KR20200139667A - 코팅이 제공되는 차량 서스펜션 소자, 상기 코팅을 침착하는 방법 및 상기 방법을 위한 코팅 조성물 - Google Patents

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도미니크 데람
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Abstract

차량 서스펜션 소자는 폴리에폭사이드를 포함하며 적어도 120 ㎛의 최소 두께를 갖는 망상화된 중합체 매트릭스(11E)를 포함하는 코팅(11)과 함께 제공된다. 서스펜션 소자 상에 코팅을 침착하는 방법은 하기 단계를 포함한다: 코팅될 서스펜션 소자를 제공하는 단계(101); 서스펜션 소자의 표면을 적어도 80℃의 사전가열 온도로 가열하는 단계(103); 서스펜션 소자의 사전가열된 표면 상에 에폭시 화합물을 포함하는 가교-가능한 조성물을 침착하는 단계(104); 및 조성물을 가교하기 위해, 서스펜션 소자의 표면을 사전가열 온도를 초과하는 온도로 가열하여 코팅(11)을 생성하는 단계(105). 서스펜션 소자는 특히 강철로 제조된, 나선형 스프링일 수 있다.

Description

코팅이 제공되는 차량 서스펜션 소자, 상기 코팅을 침착하는 방법 및 상기 방법을 위한 코팅 조성물
본 명세서는 코팅과 함께 제공되는 차량 서스펜션 소자, 상기 코팅을 침착하는 방법 및 상기 방법을 위한 코팅 조성물에 관한 것이다.
현재 시판되고 있는 대부분의 차량 서스펜션은 일반적으로 나선형인 스프링을 포함한다.
기계적으로 매우 강력한 압력을 받는 이들 스프링은 매우 종종 강철로 제조된다. 결과적으로, 이들은 반드시 부식에 대해 보호받아야 하며, 그렇지 않은 경우 강철의 부식은 스프링의 기능 손실을, 이어서 비극적인 파열을 일으킬 것이다.
이러한 목적을 위해, 이들 스프링은 강철을 커버하며 이를 부식으로부터 보호하는 코팅과 함께 제공된다.
이러한 코팅은 스프링의 강철에 대해 뛰어난 기계적 내성 및 뛰어난 접착성을 동시에 가져야 한다. 기계적 내성은 코팅이 점식, 즉 자갈(그 크기는 센티미터 수준일 수 있음)에 의한 고속에서의 반복되는 충격에 내성이 있음을 보장해야 한다. 점식에 대한 내성은 표준화된 점식 평가 프로토콜, 예컨대 SAE J400 프로토콜에 의해 측정된다.
스프링의 강철에 대한 접착성은 코팅이 손상되고/되거나 박화되는 경우라도 이것이 스프링 상에서 제 위치에 유지됨을 보장해야 한다. 코팅의 기계적 내성 및/또는 접착성이 불충분한 경우, 우려되는 스프링의 강철이 노출되어, 차량이 도로의 염화를 위해 사용되는 염 및 습도 모두에 노출되는 겨울에 특히, 불가피하게 강철의 매우 빠른 부식을 일으킨다. 또한, 현재 시판되고 있는 차량 서스펜션은 이의 스프링이 빈번하게 대체되도록 제공되지 않으므로, 코팅이 매우 장기간에 걸쳐 그 기계적 내성 및 그 접착 특성을 유지해야 하며, 이는 실질적으로 스프링 자체의 보관 수명 연장에 해당한다.
상기 목적을 위해 다양한 코팅이 알려져 있다.
첫 번째로, 코팅은 단층의 에폭시 또는 에폭시/폴리에스테르 도료가 스프링의 표면(선택적으로 사전 표면 처리를 거쳤을 수 있음) 상에 침착된 후 경화되어 구성되는 것으로 알려져 있으며, 그 평균 두께는 전형적으로 35 ㎛ 내지 200 ㎛이다.
이들 코팅은 온난한 기후 및 우수한 품질의 도로 상에서 사용하는 데 대응하는, 점식에 대해 중등도 내성만을 생성하기 위해 적절하다. 이들은 보다 어려운 조건: 극한 기후(특히 매우 저온), 열화된 도로(특히 매우 자갈이 많은), 기계적으로 강한 압력을 받는 스프링 등에서 사용하기에는 불충분하다.
이처럼 더 어려운 사용 조건에 있어서 스프링 표면(선택적으로 사전 표면 처리를 거쳤을 수 있음) 상에 침적되고 평균 두께가 전형적으로 50 ㎛ 수준인 제1층 도료, 및 제1층 도료 상에 침착되고 평균 두께가 전형적으로 200 ㎛ 수준인 상이한 조성의 제2층 도료에 의해 구성되는 코팅이 알려져 있다.
이들 코팅을 제조하기 위해, 스프링은 최소 2개의 별도 도포 스테이션을 연속 통과하며 코팅되어야 해서, 스프링 코팅을 위해 필요한 설비, 취급, 및 전체 시간의 양을 증가시키며, 이는 비용의 관점에서 단점이다. 또한, 바람직한 보관 수명을 달성하기 위해, 제1층 및/또는 제2층 도료의 두께를 증가시키는 것이 또한 필수적일 수 있고, 마찬가지로 비용의 관점에서 단점이다.
상기 단점에도 불구하고, 어려운 사용 조건에서 만족스러우며 단층으로 구성되는 코팅을 수득하는 것이 지금까지 불가능한 것으로 나타났으므로, 이들 코팅은 현재 여전히 사용되고 있다.
따라서 어려운 사용 조건에서 만족스러우며 단층으로 구성되는 코팅을 생성할 코팅을 침착하는 방법에 대한 실제적 필요성이 존재한다.
본 명세서는 코팅과 함께 제공되는 차량 서스펜션 소자에 관한 것으로, 코팅은 폴리에폭사이드를 포함하는 망상화된 중합체 매트릭스를 포함하며 적어도 120 ㎛의 최소 두께를 갖는다. 일부 구현예에서 코팅은 적어도 200 ㎛의 최소 두께를 갖는다.
일부 구현예에서 코팅은 단일 침착 단계로 침착되는 단층으로 구성된다.
일부 구현예에서 망상화된 중합체 매트릭스에서 코팅은 하기를 포함한다:
- 적어도 100 ㎛인 수 평균 길이의 섬유 충전제;
- 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 실리카 충전제;
- 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제1 세라믹 충전제; 및
- 적어도 10 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제2 세라믹 충전제.
현재 "Dw50" 또는 보다 간단하게 "D50"으로 주지되는 질량 중앙값 지름은 입도계측 분석에서의 현재 크기이다. 이는 본원에서 입자 샘플의 질량 중앙값 지름이 상기 샘플 질량의 50%가 이 지름 이하의 크기인 입자에 의해 구성되도록 하는 입자 지름인 것으로 간단히 주지된다.
질량 중앙값 지름을 결정하기 위한 입도계측 분석 방법은 잘 알려져 있다. 예를 들어, 질량 중앙값 지름은 스크리닝에 의해 측정될 수 있다.
