도료 및 코팅 산업의 품질 관리 및 연구
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Anton Paar 기기는 재료의 구조, 거동, 유변학적 특성을 심층적으로 파악할 수 있게 해줍니다. 이 기기들은 액체와 입자상 시료는 물론, 입고된 원료부터 반제품, 최종 페인트, 잉크, 코팅, 그리고 코팅되거나 도장된 표면까지 다양한 시료를 분석합니다. Anton Paar는 건조 입자, 액체, 표면에 도포된 시료까지 손쉽게 특성화할 수 있도록 모든 장비를 설계했습니다.
Anton Paar는 원료부터 도포된 제품까지, 페인트와 코팅의 전체 수명 주기를 아우르는 종합적인 특성화 기기 포트폴리오를 제공합니다.
| 솔루션 | 고객 혜택 | 기기 | |
|---|---|---|---|
| 분산액/현탁액 - 액체 | |||
| 목재 코팅이 적용 용도에 비해 너무 얇거나 너무 두껍습니다. | 일정한 속도에서 빠른 품질 관리 점검을 수행하여 코팅의 점도를 측정하고, 일관성을 조정합니다. | 목재 코팅이 흘러내리지 않고 표면에 고르지 않은 줄무늬도 남기지 않습니다. | |
| 목재 코팅이 적용 용도에 비해 너무 얇거나 너무 두껍습니다. | 다양한 전단 속도에서 점도를 측정하여 정지 상태와 도포 중 코팅의 점도를 파악합니다. | 결과를 사용해 목재 코팅의 유동 거동을 조정하여 사용의 각 단계에서 이상적인 상태가 되도록 합니다. | |
| 펌핑 중이거나 도포 중에 페인트가 막힙니다. | 레오미터 또는 점도계를 사용해 페인트의 항복점을 분석하고, 시료 흐름을 시작하는 데 필요한 힘이 줄어들도록 항복점을 낮춥니다. | 페인트 생산 중 운송 공정을 원활하고 효율적으로 유지해 생산 설비 가동 중단이 전혀 없습니다 | |
| 벽 페인트가 충분한 도막 두께를 형성하지 못하거나 도포 후 처짐이 발생합니다. | 페인트 내부 구조의 구조 붕괴와 회복을 분석하여 배합을 조정합니다. | 귀사의 벽 페인트는 충분히 높은 습윤 도막 두께를 유지하고 처짐이 없습니다. | |
| 자동차용 페인트의 점도가 너무 높아 분사가 어렵고, 눈에 보이는 작은 방울이 생겨 마감 표면이 울퉁불퉁해집니다. | 높은 전단 속도(1,000 s-1 ~ 10,000 s-1)에서 페인트의 점도를 분석하고 성분을 조정합니다. | 그러면 분사, 브러싱과 같은 고전단 적용 분야에 제품 점도가 정확히 맞고, 표면 마감이 매끄럽다는 것을 확신할 수 있습니다. | |
| 건축용 페인트의 안료와 충전재는 (단기) 보관 중 침강합니다. | 낮은 전단 속도(<1 s-1)에서 점도를 분석하고 배합을 조정합니다. | 결과를 활용해 배합을 변경하고 페인트의 조기 침강을 방지합니다. 저전단 영역에서 점도가 높을수록 안정성이 더 좋습니다. | |
| 페인트를 일정 시간 정지 상태로 두면(장기) 상분리 또는 침전이 발생합니다. | 주파수 스윕으로 저장 안정성을 확인하고 제형을 조정합니다. | 페인트의 장기 저장 안정성을 보장합니다. | |
| 페인트가 50 °C의 적용 조건에서 너무 묽습니다. | 정의된 온도에서 점도를 정확하게 측정하고 조정합니다. | 페인트가 적용 조건에 맞는 이상적인 배합을 갖춥니다. | |
