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KR20190013516A - Sheet steel with a conversion coating, method of producing conversion-coated sheet steel and treatment agent for application of a conversion coating on sheet steel - Google Patents

Sheet steel with a conversion coating, method of producing conversion-coated sheet steel and treatment agent for application of a conversion coating on sheet steel Download PDF

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Publication number
KR20190013516A
KR20190013516A KR1020180084609A KR20180084609A KR20190013516A KR 20190013516 A KR20190013516 A KR 20190013516A KR 1020180084609 A KR1020180084609 A KR 1020180084609A KR 20180084609 A KR20180084609 A KR 20180084609A KR 20190013516 A KR20190013516 A KR 20190013516A
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KR
South Korea
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conversion coating
components
steel sheet
thin steel
iii
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020180084609A
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Korean (ko)
Inventor
말만 안드레아
롬멜 탄자
카스도르프 타티아나
슐라이히 마틴
Original Assignee
티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하
티센크룹 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하, 티센크룹 악티엔게젤샤프트 filed Critical 티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하
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Abstract

본 발명은 변환 코팅막을 갖는 박강판, 특히 흑판에 관한 것으로서, 상기 변환 코팅막은 수중에 용해된 성분들로부터 제조되고, 상기 성분들은 하기의 그룹 중에서 선택된다.
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산, 및
iv) i) 내지 iii) 중 어느 것의 혼합물,
단, 상기 성분 i), ii) 및 iii)은 어떠한 유기 성분도 함유하지 않는다.
The present invention relates to a thin steel sheet having a conversion coating film, in particular a blackboard, wherein said conversion coating film is produced from components dissolved in water, said components being selected from the following group.
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii) phosphoric acid, and
iv) a mixture of any of i) to iii)
However, the components i), ii) and iii) do not contain any organic components.

Description

변환 코팅막을 갖는 박강판, 변환-코팅된 박강판의 제조 방법 및 박강판상에 변환 코팅막의 적용을 위한 처리제{SHEET STEEL WITH A CONVERSION COATING, METHOD OF PRODUCING CONVERSION-COATED SHEET STEEL AND TREATMENT AGENT FOR APPLICATION OF A CONVERSION COATING ON SHEET STEEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thin steel sheet having a conversion coating film, a method for producing a conversion-coated thin steel sheet, and a treatment agent for applying a conversion coating film on a thin steel plate CONVERSION COATING ON SHEET STEEL}

본 발명은 변환 코팅막을 갖는 박강판, 변환-코팅된 박강판의 제조 방법 및 박강판상에 변환 코팅막의 적용을 위한 처리제에 관한 것이다.The present invention relates to a thin steel sheet having a conversion coating film, a process for producing a conversion-coated thin steel sheet, and a treatment agent for applying a conversion coating film on a thin steel sheet.

종래 기술에서, 금속 표면을 상이한, 일반적으로 덜 불활성인 금속(예를 들어 아연 및 크로뮴)의 코팅막으로 코팅하는 방법을 사용함으로써 상기 금속 표면을 부식에 대해 보호하는 것이 공지되어 있다. 따라서, 예를 들어 박강판을 아연 또는 크로뮴 또는 심지어 주석(상기는 강철보다 더 불활성이다)으로 코팅하는 것이 공지되어 있다. 패키징 물질의 제조에서, 특히 식품 분야에서, 예를 들어 광범위하게 주석-코팅된 흑판(주석판)이 사용된다. 주석판의 현저한 특징은 탁월한 내식성, 양호한 성형성 및 용접성으로, 이는 주석판을 패키징 물질, 예를 들어 음료캔의 제조에 사용하기에 특별히 편리하게 한다.In the prior art, it is known to protect said metal surfaces from corrosion by using a method of coating metal surfaces with coating films of different, generally less inert metals (e.g. zinc and chromium). Thus, for example, it is known to coat thin steel sheets with zinc or chromium or even tin (which is more inert than steel). In the production of packaging materials, in particular in the food sector, for example, tin-coated blackboards (tin plates) are used extensively. The remarkable features of tin plates are their excellent corrosion resistance, good formability and weldability, making them particularly convenient for use in the production of packaging materials, for example beverage cans.

주석판은 식품용 패키징 물질로서 탁월한 성질을 가지며 수십년간 상기 목적을 위해 생산되고 가공되어 왔다. 그러나, 주석(상기는 주석판에서 부식-억제 코팅막을 구성한다)은 상기 자원의 점점 증가하는 세계적인 부족으로 인해 비교적 고가의 물질이 되고 있다. 주석판에 대한 대안으로서, 특히 패키징 물질로서 사용하기 위해, 크로뮴으로 전해 코팅되고 "무-주석 강판(TFS)" 또는 "전해 크로뮴 코팅된 강판(ECCS)"이라 지칭되는 박강판을 사용하는 것이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 한편으로, 상기 무-주석 박강판은 래커 또는 유기 보호 코팅막(예를 들어 PP 또는 PET)에 대한 탁월한 부착을 특징으로 하나, 다른 한편으로 상기 코팅 공정은 상기 코팅막에 사용되는 크로뮴(VI)-함유 물질의 독성 및 건강-위험 성질로 인해 상당한 단점을 수반한다.Tin plates have excellent properties as a food packaging material and have been produced and processed for this purpose for decades. However, tin (which constitutes a corrosion-inhibiting coating film on tin plates) is becoming a relatively expensive material due to the increasing global lack of such resources. As an alternative to tin plates, it has been found to be advantageous to use thin steel sheets electrolytically coated with chromium and referred to as "tin-free steel sheets (TFS)" or " / RTI > On the other hand, the non-tinned steel sheet is characterized by excellent adhesion to a lacquer or an organic protective coating film (e.g. PP or PET), whereas the coating process is characterized in that the chromium (VI) -containing Toxic and health-hazardous properties of the material.

박강판을 부식에 대해 보호하고 래커 및 합성 코팅막에 대한 양호한 부착 표면을 생성시키기 위해서, 흔히 변환 코팅막이 상기 박강판의 표면에 적용된다. 박강판(흑판)상의 변환 코팅막의 표적화된 생성은 상기 박강판의 부식을 방지하거나 또는 적어도 상기 부식을 상당히 늦춘다.In order to protect the steel sheet against corrosion and to create a good adhesion surface for the lacquer and synthetic coating film, a conversion coating is often applied to the surface of the steel sheet. The targeted production of the conversion coating on the thin steel sheet (blackboard) prevents or at least delays corrosion of the thin steel sheet.

변환 코팅막은 금속 표면상의 매우 얇은 비-금속 코팅막으로, 대체로 수성 처리액과 금속 기판과의 화학 반응에 의해 생성된다. 특히 얇은 박강판(0.1 내지 0.5 ㎜ 범위의 두께를 갖는 흑판)에 적용시, 변환 코팅막은 부식에 대한 매우 유효한 보호 및 래커 및 합성 물질에 대한 양호한 부착 표면을 제공하며, 표면 마찰 및 마모를 감소시킨다.The conversion coating film is a very thin non-metallic coating film on the metal surface, and is generally produced by a chemical reaction between the aqueous processing solution and the metal substrate. Especially when applied to thin steel sheets (black boards having a thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm), the conversion coatings provide highly effective protection against corrosion and a good adhesion surface for lacquers and composites, and reduce surface friction and wear .

박강판에 대한 변환 코팅막의 전해 적용법이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 상기와 같은 변환 코팅막은 흔히 발암성 크로뮴(VI) 산화물을 기본으로 하는 크로뮴 전해질로 생성된다. 그러나, 법정 금지로 인해, 상기 크로뮴(VI)-함유 변환 코팅막의 사용은 점점 드물어지고 있다. 전통적인 크로뮴(VI) 전해질에 대한 대안은 크로뮴(III) 산화물 또는 복합 플루오라이드(티타늄 화합물, 지르코늄 화합물)를 기본으로 하는 처리이다. 변환 코팅막의 또 다른 형성 가능성은 수성 포스페이트 용액에 의한 포스페이트화이다.Electrolytic application of conversion coatings to thin steel sheets is known from the prior art. Such conversion coatings are often produced from chromium electrolytes based on carcinogenic chromium (VI) oxide. However, due to court forbids, the use of such chromium (VI) -containing converted coatings is becoming increasingly rare. An alternative to conventional chromium (VI) electrolytes is treatment based on chromium (III) oxide or complex fluorides (titanium compounds, zirconium compounds). Another possibility of forming a conversion coating is phosphate formation with an aqueous phosphate solution.