이의 상대 길이로 인해, 섬유는 코팅의 망상화된 중합체 매트릭스에서 거시적인 네트워크를 구성한다. 섬유 대비 상대적으로 작은 크기인 2종의 세라믹 충전제 입자는 상기 거시적 네트워크를 조밀화하여 코팅의 기계적 내성을 추가 개선한다. 마지막으로, 실리카 충전제 입자는 이들이 더욱 더 크기가 작으므로, 상기 거시적 네트워크를 추가로 조밀화하며 이의 상당한 경도는 자갈에 의한 충격 동안 코팅에 압축에 대한 상당한 내성을 제공한다.
이러한 상이한 요인들이 상호작용하여, 동일한 코팅 두께에 있어서, 지금까지 알려진 코팅에 비해 명확히 더 큰 점식에 대한 내성을 코팅에 부여한다. 따라서 동일한 코팅 보관 수명을 보존하여 침착될 코팅 두께를 감소시키거나, 다르게는 동일한 코팅 두께에 있어서 코팅의 보관 수명을 증가시킬 수 있다.
일부 구현예에서 섬유 충전제의 상기 수 평균 길이는 100 ㎛ 내지 150 ㎛이다.
일부 구현예에서 섬유 충전제의 섬유는 100 ㎛ 내지 150 ㎛의 길이를 갖는다.
동일한 코팅 두께에 있어서, 지금까지 알려진 코팅에 비해 명확히 더 큰 점식에 대한 내성을 코팅에 제공하는 데 추가하여, 상기 길이의 섬유는 코팅의 매끄럽고 미끈거리는 외관을 보유하기 충분히 짧다.
일부 구현예에서 섬유 충전제의 섬유는 3 ㎛ 내지 4 ㎛의 지름을 갖는다.
일부 구현예에서, 코팅 및 서스펜션 소자의 표면 간에, 서스펜션 소자는 포스페이트 결정의 층을 포함하며, 포스페이트 결정은 최대 20 ㎛, 및 바람직하게는 최대 10 ㎛의 수 평균 크기를 갖는다.
상기 단계 동안 형성된 포스페이트 결정의 층은 망상화된 중합체 매트릭스의 서스펜션 소자의 표면에 대한 접착성을 크게 개선한다.
일부 구현예에서, 코팅 및 포스페이트 결정의 층 간에, 소자는 실란의 층 및/또는 치환된 실란의 층을 포함한다.
상기 단계 동안 형성된 층은 가교된 중합체 매트릭스의 스프링의 표면에 대한 접착성을 추가 개선한다.
일부 구현예에서 포스페이트 결정의 층의 표면 질량은 1.5 g/㎡ 내지 4 g/㎡, 바람직하게는 2.0 g/㎡ 내지 3.5 g/㎡이다.
일부 구현예에서 서스펜션 소자는 서스펜션용 스프링, 예를 들어 나선형 스프링, 또는 위로 휜 안정화 바, 또는 직선형 바이다.
일부 구현예에서 서스펜션 소자는 강철로 제조된다.
일부 구현예에서 코팅의 최소 두께는 최대 1200 ㎛이다.
본 명세서는 또한 차량 서스펜션 소자 상에 코팅을 침착하는 방법에 관한 것으로, 방법은 하기 단계:
코팅될 서스펜션 소자를 제공하는 단계;
서스펜션 소자의 표면을 적어도 80℃의 사전가열 온도로 사전가열하는 단계;
서스펜션 소자의 사전가열된 표면 상에 에폭시 화합물을 포함하는 가교-가능한 조성물을 침착하는 단계; 및
조성물을 가교하여 코팅을 생성하기 위해, 서스펜션 소자의 표면을 가열하는 단계
를 포함하며, 생성 코팅은 적어도 120 ㎛의 최소 두께를 갖는다. 일부 구현예에서 사전가열 온도는 적어도 100℃이고/이거나 코팅은 적어도 200 ㎛의 최소 두께를 갖는다.
"가교-가능한 조성물"은 적어도 하나의 단량체 및 적어도 하나의 경화제를 포함하며, 열의 효과 하에 가교(또는 경화)될 수 있는 조성물의 명명을 의미하며, 상기 반응은 비가역적이고 가교된 중합체의 형성을 일으킨다. 가교-가능한 조성물은 또한 하나 이상의 첨가제 및/또는 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. "에폭시 화합물"은 적어도 2개의 기능적 에폭시기를 포함하며 열의 효과 하에 그리고 경화제의 존재 하에 폴리에폭사이드를 형성할 수 있는 화학적 화합물의 명명을 의미한다.
일부 구현예에서 가교-가능한 조성물은 하기를 포함한다:
- 적어도 100 ㎛인 수 평균 길이의 섬유 충전제;
- 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 실리카 충전제;
- 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제1 세라믹 충전제; 및
- 적어도 10 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제2 세라믹 충전제.
일부 구현예에서 사전가열 온도를 초과하는 상기 온도는 최대 200℃이다.
일부 구현예에서, 침착 단계 전에, 방법은 또한 서스펜션 소자의 표면 상에 포스페이트 결정의 층의 형성을 일으키는 인산화 단계를 포함하며, 포스페이트 결정은 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 10 ㎛의 수 평균 크기를 갖는다.
일부 구현예에서 상기 인산화 단계는 사전가열 단계 전에 수행된다.
일부 구현예에서, 인산화 단계 후에, 방법은 또한 포스페이트 결정 상에 실란의 층의 형성을 일으키는 부동태화(passivation) 단계를 포함한다.
일부 구현예에서 상기 부동태화 단계는 사전가열 단계 전에 수행된다.
일부 구현예에서 가교-가능한 조성물은 침착 단계 전에 분말 형태이다.
가교-가능한 조성물이 침착 단계 전에 분말 형태인 일부 구현예에서, 서스펜션 소자의 표면 상으로의 상기 분말의 침착은 정전기적 투사에 의해 수행된다.
일부 구현예에서 가교-가능한 조성물은 또한 적어도 하나의 부식방지제를 포함한다.
하나 이상의 부식방지제의 존재는 조만간 코팅 자체를 손상시킬 수 있는, 코팅 하의 강철의 임의의 국소 부식의 진행을 지연하거나 방지한다.
바람직하게는, 부식방지제에는 임의의 아연 원소가 없으며 이는 방법의 환경에 대한 영향을 감소시킨다. 더욱 바람직하게는, 가교-가능한 조성물에는 임의의 아연 원소가 없다.
일부 구현예에서 에폭시 화합물은 비스페놀 A에 기반한다.
"비스페놀 A"는 4,4'-디하이드록시-2,2-디페닐프로판을 명명한다. 상기 화학적 화합물은 또한 BPA, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 4,4'-(프로판-2-일리덴)디페놀, 또는 심지어 p,p'-이소프로필리덴비스페놀로 알려져 있다.
본원에서 상술된 방법은 본원에서 상술된 차량 서스펜션 소자와 동일한 장점을 갖는다.
