기포

기포(氣泡)는 액체나 고체 속에 기체가 들어가 거품처럼 둥그렇게 부풀어 있는 것을 말한다.

개요

기포의 미시적 관점으로는 액체나 고체 중에 존재하며 액체 또는 고체의 얇은 막으로 에워싼 기체 입자 하나하나를 말한다. 거시적 관점으로는 여러 가지의 기포 형태를 총칭하여 거품과 분산 기포로 구분할 수 있다.

기포와 거품 형태

• 포말(거품, Foam)은 기포가 모여서 얇은 액체 막 또는 고체 막을 형성한 상태를 하며 거품이라고도 한다. 예하면 맥주 거품, 비누 거품, 샴푸 거품 등이다.
• 분산 기포(Dispersed gas)는 기포가 액체 또는 고체 중에 분산되어 있는 것을 말한다. 예하면 액체 중의 공기, 석고보드 등이다.

기포와 거품의 생성

공기를 용액에 주입하거나 용액을 거칠게 교반하면 기포가 생성되어 밀도의 차이에 의해 표면으로 떠올라 꺼지게 되나, 이 용액 속에 특정한 계면활성제와 같은 물질이 존재하게 되면 기포가 안정화되어 거품이 생성된다.

기포와 거품 생성

즉, 순수한 액체는 거품을 만들지 않지만 용액 속의 계면활성제는 소수성기가 기포를 향하여 배향하게 되어 표면장력이 감소하게 되고 기포와 계면에는 훨씬 안정적인 상태가 되어 기포가 생성되는 속도가 없어지는 것보다 높아져 거품이 생성된다.

도장에 주는 영향

자동차의 전착도장은 그림과 같이 조립된 차체를, 수용성 수지 도료로 채워진 탱크 속에 담그고 전류를 흐르게 하여 공기방울이나 기포를 제거하고, 차체 표면과 차체 내부까지 녹 방지를 위한 도막을 형성시키는 도장 공정의 하나이다. 전착도장 이후 중도, 상도 등 공정을 걸쳐 도장이 완성되는데 공기방울이나 기포를 제대로 재거하지 못하면 곧 불량으로 이어질 수 있다.

자동차 전착도장 공정(하도공정)

불량 현상, 원인 및 대책

기포(Bubble), 핀홀(PinHole)

도막 내에 핀 머리보다 크지 않은 작은 구멍, 핀홀이나 기포(Bubble)가 발생한 것을 말한다. 핀홀보다 큰 구멍은 피츠(Pits)라고 한다.

핀홀 예시도   핀홀(PinHole) 현상   기포(Bubble) 현상

원인

• 도막이 공기에 노출되어 도료 내의 솔벤트가 빠르게 증발되면, 도막 내 작은 구멍이나 기포가 발생
• 도장 온도가 높고 습도가 높은 경우
• 신나의 선정이 잘못된 경우
• 하도용 도료의 소지 조정 미숙
• 도장면에 구멍이 많음
• 납땜 부위에 구멍이 발생
• 과도한 도막 두께
• 동절기에 도료를 저어서 공기와 침투되어 건조 단계에서 핀홀이 발생

대책

• 한꺼번에 두껍게 도장하는 것을 피한다.
• 가열 건조 시에는 일정 기간의 대기시간을 준 후 온도를 서서히 올려서 건조한다.
• 신나를 온도 조건에 따라 조절 사용한다.
• 핀홀이 극히 미소할 때는 폴리싱 한다.
• 폴리싱으로 해결되지 않을 때는 상도 도장한다.
• 핀 홀이 깊으면 재도장한다.

부풀음(Blister)

부풀음(Blister)은 도막과 차가운 공기와의 접촉으로 물방울이 맺혀 생성 도막이 거품같이 작게 부풀어 오르는 현상이다.

부풀음(Blister) 예시도   부풀음(Blister) 현상

원인

• 도장이 완전히 건조되지 않음(물방울이 제거되지 않음)
• 그리스, 오일 등이 묻어 있는 상태에 도장 시
• 소지가 발청되면서 녹이 발생 시
• 고습도 지역에 장기간 노출 시
• 높은 비등점 솔벤트 사용으로 건조 시 열을 가했을 때, 솔벤트 체적이 증가 및 부풀어 오름
• 패널을 산으로 세척 시 반응에 의해 수소가 생성되어 패널에 흡수되어 이것이 건조 단계에서 도막을 부풀어 오르게 함

대책

• 소지를 깨끗하게 세척한다.
• 도장 간에 충분한 건조 시간을 준다.
• 에어 호스의 물기를 완전히 제거한다.
• 상도와 하도 사이에서 생성된 부풀어 오른 도막을 폴리싱 한다.
• 중도, 하도 및 패널 사이에 부풀음이 생성될 경우 필요시 중도 혹은 하도를 재도장한다.

참고자료

• 〈기포〉, 《네이버 국어사전》
• 〈소포제〉, 《에스와이켐》
• 한상욱 교수, 〈자동차 제조공정과 생산기술(2)〉, 《글로벌 코노믹》, 2020-09-07
• 〈자동차도장기술〉, 《동진하이텍》
• 한국나노텍, 〈자동차 도장 불량 유형 및 방지책〉, 《네이버 블로그》, 2007-05-11

같이 보기

• 전착도장
• 도막
• 불량
• 폴리싱
• 재도장

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