KR20020039378A

KR20020039378A - 절단면 내식성이 우수한 내지문강판

Info

Publication number: KR20020039378A
Application number: KR1020000069139A
Authority: KR
Inventors: 김영근
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-11-21
Filing date: 2000-11-21
Publication date: 2002-05-27

Abstract

본 발명은 컴퓨터, 세탁기, VTR 등 가전용기기의 부품에 사용되는 내지문강판에 관한 것으로, 본 발명의 목적은, Zn 또는 Zn계 합금 도금강판에 폴리아닐린(polyaniline)을 코팅하고 그 위에 내지문수지를 코팅함으로써, 절단면 내식성이 우수하고 Cr이 없는 환경친화형 내지문강판을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명은

Zn 또는 Zn계 합금 도금강판 위에 100~500mg/㎡의 부착량으로 폴리아닐린 1~10vol.%가 코팅되고, 그 위에 내지문수지가 코팅된 도금층 구조를 갖는 절단면 내식성이 우수한 내지문강판을 기술적 요지로 한다.

Description

절단면 내식성이 우수한 내지문강판{ANTI-FINGER TREATMENT STEEL SHEET WITH EXCELLENT CORROSION RESISTANCE PROPERTY FOR THE SECTION}

본 발명은 컴퓨터, 세탁기, VTR 등 가전용기기의 부품에 사용되는 내지문강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Zn 혹은 Zn계 합금도금강판에 크로메이트처리대신 전도성 고분자물질인 폴리아닐린을 코팅한 후 내지문수지를 코팅함으로써, 우수한 절단면 내식성을 제공할 수 있는 환경친화형 내지문강판에 관한 것이다.

Zn계 도금층 위에 내지문수지를 코팅한 내지문강판은, 손으로 강판을 만질 때 지문이 묻지 않고 내식성이 우수하기 때문에 컴퓨터, 세탁기, VTR 등 가전용기기의 부품에 많이 사용되고 있다. 따라서, 강판표면에는 어떠한 미세 얼룩형 결함도 있어서는 않되고 가공성이 우수해야 하며 내식성도 뛰어나야 한다.

종래 내지문강판은, Zn도금층 위에 크롬 부착량을 1~100mg/m²으로 하는 크로메이트처리를 실시한 다음, 내지문수지를 코팅하는 공정으로 제조되고 도 1(a)에 나타난 바와 같은 도금층 구조를 갖는데, 이것은 가공후 내식성이 우수하고 지문이 묻지 않는 장점을 가지고 있으나, 강판을 절단할 경우 절단부에 부식이 쉽게 되는 문제가 있다. 또한, 상기 크로메이트처리에 의해 형성된 크로메이트 피막은, 6가 및 3가 Cr을 포함한 수산화물 및 산화물 등이 복합적으로 구성되어 있어서, 외부 부식환경에 대하여 안정한 화합물을 형성하고, 이로 인해, 강판의 내식성을 향상시키지만, 크로메이트 용액중에는 인체에 유해하여, 그 사용이 규제되고 있는 6가 Cr이 함유되어 있기 때문에, 이를 대체할 수 있는 물질이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 종래 내지문강판에서는, 도금층 표면에 미세한 결함만 있어도 그것이 그대로 수지층에 전사되어 표면얼룩이 형성되는 문제가 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명의 목적은, Zn 또는 Zn계 합금 도금강판에 폴리아닐린(polyaniline)을 코팅하고 그 위에 내지문수지를 코팅함으로써, 절단면 내식성이 우수하고 Cr이 없는 환경친화형 내지문강판을 제공함에 있다.

도 1는 내지문처리강판의 도금층 구조를 나타내는 것으로,

(a)는 종래의 크로메이트처리 내지문강판,

(b)는 본 발명의 내지문강판을 나타낸다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명은

Zn 또는 Zn계 합금 도금강판 위에 100~500mg/㎡의 부착량으로 폴리아닐린 1~10vol.%가 코팅되고, 그 위에 내지문수지가 코팅된 도금층 구조를 갖는 절단면 내식성이 우수한 내지문강판에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명의 내지문강판은, 도 1(b)에 나타난 바와 같이, Zn 또는 Zn계 합금 도금강판에, 폴리아닐린 코팅에 의해 폴리아닐린 박막을 형성하고, 내지문수지처리에 의해 수지층을 형성하여 제조되는데, 상기 폴리아닐린은 10nm의 매우 작은 입자로서, 전기전도도는 5S/m를 나타내지만, 제조방법이나 코팅방법에 따라 1000S/m까지도 가능하다. 이와 같은 폴리아닐린은, 아닐린(aniline)을 산화중합하여 합성하는데, 아닐린의 산화는 전기화학적인 중합과 화학적인 중합에 의해 가능하다. 이와 같은 폴리아닐린은 부식방지효과를 제공하는데, 그것에 관련된 이론에는 다음과 같은 것들이 있다.

i) 고분자피막에 의한 산소, 수분 등의 침투방지

ii) 하부 금속과의 계면에 금속산화피막 형성

iii) 금속표면에 부착되어 높은 산화전위를 형성함에 의한 금속에서 산화제로의 전자이동 억제

이와 같은 이론에 의한 효과는 일반적으로, 동시에 얻어지기 때문에, 자기 수복효과(self recovering effect)도 뛰어나고, 이로 인해 폴리아닐린이 코팅된 내지문강판에 흠집을 내었을 경우, 고분자 코팅층의 자기 수복효과에 의하여 정상부위로부터 3mm 지점까지는 부식이 발생하지 않는다. 또한, 강판을 절단하였을 경우에도, 그 강판의 두께가 6mm까지는 절단면에 대하여 우수한 내식성을 발휘한다.

