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KR102452463B1 - 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법 및 설비 - Google Patents

일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법 및 설비 Download PDF

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KR102452463B1
KR102452463B1 KR1020170127766A KR20170127766A KR102452463B1 KR 102452463 B1 KR102452463 B1 KR 102452463B1 KR 1020170127766 A KR1020170127766 A KR 1020170127766A KR 20170127766 A KR20170127766 A KR 20170127766A KR 102452463 B1 KR102452463 B1 KR 102452463B1
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Abstract

일 패턴으로 부품(6)의 표면(S62)을 페인팅하기 위한 본 방법은, 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제1 코팅 제품을 도포하는 단계, 상기 표면의 일 부분(Z62) 상에 마스크(12)의 적어도 일 부분을 자동적으로 도포하는 단계, 상기 표면 상에 제2 코팅 제품을 도포하는 단계 및 상기 마스크(12)를 제거하는 단계로 이루어지는 연속적인 단계들을 적어도 포함한다. 바람직하게는, 상기 마스크(12)는 비미립화 유체(non-atomized fluid)로 이루어지는 적어도 하나의 층(122, 124, 126)의 형태로 적어도 부분적으로 도포되며, 상기 층은 상기 마스크(12)가 도포될 상기 표면(S62)의 일 부분(Z62)을 따라 상기 비미립화 유체를 토출하는(delivering) 도포기(16)를 이동시키는 것(A1)에 의해서 얻어진다.

Description

일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법 및 설비{METHOD AND INSTALLATION FOR PAINTING A SURFACE OF A COMPONENT WITH A PATTERN}
본 발명은 소정 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법 및 설비에 관한 것이다.
본 발명은 페인팅 기술 분야에 속하며, 보다 구체적으로는 자동차, 항공기 동체 및 가정용 기기와 같은, 제조 물체의 페인팅되는 표면의 맞춤화 및 개인화의 기술 분야에 속한다.
근래 자동차 제조업체는 점점 더 고객의 요구에 맞춘 차량, 특히 예를 들어 차량의 측면들과는 상이한 컬러로 루프가 페인팅된 2-톤 차량을 제안하는 경향이 있다. 또한, 이러한 경향은 샤이닝(shining) 효과, 매트(mat) 효과 또는 구조화 효과와 같은 상이한 효과들로 광택제가 칠해지는 차량을 제공하는 것이다. 자동차 산업에서는, 차량 후드 상의 스트라이프와 같은 다른 장식 요소도 또한 제안된다.
또한, 항공사의 로고 또는 유지 보수나 안전 지침과 같은 패턴으로 상용 항공기의 동체를 맞춤화한 것은 공지되어 있다.
또한, 제조된 제품의 맞춤화 추세는 가정용 장비 분야에서도 관측되고 있다.
2-톤 차량을 구현하기 위한 가장 일반적인 과정은 지배적인 컬러를 가진 베이스 코트(base coat)로 차체를 페인팅하는 것으로부터 시작하여, 가능하게는 클리어 코트(clear coat)를 도포하고 차체를 베이킹하는 것이다. 그 후에, 이 지배적인 컬러로 남아 있어야 하는 차체의 표면에 마스크를 수작업으로 도포하고, 마스크에 의해 덮이지 않은 나머지 표면을 에어 스프레이, 에어 믹스 또는 에어리스 건 또는 회전식 아토마이저와 같은 종래의 페인트 도포기를 통해 다른 컬러로 페인팅한다. 이 과정이 끝나면 마스크를 제거한다. 이러한 마스킹 및 비마스킹 작업은 수작업으로 수행되며 대단히 숙련된 인력을 필요로 하며, 그 이유는 서로 다른 컬러를 가진 두 코팅 사이의 경계는 분명해야 하며 잘 배치되어야 하기 때문이다. 물결 모양 선과 같은 불완전한 부분은 사람의 눈으로 감지할 수 없으며, 두 번째의 코팅은 마스크 아래로 이동되어서는 안된다.
US-A-2016/0001322는 중간 클리어 코트층 없이 패턴이 베이스 코팅층 상에 도포되는 페인팅 방법을 개시한다. 이러한 접근 방식은 페인팅될 물체 상에서, 공지의 기술을 통해, 고정된 마스크에 의해 패턴이 규정되도록 구현될 영역을 여전히 필요로 한다. 이것은 특히 상당히 숙련된 인력에 대한 필요성의 측면에서, 위에서 언급한 불편사항들을 발생시킨다.
한편, US-A-5 175 018은 에어 제트 노즐에 의해 방출되는 에어 커튼 마스크를 사용하여, 마스킹 테이프 및 종이를 사용하지 않고서 코팅 과정에서의 오버-스프레이를 방지하는 방법을 교시하고 있다. 동시에 도포된 코팅으로부터 보호될 영역 상에는 공기가 계속해서 흐른다. 이러한 접근 방식은 투사된 영역이 코팅에 의해 오염되지 않을 것을 보장할 수 없다.
