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자동차 선도장 강판용 베이스코트의 유변학적 특성 및 롤코팅 동적 거동
Rheological Properties and Roll Coating Dynamics of Basecoats for Precoated Automotive Metal Sheets 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.16 no.1, 2015년, pp.15 - 21  

이동근 (고려대학교 화공생명공학과) ,  황지원 (고려대학교 화공생명공학과) ,  김경남 (PPG 코리아) ,  노승만 (한국화학연구원 그린정밀화학연구센터) ,  정현욱 (고려대학교 화공생명공학과)

초록
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본 연구에서는 자동차 선도장 강판용 베이스코트 도료들의 유변물성 및 롤코팅 공정에서의 유동 특성을 고찰하였다. 베이스코트 3종 색상 도료들의 상온 조건에서 전단 점도와 열경화 조건에서 탄성/점성 모듈러스의 변화를 회전형 유변물성 측정기를 통해 분석하였다. 이를 통해 작용기의 배합비율과 열경화 이전의 전단 점도 특성이 경화에 의한 도료 내 가교구조 형성에 큰 영향을 주었음을 확인하였다. 또한, 3-롤코팅 공정에서 베이스코트 도료들의 코팅 특성 및 유동 불안성정을 관찰하여 코팅 운전 영역을 설정하였다. 이러한 유변학적 접근법은 비뉴튼성 도료의 친환경적 선도장강판 코팅 기술 개발 및 최적의 안정한 조건 설정을 위해 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, rheological properties and flow dynamics in roll coating process of basecoat paints have been investigated for automotive precoated metal (PCM) sheet applications. Various rheological properties for basecoats with three colors (black, blue, and silver), such as shear viscosity data at...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 연구배경을 바탕으로 본 연구에서는 자동차선도장 강판용 3종의 베이스코트 도료들의 기본적인 유변물성을 측정하였고, 열경화에 따른 유변학적 물성 변화를 고찰하였다. 열경화에 따른 유변물성 측정을 위해 각 베이스코트들을 프로그램화된 온도 조건하에서 소진폭 진동 전단 테스트(small amplitude oscillatory shear, SAOS)로부터 탄성모듈러스를 측정하여 동일한 에너지를 가한 조건에서 경화 거동이 어떻게 달라지는지 파악하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
도료 코팅 공정에서 고려해야할 중요 요소는 무엇인가? 더불어 도료 코팅 공정에서 고려해야 할 중요한 요소는 코팅 이후 도료의 경화 거동을 유변 물성의 실시간 변화로 파악하는 것이다. 도료 코팅의 최종 단계에서 열건조에 의한 용매 증발 혹은 열/UV 경화를 통해 도료 내 주수지의 중합에 의한 치밀한 가교구조 형성이 이루어진다.
도료 코팅 및 경화 공정 이란 무엇인가? 도료 코팅(또는 도장) 및 경화 공정은 도료 제품 생산을 위한 최종 단계에 적용되는 것으로, 제품에 요구 되는 색상, 내부식성, 내충격성 등의 다양한 특성을 고려하여 도료 코팅액의 소재 및 관련 공정 조건이 결정되어야 한다. 다양한 도료 중에서도 자동차용 도료는 외부 환경에 큰 영향을 받기 때문에 자동차 외관에 코팅된 도료의 최적 물성 제어에 대한 연구가 집중되고 있다.
열건조기를 통해 건조 상태나 경화 상태를 파악하는 공정에서 우려되는 점은 무엇인가? 건조 상태나 경화 상태를 파악하기 위해서는 주로 열건조기를 통해 나온 제품을 별도의 테스트를 거쳐 해당 공정이 적절한지를 파악하게 된다. 하지만 가열 과정 중 목표 물성에 도달하기 위해 필요한 열량보다 더 큰 에너지를 가할 수도 있으므로, 경화 및 건조 과정 중에 실시간으로 도료의 유 변학적 물성 변화를 파악하면 최적화된 경화 공정 조건을 도출할 수 있다[12-14].
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참고문헌 (15)

  1. U. Poth, Automotive Coatings Formulation, Vincentz, Hannover (2008). 

  2. A. E. Matthews and G. M. Davies, Proc. IMechE Part B: J. Eng. Manufac., 211, 319 (1997). 

  3. S. J. Weinstein and K. J. Ruschak, Annu. Rev. Fluid Mech., 36, 29 (2004). 

  4. H. D. Hwang, J. I. Moon, Y. J. Lee, H. J. Kim, J. H. Hyun, S. M. Noh, C. Y. Kang, J. W. Lee, J. H. Nam, and J. M. Park, J. Adhesion Interface, 10, 155 (2009). 

  5. J. Y. Lee, M. S. Yi, H. C. Jeong, J. T. Kim, J. H. Nam, S. M. Noh, and H. W. Jung, J. Coating. Tech. Res., 11, 697 (2014). 

  6. J. H. Lee, S. K. Han, J. S. Lee, H. W. Jung, and J. C. Hyun, Korea-Aust. Rheol. J., 22, 75 (2010). 

  7. F. V. Lopez and M. Rosen, Latin Am. Appl. Res., 32, 247 (2002). 

  8. H. J. Streitberger and K. F. D.ssel, Automotive Paints and Coatings, 2nd Ed., Wiley-VCH, Weinheim (2008). 

  9. J. H. Kim, I. J. Lee, S. M. Noh, C. Y. Kang, J. H. Nam, and H. W. Jung, Polymer-Korea, 35, 574 (2011). 

  10. D. J. Coyle, C. W. Macosko, and L. E. Scriven, AIChE J., 36, 161 (1990). 

  11. S. K. Han, D. M. Shin, H. Y. Park, H. W. Jung, and J. C. Hyun, Eur. Phys. J. -Spec. Top., 166, 107 (2009). 

  12. J. W. Hwang, K. N. Kim, G. S. Lee, J. H. Nam, S. M. Noh, and H. W. Jung, Prog. Org. Coat., 76, 1666 (2013). 

  13. B.-S. Chiou and S. A. Khan, Macromolecules, 30, 7322 (1997). 

  14. G. P. Cao, W. J. Chen, and X. B. Liu, Polym. Degrad. Stabil., 93, 739 (2008). 

  15. I. J. Lee, S. Park, S. M. Noh, H. W. Jung, and J. M. Park, Prog. Org. Coat, 76, 917 (2013). 

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