도료노즐의 사이즈(구경)은 다음사항을 고려하여 결정하시면 됩니다.
① 도료의 점도
② 필요한 도료의 양
③ 최대 도료유량
도료노즐 구경 (지름, 인치) |
점도범위 |
예 |
0.022~0.028 |
매우 묽은 도료 |
아세톤 |
0.040~0.052 |
묽은 도료 |
물 |
0.059~0.070 |
중간 점도 도료 |
SAE No. 10 oil |
0.086~0.110 |
점도가 높은 도료 |
SAE No. 50 oil |
0.125~0.500 |
점도가 매우 높은 도료 |
바세린 |
고점도 도료는 유속이 느려 원하는 도료유속을 얻기 위해서는 노즐과 더 높은 도료압력이 요구되고, 반면 점도가 낮은 도료일수록 더 낮은 압력에서 더 쉽게 흐르므로 더 작은 직경의 노즐이 요구됩니다. 자동 도장 시스템이나 도장 로봇에 장착하여 사용하는 것으로 스프레이 건의 방아쇠를 니들밸브에 연결된 에어 피스톤 조작으로 변형시킨 것입니다.
압축공기의 이송과 차단을 전자 밸브나 작동캡의 작동으로 하며 단순한 형태의 피도장물이나 도장 로봇을 사용한 도장에 적합하다.
저압 스프레이건은 고도착효율, 저비산이라는 말로 간단히 설명할 수 있다. 즉, 튕겨져 나가는 도료가 작다는 것이다. 이런 특징으로 인해서 생산성이 증대된다.
HVLP 스프레이건은 같은 도막두께를 형성하는데 더 적은 패스(스트로크 횟수)로 가능케 한다. (매 스트로크마다 더 많은 도료가 도착되기 때문). 높은 도착효율은 불필요한 오염을 줄임으로써 작업장 환경을 향상시킬 뿐아니라 탁월한 도장품질을 제공함으로써 제품의 질을 향상시킨다.
범용스프레이의 경우 보통 30~40%의 도착효율을 보인다. 이것은 12리터의 도료를 스프레이할 때마다 8리터가 넘는 도료가 오버스프레이로 인해 버려진다는 것을 의미한다. HVLP설비를 사용할 경우, 65~85%의 도착효율을 얻을 수 있으며, 이는 4리터를 스프레이하면 손실되는 것은 고작 0.5리터도 안된다는 것을 의미한다.
[친환경적인 HVLP 스프레이건]
HVLP 도장설비가 커다란 관심을 끄는 이유는 대기환경과 유독성물질배출에 대한 전세계적인 우려에 있다. 더욱더 친환경적인 도장작업의 주도적인 역할을 HVLP가 할 수 있기 때문이다. 고효율의 장비는 도장산업에 있어 필수적인 사항이 되고있다. HVLP의 가장 중요한 특징이 낮은 무화압력으로 인한 낮은 에어압력이기 때문에 1990년 미국환경보호법은 HVLP를 “에어노즐에서의 사용압력이 0.1~10PSI로 도료를 무화하는 장치”로 정의했다.
오버스프레이는 도장업계의 많은 회사들의 가장 중요한 문제다. 실질적으로 모든 스프레이 도장작업은 오버스프레이에 의해 부정적인 영향을 받고, 이는 유지비용의 증가로 나타난다.
도장설비를 사용하는 작업자 또한 직접적으로 오버스프레이에 의한 영향을 받는다. 공기중으로 방출된 도료분진은 그들의 건강에 치명적일 수 있다. 분진은 스프레이 작업장에서의 시계를 흐려 작업중 실수나 낮은 생산성을 야기한다. 도장작업에서의 또하나의 중요한 문제는 폐기물처리이다. HVLP시스템을 사용함으로써 높은 도착효율로 폐기물처리에 소요되는 비용을 대폭 줄일 수 있다.
스프레이건의 설치와 사용법에는 여러가지 방식이 있습니다. 이는 스프레이하고자 하는 도료의 양과 도료의 점도 및 원하는 무화 에어에 따라 달리 선택할 수 있는데, 아래 내용을 참고하시면 됩니다.