본 발명은 로봇에 의해 마스크가 자동적으로 도포될 수 있고, 이로 인해 시간이 절감되고, 재현성이 증가되며, 인력 비용이 감소될 수 있는, 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하는 새로운 방법에 의해서 이러한 문제점들을 해결하는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 본 발명은 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 적어도 다음과 같은 연속적인 단계들을 포함한다:
a) 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제1 코팅 제품을 도포하는 단계,
b) 상기 표면의 일 부분 상에 마스크의 적어도 일 부분을 자동적으로 도포하는 단계,
c) 마스크가 없는 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제2 코팅 제품을 도포하는 단계, 및
d) 상기 마스크를 제거하는 단계.
마스크의 자동 도포에 의해서, 작업자는 페인트 샵에서 자동차 차체와 같은 페인팅될 물체 주변을 수동으로 작업할 필요가 없으므로, 고도로 숙련된 인력의 필요와 사람의 실수 위험성을 줄일 수 있다.
바람직하지만 필수적이지 않은 본 발명의 다른 양태에 따르면, 이러한 페인팅 방법은 임의의 허용 가능한 조합으로 취해지는, 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항의 특징 중 하나 또는 여러 특징을 포함할 수 있다.
특히, 단계 b) 동안에, 상기 마스크는 비미립화 유체(non-atomized fluid)로 이루어지는 적어도 하나의 층의 형태로 적어도 부분적으로 도포되며, 상기 층은 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 부분을 따라 상기 비미립화 유체를 토출하는(delivering) 도포기를 이동시키는 것에 의해서 얻어진다. 본 발명의 이 양태에 의해서, 마스크가 그것을 형성하는 인접한 층들과 함께 도포될 표면의 일 부분을 덮도록, 표면에 대해 도포기를 이동시킴으로써 마스크가 생성될 수 있다. 대안적으로는, 이 층(들)이 마스크의 단부를 형성할 수 있고, 마스크의 다른 부분은 특별한 주의를 기울이지 않고서도, 페인팅될 표면 상에 수동으로 설치된 강성 또는 가요성 재료 조각에 의해 만들어지며, 그 이유는 마스크의 경계의 정확성이 자동 도포되는 층(들)을 통해 얻어지기 때문이다.
또한, 본 발명은 상기의 방법을 구현할 수 있는 설비, 특히 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하는 설비에 관한 것이며, 이 설비는 상기 표면 상에 제1 코팅 제품을 도포하기 위한 적어도 하나의 제1 도포기 및 상기 표면 상에 제2 코팅 제품을 도포하기 위한 적어도 하나의 제2 도포기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 이 설비는 또한 상기 표면 상에 마스크의 적어도 일 부분을 자동 도포하기 위한 자동 도포기를 포함한다.
본 발명은 본 발명의 목적을 제한함 없이, 예시적 예로서 첨부 도면과 관련하여 제공되는 다음의 설명에 기초하여 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위한 본 발명에 따른 설비의 개략 평면도이다.
도 2는 도 1의 설비의 부분 사시도이다.
도 3은, 도 1 및 도 2의 설비 상에 구현된, 본 발명에 따른 제1 방법의 블록도이다.
도 4는 마스크가 완전히 도포된 경우의 도 2에 도시된 차량의 후드의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방법을 위한, 도 4와 유사한 후드의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 방법을 위한, 도 2와 유사한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 방법 동안에, 마스크가 이 후드 상에 도포되기 전의 자동차의 후드의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 절단한 도면이다.
도 9는 마스크가 도포되었을 경우의 도 7과 유사한 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X 선을 따라 절단한 도면이다.
도 11은 마스크가 제거될 경우의 도 7 및 도 9와 유사한 평면도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII 선을 따라 절단한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 방법의 블록도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 방법의 블록도이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 방법의 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 설비(2)는 일 패턴을 포함하는 페인트 층으로 자동차 차체의 전체 표면을 페인팅하는 방법을 구현하기 위한 것이다. 보다 정확하게는, 자동차 차체 전체가 페인트로 덮어져야 하며, 이 페인트는 두 가지 컬러, 즉 표면의 첫 번째 부분 상의 제1 컬러 및 그 표면의 두 번째 부분 상의 제2 컬러를 갖는다.
이 도면들의 예에서는, 차량의 컬러가 후드의 나머지 부분과는 상이한 후드 상의 중앙 영역을 갖는 차량을 페인팅하기 위한 방법이 구현된다.
도시되지 않은 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 이 패턴의 두 가지 컬러의 재분할이 상이할 수도 있다.
또한, 패턴은 단일의 베이스 코트 및 광택, 매트 또는 구조와 같은 다른 효과를 갖는 상이한 클리어 코트들을 사용하여 얻어질 수 있다. 클리어 코트는 경우에 따라 바니시(varnish)로도 지칭된다.
설비(2)는 운반 방향에 따라 자동차 차체(6)를 이동시키는 컨베이어(4)를 포함한다.
설비(2)의 제1 부스(22)에서, 일부 다축(multi axis) 로봇들(82a)은 자동차 차체(6) 상에 제1 컬러로 제1 베이스 코트를 분사하는데 사용된다. 다축 로봇들(82a)은 공압식 또는 회전식 분사장치들, 바람직하게는 정전식 분사장치들을 구비한다. 이들 분사장치는 에어 스프레이, 에어 믹스 또는 에어리스 타입을 가질 수 있다.
