분말 코팅에서 산화철 안료: 압출기와 오븐이 안료에 미치는 영향

요약하면: 산화철은 대부분의 유기 안료보다 분말 코팅 라인에서 더 잘 견디지만, 최종 색상은 여전히 라인에 의해 결정된다. 구매하는 등급보다 더 중요한 요소가 세 가지 있다: 안료가 압출기 내에서 얼마나 균일하게 분산되는가, 경화 조건이 노란색 안료의 색상 이동이 시작되는 온도보다 높은가, 광택 목표치가 안료 함량을 위한 여유 공간을 남겨두는가. 이 세 가지를 해결하면 안료는 더 이상 변수가 되지 않는다. 본 기사에서는 공정 단계를 하나씩 따라가며, 구매 주문서에 반드시 명시해야 할 항목들까지 안내한다.

분말 코팅은 액체 페인트가 아니라 분말 형태로 도포된 후 융합되어 필름으로 형성되는 건조 페인트이다. 액체 페인트와 비교해선 사소한 차이처럼 들릴 수 있지만, 실제 공장 현장에서는 안료의 거동 방식을 거의 전부 바꾼다. 왜냐하면 이제 안료는 단순히 액체에 혼합되어 건조되는 것이 아니라, 융합·압착·분쇄·열처리 과정을 모두 견뎌야 하기 때문이다.

산화철은 여기서 흔히 사용되는 안료인데, 그 이유가 분명하다. 불투명하고, 단위 은폐 면적당 가격이 저렴하며, 유기 안료 중 다수를 파괴할 수 있는 고온에서도 색상을 유지한다. 그러나 산화철로는 불량한 압출 공정이나 온도가 과도하게 상승하는 오븐 문제를 해결할 수 없다.

안료가 실제로 이동하는 위치

분체 코팅 라인은 다섯 단계로 구성되며, 안료는 이 모든 단계를 거친다.

이 프리믹스 수지, 경화제, 필러, 안료 및 첨가제를 고속 믹서에서 건식으로 혼합한 것이다. 이 시점에서는 아직 어떤 성분도 용융되지 않는다. 이 단계의 목적은 안료를 분체 내에 균일하게 분산시키는 것이며, 예상보다 쉽게 실패할 수 있는데, 수지에 의해 적셔진 안료는 이후에 분산되지만, 마른 상태로 덩어리진 안료는 분산되지 않기 때문이다.

다음으로는 압출기 , 혼합물을 녹여 점성 페이스트로 만드는 가열 나사. 여기서 안료가 실제로 분쇄되고 분산된다. 이 재료는 뜨거운 리본 형태로 나오며 벨트나 냉각 롤에서 식은 후, 목표 입자 크기의 분말로 갈기 위해 밀로 이동한다.

도장 방식은 정전기식이다. 분말에 전하를 부여한 후 접지된 부품에 분사하면, 전하에 의해 부품에 붙어 있다가 오븐으로 들어간다. 오븐 내부에서 분말이 녹고 퍼지며, 수지가 교차결합되어 단단한 필름을 형성한다. 이 마지막 단계가 바로 완치시키다 .

이 모든 단계 중 어느 하나라도 최종 색상에 영향을 줄 수 있다. 일상적인 작업에서 직접 제어할 수 있는 단계는 처음 두 단계뿐이다.

분산 성능은 압출기에서 결정된다

고객이 반점, 줄무늬 또는 광택 저하를 문제 삼을 경우, 원인은 거의 항상 안료 백보다는 압출기에 있다.

압출기는 동시에 두 가지 작업을 수행해야 한다. 안료를 용융물에 분산시키는 작업과, 수지의 열분해나 성형 부품에 도달하기 이전에 경화 반응이 진행되는 것을 방지하는 작업이다. 두 작업 모두 배럴 온도, 스크류 회전 속도, 공급 속도, 체류 시간이라는 동일한 변수에 의해 제한된다. 분산성을 향상시키기 위해 스크류를 더 강하게 작동시키면 체류 시간이 짧아지고, 안료가 더 오래 노출되도록 스크류 속도를 낮추면 수지의 사전 경화 위험이 증가한다.

산화철은 마모성이 있다. 이는 경도가 높은 광물성 분말로, 고함량으로 사용 시 유기 안료보다 스크류와 배럴의 마모를 가속시킨다. 산화철을 대량으로 사용하는 공장에서는 제조사 권장 점검 주기보다 짧은 간격으로 스크류를 점검해야 한다. 마모는 전단 프로파일을 변화시키며, 이로 인해 분산 특성도 바뀌게 되고, 수개월 후에는 보관된 기준 샘플과 일치하지 않는 배치로 나타날 수 있다.

