KR20090038029A - 고내식성 방청 도료용 Ｚｎ 합금 입자, 상기 입자의 제조 방법, 상기 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료, 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 상기 철강 재료를 가진 강 구조물 - Google Patents

고내식성 방청 도료용 Ｚｎ 합금 입자, 상기 입자의 제조 방법, 상기 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료, 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 상기 철강 재료를 가진 강 구조물 Download PDF

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Abstract

질량%로, Mg: 0.01 내지 30%를 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 물리적 파쇄면 및/또는 길이 0.01 ㎛ 이상의 균열 또는 깊이 0.01 ㎛ 이상의 균열을 가지고, 평균 입자 지름이 0.05 내지 200 ㎛이며, 최대 지름과 최소 지름의 아스펙트비(최대 지름/최소 지름)의 평균값이 1 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자. 상기 Zn 합금 입자를 함유하는 고내식 방청 도료 및 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 강 구조물.
고내식성, 방청 도료, 고내식성 강, Zn-Mg 금속간화합물

Description

고내식성 방청 도료용 Ｚｎ 합금 입자, 상기 입자의 제조 방법, 상기 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료, 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 상기 철강 재료를 가진 강 구조물 {Zn ALLOY PARTICLES FOR HIGHLY ANTICORROSIVE AND RUST-INHIBITING PAINT, PROCESS FOR PRODUCTION OF THE PARTICLES, HIGHLY ANTICORROSIVE AND RUST-INHIBITING PAINT CONTAINING THE PARTICLES, HIGHLY CORROSION-RESISTING STEEL MATERIAL COATED WITH THE PAINT, AND STEEL STRUCTURES MADE BY USING THE STEEL MATERIAL}
본 발명은 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있고, 현저하게 우수한 고내식성과 방청성을 부여할 수 있는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자, 상기 Zn 합금 입자의 제조 방법, 상기 Zn 합금 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료, 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 상기 철강 재료를 가진 강 구조물에 관한 것이다.
철강 재료의 부식 대책으로서 불가피한 불순물을 함유하는 아연 분말을 안료로 하고, 유기재 및/또는 무기재를 비히클(액상 바인더 성분)로 구성한 징크 리치(Zn rich) 페인트가 많이 사용되고 있다.
징크 리치 페인트는 주로 중방식(重防食) 도장의 하도장에 사용된다. 그 방식 메커니즘의 특징은 도막에 포함되는 아연 분말의 희생 방식 작용이다.
또한, 징크 리치 페인트의 도막의 방식능은 아연 분말의 희생 방식 작용 정도로 강하게 의존하기 때문에, 사용 환경에 따라서는 아연의 소실 속도가 커지게 되어, 철강 재료에 대한 보호 작용이 오랫동안 지속되지 않는 경우가 있다.
이에 종래, 도막 중의 아연 분말의 함유량을 높이거나, 막 두께를 두껍게 하는 등의 대책이 취해지고 있으나, 그 결과, 강재 면과의 밀착성의 저하나, 도막의 크래킹 균열 또는 흘러내림 등이 일어나기 쉬워진다.
결국, 도막의 방식 성능과 물리적 성질이나 시공성을 양립시키기가 어렵고, 도막 중의 아연 분말의 함유량을 높이는 대책은 만전을 기하는 방법이 아니다.
이와 같은 상황에 있어서, 종래의 징크 리치 페인트의 장점을 유지하고, 또한 장기간에 걸쳐서 희생 방식 작용을 발휘할 수 있는 고성능 징크 리치 페인트의 개발이 기대되고, 지금까지 각종 제안이 이루어져 왔다.
예를 들면, 일본 공개 특허 공보 소59-52645호 및 일본 공개 특허 공보 소59-167249호 공보에는 아연 분말 외에, Zn-Mg 합금 분말을 함유시킨 유기계 징크 리치 페인트가 제안되었고, 또한, 일본 공개 특허 공보 소59-198142호에는 아연 분말 외에, Zn-Mg 합금 분말과 Mn 분말을 함유시킨 유기계 징크 리치 페인트가 제안되어 있다.
또한, 일본 공개 특허 공보 평1-311178호 공보에는 유기 도료에 있어서의 Zn-(5 내지 15%) Mg 합금 분말의 고수명 방식 성능이 개시되어 있고, 일본 공개 특허 공보 평2-73932호 공보에는 금속 조직이 Zn과 MgZn2로 구성되는 Zn-Mg 합금 분말 을 함유하는 유기 도막의 고수명 방식 성능이 개시되어 있다.
또한, 일본 공개 특허 공보 평11-343422호 공보에는 Al과 Mg 등을 함유하는 Zn 합금 플레이크상 입자를 함유하는 유기계 내식성 도료용 방청 안료가 제안되어 있다.
이상에 추가하여, 일본 공개 특허 공보 2001-164194호 공보에는 Zn-Al-Mg계 합금 분말이고, 또한 이 합금 분말의 50% 이상이 Al/Zn/Zn2Mg 공정 조직인 잉고트를 분쇄한 유기계 징크 리치 도료가 제안되어 있고, 일본 공개 특허 공보 평2005-314501호 공보에는 Zn-Al 합금 및 이것에 Mg 또는 Si을 함유하고, 구상 또는 타원 구상이며, 그 최대 지름과 최소 지름의 비(최대 지름/최소 지름)의 값이 1 내지 1.5인 분말을 함유하는 고내식성 아연계 합금 도금 강재의 절단부 내식성을 개선하기 위한 유기계 도료가 제안되어 있다.
이상의 제안은 유기계 도료의 방식 성능과 새로운 합금 분말의 조합에 의하여 내식성을 향상시키고자 하는 것이다.
그러나, 일반적인 유기계 도료는 자외선, 수분, 산소 등이 복합된 복합 환경에서는 열화(劣化)하고, 비교적 단기간에 유지 관리(maintenance)가 필요하게 된다고 하는 부차적인 문제를 안고 있다.