DE 101 61 383 A1은 크로뮴(VI) 화합물이 없는 수성 조성물로 강철 표면을 포함한 금속 표면을 코팅하는 방법을 기재하며, 이때 상기 수성 조성물은 수 용매 외에 수용성 또는 수-분산성 중합체를 갖는 적어도 하나의 유기 필름-형성 물질, Ti, Zr, Hf, Si, Al 및 B의 그룹 중에서 선택된 양이온 및/또는 헥사- 및 테트라플루오로 복합체의 함량, 0.005 ㎛ 내지 0.2 ㎛의 입자 직경을 갖는 입자 형태의 적어도 하나의 무기 화합물, 및 임의로 실란 및/또는 실록산, 및 임의로 또한 부식 억제제를 함유한다.DE 101 61 383 A1 describes a method of coating a metal surface comprising a steel surface with an aqueous composition free of chromium (VI) compounds, wherein the aqueous composition comprises, in addition to the aqueous solvent, at least one water-soluble or water- The content of cations and / or hexa-and tetrafluoro complexes selected from the group of organic film-forming materials Ti, Zr, Hf, Si, Al and B, the content of at least one of the particle form with a particle diameter of from 0.005 μm to 0.2 μm Of an inorganic compound, and optionally a silane and / or siloxane, and optionally also a corrosion inhibitor.

금속상에 변환 코팅막을 형성시키기 위한 통상적인, 상업적으로 입수할 수 있는 무-크로뮴제는 필름-형성 물질 또는 유기 용매를 함유한다. 대체로, 필름-형성 물질은 상기 변환 코팅막에 다수의 귀중한 성질들, 예를 들어 부착 능력을 부여하는 중합체이다. 그러나, 상기 중합체 물질의 적용은 추가적인 수고와 장비를 요하며, 이는 또한 상기 물질을 보다 값비싸게 한다. 대체로, 변환 코팅막의 형성에 사용되는 통상적인 무-크로뮴 물질에 함유된 용매는 물보다 값이 더 비싸고 상기 변환 코팅막을 적용하는 동안 인간 건강에 일부 위험을 제기하며, 대부분의 경우에 상기는 환경상 이유로 인해 피해야 하는 소위 VOC(휘발성 유기 화합물)의 부류에 속한다.Conventional, commercially available, non-chromium agents for forming a conversion coating on metal include film-forming materials or organic solvents. In general, film-forming materials are polymers that impart a number of valuable properties to the conversion coating film, such as adhesion ability. However, the application of the polymeric material requires additional labor and equipment, which also makes the material more expensive. In general, the solvent contained in conventional non-chromium materials used in the formation of conversion coatings is more costly than water and poses some risk to human health during application of the conversion coating, and in most cases, (VOCs), which should be avoided due to the presence of organic compounds.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 박강판상에 변환 코팅막을 형성시키기 위한 무-크로뮴제를 입수할 수 있게 하는 것이다. 더욱 또한, 본 발명은 또한 무-크로뮴 변환 코팅막을 갖는 박강판, 및 상기 박강판을 가능한 저렴하게 제조할 수 있고 무-주석 박강판(TFS 또는 ECCS) 및 주석판 대신 사용될 수 있으며 특히 내식성 및 래커 또는 유기 코팅막에 대한 부착에 관하여 주석판 또는 무-주석 박강판에 필적하는 상기 박강판의 제조 방법을 획득하고자 한다.Therefore, a problem to be solved by the present invention is to make available a no-chromium agent for forming a conversion coating film on a thin plate. Furthermore, the present invention also relates to a thin steel sheet having a no-chromium conversion coating film and a method for producing the thin steel sheet as low as possible and in place of a tin-free steel sheet (TFS or ECCS) and a tin plate, An attempt is made to obtain a method of manufacturing the thin steel sheet comparable to a tin plate or a non-tinned steel sheet with respect to adhesion to an organic coating film.

상기 과제는 제 1 항에 따른 박강판, 제 7 항에 따른 변환-코팅된 박강판의 제조 방법 및 제 10 항에 따른 박강판상의 변환 코팅막의 적용을 위한 처리제에 의해 해결된다.The above problem is solved by a thin steel sheet according to claim 1, a method for producing a transformed-coated thin steel sheet according to claim 7, and a treating agent for applying a conversion coating film on a thin steel sheet according to claim 10.

구체적으로, 방식성 금속 필름 코팅막으로 코팅된 스트립-모양의 흑판 또는 박강판일 수 있는 본 발명에 개시된 박강판은 적어도 하나의 표면상에 변환 코팅막을 가지며, 상기 변환 코팅막은 하기의 성분들 중 적어도 하나를 함유한다Specifically, the thin steel sheet described in the present invention, which may be a strip-shaped blackboard or thin steel sheet coated with a corrosion-resistant metal film coating, has a conversion coating film on at least one surface, and the conversion coating film comprises at least Contains one

i) 헥사플루오로티타네이트i) Hexafluorotitanate

ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,

iii) 인산,iii)

iv) 또는 성분 i) 내지 iii)의 혼합물, 단 상기 변환 코팅막은 어떠한 유기 물질도 함유하지 않는다.iv) or a mixture of components i) to iii), provided that the conversion coating film does not contain any organic material.

상기 변환 코팅막은 바람직하게는 성분 i) 내지 iii) 중 하나 또는 이들 성분의 혼합물, 가장 바람직하게는 성분 i) 및 ii)의 혼합물 또는 3개의 성분 i), ii) 및 iii) 모두의 혼합물로 이루어진다.The conversion coating preferably comprises a mixture of one of components i) to iii) or a mixture of these components, most preferably a mixture of components i) and ii) or a mixture of all three components i), ii) and iii) .

본 발명에 개시된 박강판을 제조하기 위해서, 금속-코팅된 또는 코팅되지 않은 박강판(흑판)이 사용되며, 상기 판의 표면은 첫 번째 공정 단계에서 탈지(degrease)되고 후속으로 물 또는 또 다른 세정액으로 세정되며, 최종적으로 다음 단계에서 변환 코팅막의 습윤 필름이, 오직 무기 성분만으로 이루어지는 무-크로뮴 처리액의 습윤 필름을 상기 박강판의 적어도 하나의 탈지된 표면에 적용함으로써 적용되고, 이때 상기 변환 코팅막의 습윤 필름은 수 중에 용해되는 성분으로부터 제조되며 상기 성분은 헥사플루오로티타네이트, 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트, 인산 및/또는 이들 성분의 혼합물을 포함하는 그룹 중에서 선택되나, 단 상기 성분들은 임의의 유기 물질 및 0.005 ㎛ 초과의 평균 입자 직경을 갖는 임의의 무기 입자를 함유하지 않는다. 상기 습윤 코팅막 부피는 바람직하게는 1 ㎖/㎡ 내지 10 ㎖/㎡의 범위이다. 본 발명에 의해 개시되는 방법의 최종 단계에서, 상기 변환 코팅막의 습윤 필름은 최종적으로 건조된다.In order to produce the thin steel sheet described in the present invention, a metal-coated or uncoated thin steel sheet (blackboard) is used, the surface of which is degreased in the first process step and subsequently washed with water or another cleaning liquid , And finally a wet film of the conversion coating film is applied by applying a wet film of a no-chromium treatment liquid consisting only of an inorganic component to at least one degreased surface of the thin steel sheet in the next step, Of the wet film is made from a component that is dissolved in water and the component is selected from the group consisting of hexafluorotitanate, zinc phosphate and / or iron phosphate, phosphoric acid and / or a mixture of these components, Of organic material and no inorganic particles having an average particle diameter of more than 0.005 mu m. The wet coating film volume is preferably in the range of 1 ml / m 2 to 10 ml / m 2. In the final step of the process disclosed by the present invention, the wet film of the conversion coating film is finally dried.

