KR100579989B1 - 토오크 안정제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토오크 안정제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변성 알키드 수지와 수분산성 계면활성제, NaNO2와 NH4OH의 방청제, 수성안료를 일정 성분비로 혼합하여, 하드웨어(볼트, 너트, 스크류 등)의 조립시 안정된 체결력을 제공하여 하드웨어의 토오크를 안정화시킬 수 있도록 한 토오크 안정제에 관한 것이다.

토오크 안정제, 하드웨어 부품, 토오크 계수, 알키드 수지, 계면활성제, 방청제, 수성안료

Description

토오크 안정제{Torque stabilizer}

도 1은 토오크계수 측정 방법을 설명하기 위한 토오크 계수 측정 장비를 보여주는 개략도.

본 발명은 토오크 안정제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하드웨어(볼트, 너트, 스크류 등)의 조립시 안정된 체결력을 제공하기 위하여 하드웨어의 토오크를 안정화시킬 수 있도록 한 토오크 안정제에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차를 포함하여 여러분야의 장치 및 부품들에는 볼트, 너트 및 스크류 등과 같은 하드웨어가 필수적으로 사용되는 바, 이 하드웨어는 선재 및 판재를 가공한 후 표면에 적절한 표면 처리를 행하여 사용된다.

주로 사용되는 표면 처리 방법은 아연(Zn) 도금이 가장 널리 사용되고 있으며, 또한 아연 합금도금이 내식성 및 내열성 등의 향상을 목적으로 사용되며, 아연말 화성피막(예, DACRO)등도 사용되고 있다.

이러한 표면 처리는 주로 내식성을 부여하기 위하여 적용된다.

그러나, 각각의 표면 성분이 상이함에 따라 표면 처리한 하드웨어는 각기 다른 표면 마찰계수를 가지게 되고, 또한 동일한 표면 처리를 적용하여도 작업공정에 따라 토오크 계수의 산포가 발생하게 된다.

이러한 불균일한 토오크 계수는 하드웨어 조립시 균일한 체결력을 제공하지 못하는 문제점으로 작용하게 된다.

즉, 하드웨어의 조립은 원하는 축력을 유지하기 위하여 규정된 토오크로 조이게 되는데, 토오크 계수의 편차가 클 경우에는 일정한 토오크로 조이는 것이 불가능하게 된다.

이때, 동일한 축력을 유지하기 위해서는 토오크 계수가 클수록 토오크의 값은 증가하게 되고, 마찰계수가 작을 경우 토오크의 값은 감소하게 된다.

그러나, 토오크 계수의 편차로 인하여 규정치 이상의 토오크로 하드웨어를 조일 경우, 하드웨어는 축력의 한계치를 넘어 파손이 발생하고, 반대로 규정치 이하의 토오크로 조일 경우 하드웨어는 풀리게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 연구 노력한 결과, 변성 알키드 수지를 주성분으로 하고, 계면활성제, 방청제 및 안료 등을 특정의 성분비로 혼합한 수용성의 조성물을 사용하여, 하드웨어(볼트, 너트, 스크류 등)의 조립시 안정된 체결력을 제공하므로서 하드웨어의 토오크를 안정화할 수 있다는 것을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 하드웨어의 토오크 안정제를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 변성 알키드 수지와; 상기 변성 알키드 수지 100 중량부에 대하여 (1) 수분산성 계면활성제 0.05 ~ 0.5 중량부; (2) NaNO₂0.5 ~ 3.0 중량부와 NH4OH 0.5 ~ 3.0 중량부의 방청제; (3) 수성안료 10 ~ 30 중량부를 포함하여 이루어지는 토오크 안정제에 그 특징이 있다.

본 발명은 하드웨어의 토오크를 안정화를 향상시키기 위한 토오크 안정화제에 관한 것이다. 일반적으로 자동차에 사용되는 하드웨어는 이를 구성하는 각 재료가 상이하고, 내식성, 내후성 등의 여러 가지 기계적 물성을 향상시키기 위하여 각기 다른 표면 처리과정을 거친다. 따라서, 각각의 하드웨어를 조립하여 사용하는 경우 특히, 표면에서의 마찰이 일어나 동일한 체결력을 유지하기가 어려운 문제가 발생하게 된다. 본 발명은 이러한 체결력을 향상시켜 보다 원활한 결합을 할 수 있도록 한 토오크 안정제를 제공하는 데 기술 구성상의 특징이 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 하드웨어의 토오크 안정화를 위한 토오크 안정제를 제공하여, 하드웨어의 조립시 안정된 체결성을 제공하고자 한 것이다.

본 발명의 토오크 안정제는 변성 알키드 수지를 주성분으로 하여 계면활성제, 방청제 및 안료 등을 수용성 기반으로 최적화시킨 것이다.

상기 알키드수지(alkyd resin)는 낮은 가격과 비교적 쉬운 도장의 장점이 있고, 알키드는 반응물질과 반응물질의 비, 변형제를 포함시킴 등으로 인하여 최종 사용자의 용도에 맞도록 제조될 수 있으며, 알키드의 가장 흔한 형태는 프탈산 무수물, 톨유 지방산, 글리세롤 또는 펜타에리트리톨로 이루어진 것으로서, 이들은 도료에 있어서 여러가지 용도에 사용되며 그들의 다양한 특성을 특정한 용도에 맞출 수가 있다.

