KR0185784B1 - 알루미늄 판재의 화학에칭방법과 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에칭조건의 조절에 따른 알루미늄 판재 표면의 조도 조절에 따라 코팅물의 표면 밀착력 증대를 극대화시킬 수 있으면서도 에칭액의 효율적인 관리로 연속작업을 가능하게 하여 대량생산을 기대할 수 있게 하는 알루미늄 판재의 화학에칭방법과 그 장치를 제공하기 위하여 알루미늄 판재를 에칭하기 위해 적당한 표면거칠기로 연마한 알루미늄 판재를 에칭장치에 장착 설치하여 알루미늄 판재의 표면에 부착된 유지 및 이물질을 세척하는 세정단계와; 상기 세정단계를 거친 알루미늄 판재 표면의 거칠기를 균일하게 조절하는 활성화처리단계와 : 이 활성화처리단계를 거친 알루미늄 판재의 표면을 에칭하는 에칭단계와; 이 에칭단계에서 알루미늄 판재의 표면에 생성되는 이물질을 제거하여 세정한 다음 건조시키는 세정건조단계로 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 에칭방법을 제공하고, 아울러 일정한 크기로 제조되어 표면거칠기의 조절과 이물질의 세정이 완료된 다수량의 알루미늄 판재가 동시에 내삽되며, 유동성의 에칭액이 일정량 채워지는 스텐레스재질의 용기로 형성된 에칭탱크와; 이 에칭탱크에 연통 연결되어 에칭된 후 에칭탱크로 부터의 에칭액이 유입되며, 에칭탱브에 부족분의 새로운 에칭액을 연속 공급하는 보조탱크와; 상기 에칭탱크와 보조탱크 사이에 연통 상태로 개설되어 보조탱크의 에칭액을 에칭탱크에 연속 순환시키는 순환펌프로 구성됨을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 에칭장치를 구성한다.

Description

알루미늄판재의 화학에칭방법과 그 장치
제1도는 본 발명에 의해 알루미늄판재의 에칭방법에 따른 공정을 나타내는 블록도.
제2도와 제3도는 본 발명에 의한 알루미늄판재의 에칭방법이 적용되는 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
본 발명은 알루미늄판재의 화학에칭방법과 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에칭액을 연속적으로 순화시켜 연속작업이 가능한 상태로 에칭액을 관리할 수 있을 뿐 아니라, 이로 인하여 궁극적으로 코팅물의 밀착력이 향상되는 품질의 안정화를 기대할 수 있게 하는 알루미늄판재의 화학에칭방법과 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄 주방용품은 표면상에 불화탄소수지 등을 코팅하여 사용되는데, 이와 같은 코팅을 실행하기 전에 알루미늄판재의 표면을 에칭(etching)함으로써, 코팅물의 표면 밀착력을 증대시킨다.
상기한 바와 같이 알루미늄판재의 표면을 에칭하기 위하여는 보통 샌드 블라스트(sand blast)에 의해 알루미늄판재의 표면을 거칠게 가공함으로써, 코팅물의 밀착력을 증대시킨다.
이와 같이 샌드 블라스트에 의해 표면을 에칭함에 있어서는 샌드블라스트로부터의 모래입자에 의해 주변장치가 손상될 뿐 아니라, 코팅물의 표면 밀착력 증대에 한계가 있고, 따라서 코팅물의 표면 박리현상이 초래될 우려를 내포하기 때문에 본 출원인에 의해 출원된대한민국 특허 제25805호에는 화학적인 부식에 의한 에칭방법과 전해 화학적인 부식에 의한 에칭방법을 포함하는 알루미늄판재의 코팅방법이 개시되어 있다.
상기한 바와 같이 대한민국 특허 제25805호에 개시된 에칭방법은 화학적 부식방법으로서, 부식용액으로 HCl용액을 선정하여 HCl용액의 농도와 온도 및 부식시간을 제어하는 상태로 에칭을 행하며, 다음과 같은 조건을 부여한다.
1) HCl용액의 농도 :
부식액은 10%이상의 농도에서 심한 반응으로 인해 알루미늄 판재의 표면이 타버리게 하기 때문에 그 농도를 5~10%로 하여 사용한다.
2) HCl용액의 온도 :
HCl용액의 온도를 75~80℃로 하여 적정한 부식이 일어나게 한다.