상기 폴리아닐린을 아연도금의 표면상에 코팅시키는데 있어서, 1~10vol.%의 폴리아닐린을 이용하여, 100~500mg/㎡의 부착량으로 박막을 형성시키는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 폴리아닐린의 양이 1vol.% 미만이면 부착량을 100mg/㎡ 이상으로 하기 어렵고 내식성도 떨어지며, 10vol.% 이상이면 부착량이 증대하여 건조가 어렵고 비경제적이기 때문이다. 또한, 폴리아닐린의 부착량이 100mg/㎡ 미만이면 절단면 내식성이 열악해지고, 500mg/㎡ 이상이면 코팅하기가 어렵고 비경제적이기 때문이다.

폴리아닐린을 금속상에 코팅하는 방법으로는, 침적, 분사, 전해 및 롤코터 방법 등이 있으며 이들 중 어떤 방법을 택하여 사용하여도 무방하며, 코팅 후 통상의 방법에 의해 100~200℃의 온도에서 1~3초간 건조한다.

이와 같이 형성된 폴리아닐린 박막은, 투명한 녹색을 띄는 활성금속으로써 환원조건에서는 노랑색을, 산화조건에서는 청색을 띄며 어떤 용매에도 용해되지 않는다.

다음, 상기한 바와 같이, 본 발명에 의해 폴리아닐린 박막이 형성된 강판에는, 최종적으로 내지문 수지처리를 실시하여 수지층을 형성시키는데, 그 방법은 통상의 것을 이용할 수 있고, 상기 내지문수지처리시 수지부착량은 통상 500~1500mg/㎡ 인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다.

(실시예)

냉연강판을 100×200mm로 절단하여 탈지와 산세를 거친 후, 중형 전기도금장치를 이용하여 아래와 같은 용액조성 및 도금조건으로 도금을 실시하였다.

Zn²⁺농도 : 80 g/ℓ

Cl^-농도 : 220 g/ℓ

유기첨가제 농도 : 0.3 ㎖/ℓ

온도 : 60℃

pH : 5

전류밀도 : 60 A/dm²

도금부착량 : 20 g/㎡

일부 시편에 대해서는, 아연도금층상에 1.5mg/㎡의 크롬 부착량으로 크롬처리를 실시하여 종래예로 하였고, 나머지 시편은 하기 표1과 같이 농도를 달리한 폴리아닐린 용액에 2초간 침지하여 폴리아닐린 박막을 형성시킨 후, 150℃에서 2초간 건조시켰다. 한편, 폴리아닐린의 부착량은 코팅 전,후의 무게차로 측정되는데, 침지시간이 2초로 일정하기 때문에 폴리아닐린의 농도에 따라 결정되므로, 하기 표1과 같이 변화하였다.

그 후, 800mg/㎡의 수지부착량으로 내지문수지처리하여 내지문강판을 제조한 다음, 얻어진 강판을 절단하여 얻어진 75×150mm 시편에 대하여, 절단면의 내식성을 평가하였다. 절단면 내식성 평가는, 절단부를 테이프로 씰링(sealing)하지 않고 그대로 상대습도 95%인 습윤 테스터기에 넣고, 72시간 경과후 절단부 표면에 형성된 적청 발생면적을 퍼센트(%)로 환산하는 것으로 행하였다.

평가결과를 하기 표1에 타내었다.

구 분	폴리아닐린 코팅조건	평가결과
구 분	폴리아닐린 농도(vol.%)	폴리아닐린부착량(mg/㎡)	절단면 내식성(습윤 72시간후적청발생 면적, %)
종래예	-	－	45
비교예1	0.5	80	5
비교예2	11	700	0
발명예1	1	100	0
발명예2	2	210	0
발명예3	4	300	0
발명예4	7	390	0
발명예5	10	500	0

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 종래예의 경우는 크롬처리를 실시하였음에도불구하고 습윤테스트 72시간후 시편의 45%에 해당하는 면적에서 적청이 발생하였다. 또한, 폴리아닐린의 부착량이 아주 적은 비교예(1)의 경우에는, 내식성에서 열세를 나타냈고, 부착량이 본 발명에서 제시한 것 보다 많은 비교예(2)의 경우에는 적청이 전혀 발생하지 않았으나 앞에서 언급한 바와같이 비경제적이고 건조가 어려웠다.

그러나, 본 발명의 발명예(1)~(5)는, 습윤테스트 72시간후 적청이 발생하지 않아, 절단면 내식성이 우수한 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 도금층 위에 전도성 고분자물질인 폴리아닐린을 코팅하고 내지문수지를 코팅함에 의해, 크롬이 없는 환경친화형 강판을 얻을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

Zn 또는 Zn계 합금 도금강판 위에 1~10vol.%인 폴리아닐린이 100~500mg/㎡의 부착량으로 코팅되고, 그 위에 내지문수지가 코팅된 도금층 구조를 갖는 절단면 내식성이 우수한 내지문강판
제 1항에 있어서, 상기 내지문수지는 500~1500mg/㎡의 수지부착량으로 코팅된 것을 특징으로 하는 절단면 내식성이 우수한 내지문강판