KR100498093B1

KR100498093B1 - 표면외관이 좋은 흑색처리강판 및 흑색처리용액

Info

Publication number: KR100498093B1
Application number: KR10-2000-0071266A
Authority: KR
Inventors: 김형준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2005-07-01
Also published as: KR20020041602A

Abstract

본 발명은 가전제품, 음향기기, OA기기, 자동차용 부품 등에 적용되는 흑색처리강판 및 흑색처리용액에 관한 것으로, Sb, Ni, SiF₆ ^-, Cl^-, 및 유기산으로 조성되는 흑색처리용액, 및 그 용액이 도포되어 흑색피막층이 형성된 표면외관이 우수한 흑색처리강판을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, Sb: 0.2~2.0g/ℓ, Ni: 20~60g/ℓ, SiF₆ ^-: 10~50g/ℓ, Cl^-: 10~50g/ℓ, 및 유기산: 10~30g/ℓ를 포함하여 이루어지는 흑색처리용액에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 아연 또는 아연계 합금도금강판의 표면상에,

상기한 흑색처리용액이 도포되어 0.1㎛ 이하의 두께로 코팅된 흑색피막층이 형성되고, 그리고 상기 흑색피막층 위에 두께가 0.8~1.3㎛인 수지층이 형성되어 있는 표면외관이 좋은 흑색처리강판에 관한 것이다.

Description

표면외관이 좋은 흑색처리강판 및 흑색처리용액{A BLACKENING TREATMENT STEEL SHEET WITH GOOD SURFACE APPEARENCE, AND A BLACKENING TREATMENT SOLUTION}

본 발명은 가전제품, 음향기기, OA기기, 자동차용 부품 등에 적용되는 흑색처리강판 및 흑색처리용액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아연 또는 아연계 합금도금강판에 무기계 흑색처리용액을 이용하여 흑색피막을 형성시킴으로써, 성형성 등의 기능성을 향상시키고 균일하고 미려한 흑색표면을 형성시킨 흑색처리강판 및 흑색처리용액에 관한 것이다.

흑색처리강판은, 표면에 무기계 흑색피막을 형성시킨 착색강판으로서, 수요가의 도장공정이 생략되기 때문에, 스팟용접성, 레이저가공성, 실크 인쇄성, 및 성형성 등의 기능성이 향상되고 제조비용도 저감할 수 있다. 또한, 흑색표면형상이 균일하고 미려하기 때문에, 최근 가전제품, 음향기기, OA기기, 자동차용 부품 등을 중심으로 그 용도가 확대되고 있다.

이와 같은 흑색처리강판은, 종래 아연합금 도금강판, 주로 Zn-Ni합금도금강판을 이용해 산화법, 음극처리, 또는 화성처리를 통해 흑색피막을 형성시키는 방법으로 제조되어 왔다. 또한, 내식성 및 내지문성을 얻기 위해 크로메이트처리 및 수지처리를 실시하기도 하였다. 일례로, 일본 특개소61-291981에서는 Ni, Co, Fe, C, Cr, Mo, Ag 등의 합금원소를 이용한 아연 합금 도금강판을 산성 수용액에서 침적처리하는 산화법으로 흑색피막을 형성시키고 있고, 일본 특개소60-121275에서는 1% 이상의 Ni을 함유한 아연합금강판을 산성수용액에 침적처리하는 산화법으로 흑색피막을 형성시키고 있다. 또한, 일본 특개소62-263995에서는 일반강판 또는 표면처리강판을 수용액에서 음극처리하여 흑색피막을 형성시키는 방법을 개시하고 있고, 일본 특개소63-161176, 62-290880에서는 아연 또는 아연 합금 도금강판을 금속이온이 함유된 용액중에서 화성처리하여 흑색피막을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 종래 기술들은, 아연합금도금강판을 사용하여 음극법 또는 산화법으로 흑색피막을 형성시키기 때문에 단가가 올라가는 문제가 있고, 특히 Zn-Ni을 사용하는 경우에는 Ni 성분으로 인해 인체에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 문제도 있다.

이에, 본 발명자는 상기와 같은 요구에 대응하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 Sb, Ni, SiF₆ ^-, Cl^-, 및 유기산으로 조성되는 흑색처리용액, 및 그 용액이 도포되어 흑색피막층이 형성된 표면외관이 우수한 흑색처리강판을 제공하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명의 발명자는 아연 또는 아연계 합금도금강판에 흑화피막을 형성시킬 수 있는 방법에 대하여 연구 및 실험하던 중, Sb와 Ni을 적정량 함유한 흑화처리용액을 도포하면 표면외관이 우수한 흑화피막을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 이 때, 상기 Sb와 Ni의 함량은 각각 0.2~2.0g/ℓ, Ni: 20~60g/ℓ인 것이 바람직한데, 그 이유는, 상기 Sb의 함량이 0.2g/ℓ미만이거나 2.0g/ℓ이상이면 흑색화피막형성이 곤란하고, 상기 Ni의 함량이 20g/ℓ미만이거나 60g/ℓ이상이면 표면외관이 불량해지기 때문이다.

상기 흑화처리용액중에는 반응성 향상을 위해, SiF₆ ^-, Cl^- 를 첨가하는데, 그 함량을 각각 10~50g/ℓ로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 SiF₆ ^-, Cl^- 의 함량이 10g/ℓ미만이면 반응성을 충분히 확보하지 못해 흑색화 피막을 얻는데 오랜 시간이 걸리고, 50g/ℓ이상이면 반응성이 너무 강해 흑색화 강판의 하지로 사용하는 전기아연도금강판의 도금층 용해가 심하게 발생하기 때문이다.