상기 무-크로뮴 처리액은 바람직하게는 오직 물과 성분 헥사플루오로티타네이트, 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트 또는 인산 중 하나, 또는 이들 성분의 혼합물, 가장 바람직하게는 성분 헥사플루오로티타네이트 및 아연 포스페이트의 혼합물 또는 성분 헥사플루오로티타네이트, 아연 포스페이트 및 인산의 혼합물만으로 이루어진다. 상기 수성 처리액으로부터 제조된 변환 코팅막의 습윤 필름을 건조시키는 동안, 용매(물)가 증발하며, 따라서 상기 바람직한 실시태양 실시예에서 건조된 변환 코팅막은 오직 상기 무-크로뮴 처리액의 활성 성분, 즉 헥사플루오로티타네이트, 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트 및 인산, 또는 이들 활성 성분의 혼합물만으로 이루어진다.The ammochromium treatment liquid preferably contains only water and one of the components hexafluorotitanate, zinc phosphate and / or iron phosphate or phosphoric acid, or a mixture of these components, most preferably the component hexafluorotitanate and zinc Phosphate or a mixture of components hexafluorotitanate, zinc phosphate and phosphoric acid. During the drying of the wet film of the conversion coating film prepared from the aqueous treatment solution, the solvent (water) evaporates, so that the conversion coating film dried in the preferred embodiment embodiment is the only active component of the free- Hexafluorotitanate, zinc phosphate and / or iron phosphate and phosphoric acid, or a mixture of these active ingredients.

본 발명의 바람직한 실시태양을 종속항들에 기재한다. 본 발명을 하기에 보다 상세히 설명할 것이다:Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims. The invention will be described in more detail below:

본 발명에 개시된 박강판의 출발 물질은 바람직하게는 20 내지 1000 wt ppm의 탄소 함량을 갖는 강철로 제조된 냉간-압연된, 어닐링되고 열간-압연된 또는 열간-가공된 박강판이다. 상기 박강판(흑판)은 바람직하게는 하기의 성질들을 갖는다:The starting materials of the steel sheet disclosed in the present invention are preferably cold-rolled, annealed, hot-rolled or hot-finished steel sheets made of steel having a carbon content of 20 to 1000 wt ppm. The thin steel sheet (blackboard) preferably has the following properties:

인장 강도: 300 내지 1000 MPaTensile strength: 300 to 1000 MPa

파단 신율: 1 내지 40%Elongation at break: 1 to 40%

두께: 0.05 내지 0.49 ㎜Thickness: 0.05 to 0.49 mm

표면 조도: 0.1 내지 1 ㎛Surface roughness: 0.1 to 1 占 퐉

상기 박강판의 강철은 예를 들어 다수의 구조적 구성성분, 특히 페라이트, 마텐자이트, 베이나이트 및/또는 잔류 오스테나이트를 포함하는 페라이트계 강철 또는 다중상 강철일 수 있다. 상기와 같은 다중상 강철은 500 MPa 초과의 높은 인장 강도, 및 동시에 10% 초과의 높은 파단 신율을 특징으로 한다. 본 발명에 의해 개시되는 바와 같이 처리되는, 패키징 강철로서 흑판의 목적하는 용도에 관하여, 바람직하게는 문헌[DIN EN 10202:2001: "Cold reduced tin mill products - Electrolytic tinplate and electrolytic chromium/chromium oxide coated steel"]에 정의된 박강판의 등급들이 사용된다. 상기 표준은 또한 특히, 강철의 분석 및 기계적 성질을 정의한다. 상기 등급들의 범위는 특히 TS230(연강 등급, 배치-어닐링된, 항복 강도 230 MPa) 내지 TH620(연속적인 어닐링 로, 620 MPa)이다. 상기 박강판은 또한 금속-코팅된 박강판, 예를 들어 전해 주석-도금된 박강판일 수 있다.The steel of the thin steel sheet may be, for example, a ferritic steel or multi-phase steel comprising a number of structural components, particularly ferrite, martensite, bainite and / or retained austenite. Such multi-phase steels are characterized by a high tensile strength of more than 500 MPa, and a high elongation at break of more than 10% at the same time. With respect to the intended use of the blackboard as the packaging steel, which is treated as disclosed by the present invention, it is preferable to use a cold reduced tin mill products - electrolytic tinplate and electrolytic chromium / chromium oxide coated steel (DIN EN 10202: 2001) "] Are used. The standard also defines, among other things, the analysis and mechanical properties of steel. The ranges of these grades are in particular TS230 (mild grade, batch-annealed, yield strength 230 MPa) to TH620 (with continuous annealing, 620 MPa). The thin steel sheet may also be a metal-coated thin steel sheet, for example an electrolytically tin-plated steel sheet.

본 발명에 개시된 방법을, 바람직하게는 스트립 형태의 박강판을 200 m/분 초과 750 m/분 이하의 스트립 속도로 이동시키고 여기에 전기화학적 전처리를 가함으로써 수행한다. 상기 전처리 과정에서, 상기 이동하는 박강판을 1차 세척하고 탈지시킨다. 세척 및 탈지는 바람직하게는 상기 박강판을 캐쏘드로서 전해질에 통과시킴으로써 발생한다. 탈지는, 재결정화 어닐링 후에 냉간-압연되고 재결정화-어닐링된 박강판이 대체로 열간-압연되거나 열간-가공되는데 이는 예를 들어 습식 열간 압연 동안 상기 박강판의 표면이 수-오일 현탁액으로 및 건식 열간 압연 동안 오일, 마모된 철 입자, 비누 및 다른 오염물질로 오염되게 하기 때문에, 지극히 중요하다. 이들 오염물질은 세척 단계에서 제거된다.The method disclosed in the present invention is preferably carried out by moving a thin steel sheet in strip form at a strip speed of greater than 200 m / min and less than 750 m / min and subjecting it to electrochemical pretreatment. In the pretreatment process, the moving thin steel sheet is firstly cleaned and degreased. Washing and degreasing are preferably caused by passing the thin steel sheet through the electrolyte as a cathode. The degreasing is carried out after the recrystallization annealing and the cold-rolled and recrystallized-annealed thin steel sheet is roughly hot-rolled or hot-worked such that the surface of the thin steel sheet during the wet hot rolling is heated to a water- It is extremely important because it causes contamination with oil, worn iron particles, soap and other contaminants during rolling. These contaminants are removed in the washing step.

상기 박강판을 세척하고 탈지시키기 위해서, 상기 박강판을 예를 들어 알칼리성 수산화 나트륨 또는 칼륨 용액을 함유하는 세척 탱크에 통과시킬 수 있다. 상기 알칼리성 탈지제의 농도는 바람직하게는 20 내지 70 ℃의 욕 온도에서 20 내지 100 g/L의 범위이다. 흑판의 탈지는 바람직하게는 2 단계로 일어나는데, 이때 첫 번째 단계는 침지 공정을 수반하고 두 번째 단계는 2 내지 30 A/dm2의 전류 밀도를 갖는 전해 공정을 수반한다. 탈지 후에, 상기 흑판 스트립의 각 표면을 예를 들어 10 내지 30 ㎥/h 수로 3중 캐스케이드 세정을 통해 세정한다. 필요한 경우, 산화물 잔사를, 2개의 연속적인 침지 단계로 상기 흑판 스트립을 예를 들어 10 내지 120 g/L 농도의 염산 피클 또는 황산 피클을 함유하는 추가적인 세척 탱크에 통과시킨 다음 하나의 침지 단계로 침지 세정액에 통과시킴으로써 제거할 수 있다. 상기 피클링 용액 및 세정수의 온도는 전형적으로 20 ℃ 내지 60 ℃의 범위이다.In order to clean and degrease the thin steel sheet, the thin steel sheet may be passed through a washing tank containing, for example, an alkaline sodium hydroxide or potassium solution. The concentration of the alkaline degreasing agent is preferably in the range of 20 to 100 g / L at a bath temperature of 20 to 70 캜. The degreasing of the blackboard preferably takes place in two stages, where the first stage involves an immersion process and the second stage involves an electrolytic process with a current density of 2 to 30 A / dm 2 . After degreasing, each surface of the blackboard strip is cleaned with triple cascade rinsing, for example, at a rate of 10 to 30 m < 3 > / h. If necessary, the oxide residue is passed through two additional successive soaking steps into an additional washing tank containing the said blackboard strips, for example, a hydrochloric acid pickle or a sulfuric acid pickle at a concentration of 10 to 120 g / L, It can be removed by passing it through the cleaning liquid. The temperature of the pickling solution and the washing water is typically in the range of 20 캜 to 60 캜.

