KR102014156B1 - 강의 아연도금용 플럭스 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용융된 아연-베이스 합금에서 배치식으로 아연도금 전에 금속 표면을 처리하기 위한 플럭스 조성물에 대한 것이다. 이 조성물은, (a) 40중량%보다 많고 70중량%보다 적은 아연 염화물, (b) 10 내지 30중량%의 암모니움 염화물, (c) 6중량%보다 많고 30중량%보다 적은 적어도 2종의 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 세트, (d) 0.1 내지 2중량%의 납 염화물, 및 (e) 2 내지 15 중량%의 주석 염화물을 포함하며, 단, 납 염화물과 주석 염화물의 총량은 상기 플럭스 조성물의 적어도 2.5중량%를 나타내도록 제공된다.
본 발명은 또한 5 내지 30 ㎛ 범위의 두께를 가진 보호 코팅층을 제공하기 위하여 철이나 강의 긴 제품 및 평평한 제품과 같은 금속 제품의 배치에 의하거나 연속으로 아연도금 공정들에서 사용하기 위한 물에 용해된 이러한 플럭스 조성물을 포함하는 플럭싱 배쓰(fluxing bath)에 대한 것이다.
본 발명은 또한 5 내지 30 ㎛ 범위의 두께를 가진 보호 코팅층을 제공하기 위하여 철이나 강의 긴 제품 및 평평한 제품과 같은 금속 제품의 배치에 의하거나 연속으로 아연도금 공정들에서 사용하기 위한 물에 용해된 이러한 플럭스 조성물을 포함하는 플럭싱 배쓰(fluxing bath)에 대한 것이다.
Description
본 발명은 아연 도금 분야에 대한 것으로, 보다 구체적으로, 아연도금(galvanizing) 또는 용융 아연도금(hot-dip galvanizing)에 대한 것이다. 특히, 본 발명은 제한적이 아닌, 철, 주철, 강과 주강(cast steel)과 같은 철 소재의 아연도금에 대한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 아연-베이스 용융 배쓰(bath) 중으로 침적되기 전의 철과 강과 같은 철 소재 표면을 처리하기 위한 일정 범위의 플럭스 조성물에 대한 것이다. 본 발명은 또한 (1) 적어도 하나의 처리 단계에서 플럭스 조성물을 이용하는 아연도금 처리 방법들, 특히 용융 아연도금 처리 방법, 및 (2) 제품 표면이 새로운 플럭스 조성물에 의해 처리되는 처리 방법에 의해 제조된, 아연도금된 철 제품(예컨대, 평평하고 긴 강 제품)을 포함하는 아연도금된 제품들에 대한 것이다.
펜스, 전선, 볼트, 주철 엘보우 및 자동차 부품과 같은 실외에 사용되는 철을 함유하는(예컨대, 철이나 강) 제품들의 부식에 대해 보호를 제공하는 중요성이 잘 알려져 있으며, 철 소재를 아연으로 코팅하는 것은 이러한 목적을 달성하기 위한 매우 효과적이며 경제적인 수단이다. 아연 코팅은 통상 코팅될 제품을 금속의 용융 배쓰에 통과시키거나 침적시킴으로써 적용된다. 이러한 조작을 아연 전기도금 (electroplating) 처리 방법들로부터 구별하기 위하여 "아연도금(galvanizing)", "고온 아연도금(hot galvanizing)" 및 "용융아연 도금(HDG;hot-dip galvanizing)"으로 호칭된다. 이러한 처리 방법에서, 아연의 고화층이 제품 표면에 형성되고 그 결과로서 형성된 아연 코팅층이 아연도금 동안 형성되는 아연/철의 금속간 합금에 의해 제품 표면에 강력하게 고착된다. 강 제품의 표면 위의 산화물과 다른 외부 물질(흙)은 아연도금 처리의 화학 반응을 방해하며, 균일하고 연속적인 공극이 없는 코팅을 형성하는 것을 방해한다. 따라서, 산업계에서 가능한 많이 산화물과 흙을 감소시키고, 제거하거나, 또는 적어도 수용하기 위하여 여러 기술들과 기술들의 조합이 채용되었다.
아연도금 제품의 특성의 향상은 아연을 알루미늄 및/또는 마그네슘과 합금화함으로써 달성될 수 있다. 5중량%의 알루미늄의 첨가에 의해 순수 아연에 대해 향상된 배수 특성을 보이는 더 낮은 용융점(381℃의 공석점(eutectic point))을 가지는 합금이 발생된다. 또한, 이러한 아연-알루미늄 합금으로 제조된 아연도금 코팅은 기본적으로 순수 아연으로부터 형성된 코팅보다 더 큰 내식성, 향상된 성형성 및 더욱 양호한 도장성을 가진다. 그러나, 아연-알루미늄 아연도금은 특히 표면 청결성에 민감하므로 아연도금에서 아연-알루미늄 합금이 사용될 때 불충분한 강의 표면 젖음과 같은 여러 어려움에 자주 직면한다.
이 산업에서 가능한 많이 산화물과 흙을 감소시키고, 제거하거나, 또는 적어도 수용하기 위하여 많은 기술들과 기술들의 조합이 채택되었다. 기본적으로 모든 이들 처리 방법들에서, 유기 흙(즉, 오일, 그리스, 방청(rust preventive) 화합물)은 처리될 표면을 알칼리 수용성 물 분사(wash)(알칼리 세정)와 접촉시킴으로써 우선 제거된다. 이것은 브러시 스크러빙, 초음파 처리 및/또는 전기-세척과 같은 추가적인 기술들에 의해 수행될 수 있다. 이어서 철 미세물과 산화물을 제거하기 위한 산 수용액의 분사(산세)와 표면을 접촉시켜, 물로 린싱(rinse)하고, 최종적으로 재차 물로 린싱한다. 이들 모든 세정-산세-린싱-공정들은 대부분의 아연 도금 기술들에서 공통이며 다소 정확하게 산업적으로 실시된다.
고강도 강들, 높은 탄소 함량을 가진 강, 주철 및 주강에 사용되는 또 다른 예비-처리 방법은, 블라스팅(blasting)으로 불리는 기계적인 세정방법이다. 이 방법에서, 이러한 표면 위에 작은 샷(shot)들과 그리트(grit)들을 발사함으로써 강이나 철의 표면으로부터 못이나 먼지가 제거된다. 처리될 부품의 두께, 크기 및 형상에 따라, 볼트에 대한 덤블(tumble) 블라스팅 머신과, 자동차 부품 등을 위한 터널 블라스팅 머신과 같은 다른 블라스팅 머신이 사용된다.
(1) 플럭싱 방법, 및 (2) 어닐링 로 방법의 두 가지 주요 아연도금 기술들이 세정된 금속(예컨대, 철 또는 강) 부품에 사용된다.
제1의 아연도금 기술, 즉 플럭싱 방법은, 자체적으로 건조 플럭싱 방법과, 습식 플럭싱 방법의 두 범주로 구분될 수 있다.
상기 세정, 산세, 린싱 또는 블라스팅 공정들의 하나 이상과 결합하여 사용될 수 있는 건조 플럭싱 방법은, 금속 부품을 "예비-플럭싱(pre-flux)"으로 불리는 염화물 염을 함유하는 수용성 배쓰 내에 침적(dip)시킴으로써 금속철 표면에 염 층을 생성한다. 이후, 이 층은 아연도금 실시 전에 건조되고, 이로써 아연 배쓰에 이러한 층이 도입되기까지 강 표면을 재-산화로부터 보호한다. 그러한 예비-플럭스는 정상적으로 수용액 아연 염화물을 포함하고 선택적으로 암모니움 염화물을 함유하며, 그의 존재는 용융 아연에 의한 제품 표면의 젖음성을 향상시키며 이로써 균일하고, 연속적인, 공극이 없는 코팅의 생성을 증진시킨다.
습식 플럭싱의 개념은 통상적으로 아연 염화물, 그리고 보통 암모니움 염화물을 포함하는 상부 플럭스에 의해 아연도금 배쓰를 덮는 것이나, 이 경우, 이들 염들은 용융되고 아연도금 배쓰의 상부 위에 부유한다. 예비-플럭스와 같은 상부 플럭스의 목적은, 아연 도금 동안 젖음성을 보조하기 위하여 시스템에 아연 염화물 그리고 바람직하게는 암모니움 염화물을 공급하는 것이다. 이 경우, 세정-산세-린싱 후에 잔류된 모든 표면 산화물과 흙은, 강 부품이 상부 플럭스층을 통과하고 아연도금 탕관(kettle) 내에 침적될 때 제거된다.
습식 플럭싱은 건식 플럭싱보다 아연을 더 많이 소비하며, 더 많은 연기, 등을 발생하는 그러한 결점들을 가진다. 그러므로, 아연도금 공장들의 대부분은 오늘날 건식 플럭싱 방법으로 그들의 처리 방법을 전환하였다.
이하에서 어닐링 로 방법이 요약된다. 아연도금 매체로서 아연 또는 아연-알루미늄 또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금을 사용하는 연속 처리 방법들에서, 어닐링은 질소와 수소 가스의 혼합물의 환원 분위기에서 수행된다. 이는 이전에 세정되고, 산세되며 린싱된 표면들의 재-산화를 제거할 뿐만 아니라, 여전히 존재할 수 있는 잔류 표면 산화물 및 흙을 실제로 제거한다. 강 코일들의 대부분은 오늘날 이 기술에 따라 아연도금된다. 매우 중요한 조건은 코일이 공기와 직접 접촉하지 않고 용융 아연 내부로 직접 연속으로 진행함으로써 코일이 어닐링 로에서 배출되는 것이다. 그러나 이러한 조건에 의해 이 기술은 성형된 부품이나 강 와이어들에 사용하는 것이 극히 어렵게 되는 데, 와이어들은 너무 자주 파손되고 어닐링 로의 방법은 절단을 허용하지 않기 때문이다.
