KR20070097895A - 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 관한 것으로서, 그 주요 구성은 금속체의 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 있어서, 상기 코팅층은, 1차코팅층과 2차코팅층으로 이루어지고, 상기 1차 코팅층은, 상기 금속체와 대향되는 전극을 이격지게 전해액 중에 침지시키고, 상기 금속체와 대향되는 전극에 각각 서로 다른 극성이 가해지도록 통전시키되, 상기 가해지는 전류의 파형은 정방향의 전류 파형과 역방향의 전류 파형이 시간의 경과와 더불어 교대로 나타나도록 함으로써, 상기 금속체의 표면에 산화물 형태로 형성되어 이루어지고, 상기 2차코팅층은 상기 1차 코팅층이 이루진 이후에 상기 1차코팅층의 표면에 전착도장을 하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 위와 같은 구성에 의하여 금속체의 표면을 내식성을 갖도록 하면서도 동시에 도장밀착성이 우수한 도장층이 형성되도록 금속체의 표면을 처리할 수가 있다.

표면처리, 아노다이징, 프라이머, 마그네슘, 전착도장

Description

마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법{Method for Treating the Surface of Magnesium and Its Alloys}

도 1은 종래의 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 의해서 표면처리된 면을 주사 전자 현미경으로 촬영한 표면 사진이고,

도 2는 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법 중에서 1차 코팅을 행한 후의 표면을 주사 전자 현미경으로 촬영한 사진이고,

도 3은 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 의해 표면처리된 표면을 촬영한 주사 전자 현미경사진이고,

도 4는 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 의해 표면처리된 금속체의 표면에 마무리 도장으로서 폴리우레탄계 수지를 주성분으로 하는 마무리 도장 처리를 한 시편의 단면 사진이다.

본 발명은 마그네슘을 주성분으로 하는 마그네슘 금속체의 표면처리방법에 관한 것으로, 특히 금속체의 표면을 내식성을 갖도록 하면서도 동시에 도장밀착성이 우수한 도장층이 형성되도록 금속체의 표면을 처리하기 위한 마그네슘을 주성분 으로 하는 마그네슘 금속체의 표면처리방법에 관한 것이다.

마그네슘은 구조용 금속재료 중에서 비중(1.74)이 가장 낮고, 비강도가 크며, 주조성이나 절삭가공성, 치수 안정성, 내흠집성 등이 우수하므로 그 특성을 이용하여 현재 경량화에 요구되는 자동차 부품, 항공기 부품으로 많이 사용되고 있으며, 점차 용도가 다양해지고 수요도 늘어나, 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라, 각종 오디오 기기와 같은 정밀 전자기기 부품 등에도 수요가 급격히 늘어나고 있는 추세이다.

그러나, 마그네슘은 상용 금속들 중 가장 화학적 활성이 큰 금속으로 표준전극전위는 2.363V NHE 이고, 일반적으로 표면처리 되지 않을 경우 대기 중이나 용액 중에서 매우 빠르게 부식되는 특징을 나타내므로, 내식성을 갖게 하는 표면처리가 필수불가결하고, 또 제품의 가치를 제고하기 위하여 일반적으로 마그네슘 금속체의 표면에 도장처리를 하여 사용하고 있다.

따라서, 마그네슘 금속체의 표면을 내식성을 갖도록 하면서도 도장층과의 도장 밀착성이 양호한 도장처리를 하기 위하여 현재 여러 가지의 방법들이 사용되고 있지만, 그 중에서도 널리 사용되고 있는 기술로서는 마그네슘 금속체의 표면에 (1)양극산화 처리, (2)중화처리, (3)수세, (4)건조, (5)표면조정, (6)수세, (7)건조, (8)프라이머 도포, (9)건조 공정의 순서로 이루어지는 표면 전처리 방법이 있다.

