KR0146872B1 - 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막의 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 외판등에 널리 사용되는 강판상에 아연피막을 형성시키는 방법에 관한 것으로써, 저항가열식 진공증착법에 의해 기판 온도 및 증착율을 적절히 제어함으로써, 밀도가 높고 표면이 평활하며 은백색의 밝은 아연피막을 강판상에 형성하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 저항 가열식 진공증착법에 의해 아연피막을 강판상에 형성하는 방법에 있어서, 기판의 온도를 180-250℃의 온도범위로 유지한 상태에서 0.6-1.5μm/min의 증착율로 기판상에 아연을 증착시켜 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막을 형성하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막의 형성방법

제1도는 본 발명에 따라 제조된 아연피막의 표면 및 단면에 대한 주사전자현미경 사진.

제2도는 종래의 저항가열식 진공층착법에 의해 제조된 아연피막의 표면 및 단면에 대한 주사전자현미경 사진.

본 발명은 자동차용 외판등에 널리 사용되는 강판상에 아연피막을 형성시키는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 저항가열식 진공증착법에 의해 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막을 형성시키는 방법에 관한 것이다.

철강제품의 부식을 방지하는 방법으로 아연도금이 가장 경제적이면서 효과적인 것으로 알려져 널리 사용되어 왔다. 상기 아연도금은 예로서 자동차용 외판, 가전 및 건재용 등으로 널리 사용되고 있다.

강판상에 아연을 피복시키는 방법으로는 전기도금법과 용융도금법이 널리 이용되고 있다. 전기아연도금법은 아연이 함유된 용액속에 강판을 통과시키면서 전기 분해 방법을 이용하여 아연이온을 강판상에 부착시키는 방법으로 주로 40g/㎡ 이하의 박도금 제조에 이용되어 가전제품용으로 사용되고 있다. 그러나 상기 전기아연도금법은 염화아연 또는 황화아연 용액을 사용하기 때문에 공해 유발의 가능성이 크며 따라서 별도의 폐수 처리 공정이 필요해 원가 상승의 원인이 되는 문제점이 있다. 용융아연도금법은 용융아연이 들어있는 아연욕에 강판을 통과시켜 아연을 부착시키는 방법으로 이는 주로 40g/㎡ 이상의 후도금 제조에 이용하여 건재용으로 사용되고 있다. 그러나 상기 용융아연도금법은 강판이 고온상태인 아연욕에 침지되어 도금이 이루어지므로 소지 강판의 기계적 성질에 영향을 주게되고 따라서 소지강판의 선택에 제약이 따르는 문제점이 있다.

한편, 강판상에 아연을 피복시키는 또다른 방법으로는 진공증착법이 알려져 있다. 상기 진공증착법으로는 단순 진공증착방식, 이온플레이팅방식, 스파터링방식으로 나눌수 있으며, 단순진공증착은 저항가열식과 전자빔식으로 구분을 행하였는데, 그런데, 아연의 경우에는 증기압이 높기 때문에, 대부분 저항가열식 진공증착법에 의해 아연피막을 형성시키고 있다.

자헝가열식 진공증착법으로 아연피막을 형성하는 경우에는 부착량 조절이 쉽고 부착량에 제한이 없으며, 기판의 온도를 아연의 용융온도 이하로 낮게 유지할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 저항 가열식 진공증착법에 의해 형성된 아연피막은 밀도가 낮고(기공이 많음), 표면 또한 거칠어 외관이 밝지 못한 문제점이 있다. 즉, 기공이 많아 구멍부식이 늘어나 내식성이 저하되고, 외관이 밝지 못하여 후처리등에 영향을 주므로 전반적으로 아연피막 특성이 저하하는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기한 종래의 문제점을 개선시키기 위하여 저항 가열식 진공증착법에 대하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 저항 가열식 진공증착법에 있어서 기판 온도 및 증착율을 적절히 제어함으로써, 밀도가 높고 표면이 평활하며 은백색의 밝은 아연 피막 강판상에 형성하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 저항 가열식 진공증착법에 의해 아연피막을 강판상에 형성하는 방법에 있어서, 기판의 온도를 180-250℃의 온도범위로 유지한 상태에서 0.6-1.5μm/min의 증착율로 기판상에 아연을 증착시켜 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따라 강판상에 아연피막을 형성시키고자 하는 경우에는 우선 강판(냉간 압연강판)을 알칼리 수용액등으로 탈지하고, 아세톤과 알콜등을 이용하여 초음파 세척한후 소지기판을 준비한다. 다음에, 소지기판을 진공조에 장입한 후 진공펌프를 이용하여 10^-5토르 이하로 배기한다. 이어서, 할로겐 히터등을 이용하여 기판을 180℃-250℃로 가열한다. 기판의 온도가 안정상태에 이르면 우선 증발원을 증발시의 전력보다 조금 낮은 전력에서 충분히 탈개스 시킨다. 여기서, 탈개스 공정이 필요한 것은 증발원의 표면과 증발물질에 잔류하는 불순물을 제거하기 위해서이다. 탈개스 공정이 끝나면 본격적으로 증발시키는 단계가 되는데, 증착율이 0.6μm/min이상, 바람직하게는, 0.6-1.5μm/min이 되도록 증발원의 전력을 맞춘 다음 셔터를 열어 증착시킴으로써, 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막이 형성된다.