아연-알루미늄 아연도금 코팅들을 형성하기 위하여 사용되는 다른 기술은 아연의 얇은(즉, 0.5-0.7 ㎛) 층(이하, "예비-층")에 의해 강 제품을 전기-도금하며, 공기 분위기에서 로에서 건조하며 이어서 아연도금 탕관에 예비-코팅된 제품을 침적시키는 것을 포함한다. 이는 연속 라인들에서 강 배관의 아연 코팅을 위하여 널리 사용되며 강 스트립의 제조를 위하여 더 적은 정도로 사용된다. 이는 환원 분위기에서 가공을 필요로 하지 않지만, 추가적인 금속-코팅 단계가 필요하므로 불리하다.
아연도금은 배치 작동(batch operation)으로 또는 연속으로 실시된다. 연속 작동이 와이어, 시트, 스트립, 배관, 등과 같은 이러한 작동 유형에 적합한 제품들에 통상적으로 실시된다. 연속 작동에서, 연속적인 처리 단계들 사이의 제품들의 전달은 조작원이 작동을 감시하고 문제가 발생하면 문제를 해소하면서 수행된다. 연속 작동에서의 제조 용적은 크다. 수용성 예비-플럭스의 사용 및 후속의 로에서의 건조를 포함하는 연속 아연도금 라인에서, 예비-플럭스 탱크로부터의 제품의 제거와 아연도금 배쓰로의 침적 사이의 시간 경과는 보통 배치 처리(batch process)의 10 내지 60분 대신에, 약 10 내지 60초이다.
배치 작동들은 상당히 다르다. 배치 작동들은 제조 용적이 더 적고 아연도금될 부품들이 더욱 형상이 복잡한 경우 선호된다. 예컨대, 여러 제조된 강 제품, 구조강 형상 및 파이프가 배치 작동에서 효과적으로 아연도금된다. 배치 작동에서, 처리될 부품들은 자동화가 거의 또는 조금도 포함되지 않고, 배치들의 각 연속적인 처리 단계들로 수작업으로 전달된다. 이는 각각의 특정 처리 단계에 각 부재가 머무는 시간이 연속 작동보다 휠씬 더 길며, 더욱 중요하게도, 연속적인 처리 단계들 사이의 시간은 연속 작동에서보다 휠씬 더 차이가 넓은 것을 의미한다. 예컨대, 아연도금 강 파이프용의 종래의 배치 처리에서, 예비-플럭스 배쓰에 같이 침적된 후에 100개의 파이프와 같은 많은 파이프의 배치가 수동으로 작동되는 크레인에 의해 한 번에 아연도금 배쓰로 공급하기 위한 테이블에 이송된다.
배치와 연속 작동 사이의 절차적이며 크기의 차이들에 기인하여, 하나의 작동 형태에 특히 유용한 기술은 반드시 다른 유형에 유용하지 못하다. 예컨대, 환원로의 사용은 상업적 또는 산업적 규모의 연속 작동에 제한된다. 또한, 연속 처리 방법들에 포함된 높은 생산율에 의해 예비 가열은 아연도금 배쓰에 보충 열을 공급함에 있어서 가치있는 보조를 제공한다. 배치 처리 방법들에서, 지연 시간은 휠씬 더 길며 더구나 생산성, 따라서 아연도금 배쓰의 열에너지 소비율은 휠씬 더 적다.
금속 철 부품의 양호한 성형성과 향상된 부식 보호를 결합할 필요가 있다. 그러나, 높은 알루미늄 양(선택적으로 마그네슘)을 가진 아연-베이스의 합금 코팅이 일반적인 아연도금 산업에 도입될 수 있기 전에, 이하의 어려움들이 극복되어야 한다:
- 높은 알루미늄 함량을 가진 아연 합금들은 표준적인 아연-암모니움 염화물 플럭스를 사용하여 거의 제조될 수 없다. 금속 Cu 또는 Bi 침착물을 가진 플럭스들은 이전에 제안되었으나, 아연 배쓰에의 Cu나 Bi의 용해 가능성은 매력적이지 않다. 따라서, 더욱 양호한 플럭스들이 필요하다.
- 높은 알루미늄 함량의 합금들은 아연도금의 이후 단계에서 해로운 아연-철의 금속간 합금의 흘러넘침(outburst)을 형성한다. 이러한 현상은 매우 두껍고, 제어되지 않은 거친 코팅을 발생한다. 흘러넘침의 제어는 절대적으로 중요하다.
- 젖음성(wettability)의 문제는 높은-알루미늄 함량을 가진 Zn-Al합금에서 아마도 순수 아연보다 높은 표면 장력에 기인하는 것으로 이전에 보고되었다. 따라서 강의 낮은 젖음성에 기인하여 노출 영역은 용이하게 형성되고, 따라서 용해물의 표면 장력을 저하시킬 필요가 있다.
높은 알루미늄 함량을 가진 Zn-Al 합금에서의 코팅 두께가 제어하기 어려운 것은 아마도 온도, 플럭스 조성, 침적 시간, 강의 품질 등에 의존하는 것으로 보고되었다.
WO 02/42512는 60-80중량% 아연 염화물; 7-20 중량%의 암모니움 염화물; 2-20 중량%의 적어도 하나의 알칼리 또는 알칼리 토류 금속염; 0.1-5중량%의 NiCl2, CoCI2 및 MnCl2의 적어도 하나; 및 0.1-1.5중량%의 PbCl2, SnCl2, SbCl3 및 BiCl3의 적어도 하나를 포함하는 아연도금용 플럭스를 개시한다. 바람직하게 이 플럭스는 6중량%의 NaCl과 2중량%의 KCl을 포함한다. 예1-3들은 0.7-1 중량%의 납 염화물을 포함하는 플럭스 조성물을 교시한다.
WO 2007/146161는 용융된 아연-합금으로 아연도금하는 방법을 개시하는 데, 이 방법은, (1) 별도의 용기에서 플럭스 배쓰에서 코팅될 철 소재를 침지시켜(immersing) 플럭스 코팅된 철 소재를 생성하며, 및 (2) 이후에 플럭스 코팅된 철 소재를 별도 용기의 용융된 아연-알루미늄 합금 배쓰에 침지시켜 아연-알루미늄 합금층으로 코팅시키는 것을 포함하며, 여기서 용융된 아연-알루미늄 합금은 10-40중량%의 알루미늄, 적어도 0.2 중량%의 규소, 및 잔여량의 아연과 선택적으로 마그네슘과 희토류 요소로 구성되는 그룹에서 선택된 하나 이상의 부가적인 요소들을 포함한다.
단계(1)에서, 플럭스 배쓰는 10-40중량%의 아연 염화물, 1-15중량%의 암모니움 염화물, 1-15 중량%의 알칼리 금속 염화물, 플럭스가 1.5 이하의 최종 pH를 가지도록 계면활성제와 산 성분을 포함할 수 있다. 단계(1)의 다른 실시예에서, 플럭스 배쓰는 WO 02/42512에 규정된 바와 같이 구성될 수 있다.
JP 2001/049414는 61-80중량%의 아연 염화물, 5-20중량%의 앙모니움 염화물, 5-15 중량%의 알칼리와 알칼리 토류 금속의 염화물, 불화물, 또는 규소 불화물의 하나 이상, 및 0.01-5중량%의 Sn, Pb, In, Ti, Sb, 또는 Bi의 염화물들의 하나 이상을 포함하는 플럭스에 고온 침적시킴으로써 내식성이 우수한 용융 Zn-Mg-Al 베이스 합금 코팅된 강 시트를 제조하는 것을 기재한다. 보다 구체적으로, JP 2001/049414의 표1은, 0.05-7중량%의 Mg, 0.01-20중량%Al 및 잔여량의 아연을 포함하는 용융 합금 배쓰에 강 시트가 적용된 때, 취약한 도금성, 핀홀의 부재, 드로스가 없으며 평평한 0.38 내지 0.60 범위의 KCl/NaCl 중량비를 가지는 여러 플럭스 조성물을 개시한다. 대조적으로, JP 2001/049414의 표 1은 1중량%의 Mg, 5중량%의 Al, 및 잔여량의 아연을 포함하는 용융 합금 배쓰에 강 시트가 적용된 때, 취약한 도금성, 핀홀 결함, 및 일부 드로스의 존재, 및 빈약한 평평함을 제공하는 1.0의 KCl/NaCl 중량비를 가지는 플럭스 조성물을 기재한다. 이와 같이, 종래기술의 공통적인 교시는 플럭스 조성물에서 선호되는 KCl/NaCl 중량비는 1.0 아래이다. 그러나, 종래기술은 여전히 앞에서 개략적으로 설명된 대부분의 기술적인 문제들을 해결하지 못하였다. 따라서, 이 기술 분야에서 여전히 향상된 플럭싱 조성물 및 그를 이용하는 아연도금 방법들의 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 순수 아연 또는 아연 합금, 특히 여러 조성의 아연-알루미늄 합금 또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금에 의한 아연도금에 의해 일정 형상의, 금속 제품, 특히 철 또는 강 제품 위에 연속적인, 더욱 균일하고, 더욱 부드러우며 공극-없는 코팅을 생성할 수 있도록 하는 플럭스 조성물을 제공하는 것이다.