| 2액형 에폭시 코팅은 도포 중에 이미 경화가 시작됩니다. | 반응 시작 시점과 비교해 점도가 두 배가 되는 시점을 파악하기 위해 점도를 분석합니다. 이 정보를 바탕으로 에폭시 코팅의 배합을 조정할 수 있습니다. | 도포 시간이 지난 뒤 에폭시 코팅이 적절한 시점에 경화됩니다. | |
| 습도가 높은 환경에서는 도포 후 페인트가 마르지 않습니다. | 페인트의 유변학적 특성 분석 중 측정 환경의 습도와 온도를 조정합니다. | 귀사의 페인트는 미리 정의된 온도 및 습도 조건에서 건조됩니다. | |
| UV에 민감한 코팅이 예상대로 경화되지 않았고 표면에 스크래치와 돌기가 나타납니다. | 유변학적 특성을 측정하면서 다양한 UV 광 강도에서 가교 반응을 시뮬레이션합니다. | UV 광 아래에서 몇 초 안에 경화되고 코팅된 재료를 완벽하게 덮어 보호하는 코팅 | |
| 경화 후 목재 코팅 필름이 너무 취성이 크거나 너무 부드럽습니다. | 필름의 DMA 거동을 확인하고 배합을 조정합니다. | 필름에 충분한 탄성이 생기고 코팅 마감 품질이 좋아집니다. | |
| 페인트가 원하는 최종 외관(도장 광택)을 구현하지 못합니다 | 안료 입자 크기를 측정하고 조정합니다 | 원하는 무광 또는 유광 마감을 구현해 만족한 최종 고객이 다시 구매하는 결함 없는 제품 | |
| 페인트가 원하는 색 강도를 나타내지 않습니다. | 입자 크기가 작아질수록 색 강도가 증가하므로 안료 입자 크기를 측정하고 조정합니다. | 페인트가 정확한 색 강도를 갖추어 도포 후 사용자가 결과에 만족합니다. | |
| 이 소재는 코팅 거동이 일관되지 않습니다. | 코팅 공정 전에 입자 응집을 식별하고 방지할 수 있도록 페인트 또는 코팅 분산액의 입자 크기를 측정합니다. | 균일한 코팅 거동 | |
| 분산액이 원치 않게 응집되는 경향을 보입니다. | Litesizer로 분산액 내 입자의 제타 전위를 측정하여 제형을 개선하고 생산 공정을 안정화합니다. | 제타 전위 문제를 조기에 파악해 생산 공정 속도를 높이고 귀중한 배치를 폐기해야 하는 상황을 방지합니다. | |
| 분말 - 건식 | |||
| 분말 원료는 펌핑할 수 없습니다. | 분말 셀을 사용해 고체 원료의 펌핑성을 시뮬레이션합니다. | 결과를 활용해 분말 재료의 운송 및 보관 중 발생하는 문제를 방지합니다. | |
| 분체 코팅이 제대로 경화되지 않거나 공압 이송을 할 수 없습니다. | 유동화 및 경화 거동을 분석하고, 유동화와 경화 공정에 대한 유동화 보조제의 영향을 연관 지어 평가합니다. | 쉽게 도포할 수 있고 우수한 경화 거동을 보이는 분말로 고객 만족도를 높입니다 | |
| 분체 코팅이 균일하게 보이지 않습니다. | 입도 분석기로 입도 분포를 분석하고 이를 최적화하여 원하는 분체 코팅 외관을 구현합니다. | 분체 코팅은 높은 내구성을 보이며 시각적 요구 사항을 충족합니다. | |
원하시는 시료를 찾지 못하셨나요? Anton Paar는 고객의 과제에 맞춰 솔루션을 제공합니다. 자세한 내용은 문의해 주세요.
