KR19990072438A

KR19990072438A - 초방청도료및방청처리방법

Info

Publication number: KR19990072438A
Application number: KR1019990003874A
Authority: KR
Inventors: 오사무 세이코
Original assignee: 나까무라히로까즈; 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤; 토오루 메카다; 니혼 도쿠슈 도료 가부시키가이샤
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 1999-09-27
Also published as: DE19904286A1; SE9900377D0; US6103306A; SE522525C2; JPH11222565A; KR100290065B1; JP3581895B2; SE9900377L

Abstract

본 발명은 차량에 사용하는 방청 도료로서, 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염 5 내지 45중량％, 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염 0.5 내지 35중량％, 경화 피마자유 0.5 내지 35중량％ 및 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재 0.05 내지 35중량％를 함유하는 초방청 도료임과 동시에 차량 외판 또는 차량 부품표면의 필요한 부위에 초방청 도료를 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 도포하고, 5 내지 30℃에서 1 내지 2시간 동안 건조시켜서 강화된 방청 피막을 형성하게 되는 방청 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

초방청 도료 및 방청 처리 방법{Super-antirust coating and antirust treating method}

본 발명은 차량, 특히 자동차의 차체 외판과 차체 부품을 방청하기 위한 초방청 도료 및 이를 이용한 방청 처리 방법에 관한 것이다.

구미(歐美)의 한냉 지방, 일본의 호꾸리꾸(北陸), 토호꾸(東北) 및 호까이도(北海道) 등의 폭설 지대에서는 동절기의 도로 결빙에 의해서 자동차의 미끄러짐 사고가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위하여 응고점 강하 작용을 이용해서 도로 상에 암염을 살포하며, 이는 도로의 결빙을 방지하는데 상당히 유용하다. 그러나, 암염은 염화 나트륨을 다량 함유하고 있으므로 운행하는 자동차가 암염을 비산시켜 자신의 자동차에 충돌시킬 경우 자동차의 외판에 염화 나트륨이 잔류하게 되고, 동판에 녹을 발생시키게 된다. 결국 이것은 구멍 부식 및 구조 부식의 원인이 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 대책으로써, 차체, 특히 자동차의 외판부 및 부품에 방청을 위해서 왁스계의 방청제를 도포한다. 이러한 방청제는 주로 미정질 왁스나 산화페트롤륨 등을 주성분으로 하고, 각종 방청 첨가제와 안료를 배합한다. 물론 이들이 동판 표면을 덮고 있으며, 동판과 동판 사이의 접합부에 침투하여 충전시킴으로써 이 부위로 들어오는 수분 때문에 생기는 녹으로 부터 동판을 보호한다. 따라서, 이들의 방청 효과가 높은 편이다. 그러나, 침투 성능을 얻기 위해서는 일반적으로 형성된 도막이 유연할 필요가 있고, 비산되는 돌에 의해서 치핑(chipping)되는 것으로 부터 도막을 보호하는 효과가 충분치 못하다. 이러한 이유 때문에 프탈산 알키드 수지 도료를 먼저 도포하여 경질 도막을 형성한 후, 왁스 방청제를 도포하는 방법을 채택하고 있다. 그러나, 왁스 방청제는 차체에 부착되어 있는 눈이나 진흙을 제거하기 위해서 사용되는 스팀 세정에 비교적 약하다. 따라서, 이러한 스팀 세정을 반복해서 실시할 경우 점차적으로 방청력이 감소하는 결과를 초래하는 단점이 있다.

내치핑 대책으로써, 폴리 염화 비닐을 적당한 가소제로 가소화하고, 충전재를 혼합하여서 얻어진 염화비닐 플라스티졸을 언더보디코팅으로 차체 바닥의 외판과 휠 하우스부에 도포하고, 일액형 폴리우레탄 수지 도료나 폴리에스테르 수지 도료를 내치핑 도료로써 차체의 사이드 실, 펜더, 에프론 및 도아 하부 등에 각각 도장한다. 이러한 도막은 유연성과 강인성을 모두 겸비하고 있어 내치핑에 대해 상당한 효과를 가지고 있으나, 실제로 도막 자체는 방청 효과가 거의 없다. 따라서, 돌과 왕모래에 대한 치핑 대책에는 효과적이지만, 암염에 대한 치핑 대책으로는 충분치 못하다. 또한, 이들은 침투성이 약하므로 동판 사이의 접합부를 통상의 왁스 방청제로 별도로 도장해야 할 필요가 있다.

