 분사공정과 건조공정의 사이에서 흘러내림 발생을 억제하도록 한 도장방법을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 기술적 과제를 달성하도록 본 발명에서는 피도장물에 대한 도장의 도료를 분사하는 분사공정과 그 분사된 도료를 건조시키는 건조공정을 가지며, 상기 분사공정으로는 적어도 피도장물의 세로면에 도료가 흘러내릴 정도 이상이 두께로 도료가 분사되며, 상기한 건조 공정에서는 적어도 피도장물의 세로면에 도료의 흘러내림이 발생하기 전에 또한 도료의 흘러내림이 발생하지 않게될 때 까지의 동안, 상기한 피도장물은 대략 축선을 중심으로 회전되며, 그 피도장물의 회전은 그 회전속도가 중력에 의하여 도료의 흘러내림이 발생 시작하기 전의 수직상태로부터 적어도 수평상태로 변경되는 회전속도보다도 크게, 또한 회전에 기인한 원심력에 의하여 도료가 흘러내리기 시작하는 회전속도보다도 작은 범위로 설정되며, 분사 공정과 상기한 건조공정의 사이에는 분사된 도료를 냉각시키는 냉각공정이 상기한 분사공정의 직후에 설치되 있는 구성으로 하고 있다.

이상의 구성에 의하여 피도장물에 도포된 도료에 대하여 작용하는 중력의 방향이 피도장물을 수평축선을 중심으로 회전시킴으로써 변경되기 때문에 도료는 흘러내림이 발생하지 않고 건조되게 된다.

이것은 1회마다 도포하는 도료의 칠두께를 종래보다도 훨씬 두텁게 하여 평활도가 종래 한계였던 수준을 훨씬 초과한 극히 양호한 도장면을 얻을 수 있다.

또, 도료를 종래와 동일한 칠두께로 한 경우에도 도료의 유동성을 이용하여 요철이 보다 작은 즉, 평활도가 보다 큰 우수한 도장면을 얻을 수 있다.

다시 동일 평활도, 예를들어 종래의 도장방법으로 얻을 수 있는 평활도와 동등한 평활도인 도장면을 얻기위해서는 보다 얇은 칠두께로도 가능하며, 그만큼 사용하는 도료의 량을 줄일 수가 있다.

여기에서 도료의 분사는 정전도장에 의한 분사로도 좋다.

또, 도료의 흘러내림은 도료를 분사상태로 방치한 때에 눈으로 보아 확인할 수 있는 정도의 도료의 이동을 말하며(도료가 경화되었을 때에 줄 모양으로 나타낸다.), 일반적으로 2mm 정도의 도료의 이동이 확인된 때에 흘러내림이 발생한 것으로 본다

따라서, 흘러내림 한계이상의 두께로 도료를 분산한다는 것은 그대로 방치하여두면 적어도 2mm 정도의 도료의 이동이 발생하는 두께로 하는 것이며, 사용하는 도료의 유동성이 클수록 흘러내림 한계이상의 두께는 작게된다.

이 흘러내림 한계이상의 두께로 도포하는 것은 1회의 분사로 실시해도 좋으며(1단계 분사), 2회 혹은 3회 이상의 분사에 의하여 도포하여 최종적으로 흘러내림 한계이상의 두께로 하여도 좋다(다단계 분사).

다시 피도장물의 축을 중심으로 한 회전은 중력의 작용에 의하여 도료에 커다란 이동이 발생하지 않도록 하면 좋으므로 도료가 흘러내리지 않을 정도의 유동상태가 될 때까지의 즉, 도료가 경화될 때 까지의 동안, 소정의 한방향으로 연속하여 혹은 단속하여 행하도록 하여도 좋으며, 또 정역회전을 연속하여 혹은 단속하여 행할 수도 있다.

피도장물의 회전각도 범위로서는 흘러내림 한계이상의 두께로 도료가 분사된 임의의 부분에 대하여 중력이 작용하는 방향이 반전되도록 하면 좋으며, 270°정도이면 충분하다.

그리고, 피도장물의 회전축선은 진정한 수평축선에 대하여 30°정도의 범위로 경사져 있어도 좋으며, 이 회전축선을 흔들 수도 있다.

