KR20080071091A - 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면처리 방법 - Google Patents

알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면처리 방법 Download PDF

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Abstract

시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시킬 수 있고, 또한 이 회복 후에 도유(塗油)를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있는 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법을 제공한다.
(1) 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금용 표면 처리제이며, 인산수소염을 함유하는 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금용 표면 처리제, (2) 상기 표면 처리제에 있어서 수용액 중에서의 인산수소염의 농도가 0.01 내지 20 g/리터인 것, (3) 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면에 상기 표면 처리제를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금의 표면 처리 방법 등을 제공한다.
알루미늄 합금, 표면 처리, 물 습윤성, 탈지성

Description

알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법 {SURFACE TREATMENT AGENT FOR ALUMINUM ALLOY AND SURFACE TREATMENT METHOD OF ALUMINUM ALLOY}
본 발명은 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법에 관한 기술 분야에 속하는 것이고, 특히, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 탈지성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법에 관한 기술 분야에 속하며, 그 중에서도 자동차용, 특히 자동차 패널용 알루미늄 합금재의 화성 처리 전의 탈지 처리시의 탈지성 향상을 달성하기 위해서 사용되는 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법에 속하는 것이다.
일본 특허 공개 (평)02-115385호 공보에는 「자동차용 패널재 등의 알루미늄 합금판에는 5000계, 6000계 등의 알루미늄 합금이 사용되고 있고, 이들 알루미늄 합금은 성형 가공성을 향상시키기 위해서 열 처리ㆍ탈지ㆍ도장 등의 표면 처리가 실시되는 것이 일반적이고, 이 중 탈지 처리는 이후 공정에서의 도장 등의 표면 처리 효과를 향상시키기 위해서 행해지는 것이지만, 이 탈지 처리로도 표면유를 충분 히 탈지할 수 없어 표면 처리의 불균일성, 도막 밀착 불량 등의 문제가 있고, 탈지성 저하는 표면 산화막에 Mg가 많이 포함되어 있는 것이 원인이 되므로, 표면 Mg/Al비를 제어함으로써 문제를 해결하였다」라고 기재되어 있다.
상세하게는, Mg를 함유하는 알루미늄 합금에서는 표면 산화막에 MgO가 풍부하여 탈지성이 저해되고, 표면 Mg/Al비가 0.5를 초과하면 탈지성 저하가 현저하며, 따라서 표면 Mg/Al비를 제어함으로써 탈지성이 우수한 알루미늄 합금재를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이러한 목적의 달성 수단으로서는, 표면 Mg/Al비가 0.5를 초과하면 탈지성이 열악해지기 때문에, 알칼리 세정 또는 산 세정에 의해 표면 Mg를 제거하고, 그 후 즉시 도유(塗油)하는 방법을 채용하고 있으며, 이에 의해 탈지성의 장기 안정화를 달성하고 있다.
일본 특허 공개 제2006-200007호 공보에는 「Al-Mg계 및 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금재 표면 성분을 GDS에 의한 Mg의 최대 발광 강도와 FT-IR에 의한 OH 흡수율에 의해 규격화한 것을 특징으로 하는, 탈지 후 물 습윤 안정성 및 접착성이 우수한 자동차 보디 시트용 알루미늄재」가 기재되어 있다.
상세하게는, 알루미늄 합금 표면의 산화 피막은 제조 후 보관 시간의 경과에 따라 변질되고, 탈지 후 물 습윤성 및 접착성이 저하되는 것이 문제이며, 따라서 탈지 후의 물 습윤 안정성이 향상되고, 접착성도 양호한 자동차 보디 시트용 알루미늄 합금판을 제공함과 동시에 저비용으로 환경 부하가 적은 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 제조 후의 알루미늄 합금판을, {(Mg의 GDS 최대 발광 강도)+0.438(FT-IR의 OH 흡수율)}≤3.5로 규격화하였다. 이 알루미늄 합금판에 있어서 표면 피막량을 250 mg/m2로 한 것도 개발하였다. 한편, 제조 방법에 대해서는 Al-Mg계 및 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 최종 소둔(annealing) 후, 4≤pH≤9이고, 또한 전기 전도도가 200 ms/m 이하이며 40 ℃ 이상인 물과 2 내지 30 초 접촉시켜 세정한 후, 건조시켜 온도 40 ℃ 이하, 상대 습도 70 ％ 이하에서 보관하고, 상기 세정 후 14 일 이내에 방청유를 도포(도유량: 0.2 g/m2 이상)함으로써, 탈지 후 물 습윤성 및 접착성이 우수한 자동차 보디 시트용 알루미늄재를 얻을 수 있다고 알려져 있다.
