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전착도장(Electro-deposition Coating)은 전착용 수용성 도료 용액 중에
피도물을 양극 또는 음극으로 하여 침적시키고, 피도물과 그 대극 사이에 직류 전류를 통하여 피도물
표면에 전기적으로 도막을 석출시키는 도장방법으로서, 전기영동도장·전영도장·ED도장이라고도 하며,
Electro Coating, Electro-phorectic Coating, Electrophoretic-deposition
Coating 등으로도 불리워진다. 전착도장은 전기도금과 같은 방식으로 여러가지 조건을 정확하게 유지하는 것으로 도장막이 대체적으로
일정하게 됩니다. |
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전착도장은 전착도료 용액 중에 양극 또는 음극으로 침적한 피도물과 그 대극 사이에 직류 전류를 통하면 다음과 같은 현상이 동시에 일어나면서 피도물 표면에 전기적으로 도료가 전착하게 된다. ① 전기분해(Electrolysis) ② 전기영동(Electro-Phoresis) ③ 전기석출(Electro-Deposition) ④ 전기침투(Electro-Osmosis) 즉, 도막 속에 남아있는 수분이 통전 중에 전기 침투에 의하여 도막을 뚫고 용액 속으로 방출하게
되며, 이로 인하여 전착 후 세팅이 필요 없게 된다. |
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도료를 콜로이드 입자로 수중에 분산시켜 피도물에 도착시키는 전착도장의 원리로부터 알 수 있는 바와 같이 전착도장은 종래의 도장 방법에 비해 다음과 같은 특성을 가지고 있다. |
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| ① | 도료 탱크로부터 끌어 올렸을 때 도막은 이미 지촉 건조의 상태까지 건조되어 있기 때문에 세팅 등의 필요가 없어 도장 공정의 단축 및 합리화가 이루어진다. | |
| ② | 도포량이 일정하기 때문에 도막의 흐름이나 흘러내림 등의 도막 결함이 없다. | |
| ③ | 휘발성 용제를 사용하지 않기 때문에 가열 등에 의한 용제 가스의 휘발이나 핀홀 현상이 없다. | |
| ④ | 피도물 표면의 요철이나 모서리 부분 등에 관계없이 일정한 도막 두께가 얻어진다. | |
| ⑤ | 상자 모양의 물건이나 탱크 모양의 물건이라도 내외부가 모두 동일하게 도장될 수 있을 뿐만 아니라 종래의 도장 방법으로는 곤란했던 철망이나 구조품 등도 도장이 가능하다. | |
| ⑥ | 도막 두께는 전압, 전류, 시간 등에 의해 정확한 조절이 가능하기 때문에 품질이 일정한 도장을 행할 수 있다. | |
| ⑦ | 도료의 도착 효율이 좋고(80~90%), 저점도 및 저농도의 도료를 사용하기 때문에 도료의 손실이 아주 적다 | |
| ⑧ | 수용성 도료이기 때문에 화재의 위험이 적으며, 불쾌한 냄새나 유기용제 등에 의한 중독의 위험성이 없기 때문에 위생적이다. | |
| ⑨ | 도장의 완전 자동화가 가능하며, 도장하기 전에 탈수, 건조나 세팅 등을 필요로 하지 않기 때문에 적은 공간으로도 도장이 가능하며, 생산성이 높고 도장공의 수(2~3인만 필요)도 감축할 수 있다. | |
| ⑩ | 균일부착성(Throwing Power성)이 우수하기 때문에 접합 부위 등이 있고 형상이 복잡하더라도 도장이 안되는 부분이 없어 완전 피복이 가능하다. | |
| ⑪ | UF장치(초여과장치)의 사용으로 도료의 회수가 가능하며 도료의 절약과 동시에 배수량도 최소한으로 줄일 수 있기 때문에 공해면에 있어서도 아주 우위에 있다. | |
| ⑫ | 도장이 안되는 부분이 없이 완전 피복이 가능하기 때문에 방청력이 대단히 우수하다. | |
| ⑬ | 종래의 도장 방법에 비하여 도료 손실이 적고 도면의 마무리 상태가 우수할 뿐 아니라 1회 도장으로도 마무리가 가능하다. | |
| ⑭ | 피도물 표면에 유지 등이 다소 부착되어 있더라도 도막의 결함이 없이 잘 부착된다. | |
| ⑮ | 도장 설비면이나 비용면에 있어서 자유도가 크다. |
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| ① | 비교적 많은 전력을 필요로 하며 설비비가 높고 관리가 어렵다. | |
