KR100506393B1 - 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아연도금욕에서 도금층의 내식성 및 표면 평탄성(조도)을 개선할 수 있도록 된 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법에 관한 것으로, 염화욕, 황산욕 혹은 이들의 혼합욕으로 이루어진 전기도금용 도금액에 있어서, 수용성 전도성 폴리머를 농도가 0.1% 이상 용해도 한계까지 물에 녹이는 단계; 및 상기 수용성 전도성 폴리머가 용해된 수용액을 도금액에 하한의 농도가 0.05ml/L이상, 상한의 농도가 50ml/L까지 넣는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 이를 이용한 도금시 전기아연 도금강판의 내식성 및 평탄성을 향상시킬 수 있도록 된 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법을 개시한다.

Description

전기아연도금강판용 도금액의 제조방법{method of producing solution for electrodeposition}
본 발명은 아연도금욕에서 도금층의 내식성 및 표면 평탄성(조도)을 개선할 수 있도록 된 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법에 관한 것이다. 표면처리 제품중에서 아연전기도금재는 도금의 용이성, 비용 및 내식성 등의 측면에서 유리한 점이 많아 가전제품, 건설, 자동차용 소재로 널리 사용되고있다. 이러한 강판은 도장용으로 사용되는 경우에 내식성이 우수하고, 도금층이 평탄해야 한다. 아연 전기 도금욕으로는 염화물욕, 황산염욕, 시안욕 및 중성염욕 등이 사용되고있다. 이들은 일반적으로 내식성을 향상시키기 위하여 인산염처리, 크롬처리 및 도장처리를 사용한다. 그러나 본 발명은 도금액에 전도성 폴리 아닐린을 첨가하여 도금함으로서 내식성을 향상 시킨다.
일반적으로 전기도금에서는 표면외관 개선으로서는 즉 미국특허 4,075,066은 암모니아가 없는 도금욕에서 도금층의 광택과 연성 및 양호한 도금전류의 분포를 위하여 하나 이상의 폴리옥살알킬레이트 나프톨과 하나 이상의 아로매틱카복실산 혹은 염을 첨가하여 도금재 특성을 개선하였으며, 미국특허 4,146,441은 황산욕에서 도금층의 광택도 개선과 도금전류 밀도의 범위 확대를 위해 포름알데히드의 혼합물을 첨가한 것이며, 염화물욕에서 아민계 폴리머를 첨가하여 광택도를 개선시킨 미국특허 4,049,510등이 제안되었으며, 미국특허 3,855,085는 염화물욕에서 비이온성폴리옥시에틸렌의 (nonionic polyoxyethylene)첨가에 의하여 표면광택을 개선하였으며, 일본특허 소 58-48639에는 염화암모늄, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화알미늄, 염화바륨, 염화칼슘, 염화마그네슘 등을 선택적으로 사용하고, 도금조건을 변경하는 방법등이 있으며, 또한 일본특허 소 61-204389에는 아미노산과 글리신, 히드록신프로린 등의 첨가제를 첨가하여 광택을 개선하였다. 또한 선행특허로서 본 발명자들이 제출한 공고 1994-282, 1996-3739등도 있으나 표면외관에서 광택도 개선이 크게 향상되지 못하였다. 따라서 본 특허는 아연도금층의 표면외관인 광택, 백색과 표면평탄성, 밀착성등의 개선에 양호한 것에 관한 것이다. 그러나 내식성 향상을 위해서는 도금층의 두께를 증가시키거나 후처리를 행하는 것이 일반화 되어있다.
본 발명은 상기의 요망을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아연전기도금 시 도금층의 내식성 및 표면 거칠기를 향상시킬 수 있도록 된 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 목적은 염화욕이나 황산욕 및 이들의 혼합욕에서 전기도금을 행할 때 도금액 상에 수용성 전도성 고분자를 혼합하여 도금시키도록 하며, 여기에 각종 유기첨가제의 첨가에 의한 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법을 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 염화욕, 황산욕 혹은 이들의 혼합욕으로 이루어진 전기도금용 도금액에 있어서, 수용성 전도성 폴리머를 농도가 0.1% 이상 용해도 한계까지 물에 녹이는 단계; 및 상기 수용성 전도성 폴리머가 용해된 수용액을 도금액에 하한의 농도가 0.05ml/L이상, 상한의 농도가 50ml/L까지 넣는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법에 관한 것이다.