KR20130035246A - 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법, 착색용 안료 조성물, 및 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품 - Google Patents
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Abstract
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계; (ii) 온도가 40～100℃인 온수로 상기 기재를 처리하는 단계; 및 (ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법.
Description
본 발명은 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법, 착색용 안료 조성물, 및 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품에 관한 것이다.
예를 들어 휴대폰의 외장 부재와 같은 알루미늄 제품 또는 알루미늄 합금 제품은 표면을 보호하거나, 외관의 미려함을 높이기 위해 착색된다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 기재의 착색 방법으로서, 다음과 같은 방법이 알려져 있다. 첫째로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 기재에 대해, 예를 들면 황산 용액 중에서 양극 산화(anodic oxidation) 처리를 행하여 기재의 표면 상에 다공질 양극 산화막을 형성한다. 이어서, 양극 산화 처리된 기재를 염료 용액 중에 침지하여 다공질 양극 산화막에 염료를 함침시킴으로써 착색을 행한다.
그러나, 그러한 착색 방법에 따르면, 염료가 착색제로서 사용되기 때문에, 일광에 노출되면 견뢰성(fastness property)이 저하되고, 열에 의해 염료가 분해되고 휘산되어 탈색을 초래한다.
그러한 상황 하에서, 일본 특허 공보 52-5010호에는, 이하와 같이 알루미늄 또는 알루미늄의 함금으로 제조된 기재를 착색하는 방법이 기재되어 있다. 황산 용액 대신에 인산 용액을 사용하여 양극 산화 공정을 실행하여 기공 크기가 비교적 큰 다공질 양극 산화막을 형성한다. 이어서, 이 기재를 약 1㎛, 바람직하게는 0.5㎛ 이하의 입경을 가진 안료 입자가 미세하게 분산되어 있는 수성 안료 분산액에 침지하여 안료를 다공질 양극 산화막에 흡착시킴으로써 착색을 실행한다.
그러나, 전술한 착색 방법의 재현성에 대해 본 발명자들이 검토한 결과, 다음과 같은 사실이 밝혀졌다. 얻어진 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품은, 착색 전 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 하여 비교할 때 색차가 적으며, 따라서 충분히 착색되지 않은 것으로 나타났다. 또한, 색조의 불균일이 일어나는 것으로 나타났다. 이러한 사실은 기재 상의 다공질 양극 산화막의 기공에 안료 입자가 충분히 충전되지 않은 것에 기인하는 것으로 생각된다.
한편, 일본 특허 제43410548호에는, 기재를 착색하기 위해 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재 상의 산화막에 존재하는 50～250nm의 직경을 가진 기공에 전기영동(electrophoresis) 방법에 의해 안료를 충전하는 데 사용되는 안료 분산액이 개시되어 있다. 상기 안료 분산액에는, 소정의 입경 분포를 가진 안료 입자가 분산되어 있다.
본 발명의 목적은, 착색 단계에서 전기영동법을 이용하지 않고 착색용 안료 조성물 중에 기재를 침지하는 단순한 공정으로, 착색 전 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 하여 비교할 때 충분히 큰 색차를 가지며, 높은 내열성을 가짐으로써 가열되더라도 색도(chromaticity)가 저하되지 않는 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 제조 방법에서 바람직하게 사용될 수 있는 착색용 안료 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 착색 전 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 하여 비교할 때 소정의 색차를 가지며, 높은 내열성을 가진, 흑색, 적색, 청색, 황색, 녹색 또는 백색으로 착색된 알루미늄 제품 또는 알루미늄 합금 제품을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, (i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계; (ii) 온도가 40～100℃인 온수로 상기 기재를 처리하는 단계; 및 (ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, (i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재에 대해, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정을 행하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계; (ii) 상기 기재를 물로 세척한 다음, 고온의 공기로 건조하는 단계; 및 (ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, (i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재에 대해, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정을 행하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계; (ii) 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 상기 기재를 처리한 다음, 물로 세척하는 단계; 및 (ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 제1 내지 제3 측면에 따른 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 착색용 안료 조성물로서, 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하고, 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가지며, 상기 안료 입자는 상기 분산제를 함유하는 수중에 분산되어 있는 상태에서 D80의 입자 크기가, 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 중 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가지는, 착색용 안료 조성물이 제공된다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 44 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 흑색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 40 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 적색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명의 제7 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 50 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 청색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명의 제8 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 30 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 황색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명의 제9 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 45 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 녹색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명의 제10 측면에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 3.5 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 백색 안료를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
본 발명에 의하면, 착색 단계에서 전기영동법을 이용하지 않고 착색용 안료 조성물 중에 기재를 침지하는 간단한 단계로, 착색 전 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 큰 색차를 가지며, 높은 내열성을 가짐으로써 가열되더라도 색도가 저하되지 않는 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품을 제조하는 방법, 및 그러한 방법에 바람직하게 사용될 수 있는 착색용 안료 조성물이 제공된다.
또한, 착색 전 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때 소정의 색차를 가지며, 높은 내열성을 가진, 흑색, 적색, 청색, 황색, 녹색 또는 백색으로 착색된 알루미늄 제품 또는 알루미늄 합금 제품이 제공된다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 온도가 40～100℃인 온수로 상기 기재를 처리하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계.
단계 (i)에서 사용되는 알루미늄의 예는 99.99% 이상의 순도를 가진 고순도 알루미늄 및 A 1050, A 1100과 같은 약 99%의 순도를 가진 순수 알루미늄을 포함한다.
단계 (i)에서 사용되는 알루미늄의 예는, A 3003, A 3004와 같은 Al-Mn 합금; A 5005, A 5052, A 5083과 같은 Al-Mg 합금; A 4043과 같은 Al-Si 합금; A 2017, A 2024와 같은 Al-Cu 합금; A 7072와 같은 Al-Zn 합금; 및 A 6061, A 6063과 같은 Al-Mg-Si 합금을 포함한다.
단계 (i)에서 사용되는 기재는, 판 형상, 일부가 개방되어 있는 중공(hollow) 형상, 저부를 구비한 원통 형상, 캐스트 제품 또는 다이 캐스트 제품과 같은 블록(block) 형상, 등의 임의의 형상을 가진다.
단계 (i)에서 사용되는 인산을 함유하는 처리 용액은 40～450g/L의 양으로 인산을 함유하는 수용액인 것이 바람직하다. 상기 처리 용액은 상온(20℃)에서 사용될 수도 있고, 또는 20℃보다 높고, 40℃ 이하인 온도로 가열될 수 있다.