부스(22)의 제2 스테이션에서, 일부 다축 로봇들(82b)은 자동차 차체(6) 상에 클리어 코트를 분사하는데 사용된다. 다축 로봇들(82b)은 다축 로봇들(82a)의 분사장치들과 동일한 타입을 가질 수 있는 분사장치들을 구비한다.
제1 베이스 코트의 도포는 본 발명의 방법의 제1 단계(1002) 동안에 발생한다. 클리어 코트의 도포는 본 방법의 제2 단계(1006)에서 발생한다.
단계(1002) 및 단계 1006 이후에, 각 자동차 차체는 컨베이어(4)에 의해서 오븐(24) 내로 운반되며, 여기서 히터들(10)로 가열 또는 베이킹된다. 이것은 본 발명의 방법의 제3 단계(1010)에서 발생한다.
베이킹 후에, 각 자동차 차체는 컨베이어(4)에 의해 3개의 연속적인 스테이션을 포함하는 제2 부스(26)를 향해 운반된다.
제1 스테이션에서, 추가의 스텝(1014)에서는 마스크(12)가 각 자동차 차체(6)의 후드(62) 상에 도포된다. 이 제1 스테이션을 부분적으로 나타내는 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크(12)는 후드(62)의 상부 표면(S62)의 중앙 영역(Z62)에 서로 인접하여 위치된, 3개의 리본(122, 124 및 126)으로 형성된다. 이는 마스크(12)에 의해 덮이게 되는 후드(62)의 중앙 영역(Z62)에 있는 제1 베이스 코트의 컬러를 유지하면서, 제1 베이스 코트와 상이한 컬러를 가진 제2 베이스 코트로 후드(62)의 나머지 부분을 페인팅하는 것을 가능하게 한다.
각각의 리본은 US-A-2015/0367620에 기재된 것과 동일한 타입의 도포기(16)를 구비한 다축 로봇(14)에 의해서, 비미립화 유체(non-atomized fluid) 층의 형태로 자동 도포되며, 상기 문헌의 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
도포기(16)는 도시되지 않은 파이프들을 통해, 마스크(12)를 생성하는데 사용되는 물과 재료가 공급되는 연장 다이(extension die fed)이다. 물과 재료의 혼합물은 에멀젼의 형태로, 도포기(16)로부터 압력에 의해 배출된다.
실제에 있어서, 본 예에서, 도포되는 재료는 공중합체 에멀젼이다. 에멀젼은 예를 들어 제품 제조업체가 제공한다. 에멀젼은 자체적으로 제조되지 않는다. 대안적으로, 에멀젼은 자체적으로 제조될 수도 있다.
에멀젼을 가압하는데 사용되는 장비는 도포 상들 사이에 채워지는 실린더이다. 도포 동안에는, 실린더의 피스톤이 압축 공기 또는 전기 모터에 의해 밀려나게 된다. 도포기(16)에 의해 도포되는 재료는 또한 스커리(scurry), 액체 또는 겔의 형태로 배출될 수 있다. 단계(1002) 및 단계 1006에서 도포되는 베이스 코트 및 클리어 코트와는 달리, 이 배출되는 재료는 미립화되지 않는다.
도포기(16)는 비미립화 유체 층의 형태로 각각의 리본(122, 124 또는 126)을 도포하는 것을 허용한다. 특히, 이 유체는 폴리비닐아세테이트(PVA)의 수용액 또는 아크릴 공중합체의 에멀젼일 수 있다. 유리하게는, 도포되는 유체 내의 중합체 대 물의 비율은 약 50/50이다. 그러나, 이것은 도포에 따라 달라질 수 있다.
도 2에서는, 마스크(12)가 도포되는 과정에 있다. 리본(122)이 이미 도포되었으며, 리본(124)은 부분적으로 도포되었고, 리본(126)은 아직 영역(Z62)상에 도포되지 않았다.
리본들(122, 124, 126)은 두 개의 인접한 리본들 사이에 소량의 중첩(128)을 갖고서 서로 인접해 있으며, 이러한 중첩이 마스크(12)에 의해 덮인 후드(62)의 영역(Z62)을 오염시킬 위험을 방지한다. 이러한 중첩은 덮이게 될 영역의 형상에 따라 다소 중요할 수 있다. 이것은 리본의 두 개의 측면 가장자리들 중 적어도 하나의 날카로운 가장자리(sharp edge)에서 얻는 것이 바람직하다.
도포기(16)에 대한 유체의 유속은 200㎛의 범위에서의 균일하거나 준-균일한 두께 및 약 95㎜의 폭을 갖는 리본을 생성하도록 선택된다. 실제에 있어서, 도포되는 리본의 단면은 전체적으로 "직사각형"이며, 리본의 가장자리와 중간 사이에 약간의 두께 차이가 있다. 일반적으로, 압출 재료의 경우에는 가장자리들이 중간보다 더 두꺼우며, 이것은 소위 "혼 효과(horn effect)"에 해당한다. 본 발명에서 사용되는 US-A-2015/0367620의 염료는 이러한 문제점을 회피한다.