3) 부식시간 :
HCl용액에 의한 부식시간은 농도 및 온도의 변화에 따라 달라지며, 80℃를 유지하는 5%의 HCl용액에서 3~4분간 부식을 행한다.
5) 첨가제 :
5%의 HCl용액에 CH3COOH, HNO3, FeCI2, NaCl, H3PO4을 첨가하여 부식 효과를 높인다.
또, 대한민국 특허 제25805호에 개시된 에칭방법은 전해 화학적 부식방법으로서, 부식용액으로 황산(H2SO4)용액에 의한 탈지 후 질산용액과 염산용액에 의한 부식을 행하며, 다음과 같은 조건을 부여한다.
1) 탈지 :
지나친 탈지는 활성면의 증가로 부식을 심화시키므로 조면화와 미려한 색상을 얻을 수 없고, 탈지가 부족하면 국부적인 부식을 유발하기 때문에 40~70 C를 유지하는 10~20℃의 황산용액에서 0.5∼2분간 실시한다. 0.5∼3%의 질산용액과 0.5~1.5%의 염산용액을 혼합한 혼합용액에서 직류 전원을 사용하여 전해부식을 행하며, 이때의 전류밀도는 60~100A/dm2이고, 전해 온도는 15~30℃이다.
상기한 바와 같은 화학적 부식방법과 전해 화학적 부식방법에 따른 특징을 비교하여 표 1에 표시한다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 에칭방법은 에칭액을 관리하는 방법이 강구되어 있지 않고, 따라서 에칭액의 관리에 의한 연속적인 에칭작업이 불가능하여 대량생산을 기대할 수 없으므로 대량생산을 위한 에칭액의 관리에 따르는 수단이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 알루미늄 판재의 표면을 화학적으로 에칭하여 코팅물의 표면 밀착력 증대 효과를 극대화하여 코팅물의 박리현상 초래를 배제시킬 수 있도록 알루미늄의 표면에 다소 깊은 에칭을 실시하면서도 에칭액의 효율적인 관리로 연속작업에 따르는 대량생산을 기대할 수 있게 하는 알루미늄판재의 화학에칭방법과 그 장치를 제공하는데 있다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은 알루미늄 판재를 에칭하기 위하여 표면을 적당한 거칠기로 연마한 알루미늄 판재를 에칭장치에 장착 설치하여 알루미늄 판재의 표면에 부착된 유지 및 이물질을 세척하는 세정단계와; 상기 세정단계를 거친 알루미늄 판재를 1∼50g/ℓ의 염산, 5ppm∼10g/ℓ의 염화주석 및 3∼30ppm의 계면활성제로 혼합조성된 30∼70℃의 활성용액에 알루미늄 판재를 침적시켜, 알루미늄 판재에 주석이온을 부착시키는 활성화처리단계와; 상기 활성화처리단계를 거친 알루미늄 판재의 표면을 농도 5∼15%의 염산, 5∼30ppm의 계면활성제로 이루어지고, 40∼70℃의 온도, 1.030∼1.045의 비중, 5∼10dm /ℓ의 에칭처리율로 연속순환되는 에칭액에서 2~5분간 에칭하는 에칭단계와; 상기 에칭단계에서 알루미늄 판재의 표면에 생성되는 이물질을 제거하여 세정한 다음 건조시키는 세정건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 화학에칭 방법을 제공한다.
또한, 상기 활성용액은 1∼50g/ℓ의 황산, 5ppm∼10g/ℓ의 황산주석 및 3∼30ppm의 계면활성제로 혼합조성되고, 그 온도를 30∼70℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 일정한 크기로 제조되어 표면거칠기의 조절과 이물질의 세정이 완료된 다수량의 알루미늄 판재가 동시에 내삽되며, 유동성의 에칭액이 일정량 채워지는 스텐레스재질의 용기로 형성된 에칭탱크와 : 이 에칭탱크에 연통 연결되어 에칭된 후 에칭탱크로부터의 에칭액이 유입되며, 에칭탱크에 부족분의 새로운 에칭액을 연속 공급하는 보조탱크와; 상기 에칭탱크와 보조탱크 사이에 연통 상태로 개설되어 보조탱크의 에칭액을 에칭탱크에 연속 순환시키는 순환펌프로 구성됨을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 에칭장치를 제공하며, 상기 에칭탱크는 등간격으로 배치 형성되는 다수로 이루어져 각각의 사이로 알루미늄 판재를 직립 상태로 고정 내삽시키는 다수의 래크를 구비하고, 상기 에칭장치를 이루는 에칭탱크와 보조탱크 및 래크는 스테인레스 재질로 형성되고, 에칭액이 접촉되는 부분에 PE수지 또는 에폭시수지를 코팅함을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
표면에 불화탄소수지를 코팅하여 주방용품재로 사용되는 알루미늄 판재는 그 표면에 상기 불화탄소수지를 코팅하기 전에 알루미늄 판재의 표면을 에칭하여 코팅물의 밀착성을 향상시킨다.