단계 (i)의 양극 산화 공정에 있어서, 전압은 직류 전압에 의해 전류가 일정하게 유지될 때, 예를 들면 60～150V로 조절되는 것이 바람직하다. 산화 시간은 전술한 전압 값에 의존하고, 1분 내지 100분이 바람직하다. 그러한 조건 하에서 양극 산화 공정은 20～200nm의 기공 크기와 기재의 표면으로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 깊이는 대략 양극 산화막의 두께에 해당한다. 기공의 크기는 양극 산화막의 표면 상에 노출되어 있는 기공의 직경이다. 전술한 양극 산화막의 두께와 기공의 크기는, 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진 및 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진으로부터 측정될 수 있다.
단계 (i)의 양극 산화 공정에 의해 양극 산화막에 형성되는 기공에 관해서, 기공 밀도, 즉 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 바람직하게는 1,000개 내지 2,200개이다.
여기서, "양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수"는, 전자 현미경을 사용하여 양극 산화막 표면을 촬영하고, 전자 마이크로그램에서 0.25㎛2의 면적을 관찰하여 기공의 수를 카운트하고, 얻어진 값에 100을 곱함으로써 얻어진다.
기공의 수가 상기 범위로 조절되면, 양극 산화막의 강도를 유지하면서 양극 산화막을 유리하게 착색할 수 있고, 기공의 수는 보다 바람직하게는 1,000～1,600개/25㎛2이다.
단계 (ii)에서 온수를 사용한 세척 처리에 의해, 후속 단계 (ⅲ)에서 착색용 안료 조성물 중에 기재를 침적시키는 데 있어서, 기재 상의 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 내에 안료 입자의 원활한 침투가 가능하고, 기공 내 충분한 양의 안료 입자의 충전이 가능하므로 착색이 양호하게 이루어진다.
본 발명자들에 의해 수행된 실험과 연구에 따르면, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서의 양극 산화 후 단순히 상온의 물로 기재를 세척한 경우에는, 물로 세척된 기재를 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 침지해도, 기재의 표면 상에 형성된 양극 산화막은 충분히 착색되지 않는다는 것이 밝혀졌다. 이것은 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 잔존하는 인산염 이온이 상온의 물로 세척 처리하는 것으로는 제거될 수 없고, 이러한 인산염 이온이 착색용 안료 조성물 중의 안료 입자가 기공 내에 침투하는 것을 저해하기 때문에 일어난다고 생각할 수 있다.
상기와 같은 이유에서, 본 발명자들은 착색용 안료 조성물을 이용한 착색 단계 전에 상온의 물 대신에 40～100℃의 온도를 가진 온수를 사용하여 기재의 세척 처리를 실행했다. 그 결과, 물로 세척된 기재를 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 침지한 경우, 양극 산화막의 색차는 착색 전 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 커지고, 양호한 착색이 달성될 수 있다는 놀라운 사실이 밝혀졌다. 이러한 결과는 다음과 같은 작용으로부터 얻어지는 것으로 추정할 수 있다. 양극 산화에 의해 복수 개의 기공에 잔류하는 인산 이온은 온수를 사용한 세척 처리에 의해 제거된다. 그후, 얻어지는 기재가 착색용 안료 조성물 중에 침지되면, 조성물 중의 안료 입자가 복수 개의 기공에 원활하게 침투함으로써, 충분한 양의 안료 입자가 기공에 충전된다.
온수가 40℃보다 낮은 온도를 가지면, 물로 세척된 기재가 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 침지되더라도, 양극 산화막을 충분히 착색시키기 어렵다. 온수의 온도는 보다 바람직하게는 50℃ 내지 100℃, 가장 바람직하게는 65℃ 내지 100℃이다.
단계 (ⅲ)에서 착색용 안료 조성물 중의 안료 입자의 예는 흑색 안료 입자, 적색 안료 입자, 녹색 안료 입자, 황색 안료 입자, 청색 안료 입자, 및 백색 안료 입자를 포함한다. 안료 입자는 바람직하게는, D80 이상의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공뷴 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가지고, 보다 바람직하게는 D90 이상의 안료 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 뷴 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다.
여기서, "입자 크기"란 안료 입자가 구의 형상으로 되어 있을 때에는 직경을 의미하고, 안료 입자가 평면 형상으로 되어 있을 때에는 최대 길이를 의미한다.
"D80" 및 "D90"이라는 용어는 다음과 같은 방법 및 계산에 의해 얻어지는 값을 의미한다. 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 샘플에 레이저광이 조사되고, 안료 입자에 의해 산란된 광은 광-산란 입경 분포 측정 장치(Horiba, Ltd. 제조의 다이나믹 광-산란 LB-550)에 입사되고, 상기 측정 장치에서 산술적 처리가 실행되어 샘플 중 안료 입자의 입경 분포가 얻어진다. 얻어진 안료 입자의 입경 분포, 예를 들면 200개 안료 입자의 입경 분포로부터 안료 입자는 입자 크기의 증가 순(작은 것으로부터 큰 것의 순)으로 배열되고, 가장 작은 입자로부터 160번 째(100개 입자의 경우에는 80번 째)에서의 안료 입자의 입자 크기가 "D80"으로 특정되고, 가장 작은 입자로부터 180번 째(100개 입자의 경우에는 90번 째)에서의 안료 입자의 입자 크기가 "D90"으로 특정된다.
D80 이상의 입자 크기가 복수 개의 기공 중 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진 안료 입자는(안료 입자가 분산제를 함유하는 수중에 분산되어 있는 상태에서), 양극 산화막(기재와의 계면측)에 있는 복수 개의 기공 내부로 원활하게 침투될 수 있고, 거기에 충전될 수 있으며, 그 결과 양극 산화막은 양호하게 착색될 수 있다.
복수 개의 기공 중 최소 기공 크기보다 작은 D80 이상의 입자 크기는, 최소 기공 크기의 80% 이하, 바람직하게는 70% 이하, 보다 바람직하게는 60% 이하, 가장 바람직하게는 50% 이하에 해당한다. D80 이상의 입자 크기의 하한은 바람직하게는 최소 기공 크기의 30%에 해당한다.
다양한 분산제가 단계 (ⅲ)에서 사용되는 착색용 안료 조성물에 사용될 수 있다. 분산제의 예로는 스티렌-아크릴계 수지 또는 아크릴산 수지와 같은 아크릴계 수지, 스티렌-말레산 수지(모두 음이온성 분산제), 폴리비닐 알코올 또는 카르복시메틸 셀룰로스가 포함된다. 스티렌-아크릴계 수지는 바람직하게는 5,000～50,000의 수평균 분자량을 가진다. 아크릴산 수지는 바람직하게는 10,000～50,000의 수평균 분자량을 가진다. 스티렌-말레산 수지는 바람직하게는 1,000～30,000의 수평균 분자량을 가진다. 아크릴계 수지가 특히 바람직한데, 그 이유는 그러한 수지가, 기재의 양극 산화물에 존재하는 복수 개의 기공 내부로의 안료 입자의 높은 침투-촉진 효과를 가지기 때문이다. 아크릴계 수지 중에서, 스티렌-아크릴계 수지가 보다 바람직하다.
