KR20150074899A - 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법 및 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법 및 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판에 관한 것으로, 구체적으로는 아연도금강판을 준비하는 단계; 금속 분말 또는 금속기지 복합재료 분말을 포함하는 코팅용 분말을 준비하는 단계; 및 저온분사 공정 이용하여 상기 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여 코팅하는 단계를 포함하는 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법과, 상기 방법을 이용하여 아연도금강판 상에 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판을 제공한다.
본 발명은 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판 표면에 기능성 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 형성하되, 상기 강판의 표면에 분사되는 분말의 크기와 온도 및 저온분사 시 상기 분말과 함께 분사되는 공정가스의 압력과 온도를 적절히 제어함으로써, 아연도금강판 상부에 파손을 가하지 않으면서, 우수한 기능성을 가지며, 치밀한 구조와 함께 접합강도가 높은 기능성 코팅층을 간단한 공정으로 형성할 수 있다.

Description

저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법 및 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판{Method for forming functional coating layer on zinc galvanized steel sheet by cold spraying and zinc galvanized steel sheet having functional coating layer}

본 발명은 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판 상부에 기능성 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 형성하는 방법 및 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판에 관한 것이다.

아연도금강판은 철 소재의 취약한 내식성을 보완하기 위하여 용융도금 또는 전기도금 공정을 이용하여 강판 표면에 수 마이크로미터의 두께로 아연도금층이 형성되어 코팅의 내식성을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 아연도금은 강판이 부식환경에 노출되는 것을 억제하여 부식지연의 효과를 발생시키며, 보다 근본적으로는 아연의 이온화 경향이 철보다 높기 때문에, 부식환경에서 철보다 먼저 부식이 일어나고, 특정한 양의 아연이 부식으로 다 소모되어 철이 부식환경에 노출될 때까지는 강판의 부식을 지연시켜준다. 따라서, 아연도금강판은 부식환경에 쉽게 노출되는 외장재 등의 건자재나 자동차 외판으로 주로 활용되고 있다.

그런데, 아연도금강판은 부식환경에 노출 시 아연의 부식이 상당히 빠르게 진행되고, 부식의 부산물로 백청이 강판 표면에 발생되므로, 아연도금강판의 미관을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 아연도금강판을 그대로 사용하기보다는 아연도금강판 상부에 별도의 코팅층을 형성하여 사용하고 있다. 이러한 아연도금강판의 상부 코팅층은 아연이 부식환경에 노출되는 것을 억제하여 내식성을 향상시킬 뿐만 아니라, 방열, 단열, 미관 향상 등의 다양한 추가적인 기능을 부가할 수 있다.

이렇게, 아연도금강판 상에 코팅층을 형성하는 방법으로는 일반적으로 롤 코팅 방식을 이용하여 아연도금강판 상에 도료를 도장하며 수행되고 있다. 즉, 용융된 유기물에 기능을 가지는 무기물을 혼합한 상태의 도료를 롤 코팅을 이용하여 아연도금강판의 표면에 도포한 후 일정 온도로, 일정 시간 동안 가열하여 유기물을 응고시켜 고상 코팅을 형성한다. 그런데, 일반적으로 고상 유기물은 금속 또는 세라믹 소재보다 강도가 현저히 떨어져, 외부로부터 전달되는 응력에 의한 파손에 취약한 단점을 가진다. 특히, 충돌 및 스크래치 등의 마모에 상당히 취약하며, 마모로 인하여 코팅이 벗겨지게 되면, 아연이 부식환경에 노출되어, 전체 강판 면적에서 아연이 노출된 국소부에서 부식이 가속화되어 진행되어 강판의 수명을 더욱 단축시킨다. (KR2013-0091361, KR2013-0087625)

따라서, 상기 유기물 또는 유기물 복합재료 코팅의 단점을 보완하기 위하여, 강도가 우수하면서 내식성이 우수한 금속 또는 금속 복합재료를 아연도금강판의 상부에 코팅하여 아연도금강판의 수명을 연장할 수 있는 방법이 요구되고 있으며, 최근에는 일반적으로 가장 널리 쓰이는 열용사(thermal spray)공정을 가장 많이 사용하고 있다. 열용사 공정은 플라즈마 또는 화석연료 등의 열원이 가스 유동장을 이용하여 열유동장을 형성하고, 열유동장 내 미세 금속분말을 장입하여, 금속분말을 비행시켜 가속하는 중에 공급된 열 에너지로 금속분말을 용융시킨 뒤 강판 표면에 충돌시켜, 그 표면에서 응고되면서 코팅층을 형성하는 공정이다.