이와 같은 상황 중에, 이들 유기계 도료의 결점을 갖지 않은 무기계 도료의 방식 성능 향상을 목적으로 지금까지 몇 가지 제안이 이루어져 있다.
예를 들면, 본 발명과는 목적이 다르지만, 일본 공개 특허 공보 소61-213270 호 공보에는 용접·용단 시의 도장 열화의 억제를 목표로, 아연 분말과 Mg 또는 Mg 합금의 혼합물을 함유하는 도료 조성물이 제안되어 있다.
한편, 일본 공개 특허 공보 2000-80309호 공보에는 Zn 상, Zn-Mg 합금상 및 Zn과 Mg의 고용체 상의 3종을 주성분으로 하고, 또한, 이들이 분말 입자로서 무기계 도료 중에 혼재하는 내식성 도료 및 이 도료를 도포한 내식성 철강 재료가 제안되어 있다.
일본 공개 특허 공보 2000-80309호 공보의 제안은 발본적인 내식성 향상 수단으로서 주목받고 있으나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 내식성이 향상되는 경우와 내식성의 향상이 명확하지 않은 경우가 현실적으로 존재하여, 내식성 향상 효과의 안정성에 대한 과제를 안고 있다.
또한, 일본 공개 특허 공보 2002-285102호 및 일본 공개 특허 공보 평2005-336431호 공보에는 Mg 등을 함유하는 Zn 합금 플레이크상 입자를 함유하는 무기계 내식성 도료나, 도료를 도포한 내식성 철강 재료가 제안되어 있다.
그러나, 일본 공개 특허 공보 평11-343422호의 제안을 포함하여, 상기 제안에 있어서는 입자가 플레이크상의 형상을 가지기 때문에 스프레이 도장이 곤란하다는 새로운 문제를 야기하고 있다.
본 발명은 종래에는 없는 장기간에 걸친 우수한 내식성 및 방청성을 철강 재료 등에 부여할 수 있고, 도장성 및 경제성을 가진 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자, 이 Zn 합금 입자의 제조 방법, 이 Zn 합금 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료 및 이 도료를 도장한 결과, 보수유지 주기가 큰 폭으로 연장되는 고내식성 철강 재료 및 강 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 여러 가지로 검토한 결과, Mg을 0.01 질량% 이상 30 질량% 이하 함유하고, 잔부가 불가피한 불순물을 포함하는 Zn으로 이루어지며, 또한 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 비플레이크상 입자가 현저하게 우수한 내식성, 방청성 및 도장성을 발휘하는 것을 새롭게 밝혀내었다. 이 지견이 본 발명의 기초를 이루는 지견이다.
또한, 본 발명자들은 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 상기 입자의 내식성 및 방청성이 더 향상될 가능성을 상세하게 검토한 결과, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자가 질량%로, Al:0.01 내지 30%, Si: 0.01 내지 3%의 1종 또는 2종을 함유하면, 더 우수한 방청성이 발현되는 것, 또한, 파쇄면 및/또는 균열에 MgZn2, Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn, 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 배치하면, 더 우수한 내식성이 발현하는 것을 밝혀내었다.
본 발명자들은 동시에, 파쇄 후의 입자 형상에 대하여도 검토한 결과, 파쇄 후의 비구상 다면체의 면수가 2면 이상인 경우에는 상기 방청 성능, 즉, 희생 방식 효과를 해치지 않고, 자기 용해성을 한층 저감할 수 있는 것을 밝혀내었다.
또한, 본 발명자들은 균열의 크기에 대하여도 검토한 결과, 길이가 0.01 ㎛ 이상, 또는 깊이가 0.01 ㎛ 이상이면 방식성이 현저하게 향상되는 것을 밝혀내었다.
입자가 표면 균열을 가지면, 내식성이 향상되는 메커니즘은 명확하지 않다.
입자 표면에 균열이 존재하면, Zn 합금 입자의 표면적이 커지게 되고, 균열 표면에 Mg 고용상이나 금속간화합물이 발생하기 쉬운 것, 그리고 Zn 합금 입자 자신의 활성도가 향상되는 것이 내식성 향상 이유의 일부라고 추정되지만, 이들에 의하여 발현된 것으로 예상되는 이상의 효과가 발현되고 있어서, 자세한 것은 명확하지 않다.
또한, 본 발명자들은 파쇄면 및/또는 균열이 있는 입자를 얻는 수단에 대하여도 예의 검토를 거듭하였다.
그 결과, 종래부터, 일반적인 파쇄 방법으로서 이용되고 있는 볼 밀이나 비즈 밀 등의 수단에 의하여 파쇄편을 얻는 것보다 1차 입자를 서로 충돌시키거나, 또는 입자를 고체에 충돌시킴으로써, 내식성 및 방청성이 한층 더 우수한 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 입자가 얻어지고, 또한, 용매 중에 1차 입자를 분산시켜서 슬러리로 만들고, 충돌 파쇄를 실시함으로써, 한층 더 우수한 내식성 및 방청성을 저해하지 않고, 높은 작업 효율로, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 입자를 얻을 수 있는 것을 밝혀내었다.
상기 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자는 그 상태 그대로 도료용의 안료로서 사용하더라도, 우수한 내식성 및 방청성을 제공하지만, 거듭된 검토의 결과, 종래부터 안료로서 일반적으로 사용되고 있는 Zn 입자 안료와 혼합하여 사용하면, Zn 입자를 단독 사용한 안료와 비교하여, 현저하게 우수한 내식성 및 방청성을 제공하는 것을 밝혀내었다.
또한, 상기 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 사용하여 도료로 할 때에, 본 발명의 입자를 안료로서 유기 도료에 혼합하였을 경우에는 자외선, 수분, 산소 등의 어려운 복합 환경 하에서 있더라도, 종래에 없던 우수한 내식성 및 방청성을 제공하는 것을 밝혀내었다.