일본 공개 특허 공보 평 6-299026호에는 염화비닐 플라스티졸 등을 언더 코팅하여 방청력을 향상시키려는 시도를 기재하고 있다. 그러나, 이러한 개선에 있어서, 기본적으로 내치핑 성능과 내충격 성능을 유지하면서 방청 성능을 부가하였으나, 동판 사이의 접합부로 침투에 의해 장기간 방청 성능을 부여하지는 못하였다.

더욱이, 2매의 동판 사이에 특수한 수지를 넣어 방청 성능을 개선시킨 각종 방청 동판이 여러 제철 회사에서 개발된 바 있으나, 이들 동판은 보통의 동판에 비해서 고가인 단점이 있다.

지금까지의 내용을 요약하면, 현재의 상황하에서, 왁스 방청제와 그의 개량형 방청제는 아직 내치핑 성능과 내스팀 세정성을 만족시키지 못하고 있고, 한편으로는 염화비닐 플라스티졸계의 언더코팅에는 신뢰성이 높은 방청력이 부여되지 못하고 있다.

이에 본 발명의 목적은 단층의 도막에서 충분한 내치핑 성능을 가짐과 동시에 내스팀 세정성 및 종래 왁스계 방청제와 동등 이상의 높은 방청 성능을 갖는 방청 도료와 해당 방청 도료를 사용하여서 되는 방청 처리 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적과 신규한 특징은 다음에 기재하는 설명으로 부터 명백해 질 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과, 도막 강도의 강화를 주목적으로 하여 미정질 왁스와 산화페트롤륨 등의 종래에 광범위하게 사용되어온 재료 사용을 가능한한 억제하는 대신에 다른 방청제와 특정 충전재를 함께 조합시켜서 된 초방청 도료와 이 도료를 사용해서 되는 방청 처리 방법을 완성하게 되었다.

본 발명은 차량에 사용하는 방청 도료로서, 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염 5 내지 45％(중량 백분율, 이하 동일함), 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염 0.5 내지 35％, 경화 피마자유 0.5 내지 35％ 및 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재 0.05 내지 35％를 함유하는 초방청 도료를 특징으로 한다.

본 발명은 전착 도장을 실시하거나 실시하지 않은 차량 외판 또는 차량 부품 표면의 필요한 부위에 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염 5 내지 45％, 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염 0.5 내지 35％, 경화 피마자유 0.5 내지 35％ 및 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재 0.05 내지 35％를 함유하는 초방청 도료를 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 도포하고, 5 내지 30℃에서 1 내지 2시간 동안 건조시켜서 강화된 방청 피막을 형성하여서 되는 방청 처리 방법인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 다음에서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 초방청 도료에서, 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염, 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염, 경화 피마자유의 3성분이 경질 및 강력한 피막을 형성함과 동시에 금속에 대해 방청력을 발휘하게 된다.

석유 술포네이트는 금속염으로 사용되는 것이 바람직하며, 알카리 금속과 알카리 토금속의 염이 더욱 바람직하다. 금속염으로는 나트륨염과 칼슘염을 예로 들 수 있다. 배합량은 5 내지 40％, 바람직하기로는 20 내지 35％이다. 상기 배합량을 5％ 미만으로 할 경우에는 충분한 강도를 갖는 피막을 형성할 수 없게 되고, 반대로 45％를 초과할 경우에는 도포시 작업성이 떨어지는 불편함이 따르게 된다. 석유 술포네이트와 그의 금속염은 단독으로 사용되거나 두개 이상을 조합해서 사용할 수 있다.