이러한 열용사 공정은 융점이 높은 금속을 포함하여 대부분의 금속 분말을 이용하여 다양한 두께의 코팅을 빠른 시간에 형성할 수 있는 장점을 갖지만, 금속 분말이 고온으로 가열되어 응고하는 중에 발생하는 응고수축으로 인한 잔류응력이 코팅의 기계적 특성을 저하시키는 단점이 있으며, 대기 중에서 공정이 수행되는 경우, 금속 분말의 산화를 수반하여 코팅의 균일성을 저하시키고 산화부에 응력이 집중되어 파손을 유발할 수 있는 단점을 가진다. (KR2102-0092227, KR2006-0031136)

따라서, 일반적인 열용사 공정의 단점을 극복할 수 있는 방법으로 저온분사(cold spraying) 공정이 대두되고 있으며, 상기 저온분사 공정은, 열용사 공정과 비교할 때 가장 큰 차이점은 열원 공급 없이, 금속분말을 초음속으로 가속시켜, 분말이 강판 표면에 충돌할 때 발생하는 국소적인 소성 변형을 이용하여 코팅층을 형성하는 공정이다. 대부분의 금속 소재는 소성을 가지고 있기 때문에 저온분사 공정을 이용하여 코팅층을 형성할 수 있고, 낮은 온도에서 공정이 이루지기 때문에 산화가 발생하지 않으며, 고속의 연속적인 충돌로 인한 샷피닝(shot-peening) 효과가 발생하여, 코팅층의 미세조직이 치밀하고 강도가 코팅 전보다 더 향상되는 효과를 가져온다.

그런데, 상기 저온분사 공정을 이용하여 코팅층을 형성하기 위해서는 일반적으로 금속 분말이 평균 20 ㎛ 범위의 입도를 가지는 것을 사용할 수 있지만, 평균 20 ㎛의 입도를 갖는 금속 분말이 고연성의 아연도금층에 충돌하게 되면, 아연도금층의 극심한 변형을 유발하게 되며, 금속 분말의 샷피닝으로 인하여 아연도금층이 마모로 인해 제거되므로, 저온분사 공정을 아연도금강판의 상부 코팅에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판의 상부에 기능성 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 형성하되, 생산성의 저하나, 상기 공정 시 사용되는 장치의 변경 또는 추가가 없이도, 아연도금강판 상부에 파손을 가하지 않으면서, 우수한 기능성을 보유하며, 구조가 치밀하고, 접합강도가 높은 코팅층을 형성할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현 예에 따르면, 아연도금강판을 준비하는 단계;

금속 분말, 금속기지 복합재료(Metal Matrix Composites, MMC) 분말 또는 이들의 혼합물을 포함하는 코팅용 분말을 준비하는 단계; 및

저온분사 공정 이용하여 상기 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여 코팅하는 단계를 포함하는, 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법을 제공한다.

상기 코팅용 분말의 평균 입도는 1 내지 10㎛일 수 있다.

상기 코팅용 분말은 구형 및 무정형으로 이루어진 그룹으로부터 적어도 하나의 형상으로 이루어진 입자를 포함할 수 있다.

상기 금속 분말은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금으로 이루어진 것일 수 있다.

상기 금속기지 복합재료 분말은,

금속 기지에,

TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 세라믹;

탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 탄소 소재; 또는

알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금을 포함하는 금속

이 첨가된 것으로 이루어질 수 있다.

상기 코팅용 분말은 분사 전에 500 내지 700℃의 온도로 예열된 뒤 분사될 수 있다.

상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 공기, 질소 및 헬륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 300 내지 500℃로 가열될 수 있다.

상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 1.0 내지 2.0MPa로 가압될 수 있다.

상기 저온분사 공정은 분사 노즐을 포함하는 저온분사 장치에 의해 수행되며,

상기 코팅하는 단계에서 코팅용 분말은 저온분사 장치의 분사 노즐을 통해 분사될 수 있다.

상기 저온분사 장치의 분사 노즐과 아연도금강판 사이의 거리는 10 내지 40mm일 수 있다.

상기 저온분사 장치의 분사 노즐의 이동 속도는 60 내지 120mm/s일 수 있다.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 소지강판;

상기 소지강판 상에 형성된 아연도금층; 및

상기 아연도금층 상에 형성되며, 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하며,

상기 기능성 코팅층의 기공율은 0.3% 미만이며, 기능성 코팅층과 아연도금층 사이의 접합강도는 60 내지 100MPa인 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판을 제공한다.

상기 기능성 코팅층은 저온분사 공정에 의해 형성된 것일 수 있다.

상기 기능성 코팅층은 10㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다.

상기 기능성 코팅층은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금을 포함할 수 있다.

상기 기능성 코팅층 내 포함된 금속기지 복합재료는,

금속 기지에,

TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 세라믹;

탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 탄소 소재; 또는

알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금을 포함하는 금속이 첨가된 것일 수 있다.

