KR102110222B1 - 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 pcm 강판의 제조 방법 - Google Patents

마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 pcm 강판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물은, 금속염 2중량% 내지 12중량%, 알루미늄 및 지르코늄을 포함하는 킬레이트 화합물 2중량% 내지 12중량% 및 여분의 물을 포함한다. 상기 전처리 조성물은, 크로메이트 전처리제를 대체할 수 있으며, 마그네슘 함유 도금 강판을 이용한 PCM 강판 제조시, 내변색성, 내식성 및 도장 부착성을 개선할 수 있다.

Description

마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 PCM 강판의 제조 방법{COMPOSITION FOR PRETREATING PLATED STEEL SHEET CONTAINING MAGNESIUM AND METHOD FOR MANUFACTURING PCM STEEL SHEET USING THE SAME}
본 발명은 강판용 전처리 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 PCM 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
마그네슘이 함유된 도금 강판은 그 특성상 공기중에서 쉽게 산화가 되어 검은색으로 변색이 쉬우며 작업조건이 까다로워 도금 부착 시 공기 대신 질소를 사용하여 자연산화에 의한 변색을 막아야 한다.
마그네슘은 순수 형태가 아닌 합금형태로 주로 Mg-Al-Zn, Mg-Al, Mg-Zn, Mg-Mn, Zn-Al-Mg, Al-Mg-Si 등과 같이 사용되고 있는대 이러한 마그네슘이 함유된 도금 강판이 수분 혹은 공기중의 산소와 접촉하게 되면 도금 층 표면에서 변색이 일어나게 되는데 이는 마그네슘이 함유된 도금 강판에서 기계적 물성은 증가 시킬 수 있으나 도금층 표면에서의 산화물에 의한 보호막 효과를 기대하기는 어렵다. 마그네슘은 산화가 되면 산화층(3MgCO3ㆍMg(OH)2ㆍ3H2O 나 MgSO4ㆍ6H2O)을 형성하여 표면상에서 하위 부위 마그네슘을 보호하게 되지만 이러한 산화막은 쉽게 용해되기 때문에 금속 표면을 다시 대기중에 노출시키며 반복적인 산화 작용으로 알루미늄 산화막과 같은 보호막 효과가 사라지게 된다.
이러한 표면 특성을 가지고 있는 마그네슘 함유 도금강판은 강판으로서의 특성은 좋을 수 있으나 육안상의 변화가 크기 때문에 수요층의 입장에서는 불만의 요인이 될 수 있다. 이와 같은 부분의 흑변 방지를 위해 다양한 방법이 사용되고 있으며 대표적인 표면 처리법은 크게 화학적 방법, 전기화학적 방법 그리고 물리적 방법으로 나눌 수 있으며 이중 화학적 방법은 PCM 도장 공정에 바로 적용 가능한 방법으로 롤코팅에 의한 표면 도포 후 빠른 표면 반응으로 마그네슘 함유 도금 강판 표면에서 화학반응을 일으켜 표면에서 특정 산화 피막을 형성 시키며 이때 주로 크롬이나 인산망간계염 및 지르코늄염계가 주로 사용되어지며 이외에도 다양한 성분이 사용되어진다.
크로메이트 전처리는 일반적으로 아연도금 강판에서 많이 사용되며 내식성 내흑변성을 향상 시키는 목적으로 사용되어진다. 또한 PCM 도장 공정시 크로메이트 처리 후 하도 코팅이 이루어 지는대 이때 아연도금 강판과 하도 코팅과의 부착성을 저하시키지 않도록 하는 특성을 가진다. 하지만 크로메이트 처리에 사용되는 크롬은 대표적인 유해 물질로 작업자 및 환경에 심각한 피해를 우려시킬수 있어서 선진국들에서는 이에대한 사용 규제가 시행되고 있다.이에 크롬을 대체할 물질을 보면 6가 크롬보다 유독성이 낮은 3가 크롬의 개발이 진행되고 있으나 기본적으로 크롬을 배제 한 것이 아니고 또한 기존 6가에 비하여 물성적인 특성에서 대체할 만한 장점을 가지고 있지 못한 실정이다.
