KR810000090B1 - 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 나무결모양을 형성하는 표면처리 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

알루미늄 또는 알루미늄 합금에 나무결모양을 형성하는 표면처리 방법

제1도는 제1공정 통전후 5분 경과한 피처리재의 표면도.

제2도는 제1도의 (P) 부분확대도로서 제1공정 Barrier 피막직후의 단면도이며 이때 피막두께는 AB를 나타내는 단면도.

제3도는 전압의 교류 파형 실측치를 나타내는 도면.

제4도는 제2공정 초기의 발색 상태로서 (A)부분만 발색 양극산화 피막된 단면도.

제5도는 제2공정 완료후의 피처리재의 확대단면도이다.

본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금(이하 알루미늄재 또는 피처리재라 말한다)의 표면에 나무결 모양을 생성시키는 방법에 관한 것으로 그 목적은 압각(壓刻), 식각(食刻) 또는 입쇄등의 많는 공정을 요하는 불편한 방법에 의한 것이 아니고 전기 화학적인 방법으로 알루미늄재의 표면에 장식성이 풍부한 나무결 모양을 형성하는 방법을 제공하는 것으로 되어있다.

종래 알루미늄제의 여러가지 모양(模樣)을 부여하는 방법으로서는

(A) 전압(電壓) 로울러 또는 프레스형을 사용해서 알루미늄표면에 모양을 각인하는 방법

(B) 사진제판의 수법으로 알루미늄 표면에 약품을 사용하여 엣칭(Etching)시켜 모양을 식각하는 방법

(C) 스크린방법, 전사(轉寫) 등의 인쇄 수단에 의해서 염료 등의 착색료를 알루미늄 표면에 인쇄하는 방법

(D) 적당한 차폐제로 알루미늄의 표면을 부분적으로 마스킹하여 적당한 방법으로 도장하든지 화학적으로 또는 전기화학적으로 착색하는 방법

(E) 모양을 인쇄한 종이 또는 필름을 알루미늄 표면에 부착하는 방법 등이 있다.

그러나 이러한 방법중(A)의 방법은 모양을 형성하기 위해서 금형 또는 성형형으로 피처리재를 강하게 압형시켜 주어야 하기 때문에 평판의 알루미늄에는 적용 가능하나 곡면에는 어렵다.

(B)의 방법은 직접 색채모양이 되지 않으며 (C), (D)의 방법에서는 색채 모양의 부여는 가능하지만 제판, 마스킹 등의 복잡한 공정을 필요로하며 특히 나무결모양을 부여함에는 부적당하다.

(E)는 모양형성 피막의 내구성에 문제가 있다.

위의 여러가지 방법을 실시함에는 특수한 기계, 장치가 필요하며 가공 경비가 높아지는 불리한 점도 있다.

본 발명은 상기 공지의 나무결모양 생성방법의 문제점을 해결하기 위하여 개발한 것으로 다음에 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방법은 먼저

(1) 알루미늄 알칼리성 전해욕 중에서 교류파형을 사용하여 전해 처리하고 그 표면에 나무결 모양의 흔적을 갖인 ＂바리아＂(Barrier) 피막(부도체피막)을 (이때 Barrier Layer를 입히기 위한 대극의 재료는 스텐레스 27종 및 24종 과납을 사용함) 형성시키는 제1공정

(2) 다음에 나무결 모양흔적을 형성한 후 피처리재를 특정의 유기산을 주체로 하는 전해액 중에서 제공정에서 사용한 교류의 피크(Peak) 전압보다, 낮은 전압의 직류를 써서 발색 전해처리를 하는 나무결 모양의 흔적을 다른 주위의 부분보다 짙은색으로 발색하든가, 제1공정에서 생성된 바리아 피막을 탈막하여 황산 전해욕중에서 상법에 의한 양극 산화처리를 하여 금속염전해착석법에 의한 전해 착색을 함으로서 나무결 모양의 흔적이 주위의 부분보다 짙은 농색으로 착색되도록하는 제2공정으로 되어 있으며 각 공정에 대해서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1공정은 피처리재를 탈지, 엣칭등의 통상의 방법으로 깨끗이 한후, 붕산, 메타붕산 나트륨 등의 바리아형 피막 형성전해 물질을 용해한 혼합 수용액을 전해액으로 하여 알루미늄재를 한쪽극으로 교류 파형을 써서 전해 처리를 한다. 이때 전해 처리중에는 종래의 전해 처리의 경우와 달리 액을 교반하지 않는다.