본 발명은 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판 표면에 기능성 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 형성하되, 상기 강판의 표면에 분사되는 분말의 크기와 온도 및 저온분사 시 상기 분말과 함께 분사되는 공정 가스의 압력과 온도를 적절히 제어함으로써, 아연도금강판 상부에 파손을 가하지 않으면서, 우수한 기능성을 가지며, 치밀한 구조와 함께 접합강도가 높은 기능성 코팅층을 간단한 공정으로 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 코팅하는 방법에서 사용되는 저온 분사(Cold Spray) 장치의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 발명자들은, 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판의 도금층 상에 금속 분말을 코팅하면, 아연도금층에 극심한 변형이 유발되며, 금속 분말의 샷피닝으로 인하여 아연도금층이 마모로 인해 제거되는 문제점을 해결하기 위해서 깊이 연구하던 중, 적절한 분말 소재를 선택한 후 최적화된 공정 조건에서 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판의 도금층 상에 코팅할 경우, 아연도금층의 손상 없이 충분한 두께를 가진 코팅층을 아연도금강판 표면에 견고하게 형성시킬 수 있다는 점을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 아연도금강판을 준비하는 단계; 금속 분말, 금속기지 복합재료 분말 또는 이들의 혼합물을 포함하는 코팅용 분말을 준비하는 단계; 및 저온분사 공정 이용하여 상기 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여 코팅하는 단계를 포함한다.

우선, 본 발명에서는 저온분사 공정을 통해 기능성 코팅층을 형성하기 위해서는 그 모재가 될 아연도금강판을 준비하는 단계를 수행할 수 있는데, 이때, 본 발명에서 사용하는 아연도금강판은 특별히 한정하지 않으며, 용융도금공정 또는 전기도금 공정을 통해 제조된 것일 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용하는 저온분사 공정이라 함은, 종래 흔히 사용되던 열용사(thermal spray) 공정과는 달리 미세한 코팅 입자를 질소, 헬륨, 공기 등의 고압 공정 가스를 이용하여, 코팅 입자가 모재에 코팅될 수 있는 소재 별 임계 속도 이상의 고속으로 코팅 입자를 가속시키면, 코팅 입자의 운동 에너지에 의하여 코팅소재가 소성 변형되면서 모재와 결합되어 코팅이 되도록 하는 기술을 말한다. 도 1에 상기 저온분사 공정을 보다 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명에서 사용될 수 있는 일반적인 저온분사 장치의 개략적인 형태를 나타내었다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 저온분사 장치는 가스공급장치(101), 가스가열장치(102), 분말송급장치(103), 분말예열장치(104), 스프레이건(105) 및 드 라발 노즐(de Laval Nozzle)(106)을 포함하고 있다. 상기 가스공급장치(101)에서 공급되는 가스는 조절 패널에서 가스량 조절이 이루어져 가스가열장치(102)에 공정 가스로, 분말송급장치(103)에 이송 가스로 나뉘어져 공급된다. 상기 가스가열장치(102)는 공정 가스를 고온으로 가열하여 가스의 팽창으로 인한 속도 상승을 유도하고, 상기 분말송급장치(103)는 가스공급장치(101)로부터 공급되는 이송 가스에 분말을 공급함으로써, 이송 가스에 의해 분말이 드 라발 노즐(106) 쪽으로 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다. 분말송급장치(103) 직후에는 분말을 가열할 수 있는 분말가열장치(104)가 구비될 수 있다. 상기 분말가열장치(104)는 분말이 통과하는 관 외부에 발열체 등을 장착하여 분말을 가열하기 위한 장치로서, 분말의 온도를 높여서 분말이 피사체에 충돌하여 코팅될 때 분말의 변형능과 인성을 높이는 역할을 한다. 한편, 드 라발 노즐(106)의 직전, 즉 스프레이건(105)에서는 상기 분말송급장치(103)에서 송급된 분말과 이송 가스의 혼합물과 가스가열장치(102)에서 공급되는 고속의 가스가 만나, 고속의 가스/분말 혼합물을 형성한 뒤, 상기 드 라발 노즐(106)을 통해 고속의 가스/분말 제트(jet)류로 분사된다.

상기 드 라발 노즐(106)은 노즐 길이 방향으로 볼 때 노즐의 내경이 감소(converge)하였다가 다시 증가(diverge)하는 형태를 갖춘 것으로서, 가스의 속도를 음속 이상의 초음속으로 증가시키는데 사용되는 분사 노즐을 의미한다. 상기 드 라발 노즐을 통하여 초음속으로 분사된 가스에 의해 이송되는 분말은 가스의 속도에 근접한 높은 속도로 피사체와 충돌하게 되며, 분말이 가지고 있던 운동 에너지가 피사체/분말 사이의 결합에 필요한 에너지로 변환되게 되어 따라서 분말이 코팅된 피사체를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 저온분사 공정은 분말의 용융점보다 낮은 온도에서 진행되며, 분말이 대기와 접촉하는 시간이 극도로 짧기 때문에 열용사와는 달리 부가적인 산화와 상 변태 없이 입자의 물리적, 기계적 특성을 보존하며 코팅층을 형성할 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 분말의 지속적인 충돌에 의해 단조 효과가 나타날 수 있기 때문에 코팅층 내 입자와 입자가 조밀하게 결합하여 높은 기계적 특성을 나타내며, 열용사 공정에서와 같이 분말이 용융된 상태에서 금형 표면에 충돌하지 않기 때문에 응고에 따른 잔류 응력이 발생할 우려가 작다. 그 결과 저온분사 공정에 의해 형성된 코팅층은 모재와 강하게 결합되어 높은 접합강도를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 아연도금강판의 도금층 상에 치밀한 구조와 함께 접합강도가 우수하며, 다양한 기능성을 갖는 코팅층을 형성하기 위하여, 저온분사 공정 이용하여 금속 분말 또는 금속기지 복합재료 분말을 포함하는 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사함으로써 기능성 코팅층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 기능성 코팅층은 금속 분말, 금속기지 복합재료 분말 또는 이들의 혼합물을 포함함으로써, 아연도금강판에 내식성, 내마모성, 내피로성, 내스크레치성, 전기 전도성, 열전도성 및 방열성의 특성을 부여할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 코팅용 분말에 포함되는 금속 분말 또는 금속기지 복합재료 분말은 아연도금층과 충돌 시 발생하는 응력을 소성변형을 통하여 흡수하여 소모하며, 빠른 변형을 통하여 소성 시 비가역적으로 발생하는 열에너지를 외부로 전달하지 않고 단열상태로 내부에 가두어 충돌계면의 온도를 상승시켜 계면부 접촉 원자의 일부가 금속결합을 형성하고, 기계적 물림(mechanical interlocking)을 형성하여 코팅층을 형성할 수 있다.