도료 및 코팅의 품질 관리와 연구개발
점도계
페인트와 코팅의 점도 측정은 생산 공정의 모든 단계에서 품질 관리에 필수적입니다. 점도 측정으로 입고 원료의 일관성을 확인하고, 재료의 가공성과 펌프 이송성에 대한 정보를 신속하게 얻으며, 최종 제품의 일관성과 규격 적합성을 검증할 수 있습니다. ViscoQC 100 또는 300과 같은 회전식 점도계는 페인트 생산 공정의 품질 관리에 널리 사용되며 ISO 2555, ASTM D2196 등 다양한 표준을 준수합니다. 코팅 품질을 신속하게 관리하려면 ViscoQC 100으로 단일 측정점의 점도를 측정하거나, ViscoQC 300으로 다점 점도 측정을 수행해 페인트의 유동 거동과 항복점 등을 파악할 수 있습니다. 사용이 간편한 독립형 장비는 지능형 기능을 갖춰 탁월한 결과를 제공합니다:
- 개봉 후 즉시 사용
- 올바른 수평 정렬을 확인하는 내장형 디지털 레벨링 기능
- 스핀들을 한 손으로 탈부착하는 자기식 커플링
- 스핀들과 가드를 자동으로 인식하고 장비 정렬 상태를 디지털로 확인
- 스핀들/속도 조합을 모를 때 사용하는 TruMode
- 시료가 온도 평형에 도달했는지 알려주는 T-Ready™를 탑재한 공랭식 역냉각 펠티어 온도 제어 장치
RheolabQC 회전식 레오미터로 전단 후 시료 구조가 어떻게 재형성되는지 분석하고, 그 결과에 따라 측정법과 공정 파라미터를 조정할 수 있습니다. RheolabQC용 다양한 측정 시스템으로 분사 공정에서 흔히 발생하는 고전단 속도를 시뮬레이션할 수 있습니다. ASTM D562를 준수하는 특수 Krebs 스핀들로 Krebs 단위(KU) 점도를 측정할 수 있습니다. Toolmaster가 모든 측정 시스템을 자동으로 인식해 사용자 오류를 방지하고 추적성을 높입니다.
레오미터
레오미터를 사용하면 여러 측정점에 걸쳐 페인트와 코팅의 점도 변화를 추적할 수 있습니다. 시료의 변형, 유동 거동, 구조를 더 깊이 파악해 공정 파라미터를 즉시 조정할 수 있습니다. 레오미터는 회전 모드와 진동 모드를 모두 지원합니다. 적합한 레오미터는 적용 분야에 따라 달라집니다:
- 시료의 변형과 유동 거동을 조사할 때는 MCR 53이 적합합니다
- 시료 구조를 관찰할 때는 MCR 73과 93을 권장합니다
- 일상적인 품질 관리부터 첨단 연구·개발 측정까지 전 범위를 아우르려면 MCR 303 또는 MCR 503이 최적의 선택입니다
- MCR 53, 73, 93뿐 아니라 MCR 303과 503에도 적용 분야별 액세서리가 마련되어 있어 페인트 및 코팅 시료의 유변학적 특성을 종합적으로 특성화할 수 있습니다
Anton Paar 레오미터는 각 적용 분야에 맞는 측정을 수행할 수 있도록 다양한 액세서리와 측정 시스템을 제공합니다. 입문형 및 품질 관리용 레오미터부터 R&D 레오미터까지 선택할 수 있으며, 모든 장비가 하나의 소프트웨어 플랫폼을 기반으로 일관된 워크플로를 제공해 오류를 줄이고 시간을 절약합니다:
- Toolmaster: 측정 시스템과 액세서리를 자동으로 인식합니다
- QuickConnect 커플링: 측정 시스템을 한 손으로 연결할 수 있습니다
- TruStrain: 오버슈트 없이 목표 전단 속도 또는 변형률 단계에 빠르게 도달합니다. TruRate: 예비 시험 없이 시료의 변형률, 전단 속도 또는 응력을 정밀하게 제어합니다
- TruRay: 모든 MCR 레오미터에서 측정 표면을 비춰 시료를 선명하게 관찰할 수 있습니다.
레오미터에는 분말 유변학용 분말 셀도 장착할 수 있어 분말 거동을 파악하는 데 도움이 됩니다. 빠른 품질 관리 도구로 사용할 수도 있고, 심층적인 분말 분석에도 활용할 수 있습니다. 두 가지 분말 셀을 사용하면 압축·압밀 상태부터 완전 유동화 상태까지 공정과 관련된 다양한 조건에서 분말을 분석할 수 있습니다. 이로써 혼합과 저장부터 공압 이송과 분사까지 모든 공정 단계를 시뮬레이션할 수 있습니다.