상기 일본 특허 공개 (평)02-l15385호 공보에 기재된 기술에 있어서는, 알칼리 세정 또는 산 세정함으로써 표면 Mg/Al비를 제어하여 탈지성을 향상시키는 것은 가능하지만, 그 후의 장기 안정성을 유지하기 위해서는 소정의 기름을 소정량 도유하는 것이 필요하고, 또한 도유하는 시기도 세정 직후라는 조건이 있다. 그 때문에, 표면 Mg/Al비를 제어하더라도, 도유하지 않고 보관하는 경우에는 탈지성이 저하된다는 문제점이 있었다.
상기 일본 특허 공개 제2006-200007호 공보에 기재된 기술에 있어서는, 세정 후, 소정 조건(40 ℃ 이하, 상대 습도 70 ％ 이하)의 환경하에서 보관할 필요가 있고, 공장 등에서 보관하는 경우에는 온도ㆍ습도를 제어하기 위해서 설비 투자가 필요하므로, 비용이 높아진다는 문제점이 있었다. 또한, 세정 후 14 일 이내에 방청 유를 도포하는 것이 필요하고, 소정 조건(40 ℃ 이하, 상대 습도 70 ％ 이하)에서 보관하더라도 14 일을 초과하면 도유 효과가 없는 등, 보관 및 처리에 제한이 있어, 완전히 탈지 후 물 습윤성의 저하를 막는 것은 곤란하다고 생각되었다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)02-115385호 공보
[특허 문헌 2 일본 특허 공개 제2006-200007호 공보
최근, 배기 가스 등에 의한 지구 환경 문제에 대하여 자동차 차체의 경량화에 의한 연비 향상이 추구되고 있다. 그 때문에, 종래 사용되었던 철강 재료와 비교하여 비중이 1/3이고, 우수한 에너지 흡수성을 갖는 알루미늄재의 사용이 증가하고 있다. 알루미늄 합금을 자동차 패널로서 이용하는 경우에는, 성형성ㆍ용접성ㆍ접착성ㆍ화성 처리성ㆍ도장 후의 내식성 및 미관 등이 요구된다. 한편, 자동차 부품의 모듈화에 의해, 알루미늄 합금판 자체가 제조되고 나서 자동차 패널을 제조하는 공정에 들어갈 때까지의 기간이 지금까지보다 장기화된다. 이러한 상황에 따라서, 자동차용으로 사용되는 Al-Mg계 및 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금재는 표면 특성이 열화되고, 특히 화성 처리시의 탈지성이 열화되며, 화성 처리 피막이 부착되기 어려워져, 결과적으로 내식성에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그의 목적은, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시킬 수 있고, 또한 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있는 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명에 따르면 상기 목적을 달성할 수 있다.
이와 같이 완성되어 상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명은, 알루미늄 합금용 표면 처리제 및 알루미늄 합금의 표면 처리 방법에 관한 것이고, 청구항 1 내지 4에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제(제1 내지 4 발명에 따른 알루미늄 합금용 표면 처리제), 청구항 5 내지 6에 기재된 알루미늄 합금의 표면 처리 방법(제5 내지 6 발명에 따른 알루미늄 합금의 표면 처리 방법)이고, 그것은 다음과 같은 구성으로 한 것이다.
즉, 청구항 1에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제는 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금용 표면 처리제이며, 인산수소염을 함유하는 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금용 표면 처리제이다[제1 발명].
청구항 2에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제는, 상기 인산수소염이 Al, K, Ca, Mn, Li의 염 중 1종 또는 2종 이상인 청구항 1에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제이다[제2 발명].
청구항 3에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제는, 상기 인산수소염이 인산 이수소염인 청구항 1 또는 2에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제이다[제3 발명].
청구항 4에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제는, 상기 수용액 중에서의 인산수소염의 농도가 0.01 내지 20 g/리터인 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제이다[제4 발명].
청구항 5에 기재된 알루미늄 합금의 표면 처리 방법은, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금의 표면 처리 방법이며, 상기 알루미늄 합금 표면에, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금의 표면 처리 방법이다[제5 발명].
청구항 6에 기재된 알루미늄 합금의 표면 처리 방법은, 상기 알루미늄 합금용 표면 처리제를 알루미늄 합금 표면에 접촉시키는 시간이 1 초 이상인 청구항 5에 기재된 알루미늄 합금의 표면 처리 방법이다[제6 발명].
