KR20160146471A - 워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법 - Google Patents

워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법 Download PDF

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히데오 요시다
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Abstract

본 발명은 워크에 부드럽고 절연성과 내식성을 갖는 아산화물 또는 산화물 박막의 1차 피막을 긴밀하게 석출하고, 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리를 방지하여 그 가공성을 향상시키는 동시에 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 박막이며 또한 긴밀하게 밀착시켜서 도료 등의 사용량의 저감을 도모할 뿐만 아니라, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리를 방지하여 2차 피막 형성 후의 가공성을 향상시키는 한편, 1차 및 2차 피막을 합리적으로 형성할 수 있는 워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 워크의 피막 형성 구조는 워크(3)의 표면에 피막을 형성한 워크의 피막 형성 구조에 있어서,
상기 워크(3)의 표면에 금속을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막의 1차 피막(23)을 석출하고,
상기 1차 피막(23)을 다공질 피막으로 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법{Film-forming structure on work and film-forming method on work}
본 발명은 워크에 부드럽고 절연성과 내식성을 갖는 아산화물 또는 산화물 박막의 1차 피막을 긴밀하게 석출하고, 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리를 방지하여 그 가공성을 향상시키는 동시에 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 박막이며 또한 긴밀하게 밀착시켜서 도료 등의 사용량의 저감을 도모할 뿐만 아니라, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리나 크랙의 발생을 방지하여 2차 피막 형성 후의 가공성을 향상시키는 한편, 1차 및 2차 피막을 합리적으로 형성할 수 있는 워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법에 관한 것이다.
도금은 금속 피막이기 때문에 전해에 의한 핀홀의 발생을 피하기 어려워 이종 금속 간에 있어서의 전위차 부식 발생의 문제가 있다. 한편, 도장은 산소 투과에 의한 금속면의 녹 발생을 피하기 어렵기 때문에 도막을 두껍게 해서 대응하고 있다. 이 때문에 도금과 도장 각각의 장점을 살려서 결점을 보완한 표면 처리의 개선이 요망되고 있었다.
이러한 요청에 응하는 것으로서, 예를 들면 Al을 함유하는 용융 도금 강판을 도장 전에 가열해서 그 도포면을 예를 들면 크로메이트 처리하여 조정 후 도막을 2~15 ㎛로 언더코팅하고, 이것에 도막을 5~30 ㎛로 탑코팅한 도장 강판이 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
그러나 상기 도장 강판은 도장 전에 도포면을 화성 처리해서 조정하고 그 후 언더코팅과 탑코팅을 행하기 때문에 시간이 많이 걸리고, 게다가 도막이 두꺼워지기 때문에 박리되기 쉽고, 그 후의 가공 시에 도막이 박리되거나 균열을 일으켜서 가공성이 나쁘다.
게다가 크로메이트 피막을 균일하게 형성하는 것이 어렵기 때문에 크로메이트 처리 전에 산성의 표면 조정액을 도장 원판에 도포하는 표면 조정을 필요로 하여 시간이 더 많이 걸리고, 또한 상기 표면 조정액에 의해 도금극 표층부의 산화물이 에칭되어 도장 원판의 도금층 표층부와 언더코팅 도막 계면의 내식성이 저하되는 문제 등이 있었다.
상기 문제를 해결하는 것으로서, 표면 조정액에 사전에 Mg 이온을 함유시켜서 표면 조정한 도금층 표면을 Mg를 함유하는 산성 수용액으로 표면 조정하고, Mg를 치환 석출시켜서 도장 후의 도장 원판의 도금층 표층부와 언더코팅 도막 계면의 부식을 억제하도록 한 것이 있다(예를 들면 특허문헌 2 참조).
그러나 상기 방법은 특정 용융 아연 강판에 한정되어, 도장 원판의 표면 조정이 복잡화될 뿐 아니라 표면 조정액의 제작이 복잡화되고, 게다가 도장 작업이 여전히 번잡하여 생산성 내지 작업성이 나빴다.
한편, 상기 요청에 응하는 다른 표면 처리로서, 크롬 도금과 크롬 산화물을 별개의 공정에서 석출하고 그 화학 처리욕에서 금속 크롬을 적극적으로 석출시켜서 크롬 산화물에 결합시키며, 또한 화학 처리욕에서 고전류 밀도, 고쿨롬 처리를 실행시켜서 무수크롬산 단독의 화학 처리욕 중에 철이온을 공존시켜 크롬 도금 강판의 표면에 도막을 밀착시키도록 한 것이 있다(예를 들면 특허문헌 3 참조).
그러나 상기 방법은 크롬 도금과 크롬 산화물의 석출을 별개로 행하기 때문에 처리 시간이 걸리고, 또한 금속 크롬을 적극적으로 석출시켜서 크롬 산화물에 결합시키고 있기 때문에 크롬 산화물의 도전성이 촉진되는 동시에 경도가 증가하여 크롬 산화물과 크롬 강판 사이에 전위차 부식이 발생하기 쉬우며, 게다가 크롬 산화물의 경도 증가에 의해 도막 형성 후의 가공성이 나빠져 도막 형성품을 접어 구부리면 도막이 박리되거나 크랙을 발생시키거나 하는 문제 등이 있었다.
일본국 특허공개 제2002-248415호 공보 일본국 특허공개 제2003-171779호 공보 일본국 특허공개 소57-35699호 공보
본 발명은 이러한 문제를 해결하여, 워크에 부드럽고 절연성과 내식성을 갖는 아산화물 또는 산화물 박막의 1차 피막을 긴밀하게 석출하고, 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리를 방지하여 그 가공성을 향상시키는 동시에 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 박막이며 또한 긴밀하게 밀착시켜서 도료 등의 사용량의 저감을 도모할 뿐만 아니라, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리나 크랙의 발생을 방지하여 2차 피막 형성 후의 가공성을 향상시키는 한편, 1차 및 2차 피막을 합리적으로 형성할 수 있는 워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1의 발명은 워크의 표면에 피막을 형성한 워크의 피막 형성 구조에 있어서, 워크의 표면에 금속을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막의 1차 피막을 석출하고 그 1차 피막을 다공질 피막으로 형성하여, 1차 피막의 박막화와 유연성 및 절연성과 내식성의 향상을 도모하는 동시에 아산화물을 공기 중의 산소와 결합시켜서 강고한 산화물의 피막으로 형성하고, 또한 1차 피막에 대해 2차 피막 형성의 용이화와 밀착력의 향상 및 그 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있도록 하고 있다.
