KR940004904B1 - 내 흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내 흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액

본 발명은 아연도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 내흑청성 및 내식성이 우수하면서 아연도금강판의 표면외관을 손상시키지 않는 아연도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것이다.

종래부터 아연, 알루미늄등의 도금강판은 무도장 또는 도장하여 사용하고 있지만, 내식성 및 도료밀착성을 향상시키기 위하여 도금강판 표면에 무수크롬산을 주성분으로한 용액을 사용하여 크로메이트 처리를 실시하고 있다. 아연도금강판의 경우, 대기와 반응하여 흑청(Black stain) 혹은 백청(White rust)의 형태의 부식생성물이 표면에 생성되며, 이를 방지하기 위하여 크로메이트처리를 아연도금 강판의 제조공정중에 후처리로써 실시하고 있다. 아연도금강판의 내식성은 크로메이트 피막중의 Cr 부착량과 피막의 치밀성에 의해 좌우된다.

지금까지 강판의 내식성을 증가시키기 위한 방법으로는 크로메이트 이온을 주성분으로하고 황산이온등의 광산(鑛酸)이 첨가된 용액으로 크로메이트 피막을 형성시키고 표면에 잔존한 용액을 수세에 의해 제거한 후에 건조하는 반응형의 방법이 공지되어 있다. 이 방법은 광산에 의한 피막부착량의 증대효과가 크고, 또한 생성된 피막이 우수한 피막특성을 나타내므로 가장 많이 사용되나, 황산이온의 첨가시는 용액중 황산이온의 농도에 따른 피막부착량의 증대효과가 크므로 용액중 황산이온 미량 농도변화에도 피막부착량의 변화가 크게 되어 제품품질의 균일성이 문제로 되며 아연도금강판 특유의 광택이 손실될 위험이 있다.

현재까지, 아연도금강판의 크로메이트처리에 사용된 크로메이트 처리용액 조성은 상기한 이유에 기인하여 주로 불소화합물(弗素化合物)을 많이 사용하고 있다. 그러나 불화물만으로는 내식성과 표면외관 향상에 제약이 있으므로 크로메이트 처리후 광택 크로메이트 처리를 추가로 실시하는 방법과 크로메이트 용액중에 티타니윰(Ti), 비소(As), 몰리브덴(Mo), 바나디윰(V)등의 화합물을 첨가함으로써 치밀한 피막을 형성시키는 방법등이 제안되었으나, 크로메이트처리후 광택 크로메이트 처리를 행하는 방법에서는 광택 크로메이트 처리용액중 폴리아크릴라미드(polyacryllamide)등의 유기물이 첨가됨으로서, 용액 경시변화의 문제점이 발생할 가능성이 있으며, 티타니윰, 비소등의 중금속을 첨가하는 방법에서는 이들 중금속이 용액중에서 산화물로 존재하기 쉬우므로 용액관리에 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 크롬산에 환원제를 첨가하여 크롬 6가를 크롬 3가로 환원시키고 인산 및 불산화합물을 첨가한 크로메이트처리용액을 강판에 도포한 후에 건조하여 강판의 내식성을 향상시키는 방법이 일본국 특허 공개(소) 57-35685호, (소) 57-29681호등에 공지되어있다. 이들 방법들은 용액중의 인산 및 크롬 3가의 첨가에 의해 강판 표면의 광택을 손상시키지 않고도 크로메이트 피막부착량을 증가시킬 수 있는 효과는 인정되나 용액중의 인산 및 크롬 3가의 성분은 아연도금강판의 광택이 손상되는 흑청(Black stain)을 유발하기 쉬운 문제점이 있다[일본국 재료와 프로세스(vol. 2, 1681, 1989)].

본 발명자는 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 내흑청성 및 내식성이 우수하고 아연도금강판 특유의 광택을 손상시키지 않는 아연도금강판용 크로메이트 처리용액을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 크롬 6가 이온 농도가 1-20g/l인 무수크롬산용액에 환원제를 첨가하여 크롬 6가로부터 환원된 크롬 3가의 농도를 상기 용액의 총 크롬 농도에 대하여 5-15%가 되도록하고, 상기 용액에 1.5-5.0g/l의 인산 및 0.01-0.5g/l의 불소화합물을 첨가하여 조성되는 내흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액에 관한 것이다.

이하, 상기 수치한정이유에 대하여 설명한다.

크로메이트 처리용액중의 크롬 6가의 이온 농도가 1g/l 이하인 경우에는 크로메이트 피막의 두께가 얇아서 내식성의 향상이 충분하지 않으며, 20g/l 이상인 경우에는 크로메이트 피막의 두께를 두텁게할 수 있어 내식성의 향상이 가능하나 표면이 황색으로 착색되기 쉬운 문제가 있으므로, 용액중의 크롬 6가의 이온 농도는 1-20g/l로 제한하는 것이 바람직하다. 용액중의 크롬 6가를 크롬 3가로 환원시키는 상기 환원제로는 메틸알콜, 에틸렌글리콜등 수용성이면서 환원력이 있는 물질이면 어느 것이나 사용될 수 있다.

