KR950010658B1 - 주석 전기 도금 냉연강 스트립 제조 방법 - Google Patents

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1995년09월21일
미끼유끼 이찌바
히로끼 이와사
도요후미 와다나베
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엔 케이 케이 코오포레이숀
다이라 다다아끼
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Abstract

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Description

주석 전기 도금 냉연강 스트립 제조 방법
제 1 도는 본 발명의 방법으로 제조된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 공시체 및 본 발명의 범위밖의 방법으로 제조된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 공시체의 조질 압연시의 압하율과 압연하중의 관계를 나타낸 그래프.
제 2 도는 본 발명의 방법으로 제조된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 공시체의 주석 전기 도금량과 조질압연시의 압연하중의 관계를 나타낸 그래프.
본 발명은 컵 현상의 캔(can) 몸체와 뚜껑으로 된 투 피이스 캔(two-piece can)의 일종인 드로온 앤드 아이언드 캔(drawn and ironed can ; 이하 간단히 "DI캔(DI can)"이라 함)의 캔 몸체에 주로 사용되는 주석 전기 도금 냉연강 스트립(strip)을 제조하는 방법에 관한 것이다. 드로오잉 앤드 아이어닝 성형(drwaing and ironing forming ; 이하 간단히 "DI 성형"이라 함)에 의하여 제조된 DI캔은 뚜껑, 바닥 및 납땜질이나 용접에 의해 제조된 캔 몸체로 되어 있는 소위 드리이 피이스 캔(three-piece can)에 비하여 캔 몸체의 두께가 얇기 때문에 무게가 가볍고 캔 하나당의 금속판의 사용량이 적다. 따라서 DI캔은 그 제조 비용(cost)이 드리이 피이스 캔에 비하여 낮다는 장점을 가지고 있다.
DI캔은 종래 캔내에 충전된 내용물에 의하여 캔 측벽에 내압(內壓)이 가해지게 되는데, 따라서 캔의 측벽에 대한 외압에 대항할 수 있는 맥주용 또는 탄산 음료수용 캔으로서만 사용되고 있었다.
그러나 최근 캔내에 질소 가스를 충전하여 캔 측벽에 내압을 가하는 기술이 개발됨으로써 DI캔내에서는 맥주나 탄산 음료수에 한정되지 않고 각종 내용물을 충전할 수 있게 되었다. 따라서 DI캔의 수요는 매년 증가하고 있다.
DI캔용의 금속판으로서 일반적으로 주석 전기 도금 냉연강판 또는 알루미늄판이 사용되고 있다. 주석 전기 도금 냉연 강판은 알루미늄판 보다 값이 저렴하기 때문에 주석 전기 도금 냉연 강판으로 제조한 DI캔의 수요가 늘어날 것으로 기대되고 있다.
주석 전기 도금 냉연 강판은 통상 아래의 공정에 따라 제조된다. 즉, 냉연강 스트립을 탈지(脫脂)한 다음 연속 어니일링(annealing) 처리를 한 후 산세(酸洗)한다. 이어서 이와 같이 연속 어니일링 처리되고 산세된 냉연강 스트립을 조질(調質) 압연한 다음, 조질 압연된 냉연강 스트립을 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리하여 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면상에 주석 전기 도금층을 형성한다. 이와 같이 하여 제조된 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 소정 칫수의 판으로 절단한다.
위에 나온 방법에 의하여 주석 도금 냉연강 스트립을 제조함에 있어서 종래에는 연속 어니일링 및 조질 압연의 각 공정마다 냉연강 스트립을 코일상으로 귄취하였다.
따라서 다음과 같은 문제가 있었다.
(1) 냉연강 스트립을 감아 올리고 풀어주는 설비와 코일상으로 귄취된 냉연강 스트립의 보관 및 다음 공정으로 운반등을 위한 설비가 각 공정마다 필요하다. 그 결과, 설비비와 운전비(running cost)가 상승한다.
(2) 위에 나온 공정 각각에 있어서 냉연강 스트립의 표면상에 불가피하게 산화물 등이 생성한다. 따라서 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리를 하기 전에 산화물 등을 제거하기 위한 공정이 필요하다.
그 결과 설비비와 운전비가 상승하고, 더욱이 산화물등의 제거가 불완전한 경우에는 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 품질이 저하한다.
위와 같은 문제를 해결하고 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 경제적으로 제조하기 위한 방법으로서 지금까지 아래의 방법이 제안되어 있다.
