KR820001205B1 - 금속표면의 철인산염 피복방법 - Google Patents

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Description

금속표면의 철인산염 피복방법

본 발명은 금속, 특히 철금속 표면에 철 인산염 피복을 입히는 방법 및 그러한 피복제를 제조하기 위한 조성물에 관한 것이다. 인산염 피복조성물은 알칼리금속 인산염의 형태로서 피복용액중의 인산염은 용해돈 알칼리금속 인산염의 형태로 존재하여 용해된 다른 금속성분은 존재하지 않는다. 그러한 피복 조성물은 금속의 굽힘 및 가공을 용이하게 하기 위하여 경량피복이 요구되거나 내식성이 그리 문제가 되지 않는 금속가공산업에서 주로 이용된다. 이러한 형태의 조성을 이용하는 인산염 피복방법은 일반적으로 pH4.2-5.8의 범위내에서 60-82.2℃의 온도 범위하에 수행된다.

좀더 낮은 온도에서도 사용할 수 있는 인산염 피복 조성물이 알려진 바 있으나 그 효과는 만족스럽지못한 것으로 밝혀졌다. 1-3분에 걸쳐 50mg/ft²의 피복을 입히려면 이러한 피복용액들은 보통 분무에 의한 방법으로 사용된다. 더 두껍게 피복하거나 피복시간을 단축시키기 위해서는 염소산염, 브롬산염, 질산염 및 기타 산화제들이 촉진제로서 사용된다.

철 인산염 피복은 1) 알칼리 세척 2) 수세 3) 피복 4) 수세 5) 환원된 크롬이나 부분환원된 크롬으로 최종 세척과 같은 5단계에 걸쳐 수행된다. 3단계의 피복 방법도 통상적으로 이용되고 있는데 이러한 방법에서는 세척제를 인산염 피복용액 배드(bath)에 조합시킴으로서 세척 및 피복조작을 하나의 단계로 결합시킨다. 세척제로서 석유, 테트라하이드로나프탈렌, 에틸벤조산염과 같은 유기용매와 유화제, 또는 계면활성제, 발포조절 및 세척조절용 첨가제 등이 조합되는 인산염 피복조성물은 통상적으로 환원제를 촉진제로서 사용한다. 하이드록실아민염류가 이러한 세척 및 피복조성물로서 사용되는 것으로 알려져 있다. 이러한 조성물을 사용하여 표면세척과 피복을 동시에 행하는 경우, 분무조작을 하는 동안 유지되는 배드의 조업온도를 조절하는 것은 세척의 정도이다. 일반적으로 금속표면을 효과적으로 세척하기 위해서는 인산염 피복 용액배드의 온도를 60℃나 그 이상으로 유지시켜야 한다.

최근들어 에너지 비용이 증대됨에 따라 보다 낮은 온도에서 철인산염 전환 피복을 수행하는 방법이 새로운 관심을 끌고 있다. 이에 따라 낮은 온도하에서 내식성이좋은 효과적인 피복을 위하여 철인산염 조성물과 함께 사용하기 위한 보다 향상된 촉진제를 찾게 되었다. 보통 이용되고 있는 촉진제중에서 염소산염과 브롬산염이 일반적인 저온에서의 촉진제로 알려져 있다.

촉진제로서 사용되는 다른 산화제와 마찬가지로 이들 촉진제들은 인산의 철표면에 대한 작용에 의하여 생성된 수소를 감극시키고 용액내로 통과하는 2가 철 이온을 3가 철이온으로 전환시켜서 2가 철이온의 급속히 누적되고 그에 따라 피막의 질이 저하되는 것을 피하도록 하여 주는 것으로 알려지고 있다. 2가 철이온이 3가 철이온으로 전환됨에 따라 용해성이 낮은 3가 철화합물이 침전되는 결과를 가져 오는데 이 침전물들은 슬러지로서 주기적으로 제거되야 한다.

불용성 3가 철염의 형성으로 피복용액내에서 산성 인산염이 더 용해하게 되어 금속표면에 더욱 격렬하게 접근하게 되므로 피막형성에 급속히 일어난다. 환원제 촉진제의 작용 형태는 완전히 이해되고 있지는 않지만 일반적으로 이들은 슬러지의 급격한 형성이 문제가 되어 그 생성을 최소화 시켜야 하는 경우에 피막형성을 촉진하기 위해 사용되고 있다.