또한, 상기 냉각공정에서 행하는 도료의 냉각은 적어도 피도장물에 도포된 도료의 점도를 상승시키는 정도의 것이면 좋다.

이것에 의하여 피도장물에 분산된 도료는 즉시 냉각되어서 그 도착점도가 상승되기 때문에 도료의 유동성이 저하된다.

따라서, 이 냉각에 의한 도료의 유동성 저하에 의하여 도료는 물리적으로 흘러내림이 곤란하게 되며, 분사공정으로부터 건조공정 사이에서 흘러내림 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 설명한다.

제1도는 피도장물로서 자동차용 차체를 도장하는 경우의 전체공정을 표시하고 있으며, 각 공정은(P1)-(P2)으로 표시하고 있다.

먼저 전착도장에 의하여 이미 알려진 바와 같이 바닥칠이 완료된 차체가 운반차에 실려가면서 도장공정(P1)으로 보내진다.

이 도장공정(P1)에서는 차체의 바깥 표면 전체에 원하는 색체의 도료가 분사에 의하여 도포된다.

이후 뒤에 설명하는 냉각공정(P2)을 경유한 후에 건조공정(P3)에서 셋팅 및 열건조에 의하여 도료가 충분하게 건조된다.

상기 도장공정(P1)에서 도포되는 도료의 두께는 흘러내림 한계이상의 두께로 된다.

그리고, 건조공정(P3)에서는 도료가 흘러내리지 않고 건조될때 까지의 예를 들어 제2도에 표시하는 바와 같이 차체(W)가 대략 수평축 주위에서 회전된다.

차체(W)같은 피도장물의 회전속도는 분사된 도료의 칠두께, 점도에 따라 변화하는데, 기본적으로는 다음과 같은 하한치와 상한치 사이의 범위에서 회전속도가 설정된다.

즉, 회전속도의 하한치는 도장표면의 도료가 중량에 의하여 이동하여 흘러내림을 발생하기 전에 철면을 적어도 수직 상태로부터 수평상태로 할 수 있는 바와 같은 회전속도중의 최소수치이다.

또, 상한치는 회전에 의하여 발생하는 원심력에 의하여 흘러내림이 발생하지 않는 회전속도중의 최대치이므로, 회전 선단위치에서의 회전속도가 380㎝/초 이하가 되게하는 것이 좋다.

또한, 피도장물을 수평축선을 중심으로 회전시킬 경우 그 회전축은 수평축선에 대하여 30°정도 경사져도 좋은데, 이 경사를 10° 이내로 하는 것이 바람직하다.

피도장물을 수평축선을 중심으로 회전시키는 기간은 적어도 건조공정에서 칠면에 흘러내림이 발생하기 전부터 흘러내림이 발생하지 않게될 정도로 경화될 동안이면 좋다.

물론 설비등의 관계로부터 건조공정 전체에 걸쳐서 피도장물을 회전시켜도 좋다.

또, 이 회전은 한방향의 연속회전, 정회전과 역회전을 교대로 행하는 정역회전, 더한층으로는 도중에 회전을 멈추는 간헐 회전의 어떤 것이라도 좋다.

[자동차 차체의 도장조건의 구체적인 예]

(1) 바닥칠의 도료

카티온 전착

열건조 : 170℃×30분

칠두께 : 20±2㎛

(2) 상면칠

(I) 통상점도 0.6poise의 경우

a. 도료 : 알키드멜라민. 하이솔리드 열경화형도료(주요수지분 평균분자량 : 2800 : 색상 : 검정)

b. 도료점도 : (도착점도) : 0.6poise

c. 불휘발분 : 48중량%

d. 용제 : 톨루엔 : 25중량/솔베소 100 : 25중량부/솔베소 150 : 50중량부

e. 흘러내림방지제 : 가교아크릴수지분말 : 불휘발분에 대하여 3중량%

f. 도장코오터 : 미니베벨기어(베벨기어 지름 60mm : 일본랜스바아그제)

미니베벨기어회전수 : 16000rpm

세이핑압력 3kg/㎠

전압 : -90KV

건(gun)거리 : 30Cm

2회분사의 경우는 간격 5분

g. 분사상태 : 온도 20℃±2℃

도장실풍속 : 0.3±0.1초(밀고 당기는 하향흐름)

h. 셋팅조건 : 셋팅개시온도 20℃±2℃/셋팅시간 7분간

i. 열건조조건 : 온도 140℃/시간 25분간

습온속도 : 8분(120℃→140℃)

j. 회전조건

피도장물의 중심축으로부터 75Cm의 거리 떨어진 수펑축을 중심으로 하여 피도장물의 양단면이 평행으로 이루도록 회전시켰다.

