KR19980086746A - 개선된 도료 흡착성을 갖는 배기 기관용 예비 피막 크롬 합금강 - Google Patents

개선된 도료 흡착성을 갖는 배기 기관용 예비 피막 크롬 합금강 Download PDF

Info

Publication number
KR19980086746A
KR19980086746A KR1019980015936A KR19980015936A KR19980086746A KR 19980086746 A KR19980086746 A KR 19980086746A KR 1019980015936 A KR1019980015936 A KR 1019980015936A KR 19980015936 A KR19980015936 A KR 19980015936A KR 19980086746 A KR19980086746 A KR 19980086746A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
coating
lubricant
weight
silicone
Prior art date
Application number
KR1019980015936A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100550496B1 (ko
Inventor
아쇼크 사바타
조세프 에이. 도우쎄트
셔만 이. 주니어 윈클
Original Assignee
더글라스 오. 미테르홀저
암코 인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더글라스 오. 미테르홀저, 암코 인크 filed Critical 더글라스 오. 미테르홀저
Priority to TW87117730A priority Critical patent/TW391147B/zh
Publication of KR19980086746A publication Critical patent/KR19980086746A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100550496B1 publication Critical patent/KR100550496B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/51—One specific pretreatment, e.g. phosphatation, chromatation, in combination with one specific coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12542—More than one such component
    • Y10T428/12549—Adjacent to each other

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 요소의 제조에 사용하기에 적합한 스테인레스 강판에 대한 것이다. 상기 강판은 건조막을 포함하는 외측 유기부와 내측 무기부를 포함하며 약 540℃ 까지의 온도에서 박피되지 않는 보호 피막이 적어도 한 표면에 구비된 강판이다. 무기부는 0.02 mm 이하의 두께를 갖는 적어도 50 mg/m2의 크롬 기재 화성 피막을 포함한다. 화성 피막은 산화 규소에 대한 크롬의 중량비가 1 : 1 내지 2 : 1 범위 내에서 미립 산화 규소를 함유한다. 외측 유기부는 40 내지 60 중량%의 실리콘 수지를 함유한 실리콘 도료를 포함한다. 상기 실리콘 도료는 1분 이하의 시간 동안 300℃ 이하의 온도에서 건조된 후 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀으로 피막된다. 아크릴 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 함유하고 중합체 올레핀은 90% 올레핀 수지를 함유한다. 그 후 윤활제 피막 강판은 0.0005 내지 0.020 mm의 막 두께를 형성하기 위해 1분 이하의 시간 동안 25 내지 120℃의 온도에서 건조되며, 이 때 마찰 계수는 0.05 이하이고 10 내지 5000 mg/m2의 중량을 갖는다. 건조 윤활막에 의해 피막된 건조 실리콘 도료는 점착성이 없고 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이며, 강판은 피막 강판 상에 부가적인 외부 윤활제를 필요로 하지 않고 건조된 실리콘 도료를 최소로 박피시키면서 배기 요소로 형성되기 쉽다.

