KR101338196B1 - 광택 연마재 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광택 연마재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물 20 ~ 60 중량%; 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%; 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%; 및 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%의 조성을 포함하는 광택 연마재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 광택 연마재는 자동차 도장면의 이물질 제거와 함께 표면에 발생된 잔기스를 제거하고 작업공정을 줄여주며, 광택도를 함께 향상시킬 수 있다는 특징이 있다.

Description

광택 연마재 및 이의 제조방법 {Glazing abrasive and manufacturing method thereof}

본 발명은 자동차 도장면의 이물질 제거와 함께 표면에 발생된 잔기스를 제거하고 작업공정을 줄여주며, 광택도를 향상시키는 그레이징용 도장 연마재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 도장면의 이물질과 기스를 제거하는 한편 평탄화시키는 기존 터치업(touch-up) 공정의 광택처리 과정의 경우, 미세한 샌드페이퍼를 사용하여 1차 샌딩 시공, 양모 패드를 사용한 2차 폴리싱 및 스폰지 패드를 사용한 3차 그레이징 과정을 거치는 것이 일반적이었다. 1차 샌딩 시공과정은 차량의 도장면에 #2000 또는 #3000 정도의 샌드페이퍼를 사용하여, 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 표면을 연마하게 되고, 2차 폴리싱 과정은 #3000 ~ #4000 정도의 액상 컴파운드를 묻힌 후, 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 단면 또는 양면 양털패드를 끼워 연마하게 되며, 3차 그레이징 과정은 #5000 ~ #7000 정도의 액상 컴파운드를 묻힌 후 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 스폰지 패드를 끼워 연마함으로서 코팅작업을 완료하게 된다.

그러나 상기와 같은 기존 광택과정은 작업 공정이 여러 번에 걸쳐 이루어지게 되므로 작업 시간이 오래 걸리고, 2차 폴리싱 과정의 경우 양모패드의 단단한 구조 때문에 페인트 도장면을 연마시키게 되어 작업 후 광택면에 스크래치(Scratch)가 발생되며, 액상 연마재를 회전 양모패드로 문지르게 되어 작업 시 액상 연마재가 주변으로 비산되어 작업환경이 열악해지는 문제점이 있었다. 그리고 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 양모패드와 스폰지 패드에 의한 과도한 연마 공정은 도장 표면의 연마량을 과도하게 하고 연마재를 과도하게 소모시키게 되는 결과를 가져온다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구, 노력한 결과, 물, 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체, 액상 파라핀 및 세라믹 분말 등을 적절히 배합하여 사용하는 경우, 소량의 연마재를 사용하면서도 자동차 도장면의 이물질 제거를 위한 샌딩 공정에서 발생된 잔기스 제거와 함께 광택을 낼 수 있으며, 작업공정이 1 공정으로 간소화되어 기존 양모패드에 의한 작업공정 및 연마재의 사용공정을 없앨 수 있으며, 그레이징 공정 시 소모되는 작업 시간을 기존 15초 ~ 20초에서 10초 정도로 단축시킴으로 반복되는 광택작업에서 작업시간 오차로 인한 광택 불량요인을 줄일 수 있는 고효율 연마재 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 상온에서 스폰지 패드 상에 강하게 흡착될 수 있으며, 그레이징 작업 시 비산되지 않도록 도장 표면과의 흡착력이 높은 연마재 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 물 20 ~ 60 중량%; 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%; 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%; 및 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재에 관한 것이다.

또한 본 발명은 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%에 물 20 ~ 60 중량%를 넣은 후 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%를 넣고 혼합하여 유화된 액을 제조하는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계에서 제조된 유화된 액에 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%를 넣고 혼합하여 광택 연마재를 제조하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 수용성 광택 연마재를 사용하는 경우, 자동차 터치업 공정에서 기존에 거치던 양모패드에 의한 연마공정 및 스폰지 패드에 의한 그레이징 공정을 거치지 않아도 되기 때문에 작업을 간편화 할 수 있으며, 이로 인해 기존의 샌딩 후 양모패드에 의한 연마 시 발생되는 미세한 잔기스로 인한 불량문제를 원천적으로 제거할 수 있어 불량률을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명의 광택 연마재의 연마 속도가 10초 이내로 기존의 스폰지 패드에 의한 그레이징 연마 속도보다 5초 이상 빠르기 때문에 반복되는 광택작업에서 작업시간의 오차로 인한 불량을 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다.

게다가, 본 발명의 경우 스폰지 패드에 의한 광택 연마 후 재도장 시 도장의 밀착 불량을 일으키지 않는 조성을 가지고 있어 작업성이 우수하다는 특징이 있다. 또한 본 발명의 수용성 광택 연마재는 광택 연마 후 표면에 뿌연 왁스나 실리콘막 같은 보호 코팅이 전혀 발생되지 않아 시간이 지남에 따라 표면이 변질되지 않는다는 장점을 가지고 있다.

