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Patent Searching and Data


Title:
BLACK PLATED STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/117520
Kind Code:
A1
Abstract:
Embodiments of the present invention provide a technology for forming within a short time a coating having a high value-added appearance quality and excellent hardness on a surface of a steel sheet.

Inventors:
KIM HYE JEONG (KR)
BYUN GAB SIK (KR)
LEE KYUNG HWANG (KR)
CHOI MI SEON (KR)
Application Number:
PCT/KR2017/014568
Publication Date:
June 28, 2018
Filing Date:
December 12, 2017
Export Citation:
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Assignee:
RES INST IND SCIENCE & TECH (KR)
International Classes:
C23C8/12; C22C18/00; C22C18/04; C23C2/06; C23C2/28; C23C2/40; C23C8/04
Foreign References:
KR20150002669A2015-01-07
KR20140128464A2014-11-05
JP2001279414A2001-10-10
JP2004256838A2004-09-16
JP2008261024A2008-10-30
Attorney, Agent or Firm:
YOU ME PATENT AND LAW FIRM (KR)
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Claims:
【청구범위】

【청구항 1]

강판; 및 상기 강판 표면에 위치하는 피막;을 포함하되 ,

상기 피막은,

Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 흔재된 ZnO, A1203, 및

MgO;을 포함하고,

표면에서의 명도 L값이 60 이하 (단, "0 제외)인,

흑색 도금 강판.

【청구항 2]

제 1항에 있어서,

상기 피막의 두께는,

2 내지 4 인 것인,

혹색 도금 강판.

【청구항 3】

제 2항에 있어서,

상기 ZnO은 ,

상기 피막의 표면으로부터 1.5 내지 3.5 의 깊이까지 존재하는 것인,

혹색 도금 강판.

[청구항 4】

게 2항에 있어서, ,

상기 MgO 및 A1 은 각각 ,

상기 피막의 표면으로부터 3 내지 4 의 깊이까지 존재하는 것인, 혹색 도금 강판.

【청구항 5】

제 2항에 있어서,

상기 피막은 ,

A1 및 Mg를 더 포함하는 것인,

흑색 도금 강판.

【청구항 6】 제 5항에 있어서, .

상기 A1 및 Mg는 각각,

상기 피막의 표면으로부터 1.5 내지 2.5 의 깊이로부터. 상기 강판과의 경계면까지 점차 존재량이 증가하는 것인,

혹색 도금 강판.

【청구항 7】

제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 강판은,

Zn, A1, 및 Mg을 포함하는 3원계 도금 강판인,

혹색 도금 강판.

【청구항 8]

밀폐 용기 내부의 공기 (air) 일부 또는 전부를 제거하는, 공기 제거 단계;

상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에, 산소 ( )를 투입하는, 산소 투입 단계 ;

상기 산소 투입 단계를 거친 밀폐 용기 내부에서 , 도금 강판 또는 Zn 합금계 도금 강판을 항습 열처리하는, 항습 열처리 단계;를 포함하되 , 상기 항습 열처리 단계에서, 상기 도금 강판 표면에서의 명도 L값을 60 이하 (단, 0 제외)로 제어하는 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 9】

제 8항에 있어서,

상기 공기 제거 단계는,

상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0 bar에 도달할 때까지,

상기 밀폐 용기 내부의 공기 (air) 전부를 제거하는 것인 ,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 10】

제 9항에 있어서,

상기 산소 투입 단계는,

상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0.5 내지 1.5 bar에 도달할 때까지, 상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에 산소를 투입하는 인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 11】

제 10항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계는,

100 °C 이상에서 160 °C 이하의 은도 범위에서 수행되는 것인, 혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 12】

제 10항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계는,

50 내지 100 H 이하의 범위 내, 일정한 습도로 수행되는 것인, 혹색 도금 강판의 제조 방법 .

