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스크래치 쉴드의 개발과 자동차 도장

전문가 제언: ○ 자동차 차체의 도장은 전착도장, 중도, 상도(컬러 베이스, 클리어)의 4층으로 구성된다. 전체 도막의 두께는 불과 0.1㎜가 일반적이다. 스크래치 쉴드(scratch shield, 찰상보호)는 상도의 클리어 코트(투명 코트)로 분류된다. 클리어 코트는 자동차 차체 도장의 최 외부 층으로 다양한 부하를 직접 막아내야만 하는 중대하고 과혹한 임무를 담당하고 있다.

○ 이 기고는 NISSAN 자동차가 자동차 시장에 투입한 스크래치 쉴드와 그 개발에 관하여 소개하였다. 도장의 흠으로 자동 세차기에 의한 찰상의 불만이 가장 큰 것으로 파악되었다. 탄성한계, 파단강도 등의 수치에 의해 다양한 흠의 형태를 고찰하였다.

○ 또한 관능기 증량이나 기능성수지 도입이 용이한 기본 도막 시스템으로는 2액 혼합형 아크릴우레탄 도장을 도입하였다. 이는 특수 고탄성수지를 고밀도로 배합시킴과 함께 경화제의 종류나 배합량 및 도막 분자량의 최적화를 시도하여 보다 치밀하고 균일한 도막구조를 개발하였다.

○ 자동세차기를 모의 실험한 결과, 일반 도막은 다수 미세한 찰상으로 인해 광택을 소실하였다. 도막의 복원 정도는 도막 표면의 표면 흠이 복원 전후로 약 25%가 줄어든 것을 확인하였다. 움푹 들어간 흠은 복원속도가 온도에 의존하며, 80℃에서는 수초, 40℃에서는 20시간, 20℃에서는 50시간 정도가 걸린다. 점탄성 파라미터에 의해 도막의 가교구조를 추정한 결과로는 개발 도막은 다른 일반 도막과 비교해서 동적 Tg을 크게 저하시키지 않으며 치밀하고 균일한 가교구조를 형성하였다.

○ 현재 국내 자동차 메이커들은 열 중합 2액 혼합형 아크릴 우레탄 도료 등을 신차에 적용하고 있다. 세계적으로 폴리우레탄계 자기수복 도료로 환경 친화적인 자동차 부품 등에 우레탄 아크릴레이트의 UV 경화나 열 경화, 하이브리드 시스템 등이 이용된다. 최근에는 자기 수복성이 우수한 폴리로택산 구조인 환동(slide-ring) 초분자 네트워크가 도료에 적용되고 있다. 이러한 노력의 대책으로 내찰상성과 복원력이 우수한 자기수복형 신소재의 개발이 필요하다.

저자: Takeshi NOMOTO
자료유형: 학술정보