본 발명은 자동차 도장 등에 있어, 표면의 미세한 흠을 샌드페이퍼로 샌딩 연마하여 제거한 후 샌딩 자국을 없애면서 동시에 광택을 부여할 수 있는 그레이징 공정 등에 사용 가능한 광택 연마재 조성에 관한 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위하여, 점착을 특징으로 하는 수지 성분을 주성분으로 한다. 또한 연마재 자체의 점도를 상승시키기 위해 유화반응을 유도하며, 이를 위해 가장 효율적인 방법으로 물과 파라핀을 사용하여 안정한 물속의 수지 미세입자를 형성하는 유화 액제를 고속으로 회전하는 믹서에 넣어 만드는 방법을 사용한다. 이러한 안정된 콜로이드 유화 액제에 일정 입자의 세라믹 분말을 첨가 후 믹싱(mixing)하여 그레이징 연마재를 제조하여, 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 스폰지 패드에 소량 묻혀서 연마함으로써 한번의 작업으로 약제의 비산 없이 이물질 제거 및 샌딩에 의한 스크래치(Scratch) 제거를 동시에 할 수 있는 광택 연마재 및 이의 제조방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 물 20 ~ 60 중량%; 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%; 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%; 및 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재에 관한 것이다.

본 발명에서 물은 용매로서의 역할을 하며, 본 발명에서 상기 물은 20 ~ 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 만일 함량이 20 중량% 미만인 경우 세라믹 분말을 미량만 넣어도 점도가 높아져서 절삭력이 낮은 문제점이 있으며, 60 중량%를 초과하는 경우 세라믹 분말 함량이 높아져 분말간의 점착력이 떨어져서 연마 작업 시 세라믹 분말이 절삭력이 낮으며, 분말의 비산 문제점이 있어 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광택 연마재는 수용성이며, 제조에 사용된 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체(fluoroalkyl acrylate copolymer)는 기화되지 않는 액상의 수지로서 비등점이 물보다 높은 것을 사용한다. 본 발명의 수지를 사용하는 경우 점착성으로 인해 연마재와 도장 표면과의 흡착력이 높아지게 됨으로써, 상온에서 연마재를 스폰지 패드 상에 강하게 흡착시킬 수 있으며, 그레이징 작업 시 연마재의 비산을 막을 수 있다는 장점이 있다. 상기 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체는 예를 들어, N-메틸 플루오로옥틸 아크릴레이트, N-에틸 플루오로옥틸 아크릴레이트, N-메틸 플루오로옥틸 메타아크릴레이트, N-메틸 플루오로프로필 아크릴레이트 등을 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 기타 다른 종류의 수지와 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 함량은 전체 조성물의 3 ~ 20 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 함량이 3 중량% 미만인 경우 세라믹 분말간의 점착성이 낮아서 연마 시 연마분말의 비산이 심해지는 문제점이 있으며, 20 중량%를 초과하는 경우 세라믹 분말들의 점착성이 높아져서 연마 시 스폰지 패드 표면에 달라붙어 연속작업 시 과도한 마찰열을 유발시키는 문제점이 있다.

또한 광택연마 작업 시 고속으로 회전하는 스폰지 패드와 도장된 표면 사이에서, 스폰지 패드에 의한 잔기스 발생을 억제하고, 연마 입자에 의한 효율적인 연마작업을 위해서는 밀착성이 좋은 얇은 액상의 막을 형성시켜야 되는데 이러한 용도로 많은 실험을 통하여 실험한 결과 액상 파라핀이 가장 효과적인 것을 발견 하였다.

이에 본 발명에서는 연마 작업 시 도장 보호를 위한 액상의 막 형성용으로 액상 파라핀을 사용하였으며, 액상 파라핀은 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 및 물과의 반응성이 모두 좋으며, 수지의 in Water 에멀젼을 만들 수 있다는 장점이 있다. 즉, 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 수지는 액상 파라핀과 함께 물 속에 유화되어 안정화된 에멀젼이 되어 분산되어 있음으로써, 도장 표면에 마찰 시 액상 파라핀에 의한 퍼짐력과 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 수지에 의한 부착 능력이 각각의 역할을 하여, 연마재에 포함되어 있는 연마 입자가 효율적으로 샌딩 후 스크래치 자국을 제거 할 수 있으며, 제거되는 도장표면 입자와 연마재가 스폰지 패드에 흡착되어 쉽게 비산되는 것을 막아 주는 역할도 하게 되는 것이다.