상기 크롬 3가가 총 크롬농도의 15.0% 이상인 경우에는 흑청이 발생할 가능성이 높으며 또한, 용액의 안정화가 감소하여 용액에 슬러지가 발생할 위험이 있으며, 총 크롬농도의 5.0% 이하인 경우에는 흑청의 발생가능성은 감소하나 표면이 황색으로 착색될 위험이 증가하여 크롬부착량을 증가시키는 것이 제한되어 내식성의 향상이 충분하지 못하므로, 크롬 3가의 농도는 총 크롬농도의 5.0-15.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 인산은 크롬 6가에 의한 황색으로의 착색을 억제하는 효과가 있는데, 인산의 첨가량이 5g/l 이상에서는 흑청 발생가능성이 높게되고, 0.5g/l 이하인 경우에는 흑청의 발생가능성은 감소하지만, 표면이 황색으로 착색될 위험이 증가하여 크롬부착량을 증가시키는 것이 제안되어 내식성 향상이 충분하지 않으므로 상기 인산의 첨가량은 1.5-5.0g/l로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 불소화합물은 표면을 균일하게 엣칭시켜 균일한 크로메이트 피막을 형성시키는 효과가 있으나, 그 첨가량이 0.01g/l 이하인 경우에는 크로메이트 피막이 국부적으로 불균일하게 내식성이 만족스럽지 못하게 되며, 0.5g/l 이상인 경우에는 내식성 향상효과가 뚜렷하지 않고 도금층 표면이 과도하게 엣칭되어 아연 도금강판 자체의 광택을 손상시킬 위험이 있으므로, 불소화합물의 첨가량은 0.01-0.5g/l로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 불소화합물로는 HF, H₂SiF₆, NaF, Na₂, SiF₆등을 들 수 있으며, 본 발명에서는 이들 불소화합물이 1종 또는 그 이상 첨가된다.

상기와 같이 조성된 본 발명의 크로메이트 처리용액을 사용하여 크로메이트 처리하는 방법으로는 용액중에 강판을 침적하는 방법(dipping) 및 강판상에 용액을 분사하는 방법(spray)등이 바람직하게 적용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

용융아연도금강판으로부터 채취된 시편을 하기 표 1과 같이 조성되는 60℃의 크로메이트 처리용액중에 10초동안 침지시킨 후 꺼내어 고무롤로 압착하여 도포량을 20-30mg/㎡으로 조절한 후 시편을 100℃의 열풍으로 건조하여 크로메이트 처리를 행하였다.

상기와 같이 크로메이트 처리된 시편에 대하여 내식성, 내흑청성, 및 표면외관상태를 평가하고, 그 평가 기준을 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1에서의 내식성, 내흑청성 및 표면외관상태에 대한 시험방법 및 평가방법은 다음과 같다.

1) 내식성

크로메이트 처리한 시편의 내식성은 JIS Z-2371에 준하여 염수분무시험을 실시하였고, 12시간마다 시편을 관찰하여 백청발생 개시시간을 조사한 것이다.

2) 내흑청성

내흑청성은 상대습도 90% 이상, 온도 50℃의 고온다습한 분위기에서 140시간동안 시편을 보관후 흑청발생을 육안관찰을 통해 평가하였으며 그 기준은 다음과 같다.

○ : 흑청발생없음

△ : 흑청발생

× : 흑청발생심함

3) 표면외관

크로메이트 처리된 시편의 외관을 육안 관찰하여 평가했으며 평가기준은 다음과 같다.

○ : 양호(착색없음)

△ : 광택상실, 약간 착색

× : 착색심함.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 발명재(a-h)는 백청발생시간이 24시간 이상으로서 내식성이 우수하고, 또한 내흑청성 및 표면외관에 있어서도 우수하게 나타남을 알 수 있다. 반면에, 인산의 첨가량에 있어서, 본 발명에 범위보다 적은 경우(비교예 2)에는 표면외관이 좋지않고, 더 많을 경우(비교예 3)에는 내흑청성이 좋지않음을 알 수 있다.

또한, 불소화합물(SiF₆ ^-2)이 전혀 첨가되지 않은경우(비교예 4) 또는 본 발명의 범위보다 더 많이 불소화합물이 첨가되는 경우(비교예 5)에는 표면외관이 좋지 않음을 알 수 있다.

또한, Cr로 전혀 환원되지 않는 경우(비교예 6) 또는 본 발명의 범위보다 더 많은 양이 환원된 경우(비교예 7)에는 내흑청성 및 표면외관이 좋지않음을 알 수 있다.

또한, Cr⁺⁶가 본 발명의 범위보다 작은 경우(비교예 1)에는 내식성이 나쁘고, 본 발명의 범위보다 많은 경우(비교예 8)에는 내흑청성 및 표면외관이 좋지 않음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 아연도금강판의 제조방법에 있어서 본 발명에서 제시된 조성범위를 갖는 크로메이트 처리용액을 사용하여 크로메이트 처리를 실시함으로서 내흑청성 및 내식성이 우수하면서 아연도금 강판 특유의 광택이 손상되지 않는 아연도금강판을 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 크롬 6가 이온 농도가 1-20g/l인 무수크롬산용액에 환원제를 첨가하여 크롬 6가로부터 환원된 크롬 3가의 농도를 상기 용액의 총 크롬 농도에 대하여 5-15%가 되도록 하고, 상기 용액에 1.5-5.0g/l의 인산 및 0.01-0.5g/l의 불소화합물을 첨가하여 조성됨을 특징으로 하는 내흑청성 및 내식성이 우수한 아연 도금강판용 크로메이트 처리용액.
2. 제1항에 있어서, 환원제가 에틸알콜 또는 에틸렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 내흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 불소화합물이 HF, H₂SiF₆, NaF, 및 Na₂SiF₆로 이루어진 그룹중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 내흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트처리용액.