KR101434112B1 - 도장하지용 금속표면처리 복합수용성절삭유 및 그 전처리방법 - Google Patents
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Abstract
발명조성물용액은 수용성절삭유의 특성과 기능인 윤활작용, 냉각작용, 철삭칩의 생성과 배제, 방청 등을 가진 구성성분에 친환경적이고 내구성, 내식성, 내열성이 좋은 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄 중 한 개 이상의 금속이온을 함유하고, 금속표면의 에칭제인 불소와 밀착력을 증진시키는 실란커플링 가수분해물, 금속촉진제인 구리이온 등을 혼합, 반응시킨 조성물용액로 공작기계의 에멀젼타입의 수용성절삭유로 사용하면 에멀젼타입의 수용성절삭유의 기능, 특성과 함께 금속피삭과 동시에 약 70nm 결정나노입자의 금속피막염결정을 형성시키므로 종래의 대표적인 전처리 및 도장공정인 크로메이트공정의 대표도 도 3과 인산아연피막의 대표도 도 4의 12∼14개 공정을 대표도 도 5에서와 같이 화성피막공정 이후를 생략하고 7개 공정만으로 도장하지용에 적합한 금속표면을 제공하는 금속표면 가공용 에멀젼타입의 복합수용성절삭유 조성물과 그 전처리방법에 관한 것이며, 종래의 전처리공정에서 발생되는 중금속슬러지(인산아연피막-아연, 니켈, 망간과 그 금속염 , 크로메이트피막-크롬과 그 금속염)등의 발생방지와 강과 하천의 부영향화의 근본 원인인 인산을 사용하지 않아 친환경적이고, 전처리공정의 단축과 단순화로 전문적인 기술요원이 필요치 않고. 공정 설비운용 비용절감과 폐수 처리비용의 절감, 에너지절감, 환경오염 물질 배제, 작업장의 청정화, 이산화탄소 발생량을 줄 일 수 있으며, 초기 설비투자비용이 절감되는 효과와 철소재(SPCC), 알루미늄(AL) 이외에도 다양한 종류의 비철금속이나 주물제품류등의 절삭, 연삭 작업공정에 적용이 가능한 수용성절삭유제이다.
Description
공작기계에 사용되는 절삭유제는 금속의 절삭 및 연삭가공 등에 사용되며, 일반적으로 수용성(solulbe)/비수용성(inolulbe)과 준합성(semisynthetic)/합성(synthetic)으로 구분하고, 주성분은 기유(base oil : 합성유는 기유를 포함하지 않음)와 다양한 첨가제(additive)를 혼합된 조성물용액으로 구성성분의 용해와 농도희석제인 물, 안정제, 소포제, 방식제, 방부제, 계면활성제, 알카리제, 지방산, 무기염, 합성에스테르, 광물류 등으로 구성되어 있다.
절삭유제 중 수용성절삭유는 주성분이 광유와 계면활성제의 함유량에 따라 희석된 수용액 외관이 백탁인 에멀젼타입과 희석액이 투명, 반투명인 솔루블타입으로 분류되며, 공작기계의 가공조건, 공구 및 피삭재의 재질과 가공종류(내면 브로칭, 파이프태핑과 나사가공, 외면 브로칭과 연삭, 리밍, 드릴링, 보오링, 호빙, 밀링, 선삭, 쏘오밍 등)에 따라 절삭유제의 특성인 냉각작용, 마찰-윤활작용, 구성인선의 억제 및 제어, 방청-방식작용, 칩의 생성과 배제작용 등의 작용으로 가공의 능률화, 정밀도의 향상, 공구수명의 연장되어 제품에서 요구되는 균일한 치형, 치수를 유지로 품질향상과 생산성 향상에 기여할 수 있으며, 본 발명용액조성물은 에멀젼타입, 솔루블타입, 케미칼(신세틱)타입 중에서 에멀젼타입의 수용성절삭유제에 관한 것이다 .
공작기계인 CNC(Computerized Numerical Control)등으로 피삭된 금속소재는 가공작업이 종결된 후 최종제품 특성에 적합토록 열처리공정이나 방청 또는 사용자의 용도에 맞도록 열처리나 방청만으로 장기적인 내식성, 내후성, 상품성을 부여 할 수 없어 페인트처리가 필요하고, 도장을 위해서는 12∼14개의 전처리공정(인산아연염피막, 크로메이트등)와 페인트처리 등의 공정을 거쳐 제품화된다.
상기에서와 같이 피삭 완료된 금속소재의 도장을 위해서는 별도의 복잡한 전처리공정으로 피삭표면에 금속피막염을 형성시켜 도장하지용 금속표면을 제공하나 금속소재 피삭시 본발명 조성물용액을 사용하면 금속소재 피삭과 동시에 친환경적인 피막금속염이 형성되므로 전처리공정 중의 화성피막 공정없이 단지 탈지, 수세 공정만으로 도장하지용 금속표면을 제공할 수 있다. 이러한 공정단축과 편리성을 제공하기 위해서 수용성 절삭유 중의 에멀젼타입의 수용성 절삭유제의 기능과 특성을 가진 구성성분과 복합금속실란피막염결정(이하 금속피막염)을 형성시키기 위해 에칭제, 금속반응촉진제, 금속피막염, 금속피막염의 밀착증진제등의 성분을 추가하여 적절히 혼합, 반응시킨 본 발명조성물용액을 공작기계의 에멀젼타입의 수용성절삭유제로 사용하면 금속표면피삭 부위에 에멀젼타입의 수요성절삭유제 특성인 윤활작용과 냉각작용, 절삭칩의 생성과 배제, 방청성등의 특성외에 금속피막염을 형성시킴으로써, 종래의 소재금속 피삭 후 1214개의 공정인 도 3, 도 4를 도 5의 단축된 공정만으로 피삭된 금속표면을 도장하지용으로 사용할 수 있는 새로운 에멀젼타입의 수용성 복합절삭유에 대한 것이며, 종래의 도장을 위한 전처리공정중의 산에칭(Deoxidation)과 피막공정 중에 발생되는 인체 유해중금속과 그 금속염슬러지 등의 발생이 없어 작업자가 인체 유해중금속과 접촉이 없고, 환경유해금속을 배제한 청정한 작업장 확보와 처리 공정수가 단축되어 운용비용절감, 이산화탄소 발생량 감소, 전처리와 도장설비의 초기 투자비용 절감 등의 효과로 경쟁력을 갖는 효과가 있다.
절삭유제 중 수용성절삭유는 주성분이 광유와 계면활성제의 함유량에 따라 희석된 수용액 외관이 백탁인 에멀젼타입과 희석액이 투명, 반투명인 솔루블타입으로 분류되며, 공작기계의 가공조건, 공구 및 피삭재의 재질과 가공종류(내면 브로칭, 파이프태핑과 나사가공, 외면 브로칭과 연삭, 리밍, 드릴링, 보오링, 호빙, 밀링, 선삭, 쏘오밍 등)에 따라 절삭유제의 특성인 냉각작용, 마찰-윤활작용, 구성인선의 억제 및 제어, 방청-방식작용, 칩의 생성과 배제작용 등의 작용으로 가공의 능률화, 정밀도의 향상, 공구수명의 연장되어 제품에서 요구되는 균일한 치형, 치수를 유지로 품질향상과 생산성 향상에 기여할 수 있으며, 본 발명용액조성물은 에멀젼타입, 솔루블타입, 케미칼(신세틱)타입 중에서 에멀젼타입의 수용성절삭유제에 관한 것이다 .
공작기계인 CNC(Computerized Numerical Control)등으로 피삭된 금속소재는 가공작업이 종결된 후 최종제품 특성에 적합토록 열처리공정이나 방청 또는 사용자의 용도에 맞도록 열처리나 방청만으로 장기적인 내식성, 내후성, 상품성을 부여 할 수 없어 페인트처리가 필요하고, 도장을 위해서는 12∼14개의 전처리공정(인산아연염피막, 크로메이트등)와 페인트처리 등의 공정을 거쳐 제품화된다.
상기에서와 같이 피삭 완료된 금속소재의 도장을 위해서는 별도의 복잡한 전처리공정으로 피삭표면에 금속피막염을 형성시켜 도장하지용 금속표면을 제공하나 금속소재 피삭시 본발명 조성물용액을 사용하면 금속소재 피삭과 동시에 친환경적인 피막금속염이 형성되므로 전처리공정 중의 화성피막 공정없이 단지 탈지, 수세 공정만으로 도장하지용 금속표면을 제공할 수 있다. 이러한 공정단축과 편리성을 제공하기 위해서 수용성 절삭유 중의 에멀젼타입의 수용성 절삭유제의 기능과 특성을 가진 구성성분과 복합금속실란피막염결정(이하 금속피막염)을 형성시키기 위해 에칭제, 금속반응촉진제, 금속피막염, 금속피막염의 밀착증진제등의 성분을 추가하여 적절히 혼합, 반응시킨 본 발명조성물용액을 공작기계의 에멀젼타입의 수용성절삭유제로 사용하면 금속표면피삭 부위에 에멀젼타입의 수요성절삭유제 특성인 윤활작용과 냉각작용, 절삭칩의 생성과 배제, 방청성등의 특성외에 금속피막염을 형성시킴으로써, 종래의 소재금속 피삭 후 1214개의 공정인 도 3, 도 4를 도 5의 단축된 공정만으로 피삭된 금속표면을 도장하지용으로 사용할 수 있는 새로운 에멀젼타입의 수용성 복합절삭유에 대한 것이며, 종래의 도장을 위한 전처리공정중의 산에칭(Deoxidation)과 피막공정 중에 발생되는 인체 유해중금속과 그 금속염슬러지 등의 발생이 없어 작업자가 인체 유해중금속과 접촉이 없고, 환경유해금속을 배제한 청정한 작업장 확보와 처리 공정수가 단축되어 운용비용절감, 이산화탄소 발생량 감소, 전처리와 도장설비의 초기 투자비용 절감 등의 효과로 경쟁력을 갖는 효과가 있다.
종래의 금속소재의 표면 가공후 도장하지용 금속 전처리방법은 철소재의 인산아연염피막공정과 알루미늄과 같은 비철금속에 적용되는 크로메이트처리 등이 도장제품의 내식성과 부착성, 내구성을 향상시키기 위한 대표적인 전처리방법이었으며, 그 처리공정수는 도 3, 도 4에서와 같이 12∼14개의 공정이 필요하였다.
