KR960011012B1 - 광택성이 우수한 제로 스팡글(zero-spangle) 용융 아연도금강판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 가전용 및 자동차용 강판에 사용되는 광택성이 우수한 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 도금표면에 스팡글이 없으면서 표면광택이 우수한 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 내식성이 우수한 표면처리 강판인 용융 아연도금강판은 초기에는 대부분 건자재용으로 사용되었기 때문에 도장성이 별 문제가 되지 않았지만, Al을 도금욕에 첨가하는 방법으로 철- 아연 합금반응을 억제한 결과, 가혹한 가공조건에서도 견딜 수 있는 용융 아연도금강판이 대량 생산되어, 그 용도가 각종 가전제품 및 자동차용 소재로 광범위하게 되면서 도장표면 사상이 균일하고, 평활하면서도 미려함이 요구되고 있다.
그런데, 통상적으로 용융 아연도금강판은 꽃모양의 스팡글이 형성되기 때문에 도장 밀착성이 불량하고 도장후에도 스팡글에 의한 표면요철이 제거되지 않고, 도막을 투과해 전사되어 스팡클이 나타나므로 표면외관을 저해하고 있다.
이러한 스팡글에 의한 강판 표면의 결점을 방지하기 위해서는 아연도금강판의 스팡글을 제거시켜야만 하는데, 과도한 제로 스팡글화 처리시에는 표면 광택이 저하되어 가전제품과 같이 표면외관을 중요시하는 경우에 있어서는 수요가의 불만요인이 될 수 있으므로, 최적의 방법으로 스팡글을 제로화시켜서 미관을 향상시킴과 동시에 표면광택성을 향상시킬 수 있는 방법이 필요한 것이다.
최근, 이러한 도장의 요구에 대응하기 위하여 아연도금강판에 존재하는 스팡글을 미세하게 하는 방법이 여러 가지 제안되고 있는데, 이들 제안들은 아연도금층의 표면에 형성되는 스팡글을 용융 아연도금공정에서 소실되도록 하는 방법으로 예를 들면 다음과 같은 방법들이 사용되고 있다. 즉,
(1) 아연옥 중의 Pb 농도를 0.01중량% 이하로 낮추는 방법(Pb-less법)
(2) 용융 아연도금후 조질압연(Skin pass)를 행하는 방법
(3) 용융 아연도금후 재가열하는 방법
(4) 용융 아연도금층이 응고하기 직전에 냉각롤(roll)을 사용하여 급냉시키는 방법
(5) 용융 아연도금층이 응고하기 직전에 아연 분말을 분사하는 방법(분말분사법)
(6) 용융 아연도금층이 응고직전에 물 또는 수용성 무기염계 수용액을 분무하는 방법(용액분사법)등이 사용되고 있다.
상기한 방법중(1)의 방법은 스팡글이 있는 표면사상을 요구하는 제품을 병행하여 생산하는 경우 바람직하지 않으며, (2)의 조질압연 처리 및 (3)의 재가열방법,(4)의 냉각롤 사용방법으로는 완전히 스팡글을 제거하는 것이 불가능하므로 바람직하지 못하다.
또한, 상기 (5)의 분말분사법에 의한 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조방법이 많이 사용되고 있으나, 아연 분말의 롤 흡착에 따른 표면외관 불량 및 크로메이트 처리공정에서 슬러지(Sludge)발생량이 과다하여 크로메이트 부착성을 저하시키고 표면광택도가 우수하지 못한 문제점이 있다.
최근에 많이 채택하고 있는 (6)의 용액분사법은 용융 아연도금욕으로부터 인양된 강판에 부착된 용융 아연이 응고하기 직전에 물, 증기, 수용성 무기염 등의 수용액을 분무하는 방법인데, 이 방법은 스팡글을 미세화시켜, 미관의 향상 및 아연도금층과 도료의 도막 밀착성 향상 등으로는 효과가 있으나, 용액분사시 도금강판의 표면온도, 분무입자크기 및 분사량등의 분사조건이 부적절하게 되면 표면광택이 통상 100 이하(광택도측정기의 입,반사각이 20°일때 측정값)로 적게 되어 외관이 불량하게 되고, 또한 밝은 색 계통(흰색, 노란색등)의 도장처리시 색상이 어둡게 되어 고선영성을 필요로 하는 제품에는 사용하기 곤란하였다.
