KR100576042B1 - 표면외관 및 평탄성이 우수한 아연전기도금강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌글리콜 (H(OCH₂CH₂)_nOH)을 포함하는 수용액으로서, n의 수가 10 이상 20 미만 범위의 것과 20 이상 30 이하 범위의 것이 각각 1종 이상 혼합되고, 그 혼합비가 중량비로 1:2 이상 1:5 이하인 혼합 폴리에틸렌글리콜의 농도가 수용액에서 10 이상 15 중량 퍼센트 이하를 갖도록 조정한 후, 상기 수용액에 오바닐린이 1.0 이상 10.0 g/L 이하, 마그네슘을 1.0 이상 10.0 g/L 이하 첨가한 것을 특징으로 하는 염화욕 아연전기도금 첨가제를 0.1 이상 8.0ml/l 이하 농도로 첨가한 염화물계 전기아연 도금욕에 도금하는 것을 특징으로 하는 표면외관 및 평탄성이 우수한 전기아연도금강판의 제조방법을 요지로 한다

폴리에틸렌글리콜, 아연전기도금강판

Description

표면외관 및 평탄성이 우수한 아연전기도금강판의 제조방법{method of manufacturing Zn electrodeposited steel sheet with good appearance and surface appearance}

도 1은 본 발명에 따른 첨가제의 성분조성에 따른 도금재 표면의 광택도 백색도 및 평탄성을 도시하는 도표.

본 발명은 표면외관 및 평탄성이 우수한 아연전기도금강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 염화물계 아연도금욕에서 도금층의 표면외관(백색도,광택도) 및 표면 평탄도가 향상되는 도금욕 첨가제 및 아연전기도금강판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 표면처리 제품중에서 아연전기도금재는 도금의 용이성, 비용 및 내식성 등의 측면에서 유리한 점이 많아 가전제품, 건설, 자동차용 소재로 널리 사용되고있다. 그러나, 이러한 강판의 생산성 향상을 위해서는 고 전류밀도 도금이 필수적이며, 또한, 도장용으로 사용되는 경우에 도금층의 표면외관이 우수하여야 한다.

또한 최종 제품을 위해 후처리 공정이 이루어 질 때 표면평탄도도 양호하여야 한다.

이러한, 아연 전기도금욕으로는 염화물욕, 황산염욕, 시안욕 및 중성염욕 등이 사용되고있으며, 이 중 염화물욕은 전기전도도가 우수하여 고 전류밀도 도금에 적합한 것으로 알려져 있으나 전류 밀도가 증가하면 도금층의 표면외관이 저하되며, 표면이 거칠게되어 인산염 처리나, 도장을 하였을때 표면이 어둡고 표면반사인 선영성이 불량하다.

미국특허 4,075,066은 암모니아가 없는 도금욕에서 도금층의 광택과 연성의 및 양호한 도금전류의 분포를 위하여 하나이상의 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 개선하는 특허 등이 있으나, 이들은 대부분 아연도금층의 표면외관인 광택 개선에 주로 한정된 것으로 표면백색도, 밀착성 및 전류효율등의 복합적인 품질 향상을 달성하기에 부적합하다.

일본특허 평9-136998에서는 황산욕에서 수소과전압이 낮은 Sn, In, Se, Sb, Ge등을 0.01-8ppm이상 첨가하여 표면 외관을 향상시키나 표면 평탄성에 대하여는 향상이 일어나지 않는 것으로 알려져있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아연전기도금시 도금층의 표면외관(광택도, 백색도) 및 평탄성을 개선시키기 위한 새로운 도금 첨가제와 그 첨가제를 사용한 아연도금강판 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명은 염화물욕에서 아연전기도금시 도금욕에 발명 첨가제를 소량 첨가하여 결정립 형태 및 도금면의 석출 방향성을 변경시켜 표면외관을 향상 시키고, 과전압에 의한 전류의 흐름을 저지하는 스로잉파워를 증가시켜 도금층의 평탄성을 개선시켜 후처리 제품(인산염처리, 크롬처리,도장처리)에 사용되는 아연전기도금 강판제조시 우수한 품질을 얻을 수 있는 유효한 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 목적이 아연전기도금시 도금층의 표면외관(광택도, 백색도) 및 평탄성을 개선시키기 위한 새로운 도금 첨가제와 그 첨가제를 사용한 아연도금강판 제조방법을 제공하는 것임에 따라, 도금 첨가제의 구성은 분자량이 다른 두종 이상의 폴리에틸렌글리콜의 혼합물이 포함되고 여기에 오바닐린 및 마그네슘이 적정비율로 첨가되며, 이 첨가제를 적정량 도금욕에 첨가하여 도금을 행함으로서 효과를 나타낸다