Description

개선된 도료 흡착성을 갖는 배기 기관용 예비 피막 크롬 합금강
본 발명은 배기 요소에 사용되는 것과 같이 내열부를 제조하는 데 적합한 강 박판(또는 강판, steel sheet)에 관한 것이다. 강판은 건조 윤활막에 의해 도포된 외측 유기부와 내측 무기부를 갖는 보호 피막으로 전처리된다. 무기부는 미립 재료를 함유한 적소 건조(dried-in-place) 크롬산 기재(based) 화성 피막으로부터 형성되며 유기부는 점착성이 없는 열가소성 아크릴 및 윤활제 또는 중합체 올레핀의 내습성 막으로 도포된 건조 실리콘(silicone) 도료를 포함한다. 전처리된 강판은 일 부분으로 성형되어서 비성형 강판 상에 부가적인 외부 윤활제를 필요로 하지 않고 용접될 수 있다.
냉간 압연강과는 달리, 스테인레스 강과 같은 크롬 합금강에서 양호한 도료 흡착성을 얻기는 어렵다. 스테인레스 강 표면에 대한 불량한 도료 습윤성에 대한 명백한 이유는 이들 강 표면이 부동태 산화물(passive oxide)로 도포되기 때문이다. 도료 흡착성을 개선하기 위해 이들 부동태 산화물을 제거하는 데 여러 가지 다양한 유형의 산성 부식액(또는 에칭제)이 사용되어 왔다. 그러나, 이런 방법으로는 스테인레스 강, 특히 고온 및 습식 부식 환경에 노출된 부분들로 제조되는 것에서 양호한 도료 흡착성을 얻지는 못했다.
다른 기술자들은 도장에 앞서 6가 크롬 및 실란 결합제(silane coupling agent)를 함유한 산욕(acid bath)을 사용하여 스테인레스 강에 대한 1 또는 2 단계의 헹굼 기술을 제안하고 있다. 예컨대, 크롬산에 침지된 후, 에칭된 강은 실란 결합제를 함유한 수용액으로 헹굼될 수 있다. 다르게는, 크롬산은 규산염 및 실란의 분산액을 포함할 수 있다. 비록 양호한 흡착성이 얻어질 수 있지만, 크롬산을 사용하는 이들 과정의 중요한 단점은 6가 크롬을 함유하는 독성 폐기액 처리에 대한 환경 비용에 대한 것이다.
부식성 대기에서 열을 주기적으로 받는 강 표면에 다양한 내온도성(temperature resistance) 유기 수지 기재 도료가 피막된다. 이들 가열된 표면들은 보일러, 적층물(stacks), 공간 가열기, 스토브, 엔진 메니폴드, 머플러 등을 포함한다. 화학 반응을 통해 경화되는 다기능형 유기 수지들은 이것들이 향상된 교차결합 밀도를 갖고 있기 때문에 높은 수준의 내열성(heat resistance)을 나타낼 수 있다. 에폭시, 페놀 수지 및 노볼락 수지와 같이 경화된 수지들은 약 260℃ 까지의 알맞은 내열성을 갖는다.
유기성 실록산 기재 수지, 즉 실리콘은 다기능형 실란기와의 높은 교차결합 정도 때문에 뛰어난 열 안정성 및 강한 내산화성을 갖는다. 따라서, 실리콘은 상승된 온도에서의 사용을 위한 가장 내열성있는 수지 중 하나로 알려져 있으며 결합제로써 널리 사용되며 도료 시스템을 형성하기 위해 다른 유기 수지로 개질된다. 전형적인 고온 도료 형식은 실리콘 수지와, 하나 이상의 채색 안료와, 탄화수소 용매와, 예컨대, 미카(mica), 실리콘염 마그네슘, 실리콘염 알루미늄과 같은 벌크(bulk)용 증량제(extender) 및 예컨대, 옥토산철(iron octonate), 징크 나프테네이트(zinc naphtenate)와 같이 교차결합을 돕기 위한 촉매제를 포함하게 된다. 15 내지 50%의 실리콘을 함유한 실리콘 개질 유기 수지 시스템은 약 204℃ 까지의 내열성을 가질 수 있다. 51 내지 90 %의 실리콘을 포함하는 유기 개질 실리콘 수지 시스템은 약 370℃ 까지의 증가된 내열성을 가질 수 있다. 51 내지 90 %의 실리콘 및 흑색 안료(black pigment)를 함유한 유기 개질 실리콘 수지 기재는 약 427℃ 까지의 내열성을 가질 수 있다. 이들을 일반적인 지침이다. 적절한 개질제를 사용하여 유기적으로 개질된 수지는 약 427℃ 까지의 내열성을 가질 수 있다. 100%의 실리콘 및 흑색 안료를 함유한 수지 기재는 약 538℃ 까지의 증가된 내열성을 가질 수 있다. 100%의 실리콘 및 세라믹 안료를 함유한 수지 기재는 약 760℃ 까지의 증가된 내열성을 가질 수 있다.
내연 기관용 강 배기 요소에 내온도성 유기 수지 기재 도료, 특히 흑색 안료를 함유한 것들을 사용하는 것은 공지되어 있다. 이들 도료들은 머플러 페인트, 고열 코팅, 내고온성 도료 및 배기계열 코팅과 같은 다양한 명칭 하에서 상업상 구매할 수 있다. 이 목적을 위한 내고온성 도료는 실리콘 개질 유기 수지 또는 유기 개질 실리콘 수지로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제5,021,489호는 10 내지 35부의 실리콘 수지와, 2 내지 35부의 실리콘 알키드 공중합체 수지와, 10 내지 35부의 아크릴 수지와, 0.5 내지 5부의 인산염 유기물과, 1.0 내지 10부의 황산염 금속과, 5 내지 40부의 저분자량 지방족 알콜과, 10 내지 50부의 유기 용매 함유 방식성 강 피막 혼합물에 관한 것이다.
미국 특허 제4,702,968호는 크롬산염 용액, 크롬산염 스트론튬을 함유하는 폴리아미드 이미드 수지의 초벌 피막 및 실리콘 개질 폴리에스테르의 블랙톱(black top) 피막으로 연이어서 전처리된 알루미늄화 강에 관한 것이다. 크롬산염 층은 10 내지 50 mg/m2의 크롬 적층물(pickup)을 가지며, 초벌 피막은 3 내지 8미크론(micron)의 두께를 가지며 상기 블랙톱 피막은 8 내지 20 미크론의 두께를 갖는다. 폴리에스테르 층은 -SiOH 및 -SiOR'(R'은 메틸기)로부터 3 내지 12 규소 원자 및 2 내지 4의 말단기를 갖는 폴리실록산 올리고머(oligomer)에 의해 30 내지 50% 개질된 것을 함유한다.
일본 특허 출원 제61-081,468호는 실리콘 수지 도료를 함유한 스테인레스 강 배기 머플러에 대한 내열성 피막에 관한 것이다. 도료는 78 내지 93 중량%의 실리콘 수지와, 3 내지 8 중량%의 부틸 티타늄과, 1 내지 5 중량%의 운모 및 3 내지 8 중량%의 합성 미카를 포함한다. 도료는 건조되어서 1000℃ 까지의 온도에서 구워진다.
일본 특허 출원 제7-053,723호는 배기 머플러에 대한 폴리에스테르 개질 실리콘 수지를 함유한 내열성 피막에 관한 것이다. 실리콘 수지는 적어도 2개의 OH기와 말단 반응성 디메틸폴리실록산을 갖는 폴리에스테르 수지를 혼합하고, 촉매제로 이 혼합물을 가수분해하고 중축합화하여 개질된다.
일본 특허 출원 제63-021,314호는 머플러의 장기(long-term) 부식을 방지하는 것에 관한 것이다. 금속성 피막 강으로 제조된 머플러는 크롬산염 용액으로 전처리되어서 유기 개질 실리콘 수지로 피막된다. 머플러를 가열하게 되면 실리콘 수지의 유기부를 분해해서 방식 실리콘 수지막을 형성한다.
이들 유기 도료 조성물이 예비 도장된 강을 제조하기 위해 강판 상에서 경화될 때, 경화된 피막은 연성이 아주 제한적인 취성을 갖게 되며 배기 요소를 제조하기 위해 강판을 성형/압형하는 중에 박피(delamination or peel)된다. 이것은 성형된 부분에 대한 도료의 부적절한 흡착성 때문이다. 또한, 성형 다이 상에 박피된 도료의 적층물이 있다. 이와 같이 불량한 흡착성으로 해서, 강판은 일반적으로 성형/압형에 앞서 경화된 유기 실리콘 도료로 도장될 수 없다.
배기 요소로 제조하기에 앞서 실리콘 도료를 경화시키지 않고 실리콘 도료를 강판에 도장하는 것은 경화되지 않은 실리콘 도료의 점착성이 크기 때문에 이러한 문제에 대한 실질적 해법은 아니었다. 경화되지 않은 도료로 도장된 강판이 코일로 권취될 때, 배기 요소를 제조하기 위해 코일을 풀게 되면 겹침부(laps)가 서로 달라붙는 경향이 있다.