단계 (ⅲ)에서 사용되는 착색용 안료 조성물은 바람직하게는 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다. 상기 안료 조성물이 200mV보다 큰 산화-환원 전위를 가질 경우에는, 기재의 양극 산화물에 존재하는 복수 개의 기공 내부로 안료 입자의 침투-촉진 효과를 충분히 증가시키기 어렵다. 상기 산화-환원 전위는 보다 바람직하게는 150mV 이하, 더욱 바람직하게는 100mV 이하이다.
단계 (ⅲ)에서 사용되는 착색용 안료 조성물은 바람직하게는 6.5 내지 11의 pH를 가진다. 상기 안료 입자는 상온에서 사용될 수 있고, 또는 30～75℃로 가열될 수 있다.
단계 (ⅲ)에서 사용되는 착색용 안료 조성물은 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하고, 상기 안료 입자는 바람직하게는 상기 조성물의 총량 기준으로 3～30중량%의 양으로 함유되고, 분산제는 바람직하게는 상기 조성물의 총량 기준으로 1～10중량%의 양으로 활성 성분으로서 함유된다. 상기와 같은 양으로 안료 입자와 분산제를 포함하는 안료 조성물은, 안료 입자가 적절한 양으로 응집 현상이 없이 안정적인 분산을 가져온다. 따라서, 안료 입자가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 원활하게 침투할 수 있고, 충분한 양의 입자가 기공에 충전될 수 있다. 그 결과, 착색 전 기재를 기준으로 할 때, 비교 색차가 충분히 커지는 착색을 실행할 수 있다.
제1 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함한다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 중 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 아크릴계 수지이다.
제1 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 보다 바람직한 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함한다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상(보다 바람직하게는 D90 이상)의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공의 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 100mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 스티렌-아크릴계 수지이다;
(e) 안료 입자와 분산제가 각각, 안료 입자, 아크릴계 분산제 및 물의 총량 기준으로 9～21중량% 및 3～7중량%의 양으로 함유되어 있다.
제1 실시형태에 있어서, 착색용 안료 조성물을 사용하여 양극 산화막이 착색된 후, 양극 산화막은 이소프로필 알코올 또는 물에 침지됨으로써, 안료 입자가 기공 내에 응집될 수 있도록 한다. 그러한 처리에 의해 밝은 색채가 선명해지고, 컬러 깊이가 증가된다.
전술한 바와 같은 제1 실시형태에 따르면, 착색 전의 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 큰 색차를 가지며, 가열되더라도 색도가 저하되지 않는 높은 내열성을 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의, 착색 단계에서 전기영동을 이용하지 않고 온도가 40～100℃인 온수로 세척한 후, 착색용 안료 조성물 중에 침지시키는 단순한 공정으로 간단한 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 제1 실시형태에 따르면, 전술한 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 바람직하게 적용할 수 있는 착색용 안료 조성물이 제공될 수 있다.
(제2 실시형태)
제2 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 상기 기재를 물로 세척한 다음 고온의 공기로 건조하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계.
단계 (i)에서 사용되는 알루미늄 또는 알루미늄의 합금은 제1 실시형태에서 설명된 것과 동일한 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
단계 (i)의 구체적 과정은 제1 실시형태와 동일하다.
단계 (ii)에서 물을 사용한 세척 처리 후 고온의 공기로 건조함으로써 양호한 착색이 가능하다. 즉, 이어지는 단계 (ⅲ)에서의 착색용 안료 조성물에 기재를 침지하는 공정에서 기재 상의 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공으로의 안료 입자의 원활한 침투 및 기공 내에 충분한 양의 안료 입자의 충전이 가능하다.
본 발명자들에 의해 수행된 실험과 연구에 따르면, 인산을 포함하는 처리 용액 중에서 양극 산화 후 상온의 물로 기재를 세척한 경우에는, 그 후에 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 기재를 침지해도, 기재의 표면 상에 형성된 양극 산화막이 충분히 착색되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이것은 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 잔류하는 인산염 이온이 상온의 물을 사용한 세척 처리에 의해 제거될 수 없고, 이러한 인산염 이온이 착색용 안료 조성물 중의 안료 입자가 기공 내에 침투하는 것을 저해하기 때문에 일어나는 것으로 생각된다.
그러한 이유에서, 본 발명자들은 착색용 안료 조성물을 사용하는 착색 단계 이전에 상온에서 기재를 물로 세척 처리한 다음, 고온의 공기로 건조하는 공정을 실행했다. 그 결과, 건조된 기재가 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 침지되면, 양극 산화막의 색차는 착색 전 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 거지고, 양호한 착색이 달성될 수 있다는 놀라운 사실이 밝혀졌다. 이러한 결과는 다음과 같은 작용으로부터 얻어지는 것으로 추정될 수 있다. 양극 산화 공정에 의해, 복수 개의 기공에 잔류하는 인산 이온은 물을 사용한 세척 후에 고온의 공기를 사용한 건조에 의해 제거된다. 그후, 건조된 기재가 착색용 안료 조성물 중에 침지되면, 조성물 중의 안료 입자는 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 내에 원활하게 침투함으로써, 충분한 양의 안료 입자가 기공에 충전된다.
예를 들면, 침지 방법 또는 분무 방법을 단계 (ii)의 수세 공정에 적용될 수 있다.
단계 (ii)에서 고온의 공기의 온도는 바람직하게는 50～150℃, 보다 바람직하게는 70～100℃이다.
단계 (ⅲ)의 구체적 과정은 제1 실시형태와 동일하다.
제2 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함한다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공의 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 아크릴계 수지이다.
제2 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 보다 바람직한 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함한다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상(보다 바람직하게는 D90 이상)의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공의 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 100mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 스티렌-아크릴계 수지이다;
(e) 안료 입자와 분산제가 각각, 안료 입자, 아크릴계 분산제 및 물의 총량 기준으로 9～21중량% 및 3～7중량%의 양으로 함유되어 있다.
