KR102553121B1 - 내식성이 개선된 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액 및 이를 이용한 도금 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 합금도금액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 황산아연, 황산코발트, 몰리브덴산암모늄 및 첨가제를 포함함으로써, 내식성이 우수한 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액은 크로메이트를 포함하지 않고 냉연강판의 내식성 기능이 필요한 제품에 사용이 가능하며, 자동차 내부 및 외관 부식 방지용 부품과, 냉장고, 세착기 등의 가전제품 등에 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 냉연강판용 합금도금액에 대한 기술로, 보다 상세하게는 황산아연, 황산코발트, 몰리브덴산암모늄 및 첨가제를 포함시킴으로써 내식성 및 부식성을 개선시킨 합금도금액에 관한 것이다.
통상적으로, 아연도금강판의 부식을 억제하기 위한 방법으로 아연도금강판에 크로메이트 처리방법 등이 있다. 크로메이트 처리는 가격이 저렴하여 폭넓게 사용되는 방법이지만, 크로메이트 처리액에 포함된 6가 크롬은 인체에 대한 위험성 때문에 상용이 금지되고 있으며, 국내뿐만 아니라 중국, EU 등의 국가에서는 전기, 전자제품 및 자동차에서 납, 6가크롬, 수은 및 카드뮴 등의 사용을 제한하고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 이러한 규제에 대응하고, 크로메이트 처리액의 대체를 위해 기존 아연 도금의 내식성을 개선할 수 있는 연구 및 개발이 이루어지고 있으며, 크로메이트 처리액을 사용하지 않으면서 아연 도금의 내식성 및 부식성을 개선시키기 위한 다양한 시도를 하고 있다.
이에 따라, 본 발명자는 크로메이트 처리액을 사용하지 않으면서, 아연 도금의 내식성을 개선하여 철강소재를 사용하는 제품에 적용이 가능한 내식성이 개선된 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명의 목적은 크로메이트 처리액을 사용하지 않으면서 아연 도금의 내식성 및 부식성을 개선시켜, 냉연강판의 내식성 기능이 필요한 제품에 사용이 가능한 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 황산아연, 황산코발트, 몰리브덴산암모늄 및 첨가제를 포함하는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 황산아연 200 내지 300g/L, 상기 황산코발트 20 내지 50g/L, 상기 몰리브덴산암모늄 0.2 내지 1.0g/L 및 상기 첨가제 10 내지 100g/L를 포함하는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 첨가제는 황산암모늄, 구연산암모늄, 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 타타르산(tartaric acid) 및 폴리아크릴산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도금액의 수소이온 농도(pH)는 1 내지 7인 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도금액은 크로메이트를 포함하지 않는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 배쓰(bath) 내 상기 도금액을 준비하는 단계; 및 상기 배쓰 내 냉연강판을 침지하여 아연-코발트-몰리브덴 도금강판을 얻는 단계를 포함하는 내식성이 개선된 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 이용한 도금 방법을 제공한다.
본 발명의 합금 도금액은 아연, 코발트, 몰리브덴 및 첨가제를 포함함으로써 내식성이 우수한 효과 및 부식성이 개선되는 효과를 가지며 크로메이트 처리액을 사용하지 않아 철강소재를 사용하는 제품에 효과적으로 적용할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 사용한 시편에 대한 염수 분무 실험의 결과 이미지를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 비교예의 시편에 대한 염수 분무 실험의 결과 이미지를 나타낸 것이다.
도 4 내지 도 6은 비교예의 시편에 대한 염수 분무 실험의 결과 이미지를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 명세서에 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 '포함' 또는 '함유'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 또는 성분의 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 황산아연, 황산코발트, 몰리브덴산암모늄 및 첨가제를 포함하는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제공한다.
상기 황산아연은 일반적으로 함금 도금액에 사용되는 황산아연이라면 제한 없이 사용할 수 있으며 목적하는 생산 수율을 위한 측면에서 적합하게는 황산아연에서 아연 이온의 농도가 200 내지 300g/L로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 황산코발트는 일반적으로 함금 도금액에 사용되는 황산코발트라면 제한 없이 사용할 수 있으며 내식성 및 가공성의 향상을 위한 측면에서 적합하게는 황산코발트에서 코발트 이온의 농도가 20 내지 50g/L로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 몰리브덴산암모늄은 일반적으로 함금 도금액에 사용되는 몰리브덴암모늄이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 내식성 및 가공성의 향상을 위한 측면에서 적합하게는 몰리브덴암모늄에서 몰리브덴 이온의 농도가 0.2 내지 1.0g/L로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 첨가제는 황산암모늄, 구연산암모늄, 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 타타르산(tartaric acid) 및 폴리아크릴산으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액일 수 있다.
예를 들어, 상기 첨가제는 카르복실산 계열 또는 폴리아크릴산 계열인 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액일 수 있다.
상기 카르복실산 계열은 일반적으로 합금 도금액에 사용되어 도금 조직의 치밀성을 증가시켜 내식성 향상을 하며, 예를 들어, 말산(malic acid), 말론산(malonic acid) 또는 타타르산(tartaric acid)을 사용할 수 있다.