환원제와 산화제는 거의 동일한 pH범위에서 사용되는 데 이때 pH는 4.5-5.8이다.

문헌 및 참조 특허에서는 비교적 넓은 조업 가능한 pH범위를 제시하고 있으나 실제로 피막을 균일하게 형성시키기 위해서는 매우 좁은 범위로 작업배드의 pH를 유지하는 것이 바람직하다. 통상적인 pH의 범위는 대개 5.0-5.5이다. 이러한 pH에서 염소산 염으로 촉진되는 철 인산염과 같은 저온 피복법은 완전하지 못하여 피복되지 않는 부분이 생기기도 한다.

저온 철인산염 피막형성에 사용되는 산화제는 세척제와 함께 사용될 수 없는데 이는 전술한 바와 같이 세척의 필요성은 통상적으로 높은 온도의 경우에 대한 것이며 산화제는 슬러지의 형성을 증대시키는 경향이 있기 때문이다. 촉진제를 조합하여 사용하는 방법에 관한 문헌은 많지만 산화제와 환원제 촉진제를 배합하여 사용하는 방법은 알려져 있지 않다.

특히 하이드록 실아민염산염과 같은 하이드록실아민을 촉진제로 사용하는 것은 미국특허 제2,702,768호에 처음으로 언급되어 있으며 하이드록실아인 촉진제를 사용하는 조성물이 알려져 있다. 산성 인산염 피복후에 환원세척을 위해 사용되는 하이드록실아민 인산염은 미특국허 제2,928,762호에 밝혀져 있다. 철인 산염 피복 조성물에서 산화제를 촉진제로 사용하는 것도 잘 알려져 있으며 카나다 특허 제557,727호에는 약 71.1℃의 온도에서 가볍게 피복하기 위하여 염소산염을 사용하는 방법이 공개되어 있다. 51.7℃의 낮은 온도에서 염소산염 대신 브롬산염을 사용하는 방법은 영국특허 제884,954호에 나타나 있고, 미국특허 제3,726,720호에는 더 낮은 은도인 22.2-43.3℃에서의 철인산염 피복을 위한 조성물과 그 방법이 알려져 있다. 그러나 이러한 낮은 온도에서의 피복 조성물은 질산염, 아질산염, 염소산염 또는 과산화물과 같은 산화촉진제 외에도 불소착화합물을 사용하고 있다. 염소산염 촉진제를 사용한 철 인산염 피복은 또한 영국 특허 제714,221호에 나타나 있는데 이때 온도는 60℃, pH는 4.2-5.8이며 pH=5.3에서의 실시예가 기술되어 있다. 세척 및 피복 철 인산염 조성물에 대해서는 미국특허 제2,744,555호에 pH3.5-5.5, 온도 65.6-76.7℃에서 그의 실시방법이 소개되어 있고, pH가 5.2인 경우의 실시예에서는 피복용액이 유화된 용제를 함유하고 있지 않은 경우 pH가 4.5이하이어야 함을 언급하고 있다. 따라서 철 인산염 피복 조성물에서 하이드록실 아민의 사용 및 저온 조업을 위한 산화촉진제의 사용에 관해서는 알려져 있지만 산화제를 하이드록실아민 황산염과 같은 환원제 촉진제와 함께 사용하는 방법은 아직까지 알려진 바가 없다.

일반적으로는 피복방법에서의 요구조건과 이들 개개 형태의 촉진제에 의하여 제공되는 잇점들에 따라 촉진제로서 산화제나 산화제의 조합, 또는 환원제나 환원제의 조합을 선택하여 실시되어 왔다. 종래에는 이들 양자가 상호 보완적인 것으로 생각하지 않았다. 따라서 본 발명에 따라 산화제와 환원제의 결합에 의하여 저온에서도 보다 향상된 피복을 형성할 수 있음을 매우 놀라운 일이다.

본 발명의 목적은 저온에서 효과적으로 피복하기 위한 새로운철인산염촉진제의 조합을 제공하고져 하는 것이며 또한 새로운 촉진된 인산염화 배드 및 그러한 배드를 제조하기 위한 농축물을 제공하는데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내식성을 증대시켜주기 위하여 철표면에 비교적 두꺼운 철인산염 전환 피막을 형성시키는 방법을 제공하는 것으로서 이후의 상세한 본 발명의 설명에서 보다 명확하게 언급될 것이다.