흡상식 컵 연결방식 (Siphon feed hookup) 소량 및 부분도장에 사용되는 방식. 무화를 위한 에어(atomization air)는 extractor에서 조절한다. 도료의 유량과 무화는 건에 달려있는 도료유량조절나사로 조절한다. 도료와 에어압력의 일관성도 영향을 준다.
압송식 컵 연결방식 (Pressure Feed Cup Hookup) 무화를 위한 에어는 extractor에서 조절한다. 도료압력은 컵레귤레이터에서 조절. 무화에어는 컵레귤레이터를 통해 통과한다. 이 방식은 소량 정밀도장에 이상적이다. 압송컵에는 더 작은 컵레귤레이터도 가능하다. 도료압력과 무화압력은 같다. 고점도 도료와 내부혼합노즐방식 스프레이에서는 도료는 건에 달려있는 조절나사로 조절된다.
압송식 탱크 연결방식 (Pressure Feed Tank Hookup-Single Regulator) 무화에어는 extractor에서 조절한다. 도료압력은 탱크레귤레이터에서 조절. 중규모 생산용 도장에 이상적이다.
압송식 탱크 연결방식 (Pressure Feed Tank Hookup-Double Regulator) 무화에어와 도료압력은 탱크에 있는 각각의 에어레귤레이터에서 조절한다. 이동식 도장작업에 매우 효율적인 방식.
압송식 순환시스템 연결방식 (Pressure Feed Circulation System Hookup) 무화에어는 extractor에서 조절한다. 도료압력은 도료레귤레이터로 조절한다. 대규모 생산용 도장에 권장된다. 항상 제조업체의 지시사항(권장사항)에 적합한 도료를 준비한다. 도료는 반드시 먼저 정제되어야 한다.
압송식 내부혼합노즐 세팅 최대 도착효율을 위해, 노즐에서의 도료 및 에어압력은 일치해야만 한다. 이러한 조건을 쉽게 세팅하려면, 항상 에어압력을 먼저 올린 후, 그리고나서 천천히 도료압력을 주입하면서 동시에 에어압력을 낮추어 원하는 유량과 스프레이패턴을 얻도록 한다. 절대로 도료압력을 먼저 주입해서는 안 된다. 왜냐하면 에어압력이 없으면, 도료가 건의 에어통로로 역류하여 고장을 일으키기 때문이다.
스프레이건 제어장치 조절 (Adjustment of Spray Gun Controls)
a. 스프레이건 제어장치를 조절함으로써 스프레이패턴 사이즈와 분출되는 도료량을 조절할 수 있다.
b. 스프레이건 제어장치들은 대부분의 스프레이건에서 다음 그림에서와 같이 위치한다.
C. 흡상식 스프레이 무화압력을 약 25PSI로 맞추고 도료유량조절나사를 열어 스프레이패턴을 테스트한다. 만일 무화가 너무 거칠면 에어압력을 10PSI 증가시켜 다시 스프레이패턴을 테스트한다. 스프레이건에서의 압력이 50~60PSI가 될 때까지 이러한 방법을 계속한다. 만일 도료 무화가 아직도 너무 거칠다면, 도료유량조절나사를 시계방향으로 돌려 약간 닫아준다. 스프레이 패턴 폭을 조정하고, 원하는 스프레이 패턴을 얻을 때까지 조절을 계속한다. 이때 가능한 낮은 압력을 사용하도록 한다. 추가적인 도료의 희석이 필요할 수도 있다.
D. 압송식 스프레이 도료 노즐 선정 챠트를 이용하여 적합한 도료노즐 구경 크기를 정하고, 도료이송을 위한 도료압력을 맞춘다. 무화를 위한 에어압력을 25PSI정도로 맞추고, 스프레이패턴을 테스트한다. 스프레이패턴이 너무 거칠면, 에어압력을 높인다. 원하는 스프레이패턴 폭으로 조정하고, 필요 시 스프레이건 제어장치를 조절하거나 도료압력 세팅을 바꾸어주면서 테스트를 계속한다. 어떤 도료의 경우 추가적인 희석이 필요할 수도 있다. 도료유량조절나사는 항상 열어놓는다. 적합한 도료이송을 얻기위해서는 정확한 도료노즐 사이즈와 도료압력을 사용해야한다. 주 : 오버스프레이를 줄이고 최대 도착효율을 얻으려면, 항상 가능한 가장 낮은 에어 및 도료압력을 사용해야한다.
