KR100467711B1 - 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연합금도금액 첨가제 및 이 첨가제가 함유된 도금액에 의해도금된 주석-아연 도금강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 연료 탱크에 이용되는 강판을 주석-아연 도금액을 통해 도금하는 과정에서 상기 도금액에 첨가되어 고전류밀도 도금이 가능하고, 표면외관도 미려해질 수 있도록 한 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 합금도금액 첨가제 및 이 첨가제가 함유된 도금액에 의해 도금된 주석-아연 도금강판에 관한 것이다.

본 발명은 수화된 염화주석(SnCl₂ㆍ 2H₂O) 10-35 g/L, 수화된 황산아연(ZnSO₄ㆍ 7H₂O) 15-90 g/L, 소디움시트레이트하이드레이트(Na₃C₆H₅O₇ㆍ 2H₂O) 40-150 g/L, 주석산칼륨(K₂C₄H₄O₆ㆍ1/2 H₂0) 15-80 g/L, 황산암모늄{(NH₄)₂SO₄)} 30-90 g/L을 기본으로 하는 주석-아연 합금도금액에 첨가제가 0.5-30 ㎖/L 첨가되어지되, 상기 첨가제는 펩톤과 피페로날의 무게비가 1:1~1.5이고, 펩톤과 피페로날의 합과 물양의 비가 1:8이며, 오-바닐린이 상기 펩톤과 피페로날의 합의 무게 5-15%로 첨가되거나, 상기 첨가제가 함유된 합금도금액에 의하여 강판이 도금된 것을 특징으로 한다.

Description

고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 합금도금액 첨가제 및 이 첨가제가 함유된 도금액에 의해 도금된 주석-아연 도금강판{Additive of Sn-Zn alloy deposit solution of high current density deposit and good surface appearance and the Sn-Zn deposit steel plate by depositing the additive}

본 발명은 주석-아연 합금도금액 첨가제 및 상기 첨가제를 함유한 도금액에 의해 도금된 주석-아연 도금강판에 관한 것으로, 특히 자동차 연료 탱크에 이용되는 강판을 주석-아연 도금액을 통해 도금하는 과정에서 상기 도금액에 첨가되어 고전류밀도 도금이 가능하고, 표면외관도 미려해질 수 있도록 한 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 합금도금액 첨가제 및 이 첨가제가 함유된 도금액에 의해 도금된 주석-아연 도금강판에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 주요 부품중의 하나인 연료탱크에 사용되는 재료는 우수한 내식성 및 내연료성 뿐만 아니라 가공성 및 용접성이 우수할 것이 요구된다.

상기 연료탱크용 재료는 냉간압연이 된 강판을 소지금속으로 하여 도금을 이행하는 바, 상기 도금은 연료탱크의 내식성을 확보하기 위하여 필요하며, 자동차 하부의 복잡한 형상 적용에 의한 가공성 확보와 양호한 용접성으로 연료가 새지 않아야 한다.

이에 따라 연료탱크용으로 사용되는 강판은 내식성, 가공성, 용접성이 요구되고, 이러한 요구에 부합되는 것이 주석-아연 합금도금이며, 최근 세계적으로 지구환경에 영향이 적고 자원의 재활용이 용이한 재료의 필요성이 제기되어 환경에 유해한 납을 사용하지 않는 대체 소재의 개발이 요구되는 시점에서 자동차 폐차시 발생되는 분진 중 납에 대한 규제가 강화됨에 따라 기존에 사용중인 용융 턴(Terne) 강판을 대체할 수 있는 무연화(無鉛化) 강판에 대한 필요성에 의해 용융 알루미늄 도금강판, 아연수지 피복강판등에 대한 기술개발이 이루어지고 있다.

이때, 상기 주석-아연 합금도금은 피로린산염욕이나 붕불산염욕, 크루콘산염욕등이 사용되었으나 모두 전류밀도 10 d/㎡이하로서, 생산성이 좋지 않을 뿐 아니라 내식성이 양호한 15 ~ 25%의 아연농도 범위에서 표면외관인 광택도가 불량한 문제점이 있다.

한편, 일본 특개평 9-59783에 특수 크로메이트 처리 아연-니켈 도금강판이 제시되어 있으나, 가공후의 내식성 저하를 막기 위하여 행하는 상기 크로메이트 처리는 아연-니켈 합금 도금 피막의 표면에 미세한 균열을 발생시켜서 공정상의 부하와 함께 연료중에 포함된 수분에 의한 크롬 용출로 내연료성이 열화되는 단점이 있고, 복잡한 공정에 의해 비용이 많이 드는 단점이 있다.

