KR101797368B1 - 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판 - Google Patents

인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판

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Abstract

본 발명은 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계; 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 건조하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 것인 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법 및 이러한 방법으로 제조된 인산염 처리된 아연도금강판에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명은 아연도금칩이 금형에 고착되는 것을 방지하고, 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성이 우수하며, 도장 이후에도 흡착컵 마크가 발생하지 않아 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산이 가능한 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판을 제공할 수 있다.

Description

인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판{MANUFACTURING METHOD OF PHOSPHATE-TREATED STEEL SHEET FOR MIXED MODEL PRODUCTION AND PHOSPHATE-TREATED STEEL SHEET}
본 발명은 인산염 처리되고, 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산이 가능한 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판에 관한 것이다.
차량용 후드는 후드 아우터 패널(Hood Outer Panel)에 후드 이너 패널(Hood Inner Panel)이 결합된 구조를 갖는다. 일반적으로 후드 아우터 패널용 강판으로 내부식성이 우수한 아연도금강판이 사용되고 있다. 이러한 아연도금강판은 합금화용융아연도금강판(Galvannealed Steel Sheets, GA) 및 전기아연도금강판(Electro Galvanized Steel Sheets, EG) 등을 포함한다.
합금화용융아연도금강판(GA)은 강판을 아연도금 후 재가열해 강판과 도금층 사이에 철과 아연의 합금층을 형성한 것이다. 이러한 합금화용융아연도금강판(GA)은 불규칙한 표면과 철 성분 때문에 도료 밀착성과 용접성이 뛰어난 장점이 있다.한편, 전기아연도금강판(EG)은 전해법에 의해 강판 표면에 아연 피막을 형성한 것이다. 전기아연도금강판(EG)은 합금화용융아연도금강판(GA)에 비하여 아연 부착량을 줄일 수 있고, 강판 전체에 걸쳐 균일한 아연도금층의 형성이 가능한 장점이 있다.
최근의 후드 아우터 패널용 강판은 상기와 같은 방식으로 아연도금을 수행한 후, 도장층 부착성 및 내식성 등의 품질을 더욱 향상시키기 위해 강판 표면에 피막을 형성하는 후처리 공정을 수행한다. 후처리 공정은 인산염 처리와 크롬산염 처리 등의 방법으로 수행된다. 그러나, 크롬산염 후처리 공정의 경우 유해성분인 크롬을 이용함으로써 인체 또는 환경에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있어 그 사용이 점차 제한되고 있다.
본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개공보 제2014-0084630호가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 아연도금칩이 금형에 고착되는 것을 방지하고, 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성이 우수하며, 도장 이후에도 흡착컵 마크가 발생하지 않아 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산이 가능한 아연도금강판 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계; 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 건조하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 것인 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계에서 인산염 처리용 수용액의 전산도(Total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(Free acid)는 1.2 내지 2.2일 수 있다.
상기 인산염 처리용 수용액은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계 이후, 다원계 인산염 코팅층 상에 내지문 코팅층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 베이스 강판; 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되고, 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 다원계 인산염 코팅층;을 포함하는 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 관한 것이다.
상기 다원계 인산염 코팅층은 철(Fe)을 1 ppm 내지 30 ppm의 함량으로 더 함유하는 것일 수 있다.
상기 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판은 다원계 인산염 코팅층 상에 형성된 내지문 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 인산염 처리용 수용액을 베이스 강판 표면에 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅하여 형성된 것일 수 있다.
본 발명은 아연도금칩이 금형에 고착되는 것을 방지하고, 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성이 우수하며, 도장 이후에도 흡착컵 마크가 발생하지 않아 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산이 가능한 아연도금강판 제조방법 및 이로부터 제조된 인산염 처리된 아연도금강판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 실시예 1의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 실시예 2의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명 비교예 1의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 비교예 2의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명 비교예 3의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명 비교예 4의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 밀착성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명 실시예 1의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 흡착컵 마크 발생 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명 비교예 1의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 대한 흡착컵 마크 발생 평가 결과를 나타낸 것이다.