E. 스프레이패턴 Fan control이 장착 되어있는 스프레이건의 외부혼합노즐의 스프레이패턴은 원형에서 타원형까지 매우 다양하다. 그림 참조
일반적으로, 노즐의 날개(wing, ear, horn)는 그림과 같이 수평으로 위치한다. 이것은 수직형태의 패턴 모양을 만들어준다.
피도장물의 형태나 도막의 두께, 도포 면적에 따라서 스프레이 패턴을 타원형과 원형으로 조절할 수 있습니다. 패턴의 형태가 타원형의 경우 도막 두께의 분포가 중,고의 분포를 가지며 에나멜계 도료의 도장에 적합하고, 원형의 경우에는 공기의 압력이 맞지 않을 때 도료의 분사량이 일정하지 않아 붕괴되는 경우가 있습니다.
위 그림은 원형에서 타원형(부채꼴)로 변화하는 스프레이패턴의 모습입니다. 모든 패턴에 똑 같은 크기의 에어 및 도료압력이 적용되었다고 가정하면, 각각의 경우에 적용된 도료의 양도 똑같을 것입니다. 따라서 패턴영역이 커지면 커질수록, 코팅된 도료필름의 두께는 얇아질 수 밖에 없습니다. 코팅된 도료(스프레이된 도료)의 두께는 mil단위로 측정합니다(1mil=0.001인치). 예를 들어, 맨 왼쪽의 패턴이 0.8입방인치의 면적과 4mil의 코팅두께를 갖는다면, 맨 오른쪽 패턴은 1.6입방인치의 면적과 2mil의 코팅두께를 갖게 됩니다. 원형패턴에서보다 타원형(부채꼴)패턴에서 오버스프레이가 더 많고 용제의 증발이 더 빠르게 일어나기 때문에 어떤 노즐과 도료의 경우에는 도료 및 에어압력의 미세한 조정이 필요하기는 하지만, 일반적으로 어떤 패턴에서도 알맞은(적정한, 적합한 proper) 무화를 얻는 것은 가능합니다. 오버스프레이로 손실되거나 도착되지 않은 도료가 있기 때문에 실제 코팅 두께는 각 경우마다 측정이 되어야 한다. 또한 마른 코팅면의 경우 용제가 모두 증발되고 solid 고체만 남아있는 상태이므로 젖은 코팅면보다 코팅두께가 얇아집니다
스프레이건을 체크하고자 할 때, 그리고 에어 및 도료노즐이 정확하게 작동하는지 확인하고자 할때는, 일련의 스프레이패턴을 반드시 체크 해봐야합니다. 먼저 side port control을 최대한 엽니다. 낮은 에어압력 세팅을 위해 에어공급장치의 전원을 켭니다. 그 후 필요하면 도료공급장치도 켭니다. 원하는 스프레이패턴이 생성될 때까지 5PSI씩 에어압력을 올립니다. 필요한 경우 도료압력을 올립니다. 스프레이건의 방아쇠를 당겨 깨끗한 피도면에 분사한 후 나타난 스프레이패턴을 관찰하고 아래 내용에 따라 조절합니다.
[잘못된 스프레이 패턴의 원인과 조치]
패턴 |
원인 |
조치 |
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1. 에어노즐 측면 홀 중 하나에 페인트가 말라붙어있는 경우 |
1. 희석제로 홀에 붙어있는 페인트를 녹인다. 황동(놋쇠)보다 고강도의 공구로 홀을 파내면 안된다. |
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1. 도료노즐에 때가 낀 경우 2. 스프레이건을 떨어뜨려 도료노즐이 손상된 경우 |
1. 에어노즐을 빼내고 도료노즐을 닦아낸다. 2. 손상된 도료노즐을 교체한다. |
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1. 에어압력이 너무 센 경우 2. 스프레이패턴이 너무 넓은 경우 3. 도료압력이 너무 낮은 경우 |
1. 에어압력을 줄인다. 2. 팬 넓이를 줄인다. 3. 도료공급을 증가시킨다. |
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1. 에어압력이 너무 낮은 경우 2. 도료유속이 과도한 경우 또는 도료가 너무 많은 경우 |
1. 에어압력을 높인다. 2. 도료노즐 구경이 더 작은 것을 사용한다. 도료유압을 줄인다. |
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1. 다음의 경우 도료공급장치로 에어가 들어갈 수 있음 a. 도료노즐이 느슨한 경우 또는 청소불량으로 노즐이 잘 자리잡지 못한 경우 b. 패킹넛이 느슨하거나 없어진 경우 또는 패킹에 페인트가 말라붙어있는 경우 c. 도료라인 접속 불량 |
a. 도료노즐을 꽉 조인다. b. 패킹넛을 꽉 조인다. 또는 없어지거나 더러워진 패킹넛을 교체한다. c. 스프레이건으로 향하는 모든 도료라인을 꽉 조인다.