본 명세서는 또한 차량 서스펜션 소자에 대한 코팅을 위한 가교-가능한 조성물에 관한 것이며, 여기서 가교-가능한 조성물은 하기를 포함한다:
- 에폭시 화합물;
- 적어도 100 ㎛인 수 평균 길이의 섬유 충전제;
- 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 실리카 충전제; 및
- 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제1 세라믹 충전제;
- 적어도 10 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제2 세라믹 충전제; 및
- 조성물이 가열되는 경우 조성물을 가교할 수 있는 경화제. 가교-가능한 조성물은 또한 가속화제를 포함할 수 있다.
첨부되는 도면은 모식도이며 특히 본 명세서의 원리를 예시하는 것을 목표로 한다.
하나의 도면에서 또 다른 도면까지의 이들 도면에서, 동일한 요소(또는 요소의 부분)는 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 본 명세서에 따른 차량 서스펜션 소자의 투시도이다.
도 2는 도 1의 스프링 코팅을 침착하는 방법의 단계를 나타내는 블록 다이어그램으로, 이 방법은 본 명세서에 따른다.
도 3은 도 1의 서스펜션 소자의 III-III에 따른 부분 단면도이다.
본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해, 차량 서스펜션 소자의 예 및 차량 서스펜션 소자 상에 코팅을 침착하는 방법의 예가 첨부되는 도면을 참조하여, 아래에서 본원에 상세히 기재된다. 본 발명이 이들 실시예에 제한되지 않음이 주지된다.
"차량 서스펜션 소자"는 차량이 도로를 떠받치는 능력에 기여하는 차량 서스펜션(나타내지 않음)에 설치될 수 있는 임의의 소자, 예를 들어 차량 서스펜션용 스프링, 위로 휜 안정화 바(경사-방지 바 또는 롤-방지 바로도 불림) 또는 심지어 직선형 바를 의미한다. 하기에서, 차량 서스펜션 소자가 차량 서스펜션용 스프링인 케이스가 기재될 것이며, 하기는 모든 차량 서스펜션 소자에 대해 쉽게 일반화될 수 있다. 본원에 기재된 코팅을 침착하는 방법은 차량이 이동 중인 경우 차량 서스펜션 소자가 점식에 노출될 때 특히 유용하다.
도 1은 차량 서스펜션용 스프링(1)의 투시도이다.
스프링(1)은 차량 서스펜션(나타내지 않음)에 설치될 수 있다. 이를 위해, 스프링(1)의 말단이 알려진 바와 같이, 대응하는 컵(나타내지 않음)에 취해질 수 있다.
나타낸 예에서, 스프링(1)은 나선형 스프링이다. 다른 예(나타내지 않음)에서, 스프링(1)은 비-나선형 스프링, 예컨대 리프(leaf) 스프링이다.
나타낸 예에서, 스프링(1)은 강철로 제조된다. 다른 예에서(나타내지 않음), 스프링(1)은 강철이 아닌 금속 합금으로 제조된다. 다른 예에서(나타내지 않음), 스프링(1)은 복합재로 제조된다. 본 명세서에 따른 임의의 차량 서스펜션 소자가 강철, 강철이 아닌 금속 합금, 또는 복합재로 제조될 수 있음이 본원에서 특정된다.
첨부된 도면에서, 스프링(1)을 구성하는 강철은 참조(1C)를 갖는다.
스프링(1)에는 코팅(11)이 함께 제공된다. 코팅(11)은 스프링(1)의 강철(1C)을 커버하며 이에 따라 이를 부식으로부터 보호한다. 또한, 코팅(11)은 점식에 저항할 수 있다. 도 1에서 강철(1C)의 일부가 코팅(11)에 의해 커버되지 않는 것으로 나타내지만, 실제로는 선택적으로 이후 기재되는 방법(100) 동안 운반 시스템에서 스프링(1)의 설치를 위해 필요한 구역을 제외하고, 전체 스프링(1)에 코팅(11)이 함께 제공된다.
코팅(11)의 두께는 스프링(1)을 따라 가변적일 수도 있고 가변적이 아닐 수도 있다. 어느 경우에서든, 코팅(11)은 적어도 120 ㎛의 최소 두께(E1)를 갖는다. 최소 두께(E1)는 적어도 200 ㎛일 수 있다.
본 명세서에서, "적어도 X", "최대 Y", "X 내지 Y"라는 표현은 극한값 X 및 Y를 포괄한다.
코팅(11)은 바람직하게는 적어도 250 ㎛, 보다 바람직하게는 적어도 350 ㎛, 더욱 바람직하게는 적어도 450 ㎛, 더욱 더 바람직하게는 적어도 500 ㎛, 가장 바람직하게는 적어도 700 ㎛의 최소 평균 두께를 갖는다.
코팅(11)은 망상화된 중합체 매트릭스(11E)를 포함한다(아래에서 편의를 위해 단순히 "매트릭스(11E)"로 명명될 수 있음). 매트릭스(11E)는 폴리에폭사이드를 포함한다. 상기 매트릭스(11E)는 이후 기재될 바와 같이, 뛰어난 기계적 내성, 특히 점식에 대한 우수한 내성의 장점을 갖는다. 이는 또한 스프링(1)의 강철(1C)에 대해 뛰어난 접착성을 갖는다. 매트릭스(11E)는 폴리에폭사이드의 혼합물 또는 단일 폴리에폭사이드로 구성될 수 있다.
도 2는 스프링(1) 상에 코팅(11)을 침착하는 방법(100) 단계를 나타내는 블록 다이어그램이다.
방법(100)은 코팅될 스프링을 제공하는 단계(101)를 포함한다. 보다 구체적으로, 스프링(1)은 코팅되지 않고 제공된다. 예를 들어, 스프링(1)이 강철로 제조되는 경우, 스프링(1)은 강철(1C)의 형성화 후 제공되며, 이 형성화에는 선택적으로 쇼트 피닝(shot peening)이 뒤따를 것이다.
방법(100)은 또한 스프링(1) 표면을 사전가열하는 단계(103)를 포함한다.
보다 구체적으로, 사전가열 단계(103) 동안 스프링 표면은 미리 선택된 사전가열 온도로 가열된다. 사전가열 단계(103) 동안, 스프링(1) 표면은, 예를 들어 열 투사에 의해 및/또는 적외선에 의해 가열될 수 있다.
사전가열 온도는 적어도 80℃이다. 사전가열 온도는 적어도 100℃일 수 있다. 사전가열 온도는 바람직하게는 적어도 120℃, 보다 바람직하게는 적어도 130℃, 더욱 바람직하게는 적어도 140℃이다.
방법(100)은 또한 에폭시 화합물을 포함하는 가교-가능한 조성물을 스프링(1) 표면 상에 침착하는 단계(104)를 포함한다. 침착 단계(104)는 사전가열 단계(103) 후에 수행된다. 따라서, 침착 단계(104)의 완료 시, 강철(1C)의 사전가열된 표면은 가교되지 않았거나 매우 약하게만 가교된, 가교-가능한 조성물로 커버된다.