(1) 1991년 8월1일자로 공개된 일본국 특허 공개 공보 제3-177,597호에 개시된 아래의 공정(step)으로 된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 제조 방법.
(a) 냉연강 스트립을 탈지한 다음,
(b) 탈지된 냉연강 스트립에 연속 어니일링 처리를 하고
(c) 이어서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 조질 압연한 후,
(d) 조질 압연된 냉연강 스트립에 조질 압연에 계속하여 산세하지 않고 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 한다(이하 "선행기술 1"이라 함).
(2) 1991년 9월 11일자로 공개된 일본 특허 공개 공보 제3-207,887호에 개시된 아래의 공정으로 된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 제조 방법.
(a) 냉연강 스트립을 탈지한 다음,
(b) 탈지된 냉연강 스트립에 연속 어니일링 처리를 하고,
(c) 이어서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 조질 압연한 후,
(d) 조질 압연된 냉연강 스트립을 조질 압연에 계속하여 산세하고,
(e) 이어서 산세된 냉연강 스트립에 산세에 계속하여 주석 전기 도금욕 중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 한다(이하 "선행기술 2"라 함).
위에 나온 선행기술 1은 다음과 같은 문제를 가지고 있다. 주석 전기 도금 냉연강 스트립 제조 공정중에서 냉연강 스트립의 조질 압연은 주석 전기 도금 냉연강 스트립에 양호한 기계적 성질과 형상을 부여함에 있어서 극히 중요하다.
선행기술 1에서는 연속 어니일링 처리에 계속하여 위에 나온 냉연강 스트립의 조질 압연을 하여 두고, 조질 압연에 계속하여 조질 압연된 냉연강 스트립에 산세를 하지 않고 연속 주석 전기 도금 처리를 하고 있다.
냉연강 스트립의 조질 압연에는 조질 압연액을 사용하지 않고 하는 방법과 조질 압연액을 사용하는 방법이 있는데, 어느 방법이라도 조질 압연시에 압연로울과 냉연강 스트립 사이의 마찰에 의하여 불가피하게 철분이 발생하고, 발생한 철분이 냉연강 스트립의 표면에 부착한다. 더욱이 조질 압연액을 사용하여 조질 압연을 했을 경우에는 철분과 더불어 조질 압연액이 냉연강 스트립의 표면에 부착한다.
따라서 조질 압연된 냉연강 스트립을 조질 압연에 계속하여 주석 전기 도금욕 중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 할 때 내연강 스트립에 부착한 철분이 주석 전기 도금욕중에 혼입한다. 그 결과, 다음과 같은 문제가 생긴다.
(1) 철분을 함유하는 주석 전기 도금욕중에서 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리가 되기 때문에 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 형성된 주석 전기 도금층 중에 철이 함유된다.
그 결과, 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 내식성이 열화(劣化)한다.
(2) 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분으로 인하여 도금 불량이 발생한다.
(3) 주석 전기 도금욕을 주석 전기 도금조와 주석 전기 도금액 저장탱크 사이를 순환시키기 위한 도관중에 설치된 필터가 주석 전기 도금욕중에 혼입된 철분으로 인하여 막히게 된다.
그 결과, 주석 전기 도금조와 주석 전기 도금액 저장 탱크 사이에서 주석 전기 도금욕의 순조로운 순환이 곤란해진다.
더욱이, 냉연강 스트립의 조질 압연을 조질 압연액을 사용해서 할 경우에는 냉연강 스트립의 표면에 부착한 조립 압연액으로 인하여 주석 전기 도금욕중에서의 연속 주석 전기 도금 처리가 방해를 받게 된다.
위에 나온 선행기술 2는 다음과 같은 문제를 가지고 있다. 선행기술 2에서는 조질 압연된 냉연강 스트립을 조질 압연에 계속해서 산세한 다음, 산세된 냉연강 스트립에 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하고 있다.
따라서 조질 압연시에 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분 및/또는 조질 압연액은 조질 압연에 계속하여 실시되는 산세에 의하여 제거되기 때문에 선행기술 1의 위와 같은 문제는 해결된다.
그러나 산세를 위한 설비가 필요하기 때문에 설비비와 운전비가 증대하고, 또한 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 제조 설비가 전체가 장대화 한다.
이러한 상황하에서 냉연강 스트립의 조질 압연시에 철분이 발생하는 일이 없고, 따라서 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 설비가 필요 없으며, 이로 인해 설비비와 운전비를 감소시킬 수 있고, 품질이 우수한 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 수 있는 방법의 개발이 강력히 요망하고 있으나, 이러한 방법은 아직 제안되어 있지 않다.