입도 분석기
입자 크기는 색상, 광택, 은폐력을 포함한 최종 외관은 물론 페인트, 잉크, 코팅의 가공성에도 영향을 줍니다. Anton Paar의 Litesizer DIF와 DIA는 입자 크기와 입도 분포를 모니터링하는 데 적합하며, 건식 분말과 현탁액 속 입자를 모두 분석할 수 있습니다. Litesizer DLS는 제타 전위를 측정해 분산액의 제형 안정성과 응집 거동을 평가하고, 나노미터 범위의 입자 크기도 측정합니다.
비표면적, 기공 크기 및 고체 밀도 분석기
분말의 비표면적을 측정하면 임계 안료 체적 농도(CPVC)나 분산 제형과 같은 핵심 특성을 더 잘 이해할 수 있습니다. Nova 또는 Autosorb 시리즈 장비로 비표면적을 측정할 수 있습니다. Ultrapyc (ASTM D5965)로 진밀도를 측정하면 블렌드 제형 설계, 건조 도막 두께 및 피복 면적 산정, CPVC (ASTM D5965) 계산, 그리고 코팅의 비휘발분 체적 백분율 (ASTM D6093) 산정에 도움이 됩니다. Ultratap 500 시리즈로 탭 밀도를 측정하면 유동성을 포함한 특성을 기준으로 신재와 재활용 재료를 신속하게 평가할 수 있습니다.
비표면적 분석기
Autosorb 시리즈
- 크립톤 흡착법으로 비표면적을 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- BET 비표면적(초저압 체적식 극저온 가스 흡착법)
- 외부 시료 전처리 장치
Nova 시리즈
- 질소 흡착법으로 비표면적을 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- BET 비표면적(저압 체적식 극저온 가스 흡착법)
고체 밀도 분석기
Ultrapyc 시리즈
- 건조 안료와 도막의 진밀도를 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- 고체 진밀도 측정을 위한 가스 피크노메트리
Ultratap 500 시리즈
- 단일 성분 분말과 혼합 분말의 탭 벌크 밀도를 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- 탭 벌크 밀도
- Carr 지수 및 Hausner 비
- 대용량 어댑터
입도 분석기
Litesizer DIF 및 DIA 시리즈
- 레이저 회절법(Litesizer DIF)으로 액상 및 건식 시료의 입자 크기와 입도 분포를 측정합니다
- 동적 이미지 분석법(Litesizer DIA)으로 액상 및 건식 시료의 입자 크기와 형상을 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- 입자 크기 및 입도 분포 분석을 위한 레이저 회절법(Litesizer DIF)
- 입자 크기 및 형상 분석을 위한 동적 이미지 분석법(Litesizer DIA)
- 오토샘플러
- 외부 초음파 분산기
Litesizer DLS
- 분산액의 입자 크기와 제타 전위를 측정합니다
- 주요 시험 방법:
- 입자 크기 분석을 위한 동적 광산란(DLS)
- 제타 전위 측정을 위한 전기영동 광산란(ELS)
- pH 의존성 자동 측정용 도징 시스템
분말용 레오미터
Powder Flow Cell
- 유동화된 분말의 거동을 분석합니다
Powder Shear Cell
- 온도와 습도를 제어해 분말 유동성을 분석합니다
회전식 점도계
ViscoQC 100
- 고점도부터 저점도까지 다양한 액체의 동적 점도를 단일 지점에서 측정해 신속한 품질 관리를 지원합니다
- 주요 시험 방법:
- 단일 지점 점도 측정
- 주요 시험 방법:
ViscoQC 300
- 고점도부터 저점도까지 다양한 액체의 동적 점도를 다중 지점에서 측정해 신속한 품질 관리를 지원합니다