[청구항 13】

제 10항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계는,

2시간 이내 (단, 0시간 제외)로 수행되는 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 14】

제 13항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계는,

0.5 내지 2시간 동안 수행되는 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 15】

게 8항 내지 제 14항 증 어느 한 항에 있어서,

상기 Zn 합금계 도금 강판은,

A l , Mg , 및 ¾의 3원계 도금 강판인 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 16】

제 15항에 있어서, 상기 Zn 합금계 도금 강판은,

강판 표면에 , A1 1.0내지 22.0질량 % , Mg 1.3내지 10.0질량 잔부는 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금층이 형성된 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

【청구항 17】

제 16항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계에서,

상기 도금층이 산화되는 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 . .

【청구항 18】

제 17항에 있어서,

상기 항습 열처리 단계에서,

상기 도금층이 산화되어, Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 흔재된 ZnO , AI 203 ) 및 MgO을 포함하는 피막으로 전환되는 것인,

혹색 도금 강판의 제조 방법 .

Description:
【명세서】

【발명의 명칭】

흑색 도금 강판 및 이의 제조방법

【기술분야】

혹색 도금 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

【발명의 배경이 되는 기술】

일반적으로 철을 기반으로 하는 강판은 기계적 강도가 높으면서도 치수 안정성이 높아, 자동차 부품 등의 제조에 사용되고 있는 소재 중 하나이다. 최근에는, 건축물 재료, 가전 제품, 자동차 등의 분야에서도 부가가치가 높은 외관 품질 및 우수한 경도를 가지는 강판이 요구되고 있다.

특히, A卜 Mg-Zn 3원계 도금 강판은 고갈되는 원소인 Zn 합금의 사용량을 줄이고, A1과 Mg을 통해 낮은 두께로도 고내식 강판을 만들 수 있다. 구체적으로, Zn에 Mg나 A1만 첨가되는 2원계 도금강판에 비해, 내식성이 매우 우수하여 현재 사용량이 계속 증가하는 추세이다. 이와 관련하여, , 또는 Zn계 합금을 강판 표면에 도금하는 방법이 알려져 있다. 다만, 도금강판은 도금층의 다양한 합금 원소로 인해 도금층 색상이 균일하지 못하거나 강도가 약해 외관 품질이 균일하지 않은 문제가 있다. 이를 해결하고, 방열성이 우수한 강판을 만들기 위해 종래 JP1997-0143679 에서는 Zn 과 Mg 이 포함된 2 원계 도금 강판을 항습 열처리 함으로써 Mg(OH) 2 와 ZnO를 통해 혹색화하는 방법이 소개되어 있다 그러나 이는 2 원계 도금 강판이며, 처리 온도가 낮아 처리 시간이 매우 긴 단점이 있다.

【발명의 내용】 '

【해결하고자 하는 과제】 - 발명의 구현예들에서는, 강판 표면에 부가가치가 높은 외관 품질 및 우수한 경도를 가지는 피막을 단시간 내 형성하는 기술을 제공한다.

【과제의 해결 수단】

본 발명의 일 구현예에서는, 강판; 및 상기 강판 표면에 위치하는 피막;을 포함하는 흑색 도금 강판을 제공한다. 단, 상기 흑색 도금 강판에서 피막은, Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 흔재된 ZnO, A1 2 0 3 , 및 MgO;을 포함하고, 표면에서의 명도 L값이 60 이하 (단, 0 제외)이다. 더 구체적으로, 명도 L값이 40이하 (단, 0 제외)이다.

구체적으로, 상기 피막의 두께는, 2 내지 4 일 수 있다.

상기 ZnO은, 상기 피막의 표면으로부터 1.5 내지 3.5 mi의 깊이까지 존재할 수 있다.

상기 MgO 및 A1 2 0 3 은 각각, 상기 피막의 표면으로부터 3 내지 4 의 깊이까지 존재할 수 있다.

상기 피막은, A1 및 Mg를 더 포함할 수 있다. 이 . 경우, 상기 A1 및

Mg는 각각, 상기 피막의 ' 표면으로부터 1.5 내지 2.5 의 깊이로부터 상기 강판과의 경계면까지 점차 존재량이 증가할 수 있다.

