KR100946117B1 - 아연전기도금액 및 이로 형성된 도금층을 갖는아연전기도금강판 - Google Patents

아연전기도금액 및 이로 형성된 도금층을 갖는아연전기도금강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정한 중량평균분자량의 전도성 폴리아닐린을 포함하는 우수한 내식성 및 밀착성을 나타내는 아연전기도금액 및 이를 사용하여 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 아연전기도금액의 총중량을 기준으로 중량평균분자량이 400 내지 4,000인 수용성 및 전도성 폴리 아닐린 0.001~0.1중량%를 포함하여 이루어지는 아연전기도금액 및 이로 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판이 제공된다. 본 발명에 의한 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연전기도금액중의 폴리아닐린은 분산 및 흡착에 의해 도금층에 도입되며 이러한 도금층은 강판에 대하여 우수한 밀착성 및 내식성을 나타낸다.
아연전기도금액, 폴리아닐린, 전도성, 수용성, 밀착성, 내식성

Description

아연전기도금액 및 이로 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판{Zn Electrodeposition Solution and Steel Sheet Having Electrodeposited Layer Prepared Therefrom}
본 발명은 내식성 및 밀착성이 우수한 아연전기도금액 및 이를 사용하여 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판에 관한 것이며, 보다 상세하게 본 발명은 특정한 중량평균 분자량의 전도성 폴리아닐린을 포함하는 우수한 내식성 및 밀착성을 나타내는 아연전기도금액 및 이를 사용하여 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판에 관한 것이다.
아연 전기도금재는 도금의 용이성, 비용 및 내식성등의 측면에서 유리한 점이 많아 가전제품, 건설, 자동차용 소재로 널리 사용되고 있다. 이러한 강판의 생산성 향상을 위해서는 고전류밀도 도금이 필수적이며, 도장용으로 사용되는 경우에 도금층의 표면외관이 우수하여야 한다. 또한, 최종 제품을 위한 심가공이 행하여지는 곳에서 도금층의 박리가 일어나지 않고 양호하게 가공되어야 한다. 아연 전기도금욕으로는 염화물욕, 황산염욕, 시안욕 및 중성염욕 등이 사용되고 있으며, 이중 염화물욕은 전기전도도가 우수하여 고전류밀도 도금에 적합하며, 황산욕은 염산욕에 비하여 표면품질이 보다 양호한 것으로 알려져 있다.
종래의 도금층의 품질 개선을 위한 기술로 미국특허 4,075,066은 암모니아가 없는 도금욕에서 도금층의 광택, 연성 및 양호한 도금전류의 분포를 위하여 하나 이상의 폴리옥살알킬레이트 나프톨과 하나 이상의 아로메틱카복실산 혹은 염을 첨가하여 도금재 특성을 개선하였다. 미국특허 4,146,441은 황산욕에서 도금층의 광택도 개선과 도금전류 밀도의 범위 확대를 위해 포름알데히드 혼합물을 첨가하는 바에 대하여 개시하고 있다. 미국특허 4,049,510는 염화물욕에서 아민계 폴리머를 첨가하여 광택도를 개선시키는 사항이 개시되어 있다. 미국특허 3,855,085에는 염화물욕에서 비이온성 폴리옥시에틸렌(nonionic polyoxyethylene)을 첨가하여 표면광택을 개선하는 바에 대하여 개시하고 있다. 일본특허 소 58-48639에는 염화암모늄, 염화칼륨, 염화나트륨, 염화알루미늄, 염화바륨, 염화칼슘, 염화마그네슘 등을 선택적으로 사용하고, 도금조건을 변경하여 광택을 개선하는 방법이 그리고 일본특허 소 61-204389에는 아미노산과 글리신, 히드록신프로린 등의 첨가제를 첨가하여 광택을 개선하는 바에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래기술들은 아연도금층의 표면외관인 광택을 개선하기 위한 것으로 도금층의 밀착성 및 전류효율 개선등의 복합적인 품질 향상을 달성하기에는 부적합하다. 또한, 일본특허 2003-277994에는 도금액에 Ca, 혹은 Si를 첨가하여 내식성을 향상시키는 것으로 개시하고 있으나, 전도성 확보가 어려워 도금시 표면평활이 저조할 뿐만 아니라 밀착성 또한 불 량하다.
이에 본 발명의 목적은 강판에 대한 밀착성 및 내식성이 우수한 아연전기도금액을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 강판에 대한 밀착성 및 내식성이 우수한 도금층을 갖는 아연전기도금강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면,
아연전기 도금액의 총중량을 기준으로 중량평균분자량이 400 내지 4,000인 수용성 및 전도성 폴리 아닐린 0.001~0.1중량%를 포함하여 이루어지는 아연전기도금액이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
상기 본 발명에 의한 아연전기 도금액의 총중량을 기준으로 중량평균분자량이 400 내지 4,000인 수용성 및 전도성 폴리 아닐린을 0.001~0.1중량%를 포함하여 이루어지는 아연전기도금액으로 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판이 제공된다.
본 발명에 의한 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연전기도금액중 의 폴리아닐린은 분산 및 흡착에 의해 도금층에 도입되며, 본 발명의 아연전기도금액으로 형성된 도금층은 강판과 우수한 밀착성 및 내식성을 나타낸다.
본 발명은 특정 중량평균 분자량의 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연전기도금액을 사용하므로써 이를 사용하여 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판의 내식성 및 이러한 도금층의 강판에 대한 밀착성이 현저하게 개선됨을 발견함에 기인한 것이다. 즉, 아여전기도금액중의 전도성 폴리아닐린은 인히비터로 작용하여 아연전기도금강판의 내식성이 크게 향상된다. 또한, 본 발명에서 사용되는 폴리아닐린은 전기 전도성을 가질 뿐만 아니라 수용성인 것으로 도금액에 흡착 및 분산되어 배합되고 아연전기도금을 통해 도금층에 도입되어 도금된 강판에 우수한 밀착성 및 내식성을 부여한다.
본 발명의 아연전기도금액에는 수용성 및 전도성 폴리아닐린
Figure 112007093352913-pat00001
이 배합된다. 통상의 폴리아닐린은 수용성 용액의 안정적인 전위범위에서 전석하지 않으므로 전기도금으로 아연도금층에 도입하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 발명에는 수용성 및 전도성을 갖는 폴리아닐린이 사용된다. 즉, 염소(Cl) 함유 물질로 도핑된 폴리아닐린은 수용성 및 전도성을 띄며, 도핑에 의해 0.1 지멘스 이상의 전도도를 갖는 폴리아닐린은 분산 및 흡착에 의해 도금층에 도입될 수 있다. 상기 도핑된 폴 리아닐린은 도금층에 효과적으로 혼입될 수 있도록 0.1지멘스 이상의 전도도를 갖는 것이 바람직하다. 도핑된 폴리아닐린은 전도도가 클수록 바람직하므로 전도도의 상한값이 특히 한정되는 것은 아니다. 다만, 현재 기술상 약 10지멘스 이상의 전도도를 갖는 폴리아닐린을 제조하기 곤란하므로 약 0.1 내지 10 지멘스의 전도도를 갖는 폴리아닐린이 사용될 수 있다. 상기 폴리아닐린의 도핑에 사용되는 염소(Cl) 함유 물질로는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 도핑물질이 사용될 수 있으며, 이로 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, HCl, 2M2R 알딘염 및 베이스(2M2R aldine salt, 2M2R aldine base)로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종이 사용될 수 있다.
상기 수용성 및 전도성 폴리아닐린으로는 중량평균분자량이 400 내지 4,000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리아닐린의 중량평균분자량이 400미만이면 도핑이 어려우며, 따라서, 충분한 전도도가 확보되지 않고 내식효과가 저조하다. 폴리아닐린의 중량평균 분자량이 4,000을 초과하면 수용성이 되기 어려워 도금액에 혼입되기 어려우며 따라서 폴리아닐린이 도금층에 충분히 도입되지 않는 문제가 있다. 또한, 중량평균분자량이 400 내지 4,000인 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 사용하는 경우에 우수한 도금성을 나타낸다.
상기 수용성 및 전도성 폴리아닐린은 종래 일반적으로 알려져 있는 어떠한 아연도금액에 배합될 수 있으며, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 아연도금액으로 서 구체적으로는 염화물욕, 황화물욕 또는 이들의 혼합욕을 이용한 아연도금액에 배합될 수 있다. 염화물욕 아연도금액 및 황화물욕 아연도금액 조성은 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것으로, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 염화물욕 아연도금액은 일반적으로 주재로서 염화아연 및 염산과 전도보조제로서 염화암모늄, 염화칼륨 및 염화칼슘으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종의 포함하여 이루질 수 있으며, 황화물욕 아연도금액은 일반적으로 주재로 황화아연 및 황산 그리고 품질향상제로 황산마그네슘, 황산 칼슘, 황산칼륨 및 황산나트륨으로 구성되는 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 일종을 포함하여 이루어질 수 있다.
바람직하게는 일반적으로 알려져 있는 가용성 양극을 사용하며, 양극의 반응성을 해치지 않는 염화물욕 아연도금액에 사용될 수 있다. 상기 수용성 및 전도성 폴리아닐린은 아연도금액의 총중량을 기준으로 아연도금액에 0.001 ~ 0.1중량%로 첨가될 수 있다. 폴리아닐린 첨가량이 0.001중량% 미만이면 첨가량이 미비하여 의도하는 내식효과가 충분히 얻어지지 않으며, 0.1중량%를 초과하면 강판에 다량의 폴리아닐린이 흡착되어 금속이온의 흡착을 방해하며 이에 따라 도금층 석출이 방해되어 도금층의 밀착성등이 저하된다.
본 발명의 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연도금액은 피도금체의 금속의 종류 및 형상에 관계없이 산성 염화물, 황화물 및 이들의 혼합물을 이용하는 아연전기도금액에 적용될 수 있다. 본 발명의 아연전기도금액은 상기 수용성 및 전도성 폴리아닐린이 배합됨을 제외하고는 일반적인 것으로 그 외의 사항을 특히 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현에 있어서, 본 발명에 의한 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연전기도금액으로 형성된 도금층을 갖는 아연전기도금강판이 제공된다. 도 1에 강판(1)위에 본 발명에 의한 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연도금액으로 형성된 도금층(2)을 갖는 아연전기도금강판(10)을 도시하였다. 상기 아연도금층을 갖는 강판에서 아연도금층은 후처리, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어, 인산염, 크롬 및/또는 내지문처리등으로 후처리될 수 있다.
상기 본 발명에 의한 수용성 및 전도성 폴리아닐린을 포함하는 아연도금액으로 형성된 아연도금층을 갖는 강판에 대한 우수한 밀착성 및 내식성을 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
냉연 강판을 소지금속으로하여 표 1에 나타낸 중량평균 분자량의 폴리아닐린이 아연도금액의 총중량을 기준으로 표 1의 첨가량으로 첨가된 수용성 아연전기도금액을 사용하여 전기도금을 행한 후 도금강판을 내식성 및 밀착성을 평가하여 그 결과를 비교하였다. 도금액은 염화물욕 도금액을 사용하였으며, 농도 및 도금조건은 Zn:90g/L, Cl:250g/L, 도금부착량:20g/m2, 온도 60oC, pH:4.5, 전류밀도 100A/dm2 였다. 폴리아닐린으로는 염산으로 도핑된 전도도 1 지멘스의 폴리아닐린이 사용되었다. 도금층의 내식성 및 밀착성은 다음과 같이 평가하였다. 본 실시예에 사용된 도금액을 물을 기초로한 것이며, 전도보조제로는 KCl이 상기한 도금욕 조성이 되도록하는 하는 양으로 사용되었다.
(1) 도금층 내식성 평가도금층의 내식성은 KS규격으로 염수분무 시험(SST)으로 적색녹(Red Rust)이 면적의 5% 발생 시간을 평가하였다.
(2) 도금층의 밀착성 평가도금 밀착성은 2T로 구부린후 테이프로 박리시험을 하여 도금층이 테이프에 묻어나는 경우 불량으로, 묻어나지 않는 경우 양호로 판정하였다.
[표 1]
도금재번호 폴리 아닐린 내식성(적색녹 5% 발생시간)(hr.) 밀착성
중량평균분자량 첨가량(중량%)
1 350 0.05 24 불량
2 400 0.05 42 양호
3 4,000 0.05 45 양호
4 4,050 0.05 25 불량
5 1,600 0.0005 26 불량
6 1,600 0.001 39 양호
7 1,600 0.01 45 양호
8 1,600 0.1 46 양호
9 1,600 0.11 44 불량
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 아연도금액의 총중량을 기준으로 중량평균 분자량이 400 내지 4,000인 폴리아닐린 0.001중량% 내지 0.1중량%를 포함하는 아연도금액으로 도금층을 형성한 경우에 양호한 도금밀착성을 나타낼 뿐만 아니라 장시간 동안 녹이 발생하지 않는 우수한 내식성을 나타내었다.
도 1은 본 발명에 의한 아연도금액으로 형성된 아연도금층을 갖는 아연도금강판을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 부호에 대한 간단한 설명 *
1 .... 강판 2 .... 아연도금층
10 .... 아연전기도금강판

Claims (5)

  1. 아연전기도금액의 총중량을 기준으로 중량평균 분자량이 400 내지 4,000이며, Cl 함유 물질로 도핑된 수용성 및 전도성 폴리 아닐린 0.001~0.1중량%를 포함하여 이루어지는 아연전기도금액.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 아연 전기도금액은 염화물욕, 황화물욕 혹은 이들의 혼합욕임을 특징으로 하는 아연전기도금액.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 및 전도성 폴리아닐린은 전도도가 0.1 지멘스 이상임을 특징으로 하는 아연전기도금액.
  5. 삭제
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