또한 크로메이트를 포함하지 않은 처리액으로 도금 표면에서의 크로메이트 대체 하는 기술로, 일본특허출원공개 제2002-332574호는 탄산지르코늄 착이온과 바나닐 이온, 디메라캅토숙신산등을 포함하는 처리액을 도포 가열 건조함으로써 피막을 형성하는 기술을 제안한다. 그리고 일본특허출원공개 제2002-030460호 및 일본특허출원공개 제2004-183015호에 따르면 바나듐 화합물과 지르코늄, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 망간 및 세륨으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함하는 화합물을 함유하는 금속 표면처리제를 개시한다.
하지만 종래의 기술들은 내식성, 내흑변성 및 도장 밀착성에서 크로메이트 처리를 대체하기 어렵다는 문제점이 있다.
1. 일본특허출원공개 제2002-332574호 2. 일본특허출원공개 제2002-030460호 3. 일본특허출원공개 제2004-183015호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마그네슘 함유 도금 강판의 내흑변성, 내식성 및 도장 밀착성을 개선할 수 있는 전처리 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전처리 조성물을 이용한 PCM(precoated metal) 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물은, 금속염 2중량% 내지 12중량%, 알루미늄 및 지르코늄을 포함하는 킬레이트 화합물 2중량% 내지 12중량% 및 여분의 물을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속염은 바나듐, 몰리브덴, 티타늄, 코발트, 세륨 및 지르코늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속염은 오산화바나듐, 메타바나딘산, 메타바나딘산암모늄, 메타바나딘산나트륨, 옥시삼염화바나듐, 삼산화바나듐, 이산화바나듐, 옥시황산바나듐, 바나듐 옥시아세틸아세토네이트, 바나듐 아세틸아세토네이트, 삼염화바나듐, 소듐 몰리브데이트, 포타슘 몰리브데이트, 헥사암모늄 몰리브데이트, 황산티타늄, 티타늄 락테이트, 디이소프로필디트리에탄올아미노티타네이트, 티타늄 아세틸아세토네이트, 헥사플루오로티타늄산, 산화세륨, 아세트산세륨, 질산세륨, 질산세륨암모늄, 황산세륨, 염화세륨, 질산코발트 육수화물, 트리스사이클로펜타디에닐 지르코늄, 질산지르코늄, 아세트산지르코늄, 초산지르코닐암모늄, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 헥사플루오로지르콘산 및 지르코늄 하이드록시 카복실레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 금속염은 헥사플루오로지르콘산을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전처리 조성물은, 상기 금속염 2중량% 내지 6중량%, 상기 킬레이트 화합물 2중량% 내지 6중량% 및 여분의 물을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전처리 조성물은, 우레탄 수지, 아크릭 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 올레핀 수지, 폐놀계 수지 및 폴리아크릴산 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 유기 수지 0.5중량% 내지 3중량%를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 유기 수지는 폴리아크릴산 수지를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 제조 방법은, 마그네슘 함유 도금 강판을 탈지하는 단계, 상기 마그네슘 함유 도금 강판에 전처리 조성물을 제공하여 표면에 산화막을 형성하는 단계 및 상기 산화막이 형성된 마그네슘 함유 도금 강판에 수지 도막을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 마그네슘 함유 도금 강판의 도금층은, 마그네슘 단일층 구조, 마그네슘 합금 단일층 구조 또는 마그네슘과 다른 금속층을 더 포함하는 다층 구조를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 상기 수지 도막을 형성하는 단계는, 상기 산화막 위에 하도를 형성하는 단계 및 상기 하도 위에 상도를 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전처리 조성물은, 바 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 그라비아 코팅 또는 침지법에 의해 제공된다.
본 발명에 따르면, 크로메이트 전처리제를 대체할 수 있으며, 마그네슘 함유 도금 강판을 이용한 PCM 강판 제조시, 내변색성, 내식성 및 도장 부착성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 강판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 PCM 강판의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 출원에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 전처리 조성물은 금속염, 킬레이트 화합물 및 여분의 물을 포함한다.