다만, 상기 코팅용 분말이 분사에 의해 충돌되는 아연도금층은 연성이 매우 높아 적층 과정에서 손실되어 사라질 수 있으므로, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이하 기재하는 공정 조건을 제한할 필요가 있다. 다만, 이하에서 열거하지 않는 나머지 공정 조건은 통상의 저온분사 조건에 준하여 실시하면 되므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기하는 본 발명의 특별한 조건과 이미 본 기술분야에서 공지된 통상의 저온분사 조건을 이용하여 본 발명을 용이하게 구현할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명에서 제한하는 각각의 공정 조건에 대하여 자세히 설명한다.

코팅용 분말의 평균 입도 및 형상

본 발명에서 사용하는 코팅용 분말은 공정 가스와의 접촉으로 인해 발생하는 끄는힘(drag force)로부터 가속되며, 이때 끄는힘의 크기는 분말의 밀도, 입도, 면적 및 분말을 이루는 입자의 형상에 큰 영향을 받는다.

따라서, 본 발명은 평균 입도가 1 내지 10㎛인 코팅용 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 분말의 입도가 상기 범위를 벗어나는 동일한 비행 속도에서 분말 입자의 충돌 에너지가 증가하여, 아연도금층에 손상을 가할 수 있다.

또한, 상기 형상과 관련하여서는, 본 발명에서 사용하는 코팅용 분말은 구형 및 불규칙한 형상, 즉 무정형으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종의 형상으로 이루어진 입자를 포함하는 것이 공정 중 분말의 가속 및 아연도금층과의 충돌 시 적층에 있어 바람직하다. 분말을 이루는 입자들의 형상이 판상형 또는 침상형에 해당하면, 입자의 날카로운 부분이 아연도금층의 내부로 뚫고 들어가 도금층에 손상을 가할 수 있다.

코팅용 분말의 소재

본 발명에서 사용하는 코팅용 분말은 소성을 가지는 금속 재료가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 금속, 금속기지 복합재료(Metal Matrix Composites, MMC) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 분말을 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 금속 분말은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금으로 이루어진 분말이 바람직하다.

또한, 상기 금속기지 복합재료 분말은 금속 기지에, 세라믹, 탄소 소재 및 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 첨가된 것일 수 있다. 이때, 상기 금속 기지의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 금속기지 복합재료에 기지 재료로 사용될 수 있는 것이라면 제한 없이 본 발명에서도 적용할 수 있다.

한편, 상기 금속 기지에 첨가될 수 있는 세라믹은 예를 들어, TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 탄소 소재는 탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 금속은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금일 수 있다.

본 발명은 이렇게 코팅용 분말이 준비되면, 저온분사 공정을 이용하여 상기 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여 기능성 코팅층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 단, 본 발명에서는 저온분사 공정을 수행할 때에도 하기와 같이 공정 조건을 제한함으로써, 전술한 문제점을 해결할 수 있다.

코팅용 분말의 예열 온도

저온분사 공정 시 코팅용 분말을 이루는 입자의 고상 접합기구는 단열 전단 불안정(adiabatic shear instability)에 의한 계면부의 온도 상승에 기인하는 것으로 알려져 있다. 이러한 단열 전단 불안정은 높은 변형 속도 하에서 소성 변형으로 발생하는 열 에너지가 외부로 전달되지 못하고, 단열 상태로 변형하는 입자 내에 축적되어 입자의 열적 연화를 유도하는 현상에 수반하여 일어난다. 따라서, 분말이 예열 장치에 의해 높은 온도로 예열될 수록 높은 열적 연화가 나타나므로, 분말과 도금층의 접합 계면에서의 접합의 가능성과 접합력이 향상된다. 따라서, 비교적 낮은 속도에서도 코팅이 가능하기 위해서는 분말을 예열하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 코팅용 분말을 분사하기에 앞서, 도 1에 도시한 저온분사 장치 중 분말예열장치(104)에 의해 코팅용 분말을 500℃ 이상의 온도로 예열함으로써, 높은 온도 상태의 분말이 도금층 상에 충돌되어, 분말과 도금층의 접합계면에서의 접합 가능성과 접합력이 향상되어 용이하게 코팅층을 형성할 수 있으며, 나아가서는 분말이 열 에너지에 의해 소성 변형이 활성화되는 것을 이용하여 코팅층을 형성할 수 있는 바, 코팅층 형성 시 아연도금층의 손상을 최소화할 수 있다.