본 발명에 따르면, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시킬 수 있고, 또한 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금용 표면 처리제는 상술한 바와 같이 인산수소 염을 함유하는 수용액으로 이루어진다. 이 표면 처리제(수용액)을 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면에 접촉시키면, 이 알루미늄 합금은 인산수소염과 산화알루미늄으로 피복되고, 이에 의해 알루미늄 합금 표면의 특성(탈지성 등)을 회복시킬 수 있으며, 또한 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있다.
상기 인산수소염으로는, 예를 들면 Al, K, Ca, Mn, Li의 염 중 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다[제2 발명]. 상기 인산수소염에는 인산이수소염도 포함된다[제3 발명].
이러한 염으로는, 구체적으로 예를 들면 (1) 인산수소아연: ZnHPO4, Zn(H2PO4)2, (2) 인산이수소알루미늄: Al2(HPO4)3, Al(H2PO4)3, (3) 인산수소칼륨: K2HPO4, KH2PO4, (4) 인산수소칼슘: CaHPO4, Ca(H2PO4)2, (5) 인산수소주석: SnHPO4, Sn(H2PO4)2, (6) 인산수소스트론튬: SrHPO4, Sr(H2PO4)2, (7) 인산수소탈륨: TlH2PO4, (8) 인산수소토륨: Th(HPO4), (9) 인산수소나트륨: Na2HPO4, NaH2PO4,(10) 인산수소마그네슘: MgHPO4, Mg(H2PO4)2, (11) 인산수소망간: MnHPO4, Mn(H2PO4)2, (12) 인산수소리튬: Li2HPO4, LiH2PO4 등을 들 수 있다. 이러한 염 중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 수용액(표면 처리제)을 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면에 접촉시키면, 이 알루미늄 합금은 인산수소염과 산화알루미늄으로 피복되기 때문에, 알루미늄 합금 표면의 물 습윤성 등을 회복시킬 수 있고, 탈지성 등을 회복시킬 수 있다.
상기 약제 중에서 비용 및 용액의 안정성에서 볼 때, Al, K, Ca, Mn, Li에서 선택되는 하나 이상의 염이 바람직하다. 즉, 상기 (2), (3), (4), (11), (12)의 염이 바람직하다.
상기 표면 처리제(수용액) 중에서의 인산수소염의 농도가 0.01 내지 20 g/리터인 것이 바람직하다[제4 발명]. 이러한 인산수소염의 농도(이하, 염 농도라고도 함)가 0.01 g/리터(이하, L이라 함) 미만인 경우에는, 이미 물 습윤성이 열화된 알루미늄 합금에 대한 물 습윤성을 충분히 회복시킬 수는 없는 경향이 있고, 한편 상기 염 농도가 20 g/L 초과인 경우에는, 표면 처리제의 접촉 후의 알루미늄 합금의 표면에 미반응된 약제가 잔류하여, 라인을 오염시키는 것이 우려되기 때문이다. 100 ％의 물 습윤성까지 회복시키기 위해서는, 상기 염 농도를 0.1 g/L 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 염 농도는 표면 처리제가 사용될 때의 상기 표면 처리제에서의 염 농도이며, 표면 처리제의 원액이 있고, 이 원액을 희석하여 표면 처리제로서 사용하는 경우, 상기 염 농도는 원액에서의 염 농도가 아니라 상기 표면 처리제(원액을 희석한 것)에서의 염 농도이다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금의 표면 처리 방법은 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금의 표면 처리 방법이며, 상기 알루미늄 합금 표면에 본 발명에 따른 알루미늄 합금용 표면 처리제를 접촉시키는 것이다[제5 발명]. 이 표면 처리 방법에 따르면, 알루미늄 합금은 인산 수소염과 산화알루미늄으로 피복되기 때문에, 알루미늄 합금 표면의 특성(탈지성 등)을 회복시킬 수 있고, 또한 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있다(안정화할 수 있다).
