KR19980050805A - 용융아연도금강판의 경시광택도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아연도금강판의 경시광택도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소압력과 온도를 조절하여 단시간에 경시광택도 측정이 가능한 아연 도금강판의 경시 광택도 측정 장치에 관한 것이다.

본 발명의 아연도금강판의 경시 광택도 측정 장치는, 시편(4)이 위치되는 시편 걸이(3)와 하부의 히터(5)가 구비되고 상부는 덮개(1)로 밀폐되는 시편합(2)과, 시편함(2)에 압력계(7)와 산소 밸브(9)가 장착된 산소 라인을 통해 산소를 공급하기 위한 산소 탱크(6)와, 시편함(2)에 진공 밸브(10)가 장착된 진공 라인읕 통헤 진공을 공급하기 위한 진공 핌프(8)를 구비하여 이루이지며, 시편함내의 산소압과 온도를 조절하여 단시간내에 경시 광택도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 구성이다.

Description

용융아연도금강판의 경시광택도 측정 장치

본 발명은 아연도금강판의 경시광택도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소압력과 온도를 조절하여 단시간에 경시광택도 측정이 가능한 아연 도금강판의 경시 광택도 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 아연도금강판은 아연 도금욕에 강판을 연속적으로 침지시켜 강판 표면에 아연을 피복시킨 강판이다. 이러한 강판은 아연 자체의 내식성 및 철에 대한 희생 방식 효과로 내식성이 우수하고 값이 저렴하여 최근 널리 사용되고 있으며, 특히 가전재, 전자재, 자동차 등에 많이 사용되고 있다. 또한 강판 표면에 아연 특유의 광택으로 인한 미려한 표면을 나타낸다.

아연을 강판에 도금하는 방법으로는 보통 용융 아연에 강판을 침적하는 용융아연도금 방법과, 전해에 의해 아연을 강판에 석출시키는 전기도금 방법이 있으나, 용융아연도금강판은 아연 도금의 부착량을 두껍게 할 수 있고 광택성이 우수한 외관을 얻을 수 있다는 점에서 다른 방법 보다도 널리 채용되고 있다.

수요가로 공급된 아연도금강판은 건자재의 경우 바로 사용되기도 하나, 가전제로 사용될 경우에는 도장을 하여 사용된다. 특히 도장재로 사용될 경우, 강판 표면의 광택도 및 표면 형상이 도장성에 많은 영향을 끼치므로 도장시까지 광택을 유지하는 것은 매우 중요하다.

그러나 용융아연도금강판은 대기중에 노출이 되면 대기중의 산소등과 결합하여 아연산화물이 표면에 형성되고 이로인해 광택이 저하된다.

대기중의 아연산화물 형성과정은 다음과 같다.

Zn + 1/2 O₂= ZnO -------(1)

이러한 산화물은 시간이 지남에 따라 두께가 증가하게 되고, 광택도도 따라서 감소하게 된다.

초기 산화물의 두께는 10Å 정도이나 약 6개월 정도 지나면 1000Å으로 증가하게 되고 이에 따른 광택도도 80 에서 30 정도로 감소하게 된다.

현재까지의 경시광택도 측정방법은 시간이 지남에 따른 광택도의 측정을 습윤시험기를 통하여 습도와 온도를 조절하여 광택도의 변화를 측정하고자 하는 노력도 있었지만, 실제 광택도의 변화와 많은 차이를 나타내고 습도를 높이게 되면 아연도금강판 표면에 아연의 산화물인 백청이 생성되므로 광택도를 측정할 수 없게된다. 따라서 현재까지 실제의 광택도 변화를 짧은 시간에 모사할 수 있는 장치나 방빕은 알려져 있지 않고 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 설명한 문제점을 해결하고자 단시간에 인위적으로 분위기를 조성하여 광택도의 감소를 촉진시켜 경시광택을 측정하는 장치 및 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 용융아연도금강판의 대기노출시 시간에 따른 광택도 변화를 나타내는 그래프도,

도 2는 본 발명이 적용되는 경시 광택도 측정장치의 구성을 도시하는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 덮개 2 : 시편함 3 : 시편걸이 4 : 시편

5 : 히더 6 : 산소 탱크 7 : 압력계 8 : 진공 펌프

9 : 산소 밸브 10 : 진공밸브

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 시편이 위치되는 시편 걸이와 하부의 히터가 구비되고 상부는 덮개로 밀폐되는 시편함과, 시편함에 압력계와 산소 밸브가 장착된 산소 라인을 통해 산소를 공급하기 위한 산소 탱크와, 시편함에 진공 밸브가 장착된 진공 라인을 통해 진공을 공급하기 위한 진공 펌프를 구비하여 이루어지며, 시편함내의 산소압과 온도를 조절하여 단시간내에 경시 광택도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 아연도금강판의 경시 광택도 측정 장치를 제공한다.

이하 본 발명에 대하어 상세히 설명한다.

도 1은 용융아연도금강판을 실제 대기환경 중에 노출시켰을때의 광택도 변화를 시간에 따라 나타낸 것이다.