다만, 분말의 예열 온도가 700℃를 초과하게 되면, 상기 분말이 분말예열장치(104) 내 예열관을 통과하는 동안, 예열관에 접착하여 관이 막히는 현상이 발생해 공정의 진행이 불가능해진다. 따라서, 이러한 문제점과 본 발명에서 사용하는 코팅용 분말의 융점을 고려할 때, 분말 예열 온도는 500 내지 700℃가 바람직하다.

공정 가스의 가열 온도

본 발명에서 상기 코팅용 분말이 아연도금층의 표면에 충돌할 때 분말의 충분한 소성 변형을 유도하기 위해서는, 상기 분말이 일정 이상의 속도로 공정 가스 유동장 내에서 가속되어야 하며, 이를 충족시키기 위해서는 공정 가스의 온도를 높여, 단열팽창에 의한 공정 가스의 비행 속도를 높이는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 공정 가스의 온도를 높이게 되면, 공정 가스의 열에너지가 분말에 전달될 수 있어, 분말이 높은 온도를 가지게 되므로, 상기한 바와 같이 열적 연화에 의해 소성 변형이 더 쉽게 발생하므로 코팅이 용이해진다.

따라서, 본 발명에서는 도 1에 도시한 저온분사 장치 중 가스공급장치(101)로부터 가스가열장치(102)로 공급된 공정 가스를 상기 가스가열장치(102)에 의해 300 내지 500℃로 가열하는 것이 바람직하다. 상기 공정 가스의 가열 온도가 500℃를 초과하면, 코팅용 분말이 도금층 상에 코팅층을 형성할 수는 있지만, 상기 분말이 도금층과 충돌 시의 속도가 지나치게 높아져, 아연도금층을 손상시킬 수 있다. 또한, 상기 가열 온도가 300℃ 미만이면, 분말을 이루는 입자의 비행 속도가 충분하지 않아 코팅층이 도금층 전면에 고르게 형성되지 못할 수 있다.

공정 가스의 압력

공정 가스의 압력은 공정 가스와 코팅용 분말의 비행 속도를 결정하는 중요한 요인이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 가스공급장치(101)로부터 가스가열장치(102)로 공급된 공정 가스는, 상기 가스가열장치(102)에서 1.0 내지 2.0MPa의 압력으로 가압되는 것이 바람직하며, 상기 공정 가스의 압력이 1.0MPa 미만이면, 분말의 비행속도가 낮아 도금층에 충돌한 후 충분한 결합강도로 코팅되기 어려우며, 압력이 2.0MPa를 초과하면, 공정 가스의 압력이 너무 높아, 저온분사 장치의 고장을 유발할 수 있고, 가스 유량의 증가로 인해 경제적인 점에서 문제가 될 수 있다.

다만, 본 발명에서 사용하는 공정 가스는 일반적인 저온분사 공정 시 사용될 수 있는 것으로, 그 조성을 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 공기, 질소 및 헬륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 다만, 공정 가스의 가격에 따른 생산 단가를 고려할 때, 공정 가스로 공기 또는 질소를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는 상기와 같은 조건을 갖는 코팅용 분말을, 상기와 같이 제어된 저온분사 공정에 의해 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여, 기능성 코팅층을 형성함으로써, 아연도금층의 부식을 방지하며, 백청의 발생으로 인한 미관 품질 저하를 방지하여, 결과적으로는 아연도금강판의 내식성을 향상시키고, 미관 품질을 향상시키는 효과를 가져온다. 더욱이 상기 기능성 코팅층은 저온분사 공정에 의해 형성됨으로써, 아연도금층의 손상 없이, 그 상부에 균일하게 형성될 수 있고, 치밀한 구조로 형성되어 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

단, 본 발명에서는 추가적인 코팅성의 향상과, 코팅층의 두께 조절을 위해서는, 상기 기재한 조건 외에도, 하기 기재하는 두 가지의 조건을 추가적으로 제어하는 것이 바람직하다.