이와 같은 에칭을 위한 본 발명에 의한 에칭공정은 제1도에 도시한 바와 같은 세정단계(S2) 에서 표면을 적당한 거칠기로 연마한 알루미늄 판재(A)의 표면에 부착된 유지 및 이물질을 세척한다.
상기한 바와 같은 세정단계(S2) 는 농도 15∼25%의 수산화나트륨(NaOH)과, 농도 5∼10%의 수산화칼륨(KOH)과, 3∼20ppm의 계면활성제로 혼합 조성된 30~60℃의 세정액에 알루미늄 판재(A)를 침적시켜 판재(A) 표면에 부착된 이물질 및 유지분을 화학적으로 세정하는 화학세정단계(S22) 와, 이러한 화학적인 세정을 거친 알루미늄 판재(A)를 물로 세정하는 수세단계(S23)를 거치게 된다.
또, 상기 물세척된 알루미늄 판재(A)를 농도 3~15%의 염산(HCl)이나 질산(HNO)용액으로 10초∼1분간 중화시키는 중화단계(S24) 및 중화처리된 알루미늄 판재(A)의 표면을 물로 세척하는 수세단계(S25)를 거쳐 알루미늄 판재(A)를 세정한다.
또, 상기한 바와 같은 활성화처리단계(S4)는 농도 1∼50g/ℓ로 희석된 염산(HCl)과, 5ppm∼ 10g/ℓ으로 첨가되는 염화주석(SnCl) 과, 3∼30ppm으로 첨가되는 계면활성제로 혼합 조성된 30∼70℃의 활성용액에 알루미늄 판재(A)를 침적시키는 조도균일화단계(S42) 와, 이 조도균일화단계(S42) 를 거친 알루미늄 판재(A)의 표면을 물로 세척하는 수세단계(S44)로 이루어지게 하여 알루미늄 판재(A)의 표면 조도에 따라 형성된 요부에 주석이온(Sn )을 부착시킴으로써 이후 행해지는 에칭단계에서 알루미늄 표면에 깊은 요철이 형성될 수 있는 조건을 부여한다.
또한, 상기 활성화처리단계(S4)의 조도균일화단계(S42) 는 다른 실시예로 농도 1∼50g/ℓ로 희석된 황산(HSO)과, 5ppm∼10g/ℓ으로 첨가되는 황산주석(SnSO)과, 3~30ppm으로 첨가되는 계면활성제로 혼합조성된 30∼70℃의 활성용액에 알루미늄 판재(A)를 침적시켜 알루미늄 판재(A)의 표면의 조도에 따라 형성된 요부에 주석이온(Sn )을 부착시킨 후, 알루미늄 판재(A)의 표면을 물로 세척하는 수세단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이와 같이 활성화처리단계(S4)를 거친 후 이루어지는 에칭단계(S6)는 농도 5∼15%의 염산(HCl)과, 이에 5∼30ppm으로 첨가되는 계면활성제로 혼합 조성되고, 1.030∼1.045의 비중 및 40∼70℃의 온도로 순환되는 에칭액에 의해 2∼5분간 알루미늄 판재(A)의 표면을 에칭(etching)하는 화학에칭단계(S62) 와, 화학적인 에칭이 이루어진 알루미늄 판재(A)의 표면을 물로 세척하는 수세단계(S64)로 이루어진다.