최종 강판의 피막에서, ZnO, A1 2 0 3 , 및 MgO이 각각 20 중량 이내 (단, 0 중량 % 제외)로 존재하고, 잔부는 ZnO의 수화물, M 2 0 3 의 수화물, MgO의 수화물, 또는 이들의 흔합물로 존재할 수 있다.

한편, 상기 강판은 Zn, Al, Mg을 포함하는 3원계 도금 강판일 수 있다. 본 발명의 다른 일 구현예에서는, 밀폐 용기 내부의 공기 (air) 일부 또는 전부를 제거하는, 공기 제거 단계; 상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에, 산소 (0 2 )를 투입하는, 산소 투입 단계; 상기 산소 투입 단계를 거친 밀폐 용기 내부에서, Zn 도금 강판 또는 Zn 합금계 도금 강판을 항습 열처리하는, 항습 열처리 단계;를 포함하는 혹색 도금 강판의 제조 방법을 제공한다.

단, 상기 혹색 도금 강판의 제조 방법은, 상기 항습 열처리 단계에서, 상기 도금 강판 표면에서의 명도 L값을 60 이하 (단, 0 제외)로 제어하는 것이다. 더 구체적으로, 명도 L값을 40이하 (단, 0제외)로 제어하는 것이다. 구체적으로, 상기 공기 제거 단계는, 상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0 bar에 도달할 때까지, 상기 밀폐 용기 내부의 공기 (air) 전부를 제거하는 것일 수 있다.

상기 산소 투입 단계는, 상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0.5 내지 1.5 bar에 도달할 때까지 , 상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에 산소를 투입하는 것일 수 있다.

상기 항습 열처리 단계는, 100 °C 이상에서 160 °C 이하의 온도 범위에서, 50 내지 100 H% 이하의 범위 내 일정한 습도로 수행될 수 있다. 또한, 상기 항습 열처리 단계는, 2시간 이내 (단, 0시간 제외), 구체적으로 0 . 5 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.

한편 , 상기 Zn합금계 도금 강판은, A l , Mg , 및 Zn의 3원계 도금 강판일 수 있다. 구체적으로, 상기 Zn 합금계 도금 강판은, 마그네슘계 또는 마그네슘 합금계 강판 표면에, A1 1 .0 내지 22 . 0 질량 Mg 1 .3 내지 10 .0 질량 % , 잔부로 Zn 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 도금층이 형성된 것일 수 있다.

상기 항습 열처리 단계에서 , 상기 도금층이 산화되어, Zn매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 흔재된 ΖηΟ , Α1 2 0 3 , 및 MgO ;을 포함하는 피막으로 전환될 수 있다.

【발명의 효과】

본 발명의 일 구현예에 따르면, 강관 표면에 부가가치가 높은 외관 품질 및 우수한 경도를 가지는 피막을 단시간 내 형성할 수 있다.

구체적으로, 표면 품질이 우수한 A卜 Mg-Zn 3 원계 혹색 도금 강판을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 항습 열처리를 통해, 표면이 균일하고 부가가치가 높은 혹색 도금 강판을 제공할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 수증기 산화 방식을 이용하여, 짧은 시간 내에 강판 표면에 치밀한 산화막을 생성할 수 있다. 이로부터, 경도가 높은 강판을 제공할 수 있다.

【도면의 간단한 설명】

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 3에서, 도금 강판이 항습 열처리되는 조건에 따른 표면 명도 L값을 기톡한 그래프이다.

도 2는 본 발명의 실시예 4의 피막 두께별 물질의 분포도를 나타낸 것이다. .

도 3은 본 ' 발명의 실시예 4의 실시예 4의 표면에 대한 EDS 분석 결과이다.

도 4는 본 발명의 실시예 4 및 5의 항습 열처리 전후 피막의 FIB— TEM 및 모식도이다. 도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 5로부터 확장된 항습 열처리 조건에 따른 외관 평가 결과이다.

도 6은, 본 발명의 실시예 1 내지 5로부터 확장된 도금 강판의 전처리 조건 및 항습 열처리 조건에 따른 외관 평가 결과이다.