본 발명은 이상의 지견에 근거하는 것이며, 그 요지는 이하와 같다.
[1] 질량%로, Mg: 0.01 내지 30%를 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 물리적 파쇄면 및/또는 길이 0.01 ㎛ 이상의 균열 또는 깊이 0.01 ㎛ 이상의 균열을 가지며, 평균 입자 지름이 0.05 내지 200 ㎛이고, 최대 지름과 최소 지름의 아스펙트비(aspect ratio)(최대 지름/최소 지름)의 평균값이 1 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
[2] 상기 Zn 합금 입자가, 질량%로, Al: 0.01 내지 30% 및 Si: 0.01 내지 3%의 1종 또는 2종을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
[3] 상기 Zn 합금 입자의 표면에 Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
[4] 상기 Zn-Mg 금속간화합물이 MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn, 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 [3]에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
[5] 상기 Zn 합금 입자의 형상이 비구상 다면체이고, 2면 이상의 면수를 가진 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법으로서, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 성분 조성으로 이루어지는 평균 입자 지름 0.05 내지 1000 ㎛의 1차 입자를 서로 충돌시키거나, 또는 이 1차 입자를 고체에 충돌시켜서, 상기 1차 입자를 파쇄하여 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 가진 Zn 합금 입자를 제조하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법.
[7] 상기 1차 입자를 유기 용매 중에 분산시켜서 슬러리로 하고, 그 후 이 슬러리끼리 충돌시키거나, 또는 상기 슬러리를 고체에 충돌시켜서 1차 입자를 파쇄하는 것을 특징으로 하는 상기 [6]에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법.
[8] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자를 건조 도막 환산으로 30 질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료.
[9] 상기 Zn 합금 입자에 추가하고, 또한, 평균 입자 지름 0.05 내지 50 ㎛의 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 Zn 금속 입자를 분산시킨 고내식성 방청 도료로서, 질량%로, (상기 Zn 합금 입자의 질량%): (상기 Zn 금속 입자의 질량%)를 1/x로 하였을 때, x가 300.0 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [8]에 기재된 고내식성 방청 도료.
[10] 질량%로, 상기 Zn 합금 입자와 상기 Zn 금속 입자의 합계를 100%로 하였을 때, Mg의 함유량이 0.01 내지 30% 미만인 것을 특징으로 하는 상기〔8〕 또는〔9〕에 기재된 고내식성 방청 도료.
[11] 상기 고내식성 방청 도료의 바인더가 무기계 바인더, 또는 유기계 바인더인 것을 특징으로 하는 상기 [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 고내식성 방청 도료.
[12] 강재 면에, 상기 [8] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 고내식성 방청 도료가 도장된 철강 재료로서, 도장 두께가 2 내지 700 ㎛이고, Zn 합금 입자, 또는 Zn 합금 입자 및 Zn 금속 입자가 도막 중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고내식성 철강 재료.
[13] 상기 [12]에 기재된 고내식성 철강 재료를 일부 또는 전부로서 구비하는 것을 특징으로 하는 강 구조물.
본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료를 도장하면, 철강 재료 등에 종래에 없던 장기간에 걸치는 우수한 내식성 및 방청성을 도장성 및 경제성을 해치지 않고 부여할 수 있다. 그리고, 그 결과, 보수유지의 주기를 큰 폭으로 연장하는 것이 가능한 고내식성 철강 재료 및 강 구조물을 제공할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 실시 형태
본 발명의 고내식성 Zn 합금 입자는 Mg: 0.01 내지 30%를 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있고, 평균 입자 지름이 0.05 내지 200 ㎛로, 최대 지름과 최소 지름의 아스펙트비(최대 지름/최소 지름)의 평균값이 1 내지 1.5인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 Zn 합금 입자에 있어서, Mg은 0.01 내지 30% 필요하다.
물리적 파쇄면을 가지고, 또한, 평균 입자 지름이 0.05 내지 200 ㎛인 경우에, Mg: 0.01% 미만에서도 물리적 파쇄면을 가지지 않고, 또한, 같은 양의 Mg을 함유하는 Zn 합금 입자와 비교하여, 내식성 및 방식성의 유의한 향상은 인정되지만, 물리적 파쇄면 및/또는 균열과의 조합에 의하여 전망되는 현저한 내식성 및 방식성의 향상 효과는 얻을 수 없다.
즉, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있고, Mg을 0.01% 이상 함유하는 Zn 합금 입자에 의한 현저한 내식성 및 방식성의 향상 효과, 즉, 물리적 파쇄면 및/또는 균열과, 0.01% 이상의 Mg과의 상승 효과에 기초한 현저한 내식성 및 방식성의 향상 효과가 본 발명의 기본적 기술 사상이다.
Mg을 30%를 초과해 함유하면, 상기 향상 효과가 포화될 뿐만 아니라, 경제성 및 제조성을 저해하므로, Mg은 0.01% 이상, 30% 이하로 하였다.
다만, Mg 양의 최적값은 평균 입자 지름에 따라서 변화한다. 일반적으로, 스프레이 도장에 있어서 최적으로 생각되는 평균 입자 지름 0.2 내지 30 ㎛의 경우에는 하한은 0.1%로 하고, 상한은 20%로 하는 것이 내식성 및 방식성 향상 효과 및 경제성의 관점에서 좋다.
또한, 제조 안정성, 경제성, 내식성을 고려하면, Mg 양은 0.2 내지 15%가 좋다.
본 발명에서 말하는 "물리적 파쇄면"이라 함은 구상의 입자의 일부가 결락된 형상의 면을 의미한다. Zn 합금 입자가 물리적 파쇄면을 가지는 것에 의하여, 후술하는 바와 같이, 내식성 및 방식성 향상 효과를 현저하게 얻을 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에서 말하는“균열"이란, 구상의 입자 표면 위에 존재하는 길이가 0.01 ㎛ 이상 또는 표면으로부터의 깊이가 0.01 ㎛ 이상의 균열을 의미한다. 균열은 길이 또는 깊이가 0.01 ㎛ 미만이면, 충분한 내식성 향상 효과를 얻지 못하므로, 0.01㎛ 이상의 길이 또는 깊이를 필요로 한다.
