KR100295613B1 - 용융아연도금강판용크로메이트전처리제제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융아연도금강판의 크로메이트처리 이전에 전처리를 실시하므로서 크로메이트처리제의 도장 후 내식성 및 도막밀착성이 향상되도록 하는 용융아연도금강판용 크로메이트 전처리제 제조방법에 관한 것으로, 니켈염과 같은 니켈성분 또는 코발트설페이트, 코발트나이트레이트 등의 코발트염중 코발트성분이 포함된 용액을 1종 혹은 2종이상 혼합하여 40∼100g/l로 구성되고, 불산 혹은 나트륨, 칼륨, 암모늄 등을 갖는 불소염으로 불소이온이 50∼90g/l로 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트 등의 유기인산으로 인산성분이 30∼80g/l로 구성하여서 된 것이다.

Description

[발명의 명칭]

용융아연도금강판용 크로메이트 전처리제 제조방법

[발명의 상세한 설명]

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 용융아연도금강판의 크로메이트처리 이전에 전처리를 실시하므로서 크로메이트처리제의 도장 후 내식성 및 도막밀착성이 향상되도록 하는 용융아연도금강판용 크로메이트 전처리제 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 크로메이트처리는 주요 아연도금후 보관 및 수요가까지의 운송등에서 발생되는 아연의 부식으로 인한(백청 및 흑청) 강판의 손상을 방지하기 위해 일시적인 방청용으로 주로 사용되어져 왔으며, 가전제품의 내판 및 건자재용의 무도장재에 많이 이용되고 있으나 근년에는 도장하지용으로도 인산염대신에 많이 이용되고 있다.

특히 인산염용액 대신에 크로메이트용액의 관리 및 작업성 제조시 하지용으로 널리 사용되고 있을 뿐 아니라 고내식강판의 제조에 널리 이용되고 있다.

이에 따라 일반적으로 도장강판에 사용되고 용융아연도금 강판의 하지용으로 도포형크로메이트가 주로 사용되고 있다. 이는 반응형 및 전해형 대비 용액의 사용이 간편하고 내식성이 우수하며 환경공해 측면에서 용액의 배출이 거의 없기 때문이다.

도포형 크로메이트의 경우 크롬1가와 6가의 조정에 의해서 품질특성이 크게 좌우되며 크롬 3가와 6가의 함량비에 있어서 3가 크롬이 많으면 6가 크롬의 용출은 감소하나 내식성 및 용액의 안정성이 저하되며 6가 크롬의 함량이 증가하면 내식성은 향상되나 상도도막과의 2차 밀착성이 나빠지게 됨으로 상호 적절한 함량비의 관리가 요구된다.

그러나 용액의 사용에 따라 용액의 경시변화가 생기며 일반적으로 적은 량의 크롬 코팅량에 의해 강판의 도포 상태가 불균일 할 경우 품질 특성의 저하를 가져오게 된다.

최근에는 용융 아연 도금 강판 제조시 스팽글의 크기를 작게하기위해 도금욕내에 Pb 성분을 넣지 않는 추세로서 이에 따라 크로메이트처리시 강판 표면의 활성점이 적어짐에 따라 크로메이트의 균일 부착성이 떨어져 도막밀착성이 저하되는 요인이 되고 있다.

그러나 일반적인 도장처리시에는 이에대한 문제점은 크게 부각되지 않아 기존의 크로메이트 용액을 사용하고 있으나, 도막 밀착성등이 엄격히 요구되는 제품에 대해서는 이에 대한 개선이 요구되는 설정이다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로, 크로메이트 처리이전에 전처리를 실시하여 도금강관의 소재표면에 금속피막을 형성시키고, 아연도금강판의 표면을 활성화시켜 소재와 크로메이트피막의 밀착성을 향상시키고, 금속표면을 평활케하여 크로메이트용액의 균일성을 향상시키는 효과를 가져오게하며 내식성 및 도막말착성의 향상을 가져오도록 함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명의 특징은 니켈염과 같은 니켈성분 또는 코발트설페이트, 코발트나이트레이트 등의 코발트염중 코발트성분이 포함된 용액을 1종 혹은 2종이상 혼합하여 40∼100g/l로 구성되고, 불산 혹은 나트륨, 칼륨, 암모늄등을 갖는 불소염으로 불소이온이 50∼90g/l로 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트 등의 유기인산으로 인산성분이 30∼80g/l로 구성됨에 의한다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명은 니켈염과 같은 니켈성분 또는 코발트설페이트, 코발트나이트레이트 등의 코발트염중 코발트성분이 포함된 용액을 1종 혹은 2종이상 혼합하여 40∼100g/l로 구성되고, 불산 혹은 나트륨, 칼륨, 암모늄 등을 갖는 불소염으로 불소이온이 50∼90g/l로 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트등의 유기인산으로 인산성분이 30∼80g/l로 구성된 용액으로 되어 있다.