통상 밝은 색상의 도장처리를 하는 용융 아연도금 제품에 요구되는 표면광택도는 육안으로도 구별이 가능한 대략 150 이상이 필요하다.
상기한 용액분사법에 의한 용융 아연도금강판의 표면광택을 향상시킨 종래의 방법중 일 특허공고 (소)50-928321 및 (소)46-21282에 제안된 바에 의하면, 용액분사온도가 아연이 응고하기 직전의 온도로 개재되어 있어 그 용액분사 온도기준이 모호하며, 고광택의 기준이 정립되어 있지 않고, 또한 고광택성을 갖는 아연도금 표면을 얻기 위해 분사용액을 분무(mist)화 시킬 수 있는 혼합(공기+용액)노즐을 사용시에 공기 압력과 용액압력차(△P), 분상용액의 농도등의 적정 분사조건이 명확하게 밝혀져 있지 않기 때문에 사용상 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 용융 아연도금용으로부터 인양된 강판에 부착된 용융 아연의 온도, 분사노즐의 용액압력과 공기압력차 및 분사용약의 농도를 조종하여 최적의 조건에서 용액을 분사함으로써, 스팡글을 미세화시켜 표면조도가 0.6㎛ 이하이고 표면조도가 150 이상인 제로 스팡글 용융 아연도금강판을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 강판을 용융 아연도금하는 단계: 및 상기 강판의 용융 아연이 응고하기 직전 제로 스팡글화제 수용액을 상기 강판에 분무하여 제로 스팡글화 처리하는 단계를 포함하는 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조방법에 있어서, 상기 제로 스팡글화 처리단계에서, 상기 제로 스팡글화제로 용액 농도가 1-2중량%인 인산이수소암모늄 수용액을 사용하고, 상기 강판의 온도 420-422℃에서 분사노즐의 용액압력과 공기압력차가 3-4kg/㎠가 되도록 하여 20-100g/㎡의 양으로 분무하는 것을 특징으로 하는 광택성이 우수한 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 사용되는 제로 스팡글 처리용액에 대하여 상세히 설명한다.
통상 제로 스팡글화 용액으로서 인산나트륨, 인산암모늄, 황상동 및 초산나트륨등의 수용성 무기염이 사용되고 있으나 비인산계인 황산동, 초산나트륨 수용액등은 흡열반응 특성이 불충분하여 제로 스팡글 처리에는 부적절하기 때문에 본 발명에 있어서는 흡열반응성이 우수한 인산나트륨 및 인산수소 암노늄등의 인산염계 수용액을 제로 스팡글화 처리용액으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 용융 아연도금 표면이 고광택성을 나타내는 원인은 용융 아연이 응고하기 직전의 온도에서 1-2중량%의 농도를 가진 인산염 수용액을 30㎛ 이하의 작은 입경상태로 적당량 분무하면 인산염 이온의 흡열반응에 의한 과냉 및 인산염 이온이 무수한 아연 결정립의 핵생성위치로 작용하여 제로 스팡글화됨고 동시에, 분무입자의 충돌에 의한 충격을 최소화하여 표면조도가 작게 되기 때문에 표면광택도가 증가하는 것으로 추정된다.
본 발명에 사용되는 인산염 수용액의 농도는 1-2중량%로 좁게 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 1중량% 이하에서는 흡열반응성이 부족하여 충분히 제로 스팡글화하는데 문제가 있으며, 2중량%를 초과시제로 스팡글화는 가능하나 과도한 제로 스팡글 처리시 표면광택도가 감소하고 제조비용이 상승하기 때문이다.