초기 광택도가 75 정도에서 12개월이 지난 후의 광택도는 12 정도로 감소하였는데, 이것을 회계분석 프로그램을 이용하여 분석하여 보면 광택도와 시간의 관계는 다음과 같다.

경시광택도 = 73.15 + 1.76/t²- 1.36t

t = 주(week)

위의 식을 보면 시간에 따라 거의 직선형으로 광택도가 감소하는 것을 알 수 있는데, 이는 아연도금강판 표면의 아연 산화물층이 시간에 따라 두꺼워짐으로서 광택도가 감소하는 것과 일치한다.

이를 기본 바탕으로 산화물층을 성장시키기 위하여 산소압력과 온도를 상승시키면서 광택도를 측정할 수 있는 장치를 도 2에 나타내었다.

이하 아연도금강판의 경시광택도 측정 장치를 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 경시광택도 측정 방법을 실시하기 위한 장치로서, 시편함(2), 히터(5), 진공펌프(8), 산소탱크(6)등으로 구성되어 있는데, 시편함(2)이 상부는 덮개(1)로 덮히며, 내부에는 시편(4)이 배치되는 시편 걸이(3)를 구비하며, 시편함(2)에는 산소탱크(6)으로부터 산소 라인을 통해 산소가 공급되고 산소 라인에는 압력계(7)와 산소 밸브(9)가 장착되고, 또한, 진공 펌프(8)로부터 진공 라인을 통해 진공이 공급되는데, 진공 라인에는 진공 밸브(1)가 장착된다.

또한, 시편함(2) 내부의 하부에는 시편(3)을 가열하기 위한 히터(5)가 실시된다.

이러한 경시 광택도 측정 장치를 사용하여 아연도금강판의 경시 광택도를 측정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 광택도를 측정하고자 하는 시편(4)을 시편함(2)에 넣은후 외부와 차단하기 위하여 덮개(1)로 밀폐한다. 그후 진공밸브(10)를 열어서 진공펌프(8)로 시편함(2)의 내부를 진공으로 만든다. 시편함의 내부에 진공이 완료되면 아연도금강판표면의 산화 피막을 입히기 위하여 산소밸브(9)를 연 후 산소를 서서히 주입한다. 그리고 아연도금강판 표면의 아연과 산소의 결합을 촉진시키기 위하여 히터(5)로 온도를 서서히 상승시킨다. 시간이 경과함에 따라 산화물층의 두께가 두꺼워지면 꺼내어 광택도를 측정한다.

이하에서는 실시예와 관련하여 본 발명을 보다 상세하게 실명한다.

[실시예]

본 발명에서 개발된 경시광택도 측정 방법을 실시하기 위한 장치를 이용하여 용융아연도금강판의 광택도 변화를 온도 및 산소의 압력을 변화시키면서 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

온도의 변화는 40-100℃로 변화를 주었고, 산소압은 0.02 MPa에서 0.12MPa까지 변화시키면서 강판의 광택도를 측정하였다. 광택도의 측정은 JIS Z 8741 조건으로 20℃에서 측정하였다.

산소압이 0.02 MPa일 경우 온도에 따른 광택도의 변화는 75에서 45 정도로 약 30 정도로 변화폭이 작은 것을 볼수 있다. 이는 산소압이 낮음으로 인하여서 용융아연도금강판의 표면의 아연과 산소의 반응이 활발하지 못함에 기인한다. 또한 산소압이 0.6MPa일 경우 광택도의 변화의 폭이 실제 광택도의 차이와 거의 유사함을 볼 수 있다. 그러나 온도가 40℃에서는 광택도의 변화의 차이가 30 정도로 작은데 산소와 아연과의 반응이 온도가 낮음에 따라 상대적으로 활발하지 못하기 때문이다. 산소압이 0.12MPa일 경우에는 산소압이 커서 산화물층이 초기에 많이 생성되고 온도가 증가하면서 현저히 감소하는 경향을 보인다.

따라서 본 발명에서는 실제 광태도 변화와 유사한 조건은 산소압 0.6MPa. 온도는 60℃ 이상에서 나타났으며 광택도 측정 장치를 통해 측정된 6시간 마다의 광택도 변화는 실제의 1달정도 경과한 광택도와 거의 같았다.

이와같이 본 발명의 경시 광택도 측정 방법에 의하면, 종래의 방법으로는 경시광택도를 측정할 수 없지만 산화피막의 형성과 산화피막을 촉진하기 위하여 온도를 올러주므로서 실제 환경에서의 광택도 변화와 거의 유사한 광택도의 변화를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 시편(4)이 위치되는 시편 걸이(3)와 하부의 히터(5)가 구비되고 상부는 덮개(1)로 밀폐되는 시편함(2)과, 시편함(2)에 압력계(7)와 산소 밸브(9)가 장착된 산소 라인을 통해 산소를 공급하기 위한 산소 탱크(6)와, 시편함(2)에 진공 밸브(10)가 장착된 진공 라인을 통해 진공을 공급하기 위한 진공 펌프(8)를 구비하여 이루어지며, 시편함내의 산소압과 온도를 조절하여 단시간내에 경시 광택도를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 아연도금강판의 경시광택도 측정 장치.