회전속도는 6rpm이다.

(II) 낮은점도 0.2poise의 경우

a. 도료 : 상기(I)의 동일

b. 도료점도(도착점도) : 0.2poise

c. 불휘발분 : 35중량%

d. 용제 : 톨루엔 : 35중량부/솔베소 100 : 25중량부/솔베소 150 : 50중량부

다른것의 e-j는 상기 (I)의 0.6poise의 경우와 동일

[2액체 반응형 도료]

중간칠과 상면칠이 동일한 도료로 되고 있다.

a. 도료 : 폴리에스텔 우레탄 도료 백색(일본 비이케이칼(주)제 상품명 P-263)

주요수지 : 폴리에스텔 폴리오올 백색

경화제 : 헥서 메티렌 디 이소시어네이트

혼합비율(중량비율) : 주요수지 4에 대하여 경화제 1의 비율

b. 도장기 : 압송식 에어스프레이 건(이와다 도소오기(주)제, 상품명 와이더 W71)

c. 도착점도 : 0.6poise 및 0.2poise

d. 도료토출량 : 350cc/분

e. 무화공기압 : 4.0kg/㎠

f. 분사거리 : 30Cm

g. 2회칠의 경우는 간격 5분

h. 건조조건 : 셋팅 7분(실온) 90℃×25분(승온속도 5분(20℃→90℃))

i. 회전속도 : 열경화형 도료의 경우와 동일

[열경화형 도료]

(1) 중간칠

a. 도료 : 열경화 오일 프리 폴리에스테르 도료(회색)

b. 도착점도 : 0.6poise 및 0.2poise

c. 도장기 : 미니베벨기어(베벨기어 지름 60mm)

회전수 22000rpm

전압-90KV

세이핑 에어압력 3.0kg/㎠

긴거리 30Cm

d. 건조조건 : 셋팅 7분(실내온)후, 140℃×25분

(2) 상면칠

a. 도료 : 열경화 아크릴 멜라민 도료(흙색)

b. 도착점도 : 0.6poise 및 0.2poise

c. 불휘발분 : 42중량%(0.6poise), 33중량%(0.2poise)

d. 용제 :

① 0.6poise의 경우

톨루엔 50중량%/솔베소 100 50중량%

② 0.2poise의 경우

톨루엔 55중량%/솔베소 100 45중량%

e. 흘러내림방지제 :

가교아크릴수지분말(불휘발분에 대하여 6중량%)

기타 도장기등의 도장조건은 상기한 알키드멜라민. 하이솔리드 열경화형 도료와 동일.

[자동차 차체에 바람직한 도료]

여기에서 자동차 체차(W)의 도장에 사용되는 도료로서는 아래의 제1표에 표시하는 바와 같이 도료수지의 수평균 분자량 2000-20000의 범위의 것이 바람직하다. 자동차의 도료로서 수평균 분자량을 2000-20000의 범위로 하는 것이 바람직한 이유는 2000미만의 것은 전자선이나 자외선으로 경화하는 도료가 해당하며, 이 도료는 가교밀도가 높고 무르기 때문에 내구성이 없으며(2-3년), 자동차용 바깥판용으로서는 별로 바람직하지 않다.

또, 20000을 넘는 경우는 점도가 높게 되기 때문에 용제를 다량으로 필요로 하여 용제를 많이 배출하므로 바람직하지 않으며, 다시 수평 분자량이 20000을 넘는 라텍스 폴리머에 대하여는 분사한 직후에 점도가 높게 이루기 때문에 평활성을 올리는 것이 곤란하게 되어 바람직하지 않다.

[표 1]

[칠두께와 흘러내림 한계와 평활도와 수평회전과의 관계]

제3도는 열경화형 도료를 예로하여 칠두께가 흘러내림 한계에 부여하는 영향에 대하여 표시하는 것이다.

