초록 ▼

근년에 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 EU에서는 폐차(ELV)지령, 일본에서는 PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)등 환경에 대한 특정 물질의 관여가 주목되고 있다. 표면처리 강판 분야에서는 지금까지 1차 방청을 목적으로 크로메이트 처리가 이용되어 왔으며, 이 경우 크로메이트 처리액에 함유된 6가 크롬의 유독성으로 인해 작업환경 및 폐수처리 등에서 다양한 대책이 실시되어 왔다. 그러나 최근 들어 표면처리 강판을 사용한 자동차 및 가전제품 등의 리사이클 및 폐기처리

근년에 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 EU에서는 폐차(ELV)지령, 일본에서는 PRTR(Pollutant Release and Transfer Register)등 환경에 대한 특정 물질의 관여가 주목되고 있다. 표면처리 강판 분야에서는 지금까지 1차 방청을 목적으로 크로메이트 처리가 이용되어 왔으며, 이 경우 크로메이트 처리액에 함유된 6가 크롬의 유독성으로 인해 작업환경 및 폐수처리 등에서 다양한 대책이 실시되어 왔다. 그러나 최근 들어 표면처리 강판을 사용한 자동차 및 가전제품 등의 리사이클 및 폐기처리에 있어서 제품 중에 함유된 6가 크롬의 용출로 인한 토양 및 하천 오염 문제가 문제시 되어 무크롬 표면처리 강판의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구실에서는 유기계 피막처리 방법 즉, 옥살산(oxalic acid)과 아닐린(aniline) 혼합액내에서 폴리아닐린을 전해중합 하여 우수한 내식특성을 가지는 표면처리 강판을 개발하였다.
폴리아닐린 중합 설비가 기존의 전기도금설비와 유사하다는 점을 고려할 때 금속의 방식기술에 유용하게 사용 될 수 있다는 특징을 갖는다.
본 개발 프로세스의 실용화를 위해서 연차별로 수행한 내용은 아래와 같다.

Abstract ▼

As the worldwide concern of environmental problems is increasing, the involvement of specific materials on environment is being observed closely such as the ELV issue of EU and PRTR(Pollutant Release and Transfer Register) of Japan.
In the field of surface treatment sheets have used chromated tre

As the worldwide concern of environmental problems is increasing, the involvement of specific materials on environment is being observed closely such as the ELV issue of EU and PRTR(Pollutant Release and Transfer Register) of Japan.
In the field of surface treatment sheets have used chromated treatment for rust prevention, and in this case various measures have been performed towards the working environment and draining treatment due to the poisonousness of Cr$^{6+}$ contained in the chromated treatment liquid. However, recent problems have occurred with the soil and river contamination problem due to the elution of Cr$^{6+}$ included in the product during the recycling and abolishment treatment of cars and household electronic appliances using the surface treatment sheet.
Therefore the research development of Cr-free surface treatment sheets is under progress. Thus, the following study has developed the organic tunic treatment method, which produces a surface treatment sheet with superior corrosion resistance characteristic through the electrolysis polymerization of the solution of oxalic acid and aniline.
When considering the point that the PAni polymerization equipment is similar to the existing electric coating equipment, it can be usefully used for the corrosion resistance technologies of metals.
The contents performed yearly for the utilization of this development process is as follows.