본 발명의 촉진된 인산염화 조성물의 필수 성분은 알칼리 금속인산염으로서 통상 인산과 소다회의 결합에 의하여 생성되는 모노 나트륨산 인산염이며 여기에 촉진제조성물을 첨가하여 염소산염이나 브롬산염 이온 및 하이드록실아민을 형성한다. 하이드록실아민은 하이드록실아민 황산염의 형태로 조성물에 첨가한다. 염소산염과 브롬산염이온은 일반적으로 나트륨염을 용액에 첨가함으로거 공급된다. 필수 성분들은 간단히 룰로 희석하여 처리 배드를 형성하는데 적절하도록 미리 혼합된 농축물로 형성되거나 또는 한가지 이상의 이들 필수 성분이 각각 처리조에 첨가되기도 한다. 이 조성물은 일반적으로 5단계 인산염화조작에 사용되는 배드의 보충용으로 사용된다. 이는 또한 세척제를 인산염화배드와 조합시킴으로써 2단계 공정에 이용될 수도 있다.

본 발명에 따르면 보장기간이 최소 1주일인 단일 보충 농축물이 제공되는데 배드를 조업하지 않더라도 실시 농도로 희석될 때 보다 긴 보장기간을 나타낸다. 배드의 조성물은 둘 또는 그 이상의 별도 패키지로 만들어줄 수도 있다. 다른 어떠한 적절한 인산염도 사용될 수 있으며 특히 알칼리 금속 인산염이 사용된다. 나트륨이 일반적인데 이는 그 사용이 간편하기 때문이다. 조성물을 3단계 조작해서 사용하는 경우에는 농축물이나 보충 배드에 계면활성제(예를들면 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 계면활성제나 이들의 혼합물)와 같은 적절한 세척제를 첨가할 수 있으며 선택된 계면활성제는 산아나 산화제에 대한 저항성이 있어야 한다. 일반적으로 계면활성제를 인산염 피복조성물에 첨가하는 경우에는 그 농도가 무게 %로 1-10%, 피복용액 배드내에서는 무게로 0.01%(적어도 0.05-0.1%가 좋음)가 되도록 하여야 한다. 나트륨2황산염과 같은 다른 성분들도 또한 포함되어 있다.

계면활성제의 조합에는 약한발포 계면활성제와 세척하고자 하는 금속에 적합한 기타의 성분들이 포함되어야 한다. 그러나 일반적으로 본 발명에 의한 배합된 촉진제는 5단계의 알칼리 금속인산염 처리에 사용하기 위한 것으로 인산염 전환 피복조작전에 세척을 행하게 된다. 이러한 경우 세척제로는 피복을 최적화하기 위하여 금속표면이 깨끗하고, 기름, 녹, 찌꺼기등이 없도록 하는 강알칼리의 세척제가 좋다. 적절한 세척제는 예를들면 30%(무게%)의 수산화나트륨을 함유하는 농축제로서도 가능하다. 실리케이트, 세척제들도 사용가능하다. 세척작업에서 적절히 이용될 수 있는 계면활성제 가운데에서는 비이온성 계면활성제가 일반적이다. 적합한 계면활성제에는 마콘(Makon), 플루라팍(Plulafac), 터치를(Tergitol), 트리톤(Triton) 및 슬포닉(Surfomic)등과 같은 상표로 판매되는 것들이 있다. 피복작업은 통상적인 분무장치를 사용할 수 있으며, 경사피복, 이동피복 및 기타 다른 피복방법도 이용할 수 있다. 배드내의 피복 조성물의 농도는 실시 형태특히 접촉시간에 따라 변하는데 분무방식을 사용하는 경우에는 1분간의 접촉시간동안에 완전한 피복을 입힐 수 있는 적절한 조성물을 형성시켜야 한다. 일단 조성물 배드가 이루어지면 이것은 동일 농도의 조성물을 새로 첨가하거나 알칼리도 및 산성도를 조절하기 위하여 산이나 가성소다를 첨가함으로써 용이하게 유지시킬 수 있다. 배드의 조작은 몇 가지의 제어 변수들을 조절함으로서 유지시킬 수 있는데 그중 중요한 것으로는 pH, 알칼리도, 총산도, 그리고 유리산도가 있다. 유리산도라함은 10ml의 시료를 브로모-페놀-블루 당량점까지 중화시키는데 필요한 0.1N수산화나트륨용액의 밀리리터수를 의미한다. 총산도라 함은 10ml의 시료용액을 페놀프탈레인 당량점까지 중화시키는데 필요한 0.1N 수산화나트륨 용액의 밀리리터수를 의미하여 알칼리 도라는 것은 10ml의 시료용액을 브롬-크레졸=그린 당량점까지 적정하는데 불필요한 0.1N의 황산이나 염산의 밀리리터수를 의미한다.