본 발명의 일 구현예는 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계; 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 건조하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 것인 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명은 아연도금칩이 금형에 고착되는 것을 방지하고, 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성이 우수한 아연도금강판을 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 도장 이후에도 흡착컵 마크가 발생하지 않아 합금화용융아연도금강판(GA)-전기아연도금강판(EG) 혼류생산이 가능한 아연도금강판을 제공할 수 있다.
구체적으로, 후드 아우터 패널용 강판 생산 라인에서는 흡착컵으로 강판의 표면을 흡착하여 강판을 성형 또는 조립 공정으로 이동시키게 된다. 혼류생산 라인 에서는 합금화용융아연도금강판(GA) 및 전기아연도금강판(EG)의 두 종류를 모두 생산하여 공정 효율을 증대시킨다. 종래의 혼류생산 라인에서는 예를 들면 인산염 처리된 후의 전기아연도금강판(EG)과 흡착컵이 밀착하는 과정에서 흡착컵 표면(접촉면)에 인산염 입자가 미량으로 부착되고, 이러한 인산염 입자가 합금화용융아연도금강판(GA)으로 전사되어 흡착컵 마크가 발생하는데 반해, 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 인산염 입자가 흡착컵에 방지하는 것을 방지하고, 다원계 인산염 코팅층과 아연도금층의 밀착성을 향상시키는 효과가 우수하여 혼류생산 라인에서의 흡착컵 마크 발생을 방지한다.
도 1은 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 베이스 강판의 표면을 탈지 및 수세하는 단계(S110); 상기 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계(S120); 및 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 코팅하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계(S130); 를 포함한다. 또한, 상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계 이후, 다원계 인산염 코팅층 상에 내지문 코팅층을 형성하는 단계(S140)를 추가로 포함할 수 있다.
일 실시예의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 베이스 강판의 표면을 탈지 및 수세하는 단계(S110)를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 베이스 강판 상에 형성되는 아연도금층의 표면 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 베이스 강판은 후드 아우터 패널(Hood Outer Panel)용 강판일 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 아연도금강판의 제조방법에 의한 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성 향상의 효과가 더욱 우수한 경제적 효율로 적용될 수 있다.
일 실시예의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 상기 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계(S120)를 포함한다. 상기 아연도금층을 형성하는 단계(S120)는 합금화용융아연도금(GA) 방식 또는 전기아연도금(EG) 방식을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 합금화용융아연도금강판(GA)-전기아연도금강판(EG) 혼류생산에 적용하기에 더욱 유리한 특성을 갖는다.
상기 아연도금층을 형성하는 단계(S120)에서 형성된 아연도금층의 두께는 2㎛ 내지 3㎛이고, 아연도금층의 부착량은 10g/m2이 내지 30g/m2이 될 수 있다. 이러한 경우, 내식성 및 부착성이 우수하면서도 아연도금층의 표면 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 표면 조정제를 이용하여 아연도금층이 형성된 베이스 강판의 표면을 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 베이스 강판의 표면 균일성을 향상시키고, 표면 조정제를 이용하여 미리 활성화시킴으로서 베이스 강판과 아연도금강판의 밀착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 표면 조정제를 이용하여 아연도금층이 형성된 베이스 강판의 표면을 처리하는 단계에서 표면 조정제는 예를 들면, 초기건욕농도 0.11% 내지 0.13% 및 30℃ 내지 40℃ 조건에서 1.4pt 내지 2.4pt의 전알칼리도로 처리될 수 있다. 이러한 경우, 베이스 강판 상에 형성되는 아연도금층의 균일성 및 전체 아연도금강판의 표면 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 코팅하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계(S130)를 포함한다.
상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유한다. 이러한 경우, 다원계 인산염 코팅층과 아연도금층의 밀착력이 우수하여, 다원계 인산염 코팅층이 혼류생산 중 흡착컵에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
다원계 인산염 코팅층 중 망간(Mn), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)의 함량이 상기 범위 미만인 경우 흡착컵 마크가 발생하는 문제가 있으며, 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 다원계 인산염 코팅층의 성분 균형이 저하되어 밀착성 및 표면 균일성을 양립하기 어렵다.