따라서 본 발명의 목적은 냉연강 스트립의 조질 압연시에 철분이 발생하는 일이 없고, 따라서 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분 및/또는 잔존하는 조질 압연액을 제거하기 위한 설비가 필요 없으며, 이로 인해 설비비와 운전비를 감소시킬 수 있고 품질이 우수한 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 특징중의 하나에 따라 아래의 공정으로 된 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조하기 위한 방법이 제공된다.
(a) 냉연강 스트립을 탈지한 다음 탈지된 냉연강 스트립에 연속 어니일링 처리를 하고,
(b) 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하여 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 냉연강 스트립의 한쪽면당 0.1~2.8g/㎡의 범위내의 도금량을 가지는 주석 전기 도금층을 형성한 후,
(c) 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 가지는 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 1~5%의 범위내의 압하율(壓下率)로 조질 압연한다.
위에서 설명한 관점에서 부터 냉연강 스트립 조질 압연시에 철분 발생이 없고, 따라서 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 설비가 필요 없으며, 이로 인하여 설비비와 운전비를 감소시키고 품질이 우수한 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구를 거듭하였다.
그 결과, 다음과 같은 사실을 얻었다. 즉 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 경우에 있어서 냉연강 스트립의 조질 압연을 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 형성한 후 실시하면 조질 압연시에 철분이 발생하는 일은 없다. 따라서 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 종래의 설비가 필요 없고, 이로 인하여 설비비와 운전비가 감소되고 품질이 우수한 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 사실에 근거하여 완성된 것이다. 아래에 본 발명의 방법을 설명한다.
본 발명의 방법에 있어서 주석 전기 도금 냉연강 스트립은 다음과 같이 하여 제조된다.
(a) 냉연강 스트립을 탈지한 다음 탈지된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리를 하고,
(b) 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하여 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 냉연강 스트립의 한쪽 면당 0.1~2.8g/㎡의 범위 내의 도금량을 가지는 주석 전기 도금층을 형성한 후,
(c) 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 가지는 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 1~5%의 범위내의 압하율로 조질 압연한다.
위에 나온 바와 같이 본 발명의 방법에 있어서는 냉연강 스트립의 조질 압연은 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 형성한 후에 실시한다.
따라서 조질 압연시에 철분이 발생하는 일이 없고 철분이 냉연강 스트립 표면에 부착하는 일도 없다. 그러므로 조질 압연시에 발생한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 종래의 설비가 필요 없게 되고 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 제조 방법을 간략화 할 수 있다.
더욱이 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 형성된 주석 전기 도금층은 냉연강 스트립에 우수한 윤활성을 부여한다. 따라서 연속 주석 전기 도금 처리에 이어서 실시되는 조질 압연에서의 압연하중을 감소시킬 수 있다.
위에 나온 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 조질 압연시에 철분이 발생하는 일이 없고 조질 압연시에 있어서의 압연 하중이 감소된다. 따라서 조질 압연시에 압연로울의 마모가 적으므로 그 교환 빈도를 감소시킬 수 있다. 더욱이 종래에는 조질 압연액의 사용이 필요하였고, 입하율이 큰 조질 압연도 본 발명에서는 조질 압연액을 사용하지 않고 할 수가 있다.
연속 어니일링된 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 형성된 주석 전기 도금층의 도금량은 냉연강 스트립의 한쪽 면당 0.1~2.8g/㎡의 범위내로 한정해야 한다.
주석 전기 도금층의 도금량이 냉연강 스트립의 한쪽 면당 0.1g/㎡ 미만이면 DI캔용의 주석 전기 도금 냉연 강판에서 요구되는 방청성(防性)과 윤활성을 만족시킬 수 없고, 주석 전기 도금 처리에 계속하여 실시되는 조질 압연에 있어서의 압연하중을 감소시킬 수 없다. 한편, 주석 전기 도금층의 도금량이 냉연강 스트립의 한쪽 면당 2.8g/㎡을 초과하더라도 그 이상의 보다 양호한 효과를 얻을 수 없으므로 비경제적이다.
연속 어니일링된 냉연강 스트립의 연속 주석 전기 도금 처리는 공지의 페로스탄(ferrostan) 도금욕 또는 할로겐 도금욕등의 산성 주석 전기 도금욕 혹은 공지의 알칼리성 주석 전기 도금욕중에서 공지의 방법에 의하여 실시한다.