이와 유사하게, 라놀린 지방산도 금속염으로 사용되는 것이 바람직하며, 알카리 금속과 알카리 토금속의 염이 더욱 바람직하다. 금속염으로는 나트륨염과 칼슘염을 예로 들 수 있다. 배합량은 0.5 내지 35％, 바람직하기로는 10 내지 25％이다. 상기 배합량을 0.5％ 미만으로 할 경우에는 방청력이 떨어질 가능성이 있고, 반대로 35％를 초과할 경우에는 도포시 작업성이 떨어지는 불편함이 따르게 된다. 라놀린 지방산과 그의 금속염은 단독으로 사용되거나 두개 이상을 조합해서 사용할 수 있다.

경화 피마자유는 방청 첨가제임과 동시에 강도가 있는 피막을 형성하게 된다. 이것은 히드록시스테아린산 폴리글리세리드라고도 하며, 84℃의 융점을 유지하고 있고, 상온에서 고체이다. 배합량은 0.5 내지 35％, 바람직하기로는 10 내지 25％이다. 배합량을 0.5％ 미만으로 할 경우에는 방청력이 떨어질 가능성이 있고, 반대로 35중량％를 초과할 경우에는 도포시 분산성이 나빠지는 불편함이 따르게 된다.

인편상(鱗片狀) 충전재 및/또는 섬유상 충전재는 입자 배열 특성에 따라 방청효과를 증가시킬 수 있다. 즉, 지금까지 동판의 가장자리부는 일반적으로 보호성막을 부착시키는 것이 어려웠으며, 피막의 두께도 극히 얇게 되어 녹이 쉽게 발생하였다. 그러나, 충전재는 가장자리부를 감싸줄 수 있으므로 방청 효과를 높일 수 있다. 또한, 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재는 피막시 층상에 적층되어 방청 피막의 내치핑성을 더욱 강화시키게 된다. 인편상 충전재의 일례로는 알루미늄 분말과 같은 금속 분말과 운모 등이 있다. 섬유성 충전재의 일례로는 침상의 칼슘메타실리케이트 등의 섬유형상 결정 안료, 유리 섬유 및 광물 섬유가 있다. 예를 들어, 알루미늄 분말을 사용할 경우, 희생 방식 효과에 의해서 피막의 방청성능이 향상된다. 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재의 배합량은 0.05 내지 35％, 바람직하게는 0.1 내지 5％이다. 만일, 배합량을 0.05％ 미만으로 할 경우에는 방청 피막의 충분한 강화를 기대할 수 없고, 지붕 등과 같이 내후성이 요구되는 부위를 이 도료로 도장할 때 필요한 내후성을 얻을 수 없게 된다. 반대로, 35％를 초과할 경우에는 방청 도료로서의 분산성과 도포 작업성이 악화될 가능성이 있게 된다. 상기에 언급한 충전재중에서, 알루미늄 분말과 같이 분산성이 다소 떨어지는 것은 미리 적당한 수지에 분산시켜서 페이스트 형태로 제품을 만든 다음에 이것을 사용할 수 있다.

상기에서 언급한 배합물 이외에, 방청 첨가제로 종래부터 잘 알려진 첨가제를 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 첨가제로서, 바륨술포네이트, 산화페트롤륨과 그의 금속염, 왁스질 재료, 미정질 왁스, 합성 술폰산과 그의 염 등이 있다. 그러나, 이들 첨가제를 과량으로 첨가하면 방청 피막의 강도가 떨어져서 연질로 되므로 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다. 따라서, 이들을 배합물 전체중에서 10％ 미만이 되게 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 아크릴수지, 프탈산알키드수지 및 에폭시 변성 알키드 수지로 부터 선택한 합성 수지를 첨가할 경우에는 방청 피막의 강도를 향상시키는데 기여하게 되므로 필요하다면, 이들 수지를 적당량 첨가하는 것도 좋다.