본 발명에서는 변성 알키드 수지 성분으로 예를 들면 초산비닐 변성 알키드 수지, 페놀 변성 알키드 수지 및 송지 변성 알키드 수지를 사용한다. 이 수지로 도포하면 열과 공기중의 산소의 작용으로 선상 고분자에서 이중결합인 다리결합이 일어나므로 탄성이 풍부해지고 내수성 및 내약품성이 강해진다.

본 발명에 따르면, 상기 변성 알키드 수지 100 중량부에 대하여 (1)수분산성 계면활성제 0.05 ~ 0.5 중량부; (2) NaNO₂0.5 ~ 3.0 중량부와 NH4OH 0.5 ~ 3.0 중량부의 방청제; (3) 수성안료 10 ~ 30 중량부를 첨가한다.

본 발명에 따른 계면활성제는 수분산성 계면활성제로서, 고체와 접하면, 물과 고체의 계면에 계면활성제가 흡착하여 고체표면의 성질을 크게 바꾸게 된다. 상기 계면 활성제는 구체적으로 상품명인 Nopco사의 NXZ와 듀퐁사의 Alkanol WXN을 사용하는 것이 좋다.

예를들면, 도금한 하드웨어 표면은 보통 소수성으로 물에 쉽게 젖지 않지만, 이것을 계면활성제 용액에 담그면 물에 쉽게 젖게 되는데, 이것은 하드웨어의 도금표면에 계면활성제의 소수성기가 흡착하여, 바깥쪽이 친수성기로 둘러싸이기 때문 이다.

상기한 계면활성제가 0.05 중량부 미만으로 소량 사용되면 그 양이 너무 미미하여 본 발명이 목적으로 하는 효과 발현에 문제의 소지가 있으며, 0.5 중량부를 초과하는 경우에는 단순 분산상태였던 계면활성제가 집합체(미셀)를 형성하게 되므로, 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 하드웨어의 방청성능을 유지하기 위하여 방청제인 NaNO2 및 NH4OH를 0.5 ~ 3.0 중량부로 첨가하고, 그리고 육안으로 판별이 가능하도록 안료인 수성 Malachite Green을 10 ~ 30 중량부를 증류수에 첨가하여 제조한다. 상기 방청제의 사용량이 0.5 중량부 미만이면 그 양이 미미하여 방청의 효과 발현이 어려우며,3.0 중량부를 초과하는 경우에는 가격경쟁력이 저하되고 상대적으로 다른 성분의 양이 저하되어 본 발현에 다소 문제의 소지가 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 중요하다. 또한, 안료는 판별기능을 위해 사용하는 것으로 상기 범위로 사용할 때 판별 기능 발현이 가능하므로 이를 유지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따라 제조된 토오크 안정제는 토오크 계수가 0.14 ± 0.02을 나타내어 효과적인 기능을 수행할 수 있다. 일반적으로 토오크 계수가 0.12∼0.16 범위내가 바람직한 바, 본 발명의 토오크 안정제는 이 범위에 속하므로 우수하다는 것을 알 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하고자 한다.

그러나, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예

다음 표 1에 나타낸 성분고 함량으로 혼합하여 토오크 안정화제 조성물을 제조하였다.

실험예

상기 실시예 1 ~ 3에서 제조된 토크 안정제를 아연도금 및 다크로 도금을 행한 하드웨어 제품에 딥-스핀(Dip-spin)방식으로 도포한다.

상온에서 토오크 안정제 액에 딥 스핀이 이루어진 도금제품을 담근후 꺼내어 200rpm으로 회전시켜 탈루시킨 후, 상온 건조하되, 탈루 시간은 200rpm에 도달 후 10초를 유지하고 건조는 상온에서 1시간을 유지한다.

또한, 토오크 계수의 측정은 도 1의 장치를 이용하는 바, 도 1에서 보는 바와 같이 로드 셀(Load Cell)이 장착된 시험기를 사용하여 4000 kgf 지점에서 토크 를 측정한다. 이때, 토오크 계수(K)는 토크 ÷ (호칭경 × 축력)로 얻어진다.

이와 같은 방법으로 토오크 안정제를 제조할 경우 도금제품의 토오크계수는 0.14± 0.02의 일정한 값을 가지게 되는 바, 그 결과는 다음 표 2에 나타낸 바와 같다.

위의 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 토오크 안정제를 첨가한 경우, 토오크 계수는 0.14± 0.02로 나타났고, 이에 하드웨어(볼트, 너트, 스크류 등)의 조립시 안정된 체결력을 제공하기 위하여 하드웨어의 토오크를 안정화시킬 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 토오크 안정제에 의하면, 변성 알키드 수지를 주성분으로 하고, 계면활성제, 방청제 및 안료 등을 수용성 기반으로 최적화 시켜, 하드웨어(볼트, 너트, 스크류 등)의 조립시 안정된 체결력을 제공하기 위하여 하드웨어의 토오크를 안정화시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 변성 알키드 수지와;

   상기 변성 알키드 수지 100 중량부에 대하여 (1)수분산성 계면활성제 0.05 ~ 0.5 중량부;

   (2) NaNO₂0.5 ~ 3.0 중량부와 NH₄OH 0.5 ~ 3.0 중량부의 방청제;

   (3) 수성안료 10 ~ 30 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토오크 안정제.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 변성 알키드 수지는 초산비닐 알키드 수지, 페놀 변성 알키드 수지 및 송지 변성 알키드 수지 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 토오크 안정제.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 토오크 안정제는 토오크 계수가 0.14 ± 0.02인 것을 특징으로 하는 토오크 안정제.

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