사전가열 단계(103)로 인해, 매트릭스(11E)는 보다 강력히 가교되어, 코팅(11)에 더 우수한 일반적인 기계적 내성, 특히 점식에 대한 뛰어난 내성을 제공한다.
일부 구현예에서 가교-가능한 조성물은 침착 단계(104) 전에 분말 형태이다. 스프링(1) 표면 상으로의 분말 형태의 가교-가능한 조성물의 침착은 유동화조에 침지하여, 또는 다르게는 정전기적 투사에 의해, 예를 들어 코로나 또는 마찰전기 효과를 이용한 전기적 투사에 의해 수행될 수 있다. 분말의 정전기적 투사 방법은 잘 알려져 있으며 이에 따라 본원에 상세히 기재되지 않는다. 가교-가능한 조성물이 분말 형태인 경우, 스프링(1) 표면이 사전가열 단계(103)의 완료 시 사전가열되어 분말 겔을 가져서, 스프링(1)의 표면 수화, 그리고 이에 따른 스프링(1)의 표면에 대한 코팅(11)의 접착을 개선시킨다. 또한, 사전가열 단계(103)는 최소 두께 1200 ㎛만큼의 큰 범위로, 상당한 두께의 코팅(11)을 스프링(1) 상에 침착한다.
방법(100)은 또한 스프링(1) 표면을 가열하는 단계(105)를 포함한다. 보다 구체적으로, 가교-가능한 조성물에 의해 커버된 스프링(1)의 표면은 충분한 시간에 걸쳐 가교-가능한 조성물을 가교하기 충분한 온도로 가열된다. 상기 온도는 사전가열 단계(103)의 사전가열 온도 초과이다. 달리 말하면, 가열 단계(105) 동안 스프링(1)의 표면은 사전가열 온도를 초과하는 온도로 가열된다. 어느 경우에서든, 가열 단계(105)의 완료 시, 가교-가능한 조성물은 가교되고, 이에 따라 매트릭스(11E)를 포함하는 코팅(11)을 생성하며 생성된 코팅(11)은 적어도 120 ㎛의 최소 두께를 갖는다. 최소 두께는 적어도 200 ㎛일 수 있다.
일부 구현예에서 코팅(11)은 단회 침착 단계로 침착된 단층으로 구성된다. 달리 말하면, 방법(100)에서는 침착 단계(104) 이외의 침착 단계가 존재하지 않으며, 가열 단계(105)의 완료 시 수득되는 코팅(11)은 단층 물질만을 갖는다.
가열 단계(105) 동안, 스프링(1)의 표면은, 예를 들어 가열된 공기 분무에 의해 및/또는 적외선에 의해 가열될 수 있다. 또한, 가열 단계(105)는 사전가열 단계(103)와 동일한 가열 수단에 의해 수행될 수도 수행되지 않을 수도 있다.
일부 구현예에서 가열 단계(105) 동안 스프링(1)의 표면은 140℃ 내지 200℃, 바람직하게는 140℃ 내지 190℃, 보다 바람직하게는 150℃ 내지 180℃의 온도로 가열된다. 바람직한 구현예에서, 스프링(1)의 표면은 140℃의 온도로 가열되며, 가교-가능한 조성물은 140℃의 온도에서 가교될 수 있어서, 가열 단계(105)의 동력 소비를 제한한다.
이전에 언급된 바와 같이, 가교-가능한 조성물은 가교될 수 있다. 따라서 가교-가능한 조성물은 또한 에폭시 화합물과 별개로, 가교-가능한 조성물이 가교되도록 할 경화제를 포함한다. 경화제는 바람직한 폴리에폭사이드의 형성을 일으킬 수 있는 단일 화학적 화합물 또는 화학적 화합물의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 경화제는 비스페놀 A, 디시안디아마이드(C2H4N4), 오르소-톨릴바이구아니드, 카복실릭 폴리에스테르, 또는 후자의 혼합물이다. 화학양론적으로 에폭시 화합물 대비 경화제의 비율은 70% 내지 100%일 수 있다. 바람직하게는, 경화제는 에폭시 화합물과 화학양론적인 또는 실질적으로 화학양론적인 비율로 가교-가능한 조성물에 존재한다.
또한, 가교-가능한 조성물은 전형적으로 조성물의 망상화를 위해 필요한 시간을 감소시키기 위한 가속화제를 포함한다.
바람직하게는, 가교-가능한 조성물에는 환경에 대한 방법(100)의 영향을 제한하기 위해 임의의 2-메틸이미다졸이 없다.
일부 구현예에서 에폭시 화합물은 비스페놀 A에 기반한다. "비스페놀 A에 기반한"이란 에폭시 화합물이 비스페놀 A와 에폭시드화 화합물의 반응에 의해 수득된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 에폭시 화합물은 비스페놀 A와 에피클로르하이드린의 반응에 의해 수득된다.
가교-가능한 조성물은 750 내지 850 g/equiv., 예를 들어 약 800 g/equiv.의 에폭시 당량 중량(EEW)을 가질 수 있다.
방법(100)은 또한 스프링(1)을 냉각하는 단계(106)를 포함한다. 냉각 단계(106) 후, 코팅(11)으로 코팅된 스프링(1)이 취급될 수 있고, 특히 차량 서스펜션에 설치될 수 있다.
가교-가능한 조성물은 또한 첨가제 및/또는 충전제를 포함할 수 있다.
특히, 가교-가능한 조성물은 강철(1C)을 부식에 대해 더 잘 보호하기 위해 적어도 하나의 부식방지제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 부식방지제에는 방법(100)의 환경에 대한 영향을 제한하기 위해 임의의 아연 원소(Zn)가 없다. 더욱 바람직하게는, 가교-가능한 조성물에는 임의의 아연 원소(Zn)가 없다.
또한, 가교-가능한 조성물은 0.5질량% 내지 1.0질량%의 카본 블랙을 포함할 수 있다. 가교-가능한 조성물은 또한 그 점도를 개선하고/하거나 그 불투명도를 변형하기 위해 바륨 설페이트를 포함할 수 있고/있거나 또한 칼슘 카보네이트를 포함할 수 있다.
도 2에 의해, 코팅(11)의 기계적 특성을 개선하기 위해 가교-가능한 조성물에 함유될 수 있는 충전제의 일례가 이제 기재될 것이다.
본 예에서, 가교-가능한 조성물은 하기를 포함한다:
- 섬유 충전제;
- 실리카 충전제;
- 제1 세라믹 충전제; 및
- 제2 세라믹 충전제.
섬유 충전제의 섬유는 적어도 100 ㎛의 수 평균 길이를 갖는다. 상기 수 평균 길이는 100 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 선택적으로, 섬유 충전제의 섬유는 100 ㎛ 내지 150 ㎛의 길이, 및/또는 3 ㎛ 내지 4 ㎛의 지름을 가질 수 있다.
