KR960005792B1 - 난방용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기의 고내식성 표면처리 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

난방용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기의 고내식성 표면처리 방법

제1도는 코팅층의 개략구성 단면도.

제2도는 무공해 크로메이트 피막의 가열후의 표면조직(배율×50).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 소지 2 : 크로메이트 피막

3 : 도막 4 : 알루미늄

본 발명은 알루미늄 및 알루미늄 합금의 압출형재를 이용하여 난방용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기를 만드는 공법으로, 국내에는 압출형재를 절단, 용접, 태핑 가공한후, 표면을 샌드 페퍼로 사상작업을 한후 표면에 도장하는 공법을 이용하고 있다. 또한 한국 산업규격 KSD 6772와 KSB 6607에서는 내식성재료가 아닌 알루미늄 및 알루미늄합금 압출 형재의 부식방지를 위하여 알루미늄 양극 산화피막을 한후 도장을 하는 복합 피막을 규정하고 있다.

이러한 공법은 알루미늄 방열기 및 온수분배기에 사용하는 압출형재의 형상이 원형이나 사각형의 파이프 형태이기 때문에 알루미늄 양극산화 피막을 할 경우 제품의 외면에는 피막이 생성되나 내면에는 피막이 생성되지 않고, 피막이 형성된 외면도 용접, 절단, 가공시 피막이 파괴되기 때문에, 온수용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기의 사용시 용존산소와 불량한 용수로 인하여 안쪽으로부터 부식이 되어 구멍이 뚫려 버리는 경우가 빈번히 발생하고 있으며, 수명은 짧게는 2개월 길게는 2년을 넘기지 못하는 실정이다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여 크로메이트 피막처리를 적용하여 내식성 피막을 적용하는 방법을 발명하게 되었다.

일반적으로 크로메이트 피막처리는 공해를 발생시키기 때문에 기피하는 현상이 있으며 폐수처리가 완벽해야 하기 때문에 설치비가 고가이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 무공해 크로메이트 피막처리 방법을 개발하게 되었다.

또한 크로메이트 피막처리후에 내식성 피막을 형성시켜 외력에 대해 강한 피막을 얻는 것을 목적으로 연구하고 실험을 되풀이 한 결과, 방열기 및 온수분배기 내부에 흐르는 온수속에 철분 및 SiO₂와 같은 물질에 대해 크로메이트 피막의 크롬과 함께 이온화 경향에 의해 알루미늄 소자를 보호하는 원소로서 가격이 저렴한 알루미늄분말이 가장 유효하다는 것을 주목하고, 또한 내열성, 밀착성 및 내수성이 뛰어난 아크릴 베이스 수지를 첨가하는 것에 의해 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은 알루미늄 소자위에 폐수처리가 필요없는 크로메이트 피막처리한 후 크로메이트 피막에 알루미늄분말 및 아크릴 수지를 함유하는 내열도료를 소성도장한 것을 특징으로 하는 온수용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기의 표면처리 방법이다.

그리고 이미 알려진 미국특허 4830101호의 요지는 수지코팅은 단순한 유기물질 코팅으로 에어컨에 사용되므로 락카나 에나멜과 같은 저온 소성용 코팅기술로서 이때에는 본 발명과 같은 크로메이트 피막의 갈라짐 현상(70℃이상 열을 가할 때 발생됨)과 같은 기술에 의한 밀착성 향상을 이룰 수 없다. 또한 80℃ 이상의 고온수가 항상 흐르는 난방용 방열기 내부의 벽에는 내마모성이 우수해야하므로 단순한 유기물질 코팅으로는 10년이상 사용되어야 하는 난방용 방열기의 내부에는 절대적으로 사용될 수 없는 기술이다.

본 발명은 내마모성을 향상시키고 내식성을 향상시키기 위해 수지속에 미세한 알루미늄 분말을 혼입시키므로서 복합재료로서 내마모성 및 강도를 2배 이상 향상시키며, 전처리로서 건조될 당시에 발생된 잔존의 크롬이온이 알루미늄 분말과 반응하여 알루미늄 분말이 크로메이트 처리되어 내식성이 2배이상 증가되는 원리를 동시에 부여하기 위해 알루미늄 분말을 혼합하였다.

즉, 본 발명에 의하여 폐수처리가 필요없는 크로메이트 처리방법은, 크롬산과 불화물을 무게비로 5:1에서 5:2로 배합 혼합한후 상용으로 쓰는물에 0.3-5.0% 범위내로 희석하여, 상온에서 처리할 물품을 침적시켜 10초-20분 범위내의 시간동안 액속에서 잘 흔들어서 반응시킨 후, 물품을 상기 처리액으로부터 꺼내어 압축공기로 표면에 묻어 있는 상기 처리액을 털어낸후 60℃에서 5분이상 방치하여 건조시키면, 표면에 묻어 있는 미반응의 상기 처리액이 반응을 일으키고 외부와 내부의 피막이 완성된다.

완성된 크로메이트 피막위에 외부와 내부에 도장하는 내열도료는 알루미늄 분말과 아크릴계 고온 소성(150℃=180℃에서 소정)수지외에 신나를 첨가한 조성에서 된 도료가 적당하고 알루미늄 분말을 중량비로 2-30% 그리고 아크릴 수지는 중량비로 30-60%의 범위가 유효하다.

이하 발명의 요지를 실시예에 의하여 설명한다.

[실시예]

1은 알루미늄 소지, 2는 본 발명의 크로메이트 피막, 3은 본 발명의 내열 도막, 4는 알루미늄 분말로서, 본 발명에서 처리된 제품의 다년조직도는 제1도와 같다.

상기의 구성에서 명확히 알 수 있듯이 얇은 두께인 부드러운 크로메이트 피막(2)이 강하고, 내열성을 가지는 알루미늄분말(4) 및 아크릴수지를 포함하는 도막(3)에 의해 보호되고 있어 외력 및 열에 대해 강하고, 가열 외력에 의해서 크로메이트 피막(2)과 도막(3)이 깨어져 알루미늄 소지에 달하는 상처가 생기더라도, 도막(3)속의 순수 알루미늄(4)의 이온화 경향이 소지(1)의 알루미늄 합금재보다 커서 알루미늄소지(1)를 보호하고 내식성의 상당한 증가를 가져올 수 있다.

[비교예]

(시료1)알루미늄 소지에 사상을 하고 아크릴 수지 도장(20㎛)을 한 알루미늄 온수 분배기.

(시료2)-본 발명 방법의 실시예-알루미늄 소지에 무공해 크로메이트 처리를 한 후 아래성분의 내열도료를 구워서 도장(180℃/20분)한 알루미늄 온수분배기

(크로메이트 피막 두께 : 약 0.5㎛, 도막두께 : 20㎛)

[성분표]

상기 시료 1과 시료 2에 염수분무시험, 내염산시험 및 내알카리 시험의 결과는 다음과 같다.

1) 염수 분무 시험

시험시간 72시간 시료1은 알루미늄의 부식이 뚜렷하게 도막의 부풀음 등의 발생과 함께 나타나지만, 시료2는 168시간 후에도 전혀 이상이 없었다.

2) 내 염산 시험

5%정도의 염산 용액에 1시간 침적했다. 시료1은 기포가 발생하며 부식이 진행되는 것이 보였지만, 시료2는 변화가 없었다.

3) 내 알칼리 시험

3% 농도의 수산화 나트륨 용액이 1시간 침적했다. 시료 1은 피막이 부풀음과 가스발생이 있었지만, 시료 2는 약간의 도막 손상외에는 변화가 없었다.

앞에서 설명했듯이 본 발명에 의하면 알루미늄 소지는 크로메이트 피막과 아크릴 수지 및 알루미늄 분말의 3가지 내식수단에 의해 부호되고 있어 우수한 방청, 방식 효과를 하고, 폐수처리가 필요없는 침적 및 스프레이 방법에 의해 아주 밀폐된 용기 내에도 공기 구멍만 있으면 내식처리가 가능한 간단한 피막 처리방법이다. 특히 알루미늄 분말이 상당히 많은 양(2-30% 정도)을 함유하는 도장액에 의해 표면에 부착된 알루미늄 분말을 내열성 도막의 복합재료화에 의한 강도 증가로 내수성과 내식성을 극히 우수하게 하는 처리방법이다.

또한 내열 도막의 하지 처리로서의 크로메이트 피막은 고온소성되는 과정에서 미세한 균열을 발생시켜 도막과의 밀차성을 더욱 향상시키므로서 사상작업이 필요없는 극히 간단한 내식처리 공법이다.

내열도막을 제거시킨후 하지 크로메이트 피막의 표면을 50배의 배율로 조직을 촬영한 사진을 제2도에서 나타내었다.

Claims (1)

1. 알루미늄 및 알루미늄 합금 압출형재의 온수용방열기 및 난방용 온수분배기의 내부 및 외부를 크로메이트 처리를 한 후, 이 피막위에 알루미늄 분말 및 아크릴 수지를 함유한 내열도료를 소성도장한 기술에 있어서 크로메이트 처리시 크롬산과 불소를 함유한 화합물의 중량비를 5:1에서 5:2의 범위를 가지며, 수용액으로의 처리액에서의 크롬산과 불소를 함유한 혼합 약품의 농도가 0.3-5% 범위를 가지는 크로메이트 처리액에서 처리한 후 압축공기를 불어서 처리액을 건조시켜 크로메이트 처리를 완성함을 특징으로 하는 난방용 알루미늄 방열기 및 온수 분배기의 고내식성 표면처리방법.