방청력을 강화시키기 위해서, 본 발명의 방청 도료에 방청 안료를 첨가하는 것도 바람직하다. 방청 안료로는 적산화철, 아연 분말, 인산아연 등이 있다. 그러나, 종래부터 잘 알려진 다른 방청 안료를 사용할 수도 있다. 이들의 첨가량은 1 내지 10％가 적당하다. 또한, 피막 강화를 위해서, 탄산칼슘과 황산바륨 등의 각종 체질 안료를 첨가할 수 있다. 더욱이, 카본 블랙과 산화티탄 등의 착색 안료를 적당량 첨가하여 임의의 색으로 피막을 착색하는 것도 가능하다. 또, 도료를 지방산 계열의 용매로 희석시켜 점도를 적당히 조정하게 되면 도포 작업성을 개선시킬 수 있다. 본 발명의 방청 도료는 통상의 혼합 분산기나 교반기를 사용해서 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 초방청 도료는 에어리스 스프레이(airless sprays), 에어 스프레이(air sprays), 에어 어시스트 에어리스 스프레이(air assist airless sprays), 및 정전도장기 등의 통상적인 도장기를 사용해서 차체, 특히, 바닥 외판, 프레임부, 기타 각종 외부 접착부품에 평균 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 도포하고, 5 내지 30℃에서 1 내지 2시간 동안 건조시키게 되면 우수한 성능의 방청 피막을 얻을 수 있다. 여기서, 피막 두께를 50㎛ 미만으로 할 경우에는 충분한 방청력과 내치핑성을 얻을 수 없게 된다. 반대로, 피막의 두께가 200㎛를 초과할 경우에는 밑으로 늘어지는 불편함 때문에 균일한 방청 피막을 얻을 수 없게 된다. 피막에 대한 건조 조건으로는 20℃ 부근의 상온에서 건조한다면 약 1시간 동안하는 것이 바람직하다. 그러나, 건조 온도가 너무 높거나 너무 낮으면 건조 시간이 길어지게 된다.

본 발명의 이해를 돕기 위해서 다음 실시예를 기재한다. 그러나, 본 발명이 다음의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

석유 술포네이트의 칼슘염 20％(이하, 중량％), 라놀린 지방산의 칼슘염 10％, 경화 피마자유 10％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 55.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 1를 얻었다.

실시예 2

석유 술포네이트의 칼슘염 35％, 라놀린 지방산의 칼슘염 10％, 경화 피마자유 10％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 40.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 2를 얻었다.

실시예 3

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 10％, 경화 피마자유 15％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 45.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 3을 얻었다.

실시예 4

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 25％, 경화 피마자유 15％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 30.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 4를 얻었다.

실시예 5

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 15％, 경화 피마자유 10％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 45.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 5를 얻었다.

실시예 6

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 15％, 경화 피마자유 25％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.5％ 및 광물 재료 30.5％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 6을 얻었다.

실시예 7

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 15％, 경화 피마자유 15％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 0.1％ 및 광물 재료 40.9％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 7을 얻었다.

실시예 8

석유 술포네이트의 칼슘염 25％, 라놀린 지방산의 칼슘염 15％, 경화 피마자유 15％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 1％ 및 광물 재료 40％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 8를 얻었다.

실시예 9

석유 술포네이트의 칼슘염 20％, 라놀린 지방산의 칼슘염 10％, 경화 피마자유 10％, 아연 분말 3％, 카본 블랙 1％, 알루미늄 인편상 분말 5％ 및 광물 재료 51％를 혼합 분산시켜서 초방청 도료 9를 얻었다.

비교예

비정질 왁스 40％, 산화페트롤륨의 칼슘염 20％, 석유 술포네이트의 칼슘염 5％ 및 광물 재료 35％를 혼합 분산시켜서 방청 왁스 1을 얻었다.

실험방법

(1) 시료의 제조

70 ×150 mm의 크기와 두께 0.8 mm인 자동차용 동판에다 양이온성 전착도장에 의해서 평균 두께가 40㎛인 전착 도막을 갖는 시험판에 에어리스 스프레이 도장기로 초방청 도료 1 내지 9를 각각 도장하고, 20℃에서 1시간 동안 건조하여 평균 두께가 100㎛인 방청 피막 1 내지 9를 얻었다.

다른 한편으로, 상기에 언급한 시험판에 프탈산 알키드 수지로 이루어진 새시 블랙(chassis black) 도료를 에어리스 스프레이 도장기로 도장하여 30㎛의 두께를 갖는 도막을 얻었다. 이 과정을 반복하여 평균 두께가 30㎛ ×2인 새시 블랙 도막을 얻었다. 이 도막 위에다 방청 왁스 1을 에어리스 스프레이 도장기를 사용해서 도장하고, 20℃에서 1시간 동안 건조하여 평균 두께가 90㎛인 왁스 도막을 얻었다.