Zn 합금 입자의 평균 입자 지름은 스프레이 도장시에 필요한 부착성을 확보하기 위하여, 0.05 ㎛ 이상으로 하고, 쇄모 도장시의 작업 안정성을 확보하기 위하여 200 ㎛ 이하로 한다. 도장 안정성을 고려하면, 0.2 내지 50 ㎛가 좋다. 또한, 도막 밀착성을 고려하면, 0.2 내지 30 ㎛가 좋다.
입자의 아스펙트비(최대 지름/최소 지름)는 도장성을 확보하기 위하여, 평균값으로 1 내지 1.5로 하였다.
스프레이 도장을 전제로 하는 경우, 입자의 아스펙트비가 2를 넘으면, 입자의 분무 및 비행 안정성이 저하하고, 도막 두께 및 도막 중에서의 입자 분포 안정성이 저하된다.
물리적 파쇄면 및/또는 균열이 입자 위에 존재하면, 그 안정성이 약간 저하하므로, 이것을 고려하여, 입자의 아스펙트비는 평균값으로 1 내지 1.5로 하였다.
따라서, 아스펙트비가 1.5를 초과하는 입자가 부분적으로 존재하더라도, 문제는 되지 않는다.
또한, 상기 아스펙트비의 범위는 원료로서의 Zn 합금 입자를 규정하는 것이고, 실제로 도료에 혼합하여 사용할 때까지의 사이에, 공기 중의 수분 등을 흡수하고, 응집하여 결합하였을 경우의 Zn 합금 입자나, 도막으로서 강재 상에서 경화한 입자가 결합된 경우의 Zn 합금 입자의 형상까지도 규정하는 것은 아니다.
또한, 제조 시나 보관 시에 Zn 합금 입자 표면에 작은 요철이 생기기도 하지만, 이들에 의한 형상 변화도 아스펙트비의 평균값이 1 내지 1.5라고 하는 구상이나 타원 구상으로부터 일탈하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 상기 구성의 입자는 Al: 0.01 내지 30%, Si: 0.01 내지 3%의 1종 또는 2종을 함유할 수 있다.
Al을, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 입자에 0.01% 이상 첨가하면, 더욱 방청성이 향상된다.
Al 양을 0.01% 이상으로 하면, 방청성에 추가하여 입자의 자기 부식에 대한 내식성이 현저하게 향상되지만, 30%를 넘어 첨가하면 효과가 포화될 뿐만 아니라, 금속 입자에 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 형성하는 것이 곤란하게 되므로, Al 양은 0.01 내지 30%로 하였다.
또한, 제조 안정성 및 내식성의 관점에서, Al 양은 0.5 내지 20%가 좋다. 또한, 경제성을 고려하면 1.0 내지 10%가 좋다.
Si도, 마찬가지로 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 입자에 0.01% 이상 첨가하면 방청성이 더 향상된다. 그러나, Si을 3%를 넘어 첨가하면 방청성이 반대로 저하하므로, Si 양은 0.01 내지 3%로 하였다.
제조 안정성 및 내식성의 관점에서, Si 양은 0.5 내지 3%가 좋다. 또한, 경제성을 고려하면, 1.0 내지 1.5%가 좋다.
본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자에 있어서는 파쇄부 및/또는 균열이 있는 입자의 표면에, Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물을 가지는 것에 의하여, 내식성과 방청성이 더 향상된다.
Mg 고용상과 Zn-Mg 금속간화합물이 입자 표면에 노출됨으로써 내식성과 방청성이 향상되는 이유는 명확하지는 않지만, 이들 상의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두가 파쇄면 및/또는 균열에 공존하면, 상의 화학적 성질이 내식성 및 방청성의 향상에 의하여 바람직한 것으로 변화하여, 내식성과 방청성이 안정적으로 향상되는 것을 본 발명자들은 실험적으로 확인하였다.
Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물은 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치에 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여, 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 존재하는 Mg과 Zn의 조성비를 분석하는 것에 의하여 동정(同定)할 수 있다.
본 발명에 있어서는 상기 금속간화합물 상으로서 MgZn2, Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn, 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 포함함으로써, 내식성과 방청성이 더욱 향상된다.
MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn, 또는 Mg7Zn3는 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치가 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여, 물리적 파쇄면 또는 균열 표면의 Mg과 Zn의 조성비를 분석하는 것에 의하여, 동정할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자는 한 면 이상의 물리적 파쇄면 및/또는 균열의 부여와 동시에, 금속 입자의 화학 조성을 제어함으로써, 내식성 및 방청성을 종래 보다 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자는 그 파쇄면을 가진 입자의 형상을, 비편평의 구상에 가까운 다면체(균열은 면으로서 포함하지 않는다)이고, 면수가 2면 이상인 형상으로 함으로써 더 우수한 내식성, 방청성 및 도장성을 동시에 얻을 수 있다.
내식성이나 방청성 향상의 관점에서, 물리적 파쇄 면수는 많을수록 바람직하지만, 그 파쇄 면수가 1면 이하이면 현 시점에서 그 이유는 밝혀지지 않았지만, 상기 효과 향상 효과의 편차가 커진다.
또한, 평균 아스펙트비의 값이 2를 초과하고, 형상이 극단적으로 편평한 경우에는 도장 시의 작업성이 저하되어 바람직하지 않다.
따라서, 입자의 형상을 비편평의 구상에 가까운 다면체이고(아스펙트비의 평균값으로 1 내지 1.5), 면수가 2면 이상인 형상으로 규정하였다.