청구항 2의 발명은 워크의 표층부에 상기 1차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성하여, 워크의 표층부에 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리와 크랙의 발생을 방지하는 동시에 1차 피막의 다공질 구조에 의해 2차 피막을 확실하고 강고하게 밀착시켜서 그 박리를 방지할 수 있도록 하고 있다.
청구항 3의 발명은 1차 피막의 표면을 미세한 요철 형상으로 형성하여, 1차 피막에 대한 2차 피막의 밀착성을 향상시키는 동시에 1차 피막에 예를 들면 2차 피막인 도막을 형성할 때 종래 다용되고 있던 프라이머 대신에 1차 피막을 기능시켜서 도막 형성을 합리적으로 행하도록 하고 있다.
청구항 4의 발명은 아산화물은 아산화 크롬이고, 산화물은 산화 크롬으로, 그들의 피막 표면을 미세한 요철 형상으로 형성해서 2차 피막의 밀착성을 향상시키도록 하고 있다.
청구항 5의 발명은 1차 피막은 금속 크롬보다 부드럽고 절연성과 내식성을 가져, 1차 피막의 가공성을 향상시키는 동시에 금속 크롬에 비해 경량이고 절연성과 내식성을 구비하고 있다.
청구항 6의 발명은 1차 피막의 요철 형상의 표면에 박막의 2차 피막을 형성하여, 다공질 구조의 1차 피막에 2차 피막을 확실하고 강고하게 형성해서 그 박리나 크랙의 발생을 방지하여 2차 피막 형성 후의 워크의 가공성을 향상시키도록 하고 있다.
청구항 7의 발명은 1차 피막의 표층부에 상기 2차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성하여, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리나 크랙의 발생을 방지하는 동시에 1차 피막의 다공질 구조에 의해 2차 피막을 확실하고 강고하게 밀착하도록 하고 있다.
청구항 8의 발명은 1차 피막의 요철부에 2차 피막의 미립자 또는 결정을 독립적이고 고밀도로 배치하여, 2차 피막의 일부 미립자 내지 결정에 응력이 작용하더라도 다른 미립자 내지 결정에 영향을 미치지 않으며, 따라서 2차 피막 형성 후에 워크를 접어 구부리거나 2차 피막 표면을 손상시켜도 2차 피막이 박리되거나 크랙을 발생시키지 않고, 워크의 가공성을 향상시켜서 각종 가공에 대응할 수 있도록 하고 있다.
청구항 9의 발명은 1차 피막을 1 ㎛ 이상으로 형성하고, 2차 피막을 5 ㎛ 이상으로 형성하여, 1차 및 2차 피막의 박막화를 도모하는 동시에 도막 등의 2차 피막 형성 시 종래의 프라이머 대신에 1차 피막을 기능시켜서 합리화를 도모하고, 또한 2차 피막을 박막으로 형성하여 예를 들면 도료의 사용량을 저감시켜서 도막 등의 2차 피막의 형성을 합리적이고 저렴하게 행하도록 하고 있다.
청구항 10의 발명은 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하고, 각종 재료를 2차 피막 재료에 적용할 수 있도록 하고 있다.
청구항 11의 발명은 워크는 스테인리스강, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 놋쇠, 기타 금속 및 합금, 합성수지, 유리, 세라믹스, 종이, 섬유, 나무 중 어느 하나로 이루어지고, 각종 소재에 적용할 수 있도록 하고 있다.
청구항 12의 발명은 워크의 표면에 피막을 형성하는 워크의 피막 형성방법에 있어서, 처리액을 수용하는 욕조에 워크와 양극편을 배치하여 양음의 전압을 인가하고, 처리액의 욕온도(浴溫)를 저온도로 조정하는 동시에 전기화학 작용에 의해 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하거나, 또는 화학반응에 의해 무전해 욕조의 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하여, 전기화학 작용에 의한 경우는 워크에 석출되는 아산화물 또는 산화물의 석출을 촉진하고, 금속 크롬의 석출을 억제하여 아산화물 또는 산화물을 금속 크롬에 비해 부드럽게 형성해서 워크의 표층부에 1차 피막을 확실하고 강고하게 형성하는 동시에 그 박리나 크랙의 발생을 방지하여 가공성을 향상시키며, 또한 화학반응에 의한 경우는 상기 1차 피막을 전기화학 작용에 의한 경우에 비해 간단한 설비로 용이하게 형성할 수 있도록 하고 있다.
청구항 13의 발명은 전기화학 작용에 의한 처리액은 무수크롬산, 환원 억제제를 포함하여, 처리액의 전해 시에 있어서의 크롬산의 확산을 실현하는 한편, 워크에 대한 통전 전류를 억제하여 금속 크롬의 석출을 억제하고, 1차 피막의 도전성과 경도를 억제하도록 하고 있다.
청구항 14의 발명은 화학작용에 의한 처리액은 금속 이온 공급제, 환원제 및 세라믹스 등의 첨가물을 포함하여, 아산화물 또는 산화물인 세라믹스 등의 첨가물의 석출을 촉진하도록 하고 있다.
청구항 15의 발명은 전기화학 작용에 의한 처리액의 욕온도를 10℃ 이하로 조정해서, 1차 피막의 석출을 촉진하고 금속 크롬의 석출을 억제하여 크롬 아산화물의 석출을 촉진하도록 하고 있다.
청구항 16의 발명은 1차 피막에 박막의 2차 피막을 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성하여, 다공질의 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 확실하고 강고하게 형성하도록 하고 있다.
청구항 17의 발명은 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하고, 이것을 상기 1차 피막에 도포 또는 스프레이 또는 베이킹, 또는 상기 하나의 재료 중에 1차 피막을 포함하는 워크를 침지하거나, 또는 상기 도료와 1차 피막을 포함하는 워크에 전압 또는 전계를 인가하거나, 또는 세라믹스를 소성하여 이들의 2차 피막을 1차 피막에 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성하도록 하고 있다.