일반적으로 본 발명의 인산염화공정에서 사용되는 피복제 배드는 공장에서 미리 혼합한 모든 배드 성분이 존재하는 농축물을 물속에 용해시킴으로써 보충된다. 이러한 농축물은 당량비의 중탄산 나트륨과 인산을 혼합하고 촉진제나 착색제와 같는 선택적 성분을 첨가하여 만든 나트륨 인산염을 함유하고 있다. 적절한 농축물은 0.25-0.5 무게부문의 염소산염 나트륨(0.4 무게부분 좋음)과 0.05-0.25무게 부문(0.1 무게 부분이 좋음)의 하이드록실아민 황산염을 나트륨산 인산염 각 1무게부분에 대하여 함유하여야 한다. 필요에 따라서는 촉진제 성분 단독 또는 모두를 별도로 형성시키거나, 혹은 염소산염, 브롬산염과 같은 산화제 촉진제의 배합물을 농축제에 넣어 사용하거나 또는 단독으로 사용할 수 있는데 어떤 경우에도 촉진제 배합물을 사용함에 있어서 하이드록실아민황산염과 산화제 촉진제의 비율은 피복 배드가 하이드록실아민 황산염 1무게부분당 0.2-5무게부분의 산화제(염소산염이 좋음)를 함유하도록 한다. 염소산염이나 이와윳한 촉진제의 사용량은 하이드록실 아민황산염보다 많은 것이 좋으며 그 비율은 하이드록실아민 황산염 1부분 당 2-5부분의 나트륨염소산염으로 4일때가 적절하다. 염소산염과 하이드록실아민의 전체양은 배드내에서 촉진제의 농도가 적어도 무게%로 0.2%가 되도록 하여야 하며 일반적으로 0.4-0.8%일때가 놓다.

본 발명의 촉진제 배합물을 사용하는 전형적인 피복은 배드에 충분한 농축제를 가하여 나트륨산 인산염 1리터당 5-20g이 되도록 해주고(7.5-15g/l 일때가 일반적임)나트륨 염소산염 1l당 3.0-12g(5-10g/l가 일반적임). 하이드록실아민 황산염 1리터당 0.75-3g(1.5-2g/l가 일반적임)이 되도록 한다. 배드는 pH정기 및 레독스 전위차계와 같은 전기제어장치를 사용하여 편리하게 제어할 수 있다. 예로서 미리만든 농축물 형태로, 또는 각기 나트륨산인산염 1l당 15g, 나트륨염소산 1l 당 6g, 그리고 하이드록실아민 황산염 1l 당 1.5g을 제공하기에 충분한 양으로 활성인자들을 첨가함으로써 배드가 만들어진다. 제어변수는 적정에 의해 측정도고 필요한 경우 산이나 가성소다의 첨가에 의하여 조절된다. 배드를 조작하기 위한 필수적인 조절사항은 총산도, 알칼리도, 온도, 분무시간과 노즐압력등이다. 전체 산도는 4-12의 값으로 유지하여야 하며 6-8사이의 값이 일반적이다. 만일 전체산도가 6이하로 저하되면 보충 농축물을 첨가하여 높여줄 수 있다. 만일 총산도가 높은 경우에는 배드를 조작하는 도중에 총산도는 일반적으로 감소하게 된다. 조업 알칼리도의 범위는 0.1-1.0사이로서 대개는 0.4-0.7이다. 알칼리도가 낮은 경우에는 충분한 양의 가성소이다. 알칼리도가 높은 경우에는 충분한 양의 인산을 가하여 알칼리도를 조절할 수 있다. 조업시 pH는 4.5-5.5에서 유지되어야 하며 5.0-5.5일때가 일반적이다. pH가 낮으면 수산화나트륨이나 탄산나트륨 용액을 첨가하여 높여줄 수 있으며 pH가 높으면 인산을 첨가하여 낮춰줄 수 있다. 배드를 형성시키는데 있어 제어변수, 특히 pH는 물의 산도나 알칼리도의 영향을 받는다. pH가 7정도인 것이 좋으니 일반적으로 수돗물 도 적합하다. 일단 배드가 형성되어 조절되면 배드의 농도 기준을 유지하기 위하여 제조시와 동일한 농도의 각 성분을 첨가하면서 주기적으로 조절하여 설정된 제어변수내에 있도록 유지시켜야 한다. 처리도중에 약간의 슬러지(불용성 철염)가 발생하기 때문에 이의 제거를 위해 주기적으로 조업을 중지할 필요가 있다. 강철과 같은 피복될 금속은 1단계에서 알칼리 세척제로 처리한 다음 수세하여 완전히 세정하여야 하며 때가 몹시 묻은 금속일 경우에는 세척단계에서 청정제들을 첨가하여 처리할 수도 있다.

