도장상식 | 자동차 도장에 관하여 - 코팅, 광택을 이해하기 위한 필수 지식

우선 이제서야 도장에 관한 글을 올리게 된 점 송구스럽고 업계 종사자로서 죄책감마저 느낌을 말씀드립니다.
진작 이런 내용을 올렸다면 수년간 도장에 관해서 말도 안되는 오류들이 돌아다니는 것을 방지할 수 있었을텐데 하는 아쉬움이 있습니다.

아래 자동차 도장에 관해서 아주 기본이 되는, 그럼에도 불구하고 당연히 알고 있어야 할 광택이나 코팅업에 종사하는 프로 업자들마저도 알려고 노력하지 않은 기초 지식을 알려 드리겠습니다. 따라서 직업적으로 도장을 하는 분들이 알아야 할 수준의 전문 용어와 상세한 작업 공정 등은 생략하겠습니다.

1. 도장이란?

  - 물체의 보호, 미관, 표시 등을 위하여 물체의 표면을 피복할 목적으로 수지, 안료, 용제, 첨가제 등으로 만들어진 액체 또는 고체의 물질을 도료라고 하며 이 액체(고체)의 도료가 경화되어 얇은 도막(층)을 형성하기 위한 작업을 도장이라고 합니다.

2. 자동차 도장의 목적

  - 도장의 목적은 물체의 표면에 여러 가지 방법으로 도료를 도포시키고 건조된 도막층을 형성시킴으로 내후성, 내식성, 내오염성 등의 기능을 부가하여 물체를 보호함과 동시에 색상, 광택, 평활성, 입체감 등을 통한 피도물을 아름답게 합니다.

  (1) 물체의 부식 방지
    - 자동차의 재료 중 가장 많은 비중을 차지하는 것이 철판(강판)인데 이것은 대기 중의 물과 산소 등과 산화작용을 하게 되어 부식되기 쉬운 금속의 성질 때문에 도장의 가장 큰 목적은 표면의 보호와 녹을 방지하기 위해 도료를 도장하여 강판의 부식을 차단하고 물체를 보호합니다.

(2) 물체의 미관 향상
    - 조형미와 입체미를 부여하여 자동차의 미관을 항상시킵니다.

(3) 상품의 가치 향상
    - 자동차에 아름다운 색상과 광택을 주어 외관을 아름답게 함으로써 제품의 상품적 가치를 향상시킵니다.

3. 자동차용 도료의 요구 조건

  - 위의 개념과 목적에 근거하여 자동차 도장에 사용되는 도료는 다음과 같은 조건을 만족하여야 합니다.

(1) 방청기능
    - 노출된 철판에 직접 도장되어 녹 발생을 억제하는 가장 중요한 기능.

(2) 충진기능
    - 손상된 부위에 언더코트하여 표면의 흠, 샌딩자국, 기공, 핀홀 등을 메우는 기능.

(3) 부착기능
    - 차량을 유지 관리 중 도막이 벗겨지지 않도록 부착력을 부여해야 합니다.

(4) 외관 향상
    - 공정에 맞게 도장 작업이 이루어지면 도료는 표면의 색상, 광택, 부드러움을 제공하여 이런 효과가 오랜 시간 지속될 수 있어야 합니다.

(5) 작업성
    - 도장기술자가 도료의 혼합, 도장, 건조, 연마 작업 등을 할 때 용이해야 합니다.

4. 공정상 도장의 분류

(1) 하도(Primer)
  - 강판에 직접 얇게 도장되어 방청 및 후속 도장의 밀착력 향상을 위한 도료로 금속 바탕에 직접 도포하여 도장계 전체의 부착성을 증가시키고 금속의 녹방지 효과도 얻는 것으로서 상도 도료와의 부착성이 좋습니다. 하도는 금속에 대한 충분한 부착성과 방청성을 주어야 하며 그 위에 도포되는 중도나 상도 도료가 도포되어도 그것들과의 부착성도 손색없이 전 도장 공정과의 밸런스가 취해지는 상태가 되어야 합니다.

(2) 중도(Surfacer)
  - 하지의 마무리 도료라고도 하며 하도의 도막을 보호하고 상도가 도포되었을 경우 용제의 침투로 인한 리프팅 도막이 침식되어 쭈글쭈글한 주름이 생기는 현상을 방지하고 도장계의 내수성, 내구성을 증가시켜 상도 도료의 흡수로 인한 광택 불균일성을 방지합니다.

(3) 상도(Top-coat)
  -색상, 광택, 부드러움과 외관 향상을 위해 최종적으로 도장되는 도료입니다.

5. 상도 도료

  - 우리가 직접 눈으로 접하는 자동차 도장이라고 하는 것은 바로 이 상도를 말합니다. 이 상도의 특성과 종류를 조금 더 이해할 필요가 있어서 별도로 말씀 드리겠습니다. 그런데, 신차 즉 자동차 공장에서 사용되는 상도용 도료와 사고나 손상에 의해 공업사 등에서 수리를 할 때 사용하는 보수용 도료는 다릅니다. 여기서는 신차의 경우만 설명 드리겠습니다.

(1) 열경화성 아미노 알키드 수지 도료
  - 일반적으로 멜라민 수지 도료라고 불리며, 건조온도 130~140℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 특히, 신차의 솔리드 색상에 사용되고 광택, 경도, 내후성, 내용제성 등이 뛰어난 장점이 있습니다. 쉽게 검은색, 흰색, 빨간생, 파란색 등의 색상을 가진 도장이라고 생각하면 되겠습니다.