따라서, 현재로는, 배기 요소들은 제조 후 분사 도장된다. 배기 요소에 대한 도장은 주로 장식 상의 이유, 즉 외양을 위해 수행된다. 이들 분사 작업에서의 도료 전달율은 일반적으로 40 내지 70%이기 때문에 도료를 소모하게 되고, 도료 세척 및 제거 문제를 발생시킨다. 또한, 배기 요소가 차량 머플러일 때, 이 도료는 1년이 되기 전에도 머플러로부터 박피된다.
이전 작업자에 의한 시도로부터 명백한 바와 같이, 고온 내식성 및 내습성과 강 표면에 대해 개선된 흡착성을 갖는 도료로 전처리된 내열성 강, 특히 배기 요소로 성형되는 크롬 합금강으로부터 제조된 강을 개발하기 위한 필요성이 있어 왔다. 또한 강판을 배기 요소로 성형할 때 특히 개선된 흡착성을 갖는 도장된 크롬 합금강과 등에 대한 요구가 있어 왔다. 이러한 도장된 크롬 함금강과 같은 것을 제조하는 공정은 저가이고, 안전한 폐기를 위해 환경에 해롭지 않은 피막 재료를 사용해야만 한다.
본 발명은 적어도 한 표면이 약 540℃ 까지의 온도에서 내박피성을 갖는 보호 피막으로 전처리된 크롬 합금강과 같은 강판에 관한 것이다. 보호 피막은 내측 무기부와, 상부 건조 중합체 윤활막을 포함하는 외측 유기부를 포함한다. 무기부는 미립 재료를 함유한 크롬 기재 화성 피막을 포함한다. 유기부는 적어도 20 중량%의 실리콘을 함유한 건조된 유기 도료를 포함한다. 건조 윤활막은 실리콘 피막 표면을 도포하며 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 적어도 90% 중합체 올레핀이며, 상기 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 함유한다. 피막 강판은 건조되며, 점착성이 없고, 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이며, 용이하게 성형되고(ready to be formed), 강판 상에 부가적인 외부 윤활제를 필요로 하지 않고 건조된 실리콘 피막을 최소로 박피시키면서 내열성 강 부분에 용접될 수 있다. 실리콘 도료는 내열부의 사용 중에 경화된다.
본 발명의 다른 특징은 유기적으로 개질된 수지로부터 형성되고 하나 이상의 촉매제와, 안료와, 증량제와, 억제제를 포함하는 상술한 실리콘 도료를 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 0.005 내지 0.05 mm의 두께를 갖는 상술한 건조된 실리콘 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 0.02 mm 이하의 두께를 갖는 상술한 건조막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 10 내지 5000 mg/m2의 피막 중량을 갖는 상술한 건조막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 약 0.05 이하의 마찰 상수를 갖는 상술한 건조막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 미립자에 대한 크롬의 중량비가 1 : 1 내지 2 : 1 범위 내의 중량비를 갖는 상술한 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 50 mg/m2의 중량을 갖는 상술한 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 100 내지 500 mg/m2의 중량과 0.02 mm 이하의 두께를 갖는 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 0.001 내지 0.2 미크론(μ) 크기를 가지며 산화 규소 및 티타늄 산화물로 된 기(group)로부터의 상술한 입자를 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 크롬 합금강인 상술한 강판을 포함한다.
본 발명은 또한 내열부의 제조에 사용하기에 적합한 강판의 제조 과정을 포함한다. 강판 제조 과정은 미립 재료를 함유한 크롬산 기재 용액으로 강판의 적어도 한 표면을 피막하는 것을 포함한다. 강판은 한 표면 상에 화성 피막을 형성하기 위해 건조된다. 그 후 화성 피막된 표면은 도료의 고형물(solid) 부분이 적어도 20 중량%의 실리콘 수지인 적어도 50 중량%의 고형물을 함유한 실리콘 도료로 피막된다. 실리콘 피막 강판은 실리콘 피막을 건조시키기 위해 충분한 시간 동안 상승된 온도로 가열된다. 건조된 실리콘 피막 표면은 중합체 윤활제의 10 내지 60% 고형물을 함유한 수성 현탁액으로 피막된다. 중합체 윤활제는 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀일 수 있다. 아크릴 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 함유한다. 중합체 올레핀은 90%의 올레핀을 함유한다. 중합체 윤활제로 피막된 표면은 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이며, 비점착성 건조 막을 형성하기 위해 충분한 시간 동안 상승된 온도로 가열되며, 성형이 용이하며, 강판 상에 부가적인 외부 윤활제를 필요로 하지 않고 건조된 실리콘 피막을 최소로 박피시키면서 내열성 강 부분에 용접될 수 있다. 실리콘 도료는 내열부를 사용하는 중에 경화된다.
본 발명의 다른 특징은 300℃ 까지의 최대 금속 온도에서 건조된 상술한 실리콘 피막 강판을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 1분 이하의 시간 동안 250℃ 까지의 최대 금속 온도에서 건조된 상술한 실리콘 피막 강판을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 산화 규소에 대한 크롬의 중량비가 1 : 1 내지 2 : 1 범위 내의 중량비를 갖는 상술한 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 한 표면 상에 50 mg/m2의 중량을 갖는 상술한 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 15 중량%이하의 6가 크롬을 함유한 화성 피막을 포함한다.
본 발명의 다른 특징은 중합체 윤활제를 경화시키기 위해 25 내지 120℃ 까지의 최대 금속 온도까지 가열된 상술한 윤활제 피막 강판을 포함한다.