세척 및 탈지 후에, 변환 코팅을 위한 양호한 부착 표면을 제공하는 균일한 강철 표면을 생성시키기 위해서 상기 박강판의 추가적인 전기화학적 처리를 수행할 수 있다. 상기 추가적인 전기화학적 처리에서, 상기 박강판을 애노드로서 사용하며 알칼리성 전해질에 통과시킨다. 상기 알칼리성 전해질은 예를 들어 수산화 나트륨 용액 또는 탄산 나트륨 용액(Na2CO3)일 수 있다.After washing and degreasing, additional electrochemical treatment of the sheet steel can be performed to produce a uniform steel surface that provides a good attachment surface for the conversion coating. In the additional electrochemical treatment, the thin steel sheet is used as an anode and is passed through an alkaline electrolyte. The alkaline electrolyte may be, for example, a sodium hydroxide solution or a sodium carbonate solution (Na 2 CO 3 ).

상기 알칼리성 전해질에서의 애노드 처리 후에, 상기 박강판을 물 또는 또 다른 세정액으로 세정하고 후속으로 건조시킨다. 건조는 예를 들어 연속적인 건조 로에서 또는 고온 공기 스트림의 층류를 이동하는 박강판의 표면상에 블로잉하는 블로잉 유닛에 의해 일어날 수 있다.After the anode treatment in the alkaline electrolyte, the thin steel sheet is washed with water or another cleaning liquid and subsequently dried. Drying can take place, for example, in a continuous drying furnace or by a blowing unit that blows on the surface of a thin steel sheet moving in a laminar flow of the hot air stream.

세정 및 건조 후에, 상기 변환 코팅막을 상기 박강판의 적어도 하나의 표면에 적용시킨다. 이를 위해서, 오직 무기 성분만을 기본으로 하는 수성, 무-크로뮴 처리액의 습윤 필름을 상기 박강판의 전해 전처리되고 건조된 표면에 적용시킨다. 이를 바람직하게는 상기 습윤 필름의 적용 후 세정 단계가 생략되는 비-세정 공정으로 수행한다. 상기 변환 코팅막을 형성하는 수성 처리액을 예를 들어 롤 코터에 의해 상기 박강판의 표면에 적용시키거나 또는 분무 노즐로, 예를 들어 회전 분무기로 상기 표면상에 분무시킬 수 있다.After cleaning and drying, the conversion coating is applied to at least one surface of the steel sheet. To this end, a wet film of an aqueous, free-chromium treatment liquid based solely on inorganic components is applied to the electrolytically pretreated and dried surface of the thin steel sheet. This is preferably carried out in a non-cleaning process in which the cleaning step after application of the wet film is omitted. The aqueous treatment liquid for forming the conversion coating film may be applied to the surface of the thin steel sheet by, for example, a roll coater or sprayed on the surface with a spray nozzle, for example, with a rotary atomizer.

상기 처리액의 습윤 필름의 적용 후에, 상기와 같이 형성된 변환 코팅막을 건조시킨다. 이를 위해서, 상기 박강판을 예를 들어 상기 변환 코팅막의 습윤 필름을 건조시키기 위해서 벨트 건조기에 통과시킨다. 건조는 바람직하게는 50 ℃ 내지 250 ℃의 온도에서 일어난다. 상기 변환 코팅막이 건조된 후에, (양면상에) 1 내지 1000 ㎎/㎡, 바람직하게는 10 ㎎/㎡ 내지 400 ㎎/㎡의 표면 중량을 갖는 상기와 같이 형성된 변환 코팅막의 건조 필름이 상기 박강판의 표면상에 남는다. 상기 변환 코팅막의 목적하는 건조 필름 두께를, 상기 적용 단계에서 단위 시간당 전달되는 수성 처리액의 양에 의해 조절할 수 있다. 필요한 경우, 상기 적용되는 변환 코팅막의 표면 중량을 또한 상기 건조 단계 전에 임의의 과잉의 처리액을 압착 탈수시킴으로써 조절할 수도 있다.After application of the wet film of the treatment liquid, the conversion coating film formed as described above is dried. To this end, the thin steel sheet is passed through a belt dryer, for example, to dry the wet film of the conversion coating. The drying preferably takes place at a temperature of from 50 캜 to 250 캜. After the conversion coating film is dried, a dry film of the conversion coating film formed as described above having a surface weight (on both sides) of 1 to 1000 mg / m 2, preferably 10 mg / m 2 to 400 mg / Lt; / RTI > The desired dry film thickness of the conversion coating can be controlled by the amount of aqueous processing solution delivered per unit time in the application step. If necessary, the surface weight of the applied conversion coating may also be controlled by squeezing and dewatering any excess treatment liquid prior to the drying step.

최종 단계로서, 상기 건조한 변환 코팅막의 표면을 디옥틸 세바케이트(DOS), 아세틸 트리부틸 시트레이트(ATBC), 부틸 스테아레이트(BSO) 또는 폴리알킬렌 글리콜, 특히 폴리에틸렌 글리콜(PEG, 바람직하게는 6000 g/몰의 분자량을 갖는다) 또는 이들의 조합으로 임의로 처리할 수 있다.As a final step, the surface of the dry conversion coating film is treated with a solvent such as dioctyl sebacate (DOS), acetyl tributyl citrate (ATBC), butyl stearate (BSO) or polyalkylene glycol, especially polyethylene glycol (PEG, g / mole), or a combination thereof.

상기 박강판에 상기 변환 코팅막을 적용하는데 사용되는 수성 처리액은 상기 수 용매 외에 하기 성분 중 적어도 하나를 함유한다:The aqueous treating solution used for applying the conversion coating film to the thin steel sheet contains at least one of the following components in addition to the water solvent:

i) 헥사플루오로티타네이트,i) hexafluorotitanate,

ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,

iii) 인산,iii)

또는 성분 i) 내지 iii)의 혼합물, 단 상기 성분 i) 내지 iii)은 어떠한 유기 물질도 함유하지 않는다.Or mixtures of components i) to iii), provided that components i) to iii) do not contain any organic material.

바람직한 실시태양 실시예에서, 상기 수성 처리액은 수 용매 외에, 하기의 성분들 또는 이들의 혼합물로 이루어진다(달리 명백히 나타내지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준 부 및 백분율을 지칭한다):In a preferred embodiment, the aqueous treating solution comprises, in addition to the water solvent, the following components or mixtures thereof (unless otherwise stated, all parts and percentages refer to parts by weight and percentages):

- 헥사 플루오로티탄산[CAS: 17439-11-1],- hexafluorotitanic acid [CAS: 17439-11-1],

- 아연 포스페이트[CAS: 14485-28-0] 및/또는 철 포스페이트[CAS: 10045-86-0],- zinc phosphate [CAS: 14485-28-0] and / or iron phosphate [CAS: 10045-86-0]

- 헥사플루오로티탄산 및 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트의 혼합물,- a mixture of hexafluorotitanic acid and zinc phosphate and / or iron phosphate,

- 헥사플루오로티탄산 및 인산의 혼합물,A mixture of hexafluorotitanic acid and phosphoric acid,

- 헥사플루오로티탄산, 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트 및 인산의 혼합물, 또는 - a mixture of hexafluorotitanic acid, zinc phosphate and / or iron phosphate and phosphoric acid, or

- 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트 및 인산의 혼합물.- a mixture of zinc phosphate and / or iron phosphate and phosphoric acid.

상기 처리액의 효과 및 상기 변환 코팅막의 성질은 상기 수성 처리액에 사용되는 성분들의 농도 및 상기 박강판 표면상의 상기 수성 처리액의 습윤 필름 부피에 따라 변한다.The effect of the treatment liquid and the properties of the conversion coating film vary depending on the concentration of components used in the aqueous treatment solution and the wet film volume of the aqueous treatment solution on the surface of the steel sheet.