도포 거리, 즉 도포기(16)의 출구와 상부 표면(S62)의 영역(Z62) 사이의 거리는 3mm 내지 10mm 사이에서 선택되며, 바람직하게는 도포기(16)로부터 나오는 재료가 실질적으로 일정한 폭을 갖게 되는 거리에 해당하는 약 6 mm이다. 이러한 도포 거리는 상부 표면(S62)에 대하여 수직으로 측정된다. 후드(62)의 3D 형상에 있어서는, 염료 슬롯의 모든 지점과 상부 표면(S62) 사이에 완벽하게 일정한 거리를 가질 수는 없다. 그러나, 염료의 오른쪽 거리에 있어서 겹치지 않는 가장자리가 있는 것이 중요하며, 그 이유는 두 페인트 사이의 라인 품질을 정의하기 때문이다.
도 2의 화살표 A1에 의해서 나타나 있는 변위 방향(이것은 상부 표면(S62)과 실질적으로 평행함)에 있어서 도포기(16)의 변위 속도는, 균일한 두께를 얻음과 동시에 마스크(12) 상의 물결모양 가장자리를 방지하기 위해서, 도포기(16)로부터의 리본의 압출 속도에 대응되는 속도일 수 있다. 실제에 있어서, 화살표 A1의 방향으로의 도포기의 변위 속도는 리본의 압출 속도와 유사하며, 즉 압출 속도 ±5%가 된다.
비미립화 유체로 이루어지는 리본들의 형태로 마스크(12)를 도포하는 것으로 인해, 다축 로봇(14)과 같은 로봇으로 마스크(12)를 자동적으로 도포하는 것이 가능하다. 이는 마스크(12)의 신속하고, 재현 가능하며 정확한 도포를 허용한다. 또한, 이러한 리본들(122, 124 및 126)의 구조로 인해, 후드(62) 상에 나중 도포되는 페인트가 마스크(12) 아래로 이동할 위험성이 없다.
실제에 있어서, 마스크(12)는 리본들이 단계(1014)에서 액체 또는 준-액체 형태로 도포되기 때문에, "LAM(Liquid Applied Mask)"으로 불릴 수 있다.
전술한 바와 같이 마스크(12)가 단계(1014)에서 도포되면, 컨베이어(4)는 각 자동차 차체를 부스(26)의 제2 및 제3 스테이션들로 이동시키고, 여기서 부스(22)에서와 동일한 방식으로 제2 베이스 코트가 다축 로봇들(86a)에 의해서 표면(S62) 상에 도포되고, 클리어 코트가 다축 로봇들(86b)에 의해서 도포된다. 이것은 본 발명의 방법의 2개의 연속적인 단계, 즉 제2 컬러를 갖는 제2 베이스 코트를 도포하는 단계(1018) 및 단계 1006에서 사용된 것과 동일한 것이거나 상이한 것일 수 있는 클리어 코트를 도포하는 단계(1022)에서 발생한다. 또한, 다축 로봇들(86a 및 86b)은 다축 로봇들(82a 및/또는 82b)의 것과 동일한 것일 수 있는 분사장치들을 구비한다.
그 후, 컨베이어(4)가 각 자동차 차체를 제2 오븐(28)으로 운반하며, 이 오븐(28)에는 LAM(12), 제2 베이스 코트 및 클리어 코트를 가열 또는 베이킹하게 할 수 있는 히터(11)들이 제공되어 있다. 이것은 본 방법의 추가 단계(1026)에서 발생한다.
그 후, 추가 단계(1030)에서, 마스크(12)는 도 1의 화살표 A2로 도시된 바와 같이 후드(62)로부터 제거된다. 이것은 컨베이어(4)를 따라 오븐(28)의 하류에 위치된 설비(2)의 스테이션(29)에서 발생한다.
단계(1030)가 용이하게 구현되기 위해서는, 즉 마스크(12)가 일체적으로 제거되기 위해서는, 이 단계에서 마스크(12)가 너무 신축적이어서는 안된다. 이것이 단계(26) 동안 100℃ 내지 160℃의 온도, 바람직하게는 120℃ 내지 140℃의 온도에서 베이킹이 발생해야 하는 이유이다. 실제로, 130℃의 온도는 용이하게 제거될 수 있는 상대적으로 강한 일체형 마스크(12)를 리본들이 형성하도록 그들을 경화시키기에 충분한 것으로 입증되었다. 단계(1026)의 베이킹을 효율적으로 하기 위해서는, 10mm 내지 30mm의 듀레이션(duration) 동안 이것이 수행되어야 한다. 20mm의 듀레이션으로 충분하다는 것이 입증되었다.
LAM(Liquid Applied Mask) 재료는 표준 페인트 경화 공정에 맞게 선택된다. 페인트를 베이킹하는데 사용되는 경화 매개 변수들을 변경하지 않고서도 전술한 베이스 코트 및 클리어 코트의 층과 함께 경화되면, 건조되어 매우 제한된 탄성을 갖게 된다.
단계(1030)에서 마스크(12)의 제거를 용이하게 하기 위한, 본 방법의 유리하지만 필수적이지 않은 측면에 따르면, 후드(62)의 중앙 영역(Z62) 상에 탭(18)이 일시적으로 고정된다. 탭(18)은 부분적으로 제거 가능한 접착제로 덮일 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같은, LAM(12)의 도포 전에 후드(62)에 붙이기 위한, 양면 접착 테이프 또는 단면 접착 테이프가 탭 및 코팅될 표면을 덮게 된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 탭(18)은 탭(18)의 끝단(182)이 후드(62)의 상부 표면(S62)으로 돌출하여, 탭(18)의 부분(184)이 영역(Z62) 상에 놓이게 되는 구조로 후드(62)의 중앙 영역(Z62)에 붙여진다. 3개의 리본(122 내지 126) 모두가 후드(12) 상에 도포되면, 부분(184)은 마스크(12)의 리본(124)에 의해 덮이게 된다.