본 발명에서는 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 위에 나온 주석 전기 도금욕 중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하게 된다.
그 결과, 연속 어니일링된 냉연강 스트립의 표면에는 산화물 등이 거의 생성하지 않고, 산화물등이 생성한다 하더라도 그 량은 극히 작다. 따라서 연속 어니일링된 냉연강 스트립의 연속 주석 전기 도금 처리를 산세하는 일이 없이 실시할 수있다.
연속 어니일링된 냉연강 스트립에 알칼리성 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금처리를 한다는 것은 극히 유리하다. 즉 냉연강 스트립의 표면에 산화물 등이 생성하여도 알칼리성 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하면 산화물 등에 의한 악영향을 제거할 수 있다.
그리고 연속 주석 전기 도금 처리를 산성 주석 전기 도금욕중에서 실시할 경우에는 필요에 따라 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 산세하여도 좋다. 이 경우에 있어서는 선행 기술 2의 경우와 같이 철분 및/또는 조질 압연액의 제거를 위한 산세에 비하여 극히 가벼운 정도의 산세이어서 좋다.
연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 가지는 냉연강 스트립에 실시되는 조질 압연의 압하율은 1~5%의 범위내로 한정해야 한다.
조질 압연의 압하율이 1% 미만이면 바라는 바의 조질 압연 효과를 얻을 수 없다.
한편, 조질 압연의 압하율이 5%를 초과하면 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 형성된 주석 전기 도금층에 박리 또는 파손 등의 결함이 쉽사리 발생하게 된다.
연속 전기 도금 처리에 계속하여 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 가진 냉연강 스트립에 실시되는 조질 압연을 조질 압연액을 사용하지 않고 하여도 좋고 또는 조질 압연액을 사용하여 해도 좋다.
조질 압역액을 사용할 경우에는 지방상 에스테르계 유지로 된 조질 압연액을 사용해야 한다. 지방산 에스테르계 유지로 된 조질 압연액은 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 표면에 도포되는 방청 윤활유로서도 기능을 한다.
따라서 조질 압연후에 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 표면에 잔류해 있는 이러한 종류의 조질 압연액을 제거할 필요는 없다.
본 발명의 방법에서와 같이 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 가진 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 조질 압연한다는 것은 아직까지 실시된 바가 없다.
그 이유는 조질 압연에 의하여 주석 전기 도금층에 박리 또는 파손 등의 결함이 생기는 것으로 생각하고 있었기 때문이다.
얇고도 고강도인 주석 전기 도금 냉연 강판용 냉연강 스트립의 제조 방법으로서는 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리를 한 다음, 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 다시 냉간 압연하는 것으로 되어 있는 소위 DR법(Double Reduction Method)이 알려져 있다.
DR법에 의하여 냉연강 스트립을 제조할 경우에 있어서 냉연강 스트립의 2회째의 냉간 압연에 앞서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리하여 1회째의 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층을 형성하고자 하는 시도를 한적이 있었다. 그러나 2회째의 냉간 압연시에 주석 전기 도금층에 박리 또는 파손 등의 결함이 생겼기 때문에 이러한 시도는 실용화 되지 않고 있다.
그러나 위에 나온 시도에 있어서 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층이 형성된 냉연강 스트립에 대한 2회째의 냉간 압연은 20~50%의 범위내의 압하율로 실시하였다.
여기에 대하여 본 발명의 방법에서의 조질 압연은 위에 나온 바와 같이 1~5%의 범위내의 압하율로 실시되기 때문에 적어도 한쪽 표면에 주석 전기 도금층이 형성된 냉연강 스트립에 이와 같이 작은 압하율로 조질 압연을 하더라도 주석 전기 도금층이 손상되는 일은 없다. 조질 압연에 계속하여 조질 압연된 주석 전기 도금층의 표면에 크로메이트 피막을 형성하도 좋다.
주석 전기 도금층의 표면에 크로메이트 피막을 형성함으로써 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 내산화성, 나내식성(裸耐蝕性) 및 도료 밀착성을 한층 더 높일 수 있다.
크로메이트 피막 형성은, 예컨대 조질 압연된 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 중크롬산 나트륨 수용액등의 크로메이트 처리액중에 침지하거나 크로메이트 처리액중에서 음극 전기 분해 하는 등, 기타 공지의 방법으로 실시하여도 좋다.