상기 알루미늄 합금용 표면 처리제를 알루미늄 합금 표면에 접촉시키는 처리(이하, 접촉 처리라고도 함)를 행할 때, 접촉시키는 시간을 1 초 이상으로 하는 것이 바람직하다[제6 발명]. 이 접촉시키는 시간(접촉 처리 시간)이 1 초 미만인 경우에는 실제 공정에서는 접촉 처리 시간을 항상 1 초 미만으로 하는 것이 용이하지 않고, 확실하게 실시하는 것이 곤란하기 때문이다. 접촉 처리를 장시간 행하더라도 물 습윤성의 회복을 저해하지는 않는다. 그러나, 실제 공정에서는 장시간 접촉 처리하는 것이 생산 효율을 저하시킬 우려가 있기 때문에, 접촉 처리 시간은 1 초 이상 30 초 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 접촉 처리시의 표면 처리제의 온도(접촉 처리 온도)는, 수용액 처리가 가능한 온도 범위(20 ℃ 이상 100 ℃ 이하)로 하는 것이 바람직하다. 접촉 처리 온도가 20 ℃ 미만인 경우, 여름에는 온도 제어가 곤란하다. 표면 처리제(수용액)의 물이 증발하는 100 ℃까지 접촉 처리 가능하다. 그러나, 표면 처리제의 온도가 80 ℃를 초과하면, 물이 휘발하기 시작하여 농축될 우려가 있기 때문에, 접촉 처리 온도는 20 ℃ 내지 80 ℃로 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 접촉 처리시, 표면 처리제를 알루미늄 합금 표면에 접촉시키는 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 침지 또는 분무에 의한 방법을 사용할 수 있지 만, 분무에 의한 경우에는 표면 처리제를 알루미늄 합금 표면에 불균일하게 접촉시켜, 처리 불균일이 발생할 가능성이 있기 때문에, 침지에 의해 접촉 처리를 행하는 것이 바람직하다.
상기 접촉 처리 후, 수세를 행하지 않더라도 물 습윤성의 향상을 저해하지는 않지만, 수세하지 않는 경우, 약제가 표면에 잔류하여 오염이 우려되며, 알루미늄 합금 표면에 처리 불균일이 발생할 가능성도 있기 때문에, 수세를 행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성이란, 보관 시간 등의 시간 경과에 의해서 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성이다. 이러한 특성으로는, 예를 들면 탈지성, 화성 처리성, 접착 내구성 또는 용접 안정성 등을 들 수 있지만, 특히 후술하는 [실시예]의 란에서 나타낸 바와 같이, 탈지성에 있어서 현저한 효과를 나타낸다. 상기 알루미늄 합금은, 그의 종류가 특별히 한정되지 않고, 5000계 또는 6000계 등의 알루미늄 합금재에 적용할 수 있다.
[실시예]
본 발명의 실시예 및 비교예를 이하에 설명한다. 또한, 본 발명은 이 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
[준비ㆍ시험 A(시험재의 제조와 그의 탈지성 확인 시험)]
Mg량: 0.3 ％ 이상의 알루미늄 합금판이며, 표 1 내지 4의 합금 종류의 란에 나타낸 종류의 것을, 50 ℃, 95 ％ RH의 습윤 환경에 2 주간 노출시켜 물 습윤성이 열화된 알루미늄 합금판(이하, 시험재라 함)을 제조하였다.
상기 시험재에 대하여 하기 방법에 의해 물 습윤성을 조사하였다. 즉, 상기 시험재를, 60 ℃로 유지한 시판용 농도 2 ％의 알칼리계 탈지액: 리드린(상품명, 니혼 페인트 제조)에 30 초간 침지시킨 후, 유수에 의해 세정하였다(이 처리를, 이하 탈지 처리라고도 함). 이 세정된 시험재를 수직으로 유지하였을 때의 물 습윤 면적을 육안으로 구하여, 이 물 습윤 면적으로부터 물 습윤 면적률을 산출하고, 또한 이 물 습윤 면적률로써 물 습윤성을 평가하였다(이 시험을, 이하 탈지성 평가 시험이라고도 함). 그 결과(물 습윤 면적률)을 표 1 내지 5의 물 습윤성(처리 전)의 란에 나타내었다.
이 란으로부터 알 수 있듯이, 상기 시험재(상기 제조 후의 것, 즉 물 습윤성이 열화된 알루미늄 합금판)는, 상기 탈지 처리를 하더라도, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 10 ％ 이하이어서 물 습윤성이 매우 나쁘고, 탈지성이 현저히 나빴다.
