KR19990076186A - 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 또는 그 합금 표면의 산화층을 산 또는 알칼리로 제거할 때 발생하는 환원성 금속염 (이하, 스머트)을 효율적으로 제거할 수 있는 스머트 제거용 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 조성물의 총량을 기준으로 하여 0.05∼35중량%의 질산, 3×10^-4∼10중량%의 과산화수소 및 나머지량의 물을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 스머트 제거용 조성물을 사용하여 알루미늄 표면의 스머트를 제거하면 스머트 제거속도 및 제거효율이 개선된다. 따라서 잔류 스머트로 인하여 알루미늄 표면과 상기 알루미늄 표면상에 형성되는 금속 코팅층간의 밀착성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물

본 발명은 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 스머트 제거 속도 및 효율이 향상된 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물에 관한 것이다.

알루미늄 표면상에 금속 코팅층을 형성하는 경우, 알루미늄의 표면은 폴리싱 및 세정처리하는 것이 일반적이다. 이와 같은 폴리싱 및 세정처리과정을 거쳐 알루미늄 표면을 평활하게 하고 청정하게 유지함으로써 알루미늄 표면과 금속 코팅층의 밀착성을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

상기 세정처리는 산 또는 알칼리 세정액을 사용하여 알루미늄 표면의 유분층, 산화막 및 기타 오염막을 제거하는 과정이다.

알루미늄은 양쪽성 금속으로서 산과 알칼리와 모두 반응하여 산화환원반응을 일으킬 수 있는데, 이중 특히 산화반응이 일어나면 그 표면에 산화막이 제거되고 알루미늄 소지가 침식되는 동시에 산 또는 알칼리 세정액속에 용존되어 있는 타 금속 이온이 (-)로 대전된 알루미늄 표면에 환원된다. 이와 같이 환원된 금속 이온(예를 들어, 구리, 마그네슘, 니켈, 철)은 그 전위에 따라 순서대로 환원되어 알루미늄 소지 표면상에 미분말상의 물질(이와 같은 분말상의 물질을 스머트(smut)라고 함)이 형성된다. 이러한 스머트는 중간층을 형성하여 용접, 피막, 도금 등과 같은 후속공정에 나쁜 영향을 미치기 때문에 반드시 제거해주어야 한다.

스머트 발생량은 알루미늄과 합금되는 금속의 종류, 세정처리과정에서 사용된 세정액의 종류 등에 따라 달라진다. 종래의 스머트 제거용 조성물(desmut composition)로는 통상 10% 농도 이내의 질산 수용액이 주로 사용되고 있으나, 산화력이 약하기 때문에 스머트의 제거효율이 낮다.

상술한 바와 같은 낮은 스머트 제거효율을 개선하기 위하여 고농도의 질산 수용액을 이용하여 알루미늄 표면을 고압 세척하거나 고농도의 질산 수용액에 장시간동안 침지시키는 방법이 제안되었다.

그러나, 이 방법에 따르면, 작업자가 유해한 물질에 오염되기 쉽고, 오염되었을 경우 피해가 크며, 특히 고농도의 질산 수용액에 장시간동안 침지시키는 경우에 알루미늄 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 스머트 제거 속도 및 효율이 개선된 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 질산, 과산화수소(H₂O₂) 및 물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물을 제공한다.

상기 과산화수소의 함량은 조성물의 총량을 기준으로 하여 3×10^-4∼10중량%, 더 바람직하게는 0.03∼2.0중량%이다. 과산화수소의 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 3×10^-4미만이면 스머트 제거촉진 효과가 미약한 반면, 10중량%를 초과하면 초과량만큼의 추가적인 성능 향상 효과가 나타나지 않기 때문에 비경제적이므로 바람직하지 못하다.

또한, 상기 질산의 함량은 조성물의 총량을 기준으로 하여 0.05∼35중량%, 더 바람직하게는 1∼5중량%이다. 질산의 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0.05중량% 미만이면 산화력이 충분하지 못하여 스며트 제거효율이 떨어지는 반면, 35중량%를 초과하면 유해 가스 발생량이 현저하게 많아지므로 바람직하지 못하다.

이하, 본 발명에 따른 스머트 제거용 조성물을 사용하여 알루미늄 표면상에 형성된 스머트를 제거하는 원리를 살펴보기로 한다.

알루미늄 합금에 있어서 알루미늄과 혼합되는 타 금속 성분의 종류에 따라 산화 또는 에칭시에 다량의 스머트를 형성하게 되고 알루미늄 표면에 밀착되어 검은 색상을 띠게 된다. 이러한 스머트를 제거하는데 통상 질산 수용액이 사용되는데, 질산은 환원성 금속염인 스머트에 산소를 제공하여 스머트를 산화시킴으로써 알루미늄 표면으로부터 스머트를 분리, 제거하는 역할을 한다.

그런데, 종래의 스머트 제거용 조성물로서 사용되는 질산 수용액은 농도가 낮기 때문에 산화력이 충분치 않다. 따라서 알루미늄 표면상에 형성된 스머트가 완전히 제거되지 못하고 일부 잔류된 상태로 남아 있다가 도금, 피막 공정 등의 후속공정을 거치면서 후에 형성되는 막의 밀착성을 저하시키는 등의 문제를 일으킨다. 이와 같은 문제점은 과산화수소를 더 첨가한 조성물을 사용함으로써 해결될 수 있다. 과산화수소는 그 자체가 강력한 산화제로서 일반적으로 에칭이나 피클링시에 사용되는 조성물에다 첨가됨으로써 그 조성물의 산화력을 대폭 향상시키는 역할을 한다. 즉, 과산화수소로부터의 산소 공급으로 질산의 산화력이 대폭 증가하게 됨으로써 질산의 농도를 과다하게 높이지 않더라도 높은 스머트 제거효율을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 질산으로 인한 알루미늄의 부식 현상도 거의 일어나지 않기 때문에 원하는 표면 처리 효과를 달성할 수 있다. 과산화수소의 첨가로 인한 부작용 또한 거의 없다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

3종류의 알루미늄 시편을 준비하고, 이것을 15% 수산화나트륨 용액에서 30분간 침지시킨 다음, 하기와 같은 조성을 갖는 스머트 제거용 조성물에 1분간 침지하였다. 이어서, 알루미늄 시편상의 스머트 잔류량을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다:

H₂O 800㎖

HNO₃(68% 수용액) 150㎖

H₂O₂(35% 수용액) 50㎖

총량 1,000㎖

<실시예 2>

하기와 같은 스머트 제거용 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 스머트 제거효과를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다:

H₂O 850㎖

HNO₃(68% 수용액) 100㎖

H₂O₂(35% 수용액) 50㎖

총량 1,000㎖

<비교예 1>

스머트 제거용 조성물로서 5% 질산 수용액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 스머트 제거효과를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

알루미늄 합금의 재질번호*	스머트 생성량(㎎/㎥)	1분간 침지후 스머트 잔류량(㎎/㎥)
		실시예 1	실시예 2	비교예 1
2024	0.530	0.002	0.005	0.331
5083	0.475	0.003	0.002	0.023
6061	0.323	0	0.001	0.048

* 알루미늄 합금의 재질번호는 KS 규격에 따른 번호이다.

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 스머트 제거용 조성물 (비교예 1)에 비하여 본 발명에 따른 스머트 제거용 조성물 (실시예 1 및 2)은 알루미늄 또는 그 합금 표면의 스머트 제거효과가 현저하였다.

본 발명에 따른 스머트 제거용 조성물을 사용하여 알루미늄 표면상의 스머트를 제거하면, 종래의 경우에 비하여 스머트 제거속도 및 제거효율이 개선된다. 따라서 잔류 스머트로 인하여 알루미늄 표면과 상기 알루미늄 표면상에 형성되는 금속 코팅층간의 밀착성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 질산, 과산화수소 및 물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 과산화수소의 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 3×10^-4∼10중량%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 질산의 함량이 조성물의 총량을 기준으로 하여 0.05∼35중량%인 것을 특징으로 하는 알루미늄 표면의 스머트 제거용 조성물.