상기 수성 처리액에서, 상기 변환 코팅막의 상기-언급한 성분들을 예를 들어 하기의 농도로 사용할 수 있으며, 이때 이들 농도는 상기 성분들의 임의의 혼합물에 서로 균등하게 적용된다:In the aqueous treatment liquid, the above-mentioned components of the conversion coating film can be used, for example, at the following concentrations, wherein these concentrations are equally applied to any mixture of the components:

헥사플루오로티탄산: 1%, 3%, 5%, 7% 및 10%(이들 값을 또한 임의의 있을 법한 농도 범위에 대한 경계로서 간주할 수 있음에 유의한다);Hexafluorotitanic acid: 1%, 3%, 5%, 7% and 10% (note that these values can also be regarded as boundaries for any range of possible concentrations);

아연 포스페이트 (Zn3(PO4)2): 1%, 3%, 5%, 7% 및 10% 및 이로부터 상응하게 유도될 수 있는 농도 범위;Zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ): 1%, 3%, 5%, 7% and 10% and correspondingly derivable concentration ranges;

철 포스페이트(FePO4): 1%, 3%, 5%, 7% 및 10% 및 이로부터 상응하게 유도될 수 있는 농도 범위;Iron phosphate (FePO 4 ): 1%, 3%, 5%, 7% and 10% and correspondingly derivable concentration ranges;

인산과의 혼합물 중의 아연 포스페이트(Zn3(PO4)2) 및/또는 철 포스페이트(FePO4): 아연 포스페이트 및 철 포스페이트에 대해 상기에 제공된 바와 동일한 농도 + 1.4%, 2.3%, 3.2%, 4.2% 및 5.5% 인산 및 이로부터 상응하게 유도될 수 있는 농도 범위;(Zn 3 (PO 4 ) 2 ) and / or iron phosphate (FePO 4 ) in the mixture with phosphoric acid: the same concentrations as given above for zinc phosphate and iron phosphate + 1.4%, 2.3%, 3.2% % ≪ / RTI > and 5.5% phosphoric acid and correspondingly derivable concentration ranges therefrom;

TiPO4, 즉 헥사플루오로티탄산 및 아연 포스페이트에 대해 상기 명시된 바와 같은 성분의 출발 농도에서 1:2.5:1 내지 4:10:4의 비로 인산이 첨가된 헥사플루오로티탄산 및 아연 포스페이트의 혼합물.2.5:: 1 to 4: 10: mixture of titanic acid, and zinc phosphate as a 4-hexafluoro-phosphate ratio of the addition of TiPO 4, i.e. first on the starting concentration of the same ingredients as set forth above for the zinc titanate and hexafluorophosphate.

티타늄을 함유하는 본 발명에 개시된 변환 코팅막에 대해서, 즉 특히 헥사플루오로티타네이트를 함유하는 변환 코팅막 또는 헥사플루오로티타네이트와 포스페이트와의 혼합물을 함유하는 변환 코팅막에 대해서, 티타늄에 대한 바람직한 건조 코팅 중량은 1 ㎎/㎡ 내지 50 ㎎/㎡의 범위, 바람직하게는 10 ㎎/㎡ 내지 40 ㎎/㎡의 범위인 것으로 밝혀졌다. 포스페이트를 함유하는 본 발명에 개시된 변환 코팅막에 대해서, 즉 특히 아연 포스페이트 또는 철 포스페이트로부터 제조되거나 또는 상기를 갖는 변환 코팅막에 대해서, 포스페이트 이온에 대한 바람직한 건조 코팅 중량은 10 ㎎/㎡ 내지 1000 ㎎/㎡의 범위 및 바람직하게는 100 ㎎/㎡ 내지 400 ㎎/㎡의 범위인 것으로 밝혀졌다. For the conversion coating film disclosed in the present invention containing titanium, that is to say for a conversion coating film containing a hexafluorotitanate-containing conversion coating film or a mixture of hexafluorotitanate and phosphate, a preferred dry coating for titanium The weight was found to be in the range of 1 mg / m 2 to 50 mg / m 2, preferably in the range of 10 mg / m 2 to 40 mg / m 2. For the conversion coatings described in the present invention containing phosphates, that is to say for conversion coating films prepared from or containing zinc phosphate or iron phosphate, the preferred dry coating weight for the phosphate ions is from 10 mg / m2 to 1000 mg / m2 And preferably in the range of from 100 mg / m 2 to 400 mg / m 2.

실시예Example

하기에서, 본 발명의 실시태양 실시예를 상세히 설명할 것이다. 박강판 표면상에 변환 코팅막을 생성시키기 위해 적용되는 처리액 성분들의 명시된 농도는 그 자체로서 처리액을 지칭하며 보다 높은 농도로 가능하게 사용되는 출발 용액을 지칭하는 것은 아니다. 제공된 모든 농도는 그 자체로서 사용되는 원료 물질이, 예를 들어 수용액으로서 이미 희석되었는지의 여부와 상관 없이, 수성 처리액 중의 활성 성분들의 중량부를 지칭한다.In the following, embodiments of the present invention will be described in detail. The specified concentration of treatment liquid components applied to produce the conversion coating on the surface of the steel sheet refers to the treatment solution by itself and does not refer to the starting solution possibly used at higher concentrations. All concentrations provided refer to parts by weight of the active ingredients in the aqueous treatment liquor, whether or not the raw materials used as such are already diluted as an aqueous solution, for example.

실시태양 실시예에서의 시험을 위해서, 0.27 ㎜의 두께를 갖는 흑판 시트(코팅되지 않은, 냉간-압연된 박강판) 형태의 시험 시트가 사용되었다. 상기 시험 시트의 표면을 먼저 5% 탄산 나트륨 용액 Na2CO3 중에서 캐쏘드 탈지시키고(시간 = 30s, 온도 = 38 ℃, 전류 = 5 A/dm3) 후속으로 물 및 탈이온수로 세정하였다. 롤 코터(LARA)를 사용하여, 표 1에 나열된 바와 같은 수성 처리액의 습윤 필름을 상기 탈지된 표면에 적용시키고 후속으로 건조 챔버에서 건조시켰다(시간 = 50s, 온도 98 ℃). 상기 생성되는 변환 코팅막의 표면 중량(상기 처리액의 건조 중량)을 표 1에 나열한다. 상기 변환-코팅된 시험 시트의 표면을 후속으로 검사하였다. 상기 변환 코팅막의 건조 중량을 XRF에 의해 측정하고, 상기 시험 시트에 순환전압전류법을 수행하여 전자 이동 장벽을 측정하였다. 상기 전류 밀도를 -770 mV의 포텐셜에서 측정하였다. 이는 철의 그의 2가 형태로의 산화의 특징이다. 상기 측정치가 높을수록, 산화성이 커진다. 상기 건조 코팅 중량 및 순환전압전류법의 측정 결과를 표 1에 나열한다.Embodiment For the test in the example, a test sheet in the form of a blackboard sheet (uncoated, cold-rolled thin steel sheet) having a thickness of 0.27 mm was used. The surface of the test sheet was first cathode degreased (time = 30s, temperature = 38 ° C, current = 5 A / dm 3 ) in a 5% sodium carbonate solution Na 2 CO 3 and subsequently washed with water and deionized water. Using a roll coater (LARA), a wet film of the aqueous treatment liquid as listed in Table 1 was applied to the degreased surface and subsequently dried in a drying chamber (time = 50s, temperature 98 [deg.] C). The surface weight of the resulting conversion coating film (dry weight of the treatment liquid) is listed in Table 1. The surface of the conversion-coated test sheet was subsequently inspected. The dry weight of the conversion coating film was measured by XRF, and the test sheet was subjected to cyclic voltammetry to measure the electron mobility barrier. The current density was measured at a potential of -770 mV. This is characteristic of the oxidation of iron to its bivalent form. The higher the above measurement value, the greater the oxidizing property. The results of the measurement of the dried coating weight and the cyclic voltammetry method are listed in Table 1.

헥사플루오로티타네이트를 함유하는 변환 코팅막에서, 순환전압전류법에 의해 측정되고 표 1에 나열된 값들은 비교적 높으며, 이는 상기 코팅막이 투과성임을 가리킨다. 포스페이트(아연 포스페이트, 철 포스페이트)를 함유하는 변환 코팅막의 값은 변함없이 더 낮으며, 이는 불투명하고 치밀한 코팅막을 가리킨다. 따라서 산화성에 관하여, 상기 포스페이트-함유 변환 코팅막은 보다 양호한 성질 및 구체적으로 보다 높은 내식성을 갖는다. 순환전압전류법에 의한 측정은 헥사플루오로티타네이트 또는 헥사플루오로티탄산과 아연 포스페이트와의 조합이 놀랍게도 유리한 결과(10 μA/㎠ 대 50 μA/㎠)를 도출함을 가리킨다. 이들 값은 금속상의 변환 코팅막의 생성에 사용하기 위한 복잡한 구조를 갖는 상업적으로 입수 가능한 작용제의 범위내에 있다. 헥사플루오로티타네이트 또는 헥사플루오로티탄산 및 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트와 용매로서 물과의, 특히 상기 헥사플루오로티탄산의 경우 1 내지 10% 및 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트의 경우 (총) 1 내지 10%의 중량 백분율의 혼합물로부터 상기 수성 처리액을 제조함으로써 상기 티타늄-함유 변환 코팅막 및 포스페이트-함유 변환 코팅막의 양의 성질들을 겸비할 수 있다. 또한, 인산을 상기 바람직한 혼합물에, 예를 들어 1 내지 10%의 중량 백분율로 가할 수 있다. 상기 인산의 첨가는 상기가 아연 포스페이트를 용해시킬 수 있다는 장점을 제공한다.In the conversion coating film containing hexafluorotitanate, the values measured by cyclic voltammetry and listed in Table 1 are relatively high, indicating that the coating is permeable. The value of the conversion coating containing phosphate (zinc phosphate, iron phosphate) is invariably lower, indicating an opaque, dense coating film. Thus, with respect to the oxidative properties, the phosphate-containing conversion coating film has better properties and, in particular, higher corrosion resistance. Measurement by cyclic voltammetry indicates that the combination of hexafluorotitanate or hexafluorotitanic acid with zinc phosphate yields a surprisingly favorable result (10 μA / cm 2 vs. 50 μA / cm 2). These values are within the range of commercially available agents having a complex structure for use in the production of a metal-on-transition coating. Hexafluorotitanate or hexafluorotitanic acid and zinc phosphate and / or iron phosphate and water as solvent, in particular 1 to 10% in the case of said hexafluorotitanic acid and (total) in the case of zinc phosphate and / or iron phosphate, The amount of the titanium-containing conversion coating film and the amount of the phosphate-containing conversion coating film can be combined by preparing the aqueous treatment liquid from a mixture of 1 to 10% by weight. In addition, phosphoric acid may be added to the above preferred mixture, for example, in a weight percentage of 1 to 10%. The addition of the phosphoric acid provides the advantage that the zinc phosphate can be dissolved.

후속으로, 4개의 상이한 래커(5 g/㎡의 코팅 중량을 갖는 골드(Gold) 래커 AN 101.597; 5 g/㎡의 코팅 중량을 갖는 골드 래커 BPA NI Metlac 816714; 5 g/㎡의 코팅 중량을 갖는 골드 래커 GL 300 MF; 15 g/㎡의 코팅 중량을 갖는 화이트(White) 래커 BPA NI Valspar R 1016)를 상기 건조된 변환 코팅막에 적용하고, 상기 래커칠된 시험 시트에 부하 시험(변형 및 살균)을 수행하고, 크로스-컷(cross-cut) 시험 및 에릭센(Erichsen) 스케일을 사용하여 시험하여 상기 래커 부착을 평가하였다. 이를 위해서, 점수 득점 시스템을 사용하였으며, 여기에서 0(부착 없음)에서부터 7(최적의 부착)까지의 점수를 래커 부착의 질에 따라 할당하였다. 상이한 래커들에 대해 변환 코팅막에 제공되는 점수들을 함께 더하고, 상기 더한 합을 표 2에 나열한다. 전체값이 높을수록, 유기 래커에 대한 변환 코팅막의 부착성이 양호하다.Subsequently, four different lacquers (Gold lacquer AN 101.597 with a coating weight of 5 g / m 2; Gold lacquer BPA NI Metlac 816714 with a coating weight of 5 g / m 2) having a coating weight of 5 g / m 2 Gold lacquer GL 300 MF; White lacquer BPA NI Valspar R 1016 with a coating weight of 15 g / m 2) was applied to the dried conversion coating and the lacquered test sheet was subjected to load testing (modification and sterilization) And the lacquer adhesion was evaluated by testing using a cross-cut test and an Erichsen scale. For this, a score-scoring system was used, where scores from 0 (no attachment) to 7 (optimal attachment) were assigned according to the quality of the lacquer attachment. The scores provided for the conversion coatings for the different lacquers are added together, and the sum added is listed in Table 2. The higher the total value is, the better the adhesion of the conversion coating film to the organic lacquer is.

표 2는 헥사플루오로티타네이트로 제조된 변환 코팅막이 래커 부착에 관하여 최상의 결과를 생성시키며 상기 부착성은 상기 코팅 중량이 증가함에 따라 증가함을 가리킨다. 포스페이트(아연 포스페이트, 철 포스페이트)를 갖는 변환 코팅막에 대해서, 보다 낮은 코팅 중량은 래커 부착을 개선시키는 경향이 있으며, 같은 코팅 중량이 주어지는 경우, 아연 포스페이트의 부착성이 철 포스페이트의 경우보다 양호한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 아연은 래커 부착에 양의 효과를 갖는다. 아연은 상기 변환 코팅막이 아연 포스페이트 성분을 함유하는 경우 상기-언급한 코팅 중량 범위 중 어느 하나에 상응하는 코팅 중량으로 존재할 수 있다. 1% 내지 5%의 아연 중량 백분율(상기 변환 코팅막의 전체 중량에 대해), 바람직하게는 2 내지 4 중량%의 아연을 갖는 변환 코팅막이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.Table 2 shows that conversion coatings made of hexafluorotitanate produce the best results with respect to lacquer adhesion and that the adhesion increases with increasing coating weight. For conversion coatings with phosphate (zinc phosphate, iron phosphate), lower coating weights tend to improve lacquer adhesion and, given the same coating weight, adhesion of zinc phosphate is found to be better than for iron phosphate lost. Therefore, zinc has a positive effect on lacquer adhesion. Zinc may be present at a coating weight corresponding to any of the above-mentioned coating weight ranges when the conversion coating comprises a zinc phosphate component. Conversion coatings having a zinc weight percentage of 1% to 5% (based on the total weight of the conversion coating), preferably 2 to 4% zinc, have been found to be particularly advantageous.

상기 래커 부착 시험의 결과들을 통상적인 무-주석 박강판(ECCS 또는 TFS)으로 제조된 비교 샘플의 결과 및 상업적으로 입수할 수 있는 물질 "본데라이트(Bonderite)(등록상표)"(헨켈(Henkel))로 코팅된 박강판과 비교하였다. 상기 통상적인 무-주석 박강판(ECCS 또는 TFS)은 115의 총점을 제공하였으며, 코팅 중량에 따라, 상기 "본데라이트(등록상표)"로 코팅된 박강판은 88 내지 118의 총점을 제공하였다.The results of the lacquer adhesion test were compared to the results of a comparative sample made with conventional tin-free steel sheets (ECCS or TFS) and the commercially available material "Bonderite (R)" (Henkel) ) Coated steel sheets. The conventional un-tinned steel sheet (ECCS or TFS) provided an overall score of 115 and, depending on the coating weight, the thin steel sheet coated with the "Bonderel TM" provided an overall score of 88 to 118.

상기 변환 코팅막들의 상이한 코팅 중량(표면 중량)에 대한 비교 시험을 근거로, 대략 50 ㎎/㎡ 이하의 코팅 중량(티타늄에 비해)으로 헥사플루오로티타네이트를 갖는 변환 코팅막이 양호한 결과를 제공함을 입증할 수 있었다. 따라서, 상기 변환 코팅막의 표면 중량(티타늄에 비해)의 바람직한 범위는 1 내지 50 ㎎/㎡, 보다 바람직하게는 3 내지 40 ㎎/㎡, 특히 10 내지 40 ㎎/㎡, 또는 심지어 20 내지 40 ㎎/㎡ 또는 15 내지 30 ㎎/㎡의 범위이다.On the basis of a comparative test on the different coating weights (surface weights) of the conversion coatings, a conversion coating with hexafluorotitanate with a coating weight of less than about 50 mg / m 2 (relative to titanium) proved to give good results Could. Therefore, the preferred range of surface weight (relative to titanium) of the conversion coating film is 1 to 50 mg / m2, more preferably 3 to 40 mg / m2, particularly 10 to 40 mg / m2, or even 20 to 40 mg / Lt; 2 > or 15 to 30 mg / m < 2 >.

포스페이트 코팅막의 경우, 대략 500 ㎎/㎡ 이하의 코팅 중량(포스페이트 이온 PO4에 비해)이 양호한 결과를 획득한다. 따라서, 포스페이트(PO4)에 비해 상기 변환 층의 표면 중량의 바람직한 범위는 10 내지 500 ㎎/㎡, 보다 바람직하게는 20 내지 400 ㎎/㎡, 특히 50 내지 300 ㎎/㎡ 또는 심지어 100 내지 250 ㎎/㎡ 또는 150 내지 300 ㎎/㎡의 범위이다.In the case of a phosphate coating, a coating weight of less than or equal to about 500 mg / m < 2 > (relative to the phosphate ion PO 4 ) achieves good results. Thus, the preferred range of surface weight of the conversion layer relative to phosphate (PO 4 ) is from 10 to 500 mg / m 2, more preferably from 20 to 400 mg / m 2, especially from 50 to 300 mg / m 2 or even from 100 to 250 mg / M < 2 > or 150 to 300 mg / m < 2 >.

또 다른 시험에서, 상기 래커칠된 시험 시트의 성형성을 조사하였다. 이를 위해서, 상기 래커칠된 시험 시트를 딥드로잉에 의해 β-2 컵으로 형성시켰다. 한편으로, 헥사플루오로티타네이트(헥사플루오로티탄산)를 갖는 변환 코팅막이, 극단적인 변형이 가해진 경우에조차, 가장 잘 수행되는 것으로 밝혀졌다. 다른 한편으로, 상기 성형성 시험의 결과로부터, > 40 ㎎/㎡의 코팅 요건을 갖는 티타늄-함유 변환 코팅막은 보다 열등한 것으로 밝혀졌으며, 이것이 40 ㎎/㎡ 미만의 코팅 요건이 상기 티타늄-함유 변환 코팅막에 바람직한 이유이다.In another test, the formability of the lacquered test sheet was examined. For this, the lacquered test sheet was formed into a beta-2 cup by deep drawing. On the other hand, it has been found that a conversion coating film having hexafluorotitanate (hexafluorotitanic acid) is performed best even when an extreme deformation is applied. On the other hand, from the results of the moldability test, it was found that the titanium-containing conversion coating film having a coating requirement of > 40 mg / m 2 was inferior, .

또한, 상기 변환-코팅된 시험 시트를 필름(래커 코팅막 대신에)과 적층시키는 시험을 수행하였다. 표준 컵을 형성시키기 위해 상기 필름-적층된 시험 시트를 딥드로잉시킨 후에, 상기 필름 적층물의 탈착을 시험하기 위한 조사를 수행하였다.In addition, a test was performed to laminate the conversion-coated test sheet with a film (instead of a lacquer coating). After deep-drawing the film-laminated test sheet to form a standard cup, irradiation was conducted to test desorption of the film laminate.

본 발명에 의해 개시된 각각의 시험 용액들에 대해서, 획득된 시험 결과들은 짧은 열적 후-처리 후에, 상기 부착값들이 매우 양호하며 유기 물질이 있는 상업적으로 입수할 수 있는 복합 변환제의 경우와 동등함을 보인다.For each of the test solutions disclosed by the present invention, the obtained test results show that after a short thermal post-treatment, the adhesion values are very good and are equivalent to those of commercially available complex transformants with organic materials .

일반적으로, 상기 결과는 50 ㎚ 초과의 입자 크기를 갖는 입자 형태의 유기 화합물 및 유기 물질(예를 들어 중합체 및 유기 필름-형성제)을 함유하는 박강판상의 변환 코팅막을 생성시키기 위해서, 양호한 내식성 및 래커 및 플라스틱 적층물에 대한 양호한 부착 성질을 성취하기 위해 복잡한 처리액을 사용할 필요가 없음을 가리킨다. 본 발명에 개시된 바와 같이, 상기 활성 성분들로 제한되고 따라서 비용이 덜 드는 보다 간단한 조성의 순수한 무기 처리액에 의해 필적하는 결과가 획득되며, 이는 박강판상의 통상적인 크로뮴-함유 변환 코팅막에 필적한다.In general, the results show that, in order to produce a conversion coating film on a thin steel sheet containing organic compounds in the form of particles having a particle size of greater than 50 nm and organic materials (for example polymers and organic film-formers) Indicates that there is no need to use a complex treatment liquid to achieve good adhesion properties to the lacquer and plastic laminate. As described in the present invention, comparable results are obtained with a pure inorganic treatment liquid of a simpler composition which is limited to the active ingredients and thus is less expensive, which is comparable to conventional chromium-containing conversion coatings on thin steel sheets .

따라서, 본 발명을 근거로, 1 ㎎/㎡ 내지 50 ㎎/㎡의 티타늄 코팅 중량 범위, 바람직하게는 10 ㎎/㎡ 내지 40 ㎎/㎡ 범위의 티타늄 활성 성분을 갖는 코팅막이 양호한 결과를 생성시킨다는 결론을 내릴 수 있다. 본 발명에 의해 개시된 포스페이트-함유 변환 코팅막에서, 원소 아연은 상기 성질들에 대해 양의 효과를 가지며 5% 이하의 아연 농도로 양호한 결과를 도출한다.Thus, based on the present invention, it is concluded that a coating film having a titanium active ingredient in the titanium coating weight range of 1 mg / m 2 to 50 mg / m 2, preferably in the range of 10 mg / m 2 to 40 mg / . In the phosphate-containing conversion coating film disclosed by the present invention, elemental zinc has a positive effect on the above properties and yields good results with a zinc concentration of 5% or less.

본 발명에 의해 개시된 방법은 기존의 코팅 라인에, 예를 들어 ECCS(또는 TFS) 생산에 사용되는 스트립 코팅 라인에 상당한 장비 설치 비용 및 수고 없이 통합될 수 있다. 상기와 같은 스트립 코팅 라인에서, 상기 스트립 속도는 전형적으로 80 내지 600 m/분이다.The method disclosed by the present invention can be integrated into existing coating lines, for example, without significant equipment installation costs and labor in the strip coating lines used in ECCS (or TFS) production. In such a strip coating line, the strip speed is typically 80 to 600 m / min.

본 발명에 개시된 방법은 박강판을 무-크로뮴 변환 코팅막(상기는 오직 무기 성분만을 기본으로 하며 따라서 환경 친화적이고, 건강-양립성이며 대단히 비용-효과적이다)으로 코팅할 수 있다는 장점을 갖는다. 본 발명에 기재된 바와 같이 처리된 박강판은 패키징 물질, 특히 캔의 생산에 탁월한 적합성을 가지며, 따라서 패키징 강판에 통상적으로 사용되는 주석판 및 무-주석 강판(TFS 또는 ECCS)을 대체할 수 있다. 변환 코팅막으로 코팅된 흑판(금속 코팅 없이 냉간-압연된 박강판)은 그의 내식성에 관하여 주석판에 필적하며, 유사하게 무-주석 박강판(TFS 또는 ECCS)만큼 유기 래커 및 플라스틱 코팅막(예를 들어 PP 또는 PET의)에 양호한 부착 성질을 갖는다.The process disclosed in the present invention has the advantage that the thin steel sheet can be coated with a non-chromium conversion coating film, which is based only on inorganic components and thus is environmentally friendly, health-compatible and very cost-effective. The steel sheet treated as described in the present invention has excellent compatibility with the production of packaging materials, especially cans, and thus can replace tin plates and tin-free steel sheets (TFS or ECCS) commonly used in packaging steel sheets. A blackboard (a cold-rolled thin steel sheet without a metal coating) coated with a conversion coating film is comparable to a tin plate with respect to its corrosion resistance, and similarly, an organic lacquer and a plastic coating film (for example, PP Or < / RTI > of PET).