(2) 열경화성 아크릴 수지 도료
  - 열경화성 아크릴 수지 도료는 신차의 메탈릭 색상 도료에 적용되며 열경화성 아미노 알키드 수지와 같이 건조온도 130~140℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 색상이 선명하고 내후성, 광택 복원성이 우수합니다. 최근 관리의 편의성으로 인해 많이 보급되고 있는 은색 계열과, 진주색 도장이 바로 이에 해당됩니다.

(3) 열경화성 불소 수지 도료
  - 열경화성 불소 수지 도료의 특징은 2액형(자기 반응형)도료와 같으며 열경화성 아미노 알키드 수지와 같이 건조온도 140~150℃에서 약 30분 정도로 경화 건조하는 도료로 색상이 선명하고 내후성, 내자외선, 내산성 및 알카리 등에 대하여 우수합니다. 이 도장은 가격도 약간 비싼데, 바로 르노 삼성이 이 도료를 사용한다고 합니다.

위 세 가지 분류에서 공통적으로 나오는 단어가 있습니다. 바로 「열경화성」이란 단어입니다. 이 단어는 도장의 성질을 이해하는데 매우 중요한 단어입니다. 흔히 열처리라는 말을 들어보셨을 겁니다. 열처리란 바로 열에 의해 도장을 건조시키고 경화시킨다는 말입니다. 열경화성 수지 도료란 열처리를 해서 건조해야 하는 도료라는 뜻입니다.
각 공정별 건조 온도에서 보듯이 신차의 건조 온도는 130℃가 넘습니다. 이 점을 염두에 두고 다음 도장의 건조에 관한 내용을 읽어 주시기 바랍니다.

6. 도장의 건조

(1) 자연건조
  - 말 그대로 도료를 도포하고 그대로 자연 건조되게 하는 것입니다. 이것은 상온에서 용제가 마르도록 두거나 도료 성분들의 화학 반응을 하여 경화하는 성질을 이용합니다.

(2) 강제건조
  - 이것이 바로 위에서 말한 열경화성 도료의 건조 방식입니다. 신차는 보통 도료에 따라 130~150℃에서 30분 가량 강제 건조를 합니다. 한편 공업사에서 도장을 하고 열처리를 하는 도료는 신차에 사용되는 도료와 다른 종류이며 강제건조 온도 또한 신차보다 낮은 60~80℃이고 건조시간은 20~30분입니다. 이 차이는 도장을 이해하는데 꼭 알아두셔야 합니다. 바로 이 온도차이 때문에 신차 도장과 재도장한 차 경화막의 경도, 광도에 차이가 생기게 되는 것입니다. 이 사실을 알고 있어야 앞으로 올라올 도장의 코팅, 광택 등에 관한 글들을 쉽게 이해할 수 있습니다.

(3)강제건조의 장점
  - 강제건조를 함으로써 얻는 대표적인 장점은 세 가지입니다.

    첫 째, 도장의 건조 시간을 단축하여 생산 공정의 원할함을 꾀할 수 있습니다. 도장 마르는데 시간을 보내면 생산량이 늘어날 수가 없습니다.
    둘 째, 도장 표면에 강한 경화막을 형성합니다. 이 때문에 물리적 충격, 화학적 침투 등을 막을 수 있습니다.
    세 째, 광도가 올라갑니다. 자연건조한 도장보다 강제건조를 하게 되면 광도가 훨씬 높게 올라갑니다.
따라서 모든 자동차는 강제건조를 하여 출고한다는 사실을 반드시 기억해 두시기 바랍니다.

7. 신차는 도장이 덜 말랐기 때문에 세차, 코팅 등을 해서는 안된다??

  - 바로 이 항목은 수 년 전부터 꼭 글로 써야 했는데 하는 후회와 프로 업자로서 죄책감을 느끼게 하는 부분입니다. 이번 글의 끝을 이 문장에 관해 쓰면서 마무리 합니다. 아마 동호회나 심지어 네이버 지식in에서 조차 이 말을 들어보셨을 겁니다. 지금도 잊을 만 하면 한 번씩 게시판에 글이 올라오는 고질적인 단골 질문 중 하나입니다. 신차의 도장이 덜 말랐다는 말은 지금까지 정보의 바다라는 인터넷을 통해 확산된 최고의 쓰레기 정보 중 하나로 기록될 것입니다.
이 말은 2001년 경, 모 SUV동호회의 회원이 내뱉은 말이 마치 정설처럼 질긴 생명을 유지하며 거의 모든 동호회의 게시판에 한 번은 퍼날라지게 된 것입니다. 자동차 동호회의 초창기인 그 당시 이런 글이 즉시 수정되지 못하고 오늘날에 이르렀습니다.

결론은 위의 도장에 관한 아주 기본적인 설명에서 보듯이 말도안되는 정보입니다.
도장은 100% 강제건조를 하여 출고되며, 실제로 자동차 생산 공정의 마지막은 더운물 세차입니다.

끝으로 이 점을 꼭 기억해 두시기 바랍니다. 자동차 도장, 특히 상도의 표면 경화막은 절대적으로 보호받아야 하며, 최대한 길게 유지되어야 합니다.
이는 곧 함부로 폴리싱(연마)을 해서는 안된다는 말이기도 합니다.
광택&코팅을 하는 업자들이 얼마나 연마를 잘 하는지 열정적이고도 장황한 설명으로 고객들을 유혹할 때 도장은 절망적으로 생명력을 잃어 가고 있습니다.
차체 하부에 뭍은 타르 좀 지우겠다고 또는 작은 흠집 좀 없애 달라는 고객의 요구에 충실히 부응하고자 도장의 개념을 이해하지 못한 채 기계를 들고 나와 돌리는 광경은 이제 역사 속의 웃음거리로 남아야 합니다.
폴리싱은 도장에 가하는 마지노선과 같은 작업이 되어야 하며 그나마 가장 약한 수준이어야 합니다.