상기 형상 범위는 원료로서의 Zn 합금 입자를 규정하는 것이고, 실제로 도료에 혼합하여 사용할 때까지, 공기 중의 수분 등을 흡수하여, Zn 합금 입자가 응집하여 결합한 경우나, 도막으로서 강재 상에서 경화하여, 결합된 경우의 Zn 합금 입자의 형상까지도 규정하는 것은 아니다.
제조 시나 보관 시에, Zn 합금 분말 표면에 작은 요철이 생기는 경우가 있으나, 이것에 따른 형상 변화도 아스펙트비의 평균값이 1 내지 1.5라고 하는 구상이나 타원 구상으로부터 일탈하는 것은 아니다.
다음으로, 본 발명의 Zn 합금 입자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 제조함에 있어서, 종래부터, 일반적으로 사용되고 있는 볼 밀이나 비즈 밀을 사용하여 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 입자에 부여하려고 하면, Zn 합금 입자가 크게 변형된다.
즉, 파쇄면 및/또는 균열 중에 있어서도, 압연력과 분단력이 크게 작용하여, 본 발명의 아스펙트비의 값을 만족하고, 또한, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 얻는 것은 극히 곤란하다.
본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자의 제조에 있어서는 미리, 청구범위 1 또는 2에 규정하는 화학 조성으로 이루어지는 1차 입자를 제조한 후, 이 1차 입자를 서로 충돌시키거나, 또는 고체에 충돌시켜서, 이 1차 입자를 파쇄하여 1차 입자인 Zn 합금 입자 위에 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 형성한다.
충돌에 의하여, 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 얻을 때에는, 한 개 한 개의 질량이 큰 것이 충돌 시의 물리적 표면 파쇄 및/또는 균열에 기여하는 운동 에너지를 확보할 수 있는 한편, 실험적으로는, 1차 입자의 평균 입경이 1000 ㎛를 넘으면, 본 발명에서 목표로 하는 최대 평균 입자 지름 200 ㎛를 얻기 위한 작업 시간이 현저하게 증대된다.
한편, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 최소 평균 입자 지름 0.05 ㎛의 Zn 합금 입자는 평균 입자 지름 0.05 ㎛ 이상의 1차 입자를 이용하여 충돌 회수를 증대함으로써 얻는 것이 가능하다.
이상의 이유로부터, 본 발명에서는 1차 입자의 평균 입자 지름을 0.05 내지 1000 ㎛로 한다.
1차 입자의 평균 입자 지름은 내식성 및 방청성을 높이기 위하여, 좋기로는 0.05 내지 100 ㎛, 또한, 내식성 및 방청성을 확실하게 높이기 위하여, 좋기로는 0.05 내지 30 ㎛로 한다.
여기서, 1차 입자란 상기 충돌 또는 파쇄 전의 Zn 합금 입자를 말하고, 1차 입자를 얻을 때에는 미스트법, 아토마이즈법, 잉고트법 등 임의의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 1차 입자와 충돌에 사용하는 고체로서 평면 및/또는 곡면을 가진 고체에 추가하여, 표면이 곡면으로 형성되는 고체 입자나, 표면이 평면만으로 구성된 고체 입자를 사용할 수 있다.
여기서, 고체, 고체 입자의 재질은 상기 1차 입자에 비하여 경도가 높을 것이 필요하고, 또한, 물이 있는 환경에서 서로 접촉하였을 때에 반응성이 없는 것이 좋다. 이와 같은 요구를 만족하는 고체로서 금속이나 소결체 등을 들 수 있다.
1차 입자를 서로 또는 고체에 충돌시켜 Zn 합금 입자 위에 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 형성하는 Zn 합금 입자의 제조에 있어서, 1차 입자를 반송하는 매체로서 용매를 사용하고, 또한 효율적으로, 목표로 하는 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 제조할 수 있다.
용매는 공기를 포함하는 여러 가지 가스와 비교하여, 비중이 큰 것이면 종류를 묻지 않는다. 다만, 1차 입자 및 파쇄면 및/또는 균열이 부여된 Zn 합금 입자는 반응 활성이 높기 때문에, 용매에는 본 발명의 화학 조성을 가진 금속과의 반응 활성이 낮을 것이 필요하다.
용매가 특히 반응 활성이 높고, 불순물로서 물을 포함하는 경우에는 물을 0.3 wt% 이하로 제한할 필요가 있다.
본 발명에 있어서는 용매를 한정하는 것은 아니지만, 톨루엔이나 크실렌 등의 유기 용매가 적당하다.
본 발명의 상기 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자의 이용에 있어서는 도막 중에, 30% 이상 함유하게 하는 것이 필요하다. 30 질량% 미만에서는 내식성 등의 효과를 얻을 수 없다.
함유량의 상한은 특히 규정하는 것은 아니지만, 85%를 초과하면 수지 성분이 적어지고, 도막에 결함이 생기기 쉬우므로 85% 이하가 바람직하다.
또한, 도막 중의 수지 성분은 성막성을 확보하기 위하여, 적어도 15%로 하는 것이 좋다.
또한, 상기 Zn 합금 입자를 30% 이상 함유하고 있으면, 그 이외의 분말 입자를 첨가하여도 좋고, 예를 들면, 의장성을 목적으로 하여 Al, 스텐레스 등의 금속 분말이나, 산화티타늄, 산화아연 등의 산화물 분말, 탈크, 석분 등의 체질 안료를 첨가하여도 좋다.
또한, 본 발명의 상기 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 이용할 때, 평균 입자 지름 0.05 내지 50 ㎛의 Zn 금속 입자를, 질량%로, Zn 합금 입자 양과 Zn 금속 입자 양의 비를 1/x로 하였을 때, x: 300.0 이하의 범위에서, 상기 Zn 합금 입자에 혼재시킬 수 있다.
여기서 말하는 Zn 금속 입자란 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 입자를 의미한다.
