KR101828796B1 - 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액, 화성 처리 방법 및 화성 피막 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 6가 크롬, 3가 크롬, 불소 등의 환경 부하가 큰 성분을 이용하지 않고, 표면 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 물품에 내식성 및 의장성에 뛰어난 화성 피막을 종래의 화성 처리와 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있는 화성 표면 처리액을 제공하는 것이다. 본 발명은 과망간산 화합물 및 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 함유하는 알칼리성 수용액으로 이루어지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액에 관한 것이다.
Description
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액, 화성 처리 방법 및 화성 피막에 관한 것이다.
알루미늄계 금속 소재(특히, A2024 등의 동(銅)을 많이 포함하는 저내식성 합금계 알루미늄)는 내식성 또는 방청(corrosion inhibitor)성을 향상시키기 위해, 그 표면에 금속 화합물의 피막을 형성시키는 화성 처리가 실시되고 있다.
일반적인 화성 처리로서, 6가 크롬 화성 처리 및 3가 크롬 화성 처리를 들 수 있다. 6가 크롬 화성 처리에서 얻어지는 피막은 금색의 색조를 가지고 있고, 의장성에도 뛰어나 있다. 그러나 6가 크롬 화성 처리액에는 6가 크롬, 불소 등의 환경에 유해한 성분이 포함되어 있어서, 환경으로의 부하가 크다. 3가 크롬 화성 처리는 3가 크롬을 사용하기 때문에 6가 크롬을 사용하는 6가 크롬 화성 처리에 비하여 환경으로의 부하가 작다. 3가 크롬 화성 처리에서 얻어지는 피막은 충분한 내식성을 가지지만, 6가 크롬 화성 처리와 같은 금색의 색조를 가진 피막이 얻어지지 않아서, 의장성에 결핍된다.
최근에는 크롬을 포함하지 않는 크롬 프리(free) 화성 처리가 개발되고 있다(하기 특허문헌 1 및 2 참조). 특허문헌 1에는 A2024, A7075 등의 동을 포함하는 저내식성 합금계 알루미늄에 대하여, 비등수에 5분간 침지한 후, 실링 처리로서 약 80℃의 과망간산 수용액에 2분간 침지하고, 또한, 약 80℃의 규산칼륨 수용액에 2분간 침지하고, 또한 질산리튬을 포함하는 약 80℃의 포화 석회 수용액에 2분간 침지함으로써 6가 크롬 화성 처리와 비슷한 색조를 가지는 고내식성 피막이 얻어지는 것이 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 1에 기재된 방법은 처리 공정이 매우 많아서 일련의 처리 시간이 길기 때문에 공업적인 작업성 또는 생산성에 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에는 4000번계의 알루미늄 합금을 과망간산 이온 및 리튬 이온을 포함하는 pH 6~11의 수용액, 또는 과망간산 이온 및 규산 이온을 포함하는 pH 12~13의 수용액에 침지함으로써 6가 크롬 화성 처리 피막과 동등 이상의 내식성이 얻어지는 것이 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 2에는 형성된 화성 처리 피막의 색조에 관한 기재는 없고, 저내식성 합금계 알루미늄에 대한 효과에 대해서도 나타나 있지 않다.
이와 같이, 상기의 크롬 프리 화성 처리에 따르면, 환경으로의 부하를 더욱 경감할 수 있지만, 종래의 6가 크롬 화성 처리와 같이 간편한 방법으로 금색이고, 또한 충분한 내식성을 가지는 피막을 형성시키는 것은 곤란하다.
이러한 상황에 있어서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 6가 크롬, 3가 크롬, 불소 등의 환경 부하가 큰 성분을 이용하지 않고, 표면 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 물품에 내식성 및 의장성에 뛰어난 화성 피막을 종래의 화성 처리와 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있는 화성 표면 처리액을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 표면 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 물품에 내식성 및 의장성에 뛰어난 화성 피막을 간편하게 형성할 수 있는 화성 처리액을 개발하기 위해 예의 검토한 결과, 과망간산염과 특정한 금속 산소염을 포함하는 알칼리성 수용액을 이용하여 알루미늄계 금속 재료를 표면 처리함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은 이와 같은 지견에 기초하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 하기 항 1~항 7에 나타내는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액, 화성 처리 방법 및 화성 피막에 관련된 것이다.