그리고 조질 압연을 지방산 에스테르계 유지로 된 조질 압연액을 사용하여 실시했을 경우에는 주석 전기 도금층의 표면에 잔류해 있는 조질 압연액을 제거한 후 크로메이트 처리를 할 필요가 있다.
조질 압연에 계속하여 주석 전기 도금 냉연강 스트립 표면에 방청 윤활유를 도포하여도 좋다. 주석 전기 도금 냉연강 스트립층의 표면에 방청 윤활유를 도포함으로써 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 나내식성을 한층 더 높일 수 있다.
더욱이 도포된 방청 윤활유에 의하여 윤활성이 높아지기 때문에 소정 칫수의 판으로 절단된 주석 전기 도금 냉연 강판의 포장 작업등을 원활하게 할 수가 있고, 이와 같은 작업시에 주석 전기 도금 냉연 강판에 금이 있다든지 하는 등의 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 조질 압연을 지방산 에스테르계 유지로 된 조질 압연액을 사용하여 했을 경우에는 위에 나온 바와 같이 주석 전기 도금 냉연강 스트립 표면에 잔류해 있는 조질 압연액은 방청 윤활유로서도 기능을 한다. 따라서 이 경우에는 방청 윤활유를 도포할 필요가 없다. 그리고 크로메이트 처리에 계속하여 크로메이트 피막표면에 방청 윤활유를 도포 하여도 좋다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 주석 전기 도금 냉연강 스트립은 주로 DI캔의 캔 몸체용으로 사용되지만, DI캔의 관 몸체용에 한정되지 않고 드로온 앤드 리드로온 캔(drawn and redrawn can), 드로온 앤드 딘 리드로온 캔(drawn and thin vedrawn can) 또는 내면 도장을 하여 사용되는 드리이 피이스 캔(three-piece can) 등의 여러가지 캔 몸체용으로서도 사용할 수 있다.
다음에는 본 발명의 방법을 실시예에 따라 비교예와 대비하면서 더욱 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
각각 0.245mm의 두께를 가진 복수개의 냉연강 스트립의 양 표면을 전해탈지 (電解脫脂)한 다음, 물로 세척하고 건조하였다. 이어서 이와 같이 전해 탈지된 냉연강 스트립 각각을 환원 분위기중에서 연속 어니일링 처리를 하였다.
이어서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 산성 주석 전기 도금욕중에서 아래의 조건에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하여 냉연강 스트립의 양쪽 표면 각각에 제 1 표에 있는 바와 같이 냉연강 스트립의 한쪽 면당 0.1~2.8g/㎡의 범위내의 도금량을 가진 주석 전기 도금층을 형성하였다.
(a) 산성 주석 전기 도금욕 [페로스탄욕(ferrostan bath)]의 조성 :
2가의 주석 이온(Sn2+) : 30g/ℓ
4가의 주석 이온(Sn4+) : 1g/ℓ 이하,
유리산 : 20g/ℓ
광택제 : 10g/ℓ 이하,
(b) 도금욕의 온도 : 45℃
(c) 도금 전류 밀도 : 35A/d㎡
이어서 양쪽 표면 각각에 주석 전기 도금층을 가지는 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 아래의 조건에서 조질 압연액을 사용하지 않는 방식(이하 "건식"이라 함) 또는 지방산 에스테르계 유지로 된 조질 압연액을 사용하는 방식(이하 "습식"이라 함)으로 조질 압연하여 제 1 표에 있는 본 발명의 범위내의 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 공시체(이하 "본 발명 공시체"라 함) No. 1~No.4을 제조하였다. 그리고 습식의 조질 압연을 했을 경우의 지방산 에스테르계 유리로 된 조질 압연액으로서 세바스산 디옥틸(dioctyl sebacate)을 사용하였다.
조질 압연 조건 :
(a) 압연 온도 : 1.5m/분
(b) 스트립에 가해지는 장력
전방 장력 : 10N/㎟
후방 장력 : 10N/㎟
(c) 압연 로울러의 직경 : 250mm
(d) 압연 로울러의 표면 거칠기 : Rmax 약 5μm[무광택 마무리 가공(dull finishing)]
비교를 위하여 연속 어니일링된 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 조질 압연을 한 것외에는 본 발명 공시체 No.1~No.4와 마찬가지 조건에서 제 1 표에 아울러 나와 있는 본 발명의 범위밖의 방법에 의한 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 공시체(이하 "비교용 공시체"라 함) No.1 및 No.2를 제조하였다.
[표 1]
본 발명 공시체 No.1~No.4와 비교용 공시체 No.1 및 No.2 각각에 대하여 조질 압연시에 있어서의 압하율과 압연 하중의 관계를 조사하였다.