분사 거리

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 도 1에 도시한 것으로, 분사 노즐(106)을 포함하는 저온분사 장치를 사용하여 수행될 수 있는 데, 이때, 상기 분사 노즐(106)의 출구와 아연도금강판의 도금층 표면과의 거리(이하, '분사 거리'라 한다.)는 원활한 코팅이 수행되는데 중요한 인자로서, 본 발명은 분사 거리를 10 내지 40mm로 조절하는 것이 바람직하다. 분사 거리가 10mm를 미만인 경우, 분말이 가속되는 시간이 짧아져, 분말의 비행 속도를 극대화할 수 없으므로 충분한 결합강도로 코팅되기 어려울 수 있다. 또한, 분사 거리가 40mm를 초과하는 경우, 공정 가스의 유동장이 대기와의 마찰에 의해 감소되므로, 분사 속도 또한 감속되어, 분말의 비행 속도를 역시 극대화시킬 수 없으므로, 코팅 공정의 효율을 저하시킬 수 있다.

분사 노즐의 이동 속도

본 발명에서 사용할 수 있는 상기 저온분사 장치 내 분사 노즐(106)의 이동속도는 단위 표면당, 그리고 단위 시간당 아연도금강판의 도금층 상에 충돌하는 분말 입자의 수를 결정하는 요인으로서, 결국 코팅층의 두께를 결정하는 변수로 작용할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 분사 노즐(106)의 이동 속도를 특별히 한정하지는 않으며, 요구되는 기능성 코팅층의 두께에 따라 다양한 범위로 조절할 수 있으나, 본 발명에서 형성되는 기능성 코팅층이 그 아래에 적층되는 아연도금층에 내식성, 내마모성, 내피로성, 내스크레치성, 전기전도성, 열전도성 및 방열성 등의 우수한 특성을 부여할 수 있도록 하기 위해서는 최소 10㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하므로, 이동 속도를 60 내지 120mm/s로 제어할 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 저온 분사 공정 시 다양한 공정 변수의 제어를 통해, 아연도금강판 상에 접합강도가 우수하며, 조직이 치밀한 기능성 코팅층을 형성할 T수 있고, 이로써, 아연도금강판에 내식성, 내마모성, 내피로성, 내스크레치성, 전기전도성, 열전도성 및 방열성의 우수한 특성을 부여할 수 있다.

구체적으로, 본 발명은 소지강판; 상기 소지강판 상에 형성된 아연도금층; 및 상기 아연도금층 상에 형성되며, 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하며, 상기 기능성 코팅층의 기공율은 0.3% 미만이며, 상기 기능성 코팅층과 아연도금층 사이의 접합강도는 60 내지 100MPa인 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판을 제공한다.

종래 열용사 공정에 의해 아연도금강판 상에 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 형성하는 경우, 대기 중에 연소 및 플라즈마 형성을 통한 고온의 열유동장을 형성하고, 코팅용 분말을 장입하여, 분말의 용융 또눈 부분 용융을 통해 제조되기 때문에, 대기 중 산소와의 접촉으로 인하여, 코팅층 내 제2상(secondary phase)으로, 산화물이 형성되게 된다. 또한, 용융되는 정도가 분말의 크기와 열유동장 내 분말의 궤적 차이에 따라 다르게 되므로, 용융되는 부분은 입자 충돌 시 스플랫(splat)을 형성하며 급속 응고하여 미세 결정립이 생성되지만, 용융되지 않은 부분은 초기 분말 형태와 미세조직을 유지하기 때문에, 코팅 내 미세조직의 균일성이 떨어지게 된다. 또한, 급속응고 시 온도 저하에 따른 수축의 발생으로 코팅 내부에 잔류 응력이 존재하게 되어, 상기 기능성 코팅층과 아연도금층 사이의 접착 강도가 20 내지 40MPa 수준에 불과하는 문제점이 있다.

그런데, 본 발명은 상기한 바와 같이, 저온 분사 공정에 의해, 즉 상대적으로 낮은 온도로 가열되나, 높은 압력이 가해져 초음속 상태로 가속된 가스의 유동장 내 금속 분말 또는 금속기지 복합재료 분말을 포함하는 코팅용 분말을 장입시켜, 분말이 초음속으로 가속되어 아연도금층 상에 충돌될 때 발생되는 변형에너지로 상기 분말이 적층되며 기능성 코팅층이 형성될 수 있다. 따라서, 이때 형성되는 상기 기능성 코팅층은 매우 치밀한 조직을 갖고, 공정 중에 산화가 발생되지 않아 산화물 층을 포함하지 않으며, 아연도금층과의 우수한 접합 강도를 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같이, 저온 분사 공정 시, 다양한 공정 변수들을 제어함으로써, 아연도금층 상에 아무런 파손을 가하지 않으며 기능성 코팅층이 균일하게 형성될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 아연도금강판 상에 형성된 기능성 코팅층은 기공율이 0.3% 미만으로 매우 치밀한 조직을 이루며, 제2상(secondary phase)으로 산화물 층이 생성되지 않으며, 입자 간의 계면이 치밀하고 아연도금층과 기능성 코팅층 사이의 접합강도가 60 내지 100MPa으로 높게 되어, 아연도금강판에 우수한 내식성, 내마모성, 내피로성, 내스크레치성, 전기전도성, 열전도성 및 방열성의 특성을 부여할 수 있다.