약 1분후부터 알루미늄제 전극면에 제1도와 같이 세로로 걸어 놓은 방향에 따라서 크고 작은 기포가 발생하여 아래로부터 위로 전극면상을 이동하면서 바리아 피막층의 생성이 진행된다. 따라서 피처리재의 표면은 수소가스 기포의 이동에 따라 나무결 모양을 한 바리아 피막층으로 피복된다. 이렇게 해서된 바리아 피막층의 단면을 관찰하면 나무결 모양의 부분과 주위의 부분과는 생성된 피막 두께가 달라 제2도와 같이 나무결 부분(A)가 주위(B) 보다 피막두께가 얇다.

바리아형 피막의 두께는 전해 전압에 비례하고 인가접압 1당 약 12-14A°가 된다고 한다. 당연한 것이지만 제2도의 주위(B)의 부분은 교류 전해 전압(E_AC)에 비례하여 피복된다. 교류전압계로 읽는 전압(E_AC)은 교류 파형의 최고전압(E_P) 보다 낮은 실측치를 나타낸다. 여기(E_AC와 E_P의 관계를 표시한 것이 제3도이다. 상용 교류(정현파교류)에 있어서는

의 관계가 있다. 제2b도 부분의 바리아형 피막의 두께는

에 상당하는 내압을 갖인 부도체 피막이 생성되어 있다.

그러나 나무결 모양의 부분은 기포로 덮여있어서 충분한 전해가 되지않아 피막의 성장이 늦어 주위부분의 피막 두께가 인가 전압의 조건에 맞아 성장이 정지되었을 때(즉 전류가 흐르지 않을때)도 대단히 낮은 전압으로 생성된 피막과 같이 얇은 피막이 형성되어 있다. 이러한 제1공정의 전해욕으로서는 메타붕산 나트륨(NaBO₂) 5-100g/ℓ과 붕산(H₃BO₃) 1-10g/ℓ의 혼합액이 좋았으며 액온도는 10-30℃가 적당하다.

처리시간에 대해서는 바리아 피막의 성장이 정지할 때까지(즉 전류가 흐르지 않을 때까지)계속한다.

또한 인가전압은 교류전압(E_AC) 30-70V로 대략의 시간이 5-15분간이며 전해 발색법을 응용한 제2공정은 제1공정에서 나무결무늬 바리아 피막면을 갖인 피처리재를 발색 양극산화 처리하여 나무결 부분을주위 부분보다 짙은색으로 발색시켜 나무결 모양으로 나타나도록하는 것이다.

즉 유기산 예를들면 수산, 슬퍼살칠산 등의 수용액이나 황산 또는 여러가지 유기산과 황산의 혼합 수용액을 전해액으로 제1공정으로 처리한 피처리재를 양극으로하여 발색 양극 산화처리를 한다. 이때 전해 파형은 직류를 써서 전압은 40-90V의 범위로 처리를 하고 직류 전압(E_DC)과 제1공정의 교류전압(EAC)의 사이에는

＞E_AC＞E_DC＞E_AC의 관계를 유지할 필요가 있다.

상기의 E_DC로 발색 양극산화 처리를하면 제2b도 부분의 바리아 피막은 E_DC보다 내압이 높으므로 전류가 흐르지 않고 나무결 흔적의 (A)부분만이 집중적으로 전류가 흘러 양극산화처리가 진행된다. 이러한 상태가 제4도에서 나타냈다. 이때 색조는 나무결 무늬 부분이 갈색으로 부터 청동색으로 발색될 때 주위(B부분)는 발색 양극산화 처리가 진행되고 있지 않으므로 착색되지 않는다. 그러나 피처리재 표면의바리아(Barrier) 피막은 전해욕중에서 용해함으로 (B) 부분의 바리아 피막도 시간에 따라 얇게되어 그 피막내압이 E_DC이하로 되었을 때 주위의 부분에서는 전류가 흘러 발색 양극산화 처리가 시작된다.

그러나 이런 부분의 색조는 나무결 무늬 부분과 비교하면 발색 양극산화 처리 개시가 늦어 엷은색으로 된다. 또한 발색 피막의 두께에도 차이가 있다.

이런것을 도시(圖示)한 것이 제5도이다. 제5도의 상태의 피처리재 색조는 전체적으로 갈색계 색조를 띄고 제1공정에서 만든 나무결 무늬는 거의 흑색에 가까운 청동색이 되어 종래의 알루미늄 표면 처리법으로 엄지 못하는 아름다운 모양의 알루미늄판 또는 압줄형재가 된다. 다음에 전해 착색법에 의한 제2공정에 대하여 기술하면 제1공정을 끝낸 피처리재를 탈막하는데 가성소다(NaOH) 약 30g/ℓ액은 50-60℃, 1-2분간 침적함으로서 이루어진다.

탈막처리 후 충분히 수세하여 황산 15중량％ 20℃의 육중에서 30분간 직류 15-20V로 양극산화 처리한다. 이것을 소위 아사다법에 의하여 전해 착색하면 제1공정에서 얻어진 나무결 부분은 거의 흑색에 가까운 색으로 책색되고 주위는 청동색이 된다. 즉 아름다운 나무결 무늬 모양의 알루미늄판, 또는 압출형재가 된다.

이상과 같이 본 출원의 방법에 의하면 내식성, 내후성이 우수하고 더욱이 나무결 무늬가 나타나 있어서 종래의 단조로운 색조보다 장식성이 풍부한 알루미늄재가 쉽게 얻어진다.

이하 실시예에 의하여 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

알루미늄제 6063을 종래방법으로 전처리한다. 즉 피알루미늄재를 실온에서 20％ 초산(HNO₃) 중 10분간 침적 탈지하고 수세후 60℃의 6％ 가성소다 수용액중에서 5분간 침적하여 엣칭을 행한 후 이것을 수세하여 20％ 초산중 실온에서 1분간 침적한 후 알카리에 녹지않는 성분이 알루미늄 표면에 까맣게 묻어있는것을 산(초산, 유산등)에 용해시켜 제거하여 수세한다.

(제1공정) : 메타붕산소다 20°g/ℓ, 붕산 3g/ℓ의 혼합수용액 중에서 상기 전처리를 끝낸 후의 알루미늄재로 압출한 방향에 따라 수직으로 세로 길이 상태로 전극으로하여 50V 교류를 통전하여 20±2℃로 10분간 전해 처리를 한다.

(제2공정) : 수산 2.5％, 황산 0.15％, 알미늄 이온 0.2％를 포함한 수용액중에서 제1공정 완료 후의 알루미늄재를 상기와 같이 유지하여 이것을 양극으로하고 직류 65V에서 20분간 양극 산화처리를 행한다.

이러한 처리에 의해서 나무결 부분은 흑색에 가까운 청동색이 되고 주위의 부분은 담청동색(암미색)으로 발색된다.

이 알루미늄재를 아크릴계 수용성 열경화형 수지도료를 써서 침적도정한 후 건조 경화시키면 엷은 청동색 바탕에 짙은 청동색의 나무결 무늬 모양의 표면처리재가 만들어진다.

[실시예 2]

전기(실시예 1)의 (제1공정)을 완료한 피처리재를 다음에 기술하는대로 처리했다.

(제2공정) : 가성소다(NaOH) 39g/ℓ, 액은 50℃의 욕중에서 1분간 침적하여 탈막을 한다. 이것을 충분히 수세한 후 15중량％ 황산(H₂SO₄) 욕중에서 20℃로 탄소를 대극(對極)으로 하여 직류 17V, 30분간 양극산화 처리를하면 약 8μ의 산화피막이 생성된다. 다음에 이러한 피처리재를 황산니켈(NiSO₄) 25g/ℓ붕산(H₃BO₃) 30g/ℓ, 황산암모늄(NH₄)₂SO₄15g/ℓ로 된 혼합욕중에서 20로 하여 니켈판을 대극으로 교류 15, 10분간 전해 착색을 했다. 이러한 처리에 의하여 나무결 무늬 부분은 흑색으로 주위부분은 엷은 청동색으로 착색되었다. 이 알루미늄재를 아크릴계 수용성 열경화형 수지 도료를 써서 침적 도장한 후 소부경화시키면 나무결 무늬 모양이 나타난 표면 처리재가 만들어진다.

Claims (1)

1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로된 피처리재를 메타봉산 나트륨 (NaBO₂) 5-100g/ℓ붕산(H₃BO₃) 1-10g/ℓ의 혼합액중에서 온도 10-30℃로 교류 전압(E_AC) 30-70V로서 5-15분간 전해 처리를 하여 나무결 흔적을 갖인 바리아(Barrier)형 피막을 생성시키는 것을 제1공정으로 하고 제1공정후 피처리재를 교류전압(E_AC) 보다 높고

   

   보다 낮은 직류전압(E_DC)로 유기산을 주체로하는 전해액 중에서 발색 양극산화 피막을 생성시키든지 또는 제1공정후 피처리재를 한번 더 탈막하여 상법에 따라 황산 피막을 생성시켜 다시 금속 염전해 착색법에 따라 피막을 착색시키는 제2공정으로 된 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 나무결 모양을 형성하는 표면 처리방법.

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