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A. 일반적인 사항 1. 방아쇠를 당기기 전에 스프레이 건은 항상 움직이는 상태여야 한다 (즉, 정지된 상태에서 스프레이 건 방아쇠를 당기지 않도록 한다). 2. 피도체와 스프레이 건의 간격이 항상 같도록 유지한다. 3. 피도체 위로 스프레이 건을 움직일 때 항상 같은 속도를 유지한다. 4. 항상 매 스트로크(stroke)의 처음부터 끝까지 스프레이 건의 방아쇠를 당겨야 한다. 5. 비슷한 피도체인 경우, 첫 스트로크를 항상 같은 지점에서 시작한다. 6. 가능한 한 완전한 코팅(full wet coat)이 되도록 한다. 7. 항상 같은 양으로 이전 스트로크 부분을 오버랩(overlap, 부분중복)한다. 8. 비슷한 피도체인 경우, 항상 동일한 횟수의 스트로크를 하도록 한다. 9. 비슷한 피도체일 경우, 동일한 곳에서 마지막 스트로크를 끝낸다.
B. 스프레이 건 간격 1. 스프레이 건과 피도체의 간격은 대략 아래와 같이 유지해야한다. a. 일반장비(conventional equipment)의 경우, 6~8인치(15~20센티미터) 또는 한 뼘 정도.
b. 에어레스의 경우, 12~15인치(30~40센티미터)
2. 어둡고 두꺼운 코팅을 하려면 스프레이 건을 피도체에 가까이 한다. 3. 밝고 얇은 코팅을 하려면 스프레이 건을 피도체에서 멀리한다.
C. 스트로크 1. 스트로크 시에는 스프레이 건을 피도체와 평행으로 움직인다. 2. 피도체로 향하는 스프레이 건의 각도를 90도 또는 알맞은 각도로 유지한다.
3. 손목만으로 스트로크를 하면 안되며, 팔과 어깨를 함께 움직이면서 평행을 유지하도록 한다.
4. 스프레이 작업 시 건을 잡은 손이 피도체와 직각을 이루도록 한다.
5. 일반도장의 경우, 오버랩은 이전 스트로크의 약50%를 해주며, 에어레스 스프레이의 경우는 필요할 경우 이전 스트로크에 커버되지 않은 곳을 칠해주거나, 이전 스트로크의 약 25%정도를 오버랩해준다.
6. 필요할 경우 십자형태(crosshatch)의 오버랩을 행한다. 먼저 직각으로 스트로크를 한 후 같은 곳에 수평으로 스트로크를 행한다. 7. 건을 천천히 움직여 스트로크를 하면 두껍고, 축축한 도막이 형성된다. 8. 건을 빠르게 움직여 스트로크를 하면 엷고, 건조한 도막이 형성된다.
D. 트리거링(triggering)의 효과 1. 노즐팁 또는 에어레스 팁을 깨끗하게 유지되도록 해준다. 노즐팁 또는 에어에스 팁에 도료가 붙어 쌓여있으면 스프레이 시 피도체에 두꺼운 도료의 얼룩이 생길 우려가 있다. 2. 도료의 손실을 줄여준다. 3. 피도체의 가장자리나 모서리 등에 도료가 두껍게 쌓이는 것을 방지한다. 4. 스트로크를 시작할 때 또는 마지막에 발생할 수 있는 도료가 흐르는 현상을 방지한다.