【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 . 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 구현예에서는, 강판; 및 상기 강판 표면에 위치하는 피막;을 포함하는 흑색 도금 강판을 제공한다. 단, 상기 흑색 도금 강판에서 피막은, Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 흔재된 ZnO , AI 2 0 3 > 및 MgO ;을 포함하고, 표면에서의 명도 L값이 40 이하 (단, 0 제외)이다.

또한, 본 발명의 다른 일 구현예에서는, 밀폐 용기 내부의 공기 ( a i r ) 일부 또는 전부를 제거하는, 공기 제거 단계; 상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에, 산소 (0 2 )를 투입하는, 산소 투입 단계; 상기 산소 투입 단계를 거친 밀폐 용기 내부에세 Zn 도금 강판 또는 Zn 합금계 도금 강판을 항습 열처리하는, 항습 열처리 단계;를 포함하는 흑색 도금 강판의 제조 방법을 제공한다. 단, 상기 혹색 도금 강판의 제조 방법은, 상기 항습 열처리 단계에서, 상기 도금 강판 표면에서의 명도 L값을 40 이하 (단, 0 제외)로 제어하는 것이다.

이하, 본 발명의 구현예들로 제공하는 혹색 도금 강판의 제조 방법 및 그에 따라 최종 수득되는 흑색 도금 강판을 상세히 설명한다.

일반적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 최근 건축물 재료, 가전 제품, 자동차 둥의 분야에서는, 부가가치가 높은 외관 품질 및 우수한 경도를 가지는 강판이 요구되고 있다.

이와 관련하여, Zn , 또는 Zn계 합금을 강판 표면에 도금하는 방법이 알려져 있으나, 표면이 균일하지 못하는 등, 외관 품질이 좋지 않은 것으로 알려져 있다.

그러나, 본 발명의 일 구현예에 따라, 습도가 일정하게 제어되는 밀폐 용 내에서 도금 강판 또는 합금계 도금 강판을 열처리하면 , 상기 도금층이 산화되면서, 균일한 표면을 가지는 피막으로 전환될 수 있다. 구체적으로, 상기 도금 강판은 Zn 합금계 도금 강판일 수 있고, 예를 들어 A1 . Mg , 및 Zn의 3원계 도금 강판일 수 있다. 이에 따라, 상기 피막은 Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매트릭스 내부에 혼재된 ZnO , A1 2 0 3 , 및 MgO ;을 포함할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 구현예에 따라, 상기 밀폐 용기 내부의 산소를 높인 상태에서 항습 열처리하면, 단시간 ' 내 상기 피막을 형성할 수 있다. 구체적으로 상기 밀폐 용기 내부의 공기 (a i r ) 일부 또는 전부를 제거한 후 산소 ( )를 투입하면, 높은 산소 농도에 의해, 상기 피막의 표면 전면에서, 명도 L값이 단시간 내 60이하 (단, 0 제외)로 도달할 수 있다.

더 구체적으로, 40 이하 (단, 0 제외)로 도달할 수 있다.

이하 본 명세서에서, 명도 L값이란, 색차계로 측정한 색차계의 명도 (Lightness) 값을 의미한다. 상기 명도 L*값이 낮을수록 피막의 혹색 정도가 높은 것을 의미한다. 보다 구체적으로, 검정색일 경우 명도 L*값은 0으로 표현되고 흰색일 경우 상기 L*값은 100으로 표현된다.

이에 따라, 상기 피막의 표면 색상이 균일하게 혹색화되어, 부가가치가 높은 외관 품질을 가질 수 있다. 또한, 상기 피막의 내부 조직이 치밀해져, 높은 경도를 가질 수 있다.

구체적으로, 상기 공기 제거 단계는, 상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0 bar에 도달할 때까지, 상기 밀폐 용기 내부의 공기 (ai r ) 일부 또는 전부를 제거하는 것일 수 있다.