또한, 상기 균일하고 신속한 흑색피막을 확보하기 위해, 상기 흑화처리용액에는 유기산을 첨가하는데, 그 함량은 10~30g/ℓ로 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 유기산의 함량이 10g/ℓ미만이면 첨가효과가 미약하고, 30g/ℓ이상이면 시간경과에 따라 용액의 성분들이 침전하거나 또는 그 점도가 증가되어 용액안정성 및 표면외관이 불량하기 때문이다.

상기한 흑색처리용액은 아연 또는 아연계 합금도금강판에 도포되어 흑색피막층을 형성시키는데, 그 두께는 통상 0.1㎛ 이하로 된다. 또한, 내지문성을 향상시키기 위해서, 상기 흑색피막층 위에는 통상 두께가 0.8~1.3㎛인 수지층이 형성된다.

이와 같이 하여 형성된 흑색처리강판에 있어서, 상기 흑색피막층과 수지층 사이에는, 필요에 따라 크로메이트층이 형성되기도 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

(실시예)

하기 표 1과 같이 조성되는 흑색처리용액을 도금부착량이 20g/㎡인 전기아연도금강판에 롤코팅으로 도포하여 두께가 0.1㎛ 이하인 흑색피막층을 형성시킨 다음, 롤 코팅법으로 두께가 1.0㎛ 인 수지피막층을 형성시킨 다음, 180℃에서 건조시켰다.

상기 흑색처리강판에 대한 흑색처리성 평가는, 표면색상, 표면외관 및 용액안정성을 측정하는 것으로 하였다. 상기 표면색상은, 색차계를 사용하여 백색도 등을 측정함으로써, ◎: 우수, ○: 양호, △ : 보통, X : 불량으로 평가하였다. 상기 표면외관은 광택계 및 표면조도계를 사용하여 광택도 및 표면 균일성을 측정하여 평가하였고, ◎: 우수, ○: 양호, △ : 보통, X : 불량으로 나타내었다. 상기 용액안정성은, 흑화처리후 용액의 상태를 육안으로 관찰하여, ◎: 우수, ○: 양호, △ : 보통, X : 불량으로 나타내었다.

또한, 상기 수지피막층에 대한 수지처리성은, 수지표면의 균일성 및 롤 자국 불량 등을 육안으로 관찰하여 평가하였는데, ◎: 우수, ○: 양호, △ : 보통, X : 불량으로 나타내었다.

구 분	흑색처리용액조성(g/ℓ)					평가결과
구 분	Sb	Ni	SiF₆ ^-	Cl^-	유기산	표면색상	표면외관	용액안정성	수지처리성
발명예1	0.5	35	30	30	18	◎	◎	◎	◎
발명예2	1.0	35	30	30	18
발명예3	1.8	35	30	30	18
비교예1	0.1	35	30	30	18	X	X		○
비교예2	2.3	35	30	30	18	X	X		○
발명예4	1.5	25	30	30	18	◎	◎		◎
발명예5	1.5	35	30	30	18
발명예6	1.5	55	30	30	18
비교예3	1.5	15	30	30	18	X	X		○
비교예4	1.5	68	30	30	18	X	X		○
발명예7	1.5	35	15	30	18	◎	◎		◎
발명예8	1.5	35	35	30	18
발명예9	1.5	35	45	30	18
비교예5	1.5	35	5	30	18	X	X		○
비교예6	1.5	35	60	30	18	X	X		○
발명예10	1.5	35	30	15	18	◎	◎		◎
발명예11	1.5	35	30	35	18
발명예12	1.5	35	30	45	18
비교예7	1.5	35	30	5	18	X	X		○
비교예8	1.5	35	30	60	18	X	X		○
발명예13	1.5	35	30	30	13	◎	◎		◎
발명예14	1.5	35	30	30	22
발명예15	1.5	35	30	30	28
비교예9	1.5	35	30	30	5	X	X	△	○
비교예10	1.5	35	30	30	34	X	X	X	○

기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발명예(1)~(15)는 표면색상, 표면외관, 수지처리성 및 용액안정성이 모두 우수한 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예(1)~(10)의 경우에는, 측정결과 모두 만족스런 값을 얻지 못하였음 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 아연 또는 아연계 합금도금강판에 흑화처리용액을 도포함으로써 신속하게 표면외관이 좋은 흑색처리강판을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

Sb: 0.2~2.0g/ℓ, Ni: 20~60g/ℓ, SiF₆ ^-: 10~50g/ℓ, Cl^-: 10~50g/ℓ, 및 유기산: 10~30g/ℓ를 포함하여 이루어지는 흑색처리용액
아연 또는 아연계 합금도금강판의 표면에,

제 1항의 흑색처리용액이 도포되어 0.1㎛ 이하의 두께로 코팅된 흑색피막층이 형성되고, 그리고

상기 흑색피막층 위에 두께가 0.8~1.3㎛인 수지층이 형성되어 있는 표면외관 이 좋은 흑색처리강판
제 2항에 있어서, 상기 흑색피막층과 수지층 사이에 크로메이트 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면외관이 좋은 흑색처리강판