본 발명은 폴리에틸렌글리콜 (H(OCH₂CH₂)_nOH)과 오바닐린이 포함된 혼합물에 물을 첨가하면서 상온에서 60^oC의 온도 범위에서 약 300초 이상 휘저으면서 제조한다. 폴리에틸렌글리콜은 적어도 2가지 이상의 n수가 다른 조성들의 중합체로 구성되며 n이 10~ 20과 20~30사이의 성분이 포함되어야 하며 그 비는 1:2에서 1:5를 유지하고 이들의 성분이 10에서 15 중량 퍼센트가 되고 여기에 오바닐린을 1.0 에서 10.0 g/L 까지 함유된 혼합물로 다시 여기에 염화마그네슘형태로 마그네슘(Mg) 농도가 1.0 에서 10.0g/L 첨가에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하며, 이상과 같이 제조된 첨가제를 산성 염화물계 전기아연도금욕에 0.1 이상에서 8.0ml/l 이하까지 첨가하여 도금을 실시할 경우 전술한 바와 같이 표면외관 및 평탄도가 우수한 전기아연 도금 제품을 제조 할 수 있다.

이하 본 발명의 수치한정 이유를 설명한다.

폴리 에틸렌글리콜 n의 수가 10 미만에서는 도금 결정립의 미세화 효과가 미약하고, 평탄도가 떨어지며, n의 수가 30 초과인 것을 사용하면 도금층의 백색도 및 광택도 향상 효과가 감소된다. n의 수가 10 이상 20 미만의 성분과 20 이상 30 이하의 성분의 비율을 1:2 이상에서 1:5 이하 범위로 한정한 것은 n수의 하한과 상한을 설정한 이유와 동일하며, n수가 많은 성분은 백색도 향상 기능을 나타내고, n의 수가 작은 것은 광택도의 기능을 나타낸다. 이들 혼합물의 수용액중 농도가 10 중량 퍼센트 미만에서는 도금결정의 미세화 효과가 적어서 표면이 거칠고 밀착성이 불량하며, 15 중량 퍼센트를 초과하면 도금층의 백색도 및 광택도가 감소하게된다.

오바닐린 1.0g/L 미만에서는 백색도 개선이 적으며, 10.0g/L 초과에서는 밀착성이 불량해진다. 마그네슘 농도가 1.0g/L 미만에서는 표면외관 개선이 적으며, 10.0g/L 초과에서는 오히려 표면외관이 불균일해지다.

이상과 같이 제조된 첨가제의 도금욕 첨가량이 0.1ml/l 미만에서는 도금층의 표면외관 (광택도, 백색도) 향상 효과를 얻을 수 없으며 8.0ml/l를 초과하여 함유되면 오히려 표면 줄무늬가 발생되고, 도금전류의 효율이 낮아지는 현상이 나타난다. 이상에서 언급된 바와 같은 범위의 첨가제를 전기아연도금을 행할시 산성 염화물욕에 첨가하면 도금층의 광택도, 백색도가 우수하고 표면 평탄성이 양호한 도금층을 얻을 수 있으며, 특히 이 첨가제는 0.2ml/l에서 1.0ml/l의 범위에서 가장 우수한 특성을 나타낸다. 본 발명의 첨가제는 피 도금체의 금속 종류, 형상에 관계없이 산성 염화물을 이용하는 전기아연도금에 적용될 수 있으며 특히 고 전류 밀도 도금이 필요한 강판의 연속 전기아연 도금시 우수한 도금 품질을 용이하게 얻을 수 있는 매우 유효한 수단이 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

냉연 강판을 소지금속으로하여 도 1에 나타낸 도금액 농도 및 도금조건으로 전기도금을 행한 후 도금강판의 광택도, 백색도, 평탄도를 위한 조도를 측정한 결 과를 비교하였다. 도금액의 농도 및 도금조건은 Zn:100g/L, Cl:260g/L, 도금부착량:20g/m², 온도 60℃, pH:4.5, 전류밀도 100A/dm² 였다.