실리카 충전제는 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는다. 바람직하게는, 실리카 충전제는 적어도 10 ㎛, 예를 들어 15 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는다. 실리카 충전제의 입자는 모스 경도 7을 가질 수 있다. 실리카 충전제의 최대 입자 크기는 바람직하게는 최대 100 ㎛, 예를 들어 70 ㎛이다.
제1 세라믹 충전제는 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는다. 바람직하게는, 제1 세라믹 충전제는 40 ㎛ 내지 60 ㎛, 예를 들어 55 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는다. 제1 세라믹 충전제의 최대 입자 크기는 바람직하게는 최대 110 ㎛이다. 제1 세라믹 충전제의 최소 입자 크기는 바람직하게는 적어도 10 ㎛이다.
제2 세라믹 충전제는 적어도 10 ㎛, 예를 들어 15 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는다. 실리카 충전제 및 제2 세라믹 충전제의 질량 중앙값 지름은 같을 수 있다. 제2 세라믹 충전제의 최대 입자 크기는 바람직하게는 최대 60 ㎛이다. 제2 세라믹 충전제의 최소 입자 크기는 바람직하게는 적어도 10 ㎛이다.
본원에서 상기 언급된 바와 같이, 본원에서 상기 언급된 질량 중앙값 지름은 스크리닝에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 상기 언급된 질량 중앙값 지름은 표준 NF P18-560에 따른 스크리닝에 의해 측정될 수 있다. 표준 NF P18-560은 프랑스 표준화 협회(AFNOR)에서 이용 가능하다.
섬유 충전제는 금속 섬유 충전제, 탄소 섬유 충전제, 또는 유기 섬유 충전제, 예를 들어 아라미드 섬유 충전제, 예컨대 Kevlar(등록 상표)일 수 있다. 섬유 충전제는 합성일 수도 있고 합성이 아닐 수도 있는 미네랄 섬유 충전제일 수 있다. "미네랄 섬유"는 무기 비-금속 섬유의 명명을 의미한다. 예를 들어, 섬유 충전제는 세라믹 섬유 충전제, 원소 붕소를 포함하는 섬유 충전제, 또는 유리 섬유 충전제일 수 있다.
실리카 충전제는 적어도 80질량%의 실리카(SiO2)로 구성될 수 있고, 나머지는 불가피한 불순물(Al2O3, CaO, Fe2O3...)로 구성된다. 바람직하게는, 실리카 충전제는 적어도 90질량%의 실리카, 보다 바람직하게는 적어도 95질량%의 실리카, 더욱 바람직하게는 적어도 99질량%의 실리카로 구성되며, 나머지는 불가피한 불순물로 구성된다. 실리카 충전제에 불순물이 적을수록, 그 경도가 더 커져서, 코팅(11)을 더욱 더 강화한다.
제1 및/또는 제2 세라믹 충전제는 세라믹 볼 충전제일 수 있다. 세라믹 볼은 바람직하게는 구형 또는 실질적으로 구형이다. 예를 들어, 제1 및/또는 제2 세라믹 충전제는 보로실리케이트 유리 볼 충전제이다. 보로실리케이트 유리 볼은 상당한 경도를 가지며, 이는 코팅(11)의 점식에 대한 내성을 증강시킨다. 제1 및/또는 제2 세라믹 충전제는 또한 지르콘(ZrO2) 및 실리카(SiO2)의 혼합물 그리고 불가피한 불순물로 구성되는 볼 충전제일 수 있다.
도 2는 상기 조성물이 가교되면, 본원에서 상술된 가교-가능한 조성물로부터 수득되는 코팅(11)을 매우 모식도로 예시한다.
조성물이 가교되어, 코팅(11)은 본원에 이미 상술된 매트릭스(11E)를 포함한다.
섬유(21), 실리카 충전제의 실리카 입자(22), 및 두 세라믹 충전제의 입자가 매트릭스(11E)에 포획된다. 나타낸 예에서, 제1 및 제2 충전제의 세라믹 입자는 각각각의 참조번호(23A 및 23B)를 갖는다.
도 3이 축적에 맞춘 것이 아니고 일부 치수, 특히 본원에서 상술된 충전제 입자의 치수가 도면의 가독성을 개선하기 위해 과장되거나 축소되었음이 본원에서 명시된다.
또한, 상이한 충전제의 섬유 또는 입자를 도 3에서 모두 동일한 길이 또는 입자 크기를 갖는 것으로 나타내었으나, 이의 길이 또는 입자 크기는 실제로 본원에서 상술된 평균 길이 또는 중앙값 입자 지름 근처에서 일부 가변성을 갖는다.
도 3에 매우 도식적으로 예시된 바와 같이, 섬유(21)는 매트릭스(11E)에서 섬유의 거시적 네트워크를 구성한다.
세라믹 입자(23A 및 23B)는 섬유(21)에 비해 크기가 상대적으로 작으므로, 이들은 섬유(21)의 거시적 네트워크를 조밀화한다. 또한, 2개의 세라믹 충전제가 상이한 입자 크기 분포를 가지므로, 이들 충전제 중 하나의 입자는 다른 세라믹 충전제 입자에 의해 섬유(21)의 거시적 네트워크에 남은 공간을 실질적으로 충전하여, 섬유(21)의 거시적 네트워크를 추가로 조밀화한다. 이는 코팅(11)의 기계적 내성을 개선한다.
실리카 입자(22)는 세라믹 입자(23A 및 23B)보다 작은 사이즈로, 세라믹 입자(23A 및 23B)에 의해 섬유(21)의 거시적 네트워크에 남은 공간을 실질적으로 충전하여, 섬유(21)의 거시적 네트워크를 더 추가로 조밀화한다. 이는 코팅(11)의 기계적 내성을 추가로 개선한다.
마지막으로, 이의 작은 크기로 인해, 실리카 입자(22)는 코팅(11)의 표면 바로 근처에 존재하는 경향이 있다. 이들은 상당한 경도를 가지므로, 이에 따라 이들은 자갈에 의한 충격 동안 압축에 대한 실질적 내성을 코팅(11)에 제공한다.
이들 상이한 요인들이 상호작용하여 동일한 코팅 두께에 있어서 현재까지 알려진 코팅보다 명확히 더 상당한 점식에 대한 내성을 코팅(11)에 제공한다. 따라서 동일한 코팅 보관 수명을 보존하여 침착될 코팅 두께를 감소시키거나, 다르게는 동일한 코팅 두께에 있어서 코팅의 보관 수명을 증가시킬 수 있다.
섬유(21)가 본원에서 상기 언급된 바와 같이 100 ㎛ 내지 150 ㎛ 길이를 갖는 경우, 섬유(21)는 코팅(11)의 매끄럽고 미끈거리는 외관을 유지하기 충분히 짧다.
이제 코팅(11)의 특성을 추가 개선하기 위해 방법(100)에서 수행될 수 있는 상이한 선택적 단계가 기재될 것이다. 이들 선택적 단계의 모두 또는 일부만 방법(100)에서 수행될 수 있음이 명시된다.