또한, 상기 Zn 금속 입자와 상기 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 혼합하여 도료 안료에 사용함으로써, 종래와 같이 Zn 금속 입자를 단독으로 사용한 안료와 비교하여, 현저하게 우수한 내식성 및 방청성을 얻을 수 있다.
다만, Zn 합금 입자량과 Zn 금속 입자량의 질량%의 비를 1/x로 하였을 때, x가 300.0 초과이면, 내식성 및 방청성의 향상에 미치는 Zn 합금 입자의 효과가 충분히 발현되지 않는다. 따라서, x를 300.0 이하로 하였다. 내식성 및 경제성을 고려하면 x는 1 내지 120이 좋다. 또한, 혼합 안정성을 고려하면 x는 1 내지 30이 좋다.
본 발명에서는 혼합에 사용하는 Zn 금속 입자의 평균 입자 지름은 0.05 내지 50 ㎛로 한다. 본 발명에 있어서의 내식성의 향상 효과는 혼합하는 Zn 금속 입자의 평균 입자 지름이 0.05 내지 300 ㎛의 범위에서 인정되지만, 공업적으로 안정적이고 또한 염가로 공급 가능한 평균 입자 지름인 것을 고려하여, Zn 금속 입자의 평균 입자 지름을 0.05 내지 50 ㎛로 하였다.
한편, 본 발명의 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자와 Zn 금속 입자의 혼합 효과는 대체로, 전체 방청 안료 중에 포함되는 Mg의 함유량으로도 정리하는 것이 가능하다.
질량%로, 본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자와 Zn 금속 입자의 혼합 입자의 합계를 100%로 하였을 때, Mg 함유량을 0.01 내지 30% 미만으로 하여 사용할 수 있다. Mg의 함유량은 목적에 따라 적당히 적용할 수 있지만, 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자와 Zn 금속 입자의 혼합 효과가 가장 현저하게 되는 0.1 내지 20%가 내식성 향상의 효과 안정성이라는 점에서 좋고, 또한, 경제성을 고려하면 0.5 내지 15%가 더 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 도료의 수지 성분, 즉 베이스 수지의 종류는 특히 규정되는 것이 아니며, 무기계, 유기계 바인더 중 어느 것이든 이용할 수 있다.
본 발명을 한정하는 것은 아니지만, 무기계에서는 알칼리 실리케이트나 알킬 실리케이트 등이, 유기계에서는 에폭시계 수지, 변성 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지 등을 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 경화제의 배합 타입도 1액 경화 타입이나, 2액 경화 타입 등의 복수 액에 의한 효과 타입을 그 목적에 따라서 적절하게 적용할 수 있다.
경화 방법도, 상온 경화, 가열 경화, UV 경화, 전자 빔 경화, 수중 경화 등을 각각의 목적에 따라서 적절하게 적용할 수 있다
본 발명의 고내식성 방청 도료를 도장하는 강재 및 강 구조물에 대하여는, 특히 규정은 없지만, 본 발명의 도료를 강재 및 강 구조물의 표면에 도포하여 내식성이나 방식성을 얻으려면 도장 두께를 2 ㎛ 이상으로 할 필요가 있다.
또한, 본 발명에서 대상으로 하는 철강 재료 및 강 구조물이란, 본 발명의 고내식 방청 도료를 두께로 2 ㎛ 이상, 700 ㎛ 이하 도장한 것이며, 강재 화학 조성, 형상이나 구조에 의하여 제한되지 않고, 또한 다른 방식 수단이 병용되는 표면을 가지는 것도 포함하는 것이다.
또한, 경제성 및 도장 작업성을 고려하면, 본 발명의 고내식 방청 도료의 두께는 2 내지 300 ㎛가 좋다.
본 발명을 규정하는 것은 아니지만, 도장 대상으로서는 주철, 탄소강, 특수강, 스텐레스강, 내식강, 용접 이음부 등을 들 수 있고, 형상으로서는 후판, 박판, 강관, 봉강 등 및 이들을 가공하여 얻을 수 있는 형상을 들 수 있다.
또한, 구조로서는, (1) 자동차나 선박 등의 내연 기관 배기 계통, 보일러 배기 계통, 저온 열 교환기, 소각로 바닥 등의 고온 습윤 부식 환경, (2) 교량, 지주, 건축 내외장재, 지붕재, 건구, 주방 부재, 각종 난간, 가드 레일, 각종 훅, 루프 드레인, 철도 차량 등의 대기 부식 환경, (3) 각종 저장 탱크, 지주, 말뚝, 시판 등의 토양 부식 환경, (4) 캔 용기, 각종 용기, 저온 열교환기, 욕실 부재, 자동차 구조 부재 등의 결로 부식 환경(냉동, 습윤, 건조가 복합되는 부식 환경을 포함한다), (5) 저수조, 급수관, 급탕관, 캔 용기, 각종 용기, 식기, 조리기기, 욕조, 풀, 세면 화장대 등의 수도물 부식 환경, (6) 각종 용기, 식기, 조리기기 등의 음료수 부식 환경, (7) 각종 철근 구조물, 지주 등의 콘크리트 부식 환경, (8) 선박, 교량, 말뚝, 시판, 해양 구조물 등의 해수 부식 환경 등 하에서 사용하는 강 구조물을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 병용할 수 있는 다른 방식 수단으로서는 도금, 도장, 전기 방식 등이 있다.
(실시예 1)
이하에, 실시예를 사용하여 본 발명을 설명한다.
표 1 내지 14에 나타낸 조건으로 도장 시험편을 제작하였다. Zn 합금 입자의 1차 입자는 가스 아토마이즈법을 사용하여 제작하였다.
또한, Zn 합금 입자끼리의 충돌 또는 Zn 합금 입자와 고체와의 충돌에 의하여 2차 입자를 제작하거나, 또는 함수율을 0.3% 이하로 한 톨루엔 또는 크실렌 중에 Zn 합금 입자를 첨가하여 슬러리 상으로 한 것을, 입자끼리의 충돌법 또는 고체와의 충돌법에 의하여 2차 입자를 제작하고, 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 제조하였다.