놀랍게도 이것은 플럭스 조성물에 특정 양의 납 염화물과 주석 염화물을 제공함으로써 달성될 수 있음이 발견되었다. 위에 설명된 문제들의 대부분은 청구항 1 기재의 플럭스 조성물과 청구항 7 기재의 아연도금 처리 방법에 의해 해결된다. 종속 청구항 2-6과 8-14에 구체적인 실시예들이 설명된다.
본 발명에 따르면, 순수 아연 또는 아연 합금, 특히 여러 조성의 아연-알루미늄 합금 또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금에 의한 아연도금에 의해 일정 형상의, 금속 제품, 특히 철 또는 강 제품 위에 연속적인, 더욱 균일하고, 더욱 부드러우며 공극-없는 코팅을 생성할 수 있도록 하는 플럭스 조성물이 제공된다.
본 발명의 주요 특징은 금속, 특히 철과 강의 아연 도금의 커다란 향상이 구체적인 각각의 양으로 납 염화물과 주석 염화물을 모두 포함하며 그들의 결합된 양이 이전에 문서로 알려진 것보다 위인 일정한 한계를 초과하는 조건으로 플럭스 조성물을 선택할 때 달성될 수 있다는 인식이다. 이러한 주요 특징이 청구항 1에 기재된 바와 같은, 플럭스 조성물의 다른 성분들의 구체적인 양과 결합된다.
정의
"용융 아연도금(hot dip galvanization)"이라는 용어는, 제품 표면 위에 보호층을 생성하기 위하여, 충분한 시간 동안 연속 또는 배치 작동에서 순수 아연 또는 아연-합금의 용융 배쓰 내에 제품을 침적시킴으로써 철 또는 강 제품과 같은 금속 제품을 부식 처리하는 것을 의미한다. "순수 아연(pure zinc)" 라는 용어는 예컨대 안티몬(Sb), 비쓰무쓰(Bi), 니켈 또는 코발트와 같은 특정 첨가제의 소량을 함유할 수 있는 아연도금 배쓰를 지칭한다. 이는 알루미늄이나 마그네슘과 같은 하나 이상의 다른 금속을 상당량 함유하는 "아연 합금"과 대조된다.
이하에서, 다른 비율은 플럭스 조성물 또는 아연-베이스 배쓰의 총 중량(100%)에 대한 각 성분의 중량부(wt.%)에 대한 것이다. 이는 총량이 100 중량%에 합치하도록 동시에 모든 최대 또는 최소 비율이 존재할 수 없는 것을 의미한다.
본 발명의 플럭스 조성물은, 기본적인 특징으로서, 납 염화물과 주석 염화물의 총량(combined amount)이 상기 플럭스 조성물의 적어도 2.5 중량%인 것을 조건으로, 0.1-2중량%의 납(Pb) 염화물과 2-15중량%의 주석(Sn) 염화물을 포함한다. 본 발명의 플럭스 조성물의 여러 구체적인 실시예들이 청구항 2 내지 11에 표현되고 또한 상세한 설명에 기재된다.
일 실시예에서, 플럭스 조성물 내의 납 염화물의 비율은 적어도 0.4 중량% 또는 적어도 0.7 중량%이다. 다른 실시예에서, 플러스 조성물에서의 납 염화물의 비율은 최대 1.5중량% 또는 최대 1.2 중량%이다. 구체적인 실시예에서, 플럭스 조성물 내의 납 염화물의 비율은 0.8 내지 1.1 중량%이다.
일 실시예에서, 플럭스 조성물 내의 주석 염화물의 비율은 적어도 2중량% 또는 적어도 3.5 중량% 또는 적어도 7중량%이다. 다른 실시예에서, 플럭스 조성물 내의 주석 염화물의 비율은 최대 14중량%이다.
일 실시예에서, 납 염화물과 주석 염화물의 총량은 플럭스 조성물의 적어도 4.5 중량%, 또는 최대 14 중량%를 나타낸다. 다른 실시예에서, 플럭스 조성물은 또한 납 및/또는 주석의 다른 염, 예컨대, 납 염화물 및/또는 주석 염화물의 상업적 소스에 존재하는 불가피한 불순물인 불화물, 또는 다른 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 플럭스 조성물에서의 납 염화물과 주석 염화물의 구체적인 각각의 양은 특히 배치 작동에서 또는 연속으로 용융 아연 또는 아연-베이스의 합금에 의한 용융 아연도금 처리 방법들에서 아연 도금에 의해 금속, 특히 철 또는 강 제품 위에 연속적인, 보다 균일한, 더 부드러우며 공극이 없는 코팅을 생성할 수 있도록 하는 모든 다른 염화물의 특정 비율과 결합된다.
예컨대, 플럭스 조성물에서의 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양은 40보다 많고 70중량%보다 적은 아연 염화물과 결합된다. 일 실시예에서, 플럭스 조성물에서의 아연 염화물의 비율은 적어도 45중량% 또는 적어도 50중량%이다. 또 다른 실시예에서, 플럭스 조성물에서의 아연 염화물의 비율은 적어도 65중량% 또는 적어도 62중량%이다. 플럭스 조성물에서의 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양과 결합된 ZnCl2의 그러한 비율에 의해 아연 도금되는 금속 제품의 양호한 코팅을 보장하고, 건조, 즉, 아연 도금 자체 전의 후속의 처리 단계들 동안 금속 제품의 산화를 효과적으로 방지한다.
본 발명의 일 측면에서, 플럭스 조성물에서의 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양들은 10-30중량%의 암모니움 염화물과 결합된다. 일 실시예에서, 플럭스 조성물에서의 NH4Cl의 비율은 적어도 13중량% 또는 적어도 17중량%이다. 또 다른 실시예에서, 플럭스 조성물에서의 암모니움 염화물의 비율은 최대 26중량% 또는 최대 22중량%이다.
NH4Cl 의 최적의 비율은 확장적인 실험 없이 아연도금될 금속 및 플럭스 조성물에서의 금속 염화물의 중량 비율과 같은 파라미터들에 따라 잔류 녹이나 취약하게 산세된 스팟(spot)을 제거하기 위하여 용융 동안 충분한 에칭 효과를 달성하기 위하여, 그러나 흑점들, 즉, 금속 제품의 코팅되지 않은 영역의 형성을 피하면서 이하의 예들에서 보여진 실험 증거들을 단순 사용함으로써 이 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 결정될 수 있다. 일부 상황에서, NH4Cl 의 작은 부분(예컨대, 중량으로 1/3 보다 적은)을 하나 이상의 알킬 4가(quaternary) 암모니움 염(들)으로 치환하는 것이 유용할 수 있으며 여기서 적어도 하나의 알킬 그룹은 EP 0488.423에 기재된, 예컨대, 알킬-트리메틸암모니움(alkyl-trimethylammonium) 염화물(예컨대, 트리메틸오릴-암모니움(trimethyllayryl-ammonium) 염화물) 또는 디알킬디메틸암모니움(dialkyldimethylammonium) 염화물과 같은 8 내지 18 탄소 원자를 가진다.
본 발명의 일 측면에서, 플럭스 조성물에서의 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양은 또한 적절한 양의 하나 이상의, 바람직하게는 여러, 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물과 결합된다. 그러한 할로겐화물(hallide)은 바람직하게는 또는 지배적으로 염화물(브롬화물이 사용될 수 있으나, 안전상의 이유들로서 불화물은 덜 선호된다), 및 알칼리 또는 알칼리 토류 금속이 Na, K, Li, Cs, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 구성되는 그룹에서 효과적으로 선택된다(각 금속 클래스에서 감소하는 선호 순으로 분류). 플럭스 조성물은 효과적으로 이들 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 혼합물을 포함하는 데, 염소에 대한 용융 혼합물의 평균적인 화학 친화성을 증가시키며 시너지 효과를 제공하는 그러한 혼합물에 의해, 용융염들의 용융점과 점성, 따라서 젖음성을 더욱 양호하고 정확하게 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 혼합물은 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트이며 플럭스 조성물의 10-30중량%를 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트는 주요 성분으로서 나트륨 염화물과 칼륨 염화물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트(예컨대, 주요 성분으로서 NaCl과 KCl)는 플럭스 조성물의 적어도 12중량% 또는 적어도 15중량%를 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트(예컨대, 나트륨 염화물 및 칼륨 염화물을 주요 성분들로 포함)는 플럭스 조성물의 최대 25중량% 또는 최대 21중량%를 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 플럭스 조성물에서의 적어도 두 가지 알칼리 금속 염화물(예컨대, 주요 성분으로서 나트륨 염화물과 칼륨 염화물을 포함)의 비율은 20-25중량%이다. NaBr, KBr, MgCl2 및/또는CaCl2 은 위에 설명된 실시예들의 각각에서 작은 성분으로 존재할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 플럭스 조성물의 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양은 적절한 양의 니켈 염화물, 코발트 염화물, 망간 염화물, 세륨(Ce) 염화물 및 란타니움(La) 염화물과 같은, 하나 이상의 다른 금속(예컨대, 천이금속 또는 희토류 금속) 염화물과 추가로 결합된다. 예컨대, 이하의 일부 예들은 1중량%(1.5중량%에조차 이르는)의 니켈 염화물의 존재는 아연도금 후에 얻어진 코팅의 품질 면에서 플럭스 조성물의 거동에 해롭지 않은 것으로 보여준다.