인산아연염피막의 주성분은 인산과 질산, 불소화합물, 아연, 니켈, 망간 등이며, 대부분 중금속 슬러지를 발생시켜, 환경오염의 주 원인되는 물질을 사용하였고, 비철금속 표면처리에 사용되는 크로메이트처리(Chromate treatment)은 인산아연염피막(Zinc phosphating)에서 발생되는 중금속(니켈등)보다 독성이 강한 크롬(3가, 6가 크롬)과 그 금속염을 발생시켜 환경오염에 문제가 되어 오고 있다.
또한 상기의 대표적인 두 표면처리공정은 초기 설비 투자비용이 과다하고, 운용비용 지속과 작업자가 유해한 환경에서 중금속에 노출되며, 발생된 폐수는 하천 및 환경오염을 유발하는 물질을 함유하고 있어서, 종래의 방법보다 효율적이고 친환경적인 새로운 금속피막염 조성물 적용과 처리공정의 간소화와 보다 친환경적이고 저렴한 비용의 대체 방법이나 신규 약품조성물이 필요하였다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명용액 조성물은 상기에 언급된 에멀젼타입의 수용성절삭유제의 구성성분과 친환경적인 금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄등 내식성과 내구성, 내열성이 강한 친환경적인 금속염류을 혼합, 반응하여 적절한 조건으로 조정된 용액을 금속피삭공정에 에멀젼타입의 수용성절삭유제로 사용하면 금속소재 피삭중에 절삭유제의 기능을 유지하면서, 금속표면에서는 조성물용액내 불소에 의한 에칭으로 접촉계면의 국부적인 수소이온농도지수(pH)가 상승되면서 상기의 친환경적인 금속 중 하나 이상이 불소화합물이나 수산화물, 산화물 형태의 불용성 화합물의 피막 물질을 형성하여 금속표면에 석출되고, 이러한 석출물은 실란커플링 가수분해물에 의해 밀착력과 내식성이 향상된 것으로서, 발명 조성물용액이 강판 표면에서 석출되는 화학반응은 아래와 같을 것으로 추정된다.
▶ 종래의 금속 피막염 형성메카니즘 : 인산아연염피막, 크롬피막
▷ 인산아연피막 형성 메카니즘 - 재질 : CR(SPCC)
Fe + 2H3PO4 ------- Fe(H2PO4)2 + H2↑
(금속) (피막용액 중의 산) ｜
｜ ( O : 촉진제로부터 산소공급)
｜----→ FePO4 + H3PO4 + 1/2H2O
슬러지(니켈,망간,아연 슬러지포함)
3Zn(H2PO4)2 ------- 3Zn3(H2PO4)2.H2O + 4H3PO4
(피막용액) 인산아연염피막(Hopeite)
Fe + 2Zn(H2PO4)2--- 3Zn2Fe(H2PO4)2.4H2O + 2H3PO4+ H2O
인산아연염피막(Phosphophyllite)
▷ 크로메이트 피막 형성 메카니즘 - 재질 : AL
2AL + Cr2O7 -2 + 14H+ → 2AL+3 + 2Cr+3 + 7H2O
Cr(OH)3 + CrO3 → Cr(OH)3. Cr(OH). CrO4 + H2O
크롬피막
발명 조성물의 피막 형성 메카니즘(절삭유제의 알카리부위기에서)
H2SiF6 + 2NaOH Na2SiF6 + H2O
Na2SiF6 + 4NaOH 6NaF + SiO + 2H2O
H2ZrF6 + 2NaOH Na2ZrF6 + H2O
Na2ZrF6 + 4NaOH 6NaF + ZrO+ 2 H2O
에멀젼타입의 수용성 절삭유제내에서 금속과 실란가수분해물의 반응 메카니즘
실란의 가수분해, 축합반응(실란의 가수분해물)
실란의 가수분해물과 금속이온의 반응 형성물
금속표면에서 실란의 가수분해물과 금속이온의 복합 Complex 형성
상기 R은 페인트와 결합됨
상기와 같은 금속염피막이 소재금속에 석출시 인산아연피막염의 입자크기는 1~15㎛, 크로메이트 0.15~0.25㎛이나, 발명조성물용액으로 처리된 피막입자크기는 70㎛ 이하의 박막의 나노 결정성입자로 소지 금속표면에 석출, 형성, 밀착되어 기존의 인산아연염피막이나 크로메이트 처리 제품 대비 내식성과 밀착성, 내구성, 내열성이 향상된 도장하지용 금속피막염을 제공한다.
인산아연염피막의 주성분은 인산과 질산, 불소화합물, 아연, 니켈, 망간 등이며, 대부분 중금속 슬러지를 발생시켜, 환경오염의 주 원인되는 물질을 사용하였고, 비철금속 표면처리에 사용되는 크로메이트처리(Chromate treatment)은 인산아연염피막(Zinc phosphating)에서 발생되는 중금속(니켈등)보다 독성이 강한 크롬(3가, 6가 크롬)과 그 금속염을 발생시켜 환경오염에 문제가 되어 오고 있다.
또한 상기의 대표적인 두 표면처리공정은 초기 설비 투자비용이 과다하고, 운용비용 지속과 작업자가 유해한 환경에서 중금속에 노출되며, 발생된 폐수는 하천 및 환경오염을 유발하는 물질을 함유하고 있어서, 종래의 방법보다 효율적이고 친환경적인 새로운 금속피막염 조성물 적용과 처리공정의 간소화와 보다 친환경적이고 저렴한 비용의 대체 방법이나 신규 약품조성물이 필요하였다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명용액 조성물은 상기에 언급된 에멀젼타입의 수용성절삭유제의 구성성분과 친환경적인 금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄등 내식성과 내구성, 내열성이 강한 친환경적인 금속염류을 혼합, 반응하여 적절한 조건으로 조정된 용액을 금속피삭공정에 에멀젼타입의 수용성절삭유제로 사용하면 금속소재 피삭중에 절삭유제의 기능을 유지하면서, 금속표면에서는 조성물용액내 불소에 의한 에칭으로 접촉계면의 국부적인 수소이온농도지수(pH)가 상승되면서 상기의 친환경적인 금속 중 하나 이상이 불소화합물이나 수산화물, 산화물 형태의 불용성 화합물의 피막 물질을 형성하여 금속표면에 석출되고, 이러한 석출물은 실란커플링 가수분해물에 의해 밀착력과 내식성이 향상된 것으로서, 발명 조성물용액이 강판 표면에서 석출되는 화학반응은 아래와 같을 것으로 추정된다.
▶ 종래의 금속 피막염 형성메카니즘 : 인산아연염피막, 크롬피막
▷ 인산아연피막 형성 메카니즘 - 재질 : CR(SPCC)
Fe + 2H3PO4 ------- Fe(H2PO4)2 + H2↑
(금속) (피막용액 중의 산) ｜
｜ ( O : 촉진제로부터 산소공급)
｜----→ FePO4 + H3PO4 + 1/2H2O
슬러지(니켈,망간,아연 슬러지포함)
3Zn(H2PO4)2 ------- 3Zn3(H2PO4)2.H2O + 4H3PO4
(피막용액) 인산아연염피막(Hopeite)
Fe + 2Zn(H2PO4)2--- 3Zn2Fe(H2PO4)2.4H2O + 2H3PO4+ H2O
인산아연염피막(Phosphophyllite)
▷ 크로메이트 피막 형성 메카니즘 - 재질 : AL
2AL + Cr2O7 -2 + 14H+ → 2AL+3 + 2Cr+3 + 7H2O
Cr(OH)3 + CrO3 → Cr(OH)3. Cr(OH). CrO4 + H2O
크롬피막
발명 조성물의 피막 형성 메카니즘(절삭유제의 알카리부위기에서)
H2SiF6 + 2NaOH Na2SiF6 + H2O
Na2SiF6 + 4NaOH 6NaF + SiO + 2H2O
H2ZrF6 + 2NaOH Na2ZrF6 + H2O
Na2ZrF6 + 4NaOH 6NaF + ZrO+ 2 H2O
에멀젼타입의 수용성 절삭유제내에서 금속과 실란가수분해물의 반응 메카니즘
실란의 가수분해, 축합반응(실란의 가수분해물)
실란의 가수분해물과 금속이온의 반응 형성물
금속표면에서 실란의 가수분해물과 금속이온의 복합 Complex 형성
상기 R은 페인트와 결합됨
상기와 같은 금속염피막이 소재금속에 석출시 인산아연피막염의 입자크기는 1~15㎛, 크로메이트 0.15~0.25㎛이나, 발명조성물용액으로 처리된 피막입자크기는 70㎛ 이하의 박막의 나노 결정성입자로 소지 금속표면에 석출, 형성, 밀착되어 기존의 인산아연염피막이나 크로메이트 처리 제품 대비 내식성과 밀착성, 내구성, 내열성이 향상된 도장하지용 금속피막염을 제공한다.
도장이 요구된 금속소재는 치형, 치수를 위해 공작기계에 에멀젼타입의 수용성 절삭유제를 사용하여 금속피삭 후 화성피막을 위해 전처리 및 도장공정의 과정을 거치게 된다.
종래의 전처리공정의 화성피막제는 인체한 유해한 중금속(니켈, 크롬, 아연, 망간등)을 인산, 질산, 불산 등에 용해하여 제조된 화성피막제(인산아연피막제, 크롬피막제)로 전처리공정을 거쳐 금속표면에 피막을 형성시키며, 그 대표적인 공정은 "탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-표면처리-화성피막-수세-수세-순수세"으로 소재 특성에 따라 2∼4개의 공정이 추가되며, 각 공정은 주어진 처리조건에 따라 "탕세, 탈지 공정-적절온도, 알카리도, 유분함량"을 유지, "수세-오염도유지", "표면조정-pH, 알카리유지", 화성피막-유리산, 전산도, 촉진도, 주 성분의 금속함량과 온도유지", "순수세-오염도, 전도도 유지"등을 매 2∼4시간 주기로 점검(금속함량은 월1회 점검)하여야 하고, 또한 알루미늄휠 도장을 위한 전처리 공정 중에 도 9 와 같이 콘베이어 오일 등의 낙하로 금속표면이 오염되어 미 피막이 발생되어 실패비용이 증가되고, 기타 이를 운용하는 각 공정의 유틸리티의 운용조건을 수시로 점검, 조절하여야 하는 복잡한 과정을 거쳐 도장하지용 금속표면을 제공하게 되며, 크로메이트피막은 피삭소재 표면의 산화막제거(Deoxide)를 위해 산세(에칭)공정을 추가하여야 한다.
또한 인산아연피막에서 발생된 촉진제 분해가스(질산성 가스)는 피삭금속과 접촉시 녹(Rust)이 발생하여 도장후 내식성이 저하되고, 크롬공정에서 발생되는 크롬증기는 인체에 매우 유독하므로 각각 별도의 배기시설을 설치하여야 하다.