물리적 파쇄면 및/또는 균열이 없는 Zn 합금 입자는 비즈 밀 또는 볼 밀로 제조하였다. 평균 입자 지름은 레이저 회절 산란법으로 측정하였다. 따라서 입자 지름은 구 상당 직경으로서 평가하였다.
또한, 아스펙트비의 평균값은 무작위로 추출한 50 내지 100의 입자를 주사형 전자 현미경으로 관찰함으로써 측정하였다.
도료 조합은 일반적인 방법으로 실시하고, 베이스 수지, 즉, 바인더는 시판되는 알칼리 실리케이트 또는 알킬 실리케이트 수지의 무기계 바인더, 또는 시판되는 4 종류의 유기계 바인더를 사용하였다.
쇄모 도장 또는 스프레이 도장에 의하여, 강판에 조합한 도료를 도포하였다. 평가 시험으로서 JIS K5600에 나타내는 염수 분무 시험(5%NaCl 분무, 35도)를 실시하였다.
도장 시험편으로서 150×70×3.2 mm의 시험편을 사용하였다. 시험편 하부에는 커트로 X컷을 삽입하였다.
부식성은 시험편 표면으로부터의 적청 발생 시간으로 평가하였다. 900 시간 이하에서 발생한 경우에는 ×, 900 내지 2000 시간에서 발생하였을 경우는 ○, 2000시간 이상에서 발생한 경우는 ◎로 하였다.
표 1 내지 14로부터 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 무기계의 바인더 및 유기계의 바인더 모두 우수한 내식성을 나타내는 것을 알 수 있다.
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(실시예 2)
표 15 내지 26에 화학 성분을 나타내는 바와 같이, 추가로, Al, Si의 1종 또는 2종을 함유하는 Zn 합금 입자를 제조하였다. 그 외에는 실시예 1과 동일하다.
표 15 내지 26으로부터, 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 무기계 및 유기계의 바인더의 어느 경우에도 우수한 내식성을 나타내는 것으로 판단된다.
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(실시예 3)
표 27 내지 42에 화학 성분을 나타내는 Zn 합금 입자를 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 그 외에는 실시예 1과 동일하다.
Mg 고용상은 X선 회절법에 의하여 동정하였다. 또한, Zn-Mg 금속간화합물은 X선 회절법 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치가 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 있어서의 Mg과 Zn의 조성비를 분석하여 동정하였다.
Mg의 함유량이 16 질량% 미만에서는 검출한 X선 회절 피크에 있어서, Mg2Zn11 또는 MgZn2의 피크가 주피크를 차지하였다. Mg의 함유량이 16 질량% 이상에서는 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치가 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 있어서의 Mg과 Zn의 조성비를 분석하고, Mg2Zn3, MgZn, 또는 Mg7Zn3의 존재를 확인하였다.
표 27 내지 42로부터, 파쇄부를 포함하는 입자의 표면에, Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물이 존재함으로써, 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 베이스 수지의 종류에 의하지 않고, 즉, 무기계 및 유기계의 바인더 모두 내식성과 방청성이 더 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
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(실시예 4)
표 43 내지 57에 화학 성분을 나타내는 Zn 합금 입자를 실시예 1과 동일하게 제조하였다. 그 외에는 실시예 3과 같다.
MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3를 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치가 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 있어서의 Mg과 Zn의 조성비를 분석하여 동정하였다.
또한, Zn 합금 입자의 면수는 무작위로 추출한 50 내지 100의 입자를 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 측정하였다.
표 43 내지 57로부터, 파쇄부를 포함하는 입자의 표면에 금속간화합물로서 MgZn2, Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 가지는 것, 또는 면수가 2면 이상인 것에 의하여, 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 베이스 수지의 종류에 의하지 않고, 즉, 무기계 및 유기계의 바인더 모두 내식성과 방청성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
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(실시예 5)
표 58 내지 75에 화학 성분을 나타내는 Zn 합금 입자를 실시예 1과 동일하게 하여 제조하였다. 도료에 평균 입자 지름 0.05 내지 50 ㎛의 Zn 금속 입자를 혼합하였다. 그 외에는 실시예 1과 같다.
표 58 내지 75로부터 본 발명의 Zn 합금 입자와 Zn 금속 입자를 이용한 도장 시험편은 베이스 수지의 종류에 의하지 않고, 즉, 무기계 및 유기계의 바인더 모두 내식성과 방청성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
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(실시예 6)
표 76 내지 91에 화학 성분을 나타내는 바와 같이, 또한, Al, Si의 1종 또는 2종을 함유하는 Zn 합금 입자를 제조하였다. 그 외에는 실시예 5와 동일하다.
표 76 내지 91로부터 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 베이스 수지의 종류에 의하지 않고, 즉 무기계 및 유기계의 바인더와도 우수한 내식성을 나타내는 것을 알 수 있다.
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(실시예 7)
표 92 내지 108에 화학 성분을 나타내는 Zn 합금 입자를 실시예 5와 같이 제조하였다. 도료 조합에 있어서, 시판하는 4 종류의 유기계 바인더를 사용하였다. 그 외에는 실시예 5와 같다.
Mg 고용상은 X선 회절법에 의하여 동정하였다. Zn-Mg 금속간화합물은 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치 주사 전자 현미경 관찰에 의하여 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 있어서의 Mg과 Zn의 조성비를 분석하여 동정하였다. 그 조성은 MgZn2, Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3이었다.
표 92 내지 108로부터, 파쇄부 및/또는 균열부를 포함하는 입자의 표면에 Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물을 가진 것에 의하여 본 발명의 Zn 합금 입자를 이용한 도장 시험편은 내식성과 방청성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
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(실시예 8)
표 109 내지 125에 화학 성분을 나타내는 Zn 합금 입자를 실시예 5와 동일하게 제조하였다. 그 외에는 실시예 5와 같다.
MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3는 X선 회절법, 또는 에너지 분산형 X선 분석 장치가 설치된 주사 전자 현미경 관찰에 의하여 물리적 파쇄면 또는 균열 표면에 있어서의 Mg과 Zn의 조성비를 분석함으로써 동정하였다.
Zn 합금 입자의 면수는 무작위로 추출한 50 내지 100의 입자를 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰하고 동정하였다.
표 109 내지 125로부터, 파쇄부 및/또는 균열부를 포함하는 입자의 표면에, 금속간화합물로서 MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 가지는 것, 또는 면수가 2면 이상인 것에 의하여 본 발명의 Zn 합금 입자 및 Zn 금속 입자를 이용한 도장 시험편은 베이스 수지의 종류에 의하지 않고, 즉, 무기계 및 유기계의 바인더 모두 내식성과 방청성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
Figure 112009012868671-PCT00109
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(실시예 9)
표 126에, Zn 합금 입자의 제조 방법을 나타낸다. 1차 입자는 가스 아트마이즈법을 사용하여 제작하였다. 또한, 본 발명에 따라서, Zn 합금 입자끼리의 충돌, 또는 Zn 합금 입자와 고체와의 충돌에 의하여 2차 입자를 제작하였다. 또한, 함수율을 0.3% 이하로 한 톨루엔 또는 크실렌 중에, Zn 합금 입자를 첨가하여 슬러리상으로 하고, 입자 같은 종류의 충돌법 또는 고체와의 충돌법에 의하여 2차 입자를 제작하였다.
Zn 합금 입자의 평균 입자 지름, 아스펙트비의 평균값의 측정 방법은 실시예 1과 동일하다. 또한, Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물의 분류 방법은 실시예 3과 같다. MgZn2 , Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3의 분류 방법 및 면수의 방법은 실시예 4와 같다.
표 126으로부터, 본 발명의 범위의 Zn 합금 입자가 제작되어 있는 것을 알 수 있다.
Figure 112009012868671-PCT00126
본 발명의 물리적 파쇄면 및/또는 균열이 있는 Zn 합금 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료를 도장하면, 철강 재료 등에 종래에 없던 장기간에 걸친 우수한 내식성 및 방청성을 도장성 및 경제성을 해치지 않고 부여할 수 있다. 또한, 그 결 과, 메인터넌스의 주기를 큰 폭으로 연장하는 것이 가능한 고내식성 철강 재료 및 강 구조물을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 철강 산업에 있어서 이용 가능성이 높은 것이다.

Claims (13)

  1. 질량%로, Mg: 0.01 내지 30%를 함유하고, 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 물리적 파쇄면 및/또는 길이 0.01 ㎛ 이상의 균열 또는 깊이 0.01 ㎛ 이상의 균열을 가지고, 평균 입자 지름이 0.05 내지 200 ㎛이며, 최대 지름과 최소 지름의 아스펙트비(최대 지름/최소 지름)의 평균값이 1 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Zn 합금 입자가, 질량%로, Al: 0.01 내지 30% 및 Si: 0.01 내지 3%의 1종 또는 2종을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 Zn 합금 입자의 표면에 Mg 고용상 및 Zn-Mg 금속간화합물을 가지는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 Zn-Mg 금속간화합물이 MgZn2, Mg2Zn11, Mg2Zn3, MgZn 또는 Mg7Zn3 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 Zn 합금 입자의 형상이 비구상 다면체로, 2면 이상의 면수를 가지는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법으로서, 제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성으로 이루어지는 평균 입자 지름 0.05 내지 1000 ㎛의 1차 입자를 서로 충돌시키거나, 또는 상기 1차 입자를 고체에 충돌시켜서 상기 1차 입자를 파쇄하여 물리적 파쇄면 및/또는 균열을 가진 Zn 합금 입자를 제조하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 1차 입자를 유기 용매 중에 분산시켜서 슬러리로 하고, 그 후, 이 슬러리들끼리 충돌시키거나, 또는 상기 슬러리를 고체에 충돌시켜서 1차 입자를 파쇄하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 고내식성 방청 도료용 Zn 합금 입자를 건조 도막 환산으로 30 질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료.
  9. 제8항에 있어서, 상기 Zn 합금 입자에 추가하고, 또한, 평균 입자 지름 0.05 내지 50 ㎛의 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지는 Zn 금속 입자를 분산시킨 고내식성 방청 도료로서, 질량%로 (상기 Zn 합금 입자의 질량%): (상기 Zn 금속 입자의 질량%)를 1/x로 하였을 때, x가 300.0 이하인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 질량%로, 상기 Zn 합금 입자와 상기 Zn 금속 입자의 합계를 100%로 하였을 때, Mg의 함유량이 0.01 내지 30% 미만인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 고내식성 방청 도료의 바인더가 무기계 바인더, 또는 유기계 바인더인 것을 특징으로 하는 고내식성 방청 도료.
  12. 강재 면에 제8항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 기재된 고내식성 방청 도료가 도장된 철강 재료로서, 도장 두께가 2 내지 700 ㎛이고, Zn 합금 입자, 또는 Zn 합금 입자 및 Zn 금속 입자가 도막 중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 고내식성 철강 재료.
  13. 제12항에 기재된 고내식성 철강 재료를, 일부 또는 전부로서 구비하는 것을 특징으로 하는 강 구조물.
KR1020097004443A 2006-09-08 2007-09-07 고내식성 방청 도료용 Ｚｎ 합금 입자, 상기 입자의 제조 방법, 상기 입자를 함유하는 고내식성 방청 도료, 상기 도료를 도장한 고내식성 철강 재료 및 상기 철강 재료를 가진 강 구조물 KR101109166B1 (ko)

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