상기와 같이 설명된 제2 실시형태에 따르면, 착색 단계에서 전기영동을 이용하지 않고 물로 세척한 다음 고온의 공기로 건조한 후, 물로 세척한 다음 고온의 공기로 건조한 후, 착색용 안료 조성물 중에 침지시키는 단순한 공정으로 착색 전의 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때, 충분히 큰 색차를 가지며, 가열되더라도 색도가 저하되지 않는 높은 내열성을 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 제2 실시형태에 따르면, 전술한 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 바람직하게 적용할 수 있는 착색용 안료 조성물이 제공될 수 있다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법은 다음 단계를 포함한다:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 상기 기재를 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 처리한 다음 물로 세척하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계.
단계 (i)에서 사용되는 알루미늄 또는 알루미늄의 합금은 제1 실시형태에서 설명된 것과 동일한 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
단계 (i)의 구체적 과정은 제1 실시형태와 동일하다.
단계 (ii)에서 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 기재를 처리한 다음 물로 세척함으로써 유리한 착색이 가능하다. 즉, 이어지는 단계 (ⅲ)에서의 착색용 안료 조성물에 기재를 침지하는 공정에서, 기재 상의 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공으로의 안료 입자의 원활한 침투 및 기공 내에 충분한 양의 안료 입자의 충전이 가능하다.
본 발명자들에 의해 수행된 실험과 연구에 따르면, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 후 물로 기재를 세척한 경우에는, 그후 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 기재를 침지해도, 기재의 표면 상에 형성된 양극 산화막이 충분히 착색되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이것은 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 잔류하는 인산염 이온이 물을 사용한 세척 처리에 의해 제거될 수 없고, 이러한 인산염 이온이 착색용 안료 조성물 중의 안료 입자가 기공 내에 침투하는 것을 저해하기 때문에 일어나는 것으로 생각된다.
그러한 이유에서, 본 발명자들은 착색용 안료 조성물을 사용한 착색 단계 전에 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 기재를 처리한 다음, 물로 세척하는 공정을 실행했다. 그 결과, 기재가 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 침지되면, 양극 산화막의 색차는 착색 전 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 커지고, 향호한 착색이 달성될 수 있다는 놀라운 사실이 밝혀졌다. 이러한 결과는 다음과 같은 작용으로부터 얻어지는 것으로 추정될 수 있다. 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액을 사용하여 처리함으로써, 양극 산화에 의해 복수 개의 기공에 잔류하는 인산 이온이 알칼리성 용액에 의해 중화되어 제거될 수 있게 된다. 그 후, 기재가 착색용 안료 조성물 중에 침지되면, 조성물 중의 안료 입자는 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 내에 원활하게 침투함으로써, 충분한 양의 안료 입자가 기공에 충전된다.
무기 알칼리 성분 또는 유기 알칼리 성분이 물에 용해되어 있는 용액이 9.0～10.0의 pH를 가지는 것인 한, 임의의 알칼리성 수용액이 단계 (ii)에서 사용될 수 있다. 무기 알칼리 성분의 예는 수산화암모늄, 수산화나트륨 및 탄산나트륨을 포함한다. 알칼리성 수용액으로서는, 수산화암모늄 수용액, 탄산나트륨 및 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH) 수용액이 특히 바람직하다. 상온보다 낮은 온도, 상온, 또는 용액의 가열에 의해 얻어지는 상온보다 높은 온도를 갖는 알칼리성 수용액이 사용될 수 있다.
단계 (ii)에서 사용되는 알칼리성 수용액이 9.0 미만의 pH를 가지면, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 충분히 크게 되도록 안료 입자에 의해 양극 산화막을 착색하는 것이 어려워진다. 반면에, 알칼리성 수용액이 10.0보다 높은 pH를 가지면, 기재 표면에 형성되는 양극 산화막이 용해될 수 있다. 알칼리성 수용액은 9.5～10.0의 pH를 가지는 것이 보다 바람직하다.
단계 (ii)의 알칼리성 수용액을 사용한 처리에, 예를 들면, 침지 방법 또는 분무 방법을 적용할 수 있다. 알칼리성 수용액을 사용한 처리에 필요한 시간은 바람직하게는 1초 내지 30분, 보다 바람직하게는 30초 내지 5분이다.
단계 (ii)의 물로 세척하는 공정에는, 예를 들면, 침지 방법 또는 분무 방법을 적용할 수 있다. 세척용으로 사용되는 물은 상온에서 사용될 수도 있고, 또는 가열될 수도 있다.
단계 (ii)에 있어서, 물로 세척한 후 기재를 건조하는 것이 바람직하다. 건조는 바람직하게는, 양극 산화막에 존재하는 물이 사라질 때까지 상온의 공기를 기재에 불어줌으로써 실행된다.
단계 (ⅲ)의 구체적 과정은 제1 실시형태와 동일하다.
제3 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함된다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공의 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 아크릴계 수지이다.
제3 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 보다 바람직한 착색용 안료 조성물은 다음과 같은 성질을 가진다:
(a) 상기 조성물이 안료 입자, 분산제 및 물을 포함한다;
(b) 상기 안료 입자가, 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 상태에서, D80 이상(보다 바람직하게는 D90 이상)의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공의 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가진다;
(c) 상기 조성물이 100mV 이하의 산화-환원 전위를 가진다;
(d) 상기 분산제가 스티렌-아크릴계 수지이다;
(e) 안료 입자와 분산제가 각각, 안료 입자, 아크릴계 분산제 및 물의 총량 기준으로 9～21중량% 및 3～7중량%의 양으로 함유되어 있다.
상기와 같이 설명된 제3 실시형태에 따르면, 착색 단계에서 전기영동을 이용하지 않고, 9.0～10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 기재를 처리한 다음 물로 세척한 후, 착색용 안료 조성물 중에 침지시키는 단순한 공정으로 착색 전의 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때 충분히 큰 색차를 가지며, 가열되더라도 색도가 저하되지 않는 높은 내열성을 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 제3 실시형태에 따르면, 전술한 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 바람직하게 적용할 수 있는 착색용 안료 조성물이 제공될 수 있다.
(제4 실시형태)
제4 실시형태의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품은 다음을 포함한다: 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재; 상기 기재의 표면 상에 형성되고 20～200nm의 기공 크기와 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전되는, 상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지는 안료 입자. 상기 안료 입자의 기공 내 충전도(degree of filling)는, 착색 전의 기재를 기준으로 하는 색차를 지표로서 사용하여 특정된다. 특정된 색차는 이하에 나타내는 바와 같이, 안료 입자의 컬러에 따라 변동된다.
흑색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 44 이상의 색차(△E).
적색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 40 이상의 색차(△E).
청색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 50 이상의 색차(△E).