1. 과망간산 화합물 및 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 함유하는 알칼리성 수용액으로 이루어지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액.
2. 상기 금속 산소산 화합물이 바나딘산 화합물인 상기 항 1에 기재된 화성 처리액.
3. 상기 바나딘산 화합물이 메타바나딘산 나트륨인 상기 항 2에 기재된 화성 처리액.
4. pH가 8.5~12.5인 상기 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 화성 처리액.
5. 상기 과망간산 화합물을 망간량으로서 0.05~10g/L 및 상기 금속 산소산 화합물을 금속의 합계량으로서 0.05~10g/L 함유하는 상기 항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 화성 처리액.
6. 화성 처리 대상 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피처리물을 상기 항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 화성 처리액에 접촉시키는 화성 처리 방법.
7. 상기 항 6에 기재된 화성 처리 방법에 의하여 형성된 화성 피막으로서, L*a*b* 표색계에 따라서 측정된 L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상인 화성 피막.
본 발명의 화성 처리액에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 각종 피처리물에 대하여, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 종래의 화성 처리와 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 본 발명의 화성 처리액은 특히, 동 등을 포함하는 저내식성 알루미늄 합금에 대해서도, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 형성할 수 있기 때문에 저내식성 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 피처리물의 내식성 또는 방청성의 향상에 유용하다. 본 발명의 화성 처리액은 6가 크롬, 3가 크롬, 불소 등의 유해한 성분을 함유하지 않기 때문에 안전성이 높다.
본 발명의 화성 처리 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 각종 피처리물에 대하여, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 종래의 화성 처리 방법과 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 화성 처리 방법은 종래의 6가 크롬산염에 의한 화성 처리에 비하여 배수의 공해성이 현저히 작아서, 환경 오염의 면에서 유리하다.
이하, 본 발명의 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액(이하, 단순히 "화성 처리액"이라 하는 경우도 있다), 화성 처리 방법 및 화성 피막에 대하여 설명한다.
화성 처리액
본 발명의 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액은 과망간산 화합물 및 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 함유하는 알칼리성 수용액이다. 본 발명의 화성 처리액에서는 과망간산 화합물과, 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 조합하여 이용하고, 또한, 수용액을 알칼리성으로 함으로써 양호한 내식성을 가지는 금색의 화성 피막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 화성 처리액은 과망간산 화합물을 필수 성분으로서 포함한다.
과망간산 화합물로서는, 수용성의 과망간산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 과망간산 화합물로서는, 과망간산, 과망간산 칼륨, 과망간산 나트륨, 과망간산 암모늄, 과망간산 마그네슘, 과망간산 칼슘 등을 들 수 있다. 이들의 과망간산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 과망간산 화합물로서, 과망간산 나트륨이 바람직하다.
또한, 과망간산 화합물은 7가의 망간을 포함하는 산소산이고, 수용액 중에서는 통상 과망간산 이온으로서 존재하고 있지만, 그 일부가 환원되어 6가의 망간을 포함하는 망간(Ⅵ)산 이온(MnO4 2-)로서 존재해도 좋다.
과망간산 화합물의 함유량은 망간량으로서 통상 0.05~10g/L 정도이고, 0.35~5g/L 정도가 바람직하다.
본 발명의 화성 처리액은 필수 성분으로서, 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 포함한다.
바나딘산 화합물로서는, 수용성의 바나딘산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 바나딘산 화합물로서, 5가의 바나듐을 포함하는 산소산인 바나딘산, 그 염 등을 이용할 수 있다. 그 구체예로서, 메타바나딘산(HVO3), 메타바나딘산 나트륨(NaVO3), 바나딘산 칼륨(KVO3), 메타바나딘산 암모늄(NH4VO3), 오쏘바나딘산 나트륨(Na3VO4), 오쏘바나딘산 칼륨(K3VO4), 피로바나딘산 나트륨(Na4V2O7), 피로바나딘산 칼륨(K4V2O7) 등을 들 수 있다. 이들의 바나딘산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 바나딘산 화합물로서, 메타바나딘산 나트륨이 바람직하다.