그런데, 위와 같은 양극산화 처리를 하여 이루어지는 표면 전처리 방법은 여러 단계의 공정으로 이루어져 생산성이 떨어지고, 공정의 일관적인 자동화가 어려 워 작업성이 떨어질 뿐 만 아니라 마무리 도장시 양극산화층과 프라이머 도포층간의 도장 밀착성도 좋지 않아 제품의 불량률을 크게 높이는 요인이 될 뿐더러 환경 폐수가 다량으로 발생되는 문제점이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 양극산화 처리시에는 강산, 강 알칼리 및 중금속을 함유한 수용액 등이 이용되므로 폐수처리가 반드시 필요하여 환경 오염의 문제가 야기될 수 있고, 처리시간도 15~20 분 정도로 상대적으로 길어 생산속도를 감소시키며, 양극산화 처리된 산화 피막의 표면은 처리 공정 중 필연적으로 발생하는 열응력에 의한 미세 균열로 인하여 표면이 거칠어지게 되므로 이로 인하여 마무리 도장을 위한 프라이머를 곧바로 도포할 수 없기 때문에 표면을 매끄럽게 하기 위한 표면 조정을 할 수 밖에 없게 되고, 이러한 표면 조정 공정은 자동화가 어려워서 많은 인력과 시간이 필요하여 제품 원가를 상승시키는 요인 중의 하나로 작용할 수 있다.

본 발명에서는 기존의 양극산화법을 이용한 마그네슘계 금속체의 도장 전처리 공정에서의 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법을 개시한다.

본 발명의 목적은, 양극산화법에 의한 도장 전처리시 발생되는 복잡한 공정을 단순화하여 제조 원가를 낮추고, 각종 산, 알칼리 및 기타 중금속을 함유한 용액의 폐수처리 문제, 작업 환경의 열악함 등을 배제함과 동시에, 내식성과 도장 밀착성이 우수한 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법을 제공함에 있 다.

상기의 목적을 달성하기 위한 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리방법은 금속체의 표면에 도장층을 형성하기 전에 상기 금속체의 표면과 상기 도장층 간의 도장밀착성을 유지하도록 하기 위하여 상기 금속체의 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 마그네슘 금속체의 표면처리 방법에 있어서, 상기 코팅층은, 1차코팅층과 2차코팅층으로 이루어지고, 상기 1차 코팅층은, 상기 금속체와 대향되는 전극을 이격지게 전해액 중에 침지시키고, 상기 금속체와 대향되는 전극에 각각 서로 다른 극성이 가해지도록 통전시키되, 상기 가해지는 전류의 파형은 정방향의 전류 파형과 역방향의 전류 파형이 시간의 경과와 더불어 교대로 나타나도록 함으로써, 상기 금속체의 표면에 산화물 형태로 형성되어 이루어지고, 상기 2차코팅층은 상기 1차 코팅층이 이루진 이후에 상기 1차코팅층의 표면에 전착도장을 하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 1차코팅층과 2차코팅층의 사이에는 세정공정이 부가되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 2차코팅층을 이루는 전착도장은 양이온성 에폭시계 도료, 양이온성 아크릴계 도료, 음이온성 에폭시계 도료 중 어느 하나의 도료를 사용하여 코팅되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1차코팅층에 이용되는 전해액은 수산화칼륨과 규산나트륨을 함유하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법은 금속체의 표면에 도장층을 형성하기 전에 상기 금속체의 표면과 상기 도장층 간의 도장 밀착성을 유지하도록 하기 위하여 상기 금속체의 표면에 두가지의 서로 다른 코팅층, 즉 1차 코팅층 및 2차 코팅층을 차례로 적층하여 형성함에 의해 얻어진다.

상기 1차 코팅층은, 금속체와 대향되는 전극을 이격지게 전해액 중에 침지시키고, 상기 금속체와 대향되는 전극에 각각 서로 다른 극성이 가해지도록 통전시켜서, 상기 금속체의 표면에 산화물 형태로 형성된다. 이때, 전해액, 인가 전압, 인가 전류밀도 및 인가 주파수를 적절히 조정함으로써, 원하는 두께의 산화물 층을 얻을 수 있다.

