KR20150076352A - 발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법 - Google Patents

발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘 및 이의 발색 처리방법은 마그네슘을 수산화 용액에 침지하여 발색 처리함으로써, 마그네슘 금속 표면의 균질성 및 내식성을 향상시킬 수 있으며, 짧은 시간 내에 색상을 균일하게 구현할 수 있다.

Description

발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법{COLOR-TREATED MAGNESIUM AND COLOR-TREATMENT METHOD THEREOF}
본 발명은 발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법에 관한 것이다.
마그네슘은 실용금속 중 초경량 금속에 속하는 금속으로서, 내마모성이 우수하고, 햇빛에 강하며, 환경 친화적이나, 금속의 질감 및 다양한 색상구현이 어려운 문제가 있다. 또한, 전기화학적으로 가장 낮은 금속으로 극히 활성적이기 때문에 발색 처리가 이루어지지 않을 경우, 대기 중이나 용액 중에서 매우 빠르게 부식되므로, 산업에 응용하기엔 많은 어려움이 있다.
최근 산업 전반의 경량화 추세로 인하여 마그네슘 산업이 주목받고 있는 가운데, 모바일 폰 케이스 부품 등의 전기, 전자 부품재료 분야에서 금속 질감 외장재가 트렌드가 되면서 마그네슘의 이러한 문제점을 개선하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
그 결과, 마그네슘 합금 표면에 금속 질감 구현 및 내부식성 확보를 위하여 금속 함유 물질을 건식코팅한 후 졸겔 코팅하는 PVD-졸겔법; 화학 연마를 이용하여 마그네슘 표면에 광택을 부여하고, 안료가 용해된 염기성 전해액에 상기 마그네슘 기재를 양극 산화시켜 기재 표면을 발색시키는 양극 산화법 등이 개발되었다(특허문헌 1 및 2).
그러나, 상기 PVD-졸겔법의 경우 마그네슘 기재 표면에 금속 질감은 구현되나, 마그네슘 고유의 금속질감이 아니며, 다양한 색상을 구현하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 마그네슘 기재 표면에 양극 산화법을 이용하여 발색 처리할 경우, 기재 표면에는 불투명한 산화막이 형성될 뿐만 아니라, 마그네슘 고유의 금속질감을 구현하기 어렵다.
따라서, 마그네슘을 실용화하기 위해서는 마그네슘 기재의 표면을 화학적, 전기화학적 또는 물리적으로 처리하여 내식 저항성을 높이는 동시에 마그네슘 표면에 원하는 색상을 구현할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0016750호; 대한민국 공개특허 제2011-0134769호.
본 발명의 목적은 발색 처리된 마그네슘을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 마그네슘 발색 처리방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하나의 실시예에서, 마그네슘 매트릭스; 및 마그네슘 매트릭스의 표면에 형성된 수산화 피막을 포함하며,
가로 1 cm 및 세로 1 cm의 마그네슘 시편에 대하여,
시편 상에 존재하는 임의의 3점에 대한 색좌표 편차(ΔL, Δa, Δb)는 ΔL<0.6, Δa<0.6 및 Δb<0.5 중 하나 이상의 조건을 만족하는 발색 처리된 마그네슘을 제공한다.
또한, 본 발명은 다른 하나의 실시예에서, 수산화 용액에 마그네슘을 침지하는 단계를 포함하는 마그네슘 발색 처리방법을 제공한다.
본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘 및 이의 발색 처리방법은 마그네슘을 수산화 용액에 침지하여 발색 처리함으로써, 마그네슘 금속 표면의 균질성 및 내식성을 향상시킬 수 있으며, 짧은 시간 내에 색상을 균일하게 구현할 수 있다. 따라서, 상기 발색 처리된 마그네슘은 마그네슘 소재가 사용되는 건축 외장재, 자동차 인테리어, 특히 모바일 폰 케이스 부품 등의 전기, 전자 부품재료 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 하나의 실시예에서, 수산화 용액 종류에 따른 발색 처리된 마그네슘의 표면을 촬영한 이미지이다: 여기서, Ⅰ는 100℃, 10% NaOH 수용액에 40분 동안 침지된 시편이고, Ⅱ는 100℃, 증류수에 40분 동안 침지된 시편이고, Ⅲ은 100℃, 증류수에 1시간 동안 침지된 시편이고; 및 Ⅳ는 100℃, 증류수에 2시간 동안 침지된 시편이다;
도 2는 하나의 실시예에서, 수산화 용액 종류에 따른 발색 처리된 마그네슘의 표면을 주사전자현미경을 이용하여 촬영한 이미지이다: 여기서, Ⅰ는 100℃, 10% NaOH 수용액에 40분 동안 침지된 시편이고, Ⅱ는 100℃, 증류수에 40분 동안 침지된 시편이고, Ⅲ은 100℃, 증류수에 1시간 동안 침지된 시편이고; 및 Ⅳ는 100℃, 증류수에 2시간 동안 침지된 시편이다;
도 3은 CIE 색차계를 도시한 그래프이다;
도 4는 하나의 실시예에서, 80분간 발색 처리된 마그네슘 표면에 형성된 발색 피막을 성분 분석한 그래프이다;
도 5는 하나의 실시예에서, 170분간 발색 처리된 마그네슘 표면에 형성된 발색 피막을 성분 분석한 그래프이다;
도 6은 하나의 실시예에서, 240분간 발색 처리된 마그네슘 표면에 형성된 발색 피막을 성분 분석한 그래프이다;
도 7은 하나의 실시예에서, 발색 처리되는 시간에 따른 마그네슘 표면에 형성되는 발색 피막의 두께 및 표면의 형태를 나타낸 이미지이다. 이때, A는 발색 피막의 두께를 투과전자현미경을 이용하여 측정한 이미지고, B는 표면의 형태를 주사전자현미경을 이용하여 촬영한 이미지이다;
도 8은 하나의 실시예에서, 마그네슘의 100℃, 10% 농도의 수산화 용액 침지시간에 따른 발색 처리되는 마그네슘의 색상변화를 나타낸 이미지이다;
도 9는 하나의 실시예에서, 발색 처리여부에 따른 마그네슘의 표면 내부식성을 평가한 결과이다. 이때, A는 발색 미처리된 마그네슘의 표면을 촬영한 이미지고, B는 발색 처리된 마그네슘의 표면을 촬영한 이미지이다;
도 10은 하나의 실시예에서, 발색 처리 여부 및 처리 시간에 따른 마그네슘의 동전위분극 곡선(potentiodynamic polarization curve)을 도시한 그래프이다;
도 11은 하나의 실시예에서, 클리어층을 포함하는 발색 처리된 마그네슘의 크로스-컷 테이프 테스트 방법을 수행한 결과를 촬영한 이미지이다: 이때, A는 무광 클리어 코팅층을 포함하는 시편에 대한 실험결과이고, B는 유광/무광 클리어 코팅층을 포함하는 시편에 대한 실험결과이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에 있어서, "%"는 용액의 농도 단위로서 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 10% NaOH 용액이란 900 mL의 물과 100 g의 NaOH가 혼합된 용액을 의미한다.
본 발명은 발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법을 제공한다.
종래, 마그네슘 소재에 색상을 구현하는 방법으로는 금속 함유 물질이나 안료 등을 이용하여 마그네슘 표면을 코팅하는 PVD-졸겔법, 양극 산화법 등이 알려져 있다. 그러나, 상기 방법들은 마그네슘 고유의 금속질감이 구현되지 않거나, 마그네슘의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 색상을 구현하기 어려우며, 코팅되는 피막층이 쉽게 박리되어 신뢰성을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점들을 극복하기 위해서, 본 발명은 수산화 용액에 마그네슘을 침지하는 단계를 포함하는 마그네슘 발색 처리방법을 제안한다. 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 수산화 피막을 마그네슘 표면에 균일하게 형성시킴으로써 짧은 시간 내에 색상을 균일하게 구현할 수 있다. 이때, 상기 마그네슘은 표면에 형성되는 수산화 피막의 두께에 따라 구현되는 색상이 상이하므로, 다양한 색상을 구현할 수 있다. 또한, 마그네슘 금속 표면의 균질성 및 내식성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 마그네슘 매트릭스; 및 마그네슘 매트릭스의 표면에 형성된 수산화 피막을 포함하며,
1 cm X 1 cm의 마그네슘 시편에 대하여,
시편 상에 존재하는 임의의 3점에 대한 색좌표 편차(ΔL, Δa, Δb)는 ΔL<0.6, Δa<0.6 및 Δb<0.5 중 하나 이상을 조건을 만족하는 발색 처리된 마그네슘을 제공한다.
구체적으로는 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 상기 조건 중 2 이상을 만족시킬 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 조건을 모두 만족시킬 수 있다.
보다 더 구체적으로 하나의 실시예에서, 1 cm X 1 cm의 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 수용액에서 40분간 침지한 후, 시편 상에 존재하는 임의의 3점에 대한 색좌표를 측정하였다. 그 결과, 색좌표 편차는 ΔL<0.06, 0.23≤Δa<0.31 및 0.01≤Δb<0.21로 상기 조건을 모두 만족하였다. 또한, 상기 측정값들로부터 도출되는 ΔE는 0.237≤ΔE<0.375로 색좌표의 편차가 현저히 적은 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘의 색상이 균일한 것을 의미한다.
본 발명의 마그네슘 발색원리는 마그네슘 표면에 입사는 빛의 산란 및 굴절 원리를 이용한 것이다. 즉, 마그네슘 표면에 입사되는 빛을 산란 및 굴절시키는 발색 피막을 균일한 두께로 마그네슘 표면에 형성함으로써 색상이 균일하게 구현될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 상기 수산화 피막은 그 두께를 특별히 제한하지는 않으나, 구체적으로는 50 nm 내지 2 μm, 보다 구체적으로는 100 nm 내지 1 μm일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 발색 처리된 마그네슘은 하기 수학식 1을 만족할 수 있다:
[수학식 1]
부식도(Corr. Rate)≤ 0.01
상기 식에서 부식도(Corr. Rate)는 발색 처리된 마그네슘에 대해서, 상온, 0.5% NaCl 용액에서의 동전위분극실험에 따른 부식 정도를 의미하며, 단위는 mm/year이다. 여기서, 상온은 25℃ 일 수 있다.
본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 마그네슘 매트릭스 표면에 수산화 피막을 형성함으로써 내부식성을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
보다 구체적으로 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘 및 발색 미처리된 마그네슘에 대하여 상온, 0.5% NaCl 용액에서의 동전위분극시험을 수행하여 마그네슘의 내식성을 평가하였다. 그 결과, 발색 처리된 마그네슘의 경우, 부식도(Corr. Rate)는 0.0004 내지 0.0013 mm/year인 반면, 발색 미처리된 마그네슘의 경우에는 0.4322 mm/year인 것으로 확인되었다. 이는 발색 처리된 마그네슘이 미처리된 마그네슘과 대비하여 내식성이 우수한 것을 의미한다. 이로부터, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 표면에 수산화 피막을 형성함으로써 우수한 내부식성을 갖는 것을 알 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘의 표면에 형성된 수산화 피막의 결정 구조는 마그네슘 시편을 기준으로 평균 30°이하의 경사각도를 이루며 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따라 발색 처리된 마그네슘의 표면은 수산화 피막 결정들이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이때, 표면에 형성된 상기 수산화 피막 결정들은 30°이하의 현저히 낮은 각도로 마그네슘 표면과 경사를 이루는 구조인 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 수산화 피막은 마그네슘 표면과 낮은 경사각도를 이룸으로써 표면을 평탄하게 하여 균질화하는 것을 알 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 상기 수산화 피막의 종류는 표면에 입사되는 광을 산란 및 굴절시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지는 않으나, 구체적으로는 마그네슘 수산화물일 수 있다.
도 4 및 도 6을 참고하면, 하나의 실시예에서, 마그네슘 시편을 100℃, 10% 수산화 용액에 침지하여 80분, 170분 및 240분 경과 후 표면에 형성된 수산화 피막에 대한 성분분석을 하였다. 그 결과, 마그네슘 표면에 형성된 수산화 피막은 마그네슘 수산화물(Mg(OH)2)인 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 발색 처리된 마그네슘은 수산화 피막 상에 형성된 클리어층을 더 포함할 수 있다.
상기 클리어층은 마그네슘 표면의 내스크래치성 및 내구성을 향상시키기 위하여 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 클리어층을 형성하는 클리어 코팅제는 금속코팅에 적용 가능한 클리어 코팅제의 경우라면 특별히 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 금속 코팅에 적용 가능한 무광 클리어 코팅제 또는 유광/무광 클리어 코팅제 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 상기 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘은 35℃, 5% 염수분무 처리하고, 72시간 경과 후 밀착성 평가하였을 경우, 5% 이하의 클리어층 박리율을 가질 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 무광 또는 유광/무광 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘에 35℃, 5% 염수분무하고, 72시간 경과 후 크로스-컷 테이프 테스트 방법을 수행하였을 경우, 박리된 클리어층의 면적은 시편 전체 면적과 대비하여 5% 이하인 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 클리어층이 형성된 상기 마그네슘은 발색 처리된 마그네슘과 클리어층 사이의 밀착력이 우수한 것을 알 수 있다.
나아가, 하나의 실시예에서, 본 발명은 수산화 용액에 마그네슘을 침지하는 단계를 포함하는 마그네슘 발색 처리방법을 제공한다.
상기 마그네슘 발색 처리방법은 마그네슘을 수산화 용액에 침지하여 표면에 발색 피막인 수산화 피막을 형성함으로써 색상을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 수산화 용액으로는 적용 가능한 수산화 용액으로는 수산화기(-OH기)를 포함하는 용액이라면 특별히 제한되지 않다. 보다 구체적으로, NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2 및 Ba(OH)2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 용해된 용액을 사용할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 동일한 색상을 구현하는데 있어 NaOH 용액을 사용한 마그네슘은 색상의 발색 속도가 빠르고, 발색이 강하며, 마그네슘의 표면이 균질한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 증류수를 사용한 마그네슘의 경우, NaOH 용액을 사용한 경우와 대비하여 색상의 발색 속도가 4배 이상 늦고, 발색이 약하며, 마그네슘의 표면이 균일하지 않은 것을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터, 수산화 용액으로서 NaOH 용액 등의 수산화 용액을 사용한 경우, 마그네슘 표면에 수산화 피막이 빠르게 형성되어 색상이 발색되는 속도가 빠르고, 표면이 균일한 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 발색 처리방법에 있어서, 상기 수산화 용액의 농도는 1% 내지 40%, 보다 구체적으로는 5% 내지 20%일 수 있다. 또한, 상기 수산화 용액은 90℃ 내지 200℃, 보다 구체적으로 100℃ 내지 150℃, 보다 더 구체적으로 95℃ 내지 110℃의 온도범위에서 수행될 수 있다. 아울러, 발색 처리시간은 1분 내지 500분, 구체적으로는 10분 내지 90분 동안 수행될 수 있다. 상기 마그네슘 발색 처리조건 범위에서, 경제적으로 다양한 색상을 마그네슘 표면에 구현할 수 있으며, 수산화 피막 두께 증가로 인한 마그네슘의 고유 광택도 감소를 방지할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 마그네슘의 발색 처리 경과시간에 따라 마그네슘 표면에 형성되는 수산화 피막의 두께가 증가되고, 발색되는 색상이 바뀌는 것을 확인할 수 있다. 이는 수산화 피막에 의해 발색되는 색상은 그 두께에 따라 바뀌는 것을 의미한다. 따라서, 마그네슘이 침지되는 수산화 용액의 농도, 온도 및 발색 처리시간을 통하여 수산화 피막의 형성속도를 조절함으로써 마그네슘 표면에 발색되는 색상을 조절할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 상기 마그네슘 발색 처리방법은 마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계 이전에, 알칼리 세정액을 이용하여 전해 탈지하는 단계; 및
마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계 이후에, 린싱하는 단계 중 어느 하나 이상의 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전해 탈지하는 단계는 마그네슘을 수산화 용액에 침지하기 이전에 알칼리 세정액으로 전해 탈지함으로써, 마그네슘 표면의 오염 물질을 세정하는 단계이다. 이때, 알칼리 세정액은 금속의 표면을 세정을 위하여 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 제한되지는 않는다.
또한, 상기 린싱하는 단계는 마그네슘을 수산화 용액의 침지하는 단계 이후에, 마그네슘 표면을 린싱함으로써 마그네슘 표면에 잔류하는 수산화 용액을 제거하는 단계이다. 이 단계에서는 마그네슘 표면에 잔류하는 수산화 용액을 제거함으로써 잔류 수산화 용액에 의한 추가적인 수산화 피막 형성을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마그네슘 발색 처리방법에 있어서, 상기 마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계는,
마그네슘을 M1 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제1 침지 단계; 및
마그네슘을 Mn 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제n 침지 단계를 포함하며,
제1 및 제n 침지 단계에서, 수산화 용액의 농도는 각각 독립적으로 하기 수학식 2 및 3을 만족하고, n은 2 이상 6 이하의 정수인 방법으로 수행할 수 있다:
[수학식 2]
8≤M1≤25
[수학식 3]
Mn-1-Mn>3
수학식 2 및 3에서,
M1 및 Mn은 각 단계별 수산화 용액의 농도를 의미하며, 단위는 %이다.
또한, 본 발명에 따른 마그네슘 발색 처리방법에 있어서, 상기 마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계는,
마그네슘을 M1 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제1 침지 단계; 및
마그네슘을 M2 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제2 침지 단계를 포함하며,
상기 제1 및 제2 침지 단계에서, 수산화 용액의 농도는 각각 독립적으로 하기 수학식 4 내지 6의 조건을 만족하는 방법으로 수행할 수 있다:
[수학식 4]
8≤M1≤25
[수학식 5]
1.5≤M2≤15
[수학식 6]
M1-M2>5
수학식 4 내지 6에서,
M1 및 M2는 각 단계별 수산화 용액의 농도를 의미하며, 단위는 %이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 수산화 용액에 침지하는 단계는 마그네슘 표면에 색상을 구현하는 단계이다. 이때, 형성되는 수산화 피막의 두께 조절을 통하여 마그네슘 표면에 발색하는 색상을 조절할 수 있으며, 상기 수산화 피막의 두께 조절은 수산화 용액의 농도에 따라 조절이 가능하다. 따라서, 마그네슘을 침지하는 수산화 용액의 농도를 M1 내지 Mn, 구체적으로 M1 내지 M6; M1 내지 M5; M1 내지 M4; M1 내지 M3; 또는 M1 내지 M2;로 세분화하여 순차적으로 침지하는 것은 표면에 구현되는 색상의 미세한 색도차를 조절할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1 cm X 1 cm의 마그네슘 시편을 알칼리 세정액에 침지하여 탈지하고, 탈지된 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 40분간 침지하였다. 그 후, 상기 시편을 증류수로 린싱하고, 건조 오븐에서 건조시켜 발색 처리된 마그네슘 시편을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 40분간 침지하는 대신에 30분간 침지하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 금색으로 발색 처리된 마그네슘 시편을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 40분간 침지하는 대신에 55분간 침지하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 자주색으로 발색 처리된 마그네슘 시편을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 40분간 침지하는 대신에 80분간 침지하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 녹색으로 발색 처리된 마그네슘 시편을 제조하였다.
실시예 5
1 cm X 1 cm의 마그네슘 시편을 알칼리 세정액에 침지하여 탈지하고, 탈지된 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 50분간 침지하였다. 그 후, 상기 시편을 증류수로 린싱하고, 건조시킨 다음, 건조된 마그네슘 시편에 액상인 무광 클리어 도료를 이용하여 120℃ - 150℃ 오븐 건조하여 클리어 코팅을 수행하여, 무광 클리어 코팅된 발색 마그네슘 시편을 제조하였다. 이때, 코팅된 무광 클리어의 두께는 5 μm 이하이다.
실시예 6
상기 실시예 5에서 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 50분간 침지하는 대신에 85분간 침지하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 수행하여 무광 클리어 코팅된 발색 마그네슘 시편을 제조하였다.
실시예 7
상기 실시예 5에서 무광 클리어 코팅제를 사용하는 대신에 유광/무광 클리어 코팅제를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 수행하여 유광/무광 클리어 코팅된 발색 마그네슘 시편을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 3
상기 실시예 2에서 마그네슘 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 40분간 침지하는 대신에 하기 표 1에 나타난 시간 동안 100℃, 증류수에 침지하는 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 발색 처리된 마그네슘 시편을 제조하였다.
침지시간
비교예 1 40분
비교예 2 1시간
비교예 3 2시간
실험예 1. 수산화 용액 종류에 따른 발색 처리된 마그네슘의 물성 평가
수산화 용액으로서 사용되는 용액 종류에 따른 발색 처리된 마그네슘의 물성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 발색 처리된 마그네슘 시편의 색상을 육안으로 평가하였으며, 각 시편의 표면을 주사전자현미경 촬영하여 평가하였다. 또한, 실시예 2 내지 실시예 4 및 비교예 3의 시편은 각각 임의의 3지점, A 내지 C를 선정하고, 선정된 지점의 색좌표를 측정하여 색좌표 편차를 구하였다. 이때, 색좌표 편차(ΔE)는 하기 수학식 7을 이용하여 도출하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[수학식 7]
Figure pat00001
임의의 점 L* a* b* Δ L* Δ a* Δ b* Δ E*
실시예 2-A 66.92 6.04 28.96 - - - -
실시예 2-B 66.98 5.81 28.97 -0.06 0.23 -0.01 0.237908
실시예 2-C 66.92 5.73 29.17 0 0.31 -0.21 0.374433
실시예 3-A 47.66 7.67 -1.88 - - - -
실시예 3-B 47.61 8.02 -1.42 0.05 -0.35 -0.46667 0.58547227
실시예 3-C 47.59 8.11 -1.43 0.07 -0.44 -0.45 0.6296476
실시예 4-A 57.82 -5.44 25.18 - - - -
실시예 4-B 57.84 -5.35 25.56 -0.02 -0.09 -0.38 0.391024
실시예 4-C 57.58 -5.17 25.15 0.24 -0.27 0.03 0.271662
비교예 3-A 44.58 7.46 20.13 - - - -
비교예 3-B 42.33 8.47 17.02 2.25 -1.01 3.11 3.919018
비교예 3-C 41.7 8.25 16.9 2.88 -0.79 3.23 4.399023
먼저, 도 1을 살펴보면, 수산화 용액으로서 NaOH 용액을 사용하여 마그네슘 표면을 처리한 시편은 수산화 용액으로서 증류수를 사용한 시편과 대비하여 시편의 발색 속도가 빠른 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로 NaOH 용액으로 처리한 실시예 1의 시편은 침지 경과 시간이 10분인 시점에서 은색으로 발색하는 것을 확인한 후, 금색을 거쳐 40분 이내에 주황색으로 발색 완료되는 것을 확인하였다. 그러나, 증류수로 처리한 비교예 1 내지 비교예 3 중 침지 경과시간이 40분인 비교예 1의 시편은 발색 변화량이 미미하여 발색 미처리된 마그네슘과 크게 색상차가 나지 않았다. 또한, 침지 경과시간이 1시간인 비교예 2의 시편은 서서히 발색되어 황색이 발색되며, 침지 2시간이 경과된 비교예 3의 시편은 금색으로 발색되는 것으로 나타났다.
다음으로, 도 2를 살펴보면, NaOH를 포함하는 수산화 용액을 사용하여 발색 처리된 마그네슘 시편은 표면이 균일한 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 10% NaOH 용액으로 발색 처리된 실시예 1의 시편은 표면이 전반적으로 균일하였다. 그러나, 증류수를 사용하여 마그네슘 표면을 처리한 비교예 1 내지 비교예 3의 시편의 경우, 마그네슘 표면이 균일하지 않는 것으로 확인되었다.
다음으로, 도 3 및 상기 표 2를 살펴보면, NaOH 용액으로 발색 처리된 마그네슘 시편은 발색된 색상이 균일한 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, NaOH 용액으로 발색 처리된 실시예 2의 시편은 시편 상에 존재하는 임의의 3 지점에 대한 색좌표 편차가 ΔL<0.06, 0.23≤Δa<0.31, 0.01≤Δb<0.21 및 0.237≤ΔE<0.375인 것으로 나타났다. 실시예 3 및 실시예 4의 시편 역시, 색좌표 편차가 0.02≤ΔL<0.24, 0.09≤Δa<0.44, 0.03≤Δb<0.47 및 0.271≤ΔE<0.630로 그 편차가 크지 않은 것으로 확인되었다. 그러나, 비교예 3의 시편은 색좌표 편차가 2.25≤ΔL<2.88, 0.79≤Δa<-1.01, 3.11≤Δb<3.23 및 3.919≤ΔE<4.40으로 색좌표 편차가 큰 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2 등을 포함하는 수산화 용액에 마그네슘을 발색 처리시킴으로써 증류수와 같은 수산화 용액으로 발색 처리된 마그네슘과 대비하여 짧은 시간 내에 균일하게 색상이 구현되는 것을 알 수 있다. 또한, 발색 처리된 마그네슘 표면 또한 균질하므로 마그네슘 질감이 우수한 것을 알 수 있다.
실험예 2. 수산화 용액 침지시간에 따른 마그네슘의 발색 평가
본 발명에 따라 발색되는 마그네슘의 수산화 용액 침지시간에 따른 발색 정도를 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
1 cm X 1 cm의 마그네슘 시편을 알칼리 세정액에 침지하여 탈지하고, 탈지된 시편을 100℃, 10% NaOH 용액에 240분간 침지하였다. 이때, 마그네슘 시편을 NaOH 용액에 침지한 직후, 5 내지 10분 간격으로 시편의 색상을 육안으로 평가하였다. 또한, 표면에 생성된 수산화 피막의 상태를 확인하기 위하여 침지 80분, 170분 및 240분이 경과된 시점에 발색 처리된 시편의 표면 성분분석 및 투과전자현미경과 주사전자현미경 촬영을 수행하였다. 상기 결과는 도 4 내지 도 8에 나타내었다.
먼저, 도 4 내지 도 7을 살펴보면, 마그네슘 표면에 형성되는 발색 피막 성분은 마그네슘 수산화물(Mg(OH)2)인 것을 알 수 있으며, 그 막의 두께는 수산화 용액에 침지한 시간이 경과됨에 따라 두꺼워지는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 마그네슘 시편을 수산화 용액에 침지한 후, 80분, 170분 및 240분이 경과된 시편에 대한 발색 피막의 성분 조사결과, 발색 피막의 성분은 세 시편 모두 마그네슘 수산화물(Mg(OH)2)인 것으로 확인되었다. 또한, 그 두께는 각각 400 nm, 700 nm 및 800 nm로 시간이 경과됨에 따라 마그네슘 수산화물 피막의 두께가 증가하는 것을 알 수 있다.
다음으로, 도 8을 살펴보면, 발색 처리된 마그네슘은 수산화 용액에 침지하는 시간에 따라 다양한 색상이 발색되는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 발색 처리 되지 않은 은색의 마그네슘 시편을 수산화 용액에 침지하면, 시간이 경과됨에 따라 금색, 적색, 자주색, 남색 및 녹색으로 순차적으로 발색되며, 발색되는 색상은 일정한 주기를 가지며 반복되는 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 수산화 용액의 침지를 통하여 형성되는 마그네슘 수산화물(Mg(OH)2) 피막에 의해 발색되는 것을 알 수 있다. 또한, 침지시간이 경과됨에 따라 표면에 형성되는 피막의 두께는 증가되며, 이러한 침지조건에 따른 피막의 두께 변화를 통하여 다양한 색상을 구현될 수 있는 것을 알 수 있다.
실험예 3. 발색 처리된 마그네슘의 내부식성 평가 1
본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘의 내부식성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
1 cm X 1 cm의 발색 미처리된 마그네슘 시편 및 실시예 4에서 발색 처리된 마그네슘 시편을 각각 염수분무 시험기(SST, Salt Spray Tester)를 이용하여 5%의 염수 농도 및 35℃의 온도를 갖는 염수를 고르게 분사하고, 942시간 경과 후의 판재 표면을 육안으로 평가하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.
도 9를 살펴보면, 실시예 4의 시편은 내부식성이 현저히 개선된 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 발색 미처리된 마그네슘 시편은 염수로 인한 부식이 진행되어 육안으로도 판재 표면이 균일하지 못하고, 변형된 것으로 나타났다. 반면, 실시예 4에서 발색 처리된 시편의 경우, 미미한 정도의 탈색이 진행되었을 뿐, 판재 표면의 변형은 발생되지 않아 표면이 균일한 것으로 나타났다.
이로부터, 본 발명에 따라 발색 처리된 마그네슘은 표면에 형성되는 마그네슘 수산화물로 인하여 마그네슘의 내부식성이 향상되는 것을 알 수 있다.
실험예 4. 발색 처리된 마그네슘의 내부식성 평가 2
본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘의 내부식성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
1 cm X 1 cm의 발색 미처리된 마그네슘 시편과 100℃, 10% NaOH 용액에 75분, 150분 및 230분간 각각 침지하여 발색 처리된 마그네슘 시편을 준비한 후, 0.5% NaCl에 침지된 상태에서, 72시간이 경과되면 두 시편에 대하여, 동전위분극시험을 수행하였다. 그 결과로서 측정된 동전위분극 곡선을 도 10에 나타내었으며, 동전위분극 곡선을 타펠 분석(Tafel analysis)하여, 마그네슘 시편들의 분극 곡선의 타펠 영역(±200 mV)에서 얻어지는 부식전류밀도(Icorr), 부식전위(Ecorr) 및 공식전위(Epit)를 구하였다. 또한, 하기 수학식 8을 이용하여 도출된 값들로부터 부식도(Corr. Rate)를 산출하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[수학식 8]
Figure pat00002
여기서, E.W는 마그네슘 원자량/교환 전자수 = 24.305/2이고;
밀도는 1.738 g/cm3이다.
발색 미처리된 시편 발색 처리된 시편
75분 150분 230분
Icorr (μA/cm2) 19.298 0.055 0.025 0.019
Ecorr (VSCE) -1.492 -1.328 -1.318 -1.481
Epit (VSCE) - -1.135 -1.180 -1.437
Ecorr- Epit (V) - 0.193 0.138 0.044
부식도 (mm/yr) 0.4322 0.0013 0.0006 0.0004
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 내부식성이 향상되는 것을 알 수 있다.
보다 구체적으로, 발색 미처리된 마그네슘 시편과, 75분, 150분 및 230분간 각각 발색 처리된 마그네슘 시편에 대한 동전위분극시험을 수행한 결과, 발색 처리된 시편은 0.0004 내지 0.0013 mm/yr의 부식도(Corr. rate)를 나타내었으며, 발색 처리시간이 길어질수록 부식도가 점차 낮아지는 것으로 확인되었다. 반면, 발색 미처리된 시편의 경우, 부식도가 0.4322 mm/yr로서, 발색 처리된 시편과 대비하여 부식도가 약 330배 이상 높은 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 발색 처리된 마그네슘은 마그네슘 표면에 수산화 피막을 형성함으로써 부식이 억제되는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명에 따라 발색 처리된 마그네슘은 표면에 형성되는 수산화 피막에 의해 내부식성이 향상되는 것을 알 수 있다.
실험예 5. 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘의 물성 평가
본 발명에 따른 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘의 내부식성 및 밀착력을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실시예 5 및 실시예 7에서 제조된 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘에 대하여, 상기 실험예 3의 조건과 동일한 조건으로 하되, 염수를 분무하고, 72시간 경과 후, 시편의 표면 내부식성 및 발색 처리된 마그네슘과 클리어층의 밀착력을 평가하였다. 이때, 상기 밀착력은 크로스-컷 테이프 테스트 방법으로 평가하였다. 보다 상세하게는 코팅된 클리어층에 칼을 이용하여 1 mm 간격의 가로 6선과 세로 6선이 서로 교차되는 커팅하였다. 그 후 가로선과 세로선의 교차점에 테이프를 견고하게 붙이고, 빠르게 떼어낼 때의 시편 전체 면적에 대한 박막의 박리면적을 확인하는 방법으로 평가하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다.
도 11을 살펴보면, 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘은 내부식성이 우수하고, 마그네슘과 클리어층 사이의 밀착력이 뛰어난 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 무광 또는 유광/무광 클리어층이 형성된 실시예 5 및 실시예 7의 시편은 염무분수되고, 72시간이 경과 후에도 부식으로 인한 표면 변형이 일어나지 않는 것으로 나타났다.
나아가, 상기에서 표면 내부식성 시험이 수행된 시편에 대하여 발색 처리된 마그네슘과 클리어층의 밀착력 평가 결과, 테이프에 박리되는 클리어층의 면적은 전체 면적의 5% 이하인 것으로 확인되었다.
이로부터, 클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘은 염수에 대하여 개선된 내부식성을 가지며, 클리어층과 발색 처리된 마그네슘 사이의 밀착력은 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 마그네슘 발색 처리방법은 마그네슘을 NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2 등을 포함하는 수산화 용액에 침지하여 발색 처리함으로써 짧은 시간 내에 마그네슘 수산화물 피막을 균일하게 형성시킬 수 있다. 또한, 이렇게 제조되는 발색 처리된 마그네슘은 수산화물 피막의 두께 조절을 통하여 다양한 색상을 균일하게 구현될 수 있다. 나아가, 발색 처리된 마그네슘의 표면이 균질하고, 마그네슘 고유의 질감 및 내부식성을 향상될 수 있다.

Claims (14)

  1. 마그네슘 매트릭스; 및 마그네슘 매트릭스의 표면에 형성된 수산화 피막을 포함하며,
    가로 1 cm 및 세로 1 cm의 마그네슘 시편에 대하여,
    시편 상에 존재하는 임의의 3점에 대한 색좌표 편차(ΔL, Δa, Δb)는 ΔL<0.6, Δa<0.6 및 Δb<0.5 중 하나 이상의 조건을 만족하는 발색 처리된 마그네슘.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수산화 피막의 두께는 50 nm 내지 2 μm인 조건을 만족하는 발색 처리된 마그네슘.
  3. 제 1 항에 있어서,
    발색 처리된 마그네슘 시편에 대하여,
    하기 수학식 1을 만족하는 발색 처리된 마그네슘:
    [수학식 1]
    부식도(Corr. Rate) ≤0.01
    상기 식에서 부식도(Corr. Rate)는 발색 처리된 마그네슘에 대해 상온, 0.5% NaCl 용액에서의 동전위분극실험에 따른 부식 정도를 의미하며, 단위는 mm/year이다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    마그네슘의 표면에 형성된 수산화 피막의 결정 구조는 마그네슘 시편을 기준으로 평균 30°이하의 경사각도를 이루며 형성된 것을 특징으로 하는 발색 처리된 마그네슘.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수산화 피막은 마그네슘 수산화물인 발색 처리된 마그네슘.
  6. 제 1 항에 있어서,
    수산화 피막 상에 형성된 클리어층을 더 포함하는 발색 처리된 마그네슘.
  7. 제 6 항에 있어서,
    클리어층이 형성된 발색 처리된 마그네슘은,
    35℃, 5% 염수처리 72시간 경과 후, 밀착성 평가 시,
    클리어층의 박리 정도가 5% 이하인 발색 처리된 마그네슘.
  8. 마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계를 포함하는 마그네슘 발색 처리방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    수산화 용액은 NaOH, KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2 및 Ba(OH)2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 마그네슘 발색 처리방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계에서,
    수산화 용액의 농도는 1% 내지 40%인 마그네슘 발색 처리방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계는,
    수산화 용액의 온도가 90℃ 내지 200℃인 범위에서, 1분 내지 500분 동안 수행하는 마그네슘 발색 처리방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계 이전에,
    알칼리 세정액을 이용하여 전해 탈지하는 단계; 및
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계 이후에, 린싱하는 단계
    중 어느 하나 이상의 단계를 더 포함하는 마그네슘 발색 처리방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계는,
    마그네슘을 M1 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제1 침지 단계; 및
    마그네슘을 Mn 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제n 침지 단계를 포함하며,
    제1 및 제n 침지 단계에서, 수산화 용액의 농도는 각각 독립적으로 하기 수학식 2 및 3을 만족하고, n은 2 이상 6 이하의 정수인 마그네슘 발색 처리방법:
    [수학식 2]
    8≤M1≤25
    [수학식 3]
    Mn-1-Mn>3
    수학식 2 및 3에서,
    M1 및 Mn은 각 단계별 수산화 용액의 농도를 의미하며, 단위는 %이다.
  14. 제 8 항에 있어서,
    마그네슘을 수산화 용액에 침지하는 단계는,
    마그네슘을 M1 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제1 침지 단계; 및
    마그네슘을 M2 농도의 수산화 용액에서 침지하는 제2 침지 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 침지 단계에서, 수산화 용액의 농도는 각각 독립적으로 하기 수학식 4 내지 6의 조건을 만족하는 마그네슘 발색 처리방법:
    [수학식 4]
    8≤M1≤25
    [수학식 5]
    1.5≤M2≤15
    [수학식 6]
    M1-M2>5
    수학식 4 내지 6에서,
    M1 및 M2는 각 단계별 수산화 용액의 농도를 의미하며, 단위는 %이다.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101696082B1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-12 주식회사 포스코 표면 처리된 마그네슘 기판 및 이를 위한 기판의 표면처리 방법
WO2017010636A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 포스코 발색 처리된 기판 및 이를 위한 발색 처리방법
WO2019125000A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 포스코 내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047597A (ja) 2000-08-01 2002-02-15 Boshin Ro マグネシウム又はその合金用電解発色剤及び電解発色法
JP2010030191A (ja) 2008-07-30 2010-02-12 Chiba Inst Of Technology 耐食性、耐熱性マグネシウム複合材料及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101696082B1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-12 주식회사 포스코 표면 처리된 마그네슘 기판 및 이를 위한 기판의 표면처리 방법
WO2017010636A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 포스코 발색 처리된 기판 및 이를 위한 발색 처리방법
WO2019125000A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 포스코 내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색방법
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