상기 액상 파라핀으로는 예를 들어, 이소파라핀, 리퀴드파라핀, 유동파라핀 등을 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 함량은 전체 조성물의 0.5 ~ 4.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 함량이 0.5 중량% 미만인 경우 표면에 보호막을 만들지 못하여 고속 회전하는 스폰지패드에 의한 스크래치가 발생하는 문제점이 있으며, 4.0 중량%를 초과하는 경우 과도한 윤활막으로 인하여 세라믹분말에 의한 연마력이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용된 세라믹 분말은 도장 표면을 연마하는 역할을 하는 것으로서, 평균입도가 0.3 ~ 0.9 μm 인 것을 사용하는 것이 연마 효율이 높으면서도 스크래치 발생이 없기 때문에 바람직하다. 사용 가능한 세라믹 분말로는, 예를 들어, 감마 알루미나 분말, 규조토 분말, 규석 분말, 실리콘 카바이드 분말 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 감마 알루미나 분말을 사용하는 것이 분말의 조성과 경도의 균질성 때문에 좋다. 상기 세라믹 분말의 함량은 20 ~ 60 중량%가 되도록 사용하는 것이 바람직하며, 함량이 20 중량% 미만인 경우 연마 속도가 낮아서 연마시간이 너무 장시간 걸리는 단점이 있으며, 60 중량%를 초과하는 경우 상대적으로 물과 수지와 액상 파라핀의 양이 적어서 분말이 비산하여 작업장을 크게 오염시키는 단점이 있어 바람직하지 않다.

바람직하게는 상기 조성에 페녹시에탄올(Phenoxyethanol), 페녹시프로판올(Phenoxypropanol), 글리옥살(Glyoxal) 등과 같은 방부제를 추가로 포함하여 사용할 수 있다. 방부제를 추가로 포함하는 경우 장시간 보관 시 곰팡이나 세균에 의한 연마재의 분해 또는 성능 저하를 막을 수 있는 장점이 있으며, 이때 방부제는 0.2 ~ 0.8 중량%로 첨가해주는 것이 바람직하다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 연마재 제조에 통상적으로 사용되는 성분을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 광택 연마재는 도장라인의 터치업(touch-up) 공정 시 발생되는 샌딩에 의한 스크래치와 잔기스 등을 빠르게 제거하고, 제거된 표면에 재도장 등이 용이할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.

본 발명의 수용성 광택 연마재의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%에 물 20 ~ 60 중량%를 넣은 후 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%를 넣고 혼합하여 유화된 액을 제조하는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계에서 제조된 유화된 액에 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%를 넣고 혼합하여 광택 연마재를 제조하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재의 제조방법을 제공한다.

좀 더 구체적으로 본 발명의 제조방법을 설명하면, 먼저 제 1 단계에서는 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%에 물 20 ~ 60 중량%을 넣은 후 액상 파라핀을 0.5 ~ 4.0 중량% 넣고 고속믹서 또는 호모지나이저로 섞어서 유화된 액을 제조하며, 제 2 단계에서는 상기 백색의 콜로이드 기름입자를 가지는 유화된 액에 평균입도 0.3 ~ 0.9 μm 범위의 입자가 고운 세라믹 분말을 20 ~ 60 중량%를 넣고 필요에 따라 소량의 방부제를 넣은 후 믹서로 혼합함으로써 자동차용 광택 연마재를 제조할 수 있다.

상기에서 제조된 광택 연마재는 예를 들어, 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 스폰지 패드에 소량 묻혀서 연마에 사용함으로써 한번의 작업으로 약제의 비산 없이 이물질 제거와 샌딩에 의한 스크래치(Scratch)를 동시에 제거하는데 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 다음 실시예에 의거하여 본 발명은 더욱 상세히 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1 ~ 10 및 비교예 1 ~ 11

연마재를 하기 표 1과 같은 조성으로 배합하였으며, 이하 설명에서 중량은 일정 중량으로 표기하였는데 이것은 표1의 양을 나타내는 것이며, 각 조성을 이용한 연마재의 제조방법을 하기에 기술하였다. 또한 하기 표 1은 제조된 본 발명의 수용성 광택 연마재의 조성에 따른 연마 후 광택 상태를 나타낸 것이다.

먼저, 용기에 시중에서 구입한 N-메틸 플루오로옥틸 아크릴레이트(N-methyl fluorooctyl acrylate) 일정 중량%에 물 일정 중량%을 넣은 후 이소파라핀 ISOPAR-H(태경화성)을 일정 중량% 넣어 고속 믹서로 섞어서 교반을 행하여 백색의 수지입자가 콜로이드 상으로 분산된 친수성 에멀젼액을 제조하였다. 이렇게 제조된 유화된 액에 평균입도 0.6 μm의 감마 알루미나 분말 일정 중량%를 넣은 후 믹서로 잘 섞어서 자동차용 광택 연마재를 완성하였다.