가장 양호한 가능한 이점들을 달성하기 위하여, 이들 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물 사이의 비율이 중요하다. 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 혼합물은 KCl/NaCl 중량 비율이 0.2 내지 1.0인 나트륨 염화물과 칼륨 염화물을 포함하는 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트일 수 있다. 일 실시예에서, KCl/NaCl 중량비는 0.25 내지 0.6일 수 있다. 일 실시예에서, KCl/NaCl 중량비는 1.0 내지 2.0일 수 있다. 또한 놀랍게도 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 혼합물이 나트륨 염화물과 칼륨 염화물을 KCl/NaCl 중량비가 2.0 내지 8.0로서 포함하는 적어도 두 개의 알칼리 금속 염화물의 세트인 플럭스 조성물은 현저한 특성을 나타낸다. 특정 실시예에서, KCl/NaCl 중량비는 3.5 내지 5.0, 또는 3.0 내지 6.0이다.
본 발명의 다른 측면들에서, 납 염화물과 주석 염화물의 각각의 양들은 플럭스 조성물의 특정의 바람직한 특성을 향상시키거나 조정함에 기여하는 바람직하게는 기능적인 첨가물과 더욱 결합된다.
예컨대, 본 발명의 플럭스 조성물은 또한, 다른 성분들과 결합된 때, 정해진 소정의 표면 장력을 달성할 수 있는 적어도 하나의 이온성 계면활성제 또는 습윤제를 포함할 수 있다. 기본적으로 어떤 유형의 계면활성제, 그러나 바람직하게 수용성 액체가 사용될 수 있다. 그러한 예들은 노닐 페놀 에톡실레이트와 같은 에톡실레이티드 알코올, 트리톤 X-102 및 트리톤 N101(예컨대, 유니온 카바이드에서 판매)과 같은 알킬 페놀, L-44(BASF에서 제조)와 같은 프로필렌 산화물 및 에틸렌 산화물의 블록 공중합체, 및 코코넛, 콩, 올레인 또는 수지 오일(예컨대, 악조 노벨(AKZO NOBEL)로부터의 에토민(Ethomeen))로부터 유도된 3가(tertiary) 아민 에톡실레이트, 분자에 적어도 12개의 탄소 원자들을 함유하는 지방족 아민 또는 아미드, 지방산, 지방 알코올, 알킬페놀의 폴리에톡실레이트 및 폴리프로폴실레이트 유도체, 지방족 및 지환족 알코올, 포화 및 불포화 지방산 및 알킬페놀의 폴리글리콜 에테르 유도체로서, 알킬페놀의 알킬 분으로 6-18 개의 탄소원자들과 (지방족) 탄화수소 분의 3-10 글리콜 에테르 그룹을 바람직하게 함유하는 유도체와 같은 알킬라렌-설포네이트 및 디알킬설포숙시네이트와, 폴리프로필렌 글리콜을 가진 폴리에틸렌 산화물의 수용성 부가물, 20-250의 에틸렌글리콜 에테르 그룹 및/또는 10-100의 프로필렌글리콜 에테르 그룹, 및 그 혼합물을 함유하며, 알킬 체인에서 1-10의 탄소 원자들을 함유하는 에틸렌- 디아미노폴리프로필렌 글리콜을 포함한다.
그러한 화합물은 통상 프로필렌글리콜 유닛당 1-5의 에틸렌글리콜(EO) 유닛들을 함유한다. 대표적인 예들이 노닐페놀-폴리에톡시에탄올, 캐스터(castor) 오일 폴리글리콜 에테르, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 산화물 부가물, 트리부틸-페녹시폴리에톡시-에탄올, 폴리에틸렌-글리콜 및 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올이다. 솔비탄(sorbitan)(폴리옥시에틸렌 솔비탄 트리올리에이트와 같은)의 지방산 에스테르, 글리세롤, 솔비탄, 수크로오스 및 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 및 그 혼합물은 또한 적절한 비이온성 계면활성제들이다. 미국 특허 7,560,494호에 기재된 4가 혼합물과 같은 저발포성 습윤제들이 또한 적절하다. 상기 설명한 유형의 상업적으로 유용한 비이온성 계면활성제들은 OXETAL, ZUSOLAT 및 PROPETAL이라는 상표명으로 자이머 앤 슈바르즈 게엠베하 운드 코 카게(Zschimmer & Schwarz GmbH & Co KG)(독일 란슈타인)에 의해 판매되는 것들과 NETZER SB II 라는 상표로서 알파 키미야(이스탄불, 터키)에 의해 판매되는 것들을 포함한다. 적절한 비이온성 계면활성제들의 여러 등급들이 MERPOL이라는 상표 하에 사용가능하다.
상기 적어도 하나의 비이온성 계면활성제의 친수성-친유성 비율은 본 발명의 중요 파라미터가 아니며 3 내지 18의 범위, 예컨대, 6 내지 16의 넓은 범위에서 이 기술 분야의 당업자에 의해 선택될 수 있다. 예컨대, MERPOL-A 의 HLB는 6 내지 7이며, MERPOL-SE의 HLB는 11이며, MERPOL-HCS의 HLB는 15이다.
비이온성 계면활성제의 또 다른 특성은 용융아연도금 처리 방법에서 플럭싱 배쓰의 사용에 대해 이하에서 규정된 바와 같은 플럭스 가공 온도보다 바람직하게 더 높아야 하는 혼탁점(cloud point)(예컨대, ASTM D2024-09 에 의해 결정될 수 있는 상 분리 온도; 이러한 거동은 물에서 온도에 반비례하는 용해도를 나타내므로 온도가 상승함에 따라 소정 점에서 혼탁화되며(cloud out), 이러한 폴리옥시에틸렌 고리를 함유하는 비이온성 계면활성제의 특성이며; 이러한 거동을 보이는 글리콜이 "혼탁점 글리콜(cloud-point glycols)"로서 알려져 있다). 바람직하게, 비이온성 계면활성제의 혼탁점은 90℃보다 더 높아야 한다.
비이온성 계면활성제의 적절한 양은 이 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며 선택된 화합물의 유형에 따라, 플럭스 조성물의 보통 0. 02 내지 2.0중량% 범위이며, 바람직하게는 0.5 내지 1.0중량% 범위이다. 본 발명의 플럭스 조성물은 또한 적어도 하나의 부식 방지제, 즉, 산화적이거나 산 상태에서 특히 강의 산화를 방지하는 화합물을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부식 방지제는 적어도 하나의 아미노 그룹을 포함한다. 플럭스 조성물에 그러한 아미노 유도체 부식방지제를 포함하는 것은 플럭스 탱크 내에 철의 축적 비율을 상당히 감소시킬 수 있다. 여기서 "아미노유도체 부식 방지제"는 아미노기를 함유하고 강의 산화를 방지하는 화합물을 의미한다.
지방족 알킬 아민과 알킬 디메틸 4가 암모니움 질화물과 같은 4가 암모니움 염(바람직하게는 4개의 별도 선택된 1-12의 탄소 원자들을 가진 알킬 그룹)이 이러한 아미노 화합물의 유형의 적절한 예들이다. 다른 적절한 예들은 헥사메틸렌디아민을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 부식 방지제는 적어도 하나의 하이드록실 그룹, 또는 하이드록실 그룹과 아미노 그룹을 모두 포함하며 이 기술 분야에 잘 알려진 것이다.
적절한 부식 방지제의 양은 이 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며 선택된 화합물의 유형에 따라 0.02 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.1-1.5중량%, 또는 0.2-1.0중량%의 범위에 있다. 본 발명의 플럭스 조성물은 적어도 하나의 부식 방지제와 비이온성 계면활성제 또는 위에 설명된 바와 같은 습윤제를 모두 포함할 수 있다. 상기 실시예들의 어느 하나에서, 본 발명의 플럭스 조성물은 바람직하게는 휘발성 유기물, 예컨대, 아세트산, 붕산, 및 메탄올이 없으며, 특히 입법(안전, 독성)에 의해 아연도금 유닛들로부터 차단된다.
본 발명의 플럭스 조성물은 여러 방법들에 의해 제조될 수 있다. 그들은 단순히 혼합, 바람직하게는 전적으로(예컨대, 높은 전단 하의) 기본적인 성분(즉, 아연 염화물, 암모니움 염화물, 알칼리 및/또는 알칼리 토류 금속 할로겐 화합물(들), 납 염화물 및 주석 염화물)과, 필요하면, 선택적인 성분(즉, 알킬 4가 암모니움 염(들), 다른 천이 또는 희토류 금속 염화물, 부식 방지제(들) 및/또는 비이온성 계면활성제)을 하나 이상의 혼합 단계들에서 어느 가능한 순서로 혼합함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 플럭스 조성물은 또한 적어도 두 단계들의 연속에 의해 제조될 수 있으며, 여기서 하나의 단계는 암모니움 염화물 또는 나트륨 염화물 또는 그 혼합물에서 납 염화물을 용해시키는 것을 포함하며, 또 다른 단계는 암모니움 염화물 또는 나트륨 염화물 또는 그 혼합물에의 납 염화물의 용액이 이어서 다른 기본 성분(즉, 아연 염화물, 칼륨 염화물, 주석 염화물)과 혼합되고, 필요하면, 조성물의 선택적인 성분(위에 열거된 바와 같은)들과 혼합된다. 후자의 방법의 일 실시예에서, 납 염화물의 용해는 물의 존재하에 수행된다.