상기 금속체는 마그네슘 혹은 그의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 금속체의 형태는 특별히 한정될 필요는 없다.

상기 전극의 재료는 일반적으로 부식에 강하고, 전기화학적으로 안정한 재료가 사용되며, 대표적 재료로서 스테인리스강이 있으며, 티타늄 혹은 흑연이 전극재료로 이용되기도 한다. 본 발명에서는 스테인리스강을 전극 재료로 이용하였으며, 대향되는 전극에 해당되는 것이 상기 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체이다. 전류의 형태를 교류로 사용할 경우에는 각각의 전극의 극성이 정해지지 않으며, 직류로 사용할 경우에는 스테인리스를 음극으로 사용하고, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체를 양극으로 사용한다.

상기 전해액은 기본적으로 소량의 강알칼리성 수용액 및 산화물층의 한 성분으로서 역할을 할 수 있는 모든 종류의 수용성 염 중의 하나 또는 그 이상의 조합으로 이루어진다. 본 발명에 따른 상기 전해액은 수산화칼륨(KOH)과 규산나트륨(Na₂O-nSiO₂, n=1~4)를 함유하는 것이 바람직하다. 수산화칼륨 대신 수산화나트륨(NaOH)과 같은 강알칼리성 용질을 이용할 수도 있으며, 그 함량은 1~100 g/L 정도인 것이 좋다. 보다 적절하게는 5 ~ 20 g/L가 바람직하다. 여기서, 규산나트륨 대신 알루민산나트륨(Na₂AlO₃)과 같은 약 알칼리성 용질을 이용할 수도 있고, 그 함량은 1~50 g/L 가 좋으며, 보다 적절하게는 3~10 g/L가 바람직하다. 또한 전해액의 성분 중에서 수산화칼륨 대신 수산화나트륨(NaOH)과 같은 다른 알칼리성 용질을 이용할 수도 있다. 여기서, 규산나트륨 대신 알루민산나트륨(Na₂AlO₃)과 같은 약 알칼리성 용질을 이용할 수도 있다.

상기 1차 코팅층을 전해액 중에서 금속체의 표면에 형성시키기 위해서는 서로 다른 극성을 갖는 상기 금속체와 전극에 교류 혹은 직류의 전류를 흘려주면 된다. 이때 인가되는 전압과 전류 밀도 및 인가 주파수를 적절히 조정하면 원하는 1차 코팅층을 얻을 수 있다. 적정한 인가 전압은 5 ~ 800 V 사이에 존재하며, 보다 적절하게는 50~300 V, 더욱 바람직하기는 200 ~ 250 V 범위에 있다. 적정한 인가 전류 밀도는 1~30 A/dm²의 범위에 있는 것이 좋으며, 보다 적절하게는 1~7 A/dm² 범위에 있는 것이 좋다. 인가되는 주파수는 인가 전류가 교류일 경우에는 보통 30 Hz 이상~1 GHz 이하인 것이 좋으며, 더욱 좋게는 50~700 Hz 범위가 좋다. 인가 전류가 직류일 경우에는 보통 60 Hz를 이용하여도 좋으나, 펄스파 형태의 인가 전류를 가질 경우에는 최대 1 GHz의 높은 주파수를 이용할 수도 있다. 상기 가해지는 전류의 파형은 정방향의 전류 파형과 역방향의 전류 파형이 시간의 경과와 더불어 교대로 나타나도록 조정하며, 정방향 전류파와 역방향 전류파의 각각의 유지 시간과 진폭을 적절히 조정할 수도 있으며, 전류파와 전류파 사이에 전류가 전혀 흐르지 않게 하는 휴지시간을 둘 수도 있다. 이때, 가해지는 전류파의 모양은 정현파 외에도 삼각파, 사각파, 톱니파 혹은 이들의 불규칙한 조합 등을 사용할 수 있다. 이상의 공정으로부터 형성된 산화물층은 열역학적으로 안정한 MgO 혹은 MgO를 주성분으로 하는 복합 산화물이 금속체의 표면에 막을 형성하거나, Mg(OH)₂ 를 주성분으로 하는 피막을 형성한다.