본 발명의 원리는 도료의 박피나 또는 도료 흡착성의 손실 없이 내열부로 성형될 수 있고 좋은 내식성을 갖는 예비 도장된 편평 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 뛰어난 고온 내식성 및 내습식성을 갖는 예비 도장된 크롬 합금강 배기 요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 약 540℃ 까지의 온도에서 도장의 질 저하를 방지하는 예비 도장된 크롬 합금강 배기 요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 성형 다이 상에 도료 적층물이 없이도 배기 요소로 성형될 수 있는 예비 도장된 크롬 합금 편평 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 환경 위해 피막 재료를 사용하거나 또는 피막 재료 폐기물을 발생시키지 않고 예비 도장된 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이며, 내열부로 성형된 후에 용접될 수 있는 예비 도장된 강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 중요한 장점은 강판이 코일로 권취될 때 강판의 접힘부들이 서로 달라붙지 않는 상태로 강판에 완전히 교차결합되지 않은 건조된 도료를 피막할 수 있다는 것이다. 본 발명의 동일하게 중요한 장점은 부드럽지만 점성이 없는 건조된 도료로 피막된 편평 강판으로 내열부를 성형할 수 있다는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 경화되지 않은 도료를 융화시키지 않고도 완전히 교차결합되지 않은 건조된 도료로 피막된 강판으로 성형된 부분을 용접할 수 있다는 것이다. 본 발명의 다른 장점은 폐기 문제를 발생시키는 환경 위해 물질을 사용하거나 발생시키지 않고도 크롬 합금강에 뛰어난 도료 흡착성을 제공하는 것을 포함한다. 다른 장점은 작업 상의 안전 문제의 원인이 되는 것으로 배기 요소로 제조하기에 앞서 편평 강판에 다시 값비싼 부가적인 윤활제를 필요로 하지 않으며, 생산비를 낮추며 높은 연성 및 내수성을 갖는 도장된 크롬 합금강판을 제공하는 것을 포함한다. 다른 장점은 강판 도장 중에 높은 전달율, 즉 적어도 도료의 95% 전달율을 갖게 되며, 최소의 청소 경비 및 노동 집약적이지 않은 공정을 갖는 것을 포함한다.
본 발명은 무기/유기 보호 피막으로 예비 피막된 내열성 강판, 및 그 제조 과정에 관한 것이다. 보호 피막은 건성이며, 비점착성이며, 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이다. 피막 강판은 보호 피막을 최소로 박피시키면서 성형될 수 있으며 그후 보호 피막을 융화시키지 않고도 용접될 수 있다. 성형에 앞서 강판에 부가적인 윤활제가 더해질 필요가 없다.
내열성 강판이란, 상승 사용 온도, 특히 부식성 대기를 포함하는 약 540℃ 까지의 주기적인 사용 온도에 노출되는 부분으로 성형될 수 있는 강판을 의미함을 알아야 한다. 비제한적인 모범적 예는 엔진 매니폴드, 엔진 머플러, 촉매 컨버터, 보일러, 오븐, 노(furnace), 적층물, 공간 가열기, 스토브, 소각로, 및 아웃도어 그릴을 포함한다.
본 발명에서 강판이란, 고온 압연된 산세척 강, 냉간 압연강, 냉간 압연 크롬 합금강, 냉간 압연 스테인레스 강 및 금속성 피막강을 의미한다. 금속성으로 피막되었다는 것은 강판이 알루미늄, 알루미늄 합금, 아연, 아연 합금, 납, 납 합금, 턴메탈(terne metal), 니켈, 니켈 합금 등의 비철 금속으로 용융 도금되거나, 전기 도금되거나, 확산 피막 등이 되었음을 의미한다. 크롬 합금강이란 300 및 400 계열의 강과 같이 적어도 5 중량% 크롬과 합금된 합금강과, 적어도 10 중량% 크롬과 합금된 스테인레스 강을 포함하는 것을 의미한다. 도장된 T409 스테인레스 강과, 도장된 용융 도금 알루미늄화 T409 스테인레스 강 및 도장된 용융 도금 알루미늄화 탄소강은 매니폴드와, 엔진 머플러와, 촉매 컨버터와 같이 차량용 내연 기관용으로 특별한 용도를 갖는다. 강판이란 연속적인 스트립 또는 포일 및 절단된 길이를 포함하는 것을 의미한다.
본 발명은 양호하게는 적어도 한 표면이 약 540℃ 까지의 내박피성 보호 피막으로 피막된 크롬 합금강판을 포함하며, 상기 피막은 내측 무기부와, 상부 건조막을 포함하는 외측 유기부를 갖는다. 내측 무기부는 한 표면 상에 적어도 미립 재료를 함유하고 1 : 1 내지 2 : 1 범위에서 미립 재료에 대한 크롬의 중량비를 갖는 50 mg/m2의 적소 건조 6가 크롬산 기재 화성 피막을 포함한다. 미립 재료는 입자들이 화성 피막에 대해 고온 안정성을 줌으로써 약 540℃ 까지의 고온 작업 온도에서도 도료가 배기 요소에 밀접한 상태를 유지하도록 하기 때문에 본 발명의 아주 중요한 특징이다. 외측 유기부는 적어도 20 중량%, 양호하게는 적어도 30 중량%, 좀더 양호하게는 적어도 40 중량%, 가장 양호하게는 40 내지 60 중량%의 실리콘 수지를 함유한 건조된 실리콘 도료를 포함한다. 유기부는 한 표면 상에 적어도 0.005 mm의 두께를 갖는다. 건조 윤활막은 중합체 윤활제의 10 내지 60% 고형물을 함유한 수성 현탁액으로부터 형성된다. 중합체 윤활제는 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀일 수 있다. 윤활막이 아크릴 공중합체이면, 이것은 적어도 5 내지 70 중량%의 윤활제를 포함한다. 윤활막이 중합체 올레핀이면, 올레핀 수지는 적어도 막의 90%를 구성한다. 한 표면 상에서 윤활막의 피막 중량은 적어도 10 mg/m2이어야 한다.
적어도 미립 재료를 함유하고 1 : 1 내지 2 : 1 범위 내의 미립 재료에 대한 크롬의 중량비를 갖는 6가 크롬산 기재 콜로이드성 현탁액으로 피막된 보호 피막이 크롬 합금강판의 적어도 한 표면 상에 형성될 수 있다. 한 표면 전체는 강판을 건조시킨 후 화성 피막의 중량이 적어도 50 mg/m2이도록 균일하게 피막된다. 양호하게는, 화성 피막은 0.01 mm 이하의 두께를 가지며 적어도 100 mg/m2, 양호하게는 150 내지 250 mg/m2의 피막 중량을 갖는다. 강판의 성형/압형시 하부 크롬층에서 파괴가 발생될 수 있기 때문에 화성 피막 중량은 500 mg/m2보다 작아야 하며 두께는 0.02 mm 보다 작아야 한다. 건조 후, 무기 화성 피막 표면은 실리콘 도료로 도포된다. 강판은 실리콘 도료를 건조하기 위해 충분한 시간 동안 상승된 온도에서 가열된다. 그후 유기 실리콘 피막 표면은 중합체 윤활제의 10 내지 60% 고형물을 함유한 수성 현탁액으로부터 연속해서 피막된다. 중합체 윤활제는 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀일 수 있다. 아크릴 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 포함한다. 중합체 올레핀은 적어도 90%의 올레핀 수지를 함유한다. 강판은 유기 실리콘 도료 상에 비점착성 건조 상부 윤활막을 형성하기 위해 충분한 시간 동안 상승 온도에서 가열된다.
콜로이드성 현탁액은 강판에 실리콘 피막의 형성 및 흡착성을 증진시키기 위해 고온 안정성 합성물을 갖는 미립 재료를 사용해서 분해된 6가 크롬(Cr+6) 및 3가 크롬(Cr+3)을 포함한다. 본 발명의 크롬산 기재 피막은 본 발명의 중요한 특징이다. 적소 건조 화성 피막은 본 발명의 중요한 특성이다. 크롬산 기재 침지액을 사용하는 종래의 기술과는 달리, 적소 건조 화성 피막은 독성 폐기물을 형성하지 않는다. 적소 건조 화성 피막을 사용하는 다른 이유는 이것이 강판 표면을 크롬산염으로 산화 및 치환시키는 것을 보장하기 때문이다. 또한 강판 표면에 대한 외측 유기 보호층의 양호한 흡착성을 보장하기 위해 충분한 두께의 크롬산염 층으로 강판의 전체 표면을 완전하고 균일하게 덮는 것은 아주 중요하다.
본 발명의 다른 중요한 면은 고온 안정성을 가짐으로써 약 540℃ 까지의 고온 작업 온도에서도 도료가 배기 요소에 밀착 접합되도록 할뿐만 아니라 약 0.2 미크론 이하의 작은 크기를 갖는 미립 재료를 포함하는 화성 피막에 대한 것이다. 미립 재료는 크롬이 콜로이드성 현탁액 내에 잘 분포되도록 이온성 6가 크롬에 대한 캐리어(carrier)로써 작용한다. 크롬 이온은 작은 입자의 표면 상에 흡수/피흡수되어서 부유한다. 이들 조건을 충족하는 적절한 미립 재료는 융해된 산화 규소이다. 융해된 산화 규소는 약 0.001 내지 0.2 미크론의 크기를 갖는다. 0.2 미크론 이상의 크기를 갖는 입자는 콜로이드를 형성하지 않고 석출되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 역으로, 0.001 미크론 보다 훨씬 작은 크기를 갖는 입자는 이온성이고 현탁액으로 분해되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 적절한 미립 재료는 산화 규소(SiOx) 및 산화 티타늄(TiOx)을 포함하며 산화 규소가 선호된다.