단, 본 발명의 아연도금강판에서, 아연도금층 상에 형성되는 기능성 기능성 코팅층은 상기한 바와 같이, 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함할 수 있고, 이때, 상기 금속으로는 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금일 수 있으며, 상기 금속기지 복합재료로는 금속 기지에, 세라믹, 탄소 소재 및 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 첨가된 것일 수 있다.

이때, 상기 금속기지의 종류는 특별히 한정하지는 않으며, 금속기지 복합재료에 기지재료로 사용될 수 있는 것이라면 본 발명에서도 제한없이 적용할 수 있다.

한편, 상기 금속기지에 첨가될 수 있는 세라믹은 예를 들어, TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 탄소 소재는 탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 금속은 알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금일 수 있다.

또한, 상기 기능성 코팅층은 최소 10㎛의 두께를 갖는 것이 아연도금강판에 상기의 효과를 충분히 부여하는 데에 바람직하다.

단, 본 발명의 아연도금강판을 이루는 소지강판은 종류를 특별히 한정하지 않으며, 열연강판 또는 냉연강판을 사용할 수 있고, 소지강판을 이루는 금속의 종류 역시 특별히 한정하지 않으며, 탄소강, 알루미늄, 알루미늄합금강, 스테인리스강, 구리 등 제한하지 않고 사용 가능하다. 또한, 상기 아연도금층은 용융아연도금 또는 전기아연도금에 의해 형성될 수 있으며, 그 조성은 특별히 한정하지 않는다.

실시예

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4]

용융아연도금공정을 통해 0.75mm의 두께를 갖는 강재에 10㎛의 두께로 아연도금층이 형성된 아연도금강판을 준비하였으며, 코팅층을 형성하기에 앞서 전처리로, 강판의 표면 조도를 일정하게 하고, 탈지 처리를 통하여 표면에 존재하는 불순물 또는 오염 물질을 제거하였으며, 그 후, 그 표면을 초음파 세척하여 잔류하는 불순물을 제거하였다.

또한, 코팅에 사용될 분말로는 수중무화법(water atomization)을 통하여 제작된 페라이트계 저탄소강 철 합금 분말로, 형상은 구형이고, 그 분말을 이루는 입자들의 평균 입도는 하기 표 1과 같은 코팅용 분말을 준비하였다.

또한, 저온분사 공정은 기본적으로 도 1에 도시한 구성을 갖는 저온분사 장치로, CGT(Cold Spray Technology)사의 KINETIC3000모델을 사용하되, 분말예열장치는 별도 제작하여 사용하였다. 또한, 공정 가스는 질소 가스를 사용하였고, 가스가열장치(102)에서 공정 가스의 압력은 2.0 MPa로 설정하였으며, 상기 가스가열장치(102)에서 가열되는 공정 가스의 온도와, 분말예열장치(104)에서 예열되는 분말의 온도는 하기 표 1에 나타낸 변수로 변화하였다. 단, 상기 분사 노즐(106)과 아연도금강판 사이의 거리는 30 mm로 설정하였으며, 분사 노즐(106)의 이동 속도는 80 mm/s로 설정하였다.

구분	분말입도	공정 가스 온도	분말 예열 온도
비교예1	20 ㎛	300℃	500℃
비교예2	20 ㎛	300℃	700℃
비교예3	20 ㎛	500℃	500℃
비교예4	20 ㎛	500℃	700℃
실시예1	5 ㎛	300℃	500℃
실시예2	5 ㎛	300℃	700℃
실시예3	5 ㎛	500℃	500℃
실시예4	5 ㎛	500℃	700℃

상기한 조건의 저온분사 공정에 의해, 준비된 코팅용 분말을 상기 용융아연도금강판의 표면에 분사하여 기능성 코팅층을 형성하였고, 상기 기능성 코팅층이 형성된 용융아연도금강판의 단면 시편은 준비하여, 주사전자현미경(SEM)을 이용해 코팅 후, 아연도금층의 두께를 측정하였으며, 코팅 전, 후의 질량변화와 분말의 분사량간의 비율을 계산하여 코팅 효율을 측정해 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 단, 상기 코팅 효율은 (코팅무게/분사무게)X100)으로 측정된 결과값이다.

구분	아연도금층두께	코팅 효율(wt%)
비교예1	0.5±0.019 ㎛	61
비교예2	0.28±0.021 ㎛	72
비교예3	없음	84
비교예4	없음	89
실시예1	9.4±0.7 ㎛	64
실시예2	9.1±1.1 ㎛	76
실시예3	7.3±1.5 ㎛	78
실시예4	6.9±0.47 ㎛	84

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 입자들의 평균 입도가 20 ㎛인 코팅용 분말을 사용한 비교예는 아연도금층의 두께가 현저히 얇아져 1 ㎛ 이하의 두께를 나타내었으며, 특히 공정 가스의 가열 온도를 500℃로 조절한 비교예 3 및 4에서는 아연도금층이 전부 손실되어 없어진 것을 볼 수 있다.