도금층의 특성 평가에서 광택도계(Erichen사)로 측정된 광택도는 16 이상은 양호, 그 이하는 불량으로 나타내었으며, 색차계(JUKI JP7200C)로 측정된 백색도는 첨가제 85 이상은 양호, 그 이하는 불량으로 나타내었다. 도금층의 평탄도는 3차원 조도계를 이용하여 도금 전 소지금속에 비하여 도금재의 표면조도가 보다 낮은 경우 양호한 것으로 판정하였다.

도 1의 실시예에서 나타내진 바와 같이 본 발명의 첨가제가 발명의 한정 범위 이내에서는 양호한 광택도,백색도 및 표면 평탄성을 나타내어 도금 품질이 향상됨을 확인 할 수 있다. 즉 폴리에틸렌글리콜의 분자량 구성 성분에 따라서 표면 광택도,백색도 및 평탄성이 폴리에틸렌글리콜의 n의 수가 10 이상 이면서 30 이내이고 10~20과 20~30의 비가 1:2 ~ 1:5이내의 범위로서 농도가 10-15 중량 퍼센트를 유지하고, 오바닐린이 1.0에서 10.0g/L 및 마그네슘이 1.0에서 10.0g/L로 구성된 첨가제가 도금욕에 1.0 ml/L 에서 8.0ml/L 함유될 때 도금층의 품질이 우수해 진다. 따라서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 염화물계 아연도금욕에서 우수한 도금층의 표면 광택도,백색도 및 평탄성은 제시된 조건으로 용이하게 제조 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 폴리에틸렌글리콜 (H(OCH₂CH₂)_nOH)을 포함하는 수용액으로서, n의 수가 10 이상 20 미만 범위의 것과 20 이상 30 이하 범위의 것이 각각 1종 이상 혼합되고, 그 혼합비가 중량비로 1:2 이상 1:5 이하인 혼합 폴리에틸렌글리콜의 농도가 수용액에서 10 이상 15 중량 퍼센트 이하를 갖도록 조정한 후, 상기 수용액에 오바닐린이 1.0 이상 10.0 g/L 이하, 마그네슘을 1.0 이상 10.0 g/L 이하 첨가한 것을 특징으로 하는 염화욕 아연전기도금 첨가제.
2. 폴리에틸렌글리콜 (H(OCH₂CH₂)_nOH)을 포함하는 수용액으로서, n의 수가 10 이상 20 미만 범위의 것과 20 이상 30 이하 범위의 것이 각각 1종 이상 혼합되고, 그 혼합비가 중량비로 1:2 이상 1:5 이하인 혼합 폴리에틸렌글리콜의 농도가 수용액에서 10 이상 15 중량 퍼센트 이하를 갖도록 조정한 후, 상기 수용액에 오바닐린이 1.0 이상 10.0 g/L 이하, 마그네슘을 1.0 이상 10.0 g/L 이하 첨가한 것을 특징으로 하는 염화욕 아연전기도금 첨가제를 0.1 이상 8.0ml/l 이하 농도로 첨가한 염화물계 전기아연 도금욕.
3. 폴리에틸렌글리콜 (H(OCH₂CH₂)_nOH)을 포함하는 수용액으로서, n의 수가 10 이상 20 미만 범위의 것과 20 이상 30 이하 범위의 것이 각각 1종 이상 혼합되고, 그 혼합비가 중량비로 1:2 이상 1:5 이하인 혼합 폴리에틸렌글리콜의 농도가 수용액에서 10 이상 15 중량 퍼센트 이하를 갖도록 조정한 후, 상기 수용액에 오바닐린이 1.0 이상 10.0 g/L 이하, 마그네슘을 1.0 이상 10.0 g/L 이하 첨가한 것을 특징으로 하는 염화욕 아연전기도금 첨가제를 0.1 ~ 8.0ml/l 농도로 첨가한 염화물계 전기아연 도금욕에 도금하는 것을 특징으로 하는 표면외관 및 평탄성이 우수한 전기아연도금강판의 제조방법.

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