제 1 도는 그 조사결과를 나타낸 그래프이다. 제 1 도에서 "○"표는 본 발명 공시체 No.1을 나타내고, "◇"표는 본 발명 공시체 No.2를 나타내며, "△"표는 본 발명 공시체 No.3을, "□"표는 본 발명 공시체 No.4를 나타내고, "●"표는 비교용 공시체 No.1를 나타내며, "■"표는 비교용 공시체 No.2를 나타낸다. 제 1 도로부터 명백한 바와 같이 1% 이상의 입하율에서 건식으로 조질 압연한 본 발명 공시체 No.1~No.3의 각각의 압연 하중은 동일한 압하율에서 건식으로 조질 압연한 비교용 공시체 No.1의 압연 하중에 비하여 현저하게 낮았다. 습식으로 조질 압연한 본 발명 공시체 No.4의 압연 하중은 건식으로 조질 압연한 본 발명 공시체 No.1~No.3의 각각의 압연 하중에 비하여 동일한 입하율에 있어서 한증 더 낮았다. 이와 같이 본 발명 공시체 No.1~No.4 각각의 조질 압연시에 있어서의 압연하중은 양쪽 표면 각각에 형성된 주석 전기 도금층이 가지는 윤활 작용에 의하여 현저하게 감소되었다. 더욱이 비교용 공시체 No.1과 No.2의 조질 압연시에는 철분이 발생하였으나, 본 발명 공시체 No.1~No.4의 조질 압연시에는 철분이 발생하는 일은 없었다. 이어서 양쪽 표면 각각에 형성된 주석 전기 도금층의 도금량이 본 발명의 범위내에서 상이한 복수개의 본 발명 공시체에 대하여 1.5%의 입하율로 건식으로 조질 압현했을때의 압연하중을 조사하였다. 제 2 도는 그 조사결과를 나타내는 그래프이다. 제 2 도로부터 명백한 바와 같이 주석 전기 도금층의 도금량이 증가함에 따라 조절 압연시에 있어서의 압연하중은 감소하였다.
[실시예 2]
두께가 각각 0.245mm인 복수개의 냉연강 스트립의 양쪽 표면을 전해 탈지한 다음, 물로 세척하고 건조하였다. 이어서 이와 같이 전해 탈지된 각 냉연강 스트립을 환원 분위기중에서 연속 어니일링 처리를 하였다. 이어서 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 전해 산세하거나 혹은 전해 산세하지 않고 이들을 연속 어니일링 처리에 계속하여 페로스탄욕 또는 할로겐욕으로 된 산성 주석 전기 도금욕중에서 또는 알칼리성 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하였다. 이와 같이 하여 냉연강 스트립의 양쪽 표면 각각에 냉연강 스트립의 한쪽면당 1.1g/㎡ 또는 2.8g/㎡의 도금량을 가진 주석 전기 도금층을 형성하였다. 전해 산세 조건과 연속 주석 전기 도금 처리 조건을 아래와 같이 하였다.
(a) 전해 산세 조건
산세액의 조성 : 황산, 3~10g/ℓ.
산세액의 온도 : 상온
전기량 : 7~15쿨롱/d㎡
(b) 연속 주석 전기 도금 조건 :
(1) 페로스탄욕으로 된 산성 주석 전기 도금욕을 사용했을때의 주석 전기 도금 조건 :
(a) 도금욕의 조성
2가의 주석 이온(Sn2+) : 30g/ℓ
4가의 주석 이온(Sn4+) : 1g/ℓ 이하,
유리산 : 20g/ℓ
광택제 : 10g/ℓ 이하,
(b) 도금욕의 온도 : 45℃
(c) 도금 전류 밀도 : 35A/d㎡
(2) 할로겐욕으로 된 산성 주석 전기 도금욕을 사용했을때의 주석 전기 도금 조건 :
(a) 도금욕의 조성 :
염화주석(SnCl2) : 75g/ℓ
플루오르화 나트륨(NaF) : 25g/ℓ
플루오르화 칼륨·플루오르화 수소(KF·HF) : 50g/ℓ
염화나트륨(NaCl) : 45g/ℓ
2가의 주석 이온(Sn2+) : 36g/ℓ
4가의 주석 이온(Sn4+) : 1g/ℓ
광택제 : 2g/ℓ
(b) 도금욕의 온도 : 65℃
(c) 주석 전류 밀도 : 50A/d㎡
(3) 알칼리성 주석 전기 도금욕을 사용했을때의 주석 전기 도금 조건 :
(a) 도금욕의 조성 :
2가의 주석 이온(Sn2+) : 1g/ℓ 이하,
4가의 주석 이온(Sn4+) : 45g/ℓ,
수산화 나트륨(NaOH) : 15g/ℓ
(b) 도금욕의 온도 : 85℃
(c) 도금 전류 밀도 : 6.5A/d㎡
이어서 양쪽 표면 각각에 주석 전기 도금층을 가진 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 실시예 1에서와 동일한 조건에서 1.0%, 1.5% 또는 4.0%의 압하율로 건식 또는 습식으로 조질 압연하여 제 2 표에 나와 있는 본 발명 공시체 No.5~No.18을 제조하였다. 제 2 표에 있는 바와 같이 본 발명 공시체 No.5~No.11 각각은 주석 전기 도금 처리에 앞서 전해 산세 처리를 하지 않은 것이고, No.12~No.18 각각은 주석 전기 도금 처리에 앞서 전해 산세 처리를 한 것이다.