여기서, 상기 수용성 전도성 폴리머는 물에 분산되는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene)중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전도성 폴리머는 도금액에 첨가시 이들이 우선적으로 도금될 소지 금속에 흡착되어 도포된다. 이후 도금이온에 의하여 도금이 이루어진다. 따라서 소지금속인 철판이 이들의 흡착에 의하여 내식성이 확보되며, 또한 이들은 도금입자의 형성의 기점(site)을 제공하여 입자핵 생성 에너지를 낮추어 입자의 핵형성 수를 증가시키고, 반대로 특정부위의 과도한 전류흐름을 방지하여 입자를 미세하게 형성하게 만든다. 따라서 입자의 미세화에 의하여 표면의 평탄도가 증가된다.
다음은 본 발명이 수치한정이유를 설명한다.
폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene)의 농도가 0.1% 이하는 도금액에 첨가시 농도를 높이기 위하여 다량의 물이 첨가되므로 도금액의 농도가 달라지며, 5.0% 이상이 되면 수용액에 녹지 않는다.
또한 이들의 용액을 하한농도 0.1%의 녹은 용액을 0.05ml/L이하로 넣으면 도금층의 내식성을 향상시키지 않으며, 도금층의 평탄도도 향상되지 않는다. 또한 상한으로 녹은 5% 용액을 50ml/L 이상 첨가하면 전도도 차이에 의하여 도금층이 불균일해지며 에지(edge)부위에 탄도금이 발생한다.
특히 이 첨가제는 0.2ml/l에서 5.0ml/l의 범위에서 가장 우수한 특성을 나타낸다. 본 발명의 첨가제는 피도금체의 금속 종류, 형상에 관계없이 산성 염화물을 이용하는 전기아연도금에 적용될 수 있으며 특히 고전류밀도 도금이 필요한 강판의 연속 전기아연 도금시 우수한 도금 품질을 용이하게 얻을 수 있는 매우 유효한 수단이 된다.
이하 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예)
냉연 강판을 소지금속으로 하여 표 1에 나타낸 도금액 농도 및 도금조건으로 전기도금을 행한 후 도금강판의 내식성, 평탄성을 나타내는 결과를 비교하였다. 도금액의 농도 및 도금조건은 Zn:100g/L, Cl:260g/L, 도금 부착량:40g/m2, 온도 60oC, pH:4.5, 전류밀도 100A/dm2 였다. 내식성은 ASTM 규격에 의한 솔트 스프레이 테스트(salt spray test)에 의한 것으로 도금층의 붉은 점 녹 발생시간을 비교한 것이다.
도금 시 냉연강판의 조도보다 도금층의 조도가 감소되면 양호, 증가되면 불량으로, 도금층의 내식성은 염욕시험에 의하여 전도성 폴리머 미첨가 도금재 대비 점 녹 발생 시간이 50% 이상 향상되었을 경우 양호한 것으로 평가 하였다.
표 1의 실시예에서 나타내진 바와 같이 본 발명의 첨가제가 발명의 한정 범위 이내에서는 양호한 내식성 및 평탄성을 나타내어 도금 품질이 향상됨을 확인할 수 있다.
도금제 번호 전도성 폴리머 농도 평탄성 내식성
전도성 폴리머 수용액 첨가량(%) 도금액에 첨가된 수용액량(mL/L)
1 0.05 5.0 불량 불량
2 0.08 5.0 불량 불량
3 0.1 5.0 양호 양호
4 1.0 5.0 양호 양호
5 2.0 5.0 양호 양호
6 3.0 5.0 양호 양호
7 4.0 5.0 양호 양호
8 5.0 5.0 양호 양호
9 0.1 0.01 불량 불량
10 0.1 0.05 불량 양호
11 0.1 1 양호 양호
12 0.1 5 양호 양호
13 0.1 10 양호 양호
14 0.1 30 양호 양호
15 0.1 50 양호 양호
16 0.1 70 양호 양호
17 5 0.01 양호 양호
18 5 0.05 양호 양호
19 5 30 양호 양호
20 5 50 양호 양호
21 5 53 불량 불량
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법에 의하여, 전기아연도금강판용 도금액에 수용성 전도성 폴리머를 첨가함으로써 아연 도금층의 내식성을 획기적으로 향상 시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (2)

  1. 염화욕, 황산욕 혹은 이들의 혼합욕으로 이루어진 전기도금용 도금액에 있어서,
    수용성 전도성 폴리머를 농도 0.1~5%로 물에 녹여 수용액을 제조하는 단계; 및
    상기 수용액을 상기 도금액에 0.05~50 ml/L까지 넣는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 전도성 폴리머는 물에 분산되는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기아연도금강판용 도금액의 제조방법.
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