| ② | 피도물이 도전성 물질이 아니면 도장이 곤란하다. | |
| ③ | 피도물에 전압이 걸리기 때문에 하전장치, 절연장치 등이 필요하며 콘베이어나 행거(Hanger) 등이 복잡하게 된다. | |
| ④ | 대형의 피도물일 경우에는 전극 단자의 부착이나 해체에 사람의 손이 필요하다. | |
| ⑤ | 용액의 관리나 도료의 보급 등에 어느 정도의 지식을 갖춘 전문 기술자의 관리가 필요하다. | |
| ⑥ | 금속에 대한 직접 도장에 한정되며 중복 도장이 불가능하다. | |
| ⑦ | 전착도료의 조성을 충분히 고려하지 않으면 안된다. | |
| ⑧ | 가열 온도가 높고 색의 교환이 곤란하다. | |
| ⑨ | 저장량이 크기 때문에 턴오버(Turnover)등의 관리에 주의를 요한다. | |
| ⑩ | 금속용출 등에 대한 공해 대책이 필요하다. |
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이상의 특성을 가진 전착도장은 도장 기술자의 경험이나 숙련 등에 상관없이 도장 조건을 설정함으로써 수치적으로 처리가 가능한 이점도 있다. |
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전착도장은 크게 나누어 전착하도 도장과 1회 마무리 도장이 있다. |
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하도(프라이머)의 기본적인 기능은 금속 피도면에 대한 소지보호와 중도 및 상도도장에 대한 밀착성과 마무리에 있는데, 이러한 하도로서의 기능을 발휘하기 위하여 현재 개발되어온 전착도장은 음이온형과 양이온형이 있다. 현재 시행되고 있는 전착도장은 대부분 양이온형 전착도장이며 이 두가지 전착도장에 관하여 소개하면 다음과 같다. 또한 음이온형과 양이온형 전착도장의 장치비교는 표 1-8과 같다. ① 양이온형 전착도장 ② 음이온형 전착도장 음이온형 전착도장의 특성은 다음과 같다. |
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1회 마무리 전착도장은 자동차 부품, 프레하브 철골 부품과 같은 농색 전착도장(주로 흑색),
전기기기, 자동차 호일 등의 담채색 전착도장, 알루미늄 샤시 도장과 같은 투명 전착도장으로 크게
나누어진다. ② 담채색 전착도장 ③ 투명 전착도장 |
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전착 공정형태로는 콘베어 시스템과 배치 시스템이 있는데, 이 두 시스템 사이에는 기본적으로
차이점이 있다. 배치 시스템의 경우에는 피도체가 호이스트 조작에 의해서 탱크 내로 투입되면서
도장되며, 이때 피도물을 탱크 속에 체류시킬 필요가 있다. 콘베이어 시스템은 콘베어에 균일한 부하가 걸리는 것이 가능하고 대량생산이 필요로 하는 곳에
추천된다.
● 카티온형의 도장조건 예
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| 도료의 조정법으로는 저중화 도료 공급법과 각막법이 있으며 각막법에서는 pH 자동관리나 극액의
전도도 관리를 합니다. 전착도장 장치로는 전착통, 도로 교반, 노과 장치, 온도조절장치, 도료공급장치, 전원-급전장치, 수세장치 이외에 한외 여과기가 필요합니다. 또한 대다수의 자동도장을 하기 위하여 트롤리 컨베이어 등의 반송 컨베이어와 열풍 등의 소부 건조로가 부속되어 있습니다. 전착통은 물품이 통내에 들어간 때에는 필요한 전극 간격이 확보되며 도료의 교반이 충분하게 실시할 수 있는 정도의 모양과 크기가 필요하나 도료량은 가급적 적게 하고 턴 오버를 짧게 하는 것이 좋습니다. 또한 밑부분에는 도료의 침전이 없게 고안하고 일반적으로 강판 용접 구조로 하며, 카티온형에서는 염화비닐이나 에폭시 등의 라이닝 도장을 하여 절연합니다. 교반은 통내 유속을 0.5m/sec 정도로 하고 표면 액류에서 1∼2m/sec으로 한다. 용해 불량으로 인한 트러블을 제거하기 위하여 라인 믹서를 사용한 자동공급을 실시합니다. 또한 통전 입조식이 일반적으로 액의 늘어뜨린 자국이나 주름살이 적습니다. 그리고 그 이외의 카티온형에서는 전극, 열교환기, 펌프, 노즐, 탱크, 필터 및 배관 등을 스테인레스 제품으로 하는 것이 많습니다. ● 아니온형 도장 설비의 예
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