방법(100)은 침착 단계(104) 전에 스프링(1)의 표면 처리(102)를 포함할 수 있다.
표면 처리(102)는 인산화 단계(102A)를 포함할 수 있다.
인산화 단계(102A)는 스프링(1)의 표면 상에 포스페이트 결정의 층의 형성을 야기한다. 따라서, 방법(100)의 완료 시, 코팅(11) 및 스프링(1)의 표면 간에, 스프링(1)은 도 3에 도식적으로 나타낸 바와 같은 포스페이트 결정의 층(40)을 갖는다.
"포스페이트 결정"은 하나 이상의 금속성 양이온과 포스페이트 음이온 (PO4)3-의 결정을 의미한다. 일부 구현예에서 포스페이트 결정은 아연의 양이온(Zn2+) 및 망간의 양이온(Mn2+)과 포스페이트 음이온 (PO4)3-의 결정을 포함한다. 다른 구현예에서, 포스페이트 결정은 아연의 양이온(Zn2+), 망간의 양이온(Mn2+) 및 니켈의 양이온(Ni2+)과 포스페이트 음이온 (PO4)3-의 결정을 포함한다.
인산화 단계(102A)는 임의의 적절한 인산화 방법을 포함할 수 있다. 인산화 방법은 자체가 알려져 있고 이에 따라 본원에 상세히 기재되지 않는다.
포스페이트 결정의 층(40)은 매트릭스(11E)의 스프링(1)의 표면에 대한 접착성을 크게 개선한다.
포스페이트 결정의 층(40)은 최대 20 ㎛의 수 평균 크기를 갖는다. 그러나 바람직하게는, 포스페이트 결정의 층(40)은 최대 10 ㎛의 수 평균 크기를 갖는다. 이들의 크기가 더 작으므로, 포스페이트 결정은 자갈에 의한 충격 동안 코팅(11)이 겪는 제약에 더 잘 저항하여, 점식에 대한 코팅(11)의 내성을 개선한다.
포스페이트 결정의 층의 표면 질량은 1.5 g/㎡ 내지 4 g/㎡, 바람직하게는 2.0 g/㎡ 내지 3.5 g/㎡일 수 있다. "표면 질량"이라는 표현은 스프링(1) 상에 침착된 포스페이트 결정 질량 및 스프링(1)의 표면 간 비율을 명명한다.
인산화 단계(102A) 후, 표면 처리(102)는 또한 부동태화 단계(102B)를 포함할 수 있다.
부동태화 단계(102B)는 포스페이트 결정 상에서 실란의 층 및/또는 치환된 실란의 층(30)의 형성을 야기한다. 따라서, 방법(100)의 완료 시, 코팅(11) 및 포스페이트 결정의 층(40) 간에, 스프링(1)은 도 3에 도식적으로 나타낸 바와 같이 실란의 층 및/또는 치환된 실란의 층(30)을 포함한다. 층(30)은 하나 이상의 실란, 하나 이상의 치환된 실란, 또는 하나 이상의 실란과 하나 이상의 치환된 실란의 혼합물을 포함할 수 있다. "실란"은 화학식 SinH2n+2의 임의의 화학적 선형 또는 분기형 화합물의 명명을 의미하며, 식 중 n은 정수이다. 따라서, 모노실란 SiH4은 실란의 일례이다. "치환된 실란"은 적어도 하나의 수소 원자가 또 다른 원자 또는 작용기로 대체된 실란을 의미한다. 따라서, 할로실란, 예컨대 트리클로로실란 또는 유기실란, 예컨대 메틸실란은 치환된 실란이다.
부동태화 단계(102B)는 층(30)의 형성을 일으키는 임의의 적절한 방법을 포함할 수 있다.
층(30)은 스프링(1)의 표면 상에서 매트릭스(11E)의 접착성을 추가로 보호한다.
인산화 단계(102A) 및/또는 부동태화 단계(102B) 후, 건조 단계(102C)가 수행될 수 있고, 그 동안 인산화 단계(102A) 및/또는 부동태화 단계(102B)로서 작용한 물의 증발이 유도된다. 상기 건조는 스프링(1)의 가열에 의해 및/또는 스프링(1)을 감압 분위기에 넣어 실행될 수 있다.
또한, 인산화 단계(102A) 및/또는 부동태화 단계(102B) 전에, 스프링 표면의 세정 단계(102-1) 및/또는 스프링 표면의 활성화 단계(102-2)가 수행될 수 있다. 단계(102-2)는 포스페이트 결정의 층(40)의 형성을 선호하는 부위의 형성을 야기할 수 있다.
실시예
본 명세서에 따른 예시적 구현예가 후술될 것이다. 본 발명이 이들 실시예에 제한되지 않음이 주지된다.
실시예 1
본 실시예에서, 6개의 동일한 스프링 6-1 내지 6-6을 제공하였다. 스프링 6-1 내지 6-6은 등급 54SiCr6 강철로 제조된, 와이어 지름 14 ㎜ 및 총 중량 약 2140 g의 전방 축 스프링이다. 이어서 스프링 6-1 내지 6-6으로 각각의 스프링에 대해 동일하게 수행된, 하기 단계를 거쳤다:
- 쇼트 피닝;
- 스프링 표면 세정;
- 스프링 표면 활성화;
- 스프링 표면 상에서 평균 크기 5 ㎛ 미만의 포스페이트 결정의 층의 형성을 일으키는 포스페이트화(포스페이트 결정의 층은 2.0 내지 2.4 g/㎡의 표면 질량을 가짐);
- 포스페이트 결정 상에서 실란의 층의 형성을 일으키는 부동태화;
- 약 120℃의 온도로 스프링 건조;
- 하기와 같이 수행된 사전가열: 스프링 표면이 약 190℃의 온도에 도달할 때까지 고온-공기 분무 오븐에서 스프링을 가열한 후, 오븐에서 꺼내어 가교-가능한 조성물 침착 스테이션으로 전달한다;
- 사전가열된 스프링 표면 상으로 본원에서 후술된 분말 형태의 가교-가능한 조성물의 침착. 침착은 코로나 효과를 이용하여 정전기적 투사에 의해 수동으로 수행하였고, 사전가열된 스프링 표면은 침착 단계의 완료 시 140℃의 최소 온도를 가졌다;
- 고온-공기 분무 오븐에서 스프링 가열(스프링 표면은 조성물을 가교하여 코팅을 생성하기 위해 약 165℃의 온도를 가짐).