후자 방법의 또 다른 실시예에서, 150 내지 450g/l의 암모니움 염화물 및/또는 나트륨 염화물과 잔여량의 물을 포함하는 수용성 혼합물에 8 내지 35 g/l 범위의 양의 납 염화물을 용해시키는 것이 유용하다. 특히, 후자의 용해 단계는 4 내지 30 분의 시간 기간 동안 바람직하게는 교반과 함께 55℃ 내지 75℃의 온도 범위에서 실행될 수 있다.
본 발명의 플럭스 조성물의 중대한 이점은 그의 넓은 적용가능성(용도)이다. 본 발명의 플럭스 조성물은 특히 광범위한 아연 합금이나 또한 순수 아연을 이용하는 배치식 용융아연도금 처리 방법들에 적합하다. 더욱이, 본 발명의 플럭스는 또한 특히 철이나 강과 같은 철 소재(예컨대, 길고 평평한 강 제품)에서 넓은 범위의 금속 부재(예컨대, 와이어, 파이프, 튜브, 코일, 시트들)을 아연 도금하기 위한 아연-알루미늄 또는 아연-알루미늄-마그네슘 또는 순수 아연 배쓰를 이용하는 연속적인 아연도금 처리 방법들에 사용될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 이와 같이 아연도금, 특히 아연 도금용 플럭싱 배쓰에 대한 것으로, 상기 실시예들의 어느 하나에 따른 플럭스 조성물의 적절한 양은 물이나 수용성 매체에 용해된다.
아연 염화물, 암모니움 염화물, 알칼리 또는 알카리 토류 금속 염화물 및 하나 이상의 천이금속 염화물(예컨대, 납, 주석) 및 선택적으로 다른 금속 염화물(니켈, 코발트, 세리움, 란타니움)에 기초한 플럭스 조성물의 물 용해 방법들이 이 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 플럭싱 배쓰에서의 플럭스 조성물의 성분의 전체 농도는 200-750g/l, 바람직하게는 350-750g/l, 가장 바람직하게는 500-750g/l 또는600-750g/l과 같은 매우 넓은 한계 내에서 변할 수 있다. 이러한 플럭싱 배쓰는 배치 또는 연속 작동으로 특히 아연-알루미늄 배쓰, 또한 순수 아연 전기도금 배쓰를 사용하는 아연도금 처리 방법들에 적합하다.
처리 방법(배치식이거나 연속)에 사용된 본 발명의 플럭싱 배쓰는 효과적으로 50℃ 와 90℃ 사이, 바람직하게는 60-90℃ 사이, 가장 바람직하게는 65-85℃ 사이 온도에서 유지되어야 한다. 처리 방법은 상기 실시예들의 어느 하나에 따른 플럭싱 배쓰에 금속 제품을 처리(플럭싱), 예컨대, 침지시키는(immersing) 단계를 포함한다. 바람직하게는, 불연속(배치) 작동에서, 플럭싱 배쓰의 조성 및/또는 온도, 아연 도금될 금속(예컨대, 강)의 조성, 제품의 형상 및/또는 크기와 같은 작동 파라미터들에 따라, 상기 처리 단계는 1-12 m/분 또는 2-8m/분 범위의 속도 출력에서, 0.01 내지 30분, 또는 0.03 내지 20분, 또는 0.5 내지 15분, 또는 1 내지 10분 시간 기간 동안 수행된다. 이 기술 분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 처리 시간은 하나의 제품으로부터 다른 제품으로 크게 변할 수 있으며; 더 짧은 시간이(0.1분에 근접하거나 또는 보다 작은) 와이어들에 적합하며, 반면에 더 긴 시간(15분에 근접하거나 더 긴)은 예컨대 로드들에 더욱 적합하다. 연속 작동에서, 금속 처리 단계, 즉, 플럭싱 배쓰에의 침지는 0.5 내지 10m/분, 또는 1-5m/분의 속도에서 실행될 수 있다. 10-100m/분, 예컨대, 20-60m/분의 휠씬 더 높은 속도가 또한 달성될 수 있다.
실제로 부식에 취약한 어느 금속 표면은, 예컨대, 어느 유형의 철 또는 강 제품은 이와 같이 처리될 수 있다. 금속 제품의 형상(평평하거나 그렇지 않은), 구조(복잡하거나 그렇지 않은) 또는 크기는 본 발명의 핵심적인 파라미터들이 아니다. 아연도금될 제품은 소위 긴 제품일 수 있다. 여기서 사용된 용어인 "긴 제품(long product)"이라는 용어는, 와이어(예컨대, 볼트들 및 펜스 제조용의 감기거나 또는 그렇지 않은), 로드, 보빈, 보강 바, 튜브(용접 또는 시임리스), 레일, 구조적인 형상 및 단면(예컨대, I-비임, H-비임, L-비임, T-비임, 등), 또는 토목 건축, 기계적 엔지니어링, 에너지, 운송(철도, 트램웨이), 가정 및 가구에 사용하기 위한 소정 크기의 파이프들과 같은 두 개의 다른 크기(두 개의 크기(길이 및 폭)들이 제3의 크기인 두께보다 적어도 10배 더 큰)보다 적어도 10배 더 큰 제품들을 칭한다. 아연도금될 금속 제품은 또한, 제한 없이, 판, 시트, 패널, 자동차, 중장비, 건축, 포장 및 도구들에 사용될 수 있으며 슬래브(50-250 mm 두께, 0.6-2.6m폭, 및 최대 12m 길이)로부터 압연된 고온-압연 및 냉간-압연된 스트립(규칙적으로 감긴 코일들 또는 겹쳐진 층들로부터 공급된 600 mm 이상의 넓거나, 또는 600 mm 아래의 좁은)과 같은 평평한 제품의 형태일 수 있다.
실제로 부식에 취약한 어느 금속 표면은, 예컨대, 어느 유형의 철 또는 강 제품은 이와 같이 처리될 수 있다. 금속 제품의 형상(평평하거나 그렇지 않은), 구조(복잡하거나 그렇지 않은) 또는 크기는 본 발명의 핵심적인 파라미터들이 아니다. 아연도금될 제품은 소위 긴 제품일 수 있다. 여기서 사용된 용어인 "긴 제품(long product)"이라는 용어는, 와이어(예컨대, 볼트들 및 펜스 제조용의 감기거나 또는 그렇지 않은), 로드, 보빈, 보강 바, 튜브(용접 또는 시임리스), 레일, 구조적인 형상 및 단면(예컨대, I-비임, H-비임, L-비임, T-비임, 등), 또는 토목 건축, 기계적 엔지니어링, 에너지, 운송(철도, 트램웨이), 가정 및 가구에 사용하기 위한 소정 크기의 파이프들과 같은 두 개의 다른 크기(두 개의 크기(길이 및 폭)들이 제3의 크기인 두께보다 적어도 10배 더 큰)보다 적어도 10배 더 큰 제품들을 칭한다. 아연도금될 금속 제품은 또한, 제한 없이, 판, 시트, 패널, 자동차, 중장비, 건축, 포장 및 도구들에 사용될 수 있으며 슬래브(50-250 mm 두께, 0.6-2.6m폭, 및 최대 12m 길이)로부터 압연된 고온-압연 및 냉간-압연된 스트립(규칙적으로 감긴 코일들 또는 겹쳐진 층들로부터 공급된 600 mm 이상의 넓거나, 또는 600 mm 아래의 좁은)과 같은 평평한 제품의 형태일 수 있다.
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어떠한 아연도금 처리 방법일지라도, 아연도금될 표면은 플럭싱 단계를 실시하기 전에 적절하게 세정(cleaning)되는 것이 중요하다. 소정 정도의 표면 세정을 달성하기 위한 기술들은 이 기술 분야에서 잘 알려져 있으며, 알칼리 세정, 이어서 물 린싱, 산세 및 최종적으로 물 린싱(rinsing)과 같이 반복될 수 있다. 이러한 모든 공정들이 잘 알려져 있지만, 이하의 설명은 완전함을 위하여 제공된다.
빌더(builder)들과 여러 계면활성제로서 인과 규소를 또한 함유하는 수성 알칼리 조성물에 의해 알칼리 세정(alkaline cleaning)은 편리하게 실시될 수 있다. 그러한 수성 클리너의 자유 알칼리 친화성은 넓게 변할 수 있다. 이와 같이 초기 처리 단계에서, 금속 제품은 초음파 알칼리 탈지 배쓰와 같은 탈지 배쓰에서 세정(탈지)된다. 이어서, 제2 단계에서, 탈지된 금속 제품은 린싱된다. 다음에 금속 제품은 염산 또는 황산과 같은, 수용성 강산 매체 내에 보통 15 내지 60 ℃에서 1-90분 동안(바람직하게는 3-60분), 그리고 선택적으로 제1철 및/또는 제2철 염화물의 존재 하에서 침지시킴으로써 하나 이상의 산세 처리(들)가 실시된다. 더 높은 농도의 산들이 사용될 수 있지만, 약 5 내지 15중량%, 예컨대, 8-12중량%의 산 농도가 정상적으로 사용된다. 연속 처리 방법에서, 산세 시간은 통상적으로 5 내지 30초, 보다 통상적으로 10 내지 15초의 범위에 있다. 과잉-산세를 방지하기 위하여, 산세 배쓰에 적어도 하나의 부식 방지제, 통상적으로 양이온 또는 양방향성 표면 활성제를 통상적으로 0.02 내지 0.2 중량%, 바람직하게는 0.05-0.1 중량% 범위의 양으로 포함할 수 있다. 산세(pickling)는 단지 산세 탱크에 제품을 침적시킴으로써 달성될 수 있다. 부가적인 처리 단계들이 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 제품은 기계적으로 또는 초음파에 의해 교반될 수 있으며, 및/또는 전류가 전기-산세를 위하여 제품을 통해 적용될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 이들 부가적인 처리수단은 보통 산세 시간을 크게 단축한다. 명확히, 이들 예비-처리 단계들은 소정의 청정도가 달성되기까지 개별적으로 필요하면 사이클에 의해 반복될 수 있다. 이어서, 바람직하게는 세정 단계들의 직후에, 금속 제품은 처리되고(플럭싱), 예컨대, 바람직하게는 그 표면에 보호막을 형성하기 위하여 위에 특정된 전체 염 농도, 온도 및 시간 조건들 아래 본 발명의 플럭싱 배쓰 내에 침지된다.