상기 금속염은 바나듐, 몰리브덴, 티타늄, 코발트, 세륨 및 지르코늄 중에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 바나듐을 포함하는 금속염은, 오산화바나듐, 메타바나딘산, 메타바나딘산암모늄, 메타바나딘산나트륨, 옥시삼염화바나듐, 삼산화바나듐, 이산화바나듐, 옥시황산바나듐, 바나듐 옥시아세틸아세토네이트, 바나듐 아세틸아세토네이트, 삼염화바나듐 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 몰리브덴을 포함하는 금속염은, 소듐 몰리브데이트, 포타슘 몰리브데이트, 헥사암모늄 몰리브데이트 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 티타늄을 포함하는 금속염은, 황산티타늄, 티타늄 락테이트, 디이소프로필디트리에탄올아미노티타네이트, 티타늄 아세틸아세토네이트, 헥사플루오로 티타늄산 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 세륨을 포함하는 금속염은, 산화세륨, 아세트산세륨, 질산세륨, 질산세륨암모늄, 황산세륨, 염화세륨 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 코발트를 포함하는 금속염은, 질산코발트 육수화물 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 지르코늄을 포함하는 금속염은, 트리스사이클로펜타디에닐 지르코늄, 질산지르코늄, 아세트산지르코늄, 초산지르코닐암모늄, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 헥사플루오로지르콘산, 지르코늄 하이드록시 카복실레이트 등을 포함할 수 있다.
상기 예시된 금속염들은 각각 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 금속염은 지르코늄 금속염을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게, 헥사플루오로지르콘산과 같은 불화지르콘산 계열의 금속염을 포함할 수 있다. 예를 들어, 헥사플루오로지르콘산은 상기 조성물 내에서 ZrF6 2- 이온 및 수소 이온을 생성할 수 있다. 상기 수소 이온은 도금층 표면에서 마그네슘 등과 같은 금속으로부터 전자를 얻어 수소 기체를 형성하고, 상기 전자를 잃은 금속은 이온화될 수 있다. 또한, ZrF6 2- 이온은 산소와 반응하여 지르코늄 산화물(ZrO2)을 도금층 표면에 생성한다. 이러한 지르코늄 산화물막은 도금층의 외부 접촉 및 산화를 막아 변색을 방지하고, 물성을 향상시킬 수 있으며, 도막과의 접착성을 개선할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속염의 함량은 0.5중량% 내지 50중량%일 수 있다. 바람직하게, 상기 금속염의 함량은 2중량% 내지 12중량%일 수 있다. 상기 금속염의 함량이 12중량%를 초과하는 경우, 도포 후 건조 전에 도금층에서 반응이 진행되어 변색이 일어날 수 있으며, 2중량% 미만인 경우, 고온 다습 환경에서 변색 방지 성능이 저하될 수 있다. 도장의 부착성을 고려하였을 때, 상기 금속염의 함량은 보다 바람직하게, 2중량% 내지 6중량%일 수 있다.
또한, 상기 금속염의 적정 함량은 금속염의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴 금속염의 경우, 8중량%를 초과하는 경우 건조 열에 의한 도금층 변색이 나타날 수 있다. 바나듐 금속염의 경우, 2중량%를 초과하는 경우, 건조 과정에서 뭉침에 의한 표면 불량이 발생할 수 있다.
상기 킬레이트 화합물은 알루미늄 및 지르코늄을 포함한다. 상기 킬레이트 화합물는, 상기 조성물에 의해 표면 처리되는 마그네슘 함유 도금 강판의 도장 부착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 및 지르코늄을 포함하는 킬레이트제는 알루미늄 또는 지르코늄을 단독으로 포함하는 킬레이트제보다 도장 부착성을 크게 개선할 수 있다.
예를 들어, 상기 킬레이트 화합물의 함량은 2중량% 내지 6중량%일 수 있다. 상기 금속염의 함량이 12중량%를 초과하는 경우, 변색을 유발할 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 킬레이트 화합물의 함량은 2중량% 내지 6중량%일 수 있다.