이 제3도에서는 칠두께로서 40㎛, 53㎛, 65㎛의 3종류의 경우를 표시하고 있다.

이 어떤것의 두께의 경우도 셋팅 공정 초기와 열건조 공정초기와의 양편의 시기에 흘러내림의 피이크가 발생하는 것이 이해된다.

또, 흘러내림 한계는 통상 1분간에 1-2mm의 흘러내림을 발생할 때의 수치를 말하는 바(눈으로 보아 2mm/분 이상의 흘러내림을 발생하면 도장면이 불량하게 된다.), 이 흘러내림 한계이상의 범위로 얻어지는 최대의 칠두께는 종래의 도료에서 40㎛정도이다.

한편, 제4도는 차체(W)를 수평 방향으로 회전시킬 때에 그렇지 않을 때의 평활도에 미치는 영향을 표시하고 있다.

그 제4a도는 차체(W)를 회전시키지 않는 상태를 표시하고 있다(종래의 도장방법).

제4b도는 차체(W)를 90°회전시킨 후 역전시킬 경우를 표시하고 있다(제2a도와 c도의 사이에서 정역회전).

제4c도는 차체(W)를 135°회전시킨 후 역전시키는 경우를 표시하고 있다(제2a도와 c도의 사이에서 정역회전).

제4d도는 차체(W)를 180°회전시킨 후 역전시키는 경우를 표시하고 있다(제2a도와 c도와 사이에서 정역회전).

제4e도는 차체(W)를 연속하여 동일 방향으로 회전시키는 경우를 표시하고 있다(제2a, b, c …i도의 순서의 자세를 취하며, 다시 (a)로 되돌아간다).

이 제4도로부터 분명해진 것같이 동일한 칠의 두께이면 차체(W)를 회전시킨편이(제4b,c,d,e도) 회전시키지 않는 경우(제4a도)보다도 평활도가 높은 것이 얻어진다.

또, 동일한 회전에서도 360°동일 방향으로 회전시킴이 평활도를 높이는 점에서는 바람직한 것이 이해된다.

물론 차체(W)의 회전이 없는 경우는 칠의 두께에 한계를 초래하기 때문에 평활도를 크게하는 데에는 한계가 있다.

그와 관련하여 칠의 두께를 65㎛로 하여 차체(W)를 360°회전시키는 경우에 얻어지는 평활도는 사상선영도 I, G로「87」(PGD 수치로 1.0의 하한치)이다.

또, 칠의 두께를 40㎛로 한 경우에는 차체(W)의 회전이 없는 경우는 I, G로 「58」(PGD 수치로 0.7의 하한치)인 것에 대해 차체(W)를 360°회전시킨 경우는 I, G로「68」(PGD 수치로 0.8의 하한치)이다.

또한, 이미 알려진 바와 같이 사상선영도에 있어서의 IIG(이미지 그로스)는 거울면(흙색유리)를 100으로 하며, 그것에 대한 선영도의 비율을 표시하는 것이며, PGD는 반사영상의 식별도를 1.0으로부터 저하하는데 따라서 도장면의 평활도가 저하되는 수치이다.

제3도, 제4도에 표시한 데이터의 시험조건은 다음과 같은 바, 이 시험조건은 P2로 상면칠을 행하는 경우의 조건을 표시하고 있다.

a. 도료 : 멜라민 알키드(흙색)

점도 : 포오드컵(Ford cup) #4로 22초/20℃

b. 칠막기 : 미니베벨기어(16.000rpm)

세이핑에어…2.2kg/Cm

c. 토출량 : 2회로 분할한 분사로

제1회째…100cc/min

제2회째…150-200cc/min

d. 셋팅시간 : 10분×상온

e. 열건조조건 : 140℃×25분

f. 바닥평활도 : 0.6(PGD 수치) (중간칠 PE 테이프위)

g. 회전 또는 반전작동영역 : 셋팅(10분)-열기부착(10분)

h. 피도장물 : 한변 30Cm의 각 모양통체의 측면에 도장, 중심에서 회전 가능하게 지지.

i. 피도장물의 회전속고 : 6rpm, 30rpm, 60rpm의 3종류로 행하였던 바 회전속도의 상위에 의한 차이는 사실상 발생하지 않았다.