세척단계는 분무로 하는 것이 높은데 이때 세척액의 온도는 60°-82.2℃이며 노즐의 압력은 20psig이다. 유요하게 이용할 수 있는 정형적인 세척제는 6리터의 물에 무게로 약 60%의 트리플리인산염, 약 20%의 가성소다. 약 3-4%의 글루콘산염, 그 외에 플루라팍 A-38, 마콘 NF-12와 같은 계면활성계로 구성된 90-100g의 세척제를 용해시켜 제조한다. 저온 세척제(60℃ 이하)가 좋은데 이는 에너지를 절략할 수 있기 때문이다.

세척단계가 끝나면 분무피복을 하기 전에 수세한다. 피복공정은 통상적인 동력분무 처리장치를 사용하는데 접촉시간은 1분이며 노즐의 압력은 10-20psin이다. 피막의 두께는 필요에 따라 접촉시간을 늘려줌으로써 두껍게 해줄 수 있다. 배드의 농도와 농도 역시 피복 시간을 변환시키기 위하여 변하게할 수 있는데 일반적으로 분무에 의한 피복시간은 약 0.5-3분이다. 두껍게 피복하려면 동일한 접촉시간에서 피복제이 농도를 2배로 해주면 된다. 피복용액의 온도는 32.2°-54.4℃로 유지되며 43.3°-48.9℃일때가 좋다.

32.3℃이하의 낮은 온도에서도 피복공정을 행할 수 있으나 조업 온도는 43.3℃가 적절하다. 온도가 낮으면 분무시간이나 용액의 농도를 증대시켜주지 않으면 피마의 두께 손실이나 질의 저하를 가져온다. 피막을 입히기 전의 속표면금처리 상태 및 피복용액내의 다른 성분의 농도나 사용되는 촉진제의 양과 같은 기타의 인자들은 실제로 쉽게 변화될 수 있는 온도의 정확한 선택에 영향을 미친다. 본 발명에 의한 촉진제 배합물은 염소산염이나 브롬산염, 또는 염소산염과 브롬산염 및 하이드록실아민과의 조합물이 피복배드내에서 약 0.6%의 농도로 존재하도록하는 양으로 사용된다. 그러나 보다 다량 또는 소량이 사용될 수도 있다.

피복공정이 끝나면 통상적인 분무처리에 의하여 금속을 수세한 다음 크롬산 다음 크롬산 용액이나 부분환원된 크롬으로 처리한다. 최종 세척단계는 60-71.1℃로 가열하여 건조를 촉진시킨다. 최종 세척제는 미국특허 제3,189,489호와 3,063,877호에 기술된 형태의 환원된 크롬일 수 있다. 크롬이 아닌것도 최종세척에 사용될 수 있다. 최종세척을 행한 후에는 금속물은 페인팅을 하기 전에 보통은 건조용 오븐에서 121.1°-176.7℃의 온도로 5-10분간 건조되지만 공기 건조시킬 수도 있다. 피복된 표면은 페인트가 잘 입혀지며 염분무저항도 우수하다. 이 공정은 슬러지가 비교적 적게 생기는 공정인데 환원제 촉진제는 슬러지의 양을 감소시키고 산화제촉진제의 피복두께의 증가와 짧은 피복시간은 염 분무저항을 향상시켜주는 잇점을 가져오게 한다. 본 공정은 연강(軟鋼)에 대하여 가장 좋은 효과를 보였으나 철제 케비넷, 가구, 조명기구, 용구등과 같은 여러 가지 금속합금의 피복에도 사용될 수 있다. 인산염화된 금속을 전기 회복으로도 색할때에는 5단계의 크롬 세척 후 증류수에 최종 세척제를 첨가하는 것이 좋다.