이것은 도 4의 화살표 A2로 도시된 바와 같이 끝단(182)을 잡고서 중앙 영역(Z62)으로부터 멀리 당김으로써 마스크(12)를 제거할 수 있게 한다. 탭(18)의 이동은 마스크(12)로 전달된다. 마스크(12)의 제거는 작업자에 의해 수행되거나 또는 탭(18)을 잡아 당기는 로봇에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 제2 방법에 대한 도 5에 도시된 바와 같이, 탭(18)의 폭(W18)은 마스크(12)의 폭(W12)과 실질적으로 동일할 수 있다. 특히, 탭(18)은 마스크(12)의 모든 리본들 아래에 위치되기에 충분히 큰 폭으로 설계될 수 있으며, 이로 인해 화살표 A2로 도시된 바와 같이 단계(1030)에서 탭(18)을 당김으로써 제거될 때 중첩들(128)의 레벨에서 마스크(12)를 찢을 위험을 감소시킨다.
본 발명의 처음 두 개의 방법들에서, 탭(18)의 끝단(182)은 표면(S62)과 접촉함 없이 로봇 또는 조작자가 접근할 수 있다.
전술한 제1 및 제2 방법들에 있어서는, 단계(1018)에서 도포된 제2 베이스 코트의 두께와 단계(1022)에서 도포된 클리어 코트의 두께가 누적되기 때문에, 마스크(12)가 제거될 때, 제2 컬러로 페인팅된 표면(S62)의 위치의 가장자리가 상대적으로 높다. 후드(62) 상의 2개의 컬러가 형성되는 영역들 사이의 천이 영역에서는 클리프(cliff)가 만들어지며, 또한 이 클리프는 마스크(12)의 두께에 의존한다. 이러한 천이 영역은 매끄럽지 않다.
본 명세서에서 후술하는 본 발명의 대안 방법들과 관련하여, 설비(2)의 동일한 부분 및 각 방법의 동일한 단계는 동일한 참조 번호를 갖는다. 이하에서는, 첫 번째 방법에 대한 차이점만을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 방법에 따르면, 마스크(12)는 두 개의 부분, 즉 자동차 차체(6)의 전방 부분에 위치된 플라스틱 재료 또는 종이로 이루어진 가요성 엔빌로프(envelope)(121) 및 전방 윈도우의 양측에 있는, 다축 로봇(14) 및 도포기(16)에 의해 자동차 차체(6)의 2개의 전방 컬럼들(64) 상에 도포되는 2개의 리본(122 및 124)으로 이루어진 LAM을 포함한다. 도 6의 명료성을 위해, 엔빌로프(121)는 반투명하게 표현되어 있으며, 이것은 필수적인 것이 아니다. 엔빌로프(121)는 자동차 차체(6) 상의 상이한 컬러를 갖는 두 영역들 사이의 경계에 대한 정의에 관여하지 않기 때문에, 자동차 차체(6) 상에 정확하게 고정될 필요는 없다. 유사한 접근 방식이 차체(6)의 후방 컬럼들에 대해 사용될 수 있으며, 이것은 본 방법의 단계들(1018 및 1022)에서 그 나머지 부분과 상이한 컬러를 가지고 자동차 차체(6)의 루프(66)의 전체 상부 표면(S66)을 페인팅하는 것을 허용한다. 여기서, 리본들(122 및 124)은 다축 로봇(14)에 의해서 자동으로, 정확하고 재현성 있게 도포되기 때문에, 페인팅된 자동차의 두 가지 컬러 사이의 경계 영역을 정확하게 규정할 수가 있다.
가요성의 엔빌로프(121) 대신에, 경질 부분이 자동차 차체(6)의 전방 및/또는 후방 부분들을 덮기 위해 사용될 수 있다.
도 7 내지 도 12에 도시된 본 발명의 제4 방법에 따르면, 마스크의 제거는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은, 단계(1014) 이전에 후드(62)의 중앙 영역(Z62) 상에 설치되는 석션 컵(suction cup)(38)을 사용하여 개선될 수 있다. 석션 컵이 후드(62) 상에 설치될 경우, 공기는 도 8의 화살표 A3으로 도시된 바와 같이 튜브(40)를 통해 석션 컵으로부터 제거된다. 이것은 석션 컵(38)이 후드(62) 상의 위치에 유지되는 것을 보장한다.
그 후에, 튜브(40)가 제거되며, 마스크(12)는 전술한 바와 같이 단계(1014)에서 도포된다. 마스크(12)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 석션 컵(38)을 덮는다.
단계(1030)에서는, 화살표 A4에 의해서 도 12에 도시된 바와 같이, 재설치된 튜브(40)를 통해 석션 컵(38) 내에 약간의 공기가 주입된다. 이 공기는 후드(62)와 마스크(12) 사이로 전달되며, 이것이 도 11의 화살표 A2에 의해서 도시된 바와 같이, 이 마스크 및 가능하게는 튜브(40)를 잡아 당기는 것에 의해, 마스크(12)의 제거를 용이하게 한다.