위와 같은 1차코팅층은 금속체의 표면에 내식성을 갖도록 하면서도 후술하는 2차코팅층이 금속체의 표면으로부터 박리되지 아니하고 금속체의 표면에 밀착되도록 하는 매개체의 역할을 하게 된다.

상기 2차 코팅층은 일정한 두께의 1차 코팅층을 올린 후, 세정 공정을 거치며 세정 후 건조 공정 없이 곧바로 1차 코팅층 위에 형성시킨다. 2차 코팅층은 피도물(마그네슘을 주성분으로 하는 금속체)과 탱크(혹은 피도물에 대향하는 전극)를 양쪽 전극으로 하고 탱크 내의 수용성 도료 중에 전류를 통해서 피도물에 도막을 입히는 일반적인 전착 도장법을 이용하여 형성시킨다.

상기 전착도장은 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면에 내식성을 갖 도록 하기 위하여 도장을 하는 것으로서, 이러한 전착도장을 1차 코팅층을 형성시키지 않고 직접 금속체의 표면에 실시하는 경우에는 전착도장된 막의 밀착력이 좋지 않아 전착도장층이 박리되는 현상이 일어나게 된다. 또한, 전착 도장층은 1차 코팅층으로 얻어진 내식성에, 추가적으로 내식성을 더욱 향상시키는 역할을 하게 되며, 또한 최종 마무리 도장층을 형성시킬 때, 마무리 도장층과의 도장 밀착력을 확보하기 위한 프라이머 도장층으로도 작용할 수 있다.

상기 2차 코팅층을 형성시키기 위하여는 먼저 1차 코팅층이 형성된 마그네슘 금속체를 세정한 후에 전착도장용 도료를 함유한 전해조 내에 침지시킨 후, 금속체와 전극간에 전압을 인가한다. 전압을 인가할 때, 0 ~ 250V 정도의 전압 범위 내에서 승압시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0 ~ 150V 전압 범위가 좋으며, 더욱 바람직하게는 0 ~ 120V의 전압 범위가 좋다. 전착 처리시 일정 전압까지의 승압시간은 30초 내지 60초 내에 이루어지며, 전착 처리 시간은 승압시간을 포함하여 3분을 넘기지 않는 게 바람직하다. 전착 처리시 사용하는 도료는 양이온성 도료와 음이온성 도료의 두가지 모두를 사용할 수 있으며, 내식성이 우수한 양이온성 에폭시계 도료를 사용하는 것이 바람직하지만, 목적에 따라 양이온성 아크릴계 도료나 음이온성 에폭시계 도료 등과 같은 모든 종류의 전착 도장용 도료를 이용할 수도 있다. 전착 도장 공정이 완료되면, 수세에 의한 세정 공정을 거친 후, 150℃ 내지 185℃의 온도에서 건조하면 원하는 전착도장 공정이 완료된다. 이와 같은 공정을 통해 얻어진 2차 코팅층은 마그네슘계 금속체의 마무리 도장 처리를 위한 프라이머 층으로 작용한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 공정을 순서대로 나열하면, (1)산화물 코팅층 형성, (2)세정, (3)전착도장, (4)세정, (5)건조 공정의 순서이다. 따라서, 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면 처리 방법은, 양극산화에 이어 표면 조정을 거쳐 도장용 프라이머 처리를 행하는 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체에 대한 기존의 도장 전처리 공정에 비하여 처리 공정을 줄일 수 있어서 생산성을 향상시키고, 제품 불량률을 낮추며, 기존의 도장 전처리 공정에서 환경 폐수처리 문제와 작업환경의 열악함을 동시에 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리시 가장 큰 문제로 대두되고 있는 내식성과 도장밀착성을 동시에 크게 개선할 수 있는 공정이다.