- 주요 시험 방법:
- 유동 곡선/점도 곡선
- 주요 시험 방법:
- 항복점 측정
- 시간 의존 거동 분석
회전식 레오미터
RheolabQC
- 저점도 액체부터 반고체 시료까지 회전 레올로지 시험을 수행합니다
- 주요 시험 방법:
- 항복점/유동점 측정을 위한 회전 시험
- 주요 시험 방법:
- 회전 3구간 틱소트로피 시험(3iTT)
MCR 53/73/93
- 액체부터 반고체 시료까지 동심원통(컵/보브), 평행판, 콘-플레이트 측정 시스템으로 회전 레올로지 시험을 수행합니다
- 거의 모든 시료 유형에 대해 동심원통(컵/보브), 평행판, 콘-플레이트 측정 시스템으로 회전 및 진동 레올로지 시험을 수행합니다
- 주요 시험 방법:
- 항복점/유동점 측정을 위한 회전 시험
- 주요 시험 방법:
- 회전 3구간 틱소트로피 시험(3iTT)
- 진폭 및 주파수 스윕
- 진동 3구간 틱소트로피 시험(3iTT)
회전·진동 레오미터
MCR 303/503
- QC부터 R&D까지 원료, 제형, 최종 제품의 점탄성 특성을 분석합니다
- 주요 시험 방법:
- 고체 시료의 회전 및 진동 측정
- 주요 시험 방법:
- 분말 레올로지 측정
MCR 703 MultiDrive
- R&D에서 재료 특성을 종합적으로 분석합니다
- 주요 시험 방법:
- 1개 또는 2개의 드라이브 유닛으로 고급 진동 및 회전 시험을 수행합니다
- 주요 시험 방법:
- 비틀림, 인장, 굽힘, 압축 모드에서 완전한 DMA 기능을 제공합니다
* 자동 측정 지오메트리 인식 및 설정 기능이 작업을 간소화하고 사용자 오류를 줄입니다
** 스핀들, 보브 및 측정 시스템을 한 손으로 간편하게 장착하고 교체할 수 있습니다
도료 및 코팅 분말의 전체 생애주기 단계별 특성을 이해하고 가공성과 품질을 높이는 방법
도료와 코팅은 적용 분야와 사용 조건, 구성 재료가 매우 다양하므로 충족해야 할 요구사항도 많습니다. 도료와 코팅의 전체 생애주기를 폭넓게 이해하려면 입고 원료부터 혼합 등 모든 중간 공정과 최종 완제품에 이르기까지 각 단계에서 적절한 물성을 측정하고 분석해야 합니다. 하지만 생애주기는 완성된 도료나 코팅에서 끝나지 않습니다. 운송, 장기 보관, 도포성뿐 아니라 도막의 내구성과 스크래치 저항성도 매우 중요합니다. 개발 단계와 생산 단계 모두에서 제조 및 도포 공정에 영향을 미치는 여러 매개변수를 고려해야 합니다. 예를 들면 입도, 제타 전위, 분체 유변학, 비표면적, 진밀도 등이 있습니다.
- 분말의 핵심 매개변수를 파악합니다
- 이러한 매개변수가 안정성과 가공성에 왜 중요한지 이해합니다
- 이러한 매개변수를 손쉽게 측정하는 방법을 알아봅니다
Time to evolve 14 – 페인트와 코팅의 완벽한 마감을 완성하세요
페인트 조성이 최종 제품 품질에 어떤 영향을 미치는지 궁금하신가요? 이 웨비나에서는 레벨링과 침강 문제를 해결하는 방법을 알아봅니다. 다음 내용을 살펴봅니다:
- 페인트와 코팅의 유변학적 거동
- 항복점과 요변성을 측정하는 회전식 시험법
- 시험 결과 해석과 우수한 도포성 확보를 위한 코팅 유변학 최적화 방법
코팅의 유동을 완벽하게 제어하세요
품질 관리를 더 효율적이고 신뢰성 있게 수행할 방법을 찾고 계신가요? 또는 코팅 R&D 전반에서 유변학이 어떤 역할을 하는지 궁금하신가요? 생산 라인의 품질 관리와 공정 제어부터 신제품 개발에 필요한 특정 측정까지, Anton Paar의 레오미터와 점도계가 다음과 같은 과제를 어떻게 지원하는지 지금 확인해 보세요:
- 점도 측정
- 항복점 및 유동점 결정
- 구조 붕괴 및 회복 거동 평가
- 경화 및 건조 거동 평가