몰리브덴산 화합물로서는, 수용성의 몰리브덴산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 몰리브덴산 화합물로서, 6가의 몰리브덴을 포함하는 산소산인 몰리브덴산, 그 염 등을 이용할 수 있다. 그 구체예로서, 몰리브덴산 나트륨(Na2MoO4), 몰리브덴산 칼륨(K2MoO4), 몰리브덴산 암모늄((NH4)6Mo7O24·4H2O), 몰리브덴산 칼슘(CaMoO4), 인몰리브덴산(H3PMo12O40) 등을 들 수 있다. 이들의 몰리브덴산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 몰리브덴산 화합물로서, 몰리브덴산 나트륨이 바람직하다.
텅스텐산 화합물로서는, 수용성의 텅스텐산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 텅스텐산 화합물로서, 6가의 텅스텐을 포함하는 산소산인 텅스텐산, 그 염 등을 이용할 수 있다. 그 구체예로서, 텅스텐산 나트륨(Na2WO4), 텅스텐산 칼륨(K2WO4), 텅스텐산 암모늄((NH4)2WO4), 파라텅스텐산 나트륨(Na10[W12O46H10]), 파라텅스텐산 암모늄((NH4)10[W12O46H10]), 메타텅스텐산 칼륨(K6[H2W12O40]), 인텅스텐산(H3PW12O40·nH2O) 등을 들 수 있다. 이들의 텅스텐산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 텅스텐산 화합물로서, 텅스텐산 나트륨이 바람직하다.
지르콘산 화합물로서는, 수용성의 지르콘산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 지르콘산 화합물로서, 4가의 지르코늄을 포함하는 산소산인 지르콘산, 그 염 등을 이용할 수 있다. 그 구체예로서, 지르콘산 나트륨(Na2ZrO3), 지르콘산 칼륨(K2ZrO3), 지르콘산 칼슘(CaZrO3) 등을 들 수 있다. 이들의 지르콘산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 지르콘산 화합물로서, 지르콘산 칼슘이 바람직하다.
니오브산 화합물로서는, 수용성의 니오브산 및 그 염이면, 특별히 한정 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 니오브산 화합물로서, 5가의 니오브를 포함하는 산소산인 니오브산, 그 염 등을 이용할 수 있다. 그 구체예로서, 니오브산 나트륨(NaNbO3), 니오브산 칼륨(KNbO3) 등을 들 수 있다. 이들의 니오브산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 니오브산 화합물로서, 니오브산 나트륨이 바람직하다.
상기의 금속 산소산 화합물은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기의 금속 산소산 화합물 중에서 바나딘산 화합물이 바람직하고, 메타바나딘산 나트륨이 보다 바람직하다.
금속 산소산 화합물의 함유량은 금속의 합계량으로서 통상 0.05~10g/L 정도이고, 0.35~5g/L 정도가 바람직하고, 1.5~5g/L 정도가 보다 바람직하다. 여기에서, 금속 산소산 화합물의 함유량은 사용하는 금속 산소산 화합물이 1종인 경우에는, 그 금속량이고, 사용하는 금속 산소산 화합물이 2종 이상인 경우에는, 사용하는 모든 금속을 합계한 양이다.
본 발명의 화성 처리액은 알칼리성으로 하는 것이 필요하다. 알칼리성의 수용액으로 함으로써 과망간산 이온 및 금속 산소산 이온이 안정화된다. 화성 처리액은 pH가 7.5 이상인 것이 바람직하고, 8.5~12.5 정도인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 화성 처리액에는 필요에 따라서 pH 조정제를 첨가할 수 있다. pH 조정제로서는, 특별히 한정은 없고, 각종 공지의 pH 조정제를 이용할 수 있다. pH 조정제로서 예를 들면, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수 등의 염기; 염산, 황산 등의 무기산; 시트르산, 락트산, 초산, 석신산 등의 유기산 등을 들 수 있다.
본 발명의 화성 처리액에는 pH의 변동을 억제하여 안정된 화성 처리를 가능하게 하기 위해, 필요에 따라서 pH완충제를 더 첨가할 수 있다. pH완충제로서는 특별히 한정은 없고, 각종 공지의 pH완충제를 이용할 수 있다. pH완충제로서는 예를 들면, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 등의 탄산계 완충제; 인산수소2나트륨, 인산2수소나트륨, 인산수소2칼륨, 인산2수소칼륨 등의 인산계 완충제; 초산, 초산나트륨 등의 초산계 완충제; 4붕산나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 화성 처리액에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 각종 피처리물에 대하여, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 종래의 화성 처리와 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 본 발명의 화성 처리액은 특히, 동 등을 포함하는 저내식성 알루미늄 합금에 대해서도, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 형성할 수 있기 때문에 저내식성 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 피처리물의 내식성 또는 방청성의 향상에 유용하다. 본 발명의 화성 처리액은 6가 크롬, 3가 크롬, 불소 등의 유해한 성분을 함유하지 않기 때문에 안전성이 높다.
화성 처리 방법
본 발명의 화성 처리액에 의한 처리 방법에 대해서는 특별히 한정은 없고, 해당 화성 처리액을 처리 대상물의 처리면에 접촉시키면 좋다. 구체적인 처리 방법으로서는, 해당 화성 처리액 중에 피처리물을 침지하는 방법, 해당 화성 처리액을 피처리물에 분무하는 방법 등을 들 수 있다.
해당 화성 처리액 중에 피처리물을 침지하는 경우, 예를 들면, 욕온 20~80℃ 정도, 침지 시간 10초~10분간 정도의 범위 내로 할 수 있다. 또한, 구체적인 처리 온도 및 처리 시간은 유효 성분의 종류, 농도, 처리액의 pH 등에 따라서 적절히 결정하면 좋다.
또한, 본 발명의 화성 처리제에 의한 화성 처리에 앞서서, 필요에 따라서 피처리물에 대하여, 세정, 활성화 등의 전처리를 실시할 수 있다. 세정 방법은 상법에 따라서 실시할 수 있고, 필요에 따라서 전해 탈지 등을 적용할 수도 있다.
본 발명의 화성 처리 방법의 처리 대상물은 처리 대상으로 되는 표면 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의하여 형성되어 있는 물품이다. 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 재질로 하는 각종 물품 외에, 강판 등의 각종 기재 상에 알루미늄 도금 또는 알루미늄 합금 도금 피막을 형성한 물품, 용융 알루미늄 도금 처리를 실시한 물품 등을 사용할 수 있다. 알루미늄 합금으로서는 특별히 한정되지 않고, 알루미늄을 주요 금속 성분으로 하는 각종 합금을 이용할 수 있다. 예를 들면, A1000계의 준알루미늄, A2000계의 동 및 망간을 포함하는 알루미늄 합금, A3000계의 알루미늄-망간 합금, A4000계의 알루미늄-실리콘 합금, A5000계의 알루미늄-마그네슘 합금, A6000계의 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금, A7000계의 알루미늄-아연-마그네슘 합금 등을 적용 대상으로 할 수 있다.
본 발명의 화성 처리액에 의한 화성 처리를 실시함으로써 피처리물의 표면에 6가 크롬 화성 처리와 동일한 금색의 화성 피막이 형성된다. 본 발명의 화성 처리 방법은 내식성이 우수한 금색의 화성 피막을 많은 처리 공정을 거치지 않고, 6가 크롬 화성 처리와 동일한 공정에 의해 형성하는 것이 가능하다. 이들의 화성 피막은 피처리물의 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 우수한 내식성을 부여할 수 있다.
본 발명의 화성 처리액을 이용하여 화성 처리를 실시한 후, 또한, 필요에 따라서 무기계 피막 또는 유기계 피막으로 이루어지는 오버코트를 형성할수 있다. 이에 따라, 내식성을 보다 향상시킬 수 있다. 무기계 피막으로서는, 콜로이달 실리카, 규산염 화합물 등에 의한 피막을 들 수 있다. 유기계 피막으로서는, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 페놀계 수지 등에 의한 피막을 들 수 있다. 오버코트는 상법에 따라서 형성할 수 있다. 예를 들면, 도포, 스프레이, 침지 등의 방법을 채용할 수 있다. 오버코트의 두께에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 0.1~30㎛ 정도로 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 화성 처리 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성된 표면을 가지는 각종 피처리물에 대하여, 내식성 및 의장성에 뛰어난 금색의 화성 피막을 종래의 화성 처리 방법과 동일한 공정에 의하여 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 화성 처리 방법은 종래의 6가 크롬산염에 의한 화성 처리에 비하여 배수의 공해성이 현저히 작아서, 환경 오염의 면에서 유리하다.
화성 피막
상기 화성 처리 방법에 의하여 형성된 화성 피막은 금색이고, L*a*b* 표색계에 따라서 측정된 L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상인 것이 바람직하다.
또한, L*a*b* 표색계에 따라서 측정된 L*값은 시료의 "명도"를 나타낸다. L*의 값은 0~100의 스케일에서의 광반사율의 비율에 기초하고 있고, L*값이 0인 경우에는 시료가 흑색이고, L*값이 100인 경우에는 시료가 백색이다. a*값은 -60을 녹색으로 하고, 60을 적색으로 하여, 시료가 -60~60스케일에서 어느 정도 녹색~적색인지를 나타내고 있다. b*값은 -60을 청색으로 하고, 60을 황색으로 하여, 시료가 -60~60스케일에서 어느 정도 청색~황색인지를 나타내고 있다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
A1050의 판(크기 0.5×50×100㎜)을 피처리물(시험편)로서 이용하고, 이하의 전처리를 실시했다.
3.0질량%의 알칼리 탈지제 "톱 알크린101"(상품명, 오쿠노 제약 공업 주식회사제)을 55℃로 가열하고, 상기 시험편을 1분간 침지하여 탈지 처리를 실시하고, 그 후, 30초간 수세했다. 또한, 필요에 따라서 7.0질량%의 수산화나트륨 수용액을 55℃로 가열하고, 상기 시험편을 1분간 침지하여 에칭 처리를 실시하고, 그 후, 30초간 수세했다. 이어서, 10.0질량%의 스머트 제거제"톱 디스머트N-20"(상품명, 오쿠노 제약 공업 주식회사제)에 상기 시험편을 30~60초간 정도 침지하여 스머트 제거를 실시하고, 그 후, 30초간 수세했다.
한편, 50℃ 전후로 가열한 탈이온수에 교반하면서 메타바나딘산나트륨 1g/L을 첨가하여 혼합했다. 그곳에, 탈이온수에 용해한 과망간산나트륨 5.4g/L을 첨가하여 혼합하고, 최종적으로 망간 이온이 2g/L, 바나듐 이온이 0.4g/L 및 pH가 10.5로 되도록 조정하여 실시예 1의 화성 처리액으로 했다.
상기한 전처리를 실시한 알루미늄 시험편을 상기 실시예 1의 화성 처리액에 55℃에서 5분간 침지함으로써 화성 피막을 형성했다.
화성 처리 후의 시험편에 대하여, 피막 외관 및 내식성을 하기의 방법으로 평가했다. 또한, 사용한 욕(화성 처리액)의 안정성에 대해서도 하기의 방법으로 평가했다. 이들의 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2~20 및 비교예 1~8
표 1~4에 기재된 성분을 포함하는 화성 처리액을 조제하고, 실시예 1과 동일한 전처리를 실시한 표 1~4에 기재된 시험편을 이용하여, 표 1~4에 기재된 조건으로 화성 처리를 실시했다. 화성 처리 후의 각 시험편에 대하여, 피막 외관 및 내식성을 하기의 방법으로 평가하고, 욕 안정성도 하기의 방법으로 평가했다. 그들의 결과를 표 1~4에 나타낸다.
(욕 안정성)
각 화성 처리액을 조제한 후, 30일간 정지 방치하고, 화성 처리액의 상태를 관찰하여, 이하의 기준으로 평가했다.
A: 응집물 또는 침전이 발생하지 않았다
C: 응집물 또는 침전이 발생했다
(피막 외관)
형성된 화성 피막의 색조를 육안 및 L*a*b*값에 의하여 평가했다. L*a*b*값의 측정은 분광 측정계 CA-3700A(코니카 미놀타 주식회사제)를 이용하여 실시하고, 이하의 기준으로 평가했다.
A: L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상에 해당
C: L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상에 해당하지 않음
(내식성)
JIS Z 2371에 기초하여 중성 염수 분무 시험(SST)을 실시하고, 168시간 후의 내식성을 평가했다. 평가 기준은 JIS Z 2371의 "부식 면적률과 레이팅 넘버의 관계"에 기초하여, 이하와 같이 설정했다.
A: 부식 면적률 0.10% 이하(레이팅 넘버 9 이상)
B: 부식 면적률 0.10%를 넘고, 1.00% 이하(레이팅 넘버 8~6)
C: 부식 면적률 1.00%를 넘는다(레이팅 넘버 5 이하)
표 1~4의 결과로부터, 과망간산 화합물과, 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 산소산 화합물을 포함하는 알칼리성 수용액인 실시예 1~20의 화성 처리액을 이용함으로써 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피처리물에 종래의 6가 크롬 화성 처리액(비교예 7 및 8)을 이용한 경우와 동등한 의장성 및 내식성을 가지는 금색의 화성 피막이 얻어지는 것을 알 수 있다.
이상의 결과로부터, 과망간산 화합물 및 특정한 금속 산소산 화합물을 포함하는 알칼리성 수용액에 알루미늄계 금속 소재를 침지시킴으로써 내식성 및 의장성에 뛰어난 화성 피막이 효율적으로 얻어지는 것을 알 수 있다. 이것은, 본 발명의 화성 처리 방법이 종래의 크롬산염에 의한 화성 처리에 비하여 환경으로의 부하가 대폭으로 감소되어 있고, 또한 종래의 화성 처리와 큰 차이가 없는 방법으로 처리하는 것이 가능한 것을 나타내고 있다.
Claims (14)
- 과망간산 화합물 및 바나딘산 화합물, 몰리브덴산 화합물, 텅스텐산 화합물, 지르콘산 화합물 및 니오브산 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 산소산 화합물을 함유하는, pH가 8.5~12.5인 알칼리성 수용액으로 이루어지는
알루미늄 또는 알루미늄 합금용 화성 처리액.
- 제1항에 있어서,
상기 금속 산소산 화합물이 바나딘산 화합물인
화성 처리액.
- 제2항에 있어서,
상기 바나딘산 화합물이 메타바나딘산 나트륨인
화성 처리액.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과망간산 화합물을 망간량으로서 0.05~10g/L 및 상기 금속 산소산 화합물을 금속의 합계량으로서 0.05~10g/L 함유하는
화성 처리액.
- 화성 처리 대상 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피처리물을 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 화성 처리액에 접촉시키는
화성 처리 방법.
- 제5항에 기재된 화성 처리 방법에 의하여 형성된 화성 피막으로서, L*a*b* 표색계에 따라서 측정된 L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상인
화성 피막.
- 화성 처리 대상 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 피처리물을 제4항에 기재된 화성 처리액에 접촉시키는
화성 처리 방법.
- 제7항에 기재된 화성 처리 방법에 의하여 형성된 화성 피막으로서, L*a*b* 표색계에 따라서 측정된 L*값이 50 이상, a*값이 -10~10 및 b*가 20 이상인
화성 피막.
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