KR20050112377A - 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품 - Google Patents

알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조공정이 간단하고 향기도 장기간 지속되는 것을 특징으로 하는 새로운 구성의 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물을 그 표면에 세공이 형성되도록 양극산화하는 양극산화과정과, 상기 양극산화된 피가공물을 향성분이 함유된 향용액에 침지시켜서 피가공물의 세공에 향성분이 함침되도록 하는 향함침과정과, 상기 향성분이 함침된 피가공물의 세공을 봉공하는 봉공처리과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법이 제공된다.

Description

알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품{A method for penetrating fragrance into aluminum or aluminum allay and an aluminum or aluminum allay product thereby}
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조공정이 간단하고 향기도 장기간 지속되는 것을 특징으로 하는 새로운 구성의 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품에 관한 것이다.
알루미늄 및 그 합금은 대단히 활성이기 때문에 공기 중에서 그 표면이 자연산화된다. 따라서 일반적으로 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제품을 만드는 경우에는 제품의 표면을 인위적으로 양극산하시켜 산화피막을 형성한다. 이러한 양극산화기술이 1930년 경에 개발된 이후로, 알루미늄 및 그 합금의 이용분야가 한층 더넓어졌다. 즉, 이러한 알루미늄 또는 그 합금은 건축 및 인테리어자재, 기계부품 뿐만 아니라 핸드폰, MP3, CD플레이어 등 휴대용 전자제품의 외장케이스 등으로도 널리 활용되고 있다.
한편, 향은 그 특성에 따라 사람의 감정을 안정시키기도 하고 흥분시키기도 하는데, 최근에는 이와 같은 원리를 이용해 여러 가지 신경, 정신질환을 치료하는 향치료법이 개발되기도 하는 등 향에 대한 관심과 사용이 증가되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 알루미늄 및 그 합금의 양극산화 및 이에 관련된 후처리과정에서 향이 함침되도록 하므로 처리공정이 간단하며, 장기간 지속적인 방향효과를 얻을 수 있는 새로운 구성의 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물을 그 표면에 세공이 형성되도록 양극산화하는 양극산화과정과, 상기 양극산화된 피가공물을 향성분이 함유된 향용액에 침지시켜서 피가공물의 세공에 향성분이 함침되도록 하는 향함침과정과, 상기 향성분이 함침된 피가공물의 세공을 봉공하는 봉공처리과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극산화과정과 향함침과정 사이에 피가공물을 전해액에 침지시켜서 세공을 확장시키는 세공확장과정이 행해지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 향용액은 향료와, 에틸알코올과, 상기 에틸알코올에 용해되는 수지인 HPC 또는 PVP가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 봉공처리과정은 25~35℃ 인 불화니켈 또는 불화코발트계의 용액에서 침지시켜서 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지며, 표면에는 향성분이 함침된 양극산화피막이 형성된 것을 특징으로 하는 향이 함침된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품이 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물의 양극산화시 산화피막에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품에 관한 것이다. 본 발명의 처리방법을 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.
먼저, 알루미늄 또는 그 합금으로 된 피가공물을 탈지한 후, 일반적인 양극산화방법으로 양극산화시킨다. 이러한 양극산화과정에서는 산화피막이 일정 두께이상이 되면, 전해액의 용해작용으로 피막의 표면에 무수히 많은 세공들이 형성된다. 이러한 세공이 형성된 층을 유공층(포올라층)이라 하는데, 본 발명에서는 이러한 유공층이 형성될 때까지 양극산화시킨다. 이 유공층은 세공으로 인해 표면적이 매우 넓기 때문에 흡착력이 우수하므로, 후술하는 향함침과정에서 향성분이 흡착되어 함침되는 것이 가능하다. 바람직하게는 산화피막의 두께가 대략 7~20㎛ 정도 되도록 하는데, 이를 위해 전해액의 농도 및 온도, 전류밀도와 처리시간 등이 조절된다.
이어서 양극산화시킨 피가공물을 증류수로 세척한 다음, 피가공물을 향성분이 함유된 향용액에 침지시켜 둔다. 이 향용액은 합성 또는 천연향료액에 알코올을 혼합하여 이루어진다. 이와 같이 피가공물을 향용액에 침지시키면, 전술한 바와 같은 유공층의 흡착력에 의해 향성분이 피처리물의 산화피막 표면, 즉, 세공에 흡착되어 함침된다.
이와 같이 하여 산화피막의 세공에 향성분이 흡착되면, 피가공물을 세척하여 봉공처리한다. 이때 다양한 봉공처리방법이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 저온봉공방법이 가장 유효한데, 일반적으로 저온봉공은 25~35℃ 정도의 온도를 말한다. 특히 바람직하게는 25~35℃ 정도의 불화니켈 또는 불화코발트계 용액에 3분 이상 침지시킨다. 고온에서 봉공처리하면 향료성분의 휘발이 가속화될 뿐만 아니라 향료성분 중의 상당부분이 봉공과정에서 휘발되어 제품의 방향효과가 저하되거나 사용초기에 향성분이 단시간에 휘발되어 향성분에 의한 방향효과가 오래 지속되지 못한다.
이러한 봉공처리는 산화피막의 세공 입구를 막아서 산화피막의 표면물성을 비활성으로 변화시키는 과정이나, 봉공처리에 의해 세공이 완전히 폐쇄되는 것은 아니며, 처리방법에 따라 다소 차이를 갖기는 하지만 세공의 입구가 좁아지는 정도에 불과하다. 따라서 향성분이 휘발되어 외부로 발산되는 것이 가능하다.
한편, 바람직하게는 향성분을 산화피막의 세공에 함침시키기 전에 세공을 확장시킨다. 이와 같이 세공을 확장시키면 상대적으로 많은 양의 향성분이 함침되므로 제품의 방향효과가 향상된다. 세공을 확장시키기 위해서는 전술한 바와 같이, 피가공물을 양극산화시킨 다음, 전해액에 전류공급을 중단한 상태에서 피가공물을 전해액에 그대로 담궈 둔다. 이와 같이 하면, 전해액의 용해 작용으로 세공이 입구가 점차 넓어진다. 일반적으로 양극산화피막에 형성되는 세공은 10~20㎚ 정도인데,이러한 세공을 확장시키는 과정에 의해 세공은 20~40㎚정도로 확장된다. 경우에 따라서는 별도의 전해액을 사용하여 세공을 확장시킬 수도 있는데, 바람직하게는 인산, 옥살산 등의 30~50g/ℓ수용액이 사용된다.
또, 바람직하게는 상기 향용액에는 수지가 첨가된다. 이와 같이 향용액에 수지가 첨가되면, 수지가 향에 대해 일종의 담체역학을 하므로 향이 단시간에 휘발되는 것이 방지된다. 즉, 수지에 의해 향이 휘발되는 것이 다소 억제되어, 향이 상대적으로 천천히 휘발되므로 방향효과를 장기간에 걸쳐 지속적으로 얻을 수 있다. 수지로 알코올 용해성 수지인 HPC(Hydroxy propyl celluose)와 PVP(Polyvinyl pyrrolidon)가 사용된다.
이와 같이 향용액에 수지가 첨가된 경우에는 에틸알코올과 향료액이 혼합된 용액에 HPC 또는 PVP를 첨가하여 첨가된 HPC 또는 PVP를 에틸알코올에 용해시킨다. 이때 수지가 상대적으로 많이 첨가될 때에는 향용액의 점도가 높아져서 세공에 함침되는데 어려움이 발생되며, 상대적으로 적게 첨가되는 경우에는 수지에 의해 향의 발산을 억제하고자 하는 효과를 얻기가 곤란하다. 바람직하게는 수지는 에틸알코올과 향료액의 혼합액에 대략 0.001~0.01 부피% 정도로 첨가된다.
실시예 1
상품명 Lilac Foragrance(제조사: 보락) 300㏄를 에틸알코올 700㏄에 혼합하여 향용액을 제조하였다. 알루미늄으로 된 시편을 황산 180g/ℓ로 된 전해액에서 양극산화하였다. 이때 전해액의 온도는 18℃, 전류는 1A/dm2 DC로 하여 약 40분간 처리하였다. 이와 같이 하여 약 12㎛ 두께의 산화피막을 생성시켰다. 이어서 시편을 수세, 건조시킨 다음, 상기 향용액에 10분간 침지시킨 후, 신속하게 수세하고, 불화니켈계 저온봉공제인 상품명 씨링 L-123(제조사:아노다) 3.5g/ℓ용액에 5분간 침지시킨 후에 수세하여 상온에서 건조시켰다.
실시예 2
알루미늄으로 된 시편을 황산 180g/ℓ로 된 전해액으로 양극산화하였다. 이때 전해액의 온도는 18℃, 전류는 1A/dm2 DC로 하여 약 40분간 처리하였다. 이와 같이 하여 약 12㎛ 두께의 산화피막을 생성시켰다. 이어서 전류공급을 중단하고, 시편을 상기 전해액에 약 20분간 침지시킨 후, 수세하여 건조시켰다. 그리고 실시예1과 동일한 향용액에 약 10분간 침지시킨 다음, 신속하게 수세하여, 불화니켈계 저온봉공제인 상품명 씨링 L-123(제조사:아노다) 3.5g/ℓ용액에 5분간 침지시킨 후 수세하여 상온에서 건조시켰다.
실시예 3
상품명 Lilac Foragrance(제조사: 보락) 300㏄를 에틸알코올 700㏄에 혼합하고, HPC 2g을 용해하여 향용액을 제조하였다. 그리고 시편을 실시예1과 동일한 방법으로 처리하였다.
실시예 4
시편을 실시예 2와 동일한 방법으로 처리하였으며, 향용액은 실시예3에서 사용된 것을 사용하였다.
실시예 5
천연항료인 라벤다 향료 300㏄를 에틸알코올 700㏄에 혼합하고, HPC 2g을 용해하여 향용액을 제조하였다. 그리고 시편을 실시예 2와 동일한 방법으로 처리하였다.
실시예 6
상품명 Lilac Foragrance(제조사: 보락) 300㏄를 에틸알코올 700㏄에 혼합하고, HPC 2g을 용해하여 향용액을 제조하였다. 시편을 실시예2와 동일한 방법으로 처리하였으며, 단지 봉공처리시에는 90℃의 초산니켈 5g/ℓ용액에서 90℃에서 침지시켰다.
상기 실시예 1~6에 의해 처리된 시편들의 향지속정도를 측정한 결과 표 1과 같다.
<표 1>
실시예 향기발산일수(일)
15 30 90 180 300이상
실시예 1 ◎ ○ △ × ×
실시예 2 ◎ ◎ ○ △ ×
실시예 3 ○ ○ ○ × ×
실시예 4 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 5 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 6 ◎ △ × × ×
◎ : 향이 상당히 강하여 다소 불쾌감을 줌 ○ : 향이 적절함
△ : 다소 약하지만 향이 남 ×: 향이 나지 않음
표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 구체적인 처리방법에 따라 향의 지속정도는 상이함을 알 수 있다. 향용액에 수지를 첨가하지 않은 경우에는 향이 초기에 다량 발산되어 방향효과가 지속적이지 못하며, 세공을 확장시킨 경우에는 그렇지 않은 경우에 비해 방향효과가 상당히 우수함을 알 수 있다. 특히 실시예 6과 같이 고온에서 봉공처리한 경우에는, 방향효과가 지속적이지 못함을 알 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 또는 그 합금의 양극산화와 관련된 일렬의 과정에서 향이 양극산화피막 내에 흡착되는 것이므로 처리공정이 간단하며, 특히 양극산화피막의 세공에 의한 흡착력에 의해 향이 흡착되므로 향을 흡착시키기 위한 별도의 노력을 하지 않아도 향성분이 상당량 흡착되기 때문에 방향효과를 지속적으로 얻을 수 있는 새로운 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법 및 이에 의해 제조된 알루미늄 또는 알루미늄합금제품이 제공된다.

Claims (5)

  1. 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물을 그 표면에 세공이 형성되도록 양극산화하는 양극산화과정과, 상기 양극산화된 피가공물을 향성분이 함유된 향용액에 침지시켜서 피가공물의 세공에 향성분이 함침되도록 하는 향함침과정과, 상기 향성분이 함침된 피가공물의 세공을 봉공하는 봉공처리과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양극산화과정과 향함침과정 사이에 피가공물을 전해액에 침지시켜서 세공을 확장시키는 세공확장과정이 행해지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 향용액은 향료와, 에틸알코올과, 상기 에틸알코올에 용해되는 수지인 HPC 또는 PVP가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 봉공처리과정은 25~35℃ 인 불화니켈 또는 불화코발트계의 용액에서 침지시켜서 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 향을 함침시키는 방법.
  5. 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지며, 표면에는 향성분이 함침된 양극산화피막이 형성된 것을 특징으로 하는 향이 함침된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품.
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