본 발명의 보호 피막의 유기부는 약 540℃ 까지의 열 안정성을 갖는 건조 보호 피막을 형성하기 위해 유기 실리콘 수지를 함유한 물 기재 또는 용매 기재로부터 형성된다. 액체 도료는 도료의 고형물 부분이, 즉 건조된 도료가 적어도 20 중량%의 실리콘 수지를 구비한 적어도 50 중량%의 고형물을 함유한다. 양호하게는, 도료의 고형물 부분은 적어도 30 중량%의 실리콘 수지, 좀더 양호하게는 적어도 40 중량%의 실리콘 수지, 가장 양호하게는 적어도 40 내지 60 중량%의 실리콘 수지이다. 실리콘 도료의 휘발성 유기 성분(V.O.C.)은 0.42 kg/l 이하이다. 실리콘 수지라는 표현은 -SiOH 및 -SiOR'[유기 말단기(end group) R'은 페닐, 메틸, 메틸-페닐, 디페닐(diphenyl) 등과 같은 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 저가 알킬기를 나타냄]로부터 선택된 3 내지 12개의 실리콘 원자 및 2 내지 4개의 말단기를 갖는 오르가노 폴리실록산(organo polysiloxane) 올리고머로부터 형성된 골격 구조(Si-O-Si-)를 갖는 실리콘 수지를 의미한다. 페닐 유기기(organic group)는 실리콘 수지에 대한 양호한 자기 수명뿐만 아니라 양호한 내온도성 및 내산화성을 제공하기 때문에 바람직하다. 메틸 유기기는 양호한 경도와, 양호한 연성과, 양호한 내화학성 및 양호한 내열충격성을 제공하기 때문에 바람직하다. 실리콘 수지, 즉 실록산에 대한 비제한적인 예들은 디메틸 실록산, 폴리메틸 실록산 및 폴리메틸-페닐 실록산을 포함한다. 실리콘 수지라는 표현은 다른 수지와 작용해서 유기적으로 개질된 실리콘 수지를 포함한다는 것도 의미한다. 실리콘 수지를 개질시키는 데 적합한 유기 수지는 알키드 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 에폭시 에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지를 포함한다. 본 발명의 개질된 실리콘은 5000 내지 20000 사이의 분자량을 가질 수 있으며 골격 구조 상에 메틸-페닐기, 디페닐기, 수산기와 같은 다른 말단기를 가질 수 있다. 이들 말단기들은 도료의 교차결합을 돕는다. 개질된 실리콘들은 실리콘 도료로 피막된 강판의 표면에 대한 점성을 방지하기 위해 필요한 건조 온도를 낮추는 것을 돕는다. 도료의 교차결합은 성형된 내열부의 사용 중에 발생된다. 개질된 실리콘 수지는 교차결합없이 강판을 내열부로 성형/압형하는 중에 강판에 대한 도료의 흡착성을 증가시킨다.
양호하게는, 실리콘 수지는 도료 형성을 위해 크실렌(xylene) 또는 톨루엔과 같은 액체 용매 캐리어에 분해된다. 이 도료는 하나 이상의 촉매제, 안료, 증량제 및 억제제를 함유할 수 있다. 적절한 촉매제는 옥토산철이다. 도료를 채색하기 위한 무기 안료는 금속성 충전제(filler)와, 산화철의 스피넬(spinel)과, 산화 마그네슘, 카본 블랙(carbon black), 흑연, 산화 규소, 규질 백운모(siliceous muscovite), 알루미늄, 규염 알루미늄, 규염 마그네슘 등을 포함한다. 적절한 증량제는 미카 및 네프라인 시에나이트(nepheline syenite)를 포함한다. 적절한 억제제는 인산염 아연 및 크롬산염을 포함한다. 본 발명의 목적을 위한 적절한 실리콘 수지는 미국 48686 미시간주 미드랜드에 위치한 다우 코닝사(Dow Corning Corporation)로부터 구할 수 있다. 이 유기 실리콘 도료는 적어도 0.005 mm, 양호하게는 적어도 0.01 mm, 가장 양호하게는 0.02 내지 0.03 mm의 두께를 갖는 건조된 실리콘 피막을 구비한 크롬산염 화상 피막 강판에 적용된다. 실리콘 피막 두께는 강판이 부분으로 성형될 때 피막이 박피되기 때문에 0.05 mm를 초과해서는 안된다. 또한 실리콘 피막의 건조는 1분 이상이 걸리며 연속 피막 강판 작업에서 다중 건조 경로를 필요로 한다.
고온 실리콘 도료는 적어도 약 30분 동안 약 235℃ 까지의 온도에서 경화된다. 실리콘 개질 도료는 약 20분 동안 적어도 약 200℃ 까지의 온도에서 경화될 수 있다. 편평 강판에 피막될 때 이들 도료를 경화시키는 것은 도료를 매우 취성화시키게 된다. 경화된 도료로 피막된 강판을 성형하게 되면 경화된 도료가 박피되도록 한다. 본 발명의 발견은 편평 강판이 대체로 경화되지 않은 실리콘 도료로 피막될 수 있고 경화되지 않은 도료가 건조 윤활막에 의해 도포되더라도 점성으로 되지 않을 수 있다는 것이다. 건조 윤활막을 사용하는 한 중요한 장점은 건조되지만 경화되지 않은 실리콘 도료로 연속 피막된 강판이 제조 중에 코일을 풀게 될 때 도장된 코일 겹침부가 서로 달라붙지 않고도 코일로 권취될 수 있다는 것이다. 즉, 점성일 수 있고 코일 겹침부가 다른 부분과 달라붙도록 할 수 있는 건조된 도료를 건조 윤활막이 도포한다. 건조 윤활막을 사용하는 다른 중요한 장점은 강판이 내고온성 건조된 도료로 연속 피막될 수 있고 박피를 하지 않고 도료 흡착성의 손실 없이도 부분으로 성형될 수 있다는 것이다. 1분 이하의 시간 동안 300℃ 까지의, 양호하게는 250℃ 까지의, 가장 양호하게는 220℃ 까지의 최대 금속 온도에서 기존 실리콘 피막 강판을 건조시킴으로써, 박피시키지 않고 성형하기 위해 도료가 충분히 부드럽고 연성이 남아 있도록 도료의 최소 경화가 발생된다. 건조막은 강판이 내열부로 성형될 때 도료가 강판의 표면 상에 밀접하게 흡착된 상태에서 충분한 윤활도를 제공한다. 실리콘 도료를 건조시킴으로써, 내열성 강 부분의 성형에 앞서 도료가 최소 교차 결합함을을 알게 된다. 강판 상의 실리콘 도료는 최대 금속 온도에서 적어도 5초 동안 건조된다. 양호하게는 최대 금속 온도에서 실리콘 도료의 건조 시간은 용접 문제를 방지하기 위해 적어도 20초이다. 본 발명의 경화되지 않은 내열성 실리콘 도료와 관련된 용접 문제는 강판으로부터 성형된 내열부를 예컨대 레이저 용접으로 용접하는 중에 발생하는 과도한 융화와 텅스텐 아크 용접 중에 사용된 전극 상에 적층물이 쌓이는 것을 포함한다. 최대 금속 온도에서 20 내지 60초로 실리콘 도료를 건조시킴으로써, 도료의 최소 경화가 발생하며 용접 중의 과도한 융화가 방지된다. 성형된 강 부분 상에 도료의 완전 경화는 사용 중에 원장소에서 발생한다.