청구항 1의 발명은 워크의 표면에 금속을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막의 1차 피막을 석출하고 그 1차 피막을 다공질 피막으로 형성했기 때문에, 1차 피막의 박막화와 유연성 및 절연성과 내식성의 향상을 도모할 수 있는 동시에 아산화물을 공기 중의 산소와 결합시켜서 강고한 산화물의 피막으로 형성하고, 또한 1차 피막에 대해 2차 피막 형성의 용이화와 밀착력의 향상 및 그 박리나 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
청구항 2의 발명은 워크의 표층부에 상기 1차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성했기 때문에, 워크의 표층부에 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리와 크랙의 발생을 방지하는 동시에 1차 피막의 다공질 구조에 의해 2차 피막을 확실하고 강고하게 밀착시켜서 그 박리를 방지할 수 있다.
청구항 3의 발명은 1차 피막의 표면을 미세한 요철 형상으로 형성했기 때문에, 1차 피막에 대한 2차 피막의 밀착성을 향상시킬 수 있는 동시에 1차 피막에 예를 들면 2차 피막인 도막을 형성할 때 종래 다용되고 있던 프라이머 대신에 1차 피막을 기능시켜서 도막 형성을 합리적으로 행할 수 있다.
청구항 4의 발명은 아산화물은 아산화 크롬이고, 산화물은 산화 크롬이기 때문에, 그들의 피막 표면을 미세한 요철 형상으로 형성해서 2차 피막의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
청구항 5의 발명은 1차 피막은 금속 크롬보다 부드럽고 절연성과 내식성을 갖기 때문에, 1차 피막의 가공성을 향상시킬 수 있는 동시에 금속 크롬에 비해 경량이고 절연성과 내식성을 구비할 수 있다.
청구항 6의 발명은 1차 피막의 요철 형상의 표면에 박막의 2차 피막을 형성했기 때문에, 다공질 구조의 1차 피막에 2차 피막을 확실하고 강고하게 형성해서 그 박리나 크랙의 발생을 방지하여 2차 피막 형성 후의 워크의 가공성을 향상시킬 수 있다.
청구항 7의 발명은 1차 피막의 표층부에 상기 2차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성했기 때문에, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리나 크랙의 발생을 방지하는 동시에 1차 피막의 다공질 구조에 의해 2차 피막을 확실하고 강고하게 밀착시킬 수 있다.
청구항 8의 발명은 1차 피막의 요철부에 2차 피막의 미립자 또는 결정을 독립적이고 고밀도로 배치했기 때문에, 2차 피막의 일부 미립자 내지 결정에 응력이 작용하더라도 다른 미립자 내지 결정에 영향을 미치지 않으며, 따라서 2차 피막 형성 후에 워크를 접어 구부리거나 2차 피막 표면을 손상시켜도 2차 피막이 박리되거나 크랙을 발생시키지 않고, 워크의 가공성을 향상시켜 각종 가공에 대응할 수 있는 효과가 있다.
청구항 9의 발명은 1차 피막을 1 ㎛ 이상으로 형성하고, 2차 피막을 5 ㎛ 이상으로 형성했기 때문에, 1차 및 2차 피막의 박막화를 도모하는 동시에 도막 등의 2차 피막 형성 시 종래의 프라이머 대신에 1차 피막을 기능시켜서 합리화를 도모하고, 또한 2차 피막을 박막으로 형성하여 예를 들면 도료의 사용량을 저감시켜서 도막 등의 2차 피막의 형성을 합리적이고 저렴하게 행할 수 있다.
청구항 10의 발명은 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하기 때문에 각종 재료를 2차 피막 재료에 적용할 수 있다.
청구항 11의 발명은 워크는 스테인리스강, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 놋쇠, 기타 금속 및 합금, 합성수지, 유리, 세라믹스, 종이, 섬유, 나무 중 어느 하나로 이루어지기 때문에 각종 소재에 적용할 수 있다.
청구항 12의 발명은 처리액을 수용하는 욕조에 워크와 양극편을 배치하여 양음의 전압을 인가하고, 처리액의 욕온도를 저온도로 조정하는 동시에 전기화학 작용에 의해 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하거나, 또는 화학반응에 의해 무전해 욕조의 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하기 때문에, 전기화학 작용에 의한 경우는 워크에 석출되는 아산화물 또는 산화물의 석출을 촉진하고, 금속 크롬의 석출을 억제하여 아산화물 또는 산화물을 금속 크롬에 비해 부드럽게 형성해서 워크의 표층부에 1차 피막을 확실하고 강고하게 형성하는 동시에 그 박리나 크랙의 발생을 방지하여 가공성을 향상시키며, 또한 화학반응에 의한 경우는 상기 1차 피막을 전기화학 작용에 의한 경우에 비해 간단한 설비로 용이하게 형성할 수 있다.
청구항 13의 발명은 전기화학 작용에 의한 처리액은 무수크롬산, 환원 억제제를 포함하기 때문에, 처리액의 전해 시에 있어서의 크롬산의 확산을 실현하는 한편, 워크에 대한 통전 전류를 억제하여 금속 크롬의 석출을 억제하고, 1차 피막의 도전성과 경도를 억제할 수 있다.
청구항 14의 발명은 화학작용에 의한 처리액은 금속 이온 공급제, 환원제 및 세라믹스 등의 첨가물을 포함하기 때문에, 아산화물 또는 산화물인 세라믹스 등의 첨가물의 석출을 촉진할 수 있다.
청구항 15의 발명은 전기화학 작용에 의한 처리액의 욕온도를 10℃ 이하로 조정하기 때문에, 1차 피막의 석출을 촉진하고 금속 크롬의 석출을 억제하여 크롬 아산화물의 석출을 촉진할 수 있다.
청구항 16의 발명은 1차 피막에 박막의 2차 피막을 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성하기 때문에, 다공질의 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 확실하고 강고하게 형성할 수 있다.