도 1은 기존의 아노다이징 표면처리 공정 후의 주사 전자 현미경으로 촬영한 표면 사진으로서, 비교적 평탄한 표면상에 많은 균열들과 부분적으로 아노다이징 층이 파괴된 웅덩이 들이 다소 분포하고 있음을 알 수 있으며, 이러한 평탄한 표면에 존재하는 불규칙한 균열들과 웅덩이들은 후속 프라이머 도포시 프라이머가 효율적으로 침투하여 아노다이징 표면과 결합되는 것을 방해하여 프라이머와 아노다이징 층간의 밀착성을 해치는 원인이 된다.

도 2는 본 발명에 따른 금속체의 표면처리 공정 중에서 1차 코팅을 행한 후의 표면을 주사 전자 현미경으로 촬영한 사진으로, 기존의 아노다이징 공정과는 달리 도장 밀착성을 해칠 수 있는 평탄면, 불규칙한 균열들이 존재하지 않으며, 표면굴곡과 관계없이 모든 면에 매우 미세한 기공들이 골고루 분포하여, 2차 코팅시 전 착도료의 분자들이 효과적으로 이들 미세 기공으로 스며들어 1차 코팅층과 2차 코팅층 간의 밀착력을 극대화시키는 역할을 한다.

도 3은 1차 코팅과 2차 코팅이 완료된 후 건조된 코팅층 표면을 촬영한 주사 전자 현미경사진으로서, 2차 코팅에 해당하는 전착 도장면을 보여준다. 사진에서 보는 바와 같이, 도장밀착성을 해칠 수 있는 균열이 보이지 않는다.

도 4는 마그네슘 합금의 표면에 1차 코팅과 2차 코팅에 의한 표면처리를 행한 후, 마무리 도장으로서 폴리우레탄계 수지를 주성분으로 하는 마무리 도장 처리를 한 시편의 단면 사진이다. 사진에서 보는 바와 같이, 1차 코팅층, 2차 코팅층 및 마무리 도장층간에 아무런 균열이나 박리 현상이 나타나지 않는 매우 우수한 코팅층을 형성하고 있음을 알 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 실시예로서, 각 실시예에서 실험 대상으로 선정한 금속체는 다이캐스팅용 마그네슘 합금인 AZ91D로 이루어진, 가로 70mm, 세로 50mm, 두께 0.6mm 인 판재를 이용하였으며, 판재의 표면 상태는 다이캐스팅 후 바렐 연마를 마친 후 탈지 및 수세 처리가 된 상태이다. 각각의 시편에 1차 코팅층을 형성시키기 위하여 소량의 수산화칼륨(KOH), 규산나트륨(Na₂O-nSiO₂) 나머지 증류수(distilled water)로 이루어진 전해액을 넣은 전해조 내부에, 스테인리스 전극과 이에 대향하는 판재 시편을 동시에 침지한 후, 각각 일정한 전류밀도가 되도록 인가전류를 조정하여, 통전시킨다. 일단 통전이 되기 시작하면, 인가되는 전압이 시간의 경과에 따라 상승하며, 인가 전압이 일정한 전압에 이르렀을 때, 전원을 차단 하여 시편을 꺼내어 순수(de-ionized water)에 의한 수세를 2회 실시한다. 각각의 수세 시간은 120초이었다. 수세를 마친 시편은 곧바로 전착 도장을 위해, 양이온성 에폭시계 전착도료(제품명: RF-6800 Black, 제조원:㈜KPC)가 순수와 도료의 부피비가 1 : 1 로 배합된 전착조에 자동으로 침지되며, 시편을 침지한 후 일정 전압까지 일정 시간에 걸쳐 승압시키며, 인가 전압에 이르면 일정 시간까지 그대로 유지한다. 전착 공정이 끝난 시편은 각각 120초간의 2회에 걸쳐 수세하며, 수세를 마친 시편은 열풍 건조라인으로 들어가 150 ℃의 온도에서 30분간 건조된다. 한편, 1차 코팅층과 2차 코팅층으로 이루어진 본 발명에 따른 표면전처리 도막 위에 폴리우레탄 수지 계열의 도료를 스프레이법에 의하여 20μm 두께로 도포한 후, 80℃에서 20분간 소부 처리하여 최종 마무리 도장을 실시하였다.