또한, 일본 특개평 8-325692에 주석-아연도금의 용융 도금재가 제시되어 있으나 주석-아연 용융도금은 도금층의 두께 제어가 어려워 균일성 확보가 어렵고 가공성이 불량한 단점이 있다.

또한, 일본 특개평 8-269733에 니켈, 철, 아연, 주석등을 1종 이상 함유한 합금층을 편면 기준 2 ㎛ 이하, 이 위에 주석이 40-99%가 되게 하고, 잔부는 모두 아연 및 불순물로 되는 연료탱크용 강판이 제시되어 있으나, 최종 도금층에서의 아연 입자의 크기 제어에 대한 제한에 의해 연곡 라인으로 제조시 작업조건이 엄격해지는 단점이 있다.

또한, 일본 특개소 51-75632에 주석-아연합금 도금의 첨가제가 제시되어 있으나, 이는 도금층의 광택도만 개선한 것으로, 전류밀도는 향상시키지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 소지강판에 주석-아연도금을 행하는 도금액에 첨가되어 고전류밀도 도금이 가능하고, 표면외관도 향상시킬 수 있는 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 도금강판용 첨가제를 제공함에 있다.

본 발명의 다은 목적은 상기 첨가제가 함유된 합금도금액에 의하여 도금된 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 도금강판을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수화된 염화주석(SnCl₂ㆍ 2H₂O) 10-35 g/L, 수화된 황산아연(ZnSO₄ㆍ 7H₂O) 15-90 g/L, 소디움시트레이트하이드레이트(Na₃C₆H₅O₇ㆍ 2H₂O) 40-150 g/L,주석산칼륨(K₂C₄H₄O₆ㆍ1/2 H₂0) 15-80 g/L, 황산암모늄{(NH₄)₂SO₄)} 30-90 g/L을 기본으로 하는 주석-아연 합금도금액에 첨가제가 0.5-30 ㎖/L 첨가되어지되, 상기 첨가제는 펩톤과 피페로날의 무게비가 1:1~1.5이고, 펩톤과 피페로날의 합과 물양의 비가 1:8이며, 오-바닐린이 상기 펩톤과 피페로날의 합의 무게 5-15%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 합금도금액 첨가제에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 첨가제가 함유된 합금도금액에 의하여 도금된 것을 특징으로 하는 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 도금강판에 관한 것이다.

이하에 상기 성분 조성을 한정하는 이유에 대하여 설명한다.

상기 수화된 염화주석(SnCl₂ㆍ 2H₂O)의 첨가량을 10-35 g/L로 한정한 것은

10 g/L 이하에서는 주석의 석출이 목적하는 도금층의 주석 농도 범위(75-85%)를 얻기 어렵고, 35 g/L 이상에서는 고전류밀도 확보가 어렵기 때문이다.

상기 수화된 황산아연(ZnSO₄ㆍ 7H₂O)의 첨가량을 15-90 g/L로 한정한 것은

15 g/L이하에서는 도금층의 백색도가 불량하고, 90 g/L이상에서는 용액에 황산아연이 잘 녹지 않으며, 도금층의 목적범위의 농도범위를 얻기 어렵기 때문이다.

상기 소디움시트레이트하이드레이트(Na₃C₆H₅O₇ㆍ 2H₂O)의 첨가량을 40-150 g/L로 한정한 것은 40 g/L 이하에서는 도금액의 고전류밀도화가 어렵고, 150 g/L 이상에서는 도금층의 광택확보가 어렵기 때문이다.

상기 주석산칼륨(K₂C₄H₄O₆ㆍ1/2 H₂0)의 첨가량을 15-80 g/L로 한정한 것은

15 g/L 이하에서는 도금층이 흑색으로 변색되고, 80 g/L 이상에서는 도금층의 입자가 고르지 못하여 내식성이 저하된다.

상기 황산암모늄{(NH₄)₂SO₄)}의 첨가량을 30-90 g/L 로 한정한 것은 30 g/L 이하에서는 도금층의 고전류밀도화가 어렵고, 90 g/L 이상에서는 도금층의 표면이 갈색으로 변환된다.

한편, 상기 첨가제에서 펩톤과 피페로날의 비를 1:1-1.5로 한정한 것은 1이하에서는 도금액에 주석이 2가에서 4가로 산화되는 것을 막지 못하여 슬러지가 대량 발생하고, 1.5 이상에서는 도금층의 광택이 불량하다.