한편, 상기의 화학에칭단계(S62) 에서 에칭액의 성분중 염산의 농도를 5∼15%로 한정한 이유로 5% 이하에서는 알루미늄의 에칭반응이 매우 느리게 일어나기 때문이고, 15% 이상에서는 매우 격렬한 반응으로 인해 과잉에칭되어 불화탄소수지와의 밀착력이 오히려 떨어지거나, 연속에칭작업시 불균일한 에칭이 될 수 있기 때문이며, 첨가되는 계면활성제를 5∼30ppm으로 한정하는 이유는 5ppm이하에서는 알루미늄의 전 표면적에 작용하는데 부족함으로써 Sn 이온의 제거가 용이하지 않아서 특별히 에칭효과를 증대시키는 효과를 나타내지 못하기 때문이며, 30ppm이상에서는 알루미늄 표면에 과량으로 침적하여 얼룩이 발생하거나 에칭효과를 억제하여 역효과를 나타내기 때문이다.
또한, 에칭액의 온도를 40∼70℃로 관리하는 이유는 40℃이하에서는 에칭효율이 저하되고, 70℃이상에서는 과잉에칭이 발생하기 때문이고, 에칭처리율을 5∼10dm /ℓ로 한정하는 이유는 5dm /ℓ이하에서는 에칭생산성이 떨어지고, 10dm /ℓ이상에서는 전체적인 에칭성이 급격하게 떨어지거나 처리용량 과다로 미에칭부분이 발생하기 때문이며, 에칭시간을 2∼5분으로 한정하는 이유는 2분 이하에서는 깊은 골을 형성하기 위한 에칭효과가 떨어지고, 5분이상 실시하면 과잉에칭되어 불화탄소수지와의 밀착력이 오히려 떨어지기 때문이다.
한편, 활성화 처리단계(S4)를 거치면서 알루미늄의 표면에 잔류되어 있는 Sn 이온때문에 알루미늄과 주석사이의 전위차에 의한 부식으로 Sn 주위의 알루미늄이 먼저 부식되어 에칭이 이루어지고, 그 주위가 집중적으로 에칭됨으로써 에칭된 골의 깊이가 깊어져 이후 코팅되어지는 불화탄소수지와의 밀착력이 배가 된다.
그러나, 과잉에칭으로 산높이가 너무 높아지면 불화탄소수지를 코팅할 때 불화탄소수지위로 알루미늄이 노출되어 밀착력이 떨어지기 때문에 Sn 이온이 초기에는 알루미늄에 붙어있다가 에칭이 약간 진행되면 빨리 제거될 수 있도록 에칭단계에서 계면활성제로 투입하여 알루미늄 표면의 Sn 를 제거하므로써, 보다 효율적인 에칭을 행할 수 있다.
이와 같이 에칭단계(S6)에서 에칭이 완료된 알루미늄 판재(A)는 세정건조단계(S8)에서 에칭시 그 표면에 생성된 스맛트와 같은 이물질을 제거하여 세정한 다음 건조시킨다.
상기한 바와 같은 세정건조단계(S8)는 알루미늄 표면에 생성된 스맛트를 화학적으로 제거하는 스맛트제거단계(S82) 와, 물세척을 행하는 수세단계(S84) 및 분사되는 물로 알루미늄 판재(A)를 세척하는 젯트수세단계(S86), 그리고 에칭 후의 판재(A) 표면얼룩을 방지하기 위한 탕세단계(S88)와, 이 탕세단계(S88)까지 완료된 알루미늄 판재(A) 표면의 수분 및 습기를 건조시키는 건조단계(S89)로 이루어진다.
상기한 바와 같은 세정건조단계(S8)의 스맛트제거단계(S82) 에서는 농도 15∼40%로 된 상온의 질산(HNO)에 알루미늄 판재(A)를 5~10분간 침적시켜 에칭시 알루미늄 판재(A)의 표면에 생성된 스맛트를 제거한다.
또, 상기 세정건조단계(S8)의 젯트수세단계(S86)에서는 0.8∼1.6kg/cm 의 수압으로 물을 분사하여 알루미늄 판재(A) 표면을 세척한다.
또한, 상기 세정건조단계(S8)의 탕세단계(S88)에서는 90∼100℃의 물에 상기 알루미늄 판재(A)를 1∼10분간 침적시켜 건조과정에서 발생되는 표면얼룩을 방지한다.
그리고, 상기 세정건조단계(S8)의 건조단계(S89)에서는 탕세가 완료된 알루미늄 판재(A) 표면의 수분 및 습기를 제거하여 건조시킨다.
한편, 본 발명은 제2도와 제3도에서와 같이 구성되는 에칭장치를 구비하여 에칭단계(S6)를 통해 다량의 알루미늄 판재(A)를 동시에 에칭할 수 있게 한다.