본 발명의 다른 중요한 면은 얇은 비점착성 건조 중합체 윤활막으로 도포된 보호 실리콘 피막이다. 윤활막은 양호하게는 본 명세서에서 합체된 미국 특허 제4,942,193호에 개시된 것과 같은 윤활제를 포함하는 아크릴산염 수지이다. 박형 윤활막은 공중합체의 전체 중량을 기초로 해서 5 내지 70 중량%의 윤활제, 양호하게는 10 내지 30 중량%의 윤활제를 함유한 아크릴 공중합체를 함유한 수성 현탁액으로부터 형성된다. 아크릴 공중합체는 용매 매질 에틸렌상 불포화 단량체 내에서 중합화시킴으로서 제공된 중성화된 산 또는 염기-기능적 중합체이다. 약 10 내지 40 중량%의 산-기능적 중합체가 아크릴 공중합체에 사용될 수 있다. 산-기능적 중합체의 예는 아크릴산, 메틸아크릴(methacrylic)산, 크로토닉산, 이타코닉산 및 말레산을 포함한다. 약 5 내지 20 중량 %의 염기-기능적 중합체가 아크릴 공중합체에 사용될 수 있다. 염기-기능적 중합체의 예는 아미노 알킬(메틸)아크릴염, t-부틸 아미노에틸(메틸)아크릴염 및 디이소부틸아미노에틸(메틸)아크릴염을 포함한다. 윤활제는 폴리에틸렌, 석유 왁스, 비이(bees) 왁스, 카나우바(carnauba) 왁스, 올레핀 왁스 또는 이들의 혼합물과 같은 왁스를 포함한다. 윤활제는 또한 실리콘 유체, 탈황 몰리브데늄, 흑연, 탄화수소 오일 또는 식물성 유지의 하나 이상의 부가물을 포함할 수 있다. 아크릴 공중합체 및 윤활제를 함유하는 수성 현탁액의 얇은 피막이 실리콘 피막에 가해져서 비점착성 건조 윤활막을 형성하기 위해 1분 이하의 시간 동안 25 내지 120℃ 까지의, 양호하게는 65 내지 110℃ 까지의 온도 범위에서 경화된다. 건조 윤활막의 중량은 배기 요소로 편평 강판을 성형하기에 앞서 부가적인 윤활제가 실리콘 피막에 가해질 필요가 없을 정도로 충분해야 하는 것은 중요하다. 따라서, 한 표면 상에 적어도 10 mg/m2의 중량의 건조막이 있어야 한다. 양호하게는, 건조막의 중량은 적어도 100 mg/m2, 좀더 양호하게는 200 내지 300 mg/m2, 가장 양호하게는 500 mg/m2보다 작다. 강판으로부터의 성형 부분이 라인 정지 및 세척을 필요로 할 때 조립 다이 상에 잔여물을 남길 수 있기 때문에 건조막은 5000 mg/m2이어서는 안된다. 건조막은 적어도 약 0.0005 mm의 두께를 갖지만 0.020 mm를 넘어서는 안된다. 양호하게는, 건조막은 적어도 0.002 mm, 양호하게는 적어도 0.005 mm, 가장 양호하게는 0.010 mm의 두께를 갖는다.
윤활막이 아크릴 수지를 함유한 수성 현탁액으로부터 형성될 때, 내열부로 성형되기 위한 편평 강판에 필요 윤활도를 제공하기 위해 수지는 윤활제와 공중합화되어야 한다. 윤활막이 중합체 올레핀 수지, 예컨대, 폴리올레핀 왁스, 폴리올레핀 분말을 함유한 수성 현탁액으로부터 형성될 때, 수성 현탁액을 구비한 부가적인 윤활제는 불필요하다. 폴리올레핀막은 아크릴 공중합체와 유사한 윤활도를 갖는다. 중합체 올레핀 수지에 의해, 올레핀 수지가 다른 수지, 예컨대 올레핀/아크릴산 공중합체로 중합화될 수 있음을 알 수 있다. 올레핀 윤활막은 폴리올레핀 왁스 분말 분산액을 함유한 물 기재 또는 용매 기재로부터 형성될 수 있다.
화성 피막, 실리콘 피막, 윤활막 각각은 로울 피막기, 가역 로울 피막기, 스퀴지 롤러 또는 에어 나이프(air knife)와 같은 종래의 피막 장치를 사용해서 크롬 합금강판의 한 표면 또는 양면 상에 가해질 수 있다. 양호하게는, 강판은 연속적으로 가역 로울 피막된다. 연속 피막이 강판의 전체 표면을 완전히 덮도록 하고 피막/막 층에 대한 피막의 두께가 균일하도록 하기 위해 로울 피막기가 선호된다. 건조 윤활막이 강판을 완전히 덮는 예컨대 적어도 10 mg/m2의 충분한 중량/두께를 가질 때, 배기 요소를 성형하기에 바로 앞서 편평 강판 또는 성형 다이에 부가적인 외부 윤활제를 가하는 것은 불필요하다. 건조막의 적어도 최소 피막 중량이 제어될 때, 강판의 마찰 상수는 약 0.05 또는 그 이하이다. 반면에, 5000 mg/m2이상 윤활막 피막 중량은 윤활제가 남게 됨으로써 하부 도료를 손상시키고 성형 다이에 적층물을 발생시키기 때문에 바람직하지 않다. 액체 피막 강판은 3개의 각 피막 단계 후 대류로 또는 유도로와 같은 종래의 가열 장치를 통해 통과되어 건조될 수 있다.
예 1
편평한 냉간 압연 소둔 산세척 409 스테인레스 강 패널(panel)(두께 1 mm, 폭 10 cm, 길이 15 cm)의 한 표면이 알칼리 세척되어 스코치 광척(scotch bright) 표면처리되었다. 그 후 4개의 세척된 패널은 실험실에서 다양한 두께의 흑색 색소 함유 실리콘 도료가 한 표면 상에 로울 피막되었다. 스테인레스 강 패널이 35초 동안 200℃ 까지의 최대 금속 온도로 가열되어 이 온도에서 유지된 후, 패널의 피막 두께는 0.013 mm, 0.020 mm, 0.028 mm 및 0.050 mm로 측정되었다. 실리콘 도료는 건조했지만 점성이었다. 그 후 이들 편평 패널에 제너널 모터스(GM) 사양 9985384에 따르는 부식 시험을 했다. 부식 시험은 시편을 450℃ 까지 가열하고 2℃ 까지 수냉하는 것을 포함한다. 이 과정은 168 시간 동안 염수 분무 대기에서 도장된 패널을 노출시키기 전에 각 패널에 대해서 10회 반복된다. 그 후, 편평 패널의 외양은 시각적으로 등급화 되었다. 0.013 mm, 0.020 mm, 0.028 mm 및 0.050 mm 피막 두께를 갖는 패널의 부식 외양 등급은 각각 7, 7, 7, 9이다. 9 등급은 부식 트레이스로 정의되며 7 등급은 경부식으로 정의되며 받아들여질 수 없다. GM 시험을 통과하기 위해서는 적어도 8 등급이 필요하다.
예 2
다음의 예에서, 2개의 부가적인 편평하고 냉간 압연 소둔 산세척 409 스테인레스 강 패널이 세척되고 예 1에서 설명된 것과 같이 도장되었다. 그러나, 도장에 앞서, 여기서 세척된 패널은 0.02 mm 두께의 실리콘 도료로 피막하기 전에 미립 산화 규소를 함유한 적소 건조 크롬산염 화성 피막으로 전처리되었다. 패널은 한 표면이 미립 산화 규소를 함유한 화성 피막으로 피막되었다. 100℃에서 건조한 후, 화성 피막은 0.002 mm의 두께, 161 mg/m2의 중량을 가졌다. 이러한 화성 피막은 페르마트리트(등록상표) 1500[Permatreat(Registered) 1500]이라는 상표로 판매되는 미국 19044 펜실베니아 모르샴 소재 베쯔디어본, 메탈스 프로세스 그룹(BetzDearBorn, Metals Group)으로부터 구입할 수 있다. 편평 패널은 예1에서 설명한 바와 같이 부식 시험되어서 평가되었다. 이들 패널의 부식 외양 등급은 9 및 8로 개선되었다. 8 등급은 약한 부식으로 정의된다. 이들 예들은 크롬 화성 피막을 사용할 때 더 얇은 도장 두께가 사용될 수 있으며 적어도 8의 GM 사양 등급을 통과함을 알려준다.
예 3
예 3은 본 발명의 예시적인 것이다. 예 2의 편평 패널 중 2개의 부가적인 것들도 크롬산염 화성 전처리 피막되어 실리콘 도장된 후 아크릴 공중합체 윤활제를 함유한 수성 현탁액으로 로울 피막되었다. 수성 현탁액은 CHEMFORM TK4라는 상표명으로 판매되는 미국 펜실베니아 알리슨 파크에 소재한 피피지 인더스트리즈(PPG Industries)로부터 구입할 수 있다. 0.02 mm의 두께로 건조된 후 점성의 실리콘 도료가 아크릴 공중합체로 피막되었다. 그 후 패널은 2500 mg/m2의 중량을 갖는 비점착성 건조 윤활막을 형성하기 위해 35초 동안 110℃에서 건조되었다. 내측 무기 크롬산염 적소 건조 화성 피막 및 건조 아크릴 윤활막으로 도포된 외측 유기 보호 피막을 갖는 편평 강 패널에 대한 부식 외양 등급은 이들 편평 패널에서 10 및 9로 증가되었다. 10 등급은 비가시성 부식으로 정의된다.
예 4
예 4는 본 발명을 설명하고 있다. 예 2의 편평 패널 중 2개 및 예 3의 패널 중 2개가 스위프트 컵(Swift Cup)으로 성형되었다. 예 3의 편평 패널은 본 발명에 따라서 피막되었다. 컵이 성형된 후, 실리콘 도료가 눈으로 관찰되었다. 건조 윤활막(예 2)을 갖지 않은 편평 패널로부터 성형된 이드 컵들은 컵의 만곡부 상의 도료에서 균열이 발생했다. 그 후 이들 성형된 컵들은 예 1에서 설명된 것과 같은 GM 사양 9985384에 따르는 부식 시험을 했다. 그 후 컵은 염수 분무 대기에서 168 시간 동안 노출되었다. 그 후, 성형된 부분에 대한 외양이 시각적으로 등급화 되었다. 예 2의 과정에 따라 피막된 2개의 패널로부터 제조된 컵은 단지 7의 가시 등급을 가짐으로써 부식 시험에 실패했다. 예 3의 과정에 따라 피막된 2개의 패널로부터 제조된 컵은 9의 가시 등급을 가짐으로써 부식 시험을 용이하게 통과했다.