그리고 본 발명 공시체 No.7~No.14 각각은 조질 압연에 계속하여 아래 조건으로 침지법에 의하여 크로메이트 처리를 하여 주석 전기 도금층의 표면에 냉연강 스트립 한쪽면당 금속 크롬으로 환산하여 1.5mg/㎡의 량의 크로메이트 피막을 형성하였다.
크로메이트 처리 조건 :
(a) 크로메이트 처리액의 조성 :
중크롬산 나트륨(Na2Cr2O7) : 30g/ℓ
(b) 크로메이트 처리액의 pH 값 : 4.0
(c) 크로메이트 처리액의 온도 : 40℃
(d) 침지 시간 : 1초
비교를 위하여 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 조질 압연한 것외는 본 발명 공시체 No.5~No.18과 동일한 조건에서 제 3 표에 나와 있는 비교용 공시체 No.3~No.18을 제조 하였다.
제 3 표에 있는 바와 같이 비교용 공시체 No.3~No.10에 있어서는 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 전해 산세하지 않은 것이고, 비교용 공시체 No.11~No.18에 있어서는 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 전해 산세 처리한 것이다. 비교용 공시체 No.1~No.10 및 No.15~No.18에 있어서는 조절 압연된 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 조절 압연시에 발생한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 전처리를 한 것이다.
[표 2]
[표 3]
본 발명 공시체 No.5~No.18 및 비교용 공시체 No.3~No.18 각각에 대하여 그 외관과 나내식성(bare corrosion resistance)을 조사하였다. 그 조사 결과는 본 발명 공시체 No.5~No.18에 대해서는 제 2 표에, 그리고 비교용 공시체 No.3~No.18에 대해서는 제 3 표에 나와 있다.
(1) 외관 :
본 발명 공시체 No.5~No.18 및 비교용 공시체 No.3~No.18 각각을 유기 용매로 탈지한 다음, 탈지된 각 공시체의 외관을 눈으로 보아 조사하여 평가하였다. 그 평가 기준을 다음과 같이 하였다.
◎ : 공시체 표면에 도금 불균일 및 혼탁이 없고 외관이 우수함.
○ : 공시체 표면에 실용상 지장 없을 정도의 약간의 도금 불균일 및 혼탁이 생김.
× : 공시체 표면에 다량의 도금 불균일 및 혼탁이 생겨 외관이 불량함.
(2) 나내식성 :
본 발명 공시체 No.5~No.18 및 비교용 공시체 No.3~No.18 각각을 유기 용매로 탈지한 다음, 탈지된 각 공시체를 옥내에 폭로한 후 각 공시체의 표면에 점 형상의 녹이 발생하기까지의 기간을 조사하여 이것을 평가하였다. 평가 기준을 다음과 같이 하였다.
◎ : 폭로후 15~21일 사이에 공시체의 80mm×80mm되는 표면 적중에 점 형상의 녹이 발생함.
○ : 폭로후 8~14일 사이에 위의 표면적중에 점 형상의 녹이 발생함.
× : 폭로후 7일 이내에 위의 표면적중에 점 형상의 녹이 발생함.