No.No. 활성 성분Active ingredient 농도density
(wt%)(wt%)
용매menstruum 코팅 중량 Coating weight
(㎎/m(Mg / m 22 ))
순환전압전류법Cyclic voltammetric method
(μA/㎠) (μA / cm 2)
1.순환/2.순환1. Circulation / 2. Circulation
1One 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 1.01.0 water 5.05.0 118.8118.8 22 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 3.03.0 water 12.012.0 93.093.0 33 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 5.05.0 water 13.013.0 131.4131.4 44 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 7.07.0 water 28.028.0 114.0114.0 55 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 10.010.0 water 39.039.0 154.0154.0 66 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
1.0
1.4
1.0
1.4
water 120120 12.612.6
77 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
3.0
2.3
3.0
2.3
water 205205 15.215.2
88 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
5.0
3.2
5.0
3.2
water 383383 21.021.0
99 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
7.0
4.1
7.0
4.1
water 417417 10.710.7
1010 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
10.0
5.5
10.0
5.5
water 592592 7.77.7
1111 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
1.0
4.5
1.0
4.5
water 348348 24.524.5
1212 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
3.0
5.7
3.0
5.7
water 583583 18.718.7
1313 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
5.0
6.9
5.0
6.9
water 671671 24.224.2
1414 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
7.0
8.1
7.0
8.1
water 968968 14.514.5
1515 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
10.0
9.9
10.0
9.9
water 11531153 57.657.6
1616 헥사플루오로티탄산
아연 포스페이트
인산
Hexafluorotitanic acid
Zinc phosphate
Phosphoric acid
1.0
2.0
3.0
1.0
2.0
3.0
water 52.052.0
1717 헥사플루오로티탄산
아연 포스페이트
인산
Hexafluorotitanic acid
Zinc phosphate
Phosphoric acid
1.0
2.5
1.0
1.0
2.5
1.0
water 52.452.4 17.2/38.017.2 / 38.0

No.No. 활성 성분Active ingredient 농도 (wt%)Concentration (wt%) 용매menstruum 코팅 중량 Coating weight
(㎎/m(Mg / m 22 ))
래커 부착에 대한 총점Overall score for lacquer attachment
1One 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 1.01.0 water 5.05.0 115115 22 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 3.03.0 water 12.012.0 116116 33 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 5.05.0 water 13.013.0 118118 44 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 7.07.0 water 28.028.0 120120 55 헥사플루오로티탄산Hexafluorotitanic acid 10.010.0 water 39.039.0 130130 66 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
1.0
1.4
1.0
1.4
water 120120 109109
77 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
3.0
2.3
3.0
2.3
water 205205 9090
88 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
5.0
3.2
5.0
3.2
water 383383 110110
99 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
7.0
4.1
7.0
4.1
water 417417 6565
1010 아연 포스페이트
인산 (85%)
Zinc phosphate
Phosphoric acid (85%)
10.0
5.5
10.0
5.5
water 592592 7777
1111 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
1.0
4.5
1.0
4.5
water 348348 8888
1212 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
3.0
5.7
3.0
5.7
water 583583 8686
1313 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
5.0
6.9
5.0
6.9
water 671671 7878
1414 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
7.0
8.1
7.0
8.1
water 968968 9898
1515 철 포스페이트
인산 (85%)
Iron phosphate
Phosphoric acid (85%)
10.0
9.9
10.0
9.9
water 11531153 8383
1616 헥사플루오로티탄산
아연 포스페이트
인산
Hexafluorotitanic acid
Zinc phosphate
Phosphoric acid
1.0
2.0
3.0
1.0
2.0
3.0
water 52.052.0
1717 헥사플루오로티탄산
아연 포스페이트
인산
Hexafluorotitanic acid
Zinc phosphate
Phosphoric acid
1.0
2.5
1.0
1.0
2.5
1.0
water 52.452.4 8787

Claims (12)

적어도 하나의 표면상에 변환 코팅막을 갖는 박강판으로, 상기 변환 코팅막이 하기의 성분들 중 적어도 하나를 함유하는 박강판:
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산,
단, 상기 성분 i), ii) 및 iii)은 어떠한 유기 성분도 함유하지 않는다.
A thin steel sheet having a conversion coating on at least one surface, wherein the conversion coating comprises at least one of the following components:
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii)
However, the components i), ii) and iii) do not contain any organic components.
제 1 항에 있어서,
변환 코팅막이 하기의 성분들 중 하나 또는 이들 성분의 혼합물로 이루어지는 박강판:
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산,
단, 상기 성분 i), ii) 및 iii)은 어떠한 유기 성분도 함유하지 않는다.
The method according to claim 1,
A thin steel plate in which the conversion coating film is composed of one of the following components or a mixture of these components:
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii)
However, the components i), ii) and iii) do not contain any organic components.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
유기 래커(organic lacquer) 및/또는 플라스틱 코팅막이 변환 코팅막에 적용된 박강판.
3. The method according to claim 1 or 2,
A thin steel plate in which an organic lacquer and / or a plastic coating is applied to the conversion coating.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
변환 코팅막이 포스페이트 이온을 함유하는 박강판.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the conversion coating film contains phosphate ions.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
변환 코팅막 중의 헥사플루오로티타네이트의 코팅 중량이 티타늄에 비해 1 ㎎/㎡ 내지 50 ㎎/㎡의 범위, 바람직하게는 10 ㎎/㎡ 내지 40 ㎎/㎡의 범위인 박강판.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The coating weight of hexafluorotitanate in the conversion coating film is in the range of 1 mg / m2 to 50 mg / m2, preferably 10 mg / m2 to 40 mg / m2 as compared to titanium.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
변환 코팅막 중의 포스페이트의 코팅 중량이 포스페이트 이온에 비해 10 ㎎/㎡ 내지 1000 ㎎/㎡의 범위, 바람직하게는 100 ㎎/㎡ 내지 400 ㎎/㎡의 범위인 박강판.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the coating weight of the phosphate in the conversion coating film is in the range of 10 mg / m 2 to 1000 mg / m 2, more preferably 100 mg / m 2 to 400 mg / m 2 as compared to the phosphate ion.
변환-코팅된 박강판의 제조 방법으로,
a) 박강판을 특히 강철 스트립의 형태로 입수하고;
b) 상기 박강판의 적어도 하나의 표면을 캐쏘드 탈지(cathodic degreasing)시키고;
c) 상기 박강판의 탈지된 표면에 변환 코팅막의 습윤 필름을 적용시키고, 상기 변환 코팅막의 습윤 필름이 수중에 용해된 성분들로부터 제조되고 상기 성분들이 하기의 그룹 중에서 선택되며:
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산, 및
iv) i) 내지 iii) 중 어느 하나의 혼합물,
단, 상기 성분들은 어떠한 유기 물질도 함유하지 않는다;
d) 상기 변환 코팅막의 습윤 필름을 건조시키는
단계들을 포함하는 방법.
As a method for producing a transformed-coated thin steel sheet,
a) obtain a thin steel sheet, in particular in the form of a steel strip;
b) cathodic degreasing at least one surface of the thin steel sheet;
c) applying a wet film of the conversion coating film to the degreased surface of the thin steel sheet, wherein the wet film of the conversion coating film is produced from the components dissolved in water, and wherein the components are selected from the group consisting of:
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii) phosphoric acid, and
iv) a mixture of any one of i) to iii)
However, the components do not contain any organic material;
d) drying the wet film of the conversion coating film
≪ / RTI >
제 7 항에 있어서,
유기 래커(organic lacquer) 및/또는 플라스틱 코팅막을 건조된 변환 코팅막에 적용시키는 방법.
8. The method of claim 7,
A method of applying an organic lacquer and / or a plastic coating to a dried conversion coating.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
캐쏘드 탈지 후에, 박강판의 탈지된 표면을 알칼리성 전해질 중에서 애노드 분극시키는 방법.
9. The method according to claim 7 or 8,
After degreasing the cathode, the degreased surface of the thin steel sheet is anodically polarized in an alkaline electrolyte.
박강판에 변환 코팅막을 적용시키기 위한 처리제로, 상기 처리제가 물 및 하기의 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 성분을 함유하는 처리제:
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산 및
iv) i) 내지 iii) 중 어느 하나의 혼합물,
단, 상기 성분 i), ii) 및 iii)은 유기 성분이 없다.
A treatment agent for applying a conversion coating film to a thin steel sheet, wherein the treatment agent contains water and at least one component selected from the group consisting of:
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii) phosphoric acid and
iv) a mixture of any one of i) to iii)
However, the components i), ii) and iii) are free of organic components.
제 10 항에 있어서,
물 및 헥사플루오로티타네이트, 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트 및 인산의 혼합물로만 이루어지는 처리제.
11. The method of claim 10,
Water and a mixture of hexafluorotitanate, zinc phosphate and / or iron phosphate and phosphoric acid.
제 10 항에 있어서,
물 및 하기의 성분들 중 하나 또는 이들 성분의 혼합물로만 이루어지는 처리제:
i) 헥사플루오로티타네이트,
ii) 아연 포스페이트 및/또는 철 포스페이트,
iii) 인산
단, 상기 성분 i), ii) 및 iii)은 어떠한 유기 성분도 함유하지 않는다.
11. The method of claim 10,
Water and a treating agent consisting solely of one of the following components or a mixture of these components:
i) hexafluorotitanate,
ii) zinc phosphate and / or iron phosphate,
iii) Phosphoric acid
However, the components i), ii) and iii) do not contain any organic components.
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