청구항 17의 발명은 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하고, 이것을 상기 1차 피막에 도포 또는 스프레이 또는 베이킹, 또는 상기 하나의 재료 중에 1차 피막을 포함하는 워크를 침지하거나, 또는 상기 도료와 1차 피막을 포함하는 워크에 전압 또는 전계를 인가하거나, 또는 세라믹스를 소성하여 이들의 2차 피막을 1차 피막에 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성하기 때문에 이들의 최적의 방법에 의해 상기 2차 피막을 1차 피막에 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용한 전기화학 작용에 의해 워크에 1차 피막을 석출하고 있는 상황을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명에 적용한 스프레이법에 의해 워크의 1차 피막에 2차 피막인 도막을 형성하고 있는 상황을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 적용한 전기화학 작용에 의한 1차 피막의 석출 과정에 있어서, 욕온도를 -5℃로 조정하여 석출한 1차 피막인 아산화 크롬의 표면 상태를 나타내는 현미경 사진으로, 배율을 올려서 석출 후의 시간의 경과와 함께 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 적용한 전기화학 작용에 의한 1차 피막의 석출 과정에 있어서, 욕온도를 15℃로 조정하여 석출한 1차 피막인 아산화 크롬의 표면 상태를 나타내는 현미경 사진으로, 배율을 올려서 석출 후의 시간의 경과와 함께 나타내고 있다.
도 5는 도 3의 아산화 크롬 석출에 있어서의 20분 경과 후의 석출 상태를 확대해서 나타내는 현미경 사진이다.
도 6은 도 4의 아산화 크롬 석출에 있어서의 20분 경과 후의 석출 상태를 확대해서 나타내는 현미경 사진이다.
도 7은 도 3에 있어서의 아산화 크롬의 석출 상태를 배율을 단계적으로 올려 확대해서 나타내는 주사형 현미경 사진이다.
도 8은 아산화 크롬의 석출 상태의 단면을 배율을 단계적으로 올려 확대해서 나타내는 현미경 사진이다.
도 9는 워크의 표면에 1차 피막인 아산화물을 석출했을 때의 함침 상황을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 요부(要部)를 확대해서 나타내는 설명도로, (a),(b)는 표면 상태를 달리하는 워크를 나타내고 있다.
도 11은 도 9의 요부를 확대해서 나타내는 현미경 사진이다.
도 12는 워크의 표면에 1차 피막인 아산화물을 석출한 후 2차 피막인 도막을 형성한 상황을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12의 요부를 확대해서 나타내는 설명도로, 1차 피막의 표면이 젓가락통 형상으로 기능하고, 그 젓가락통 구멍에 2차 피막이 식설(植設)되어 있는 상황을 나타내고 있다.
도 14는 종래의 2차 피막인 도막 형성의 상황을 확대해서 나타내는 단면도이다.
도 15는 2차 피막 형성 후 워크를 접어 구부렸을 때의 상황을 확대해서 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 15의 워크의 접어 구부러진 부분을 확대해서 나타내는 모식도이다.
아래에 본 발명을 피처리 부재인 스테인리스 강판제의 워크 표면에 1차 피막을 형성하고, 이 1차 피막에 2차 피막을 형성한 표면 처리에 적용한 도시의 실시형태에 대해서 설명하는데, 도 1 내지 도 16에 있어서 1은 욕조로, 내부에 전해액인 처리액(2)이 수용되어 있다.
상기 처리액(2)은 흑색 크롬욕과 동일하게 구성되고, 그 성분 조성은 무수크롬산 CrO3 300~400 g/l, 규불화나트륨 NaSiF6 5~10 g/l, 초산바륨 C4H6O4Ba 2~5 g/l로 이루어지며, 또한 후술하는 냉각장치에 의해 욕온도를 10℃ 이하로 조정하고, 워크(3)의 표면에 아산화물인 아산화 크롬 CrO3의 석출을 촉진하여 금속 크롬 Cr의 석출을 억제시키고 있다.
이 경우, 소정의 아산화물을 석출하기 위해 욕온도를 처리액(2)이 동결되지 않는 0℃ 이하로 조정하는 것이 바람직하고, 실시형태에서는 -5~10℃로 조정하고 있다.
상기 처리액(2)에 음극편인 워크(3), 양극편(4)인 가용성 전극의 금속 크롬, 및 불용성 전극인 카본 또는 납이 침지되어 배치되고, 이들에 양음의 전압을 인가하는 배선(5, 6)이 접속되며, 그들에 정류 기능을 구비한 제어장치(7)를 매개로 전원장치(8)로부터 전압이 인가되고, 이들에 의해 워크(3) 및 양극편(4)의 전류 밀도를 20 A/d㎡로 조정하고 있다.
실시형태에서는 상기 워크(3)로서 판두께 0.5 ㎜의 스테인리스 강판(SUS304)을 사용하고 있으나, 금속편에 한정되지 않고 산화물을 석출 가능한 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 놋쇠, 기타 금속 및 합금, 합성수지, 유리, 세라믹스, 종이, 섬유, 나무를 사용하는 것도 가능하다.
상기 욕조(1)의 주변 위치에 정량의 처리액(2)을 수용 가능한 냉각조(9)가 배치되고, 그 내부에 냉각장치(10)의 냉매도관(11)이 지그재그 또는 코일 형상으로 배관되어 있다.
도면 중, 12는 냉각장치(10)의 냉각 회로 사이에 삽입한 냉매 순환용 컴프레서, 13은 냉각조(9)를 넣어 두는 냉각통, 14는 냉각조(9) 하단부의 드레인 통로에 삽입한 필터이다.
상기 냉각조(9)의 상하 위치에 처리액 도입관(15)과 처리액 토출관(16)이 배관되고, 처리액 도입관(15)의 일단이 욕조(1)의 처리액(2)에 몰입되어 배관되며, 그 처리액 도입관(15)에 처리액(2)을 흡인 가능한 송액 펌프(17)가 삽입되어 있다. 또한 처리액 토출관(16)의 일단이 필터(14)에 접속되고, 그 타단이 역류 방지 밸브(18)를 매개로 욕조(1)의 하부에 접속되어 있다.
도 2는 워크(3)에 1차 피막인 아산화물을 석출한 후 이 1차 피막에 2차 피막인 도료를 스프레이하여 도막을 형성할 때의 상황을 나타내고, 19는 그때 사용하는 소형의 도장건으로, 이 도장건(19)의 분구 측에 통형상의 도료 탱크(20)가 비스듬하게 입설(立設)되고, 하부에 가압 공기 도관(21)이 접속되어 있다.
그리고 방아쇠(22)의 조작을 매개로 도료 탱크(20) 내의 합성수지계 도료를 워크(3)에 석출한 1차 피막(23)에 스프레이 가능하게 하고 있다. 실시형태에서는 1차 피막(23)인 아산화물로서 아산화 크롬 CrO3를 워크(3)에 석출하고 있다.
상기 2차 피막인 도막의 다른 형성방법으로서는 브러시 또는 롤러에 의한 도포, 도료를 가열하여 경화시키는 베이킹 도장, 상기 도료 중에 1차 피막을 포함하는 워크(3)를 침지하는 침지 코팅, 상기 도료와 1차 피막(23)을 포함하는 워크(3)에 이극성의 정전기를 인가하여 수성 도료 중의 워크(3)를 도장하는 전착 도장, 워크(3)와 분무 형상으로 한 도료를 이극에 대전시켜서 전기적으로 도료를 워크(3)에 흡착시키는 정전 도장 등이 있고, 이 중 어느 하나를 선택해서 상기 도료를 1차 피막(23)에 부착 또는 흡착시키는 방법이 있어, 작업 조건에 따라 그 최적의 방법을 채택한다.
다음으로 본 발명의 방법은 먼저 워크(3)에 1차 피막(23)인 아산화물 내지 그의 산화물인 산화 크롬 Cr2O3를 석출하고 이 1차 피막(23)에 2차 피막(24)인 도막을 형성한다.
먼저 워크(3)에 1차 피막(23)인 아산화물 내지 그의 산화물인 산화 크롬 Cr2O3 석출하고 그 1차 피막(23)에 2차 피막(24)인 도막을 형성하는 경우는, 처리액(2)과 음극편인 워크(3)와 양극편(4)을 수용 가능한 욕조(1)를 준비해서 상기 워크(3)와 양극편(4)에 소정의 전압을 인가하고, 이들에 소정의 전류 밀도를 작용 가능한 전원장치(8)와 그의 제어장치(7)를 장비하며, 상기 욕조(1)의 근접 위치에 냉각조(9)를 배치한다.
상기 냉각조(9)에 냉각장치(10)를 장비하고, 그의 냉매도관(11)을 냉각조(9) 내에 배관하는 동시에 냉각조(9)의 상하에 처리액 도입관(15)과 처리액 토출관(16)을 배관하고, 그 처리액 도입관(15)에 급액 펌프(17)를 삽입하는 동시에 처리액 도입관(15)의 일단을 욕조(1)의 처리액(2) 내에 배관하여, 처리액 토출관(16)의 일단을 역류 방지 밸브(18)를 매개로 욕조(1)의 하부에 접속한다.
이 후 처리액(2)을 제작한다. 처리액(2)의 성분 조성은 무수크롬산 CrO3 300~400 g/l, 환원 억제제인 규불화나트륨 NaSiF6 5~10 g/l과 초산바륨 C4H6O4Ba 2~5 g/l로 이루어지며, 이 처리액(2)을 욕조(1)에 수용한다.
이 경우, 상기 처리액(2) 중의 규불화나트륨과 초산바륨은 전류를 억제하고, 워크(3)의 표면에 금속 크롬 Cr의 석출을 억제하여 아산화물인 아산화 크롬 CrO3의 석출을 촉진하도록 하고 있다.
그리고 욕조(1)에 워크(3)와 양극편(4)을 수용해서 이들의 배선(5, 6)을 제어장치(7)와 전원장치(8)에 접속하고, 그 전원장치(8)를 ON해서 소정의 전압을 인가하여, 제어장치(7)를 매개로 워크(3) 및 양극편(4)의 전류 밀도를 조정한다. 실시형태에서는 그들의 전류 밀도를 20 A/d㎡로 조정하고 있다.
이 후 송액 펌프(17)를 시동해서 욕조(1) 내의 처리액(2)을 흡인하여 냉각조(9)에 보내고, 또한 냉각장치(10)를 시동해서 컴프레서(12)를 구동시켜 냉매도관(11)에 냉매를 순환시켜서 냉각조(9) 내의 처리액(2)을 냉각하여 처리액 토출관(16)으로부터 욕조(1)의 하부로 보낸다.
이 때문에 욕조(1) 내의 처리액(2)이 냉각되어 실시형태에서는 욕온도를 10℃ 이하로 조정하고 있다. 이 경우, 소정의 아산화물을 석출하기 위해 욕온도를 처리액(2)이 동결되지 않는 0℃ 이하로 조정하는 것이 바람직하고, 실시형태에서는 -5~10℃로 조정하고 있다.
이렇게 해서 워크(3)와 양극편(4)에 전압이 인가되면 워크(3) 측에 수소가스가 생성되고 이것이 처리액(2) 중을 부상하여 대기로 방출되며, 양극편(4) 측에서는 산소가스가 생성되고 이들이 처리액(2) 중을 부상해서 대기로 방출된다.
그리고 처리액(2) 내에서는 주성분인 무수크롬산이 양극편(4)에서 이온화되고, 그 크롬산 이온이 양극편(4)으로부터 떨어져 처리액(2) 중을 이동해서 확산되어, 워크(3)의 계면으로 이동한 곳에서 3가 크롬으로 환원되고, 이 3가 크롬이 워크(3)의 계면에 석출된다.
그때 3가 크롬은 금속 Cr을 토대로 워크(3)의 계면에 석출되고, 이 석출된 금속 Cr에 아산화물(23)인 아산화 크롬 CrO3가 결합되며, 이들에 금속 Cr과 아산화 크롬이 순차 연결되어 아산화 피막이 형성되고, 그 막두께가 1~2 ㎛ 형성되면 아산화물 피막의 도전성이 상실되어 그 후의 아산화물의 형성이 정지된다.
상기 아산화 크롬 피막은 반광택 흑색을 나타내고 1~2 ㎛의 박막으로 형성되며, 그 후 대기 중의 산소와 결합하여 Cr2O3 산화물로 변화되어 보다 강고한 1차 피막(23)을 형성한다.
상기 아산화 피막의 석출 시에는 욕온도를 저온도의 10℃ 이하, 실시형태에서는 -5~10℃로 조정하고, 처리액(2) 중의 규불화나트륨과 초산바륨에 의해 전류를 억제하며, 또한 워크(3) 및 양극편(4)의 전류 밀도를 20 A/d㎡로 설정하고 있기 때문에 워크(3)에 대한 금속 크롬 Cr의 석출이 억제된다.
따라서, 상기 아산화물로 이루어지는 1차 피막(23)은 금속 Cr에 비해 부드럽고 도전성이 낮은 것으로 추측된다.
발명자는 상기 석출된 아산화 피막의 성분을 확인하기 위해 시마즈 제작소사 제조 전자선 마이크로애널라이저(EPMA 1720)에 의해 정량 분석한 바, C:24.91%, O:18.82%, Si:35.75%, Cr:11.16%, Ni:9.36%로, Cr의 석출이 억제되어 있는 것이 확인되었다.
다음으로 발명자는 히타치 하이테크놀로지사 제조 초분해능 전해 방사형 주사형 전자현미경(SU-10)에 의해 상기 1차 피막(23)의 표면 상태를 확인한 바, 도 3, 4의 결과를 얻을 수 있었다.
이 중, 도 3은 욕온도 -5℃, 전류 밀도 20 A/d㎡에 있어서의 1차 피막(23)인 아산화물의 석출 개시 후 5분, 10분, 20분 경과 후의 각 표면 상태를 10K, 20K, 50K, 100K(K:×1000)의 각 배율로 사진 촬영한 것으로, 각 상태로 복수의 괴상 내지 입상 조직이 표출되고, 그들의 조직이 석출 후의 시간 경과에 수반하여 성장하며, 또한 그들의 극간이 증대되어 요철 형상의 분포 상태가 현재화(顯在化)되어 형성되는 것이 확인되었다.
도 4는 욕온도 15℃, 전류 밀도 20 A/d㎡에 있어서의 1차 피막(23)인 아산화물의 석출 개시 후 5분, 10분, 20분 경과 후의 각 표면 상태를 10K, 20K, 50K, 100K의 각 배율로 사진 촬영한 것으로, 각 상태로 복수의 잔물결 형상 내지 인편상 조직이 표출되고, 그들의 조직이 석출 후의 시간 경과에 수반하여 증가하고 성장하며, 그들의 극간이 증대되어 요철 형상으로 분포하고 있는 것이 확인되었다.
또한 도 5는 욕온도 -5℃에 있어서의 1차 피막(23)의 석출 개시 후 20분 경과 후의 표면 상태를 100K의 배율로 사진 촬영한 것으로, 괴상 내지 입상 조직의 크기를 기준 스케일로 비교 표시하고 있으며, 괴상 내지 입상의 크기가 25~200 ㎚로 형성되어 있는 것이 확인되었다.
도 6은 욕온도 15℃에 있어서의 아산화물의 석출 개시 후 20분 경과 후의 표면 상태를 100K의 배율로 사진 촬영한 것으로, 잔물결 형상 내지 주름 형상 조직의 크기를 상기 스케일로 비교 표시하고 있으며, 잔물결 형상 내지 주름 형상의 크기가 폭 25~50 ㎚, 길이 400~650 ㎚로 형성되어 있는 것이 확인되었다.
또한 도 7은 도 5의 표면 상태를 주사현미경에 의해 10~50K로 확대해서 사진 촬영한 것으로, 아산화 피막이 미세한 다공질로 이루어지고, 그 표면이 미세한 요철로 이루어지는 케이크 내지 스펀지 형상으로 형성되며, 그 표면에 50~200 ㎚의 요철부가 다수 형성되어 있는 것이 확인되었다.
도 8은 도 3의 1차 피막(23)인 아산화물의 단면을 사진 촬영한 것으로, 1차 피막(23)의 표면이 미소한 요철 형상으로 형성되어 워크(3)의 표면에 피복되어 있는 것이 확인되었다.
이상의 사실로부터 워크(3)의 표면은 도 9와 같이 모식적으로 표시되는 것으로 생각되고, 이것을 더욱 확대한 도 10(a),(b)에 나타내는 바와 같이 워크(3) 표면의 각종 요철부 내지 톱니 형상부에 다공질의 1차 피막(23)의 요철부가 파고들어서 긴밀하게 밀착하여 석출되고 있는 것으로 생각된다.
이 상황은 도 11에서 더욱 확대되어 나타내어지며, 워크(3)의 표층부에 1차 피막(23)이 일정 간격으로 줄무늬 형상으로 배치되어서 파고들어 워크(3)에 강고하게 밀착하고 있다.
따라서, 워크(3)의 표층부에 1차 피막(23)으로 이루어지는 함침층이 형성되어 일체화되고, 워크(3)의 표층부에 1차 피막(23)이 확실하고 긴밀하게 밀착되어, 그 박리나 크랙의 발생을 방지하는 동시에 1차 피막(23)의 다공질 구조에 2차 피막(24)을 확실하고 강고하게 형성해서 그 박리를 방지하는 것으로 생각된다.
다음으로 상기 워크(3)에 2차 피막(24)인 도막을 형성하는 경우는, 워크(3)에 석출된 아산화물 또는 산화물에 무기 또는 유기계 도료의 도막을 부착 또는 흡착시킨다.
실시형태에서는 도막의 부착 또는 흡착방법으로서 도장건(19)에 의한 도료의 스프레이법을 채용하고 있으나, 다른 수법을 채용하는 것도 가능하다.
이 경우, 도막은 산소를 투과할 수 있기 때문에 도막의 형성 시기는 1차 피막(23)의 형성 직후 또는 그 후여도 되고, 최종적으로 강고한 산화물에 도막을 형성하면 되기 때문에 도막의 형성 시기에 의한 품질에 특별한 상위는 없다.
이에 도막 형성 전에 워크(3)에 석출된 1차 피막(23)의 아산화물 또는 산화물의 표면을 세정해서 건조하고, 이 워크(3)를 예를 들면 적절한 지그(25)에 매단다.
그리고 도장건(19)의 도료 탱크(20)에 목적하는 도료를 수용하고, 하부에 가압 공기 도관(21)을 접속해서 도장건(19)을 보유·유지하며, 분구(噴口)를 상기 워크(3)를 향하여 방아쇠(22)를 조작해서 도료를 스프레이한다. 이 상황은 도 2와 같다.
이렇게 해서 워크(3)에 스프레이한 도료는 아산화물 또는 산화물의 1차 피막(23)의 표면에 부착되고, 이것을 가열하고 경화하여 건조한다. 이 경우의 2차 피막(24)인 도막의 형성 상황은 도 12 및 도 13과 같다.
즉, 본 발명은 2차 피막(24)의 형성 시에 종래의 도막 형성에 다용된 프라이머 대신에 워크(3)에 석출된 아산화물 또는 산화물 박막의 1차 피막(23)을 사용하고, 이 1차 피막(23)에 도막의 미립자 내지 결정별로 독립적이고 고밀도로 배치하고 있다.
이때 도막의 형성은 기본적으로 한번으로 족하고, 종래와 같이 언더코팅 중간코팅 탑코팅의 번잡한 도포를 필요로 하지 않아, 그 막두께는 종래의 1/5~1/3인 5 ㎛ 이상의 박막으로 형성되어, 이들이 1차 피막(23) 표면의 미세한 요철부에 파고들어서 긴밀하게 밀착한다. 따라서, 종래의 도장법에 비해 도료의 사용량이 저감되고 도막 형성을 신속히 행할 수 있어, 도막 형성을 합리적이고 저렴하게 행할 수 있다.
이 경우, 1차 피막(23)의 다공질 구조에 의해 표면의 다수의 요철부 내지 구멍부가 일종의 젓가락통 형상으로 기능하고, 이 구멍부에 2차 피막(24)인 도막이 수속(收束)되어 식설되기 때문에, 도막의 식설 밀도가 상기 구멍부에 의해 제어 가능해져 합성수지성 도막의 고분자 사슬을 제어하는 동시에 상기 요철부 내지 구멍부에 2차 피막(24)이 고밀도로 분포하여 강고하게 밀착한다.
상기 2차 피막(24)은 1차 피막(23)의 표층부에 함침층을 형성하여 1차 피막(23)과 일체화되기 때문에, 2차 피막(24)의 박리를 방지하는 동시에 1차 피막의 다공질 구조에 의해 2차 피막(24)이 확실하고 강고하게 밀착한다.
이와 같이, 본 발명은 워크(3)와 1차 피막(23)의 함침 및 1차 피막(23)과 2차 피막(24)의 함침에 의해 그들의 일체화가 촉진되어 그들이 확실하고 강고하게 밀착하기 때문에, 1차 피막(23)과 2차 피막(24)을 접어 구부려도 그들의 박리나 크랙의 발생을 방지한다.
그리고 상기 아산화물 또는 산화물은 절연성을 갖기 때문에 도막의 두께를 얇게 하더라도 아산화물 또는 산화물을 매개로 워크(3)에 통전되는 경우가 없어, 그들에 전위차 부식을 발생시키지 않기 때문에 내식성이 향상된다.
또한 1차 피막(23)은 다공질이고 유연하기 때문에 도막의 미립자가 용이하게 진입해서 파고들고, 또한 그의 이탈을 저지하여 도막을 확실하게 식설해서 앵커 부재의 기능을 다해, 도막을 확실하고 강고하게 형성해서 이것에 다른 도막의 연결을 촉진하여 합리적으로 도막을 형성한다.
게다가 전술한 바와 같이 도막이 도립(塗粒) 내지 결정별로 독립적이고 고밀도로 배치되어 있기 때문에 일부의 도립 내지 결정에 응력이 작용하더라도 다른 도립 내지 결정에 영향을 미치지 않고, 도 15 및 도 16과 같이 도막 형성 후에 워크(3)를 접어 구부려도 그 응력이 분산되며, 또한 도막 표면을 손상시켜도 도막이 박리되거나 크랙을 발생시키거나 하지 않는다.
그로 인해, 도막 형성 후의 워크(3)는 가공성이 좋아 각종 가공에 대응할 수 있으며, 도막의 표면을 바둑판 눈 형상으로 커팅하여 그 크로스컷 조각의 박리 유무를 시험해도 박리가 없어 도막의 고밀착성이 확인되었다.
이에 대해 종래의 도막(27)의 형성 상황은 도 14와 같으며, 도막(27)의 도립 내지 결정이 제각각으로 배치되어 밀도도 낮고, 게다가 핀홀 등에 의한 전위차 부식을 방지하기 위해 워크(3)에 프라이머(26)를 도포하며, 이 프라이머(26)에 도막(27)을 겹겹이 도포하여, 예를 들면 50~100 ㎛와 같이 매우 두꺼운 도막의 형성을 필요로 한다.
따라서, 도료의 사용량이 증대되어 도장에 시간이 많이 걸리고 작업 비용이 고가가 되는 동시에 전술한 바와 같이 도막의 도립 내지 결정이 독립성이 없고 제각각 저밀도로 배치되어 있기 때문에, 일부의 도립 내지 결정에 응력이 작용한 경우 그 영향이 다른 도립 내지 결정에 파급되어 도막 형성 후에 워크(3)를 접어 구부리거나 도막 표면을 손상시키면 도막(27)이 박리되거나 크랙이 발생하거나 해서 가공성이 나쁘다.
또한 전술한 실시형태에서는 워크(3)에 상기 1차 피막(23)을 석출하는 방법으로서 전기화학 작용에 기초한 전기 도금법을 채용하고 있으나, 그외 석출방법으로서 소위 무전해 도금법을 채용하여 그 무전해 욕조의 처리액(2)의 성분 조성을 금속 이온 공급제인 황산니켈, 환원제인 차아인산나트륨 및 분말상의 세라믹스 등의 첨가물을 포함시키면, 전기화학 작용에 의한 설비에 비해 간단한 설비로 아산화물 또는 산화물 내지 세라믹스 등의 석출을 촉진할 수 있다.
또한 전술한 실시형태에서는 상기 2차 피막(24)을 도막에 적용하고 있으나, 도막 대신에 기능성 재료 또는 세라믹스, 테플론(등록상표), 불소를 적용하는 것도 가능하다.
이 중 기능성 재료로서, 예를 들면 고분자 재료, 이불화 재료, 사불화 재료, 불소 화합물, 이산화 티탄, 산화 아연, 이산화 망간, 알루미나, 벤토나이트, 히드록시아파타이트, 제올라이트, 탈크, 콜리나이트, 다공성 실리카, 금, 백금, 팔라듐, 질화붕소, 질화티탄, 질화알루미늄, DLC, 자성 재료, 금속 재료, 탄소 재료를 사용하고, 이들을 1차 피막(23)의 표면이나 계면, 또는 내부에 개재시켜서 1차 피막(23) 및 2차 피막(24)의 내식성, 흡착성, 내마모성, 촉매성, 열전도성, 저마찰성, 항균성 등의 기능성 향상에 적용하는 것도 가능하다.
이와 같이 본 발명은 워크(3)에 석출된 아산화물 또는 산화물의 1차 피막(23)에 도막의 미립자 내지 결정별로 독립적이고 고밀도로 배치하고, 그 막두께를 종래의 1/5~1/3의 박막으로 형성해서 이들을 1차 피막(23) 표면의 미세한 요철부에 긴밀하고 강고하게 밀착시키고 있다.
따라서 2차 피막(24)인 도막의 일부 미립자 내지 결정에 응력이 작용하더라도 그 영향을 다른 미립자 내지 결정에 파급시키지 않도록 해서 도막 형성 후의 워크(3)의 가공성을 향상시키고 있다.
본 발명은 워크에 부드럽고 절연성과 내식성을 갖는 아산화물 또는 산화물 박막의 1차 피막을 긴밀하게 석출하고, 워크와 1차 피막을 일체화해서 1차 피막의 박리를 방지하여 그 가공성을 향상시키는 동시에 1차 피막에 도막 등의 2차 피막을 박막이며 또한 긴밀하게 밀착시켜서 도료 등의 사용량의 저감을 도모할 뿐만 아니라, 1차 피막과 2차 피막을 일체화해서 2차 피막의 박리를 방지하여 2차 피막 형성 후의 가공성을 향상시키는 한편, 1차 및 2차 피막을 합리적으로 형성할 수 있기 때문에 워크의 피막 형성 구조 및 워크의 피막 형성방법에 적합하다.
1 욕조
2 처리액
3 워크(음극편)
4 양극편
23 1차 피막(아산화물, 산화물)
24 2차 피막(도막)

Claims (17)

  1. 워크의 표면에 피막을 형성한 워크의 피막 형성 구조에 있어서, 워크의 표면에 금속을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막의 1차 피막을 석출하고 그 1차 피막을 다공질 피막으로 형성한 것을 특징으로 하는 워크의 피막 형성 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워크의 표층부에 상기 1차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성한 워크의 피막 형성 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 피막의 표면을 미세한 요철 형상으로 형성한 워크의 피막 형성 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아산화물은 아산화 크롬이고, 산화물은 산화 크롬인 워크의 피막 형성 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 피막은 금속 크롬보다 부드럽고 절연성과 내식성을 갖는 워크의 피막 형성 구조.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 1차 피막의 요철 형상의 표면에 박막의 2차 피막을 형성한 워크의 피막 형성 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 1차 피막의 표층부에 상기 2차 피막으로 이루어지는 함침층을 형성한 워크의 피막 형성 구조.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 1차 피막의 요철부에 2차 피막의 미립자 또는 결정을 독립적이고 고밀도로 배치한 워크의 피막 형성 구조.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 1차 피막을 1 ㎛ 이상으로 형성하고, 2차 피막을 5 ㎛ 이상으로 형성한 워크의 피막 형성 구조.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하는 워크의 피막 형성 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 워크는 스테인리스강, 니켈, 철, 구리, 알루미늄, 놋쇠, 기타 금속 및 합금, 합성수지, 유리, 세라믹스, 종이, 섬유, 나무 중 어느 하나로 이루어지는 워크의 피막 형성 구조.
  12. 워크의 표면에 피막을 형성하는 워크의 피막 형성방법에 있어서, 처리액을 수용하는 욕조에 워크와 양극편을 배치하여 양음의 전압을 인가하고, 처리액의 욕온도를 저온도로 조정하는 동시에 전기화학 작용에 의해 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하거나, 또는 화학반응에 의해 무전해 욕조의 처리액 중의 금속 이온을 포함하는 아산화물 또는 산화물로 이루어지는 박막이며 다공질의 1차 피막을 워크에 석출하는 것을 특징으로 하는 워크의 피막 형성방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전기화학 작용에 의한 처리액은 무수크롬산, 환원 억제제를 포함하는 워크의 피막 형성방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 화학작용에 의한 처리액은 금속 이온 공급제, 환원제 및 세라믹스 등의 첨가물을 포함하는 워크의 피막 형성방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 전기화학 작용에 의한 처리액의 욕온도를 10℃ 이하로 조정하는 워크의 피막 형성방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 1차 피막에 박막의 2차 피막을 부착 또는 흡착하거나, 또는 함침 내지 소성하는 워크의 피막 형성방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 2차 피막은 고분자 재료, 무기 또는 유기계 도료의 도막, 기능성 재료 또는 세라믹스 중 어느 하나를 포함하고, 이것을 상기 1차 피막에 도포 또는 스프레이 또는 베이킹, 또는 상기 하나의 재료 중에 1차 피막을 포함하는 워크를 침지하거나, 또는 상기 도료와 1차 피막을 포함하는 워크에 전압 또는 전계를 인가하거나, 또는 세라믹스를 소성하는 워크의 피막 형성방법.
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