[예 1(본 발명의 실시예)]
상기 시험재(상기 제조 후의 것, 즉 물 습윤성이 열화된 알루미늄 합금판)을 본 발명에 따른 알루미늄 합금용 표면 처리제에 접촉시키는 처리(접촉 처리)를 행하였다. 이 때, 표면 처리제로서는, 표 1 내지 4의 처리 약제란에 나타낸 인산수소염을 함유하는 수용액을 이용하였다. 이 농도를 표 1 내지 4의 처리 농도란에 나타내었다. 접촉 처리는 시험재를 표면 처리제(수용액) 중에 침지시킴으로써 행하였다. 접촉(침지) 시간을 표 1 내지 4의 접촉 시간란에 나타내었다. 또한, 상 기 수용액(표면 처리제)는 모두 본 발명예에 상당하다.
상기 접촉 처리 후의 시험재를 수세하고, 건조시켰다. 이 건조 후의 시험재에 대하여, 상기 준비ㆍ시험 A의 경우와 동일한 방법에 의해 탈지 처리 및 탈지성 평가 시험을 하였다. 즉, 이 건조 후의 시험재를 60 ℃로 유지한 시판용 농도 2 ％의 알칼리계 탈지액: 리드린(상품명, 니혼 페인트 제조)에 30 초간 침지시킨 후, 유수에 의해 세정하고, 이 세정된 시험재를 수직으로 유지하였을 때의 물 습윤 면적을 육안으로 구하여, 이 물 습윤 면적으로부터 물 습윤 면적률을 산출하고, 또한 이 물 습윤 면적률로써 물 습윤성을 평가하였다. 그 결과(물 습윤 면적률)을 표 1 내지 4의 물 습윤성(처리 직후)의 란에 나타내었다.
이 란으로부터 알 수 있듯이, 상기 접촉 처리 후의 시험재는, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 95 내지 100 ％로서 물 습윤성이 매우 우수하였고, 탈지성이 현저히 우수하였다. 따라서, 상기 접촉 처리에 의해 탈지성(물 습윤 면적률)을 10 ％ 이하로부터 95 내지 100 ％까지 향상시킬 수 있다고 할 수 있다. 상기 접촉 처리에서 이용한 표면 처리제는 본 발명예에 상당하는 것이다. 따라서, 이들 본 발명예에 관한 표면 처리제에 따르면 탈지성을 대폭 회복시킬 수 있다고 할 수 있다. 더 나아가서는, 이들 본 발명예에 관한 표면 처리제에 따르면 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 탈지성을 회복시킬 수 있다고 할 수 있다.
또한, 상기 접촉 처리 후의 시험재 중, 접촉 처리에 이용한 표면 처리제의 농도가 0.1 내지 20 g/L인 것은 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 100 ％ 이고, 농도가 0.01 g/L인 것은, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 95 ％였다(No.77 내지 78). 상기 물 습윤 면적률이 100 ％인 것은 물 습윤성이 매우 우수하고, 물 습윤 면적률이 95 ％인 것도 물 습윤성이 충분히 양호한 수준에 있고, 합격 범위내의 것이었다.
상기 접촉 처리 후의 시험재를 수세하여 건조시킨 후, 50 ℃, 95 ％ RH의 습윤 환경에 2 주간 노출시켰다. 이 노출 후의 시험재에 대하여, 상기 준비ㆍ시험 A의 경우와 동일한 방법에 의해 탈지 처리 및 탈지성 평가 시험을 하였다. 그 결과(물 습윤 면적률)를 표 1 내지 4의 물 습윤성(노출 후)의 란에 나타내었다.
이 란으로부터 알 수 있듯이, 상기 노출 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률은 90 내지 100 ％로서 물 습윤성이 우수하고, 탈지성이 우수하였다. 상기 접촉 처리 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률을 기준으로 하여, 상기 노출 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률의 저하의 정도를 보면, 대부분의 것에 대해서는 물 습윤 면적률의 저하가 없고, 일부의 것에 대해서는 물 습윤 면적률의 저하가 있었지만, 그 저하의 정도는 5 내지 10 ％로서 작은 것이었다(No.69 내지 70, 77 내지 78). 따라서, 상기 접촉 처리 후의 시험재는, 탈지성이 우수할 뿐만 아니라 탈지성의 시간 경과에 따른 열화가 생기기 어렵고, 생겼다고 해도 그 정도는 작은 것이라고 할 수 있다. 상기 접촉 처리에서 이용한 표면 처리제는 본 발명예에 상당하는 것이다. 따라서, 이들 본 발명예에 관한 표면 처리제에 따르면, 탈지성을 대폭 회복시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하 에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 탈지성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있다고 할 수 있다.
