KR102242764B1 - 초친수 알루미늄 합금 표면에 선명한 색상 구현 개선방법 - Google Patents

초친수 알루미늄 합금 표면에 선명한 색상 구현 개선방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 균일하고 선명한 색상 구현을 위한 알루미늄 합금 염색방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 알루미늄 합금 염색 방법은 양극산화 조건 및 기공확장 시간 조절을 통해 알루미늄 합금 표면에 형성되는 양극산화 알루미늄층의 기공 모양, 직경 및 밀도를 조절하여 초친수성을 나타내는 계층 구조(hierarchical structure) 형태로 구현함으로써, 친수성인 염료의 착색이 용이해지고 염색 시간도 단축되는 효과가 있으며, 염색 균일성, 색상 선명도 및 내구성이 우수하므로, 전자기기 하우징, LED 등 조명 커버, 열교환기, 파이프, 도로 구조물, 자동차, 항공기, 선박, 발전기 등 외관 색상 구현이 필요한 다양한 산업 분야에 이용할 수 있다.

Description

초친수 알루미늄 합금 표면에 선명한 색상 구현 개선방법{Method of the improvement of surface color appearance in superhydrophilic aluminum alloys}
본 발명은 균일하고 선명한 색상 구현을 위한 알루미늄 합금 염색방법에 관한 것으로, 구체적으로는 초친수 알루미늄 합금 표면 형성을 통한 알루미늄 합금 염색 방법에 관한 것이다.
규칙적인 육각형 구조로 배열된 나노 크기의 기공을 가진 알루미늄 산화 피막은 1995년 처음 연구되어 보고된 이래로, 최근 응용 범위 확대로 알루미늄 양극 산화 공정을 이용하여 탄소 나노 튜브, 나노 와이어 등과 같은 나노 기술에 사용되고 있으며, 그 밖에 다양한 나노 기술 연구가 활발히 진행되고 있다.
알루미늄 양극산화 피막의 기공의 직경(Pore diameter; DP)과 기공과 기공간의 간격(Interpore distance; Dint)은 태양 전지, LED 등 광전소자와 금속 나노 와이어와 같은 나노 기술에 중요한 요소로서, 관련 응용 분야 및 장치에서의 성능에 직접적인 영향을 준다.
전기화학적 양극산화 처리 공정은 70년 이상 금속 재료의 표면 처리에 사용되어 왔다. 양극산화 공정을 통해 제작된 나노 구조물은 값 비싼 전자 리소그래피나 실리콘을 이용한 반도체 식각 공정에 비해 적은 예산과 시간으로 나노 구조물을 구현할 수 있다. 그러나 이러한 양극산화 피막의 경우 측면 치수만 제어 가능한 2차원 다공성 배열을 가지고 있다. 또한, 알루미늄 합금의 산 전해질의 종류 및 농도를 조절한 규칙적으로 배열된 양극산화 알루미늄 피막 제작에 있어서는 수산법, 황산법, 인산법 등 많은 연구와 기술들이 발전되어지고 있으나, 산 전해질 종류와 농도의 변화에 의한 양극산화 공정은 기공의 직경과 기공과 기공의 간격의 증가에 한계가 있으며, 이러한 기술 역시 2차원 다공성 양극산화 피막 제작만이 가능하다.
기공 상부에 날카로운 기둥(pillar)이 단일(single) 또는 번들(bundle) 형태로 형성된 구조인 필라-온-포어(pillar-on-pore, POP) 구조는, 기존의 평면 육각형 다공성 표면보다 낮은 접촉각(contact angle) 및 높은 접촉이력각(contact angle hysteresis)을 가지며, 이에 따라 우수한 초친수성 특성을 갖는다.
한편, 알루미늄 소재 제품 제조 공정에 있어서, 알루미늄 양극산화 피막 형성 공정은 그 다음 공정인 염색(착색)공정이나 실링(봉공)처리에도 큰 영향을 미친다. 종래에서는 알루미늄의 표면에 다양한 색상의 도입을 도모하고자 산화 피막을 형성한 후 전해 착색이나 염료 착색 등의 다양한 착색 방법을 적용하여 색상을 도입하는 기술이 알려져 있으나 칼라 구현의 한계 및 기술을 적용하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 그 공정이 매우 복잡하여 불편하다는 단점을 가지고 있다. 또한, 단순 양극산화처리로 형성된 무질서한 양극산화 구조물 위에 염료를 입힘으로써, 염색 균일성 및 선명도가 떨어지는 문제가 있다.