목차 Contents

• 제출문 ...1
• 요약문 ...2
• Summary ...8
• CONTENTS ...17
• 목차 ...19
• 제1장 서론 ...24
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...27
• 제1절 국외 기술개발 현황 ...27
• 제2절 국내 연구사례 및 동향 ...27
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...31
• 제1절 연구개발의 필요성 및 이론적 배경 ...31
• 1. 연구개발의 목적 및 필요성 ...31
• 2. 이론적 배경 ...34
• 3. 폴리아닐린의 특성 ...40
• 가. 폴리아닐린의 산화상태 ...40
• 나. 폴리아닐린의 화학적 성질 ...40
• 다. 폴리아닐린의 물리적 성질 ...41
• 제2절 1차년도 연구내용 및 결과 ...43
• 1. 전기화학적 합성법에 의한 폴리아닐린 합성 ...43
• 가. 실험방법 및 시편준비 ...43
• 나. 실험결과 및 분석 ...46
• (1) 정전위법에 의한 폴리아닐린 합성 ...46
• (가) 폴리아닐린 피막의 내식성 비교 ...46
• (나) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...58
• (다) 폴리아닐린 피막의 두께 변화 비교 ...72
• (라) D.S.C 분석 ...76
• (마) FT-IR 분석 ...77
• (바) X.R.D 분석 ...78
• (사) 염수분무시험 ...79
• (아) 소결론 ...82
• (2) 정전류법에 의한 폴리아닐린 합성 ...84
• (가) 폴리아닐린 피막의 내식성 비교 ...84
• (나) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...97
• (다) 폴리아닐린 피막의 두께 변화량 비교 ...109
• (라) D.S.C 분석 ...111
• (마) FT-IR 분석 ...112
• (바) X.R.D 분석 ...113
• (사) 염수분무시험 ...114
• (아) 소결론 ...116
• 2. 화학적 중합을 통한 폴리아닐린 합성 ...117
• 가. 폴리아닐린 수분산액 제조 연구동향 ...117
• 나. 실험방법 ...119
• 다. 실험결과 및 고찰 ...120
• (1) FT-IR 분석 ...120
• (2) X.R.D 분석 ...121
• (3) 폴리아닐린 피막의 내식성 비교 ...122
• (4) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...123
• (5) 소결론 ...124
• 3. 결론 ...125
• 제3절 2차년도 연구내용 및 결과 ...129
• 1. 전기화학적 중합법에 의한 폴리아닐린의 중합 ...129
• 가. 실험장치 및 실험방법 ...129
• 나. 실험결과 및 분석 ...145
• (1) CV법 (순환전압-전류법 : Cyclic Voltammetry) ...145
• (2) 정전위법에 의한 폴리아닐린의 중합 ...154
• (가) 폴리아닐린 피막 생성시 전류밀도 변화량 비교 ...154
• (나) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...157
• (다) 폴리아닐린 피막의 시간에 따른 표면 색도 변화 ...162
• (라) 내식특성 비교(염수분무시험) ...165
• (마) 내후성 시험 ...169
• (바) 도막 밀착성 시험 ...173
• (사) 마찰계수 측정 ...175
• (아) Cup Drawing TEST ...176
• (자) 용접특성 비교 ...180
• (3) 정전류법에 의한 폴리아닐린의 중합 ...185
• (가) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...185
• (나) 폴리아닐린 피막의 시간에 따른 표면색도 변화 ...191
• (다) 내식특성 비교(염수분무시험) ...193
• (라) 내후성 시험 ...197
• (마) 도막 밀착성 실험 결과 ...200
• (바) 마찰계수 측정 ...201
• (사) Cup Drawing TEST ...202
• (아) 용접특성 비교 ...205
• 2. 화학적 중합을 통한 폴리아닐린 중합 ...209
• 가. 실험장치 및 실험방법 ...209
• 나. 실험결과 및 고찰 ...211
• (1) 폴리아닐린 피막의 내식성 비교 ...211
• (2) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...213
• (3) 염수분무시험(Salt Spray Test) 결과 ...214
• 3. 결론 ...215
• 제4절 3차년도 연구내용 및 결과 ...219
• 1. 전기화학적 중합법에 의한 폴리아닐린의 중합 ...219
• 가. 전해액 변화에 최적조건 도출 ...219
• (1) 실험배경 및 방법 ...219
• (2) 실험결과 및 분석 ...225
• (3) 소결론 ...268
• 나. 최적 조건에 따른 실험결과 및 분석 ...270
• (1) 피막두께 측정...271
• (2) FE-SEM ...272
• (3) AFM ...275
• (4) 색도 관찰(색차계) ...278
• (5) 염수분무 시험(Salt spray test) ...285
• (6) 내후성 ...286
• (7) 마찰계수 측정 ...287
• (8) 용접성 ...289
• (9) 도막 밀착성 실험 ...291
• 다. 수지 혼련성에 관한 가공성 실험 ...293
• (1) 내식성 ...293
• (2) 용접성 ...296
• (3) 마찰계수 측정 ...300
• (4) Cross-cut peeling test ...301
• 2. 화학적 중합법에 의한 폴리아닐린의 중합 ...305
• 가. 실험 배경 및 방법 ...305
• 나. 실험결과 및 분석 ...307
• (1) 폴리아닐린 피막의 표면형상 비교 ...307
• (2) 내식특성 비교 ...309
• (3) 염수분무 실험 ...314
• 3. 결론 ...316
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...319
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...321
• 제6장 참고문헌 ...323