구체적으로, 다원계 인산염 코팅층 중 망간(Mn)은 피막의 내구성을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다. 망간(Mn)의 농도가 1,500ppm 미만일 경우, 다원계 인산염 코팅층의 내구성 향상을 기대하기 어려우며, 망간(Mn)의 농도가 2,500ppm을 초과할 경우 피막의 외관이 밝아지지만, 인산염 처리용 수용액의 용액 안정성을 저해하여 다원계 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다. 상기 다원계 인산염 코팅층 중 망간(Mn)의 함량은 예를 들면, 인산염 처리용 수용액 중 망간 이온의 농도를 1,500ppm 내지 2,500ppm로 제어하는 방법으로 제어될 수 있다.
구체적으로, 다원계 인산염 코팅층 중 아연(Zn)은 피막의 내식성 및 내구성을 향상시켜 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 아연(Zn)은 다원계 인산염 코팅층이 아연도금층과 더욱 우수한 밀착성을 갖게 하는 역할을 수행한다. 아연(Zn)의 농도가 1,400ppm 미만일 경우, 다원계 인산염 코팅층의 내구성 향상을 기대하기 어려우며, 아연(Zn)의 농도가 2,500ppm을 초과할 경우 피막의 외관이 밝아지지만, 인산염 처리용 수용액의 용액 안정성을 저해하여 다원계 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다. 상기 다원계 인산염 코팅층 중 아연(Zn)의 함량은 예를 들면, 인산염 처리용 수용액 중 아연 이온의 농도를 1,400ppm 내지 2,500ppm로 제어하는 방법으로 제어될 수 있다.
구체적으로, 다원계 인산염 코팅층 중 니켈(Ni)은 피막 형성 반응을 촉진하고, 조밀한 다원계 인산염 코팅층을 형성시키는 역할을 한다. 또한, 니켈(Ni)은 다원계 인산염 코팅층과 도료(도장층) 또는 다원계 인산염 코팅층과 내지문 코팅층 사이의 부착성을 향상시키는 역할을 한다. 니켈(Ni)의 농도가 1,300ppm 미만일 경우, 다원계 인산염 코팅층의 다원계 인산염 코팅층과 도료(도장층) 또는 다원계 인산염 코팅층과 내지문 코팅층 사이의 부착성 향상을 기대하기 어려우며, 니켈(Ni)의 농도가 2,000ppm을 초과할 경우 다원계 인산염 코팅층의 치밀성이 저하되고, 외관이 어두어져 품질을 저하시키게 된다. 상기 다원계 인산염 코팅층 중 니켈(Ni)의 함량은 예를 들면, 인산염 처리용 수용액 중 니켈 이온의 농도를 1,300ppm 내지 2,000ppm로 제어하는 방법으로 제어될 수 있다.
구체적으로, 다원계 인산염 코팅층 중 코발트(Co)는 피막의 내구성을 향상시키고, 특히 다원계 인산염 코팅층이 아연도금층과 더욱 우수한 밀착성을 갖게 하는 역할을 한다. 코발트(Co)의 농도가 20ppm 미만일 경우, 다원계 인산염 입자가 생산 라인에서 흡착컵에 붙는 것을 방지하기 어려우며, 코발트(Co)의 농도가 200ppm을 초과할 경우 인산염 처리용 수용액의 용액 안정성을 저해하여 다원계 인산염 코팅층의 균일성을 저하시킬 수 있다. 상기 다원계 인산염 코팅층 중 코발트(Co)의 함량은 예를 들면, 인산염 처리용 수용액 중 코발트 이온의 농도를 20ppm 내지 200ppm로 제어하는 방법으로 제어될 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계는 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 이를 건조하는 것을 포함한다.
상기 인산염 처리용 수용액의 스프레이 코팅 온도가 50℃ 미만인 경우, 다원계 인산염 코팅층 내에 형성되는 결정 성장이 미약하고 표면 특성이 저하되며, 스프레이 온도가 60℃를 초과할 경우, 스프레이 후 반응되지 않은 용액이 과도하게 슬러지화될 수 있다.