실용적인 검사 방법은 드로우다운 (시각적 비교를 위해 패널 위에 얇은 막으로 도포한 것)을 보관된 기준 샘플과 대비함. 이 기준 샘플은 프리믹스가 아닌 완제 분체에서 제작함. 드로우다운 시료를 저배율 현미경으로 관찰했을 때 잡티가 보이면, 압출기의 작동에 문제가 있었음을 의미하며, 안료 검사만으로는 이를 설명할 수 없음.

경화 온도가 색상 선택 범위를 제한함

대부분의 건축용 분체 시스템은 화학 조성에 따라 약 10분에서 20분간 180 °C에서 200 °C 사이에서 경화됨. 이 온도 범위는 산화철 적색(Fe2O3)과 산화철 흑색(Fe3O4) 모두에게 적합함. 두 안료 모두 경화 온도를 훨씬 상회하는 온도에서도 안정함.

산화철 황색(α-FeOOH, 수화 철 산화물)은 상황이 다르다. 이 물질은 결정 구조 내에 물을 함유하고 있으며, 열을 가하면 이 물이 제거된다. 약 180 °C를 넘어서면 변화가 뚜렷해지고, 이 변화는 되돌릴 수 없다. 안료의 색조가 주황-적색 쪽으로 이동하며, 이 이동은 영구적이다. 실험실에서는 적절해 보였던 황색 분체 코팅이 양산용 오븐에서 승인된 패널보다 눈에 띄게 따뜻한 색조로 나오게 되는데, 이 차이를 안료 배치 탓으로 돌리기 쉬우나 실은 오븐의 온도 프로파일 때문인 경우가 대부분이다.

이 문제를 해결하는 성실한 방법은 두 가지다. 하나는 열 안정성 있는 황색 등급을 명시하는 것으로, 이 등급은 비용이 더 들며, 공급업체가 막연한 ‘내열성’이라는 표현이 아니라 구체적인 온도와 시간 조건을 명시해야 한다. 다른 하나는 경화 온도를 낮추고 경화 시간을 늘리는 방법인데, 이는 수지 시스템이 이를 허용할 경우에만 적용 가능하다.

이것은 또한 빨강과 갈색이 건축용 파우더 코팅에서 지배적인 색상이 되는 이유이기도 하다. 이 색상들이 인기가 많은 것은 건축가들이 이를 선호하기 때문이 아니다. 오히려 오븐의 열처리 조건이 엄격하기 때문에, 이러한 색상들이 더 안정적으로 발현되기 때문이다.

광택 및 DOI: 더 많은 안료를 함유시키는 비용

파우더 코팅의 불투명도는 안료 함량에 의해 결정된다. 고객이 밝은 기재 위에 단색을 구현하려면, 하부 기재를 완전히 가릴 수 있을 만큼 충분한 안료 함량이 필요하다.

높은 안료 함량은 안료 구매 비용 외에도 추가적인 대가를 요구한다. 안료 함량이 1% 증가할 때마다 그만큼 수지가 배제되는데, 바로 이 수지가 광택과 DOI (이미지 선명도—반사의 밝기보다는 날카로움을 나타내는 척도)를 부여하는 연속 필름을 형성한다. 안료 함량을 과도하게 높이면, 광택 측정기에서 여전히 30단위를 나타내더라도 필름 전체가 탁해 보이기 시작할 수 있다.

사람들을 당황하게 만드는 두 번째 효과가 있다. 산화철 입자는 유기 안료에 비해 단단하고 비교적 거칠다. 농도가 높고 분산이 불량할 경우, 이 입자들은 경화된 도막 표면 위로 튀어나와 빛을 산란시켜 외관을 흐릿하게 만들지만, 측정된 색상은 변하지 않는다. 패널은 색상 검사는 통과하지만 시각적 검사는 통과하지 못한다.

작업에 높은 은폐력과 높은 DOI가 모두 필요할 경우, 정직한 해답은 일반적으로 프라이머 위에 얇은 색상층을 도포하는 것이지, 무거운 단일 코트를 적용하는 것이 아니다. 이러한 결정은 도료 설계 단계에서 이루어져야 하며, 안료 사양 단계에서 내려져서는 안 된다.

산화철이 야외에서 제공하는 것과 그렇지 않은 것

산화철은 탁월한 내광성을 갖춘다. 많은 유기 안료처럼 퇴색하지 않으며, 바로 이것이 수년간 보증이 적용되는 외부 건축 공사에 자주 사용되는 이유이다.

그러나 산화철은 바인더를 보호하지는 않는다. 자외선은 수지에 직접 작용하여 수지가 분해되면 표면이 손상된다 chalk 현상 (바인더가 열화되면서 형성되는 분말층). 색소의 변화 없이도 채색면이 더 밝고 탁해 보이게 만드는 현상이다. 옅은 색상에서는 이 효과가 미묘하지만, 진한 갈색이나 청동색에서는 색이 바랜 듯하고 먼지 낀 듯한 표면으로 인식되어 색상 불량으로 보고된다.