플럭싱된 금속(예컨대, 철 또는 강) 제품은, 즉, 적절한 시간 기간 및 적절한 온도 동안 플럭싱 배쓰에 침지시킨 후에, 바람직하게는 건조된다. 종래기술의 조건들에 따라, 공기 분위기, 예컨대, 가압된 공기 흐름을 가지는 로를 관통하여 플럭싱된 금속 제품을 이송시킴으로써 건조는 실행될 수 있으며, 여기서 제품은 그 표면이 170℃ 와 220℃ 사이 온도를, 예컨대, 5 내지 10분 동안 나타내기까지 220℃ 내지 250℃ 온도에서 가열된다. 그러나, 놀랍게도 본 발명의 플럭싱 조성물, 또는 그 특정 실시예가 사용될 때, 더 유연한 가열 조건들이 더욱 적절할 수 있는 것이 발견되었다.
이와 같이, 건조 단계 동안 금속(예컨대, 강) 제품의 표면은 100℃ 내지 200 ℃ 온도를 충분히 나타낼 수 있음이 발견되었다. 이는 예컨대 100℃ 내지 200℃ 범위의 가열 온도를 이용함으로써 달성될 수 있다. 이는 또한 건조 단계 동안 취약한 산화 분위기를 이용함으로써 달성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 금속 제품의 표면 온도는 100℃ 내지 160℃, 또는 125-150℃, 또는 140-170℃ 사이에서 변할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 건조는 0.5 내지 10분간, 또는 1-5분 범위의 시간 동안 실시될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 건조는 물이 없는 공기 분위기, 물이 없는 질소 분위기, 또는 물이 없는 질소 부화 공기 분위기(예컨대, 질소 함량이 20% 이상)와 같은 특정 가스 분위기에서 실시될 수 있다.
아연도금 처리 방법의 다음 단계에서, 플럭싱되고 건조된 금속 제품은 그 위에 금속 코팅을 형성하기 위하여 용융된 아연-베이스 아연도금 배쓰 내에 침적(dipping)된다. 잘 알려진 바와 같이, 침적 시간은 물품의 크기 및 형상(예컨대, 평탄하거나 또는 긴), 소정의 코팅 두께, 및 아연 배쓰의 정확한 조성, 특히 그의 알루미늄 함량(Zn-Al-Mg 합금이 아연도금 배쓰로 이용될 때) 또는 마그네슘 함량(Zn-Al-Mg 합금이 용융아연도금 배쓰로 이용된 때)을 포함하는 파라미터들의 세트에 따라 정의될 수 있다.
일 실시예에서, 용융된 아연-베이스 아연도금 배쓰는 (a) 4 내지 24중량%(예컨대, 5 내지 20중량%) 알루미늄, (b) 0.5 내지 6중량%(예컨대, 1 내지 4 중량%)의 마그네슘, 및 (c) 잔여량의 기본적으로 아연을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 용융된 아연-베이스 아연도금 배쓰는, 제한되는 것이 아닌, 규소(예컨대, 최대 0.3중량%), 주석, 납, 티타늄, 또는 바나듐과 같은 다른 요소들의 미량(즉, 불가피 불순물) 또는 소량(즉, 1.0중량% 아래)을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 용융된 아연-베이스 아연도금 배쓰는, 이 처리 단계의 일부 동안 교반될 수 있다. 이 처리 단계 동안 아연-베이스 아연 도금 배쓰는 바람직하게는 360℃ 내지 600℃ 범위의 온도에서 유지된다. 놀랍게도 본 발명의 플럭스 조성물에 의하면, 양호한 품질의 얇은 보호 코팅층을 얻으면서 침적 단계의 온도를 저하시킬 수 있음이, 즉, 환경 조건(공기 습도, 온도, 등)의 유형에 따라, 5년 또는 그 이상, 또는 10년 또는 그 이상과 같은, 연장된 시간 기간 동안 그들의 보호 코팅층을 유지할 수 있는 것이 발견되었다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 용융된 아연-베이스 아연도금 배쓰는 350℃ 내지 550℃, 또는 380-520℃, 또는 420-520℃ 범위의 온도에 유지되며, 최적 온도는 아연-베이스 배쓰에 선택적으로 존재하는 알루미늄 및/또는 마그네슘의 함량에 의존한다. 본 발명의 아연도금 처리 방법의 또 다른 실시예에서, 침적(dipping)은 380℃와 440℃ 사이 범위의 온도에서 실시되며, 상기 아연-베이스 아연도금 배쓰는, (a) 4 내지 7중량% 알루미늄, (b) 0.5 내지 3중량% 마그네슘, 및 (c) 잔여량의 기본적인 아연을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 플럭스 조성물에 의해 예비-처리된, 금속 제품, 예컨대, 철 또는 강 제품 위에 침적 단계를 실시함으로써 달성된 보호 코팅층의 두께는 5 내지 50㎛, 예컨대, 8 내지 30 ㎛에서 변할 수 있다. 이는 금속 제품의 두께 및/또는 형상, 그 수명 동안 금속 제품이 견디는 것으로 생각되는 응력 및 환경 조건들, 형성된 보호 코팅층의 시간 기대 수명, 등을 포함하는 파라미터들의 세트에 따라, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 예컨대, 5-15㎛ 두께의 코팅층이 1.5 mm 두께보다 작은 강 제품에 대해 적절하며, 20-35㎛ 두께의 코팅층이 6 mm 두께보다 두꺼운 코팅층에 적합하다.
마지막으로, 금속, 예컨대, 철 또는 강, 제품이 아연도금 배쓰로부터 제거되고 냉각된다. 이러한 냉각 단계는 아연도금 금속 제품을 물 속에 침적시키거나 또는 단순히 공기 중에서 냉각되도록 함으로써 편리하게 실시될 수 있다.
본 발명의 용융아연도금 처리 방법은, 특히 95% 이하의 아연을 가진 아연-알루미늄 또는 아연-알루미늄-마그네슘 배쓰가 사용된 때, 더 얇고, 더 균일하며, 더 부드럽고 공극이 없는 보호 코팅층을 철 또는 강 제품(모두 평탄하고 긴 제품)을 배치식(batch)으로 침착시킬 수 있는 것이 발견되었다. 거칠기(roughness)에 대해, 코팅 표면 품질은 EN ISO 1461 (즉, 아연 배쓰에 2%보다 작은 다른 금속을 가진) 에 따른 종래의 HDG 아연층에 의해 달성된 것보다 양호하거나 같다. 내식성에 대해, 본 발명의 코팅층은 ISO 9227 염분무 시험에서 EN ISO 1461에 따른 종래기술의 HDG 아연층에 의해 달성된 약600 시간보다 휠씬 양호한 약 1,000시간을 달성한다. 더욱이, 순수 아연의 아연도금 배쓰는 또한 본 발명에 사용될 수 있다.
더구나, 본 발명의 처리 방법은 와이어, 시트, 튜브, 로드, 리바(rebar) 등과 같은, 다양한 강 등급으로부터 제조되는, 특정 형상(평탄, 원통형, 등)의 강 제품, 특히 최대 0.30중량% 탄소 함량, 0.005 및 0.1 중량% 사이의 인 함량, 및 0.0005와 0.5중량% 사이의 규소 함량을 가지는 등급의 강 및 스테인레스강으로부터 제조된 강 제품을 아연도금하기에 아주 적합하다. 강 등급의 분류는 당업자에게, 특히 자동차 엔지니어 협회(Society of Automotive Engineers; SAE)를 통해 잘 알려져 있다. 일 실시예에서, 금속은 부식에 취약한 크롬/니켈 또는 크롬/니켈/몰리브덴 강일 수 있다. 선택적으로 강 등급은 황, 알루미늄, 및 구리와 같은 다른 원소를 함유할 수 있다. 적절한 예들은, 제한되는 것이 아닌, AISI 304(*1.4301), AISI 304L(1.4307, 1.4306), AISI 316(1.4401), AISI 316L(1.4404, 1.4435), AISI 316Ti(1.4571), 또는 AISI 904L(1.4539)[*1.xxxx = DIN 10027-2에 따름]으로 알려진 강 등급들을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 금속은 S235JR(EN 10025에 따른) 또는 S460MC(EN 10149에 따른) 또는 20MnB4(*1.5525, EN 10263에 따른)으로 표시된 강 등급일 수 있다.