이하, 본 발명에 의한 제로 스팡글화 처리용액으로 제로 스팡글화 처리하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 제로 스팡글화 처리용액 분사시 강판온도를 420-422℃로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 용융 아연의 응고온도가 통상 417-418℃이기 때문에 강판온도가 420℃ 이하로 되면 강판에지(edge)부에 스팡글이 잔류할 위험이 높기 때문이며, 강판표면에 충돌하는 분무용액에 의한 백색 반점(pitting)의 발생이 증가하고 또한 분무량이 증가하기 때문이다.
상기 분사노즐의 용액압력과 공기압력차는 3-4㎏/㎠로 한정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 3㎏/㎠이하에서는 용액분무량이 과다하고 분무용액의 입도가 조대하여 백색 반접발생에 따른 표면외관이 불량하기 때문이며, 4㎏/㎠를 초과시에는 분무량이 적게 되어 강판표면 전체를 제로 스팡글화 하지 못하고 스팡글이 잔류하기 때문이다. 이때 통상 사용하고 있는 혼합식(공기+용액) 분사노즐의 용액압력은 분사노즐의 크기 및 형태에 따라 다르지만 대략 0.5-1.5㎏/㎠로 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 분무시간의 경우 분무시간에 따른 표면광택도의 변화는 상기한 분사온도, 분사압력, 용액농도에 비해 적음을 본 발명자의 많은 실험을 통해 확인하였는데, 이는 아연도금층이 응고하기 직전의 온도인 420-422℃에서 제로 스팡글화 하는데 필요한 최소한도의 분사용액을 분무하면 고광택 표면을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 분무시간이 아연도금층을 제로 스팡글화 처리하는데 필요한 최소 분무량보다 적게 되면 스팡글이 잔류하는 문제점이 있는데 이 최소 분무량은 도금강판의 소재두께, 아연도금 부착량등에 따라 차이가 있으나 20-100g/㎡으로 분무하는 것이 실용상 바람직하다.
제로 스팡글화 처리시 분사온도, 분사노즐압력, 분사농도 및 분무시간등의 분사조건을 본 발명의 조건범위로 조정하면 용융 아연 표면에 분상용액 충돌에 따른 백색 반점이 없으면서 도금층 표면조도가 0.6㎛이하로 작게 유지되어 150 이상의 고광택을 갖는 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조가 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
0.2중량% 0.1중량% 및 잔부 Zn 및 불가피한 불순물로 조성된 460℃의 용융 아연 도금욕에서 소지강판을 용융 아연도금하고, 상기 소지강판의 용융 아연이 응고하기 직전에 하기 표 1과 같은 소지장판의 온도에서 2중량%의 인산이수소암모늄 수용액을 사용하여 상기 수용액 압력을 1.5㎏/㎠, 공기압력을 5㎏/㎠, 분무량을 60g/㎡로 상기 소지강판에 분무한 후 제로 스팡글 용융 아연도금강판을 제조한 다음, 상기 강판의 표면외관, 스팡글 크기, 표면광택도 및 표면조도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
상기 표면외관은 제로 스팡글화된 강판표면의 백색 반점의 발생유무를 육안으로 관찰하여 평가하였으며, 상기 스팡글 크기는 육안 검사에 의해 5등급으로 평가하였고, 상기 표면광택도는 광택측정기를 사용하여 입사각 및 반사각이 20°인 조건에서 10회 측정한 후 그 평균값으로 나타내었으며, 상기 표면조도는 측정값이 0.8㎜, 측정길이 4.5㎜인 조건에서 표면조도값을 10회 측정한 다음 그 평균치로 측정하였다.