대안적으로는, 공기가 아닌 가스가 석션 컵(38)에 주입될 수도 있다.
대안적으로는, 단계(1030)에서 공기가 석션 컵(38)에만 주입된다. 이것은 튜브(40)를 잡아 당기는 것에 의해 표면(S62)으로부터 그것을 분리시키는 것을 허용한다.
자동차 차체(6) 상의 상이한 컬러의 2개의 영역 사이의 높은 클리프를 방지하기 위해, 본 방법의 단계들의 순서가 도 13에 도시된 본 발명의 제5 방법에서 수정되었다.
제5 실시예에서는, 단계(1002)에서, 제1 컬러를 갖는 제1 베이스 코트를 도포한다. 그 다음, 단계(1010)에서 제1 베이스 코트를 베이킹한다.
그 후에, 단계(1014)에서 LAM 마스크(12)가 도포되며, 단계(1016)에서 이 마스크는 단독으로 베이킹된다.
그 후에, 단계(1018)에서 제2 컬러를 갖는 제2 베이스 코트가 도포된다.
제2 베이스 코트가 계속 습윤 상태일 경우, 단계(1030)에서 마스크(12)가 제거된다.
그 후에, 단계(1034)에서 클리어 코트가 도포되고, 단계(1038)에서 제2 베이스 코트와 함께 베이킹된다.
이 방법은 전체 표면 상에 하나의 클리어 코트 층만이 존재하기 때문에, 상이한 컬러들을 갖는 서로 다른 영역들 사이의 천이의 관점에서 바람직한 결과를 제공한다. 2개의 컬러 영역 사이의 가장자리는 터치에 의해서 감지하기가 어렵다. 이 방법에서는, 단계(1030)에서 제2 베이스 코트가 계속 습윤 상태이기 때문에, 마스크(12)가 매우 조심스럽게 제거되어야 한다. 본 발명의 제1 방법과 비교할 때, 이 제5 방법은 3회의 베이킹 단계들, 즉 단계들(1010, 1016 및 1038)을 포함하기 때문에, 설비(2) 내에 추가의 오븐을 필요로 한다.
도 14에 도시된 본 발명의 제6 방법에 따른 다른 접근 방식이 가능하다. 이 방법의 처음 세 개의 단계들(1002, 1010 및 1014)은 도 13의 제5 방법과 동일하다.
제4 단계(1018)에서는, 베이킹된 제1 베이스 코트 및 습윤 마스크(12) 상에 제2 베이스 코트를 도포한다.
그 후에, 단계(1026)에서 마스크(12) 및 제2 베이스 코트가 베이킹된다.
단계(1026) 이후에, 단계들(1030, 1034 및 1038)이 도 13의 방법에서와 같이 구현된다.
또한, 본 발명에 따른 이 제6 방법은 전체 표면 상에 하나의 클리어 코트 층만 존재하기만 한다면, 천이의 관점에서 바람직한 결과를 제공한다. 또한, 도 13의 방법과 같이 3개의 오븐이 필요하다. 도 13의 방법에 대한, 도 14의 방법의 장점은 제2 베이스 코트가 마스크(12) 제거 이전에 베이킹된다는 것이다.
이 방법에서는, 제2 베이스 코트가 자동차 차체(6)의 비교적 작은 부분, 예를 들어 루프 상에 도포될 경우에, 자동차 차체(2)의 국부 가열에 의해서 단계(1026)가 수행될 수 있으며, 이에 따라 단계(1026)에 있어서의 전체 오븐 사용을 회피할 수 있다.
단일의 베이스 코트 상의 상이한 효과들을 갖는 2개의 클리어 코트 또는 바니시를 사용함으로써 차량에 패턴을 얻을 수도 있다. 이것은 도 15에 도시된 본 발명의 제7 방법에 대응한다.
이 방법에서는, 단계(1002)에서 베이스 코트를 도포하고, 추가 단계(1006)에서 제1 클리어 코트를 도포한다.
그 후에, 단계(1010)에서 베이스 코트 및 제1 클리어 코트의 베이킹이 발생하고, 단계(1014)에서 LAM(12)이 도포된다. 이들 4개의 단계는 도 3에 도시된 제1 방법의 단계들과 동일하다.
단계(1014) 이후에는, 단계(1022)에서 제2 클리어 코트가 도포되고, 단계(1026)에서 마스크(12)와 함께 그것이 베이킹된다.
그 후에, 단계(1030)에서 마스크(12)가 제거된다.
도 15의 방법은, 제1 클리어 코트 및 제2 클리어 코트가 광택, 매트 또는 구조와 같은 상이한 효과들을 가질 경우에 패턴을 얻는 것을 허용한다.
도 15의 방법은 상이한 컬러들을 갖는 2개 이상의 베이스 코트와 함께 사용되도록 수정될 수 있다.
본 발명은 2개의 베이스 코트를 사용하는 경우에 있어서 도 1 내지 도 14와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 이 방법의 단계들이 적용될 경우에, 그것은 3개 이상의 베이스 코트와 함께 사용될 수 있다.
다축 로봇(14) 대신에, 임의의 타입의 로봇이 LAM(12)을 도포하는데 사용될 수 있다.