본원에서 아래의 표 1에 명시된 두께를 수득하기 위해 상이한 양의 가교-가능한 조성물을 각각의 스프링 상에 침착시켰다. 침착 단계 전에 분말 형태인 가교-가능한 조성물은 하기 특징을 나타내었다:
- 에폭시 화합물: 비스페놀 A와 에피클로르하이드린의 반응에 의해 수득됨(EEW = 약 800 g/equiv.);
- 100 ㎛ 내지 150 ㎛ 길이의 합성 미네랄 섬유 충전제;
- 실리카 충전제: 약 99질량%의 실리카(SiO2)로 구성되며, 표준 NF P18-560에 따른 스크리닝에 의해 측정된 약 15 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 열분해된 홍연석 충전제;
- 제1 세라믹 충전제: 스크리닝에 의해 측정된 약 55 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는, 실질적으로 구형의 보로실리케이트 유리 볼 충전제;
- 제2 세라믹 충전제: 스크리닝에 의해 측정된 약 15 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는, 실질적으로 구형의 보로실리케이트 유리 볼 충전제;
- 경화제: 에폭시 화합물과 화학양론적 비율의 비스페놀 A;
- 첨가제: 약 1.0질량%의 카본 블랙.
코팅 후, 스프링 6-1 내지 6-6으로 2007년 6월에 발효된 개정판 프로토콜 SAE J400에 따른 점식 평가를 거쳤다.
프로토콜 SAE J400은 차량 서스펜션용 스프링 분야에서 매우 잘 알려져 있는 표준화된 프로토콜이다. 상기 프로토콜의 전체 설명은 US계 표준 협회 "Society of Automotive Engineers"에서 이용 가능하다. 이는 -30℃가 하한인, 상이한 스프링 표면 온도에서 수행할 수 있다. 온도가 낮을수록 코팅의 유연함을, 그리고 이에 따라 자갈에 의한 충격에 대한 그 내성을 감소시키므로, 스프팅의 표면 온도가 낮을수록 점식 평가가 가혹해진다.
SAE J2800에 기재된 바와 같이, 본 케이스에서는 점식 평가 전에, 스프링을 24시간 동안 -36℃ 냉동고에 둔 후, 스프링의 표면이 -30℃의 온도에 도달하자마자 점식 평가를 시작하도록 자갈측정계에 배치하였다.
유사하게, 프로토콜 SAE J2800은 표준화된 프로토콜로서, 그 전체 설명은 US계 표준 협회 "Society of Automotive Engineers"에서 이용 가능하다.
본원에서 상술된 점식 평가 후, 스프링 6-1 내지 6-6으로 120시간의 기간 동안 표준 ISO 9227:2012에 따른 중성 염 분무 부식 평가를 거쳤다. 상기 표준의 전체 설명은 "국제 표준화 협회"(ISO)에서 이용 가능하다.
본원에서 상술된 부식 평가 후, 각각의 스프링 6-1 내지 6-6을 시각적으로 조사하여 이것이 부식 점식을 나타내는지를 확인하였다. 시각적 조사는 먼저 나안으로, 이어서 최대 10배 확대하여 카메라로 수행하였다. 스프링 상에서 부식 점식의 존재는 스프링의 강철 노출 지점에서 점식 평가 동안 코팅이 손상되었음을 시사한다. 부식 평가 완료 후 각각의 스프링에 대해 가시적인 부식 점식의 갯수를 본원에서 아래의 표 1에 명시한다.
스프링 번호 침착된 코팅의 평균 두께(㎛) 침착된 코팅의 최소 두께(㎛) 스프링 상에서 부식 점식의 갯수
6-1 508 236 0
6-2 545 262 1
6-3 646 348 0
6-4 665 364 0
6-5 682 386 0
6-6 690 428 0
본 실시예로부터, 최소 두께 적어도 350 ㎛의 코팅이 현재 이용 가능한 가장 가혹한 표준화된 점식 평가에서 코팅이 저항할 수 있도록 함이 나타난다. 스프링이 또한 현재 이용 가능한 가장 가혹한 표준화된 부식/피로 점식 평가(프로토콜 SAE J2800에 의해 정의됨)에 저항할 수 있음이 나타난다.
덜 가혹한 점식 평가에 저항하기에는 적어도 200 ㎛, 그러나 350 ㎛ 미만의 최소 코팅 두께로 충분하다.
실시예 2
본 실시예에서, 동일한 소판 배치를 제공하였다. 본원에서 "소판"이란 강철로 제조되고, 표준화된 치수 및 특징을 갖는, 코팅 평가를 위한 박층 시트를 의미한다. 본 실시예에서 사용된 소판은 Q-LAB Corporation 사에서 참조명 "Q-PANEL R-48" 하에 판매되며, 하기 특징을 갖는다: 등급 SAE 1008/1010 강철로 제조됨; 0.64 ㎛ 내지 1.65 ㎛(25 내지 65마이크로인치)의 조도 Ra; 20.3 ㎝(8인치) 길이; 10.2 ㎝(4인치) 폭; 임의의 코팅의 부재 하에 0.81 ㎜(0.032인치) 두께를 갖는, 매트한 마감 표면.
이어서 소판으로 각각의 소판에 대해 동일하게 수행된 하기 단계를 거쳤다:
- 메틸 이소부틸 케톤(MIBK; CAS No.: 108-10-1, ECHA No.: 100.003.228)을 이용한 수동 그리스제거에 의한, 소판 표면 세정;
- 주변 공기에서 소판 표면 건조;
- 소판 표면 상으로 분말 형태인 가교-가능한 조성물 침착. 침착은 코로나 효과를 이용하여 정전기적 투사에 의해 수동으로 수행하였고, 소판 표면은 침착 동안 상온이었다;
- 140℃의 온도로 10분 동안 고온-공기 분무 오븐에서 소판 가열(소판 표면은 조성물을 가교하여 코팅을 생성하기 위해 약 3분 후 140℃의 온도에 도달함).
유사한 양의 가교-가능한 조성물을 각각의 소판 상에 침착시켜 각각의 소판 상에 120 ㎛(+/- 10 ㎛)의 코팅 두께를 생성하였다. 침착 단계 전에 분말 형태인 가교-가능한 조성물은 본원에서 상기 실시예 1의 조성물과 동일하다.
코팅 후, 코팅 두께를 표준 ISO 2808:2007에 따라 8개 지점에서 확인한 후, 소판을 23℃(+/- 2℃) 온도 및 50%(+/- 5%) 습도에서 24시간 동안 보관하였다. 상기 24시간의 보관 수명 후, 소판으로 표준화된 평가를 거쳤고, 결과를 아래의 표 2에 기록하였다.
평가 평가 결과
내부 지름 15.9 ㎜으로 표준 ASTM D2794-93(2010)에 따라 충격 평가:
1. 10 N.m로 직접 충격(소판의 코팅면 상에서).
2. 10 N.m로 간접 충격(소판의 비-코팅면(코팅면 반대쪽) 상에서).		 1. 코팅의 균열 또는 탈착이 주지되지 않았음.
2. 코팅의 균열 또는 탈착이 주지되지 않았음.
8 ㎜ 깊이에서 표준 ISO 1520:2006에 따른 에릭슨 컵핑(Erichsen Cupping) 평가. 코팅의 균열 또는 탈착이 주지되지 않았음.
표준 ISO 2409:2013에 따른 단면-절단 접착성 평가. GT 0(즉, 코팅의 탈착이 주지되지 않았음).