반면, 입자들의 평균 입도가 5 ㎛인 코팅용 분말을 사용한 실시예 중, 저온분사 공정 시 공정 가스의 가열 온도를 300℃로 조절한 실시예 1 및 2는 아연도금층의 두께가 대략 9 ㎛로 저온분사 전 두께와 비교하여 큰 차이가 없는 것을 볼 수 있다.

더욱이, 상기 실시예 1 및 2에 있어서, 분말의 예열 온도를 700℃로 조절한 실시예 2는 코팅 효율이 실시예 1과 비교할 때 코팅 효율은 상승하였으나, 아연도금층 두께는 약간 감소한 것을 볼 수 있다.

한편, 입자들의 평균 입도가 5 ㎛인 코팅용 분말을 사용한 실시예 중 공정 가스의 가열 온도를 500℃로 조절한 실시예 3 및 4는 실시예 1및 2와 비교할 때, 코팅 효율이 향상된 것을 볼 수 있으나, 분말이 빠른 속도로 도금층 상에 충돌하여 아연도금층의 두께는 다소 얇아진 것을 볼 수 있다. 또한, 상기와 마찬가지로, 동일 공정 가스의 가열 온도 조건에서, 분말의 예열 온도가 상승할수록 코팅 효율이 향상되는 것을 볼 수 있으나, 아연도금층의 두께는 감소하는 것을 볼 수 있다.

정리하자면, 본 발명은 평균 입도가 1 내지 10㎛인 코팅용 분말을 사용함으로써, 저온분사 공정에 의해 아연도금강판 표면에 코팅되어도, 도금층에 손상을 가하지 않을 수 있다. 또한, 본 발명은 저온분사 공정 시, 공정 가스의 가열 온도를 300 내지 500℃로, 분말의 예열 온도를 500 내지 700℃로 조절할 수 있으며, 상기 가열 온도 및 예열 온도가 높을수록 코팅 효율은 향상되지만, 도금층 손실율은 커지므로, 공정 수행할 때의 요구되는 조건에 따라 적절히 조절하여 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

101: 가스공급장치
102: 가스가열장치
103: 분말송급장치
104: 분말예열장치
105: 스프레이건
106: 드 라발 노즐(분사 노즐)

Claims (17)

1. 아연도금강판을 준비하는 단계;
   금속 분말, 금속기지 복합재료(Metal Matrix Composites, MMC) 분말 또는 이들의 혼합물을 포함하는 코팅용 분말을 준비하는 단계; 및
   저온분사 공정 이용하여 상기 코팅용 분말을 아연도금강판의 도금층 상에 분사하여 코팅하는 단계를 포함하는, 저온분사 공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 코팅용 분말의 평균 입도는 1 내지 10㎛인 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 코팅용 분말은 구형 및 무정형으로 이루어진 그룹으로부터 적어도 하나의 형상으로 이루어진 입자를 포함하는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 금속 분말은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금으로 이루어진 것인 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 금속기지 복합재료 분말은,
   금속 기지에,
   TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 세라믹;
   탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 탄소 소재; 또는
   알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금을 포함하는 금속
   이 첨가된 것으로 이루어지는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 코팅용 분말은 분사 전에 500 내지 700℃의 온도로 예열된 뒤 분사되는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 공기, 질소 및 헬륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 300 내지 500℃로 가열되는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 저온분사 공정 시 공정 가스는 1.0 내지 2.0MPa로 가압되는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 저온분사 공정은 분사 노즐을 포함하는 저온분사 장치에 의해 수행되며,
    상기 코팅하는 단계에서 코팅용 분말은 저온분사 장치의 분사 노즐을 통해 분사되는 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 저온분사 장치의 분사 노즐과 아연도금강판 사이의 거리는 10 내지 40mm인 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
    
12. 제10항에 있어서, 상기 저온분사 장치의 분사 노즐의 이동 속도는 60 내지 120mm/s인 저온분사공정을 이용하여 아연도금강판에 기능성 코팅층을 형성하는 방법.
    
13. 소지강판;
    상기 소지강판 상에 형성된 아연도금층; 및
    상기 아연도금층 상에 형성되며, 금속 또는 금속기지 복합재료를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하며,
    상기 기능성 코팅층의 기공율은 0.3% 미만이며, 상기 기능성 코팅층과 아연도금층 사이의 접합강도는 60 내지 100MPa인 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 저온분사 공정에 의해 형성된 것인 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판.
    
15. 제13항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 10㎛ 이상의 두께를 갖는 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판.
    
16. 제13항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 및 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 단일 금속, 또는 그 합금을 포함하는 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판.
    
17. 제13항에 있어서, 상기 기능성 코팅층 내 포함된 금속기지 복합재료는,
    금속 기지에,
    TiN, AlN, CrN, Al₄C₃, B₄C, WC, Al₂O₃, Zr₂O₃ 및 Ti₂O₃으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 세라믹;
    탄소나노튜브, 그래핀 및 탄소섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 탄소 소재; 또는
    알루미늄, 구리, 티타늄, 텅스텐, 탄탈륨으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 단일 금속이거나 그 합금을 포함하는 금속이 첨가된 것인 기능성 코팅층이 형성된 아연도금강판.

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