상기한 바와 같은 에칭장치는 스텐레스 재질의 용기로 형성되어 유동성의 에칭액이 일정량 채워지는 에칭탱크(2) 를 구비한다.
이러한 에칭탱크(2) 에는 일정한 크기로 제조되어 표면거칠기의 조절과 이물질의 세정이 완료된 다수량의 알루미늄 판재(A)가 동시에 내삽되어 다량의 알루미늄 판재(A)에 동시에칭이 행해지게 하며, 에칭액이 접촉되는 그 내부에 PE수지나 에폭시수지를 코팅하여 에칭액에 의한 부식을 방지할 수 있게 한다.
또, 상기한 바와 같은 다량의 알루미늄 판재(A)는 에칭탱크(2) 내에 내장되는 래크(4)에 의해 에칭탱크(2) 로 동시에 내삽되는데, 상기 래크(4)는 스테인레스 재질로 이루어지는 다수의 프레임들이 등간격으로 배치되는 형상으로 하여 형성하고, 에칭액이 접촉되는 부분에 PE수지나 에폭시수지를 코팅하여 에칭액에 의한 부식을 방지할 수 있게 한다.
한편, 상기한 바와 같은 에칭탱크(2) 는 연통관에 의해 보조탱크(6)와 연통되어 알루미늄 판재(A) 표면을 에칭한 에칭탱크(2) 로부터의 에칭액이 보조탱크(6)로 유입되게 하여 에칭탱크(2) 내의 에칭액을 항상 일정한 농도 및 비중을 갖는 상태로 유지시킨다.
또, 상기한 바와 같은 보조탱크(6)에는 다량의 새로운 에칭액을 채워두고, 이 보조탱크(6)와 상기 에칭탱크(2) 사이에 보조탱크(6)의 에칭액을 에칭탱크(2) 로 펌핑하는 순환펌프(8)를 개설하여 보조탱크(6)로부터의 에칭액을 에칭탱크(2) 에 연속적으로 공급할 수 있게 한다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 에칭장치는 래크(4)에 다수 장착된 알루미늄 판재(A)를 에칭탱크(2) 내로 존치시켜 에칭탱크(2) 내의 에칭액으로 알루미늄 판재(A)의 표면을 에칭하게 한다.
아울러 순환펌프(8)를 작동시킴에 따라 보조탱크(6)내의 에칭액을 에칭탱크(2) 로 꾸준히 유입시킴으로써, 에칭탱크(2) 내에는 새로운 에칭액이 연속적으로 유입 공급되게 한다.
이때, 에칭을 완료한 에칭탱크(2) 내의 에칭액은 보조탱크(6)로 유출되어 에칭탱크(2) 내에서 에칭액이 일정한 비중과 농도 상태로 유지될 수 있게 한다.
한편, 상기한 바와 같은 에칭방법과 에칭장치에 의한 각 공정단계에 따른 조건과, 알루미늄 판재(A)의 표면 거칠음 및 크로스 컷(cross cut) 시험결과를 실시예로 기술한다.
(단, 상기 크로스 컷 시험결과는 코팅된 알루미늄 판재의 표면을 동일규격으로 구획하여 코팅물을 분할한 다음 코팅물의 표면에 접착테이프를 붙여 테이프를 판재로 부터 이격시킬 때 코팅물이 판재로부터 박리되지 않은 정도를 나타낸다.)