또한 상기 본 발명에 의한 전처리용액은 침지 및 스프레이 등의 처리방법에 의해 처리가능하며 처리온도는 30∼60℃내의 온도하에서 처리하는 방법이 제공되며 처리후 잔존하는 용액을 수세처리하고 곧바로 건조를 행한 후 이후 공정인 크로메이트 처리를 실시하게 된다.

상기 본 발명에 의한 전처리 용액은 니켈/코발트, 불소 및 유기인산성분으로 구성되어지며 이들 각 성분 및 함량에 대해 상세히 설명한다.

우선 니켈염 및 코발트설페이트 등의 염을 물에 녹여 40∼100g/l로 한다.

이때 용액의 농도가 40g/l이하일 경우 금속성분의 석출이 적어 도료밀착성의 향상효과를 기대하기가 어렵게 되며 100g/l 이상일 경우 석출량은 증가하나 석출하는 만큼의 더 이상의 효과를 기대하기 어려우며 석출량이 많아짐에 따라 용액의 소모량도 증가되어 용액의 원단위증가를 가져오므로서 불필요하게 된다.

또한 금속성분의 다량 석출로 인해 도장후 일부 어두운 색상을 띄게 되어 표면외관이 불량해지는 문제점이 발생된다.

불소 이온의 경우는 불산 혹은 나트륨, 칼륨, 암모늄 등을 갖는 불소염으로 불소이온이 50∼90g/l으로 성분함량이 50g/l 이하인 경우 도금표면의 산화알루미늄의 제거기능이 약하여 금속치환효율이 떨어지게 되며 90g/l 이상의 경우 도금층이 심하게 용출되어 슬러지의 생성이 용이하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

디메틸포스파이트 등의 유기인산을 이용하여 인산성분이 30∼80g/l의 함량으로 30g/l 이하일 경우에는 금속 치환은 물론 용출 알루미늄 및 아연의 용해가 잘 이루어지지 않으며 80g/l 이상일 경우 도금층내의 알루미늄 및 아연의 과다한 용출로 슬러지가 다량 생성하는 문제가 된다.

또한 본 용액을 사용할 때 스프레이 및 침지처리에 의해 사용하는 것이 가능하나 스프레이 처리방법을 사용하는 것이 효율적이다.

이는 스프레이처리시 침지방법 대비 반응이 빠르기 때문에 처리시간을 단축할 수 있기 때문이다.

용액의 처리온도는 30∼60℃가 바람직하며 이는 30℃ 미만의 경우 반응이 매우 낮게 일어나기 때문이며 60℃ 이상의 경우는 반응이 더욱 빠르게 진행되지 않음은 물론 용액의 증발에 의한 용액농도 관리에 어려움 및 열원의 손실이 생기기 때문이다.

이하, 본 발명의 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

탈이온수 100ml에 니켈설페이트 및 코발트설페이트, 불산 및 디메틸포스파이트를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 함량별로 용해시킨 후 충분히 교반을 행하고 용액의 온도를 일정온도로 가열하였다.

이후 충분히 세정 처리된 아연 도금 부착량이 50/50g/㎡, 두께 0.6㎜, 700×150㎜인 용융 아연 도금 강판에 스프레이 노즐을 이용하여 분무압 1㎏/㎟으로 처리를 행하고 곧바로 순수로 수세를 행한 후 건조하였다.

건조된 시편은 롤코터를 이용하여 크로메이트 처리를 행하였으며 크로메이트 처리후 멜라민-알키드계 도료를 바코터를 이용하여 건조 도막 두께;로 20㎛의 두께가 되도록 처리를 행한 후 도막 밀착성 및 내식성 등에 대한 평가를 행하였다.

본 발명에 의한 강판과 비교재로서 처리한 강판의 도막 밀착성 및 내식성에 대해 다음과 같은 방법으로 평가를 행하였으며 그 결과를 하기 1표에 나타내었다.

[도막밀착성]

도장은 크로메이트 처리 시편에 열경화형 멜라민-알키드계 도료를 이용하여 건조 도막 두께가 20㎛가 되도록 스프레이 도장 처리를 실시한 후 150℃에서 25분간 경화 처리를 행하였다.

밀착성 평가는 크로스컷 테스트(1㎜의 간격의 바둑판 모양으로 100개의 무늬를 만듬)를 행한 후 스카치테이프를 이용하여 도막의 박리상태를 조사하였다.

(평가기준)

◎ : 도막의 손상이 전혀 없음

○ : 도막의 박리 개수가 2개 이내

△ : 도막의 박리 개수가 10개 이내

× : 도막의 박리 개수가 10개 이상

[내식성]

도막밀착성 시편과 동일하게 도장처리를 행한 후" × "형 스크라이브를 행한후 JIS Z 2371에 의거 15일간 염수분무 시험을 행하고 각 시편의 시크라이브 편측에서 발생한 블리스터폭의 크기를 조사하였다.

(평가기준)

◎ : 블리스터 발생이 전혀 없음

○ : 블리스터 발생폭 0.3㎜이하

△ : 블리스터 발생폭 0.3∼1.0㎜

× : 블리스터 발생폭 1.0㎜이상

상기표 1의 발명예 및 비교예 결과를 설명하면 다음과 같다.

[발명예 1∼9]

제조용액내 니켈 또는 코발트 금속성분을 단독 또는 복합 첨가하고, 불소, 인산 성분을 본 발명의 조건범위로 제조한 용액을 용융 아연 도금 강판에 처리한 시편을 이용하여 도막 밀착성 및 내식성 등을 평가한 결과 우수한 물성을 나타내었다.

[비교예 1∼10]

제조 용역내 금속 성분을 단독 또는 복합 첨가하였을 경우 본 발명의 범위보다 낮은 경우에는 강판에 금속 이온의 석출이 적게 되므로서 도막 밀착성 및 내식성이 불량한 것으로 평가 되었으며 많은 량이 첨가되었을 경우 도막 밀착성 및 내식성은 우수하였으나 표면 색상이 어둡게 되는 등의 표면 외관 측면에서 불리한 결과를 가져오는 등의 문제점이 발생하였다.

또한 불소 이온 첨가의 경우 본 발명 범위보다 낮은 경우 충분한 반응이 이루어지지 않아 내식성이 떨어지는 경향을 나타내었으며 반대로 과잉의 경우 용액내 슬러지가 다량 발생되는 문제점이 나타났다. 유기 인산의 경우 발명범위보다 낮게 투입된 경우 첨가 효과가 충분치 않아 도막 밀착성이 저하되고 내식성이 불량해지는 현상을 보여주었으며 이와 반대로 다량이 첨가되었을 경우 슬러지의 다량 발생은 물론 이로 인한 내식성 및 밀착성이 저하되는 문제점이 발생되었다.

Claims (1)

1. 용융아연 도금강판용 크로메이트 전처리제 제조방법에 있어서, 니켈설페이트, 니켈나이트레이트, 니켈클로라이드 등의 니켈염중의 니켈성분 또는 코발트설페이트, 코발트나이트레이트 등의 코발트염중 코발트성분이 포함된 용액을 1종 혹은 2종이상 혼합한 40∼100g/l의 용액과, 불산 혹은 나트륨, 칼륨, 암모늄 등을 갖는 불소염으로 불소이온 50∼90g/l의 용액과, 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트드의 유기인산으로 인산성분 30∼80g/l의 용액이 각각 혼합됨을 특징으로 하는 용융아연 도금 강판용 크로메이트 전처리제 제조방법.