본 발명조성물용액은 종래의 금속표면피삭시 사용되는 에멀젼타입의 수용성 절삭유제의 한계를 극복하고, 후공정인 전처리공정을 단축하기 위해 개발된 것으로서, 피삭소재의 가공시 절삭유제의 기능과 함께 표면에 금속피막염을 동시에 형성함으로써 단축된 "탕세-예비탈지-본탈지-수세-순수세-건조-도장" 공정만을 거침으로서 종래의 공정 대비 약 5∼7개 공정을 단축 할 수 있고, 금속표면 형성된 금속피막염은 도장전 외부 대기 조건으로부터 작업 대기시간을 연장 시킬 수 있는 효과와 공정수를 단축함으로써 운용비용을 절감 할 수 있고, 기존 전처리공정에서 발생되는 인체에 유해한 중금속과 그 염의 슬러지와 유해가스 발생이 없음으로서 친환경적인 작업을 할 수 있는 에멀젼타입의 금속표면처리용 복합 수용성 절삭유조성물과 그 방법을 제공하는데 주 된 목적이 있다.
종래의 전처리공정의 화성피막제는 인체한 유해한 중금속(니켈, 크롬, 아연, 망간등)을 인산, 질산, 불산 등에 용해하여 제조된 화성피막제(인산아연피막제, 크롬피막제)로 전처리공정을 거쳐 금속표면에 피막을 형성시키며, 그 대표적인 공정은 "탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-표면처리-화성피막-수세-수세-순수세"으로 소재 특성에 따라 2∼4개의 공정이 추가되며, 각 공정은 주어진 처리조건에 따라 "탕세, 탈지 공정-적절온도, 알카리도, 유분함량"을 유지, "수세-오염도유지", "표면조정-pH, 알카리유지", 화성피막-유리산, 전산도, 촉진도, 주 성분의 금속함량과 온도유지", "순수세-오염도, 전도도 유지"등을 매 2∼4시간 주기로 점검(금속함량은 월1회 점검)하여야 하고, 또한 알루미늄휠 도장을 위한 전처리 공정 중에 도 9 와 같이 콘베이어 오일 등의 낙하로 금속표면이 오염되어 미 피막이 발생되어 실패비용이 증가되고, 기타 이를 운용하는 각 공정의 유틸리티의 운용조건을 수시로 점검, 조절하여야 하는 복잡한 과정을 거쳐 도장하지용 금속표면을 제공하게 되며, 크로메이트피막은 피삭소재 표면의 산화막제거(Deoxide)를 위해 산세(에칭)공정을 추가하여야 한다.
또한 인산아연피막에서 발생된 촉진제 분해가스(질산성 가스)는 피삭금속과 접촉시 녹(Rust)이 발생하여 도장후 내식성이 저하되고, 크롬공정에서 발생되는 크롬증기는 인체에 매우 유독하므로 각각 별도의 배기시설을 설치하여야 하다.
본 발명조성물용액은 종래의 금속표면피삭시 사용되는 에멀젼타입의 수용성 절삭유제의 한계를 극복하고, 후공정인 전처리공정을 단축하기 위해 개발된 것으로서, 피삭소재의 가공시 절삭유제의 기능과 함께 표면에 금속피막염을 동시에 형성함으로써 단축된 "탕세-예비탈지-본탈지-수세-순수세-건조-도장" 공정만을 거침으로서 종래의 공정 대비 약 5∼7개 공정을 단축 할 수 있고, 금속표면 형성된 금속피막염은 도장전 외부 대기 조건으로부터 작업 대기시간을 연장 시킬 수 있는 효과와 공정수를 단축함으로써 운용비용을 절감 할 수 있고, 기존 전처리공정에서 발생되는 인체에 유해한 중금속과 그 염의 슬러지와 유해가스 발생이 없음으로서 친환경적인 작업을 할 수 있는 에멀젼타입의 금속표면처리용 복합 수용성 절삭유조성물과 그 방법을 제공하는데 주 된 목적이 있다.
도장이 요구된 금속소재는 공작기계에 의한 피삭공정과 전처리공정에서 금속피막염 형성시키는 공정이 분리되어 운용하였으나 본 발명조성물용액은 금속소재 피삭중에 금속피막염이 동시에 형성되도록 종래의 에멀져타입 수용성절삭유제의 구성성분인 "광유, 저급지방산, 고급지방산, 알카리제와 방부제, 계면활성제, 소포제, 방식제, 첨가제"등을 적절히 혼합, 반응시킨 조성물로 세부적으로는 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌알킬에테르(Polyoxyethylene alkyl ether) 15~40wt/v%, 트리에탄올아민(Triethanolamine)5~15,wt/v%,1,2-벤즈아이소티아졸린-3-원(1,2-Benzisothiazolin-3-One) 1~5wt/v%, 경질파라핀오일(Petroleum hydrotreated light paraffinic) 15~25wt/v%, 에탄올아민(Ethanolamine) 15wt/v%, 세바식산(Sebacic acid) 2~5wt/v%, 리시놀레익산(Ricinoleic acid) 5~15wt/v%, 트리에티올 프로판 트리올레이트(Trimethylolpropanetrioleate)3~5wt/v%, 폴리에틸렌글리콜모노부틸에테르(Polyethyleneglycolmonobutylether) 1~3wt/v%, 디카르복실릭액시드(Dicarboxylic acid) 1~3wt/v%, 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노알킬에테르(Polyoxypropylene Glycol Monoalkyl Ether) 0,1~1.0wt/v%과 친환경적인 금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄 중 한 개 이상의 수용성금속이온 10∼600ppm을 함유하고 5~10wt/v% 실란 가수분해물, 불산염, 금속구리염등 을 함유토록 적절한 조건으로 혼합, 반응시킨 후 적량의 순수(Di-ion water)로 희석된 조성물용액이며, 작업전 BRIX 농도계로 에멀젼타입의 수용성절삭유 함량이 8％가 되도록 희석했을 때 수소이온지수(pH) 8.5∼9.5, 유리불소 10∼100ppm, 구리이온 10∼30ppm, 피막금속함량이온 100∼600ppm을 함유하고, 용액온도 5℃↑로 조정된 조성물용액을 피삭되는 금속표면에 공급하면, 에멀젼타입의 수용성 절삭유의 특성과 기능을 유지하면서 소재금속표면에 도장하지용에 필요한 적절한 친환경적인 복합 금속 실란 피막염결정이 형성된다. 또한 복합 금속 실란 피막염결정을 형성을 위해 각 구성 성분을 적절히 가감하여 혼합할 수 있으며, 또한 대체 물질을 사용할 수 있다.
종래의 에멀젼타입 수용성 절삭유의 주요 성분인 경질파라핀오일은 첨가되는 계면활성제(폴리옥시에틸렌알킬에테르)에 의해서 분산, 유화되어 피삭작업시 금속표면에서 안정된 고체막윤활이 형성되도록하는 윤활매체이고, 가공표면의 표면조도향상 및 점도 조절용으로 리시놀레익산, 트리에티올 프로판 트리올레이트과 같은 지방산을 병행 사용하며, 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노알킬에테르는 소포제로서 작업중 에 발생되는 과도한 기포를 제어하는 난실리콘 타입(non-silicone type)사용하여야 도장 후 건조로에서 도장표면에 발생하는 클레터링을 제어 할 수 있으며 , 아민류는 지방산의 중화, 산화방지, 비누화반응과 실란가수분해물 및 조성물 용액의 수소이온지수(pH)을 안정화와 시키고, 조성물내에 금속염으로 용해되어 있는 규소, 지르코늄등이 금속표면에 석출, 결정화되고 이후 실란가수분해물과 금속결정간에 안정적인 반응이 이루어지도록 한다, 이때 조성물의 수소이온지수(pH)8.5~9.5를 유지하여야 하며 pH8.5가 되면 에멀젼타입의 윤활, 절삭효과 감소와 조성물의 노화가 빨라지고, 조성물내의 유리불소에 의해 피삭물표면이 과도한 에칭이 지속된다, pH9.5이면 금속이온이 침전되어 피삭시 금속표면에 피막형성이 되지 않으며 구리이온에 위해 금속피막중량의 증진 효과가 감소되어서 방청제로 디카르복실릭액시드와 세바식산이 조성물내에 함유되어도 도장 후 내식성이 떨어진다. 1,2-벤즈아이소티아졸린-3-원은 조성물의 부패방지를 위한 항균제로 사용되고, 금속피막중량 증진을 위한 구리이온과 에칭제로 사용되는 금속불소염도 조성물용액의 부패 등을 변질을 방지하는데 도움이 된다.
상기에서 본 발명용액 조성물제조시 약산성인 실란가수분해물에 친환경적인 금속염, 금속불소염 및 구리염 등을 용해하고 염소화파라핀에 혼합 이전에 알콜아민류등으로 용액조성물의 수소이온지수(pH)8.5~9.5을 조정, 유지하면서 각 에멀젼타입의 수용성 구성성분을 교반, 혼합하면 금속염의 침전과 조성물내의 구성성분인 지방산등과의 부반응을 제어할 수 있으며, 전체적인 발명조성물용액의 안정화되어 금속 피삭 중, 피삭 후에, 전처리공정-도장공정 대기시 금속표면에 형성된 복합 금속 실란 피막염결정으로 종래의 에멀젼타입의 수용성 절삭유 대비 대기에 노출된 금속표면이 외부 영향을 덜 받을 것이다.
알루미늄휠과 같은 주조물 가공시 휠의 접촉면인 바이트나 드릴작업(Hole) 부위에 연속 공급하여 흘러주면 발명용액내의 금속표면 에칭제인 불소화합물이 짧은 시간내에 반응성을 높여주고, 친환경적인 금속피막염이 수산화물, 산화물 형태의 박막의 불용성 금속화합물이 나노크기의 결정입자로 금속표면에 석출, 형성되며, 동시에 금속석출물은 실란커플링 가수분해물에 의해 밀착력이 증진되어 도장에서 요구되는 금속피막염을 형성하여, 피삭된 소재표면에 잔류하는 절삭유와 더불어 방청효과가 증대된다.
또한 피삭공구와 금속표면 접촉면에서 마찰에 의한 온도상승에 의해 화학반응이 빠르게 일어나며, 구성성분중의 에칭제인 불산염과 금속촉진제인 구리, 피막결정의 밀착을 증진하는 실란의 가수분해물을 함유하고 있어 화학반응 중에 에멀젼타입의 절삭유의 유기화합물성분에 의한 영향을 받지 않도록 배합되어 있으며, 피삭금속표면에서 바이트와 접촉 후 피삭금속표면의 잔류열에 의해서도 화학반응이 진행된다.