예 4의 결과는 건조 아크릴 윤활막에 의해 도포된 건조된 그러나 경화되지 않은 실리콘 도료를 크롬 합금 편평 강판에 피막할 수 있는 것과, 건조된 실리콘 도료가 성형 중에 상기 부분에 밀접하게 흡착된 상태로 상기 편평 강판을 성형 부분으로 제조할 수 있는 것의 중요성을 나타내고 있다. 경화되지 않은 실리콘 도료 상에 있는 건조 아크릴 윤활막은 경화되지 않은 실리콘 도료가 박피되거나 균열되지 않고도 스위프트 컵이 성형되도록 한다.
예 5
예 5는 본 발명을 설명하고 있다. T409 스테인레스 강 편평 패널(61cm x 61 cm)이 예 3에서 설명된 것과 같이 피막된 후 머플러로 성형되었다. 레이저 용접으로 용접된 후, 이들 머플러는 450℃ 까지 가열되어 2℃ 까지 수냉되는 제너널 모터스 사양 9985384에 따르는 부식 시험을 했다. 이 과정은 10번 반복되었다. 성형된 모든 머플러는 GM 시험을 통과하였다. 20초 동안 약 200℃의 최대 금속 온도에서 실리콘 피막된 패널을 적어도 건조시킴으로써, 머플러의 용접 중에 경화되지 않은 실리콘 도료가 융화되는 것이 발생되지 않았다.
본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경이 본 발명에 대해 가해질 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 특허 청구 범위로부터 판단되어야 한다.
본 발명에 따라서, 고온 내식성 및 내습성과 강 표면에 대해 개선된 흡착성을 갖는 도료로 전처리된 내열성 강을 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 내열부를 제조하는 데 사용하기에 적합한 예비 피막 강판에 있어서, 건조막을 포함하는 외측 유기부와 내측 무기부를 포함하며 약 540℃ 까지의 온도에서 내박피성 보호 피막이 적어도 한 표면에 구비된 강판을 포함하고, 상기 내측 무기부는 미립 재료를 함유한 크롬 기재 화성 피막을 포함하고, 상기 외측 유기부는 적어도 20 중량%의 실리콘 수지를 함유한 실리콘 도료를 포함하고, 상기 건조막은 열가소성 아크릴 수지 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀이고, 상기 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 함유하며 상기 중합체 올레핀은 적어도 90%의 올레핀 수지를 함유하며, 그에 의해, 상기 건조막은 점착성이 없으며, 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성이며, 상기 피막 강판은 강판 상에 부가적인 외부 윤활제를 필요로 하지 않고 건조된 실리콘 도료를 최소로 박피시키면서 내열부로 성형되기 쉬운 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 한 표면 상의 화성 피막의 중량은 50 내지 500 mg/m2인 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화성 피막에서 미립 재료에 대한 크롬의 중량비가 1 : 1 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미립 재료가 0.001 내지 0.2 미크론 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화성 피막은 0.02 mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도료는 적어도 적어도 30 중량%의 실리콘 수지를 함유하며 0.015 내지 0.050 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 건조막은 적어도 0.0005 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 건조막은 적어도 10 mg/m2의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 건조막은 약 0.05 이하의 마찰 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 예비 피막 강판.
  10. 내열부를 제조하는 데 사용하기에 적합한 강판을 제조하는 방법에 있어서, 강판을 제공하는 단계와, 상기 강판의 적어도 한 표면을 미립 재료를 함유한 크롬산 기재 액체 피막으로 피막시키는 단계와, 상기 강판을 건조시키고 상기 한 표면 상에 화성 피막을 형성하는 단계와, 도료의 고형물 부분이 적어도 20 중량%의 실리콘 수지이면서 적어도 50 중량%의 고형물을 함유한 액체 실리콘 도료로 상기 화성 피막 표면을 피막하는 단계와, 실리콘 도료를 건조시키기 위해 충분한 시간 동안 최대 금속 온도에서 도장된 강판을 가열하는 단계와, 중합체 윤활제의 10 내지 60% 고형물을 함유한 연속 수성 현탁액으로 건조 도료를 피막하는 단계와, 상기 한 표면 상에 부가적인 윤활제를 도포하지 않고 실리콘 도료를 최소로 박피시키면서 피막된 강판이 내열부로 형성되기 용이하도록, 습기, 오일, 먼지 등에 대해 불투과성인 비점착성 건조 윤활막을 형성하기 위해 충분한 시간 동안 최대 금속 온도에서 윤활제 피막 강판을 가열하는 단계를 포함하며, 상기 중합체 윤활제는 열가소성 아크릴 및 윤활제의 공중합체 또는 중합체 올레핀이며, 상기 공중합체는 5 내지 70 중량%의 윤활제를 함유하며, 상기 중합체 올레핀은 적어도 90%의 올레핀 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 도장된 강판 가열 온도는 1분 이하의 시간 동안 250℃ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 윤할제 피막 강판 가열 온도는 약 65 내지 110℃인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019980015936A 1997-05-05 1998-05-04 개선된도료점착성을갖는배기기관용예비피막크롬합금강 KR100550496B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW87117730A TW391147B (en) 1998-05-04 1998-10-27 Method for manufacturing a u-shaped yoke for alnico/neodium magnet with a multistage cold forming machine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/851,259 1997-05-05
US08/851,259 US5783622A (en) 1997-05-05 1997-05-05 Precoated chromium alloyed steel with enhanced paint adhesion for exhaust applications
US8/851,259 1997-05-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980086746A true KR19980086746A (ko) 1998-12-05
KR100550496B1 KR100550496B1 (ko) 2006-04-21