[도장라인]

제5a도는 피도장물인 차체(W)에 분사하는 도장을 행하는 도장공정(P1) 및 그 직후에 계속하는 냉각공정(P2)을 표시한다.

제5a도에 있어 (12)는 차체(W)를 도장라인에 따라서 이송하는 운반차인 것으로 운반차(12)는 그 밑부분에 설치된 바퀴(14)에 의하여 바닥(16)의 위를 주행하는 것이다.

바닥면(16)의 아래방향에 설치된 피트(18)의 내부에는 적당한 구동수단에 의하여 구동되는 이송용 체인(20)에 고정 지지된 로드(22)에 걸어맞추는 것에 의하여 운반차(12)는 이송된다.

운반차(12)는 수평방향으로 뻗은 전후 한쌍의 차체 지지축(24), (25)이 있다.

앞부분 차체지지축(24)의 전단부에는 기어박스(26)의 내부에 수납된 베벨기어 (28)가 고정되고 있으며, 이 베벨기어(28)는 차체(W)의 앞부분에서 회전이 자유롭게 지지된 수직회전축(30)이 상단부에 고정된 베벨기어(32)와 맞물리고 있다.

또, 수직회전축(30)의 하단부에는 스프라켓휠(34)에 고정되며, 이 스프라켓휠 (34)은 피트(18) 내부에 설치된 회전용 체인(36)과 걸어맞춰 있으며, 수직회전축 (30)은 회전용 체인(36)의 구동에 수반하여 회전하는 동시에, 베벨기어(28),(38)에 의해 앞부분 차체 지지축(24) 나아가서는 차체(W)를 회전시킨다.

도장공정(P1)에 있어서는 운반차(12)에 실려서 도장공정(P1)을 통과하는 차체(W)의 윗방향 및 좌우측 방향의 특정위치에서 차체(W)에 대하여 윗칠도료를 분사하는 도장기(미니베벨기어)(28),(38)가 설치되고 있다.

도시하고 있지 않는 바닥칠 도장공정으로 알려진 전착 도장에 의하여 바닥칠 도장이 실시된 차체(W)는 먼지를 에어블로우등의 청소수단으로 제거한 후 운반차(12)에 의하여 도장공정(P1)으로 이송되며, 이 도장공정(P1)에서 차체(W)의 이동에 따라서 앞쪽으로부터 차례로 뒷쪽까지 도료가 도장기(38)로부터 2-3분간 분사된다.

도장공정(P1)에서 차체출구부에 인접하여 냉각공정(P2)이 설치되고 있으며, 이 냉각공정(P2)은 앞뒤로 열리는 냉각용돔(40)을 구비하고 있다.

냉각용돔(40)은 그 상부에 냉기공급덕트(duct)(42)가 설치되며 이 냉각공급 덕트(42)에는 아래방향을 향해 열린 냉기취출구(42a)가 다수 설치되고 있다.

상기한 냉기공급덕트(42)에는 열교환기(43)에서 냉각된 공기가 송풍기(44)에 의하여 강제적으로 공급되며, 냉기는 덕트(42)를 통하여 냉기 취출구(42a)로부터 돔(40)내로 토출된다.

이것에 의하여 도장공정(P1)을 빠져나온 차체(W)는 앞쪽으로부터 냉각용 돔(40)내로 이송되며, 차체(W)의 표면에 도포된 도료는 냉기 취출구(42a)로부터 방출되는 냉기에 의하여 냉각되어서 그 점도가 상승한다.

그와 관련하여 제6도는 알키드멜라민. 하이솔리드 열경화형 도료에 있어서의 도료온도(단위 : ℃)와 도료점도(poise)와의 관계를 표시한다.

이 제6도에 표시되는 바와 같이 상온인 20℃의 온도에서는 도료점도가 약 0.6poise인 것에 대하여 5℃의 온도에서는 도료점도가 약 2poise로 상승하고 있다.