종래의 에멀젼타입 수용성 절삭유의 주요 성분인 경질파라핀오일은 첨가되는 계면활성제(폴리옥시에틸렌알킬에테르)에 의해서 분산, 유화되어 피삭작업시 금속표면에서 안정된 고체막윤활이 형성되도록하는 윤활매체이고, 가공표면의 표면조도향상 및 점도 조절용으로 리시놀레익산, 트리에티올 프로판 트리올레이트과 같은 지방산을 병행 사용하며, 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노알킬에테르는 소포제로서 작업중 에 발생되는 과도한 기포를 제어하는 난실리콘 타입(non-silicone type)사용하여야 도장 후 건조로에서 도장표면에 발생하는 클레터링을 제어 할 수 있으며 , 아민류는 지방산의 중화, 산화방지, 비누화반응과 실란가수분해물 및 조성물 용액의 수소이온지수(pH)을 안정화와 시키고, 조성물내에 금속염으로 용해되어 있는 규소, 지르코늄등이 금속표면에 석출, 결정화되고 이후 실란가수분해물과 금속결정간에 안정적인 반응이 이루어지도록 한다, 이때 조성물의 수소이온지수(pH)8.5~9.5를 유지하여야 하며 pH8.5가 되면 에멀젼타입의 윤활, 절삭효과 감소와 조성물의 노화가 빨라지고, 조성물내의 유리불소에 의해 피삭물표면이 과도한 에칭이 지속된다, pH9.5이면 금속이온이 침전되어 피삭시 금속표면에 피막형성이 되지 않으며 구리이온에 위해 금속피막중량의 증진 효과가 감소되어서 방청제로 디카르복실릭액시드와 세바식산이 조성물내에 함유되어도 도장 후 내식성이 떨어진다. 1,2-벤즈아이소티아졸린-3-원은 조성물의 부패방지를 위한 항균제로 사용되고, 금속피막중량 증진을 위한 구리이온과 에칭제로 사용되는 금속불소염도 조성물용액의 부패 등을 변질을 방지하는데 도움이 된다.
상기에서 본 발명용액 조성물제조시 약산성인 실란가수분해물에 친환경적인 금속염, 금속불소염 및 구리염 등을 용해하고 염소화파라핀에 혼합 이전에 알콜아민류등으로 용액조성물의 수소이온지수(pH)8.5~9.5을 조정, 유지하면서 각 에멀젼타입의 수용성 구성성분을 교반, 혼합하면 금속염의 침전과 조성물내의 구성성분인 지방산등과의 부반응을 제어할 수 있으며, 전체적인 발명조성물용액의 안정화되어 금속 피삭 중, 피삭 후에, 전처리공정-도장공정 대기시 금속표면에 형성된 복합 금속 실란 피막염결정으로 종래의 에멀젼타입의 수용성 절삭유 대비 대기에 노출된 금속표면이 외부 영향을 덜 받을 것이다.
알루미늄휠과 같은 주조물 가공시 휠의 접촉면인 바이트나 드릴작업(Hole) 부위에 연속 공급하여 흘러주면 발명용액내의 금속표면 에칭제인 불소화합물이 짧은 시간내에 반응성을 높여주고, 친환경적인 금속피막염이 수산화물, 산화물 형태의 박막의 불용성 금속화합물이 나노크기의 결정입자로 금속표면에 석출, 형성되며, 동시에 금속석출물은 실란커플링 가수분해물에 의해 밀착력이 증진되어 도장에서 요구되는 금속피막염을 형성하여, 피삭된 소재표면에 잔류하는 절삭유와 더불어 방청효과가 증대된다.
또한 피삭공구와 금속표면 접촉면에서 마찰에 의한 온도상승에 의해 화학반응이 빠르게 일어나며, 구성성분중의 에칭제인 불산염과 금속촉진제인 구리, 피막결정의 밀착을 증진하는 실란의 가수분해물을 함유하고 있어 화학반응 중에 에멀젼타입의 절삭유의 유기화합물성분에 의한 영향을 받지 않도록 배합되어 있으며, 피삭금속표면에서 바이트와 접촉 후 피삭금속표면의 잔류열에 의해서도 화학반응이 진행된다.
종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유제는 공작기계의 작업시 냉각작용에 의한 절삭공구부와 공구수명의 향상, 윤활작용에 의한 마찰이나 공구의 마모절감, 가공부분의 치수 정밀도 향상, 구성인선(Build-up edge)의 억제작용 칩 배제, 가공면의 녹방지 효과 등을 그 기능과 특징으로 하고, 피삭가공된 금속소재는 내식성과 내후성 갖도록 별도의 설비에서 복잡한 전처리공정(인산아연염피막, 크로메이트등)을 거쳐 금속소재표면에 도장하지용에 적합한 금속피막을 형성시킨 후 페인트도료를 이용하여 도장하지만, 본 발명 조성물용액을 적용하면 소재금속 가공시 표면피삭과 동시에 도장하지용 금속피막염을 형성됨으로써, 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유제 사용 후에 전처리공정 투입전, 임시 저장중에 피삭소재 표면에서 진행되는 부식등을 사전 예방할 수 있고, 금속피삭 후 전처리공정 중의 인산아연피막과 크로메이트피막이 필요치 않으며, 보다 단축된 공정(12∼14개 공정을 7개 공정으로 단축)에서 작업이 가능한 장점과 종래의 전처리공정에서 발생되는 중금속슬러지(인산아연피막-아연, 니켈, 망간과 그 금속염 , 크로메이트피막-크롬과 그 금속염)등의 발생방지와 강과 하천의 부영향화의 근본 원인인 인산을 사용하지 않아 친환경적이고, 전처리공정 단축과 단순화로 전문적인 기술요원이 필요치 않음으로써 공정 설비운용 비용과 폐수 처리비용의 절감, 에너지절감, 환경오염 물질 배제, 작업장의 청정화, 이산화탄소 발생량을 줄 일 수 있으며, 초기 설비투자비용이 절감되는 효과와 냉연봉(SPCC), 알루미늄(AL) 이외에도 다양한 종류의 비철금속이나 주물제품류 등의 절삭, 연삭 작업공정에 적용가능하다.
▶종래의 인산아연염 피막공정(12개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-표면조정-인산아연염피막-
수세-수세-순수세-건조 - 액상페인트
-건조 - 분체(Powder coating)
-전착(Electro deposition)
▶종래의 크로메이트 피막공정(14개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-산세(에칭)-수세-수세-크로메이트
-수세 - 수세 - 순수세 - 건조 - 액상페인트
- 건조- 분체(Powder coating)
- 전착(Electro deposition)
▷발명 조성물 적용 공정도(7개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-순수세-건조 - 액상페인트
-건조- 분체(Powder coating)
-전착(Electro deposition)
▶종래의 인산아연염 피막공정(12개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-표면조정-인산아연염피막-
수세-수세-순수세-건조 - 액상페인트
-건조 - 분체(Powder coating)
-전착(Electro deposition)
▶종래의 크로메이트 피막공정(14개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-수세-산세(에칭)-수세-수세-크로메이트
-수세 - 수세 - 순수세 - 건조 - 액상페인트
- 건조- 분체(Powder coating)
- 전착(Electro deposition)
▷발명 조성물 적용 공정도(7개 공정)
탕세-예비탈지-본탈지-수세-순수세-건조 - 액상페인트
-건조- 분체(Powder coating)
-전착(Electro deposition)
도 1은 알루미늄휠의 제조공정의 전체적인 개략도
도 2는 전처리 제조공정의 전체적인 개략도
도 3은 종래의 알루미늄휠 전처리공정(크로메이트처리)을 나타낸 개략도
도 4는 종래의 철소재의 인산아연 전처리공정을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 전처리 공정단축을 나타낸 개략도
도 6은 발명용액 처리 후 알루미늄휠 소재 AFM 촬영 사진
도 7은 발명용액 처리 후 철소재 소재 AFM 촬영 사진
도 8은 종래의 철소재 인산아연피막 처리 후 SEM( × 1000배) 촬영 사진
도 9는 종래의 알루미늄휠 가공 후 표면오염 SEM( ×5O, ×200배) 촬영 사진
도 2는 전처리 제조공정의 전체적인 개략도
도 3은 종래의 알루미늄휠 전처리공정(크로메이트처리)을 나타낸 개략도
도 4는 종래의 철소재의 인산아연 전처리공정을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 전처리 공정단축을 나타낸 개략도
도 6은 발명용액 처리 후 알루미늄휠 소재 AFM 촬영 사진
도 7은 발명용액 처리 후 철소재 소재 AFM 촬영 사진
도 8은 종래의 철소재 인산아연피막 처리 후 SEM( × 1000배) 촬영 사진
도 9는 종래의 알루미늄휠 가공 후 표면오염 SEM( ×5O, ×200배) 촬영 사진
이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 구체적인 기술구성을 보다 상세히 설명한다.
본 발명조성물용액은 CNC로 금속표면 피삭시 에멀젼타입의 수용성절삭유의 냉각, 윤활, 방청등의 효과와 피삭시 금속표면에 복합 금속 실란 피막염결정 형성을 위한 세부적인 구성성분은, 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌알킬에테르(Polyoxyethylene alkyl ether) 35.0wt/v%, 트리에탄올아민(Triethanolamine)5.0wt/v%,1,2-벤즈아이소티아졸린-3-원(1,2-Benzisothiazolin-3-One) 1.0wt/v%, 경질파라핀오일(Petroleum hydrotreated light paraffinic) 15.0wt/v%, 에탄올아민(Ethanolamine) 1.5wt/v,% 세바식산(Sebacic acid) 2.0%(wt/v), 리시놀레익산(Ricinoleic acid) 15.0wt/v%, 트리에티올 프로판 트리올레이트(Trimethylolpropanetrioleate) 3.0wt/v%, 폴리에틸렌글리콜모노부틸에테르(Polyethyleneglycol monobutyl ether) 1.0wt/v%, 디카르복실릭액시드(Dicarboxylic acid) 1.5wt/v%, 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노알킬에테르(Polyoxypropylene Glycol Monoalkyl Ether) 0,5wt/v%, 적량의 순수한 친환경적인 금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄 중 한 개 이상의 수용성금속이온 10~600ppm을 함유하고, 피막금속염 부착력을 증진시키는 실란가수분해물 10wt/v% 과 금속표면을 미세하게 에칭시키는 유리불소 유리불소 10~100ppm과 반응의 촉진 및 금속피막염 중량을 증진시키는 구리이온 10~30ppm이 발명조성물용액 8%(BRIX 농도계)에 함유토록 혼합, 희석하고 조성물의 온도를 5이상, 수소이온지수(pH) 8.5~9.5로 조정된 조성물용액을 피삭되는 금속표면에 공급하면, 에멀젼타입의 수용성 절삭유의 특성과 기능을 유지하면서 소재금속표면에 도장하지용에 필요한 적절한 친환경적인 복합 금속 실란 피막염결정이 형성된다. 상기에서 각 구성성분은 에멀젼타입의 수용성절삭유의 기능유지와 금속피막염 형성을 위해 적절히 반응시키거나 가감하여야 하며 대체물질을 사용할 수 있다
금속이나 비철금속 또는 주조물류 등을 피삭가공시 절삭공구 부위에 본 발명조성물용액을 연속 공급하여 흘러주면 피삭에 의한 마찰열에 의해서 발명용액내의 에칭제가 짧은 시간내에 반응성을 높여주고, 금속염 촉진제에 의해 불소화합물이나 수산화물, 산화물 형태의 박막의 금속 불용성 화합물인 나노크기의 금속피막 물질이 가공 금속표면에 형성, 석출되며, 동시에 금속석출물은 실란 커플링가수분해물에 의해 밀착력이 증진되어 도장하지용에 적합한 금속피막염을 형성시킨다.
상기에서 발명조성물용액의 주 요 성분을 이루는 것으로서 ,알콜아민류는 지방산의 중화와 비누화 반응, 수소이온지수(pH) 조절을 위한 물질로 에탄올아민, 트리에탄올아민이있고,프로판올아민(Propanolamine),디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine), 노르말-메틸에탄올아민(N-Methylethanolamine)등을 유사하게 사용 할 수 있으며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지는 않다.
디카르복실릭액시드(Dicarboxylic acid)은 금속표면을 피삭 또는 피삭 후 부식방지를 위한 목적으로 사용하지만, 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르는 계면활성제로 발명조성물용액과 금속표면에서 침투작용, 유화작용, 분산작용으로 조성물용액의 균일성유지와 오염물의 재부착방지을 위해 사용되나, 과도하게 사용시 작업중 다량의 거품이 발생 될 수 있으므로 가능한 소량을 사용하여야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
조성물용액의 부패방지와 곰팡이, 균의 증식억제를 위한 첨가제로 1,2-벤즈아이소티아졸린-3-온(1,2-Benzisothiazolin-3-One)을 소량 투입할 수 있고. 조성물의 부패방지를 위한 약품으로 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되지는 않는다.
극압첨가제로 경질파라핀오일(Petroleum hydrotreated light paraffinic)을 사용한지만 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
절삭가공면의 윤활작용과 이형제의 구성성분으로 리시놀레익산(Ricinoleic acid)을 사용하지만, 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
피삭소재의 보조방청제로 세바식산(Sebacic acid)을 사용하지만 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다
트리에티올 프로판 트리올레이트(Trimethylolpropanetrioleate)은 피삭 금속표면의 조도 향상과 조성물의 점도 조절을 위해 사용하지만, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
폴리에틸렌글리콜모노부틸에테르(Polyethyleneglycolmonobutylether)은 구성성분 중의 지방산류와의 혼합, 분산성을 증진을 목적으로 사용하지만, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
피삭작업중 발생되는 과도한 거품 제거를 위해 사용되는 소포제는 작업시 과도한 기포가 발생되지 않도록 선택, 사용하며, 특히 피삭공정시 금속표면에 잔류하여 도장공정의 도료건조과정에서 수용성실리콘에 의해 클레터링이 발생하는 수용성의 Silicone Emulsion 종류를 사용해서는 않되고, Polyoxypropylene Glycol Monoalkyl Ether 같은 수용성의 비실리콘계(non-silicone)를 사용하여야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
금속피막염 형성을 위해 친환경적인 피막금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄의 금속이온함량은 100~5,000ppm까지 사용이 가능하나 금속함량이 100ppm이하이면 피삭금속표면에 피막석출량이 적고, 금속함량이 5,000ppm 이상이면 금속염 석출시간은 단축되나 용액의 노화가 빨라지는 단점과 함께 피삭소재의 후 공정 이동시 고농의 금속이온 손실량이 증가되어 경제성이 떨어지므로 조성물 용액내 적정 금속함량은 100~600ppm이 바람직하며, 피막금속이온은 금속의 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 사용하거나 적절하게 반응하여 사용할 수 있으며, 이에 대한 공급원 특별히 한정되어 있지 않다.
실란가수분해물은 금속피막염의 밀착성 증대와 피삭시 윤활성 향상을 위해 3-Aminopropylmethyldiethoxysilane,Vinyl(2-Methoxyethoxy)silane, 3-Gycidoxypropyltrimethoxysilane등과 같은 아미노실란, 비닐실란, 에폭시실란등을 순수를 사용하여 5wt/v%로 희석하고 40~45에서 교반하면서 용액이 pH4(수소이온지수)가 유지되도록 초산과 같은 약산을 투입, 1시간 동안 유지하여 실란가수분해물을 제조하여 사용하며, 알칼리용액이나 산성용액에서 침전되거나 분해되지 않고 강판표면에 석출된 금속피막염이 페인트와 밀착성을 증대시키도록 선택, 반응, 제조되어야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않다.
피삭금속표면의 에칭제로 사용되는 유리불소는 소삭 금속표면에서 짧은 시간내에 금속표면을 용해하여 금속피막염 조성물이 직접 접촉되도록 하며, 이때 소삭 금속표면 접촉면에서 국부적인 수소이온지수(pH) 상승으로 금속피막염은 실란가수분해물과 반응하여 금속표면에 불용성의 불소화합물, 수산화물, 산화물형태나 복합금속실란가수분해물로 석출, 형성되도록 한다. 유리불소 이온이 10ppm 미만이면 금속 또는 비철 금속의 표면에칭이 충분히 형성되지 않아 금속염피막이 소지금속표면에 석출, 형성되는 비율이 낮아 도장 내식성이 저하되고, 유리불소 이온이 100ppm을 초과하면 소지금속의 표면에칭이 과다하여 소지금속의 외관손상과 함께, 에칭된 금속이온함량이 높아져 작업용액의 급속한 노화로 경제적인 손실이 발생 하므로, 효과적인 에칭이 이루어지기 위해서는 유리불소 이온이 10~100ppm 인 것이 바람직하다. 유리불소의 공급원은 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 등을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되어 있지는 않다.
금속피막염의 촉진제로 사용되는 구리는 피삭소재에 금속피막염의 촉진과 피막코팅(Coating) 두께를 증가시키는 작용을 하며, 구리이온함량이 10ppm 미만이면 금속 또는 비철 금속의 표면에 피막형성량이 충분치 않아서 도장 후 내식성에 영향을 미치고 30ppm 이상이면 금속표면에 구리가 부분적으로 석출되어 금속표면색상이 변색되므로 구리이온함량이 10~30ppm 인 것이 바람직하다. 구리이온의 공급원은 금속의 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 등을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되어 있지는 않다.
수소이온지수(pH)은 작업용액의 저장 안정성과 피삭소재의 부식방지 등의 목적으로 아민알콜류 등의 유기화합물이나 혼합물과 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 금속무기염을 적절하게 사용할 수 있으며, 수소이온농도지수(pH)8.5~9.5 범위 내에서 조절, 사용하는 것이 바람직하며 상세하게는 pH8.5 이면 용액조성물 내의 곰팡이, 세균 등에 의해서 용액이 변질 될 수 있고, pH 9.5 이면 작업자의 피부를 자극할 수 있고, 비철금속 표면부식이나 가공 후 저장 중에 금속표면이 부분부식이나 변색 될 수 있으므로 pH8.5~9.5 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
각 구성 물질은 도장품질에 영향을 미치므로 작업용액은 피삭소재 표면에 오염물질이 부착, 응집되거나, 금속석검류나 슬러지을 생성하지 않고, 분산성이 양호하도록 선택, 배합되어야 하며, 그 최적 처리조건은 에멀젼타입의 수용성절삭유제의 기능과 금속이온함량 100~600ppm을 함유하고, 수소이온지수(pH)8.5~9.5, 구리이온 10~30ppm, 유리불소함량 10~100ppm을 유지하여야 한다.
본 발명조성물의 구성물 중 실란가수분해물과 친환경금속염(지르코늄염등)을 제외한 제외한 각 구성물질을 혼합, 교반하면서 트리에탄올아민등의 알카리성 구성성분으로 용액의 수소이온지수를 pH 9로 조절하면서 투입하면 용액혼합중에 부반응이 없으며, 별도로 실란가수분해물과 친환경금속염(지르코늄등)을 교반, 용해 한 다음 교반하면서 두 용액을 혼합하며, 이 또한 용액의 수소이온지수가 pH 9 가 되도록 트리에탄올아민을 순수에 희석하여 소량씩 투입하여 제조 한다. 조성물용액은 각 구성물질에 의한 화학반응이나 침전물등이 없어야 하며, 금속이나 비철금속 접촉시에만 화학반응이 이루어져 금속표면에 복합 금속 실란 피막염결정이 형성된다
상기에서 상술한 발명용액 조성물을 이용한 표면처리 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명조성물을 이용하여 대표도의 도 1 알루미늄휠 제조공정 중의 금속피삭공정인 "CNC P.C.D Valve hole machining" 에서 용액온도를 5 이상 유지하여 작업하였고, 피삭 완료된 된 소재금속은 도 5 발명조성물용액 전처리공정도(7개 공정)으로 처리하였으며, 발명조성물내의 에멀젼타입의 수용성절삭유 함량은 BRIX 농도계로 측정, 농도를 보정하고, "ICP"을 이용하여 작업용액내의 금속함량을 분석, 농도를 보정의 피삭소재표면의 금속피막부착량은 FRX로 측정하였다.
본 발명조성물용액인 에멀젼타입의 금속표면가공용 복합 수용성 절삭유를 이용한 도장 하지용 금속피막염 표면처리 용액 조성물 및 그 표면처리 방법의 기술 효과를 알아보기 위해 다음과 같이 실험을 실시하였다.
비교 예
전처리제
본 발명 조성물용액의 비교 예의 시료로 일반 냉연봉강(SPCC), 알루미늄휠등 2종류를 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유(BRIX농도 8%)를 사용하여 CNC의 구동축 회전속도 2,000rpm로 가공하고, 아래의 표 1 국내 자동차 도장라인의 인산아연염피막(전착도장)과 표 2 의 크로메이트피막처리는 관련 사용설명서(TSDS)에 따라 처리 후 전착도장(비교 예1)과 분체, 액상소부도장(비교 예2-일반도장제품, 비교 예 3-D/C 도장제품)하여 발명용액조성물 처리제품의 비교 시료로 사용하였다.
각 도장 시료의 관련 규격과 시험항목, 평가방법은 "KS D ISO 3520, 도장용 융아연 도금강판 및 강대와 KS M ISO 2409 도료의 밀착성 시험방법"에 따라 실험되었고, 이외의 항목은 국내 자동차분야의 도장 규격과 표 3 , 표 4 을 적용하였으며 금속표면의 피막 부착량은 표 5 와 같았다.
적용 페인트
. 전착도료 : 비교 예1의 인산아연피막염 처리 후 적용 도료는 국내 자동차부품 도장라인에서 사용되는 전착도료(NV: 19 wt/v %)를 사용하였다.
. 액상페인트 , 분체도료 : 국내 자동차 알루미늄휠 도장라인에서 사용되는 동일한 제품을 사용하였다(알루미늄휠 공정에서 처리)
{ 표 1 } 인산아연피막 처리 및 전착도장 방법
{ 표 2 } 크로메이트 처리 및 도장방법
{ 표 3 } 인산아연염피막의 요구품질 및 시험방법
[ 표 4 ] 크로메이트피막(알루미늄휠)의 요구품질 및 시험방법
{ 표 5 } 전처리 피막 후 금속표면의 피막부착량 측정
{ 실시 예 }
▶ 금속표면 가공용 복합 수용성 절삭유(에멀젼타입)
발명용액조성물을 농도를 8％가 되도록 희석하여 대표도 도 1 피삭공정인 "CNC ＆ P.C.D Valve hole machining"에서 냉연봉강(SPCC)과 알루미늄휠등 2종류를 피삭가공하여, 대표도 도 5의 "발명조성물용액 처리 후 전처리 공정" 처리 후 전착도장(실시 예1, 예2, 예3)과 분체, 액상소부도장(실시 예4 ∼예113)하여 실시 예의 시료로 사용하였으며 금속표면의 피막부착량은 { 표 5 }와 같았다.
▶ 적용페인트와 각 도장 시료의 관련 규격과 시험항목, 평가 방법은 비교 예와 동일하다
본 발명조성물용액은 CNC로 금속표면 피삭시 에멀젼타입의 수용성절삭유의 냉각, 윤활, 방청등의 효과와 피삭시 금속표면에 복합 금속 실란 피막염결정 형성을 위한 세부적인 구성성분은, 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌알킬에테르(Polyoxyethylene alkyl ether) 35.0wt/v%, 트리에탄올아민(Triethanolamine)5.0wt/v%,1,2-벤즈아이소티아졸린-3-원(1,2-Benzisothiazolin-3-One) 1.0wt/v%, 경질파라핀오일(Petroleum hydrotreated light paraffinic) 15.0wt/v%, 에탄올아민(Ethanolamine) 1.5wt/v,% 세바식산(Sebacic acid) 2.0%(wt/v), 리시놀레익산(Ricinoleic acid) 15.0wt/v%, 트리에티올 프로판 트리올레이트(Trimethylolpropanetrioleate) 3.0wt/v%, 폴리에틸렌글리콜모노부틸에테르(Polyethyleneglycol monobutyl ether) 1.0wt/v%, 디카르복실릭액시드(Dicarboxylic acid) 1.5wt/v%, 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노알킬에테르(Polyoxypropylene Glycol Monoalkyl Ether) 0,5wt/v%, 적량의 순수한 친환경적인 금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄 중 한 개 이상의 수용성금속이온 10~600ppm을 함유하고, 피막금속염 부착력을 증진시키는 실란가수분해물 10wt/v% 과 금속표면을 미세하게 에칭시키는 유리불소 유리불소 10~100ppm과 반응의 촉진 및 금속피막염 중량을 증진시키는 구리이온 10~30ppm이 발명조성물용액 8%(BRIX 농도계)에 함유토록 혼합, 희석하고 조성물의 온도를 5이상, 수소이온지수(pH) 8.5~9.5로 조정된 조성물용액을 피삭되는 금속표면에 공급하면, 에멀젼타입의 수용성 절삭유의 특성과 기능을 유지하면서 소재금속표면에 도장하지용에 필요한 적절한 친환경적인 복합 금속 실란 피막염결정이 형성된다. 상기에서 각 구성성분은 에멀젼타입의 수용성절삭유의 기능유지와 금속피막염 형성을 위해 적절히 반응시키거나 가감하여야 하며 대체물질을 사용할 수 있다
금속이나 비철금속 또는 주조물류 등을 피삭가공시 절삭공구 부위에 본 발명조성물용액을 연속 공급하여 흘러주면 피삭에 의한 마찰열에 의해서 발명용액내의 에칭제가 짧은 시간내에 반응성을 높여주고, 금속염 촉진제에 의해 불소화합물이나 수산화물, 산화물 형태의 박막의 금속 불용성 화합물인 나노크기의 금속피막 물질이 가공 금속표면에 형성, 석출되며, 동시에 금속석출물은 실란 커플링가수분해물에 의해 밀착력이 증진되어 도장하지용에 적합한 금속피막염을 형성시킨다.
상기에서 발명조성물용액의 주 요 성분을 이루는 것으로서 ,알콜아민류는 지방산의 중화와 비누화 반응, 수소이온지수(pH) 조절을 위한 물질로 에탄올아민, 트리에탄올아민이있고,프로판올아민(Propanolamine),디메틸에탄올아민(Dimethylethanolamine), 노르말-메틸에탄올아민(N-Methylethanolamine)등을 유사하게 사용 할 수 있으며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지는 않다.
디카르복실릭액시드(Dicarboxylic acid)은 금속표면을 피삭 또는 피삭 후 부식방지를 위한 목적으로 사용하지만, 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르는 계면활성제로 발명조성물용액과 금속표면에서 침투작용, 유화작용, 분산작용으로 조성물용액의 균일성유지와 오염물의 재부착방지을 위해 사용되나, 과도하게 사용시 작업중 다량의 거품이 발생 될 수 있으므로 가능한 소량을 사용하여야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
조성물용액의 부패방지와 곰팡이, 균의 증식억제를 위한 첨가제로 1,2-벤즈아이소티아졸린-3-온(1,2-Benzisothiazolin-3-One)을 소량 투입할 수 있고. 조성물의 부패방지를 위한 약품으로 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되지는 않는다.
극압첨가제로 경질파라핀오일(Petroleum hydrotreated light paraffinic)을 사용한지만 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
절삭가공면의 윤활작용과 이형제의 구성성분으로 리시놀레익산(Ricinoleic acid)을 사용하지만, 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
피삭소재의 보조방청제로 세바식산(Sebacic acid)을 사용하지만 이 에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다
트리에티올 프로판 트리올레이트(Trimethylolpropanetrioleate)은 피삭 금속표면의 조도 향상과 조성물의 점도 조절을 위해 사용하지만, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
폴리에틸렌글리콜모노부틸에테르(Polyethyleneglycolmonobutylether)은 구성성분 중의 지방산류와의 혼합, 분산성을 증진을 목적으로 사용하지만, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
피삭작업중 발생되는 과도한 거품 제거를 위해 사용되는 소포제는 작업시 과도한 기포가 발생되지 않도록 선택, 사용하며, 특히 피삭공정시 금속표면에 잔류하여 도장공정의 도료건조과정에서 수용성실리콘에 의해 클레터링이 발생하는 수용성의 Silicone Emulsion 종류를 사용해서는 않되고, Polyoxypropylene Glycol Monoalkyl Ether 같은 수용성의 비실리콘계(non-silicone)를 사용하여야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않는다.
금속피막염 형성을 위해 친환경적인 피막금속인 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 티타늄, 하프늄의 금속이온함량은 100~5,000ppm까지 사용이 가능하나 금속함량이 100ppm이하이면 피삭금속표면에 피막석출량이 적고, 금속함량이 5,000ppm 이상이면 금속염 석출시간은 단축되나 용액의 노화가 빨라지는 단점과 함께 피삭소재의 후 공정 이동시 고농의 금속이온 손실량이 증가되어 경제성이 떨어지므로 조성물 용액내 적정 금속함량은 100~600ppm이 바람직하며, 피막금속이온은 금속의 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 사용하거나 적절하게 반응하여 사용할 수 있으며, 이에 대한 공급원 특별히 한정되어 있지 않다.
실란가수분해물은 금속피막염의 밀착성 증대와 피삭시 윤활성 향상을 위해 3-Aminopropylmethyldiethoxysilane,Vinyl(2-Methoxyethoxy)silane, 3-Gycidoxypropyltrimethoxysilane등과 같은 아미노실란, 비닐실란, 에폭시실란등을 순수를 사용하여 5wt/v%로 희석하고 40~45에서 교반하면서 용액이 pH4(수소이온지수)가 유지되도록 초산과 같은 약산을 투입, 1시간 동안 유지하여 실란가수분해물을 제조하여 사용하며, 알칼리용액이나 산성용액에서 침전되거나 분해되지 않고 강판표면에 석출된 금속피막염이 페인트와 밀착성을 증대시키도록 선택, 반응, 제조되어야 하며, 이에 대한 공급원은 특별히 한정되어 있지 않다.
피삭금속표면의 에칭제로 사용되는 유리불소는 소삭 금속표면에서 짧은 시간내에 금속표면을 용해하여 금속피막염 조성물이 직접 접촉되도록 하며, 이때 소삭 금속표면 접촉면에서 국부적인 수소이온지수(pH) 상승으로 금속피막염은 실란가수분해물과 반응하여 금속표면에 불용성의 불소화합물, 수산화물, 산화물형태나 복합금속실란가수분해물로 석출, 형성되도록 한다. 유리불소 이온이 10ppm 미만이면 금속 또는 비철 금속의 표면에칭이 충분히 형성되지 않아 금속염피막이 소지금속표면에 석출, 형성되는 비율이 낮아 도장 내식성이 저하되고, 유리불소 이온이 100ppm을 초과하면 소지금속의 표면에칭이 과다하여 소지금속의 외관손상과 함께, 에칭된 금속이온함량이 높아져 작업용액의 급속한 노화로 경제적인 손실이 발생 하므로, 효과적인 에칭이 이루어지기 위해서는 유리불소 이온이 10~100ppm 인 것이 바람직하다. 유리불소의 공급원은 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 등을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되어 있지는 않다.
금속피막염의 촉진제로 사용되는 구리는 피삭소재에 금속피막염의 촉진과 피막코팅(Coating) 두께를 증가시키는 작용을 하며, 구리이온함량이 10ppm 미만이면 금속 또는 비철 금속의 표면에 피막형성량이 충분치 않아서 도장 후 내식성에 영향을 미치고 30ppm 이상이면 금속표면에 구리가 부분적으로 석출되어 금속표면색상이 변색되므로 구리이온함량이 10~30ppm 인 것이 바람직하다. 구리이온의 공급원은 금속의 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 무기염 또는 유기화합물 등을 사용할 수 있으나, 특별히 한정되어 있지는 않다.
수소이온지수(pH)은 작업용액의 저장 안정성과 피삭소재의 부식방지 등의 목적으로 아민알콜류 등의 유기화합물이나 혼합물과 탄산염, 불소염, 암모늄염, 질산염등과 같은 금속무기염을 적절하게 사용할 수 있으며, 수소이온농도지수(pH)8.5~9.5 범위 내에서 조절, 사용하는 것이 바람직하며 상세하게는 pH8.5 이면 용액조성물 내의 곰팡이, 세균 등에 의해서 용액이 변질 될 수 있고, pH 9.5 이면 작업자의 피부를 자극할 수 있고, 비철금속 표면부식이나 가공 후 저장 중에 금속표면이 부분부식이나 변색 될 수 있으므로 pH8.5~9.5 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
각 구성 물질은 도장품질에 영향을 미치므로 작업용액은 피삭소재 표면에 오염물질이 부착, 응집되거나, 금속석검류나 슬러지을 생성하지 않고, 분산성이 양호하도록 선택, 배합되어야 하며, 그 최적 처리조건은 에멀젼타입의 수용성절삭유제의 기능과 금속이온함량 100~600ppm을 함유하고, 수소이온지수(pH)8.5~9.5, 구리이온 10~30ppm, 유리불소함량 10~100ppm을 유지하여야 한다.
본 발명조성물의 구성물 중 실란가수분해물과 친환경금속염(지르코늄염등)을 제외한 제외한 각 구성물질을 혼합, 교반하면서 트리에탄올아민등의 알카리성 구성성분으로 용액의 수소이온지수를 pH 9로 조절하면서 투입하면 용액혼합중에 부반응이 없으며, 별도로 실란가수분해물과 친환경금속염(지르코늄등)을 교반, 용해 한 다음 교반하면서 두 용액을 혼합하며, 이 또한 용액의 수소이온지수가 pH 9 가 되도록 트리에탄올아민을 순수에 희석하여 소량씩 투입하여 제조 한다. 조성물용액은 각 구성물질에 의한 화학반응이나 침전물등이 없어야 하며, 금속이나 비철금속 접촉시에만 화학반응이 이루어져 금속표면에 복합 금속 실란 피막염결정이 형성된다
상기에서 상술한 발명용액 조성물을 이용한 표면처리 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명조성물을 이용하여 대표도의 도 1 알루미늄휠 제조공정 중의 금속피삭공정인 "CNC P.C.D Valve hole machining" 에서 용액온도를 5 이상 유지하여 작업하였고, 피삭 완료된 된 소재금속은 도 5 발명조성물용액 전처리공정도(7개 공정)으로 처리하였으며, 발명조성물내의 에멀젼타입의 수용성절삭유 함량은 BRIX 농도계로 측정, 농도를 보정하고, "ICP"을 이용하여 작업용액내의 금속함량을 분석, 농도를 보정의 피삭소재표면의 금속피막부착량은 FRX로 측정하였다.
본 발명조성물용액인 에멀젼타입의 금속표면가공용 복합 수용성 절삭유를 이용한 도장 하지용 금속피막염 표면처리 용액 조성물 및 그 표면처리 방법의 기술 효과를 알아보기 위해 다음과 같이 실험을 실시하였다.
비교 예
전처리제
본 발명 조성물용액의 비교 예의 시료로 일반 냉연봉강(SPCC), 알루미늄휠등 2종류를 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유(BRIX농도 8%)를 사용하여 CNC의 구동축 회전속도 2,000rpm로 가공하고, 아래의 표 1 국내 자동차 도장라인의 인산아연염피막(전착도장)과 표 2 의 크로메이트피막처리는 관련 사용설명서(TSDS)에 따라 처리 후 전착도장(비교 예1)과 분체, 액상소부도장(비교 예2-일반도장제품, 비교 예 3-D/C 도장제품)하여 발명용액조성물 처리제품의 비교 시료로 사용하였다.
각 도장 시료의 관련 규격과 시험항목, 평가방법은 "KS D ISO 3520, 도장용 융아연 도금강판 및 강대와 KS M ISO 2409 도료의 밀착성 시험방법"에 따라 실험되었고, 이외의 항목은 국내 자동차분야의 도장 규격과 표 3 , 표 4 을 적용하였으며 금속표면의 피막 부착량은 표 5 와 같았다.
적용 페인트
. 전착도료 : 비교 예1의 인산아연피막염 처리 후 적용 도료는 국내 자동차부품 도장라인에서 사용되는 전착도료(NV: 19 wt/v %)를 사용하였다.
. 액상페인트 , 분체도료 : 국내 자동차 알루미늄휠 도장라인에서 사용되는 동일한 제품을 사용하였다(알루미늄휠 공정에서 처리)
{ 표 1 } 인산아연피막 처리 및 전착도장 방법
{ 표 2 } 크로메이트 처리 및 도장방법
{ 표 3 } 인산아연염피막의 요구품질 및 시험방법
[ 표 4 ] 크로메이트피막(알루미늄휠)의 요구품질 및 시험방법
{ 표 5 } 전처리 피막 후 금속표면의 피막부착량 측정
{ 실시 예 }
▶ 금속표면 가공용 복합 수용성 절삭유(에멀젼타입)
발명용액조성물을 농도를 8％가 되도록 희석하여 대표도 도 1 피삭공정인 "CNC ＆ P.C.D Valve hole machining"에서 냉연봉강(SPCC)과 알루미늄휠등 2종류를 피삭가공하여, 대표도 도 5의 "발명조성물용액 처리 후 전처리 공정" 처리 후 전착도장(실시 예1, 예2, 예3)과 분체, 액상소부도장(실시 예4 ∼예113)하여 실시 예의 시료로 사용하였으며 금속표면의 피막부착량은 { 표 5 }와 같았다.
▶ 적용페인트와 각 도장 시료의 관련 규격과 시험항목, 평가 방법은 비교 예와 동일하다
냉연봉강을 아래의 { 표 6-1 }의 " CNC의 발명조성물 처리조건" 중 발명조성물용액의 적용조건을 수소이온지수(pH) 8.5, 금속이온함량 100ppm, 유리불소 10ppm, 구리이온 10ppm 함유한 용액을 CNC의 구동축 회전속도를 1,500rpm로 맞추어 소재피삭공정에 적용 한 후 { 표 6-2 } 공정의 전처리 와 도장하여 상기 비교 예와 동일하게 도장시료의 관련규격, 시험항목과 방법을 동일하게 적용하였다.
{ 표 6 } 발명조성물용액 처리조건 및 전처리, 도장공정
▶ { 표 6-1 } 발명조성물용액 조건 - 에멀젼타입
{ 표 6-2 } 피삭금속의 전처리 및 액상 소부도장공정(총 7개 공정)
{ 표 6 } 발명조성물용액 처리조건 및 전처리, 도장공정
▶ { 표 6-1 } 발명조성물용액 조건 - 에멀젼타입
{ 표 6-2 } 피삭금속의 전처리 및 액상 소부도장공정(총 7개 공정)
발명조성물용액의 수소이온지수(pH) 9.0 금속함량 200ppm, 유리불소 20ppm, 구리이온 10ppm 함유한 용액을 CNC의 구동축 회전속도를 2,000rpm로 변경 한 것 이외에는 실시 예1과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명조성물용액의 수소이온지수(pH) 9.5 금속함량 300ppm, 유리불소 40ppm 함유한 용액을 CNC의 구동축 회전속도를 2,500rpm로 변경 한 것 이외에는 실시 예1과 동일하게 시료를 처리하였다.
알루미늄휠을 아래의 { 표 6-1 }의 "발명조성물 처리조건" 중 발명용액의 적용조건을 수소이온지수(pH) 8.5, 금속함량 100ppm, 유리불소 10ppm, 구리이온 10ppm 함유한 용액을 CNC의 구동축의 회전속도를 1,500rpm로 맞추어 소재피삭공정에 적용 한 후 알루미늄휠은 { 표 6-2 } 전처리, 건조 후 분체, 액체도료로 소부도장(전착도장제외)하였고, 도장시료의 관련규격, 시험항목과 방법은 상기 비교 예와 동일하게 적용하였다.
발명용액의 수소이온지수(pH)을 9.0로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 수소이온지수(pH)를 9.5로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 200ppm로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 300ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 400ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 500ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 600ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 200ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 300ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 400ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 500ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 600ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시편을 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 200ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 300ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 400ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 500ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 금속함량을 600ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시편을 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 20ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 40ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 60ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 80ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 100ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 150ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 20ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 40ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 60ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 80ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 100ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 150ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예5와 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 20ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 40ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 60ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 80ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 100ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
발명용액의 유리불소를 150ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예6과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예7과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예8과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예9와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예10과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예11과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예12와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예13과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예14와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예15와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예16과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예17과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예18과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예19와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예20과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예21과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예22와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예23과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예24와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예25와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예26과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예27과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예28과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예29와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예30과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예31과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예32와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예33과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예34와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예35와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예36과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예37과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예38과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예39와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예4와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예7과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예8과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예9와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예10과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예11과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예12와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예13과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예14와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예15와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예16과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예17과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예18과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예19와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예20과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예21과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예22와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예23과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예24와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예25와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예26과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예27과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예28과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예29와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예30과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예31과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예32와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예33과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예34와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예35와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예36과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예37과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예38과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,500rpm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예39와 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm과 구리이온 20ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예1과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm과 구리이온 30ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예1과 동일하게 시료를 처리하였다.
CNC 구동축의 회전속도를 2,000rpm과 구리이온 40ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예1과 동일하게 시료를 처리하였다.
종래의 에멀젼타입수용성절삭유를 사용하여 CNC 구동축의 회전속도 2,000rpm으로 알루미늄휠 표면을 피삭 한 후 { 표 6-1 } 발명조성물 처리조건의 수소이온지수(pH)8.5, 금속이온함량 200ppm, 유리불소 10ppm, 구리이온 10ppm의 발명조성물용액을 온도 40℃에서 50rpm으로 교반하면서 3분간 침적 처리된 시료를 { 표 6-2 } 피삭금속의 전치리 및 분제, 액상 소부도장공정(총 7개 공정)에 따라 처리하여 시험시료로 사용하였다.