어떤 특정한 이론에 의거하지 않더라도 본 발명에 의한 촉진제 배합의 특이한 효과는 산화제의 존재로 인하여 배드내에서 인산이 금속을 공격하는 속도가 증대되고 동시에 배드내에 환원제인 하이드록실 아민황선염이 존재함으로 인하여 2가 철이온과 3가 철이온간의 원자가 균형을 이루기 때문인 것으로 생각된다. 촉진제 배합을 사용함으로서 금속 계면에서 철의 2가 이온과 3가 이온의 평형에 영향을 주어 더 우수한 피복을 할 수 있게 되는 것으로 믿어진다. 이는 일반적으로 무엇보다도 각각의 원자가 상태에서 철을 함유하는 비비아나이이트를 포함하는 복합물질로 구성 되었다고 생각되고 있는 공지의 철인산염 피복과 일치하는 것으로 보인다(에드와드 에이 포드체비치; "인산염화의 이론과 실제" 참조). 여하한 경우에 있어서도 촉진제 배합의 사용에 의하여 얻어지는 피복무게와 피복의 질적향상은 보충적이건단계적이건 상승작용을 나타내고 있다. 배합사용함으로서 촉진제 단독으로 사용하였을 경우보다 낮은 온도에서 매우 양호한 염 분무저항을 나타내는 피복을 행할 수 있다. 78.8℃의 온도, 1분간의 접촉시간 및 나트륨인상염 4무게 %, 결합된 촉진제 0.6%의 농도에 하여 1평방피드당 30-50mg의 피막무게가 용이하게 얻진다. 본 발명은 여하한 염소산염촉진 철 인산염 피복 공정에도 가용성 하이드록실 아민의 첨가를 용이하게 하고 있다. 여하한 염소산염 촉진 철 인산염공정에 있어서도 하이드록실 아님 황산염을 작업 배드에 0.05-무게%의 농도로 가함으로서 피막의 무게와 염분무 저항을 크게 향상시킬 수 있다. 마찬가지로 하이드록실 아민을 촉진제로 사용하는 철 인산염공정 역시 본 발명의 개선된 인산염화 공정에 의하여 염소산염이나 브롬산을 첨가함으로서 개선할 수 있다.

본 발명은 다음의 실시여에 의하여 명확하게 이해될 수 있으며 본 발명이 이하의 실시예에만 국한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

염소산염촉진제를 함유하는 농축된 인산염화 조성물을 다음과 같이 혼합하여 제조하였다.

탄산나트륨은 1/2 구조식량의 물에 슬러리화시키고 거품을 조절하기 위하여 천천히 인산을 가한다. 나머지의 물, 질산염크롬과 염소산염나트륨을 교반 혼합하여 비중이 1.289인 청정용액을 제조한다.

수돗물에 320ml의 농축액을 가하여 농도가 4%인 8l의 인산염화배드를 형성시킨다. 2파운드의 가성소다를 1갈론의 물에 가하여 만든 가성소다 용액 45ml를 배드에 넣으며 배드의 제어 변수들을 측정한 결과는 다음과 같다.

유리산 0.5

총산 12.2

높은 총산에 15ml의 사성소바 용액을 첨가하여 제어변수들을 다시 측정한 결과는 다음과 같다.

4"×6"이 광택없는 냉간철판

판을 71.1℃의 온도에서 강알칼리 세척액으로 세척하고 46.1℃로 가열된 인산염 용액을 실험용 분무기로 1분간 분무 접촉시켰으며 이때 노즐의 압력은 20psing로 하였다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 배드에 12.5g의 하이드록실아민황산염과 1ml의 가성소다를 가하여 pH를 조절하였으며 나머지 철판들을 처리한 결과를 아래의 표 Ⅱ에 나타내었다.

[표 2]

인산염 배드에 하이드록실아민황산염을 첨가하여 얻어진 피복은 96시간과 168시간의 표준 염 분무시험에서 매우 우수한 염 분무 저항을 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1에 기술한 농도 4%(부피/부피)의 충분한 양의 염소산 염으로 촉진된 농축액을 물에 용해시켜만든 인산염화 배드를 48.9℃로 가열하였으며 4"×6"의 무광택 냉간철판

판을 각 시험에 사용하였다. 표 3에 나타낸 바와 가타이 하이드록실아민 황산염과 함께 철 인산염과 함께 철 인산염 피복한 후 3개의 판에는 스틸케이스의 흰페인트로 칠하고 3개는 듀퐁냉장고 흰색을 칠하였다.

인산염화하기 전에 강알칼리 세척제로 판을 깨끗이 씻은 다음 수세하였다. 인산염용액은 1분의 접촉시간 동안 분무하고 인산염화한 후 핀을 수세한 다음 환원된 크롬으로 초종 세척처리하였으며 121.1℃의 온도에서 약 8분간 건조시켰다. 냉각 후 판을 페인트 칠한 다음 페인트를 소성시켰다. 각각의 판을 피복을 안한 금속에 수직하방으로 끼어 맞추었다. 끼워맞춘 판을 통상의 염분무 캐비넷에 넣고 스틸케이스 페인트의 경우 96시간 동안, 듀퐁 냉장고 흰색 페인트의 경우 168시간 동안 분무 실험을 하였다.

실험 결과들은 표 3에 나타나 있다.

[표 3]

[실시예 3]

본 실시예는 본 발명에 따른 배합촉진제에 의한 철인산염 피복과 촉진제로서 하이드록아실아민만을 사용하는 종래의 세척 및 피복철 인산염을 비교하기 위한 것이다. 시험판을 먼저 강알칼리 세척액으로 세척한 다음 인산염화 조성물을 분무 살포하였다. 인산염화가 끝난 후 각각의 판을 20-30초간 부분 환원된 크롬 초종 세척액에 담구었다. 세척 및 피복 처리를 위한 배드에는 10.6g의 하이드록실 암모늄 황산염과 다음과 같은 조성을 갖는 109.4g의 알칼리 인산염을 배합하여 만든 세척 및 피복 인산염화 구성물의 농도가 1.5%(무게/부피) 되도록 하였다.

처리조건 및 결과를 표 4에 나타내었다.

[표 4]

본 발명의 처리는 실시예 1에서 기술한 4% 농도의 염소산염 촉진된 인산염화제 4% 농도와 1-12%의 하이드록실아민 황산염으로 수행되었다.

본 처리의 결과를 표 5에 나타내었다.

[표 5]

[실시예 4]

본 발명의 촉진제 배합물로 만든 피복액 배드는 다음과 같은 조성을 갖는다.

먼저 소다희롤 구조식량의 물속에 슬러리화시키고 생성도는 이산화탄소의 발생속도를 조절하기 위하여 인산을 천천히 첨가하였다. 나머지 성분들은 순서대로 첨가되었으며 혼합물을 교반하여 모든 성분들이 용해되도록 하였다.

이와 같은 방법이었는데 이는 페놀프탈레인을 지시약으로 사용하는 경우 0.1N의 수산화나트륨을 3.5±0.2ml 만큼 필요로 하며 비중은 15.6℃에서 1.303이다.

농축액은 안정하여 최소 1주일간은 저장 가능하다. 1주일 후에는 농축액이 반응하여 가스를 발생할 수 있다. 피복용액을 제조하기 위하여 농축액을 단순히 물에 가함으로써 용액중에서 농축액의 농도가 4%(부피/^*부피)가 되도록 한다. 배드를 약 32.2℃-54.4℃로 가열한 다음 분무를 실시하였다.

[실시예 5]

실시예 4에서 얻어지는 4%(부피/부피)의 농축액으로 만든 피복배드를 그대로 1주일간 방치한 다음 세척된 시험판을 표 6에 나타낸 바와 같이 처리하였다.

[표 6]

Claims (1)

1. 금속표면에 철인산염 피복을 입히기 위하여 5-20g/l의 나트륨산 인산염, 3-12g/l의 염소산염나트륨, 그리고 0.75-3g/l의 하이드록실아민황산염을 함유하여 또한 0.01-0.1중량%의 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 계면활성제를 포함하는 청정제를 함유하느 피복수용액을 제조하여 이 용액의 온도를 32.2°-54.4℃로 유지시키면서 금속표면에 0.5-3분간 분무하여 피복시키는 것을 특징으로 하는 금속표면의 철인산염 피복방법.