KR920000533B1 - 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 건축자재 및 가전기기의 내외판에 사용되는 도장처리된 스테인레스강판의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는, 스테인레스강판과 도료사이의 밀착성을 향상시킨 스테인레스 도장강판의 제조방법에 관한 것이다.
도장강판이라함은 일반적으로 외관, 내식성 및 내후성을 향상시킬 목적으로 강판상에 도료를 도포시킨 강판을 말하며, 그 제조공정은 도장전처리, 도장공정 및 도막건조공정을 거쳐 생산되며, 건축자재 및 가전기기의 외판용으로 주로 사용된다.
도장강판용 소재는 냉연강판의 경우 도막의 흠집부위에 발생되는 구멍부식이 문제로 되기 때문에, 건축외장재등의 용도로 사용되는 고 내후성강판에는 내연강판에 아연 또는 아연합금도금처리를 한 도금강판이 주로 사용된다. 아연도금층의 방식효과는 희생방식의 효과를 이용하며, 강판수명연장을 위해 아연도금층의 부착량을 증가시킴으로서 아연에 의한 희생방식효과를 지속시키는 방법을 많이 사용한다. 그러나, 이 경우 강판의 가공성이 문제로 되어 심한 가공을 받는 용도로는 사용이 곤란한 문제점이 있고, 부착량 증가에 한계가 있기 때문에 아연 도금층 부착량의 증가에 의한 내식성 혹은 내후성향상에 한계가 있다.
스테인레스강판은 내식성 및 내후성이 우수하여 건축자재 및 가전기기등의 용도로 많이 사용되어 왔고 표면외관의 다양화를 목적으로 강판표면을 화학처리하여 착색시키는 방법이 개발되어 더욱 수요가 증가하고 있으나, 색상의 변화가 한정되어 있고 또한 목적하는 색상을 얻기 위하여는 스테인레스 착색공정의 관리를 매우 엄격하게 해야하는 문제점이 있어 건축물 및 가전기기의 외판등의 용도에 적용이 제한되고 있다.
상기 언급한 종래의 도장강판과 스테인레스강판의 결점들을 상호 보완하여 강판의 수명을 장기화하고 미려한 외관을 확보하기 위하여 스테인레스 도장강판을 제조하기 위한 여러방법들이 알려져 있다. 그런, 스테인레스 강판의 표면에 존재하는 니켈과 크롬의 산화물에 기인하여 표면의 반응성이 매우 낮아 도장전처리로써 일반적으로 행해지는 크로메이트 처리성 혹은 인산염 처리성이 매우 나빠 통상의 도장강판의 제조방법으로는 양호한 도료밀착성을 갖는 스테인레스 도장강판의 제조가 불가능하다.
최근에 스테인레스강판과 도료와의 밀착성을 향상시키는 공지된 기술로는 스테인레스 강판상에 크로메이트 처리가 용이하게 수행될 수 있도록 스테인레스강판의 표면을 활성화시키는 기술과, 전기도금에 의해 스테인레스강판의 표면에 아연 혹은 아연합금도금층을 생성시켜 크로메이트 및 인산염처리가 용이하도록 한후에 도장강판을 제조하는 기술이 공지되어 있다.
전자의 스테인레스강판의 표면을 활성화시키는 방법은 처리가 용이하고 제조경비가 저렴한 장점이 있으나 크로메이트 피막중에 물에 가용성인 성분이 포함될 경우에 도료의 내수밀착성이 인산아연피막에 비하여 열화하여 스테인레스 도장강판의 도료밀착성은, 일반 아연도금강판을 소재로하여 인산아연피막에 비하여 열화하여 스테인레스 도장강판의 도료밀착성은, 일반 아연도금강판을 소재로하여 인산아연처리의 도장전처리를 거친 도장강판에 비하여 열화되고, 또한 최근들어 공해문제가 크게 사회적으로 대두되어 폐수에 대한 규제가 심해짐에 따라 크로메이트 처리에 따른 폐수처리에 경비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
후자의 방법에 대한 기술로는 스테인레스강판표면과 아연도금층사이의 밀착성을 확보하기 위하여 니켈금속을 스트라이크 도금을 실시한 후에 아연도금을 실시하여 도금밀착성을 향상시키는 기술이 있으나, 통상의 아연도금라인들은 니켈스트라이크 도금설비가 없는 경우가 많고, 따라서 니켈스트라이크 도금과 아연도금의 두 개의 라인이 필요하여 제조경비가 많이드는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 스테인레스 강판상에 니켈 혹은 아연-니켈합금도금을 실시하여 크로메이트처리 혹은 인산염처리를 도장전처리로 실시하는 기술이 공지되어 있으나 크로메이트 처리를 실시한 경우에는 앞서 공해문제나 내수 밀착성이 열화되는 문제점을 갖고 있으며, 아연-니켈합금도금에 대해 인산염 처리를 실시할 경우에는 일반적인 연속도장라인에서 주로 사용되는 소재인 용융아연도금강판과 아연-니켈도금강판과의 인산염처리성이 상이하여 도장라인에 인산염 처리조가 하나인 경우에는 인산염 처리조건을 소재에 따라 재조정해야하므로 처리가 번거롭고 소재변경시 용액조정에 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지고 품질에 불량이 날 위험이 증가하는 등의 문제가 있어 이를 해결하기 위해서는 아연-니켈합금도금에 인산염처리를 위한 별도의 인산염처리조를 설치해야 하는등의 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 진공증착법 또는 이온플레이팅법에 의해 통상이 스테인레스 강판표면에 소정의 부착량으로 아연을 진공증착시킨 다음 소정의 부착량으로 인산아연처리를 행함으로서 도장전처리인 인산아연처리를 용이하게 하고, 공해문제가 비교적 적고 도료밀착성, 도금층의 밀착성 및 도막가공성이 우수한 스테인레스 도장강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 통상의 스테인레스강판표면에 진공증착 도금 또는 이온플레이팅 도금방법에 의해 아연이 편면당 0.1-10g/㎡정도 부착되게 도금한 후 인산아연피막이 0.5-4g/㎡의 부착량을 갖도록 인산염처리를 실시한 다음, 통상의 방법으로 도장하는 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 상기 수치한정이유에 대하여 설명한다.
스테인레스강판상에 아연을 도금하는데는 기존의 용융도금 및 전기도금기술에서는 앞서 언급하였듯이 스텐레스강판표면에 존재하는 산화막에 의해 만족할 만한 도금밀착성을 확보하기 어렵고 또한 도금밀착성을 확보하기 위해서는 니켈 스트라이크도금이 필요하나, 이온플레이팅 혹은 진공증착의 방법에 있어서는 아연도금층 단독으로 만족한 수준의 아연도금층이 확보되는 이유에 대하여는 도금전에 행해지는 글로방전(Glow discharge)에 의해 스테인레스 강판의 산화물층이 어느정도 제거가능하고 또한 도금층을 형성하는 미세결정들이 전기도금보다 치밀하게 형성되어 목적하는 소재와 도금층과의 밀착성확보가 가능하다.
본 발명에서는 아연도금층의 범위를 다음과 같은 이유로 0.1g/㎡-10g/㎡로 제한하였다. 즉, 아연도금 부착량이 0.1g/㎡ 이하에서는 인산아연피막의 생성이 충분하지않아 스테인레스강판과 도료와의 밀착성이 우수하지 못하게 되는데, 이는 인산아연피막형성 반응이, 이미 공지된 바와 같이 인산아연피막형성에는 피처리재 표면의 용해반응과 용해된 이온의 인산아연결정으로의 석출반응에 의해 이루어지는 것을 고려할 때 0.1g/㎡ 이하에서는 인산아연피막형성 반응이 너무 적게 발생되기 때문이다.
아연도금부착량이 10g/㎡ 이상에서는 도료밀착성은 만족할 만한 수준이었으나, 도금부착량에 따른 도료밀착성의 향상효과가 없고, 도장강판을 염수분무시험에 의해 도장후 내식성을 평가한 결과 인산아연처리후 스텐레스강판표면에 잔존하는 아연도금층이 부식되어 도막부풀음이 증가하는 경향을 나타내었고, 경제성 측면에서도 아연도금부착량을 증가시키기 위하여 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 인산아연피막부착량을 0.5g/㎡-4g/㎡로 제한한 이유는 인산 아연피막부착량이 0.5g/㎡ 이하에서는 인산아연피막부착량이 너무 적어 양호한 도료밀착성의 확보가 곤란하고, 4g/㎡ 이상에서는 인산아연결정의 빌드엎(Build up)현상이 발생하여 도료밀착성 및 도막가공성이 열화되기 때문이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
18% Cr-8% Ni의 조성을 갖는 10cm×10cm의 스텐레스강 시편을 진공증착 또는 이온플레이팅에 의한 아연도금, 인산아연처리에 의한 도장전처리 및 도장처리하여 도막을 형성한 다음 도막건조처리를 실시하였다. 이때, 진공증착은 상기 시편을 진공조에 장입하여 10-6토르(Torr)대까지 진공배기시킨 후 아르곤개스를 8×10-2토르로 도입하여 시편에 -1.5kV의 바이어스를 걸어서 글로방전을 발생시킴으로써 시편표면을 청정화하고 재진공배기한 후 탄탈륨저항가열 증발원으로 아연을 가열증발시켜서 하기 표 1의 부착량으로 아연도금층을 형성시키도록 행하여졌으며, 이온플레이팅은 진공증착에서와 같이 시편청정화를 행한후 아르곤 가스분위기하에서 탄탈륨보우트로 아연을 증발시킴과 동시에 증발원과 시편사이에 수냉보조 양극과 열전자 방출용 텅스텐 필라멘트를 장착하여 아크방전(Arc-like discharge)을 발생시켜서 증발되는 아연증기의 일부를 이온화하고 시편에 -600에서 -1000volts의 바이어스를 걸어줌으로써 입사하는 이온들을 가속하여 하기 표 1의 부착량으로 보다 치밀한 아연도금층을 형성하도록 행하여졌다.
도금층의 부착량 변화는 일정한 증발원 전력하에서 증착시간을 변화시킴으로써 가능하였다. 또한, 상기 시편의 인산염처리는 먼저 알카리 탈지공정에 의해 표면에 부착된 오염물을 제거하고 수세처리에 의해 강판표면에 부착된 알카리 탈지용액을 제거하고 인산아연 결정의 치밀화를 위해 표면조정처리를 실시한 후에 하기 표 1의 부착량을 갖도록 인산아연처리를 실시하였다.
인산아연처리된 시편은 폴리에틸렌계 도료를 20㎛ 도막두께를 갖도록 한후에 소재온도가 230℃ 정도가 되게하여 30초간 유지시켜 도막을 형성시켰다.
비교예로서 스텐레스강판상에 그대로 도장을 실시한 경우(비교예 a), 이온플레이팅과 진공증착방법에 의해 각각 아연도금부착량을 0.05g/㎡으로 되게한 것을 인산염처리를 실시한 후 도장처리한 경우(비교예 b,c), 스텐레스강판을 5% 황산욕에서 전해하여 표면을 활성화시킨후 염화물욕에서 아연도금을 실시한 후 도장처리한 경우(비교예 d) 및 스텐레스강판에 크롬부착량이 50g/㎡ 정도로 도포형 크로메이트처리를 실시한후 도장한 경우(비교예 e)로 하였다.
상기와 같이 아연도금, 도장전처리 및 도장처리한 각각의 시편에 대하여 도금층의 밀착성, 도료밀착성 및 도막가공성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
1)표면활성화:전기도금
-표면활성화 40℃, 5% 황산용액을 전해액으로하여 2A/d㎡의 전류밀도로 시간 3분간 전해.
-전기도금:염산욕(KCL 4.77mol/l, ZnCl21.37ml/l, pH 4)에서 전류밀도 110A/d㎡에서 전기도금
2) 크로메이트용액조성:크롬산 CrO320g/l, 클로이달 실리카:10g/l
[표 2]
*5:우수, 4:양호, 3:효과있음, 2:불량, 1:사용불가
상기 표 2에서, 스텐레스 표면과 도금층사이의 밀착성은 180℃ 벤딩테스트 후 투명한 스카치 비닐테이프를 표면에 접착시켰다가 박리시킨후 박리된 정도로 평가하였으며, 스텐레스강판과 도료와의 밀착성 평가 방법중 1차 밀착성은 바둑판 무늬형태로 1mm 간격으로 도막에 흠집을 낸 후에 스카치 비닐테이프로 도막을 박리시킨 후에 도막의 박리된 정도로 평가하였고, 내수밀착성은 끓는 물에 40분 가량 시편을 침지한 후에 1차 밀착성과 동일하게 평가하였다. 도막가공성은 도금층의 밀착성 평가방법과 동일하게 180℃벤딩테스트를 실시하여 평가하였다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 스테인레스 강판상에 특별한 처리없이 도장을 실시한 경우(비교예 a)에는 도료밀착성이 열화하여 거의 실용성이 없고, 이온플레이팅 혹은 진공증착도금법에 의해 도금층 부착량이 0.05g/㎡ 정도 일때(비교예 b,c)는 도금층의 밀착성은 확보되나 도료밀착성이 열화하여 목표로하는 품질수준에 미달되고 전기도금을 실시한 경우(비교예 d)의 경우에는 도막가공성이 만족한 수준을 나타내지 못하고 크로메이트처리를 실시한 경우(비교예 e)에는 1차밀착성은 목적하는 수준을 나타내나 내수밀착성이 열화되는 문제점을 갖고 있는 반면이 본 발명예(1-10)는 도금층 밀착성, 도료 1차밀착성, 내수밀착성 및 도막가공성이 모두 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도료밀착성이 우수한 스테인레스강판을 제조할 수 있는 방법에 관한 것으로 종래의 스테인레스 도장강판의 제조시 발생되는 제결점을 해결함은 물론 그 품질이 우수한 강판의 제조가 가능한 방법인 바, 산업상 매우 유용한 것이다.
Claims (1)
- 통상의 스텐레스강판 표면에 진공증착 도금 혹은 이온 플레이팅 도금방법에 의해 아연이 편면당 0.1-10g/㎡ 정도 부착되게 도금한 후 인산아연피막이 0.5-4g/㎡의 부착량을 갖게 인산염 처리를 실시한 다음 통상의 방법으로 도장하는 것을 특징으로하는 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890020175A KR920000533B1 (ko) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019890020175A KR920000533B1 (ko) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR910012332A KR910012332A (ko) | 1991-08-07 |
| KR920000533B1 true KR920000533B1 (ko) | 1992-01-14 |
Family
ID=19294211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019890020175A KR920000533B1 (ko) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 도료밀착성이 우수한 스테인레스 도장강판의 제조방법 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR920000533B1 (ko) |
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1989
- 1989-12-29 KR KR1019890020175A patent/KR920000533B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910012332A (ko) | 1991-08-07 |
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