[실시예 1]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15% 계면활성제 : 3ppm
세정액의 온도 : 30℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 3%의 염산(HCl) 중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 1g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) ,3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 30℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 40℃
에칭시간 : 2분
세정건조단계
1) 스맛트 제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 1.21)
* 크로스 컷 시험결과 : 95/100
[실시예 2]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15% 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 30초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계
활성용액 조성물 : 5g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액 온도 : 50℃
에칭시간 : 2분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제어액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 1.5μm
* 크로스 컷 시험결과 : 97/100
[실시예 3]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15% 수산화칼륨(KOH) : 5% 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 40초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 10ppm의 염화주석(SnCl2) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 50℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트 제거 단계
스맛트 제거액 : 25%의 질산(HNO3)
스맛트제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 7분
* 표면 거칠음 : 2.1㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 99/100
[실시예 4]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 25% 계면활성제 : 10ppm
세정액의 온도 : 60℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 1분
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl) 100ppm의 염화주석(SnCl2) , 10ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 50℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl),5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 40%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 10분
* 표면 거칠음 : 2.5㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 5]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 25% 계면활성제 : 10ppm
세정액의 온도 : 60℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 질산(HNO)
중화시간 : 1분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 40%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 10분
* 표면 거칠음 : 27㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 99/100
[실시예 6]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20% 계면활성제 : 15ppm
세정액의 온도 : 70℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 15%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ 염산(HCl),1g/ℓ의 염화주석(SnCl), 20ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 10%의 염산(HCl),30ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 50℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 4.2㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 7]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaH)15%, 계면활성제 : 15ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 5분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 40초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCℓ), 5g/ℓ의 염화주석(SnCl) , 20ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCℓ),20ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 25%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 4.4㎛
* 크로스컷 시험결과 : 100/100
[실시예 8]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15% 계면활성제 : 10ppm
세정액의 온도 : 60℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 5g/ℓ의 염산(HCl), 50ppm의 염화주석(SnCl2) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 70℃
활성시간 : 5분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCl),30ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 10분
* 표면 거칠음 : 3.3㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 9]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15%, 수산화칼륨(KOH) : 10%, 계면활성제 : 10ppm
세정액의 온도 : 70℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 질산(HNO)
중화시간 : 1분
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 30g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 5분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 3.2㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 10]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 15%, 수산화칼륨(KOH) : 10%, 계면활성제 : 20ppm
세정액의 온도 : 60℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 50g/ℓ의 염산(HCl), 10g/ℓ의 염화주석(SnCl) , 30ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 60℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl),5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 2분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 25%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 2.2㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 99/100
[실시예 11]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 20ppm
세정액의 온도 : 30℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 황산(HSO), 5ppm의 황산주석(SnSO), 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 50℃
에칭시간 : 2분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 1.7㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 98/100