이에, 본 출원인은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고, 염색된 색상의 균일성 및 선명도와 내구성이 우수한 알루미늄 합금 염색 방법을 개발하기 위하여, 프리패터닝(pre-patterning)된 알루미늄 합금에 양극 산화 전압을 조절하여 2차 및 3차 양극 산화 공정을 수행하고 기공확장 시간을 조절함으로써 제조된 계층 구조(hierarchical structure)의 양극산화 피막이 우수한 초친수성을 나타내고 균일하고 선명한 염색이 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
한국공개특허 제10-2009-0131117호
본 발명의 목적은 알루미늄(Al) 합금의 염색 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 염색된 알루미늄 합금을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 알루미늄(aluminum) 합금을 30-50V에서 5-15시간 동안 1차 양극산화 처리한 후, 에칭하여 1차 양극산화 피막을 제거하는 프리패터닝(pre-patterning) 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 프리패터닝이 완료된 알루미늄 합금을 2차 양극산화 처리하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 2차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 기공 확장(pore widening)하는 단계(단계 3);
상기 단계 3에서 기공 확장이 완료된 알루미늄 합금을 3차 양극산화 처리하는 단계(단계 4); 및
상기 단계 4에서 3차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 염료로 염색하는 단계(단계 5);를 포함하고,
상기 단계 2의 2차 양극산화는 70-90V에서 20-40초 동안 양극산화하는 경질 양극산화(hard anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하고,
상기 단계 3의 기공 확장은 상기 단계 2의 2차 양극산화 처리를 거친 알루미늄 합금을 0.01-10M 인산(H3PO4) 용액에 25-65분 동안 침지하는 것을 특징으로 하고,
상기 단계 4의 3차 양극산화는 각각 30-50V에서 20-40분 동안 양극산화하는 연질 양극산화(mild anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하는,
알루미늄(Al) 합금 표면의 염색 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 염색된 알루미늄 합금을 제공한다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 염색 방법은 양극산화 조건 및 기공확장 시간 조절을 통해 알루미늄 합금 표면에 형성되는 양극산화 알루미늄층의 기공 모양, 직경 및 밀도를 초친수성을 나타내는 계층 구조(hierarchical structure) 형태로 구현함으로써, 친수성인 염료의 착색이 용이해지고 염색 시간도 단축되는 효과가 있으며, 염색 균일성, 색상 선명도 및 내구성이 우수하므로, 전자기기 하우징, LED 등 조명 커버, 열교환기, 파이프, 도로 구조물, 자동차, 항공기, 선박, 발전기 등 외관 색상 구현이 필요한 다양한 산업 분야에 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 3의 계층(hierarchical) 구조의 알루미늄 합금 양극산화 피막 제조 단계를 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면(top view) 및 횡단면(cross view)의 3차원 구조를 촬영한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다; 이때, MA는 40V에서 30분, HA는 80V에서 30초 및 PW는 30℃에서 30분동안 실시하였으며, 표면 및 횡단면의 스케일바(scale bar)는 각각 200㎚ 및 1㎛이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 5 내지 8의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면(top view) 및 횡단면(cross view)의 3차원 구조를 촬영한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다; 이때, MA는 40V에서 30분, HA는 80V에서 30초 및 PW는 30℃에서 40분동안 실시하였으며, 표면 및 횡단면의 스케일바(scale bar)는 각각 200㎚ 및 1㎛이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 9 내지 12의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면(top view) 및 횡단면(cross view)의 3차원 구조를 촬영한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다; 이때, MA는 40V에서 30분, HA는 80V에서 30초 및 PW는 30℃에서 50분동안 실시하였으며, 표면 및 횡단면의 스케일바(scale bar)는 각각 200㎚ 및 1㎛이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 13 내지 16의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면(top view) 및 횡단면(cross view)의 3차원 구조를 촬영한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다; 이때, MA는 40V에서 30분, HA는 80V에서 30초 및 PW는 30℃에서 60분동안 실시하였으며, 표면 및 횡단면의 스케일바(scale bar)는 각각 200㎚ 및 1㎛이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 물방울에 대한 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 13 내지 16의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 물방울에 대한 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명에 따른 비교예 5 내지 8의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 물방울에 대한 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
초친수성 표면을 갖는 알루미늄 합금 양극산화 피막 제조방법
본 발명은 알루미늄(aluminum) 합금을 30-50V에서 5-15시간 동안 1차 양극산화 처리한 후, 에칭하여 1차 양극산화 피막을 제거하는 프리패터닝(pre-patterning) 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 프리패터닝이 완료된 알루미늄 합금을 2차 양극산화 처리하는 단계(단계 2);
상기 단계 2에서 2차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 기공 확장(pore widening)하는 단계(단계 3);
상기 단계 3에서 기공 확장이 완료된 알루미늄 합금을 3차 양극산화 처리하는 단계(단계 4); 및
상기 단계 4에서 3차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 염료로 염색하는 단계(단계 5);를 포함하고,
상기 단계 2의 2차 양극산화는 70-90V에서 20-40초 동안 양극산화하는 경질 양극산화(hard anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하고,
상기 단계 3의 기공 확장은 상기 단계 2의 2차 양극산화 처리를 거친 알루미늄 합금을 0.01-10M 인산(H3PO4) 용액에 25-65분 동안 침지하는 것을 특징으로 하고,
상기 단계 4의 3차 양극산화는 각각 30-50V에서 20-40분 동안 양극산화하는 연질 양극산화(mild anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하는,
알루미늄(Al) 합금 표면의 염색 방법을 제공한다.
일반적으로, 고체 표면에 물방울이 접촉했을 때, 물방울의 접촉각이 90°이하에 해당하는 경우, 친수성(hydrophilic)으로 정의되며, 접촉각이 30° 이하인 경우에는 초친수성(super hydrophilic), 10° 이하인 경우에는 울트라 초친수성(ultra super hydrophilic)이라고 정의된다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 상기 2차 양극산화에 의해 2차 양극산화 알루미늄층이 형성되고, 상기 3차 양극산화에 의해 3차 양극산화 알루미늄층이 형성될 수 있다. 이때, 2차 양극산화에 의한 2차 양극산화 알루미늄층 영역은 알루미늄 합금 표면과 거리가 먼 외측에 형성되고, 3차 양극산화에 의한 3차 양극산화 알루미늄층 영역은 알루미늄 합금 표면과 가까운 내측에 형성되는 것일 수 있다. 또한, 2차 양극산화 알루미늄층 영역은 2차 양극산화 및 기공 확장 공정 조건에 의해 기공의 직경 및 기공간 거리가 제어되는 것이고, 3차 양극산화 알루미늄층 영역은 3차 양극산화 공정 조건에 의해 기공의 직경 및 기공간 거리가 제어되는 것이다.
본 발명에 따른 상기 알루미늄 합금은 표면에 형성되는 양극산화 피막의 구조를 제어함으로써 초친수성이 발현되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 상기 단계 2의 2차 양극산화는 75-85V에서 25-35초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 25-35V에서 25-35분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 양극산화를 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 우수한 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되어, 염색 균일성 및 색상 선명도가 우수한 효과가 있으며, 상기 조건 범위를 벗어날 경우, 상기와 같이 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되지 않는다(실험예 1 내지 2 참조).
더 바람직하게는, 상기 단계 2의 2차 양극산화는 78-82V에서 28-32초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 28-32V에서 28-32분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 양극산화를 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 울트라 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되어, 염색 균일성 및 색상 선명도가 더욱 향상되는 효과가 있다. 상기 조건 범위를 벗어날 경우, 울트라 초친수성이 나타나지 않을 수 있다(실험예 1 내지 2 참조).
가장 바람직하게는, 상기 단계 2의 2차 양극산화는 79-81V에서 29-31초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 29-31V에서 29-31분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것일 수 있으며, 이때 울트라 초친수성이 더욱 향상되어 염색 균일성 및 색상 선명도 역시 더욱 더 향상되는 효과가 있고, 상기 단계 2의 2차 양극산화는 80V에서 30초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 30V에서 30분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것이 특히 바람직하다(실험예 1 내지 2 참조).
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 단계 3의 기공 확장은 25-35분 동안 침지하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 기공확장을 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 우수한 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되어, 염색 균일성 및 색상 선명도가 우수한 효과가 있으며, 상기 조건 범위를 벗어날 경우, 상기와 같이 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되지 않는다(실험예 1 내지 2 참조).
더 바람직하게는, 상기 단계 3의 기공 확장은 28-32분 동안 침지하는 것일 수 있다. 알루미늄 합금 표면에 울트라 초친수성을 나타낼 수 있는 계층 구조가 형성되어, 염색 균일성 및 색상 선명도가 더욱 향상되는 효과가 있다. 상기 조건 범위를 벗어날 경우, 울트라 초친수성이 나타나지 않을 수 있다(실험예 1 내지 2 참조).
가장 바람직하게는, 상기 단계 3의 기공 확장은 29-31분 동안 침지하는 것일 수 있으며, 이때 울트라 초친수성이 더욱 향상되어 염색 균일성 및 색상 선명도 역시 더욱 더 향상되는 효과가 있고, 30분 동안 침지하는 것이 특히 바람직하다(실험예 1 내지 2 참조).
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 단계 2의 2차 양극산화 및 상기 단계 4의 3차 양극산화는 각각 75-85V에서 25-35초 동안 양극산화하는 경질 양극산화(hard anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 양극산화를 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 명확한 필라-온-포어 구조가 형성되는 효과가 있으며, 상기 조건 범위를 벗어날 경우, 필라-온-포어 구조가 형성되지 않는다(실험예 1 참조).
더 바람직하게는, 상기 단계 2의 2차 양극산화 및 상기 단계 4의 3차 양극산화는 각각 78-82V에서 28-32초 동안 양극산화하는 경질 양극산화(hard anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 양극산화를 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 더 명확한 필라-온-포어 구조가 형성되는 효과가 있다(실험예 1 참조).
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 단계 3의 기공 확장은 55-65분 동안 침지하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 기공확장을 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 명확한 필라-온-포어 구조가 형성되는 효과가 있다(실험예 1 참조).
더 바람직하게는, 상기 단계 3의 기공 확장은 58-62분 동안 침지하는 것일 수 있다. 상기 조건으로 기공확장을 실시할 경우, 알루미늄 합금 표면에 더 명확한 필라-온-포어 구조가 형성되는 효과가 있다(실험예 1 참조).
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 상기 단계 1의 1차 양극산화, 단계 2의 2차 양극산화 및 단계 3의 3차 양극산화가 이루어지는 전해액은 각각 황산(sulfuric acid, H2SO4), 인산(phosphoric acid, H3PO4), 옥살산(oxalic acid, C2H2O4), 크롬산(chromic acid), 불산(hydrofluoric acid), 인산수소칼륨(dipotassium phosphate, K2HPO4) 중에 어느 하나를 사용하거나 이들의 혼합액 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 상기 전해액이 담긴 산화처리 반응조에 양극산화 하고자 하는 금속이 형성된 재료를 작동 전극으로 하여 양극을 걸어 준 다음, 백금(Pt) 또는 카본(carbon) 전극을 상대(counter) 전극으로 하여 음극을 걸어 주어서 산화시켜 이루어지는 것일 수 있다. 바람직하게 상기 전해액은 0.1-0.5M 옥살산을 전해액으로 사용하여 -5 내지 10℃의 온도에서 이루어지는 것일 수 있고, 더 바람직하게는 0.2-0.4M 옥살산 전해액 및 -2 내지 2℃의 온도에서 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 상기 단계 5의 염료는 유기염료 또는 무기염료인 것일 수 있고, 예를 들어, "Anodizing and Coloring of Aluminum Alloys" by S.Kawai ASM International(2002)에 개시되어 있는 염료일 수 있고, 산 염료, 산 금속 복합체 염료, 산 매개 염료, 직접 염료, 약산 염료, 분산 염료, 용해 환원 염료, 활성 염료, 알칼린 염료, 알코올에 용해되는 염료 및 무기 금속염을 포함하는 염료로 이루어진 것으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
바람직하게는, 친수성(수용성) 염료를 사용하는 것일 수 있고, 친수성 염료의 예로는, 일본 OKUNO사의 TAC 염료(TAC ORANGE LH (301), TAC BLACK BLH(411), TAC BLUE BRL (507), TAC PINK GLH (139), TAC YELLOW RHM (201) 등), 스위스에 본사를 두고 있는 CLARIANT사의 염료(ODYE YELLOW 3GL, ODURE ORANGE RL, ODYE BLUE 2LW, ODAL BLACK GL, ODAL GREEN 3LW 등), 일본 HANAMI사의 염료(ALUMINARL YELLOW-W, ALUMINARL ORANGE-W, ALUMINARL RED-W, ALUMINARL BLUE-W, ALUMINARL BLACK-W 등) 및 일본 ORIENT사의 염료(YELLOW MF-101G, ORANGE SW-5201, RED MF-301B, BLUE SW-5602, BLACK SW-5802 등)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법에 있어서, 상기 단계 5의 염색은 스프레이 코팅, 증기 코팅, 커튼 코팅, 잉크젯 코팅, 스크린 인쇄, 바 코팅, 슬릿 다이 코팅 및 딥 코팅으로 이루어진 군 중 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법은 상기 단계 5 이후 염색된 알루미늄 합금의 양극산화 피막을 실링(sealing)하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 실링은 봉공이라고도 하며, 양극산화 피막 표면의 염료 퇴색을 방지하고 내스크래치성 및 내구성을 향상시키기 위하여 클리어 코팅제(clear coating agent)로 코팅처리하는 것일 수 있다.
상기 실링을 위해 이용되는 클리어 코팅제는 금속, 금속 산화물 또는 금속 수산화물 상의 코팅에 적용 가능한 클리어 코팅제(실링제)의 경우라면 특별히 제한되지 않는다. 보다 구체적으로 무광 클리어 코팅제, 유광/무광 클리어 코팅제, 클리어 세라믹 코팅제 및 글래스 코팅제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 실링은 가압 증기에 의한 봉공 방법인 수화 봉공, 금속염을 포함한 열수에 의한 봉공 방법인 금속염 봉공, 오일 등의 유기물을 도포하거나 여기에 침적하는 방법인 유기물 봉공, 양극산화 피막의 표면에 도장하는 방법인 도장에 의한 봉공, 전해 봉공, 침지 봉공 및 저온 실링제를 이용하는 저온 봉공으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는 것일 수 있다.
상기 금속염으로는 니켈, 코발트, 카드뮴, 아연, 동, 알루미늄, 납 등의 착산염, 질산염, 황산염 등을 사용할 수 있고, 상기 저온 실링제로는 Dia Cold #500을 사용하는 것일 수 있으며, 상기 도장에 의한 봉공은 스프레이건이나 정전 도장, 전착 도장에 의해 실링처리하는 것일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 양극산화 피막이 형성된 알루미늄 합금을 초산니켈(니켈 아세테이트)에 함침시키는 침지 봉공법을 이용하여 실링하였다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금 표면의 염색 방법은 특정 조건으로 양극산화 및 기공확장 공정을 실시하여 알루미늄 합금 표면의 양극산화 피막 형태를 계층 구조로 제어함을 통해 초친수성을 구현함으로써, 양극산화 피막 표면에 친수성인 염료의 착색이 용이해짐에 따라 염색 시간도 단축되는 효과가 있고, 색 구현력이 우수하고, 염색이 균일하고 선명하게 이루어지는 효과가 있다(실험예 1 내지 2 참조).
본 발명에 사용할 수 있는 상기 알루미늄 합금은 Al-Mg계 등의 5000계열 알루미늄 합금인 것이 바람직하다. 상기 5000계열 알루미늄 합금은 Al 5005, Al 5023, Al 5042, Al 5052, Al 5054, Al 5056, Al 5082, Al 5083, Al 5084, Al 5086, Al 5154, Al 5182, Al 5252, Al 5352, Al 5383, Al 5454, Al 5456, Al 5457, Al 5657 및 Al 5754로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
염색된 알루미늄 합금
또한, 본 발명은 알루미늄 합금 염색방법으로 염색된 알루미늄 합금을 제공한다.
본 발명에 따른 상기 알루미늄 합금은 표면에 3차원 형상의 양극산화 알루미늄(anodic aluminum oxide)층이 형성되어 있는 것일 수 있다. 바람직하게는, 계층 구조(hierarchical structure)를 갖는 양극산화 피막이 형성되어 있는 것일 수 있다. 구체적으로, 도 2에서 실시예 3의 경우 cross view를 보면, 알루미늄 합금 표면에 2개의 층으로 이루어진 양극산화 피막이 계층 구조로 형성된 것을 확인할 수 있다. 여기서, 상층부는 HA-PW 처리(단계 1 내지 3에 해당함)를 통해 형성되는 Big pore size 층이고, 하층부는 MA 처리(단계 4에 해당함)를 통해 형성되는 Small pore size 층이다. 참조로, 알루미늄 합금 기재 표면으로부터 양극산화 피막이 성장하기 시작하므로, HA-PW 처리층(Big pore size)이 상부층이 되고, MA 처리층(Small pore size)이 하부층이 된다. 본 발명의 실시예에 따른 계층 구조의 양극산화 피막이 형성된 알루미늄 합금은 초친수성/울트라 초친수성을 갖게 되고, 여기에 친수성 염료를 도입하면 염료의 착색 효율이 현저히 향상되는 효과가 있다. 여기서, 상기 친수성 염료는 상기 양극산화 피막의 상층부 및 하층부에 형성된 Pore에 봉입되는 형태로 착색되게 되므로, 양극산화 피막의 친수성 정도가 중요한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 상기 알루미늄 합금은 필라-온-포어(pillar-on-pore) 구조의 포어에 염료가 담지됨과 동시에 포어 위에 형성된 필라와 필라 사이의 공간에도 염료가 담지되는 것일 수 있다. 이에 따라, 상기 알루미늄 합금의 염색이 균일하고 선명하게 이루어지는 효과가 나타날 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 및 비교예 > 알루미늄 합금 양극산화 피막 제조
알루미늄 합금 양극산화 피막을 제조하기 위해, 알루미늄 5052 합금을 이용하여 프리패터닝(pre-patterning), 기공 확장(pore widening; PW) 및 전압 변조(voltage modulation)를 수행하였다. 상기 알루미늄 5052 합금(Al 5052, 크기 20×30mm)의 성분 정보는 다음과 같다; Mg 2.2~2.8%, Si 0.25%, Fe 0.40%, Cu 0.10%, Mn 0.10%, Zn 1.0%, Cr 0.15~0.35% 및 Al Balance.
단계 1: 1차 양극산화 및 화학적 에칭을 통한 프리패터닝 공정
양극산화 피막 제조를 위한 5000계열 알루미늄(Al) 합금판으로서, 알루미늄 5052 합금(Alcoa INC, USA)을 사용하여, 상기 알루미늄 5052 합금 표면에 있는 불순물을 제거하기 위해 아세톤 및 에탄올 중에서 10분 동안 초음파 처리하여 세척하였다. 표면 조도를 얻기 위하여 상기 초음파 세척된 알루미늄 5052 합금을 에탄올 및 과염소산 혼합 용액(Junsei, C2H5OH:HClO4= 4:1 (v/v))에 넣어 상온(20℃)에서 20V의 전압을 인가하여 1분 동안 전해연마하였다. 전해연마가 완료된 알루미늄 합금 표면은 반사가 잘 이루어져 표면이 평탄해짐을 확인하였다.
상기 전해연마된 알루미늄 5052 합금(두께 1mm, 크기 20×30mm)을 작동 전극으로 하고, 음극으로는 백금(Pt)전극을 사용하여, 상기 두 개의 전극은 5cm 간격으로 극간 거리를 일정하게 유지하여 1차 양극산화를 실시하였다. 상기 1차 양극산화는 0.3M 옥살산을 전해액으로 사용하였고, 이중 비이커를 이용하여 전해액 온도를 0℃로 일정하게 유지하면서 실시하였다. 국부적인 온도 상승으로 인한 안정된 산화물 성장의 방해를 억제하기 위하여 일정 속도로 교반하였으며, 정전압 방식을 사용하여 40V의 전압을 인가하여 6시간 동안 1차 양극산화 공정을 수행하여 알루미나 층을 성장시켰다.
상기 1차 양극산화 처리를 통해 성장된 알루미나 층은 65℃에서 크롬산(1.8wt%) 및 인산(6wt%)을 혼합한 용액에 10시간 동안 침지시켜 에칭(etching)함으로써, 성장된 알루미나 층을 제거하는 프리패터닝(pre-patterning) 공정을 실시하였다.
단계 2- 4: 2차 및 3차 양극산화와 기공 확장 공정
구체적으로, 알루미늄 5052 합금 표면에 원하는 피막 구조를 얻기 위하여, 상기 프리패터닝(pre-pattering)이 완료된 후, 2차 양극산화, 기공확장 및 3차 양극산화를 실시하였다.
구체적으로, 실시예의 2차 및 3차 양극산화 공정은 상기 단계 1의 1차 양극산화 공정과 동일한 산 전해질 조건에서 수행되었고, 40V의 비교적 낮은 전압을 사용한 연질 양극산화(mild anodization; MA) 또는 80V의 높은 전압을 사용한 경질 양극산화(hard anodization; HA)의 두 가지 기술을 사용하여, 2차 및 3차 양극산화시 인가되는 전압의 크기 및 순서를 선택 조절하여 양극산화를 실시하였다. 이때, 연질 양극산화는 40V 30분 동안, 경질 양극산화는 80V에서 30초 동안 수행하였다.
또한, 2차 양극산화를 통해 성장된 알루미나 층은 3차 양극산화를 실시하기 전에 30℃의 0.1M 인산 용액에 30~60분 동안 침지시키는 기공 확장(pore widening; PW) 공정을 수행한 다음, 3차 양극산화를 실시하여 알루미늄 양극산화 피막을 성장시켰다.
한편, 비교예 1 내지 4의 2차 및 3차 양극산화 공정은 하기 표 1과 같은 전압 및 시간의 초경질 양극산화(super hard anodization; SA) 조건을 이용하여 양극산화 및 기공확장을 실시하였고, 비교예 5 내지 8은 기공확장 공정을 수행하지 않고 하기 표 1과 같은 전압 및 시간 조건으로 2차 및 3차 양극산화를 실시하였다.
2차 양극산화(단계 2), 기공 확장(단계 3) 및 3차 양극산화(단계 4) 공정을 하기 표 1과 같은 조건으로 실시하여, 알루미늄 5052 합금 표면의 구조 모양이 제어된 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 8의 알루미늄 합금 양극산화 피막을 수득하였다.
프리패터닝 여부
(단계 1)		 공정모드
(단계 2-4)		 2차 양극산화
(단계 2)		 기공 확장 (단계 3) 3차 양극산화
(단계 4)
전압(V) 시간(min) 시간(min) 전압(V) 시간(min)
실시예 1 수행 MA→PW→MA 40 30 30 40 30
실시예 2 수행 MA→PW→HA 40 30 30 80 0.5
실시예 3 수행 HA→PW→MA 80 0.5 30 40 30
실시예 4 수행 HA→PW→HA 80 0.5 30 80 0.5
실시예 5 수행 MA→PW→MA 40 30 40 40 30
실시예 6 수행 MA→PW→HA 40 30 40 80 0.5
실시예 7 수행 HA→PW→MA 80 0.5 40 40 30
실시예 8 수행 HA→PW→HA 80 0.5 40 80 0.5
실시예 9 수행 MA→PW→MA 40 30 50 40 30
실시예 10 수행 MA→PW→HA 40 30 50 80 0.5
실시예 11 수행 HA→PW→MA 80 0.5 50 40 30
실시예 12 수행 HA→PW→HA 80 0.5 50 80 0.5
실시예 13 수행 MA→PW→MA 40 30 60 40 30
실시예 14 수행 MA→PW→HA 40 30 60 80 0.5
실시예 15 수행 HA→PW→MA 80 0.5 60 40 30
실시예 16 수행 HA→PW→HA 80 0.5 60 80 0.5
비교예 1 수행 SA→PW→SA 100 0.5 30 100 0.5
비교예 2 수행 SA→PW→SA 100 5 sec 30 100 5 sec
비교예 3 수행 SA→PW→SA 120 0.5 30 120 0.5
비교예 4 수행 SA→PW→SA 120 4 sec 30 120 4 sec
비교예 5 수행 MA→MA 40 30 0 40 30
비교예 6 수행 MA→HA 40 30 0 80 0.5
비교예 7 수행 HA→MA 80 0.5 0 40 30
비교예 8 수행 HA→HA 80 0.5 0 80 0.5
수득된 상기 알루미늄 합금 양극산화 피막은 하기 실험예 1의 방법을 통해 표면 및 단면 형태를 관찰하였다.
단계 5: 염색 공정
실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 4의 알루미늄 합금 양극산화 피막 각각을 염료로 염색한 다음 실링(sealing) 및 건조하여 염색을 실시하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 4의 알루미늄 합금 양극산화 피막을 일본 OKUNO사의 양극산화된 알루미늄 합금 착색용 ORANGE색 염료인 TAC ORANGE-LH(301)를 순수에 1~5g/L의 농도로 용해시킨 용액에 30초~15분간 침지시켜 염색(착색)하였다.
그 다음, 상기 염색된 각각의 알루미늄 합금 양극산화 피막을 7g/ℓ의 농도와 65~85℃ 온도의 니켈 아세테이트 용액에 5~30분간 함침시켜 실링층을 형성하여 봉공처리(실링처리)하였다. 이어서, 상기 실링처리된 알루미늄 합금 양극산화 피막을 70~80℃에서 약 10~30분 동안 건조시켰다.
< 실험예 1> 2차 및 3차 양극산화 조건(전압 및 시간)과 기공확장 시간에 따른 알루미늄 합금 양극산화 피막의 구조 특성 분석
상기 표 1에 나타난 바와 같이 단계 1 내지 4의 공정을 통해 MA→PW→MA, MA→PW→HA, HA→PW→HA 및 HA→PW→MA의 다양한 모드의 수행 및 기공확장 시간을 달리하여 제조된 실시예 1 내지 16의 다공성 알루미늄 합금 양극산화 피막에 대하여, 전계 방출 주사 전자 현미경(FE-SEM) 시스템(AURIGA® small dual-bean FIB-SEM, Zeiss)을 사용하여 각각의 표면 및 단면 형태를 관찰하였다.
각 알루미늄 합금 양극산화 피막 시편을 작은 조각으로 절단한 다음, 카본 테이프로 스테이지 상에 고정하고, 스퍼터링으로 15초 동안 금(Au)으로 코팅한 후 주사전자현미경(SEM)으로 이미징 하였다. 이때, 피막 시편을 90°로 구부려 평행 균열을 생성시켜 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면 및 횡단면 구조를 관찰하여 도 2 내지 5에 나타내었다.
도 2 내지 5는 각각 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4, 5 내지 8, 9 내지 12 및 13 내지 16의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 표면(top view) 및 횡단면(cross view)의 3차원 구조를 촬영한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다; 이때, MA는 40V에서 30분, HA는 80V에서 30초 및 PW는 30℃에서 30~60분동안 실시하였으며, 표면 및 횡단면의 스케일바(scale bar)는 각각 200㎚ 및 1㎛이다.
도 2 내지 5에 나타난 바와 같이, 대부분의 경우, PW 공정에 의하여 알루미늄 합금 양극산화 피막의 2차 양극산화 영역에서의 기공의 직경이 증가되는 결과가 나타났으나, 3차 양극산화 영역의 구조에는 영향을 미치지 않았다. 따라서, 실시예 1 내지 16 모두 2차 양극산화 영역과 3차 양극산화 영역의 기공의 크기가 다르기 때문에, 2차 및 3차 양극산화 영역의 기준은 기공의 크기 전이로 구분할 수 있다.
또한, 전압의 종류가 HA가 포함된 양극산화 피막은 전압의 종류가 MA가 포함된 양극산화 피막보다 기공의 직경 및 기공과 기공간의 간격이 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 양극산화 전압의 크기가 기공의 크기에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, HA→PW→MA 모드로 PW를 30분 실시하여 제조된 실시예 3의 경우에는, 횡단면(cross-view) 이미지에서 하단 부분(알루미늄 합금 표면과 가까운 내측)의 3차 양극산화 영역에서는 정렬된 직선형 구조의 기공이 형성되어 있고, 3차 양극산화 영역 상에 형성된 2차 양극 산화 영역에서는 3차 양극산화 영역의 기공보다 큰 직경 크기의 직선형 기공이 형성된 구조의 양극산화물이 형성되어 있는 것으로 나타나, 계층(hierarchical) 구조의 형태의 양극산화 피막이 제조되어 있음을 확인하였다. 이때, 실시예 3의 2차 양극산화 영역의 평균 기공의 직경(Pore diameter; DP)은 100nm, 평균 기공과 기공간의 간격(Interpore distance; Dint)은 136nm 였고, 3차 양극산화 영역의 평균 DP은 24nm, 평균 Dint은 99nm로 확인되었다. 표면(top view) 이미지에는 진한 검은색으로 나타난 기공들이 2차 양극산화 영역의 기공들이고, 연한 검은색으로 나타난 기공들이 3차 양극산화 영역의 기공들이며, 검은색으로 나타난 기공들 옆에 하얀색(밝은 회색)의 양극산화물이 형성되어 있는 부분은 상기 2차 양극산화 영역에 형성된 팁(tip)-유사 구조 부분인 것을 확인하였다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, HA→PW→HA 모드로 PW을 50분 또는 60분 실시하여 제조된 실시예 12 및 16의 경우에는, 횡단면(cross-view) 이미지에서 하단 부분의 3차 양극산화 영역에서는 정렬된 직선형 구조의 기공이 형성되어 있고, 직선형 기공 상의 2차 양극 산화 영역에서는 팁(tip) 구조가 형성되어 있음을 확인하였다. 표면(top view) 이미지에는 검은색으로 나타난 기공들 옆에 하얀색(밝은 회색)의 양극산화물이 형성되어 있는 것으로 나타났으며, 해당 부분은 상기 2차 양극 산화 영역에 형성된 팁 구조, 즉 기둥(pillar) 구조 부분인 것을 확인하였다. 따라서, 실시예 12 및 16은 직선형 기공이 형성되는 다른 실시예와는 다르게 기공 구조 위에 기둥(pillars)이 형성된 필라-온-포어(pillar-on-pore) 형태를 갖는 구조의 양극산화 피막이 제조되었음을 확인하였다. 특히, 실시예 16의 조건으로 제조할 경우 훨씬 명확한 필라-온-포어(pillar-on-pore) 형태를 나타내는 것을 확인하였다.
결과적으로, 매개 변수인 2차 및 3차 양극산화 전압 크기는 기공의 크기에 직접적인 영향을 미쳐 기공의 직경 및 기공과 기공간의 간격을 제어할 뿐 아니라, 3차원 형상의 알루미늄 양극산화 피막의 성장을 제어할 수 있음을 확인하였으며, 특히, 실시예 16의 HA(80V, 30sec)→PW(60min)→HA(80V, 30sec) 조건이 가장 명확한 POP 구조의 양극산화 피막을 제조할 수 있는 조건임을 확인하였고, 실시예 3의 의 HA(80V, 30sec)→PW(30min)→MA(40V, 30min) 조건은 계층(hierarchical) 구조의 양극산화 피막을 제조할 수 있는 조건임을 확인하였다.
<실험예 2> 2차 및 3차 양극산화 조건(전압 및 시간)과 기공확장 시간에 따른 알루미늄 합금 양극산화 피막의 친수 특성 분석
알루미늄 합금 양극산화 피막의 구조 형태가 친수 특성에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 물에 대한 젖음성을 평가하였다.
상기 실시예 1 내지 4, 13 내지 16 및 비교예 5 내지 8의 다공성 알루미늄 합금 양극산화 피막 구조물 표면의 젖음성 평가를 위해 접촉각 측정 방법을 사용하여, 상온에서 탈이온수 물방울 3㎕의 접촉각을 측정하여 분석하였다. 또한, 양극산화 처리하지 않은 알루미늄 합금을 대조군(control)으로 하여 동일한 방법으로 접촉각을 측정하였다. 각 시편마다 서로 다른 곳의 접촉각을 최소 5회 이상 측정하여 평균값을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 6 내지 8에 나타내었다.
도 6 내지 8은 각각 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4, 실시예 13 내지 16 및 비교예 5 내지 8의 프리패턴화된 알루미늄 합금 표면에 형성된 알루미늄 합금 양극산화 피막의 물방울에 대한 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 이미지이다.
공정모드
(단계 2-4)		 Contact angle(°)
Control - 68.6±3.41
실시예 1 MA→PW(30min)→MA 12.6±1.03
실시예 2 MA→PW(30min)→HA 11.4±0.11
실시예 3 HA→PW(30min)→MA 7.57±1.54
실시예 4 HA→PW(30min)→HA 13.3±1.58
실시예 13 MA→PW(60min)→MA 35.3±0.97
실시예 14 MA→PW(60min)→HA 50.1±0.51
실시예 15 HA→PW(60min)→MA 23.9±5.67
실시예 16 HA→PW(60min)→HA 57.9±3.60
비교예 5 MA→MA 32.8±0.37
비교예 6 MA→HA 19.0±2.82
비교예 7 HA→MA 17.9±3.33
비교예 8 HA→HA 24.6±1.40
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 양극산화 공정을 실시하여 제조된 실시예 1 내지 4, 13 내지 16 및 비교예 5 내지 8의 다공성 알루미늄 합금 양극산화 피막은, 양극산화를 실시하지 않은 알루미늄 합금 모재(control)보다 물에 대한 젖음성이 높은 것을 확인하였다.
특히, HA→PW(30min)→MA 순서로 제조된 실시예 3의 다공성 알루미늄 합금 양극산화 피막은 가장 유의미하게 우수한 초친수성을 나타내었으며, 10°이하의 접촉각을 보여 울트라 초친수성(ultra super hydrophilic)이 구현되었음을 확인하였다.
이러한 결과는 2차 및 3차 양극산화 공정에서의 HA(80V) 모드 및 MA(40V) 모드 조절 및 기공 확장 공정에서의 시간 조절을 통한 기공의 직경 및 기공과 기공간의 간격의 제어가 물에 대한 젖음성에 영향을 미침을 의미하며, 본 발명의 계층 구조를 갖는 실시예 3의 다공성 알루미늄 합금 양극산화 피막을 제조하는데 이용된 HA→PW(30min)→MA의 2차 및 3차 양극산화 조건 및 기공확장 시간이 초친수성을 구현하기 위한 최적 조건임을 확인하였다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 알루미늄(aluminum) 합금을 30-50V에서 5-15시간 동안 1차 양극산화 처리한 후, 에칭하여 1차 양극산화 피막을 제거하는 프리패터닝(pre-patterning) 단계(단계 1);
    상기 단계 1에서 프리패터닝이 완료된 알루미늄 합금을 2차 양극산화 처리하는 단계(단계 2);
    상기 단계 2에서 2차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 기공 확장(pore widening)하는 단계(단계 3);
    상기 단계 3에서 기공 확장이 완료된 알루미늄 합금을 3차 양극산화 처리하는 단계(단계 4); 및
    상기 단계 4에서 3차 양극산화 처리된 알루미늄 합금을 염료로 염색하는 단계(단계 5);를 포함하고,
    상기 단계 2의 2차 양극산화는 70-90V에서 20-40초 동안 양극산화하는 경질 양극산화(hard anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단계 3의 기공 확장은 상기 단계 2의 2차 양극산화 처리를 거친 알루미늄 합금을 0.01-10M 인산(H3PO4) 용액에 25-35분 동안 침지하는 것을 특징으로 하고,
    상기 단계 4의 3차 양극산화는 각각 30-50V에서 20-40분 동안 양극산화하는 연질 양극산화(mild anodizing) 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하는,
    알루미늄(Al) 합금 표면의 염색 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 2차 양극산화는 75-85V에서 25-35초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 25-35V에서 25-35분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단계 2의 2차 양극산화는 78-82V에서 28-32초 동안 양극산화하는 경질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하고, 상기 단계 4의 3차 양극산화는 28-32V에서 28-32분 동안 양극산화하는 연질 양극산화 조건을 이용하여 양극산화 처리하는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 3의 기공 확장은 28-32분 동안 침지하는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 5의 염료는 친수성 염료인 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계 5의 염색은 스프레이 코팅, 증기 코팅, 커튼 코팅, 잉크젯 코팅, 스크린 인쇄, 바 코팅, 슬릿 다이 코팅 및 딥 코팅으로 이루어진 군 중 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 5 이후 염색된 알루미늄 합금의 양극산화 피막을 실링(sealing)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실링을 위해 이용되는 클리어 코팅액은 무광 클리어 코팅제, 유광/무광 클리어 코팅제, 클리어 세라믹 코팅제 및 글래스 코팅제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 알루미늄 합금은 5000계열 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 5000계열 알루미늄 합금은 Al 5005, Al 5023, Al 5042, Al 5052, Al 5054, Al 5056, Al 5082, Al 5083, Al 5084, Al 5086, Al 5154, Al 5182, Al 5252, Al 5352, Al 5383, Al 5454, Al 5456, Al 5457, Al 5657 및 Al 5754로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 알루미늄 합금 표면의 염색 방법.
  12. 제1항의 방법으로 염색된 알루미늄 합금.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 계층 구조(hierarchical structure)를 갖는 양극산화 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금.
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