E. 일반적 제품에 도장할 때의 테크닉 1. 제품의 구석진 곳과 윤곽선 등을 포함한 가장자리를 먼저 칠한다. a. 평평한 널판지 i. 가장자리를 먼저 스프레이한다(수직으로). ii. 그 후 수평으로 스트로크하여 스프레이를 마무리한다.
b. 테이블 가장자리 오버스프레이와 리바운드(되튀김)된 도료들이 아직 도색 되지 않은 부분으로 떨어지도록 작업한다.
c. 바깥쪽으로 돌출된 코너 반드시 먼저 스프레이한다.
d. 안쪽 구석 i. 가장자리를 먼저 스프레이한다. ii. 코너에서 바깥쪽으로 스트로크한다. iii. 코너로 직접 스프레이 하지 않도록 한다.
2. 피도체가 긴 물체인 경우, 스트로크의 거리를 45~90Cm(18~36인치) 정도로 한다.
3. 작업 시 바람의 영향을 감안하여 오버스프레이나 리바운드(되튀김)된 도료가 아직 도색되지 않은 곳으로 향하도록 한다.
4. 같은 방식으로 모든 형태의 제품을 코팅할 수는 없다. 각각의 피도체를 분석하여 가장 단순하고, 직접적인 방식을 사용한다. 5. 제품, 즉 피도체를 향하는 스프레이건의 움직임을 항상 일정하게 해야한다.
HVLP 작업 전 체크사항
1. 구비하고 있는 에어공급장치가 충분히 큰 용량을 갖고 있는가? Air Restricted HVLP스프레이건을 사용하기 위해서는 최소 3마력이상의 컴프레서가 필요하다. 2. 에어호스의 내경(I.D)과 길이는? 길이는 짧을수록 내경은 클수록 작업에 실용적이다. 최소 5/16인치 내경의 에어호스가 권장된다. 3. 호스 사용 시 퀵커낵터를 이용하는가? 만일 사용하는 에어공급시스템이 기준에 미달하는 것이면 퀵커낵터를 사용하면 안된다. 퀵커낵터는 편리하기는 하지만, 때때로 압력을 떨어뜨려 귀중한 에어압력을 빼앗길 수 있다. 4. 작업에 적합한 에어/도료 노즐을 선택해 본적이 있는가? 시스템제조업체에서 적합한 노즐에 대한 조언을 구할 수 있다. 도료유량. 즉 노즐구경이 커서 유속이 빨라지면 무화는 거칠어진다. 다양한 노즐로 실험하여 적합한 노즐조합이 무엇인지 찾아내야 한다. 5. 에어노즐 테스트 게이지를 이용하여 무화에 알맞은 에어압력을 체크한다.
* 에어압력
무화압력을 세팅하여 레귤레이터를 통과한 에어압력이 스프레이건에서 낮아지도록 조절해야한다. 에어공급장치에서 60PSI의 에어가 공급되는 경우, 1. 25피트, 내경 1/4인치 호스는 에어공급장치에서 건으로 오는 동안 16PSI의 압력을 떨어뜨린다. 건inlet에서의 압력 : 41PSI 노즐에서의 압력 : 약 3PSI (부적합)
2. 25피트, 내경 5/16인치 호스는 에어공급장치에서 건으로 오는 동안 단 5PSI의 압력을 감소시킨다. 건inlet에서의 압력 : 54PSI 노즐에서의 압력 : 약 5PSI (적합)
도료의 분출은 도료의 공급 방법이나 노즐의 구경, 도료의 점도 상태에 따라서 각각 달라지게 되지만 이것은 도료의 미립화와 연관되어 도막의 표면을 좌우하는 중요한 역할을 합니다. 또 공기의 압력과도 밀접한 관계를 가지고 있어서 공기의 압력이 약해지면 도료의 입자가 거칠어지고 압력이 높아지면 입자의 굵기가 가늘어집니다.
즉, 이러한 현상은 도료의 분출량과 공기의 분출량에 의한 비율로 결정되어지며 피도장물에 도착되는 효율에도 영향을 미칩니다. 즉, 에어 스프레이 도장의 도착 효율은 도료의 흩날림 현상에 의하여 평면의 피도장물도 도착효율이 40% 정도에 지나지 않습니다.
도료의 흩날림 현상은 공기의 압력이 높을수록 많으며 도료의 점도가 높거나 공기의 압력이 너무 약하면 피도장물에 도료의 접착성이 떨어지는 경우가 있습니다. 도료의 도착 효율을 높이기 위하여 공기의 압력과 분무거리를 가능한 짧게 설정하는 것이 좋습니다.