황색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 30 이상의 색차(△E).
녹색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 45 이상의 색차(△E).
백색 안료 입자: 착색 전의 기재를 기준으로 하여, 3.5 이상의 색차(△E).
기재로서 사용되는 알루미늄의 예는, 99.99% 이상의 순도를 가진 고순도 알루미늄 또는 A 1050 및 A 1100과 같은 약 99%의 순도를 가진 순수 알루미늄을 포함한다. 기재로서 사용되는 알루미늄 합금의 예는, A 3003 및 A 3004와 같은 Al-Mn 합금; A 5005, A 5052 및 A 5083과 같은 Al-Mg 합금; A 4043과 같은 Al-Si 합금; A 2017, A 2024와 같은 Al-Cu 합금; A 7072와 같은 Al-Zn 합금; 및 A 6061 및 A 6063과 같은 Al-Mg-Si 합금을 포함한다.
상기 기재는, 판 형상, 일부가 개방되어 있는 중공 형상, 저부를 구비한 원통 형상, 캐스트 제품 또는 다이 캐스트 제품과 같은 블록(block) 형상, 등의 임의의 형상을 가진다.
양극 산화막에 형성된 복수 개의 기공이 20nm 미만의 기공 크기를 가지면, 기공에 충전될 수 있는 안료 입자의 크기가 미세해지고, 기공 내로의 안료 입자의 충전이 감소되어, 착색의 지표인 색차(△E)가 목표로 하는 값 이상의 값에 도달하기가 어렵다. 반면에, 기공 크기가 200nm를 초과하면, 양극 산화막에 존재하는 기공들 사이의 격벽(partition wall)이 얇아져서, 양극 산화막의 강도가 저하될 수 있다. 기공의 크기는 보다 바람직하게는 70～170nm이다.
기공의 깊이가 기재로부터 두께 방향으로 1㎛ 미만이면, 기공에 충전되는 안료 입자의 절대량이 감소되고, 착색의 지표인 색차(△E)가 목표로 하는 값에 도달하기가 어렵다. 반면에, 기공의 깊이가 기재로부터 두께 방향으로 50㎛를 초과하면, 양극 산화막의 강도가 감소될 수 있다. 기공의 깊이는 보다 바람직하게는 기재로부터 두께 방향으로 2～20㎛이다.
양극 산화막의 기공 밀도, 즉 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 바람직하게는 1,000개 내지 2,200개이다.
여기서, "양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수"는, 전자 현미경을 사용하여 양극 산화막 표면을 촬영하고, 전자 마이크로그램에서 0.25㎛2의 면적을 육안으로 관찰하여 기공의 수를 카운트하고, 얻어진 값에 100을 곱함으로써 얻어진다.
기공의 수가 상기 범위로 조절되면, 양극 산화막의 강도가 유지되면서 양극 산화막이 유리하게 착색되어 있는 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품을 얻을 수 있다. 기공의 수는 보다 바람직하게는 1,000～1,600개/25㎛2이다.
안료 입자는 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하, 바람직하게는 70% 이하, 보다 바람직하게는 60% 이하, 가장 바람직하게는 50% 이하의 입자 크기를 가진다. 여기서, "입자 크기"란 안료 입자가 구의 형상으로 되어 있을 때에는 직경을 의미하고, 안료 입자가 평면 형상으로 되어 있을 때에는 최대 길이를 의미한다. 그러한 입자 크기를 가지는 안료 입자는 양극 산화막에 존재하는 기공 내로 깊숙이 침투하며, 기공에 조밀하게 충전된다. 따라서, 착색의 지표인 색차(△E)의 목표로 하는 값 이상의 값을 가지는 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품을 얻을 수 있다. 안료 입자의 입자 크기의 하한은 바람직하게는 기공 크기의 30%에 해당한다.
분산제(바람직하게는 스티렌-아크릴산(SA) 코폴리머와 같은 아크릴계 수지)는 안료 입자와 함께 양극 산화막에 존재하는 기공에 충전된다.
앞에서 설명한 바와 같이, 제4 실시형태에 따르면, 착색 전의 알루미늄 또는 알루미늄의 합금으로 만들어진 기재를 기준으로 비교할 때 소정의 색차값을 가지며, 높은 내열성을 가지는 흑색, 적핵, 청색, 황색, 녹색 또는 백색의 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예를 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
이하에 기재되는 실시예와 비교예에 있어서, 안료 입자의 "D50" 및 "D80"은 다음과 같은 방법과 계산에 의해 특정되었다. 분산제를 함유하는 수중에 안료 입자가 분산되어 있는 샘플에 레이저광이 조사되고, 안료 입자에 의해 산란된 광은 광-산란 입경 분포 측정 장치(Horiba, Ltd. 제조의 다이나믹 광-산란 LB-550)에 입사된다. 그후, 상기 측정 장치에서 산술적 처리가 실행되어 샘플 중 안료 입자의 입경 분포가 얻어진다. 얻어진 안료 입자의 입경 분포, 예를 들면 200개 안료 입자의 입경 분포로부터 안료 입자는 입자 크기의 증가 순(작은 것으로부터 큰 것의 순)으로 배열된다. 가장 작은 입자로부터 100번 째(100개 입자의 경우에는 50번 째)에서의 안료 입자의 입자 크기가 "D50"으로 특정되고, 가장 작은 입자로부터 160번 째(100개 입자의 경우에는 80번 째)에서의 안료 입자의 입자 크기가 "D80"으로 특정된다.
(실시예 1)
25mm의 폭, 50mm의 길이 및 1mm의 두께를 가진 Al 기재(순수 알루미늄: A 1050)를 준비했다. 상기 Al 기재의 표면을 탈지한 후, 다음과 같은 조건 하에 양극 산화를 실시했다.
<양극 산화 조건>
ㆍ 처리 용액: 인산 150g/L(상온에서)를 함유하는 수용액
ㆍ 전기분해시 전압과 전류: 90V 및 1A
ㆍ 전기분해 시간: 50분
Al 기재의 표면에 형성된 양극 산화막은 9.3㎛의 두께를 가지며, 그 표면으로부터 기재와 양극 산화막 사이의 계면까지 복수 개의 기공이 형성되어 있다. 표면 상에 노출된 기공의 최소 기공은 170㎛(최소 기공 크기)였다. 이러한 기공의 깊이는 상기 막의 두께에 해당한다. 양극 산화막의 두께와 기공의 기공 크기는 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진과, 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진에 의해 확인되었다.
또한, 양극 산화막의 표면에 존재하는 25㎠의 면적당 기공의 수는 전술한 제1 실시형태에서와 동일한 방식으로 카운트되었다. 그 결과, 기공의 수는 1,170개/25㎠였다.
계속해서, 양극 산화막이 표면에 형성되어 있는 Al 기재를 70℃의 온도를 가진 온수 중에 30분간 침지하고, 물로 세척했다. 그후, 상기 기재를 건조하지 않고 다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물(액체 온도: 20℃) 중에 30분간 침지함으로써, Al 기재 상에 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 흑색 안료 입자: 카본 블랙(D50의 입자 크기 및 D80의 입자 크기가 각각 45.3nm 및 60.2nm인 입경 분포를 가짐) 30중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2008 L(등록 상표)) 33중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): -9mV
ㆍ pH: 8.56
(실시예 2)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 흑색 안료 입자: 카본 블랙(D50의 입자 크기 및 D80의 입자 크기가 각각 90.8nm 및 110nm인 입경 분포를 가짐) 30중량부
ㆍ 분산제: 아크릴산 수지(Toagosei Co., Ltd.사에 의해 제조된 약 25,000의 수평균 분자량을 가진 Julimar AT-510(등록 상표)) 33중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 167mV
ㆍ pH: 7.41
(실시예 3)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 흑색 안료 입자: 카본 블랙(D50의 입자 크기 및 D80의 입자 크기가 각각 77.2nm 및 98.9nm인 입경 분포를 가짐) 30중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-말레산 수지(SARTOMER Company에 의해 제조된 7,000의 수평균 분자량을 가진 SMA-1440 H(등록 상표)) 33중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 37mV
ㆍ pH: 7.97
(실시예 4)
실시예 1과 동일한 방법에 의해 양극 산화막이 형성되어 있는 Al 기재를 상온(20℃)의 물로 30분간 세척했다. 이어서, 100℃의 공기를 10분간 취입하여 Al 기재를 건조했다. 그후, Al 기재 상의 양극 산화막을 실시예 1에서와 동일한 착색용 안료 조성물(액온: 20℃) 중에 60분간 침지시킴으로써 흑색으로 착색했다.
(실시예 5)
실시예 1과 동일한 방법에 의해 양극 산화막이 형성되어 있는 Al 기재를 9.5의 pH를 가진 수산화암모늄 수용액 중에 1분간 침지하고, 상온(20℃)의 물로 5초 동안 세척했다. 이어서, 양극 산화막에서 수분이 사라질 때까지 상온의 공기를 취입하여 양극 산화막을 건조했다. 수산화암모늄 수용액은 38%의 농도를 가진 암모니아수를 물 50ml에 1 방울(약 0.05ml) 적하함으로써 제조되었다. 그후, Al 기재 상의 양극 산화막을 실시예 1에서와 동일한 착색용 안료 조성물(액온: 20℃) 중에 60분간 침지시킴으로써 흑색으로 착색했다.
(비교예 1)
실시예 1에서와 동일한 방법으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 형성했다.
계속해서, 상기 Al 기재를 물로 세척하기 위해 상온(20℃)의 물에 30분간 침지하였다. 그후, 상기 기재를 건조하지 않고 하기 조성을 가진 착색용 안료 조성물(액온: 20℃) 중에 침지함으로써 Al 기재 상의 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 흑색 안료 입자: 카본 블랙(D80의 입자 크기가 115nm인 입경 분포를 가짐) 30중량부
ㆍ 분산제: 라우릴 알코올 설페이트 암모늄염(Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.사에 의해 제조된 Monogen Y-100(등록 상표)) 7.5중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 300mV
ㆍ pH: 4.34
(비교예 2)
Al 기재(순수 알루미늄: A 1050)의 표면을 실시예 1과 동일하게 탈지한 후, 다음 조건 하에서 양극 산화 처리를 실시했다.
<양극 산화 조건>
ㆍ 처리 용액: 황산 180g/L(상온에서)를 함유하는 수용액
ㆍ 전기분해시 전압과 전류: 16V 및 1A/㎠
ㆍ 전기분해 시간: 60분
Al 기재의 표면에 형성된 양극 산화막은 5㎛의 두께를 가지며, 그 표면으로부터 기재와 양극 산화막 사이의 계면까지 복수 개의 기공이 형성되어 있었다. 표면 상에 노출된 기공의 최소 기공은 50nm의 기공 크기(최소 기공 크기)를 가졌다. 양극 산화막의 두께와 기공의 기공 크기는 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진과, 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진에 의해 확인되었다.
이어서, 양극 산화막이 형성되어 있는 Al 기재를 상온(20℃)의 물에 30분간 침지하여 기재를 물로 세척했다. 그후, 상기 기재를 건조하지 않고 하기 조성을 가진 염료 조성물(액온: 20℃) 중에 침지함으로써 Al 기재 상의 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
<염료 조성물>
ㆍ 흑색 염료: 크롬 프리메탈화(premetalized) 염료(Okuno Chemical Industries Co., Ltd.사에 의해 제조된 Black 421(등록 상표)) 0.7중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ pH: 5.5
실시예 1 내지 5, 및 비교예 1과 2로부터 얻어진 양극 산화막의 착색도는 양극 산화 전의 Al 기재를 기준으로 하는 색차(△E)로부터 얻어졌다. 색차는 Minolta Co., Ltd.사에 의해 제조된 CM-2600 d를 사용하여 측정되었다.
또한, 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1과 2에서의 Al 기재에 대해 내열성을 테스트했는데, 기재를 온도 250℃의 분위기 하에 6시간 동안 노출시킨 다음, 양극 산화 전의 Al 기재를 기준으로 하는 색차(△E)를 측정했다.
이러한 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
상기 표 1로부터 명백한 바와 같이, 양극 산화 후 온수를 사용한 세척이 실행된 실시예 1 내지 3, 양극 산화 후 고온의 공기를 사용한 건조에 이어서 수세가 실행된 실시예 4, 9.5의 pH를 가진 수산화암모늄 수용액 중에 침지한 다음, 양극 산화 후 수세가 실행된 실시예 5에서는 양극 산화막이 50 이상의 색차(△E)를 가진 흑색으로 착색된 것을 알 수 있다. 이에 반해, 양극 산화 후 상온의 물로 세척이 실행된 비교예 1에서는 색차(△E)가 27이었고, 따라서 산화막은 흑색으로 거의 착색되지 않았다. 실시예 1 내지 3 중에서, 착색용 안료 조성물 중 분산제로서 스티렌-아크릴계 수지를 사용한 실시예 1에서 얻어진 △E는 실시예 2와 3에서 얻어진 것보다 높았으며, 따라서 더 짙은 흑색으로 착색되었음을 알 수 있다.
한편, 착색용 안료 입자를 사용한 실시예 1 내지 5에서 양극 산화막의 내열성 테스트 후의 색차(△E)는 테스트 전에 얻어진 색차와 거의 차이가 없었다. 이와는 대조적으로, 착색용 염료를 사용한 비교예 2의 색차(△E)는 내열성 테스트에서 탈색에 의해 현저히 감소되었다.
(실시예 6)
실시예 1에서와 동일하게 Al 기재의 표면을 탈지한 후, 다음과 같은 조건 하에서 양극 산화 처리를 실행했다.
<양극 산화 조건>
ㆍ 처리 용액: 인산 150g/L(상온에서)를 함유하는 수용액
ㆍ 전기분해시 전압과 전류: 45V 및 0.5A
ㆍ 전기분해 시간: 35분
Al 기재의 표면에 형성된 양극 산화막은 3.3㎛의 두께를 가졌으며, 그 표면으로부터 기재와 양극 산화막 사이의 계면까지 복수 개의 기공이 형성되어 있었다. 표면 상에 노출된 기공의 최소 기공은 66nm의 기공 크기(최소 기공 크기)를 가졌다. 상기 기공의 깊이는 상기 막의 두께에 해당한다. 양극 산화막의 두께와 기공의 기공 크기는, 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진과, 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진에 의해 확인되었다.
또한, 양극 산화막의 표면에 존재하는 25㎠의 면적당 기공의 수는 전술한 제1 실시형태에서와 동일한 방식으로 카운트되었다. 그 결과, 기공의 수는 2,170개/25㎛2였다.
계속해서, 양극 산화막이 표면에 형성되어 있는 Al 기재를 70℃의 온도를 가진 온수 중에 30분간 침지한 다음, 물로 세척했다. 그후, 상기 기재를 건조하지 않고 실시예 1에서와 동일한 착색용 안료 조성물 중에 30분간 침지함으로써, Al 기재 상에 양극 산화막을 흑색으로 착색했다.
(실시예 7)
실시예 1에서와 동일하게 Al 기재의 표면을 탈지한 후, 다음과 같은 조건 하에서 양극 산화 처리를 실행했다.
<양극 산화 조건>
ㆍ 처리 용액: 인산 150g/L(상온에서)를 함유하는 수용액
ㆍ 전기분해시 전압과 전류: 65V 및 0.5A
ㆍ 전기분해 시간: 35분
Al 기재의 표면에 형성된 양극 산화막은 4㎛의 두께를 가졌으며, 그 표면으로부터 기재와 양극 산화막 사이의 계면까지 복수 개의 기공이 형성되어 있었다. 표면 상에 노출된 기공의 최소 기공은 125nm의 기공 크기(최소 기공 크기)를 가졌다. 상기 기공의 깊이는 상기 막의 두께에 해당한다. 양극 산화막의 두께와 기공의 기공 크기는, 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진과, 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진에 의해 확인되었다.
또한, 양극 산화막의 표면에 존재하는 25㎛2의 면적당 기공의 수는 전술한 제1 실시형태에서와 동일한 방식으로 카운트되었다. 그 결과, 기공의 수는 1,530개/25㎛2였다.
그후, 양극 산화막을 실시예 6과 동일한 방법으로 흑색으로 착색했다.
(실시예 8)
실시예 1에서와 동일하게 Al 기재의 표면을 탈지한 후, 다음과 같은 조건 하에서 양극 산화 처리를 실행했다.
<양극 산화 조건>
ㆍ 처리 용액: 인산 150g/L(상온에서)를 함유하는 수용액
ㆍ 전기분해시 전압과 전류: 90V 및 1A
ㆍ 전기분해 시간: 35분
Al 기재의 표면에 형성된 양극 산화막은 5.8㎛의 두께를 가졌으며, 그 표면으로부터 기재와 양극 산화막 사이의 계면까지 복수 개의 기공이 형성되어 있었다. 표면 상에 노출된 기공의 최소 기공은 130nm(최소 기공 크기)였다. 상기 기공의 깊이는 상기 막의 두께에 해당한다. 양극 산화막의 두께와 기공의 기공 크기는, 양극 산화막을 포함하는 기재의 단면 전자 현미경 사진과, 양극 산화막의 표면 전자 현미경 사진에 의해 확인되었다.
또한, 양극 산화막의 표면에 존재하는 25㎛2의 면적당 기공의 수는 전술한 제1 실시형태에서와 동일한 방식으로 카운트되었다. 그 결과, 기공의 수는 1,500개/25㎛2였다.
그후, 양극 산화막을 실시예 6과 동일한 방법으로 흑색으로 착색했다.
실시예 6 내지 8로부터 얻어진 양극 산화막의 색차(△E)를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
|
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양극 산화막 | 색차 (△E) |
|
| 두께(㎛) | 기공의 개방 크기(nm) | ||
| 실시예 6 | 3.3 | 66 | 44.1 |
| 실시예 7 | 4 | 125 | 54.7 |
| 실시예 8 | 5.8 | 130 | 61.8 |
상기 표 2로부터 명백한 바와 같이, 50～200nm의 기공 크기와 표면으로부터 두께 방향으로 3～10㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 물로 세척하고, 고온의 공기로 건조한 실시예 6 내지 8에 있어서, 양극 산화막의 색차(△E)는 44 이상이었으며, 따라서 짙은 흑색으로 착색되었다.
실시예 6 내지 8에 있어서, 표 2에는 데이타가 나타나 있지 않지만, 실시예 1 내지 5에서와 마찬가지로, 양극 산화막의 내열성 테스트 후의 색차(△E)는 테스트 이전과 거의 차이가 없었다.
(실시예 9)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 적색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 적색 안료 입자: Pigment Red 112(나프톨 레드)(D80의 입자 크기가 150nm인 입경 분포를 가짐) 34중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2088 L(상표)) 38중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 63mV
ㆍ pH: 8.8
(실시예 10)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 청색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 청색 안료 입자: Pigment Blue 15(시아닌 블루 HS-3)(D80의 입자 크기가 150nm인 입경 분포를 가짐) 34중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2088 L(상표)) 38중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 27mV
ㆍ pH: 9.56
(실시예 11)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 황색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 황색 안료 입자: Pigment Yellow 83(디아조 옐로우)(D80의 입자 크기가 150nm인 입경 분포를 가짐) 34중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2088 L(상표)) 38중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 12mV
ㆍ pH: 9.66
(실시예 12)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 녹색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 녹색 안료 입자: Pigment Green 7(시아닌 그린 2 GN)(D80의 입자 크기가 150nm인 입경 분포를 가짐) 34중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2088 L(상표)) 38중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 57mV
ㆍ pH: 9.03
(실시예 13)
다음과 같은 조성을 가진 착색용 안료 조성물이 사용된 것 이외에는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 백색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 백색 안료 입자: 산화티타늄(D80의 입자 크기가 120nm인 입경 분포를 가짐) 75중량부
ㆍ 분산제: 스티렌-아크릴계 수지(Seiko PMC Corporation사에 의해 제조된 20,000의 수평균 분자량을 가진 Hiross 2088 L(상표)) 10중량부
ㆍ 물: 100중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 37mV
ㆍ pH: 8.88
(비교예 3)
실시예 1에서와 동일한 방법으로 Al 기재 상에 양극 산화막을 형성했다. 다음으로, 양극 산화막이 표면에 형성되어 있는 Al 기재를 상온(20℃)의 물에 30분간 침지하고, 물로 세척했다. 그후, 상기 기재를 건조하지 않고 하기 조성을 가진 착색용 안료 조성물(액온: 20℃) 중에 침지함으로써, Al 기재 상의 양극 산화막을 적색으로 착색했다.
<착색용 안료 조성물>
ㆍ 적색 안료 입자: 페릴렌 레드(D80의 입자 크기가 1970nm인 입경 분포를 가짐) 20중량부
ㆍ 분산제: 폴리옥시에틸렌스테아릴아민(Nymeen S220)(NOF Corporation사에 의해 제조된 Nymeen S220(등록 상표)) 80중량부
ㆍ 물: 150중량부
ㆍ 산화-환원 전위(ORP): 130mV
ㆍ pH: 8.02
실시예 9 내지 13으로부터 얻어진 양극 산화막의 색차(△E)와, 내열성 테스트 후 양극 산화막의 색차(△E)를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
상기 표 3으로부터 명백한 바와 같이, 양극 산화 후 온수를 사용한 세척이 실행된 실시예 9 내지 12에서는, 양극 산화막의 색차(△E)가 40 이상으로서, 짙은 컬러로 착색되었음을 알 수 있다. 백색 안료 입자가 사용된 실시예 13에 있어서는, 양극 산화막의 색차(△E)가 약간 낮아졌다.
반면, 양극 산화 후 상온에서 물로 세척한 다음 적색 안료를 사용한 비교예 3에 있어서는, 색차(△E)가 1.44로서, 비교예 8(적색 안료 입자를 사용한)에서의 착색 상태와 비교할 때 양극 산화막이 적색으로 거의 착색되지 않았다.
한편, 착색용 안료 입자를 사용한 실시예 9 내지 13에서 양극 산화막의 내열성 테스트 후의 색차(△E)는 테스트 전에 얻어진 색차와 거의 차이가 없었다. 비교예 3에 있어서, 양극 산화막의 색차(△E)는 너무 작아서 내열성 테스트에서의 색차(△E)를 측정할 수 없었다.
Claims (30)
- 하기 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 온도가 40～100℃인 온수로 상기 기재를 처리하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계. - 제1항에 있어서,
상기 양극 산화막에 존재하는 기공이 20～200nm의 기공 크기 및 표면으로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 기재가 단계 (ii)에서 온수로 처리된 후, 고온의 공기에 의해 추가로 건조되는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 하기 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 상기 기재를 물로 세척한 다음, 고온의 공기로 건조하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계. - 제4항에 있어서,
상기 양극 산화막에 존재하는 기공이 20～200nm의 기공 크기 및 표면으로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 고온의 공기가 50～150℃의 온도를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 하기 단계를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법:
(i) 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재를, 인산을 함유하는 처리 용액 중에서 양극 산화 공정으로 처리하여 상기 기재의 표면 상에 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막을 형성하는 단계;
(ii) 9.0 내지 10.0의 pH를 가진 알칼리성 수용액으로 상기 기재를 처리한 다음, 물로 세척하는 단계; 및
(ⅲ) 안료 입자, 분산제 및 물을 포함하는 착색용 안료 조성물 중에 상기 기재를 침지하여, 상기 기재의 표면 상의 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 안료 입자를 충전시킴으로써 착색하는 단계. - 제7항에 있어서,
상기 양극 산화막에 존재하는 기공이 20～200nm의 기공 크기 및 표면으로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 알칼리성 수용액이 수산화암모니아 수용액 또는 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 수용액인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법. - 제1항, 제4항 또는 제7항 중 어느 한 항에 따른 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품의 제조 방법에 사용되는 착색용 안료 조성물로서,
안료 입자, 분산제 및 물을 포함하고, 200mV 이하의 산화-환원 전위를 가지며,
상기 안료 입자는, 상기 안료 입자가 상기 분산제를 함유하는 수중에 분산되어 있는 상태에서, D80의 입자 크기가 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공 중 최소 기공 크기보다 작은 입경 분포를 가지는,
안료 조성물. - 제10항에 있어서,
상기 안료 입자는, 상기 안료 입자가 상기 분산제를 함유하는 수중에 분산되어 있는 상태에서, D80 이상의 입자 크기가 상기 양극 산화막의 기공 중 최소 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 안료 조성물. - 제10항에 있어서,
상기 분산제가 아크릴계 수지인, 안료 조성물. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를을 기준으로 비교할 때 색차가 44 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 흑색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제13항에 있어서,
상기 흑색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제13항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 40 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 적색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제16항에 있어서,
상기 적색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제16항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 50 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 청색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제19항에 있어서,
상기 청색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제19항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 30 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 황색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제22항에 있어서,
상기 황색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제22항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 45 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 녹색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제25항에 있어서,
상기 녹색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제25항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 기재;
상기 기재의 표면 상에 형성되고, 20～200nm의 기공 크기와, 상기 기재로부터 두께 방향으로 1～50㎛의 깊이를 가진 복수 개의 기공을 가진 양극 산화막; 및
상기 기공의 크기보다 작은 입자 크기를 가지고, 착색 전의 기재를 기준으로 비교할 때 색차가 3.5 이상이 되도록 상기 양극 산화막에 존재하는 복수 개의 기공에 충전된 백색 안료
를 포함하는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제28항에 있어서,
상기 백색 안료 입자가, 상기 양극 산화막에 존재하는 기공의 기공 크기의 80% 이하에 해당하는 입자 크기를 가지는, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품. - 제28항에 있어서,
상기 양극 산화막의 표면에서 25㎛2의 면적당 기공의 수가 1,000개 내지 2,200개인, 착색 알루미늄 제품 또는 착색 알루미늄 합금 제품.
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