제 3 표로부터 명백한 바와 같이 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 조질 압연한 다음, 연속 주석 전기 도금 처리를 한 비교용 공시체 No.3~No.6의 각각의 나내식성은 불량하였다. 조질 압연을 습식으로 한 비교용 공시체 No.5는 그 외관도 불량하였다. 조질 압연된 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 조질 압연시에 발생한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 전처리를 한 비교용 공시체 No.7~No.10 각각의 외관과 나내식성은 양호하였으나, 위에 나온 전처리를 위하여 설비비와 운전비가 증대하였다. 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 연속 어니일링 처리에 계속하여 산세한 다음 조질 압연하고, 이어서 조질 압연된 냉연강 스트립에 조질 압연에 계속하여 연속 주석 전기 도금 처리를 한 비교용 공시체 No.11~No.14의 각각의 나내식성은 불량하였다. 조질 압연을 습식으로 한 비교용 공시체 No.13은 그 외관도 불량하였다.
조질 압연된 냉연강 스트립에 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서, 조질 압연시에 발생한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 전처리를 한 비교용 공시체 No.15~No.18 각각의 외관 및 나내식성은 양호하였으나, 위에 나온 전처리를 위하여 설비비와 운전비가 증대하였다.
여기에 대하여 연속 주석 전기 도금 처리에 이어서 주석 전기 도금층을 가진 냉연강 스트립을 조질 압연한 본 발명 공시체 No.5~No.18의 외관 및 나내식성은 어느것이나 모두 우수하였다. 더욱이 본 발명 공시체 No.5~NO.18의 경우에는 어느 것이나 모두 그 조질 압연시에 철분이 발생하지 않았기 때문에 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 설비가 필요 없었다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 냉연강 스트립의 조질 압연시에 철분이 발생하는 일이 없고, 따라서 냉연강 스트립의 표면에 부착한 철분 및/또는 조질 압연액을 제거하기 위한 설비가 필요 없으므로 설비비와 운전비를 감소시킬 수 있고 품질이 우수한 주석 전기 도금 냉연강 스트립을 제조할 수 있어 공업상 유용한 효과를 가져온다.

Claims (14)

  1. (가) 냉연강 스트립을 탈지한 다음, 탈지된 냉연강 스트립에 연속 어니일링 처리를 하고, (나) 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 상기 연속 어니일링 처리에 계속하여 주석 전기 도금욕중에서 연속 주석 전기 도금 처리를 하여 상기 냉연강 스트립의 적어도 한쪽 표면에 상기 냉연강 스트립의 한쪽면당 0.1~2.8g/㎡의 범위내의 도금량을 가지는 주석 전기 도금층을 형성한 후, (다) 상기 적어도 한쪽 표면에 상기 주석 전기 도금층을 가지는 상기 냉연강 스트립을 상기 연속 주석 전기 도금 처리에 계속하여 1~5%의 범위내의 압하율로 조질 압연하는 공정 단계로 된 주석 전기 도금 냉연강 스트립의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연속 주석 전기 도금 처리를 산성 주석 전기 도금욕 중에서 실시함을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연속 주석 전기 도금 처리를 알칼리성 주석 전기 도금욕 중에서 실시함을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 연속 주석 전기 도금 처리에 앞서 상기 연속 어니일링된 냉연강 스트립을 산세함을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 조질 압연을 조질 압연액을 사용하지 않고 실시함을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 조질 압연을 지방산 에스테르계 유지로 된 조질 압연액을 사용하여 실시함을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 조질 압연된 냉연강 스트립에 대하여 상기 조질 압연에 계속하여 크로메이트 처리를 하여 상기 주석 전기 도금층의 표면에 크로메이트 피막을 형성함을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 조질 압연된 냉연강 스트립에 대하여 상기 조질 압연에 계속하여 크로메이트 처리를 하여 상기 주석 전기 도금층의 표면에 크로메이트 피막을 형성함을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 조질 압연된 냉연강 스트립에 대하여 상기 조질 압연에 계속하여 크로메이트 처리를 하여 상기 주석 전기 도금층의 표면에 크로메이트 피막을 형성함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 조질 압연에 계속하여 상기 주석 전기 도금층의 표면에 방청 윤활유를 도포함을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 조질 압연에 계속하여 상기 주석 전기 도금층의 표면에 방청 윤활유를 도포함을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 크로메이트 처리에 계속하여 상기 크로메이트 피막의 표면에 방청 윤활유를 도포함을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 크로메이트 처리에 계속하여 상기 크로메이트 피막의 표면에 방청 윤활유를 도포함을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 크로메이트 처리에 계속하여 상기 크로메이트 피막의 표면에 방청 윤활유를 도포함을 특징으로 하는 제조 방법.
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