건축용 알루미늄 코팅은 일반적으로 공급업체의 자료표보다는 공개된 성능 사양에 따라 적격 여부를 평가한다. AAMA 2604 이며 AAMA 2605 이 두 사양이 해당 시장에서 가장 중요하며, 모두 알루미늄 압출재 및 패널 상의 유기 코팅에 대한 시험 방법과 성능 요구사항을 명시한다. 고객이 이 중 하나를 인용할 경우, 안료 선택은 단순한 자외선 저항성 일반 선언이 아니라, 해당 사양에 명시된 내후성 시험 기준에 따라 이루어져야 한다.

구매 주문서에 기재할 사항

분체 코팅에서 발생하는 대부분의 안료 분쟁은 구매 주문서에 색상만 명시하고 다른 사항은 전혀 기재하지 않았을 때 생긴다. 다음 항목들은 반드시 명시해야 한다.

이 중 두 가지는 반드시 구분해야 함. 납품된 봉지의 색상 일치성과 귀사 오븐 내에서의 색상 안정성은 서로 다른 요구사항임. 공급업체가 전자는 허용오차 범위 내에 완벽히 들어 있을지라도 후자는 실패할 수 있음. 이는 오븐에서 발생하는 현상이 안료 데이터시트에 전혀 언급되지 않았기 때문임

공장에서 실수를 저지르는 지점

세 가지 실수가 반복적으로 발생하는데, 그 어느 것도 안료 등급과 관련이 없다.

첫 번째는 실험실에서 분무한 시험 패널의 색상을 승인한 후, 다른 라인과 다른 오븐을 사용해 양산을 진행하는 것이다. 실험실 오븐과 양산 오븐의 열 프로파일은 동일하지 않으므로 실험실에서는 통과한 노란색이 양산 라인에서는 불합격될 수 있다.

두 번째는 색상 문제를 해결하기 위해 안료 공급업체를 변경하는 것이다. 보관된 기준 샘플이 결코 봉인되지 않았다면 비교할 기준이 없으므로, 새 공급업체의 제품은 단지 기억에 의존해 측정되며 논쟁은 다시 시작된다.

세 번째는 분산성의 증거로 분석 성적서를 수용하는 것이다. 이 성적서는 안료 제조공장에서 출하된 분말에 대한 설명일 뿐이며, 귀사의 압출기에서 그 분말을 어떻게 처리했는지는 전혀 언급하지 않는다.

이 모든 작업은 새로운 장비를 필요로 하지 않습니다. 밀봉된 표준, 서면으로 명시된 ΔE 한계, 실제 오븐을 사용하는 경화 시험, 그리고 매 배치에 대한 도포 두께 점검만 있으면 됩니다. 이 네 가지 조치를 철저히 이행하는 공장에서는 색상 관련 논의가 하루 이상 지속되는 경우가 거의 없습니다.

공급업체 정보

허베이 티엔후이바오 테크놀로지 유한공사(Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd.)는 26년간 산화철 안료를 제조해 왔으며, 연간 생산 능력은 5만 톤이고, 150개 이상의 국가 및 지역 고객에게 공급하고 있다. 제품 라인은 산화철 레드 시리즈 (등급 110, 130, 190 및 나노, 초미세, 분산 용이, 내산·내알칼리 등급 포함), 산화철 옐로우 시리즈 (등급 313 및 920), 검정 그리고 갈색 계열 제품을 제공하며, 공장 직송 색상 일치, 입자 크기 조정, 포장 맞춤화 서비스도 함께 제공합니다. 관세 서비스 보유 인증서로는 REACH, RoHS, CE, ISO가 있습니다. 재고 보유 품목은 영업일 기준 3~5일 내 출하되며, 맞춤 제작 품목은 영업일 기준 7~15일 내 출하됩니다. 최소 주문량은 1톤(1,000kg)입니다. 보관된 표준 샘플 대비 ΔE 값을 포함한 색상 데이터는 요청 시 제공되며, 경화 온도 안내는 등급별로 개별적으로 제공되며 일괄적인 일반적 주장으로는 제공되지 않습니다.

분체 코팅 라인용 안료를 평가 중이라면, 경화 조건, 수지 시스템, 광택 목표치, 그리고 달성하고자 하는 색상을 알려주십시오. 저희는 해당 조건에 부합하는 등급과 부합하지 않는 등급을 명확히 알려드리고, 귀사가 보관 중인 표준 샘플과 직접 비교 가능한 시료도 함께 발송해 드립니다.

문의처: [email protected] / +86-13400211655.