상기 전처리 조성물은, 젖음(wetting)성 개선을 위하여 유기 수지를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 수지는, 수용성 수지일 수 있으며, 우레탄 수지, 아크릭 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 올레핀 수지, 폐놀계 수지, 폴리아크릴산 수지 등을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 유기 수지로는 폴리아크릴산이 사용될 수 있다. 폴리아크릴산은, 다른 성분과의 상용성이 우수하며, 도장 공정 또는 탈지 공정에서 전처리막이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 폴리아크릴 산은 금속 킬레이트 및 불화 지르코늄염과의 반응성이 없으며, 도포 건조 후 안정적인 상태를 유지할 수 있으며, 탈지 공정에서의 안정성이 높다.
예를 들어, 상기 유기 수지의 함량은 0.5중량% 내지 3중량%일 수 있다.
상기 전처리 조성물은, 마그네슘 함유 도금 강판이 전처리를 위하여 사용될 수 있다. 상기 마그네슘 함유 도금 강판은, 도금층이 마그네슘을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 강판의 도금층은, 마그네슘 단일층, 마그네슘 합금층, 이들의 단일층 구조 또는 마그네슘과 다른 금속층의 적층 구조 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 마그네슘 합금층은 마그네슘-알루미늄, 마그네슘-아연, 마그네슘-망간 등의 합금을 포함할 수 있다.
상기 전처리 조성물은, 크로메이트를 대체하여 마그네슘 함유 도금 강판의 전처리에 사용되어, 변색을 방지하고, 내식성 및 도장 부착성을 개선할 수 있다.
PCM 강판의 제조 방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM 강판의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 마그네슘 함유 도금 강판을 탈지한다(S10). 상기 탈지는 종래에 알려진 방법으로 수행될 수 있다. 상기 탈지 공정은, 강판 표면에 부착되어 있는 유분 등과 같은 오염물을 제거하기 위한 것이며, 예를 들어, 알카리 탈지제, 산성 탈지제, 고온수 또는 용제 등을 이용하여 탈지 공정을 수행할 수 있다. 이들은 조합으로 수행될 수도 있다. 상기 탈지 공정 후에는 탈지제가 강판 표면에 잔류하지 않도록 수세를 진행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 마그네슘 함유 도금 강판에 전처리 조성물을 제공하여 산화막을 형성한다(S20). 상기 전처리 조성물은, 금속염, 킬레이트 화합물 및 여분의 물을 포함한다. 또한, 상기 전처리 조성물은, 유기 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 전처리 조성물의 구체적인 성분 및 함량은 기 설명한 것과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 전처리 조성물을 제공하는 방법은, 이 기술 분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법도 이용될 수 있다. 예를 들어, 바 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 그라비아 코팅, 침지법 등이 이용될 수 있다.
상기 전처리 조성물을 제공한 후, 도막 형성을 위하여 건조 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 냉풍 건조, 열풍 건조, 유도 가열 등의 방법이 이용될 수 있으며, 열풍 건조시 온도는 300 ℃이하일 수 있다.
상기 전처리 공정을 진행한 후, 다시 수세를 진행하는 것이 바람직할 수 있다.
다음으로, 상기 산화막이 형성된 마그네슘 함유 도금 강판에 수지 도막을 형성한다(S30). 상기 수지 도막을 형성하기 위한 수지 조성물은 유기 용제형 도료, 수성 도료, 분체 도료 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 수지 조성물은, 수지 및 여분의 용제를 포함할 수 있다.
상기 수지는 PCM(precoated metal) 도장 분야에서 알려져 있는 종류의 수지들을 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르계 수지, 변형 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 염화비닐 수지(PVC), 멜라민계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴계 수지 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지의 함량은, 수지 조성물 전체 함량의 10중량% 내지 70중량%일 수 있다.
상기 용제는 건조된 도막 표면의 평활성, 결함 방지 등을 위하여 가능한 하이드로카본계, 에스테르계, 아세테이트계, 이소포론계, 크실렌계, 시클로헥사논계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 수지 조성물은 수지 및 용제 외에, 가교제, 경화제, 경화촉진제, 계면활성제, 경화 촉매, 안료, 침강 방지제 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수지 도막을 형성하는 단계는, 상기 산화막 위에 하도를 형성하는 단계 및 상기 하도 위에 상도를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수지 도막을 형성하기 전에 또는 하도를 형성한 후에, 필요에 따라 알칼리 탈지 등과 같은 탈지 공정 및 수세 공정을 수행할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실험 및 실시예를 통하여 본 발명에 따른 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물 및 이를 이용한 PCM 강판의 제조 방법을 설명하기로 한다.
