모든 표면에 존재하는 도장 코팅 분체도장이란

1.분체도장이 사용되는 곳

 

분체 도장은 다양한 분야에서 사용되며, 고온의 온도에서 경화반응이 필요함으로 주로 금속 제품에 적용됩니다. 그 사용 분야는 다음과 같습니다
(1)금속 가구: 책상, 의자, 진열 선반, 서가, 로커, 업무용 승합차, 침대 등.
(2)전기 기기: 분전반, 배전반, 라디에이터, 주상 변압기, 전력 총, 발전기, 모터, 가스 급탕기 등.
(3)건설 산업 기계: 파워 쇼벨, 지게차, FA기기, 공작 기계, 포장기, 탱크, 농업 기계 등.
(4)기계·기구: 의료 용품, 현상기, 정밀 기기, IT기기, 사무기 가전 제품 등.
또한 분체 도장은 열가소성 분체도료를 사용하여 파이프나 벨브 등에 적용되며 후도막(두꺼운 도막) 형성이 필요한 곳에도 사용됩니다. 이 외에도 두꺼운 파이프나 철근(rebar)을 도장하는데 사용되며 예열로 180℃ 또는 그 이상으로 가열하여 도장 후 후가열(post curing) 없이 마무리하는 도장 방법에 주로 사용됩니다.

 

분체 스프레이 도장

2.분체도료의 구성성분

분체도료는 합성수지 도료의 일종으로, 액상도료에서 용제를 제거한 구성과 유사합니다. 분체도료를 이루는 주요 구성요소는 다음과 같습니다
(1)안료 (Pigment): 안료는 무기안료와 유기안료로 구분합니다. 무기안료는 견고성, 내후성, 내열성, 내용제성, 경제성이 우수한 장점이 있으나 선영성, 착색력이 떨어지는 단점이 있습니다. 유기안료는 선영성, 착색력, 내약품성이 우수하나, 가격이 비싸 경제성이 떨어지고, 내용제성, 내광성(내후성)이 좋지 않은 단점이 있습니다.
(2)체질 (Filler): 체질의 원래 목적은 배합의 남은 공간을 채워주는 것입니다. 체질의 종류에 따라서 분체도료의 특성에 영향을 줄 수 있어서 분체도료의 특성을 보완 또는 개선하는데 사용되기도 합니다. 주로 사용하는 체질로는 황산바륨, 탄산칼슘 등이 있습니다.
(3)수지 (Resin): 분체도료의 물성이나 도장 성능을 결정하는 중요한 요소가 바로 수지입니다. 분체도료에서 주로 사용되는 수지로는 에폭시 (Epoxy), 폴리에스터 (Polyester), 아크릴 (Acrylic) 등이 있습니다.
(4)경화제: 경화제는 수지와 결합하여 단단한 필름 도막을 형성하는 역할을 합니다. 일반적인 경화제의 요건은 상온에서 고체 상태로 있어야 하며, 용융분산시 타원료와 반응이 없어야 함 등입니다. 많이 사용되는 경화제로는 아민류, 안하이드라이드, 이소시아네이트 등이 있습니다.
(5)첨가제 (Additive): 분체도료의 특성을 보완하거나 부여하기 위해서 각종 첨가제가 사용되고 있습니다. 목적에 따라서 흐름성 개선, 발포방지제, 대전방지제, 자외선 흡수제, 난연성 부여, 유동성 첨가제 등이 있습니다.
각 구성요소들은 분체도료의 특정 성질과 기능을 결정하며, 그들 간의 상호 작용은 도막의 최종 성능에 큰 영향을 미칩니다.

 

3.분체도료 경화 방식

분체도료의 경화 과정은 두 가지 주요 단계로 이루어집니다
(1)용융 (Melting): 분체도료가 열을 받으면 액체 상태로 녹습니다. 이 단계에서는 분체도료가 유동하게 되어 수지와 경화제 간의 혼합이 일어납니다.
(2)화학적 결합 (Curing): 분체도료의 수지와 경화제가 화학적으로 결합하는 현상을 경화라고 합니다. 이 과정에서 분체도료는 단단한 필름 도막을 형성합니다.
대부분의 분체도료는 소재 온도 기준으로 180 ~ 200℃의 온도에서 10분 정도 노출되면 완전경화가 이루어집니다³. 이러한 과정을 통해 분체도료는 견고하고 내구성이 뛰어난 도막을 형성하게 됩니다.

 

4.분체도료의 종류

분체도료는 주로 사용되는 수지의 종류에 따라 구분됩니다¹. 분체도료의 주요 종류는 다음과 같습니다:
(1)에폭시 분체도료 (Epoxy): 비스페놀A (BPA, Bisphenol-A), 비스페놀F (BPF, Bisphenol-F), Novolac수지 등을 주로 사용합니다. 고광택의 우수한 외관과 우수한 부착성, 유연성, 경도, 내용제성, 내화학성 등 뛰어난 물성을 가지고 있습니다.
(2)아크릴 분체도료 (Acrylic): 표면마감도장에 광범위하게 사용되며 옥외폭로에도 색상과 광택 유지율이 우수하며 내열성, 내알카리성이 우수합니다.
(3)폴리에스터 분체도료 (Polyester): 내후성이 우수하여 주로 건축 외장제에 적용됩니다. 경화제 타입에 따라서 TGIC (Triglycidylisocyanurate)타입과 TGIC-Free타입으로 구분합니다.
(4)하이브리드 분체도료 (Epoxy-Polyester Hybrid): 폴리에스터 수지와 에폭시 수지를 반응시켜 경화시키는 메커니즘으로 순수 에폭시 분체도료보다 열에 의한 Yellowing현상이나 내후성 (내자외선)이 개선된 도료입니다.
이 외에도 아크릴 하이브리드나 폴리우레탄 분체도료 등 여러 수지와 경화제를 조합한 분체도료가 있습니다.

5.분체도료의 도장방법

 

분체도료 도장 방법은 주로 다음과 같습니다
(1)정전 스프레이 도장법: 고전압 하에서 음(-)으로 대전된 분체를 접지된 피도물에 분사하여 전기적으로 부착 시킨 후 가열용해하여 도막화 시키는 방법입니다.
(2)유동 침적법: 다공판을 통해 공기를 불어 넣어 분체를 유동상태로하고, 그 속에 미리 가열한 피도물을 집어 넣어 분체를 부착시켜 용해시키는 방법입니다.
(3)정전 유동 침적법: 유동 침적법과 같은 방법이지만 예비가열 대신에 정전기를 이용하여 부착시키는 방법입니다.
각각의 방법은 도장의 특성과 필요에 따라 선택됩니다. 분체도료 도장은 일반적으로 쇼트/샌딩 작업을 통해 전처리된 물체에 적용되며, 도장 후에는 열처리 과정을 거쳐 완성됩니다.