완성된 연마재를 자동차 도장 표면에 1차로 3M에서 제조된 #2500 연마지에 의한 샌딩 작업을 10초간 한 후 샌딩 연마된 표면을 천으로 닦고 나서 샌딩자국 위에 하기 표 1의 조성을 가지는 연마재를 2 g정도 바른 후 전기 또는 압축공기에 의해 구동하는 회전체를 이용하여 3M 스폰지 패드를 이용해 10초 동안 일정한 압력으로 잘 문질러서 연마한 다음 부드러운 천으로 닦아 낸 후 육안으로 광택 검사를 하여 조성에 따른 광택도의 우수한 정도를 판단하였다. 또한 광택 연마 시 연마입자가 날리는 정도 또는 스폰지 패드를 털어서 연마입자가 떨어지는 정도를 측정한 후 하기 표 1에 나타내었다.

구분	물 (중량%)	N-methyl fluorooctyl acrylate(중량%)	ISOPAR-H (중량%)	γ-알루미나 (중량%)	광택작업시 분진 안 날림 정도	광택도
실시예 1	20.0	20.0	2.0	58.0	◎	◎
실시예 2	60.0	5.0	1.5	33.5	◎	◎
실시예 3	50.0	3.0	0.5	46.5	◎	◎
실시예 4	30.0	20.0	3.5	46.5	◎	◎
실시예 5	45.0	5.0	0.5	49.5	◎	◎
실시예 6	35.0	15.0	4.0	46.0	◎	◎
실시예 7	60.0	16.0	4.0	20.0	◎	◎
실시예 8	28.5	10.0	1.5	60.0	◎	◎
실시예 9	40.0	10.0	1.5	48.5	◎	◎
실시예 10	45.0	5.0	1.5	48.5	◎	◎
비교예 1	15.0	20.0	2.0	63.0	○	X
비교예 2	65.0	5.0	1.5	28.5	X	X
비교예 3	40.0	2.0	1.5	56.5	X	X
비교예 4	30.0	25.0	2.5	43.5	○	X
비교예 5	40.0	10.0	0.4	49.6	X	X
비교예 6	40.0	10.0	4.5	45.5	○	X
비교예 7	60.0	20.0	5.0	15.0	○	X
비교예 8	28.0	5.0	2.0	65.0	X	X
비교예 9	45.0	2.5	0.2	52.3	X	○
비교예 10	60.0	2.0	0.5	37.5	X	X
비교예 11	50.0	5.0	0.1	44.9	X	X

광택작업 분진 안 날림 결과 : ◎ 아주우수, ○ 우수, △ 보통, X 불량

광택도 육안검사 결과 : ◎ 아주우수, ○ 우수, △ 보통, X 불량

상기 표 1에서도 볼 수 있듯이, 실시예 1 ~ 10과 같은 본원발명의 조성을 가지는 연마재는 광택도 및 분진 날림 정도에 있어, 매우 우수한 결과를 나타낸 반면, 본원발명 밖의 조성을 이용하여 제조된 연마재의 경우 광택도가 떨어지거나 분진이 많이 날리는 등의 문제점이 있었다.

Claims (8)

1. 물 20 ~ 60 중량%; 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%; 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%; 및 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체는 N-메틸 플루오로옥틸 아크릴레이트, N-에틸 플루오로옥틸 아크릴레이트, N-메틸 플루오로옥틸 메타아크릴레이트 및 N-메틸 플루오로프로필 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액상 파라핀은 이소파라핀, 리퀴드파라핀 및 유동파라핀 로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 감마 알루미나 분말, 규조토 분말, 규석 분말 및 실리콘카바이드 분말로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 분말은 평균입도가 0.3 ~ 0.9 μm 범위인 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
6. 제 1 항 내지 제 5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 광택 연마재는 자동차의 그레이징 공정에 사용되는 것을 특징으로 하는 광택 연마재.
   
7. 플루오로알킬 아크릴레이트 공중합체 3 ~ 20 중량%에 물 20 ~ 60 중량%를 넣은 후 액상 파라핀 0.5 ~ 4.0 중량%를 넣고 혼합하여 유화된 액을 제조하는 제 1 단계; 및
   상기 제 1 단계에서 제조된 유화된 액에 세라믹 분말 20 ~ 60 중량%를 넣고 혼합하여 광택 연마재를 제조하는 제 2 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재의 제조방법.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 단계에서 방부제를 더 포함하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 광택 연마재의 제조방법.