다만, 상기 공기 제거 후 밀폐 용기 내부의 압력 상기 범위 초과인 경우, 이후 단계에서 산소를 투입하더라도 그 농도가 충분하지 못하여, 명도 L값이 60이하 (단, 0제외)로 도달하는 시간이 지연될 수 있다. 뿐만 아니라, 표면 색상이 균일하게 혹색화되지 못하고, 피막 내부 조직이 치밀하게 형성되지 못할 수 있다. 상기 산소 투입 단계는, 상기 밀폐 용기 내부의 압력이 0 .5 내지 1 . 5 bar에 도달할 때.까지, 상기 공기 제거 단계를 거친 밀폐 용기 내부에 산소를 투입하는 것일 수 있다.

상기 산소 투입 후 밀폐 용기 내부의 압력이 상기 범위 미만인 경우, 산소 농도가 층분하지 못하여 명도 L값이 60 이하 (단, 0 제외)로 도달하는 시간이 지연될 수 있다. 더해서, 표면 색상이 균일하게 혹색화되지 못하고, 피막 내부 조직이 치밀하게 형성되지 못할 수 있다.

상기 항습 열처리 단계는, 100 °C이상에서 160 °C이하의 온도 범위에서, 50 내지 100 RH% 이하의 범위 내 일정한 습도로 수행될 수 있다.

또한, 상기 항습 열처리 단계는, 2시간 이내 (단, 0시간 게외)로 수행할 수 있다. 구체적으로 0. 5 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.

이러한 내부 기체 분위기, 은도, 및 습도 조건에서, 상기 도금층이 산화되어, Zn 매트릭스; 및 상기 Zn 매 ' 트릭스 내부에 흔재된 ZnO , A1 2 0 3 , 및 MgO을 포함하는 피막으로 전환될 수 있다.

다만, 표면의 L값이 60 이하에 도달하는 데 소요되는 시간은 상기 범위 내에서 상이할 수 있다. 구체적으로, 항습 열처리 온도가 높아질수록, 습도가 높을수록, 표면의 L값이 60 이하에 도달하는 데 소요되는 시간이 짧아진다.

보다 구체적으로, 상기 피막의 두께는, 2내지 4 일 수 있다. 피막의 두께가 너무 두꺼울 경우, 피막의 부스러짐이 발생할 수 있다. 따라서. 피막의 두께는 상기 범위일 수 있다.

이러한 피막의 전 영역에, 상기 Zn 매트릭스가 분포할 수 있다. 다만, 상기 Zn 매트릭스 내에서 ZnO , AI2O3 , 및 MgO은 각각 상기 피막의 표면으로부터 일정 깊이까지 존재할 수 있다.

구체적으로, 상기 ZnO은,상기 피막의 표면으로부터 1 . 5내지 3 . 5 의 깊이까지 존재할 수 있다. 또한, 상기 MgO 및 Α 1 2 0 3 은 각각, 상기 도금층의 표면으로부터 3내지 4 의 깊이까지 존재할 수 있다. 즉, 상기 MgO및 A1 2 0 3 은 각각, 상기 ZnO보다 깊은 영역까지 존재할 수 있다.

한편, 상기 피막은 A1 및 Mg를 포함하는 Zn계 도금층에서 유래한 것이므로, A 1 및 Mg를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 A 1 및 Mg는 각각, 상기 피막의 표면으로부터 1.5 내지 2.5 의 깊이로부터 상기 강판과의 경계면까지 점차 존재량이 증가할 수 있다.

최종 강판의 피막에서, ZnO, A1 2 0 3 , 및 MgO이 각각 20중량 %이내 (단, 0 중량 %제외)로 존재하고, 잔부는 ZnO의 수화물, A1 2 0 3 의 수화물, MgO의 수화물 또는 이들의 흔합물로 존재할 수 있다.

한편, 상기 강판이 Al, Mg, 및 Zn의 3원계 도금 강판일 경우, A1 1.0 내지 22.0 질량? ¾, Mg 1.3 내지 10.0 질량 ¾>, 잔부는 Zn 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 도금층이 강판 표면에 형성된 것일 수 있다.