상기 펩톤과 피페로날은 모두 미세한 입자로 구성되어 있어서, 이들을 녹일 수 있는 물의 양이 필요하며, 이들 무게의 약 8배 이상에서는 도금액에 슬러지 방지의 효과가 감소한다.

상기 오-바닐린은 펩톤과 피페로날의 무게의 5-15%가 양호하며, 이 범위에서 도금층의 광택이 양호하다.

또한, 상기 조성을 갖는 첨가제가 도금액에 0.5-30 ㎖/L로 첨가되도록 한 것은 0.5 ㎖/L 이하에서는 도금액의 주석이 2가에서 4가로 산화되는 것을 막지 못하며, 30 ㎖/L 이상에서는 고전류밀도 도금시 도금층이 검게 변한다.

이하에 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 주석-아연 도금강판의 고전류밀도 도금 및 표면품질 특성 중광택도를 표 1에 나타내었다.

표 1 첨가제에 따른 도금층의 광택도 및 전류밀도 변화

NO	도금액의 첨가제	품질
	펩톤:피페로날	(펩톤+피페로날):물양	(펩톤+피페로날)량 대비 오-바닐린 양(%)	첨가제 양(㎖/L)	광택도	전류밀도
1	1:0.9	1:6	10	1.0	불량	불량
2	1:1	1:6	10	1.0	양호	양호
3	1:1.2	1:6	10	1.0	양호	양호
4	1:1.5	1:6	10	1.0	양호	양호
5	1:1.6	1:6	10	1.0	불량	불량
6	1:1.2	1:5	10	1.0	양호	양호
7	1:1.2	1:6	10	1.0	양호	양호
8	1:1.2	1:7	10	1.0	양호	양호
9	1:1.2	1:8	10	1.0	양호	양호
10	1:1.2	1:9	10	1.0	불량	불량
11	1:1.2	1:6	4	1.0	불량	불량
12	1:1.2	1:6	5	1.0	양호	양호
13	1:1.2	1:6	7	1.0	양호	양호
14	1:1.2	1:6	15	1.0	양호	양호
15	1:1.2	1:6	16	1.0	불량	불량
16	1:1.2	1:6	10	0.4	불량	불량
17	1:1.2	1:6	10	0,5	양호	양호
18	1:1.2	1:6	10	1.0	양호	양호
19	1:1.2	1:6	10	10	양호	양호
20	1:1.2	1:6	10	20	양호	양호
21	1:1.2	1:6	10	30	양호	양호
22	1:1.2	1:6	10	31	불량	불량

* 도금층의 광택도(60이상:양호, 60이하:불량)

** 전류밀도(30 A/dm²이상에서 우수한 도금층 얻음:양호, 그 이하:불량)

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 펩톤과 피페로날의 비가 1:1~1.5에서 광택도 및 전류밀도가 양호하고, 펩톤과 피페로날의 합과 물량의 비가 1:8일때 광택도 및전류밀도가 양호함을 알 수 있다.

또한, 펩톤과 피페로날의 합 대비 오-바닐린량의 첨가비가 5-15%일 때, 광택도 및 전류밀도가 양호하고, 도금액에 첨가되는 첨가제의 양이 0.5-30 ㎖/L일 때, 광택도 및 전류밀도가 양호함을 알 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 자동차 연료탱크용으로 사용되는 주석-아연 도금강판용 도금액에 첨가되는 첨가제에 의해 비교적 간단한 공정으로 고전류밀도 도금이 가능하고, 도금층의 표면외관(광택도)도 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수화된 염화주석(SnCl₂ㆍ 2H₂O) 10-35 g/L, 수화된 황산아연(ZnSO₄ㆍ 7H₂O) 15-90 g/L, 소디움시트레이트하이드레이트(Na₃C₆H₅O₇ㆍ 2H₂O) 40-150 g/L, 주석산칼륨(K₂C₄H₄O₆ㆍ1/2 H₂0) 15-80 g/L, 황산암모늄{(NH₄)₂SO₄)} 30-90 g/L을 기본으로 하는 주석-아연 합금도금액에 첨가제가 0.5-30 ㎖/L 첨가되어지되,

   상기 첨가제는 펩톤과 피페로날의 무게비가 1:1~1.5이고, 펩톤과 피페로날의 합과 물양의 비가 1:8이며, 오-바닐린이 상기 펩톤과 피페로날의 합의 무게 5-15%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 합금도금액 첨가제.
2. 청구항 1항의 첨가제가 함유된 합금도금액에 의하여 도금된 것을 특징으로 하는 고전류밀도 도금 및 표면외관이 양호한 주석-아연 도금강판.