[도장 전처리]분체도장에 사용되는 전처리는?


분체도장뿐 아니라 액체도장이나 모든 코팅에서 가장 중요한 요소 중에 하나가 바로 전처리입니다.

전처리는 영어로 Surface pretreatment 또는 Surface preparation 등으로 주로 표현합니다.

도장 전처리는 크게 두가지 측면에서 접근할 수 있습니다.

1. 표면세척(cleaning)

도장전처리의 대표적인 국제표준인 ISO8501 Preparation of steel substrates before application of paints and related products - Visual assessment of surface cleanliness을 보면 제목에서 'surface cleanliness'라는 용어가 나옵니다.
그만큼 전처리에서 중요한 요소라고 할 수 있고, 대부분의 전처리 방법이 표면의 청결한 상태를 만들기 위한 방법입니다.

2. 부착력 증대

도장전처리에서 중요한 클리닝을 통해서 또는 클리닝 이후 공정으로 들어가는 전처리는 주로 도막과 소재의 부착력을 증대해주기 위한 공정이 들어갑니다. 부착력을 증대해주는 방법은 블라스팅(blasting)이나 피막처리와 같은 방법 등으로 물리적, 화학적으로 표면적을 늘리는 방법으로 피도물과 도막의 결합력을 얻는 방식도 있습니다.

전처리가 도장품질의 약 60 ~ 80 %를 결정합니다.


컨베이어 타입의 Spray식 전처리 라인
컨베이어 타입의 Spray식 전처리 라인


그럼 분체도장에서 주로 많이 사용되는 전처리 방법에 대해서 살펴보겠습니다.


1.쇼트/그리트 블라스팅(shot/grit blasting)

Abrasive blasting이란 말이 더 적합하고 광범위한 의미의 말이지만, 현장에서는 샌드블라스팅(sand blasting), 쇼트블라스팅이란 말도 많이 쓰이고 있습니다.
쇼트나 그리트는 블라스팅에 사용되는 미디어(media)의 형태를 나타내는 용어입니다.
Shot는 Shot ball이라고도 많이 부르는데 구형의 모양이고, 그리트는 뽀쪽뽀쪽한 모양입니다.

샌드블라스팅은 모래를 사용해서 샌드블라스팅이라고 합니다.

블라스팅은 오랫동안 사용되고 있는 효과 좋은 전처리 방법입니다.
미디어 입자들을 공기압이나 원심력 등을 이용해서 소재 표면과 충돌시켜서 소재 표면에 있는 녹이나 이물질 등을 제거하는 동시에 충돌로 인해서 표면에 프로파일(profile)이 형성되어 표면적이 증가되고 그로 인해 부착력에 좋은 영향을 주게 됩니다.

2. 탈지(degrease)

분체도장뿐만 아니라 액체도장에서도 피도물이 처해지는 환경에 따라서 특별한 전처리 없이 표면에 기름 등의 이물질만 제거하고 도장하는 경우가 많습니다.

보통 금속이 가공과장을 거칠 때 가공유나 윤활유 등이 사용되기 때문에 대부분의 금속이 도장 작업 전에 기름에 오염되어 있습니다.

이런 기름은 소재표면과 도막 사이에서 부착을 저하시키거나, 크레터링 등의 불량을 발생시키는 원인이 됩니다.

탈지는 비누와 같은 알카리탈지와 산탈지, 신나(thinner)탈지 등이 있습니다.

신나는 액체페인트를 물게 만들 때 사용해서 thin이란 단어를 사용해서 나온 것입니다. 'solvent'라는 표현이 더 정확한 표면이라고 할 수 있습니다.

3. 화성피막(conversion coatings)

화성피막은 소재표면을 도금한다고 생각하면 쉽습니다. 소재표면을 화학적으로 다른 금속과 결합시켜서 도장 부착력과 내식성을 향상시키는 방법입니다.

화성피막은 크게 인산염(Phsphate)와 크로메이트(Chromate)로 구분되는데, 인산염 화성피막은 주로 철소재에 사용되고, 크로메이트는 알루미늄 소재에 사용됩니다.

하지만, 최근에는 지르코윰(Zirconium)이나 논크롬(non-chrome) 등의 다양한 피막제가 나오고 있으며, 이러한 다양한 피막제는 환경오염을 줄이는 방향과 부착성, 내식성을 향상시키는 방향으로 개발되고 있습니다.

4. 산처리(Acid cleaning)

피클링(pickling)이라고 부르는 산처리는 강한 산성 용액을 이용해서 표면의 녹이나 밀스케일(mill scale) 등을 제거하는 방법입니다.


위에 전처리 방법은 단독 또는 복합적으로 사용이 되고 있습니다.

자동차 휠 도장에서 사용되는 전처리를 예를 들면, 대락적으로
블라스팅 -> 탈지 -> 수세 -> 피막 -> 수세 -> 순수세
의 전처리 과정을 거칩니다.

또한 전처리 방법은 환경규제나 피도물 소재, 전처리 효율 등에 따라서 다양하게 적용되고, 다양하게 발전하고 있습니다.

다음 포스팅에서는 각 전처리 방법에 대해서 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.