상기 도금층 내부 소재 (즉, 강판)은, Al, Mg, 및 ¾의 3원계 도금 강판일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예, 이에 대비되는 비교예, 및 이들의 평가예를 설명한다. 다만, 이하의 실시예는 본 발명의 실시예 중 일부일 뿐, 이에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.

실시예 1 (항습 열처리 조건: 은도 160 °C, 습도 79 RH¾)

(1) 도금 강판 준비

표면에 용융 A1 및 Mg를 포함하는 Zn계 도금층이 형성된 3원계 도금강판을 사용하였다. 구체적으로, 상기 도금 강판은, Zn, Al, 및 Mg를 포함하는 3원계 아연 도금강판이다.

(2) 항습 열처리 전 밀폐 용기 내부 기체 분위기 제어

. 밀폐 용기를 준비하여, 펌프를 이용하여 0 bar에 도달할 때까지 공기를 빼낸 후, 또 다른 펌프를 이용하여 1 bar에 도달할 때까지 산소를 투입하였다.

(3) 항습 열처리

상기 내부 기체 분위가가 조성된 밀폐 용기 내부에 , 상기 도금 강판을 위치시켰다. 상기 밀폐 용기가 밀폐된 상태에서 79 1 %의 일정한 습도를 유지하게끔 제어하면서, 160 0 C의 온도로 열처리하였다.

상기 항습 열처리에 따라, 상기 도금 강판의 도금층이 산화되면서, 표면 색상이 혹색화된 피막으로 전환되었다.

실시예 2 (항습 열처리 조건: 은도 140 °C, 습도 75 RH%)

항습 열처리 조건에서 은도 140 °C 및 습도 75 RH%로 변경한 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 도금 강판의 표면을 혹색화하였다. 실시예 3 (항습 열처리 조건: 은도 135 °C , 습도 90 RH%)

항습 열처리 조건에서 온도 135 °C 및 습도 90 로 변경한 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 도금 강판의 표면을 흑색화하였다.

실시예 4 (항습 열처리 조건: 은도 150 °C , 습도 95 RH%)

항습 열처리 조건에서 온도 150 °C 및 습도 95 [ ¾로 변경하고, 1시간 처리한 것을 제외하고 나머지는 실시예 . 1과 동일하게 도금 강판의 표면을 혹색화하였다.

실시예 5 (항습 열처리 조건: 온도 150 "C , 습도 95 RH%)

항습 열처리 조건에서 은도 150 °C 및 습도 95 RH%로 변경하고,

0.2시간 처리한 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 도금 강판의 표면을 혹색화하였다.

. 평가예 1

실시예 1 내지 3 각각에 대해, 항습 열처리 시간에 따라 형성되는 피막의 명도 L 값을 측정하여 도 1에 나타내었다.

도 1에 따르면, 밀폐 용기 내부의 산소 농도를 높게 형성한 상태에서 항습 열처리함에 따라, 실시예 1 내지 3 모두 , 2시간 내 표면의 L값이 40% 이하에 도달한 갓을 확인할 수 있다.

또한, 실시예 1 내지 3 각각, 표면의 L값이 40% 이하인 특정 값에 도달하면, 더 이상 낮아지지 않음을 확인할 수 있다. 구체적으로, 최종 수득된 혹색 도금 강판에서 L값은 25 내지 30 에 수렴한다.

한편, 표면의 L값이 40% 이하에 도달하는 데 소요되는 시간이 실시예 1 내지 3에서 상이한데, 이는 항습 열처리 은도 및 습도의 차이에 기인한 것이다. 구체적으로, 항습 열처리 은도가 높아질수록, 습도가 높을수록, 표면의 L값이 40% 이하에 도달하는 데 소요되는 시간이 짧아진다.