<실시예 1>

1차 코팅 조건 및 1차 코팅층의 평균 두께 :

- 전해액 조성: KOH 5g/l + Na₂O-SiO₂ 8 g/l + 증류수

- 전원조건: 전류밀도 2 A/dm², 최종 인가 전압 250 V AC

- 산화물 층 평균 두께 : 2 μm

2차 코팅 조건 및 2차 코팅층의 평균 두께 :

- 전압 범위 : 0 ~ 100 V DC

- 인가 전압 : 100 V DC

- 인가전압까지의 승압시간 : 55초

- 총 전착 시간(승압시간 포함) : 100초

- 전착 도장층의 평균 두께 : 10 μm

<실시예 2>

1차 코팅 조건 및 1차 코팅층의 평균 두께 :

- 전해액 조성 : KOH 5g/l + Na₂O-SiO₂ 3 g/l + 증류수

- 전원 조건 : 전류밀도 3 A/dm², 최종 인가 전압 200 V AC

- 산화물 층 평균 두께 : 2.5μm

2차 코팅 조건 및 2차 코팅층의 평균 두께 :

- 전압 범위 : 0 ~ 100 V DC

- 인가 전압 : 100 V DC

- 인가전압까지의 승압시간 : 55초

- 총 전착 시간(승압시간 포함) : 100초

- 전착 도장층의 평균 두께 : 10 μm

<실시예 3>

1차 코팅 조건 및 1차 코팅층의 평균 두께 :

- 전해액 조성 : KOH 3 g/l + Na₂O-SiO₂ 5 g/l + 증류수

- 전원 조건 : 전류밀도 5 A/dm², 최종 인가 전압 250 V AC

- 산화물 층 평균 두께 : 3 μm

2차 코팅 조건 및 2차 코팅층의 평균 두께 :

- 전압 범위 : 0 ~ 100 V DC

- 인가 전압 : 100 V DC

- 인가전압까지의 승압시간 : 55초

- 총 전착 시간(승압시간 포함) : 100초

- 전착 도장층의 평균 두께 : 10 μm

<실시예 4>

1차 코팅 조건 및 1차 코팅층의 평균 두께 :

- 전해액 조성 : KOH 3 g/l + Na₂O-SiO₂ 3 g/l + 증류수

- 전원 조건 : 전류밀도 5 A/dm², 최종 인가 전압 200 V AC

- 산화물 층 평균 두께 : 3 μm

2차 코팅 조건 및 2차 코팅층의 평균 두께 :

- 전압 범위 : 0 ~ 120 V DC

- 인가 전압 : 120 V DC

- 인가전압까지의 승압시간 : 60초

- 총 전착 시간(승압시간 포함) : 120초

- 전착 도장층의 평균 두께 : 18 μm

<실시예 5>

1차 코팅 조건 및 1차 코팅층의 평균 두께 :

- 전해액 조성 : KOH 10 g/l + Na₂O-SiO₂ 15 g/l + 증류수

- 전원 조건 : 전류밀도 5 A/dm², 최종 인가 전압 250 V AC

- 산화물 층 평균 두께 : 2 μm

2차 코팅 조건 및 2차 코팅층의 평균 두께 :

- 전압 범위 : 0 ~ 120 V DC

- 인가 전압 : 120 V DC

- 인가전압까지의 승압시간 : 60초

- 총 전착 시간(승압시간 포함) : 120초

- 전착 도장층의 평균 두께 : 20 μm

상기 실시예 1 내지 5에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 조건을 표 1에 요약하여 나타내면 다음과 같다.

