KR960004626B1 - 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 - Google Patents
인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
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Description
제1도는 종래의 방법으로 제조된 미니스팡글 용융아연도금강판을 인산염 처리한 후 강판 표면의 인산피막층 조직을 나타낸 사진.
제2도는 본 발명에 따라 제조된 미니스팡글 용융아연도금강판을 인산염 처리한 후 강판 표면의 인산피막층 조직을 나타낸 사진.
본 발명은 가전제품 및 자동차용 강판에 사용되는 인산염 처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 우수한 도장 밀착성이 요구되는 아연도금강판에 사용되는 인산염 처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
초기에 용융아연도금강판은 대부분이 건자재에 국한되어 사용되었기 때문에 도장장이 별 문제가 되지 않았지만, 최근에 Al을 도금욕에 첨가함으로써 Fe-Zn 합금반응을 억제한 결과, 가혹한 가공조건에도 견딜 수 있는 용융아연도금강판이 대량 생산 되어, 그 용도가 각종 가전제품 및 자동차용등으로 광범위하게 확대되어 사용됨에 따라 용융아연도금강판에 도장처리를 하여 사용하는 경우가 증가하는 추세에 있다. 이러한 추세에 발맞추어, 용융아연도금강판의 외관 표면 또한 균일하고, 평활하며, 미려함이 요구되는 동시에 도료와의 밀착성을 증대시키는 것이 필요하다.
그러나, 일반적인 용융아연도금강판은 강판표면에 부착된 용융아연이 응고시에 통상 스팡글(Spangle)이라는 아연결정립이 형성되고, 이 스팡글이 강판 표면에 잔류하고 있게 되면 용융아연도금강판의 내식성이 저하되고 미관이 나빠지기 쉽다.
이러한 용융아연도금강판의 내식성을 더욱 향상시키거나 미관을 양호하게 하기 위하여 표면을 도장할때, 도장하는 면에 존재하는 스팡글이 도장후에 표면에 투영되어 외관을 손상시키거나, 특히 심한 경우에는 도막의 밀착성의 열화로 도막이 박리되어, 내식성이 다시 저하되는 결점이 있게 된다.
상기한 이유로 용융아연도금강판은 도막 밀착성을 증대시키기 위해서 우수한 인산염 처리성이 요구되며, 동시에 강판 표면의 양호한 미관을 위해서 스팡글을 미세화시키는 것이 필요하다.
종래에는 아연도금층 표면에 형성된 스팡글을 용융아연도금공정에서 소실되도록 하기 위하여 여러가지 방법이 사용되고 있는데, 그 대표적인 방법으로는 스팡글을 미세화할 목적으로 수용성 무기염을 1종이상 함유한 수용액을 강판에 부착된 용융상태에 있는 아연도금표면에 분부하여 급냉시킴으로서 스팡글을 미세화하는 용융액분사법이 널리 채용되고 있다. 상기 용액분사법은 물의 증발잠열에 의한 냉각효과 이외에 용융아연도금층 표면에 충돌하는 무기염의 미립자가 무수한 아연결정핵으로 작용하여 아연결정을 미세화시키는 방법이다.
이 용액 분사법의 대표적인 예로서 일특허공보 (소) 45-26961, (소) 50-92831의 제안에 의하면, 첨가하는 무기염으로 황산동, 초산나트륨, 인산나트륨, 인산수소암모늄등이 유효하다고 기재되어 있으나 용융아연도금강판에 분무시 열분해에 따른 흡열반응 특성 및 아연표면에 잔류된 염류가 인산 염처리 및 크롬처리등의 화성처리에 미치는 영향을 생각할때 인산염류가 주로 첨가 사용되고 있으며, 그 중에서도 인산이수암모늄 또는 인산이수소나트륨 수용액이 주로 사용되고 있다. 그런데, 이 인산이수소암모늄 수용액의 경우 아연도금강판온도에 의해 열분해되는데 약 190℃에서 분해된 암모니아기체가 아연도금강판에 잔류하면 도장처리시 도막에 미세한 핀홀(pin hole)을 생성시켜 도장밀착성 열하의 원인이 되는 문제점이 있으며, 인산이수소나트륨 수용액의 경우는 240℃ 이상에서 탈수축합반응에 의해 표면에 나트륨이 상당량 잔류하게 되는데, 이것은 크로메이트 처리성을 저하시키는 것으로 알려져 있다.
상기한 용액분사법에 의한 용융아연도금강판의 스팡글을 미세화하는 처리방법에 있어서, 도금층내 Fe가 존재하지 않으면 도장전 인산염처리성이 떨어지는 단점이 있으므로 일반적인 합금화 열처리를 하여 도금층내 Fe 함량을 8-10중량%로 하여 염산염처리성을 증대시키는 방법도 사용되고 있으나, 이 방법은 부가적인 합금화 열처리 설비를 필요로 하고 경우에 따라서는 취약한 철-아연 합금층을 생성하여 내파우더성이 열화되는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 고액의 설비를 필요로 하지 않고 간단한 처리로 인산염처리성 향상효과를 갖는 처리방법에 대해 예의 검토한 결과, Fe 이온을 함유한 인산염수용액을 분사하여 미니스팡글화 처리하는 방법을 제안하게 된 것이다.
따라서, 본 발명은 용융아연도금욕으로부터 인양된 강판에 부착된 용융아연이 응고하기전에 Fe가 함유된 인산염수용액은 분무함으로써 용융아연도금강판의 도금층 표면에 잔류하는 Fe 성분에 의해 인산염 처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 강판을 용융아연도금하는 단계 ; 및 상기 강판 표면의 용융아연이 응고하기 직전 상기 강판 표면에 인산염 수용액을 분무처리하여 미니스팡글화하는 단계를 포함하는 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법에 있어서, 상기 미니스팡글화 단계에서 Fe 농도가 10-50g/l, pH가 4-6인 인산염 수용액으로 상기 강판중의 Fe부착량이 1-20mg/m2이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명은 미니스팡글 미세화 처리방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서 미니스팡글 미세화 처리용액으로 Fe가 함유된 인산염 수용액을 사용하는데, 본 발명은 상기 처리용액을 용융아연도금욕으로부터 인양된 강판표면에 부착되어 있는 용융아연이 응고하기 직전 용융아연에 분무하면 인산염이온의 강한 흡열반응에 의해 스팡글을 미세화(직경 100㎛ 이하)시켜서 육안으로 식별이 불가능하게 됨과 동시에 용융아연도금표면에 잔류하는 Fe 이온에 의해 미니스팡글 용융아연도금강판의 인산염처리성을 향상시키는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 미니스팡글 미세화처리 인산염 수용액은 99.9%의 고순도 인산용액에 Fe 분말을 첨가하여 적당량 용해한 후 순수로 희석하여 제조하는데, 이때 용해성을 증가시키기 위해 Fe 분말은 직경 10㎛ 이하의 미세한 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 인산염 수용액중의 Fe 농도는 10-50g/l 의 범위가 바람직한데, 그 이유는 10g/l 이하의 농도에서는 스팡글 미세화 처리시간이 길고, 50g/l 이상의 농도에서는 Fe이온량이 만하 연속생산의 경우 노즐막힘등의 문제가 발생되어 바람직하지 않기 때문이다.
또한, 상기 안신염수용액의 pH는 인산염이온의 열분해에 다른 흡열반응성이 가장 큰 H2PO4 -이온이 주로 존재하는 pH4-6의 범위가 바람직한데, 그 이유는 상기 pH범위를 벗어나는 경우 흡열반응성이 떨어져서 육안식별이 불가능한 정도의 미니스팡글을 갖는 용융아연도금강판을 제조하는 것이 어려우므로 바람직하지 않기 때문이다.
이때, 상기한 미니스팡글 미세화 처리 연산염 수용액을 사용하여 미니스팡글 용융아연도금강판의 인산염 처리성을 향상시키기 위해서는 도금표면에 부착되는 Fe 부착량 1-20mg/m2이 되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 Fe부착량이 1mg/m2이하인 경우 미니스팡글 용융아연도금강판의 인산염처리성 향상이 미약하며, Fe부착량이 20mg/m2이상이 되면 아연도금강판 표면이 옅은 적갈색을 띠게되어 본래의 아연도금강판 외관을 나쁘게 하기 때문이다.