금속이온함량을 300ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예 111과 동일하게 시료를 처리하였다.
금속이온함량을 400ppm으로 변경 한 것 이외에는 상기 실시 예 111과 동일하게 시료를 처리하였다.
[ 표 6 ] 전처리, 도장 후 물성시험 결과
종래의 인산아연피막염과 크로메이트피막 처리된 비교 예1~예3은 이미 상용화된 방법으로 국내 도장 관련업계에서 요구하는 대부분의 시험 항목을 만족한다. 그러나 철 소재(CR)에서 염수분무성 시험시간을 종래의 일반적인 기준인 500~720시간을 800시간으로, 알루미늄소재(AL)의 CASS 시험시간을 120~168시간에서 200시간으로 연장하여 시험시 비교 예1, 예2, 예3에서 각각 시험전 도장표면의 Cut 부위로부터 4mm이상의 부식이 발생하였으나 실시 예 13의 철소재(CR)과 실시 예4~110의 알루미늄소재는 비교 예 대비 모두 보다 좋은 결과를 얻을수 있었고, 내염온수 2차부착성(240시간)과 염수분무성 시험에서도 비교 예1예3 대비 실시 예1~예3과 예4~예110은 시험 후 편측 박리 정도가 양호하였고, 유리불소함량을 10~100ppm으로 처리된 시료는 외관변색이 없으나 150ppm으로 상승시킨 실시 예27, 예33, 예39, 예61, 예67, 예73, 예95, 예101, 예107의 시료는 부분적으로 과도한 표면에칭이 발생하여 피삭표면에서 약한 연갈색엷은검은색의 변색되었다.
구리이온함량조건을 변경시킨 실시예108, 예109은 양호하나 실시 예110은 표면색상이 구리색갈색으로 변색되어 외관 불량이 발생되었다.
Filliform 시험은 종래의 일반적인 시험시간인 680~1000시간을 1000시간 까지 시험 후 관찰시 비교예2, 예3과 실시 예4실시 예110 모두 양호하였고, 내염 온수 2차부착성(240시간)에서는 편측 박리정도가 비교 예 보다 양호한 결과를 얻을 수 있었으며, CNC 구동축 회전속도에 따른 도장물성 차이는 없었다.
또한 실시 예112, 예113에서 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유로 피삭된 알루미늄 소재를 발명조성물용액에서 침적, 교반하여 전처리, 도장처리한 제품은 염수분무성에서 480시간, CASS 120시간, Filliform 480시간까지는 양호하였으나 이 후 부식이 급속히 진행되었고, 본 발명조성물용액을 피막 대체로 시험된 예111~예113에서 금속이온함량이 높은 실시 예113~예112은 실시 예111보다 시험 후 편측 부식진행 정도가 다소 나았으며, 금속이온함량이 높을수록 CASS, Filliform, 염수분무성이 향상되는 것으로 추정되며, 본 발명용액을 사용하면 산업현장에서 본 발명용액을 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유를 대체하여 사용되면 친환경적작업장 운용과 신설되는 표면처리공정-도장공정설비의 비용절감과 이산화탄소발생 억제로 기존의 공정보다 향상된 경쟁력을 가질 것으로 판단된다.
[ 표 6 ] 전처리, 도장 후 물성시험 결과
종래의 인산아연피막염과 크로메이트피막 처리된 비교 예1~예3은 이미 상용화된 방법으로 국내 도장 관련업계에서 요구하는 대부분의 시험 항목을 만족한다. 그러나 철 소재(CR)에서 염수분무성 시험시간을 종래의 일반적인 기준인 500~720시간을 800시간으로, 알루미늄소재(AL)의 CASS 시험시간을 120~168시간에서 200시간으로 연장하여 시험시 비교 예1, 예2, 예3에서 각각 시험전 도장표면의 Cut 부위로부터 4mm이상의 부식이 발생하였으나 실시 예 13의 철소재(CR)과 실시 예4~110의 알루미늄소재는 비교 예 대비 모두 보다 좋은 결과를 얻을수 있었고, 내염온수 2차부착성(240시간)과 염수분무성 시험에서도 비교 예1예3 대비 실시 예1~예3과 예4~예110은 시험 후 편측 박리 정도가 양호하였고, 유리불소함량을 10~100ppm으로 처리된 시료는 외관변색이 없으나 150ppm으로 상승시킨 실시 예27, 예33, 예39, 예61, 예67, 예73, 예95, 예101, 예107의 시료는 부분적으로 과도한 표면에칭이 발생하여 피삭표면에서 약한 연갈색엷은검은색의 변색되었다.
구리이온함량조건을 변경시킨 실시예108, 예109은 양호하나 실시 예110은 표면색상이 구리색갈색으로 변색되어 외관 불량이 발생되었다.
Filliform 시험은 종래의 일반적인 시험시간인 680~1000시간을 1000시간 까지 시험 후 관찰시 비교예2, 예3과 실시 예4실시 예110 모두 양호하였고, 내염 온수 2차부착성(240시간)에서는 편측 박리정도가 비교 예 보다 양호한 결과를 얻을 수 있었으며, CNC 구동축 회전속도에 따른 도장물성 차이는 없었다.
또한 실시 예112, 예113에서 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유로 피삭된 알루미늄 소재를 발명조성물용액에서 침적, 교반하여 전처리, 도장처리한 제품은 염수분무성에서 480시간, CASS 120시간, Filliform 480시간까지는 양호하였으나 이 후 부식이 급속히 진행되었고, 본 발명조성물용액을 피막 대체로 시험된 예111~예113에서 금속이온함량이 높은 실시 예113~예112은 실시 예111보다 시험 후 편측 부식진행 정도가 다소 나았으며, 금속이온함량이 높을수록 CASS, Filliform, 염수분무성이 향상되는 것으로 추정되며, 본 발명용액을 사용하면 산업현장에서 본 발명용액을 종래의 에멀젼타입의 수용성절삭유를 대체하여 사용되면 친환경적작업장 운용과 신설되는 표면처리공정-도장공정설비의 비용절감과 이산화탄소발생 억제로 기존의 공정보다 향상된 경쟁력을 가질 것으로 판단된다.
▶대표도 2
▷종래의 대표적인 인산아연피막공정
1 : 탕세 2 : 탈지 3 : 탈지
4 : 수세 5 : 수세 6 : 표면조정
7 : 인산아연피막 8, 9 : 수세 10 : 순수세
▷발명조성물용액 적용 후 공정
1 : 탕세 2 : 발명용액 3 : 발명용액
4 : 순수세 5 : 순수세
▷종래의 대표적인 인산아연피막공정
1 : 탕세 2 : 탈지 3 : 탈지
4 : 수세 5 : 수세 6 : 표면조정
7 : 인산아연피막 8, 9 : 수세 10 : 순수세
▷발명조성물용액 적용 후 공정
1 : 탕세 2 : 발명용액 3 : 발명용액
4 : 순수세 5 : 순수세
Claims (7)
- 금속 또는 비철금속표면 피삭 가공시 사용되는 에멀젼타입의 수용성절삭유 제내에 텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 은, 티타늄, 하프늄 중 한 개 이상의 금속이온과 실란가수분해물 및 유리불소, 구리이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 에멀젼타입의 수용성 절삭유제 조성물.
- 제1항에 있어서,
텅스텐, 몰리브덴, 규소, 마그네슘, 바나듐, 지르코늄, 은, 티타늄, 하프늄 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 금속이온 금속이온함량이 10~5,000ppm인 것으로 특징으로 하는 에멀젼타입의 수용성절삭유제 조성물. - 제1항에 있어서,
유리불소함량을 5~500ppm을 첨가하는 것을 특징으로 하는 에멀젼타입의 수용성절삭유제 조성물. - 제1항에 있어서,
구리이온을 5~50ppm을 첨가하는 것을 특징으로 하는 에멀젼타입의 수용성절삭유제 조성물. - 제1항의 에멀젼타입의 수용성절삭유조성물을 이용한 금속표면 전처리방법에 있어서,
탕세, 탈지, 및 피막, 수세, 순수세 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장하지용 금속 표면의 전처리 방법.
- 삭제
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020130107688A KR101434112B1 (ko) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | 도장하지용 금속표면처리 복합수용성절삭유 및 그 전처리방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020130107688A KR101434112B1 (ko) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | 도장하지용 금속표면처리 복합수용성절삭유 및 그 전처리방법 |
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| KR1020130107688A Active KR101434112B1 (ko) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | 도장하지용 금속표면처리 복합수용성절삭유 및 그 전처리방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240083707A (ko) | 2022-12-05 | 2024-06-12 | 부산대학교 산학협력단 | 타이타늄 스크랩을 이용한 절삭폐수 처리 장치 및 방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040058037A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 화성 처리제 및 표면 처리 금속 |
| KR20040058040A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 화성 처리제 및 표면 처리 금속 |
| KR20040058039A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 도장 전처리 방법 |
| KR101067993B1 (ko) | 2006-03-15 | 2011-09-26 | 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 | 구리재료용 표면처리액, 구리재료의 표면처리방법, 표면처리 피막 부착 구리재료, 및 적층부재 |
| KR101129212B1 (ko) | 2006-11-21 | 2012-03-26 | 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 | 환경 대응형 프리코팅 금속 재료용 수계 표면 처리제, 그리고 표면 처리 금속 재료 및 환경 대응형 프리코팅 금속 재료 |
-
2013
- 2013-09-09 KR KR1020130107688A patent/KR101434112B1/ko active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040058037A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 화성 처리제 및 표면 처리 금속 |
| KR20040058040A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 화성 처리제 및 표면 처리 금속 |
| KR20040058039A (ko) * | 2002-12-24 | 2004-07-03 | 니폰 페인트 가부시키가이샤 | 도장 전처리 방법 |
| KR101067993B1 (ko) | 2006-03-15 | 2011-09-26 | 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 | 구리재료용 표면처리액, 구리재료의 표면처리방법, 표면처리 피막 부착 구리재료, 및 적층부재 |
| KR101129212B1 (ko) | 2006-11-21 | 2012-03-26 | 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 | 환경 대응형 프리코팅 금속 재료용 수계 표면 처리제, 그리고 표면 처리 금속 재료 및 환경 대응형 프리코팅 금속 재료 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240083707A (ko) | 2022-12-05 | 2024-06-12 | 부산대학교 산학협력단 | 타이타늄 스크랩을 이용한 절삭폐수 처리 장치 및 방법 |
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