<표 1> 실시예에 따른 금속체의 표면처리 조건

최종 마무리 도장까지 완료된 시편에 대하여, 2차 코팅층과 마무리 도장층간 의 도막 밀착성을 알아보기 위하여 ISO 2409에 규정된 시험 절차에 따라, 크로스 컷팅(cross cutting) 시험을 행하였으며, 이와 함께 최종 마무리 도장이 완료된 시편의 내식성을 알아보기 위해, JIS 8502에 규정된 방법에 의하여 중성 염수 분무시험을 행하였다. 이들 시험 결과를 표 2에 나타내었다. 도막 밀착성 시험 결과, 모든 실시예들은 표 2에서 보는 바와 같이 가장 우수한 등급인 0 등급(100개의 도막조각 중에서 단 1개의 도막도 벗겨지 않은 경우) 혹은 1 등급(100개의 도막조각 중에서 5개 이하의 도막만 벗겨지는 경우)에 해당하는 결과를 얻었다. 또한 내식성 시험 결과 표면에 모든 실시예에서 아무런 부식 징후가 나타나지 않아, 우수한 내식성을 나타내었다.

표 2. 실시예에 따른 도막 밀착성 및 내식성 시험 결과

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리방법을 도장 전처리 공정으로서 이용하면, 기존의 도장 전처리 공정인 아노다이징 공정에서 문제가 되고 있는 도장 밀착성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 생산 시간과 경비를 절감할 수 있으며, 기존의 도장 전처리 공정에서 야기 되는 환경 폐수 처리 문제, 작업 환경의 열악함 등과 같은 여러가지 문제점을 동시에 없앨 수 있으면서도 동시에 금속체의 표면을 내식성을 갖도록 할 수 있는 효과가 있다. 이러한 본 발명에 따른 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법은 마그네슘 합금을 내장재, 외장재로 이용하는 휴대폰을 비롯한 각종 통신기기, 디지털카메라, 비디오 카메라, 켐코더, MP3플레이어, 기타 오디오 기기 등에 적용할 수 있으며, 경량화를 추구하는 자동차, 항공기용 부품 분야 등에도 적용될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예 들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예 들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예 들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함하는 것으로 보아야 한다.

Claims (4)

1. 금속체의 표면에 도장층을 형성하기 전에 상기 금속체의 표면과 상기 도장층 간의 도장밀착성을 유지하도록 하기 위하여 상기 금속체의 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법에 있어서,

   상기 코팅층은, 1차코팅층과 2차코팅층으로 이루어지고,

   상기 1차 코팅층은, 상기 금속체와 대향되는 전극을 이격지게 전해액 중에 침지시키고, 상기 금속체와 대향되는 전극에 각각 서로 다른 극성이 가해지도록 통전시키되, 상기 가해지는 전류의 파형은 정방향의 전류 파형과 역방향의 전류 파형이 시간의 경과와 더불어 교대로 나타나도록 함으로써, 상기 금속체의 표면에 산화물 형태로 형성되어 이루어지고,

   상기 2차코팅층은 상기 1차 코팅층이 이루진 이후에 상기 1차코팅층의 표면에 전착도장을 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 1차코팅층과 2차코팅층의 사이에는 세정공정이 부가되는 것을 특징으로 하는, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 2차코팅층을 이루는 전착도장은 양이온성 에폭시계 도료, 양이온성 아크릴계 도료, 음이온성 에폭시계 도료 중 어느 하나의 도료를 사용하여 코팅되는 것을 특징으로 하는, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 1차코팅층에 이용되는 전해액은 수산화칼륨과 규산나트륨을 함유하는 것을 특징으로 하는, 마그네슘을 주성분으로 하는 금속체의 표면처리 방법.

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