평가예 2

도 2는, 실시예 4의 피막 두께별 물질의 분포도를 나타낸 것이다. 도 2에서, Zn 산화물은 표면으로부터 약 2 의 깊이까지 존재하며, Zn 금속은 표면으로부터 깊어질수록 존재량이 증가하며 , A1 및 Mg의 각 산화물은 표면으로부터 약 3 .5 의 깊이까지 존재하며, A1 및 Mg의 각 금속은 표면으로부터 약 깊이에서 더 깊어질수록 존재량이 증가함올 확인할 수 있다. 또한, Zn 산화물보다 A1 및 Mg의 각 산화물이 존재하는 깊이가 더 깊음을 알 수 있다. 전체적으로 산화물은 표면으로부터 약 3 내지 4 卿의 깊이까지 분포된 것으로 보인다.

도 3은, 실시예 4의 표면에 대한 EDS 분석 결과이다.

도 3에서, Zn 산화물이 존재하는 구역과 Zn , A1 , 및 Mg의 각 산화물이 존재하는 구역이 흔재하는 것으로 나타난다.

도 4는, 실시예 4 및 5의 항습 열처리 시간에 따른 피막의 FIB-TEM 및 모식도이다.

도 4에서, a 및 d는 항습 열처리 전 특성이며, b 및 e는 150 o C , 95RH% , 및 0.2시간 조건에서 항습 열처리 후 특성이며 (실시예 5) , c 및 f는 150 , 95RH%, 및 1시간 조건에서 항습 열처리 후 특성이다 (실시예 4) . 이에 따라, 동일 은도 및 습도 조건에서 열처리 시간에 따른 영향을 파악할 수 있다. 구체적으로, 항습 열처리 전에는 Zn-MgZn 2 매트릭스 내, A1 리치상과 Mg리치상이 번갈아 가며 포함되고, 상기 Al, Mg 리치상의 계면에 Zn-Al 이차상이 형성되어 있음을 알 수 있다.

또한, 항습 열처리 0.2시간 수행한 경우, A1 리치상과 Mg 리치상의 경계가 없어졌으며, 표 . 면으로부터는 ZnO가 형성되기 시작한 것을 확인할 수 있다. 또한, A1 2 0 3 와 MgO도 일부 형성된 것을 확인할 수 있다.

항습 열처리 1 시간 후에는 Zn 매트릭스 내 Zn 산화물이 존재하는 구역과 Zn , Al , 및 Mg의 각 산화물이 존재하는 구역이 혼재하는 것을 확인할 수 있다.

평가예 2

구체적으로, 실시예 1 내지 5로부터 확장하여, 항습 열처리 조건에 따른 영향을 확인하였다. 구체적으로, 도 5에 표시된 온도, 습도, 및 시간 조건에서 항습 열처리하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 하였다.

도 5에서, 혹색 도금 강판들의 표면 특성 (피막 두께 및 색상)이 은도, 습도, 및 시간에 따라 달라짐올 확인할 수 있다.

보다 구체적으로, 동일 습도 및 시간 조건에서 열처리 은도가 높을수록, 동일 열처리 은도 및 시간 조건에서 습도가 높을수록, 동일 은도 및 습도 조건에서 장시간 열처리할수록, 혹색화 정도가 심화되고, 피막 두께가 두꺼워짐을 확인할 수 있다.

따라서 , 항습 열처리 조건을 제어함으로써 , 피막 두께 및 색상 다양화가 가능함을 알 수 있다.

평가예 3

실시예 1 내지 5로부터 확장하여, 도금 강판의 전처리 조건 및 항습 열처리 조건에 따른 영향을 확인하였다.

구체적으로, 크로메이트 (CL) , 무기물질 (NT) , 및 헤어라인 (ha i r l ine)으로 표면처리된 각 도금 강판과, 표면처리되지 않은 도금 강판에 대해, 도 6에 표시된 온도, 습도, 및 시간 조건에서 항습 열처리하고, 나머지는 실시예 1과 동일하게 하였다.

도 6에서, 도금 강판의 전처리 조건 및 항습 열처리 조건에 따라, 수득되는 혹색 도금 강판의 표면 L값이 달라짐을 확인할 수 있다.

따라서, 도금 강판의 전처리 조건 및 항습 열처리 조건을 제어함으로써 , 색상 다양화가 가능함을 알 수 있다ᅳ 이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만: 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특,징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.