상기한 본 발명에 있어서, 용융아연도금표면층의 Fe에 의하여 강판의 인산염 처리성이 향상되는 것은 Fe가 아연과 더불어 인산염 반응에 참여하여 우선적인 핵생성 위치로 작용하기 때문인 것으로 생각된다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 강판은 수요가 요구에 따라 인산염처리가 실시될 수도 있고 인산염처리가 필요없이 미니스팡글 용융아연강판 그 자체로도 사용될 수도 있는데 강판의 인산염처리는 통상의 인산염 처리방법이 모두 적용가능하다. 본 발명의 미니스팡글 용융아연도금강판에 통상의 방법으로 인산염 처리를 하면 Fe 주변의 아연에서 생성하여 성장하는 인산염 결정이 서로 성질을 견제하여 보다 치밀하고 미세한 결정의 인산염 피막층이 형성되게 되며, 이때 미니스팡글 용융아연도금강판의 인산염 피막층중의 인산염 결정립 크기는 0.5㎛ 이하가 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
소지강판을 용융아연도금한 직후 하기표 1과 같은 조성 및 pH를 갖는 미니스팡글 처리용액을 분사하여 미니스팡글 용융아연도금강판을 제조한 후, 원자 흡광분석법을 통하여 상기 강판에 부착된 Fe 부착량 및 스팡글 크기 측정하고 강판 표면의 Fe에 의한 오염상태를 육안 평가하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.
또한, 상기 처리된 강판을 용액온도 50℃, 전산도 25, 유리산도 6인 인산염처리 용액에서 10초간 인산염 처리한 후 강판의 인산염부착량을 습식법으로 측정하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(1-9)에서는 제특성을 만족하는 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조가 가능하였지만, 용액중의 Fe함량이 본 발명의 조건 범위보다 적은 비교예(a),(b)의 경우 Fe 부착량이 부족하였으며, 이에 따라 인산염 처리성도 열화되었고, 용액중의 Fe함량이 본 발명의 범위보다 많음 비교예(f-h)의 경우 pH 조건에 상관없이 표면에 심한 오염에 따른 외관불량이 발생하였고 인산염처리 피막도 과다하게 형성되었다.
한편, pH조건이 본 발명의 조건범위를 벗어나는 비교예(a, b, c, d, e, f, h)의 경우 흡열반응이 부족하여 스팡글 크기의 미세화 불가능하였다.
[실시예 2]
Fe가 첨가되지 않은 2중량% 인산이수소암모늄 수용액을 사용하여 종래의 용사 분사법으로 미니스팡글 용융아연도금강판을 제조한 후, 실시예 1과 같은 인산염처리 조건에서 인산염처리를 한 다음, 1000배로 인산염 결정립을 관찰하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다.
또한, 종래재와 동일한 조건에서 본 발명예(5)의 경우를 인산염처리하여 1000배로 조직을 관찰하고 그 결과를 제2도에 나타내었다.
제1도에 나타난 바와 같이 종래의 방법으로 제조된 미니스팡글 용융아연도금강판의 경우 인산염처리후 인산염결정이 10㎛ 이상으로 조대하였고 전체적으로 피막이 균일하게 생성되지 못함을 알 수 있다.
반면, 제2도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 강판의 경우 인산염 결정이 2-3㎛로 치밀하고 균일하게 형성되어 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 Fe을 함유하는 인산염 수용액으로 미니스팡글 용융아연도금강판을 제조함으로써 종래의 물, 증기, 또는 다른 수용성 무기염 수용액에서 처리한 강판에 비하여 인산염 처리성을 현저히 향상시켜 강판의 도장밀착성을 우수하게 하는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 강판을 용융아연도금하는 단계 ; 및 상기 강판 표면의 용융아연이 응고하기 직전 상기 강판 표면에 인산염 수용액을 분무처리하여 미니스팡글화하는 단계를 포함하는 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법에 있어서, 상기 미니스팡글화 단계에서 Fe 농도가 10-50g/l, pH가 4-6인 인산염 수용액으로 상기 강판중의 Fe부착량이 1-20mg/m2이 되도록 미니스팡글화하는 것을 특징으로 하는 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019930029152A KR960004626B1 (ko) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019930029152A KR960004626B1 (ko) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR950018652A KR950018652A (ko) | 1995-07-22 |
| KR960004626B1 true KR960004626B1 (ko) | 1996-04-09 |
Family
ID=19372216
Family Applications (1)
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| KR1019930029152A KR960004626B1 (ko) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 인산염처리성이 우수한 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 |
Country Status (1)
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-
1993
- 1993-12-22 KR KR1019930029152A patent/KR960004626B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
| KR950018652A (ko) | 1995-07-22 |
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