상기 인산염 처리용 수용액의 도포량이 1.0g/m2 미만인 경우, 다원계 인산염 코팅층은 내식성을 충분히 발휘할 수 없고, 도포량이 1.8g/m2을 초과할 경우 가공 박리성이 저하되며, 전체적으로 균일하게 형성되기 어렵다.
상기 인산염 처리용 수용액은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 상기 인산염 처리용 수용액을 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 다원계 인산염 코팅 중 망간(Mn), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)의 함량을 전술한 범위 내로 조절하기 유리하다. 이를 통해, 아연도금강판은 다원계 인산염 코팅층의 두께를 저감하면서도 동시에 더욱 우수한 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성을 구현할 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계에서 인산염 처리용 수용액의 전산도(Total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(Free acid)는 1.2 내지 2.2일 수 있다. 상기 전산도 및 유리산도 범위에서 인산염 처리용 수용액에 의한 아연도금층의 에칭정도가 적정범위로 유지되어 표면 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법은 다원계 인산염 코팅층 상에 내지문 코팅층을 형성하는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 강판을 이용한 제품 제조 과정에서 작업자의 지문이나 오염물질에 대한 저항성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 베이스 강판; 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되고, 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 다원계 인산염 코팅층;을 포함하는 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 인산염 처리된 아연도금강판은 인산염 처리 및 도장 후에도 흡착컵 마크가 발생하지 않아 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산이 가능하다. 본 발명의 아연도금강판은 전술한 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법에 의해 제조된다.
도 2는 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판은 베이스 강판(210); 상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층(220); 및 상기 아연도금층 상에 형성되는 다원계 인산염 코팅층(230)을 포함한다. 또한, 상기 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판은 다원계 인산염 코팅층 상에 형성된 내지문 코팅층(240)을 더 포함할 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층(230)은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 인산염 처리용 수용액을 베이스 강판 표면에 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 이를 통해, 상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하게 되고, 이를 포함하는 아연도금강판은 아연도금칩이 금형에 고착되는 것을 방지하고, 내치핑성(chipping resistance), 내골링성(galling resistance) 및 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 다원계 인산염 코팅층(230)은 철(Fe)을 1 ppm 내지 30 ppm의 함량으로 더 함유하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 다원계 인산염 코팅층은 균일도 및 내식성이 더욱 향상될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 예시 중 일부로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1 내지 2
두께 0.8mm의 베이스 강판을 탈지 및 수세하고 20g/m2의 부착량으로 전기아연도금을 실시하여 아연도금층이 형성된 베이스 강판을 제조하였다. 제조된 전기아연도금강판은 수세 후 표면조정제 (삼양화학제조 :상품명 Gardolene6513/M1)에 의한 전처리를 실시하였다. 이후, 하기 표 1에 기재된 조건을 갖는 인산염 처리용 수용액을 전기아연도금강판 표면에 스프레이 코팅한 후, 건조하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하였다.
비교예 1 내지 4
인산염 처리용 수용액의 조건을 하기 표 1에 표시된 것과 같이 변경한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
(ppm) 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
아연 이온 1400 2500 1400 1400 2500 1300
니켈 이온 1300 2000 1300 1300 2000 1200
망간 이온 1500 2500 1500 1500 2500 1400
코발트 이온 20 200 0 10 300 0
철 이온 1 30 0 0 0 0
<물성평가>
(1) 밀착력 평가 : 다원계 인산염 코팅층이 형성된 실시예 및 비교예의 강판에, 내지문 코팅을 실시한 시편을 에릭슨 테스터로 평가하였다. 일정 높이까지 에릭슨 가공시킨 다음, 접착테이프를 10kgf 의 힘으로 붙인뒤 떼어냈을 때, 박리가 일어나지 않는 높이로 가공 박리성 판단하였다.
(※ 에릭슨평가법 : 에릭슨 시험기에 실험소재 6mm 성형 → 평가부위 테이핑 → 인산염 입자 박리 여부 확인)
(2) 흡착컵 마크 발생 여부 평가 : 방청유가 도포된 120mmX150mm 크기의 GA, EG 강판을 각각 준비하였다. 진공흡착컵을 EG 강판 표면에 흡착 후 탈착하는 과정을 2회 반복하였다. 이후 상기 EG 강판 표면에 사용하였던 동일 진공흡착컵을 GA 강판 표면에 흡착 후 탈착하는 과정을 2회 반복하였다. GA강판을 탈지 후 실시예 및 비교예의 방법으로 다원계 인산염 코팅층을 형성한 후, 흡착컵 마크 발생여부를 육안으로 확인하였다.