1. 흡상식 스프레이 a. 도료노즐직경 b. 스프레이건에서 도료의 유량 조절
2. 압송식 스프레이 a. 도료노즐직경 b. 도료압력세팅 주 : 일반도료의 경우, 스프레이건 inlet에서의 압력이 18PSI를 넘지 않도록 한다. 과도한 도료압력은 높은 유속을 야기하며 에어노즐에서의 적합한 무화를 방해한다. 항상 가능한 최대치의 도료노즐구경을 사용하고, 최저의 도료압력을 사용하여 원하는 도료이송을 할 수 있도록 한다. c. 압송식 방식에서는 스프레이건의 도료유량조절나사(knob)를 최대한으로 열어주어야 한다. 유량조절나사는 도료의 이송을 조절하는 최종 아이템이다. d. 경험상 일반도료의 압력을 세팅할 때에는 에어공급을 차단한 후 도료를 분사해 본다. 이 때 도료의 흐름이 3피트정도에서 구부러지기 시작하는데, 3피트를 넘을 경우, 이는 도료유속이 너무 높다는 것을 의미한다.
1) 흡상식의 경우 : 도료를 빼낸 후 용제를 분무하고 건의 선단부를 막고 방아쇠를 당겨 공기를 역류시키고 용제를 분무하는 동작을 반복한다. 그 후 선단부의 공기 캡과 도료 노즐을 분해하여 용제에 세척한다.
2) 압송식의 경우 : 도료 탱크의 공기를 제거한 후 도료 호스 등에 남아 있는 잔여 도료 등을 탱크로 회수한 후 호스 클리너를 통하여 분무 세척한다.
(주의사항) . 스프레이건 전체를 희석제에 담그는 것은 매우 좋지않은 방법이다. 이렇게 하면 고무패킹에 있는 오일을 용제가 제거하게 되어 스프레이건 오작동의 원인이 된다. 1. 스프레이건 헤드를 용제에 담가 용제가 단지 도료접합부만을 커버하도록 한다. 2. 스프레이건에 축적된 페인트를 제거할때는 브러시에 용제를 묻혀 닦아낸다. 3. 절대로 스프레이건 전체를 용제에 담그면 안된다. 그 이유는 다음과 같다. a. 고무패킹의 오일을 분해시켜 완전히 없앤다. b. 스프레이건에 코팅되어 있는 광택제를 분해시켜 부품이 더 빨리 마모된다. c. 불순물 등이 쌓이거나 에어통로가 느슨해져 도장품질이 나빠진다. d. 스프레이건의 오작동을 야기한다. 4. 용제로 적신 걸레로 기기의 외부를 닦아낸다.도료 노즐 등은 부드러운 헝겊에 용제를 적셔서 닦거나 부드러운 브러시 등으로 세척한다.
5. 매일 (특히 사용전에) 스프레이건에 윤활제를 뿌려준다. a~d까지의 부속품에는 light machine oil을 뿌린다. 주의 : 절대로 실리콘 성분이 들어있는 윤활제를 사용해서는 안된다. 완전히 세척하기가 어렵기 때문이다. a. Fluid needle packing b. Air valve packing c. Side port control packing d. Trigger pivot points e. petroleum jelly를 이용해 니들밸브 어셈블리 스프링을 코팅해준다.
가격에 상관없이 모든 에어노즐, 도료노즐 및 니들은 정밀가공된 제품이고 이들 부품을 다룰 때는 주의가 요구됩니다. 아래의 몇몇 사항들만 지켜주셔도 노즐의 수명을 연장시킬 수 있습니다.
1. 작은 것이라도 변형을 시켜서는 안된다. 도장작업에 어려움을 가져올 수 있다.(예외-니들 조정)
2. 에어노즐 및 도료노즐을 세척하려면, 용제에 담가 노즐에 붙어있는 도료를 녹인 후 에어로 깨끗하게 불어준다.
3. 금속성 도구로 노즐의 어떤 구멍도 파내면 안된다. 꼭 파내야 할때는, 반드시 황동보다 부드러운 도구를 사용한다.
4. 니들 어셈블리는 정확히 조절하여, 도료가 나오기 전에 에어가 나오도록 해야한다.
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