(2) 방청 시험

시료인 방청 피막 1 내지 9 및 왁스 도막 각각에 절단 칼날로 크로스 커트(cross cut)를 하고, 염수 분무 시험기에 넣었다. 1000 시간 동안 시험을 한 후, 각 시료를 시험기에서 꺼내어 녹 발생 상태를 조사하였다.

(3) 내치핑 시험

방청 피막 1 내지 9 및 왁스 도막이 있는 시료 각각을 - 30℃의 환경 시험실에 넣고, 이 시험실에 설치되어 있는 비석 시험기를 이용해서 제 5호 쇄석 500g을 5 kg_f/㎠의 압력으로 90도의 각도에서 방청 피막 1 내지 9와 왁스 도막에 충돌시켜 방청 피막과 왁스 도막의 박리 상태를 확인하였다.

방청 시험에서, 방청 피막 1 내지 9와 왁스 도막의 모든 시료에서 녹이 거의 발생되지 않았으며, 녹의 폭은 최대가 0.4 mm이었다.

다른 한편으로, 내치핑 시험에서, 방청 피막 1 내지 9와 왁스 도막에 대해 베이스까지 도달하는 갈라진 금은 관찰되지 않았으나, 왁스 도막은 방청 피막 1 내지 9에 비해서 박리 면적이 2배 정도 되었다.

본 발명의 초방청 도료와 방청 처리 방법에 의하면, 내치핑성 및 동판과 동판 사이의 접합부에 대해 방청 성능을 겸비하고 있기 때문에 종래에 필요하였던 새시 블랙 도장과 같은 방청 왁스을 보충하기 위한 도장이 불필요할 뿐 아니라 한냉지에서의 내치핑 성능도 상당히 향상되게 된다. 특히, 종전에 방청과 관련해서 상당한 약점 부위이었던 가장자리 부위의 방청력을 현저하게 향상시킬 수 있다. 더욱이, 동판의 용접 부위는 고온의 수소 가스에 의해 수소 메짐성이 발생하게 되므로 방청 대책상 문제가 있는 부위이다. 그러나, 본 발명에 의한 초방청 도료와 방청 처리 방법에 의하면, 용접 부위의 방청도 가능하다.

또한, 본 발명에 의해서 얻어진 방청 피막은 내스팀 세정성도 우수하므로 장기간 동안 방청력을 유지할 수 있다. 또, 종전에 도장한 프탈산 수지 도료 등에 대한 재도장성에도 우수하기 때문에 필요에 따라서는 방청 피막 위에 재도장할 수 있다. 부위에 따라 달라지는 방청성과 내치핑 성능도 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 도료는 각종 충전재의 첨가에 의해 내후성도 우수하다. 따라서, 지붕 부위에 도장하는 것이 가능하다. 예를 들면, 한냉지역에서 사용하는 제설차와 같이 혹한 환경에서 사용하는 차량을 위한 방청 대책으로서 극히 유용하다.

Claims

차량에 사용하기 위한 초방청 도료에 있어서, 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염 5 내지 45중량％, 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염 0.5 내지 35중량％, 경화 피마자유 0.5 내지 35중량％ 및 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재 0.05 내지 35중량％를 함유하는 것을 특징으로 하는 초방청 도료.
전착 도장을 실시하거나 실시하지 않은 차량 외판 또는 차량 부품표면의 필요한 부위에 석유 술포네이트 및/또는 그의 금속염 5 내지 45중량％, 라놀린 지방산 및/또는 그의 금속염 0.5 내지 35중량％, 경화 피마자유 0.5 내지 35중량％ 및 인편상 충전재 및/또는 섬유상 충전재 0.05 내지 35중량％를 함유하는 초방청 도료를 50㎛ 내지 200㎛의 두께로 도포하고, 5 내지 30℃에서 1 내지 2시간 동안 건조시켜서 강화된 방청 피막을 형성하여서 됨을 특징으로 하는 방청 처리 방법.