실험 1 - 금속염 종류에 따른 변색 평가
탈지된 마그네슘 도금 강판을 아래 표 1에 따라 Ce염(질산세륨), Ti염(헥사플루오로 티타늄산), Zr염(헥사플루오로 지르콘산), Co염(질산코발트 6수화물), Mo염(헥사암모늄 헵타몰리브데이트 4수화물), V염(바나듐 아세틸아세토네이트)과 여분의 물을 포함하는 조성물로 처리한 후, 하도(SO-9297, 노루코일코팅)를 형성하고, 항온항습(50℃, 95%RH, 120시간) 조건에서 변색 여부를 확인하여, 표 1에 나타내었다. 아래의 표 1에서 함량은 중량%를 나타낸다.
표 1
Figure 112018073857654-pat00001
표 1을 참조하면, 지르코늄 화합물에서 내변색성이 가장 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 과도한 양을 사용할 경우 변색이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
실험 2 - 금속염 종류에 따른 변색 평가
탈지된 마그네슘 도금 강판을 아래 표 2에 따라, Zr염(헥사플루오로지르콘산), 실란 가교제(S-510, Chisso), 알루미늄-지르코늄 킬레이트 화합물(Chartwell B-515.71, DARWIN), 유기 수지(폴리아크릴산) 및 여분의 물을 포함하는 전처리 조성물로 처리한 후, 하도(SO-9297, 노루코일코팅) 및 상도(P-3A04-2D, 노루코일코팅)를 형성하고, 항온항습(50℃, 95%RH, 120시간) 조건에서 변색 여부 및 도장성(T-bending, CCT, Erichsen 평가로 상대 비교)를 평가하여, 표 2에 나타내었다. 아래의 표 2에서 함량은 중량%를 나타낸다.
표 2
Figure 112018073857654-pat00002
표 2를 참조하면, 지르코늄 염의 함량이 5중량%이고, 킬레이트 화합물의 함량이 5중량%일 때 도장성 및 내변색성이 가장 우수함을 알 수 있다.
본 발명은, 마그네슘 함유 도금 강판의 전처리에서 크로메이트를 대체하여 사용될 수 있다. 상기 마그네슘 함유 도금 강판은 자동차 등과 같은 각종 기계, 전자 제품, 건축 자재 등의 제조에 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 헥사플루오로지르콘산 2중량% 내지 12중량%;
    알루미늄 및 지르코늄을 포함하는 킬레이트 화합물 2중량% 내지 12중량%;
    폴리아크릴산 수지 0.5중량% 내지 3 중량%; 및
    여분의 물을 포함하는 마그네슘 함유 도금 강판용 전처리 조성물.
  2. 삭제
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  8. 마그네슘 함유 도금 강판을 탈지하는 단계;
    상기 마그네슘 함유 도금 강판에 제1항의 전처리 조성물을 제공하여 표면에 산화막을 형성하는 단계; 및
    상기 산화막이 형성된 마그네슘 함유 도금 강판에 수지 도막을 형성하는 단계를 포함하는 PCM 강판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마그네슘 함유 도금 강판의 도금층은, 마그네슘 단일층 구조, 마그네슘 합금 단일층 구조 또는 마그네슘과 다른 금속층을 더 포함하는 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 PCM 강판의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 수지 도막을 형성하는 단계는,
    상기 산화막 상에 하도를 형성하는 단계; 및
    상기 하도 상에 상도를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCM 강판의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 전처리 조성물은, 바 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 그라비아 코팅 또는 침지법에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 PCM 강판의 제조 방법.
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JP3992173B2 (ja) * 1998-10-28 2007-10-17 日本パーカライジング株式会社 金属表面処理用組成物及び表面処理液ならびに表面処理方法
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