(3) 외관균일성 : 다원계 인산염 코팅층이 형성된 실시예 및 비교예의 강판의 표면균일정도를 육안으로 관찰하여 평가하였다. 강판표면에 요철이 관찰되는 경우 불량으로 평가하고, 요철을 관찰하기 어려운 경우 우수로 평가하였다.
(4) 골링(galling) 발생 여부 : 다원계 인산염 코팅층이 형성된 실시예 및 비교예의 강판을 성형 공정에 투입한 후, 최종제품 도금칩이 발생하는 지의 여부를 육안으로 확인하였다.
(5) 내식성 : 다원계 인산염 코팅층이 형성된 실시예 및 비교예의 강판의 절단면 및 이면을 테이프로 봉한 후, 48 시간동안 염수분무시험 실시한 후, 백청(white rust) 발생면적을 %로 나타내었다. 이때, 백청 발생면적이 5% 이하일 경우, 내식성이 우수한 것으로 평가하고, 5% 초과인 경우 내식성 불량으로 평가였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
밀착력 평가 우수 우수 불량 불량 불량 불량
밀착력 평가 결과 도 3 도 4 도 5 도 6 도 7 도 8
흡착컵 마크 발생 여부 무 무 유 유 유 유
흡착컵 마크 발생 여부 결과 도 9 - 도 10 - - -
외관균일성 우수 우수 불량 불량 불량 불량
골링 발생 여부 무 무 유 유 유 유
내식성 우수 우수 우수 우수 우수 우수
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
210: 베이스 강판
220: 아연도금층
230: 다원계 인산염 코팅층
240: 내지문 코팅층

Claims (8)

  1. 베이스 강판의 표면에 아연도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 베이스 강판의 표면에 형성된 아연 도금층 상에 인산염 처리용 수용액을 50℃ 내지 60℃에서 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅한 후, 건조하여 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 다원계 인산염 코팅층은 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 것인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계에서 인산염 처리용 수용액의 전산도(Total acid)는 19 내지 29이고, 유리산도(Free acid)는 1.2 내지 2.2인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인산염 처리용 수용액은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 것인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다원계 인산염 코팅층을 형성하는 단계 이후, 다원계 인산염 코팅층 상에 내지문 코팅층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판의 제조방법.
  5. 베이스 강판;
    상기 베이스 강판 표면에 형성되는 아연도금층; 및
    상기 아연도금층 상에 형성되고, 망간(Mn) 1,500ppm 내지 2,500ppm, 아연(Zn) 1,400ppm 내지 2,500ppm, 니켈(Ni) 1,300ppm 내지 2,000ppm 및 코발트(Co) 20ppm 내지 200ppm을 함유하는 다원계 인산염 코팅층;을 포함하는 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다원계 인산염 코팅층은 철(Fe)을 1 ppm 내지 30 ppm의 함량으로 더 함유하는 것인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 인산염 처리된 혼류생산용 아연도금강판은 다원계 인산염 코팅층 상에 형성된 내지문 코팅층을 더 포함하는 것인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 다원계 인산염 코팅층은 질산 망간 5 중량% 내지 7 중량%, 인산 아연 5 중량% 내지 7 중량%, 질산 니켈 10 중량% 내지 15 중량%, 질산 코발트 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 질산 6 중량% 내지 7 중량%, 고체 인산 12 중량% 내지 17 중량%, 제3인산나트륨 수화물 15 중량% 내지 17 중량% 및 물 35 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 인산염 처리용 수용액을 베이스 강판 표면에 1.0g/m2 내지 1.8g/m2의 도포량으로 스프레이 코팅하여 형성된 것인 인산염 처리된 합금화용융아연도금강판-전기아연도금강판 혼류생산용 아연도금강판.



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