대안적으로는, 리본들(122, 124 및 126)이 오버레이되지 않는다.
다축 로봇들(82a, 82b, 86a, 86b)의 개수는 2가 아닐 수도 있다. 이와 유사하게, 도포될 LAM(12)의 표면적에 따라, 하나보다 많은 로봇(14) 및 도포기(16)를 사용할 수 있다.
본 발명의 비도시된 실시예에 따르면, 리본의 폭을 가지고 페인팅되는 스트라이프들로 표면을 장식하기 위해, 마스크(12)는 비미립화 유체로 이루어진 단일 리본으로 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 설비(2)는 제2 내지 제6 방법들 중의 하나를 구현할 경우에 적용된다.
본 발명은 자동차 페인팅 분야의 예와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 예를 들어 항공기 동체, 가정용 장비, 오토바이, 토목 장비, 농업용 기계 등을 페인팅하기 위한 다른 응용들이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예들은 위에서 설명한 실시예들 및 변형예들의 특징들을 조합함으로써 얻어질 수 있다.

Claims (15)

  1. 일 패턴으로 부품(6)의 표면(S62; S66)을 페인팅하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제1 코팅 제품을 도포하는 단계(1002) - 상기 제1 코팅 제품은 제1 컬러를 가진 페인트로 이루어진 제1 베이스 코트임 -;
    b) 상기 표면의 일 부분 상에 마스크(12)의 적어도 일 부분(122, 124, 126)을 자동적으로 도포하는 단계(1014) - 상기 마스크의 적어도 일 부분이 상기 제1 코팅 제품 상에 도포되고, 상기 마스크(12)의 적어도 일 부분이 비미립화 유체(non-atomized fluid)로 이루어지는 적어도 하나의 리본의 형태로 도포되며, 상기 적어도 하나의 리본은 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 일 부분(Z62; 64)을 따라 상기 비미립화 유체를 토출하는(delivering) 도포기(16)를 이동시키는 것(A1)에 의해서 얻어지고, 상기 도포기는 압출 다이(extrusion die)(16)이고, 상기 표면의 부분(Z62; 64)에 대한 상기 도포기의 변위(A1)의 속도는, 상기 도포기(16)로부터의 상기 리본의 압출(extrusion) 속도에 대응되는 속도임 -;
    c) 마스크가 없는 상기 표면의 적어도 일 부분 상에, 제2 컬러를 가진 제2 베이스 코트를 제2 코팅 제품으로서 도포하는 단계(1018);
    d) 상기 마스크를 제거하는 단계(1030);
    e) 단계 b) 이후 및 단계 d) 이전에, 상기 마스크를 베이킹하는 단계(1026);
    f) 단계 a) 이후 및 단계 b) 이전에, 상기 제1 베이스 코트 상에 제1 클리어 코트를 도포하는 단계(1006);
    g) 단계 f) 이후 및 단계 b) 이전에, 상기 제1 베이스 코트 및 상기 제1 클리어 코트를 베이킹하는 단계(1010);
    h) 단계 c) 이후 및 단계 e) 이전에, 상기 제2 베이스 코트 상에 그리고 상기 마스크의 부분 상에 제2 클리어 코트를 도포하는 단계(1022);를 포함하고,
    상기 제2 클리어 코트는, 일단 건조되고 나면, 상기 제1 클리어 코트의 양태(aspect)와 상이한 양태를 가지고,
    단계 e) 동안에, 상기 제2 베이스 코트 및 상기 제2 클리어 코트도 또한 베이킹되며(1026),
    상기 방법의 단계들은 a), f), g), b), c), h), e) 및 d)의 순서로 구현되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크(12) 전체는 비미립화 유체로 이루어진 적어도 하나의 리본(122, 124, 126)의 형태로 도포되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스크(12)는 상기 표면의 부분(62, 64) 중의 제1 부분(62)에 위치된 강성(rigid) 또는 가요성(flexible) 재료 조각(121)의 형태로 부분적으로 도포되며,
    상기 마스크는 상기 표면의 부분(62, 64) 중의 제2 부분(64)에 위치된 비미립화 유체로 이루어진 적어도 하나의 리본(122, 124)의 형태로 부분적으로 도포되는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 b) 이전에,
    j) 상기 마스크(12)가 도포될 상기 표면(S62)의 부분(Z62) 상에 적어도 하나의 탈부착 가능한 탭(18)을 일시적으로 고정하는 단계;를 더 포함하며,
    단계 j) 동안에, 상기 탭은 상기 마스크(12)가 도포될 상기 표면(S62)의 부분(Z62)에 일시적으로 부착되고, 상기 탭의 일부(182)는 상기 부분(Z62)으로부터 돌출하여 상기 표면과 접촉함 없이도 액세스 가능한 구성으로 이루어지며,
    단계 b) 동안에, 상기 탈부착 가능한 탭은 비미립화 유체로 이루어지는 상기 적어도 하나의 리본에 의해서 적어도 부분적으로 덮이게 되며 그리고
    단계 d) 동안에, 상기 탭의 돌출된 부분(182)이 잡혀서(pinched) 상기 표면으로부터 멀리 당겨지는(A2), 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    단계 b) 이전에,
    j) 상기 마스크(12)가 도포될 상기 표면(S62)의 부분(Z62) 상에 적어도 하나의 탈부착 가능한 석션 컵(38)을 일시적으로 고정하는 단계;를 더 포함하며,
    단계 j) 동안에, 상기 석션 컵은 상기 마스크(12)가 도포될 상기 표면(S62)의 부분(Z62)에, 눌림(depression)에 의하여(A3), 일시적으로 고정되고,
    단계 b) 동안에, 상기 석션 컵은 비미립화 유체로 이루어지는 상기 적어도 하나의 리본에 의해서 적어도 부분적으로 덮이게 되며 그리고
    단계 d) 동안에, 상기 석션 컵은 상기 석션 컵의 내부 체적 내에 가스 주입에 의하여(A4) 상기 표면으로부터 분리되어서, 상기 탈부착 가능한 석션 컵(38)이 상기 표면(S62)으로부터 멀리 당겨지는(A2), 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    단계 d) 동안에, 상기 석션 컵은 비미립화 액체로 이루어지는 상기 적어도 하나의 리본과 상기 표면(S62) 사이에의 가스 주입에 의하여 상기 표면으로부터 분리되는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 컬러는 상기 제1 컬러와 다른, 방법.