또한, 상기 노출 후의 시험재 중, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 90 ％ 또는 95 ％인 것이 있지만, 이들은 모두 물 습윤성이 충분히 양호한 수준에 있고, 합격 범위내의 것이었다.
No.1 내지 78(본 발명예)에 대해서는, 이미 산 세정, 즉 표면 Mg/Al비를 감소시킨 알루미늄 합금판(시험재)에 대한 효과이지만, 표 4에 기재된 No.79 내지 82(본 발명예)는 산 세정의 미실시, 즉 표면 Mg/Al비가 높은 상태에서도 본 발명예에 관한 표면 처리제의 효과가 있다는 것을 나타내었다. 또한, 표면 Mg/Al비(면의 Mg와 Al과의 비)는 XPS(X선 광전자 분광법)에 의해 구하였다.
[예 2(비교예)]
상기 시험재(상기 제조 후의 것, 즉 물 습윤성이 열화된 알루미늄 합금판)의 일부에 대하여, 이들을 산 세정하고, 이 후 수세하여 건조시켰다. 이 건조 후의 시험재에 대하여, 상기 준비ㆍ시험 A의 경우와 동일한 방법에 의해 탈지 처리 및 탈지성 평가 시험을 하였다. 그 결과(물 습윤 면적률)을 표 5의 물 습윤성(처리 직후)의 란에 나타내었다.
이 란으로부터 알 수 있듯이, 상기 산 세정 후의 시험재는, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률이 95 ％로서 탈지성이 충분히 양호한 수준에 있었다.
상기 산 세정, 수세, 건조 후의 시험재를 50 ℃, 95 ％ RH의 습윤 환경에 1주간 또는 2 주간 노출시켰다. 이 노출 후의 시험재에 대하여, 상기 준비ㆍ시험 A 의 경우와 동일한 방법에 의해, 탈지 처리 및 탈지성 평가 시험을 하였다. 그 결과(물 습윤 면적률)을 표 5의 물 습윤성(노출 후)의 란에 나타내었다.
이 란으로부터 알 수 있듯이, 상기 2주간 노출 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률은 5 ％로서 물 습윤성이 매우 나쁘고, 탈지성이 현저히 나빴다. 노출 기간이 짧은 1 주간 노출 후의 시험재에서도, 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률은 20 ％로서 물 습윤성이 나쁘고, 탈지성이 나빴다. 상기 산 세정 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률을 기준으로 하여, 상기 노출 후의 시험재의 탈지성 평가 시험에서의 물 습윤 면적률의 저하 정도를 보면, 물 습윤 면적률의 저하가 크고, 노출 기간이 2 주간인 경우에 75 ％, 노출 기간이 1 주간인 경우에 85 ％나 물 습윤 면적률이 저하되었다. 따라서, 상기 산 세정 후의 시험재는, 탈지성이 충분히 양호한 수준에 있지만, 탈지성의 시간 경과에 따른 열화가 생기기 쉽고, 탈지성의 시간 경과에 따른 열화를 억제시키기 위해서는 도유를 행하거나, 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하는 방법 등의 대책이 필요하다.
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본 발명에 따른 알루미늄 합금용 표면 처리제는, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시킬 수 있고, 또한 이 회복 후에 도유를 하지 않더라도, 또한 온도 및 습도 제어된 특정 환경하에서 보관하지 않더라도, 알루미늄 합금 표면의 특성이 시간 경과에 따라 열화되는 것을 어렵게 할 수 있기 때문에, 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키고, 이러한 특성을 장기간 유지할 때에 바람직하게 사용할 수 있어 유용하다.

Claims (6)

  1. 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금용 표면 처리제이며, 인산수소염을 함유하는 수용액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금용 표면 처리제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인산수소염이 Al, K, Ca, Mn, Li의 염 중 1종 또는 2종 이상인 알루미늄 합금용 표면 처리제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인산수소염이 인산이수소염인 알루미늄 합금용 표면 처리제.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수용액 중에서의 인산수소염의 농도가 0.01 내지 20 g/리터인 알루미늄 합금용 표면 처리제.
  5. 시간 경과에 따라 열화된 알루미늄 합금 표면의 특성을 회복시키기 위한 알루미늄 합금의 표면 처리 방법이며, 상기 알루미늄 합금 표면에, 제1항 또는 제4항에 기재된 알루미늄 합금용 표면 처리제를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금의 표면 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 알루미늄 합금용 표면 처리제를 알루미늄 합금 표면에 접촉시키는 시간이 1 초 이상인 알루미늄 합금의 표면 처리 방법.
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