KR100360098B1 - 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리용액 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 크로메이트 처리이전에 행하는 전처리 용액을 적절한 함량의 니켈, 질산 및 유기인산성분으로 구성함으로서, 도금강판의 소재표면에 금속피막을 형성시키고 아연도금강판의 표면을 활성화시켜 소재와 크로메이트 피막의 밀착성을 향상시키고 금속표면을 평활하게 하여 크로메이트 용액의 균일성을 향상시킬 수 있는 전처리 용액을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크로메이트 전처리용액에 있어서, 니켈성분이 20-70g/l인 니켈염, 질산이온이 10-50g/l인 질산 또는 질산염, 및 인산성분이 30-80g/l인 유기인산을 포함하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액에 관한 것을 그요지로 한다.
Description
본 발명은 전기아연도금강판의 크로메이트처리 이전에 전처리를 실시하므로서 크로메이트 처리재의 도장후 내식성 및 도막밀착성이 향상되는 전처리용액 제조에 관한 것이다.
크로메이트 처리는 주로 아연도금후 보관 및 수요가까지의 운송등에서 발생되는 아연의 백청 및 흑청 등의 부식발생으로 인한 강판의 손상을 방지하기 위해 일시적인 방청용으로 주로 사용되어져 왔으며 가전제품의 내판 및 건자재용의 무도장재에 많이 이용되고 있다. 특히, 인산염용액 보다도 크로메이트 용액의 관리 및 작업성이 우수할 뿐 아니라 크로메이트 용액의 우수한 내식성으로 도장하지용으로 널리 사용되고 있을 뿐 아니라 고내식강판의 제조에 널리 이용되고 있다.
이에 따라 일반적으로 도장강판에 사용되는 전기아연도금 강판의 하지용으로 반응형 및 도포형 크로메이트가 주로 사용되고 있으나 근래에는 점차로 반응성을 일부 보유한 도포형 크로메이트용액으로 전환되고 있는 상황이다. 이는 반응형 및 전해형 대비 용액의 사용이 간편하고 내식성이 우수하며 환경공해 측면에서 용액의 배출이 거의 없기 때문이다. 도포형 크로메이트의 경우 크롬 3가와 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 도포상태가 불균일할 경우 품질특성의 저하를 가져오게 된다.
전기아연도금강판의 경우 전기도금용액의 불순물 관리를 철저히 하고 있으나 시간에 따른 용액의 일부가 오염됨에 따라 강판 표면의 크로메이트의 균일 부착성이 떨어져 도막밀착성이 저하되는 요인이 되고 있다. 그러나, 일반적인 도장처리시에는 이에 대한 문제점은 크게 부각되지 않아 기존의 크로메이트 용액을 사용하고 있으나 도막밀착성 등이 엄격히 요구되는 제품에 대해서는 이에 대한 개선이 요구되는 실정이다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 크로메이트 처리이전에 행하는 전처리 용액을 적절한 함량의 니켈, 질산 및 유기인산성분으로 구성함으로서, 도금강판의 소재표면에 금속피막을 형성시키고 아연도금강판의 표면을 활성화시켜 소재와 크로메이트 피막의 밀착성을 향상시키고 금속표면을 평활하게 하여 크로메이트 용액의 균일성을 향상시킬 수 있는 전처리 용액을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크로메이트 전처리용액에 있어서, 니켈성분이 20-70g/l인 니켈염, 질산이온이 10-50g/l인 질산 또는 질산염, 및 인산성분이 30-80g/l인 유기인산을 포함하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 전처리 용액은 니켈, 질산 및 유기인산 성분으로 구성되어지며 이들 각 성분 및 함량에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 니켈염을 우선 물에 녹여 니켈성분이 20-70g/l가 되도록 한다. 이때 용액의 농도가 20g/l미만일 경우 금속성분의 석출이 적어 도료밀착성의 향상 효과를 기대하기가 어렵게 되며, 70g/l를 초과할 경우 석출량은 증가하나 석출하는 만큼의 더 이상의 효과를 기대하기 어려우며 석출량이 불필요하게 된다. 또한 금속성분의 다량 석출로 인해 도장후 일부 어두운 색상을 띄게 되어 표면외관이 불리해지는 문제점이 발생된다.
상기 니켈염은 예를 들면, 니켈설페이트, 니켈나이트레이트, 니켈클로라이드 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서는 질산 또는 질산염으로 질산이온이 10-50g/l가 되도록 한다. 그 성분함량이 10g/l미만인 경우 도금표면의 산화층 제거 및 표면 오염물질의 제거기능이 약하여 금속치환효율이 떨어지게 되며, 50g/l를 초과하는 경우 도금층이 심하게 용출되어 슬러지의 생성 및 용액의 노화를 촉진하는 문제점이 발생하게 된다.
상기 질산염은 예를들면, 나트륨, 칼륨, 암모늄 등을 갖는 질산염이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 유기인산을 이용하여 인산성분이 30-80g/l가 되도록 한다. 그 함량이 30g/l미만일 경우에는 금속이온의 치환은 물론 아연의 용해가 잘 이루어지지 않으며, 80g/l를 초과하는 경우에는 도금층에의 흡착에 의해 크로메이트 처리를 불량하게 하여 도막밀착성 및 내식성이 저하하는 결과를 나타낸다.
상기 유기인산은 예를들면, 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 용액을 사용할 때는 스프레이나 침지처리에 의해 사용하는 것이 모두 가능하나, 스프레이 처리방법을 사용하는 것이 보다 효율적이다. 이는 스프레이 처리시 침지방법 대비반응이 빠르기 때문에 처리시간을 단축할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 의한 용액을 이용한 처리온도는 20-60℃가 바람직한데, 이는 20℃ 미만의 경우 반응이 늦게 일어나기 때문이며 60℃를 초과하는 경우는 반응이 더욱 빠르게 진행되지 않음은 물론 용액의 증발에 의한 용액농도 관리의 어려움 및 열원의 손실이 생기기 때문이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
탈이온수 1000ml 에 니켈설페이트, 질산 및 디메틸포스파이트를 하기표 1에 나타낸 바와같은 함량별로 용해시킨 후 충분히 교반을 행하고 용액의 온도를 40℃의 일정온도로 가열하였다. 이후 충분히 세정처리를 행한 아연도금부착량이 20/20g/m2, 두께 0.6mm, 70 x 150mm인 전기아연도금강판에 스프레이 노즐을 이용하여 분무압 1kg/mm2으로 처리를 행하고 곧바로 순수로 수세를 행한 후 건조하였다. 건조된 시편은 롤코더를 이용하여 크로메이트 처리를 행하였으며 크로메이트 처리후 멜라민-알키드계 도료를 바코더를 이용하여 건조도막두께로 20㎛ 의 두께가 되도록 처리를 행한 후 도막밀착성 및 내식성등에 대한 평가를 행하였다.
본 발명에 의한 강판과 비교재로서 처리한 강판의 도막밀착성 및 내식성에 대해 다음과 같은 방법으로 평가를 행하였으며, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.
도막밀착성
도장은 크로메이트 처리시편에 열경화형 멜라민-알키드계 도료를 이용하여 건조 도막두께가 20㎛가 되도록 스프레이 도장 처리를 실시한 후 열풍온도 250℃, 풍속 1m/sec의 분위기하에서 30초간 경화처리를 행하였다. 밀착성 평가는 크로스컷 테스트(1mm 간격의 바둑판 모양으로 100개의 무늬를 만듬)를 행한 후 스카치 테이프를 이용하여 도막의 박리 상태를 조사하였다.
(평가기준)
◎ : 도막의 손상이 전혀 없음
○ : 도막의 박리 개수가 2개 이내
△ : 도막의 박리 개수가 10개 이내
× : 도막의 박리 개수가 10개 초과
내식성
도막밀착성 시편과 동일하게 도장처리를 행한 후 "X"형 스크라이브를 행한 후 JIS Z 2371에 의거 15일간 염수분무 시험을 행하고 각 시편의 스크라이브 편측에서 발생한 블리스터폭의 크기를 조사하였다.
(평가기준)
◎ : 블리스터 발생이 전혀 없음
○ : 블리스터 발생폭 0.3mm 이하
△ : 블리스터 발생폭 0.3-1.0mm
× : 블리스터 발생폭 1.0mm 이상
| 구분 | 성분(g/l) | 도막밀착성 | 내식성 | 비고 | ||
| 니켈 | 질산 | 유기산 | ||||
| 발명예 1발명예 2발명예 3발명예 4발명예 5발명예 6발명예 7발명예 8발명예 9 | 502070505050505060 | 303030501030302040 | 505050505030803060 | ◎○◎◎○○◎○◎ | ◎◎◎◎◎◎◎○◎ | --------- |
| 비교예 1비교예 2비교예 3비교예 4비교예 5비교예 6 | 108050505050 | 30305603030 | 5050505020100 | △◎○○△△ | △◎△○○△ | -표면외관불량표면외관불량슬라지 다량 생성-- |
상기표 1과 같은 발명예 및 비교예의 결과를 분석하므로서 다음과 같은 사실을 확인할 수 있었다.