3 ㎜ 지름의 맨드렐로 ISO 표준 6860:2006에 따른 폴딩 평가(원뿔 맨드렐). 코팅의 균열 또는 탈착이 주지되지 않았음.
표준 ISO 2813:2014에 따른 60도에서의 휘도 지수 결정. 60도에서의 휘도 지수는 80%(+/- 5%)로 측정됨.
본원에서 상술된 ASTM 및 ISO 표준은 코팅 분야에서 매우 잘 알려진 표준이다. ASTM 표준의 전체 설명은 US-계 ASTM 국제 협회에서 이용 가능하며, ISO 표준의 전체 설명은 "국제 표준화 협회"(ISO)에서 이용 가능하다.
본 실시예로부터, 실시예 1에 관해 기재된 코팅 조성물이 느린(표준 ISO 1520:2006에 따른 에릭슨 컵핑 평가, 표준 ISO 6860:2006에 따른 폴딩 평가(원뿔 맨드렐) 및 빠른(표준 ASTM D2794-93(2010)에 따른 충격 평가) 변형 둘 다에 관해 뛰어난 기계적 성능, 및 그 지지체에 대한 뛰어난 접착성(표준 ISO 2409:2013에 따른 단면-절단 접착성 평가)을 갖는 코팅을 생성함이 나타난다.
소판의 표면이 사전가열되지 않았음에도 이러한 결과가 수득됨이 명백하다(이의 1 ㎜ 미만의 두께로 인해 소판은 사전가열 완료 시 이의 표면 온도를 제어하기 불충분한 약한 열 관성을 가지므로, 이러한 사전가열이 실시 불가능할 것임). 그러나 본원에서 상술된 바와 같이, 사전가열 단계는 코팅의 일반적인 기계적 내성을 개선한다. 그 결과, 본 명세서에 따른 서스펜션 소자의 코팅은 느린 및 빠른 변형 둘 다에 관해 더욱 더 우수한 기계적 성능을 가짐을 예상해야 한다.
또한 표준 ISO 2813:2014에 따른 60도에서의 휘도 지수를 결정하기 위한 평가로부터, 60도에서 80% +/- 5%로 측정되는 휘도 값으로 시사되는 바와 같이, 코팅이 미끈거리는 마감을 가짐이 나타난다. 이러한 미끈거리는 마감은 차량 서스펜션 소자에 대한 코팅의 마감 요건과 호환된다.
본 발명이 구체적 구현예를 참조하여 기재되었으나, 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 일반적 범위에서 벗어나지 않고 이들 실시예에 대한 변형이 수행될 수 있다. 특히, 예시된/언급된 상이한 구현예의 개별 특징은 추가 구현예로 조합될 수 있다. 결과적으로, 설명 및 도면은 제한적인 개념이 아니라 예시적으로 간주되어야 한다.
방법에 관해 기재된 모든 특징은 제품에 단독으로 또는 조합으로 전달 가능하며, 역으로 제품에 관해 기재된 모든 특징은 방법에 단독으로 또는 조합으로 전달 가능함이 또한 명백하다.

Claims (15)

  1. 코팅(11)이 제공되는 차량 서스펜션 소자로서,
    상기 코팅은 폴리에폭사이드를 포함하는 망상화된 중합체 매트릭스(11E)를 포함하고 적어도 120 ㎛의 최소 두께(E1)를 갖는 차량 서스펜션 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅(11)은 단회 침착 단계로 침착되는 단층으로 구성되는 차량 서스펜션.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 코팅(11)은 상기 망상화된 중합체 매트릭스(11E)에 하기를 포함하는 차량 서스펜션:
    - 적어도 100 ㎛의 수 평균 길이의 섬유 충전제(21);
    - 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 실리카 충전제(22);
    - 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제1 세라믹 충전제(23A); 및
    - 적어도 10 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제2 세라믹 충전제(23B).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 섬유 충전제(21)의 상기 수 평균 길이는 100 ㎛ 내지 150 ㎛인 차량 서스펜션.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 섬유 충전제(21)의 섬유는 100 ㎛ 내지 150 ㎛의 길이를 갖는 차량 서스펜션.
  6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유 충전제(21)의 섬유는 3 ㎛ 내지 4 ㎛의 지름을 갖는 차량 서스펜션.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅(11) 및 상기 서스펜션 소자의 표면 사이에 포스페이트 결정의 층(40)을 포함하며, 상기 포스페이트 결정은 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 10 ㎛의 수 평균 크기를 갖는 차량 서스펜션.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 코팅(11) 및 상기 포스페이트 결정의 층(40) 사이에 실란의 층 및/또는 치환된 실란의 층(30)을 포함하는 차량 서스펜션.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서스펜션 소자는 바람직하게는 강철로 제조된 나선형 스프링(1), 또는 위로 휜 안정화 바, 또는 직선형 바인 차량 서스펜션.
  10. 차량 서스펜션 소자 상에 코팅(11)을 침착하는 방법(100)으로서,
    상기 방법(100)은 하기 단계:
    코팅될 서스펜션 소자를 제공하는 단계(101);
    상기 서스펜션 소자의 표면을 적어도 80℃의 사전가열 온도로 사전가열하는 단계(103);
    상기 서스펜션 소자의 사전가열된 표면 상에 에폭시 화합물을 포함하는 가교-가능한 조성물을 침착하는 단계(104);
    상기 조성물을 가교하여 코팅을 생성하기 위해 상기 서스펜션 소자의 표면을 상기 사전가열 온도 초과의 온도로 가열하는 단계(105);
    를 포함하며, 생성된 코팅(1)은 적어도 120 ㎛의 최소 두께(E1)를 갖는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가교-가능한 조성물은 하기를 포함하는 방법(100):
    - 적어도 100 ㎛의 수 평균 길이의 섬유 충전제(21);
    - 적어도 1 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 실리카 충전제(22);
    - 30 ㎛ 내지 70 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제1 세라믹 충전제(23A); 및
    - 적어도 10 ㎛의 질량 중앙값 지름을 갖는 제2 세라믹 충전제(23B).
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 침착 단계(104) 전에, 상기 서스펜션 소자의 표면 상에 포스페이트 결정의 층(40)의 형성을 일으키는 인산화 단계(102A)를 또한 포함하며, 상기 포스페이트 결정은 최대 20 ㎛, 바람직하게는 최대 10 ㎛의 수 평균 크기를 갖는 방법(100).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 인산화 단계(102A) 후에, 상기 포스페이트 결정 상에 실란의 층 및/또는 치환된 실란의 층(30)의 형성을 일으키는 부동태화 단계(102B)를 또한 포함하는 방법(100).
  14. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교-가능한 조성물은 상기 침착 단계(104) 전에 분말의 형태이며, 상기 서스펜션 소자의 표면 상에서 상기 분말의 침착이 정전기적 투사에 의해 수행되는 방법(100).
  15. 청구항 10 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교-가능한 조성물은 바람직하게는 임의의 아연 원소가 없는 적어도 하나의 부식방지제를 또한 포함하는 방법(100).
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