상기 폴리아크릴산 계열은 일반적으로 합금 도금액에 사용되어 도금 조직의 치밀성을 증가시켜 내식성 향상을 하며, 예를 들어, 폴리아크릴산을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 목적하는 생산 수율을 위한 측면에서 적합하게는 10 내지 100g/L 로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 첨가제는 황산암모늄 또는 구연산암모늄을 10 내지 30g/L, 카르복실산 계열 첨가제를 10 내지 30g/L 또는 폴리아크릴산 계열 첨가제를 10 내지 30g/L로 첨가될 수 있다.
본 발명에서 상기 도금액의 수소이온 농도(pH)는 1 내지 7, 1 내지 6, 2 내지 6 합금 도금액의 내식성을 향상시키는 측면에서 가장 적합하게는 2 내지 5인 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액일 수 있다.
본 발명에서 상기 도금액은 크로메이트를 포함하지 않는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액일 수 있다.
상기 크로메이트는 기존의 냉연강판의 부식방지를 위해 사용되었으며, 크로메이트에 포함되어 있는 6가 크롬은 인체에 대한 위험성이 있어 상용이 금지되어 국내뿐만 아니라 중국, EU등의 국가에서도 전기, 전자제품 및 자동차에 납, 6가크롬, 수은, 카드뮴 등의 사용을 제한하고 있는 문제점이 있다.
상기 도금액은 크로메이트를 포함하지 않음으로써 문제점을 해결하고 냉연강판의 내식성 기능이 필요한 철강소재를 사용하는 제품에 적용이 가능하다.
본 발명은 배쓰(bath) 내 상기 도금액을 준비하는 단계; 및 상기 배쓰 내 냉연강판을 침지하여 아연-코발트-몰리브덴 도금강판을 얻는 단계를 포함하는 내식성이 개선된 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 이용한 도금 방법을 제공한다.
냉연강판에 본 발명의 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 침지함으로써 내식성 및 밀착성이 우수한 도금층이 제조된다.
상기 침지하는 방법은 당업계에서 일반적으로 사용하는 방법을 사용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
원료
- 황산아연 200~300g/L
- 황산코발트 20~50g/L
- 몰리브덴산암모늄 0.2~1.0g/L
- 첨가제: 황산암모늄 또는 구연산암모늄 10~30g/L, 카르복실산 계열 10~30g/L 또는 폴리아크릴산 계열 10~30g/L
실시예
황산아연, 황산코발트, 몰리브덴산암모늄 및 첨가제를 하기 표 1과 같이 포함하여 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 제조한 후 냉연강판에 침지하여 아연-코발트-몰리브덴 도금강판을 제조하였다.
| 성분명 | 농도 | 도금 조건 | |
| 황산아연 | 250g/L | pH | 3 |
| 황산코발트 | 40g/L | ||
| Bath 온도 |
50 |
||
| 몰리브덴산암모늄 | 1.0g/L | ||
| 구연산암모늄 | 20g/L | ||
| 전류밀도 | 20A/dm2 | ||
| 폴리아크릴산 | 20g/L | ||
실험예
실시예에 따라 제조된 도금강판의 시편 및 비교예의 도금 시편에 대한 염수분무 실험의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적으로 일반적으로 사용되는 아연도금 시편을 비교예로 사용하였으며, 실시예 및 비교예의 도금 시편에 염수를 분무한 후 시간의 경과에 따른 도금 시편의 변화를 육안관찰을 통하여 조사하였다.
| 시간(h) | 실시예 | 비교예 |
| 0(h) | - | - |
| 48(h) | 부분 백청 | 적청 발생 |
| 168(h) | 적청 발생되지 않음 | 시편 모두 적청 발생 |
상기 표 2의 결과에서와 같이, 본 발명의 아연-코발트-몰리브덴 도금강판의 경우 타 도금강판과 비교하여 내식성이 더 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
구체적으로 실시예의 경우 염수 분무 후 48시간의 경과시부터 시편에 부분적으로 백청이 보이기 시작했으나, 168시간이 경과될 때까지 적청이 발생하지 않음을 도 1 내지 3을 통하여 알 수 있었다.
또한, 비교예의 경우 염수 분무 후 48시간이 경과된 시점부터 적청이 발생하기 시작하였으며, 시간이 지날수록 적청이 빠르게 확산되는 것을 확인할 수 있었고 98시간의 경과 이후부터는 시편 모두에서 적청이 발생하는 것을 도 4 내지 6을 통하여 알 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액의 경우 오랜 시간의 경과에서도 적청이 발생하지 않아 내식성이 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (6)
- 황산아연 200 내지 300g/L, 황산코발트 20 내지 50g/L, 몰리브덴산암모늄 0.2 내지 1.0g/L 및 첨가제 10 내지 100g/L를 포함하고,
상기 첨가제는 구연산암모늄 20g/L 및 폴리아크릴산 20g/L 를 포함하고,
수소이온 농도(pH)는 3 내지 5이며,
크로메이트를 포함하지 않는 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 배쓰(bath) 내 제1항의 도금액을 준비하는 단계; 및
상기 배쓰 내 냉연강판을 침지하여 아연-코발트-몰리브덴 도금강판을 얻는 단계를 포함하는 내식성이 개선된 냉연강판용 아연-코발트-몰리브덴 합금 도금액을 이용한 도금 방법.
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