본 발명에서, 기판온도를 180℃-250℃로 제한한 것은 기판온도가 180℃이하가 되면 피막의 외관이 검을 뿐만 아니라 피막의 밀도 또한 낮아져 내식성이 저하되기 때문이며, 250℃이상이 되면 기판에 증착된 아연피막이 재증발이 일어나 증발율이 현저히 저하되고 따라서 생산성이 떨어지기 때문이다.

증착율을 0.6μm 이상으로 제한한 것은 증착율이 0.6μm이하가 되면 기판에 아연이 증착될 때 응축열이 충분하지 않아 고른 외관과 고밀도의 피막을 얻을수 없기 때문이다.

한편, 본 발명의 방법중 필요한 경우에는 증착전에 진공중에서 기판을 스퍼터링청정을 행하였는데, 이는 소지기판과 아연피막 사이의 밀착성을 확보하기 위한 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 1과 같은 증착조건으로 강판상에 아연피막을 진공 증착한 후, 아연 피막의 밀도, 외관 및 내식성을 조사하고 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

또한, 표 1에는 전기도금법 및 용융도금법에 의해서 제조된 아연피막의 밀도, 외관 및 내식성에 대해서도 나타나 있다.

하기표 1에서, 진공증착법의 경우에는 아연 피막의 두께는 50g/㎡이고, 피막의 밀도는 아연 덩어리 시편의 밀도와 비교하여 덩어리 시편을 100으로 하여 95% 이상은 대로, 85-95%의 경우에는 중으로 85%이하의 경우는 소로 구분하여 나타내었다.

또한, 하기표 1에서, 피막의 외관은 제조된 피막을 육안으로 관찰하여 나타낸 색상을 의미하고, 내식성은 피막의 두께가 가장 얇은 전기도금의 두께인 5.5μm를 기준으로 전기도금보다 우수하면 ○으로 전기도금과 유사하면 △으로 전기도금보다 열등하면 X로 표시한 것이다.

한편, 하기 표 1중에서 발명예(1) 및 비교에(2)에 따라 제조된 아연피막의 표면 및 단면에 대하여 주사전자현미경 관찰하고, 그 결과를 제1도 및 제2도에 나타내었다.

제1도 및 제2도에서 (a)는 아연피막의 표면에 대한 주사전자현미경 사진을 나타내고, (b)는 아연피막의 단면에 대한 주사전자현미경 사진을 나타낸다.

상기 표 1에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 아연피막을 증착시킨 경우 (발명예(1-4))가 본 발명을 벗어나는 증착율 및/또는 기판온도 조건에서 아연피막을 증착시킨 경우 (비교예(1-3))와 종래의 전기도금법 및 용융도금법에 의해 아연피막을 형성시킨 경우 (비교예(4) 및 (5))에 비하여 피막 밀도가 높고, 내식성이 우수함을 알수 있다. 또한 발명예(1-4)의 경우에는 은백색의 외관을 가짐을 알 수 있다.

한편, 제1도에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 제조된 아연피막(발명예(1))의 경우에는 피막이 매우 조밀하고, 표면에 기공이 보이지 않고, 단면 또한 주사형으로 성장하되 매우 치밀함을 알수 있다.

이에 반하여, 통상의 진공증착법에 의해 제조된 아연피막(비교예(2))의 경우에는 표면에 많은 기공이 존재하고, 단면 또한 치밀하지 못함을 알수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 방법으로 아연피막을 제조하는 경우에는 피막의 밀도가 높고 외관이 미려하여 특성이 우수한 아연피막의 제조에 이용할 수 있어 도금강판의 품질향상은 물론 수요 및 제품의 확대를 기대할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 저항가열식 진공증착법에 의해 아연피막을 강판상에 형성하는 방법에 있어서, 기판의 온도를 180-250℃의 온도범위로 유지한 상태에서 0.6-1.5㎛/min의 증착율로 기판상에 아연을 증착시킴을 특징으로 하는 밀도가 높고 표면이 평활한 은백색의 아연피막의 형성방법.