  8. 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제1 코팅 제품을 도포하는 단계 - 상기 제1 코팅 제품은 제1 컬러를 가진 페인트로 이루어진 제1 베이스 코트임 -;
    b) 상기 제1 베이스 코트 상에 제1 클리어 코트를 도포하는 단계;
    c) 상기 제1 베이스 코트와 상기 제1 클리어 코트를 베이킹하는 단계;
    d) 상기 표면의 일 부분 상에 마스크의 적어도 일 부분을 자동적으로 도포하는 단계 - 상기 마스크의 적어도 일 부분이 상기 제1 코팅 제품 상에 도포되고, 상기 마스크는 비미립화 유체(non-atomized fluid)로 이루어지는 적어도 하나의 층의 형태로 적어도 부분적으로 도포되며, 상기 적어도 하나의 층은 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 일 부분을 따라 상기 비미립화 유체를 토출하는 도포기를 이동시키는 것에 의해서 얻어짐 -;
    e) 상기 마스크가 없는 상기 표면의 적어도 일 부분 상에 제2 클리어 코트를 제2 코팅 제품으로서 도포하는 단계;
    f) 상기 마스크 및 상기 제2 클리어 코트를 베이킹하는 단계; 및
    g) 상기 마스크를 제거하는 단계;를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    단계 d) 이전에,
    j) 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 부분 상에 적어도 하나의 탈부착 가능한 탭을 일시적으로 고정하는 단계;를 더 포함하며,
    단계 j) 동안에, 상기 탭은 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 부분에 일시적으로 부착되고, 상기 탭의 일부는 상기 표면의 상기 부분으로부터 돌출하여 상기 표면과 접촉함 없이도 액세스 가능한 구성으로 이루어지며,
    단계 d) 동안에, 상기 탈부착 가능한 탭은 비미립화 유체로 이루어지는 상기 적어도 층에 의해서 적어도 부분적으로 덮이게 되며 그리고
    단계 g) 동안에, 상기 탭의 돌출된 부분이 잡혀서(pinched) 상기 표면으로부터 멀리 당겨지는, 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    단계 d) 이전에,
    j) 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 부분 상에 적어도 하나의 탈부착 가능한 석션 컵을 일시적으로 고정하는 단계;를 더 포함하며,
    단계 j) 동안에, 상기 석션 컵은 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 부분에, 눌림(depression)에 의하여, 일시적으로 고정되고,
    단계 d) 동안에, 상기 석션 컵은 비미립화 유체로 이루어지는 상기 적어도 하나의 층에 의해서 적어도 부분적으로 덮이게 되며 그리고
    단계 g) 동안에, 상기 석션 컵은 상기 석션 컵의 내부 체적 내에 가스 주입에 의하여 상기 표면으로부터 분리되어서, 상기 탈부착 가능한 석션 컵이 상기 표면으로부터 멀리 당겨지는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    단계 g) 동안에, 상기 석션 컵은 비미립화 액체로 이루어지는 상기 적어도 하나의 층과 상기 표면 사이에의 가스 주입에 의하여 상기 표면으로부터 분리되는, 방법.
  12. 제1항 또는 제8항의 방법에 따라 일 패턴으로 부품의 표면을 페인팅하기 위해 구성된 설비로서,
    상기 표면 상에 상기 제1 코팅 제품을 도포하기 위한 적어도 하나의 제1 도포기(82a);
    상기 표면 상에 상기 제2 코팅 제품을 도포하기 위한 적어도 하나의 제2 도포기(86a; 86b);를 포함하며,
    상기 설비는 또한 상기 표면(S62; S66) 상에, 비미립화 유체(non-atomized fluid)로 이루어지는 적어도 하나의 층의 형태로, 상기 마스크(12)의 적어도 일 부분을 자동 도포하기 위한 적어도 하나의 자동 도포기(14, 16)를 포함하며,
    상기 자동 도포기(14, 16)는 상기 마스크가 도포될 상기 표면의 일 부분(Z62; 64)을 따라 이동하며 상기 비미립화 유체를 토출하는, 설비.
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