이하의 실시예들은 본 발명의 이해 및 예시를 위하여 주어진 것이며 첨부의 특허청구범위들에 의해서만 규정되는, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1 - 440℃에서의 아연도금을 위한 전반적인 과정
강 등급 S235JR(중량 함량으로: 0.114% 탄소, 0.025% 규소, 0.394% 망간, 0.012% 인, 0.016% 황, 0.037% 크롬, 0.045% 니켈, 0.004% 몰리브덴, 0.041% 알루미늄 및 0.040% 구리)으로부터 제조된 판(2 mm 두께, 100 mm 폭 및 150 mm 길이)이 이하의 예비-처리 연속 과정을 따라 예비-처리되었다:
- 루터 갈바노테크닉 게엠베하(Lutter Galvanotechnik GmbH)에서 상업적으로 구입가능한 SOLVOPOL SOP(50 g/l)와 텐사이드(tenside) 혼합물 EMULGATOR SEP (10 g/l)에 의한 1차 알칼리에 의한 탈지;
- 물로 린스(rinsing);
- 25℃에서 1시간 동안 염산 베이스 배쓰(조성: 10 중량% HCl, 12 중량% FeCl2)에서 1차 산세;
- 물에 의해 린스;
- 위의 1차 단계에서와 같은 조성물을 가진 탈지 배쓰에서 10분간 2차 알칼리 탈지;
- 물로 린스;
- 위와 같은 조성물을 가진 산세 배쓰에서 10분간 2차 산세;
- 물에 의해 린스,
- 이하의 표의 하나에 기재된 플럭스 조성물에서 강판을 650g/l의 농도에서 180초간 0,3% Netzer 4(루터 갈바노테크닉 게엠베하로부터 상업적으로 구입가능한 비이온성 습윤제)의 존재 하에 플럭싱;
- 100 - 150℃에서 200 초 동안 건조;
- 5.0중량% 알루미늄, 1.0중량% 마그네슘, 미량의 규소 및 납, 그리고 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 1.4m/분의 침적 속도로서 440℃에서 3분간 플럭싱된 강판을 아연도금하며; 및
- 아연도금된 강판을 공기 중에서 냉각한다.
- 실시예 2 내지 18 - 440℃에서 아연도금 전에 본 발명의 예시적인 플럭스 조성물에 의해 강 처리
여러 염화물 성분들의 비율이 표 1에 열거된 여러 플럭스 조성물에 의해 실시예1의 실험적인 과정이 반복되었다. 코팅 품질은 합금으로 완전히 코팅된 강 표면의 비율(0 내지 100의 크기로 표시)를 평가하는 3인의 사람으로 이루어진 팀에 의해 측정되었으며, 이하의 표1의 최종 칸에 표시된 값은 이들 3개의 개별적인 표시들의 평균이다. 코팅 품질은 플럭싱 배쓰를 72℃에서(실시예 1 내지 12, 별표 없음) 또는 80℃에서(실시예 13 내지 18, 별표 존재) 유지하면서 측정되었다.
| 실시예 | ZnCl2 % | NH4Cl % | NaCl % | KCl % | SnCl2 % | PbCl2 % | 코팅품질 |
| 1 * | 59 | 20 | 3 | 12 | 4 | 1 | 75 |
| 2 | 60 | 20 | 3 | 12 | 4 | 1 | 90 |
| 3 * | 52.5 | 17.5 | 3 | 12 | 13 | 1 | 75 |
| 4 | 53 | 18 | 3 | 12 | 13 | 1 | 80 |
| 5 * | 52 | 21 | 4 | 17 | 4 | 1 | 70 |
| 6 | 52.5 | 21.5 | 4 | 17 | 4 | 1 | 60 |
| 7 | 60.5 | 12 | 4.5 | 18 | 4 | 1 | 60 |
| 8 | 57 | 19 | 3 | 12 | 8 | 1 | 85 |
| 9 | 59 | 20 | 4.5 | 11.5 | 4 | 1 | 70 |
| 10 | 59 | 20 | 2.5 | 13.5 | 4 | 1 | 70 |
| 11 | 60 | 20 | 12 | 3 | 4 | 1 | 50 |
| 12 | 60 | 20 | 7.5 | 7.5 | 4 | 1 | 50 |
| 13 | 61.3 | 20.4 | 3.1 | 12.3 | 2 | 1 | 95 * |
| 14 | 55 | 25 | 3 | 12 | 4 | 1 | 95 * |
| 15 | 56.1 | 25.5 | 3.1 | 12.2 | 2 | 1 | 90 * |
| 16 | 50 | 30 | 3 | 12 | 4 | 1 | 60 * |
| 17 | 54.1 | 18 | 12.6 | 10.8 | 3.6 | 0.9 | 70 * |
| 18 | 54.1 | 18 | 2.7 | 20.7 | 3.6 | 0.9 | 70 * |
실시예 1, 3 및 5의 플럭싱 조성물은 100 중량%에 합치하도록 부가적으로 1중량%의 NiCl2 을 함유한다.
비교예들
19 내지 22
여러 염화물 성분들의 비율이 표 2에 열거된 종래 기술에 따른 플럭스 조성물에 의해 실시예 1의 실험적인 과정이 반복되었다. 이전의 실시예들에서와 같은 방법에 의해 코팅 품질이 측정되었다.
| 비교예 | ZnCl2 % | NH4Cl % | NaCl % | KCl % | SnCl2 % | PbCl2 % | 코팅 품질 |
| 19 | 78 | 7 | 4 | 8.5 | 0.5 | 1 | 5 |
| 20 | 60 | 21 | 3 | 12 | 4 | 0 | 20 |
| 21 | 53 | 22 | 4 | 17 | 4 | 0 | 20 |
| 22 | 52.1 | 31.3 | 3.1 | 12.5 | 0 | 1 | 20 |
비교예 19의 플럭스 조성물은 100% 중량%에 합치하도록 부가적으로 1중량%의 NiCl2을 함유한다.
이들 비교예들은, 플럭스 조성물이 주석 염화물을 함유하지 않거나, 납 염화물을 함유하지 않거나, 또는 주석 염화물과 납 염화물의 총합이 2.5중량% 아래일 때, 실시예2-18에서와 같이 측정된 코팅 품질에 비해 매우 열악함을 보여준다.
실시예 23 - 520℃에서의 아연도금을 위한 전반적인 과정
실시예1의 연속 과정이 반복되었으며, 플럭싱 조성물에 의한 처리 단계는 80℃에서 실시되었으며, 단지 최종 두번째 단계에서 아연도금은 20.0중량% 알루미늄, 1.0중량% 마그네슘, 및 미량의 규소와 납, 및 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스의 배쓰에서 4m/분의 침적 속도로 520℃에서 실시되었다.
실시예
24 내지 31 - 520℃에서 아연도금 전에 본 발명의 예시적인
플럭스
조성물에 의해 강 처리
실시예23의 실험적인 과정이, 이하의 표 3에 열거된 여러 염화물 성분들의 비율을 함유한 여러 플럭스 조성물에 의하여 반복되었다. 코팅 품질은 실시예 2-18에서와 같이 측정되었다.
| 실시예 | ZnCl2 % | NH4Cl % | NaCl % | KCl % | SnCl2 % | PbCl2 % | 코팅품질 |
| 24 | 60 | 20 | 3 | 12 | 4 | 1 | 95 |
| 25 | 57 | 19 | 3 | 12 | 8 | 1 | 80 |
| 26 | 60 | 20 | 12 | 3 | 4 | 1 | 80 |
| 27 | 61.3 | 20.4 | 3.1 | 12.3 | 2 | 1 | 85 |
| 28 | 55 | 25 | 3 | 12 | 4 | 1 | 80 |
| 29 | 56.1 | 25.5 | 3.1 | 12.2 | 2 | 1 | 85 |
| 30 | 54.1 | 18 | 12.6 | 10.8 | 3.6 | 0.9 | 60 |
| 31 | 54.1 | 18 | 2.7 | 20.7 | 3.6 | 0.9 | 75 |
실시예 32 - 경화 강판들의 아연도금을 위한 전반적인 과정
경화된 강 등급 22MnB5(중량 함량으로: 0.257% 탄소, 0.27%규소, 1.32% 망간, 0.013% 인, 0.005% 황, 0.142% 크롬, 0.018% 니켈, 0.004% 몰리브덴, 0.031%알루미늄, 0.009% 구리, 및 0.004% 붕소)으로 제조된 1.2 mm 두께의 판이 이하의 절차를 따라 처리된다:
- 강 그릿(grit)에 의해 8분간 블라스팅;
- 상업적으로 유용한 헨켈(Henkel)로부터 구입한 상표명 Novaclean N (2 g/l 의 방지제 로딘(Rodine) A31을 가진 10중량% 용액)의 유용한 크리너에서 30분간 세정;
- 물로 린스;
- 여기 설명된 바와 같은 플럭스 조성물에서 경화된 강판을 80℃에서 180초 동안 650 g/l의 농도에서, 그리고 3 ml/l Netzer 4 (루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 구입한 비이온성 습윤제)와 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 PM이라는 표시로 구입가능한 부식 방지제 10 ml/l의 존재하에서 플럭싱한다. 구체적으로 플럭스 조성물은, 59중량% 아연 염화물, 20중량% 암모니움 염화물, 3중량% 나트륨 염화물, 12중량% 칼륨 염화물, 4중량% 주석 염화물, 1중량% 납 염화물 및 1 중량%의 니켈 염화물을 포함한다.
- 100 - 150℃에서 120초 동안 건조;
- 5.0 중량% 알루미늄과 1.0중량% 마그네슘, 및 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 1.4 m/분의 침적 속도로 440℃에서 또는 20.0 중량% 알루미늄, 2.0중량% 마그네슘, 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 520℃에서 3분 동안 플럭싱된 경화 강판을 아연도금하며; 그리고
- 아연도금된 경화된 강판을 공기 중에서 냉각한다.