상기 표 1에 나타낸 바와같이 본 발명의 조건범위를 만족하는 강판온도에서 처리된 발명에 (1),(2)의 경우 표면외관이 우수하고 고광택(150 이상) 표면을 갖지만, 본 발명의 조건보다 낮은 강팡온도에서 제조된 비교 예(a),(b)의 경우 스팡글이 일부 잔존하였고 이에 따라 표면광택도가 열화하였으며 또한 분사온도가 상한 이상인 비교예 (c)(d)의 경우 표면에 백색 반접 발생에 따른 외관불량 및 스팡글이 잔존하는 문제점이 발생하였다. 따라서 표면광택도는 표면조도가 작을수록 우수하며 대략 0.6㎛ 이하일 때 150 이상의 높은 표면광택을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 2
실시예 1과 같은 용융 아연도금 조건 및 실시예 1에서 도출한 422℃ 분사온도에서, 하기 표 2와 같이 분사노즐의 용액압과 공기압자(△P)를 달리하여 실시예 1과 동일한 방법으로 약 1초간 분사시켜 제로 스팡글 용융 아연강판을 제조한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 품질을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에 나타난 바와같이 용액과 공기의 압력차가 본 발명의 조건보다 낮은 비교예(e),(f)의 경우 제로 스팡글화는 가능하였으나. 표면에 백색 반점이 심하게 발생하여 표면외관 및 표면광택이 목표로 하는 150 미만으로 낮게 나타났으며, 본 발명의 조건보다 높은 분사압력차로 실시된 비교예(g),(h)의 경우는 분무량이 부족하여 표면에 스팡글이 잔류하였으나 통상적인 크기를 갖는 스팡글에서 나타나는 높은 광택도를 나타내었다.
반면, 본 발명예(3),(4)의 경우 표면외관, 스팡글 크기 및 표면광택도가 우수함을 알 수 있었다.
실시예 3
실시예 1,2에서 도출한 422℃ 분사온도, 분사압력차가 3㎏/㎠인 조건(용액압력 1.5㎏/㎠, 공기압력 4.5㎏/㎠)에서 하기 표 3과 같이 인산이수소암모늄 용액의 농도를 달리하여 실시예 1과 동일한 방법으로 강판표면에 약 70ｇ/㎡분사시켜 제로 스팡글 용융 아연도금강판을 제조한 후, 실시예 1과 같은 방법으로 표면품질을 평가한 다음, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타난 바와같이, 용액온도가 1중량%미만인 비교예(i),(j)의 경우 인산염 이온에 의한 흡열 반응성이 불충분하여 스팡글이 잔존하였으며, 용액온도가 상한 이상인 비교예(k),(l)의 경우 과다한 흡열반응에 의한 제로 스팡글화는 가능하였지만, 표면광택도가 저하되었다. 한편 본 발명(5),(6)의 경우 표면외관, 스팡글 크기 및 표면광택도가 우수함을 알 수 있었다.
상술한 바와같이, 본 발명법은 용융 아연도금강판을 제로 스팡글화 처리시 분사온도, 분사압력, 분사용액의 농도등을 조절하여 제로 스팡글화 시킴과 동시에 표면 광택성을 현저히 향상시켜 고선영성을 필요로 하는 제품에 사용이 가능한 광택성이 우수한 제로 스팡글 용융 아연도금강판을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 강판을 용융 아연도금하는 단계; 및 상기 강판의 용융 아연이 응고하기 직전 제로 스팡글화제 수용액을 상기 강판에 분무하여 제로 스팡글화 처리하는 단계를 포함하는 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조 방법에 있어서, 상기 제로 스팡글화 처리단계에서, 상기 제로 스팡글화제로 용액 농도가 1-2증량%인 인산이수소암노늄 수용액을 사용하고, 상기 강판의 온도 420-422℃에서 분사노즐의 용액압력과 공기압력차가 3-4kg/㎠가 되도록 하여 20-100kg/㎡의 양으로 분무하는 것을 특징으로 하는 광택성이 우수한 제로 스팡글 용융 아연도금강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019930028498A KR960011012B1 (ko) | 1993-12-18 | 1993-12-18 | 광택성이 우수한 제로 스팡글(zero-spangle) 용융 아연도금강판 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019930028498A KR960011012B1 (ko) | 1993-12-18 | 1993-12-18 | 광택성이 우수한 제로 스팡글(zero-spangle) 용융 아연도금강판 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR950018617A KR950018617A (ko) | 1995-07-22 |
| KR960011012B1 true KR960011012B1 (ko) | 1996-08-16 |
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ID=19371674
Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100398394B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2003-09-19 | 주식회사 포스코 | 미니스팡글 용융아연도금강판의 제조방법 |
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- 1993-12-18 KR KR1019930028498A patent/KR960011012B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR950018617A (ko) | 1995-07-22 |
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