(발명예 1-9)
제조용액내 니켈금속성분 및 질산, 인산성분을 본 발명의 조건범위로 제조한 용액을 전기아연도금강판에 처리한 시편을 이용하여 도막밀착성 및 내식성등을 평가한 결과 우수한 물성을 나타내었다.
(비교예 1-6)
제조용액내 금속성분을 본 발명의 범위보다 낮은 경우에는 강판에 금속이온의 석출이 적게 되므로서 도막밀착성 및 내식성이 불량한 것으로 평가되었으며 많은 량이 첨가되었을 경우 도막밀착성 및 내식성은 우수하였으나 표면색상이 어둡게 되는 등의 표면외관 측면에서 불리한 결과를 가져오는 등의 문제점이 발생하였다. 또한 질산 첨가의 경우 본 발명 범위보다 낮은 경우 표면의 오염물질이 충분히 제거되지 않아 표면외관이 불량하였으며 충분한 석출반응이 이루어지지 않아 내식성이 떨어지는 경향을 나타내었으며 반대로 과잉의 경우 용액내 슬러지가 다량 발생되는 문제점이 나타났다. 유리인산의 경우 발명범위보다 낮게 투입된 경우 첨가효과가 충분치 않아 도막밀착성이 저하되고 내식성이 불량해지는 현상을 보여주었으며 이와 반대로 다량 첨가되었을 경우 크로메이트 처리가 불량해져 이로 인한 내식성 및 밀착성이 저하되는 문제점이 발생되었다.
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 크로메이트 처리이전에 본 발명에 따른 용액을 이용하여 전처리를 실시함으로서, 도금강판의 소재표면에 금속피막을 형성시키고 아연도금강판의 표면을 활성화시켜 소재와 크로메이트 피막의 밀착성을 향상시키고 금속표면을 평활하게 하여 크로메이트 용액의 균일성을 향상시키는 효과를 가져오게 하여 내식성 및 도막밀착성의 향상을 가져오게 된다.
Claims (4)
- 크로메이트 전처리용액에 있어서,니켈성분이 20-70g/l인 니켈염, 질산이온이 10-50g/l인 질산 또는 질산염, 및 인산성분이 30-80g/l인 유기인산을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액
- 제 1 항에 있어서,상기 니켈염은 니켈설페이트, 니켈나이트레이트, 니켈클로라이드 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액
- 제 1 항에 있어서,상기 질산염은 나트륨, 칼륨, 암모늄 중에서 선택된 것을 갖는 것임을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액
- 제 1 항에 있어서,상기 유기인산은 디메틸포스파이트, 디에틸포스파이트, 디페닐포스파이트 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리 용액
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980053051A KR100360098B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리용액 |
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| KR1019980053051A KR100360098B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리용액 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000038158A KR20000038158A (ko) | 2000-07-05 |
| KR100360098B1 true KR100360098B1 (ko) | 2002-12-18 |
Family
ID=19561360
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| KR1019980053051A KR100360098B1 (ko) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 전기아연도금강판용 크로메이트 전처리용액 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100360098B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101974066B1 (ko) | 2018-08-17 | 2019-08-23 | 정영숙 | 고장력 자동차용 강판의 표면이 미려한 기가스틸을 제조하기 위한 전처리 하지도금용 철도금 용액 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980044922A (ko) * | 1996-12-09 | 1998-09-15 | 김종진 | 용융아연도금강판용 크로메이트 전처리제 제조방법 |
| KR19980070173A (ko) * | 1997-01-29 | 1998-10-26 | 모기준이치 | 전기 니켈 도금욕 또는 전기 니켈합금 도금욕 및 그것을 사용하는 도금방법 |
-
1998
- 1998-12-04 KR KR1019980053051A patent/KR100360098B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR101974066B1 (ko) | 2018-08-17 | 2019-08-23 | 정영숙 | 고장력 자동차용 강판의 표면이 미려한 기가스틸을 제조하기 위한 전처리 하지도금용 철도금 용액 |
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|---|---|
| KR20000038158A (ko) | 2000-07-05 |
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