실시예33 - 강 와이어의 아연도금을 위한 전반적인 과정
중량% 함량으로, 0.056 % 탄소, 0.179% 규소, 0.572% 망간, 0.011% 인, 0.022% 황, 0.097% 크롬, 0.074% 니켈, 0.009% 몰리브덴, 0.004% 알루미늄 및 0.187% 구리 함량을 가지는 강으로부터 제조된 와이어(직경 4.0 mm)가 이하의 과정을 따라 처리되었다:
- 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 모두 상업적으로 구입가능한 SOLVOPOL SOP (50 g/l) 와 텐사이드(tenside) 혼합물 Emulgator Staal(10 g/l)에 의한 60℃에서의 10초 동안의 1차 알칼리에 의한 탈지;
- 2초 동안 물로 린스(rinsing);
- 50℃에서 10초 동안 염산 베이스 배쓰(조성: 12 중량% HCl, 10 중량% FeCl2, 1중량% FeCl3, 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 구입한 10 ml/l Emulgator DX 및 10 ml/l의 부식 방지제 PM)에서 산세;
- 2초 동안 물로 린스;
- 여기 설명된 플럭스 조성물(구체적으로 이 플럭스 조성물은 59중량% 아연 염화물, 20중량% 암모니움 염화물, 3중량% 나트륨 염화물, 12중량% 칼륨 염화물, 4중량%의 주석 염화물, 1중량% 납 염화물 및 1중량% 니켈 염화물을 포함)에서 3 ml/l Netzer 4 (루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 구입한 습윤제)의 존재 하에서 2초 동안 82℃에서 강 와이어를 플럭싱하며;
- 와이어 표면 온도가 100℃에 도달하기까지 건조시키며;
- 5.0 중량% 알루미늄과 1.0중량% 마그네슘, 미량(trace amount)의 규소 및 납, 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 440℃에서, 또는 20.0 중량% 알루미늄, 2.0중량% 마그네슘, 0.12중량% Si, 및 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 520℃에서 6분 동안 플럭싱된 강 와이어를 아연도금하며; 그리고
- 아연도금된 강 와이어를 공기 중에서 냉각한다.
실시예
34 - 510℃에서의 강판의 아연도금
강 등급 S235JR(예1에서 규정된 조성)로부터 제조된 강판(두께 2.0 mm)이 이하의 과정을 따라 처리되었다:
- 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 모두 상업적으로 구입가능한 SOLVOPOL SOP (50 g/l) 와 텐사이드 혼합물 Emulgator Staal(10 g/l)에 의한 60℃에서의 30초 동안의 1차 알칼리에 의한 탈지;
- 물로 린스;
- 25℃에서 60분간 염산 베이스 배쓰(조성: 12 중량% HCl, 15 중량% FeCl2, 1중량% FeCl3, 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 구입한 2.5 ml/l Emulgator C75 및 2 ml/l의 부식 방지제 HM)에서 1차산세;
- 물로 린스,
- 루터 갈바노테크닉 게엠베하에서 모두 상업적으로 구입가능한 SOLVOPOL SOP (50 g/l) 와 텐사이드 혼합물 Emulgator Staal(10 g/l)에 의한 60℃에서의 5분 동안의 2차 알칼리에 의한 탈지,
- 물로 린스,
- 1차 산세 단계에서와 같은 조성을 가진 염산 베이스의 배쓰에서의 25℃에서의 5분간의 2차 산세;
- 물로 린스;
- 플럭스 조성물(60중량% 아연 염화물, 20중량% 암모니움 염화물, 3중량% 나트륨 염화물, 12중량% 칼륨 염화물, 4중량% 주석 염화물, 및 1중량% 납 염화물을 포함)에서 강판을 750g/l의 전체 염 농도로서 1ml/l Netzer 4(루터 갈바노테크닉 게엠베하로부터의 습윤제)의 존재 하에 4m/분 이상의 추출 속도를 사용하여 80℃ 에서 3분간 플럭싱하며;
- 강판 표면 온도가 120℃에 도달하기까지 건조;
- 20.0중량% 알루미늄, 4.0중량%마그네슘, 0.2중량%의 규소, 미량의 납, 그리고 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스 배쓰에서 510℃에서 3분간 플럭싱된 강판을 아연도금하며; 그리고
- 아연도금된 강판을 공기 중에서 냉각한다.
이 과정은 실시예 24와 유사한 우수한 코팅 품질을 제공하는 것으로 발견되었다.
이 과정의 이하의 변형은 또한 우수한 코팅 품질을 제공한다:
- 위와 동일하나 전체 염 농도가 650 g/l이며, 플럭스 중의 Netzer 4가 2 ml/l 이며, 아연-베이스 배쓰에서의 아연 도금이 490℃,
- 위와 동일하나 전체 염 농도가 650 g/l이며, 플럭스 중의 Netzer 4가 2 ml/l 이며, 아연-베이스 배쓰에서의 아연 도금이 500℃ 1분,
- 위와 동일하나 전체 염 농도가 650 g/l이며 플럭스 중의 Netzer 4가 2 ml/l 이며 5분간 플럭싱하며, 그리고 아연-베이스 배쓰에서의 아연 도금이 510℃에서 10분 동안이며,
- 위와 동일하나 전체 염 농도가 650 g/l이며 플럭스 중의 Netzer 4가 2 ml/l 이며 5분간 플럭싱하며, 그리고 아연-베이스 배쓰에서의 아연 도금이 530℃에서 5분 동안이며, 그리고
- 위와 동일하나 전체 염 농도가 650 g/l이며 플럭스 중의 Netzer 4가 2 ml/l 이며 5분간 플럭싱하며, 그리고 아연-베이스 배쓰에서의 아연 도금이 530℃에서 15분 동안이다.
실시예
35 - 520℃에서의 강판의 아연도금
등급 S235JR(조성은 예 1에 규정된 바와 동일)의 강으로 제조된 강판 (두께 2.0 mm) 이 이하의 작동 조건들을 제외하고 실시예 34와 같은 과정을 따라 처리되었다:
- 플럭싱 단계에서, 2ml/l 의 Netzer 4의 존재하에 전체 염 농도는 650g/l , 그리고
- 20.0 중량% 알루미늄, 2.0중량% 마그네슘, 0.13중량% 규소, 미량의 납과, 잔량의 아연을 포함하는 아연-베이스의 배쓰에서 520에서 3분간 아연도금하는 단계.
이 과정은 실시예 24와 유사한 우수한 코팅 품질을 제공함이 발견되었다.
Claims (15)
- 금속 표면 처리용 플럭스 조성물로서,
(a) 40 중량% 초과 70 중량% 미만의 아연 염화물,
(b) 10 내지 30 중량%의 암모니움 염화물,
(c) 6 중량% 초과 30 중량% 미만의, 적어도 2종의 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 세트,
(d) 0.1 중량% 이상 2 중량% 미만의 납 염화물, 및
(e) 2 중량% 이상 14 중량% 미만의 주석 염화물을 포함하며,
단, 상기 납 염화물과 상기 주석 염화물의 총량(combined amount)은 상기 플럭스 조성물의 2.5 내지 14 중량%이고;
상기 적어도 2종의 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 세트는 적어도 2종의 알칼리 금속 염화물의 세트이고,
상기 적어도 2종의 알칼리 금속 염화물의 세트는 나트륨 염화물과 칼륨 염화물을 3.0 내지 8.0의 KCl/NaCl 중량비로 포함하는, 금속 표면 처리용 플럭스 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 적어도 2종의 알칼리 또는 알칼리 토류 금속 할로겐화물의 세트는 상기 플럭스 조성물의 10 내지 30 중량%를 차지하는, 금속 표면 처리용 플럭스 조성물.
- 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 비이온 계면활성제 및/또는 적어도 하나의 부식 방지제를 더 포함하는, 금속 표면 처리용 플럭스 조성물.
- 물에 용해된 제1항 또는 제2항에 따른 플럭스 조성물을 포함하는 플럭싱 배쓰.
- 제5항에 있어서, 물 속의 플럭스 조성물의 성분의 전체 농도는 200 내지 750 g/l인 플럭싱 배쓰.
- 제5항에 따른 플럭싱 배쓰에서 금속 제품을 처리하는 단계를 포함하는 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 금속 제품은 철 또는 강 제품인, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 처리하는 단계는 0.01 내지 30분의 시간 동안 상기 플럭싱 배쓰에 상기 제품을 침지시키는 것으로 구성되는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 처리하는 단계는 50℃ 내지 90℃의 온도 범위에서 실시되는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제7항에 있어서, 처리된 제품은, 그 표면 온도가 100℃ 내지 200℃의 온도 범위에 이를 때까지 추가로 건조되는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제7항에 있어서, 용융 아연-베이스 아연도금 배쓰 중에 상기 처리된 제품을 침적시키는 단계를 더 포함하는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 용융 아연-베이스 아연도금 배쓰는, (a) 4 내지 24 중량% 알루미늄, (b) 0.5 내지 6 중량% 마그네슘, 및 (c) 잔여량의 아연을 포함하는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 제12항에 있어서, 침적은 380℃ 내지 440℃에서 실행되고, 여기서 상기 용융 아연-베이스의 아연도금 배쓰는 (a) 4 내지 7중량% 알루미늄, (b) 0.5 내지 3중량% 마그네슘, 및 (c) 잔여량의 아연을 포함하는, 금속 제품의 아연도금 처리 방법.
- 삭제
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