[실시예 12]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 20ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 5%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 50g/ℓ황산(HSO), 10g/ℓ의 황산주석(SnSO), 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 60℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 5%의 염산(HCl), 5ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 60℃
에칭시간 : 2분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 2.5㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 13]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 70℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 황산(HSO), 100ppm의 황산주석(SnSO), 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 10%의 염산(HCl), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 5.6㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 14]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액조성물 : 7%의 염산(HCl), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
세정건조단계
1) 스맛트 제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
* 표면 거칠음 : 4.2㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 15]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCl),25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
에칭액의 에칭처리율 : 3d㎡/ℓ
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO )
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
스맛트 제거액의 처리율 : 130d㎡/ℓ
* 표면 거칠음 : 3.2㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 16]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성율 : 수산화나트륨(NaOH) : 20% 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnDl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCℓ), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
에칭액의 에칭처리율 : 6d㎡/ℓ
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
스맛트 제거액의 처리율 : 150d㎡/ℓ
* 표면 거칠음 : 2.9㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 17]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학 에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCℓ), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
에칭액의 에칭처리율 : 9d㎡/ℓ
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
스맛트 제거액의 처리율 : 200d㎡/ℓ
* 표면 거칠음 : 2.5㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
[실시예 18]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계 :
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCl), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 7℃
에칭시간 : 3분
에칭액의 에칭처리율 : 12d㎡/ℓ
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
스맛트 제거액의 처리율 : 230d㎡/ℓ
* 표면 거칠음 : 1.7㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 98/100
[실시예 19]
세정단계
1) 화학세정단계 :
세정액 조성물 : 수산화나트륨(NaOH) : 20%, 계면활성제 : 5ppm
세정액의 온도 : 50℃
세정시간 : 3분
2) 중화단계 :
산용액 조성물 : 10%의 염산(HCl)
중화시간 : 20초
활성화 처리단계
1) 조도균일화단계
활성용액 조성물 : 10g/ℓ의 염산(HCl), 5ppm의 염화주석(SnCl) , 3ppm의 계면활성제
활성용액의 온도 : 40℃
활성시간 : 2분
에칭단계
1) 화학에칭단계
에칭액 조성물 : 7%의 염산(HCl), 25ppm의 계면활성제
에칭액의 온도 : 70℃
에칭시간 : 3분
에칭액의 에칭처리율 : 연속보충하면서 12d㎡/ℓ
세정건조단계
1) 스맛트제거단계
스맛트 제거액 : 15%의 질산(HNO)
스맛트 제거액의 온도 : 상온
스맛트 제거시간 : 5분
스맛트 제거액의 처리율 : 23d㎡/ℓ
* 표면 거칠음 : 2.6㎛
* 크로스 컷 시험결과 : 100/100
상기한 바와 같은 다수의 시험 실시예와 같이 세정액과 중화액 및 에칭액 그리고 스맛트 제거액 등의 조성물 농도를 조절하고, 이들의 작용시간과 온도를 조절하여 알루미늄 판재의 조도를 1.0~2.0㎛ 의 범위로 조성되게 함으로써, 코팅물의 표면 밀착력 증대 효과를 극대화 시킬 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 알루미늄 판재의 화학에칭방법과 그 장치는 에칭조건의 조절에 따른 알루미늄 판재 표면의 조도 조절에 따라 코팅물의 표면 밀착력 증대를 극대화 시킬 수 있으면서도 에칭액의 효율적인 관리로 연속작업을 가능하게 하여 대량생산을 기대할 수 있게 하는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 알루미늄 판재(A)를 에칭하기 위하여 표면을 적당한 거칠기로 연마한 알루미늄 판재(A)를 에칭장치에 장착 설치하여 알루미늄 판재(A)의 표면에 부착된 유지 및 미물질을 세척하는 세정단계(S2)와; 상기 세정단계(S2) 를 거친 알루미늄 판재(A)를 1~50g/ℓ의 염산, 5ppm~10g/ℓ의 염화주석 및 3~30ppm의 계면활성제로 혼합조성된 30~70℃의 활성용액에 알루미늄 판재를 침적시켜, 알루미늄 판재에 주석이온을 부착시키는 활성화 처리단계(S4)와; 상기 활성화처리단계(S4)를 거친 알루미늄 판재(A)의 표면을 농도 5~15%의 염산, 5~30ppm의 계면활성제로 이루어지고, 40~70℃의 온도, 1.030~1.045의 비중, 5~10d㎡/ℓ의 에칭처리율로 연속순환되는 에칭액에서 2~5분간 에칭하는 에칭단계(S6)와; 상기 에칭단계(S6)에서 알루미늄 판재(A)의 표면에 생성되는 이물질을 제거하여 세정한 다음 건조시키는 세정건조단계(S8)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 화학에칭 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 활성용액은 1∼50g/ℓ의 황산, 5ppm∼10g/ℓ의 황산주석 및 3~30ppm의 계면활성제로 혼합조성되고, 그 온도를 30~70℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 화학에칭 방법.
  3. 일정한 크기로 제조되어 표면거칠기의 조절과 이물질의 세정이 완료된 다수량이 알루미늄 판재(A)가 동시에 내삽되며, 유동성의 에칭액이 일정량 채워지는 스텐레스재질의 용기로 형성된 에칭탱크(2) 와; 이 에칭탱크(2) 에 연통 연결되어 에칭된 후 에칭탱크(2) 로 부터의 에칭액이 유입되며, 에칭탱크(2) 에 부족분의 새로운 에칭액을 연속 공급하는 보조탱크(6)와; 상기 에칭탱크(2) 와 보조탱크(6) 사이에 연통 상태로 개설되어 보조탱크(6)의 에칭액을 에칭탱크(2) 에 연속 순환시키는 순환펌프(8)로 구성됨을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 화학에칭장치.
  4. 제3항에 있어서, 에칭탱크(2) 는 등간격으로 배치 형성되는 다수로 이루어져 각각의 사이로 알루미늄 판재(A)를 직립 상태로 고정 내삽시키는 다수의 래크(4)를 구비함을 특징으로 하는 알루미늄 판재(A)의 화학에칭장치.
  5. 제3항에 있어서, 에칭장치를 이루는 에칭탱크(2) 와 보조탱크(6) 및 래크(4)는 스테인레스 재질로 형성되고, 에칭액이 접촉되는 부분에 PE수지 또는 에폭시수지를 코팅함을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 화학에칭장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100408487B1 (ko) * 2000-12-16 2003-12-06 (주)아이티엠 코퍼레이션 건축사사무소 알루미늄 건자재의 표면연마 및 내구향상 코팅재 및 그제조방법

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KR100408487B1 (ko) * 2000-12-16 2003-12-06 (주)아이티엠 코퍼레이션 건축사사무소 알루미늄 건자재의 표면연마 및 내구향상 코팅재 및 그제조방법

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