따라서, 냉각공정(P2)에서 차체(W)에 분사하는 냉기의 온도는 한정된 것은 아니지만 5℃정도가 바람직한 것으로 이해할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 바람직한 예로서 뒷쪽으로의 도료의 도포가 완료하며, 차체(W)가 도장공정(P1)로부터 벗어난 단계, 말하자면 차체(W)가 전체적으로 냉기용 덕트(42)로 거의 이송된 단계에서 차체(W)는 차체지지축(24),(25)에 의하여 대략 수평축을 중심으로 회전된다.

이 차체(W)의 회전은 차체(W)의 균일냉각을 위하여 행하는 것이며 이것에 의하여 차체(W)는 그 표면에 도포된 도료가 균일하게 냉각되며 도료의 점도는 균일하게 상승하게 된다.

이상과 같이 차체(W)는 도장공정(P1)에서 도장된 직후에 냉각공정(P2)로 이송되며, 도료는 냉각공정(P2)에서 냉각되어서 점도가 상승하므로 도장직후의 도료의 흘러내림이 확실하게 방지된다.

제5b도는 열기건조공정(P3)중 차체(W)에 도포된 도료로부터 용제를 휘발시키는 셋팅공정을 표시한다.

이 셋팅공정에서는 냉각공정(P2)으로부터 이송되어온 차체(W)를 전술한 바와 같이 상온하에서 수평축을 중심으로 회전시키면서 차체(W) 표면의 도료를 약 7분간에 걸쳐서 건조시킨다.

또한, 상기의 셋팅공정에 있어서는 상온으로 용제를 휘발시키는 경우를 표시하므로 이 대신 도장면을 가열하면서 용제를 휘발시켜도 좋다.

제5c도는 셋팅공정후에 행하여지는 열건조공정(P3)을 표시한다.

이 열건조공정(P3)은 적당한 가열장치가 갖춰진 터널형상의 건조로(44)를 구비하고 있으며, 셋팅공정으로부터 이송되어온 차체(W)의 도장면을 예를 들어 140℃의 온도 상태하에서 열건조시킨다.

이 열건조 구역에서는 도료가 이미 경화되고 있어서 차체(W)의 회전은 불필요하므로 도장면의 균일 가열이라는 관점에서 차체(W)를 수평축을 중심으로 회전시키면서 열건조를 행하여도 좋다.

제7도는 상기 제3도에 대응하여 도료로서 알키드멜라민·하이솔리드 열경화형 도료를 사용하며, 그 초기도착점도가 0.6poise로 조정된 것을 도장면의 칠두께가 65㎛, 53㎛, 40㎛가 되도록 윗칠을 한후 냉각공정(P2), 셋팅공정 및 열기건조공정(P3)을 행하는 각 경우에서의 시간의 경과(단위 : min)와 도료의 흘러내림 속도(mn/min)와의 관계를 표시하는 것이다.

이들 제3도 및 제7도로부터 명백한 바와 같이 윗칠 직후에 도장면을 냉각시키지 않을 경우(제3도에 표시하는 경우)에는 도장완료후 머지 않아 예를 들면 도장완료 2-3분후에 흘러내림속도가 상승하므로 도장직후에 도장면을 냉각시키는 경우(제7도에 표시하는 경우)에는 도료의 점도가 상승하고 있기 때문에 도장완료후 잠시 예를들어 도장완료 3-4분후에도 도료 흘러내림속도는 지나치게 크지 않다.

즉, 냉각공정(P2)을 거침으로서 도료의 흘러내림이 발생하는 시기를 늦추는 것이 가능하게 된다.

또, 도료 흘러내림 한계라는 것은 건조공정에서 도료가 부착된 위치에서 1-2mm 이동하므로써 건조후의 칠표면에 눈으로 보아 그 도료의 이동의 흔적이 인정되는 칠두께의 한계를 말하며, 도료흘러내림량이 2mm 이상인 경우에는 일반적으로 도료 불량이라고 칭하고 있다.

따라서, 제7도에 표시되는 바와 같이 칠두께가 40㎛인 경우에는 도장뒤 7분후에, 칠두께가 53㎛일 경우에는 도장 뒤 5.6분후에 칠두께가 65㎛일 경우에는 도장 뒤 4.5분후에 각각 도료 흘러내림 한계를 초과하므로서 그 시간까지 수평축을 중심으로 회전을 시키는 셋팅을 행하면 도료의 흘러내림을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

동일하게 알키드멜라민·하이솔리드 열경화형 도료에 관하여 그 초기도착점도가 0.2poise로 된 것에 관한 데이터를 제8도에 표시하고 있다.

또, 제9도에는 이들 도료의 도착점도의 변화에 관한 데이터를 표시한 것이다.

그와 관련하여 폴리에스텔멜라민, 아크릴멜라민형 도료에 대하여도 동일한 결과가 얻어졌다.

또, 2액체반응형 도료에 관하여 상술한 경우와 동일하게 초기도착점도가 0.6poise의 경우(제10도)와 0.0poise의 경우(제11도)와에서 구체적으로 실험한 결과, 다같이 냉각공정(P2)을 설치하는 것에 의한 효과, 즉 도료의 흘러내림이 발생하는 시기를 늦추는 것이 가능한 것을 확인하였다.

아래 제2표는 하이솔리드계열의 상면칠 도료를 차체(W)의 본넷 및 문짝에 대하여 칠두께가 50-55㎛ 및 62-68㎛가 되도록 도포한 도장면을 종래와 같이 도장직후에 냉각시키지 않는 경우와 도장직후에 냉각시킨 경우의 각각에 있어 I,G 수치(선영수치)와 PGD 수치(선영도)와를 비교한 것이다.

이 제2표로부터 알 수 있는 바와 같이 I, G 수치와 PGD 수치는 냉각 공정을 부가한 경우와 부가하지 않았던 경우와의 사이에 있어 거의 차가 인정되지 않는다.

따라서, 피도장물에 도포된 직후의 윗칠 도료를 냉각시켜도 도장면의 마무리는 전혀 영향을 받지 않는 것을 알 수가 있다.

또한, 각종 도료에 관하여 초기도착점도를 변경하여 그 마무리 결과를 조사한 결과를 제3표에 표시한다.

[표 2]

[표 3]

마무리 결과

제1도에 있어 가상선으로 표시하는 공정(P2')은 제2실시예를 표시하는 것이다.

즉, 본 실시예에서는 냉각공정(P2)의 다음에 운반차(12)를 교환하는 공정(P2')이 부가되며, 이 운반차 교환공정(P2')에서 차체(W)는 회전열건조공정(P3) 전용의 운반차로 옮겨 실어진다.

이 공정(P2')의 부가에 의하여 운반차(12)에 부착된 도료가 회전 열건조공정(P3)에서 비산되며, 이 비산된 도료가 차체(W)의 도장면에 부착되는 사고를 회피하는 것이 가능하게 된다.

물론 이 운반차 교환공정(P2')는 냉각공정(P2)의 다음에 행하여 지게 되어 있기 때문에 차체(W)의 도료를 냉각시키는 것에 의한 효과 즉, 도료의 흘러내림이 발생하는 시기가 늦춰지고 있는 것을 바탕으로 부가할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 피도장물(W)에 대하여 도료를 분사하여 도장하는 분사공정(P1)과, 그 분사된 도료를 건조시키는 건조공정(P3)을 가지며, 상기 분사공정(P1)에서는 피도장물(W)의 세로면에 도료의 흘러내림이 발생하는 이상의 두께로 도료가 분사되며, 상기 건조공정(P3)에서는 피도장물(W)이 세로면에서 도료의 흘러내림이 발생하기전에 또한, 도료가 흘러내리지 않게될 때 까지의 사이동안 상기한 피도장물(W)가 수평축 l선을 중심으로 회전되며, 그 피도장물(W)의 회전은 그 회전속도가 중력에 의하여 도료가 흘러내리기 전에 수직상태에서 수평상태로 변경되는 회전속도보다도 빠르게, 또한 회전에 따른 원심력에 의하여 도료가 흘러내리기 시작되는 회전속도 보다도 느리도록 설정하여서된 공지의 도장방법에 있어서, 상기한 분사공정(P1)과 열건조공정(P3)의 사이에 상기한 분사공정(P1)에 의해 분사된 도료를 냉각공기를 사용해 냉각시키는 냉각공정(P2)을 가지며, 이 냉각공정(P2)은 분사공정(P1)의 직후 도료가 흘러내리기전에 즉시 냉각을 행하도록 연속 설치되고 있는 것을 특징으로 하는 도장방법.

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