Family

ID=25310363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980015936A KR100550496B1 (ko) 1997-05-05 1998-05-04 개선된도료점착성을갖는배기기관용예비피막크롬합금강

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5783622A (ko)
EP (1) EP0876849B1 (ko)
JP (1) JP4279371B2 (ko)
KR (1) KR100550496B1 (ko)
BR (1) BR9801523A (ko)
CA (1) CA2231905C (ko)
DE (1) DE69833346T2 (ko)
ES (1) ES2252804T3 (ko)
RU (1) RU2203980C2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200030497A (ko) * 2017-07-19 2020-03-20 오꾸노 케미칼 인더스트리즈 컴파니,리미티드 피막 형성용 처리액

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3183171B2 (ja) * 1996-05-31 2001-07-03 トヨタ自動車株式会社 断熱セラミック層およびその形成方法
JP2001140080A (ja) * 1999-11-12 2001-05-22 Nippon Steel Corp 潤滑ステンレス鋼板及び潤滑ステンレス鋼管、並びに潤滑ステンレス鋼管製造方法
DE10006270B4 (de) * 2000-02-12 2006-07-20 Bayerische Motoren Werke Ag Lackierverfahren und damit hergestelltes Metallbauteil
DE10049153A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-11 Degussa Farbe, Lack, Schadstoffe, Bioorganismen, Öl, Wasser, und/oder Schmutz abweisende Beschichtung
US7726121B2 (en) * 2004-08-06 2010-06-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Engine part
US7910855B2 (en) * 2005-09-23 2011-03-22 Lasx Industries, Inc. No gap laser welding of coated steel
US8137761B2 (en) * 2008-06-13 2012-03-20 Caterpillar Inc. Method of coating and induction heating a component
US20100236226A1 (en) * 2009-03-19 2010-09-23 Goodman Ball, Inc. Exhaust system and method for an internal combustion engine and a generator set utilizing same
EP2451880B1 (en) 2009-07-07 2014-04-16 Ak Steel Properties, Inc. Polymer coated metallic substrate and method for making
KR101240777B1 (ko) 2011-02-23 2013-03-07 한국해양과학기술원 모형선의 마찰계수 조절용 도료
RU2534231C2 (ru) * 2011-07-19 2014-11-27 Иван Соломонович Пятов Способ получения защитного покрытия на поверхности металлического изделия, работающего в условиях высокоагрессивной среды, повышенных температур и истирающих воздействий
MX350444B (es) 2012-12-19 2017-09-06 Mabe S A De C V * Recubrimiento de facil limpieza aplicado en superficies metalicas de acero inoxidable empleadas en la fabricacion de electrodomesticos.
JP6116953B2 (ja) * 2013-03-21 2017-04-19 日新製鋼株式会社 耐熱性塗装鋼板
JP5842854B2 (ja) * 2013-04-04 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 ステンレス鋼およびその製造方法
CN103586179B (zh) * 2013-10-31 2015-01-21 苏州扬子江新型材料股份有限公司 一种耐磨耐火彩色涂层钢板的制备方法
CN103586180B (zh) * 2013-10-31 2015-01-21 苏州扬子江新型材料股份有限公司 一种耐高温抗磨损彩涂板的制备方法
KR101753034B1 (ko) * 2014-04-25 2017-07-04 현대모비스 주식회사 차량 리플렉터용 프라이머 수지 조성물
CN117946595A (zh) * 2015-12-18 2024-04-30 佛山新长盛塑料薄膜有限公司 表面保护膜
WO2017182833A1 (en) * 2016-04-19 2017-10-26 Arcelormittal Method for producing a metallic coated steel sheet
JP6490831B2 (ja) * 2017-03-29 2019-03-27 日新製鋼株式会社 塗装金属板およびその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181468A (ja) * 1984-09-07 1986-04-25 Honda Motor Co Ltd 排気マフラ−の製造方法
JPS6199679A (ja) * 1984-10-19 1986-05-17 Nisshin Steel Co Ltd 有機被覆処理溶融アルミニウムめつき鋼板
JPS61177238A (ja) * 1985-02-02 1986-08-08 日新製鋼株式会社 マフラ−用塗装鋼板およびその製造方法
JPH0639582B2 (ja) * 1985-05-10 1994-05-25 ダイハツ工業株式会社 エンジンおよび排気系部品用耐熱塗料
JPS6321314A (ja) * 1986-07-16 1988-01-28 Nisshin Steel Co Ltd マフラ−の防食方法
US4942193A (en) * 1988-10-11 1990-07-17 Ppg Industries, Inc. Temporary protective coating compositions
US5021489A (en) * 1990-03-01 1991-06-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Corrosion-inhibiting coating composition
JP2855244B2 (ja) * 1992-03-19 1999-02-10 株式会社神戸製鋼所 プレス成形性、塗装性及び耐食性にすぐれる樹脂塗装鋼板
JP3177018B2 (ja) * 1992-09-22 2001-06-18 日新製鋼株式会社 耐熱性着色Ａｌ系めっき鋼板
JP2816076B2 (ja) * 1993-01-21 1998-10-27 日本ペイント株式会社 コロイダル粒子の分散体および水性塗料組成物
JP3236419B2 (ja) * 1993-08-10 2001-12-10 信越化学工業株式会社 ポリエステル変性シリコーン樹脂の製造方法
US5674627A (en) * 1994-08-19 1997-10-07 Kawasaki Steel Corporation Aluminum alloy sheet having excellent press formability and spot weldability

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200030497A (ko) * 2017-07-19 2020-03-20 오꾸노 케미칼 인더스트리즈 컴파니,리미티드 피막 형성용 처리액

Also Published As

Publication number Publication date
KR100550496B1 (ko) 2006-04-21
MX9803150A (es) 1998-11-30
JPH1136080A (ja) 1999-02-09
US5783622A (en) 1998-07-21
DE69833346D1 (de) 2006-04-13
EP0876849A3 (en) 2002-10-16
EP0876849A2 (en) 1998-11-11
CA2231905C (en) 2007-01-02
ES2252804T3 (es) 2006-05-16
EP0876849B1 (en) 2006-02-01
CA2231905A1 (en) 1998-11-05
JP4279371B2 (ja) 2009-06-17
DE69833346T2 (de) 2006-09-28
RU2203980C2 (ru) 2003-05-10
BR9801523A (pt) 1999-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19980086746A (ko) 개선된 도료 흡착성을 갖는 배기 기관용 예비 피막 크롬 합금강
US6391465B1 (en) Composition useful for treating metal surfaces
KR930001015B1 (ko) 유기코팅 처리된 아연합금도금 부식방지 강판 및 그 제조방법
EP0865469A2 (en) Method for the preparation of protective coatings having enhanced characteristics
GB2114467A (en) Multi-layer surface-treated steel plate]
CA2631550A1 (en) Electrical steel sheet having insulation coating and method for manufacturing same
JPS60208480A (ja) 表面処理めつき鋼板
KR20010042321A (ko) 내식성과 코팅성 및 내지문성에 우수한 유기 복합 코팅금속재료 및 이의 제조방법
ZA200302123B (en) Method for pretreating and coating metal surfaces, prior to forming, with a paint-like coating and use of substrates so coated.
MXPA98003150A (en) Alloy steel with pre-coated chrome, with accession to improved painting for application in esca
JPH0486254A (ja) 樹脂被覆金属体
JP3770931B2 (ja) セルフクリ−ニング性に優れた表面処理鋼板の製造方法
JPH08267002A (ja) 連続角筒成形性および連続溶接打点性に優れた潤滑樹脂処理鋼板
JPH01110140A (ja) 耐食性、潤滑性に優れた複合被覆鋼板
KR20160138978A (ko) 도장 강판, 그 제조 방법 및 조리 기구용 부재
JP3784429B2 (ja) セルフクリ−ニング性に優れた表面処理鋼板の製造方法
Brega et al. Protective coatings
JPH09173972A (ja) 溶接性、連続加工性、および加工部耐食性に優れた潤滑樹脂処理金属板
JPH08230100A (ja) 溶接性、プレス性、プレス加工部耐食性に優れた潤滑樹脂処理金属板
JPH0491180A (ja) 耐熱性塗料
JPS63102929A (ja) 耐食性にすぐれた有機被覆鋼板
JPH03281667A (ja) プライマー組成物及び樹脂被覆金属体
JPH0491181A (ja) 耐熱性塗料
Sugama Surface modification, organometallic and polyaryl polymer coatings, and flame spray technologies for preventing corrosion of metals. Final report
JPH03281668A (ja) プライマー組成物及び樹脂被覆金属体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130124

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140124

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150126

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160122

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee