KR20000058134A - 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머 - Google Patents

알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머 Download PDF

Info

Publication number
KR20000058134A
KR20000058134A KR1020000008449A KR20000008449A KR20000058134A KR 20000058134 A KR20000058134 A KR 20000058134A KR 1020000008449 A KR1020000008449 A KR 1020000008449A KR 20000008449 A KR20000008449 A KR 20000008449A KR 20000058134 A KR20000058134 A KR 20000058134A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
primer
aluminum
aluminum material
priming
metal
Prior art date
Application number
KR1020000008449A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100669628B1 (ko
Inventor
이시히도루
야마자키가즈히코
Original Assignee
알콤 닉케이 스페셜티 코팅 에쓰디엔. 비에이치디.
마스다 유코
니폰게이긴조쿠가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알콤 닉케이 스페셜티 코팅 에쓰디엔. 비에이치디., 마스다 유코, 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 filed Critical 알콤 닉케이 스페셜티 코팅 에쓰디엔. 비에이치디.
Publication of KR20000058134A publication Critical patent/KR20000058134A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100669628B1 publication Critical patent/KR100669628B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/36—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
    • C23C22/361—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing titanium, zirconium or hafnium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05—Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053—Polyhydroxylic alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/36—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속질산염화합물을 함유하는 프라이머를 알루미늄 재료의 표면에 도포하여 금속부착량이 1.0mM/m2이상이 되게 하고 그 프라이머를 베이킹 처리 단계를 포함하는 알루미늄 재료의 프라이밍 방법에 관한 것이며, 또한 수용성 아크릴산계 중합체를 고형분 농도로써 3.5~22.5g/ℓ, 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속질산염화합물을 30~500g/ℓ, 플루오르화수소산계화합물을 플루오르 원소로써 1.0~5.0g/ℓ, 및 유기 환원제를 5~30g/ℓ의 범위로 함유하는 알루미늄재의 프라이머에 관한 것이다. 본 발명은 알루미늄재의 표면에 프라이머를 도포하여 우수한 내식성을 갖게 해준다.

Description

알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머{Process for priming aluminum materials and primers}
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄의 합금(이하, 알루미늄재라고 칭함)으로 만든 제품의 표면을 코팅하기 전의 전처리로써 수행하는 알루미늄재의 프라이밍에 관한 것으로, 특히 우수한 내식성을 갖는 알루미늄재의 프라이밍 방법 및 프라이머에 관한 것이다.
알루미늄재는 일반적으로 경량, 우수한 가공성 및 우수한 열전도도로 특징지어지며, 광범위한 분야, 예를 들면, 에어컨디셔너의 열교환부에 설치될 핀과 새시 및 다른 건축재료들에 소비된다. 알루미늄재의 용도 및 사용목적에 따라, 친수성, 항균성, 내식성, 내찰상성, 대전방지성 및 윤골성((lubricative) 같은 특성을 부여하거나 또는 외관을 향상시키기 위해 알루미늄재의 표면에 다양한 코팅을 실시한다.
상기에 언급한 코팅을 실시하는데 있어서, 알루미늄재 그 자체의 부식을 방지하거나 코팅 필름의 알루미늄재 표면에의 부착성을 증진시키며, 특히, 상기에 언급한 특성들을 부여하거나 외관향상을 목적으로 하는 코팅의 경우 프라이밍은 매우 중요하다.
이에, 본 발명자들은 우수한 내식성을 갖는 프라이밍 방법에 대해 광범위하게 연구한 결과, 특정 금속의 질산염 화합물을 함유하는 프라이머를 알루미늄재의 표면에 처리하여 1.0mM/m2이상의 금속이 부착되도록 하고 그 프라이머를 베이킹 처리하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 우수한 내식성을 갖는 알루미늄재 표면의 프라이밍 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 내식성을 갖는 알루미늄재 표면의 프라이밍에 적합한 프라이머를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적, 그외의 목적, 특징 및 장점은 하기 발명의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백하게 드러날 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 알루미늄재의 프라이밍 방법은 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속의 질산염 화합물을 함유하는 프라이머를 알루미늄재의 표면에 처리하여 1.0mM/m2이상의 금속이 부착되도록 하는 단계 및 프라이머를 베이킹 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법에 유용한 프라이머는 수용성 아크릴산계 폴리머를 고형분 농도로 3.5~22.5g/ℓ의 범위, 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속의 질산염 화합물을 30~500g/ℓ의 범위, 플루오르화수소산화합물을 플루오르 원소 농도로 1.0~5.0g/ℓ의 범위, 및 유기환원제를 5~30g/ℓ의 범위로 함유한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 프라이머에 유용한 수용성 아크릴산계 폴리머는 아크릴산, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 메타크릴산, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 말레인산 및 이타콘산 같은 화합물들을 중합 또는 공중합하여 얻어지는 수용성 중합체로 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 이들 수용성 아크릴산계 중합체들은 비교적 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 베이킹 처리할 때 공존하는 금속 이온과 킬레이션 반응을 하여 물에 불용성이 되므로, 그들의 평균 분자량은 10,000~300,000이 바람직하다. 그러한 수용성 아크릴산계 중합체들은 시판되는 제품을 사용할 수 있는데, Acumer 2100 및 Acumer 1510(Rohm and Hass 사의 제품명)을 그 예로 들 수 있다.
본 발명의 프라이머에 유용한 금속의 질산염 화합물은 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속의 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 질산염 화합물이다. 그러한 금속의 질산염 화합물들의 구체적인 예로는 질산 알루미늄[Al(NO3)3·9H2O, 분자량 375], 질산 지르코늄[Zr(NO3)4·5H2O, 분자량 492], 옥시질산 지르코늄[ZrO(NO3)2·2H2O, 분자량 267], 질산 세륨[Ce(NO3)3·6H2O, 분자량 434], 질산 크롬[Cr(NO3)3·9H2O, 분자량 400] 및 질산철[Fe(NO3)3·9H2O, 분자량 404]을 들 수 있다.
본 발명의 프라이머는 유기 환원제를 함유하며 유기 환원제가 공존하는 곳에 필름을 형성한다. 그 결과, 질산크롬이 금속 질산염으로써 사용되면, 6가의 크롬이 형성되어 용출되려고 하므로 3가 크롬으로 환원되어 6가 크롬 이온이 방출됨에 따라서 생길 수 있는 환경적인 문제들은 완전히 해소된다. 하지만, 크롬이 없는 내식 프라이밍에 의해서 더 우수한 임프레션이 형성되므로, 알루미늄, 지르코늄, 세륨 및 철에서 선택된 금속의 질산염 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄, 지르코늄, 세륨 및 철에서 선택된 금속의 질산염 화합물은 금속 부착량에 따라서 다양한 정도의 내식성을 나타내는 프라이머 필름을 형성하고, 게다가 알루미늄의 금속성 외관을 강조하기 위해서는 무색, 투명하며 선명한 코팅을 위한 프라이머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 프라이머에 사용될 플루오르화수소산화합물은, 예를 들면, 플루오르화수소산 및 플루오르화규소, 플루오르화 붕소, 플루오르화 티타늄, 플루오르화 지르코늄 및 플루오르화 아연 같은 가용성 플루오르화수소산염을 포함하며 그들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
수용성인 유기 환원제로는 베이킹 처리하는 동안 분해하거나 증발하지 않고 환원작용이 일어나는 동안 프라이머 필름에 남아 있는 것이 바람직한데, 구체적인 예로는 다가 알코올 및 에틸렌글리콜, 글리세롤, 에리스리톨(erythritol), 아라비톨(arabitol), 만니톨, 글루코스 및 과당 같은 당류를 들 수 있으며, 그들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
피처리재의 내공식성(구멍이 빈 형태의 부식에 대한 저항력)을 향상시키기 위해서, 필요하다면, 본 발명의 프라이머에 인산계 화합물을 첨가할 수 있는데, 예를 들면, 오르토인산, 피로인산, 메타인산 및 아인산 같은 인산을 5g/ℓ 이하로 인산나트륨, 피로인산나트륨, 폴리인산나트륨 및 헥사메타인산나트륨 같은 인산의 알카리성염을 들 수 있다. 게다가, 품질향상을 위해 프라이머 필름에 대한 코팅의 밀착력을 증진시키기 위해서 또는 쉬운 적용과 작업성 향상을 위해 프라이밍 용액의 점성을 올리기 위해서, 실리카를 첨가해도 되는데, 바람직하게는 분쇄하여 평균 직경 1㎛ 이하로, 특히 일차 입자의 50% 이상이 직경 1㎛이하이다.
본 발명의 프라이머는 일반적으로 상기에 언급한 성분들을 다음의 농도로 포함한다: 수용성 아크릴산계 중합체를 고형성분의 농도로 3.5~22.5g/ℓ, 바람직하게는 7~15g/ℓ; 금속의 질산염 화합물을 30~500g/ℓ, 바람직하게는 50~150g/ℓ; 플루오르화수소산화합물은 플루오르 원소로써 1.0~5.0g/ℓ, 바람직하게는 2.0~3.0g/ℓ, 유기 환원제는 5~30g/ℓ, 바람직하게는 8~15g/ℓ; 필요하다면 첨가될 인산계 화합물은 PO4의 경우 2.5~14.5g/ℓ, 바람직하게는 4~8g/ℓ, 실리카의 경우는 고형분비(실리카/총고체)로 0.1 이하, 바람직하게는 0.05 이하.
고형성분의 농도가 3.5g/ℓ 이하인 수용성 아크릴산계 중합체는 필름 형성성이 부족한 반면 고형성분의 농도가 22.5g/ℓ 이상인 경우는 프라이머의 안정성에 나쁜 영향을 끼칠 가능성이 있다.
금속질산염화합물이 30g/ℓ 미만으로 존재하면, 적합한 프라이머 성능의 확보에 필요한 1.0mM/m2이상의 금속 부착량을 얻기 위해 프라이머의 도포량을 증대시켜야 하며 이렇게 프라이머의 양이 증대되면 도포시 또는 처리용액 내에서의 불균일한 건조로 인한 새깅 때문에 공업적 스케일의 균일한 필름 두께를 얻기가 어려워진다. 반대로, 농도가 500g/ℓ를 초과하면 용액의 안정성에 해를 끼칠 뿐만이 아니라 특정 금속 부착량을 확보하기 위해 도포해야 할 프라이머 양의 조절폭이 좁아져서 조업의 불안정화를 초래한다.
5g/ℓ 미만 농도의 유기 환원제는 크롬계 프라이머에 도포하면, 환원능이 부족하여 6가의 크롬이 부분적으로 형성되며; 다른 프라이머에 도포하면, 폴리아크릴산의 과잉 카르복시기의 에스테르화에 위한 중성화반응이 불충분하게 진행되어 내식성의 저하를 가져온다. 반대로, 30g/ℓ 초과의 농도에서는, 반응하지 않고 남아있는 유기 환원제의 과잉분이 프라이머에 도포해야 할 코팅의 정상 경화 반응을 방해한다.
필요하면 첨가될, 인산계 화합물은 2.5g/ℓ 미만으로 첨가되면 에상했던 내공식성의 개선 효과를 낳지 않는다. 반면에, 14.5g/ℓ를 초과한 농도로 첨가되면, 프라이머 필름 내에 부분적으로 반응하지 않고 남아 있고 프라이머 필름의 내식성을 손상시킨다. 필요에 위해 실리카가 첨가될 경우, 고형분비[실리카/(총 고체)]가 0.1을 초과하면 프라이머 필름 자체의 친수성이 개선되지만, 시간이 지남에 따라서 실리카 입자들이 결합하여 용액을 불안정하게 한다.
본 발명의 프라이머의 제조방법은, 예를 들면, 다음과 같다:
① 수용액 A는 필요에 의해 첨가된 실리카를 수용성 아크릴산계 중합체에 균일하게 분산시켜서 준비하였고, 수용액 B는 금속질산염화합물과 필요에 의해 첨가되는 인산계 화합물을 물에 용해시켜 별개로 제조되며, 사용하기 직전에 두 수용액 A와 B를 섞는다; ② 모든 성분들을 물에 용해시켜 단일 용액을 제조한다; ③ 금속 질산염을 제외한 모든 성분들을 사전에 물에 녹이고, 금속 질산염을 첨가하여 사용 직전에 용해시킨다; ④ 모든 성분들을 물에 넣고 사용 직전에 용해한다.
본 발명의 프라이머를 사용한 프라이밍 방법은 종래 알려진 임의의 절차를 채택하여 수행할 수 있는데, 예를 들면, 롤 코팅이나 스프레이 코팅은 비교적 단순한 알루미늄재인 판재 및 프로파일(profile)에 적용하는 반면 브러싱(brushing), 딥 코팅(dip coating) 또는 스프레이 코팅(spray coating)은 비교적 복잡한 형태의 알루미늄재에 적용한다.
본 발명에 있어서, 금속질산염화합물을 포함하는 프라이머를 처리하여 금속부착량이 1.0mM/m2이상, 바람직하게는 1.0~5.0mM/m2이상, 더욱 바람직하게는 1.0~3.0mM/m2가 되도록 하고 프라이머를 베이킹 처리한다. 여기서 금속부착량은 millimole/m2(mM/m2)로 표현되는데 이는 알루미늄재 표면의 단위 면적에 부착된 금속의 무게를 금속의 원자 무게로 나누어 계산된 것이다. 금속부착량이 1.0mM/m2미만일 때는 종종 충분한 내식성이 얻어지지 않고, 내식성의 측면에서 보면, 금속부착량의 최대 제한량은 없지만, 5.0mM/m2를 초과할 경우는 코팅 필름의 밀착성이 저해되므로 바람직하지 않다. 금속부착량은 프라이머내의 금속질산염화합물의 농도를 조절하거나 프라이머의 도포회수를 조정하거나 또는 이러한 방법들을 조합하여 쉽게 조절할 수 있다.
금속질산염화합물이 알루미늄 또는 지르코늄의 것일 경우, 특히, 질산알루미늄의 경우, 금속부착량은 바람직하게 1.5~3.0mM/m2, 더욱 바람직하게는 2.0~3.0mM/m2이며, 이 만큼의 금속 부착량은 우수한 내식성을 보여주며, 수용성 코팅을 위한 프라이머에 사용될 때, 그러한 임의 종류의 필름의 수용성 코팅의 수용성을 놀라울 정도로 개선시키는 결과를 낳는다.
본 발명에 있어서 프라이머 도포 후의 베이킹 처리는 일상적인 방법에 위해 행해질 수 있는데, 예를 들면, 100~300℃에서, 더욱 바람직하게는 150~280℃로 10초에서 30분 가량 가열한다. 가열온도가 100℃ 이하이면, 베이킹 처리와 환원 불용화반응이 충분히 일어나지 않고 프라이머 필름의 밀착성이 나빠진다. 반면, 가열온도가 300℃ 이상이면, 수용성 아크릴산계 중합체가 분해되고 가열시간에 따라 오염될 가능성이 있다.
본 발명의 방법에 의해 알루미늄재의 표면에 형성된 프라이머 필름은 전체적으로 세 개의 층으로 이루어졌다고 생각되는데, 알루미늄재와 필름 사이에 형성된 플루오르화 알루미늄, 실리코플루오르화 알루미늄 등의 아주 얇은 층(첫 번째 층), 첫 번째 층을 형성하는 금속 화합물들로 주로 이루어진 비교적 두꺼운 무기층(두번째 층) 및 두 번째 층 위에 형성된 필요에 의해 첨가되는 실리카를 포함하는 수지의 최상층(세 번째 층)이다. 이러한 3층 구조 때문에, 본 발명의 프라이머 필름은단지 고내식성일뿐만이 아니라 알루미늄재의 표면에 강하게 부착되어, 친수성, 항균성, 내식성, 내찰상성, 대전방지성 및 윤골성(lubricative) 같은 다양한 특성 부여나 또는 외관 향상을 목적으로 하는 다양한 코팅, 특히 유기 코팅에의 점착성을 놀라울 정도로 증대시키는 역할을 한다.
본 발명에 의하면, 알루미늄재의 표면에 코팅을 도포하기 전에 우수한 내식성을 갖는 프라이밍이 가능하다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1~9 및 비교예 1~4>
[프라이머의 제조]
수용성 아크릴산계 중합체로써 고형분 농도 25중량%을 함유하는 폴리아크릴산(Acumer 1510, Rohm and Hass사의 제품명으로 평균분자량 60,000), 실리카로써 일차입자의 평균 입자 직경 0.01㎛(Cab-O-Sil M-5, Cabot 사의 제품명)를 갖는 실리카 분말과 유기 환원제로써 글리세롤을 사용하여 수용액 A를 제조하였다. 또한, 수용액 B는 표 1에 금속질산염화합물로 나타낸 각각의 질산 알루미늄[AlNA: Al(NO3)3·9H2O, 분자량 375], 옥시질산 지르코늄[ZrNA: ZrO(NO3)2·2H2O, 분자량 267], 질산 세륨[CeNA: Ce(NO3)3·6H2O, 분자량 434], 질산 크롬[CrNA: Cr(NO3)3·9H2O, 분자량 400] 및 질산철[Fe(NO3)3·9H2O, 분자량 404], 플루오르화수소산계 화합물로써 플루오르화수소산(약 46%), 및 인산계 화합물로써 오르토인산(100% H3PO4)으로부터 제조되었다.
실시예 1~9와 비교예 1~4에 있어서, 수용액 A 및 B가 혼합되어 각 성분이 다음의 농도로 존재하도록 한다: 폴리아크릴산은 고형성분의 농도로 7.5g/ℓ, 플루오르화수소산은 플루오르 원소로써 2.5g/ℓ; 글리세롤은 10g/ℓ; PO4로써 오르토인산 4.7g/ℓ; 실리카의 경우는 고형분비(실리카/총고체)로 0.03; 수화물로써 금속질산염화합물은 표 1에 나타낸 농도(g/ℓ)이다.
[시험판의 제조]
알루미늄재(AA3102, 0.15mm×100mm×100mm)를 통상의 방법으로 탈지, 세정하고 실시예 1~9 및 비교예 1~4를 위한 프라이머를 제조하기 위해 상기에 언급한 용액 A 및 B를 혼합하였고, 탈지된 알루미늄재의 표면에 각각의 프라이머를 제조한 바로 후에 그라비어 롤로 도포하였다. 처리용액내의 코팅량은 알맞은 간격으로 홈이 새겨진 그라비어 롤을 선택함으로써 조절될 수 있고 실제 코팅량은 적외선 습도계를 사용하여 건조하기 전에 액체 필름의 수분을 측정함으로써 측정될 수 있다. 각각의 시험판은 프라이머-코팅된 알루미늄재를 250℃의 열기 오븐에서 15초 동안 베이킹 처리하여 각각의 실시예 1~9 및 비교예 1~4에 대해 특정 프라이머 필름이 형성되도록 한다.
습윤시험 및 염수분무시험을 통해 시험판들에 대한 내식성을 조사하였다. 습윤시험은 JIS K-5400-1990에 기재된 회전식습윤시험에 의해 행하였다. 즉, 시험판을 40~50℃의 온도와 절대습도 100%에 21동안 노출시킨 후 건조시켜서 표면의 수화에 위해 탈색된 면적을 면적계로 측정하여 부식면적율(%)로 나타내었다. 염수분무시험은 JIS H8681-1988에 의해 21일의 기간동안 행하였다.
그 결과는 표 1에 나타낸다.
고형분농도로써의 금속질산염화합물(g/ℓ) 금속부착량 mM/m2 습윤시험내식면적율 염수분무시험 R.N
AlNA ZrNA CeNA CrNA FeNA 40℃ 50℃
실시예 1 60 1.04 0% 0% 9.8
실시예 2 120 2.08 0% 0% >9.8
실시예 3 150 2.60 0% 0% 9.8
실시예 4 43 1.06 0% 10% >9.8
실시예 5 87 2.11 0% 0% >9.8
실시예 6 73 1.09 0% 0% >9.8
실시예 7 67 1.09 0% 0% >9.8
실시예 8 63 1.01 0% 0% 9.5
실시예 9 79 1.27 0% 0% 9.5
비교예 1 30 0.52 10% 40% 9.5
비교예 2 35 0.85 0% 100% 9.8
비교예 3 27 0.40 100% 100% NG
비교예 4 34 0.51 15% 100% 9.8
표 1에 나타난 결과에서 명백한 바와 같이, 금속부착량이 1.0mM/m2이상의 실시예들의 내식성이 금속부착량이 1.0mM/m2이하일 때의 실시예들 보다 더 좋은 내식성을 제공한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제공되는 프라이밍 방법에 의해 알루미늄재의 표면에 우수한 내식성을 갖게 해준다.

Claims (8)

  1. 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속질산염화합물을 함유하는 프라이머를 알루미늄재의 표면에 도포하여 금속부착량이 1.0mM/m2이상이 되게 하는 단계 및 그 프라이머를 베이킹 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이밍 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프라이머는 상기 금속질산염화합물을 30~500g/ℓ의 범위로 함유함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이밍 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 프라이머는 수용성 아크릴산계 중합체를 고형분 농도로써 3.5~22.5g/ℓ, 플루오르화수소산계화합물을 플루오르 원소로써 1.0~5.0g/ℓ, 및 유기 환원제를 5~30g/ℓ의 범위로 함유함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이밍 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프라이머는 인산계 화합물을 PO4로서 2.5~14.5g/ℓ의 범위로 함유함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이밍 방법.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프라이머는 고형분비[실리카/총고체]로 0.1까지 실리카를 함유함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이밍 방법
  6. 수용성 아크릴산계 중합체를 고형분 농도로써 3.5~22.5g/ℓ, 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속질산염화합물을 30~500g/ℓ, 플루오르화수소산계화합물을 플루오르 원소로써 1.0~5.0g/ℓ, 및 유기 환원제를 5~30g/ℓ의 범위로 함유하는 알루미늄재의 프라이머.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 프라이머는 인산계 화합물을 PO4로써 2.5~14.5g/ℓ의 범위로 함유함을특징으로 하는 알루미늄재의 프라이머.
  8. 제 6항 또는 7항에 있어서, 상기 프라이머는 고형분비[실리카/총고체]로 0.1까지의 실리카를 함유함을 특징으로 하는 알루미늄재의 프라이머.
KR1020000008449A 1999-02-26 2000-02-22 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머 KR100669628B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05166299A JP3373801B2 (ja) 1999-02-26 1999-02-26 アルミニウム材の下地処理方法及び下地処理剤
JP11-51662 1999-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000058134A true KR20000058134A (ko) 2000-09-25
KR100669628B1 KR100669628B1 (ko) 2007-01-15

Family

ID=12893100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000008449A KR100669628B1 (ko) 1999-02-26 2000-02-22 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6653384B1 (ko)
JP (1) JP3373801B2 (ko)
KR (1) KR100669628B1 (ko)
CN (1) CN1192067C (ko)
MY (1) MY122729A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100669629B1 (ko) * 1999-02-26 2007-01-15 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 알루미늄재의 친수성 처리방법 및 그 프라이머 및 친수성코팅재

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027567A1 (de) * 2005-06-14 2006-12-21 Basf Ag Verfahren zum Passivieren von metallischen Oberflächen mit Säuregruppen aufweisenden Polymeren
CN101575703A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 日本轻金属株式会社 表面处理铝材的制造方法、表面处理铝材及铝材的表面处理方法
CN103333535A (zh) * 2013-05-27 2013-10-02 明尼苏达矿业制造特殊材料（上海）有限公司 纳米涂布液、由该纳米涂布液形成的涂层、该纳米涂布液在基材上的应用及其涂布方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4373050A (en) * 1966-06-01 1983-02-08 Amchem Products, Inc. Process and composition for coating metals
US4104424A (en) * 1966-06-01 1978-08-01 Amchem Products, Inc. Process for coating metals
US4103049A (en) * 1973-03-02 1978-07-25 Amchem Products, Inc. Process for applying resinous coating to metal surface
JPS55115975A (en) * 1979-02-27 1980-09-06 Rasa Kogyo Kk Surface treating method of aluminum or aluminum alloy
JPS621882A (ja) * 1985-06-26 1987-01-07 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウム材用耐食親水性皮膜形成材
JPS6210280A (ja) * 1985-07-05 1987-01-19 Nippon Light Metal Co Ltd アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤
US5476601A (en) * 1987-06-01 1995-12-19 Henkel Corporation Aqueous lubricant and surface conditioner for formed metal surfaces
US4973359A (en) * 1989-01-04 1990-11-27 Nippon Paint Co., Ltd. Surface treatment chemical and bath for forming hydrophilic coatings and method of surface-treating aluminum members
US5164234A (en) * 1991-01-24 1992-11-17 Henkel Corporation Treating an autodeposited coating with an alkaline solution containing organophosphonate ions
JP3175746B2 (ja) * 1992-09-28 2001-06-11 三菱マテリアル株式会社 サーミスタ薄膜の形成方法
CA2123034C (en) * 1993-05-07 2000-10-17 Katsuyoshi Yamasoe Hydrophilic surface treating aqueous solution, hydrophilic surface treating method and hydrophilic surface treating film
WO1998017735A1 (fr) * 1996-10-21 1998-04-30 Nippon Paint Co., Ltd. Composition de traitement de surface metallique contenant une resine acrylique, procede de traitement et metaux ainsi traites
US6312812B1 (en) * 1998-12-01 2001-11-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Coated metal substrates and methods for preparing and inhibiting corrosion of the same
JP3373802B2 (ja) * 1999-02-26 2003-02-04 日本軽金属株式会社 アルミニウム材の親水性処理方法及びその下地処理剤並びに親水性塗料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100669629B1 (ko) * 1999-02-26 2007-01-15 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 알루미늄재의 친수성 처리방법 및 그 프라이머 및 친수성코팅재

Also Published As

Publication number Publication date
US6653384B1 (en) 2003-11-25
CN1265406A (zh) 2000-09-06
KR100669628B1 (ko) 2007-01-15
JP3373801B2 (ja) 2003-02-04
JP2000248370A (ja) 2000-09-12
MY122729A (en) 2006-04-29
CN1192067C (zh) 2005-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5075321B2 (ja) 金属表面の水系処理薬剤
KR100669629B1 (ko) 알루미늄재의 친수성 처리방법 및 그 프라이머 및 친수성코팅재
JPH0419313B2 (ko)
CA1256003A (en) Metal base coating composition comprising chromium, silica and phosphate and process for coating metal therewith
US4650527A (en) Hydrophilic surface-treating process for an aluminum article
JP2002030458A (ja) 塗膜に非クロム化合物防錆顔料を使用した塗装金属板
KR100335674B1 (ko) 방청처리방법과 아연계 피복강 및 무피복강용 방청조성물
KR100669628B1 (ko) 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머
ITMI941715A1 (it) Soluzione fosfatica acquosa acida e processo di fosfatazione di superfici metalliche che la utilizza
KR101674818B1 (ko) 3가 크롬을 함유한 코팅 조성물, 이를 이용한 아연계 도금강판 및 코팅 방법
WO1995000680A1 (en) Composition and process for treating a zinciferous surface
JP3389191B2 (ja) 塗膜に非クロム化合物防錆顔料を使用した塗装鋼板
JPH1183384A (ja) 熱交換器用プレコートフィン材
WO2009093545A1 (ja) 塗装鋼材
JP4000558B2 (ja) クロムフリー金属表面処理剤
JPS63270480A (ja) メツキ鋼板の有機複合クロメ−ト処理方法
US6071435A (en) Composition and process for treating a zinciferous surface
JPH0571382B2 (ko)
JPS63178873A (ja) 耐食性および塗装性に優れたクロメ−ト処理メツキ鋼板の製造方法
JPS6187878A (ja) 親水性耐食皮膜を形成する方法
JPH0348273B2 (ko)
JP3964992B2 (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金材の塗布型表面処理剤及び表面処理方法
JPH1180973A (ja) アルミニウムまたはアルミニウム合金用クロメート系表面処理剤および表面処理方法
KR930001232B1 (ko) 반응형 크로메이트(Chromate) 조성물 및 이를 이용한 전기아연도금강판의 크롬피막처리방법
JPH0432576A (ja) リン酸亜鉛化成処理液

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee