KR100377025B1 - 플라스마중합 수단에 의한 금속 피착재의 내식코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스마 중합에 의한 금속피착제의 내식코팅을 하기 위한 방법에 관한 것으로 본 피착제는 선처리단계에서 기계적, 화학적 및/또는 전기화학적평활화가 되고 연이어서 섭씨 200 도이하의 온도와 10^-5 - 100mbar의 압력에서 플라스마에 노출시켜서, 제1단계로 저감된 플라스마에서 표면이 활성화되고, 제2단계로 적어도 하나의 탄화수소 또는 실리콘유기성형체를 포함하는 플라스마로부터 플라스마폴리머가 피착제 표면에 퇴적되는데, 이 탄화수소- 또는 실리콘유기성형재는 불소원자를 포함할 수 있고, 또 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 플라스마 분위기하에서 증발될 수 있으며, 그리고 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 산소, 질소 또는 유황을 옵션으로 함유한다.

Description

플라스마중합 수단에 의한 금속 피착재의 내식코팅방법{METHOD FOR CORROSION-RESISTANT COATING OF METAL SUBSTRATES BY MEANS OF PLASMA POLYMERIZATION}

본 발명은 플라스마중합에 의하여 금속피착재(기판)의 부식을 방지하기 위한 내식 코팅 방법에 관한 것이다. 본 방법은 특히 알루미늄과 알루미늄합금 기판의 내식 코팅에 적합하다.

중합을 위해 필요한 에너지를 공급하는 가스방전과정에 가스상태의 단량체 (monomer)를 첨가하여 중합반응을 일으키고, 코팅표면을 다양한 침식에서 보호할 수 있는 플라스마중합코팅에 대한 연구가 있어왔다. 비록, 이러한 연구가 많았던 것은 아니지만 나노메터(nanometer)범위에서 근소한 마이크로메터(micrometer)에 이르기까지 부착될 수 있는 박층(薄層)을 위한 중합체코팅의 경우에는 아직도 문제가 많다. 예컨대 합성수지(WO-A-8504601)제 광학기능요소에 대하여 스크래치(scratch) 보호층의 개발 외에도 이러한 층에 의하여 금속소재의 보호도 적절한 성과를 얻게 되었다. 하지만, 이러한 층도 부식으로 인한 자체침식을 장시간 견디지 못하므로 층의 표면이 갈라져 조각나는 현상이 나타난다.

알루미늄 소재에 관한 현재까지 이루어진 모든 연구결과를 보면 보통 도장방법과 유사하나 또한 대부분 양극산화에 의하여 형성된 산화 층을 사용한 접착전 표면처리와 유사한 접착매체로서 산화하면서 조종된 플라스마의 산화 층을 사용하였다. 일반적으로 이형물질의 적층에 의할 때 양호한 접착에 원하는 경계면의 활성화가 이루어진다. 여러 경우에 있어서 당해 결합은 전적으로 접착력에 의하여 취해진다. 그런데, 이러한 코팅 또는 접착 방식에는 확산 또는 삼투과정을 통하여 형성된 수증기에 의해 소재와 층의 결합력이 약화되어 표류현상 즉, 소재 표면 일부가 층으로부터 떨어져나와 떠다니는 현상이 발생하는데 이에 대해서는 경험에 의존한 약간의 안전조치밖에 가지고 있지 않다.

한편으로 플라스마중합의 한가지 방법에 의하면 가스상태인 유기분자에 플라스마를 작용시켜서 고체층의 우수한 유기적인 성질과 탁월한 특성을 발휘토록 하고 있다. 플라스마중합은 저압-플라스마과정의 그룹에 속하며 점차적으로 산업에 응용되고 있다. 본 기술에 대한 지대한 관심은 신속하며, 무접촉식 이고, 건조한 화학공정이며, 소재에 거의 부담을 주지 않는 코팅방법에 대한 장점으로 귀결될 것이다.

저온플라스마에 의하여 적층된 중합층은 이하에서 플라스마중합이라 칭하며 다음과 같은 특징을 가진다:

- 플라스마중합은 3차원적으로 고도로 망상화(cross-linked)되어 있으며, 불용성이며, 원천적으로 잠재적인 양호한 확산경계면되고, 거의 또는 전혀 부풀지 아니하는 성질을 가지고 있지 않다.

- 플라스마중합은 범용으로 제조된 중합에 비하여 고도의 망상과 열적, 기계적 화학적으로 비범할 정도로 안정하다.

- 당해 피막층은 대부분의 피착체에 고밀도로 접착성이 양호하며 미세기공이 없다.

- 당해 피막층은 대부분 무정형영역(無結晶領域)(amorphous)의 조직으로 평활한 피착재를 닮은 표면을 가진다.

- 피막층은 매우 얇으며 층두께는 100nm 정도 내지 10nm 정도에 불과하다.

- 과정온도는 낮으며 실온에서 약 100℃ , 특히 약 60℃ 정도에 이른다.

한편 현재까지 금속피착재 특히 알루미늄소재로 된 금속피착재로 플라스마중합에 의한 내식층의 피막처리방법에 대하여는 공지되어 있지 않다.

소재 AlMgSi0,5로 된 리브(rib)붙임관(tube)은 연소보일러에서 다방면으로 사용된다. 이러한 리브붙임관은 허용된 가스성분에 대한 극단의 경우에 한계범위에서 항상 충분한 내식성을 제공하지 못하고 있다.

부식물의 형성으로 리브붙임관 부위의 가스 측에 장애가 발생하여 가스가 누출되고 이러한 상태가 계속되면 연소가스측에 열교환면적이 감소하는 현상이 발생한다.

선행기술인 종래의 내식 조치수단으로는 다양한 부식의 원인들을 파악하기 힘들다. 또한, 인산염피막처리나 또는 크롬도금 등은 주위에 연속적인 중금속이온방사를 조건으로 하므로 향후 예상되는 엄격한 하수처리법규 때문에 사용하기가 힘들다.

도장방식도 역시 대안으로서 적합치가 않다. 표면보호수단으로서 도장은 상기의 좁은 범위 내에서만 허용이 가능한 열전도에 영향을 미치게 된다. 또한 종래의 도장코팅에 의하면 수증기의 확산에 의해 보호막의 표류가 발생한다. 금속표면이 연속적으로 응축되면 이로 인하여 유리되고 국부부식의 한 유형으로 알려진 부식과정 촉진의 원인이 된다.

열교환기용의 이러한 리브붙임관에 대한 피막처리는 플라스마중합을 이용하면 소기의 목적을 달성할 수 있을 것이다. 하지만 이에 관한 연구는 내식 피막층까지는 이르지 못하였다. 일반적으로 플라스마중합은 금속표면에 견고하게 접착이 안되고 피막층의 다소간에 급속도의 표류에 의해 곧 박리(剝離) 되어버리게 된다.

DE-A-4216999에 의하면 은의 표면처리방법이 공지되어 있는 데 이에 의하면 표면은 일차적으로 부식하는 플라스마로 처리되고, 이어서 표면에 플라스마중합으로 피막이 입혀진다. 그래서 먼저 결합층이 형성되고, 그 위에 투과를 저지하는 표면층이 형성되고, 끝으로는 기밀층이 생성된다. 에틸렌(ethylene)과 비닐트리메칠실란(vinyltrmethylsilan)이 결합층을 위하여 사용되고, 투과 저지층을 위하여서는 에틸렌을, 기밀층을 위해서는 플라스마 모노머로서 산소와 결합하는 헥사메칠디질옥산(hexamethyldisiloxan)이 사용된다. 이 때 플라스마를 형성하고 있는 모노머들간의 연속적인 전환이 이루어진다. 당해 피막층은 또한 긁히지 않으며 오염을 방지하는 양호한 보호막을 형성하지만, 세척제로 제거될 수 있게 할 수 도 있다. 그러나 알루미늄피착재에는 내식성을 가지는 막을 형성할 수가 없었다.

요약컨대 금속소재 특히 알루미늄소재가 플라스마중합에 의하여 지속적으로 내식성을 가지도록 코팅하는 방법이 요망되고 있다.

이러한 목표는 서두에 언급한 유형의 한가지 방법에 의하여 이룰 수 있는 바 피착재는 기계적, 화학적 및/또는 전기 화학적인 평활을 위한 선처리단계를 거친 다음 연이어 섭씨 200 도이하의 온도와 10^-5내지 100 mbar에서 플라스마가 생성되며 저감하고 있는 플라스마의 제1단계에서 표면이 활성화되고 제2단계에서 적어도 경우에 따라서 산소, 질소 또는 유황을 포함하고 있는 불소를 함유할 수 있는 플라스마 분위기 하에 증발 가능한 탄화수소- 또는 실리콘유기성형재(compound)을 포함하는 플라스마로부터 플라스마중합이 퇴적된다.코팅할 금속피착재를 플라스마처리로 평활선처리작업을 결합하면 금속표면상에 피착불량에 대한 당해 문제가 해결될 수 있음을 예상외로 발견하게 되었다. 동시에 플라스마처리는 2단계로 구성되는 데, 제1단계는 표면을 부식하기 위하여 표면에 작용하는 저감플라스마에 의한 표면처리 단계이고, 제2단계에서의 플라스마 처리된 금속 피착재의 표면에 직접 실제적인 코팅이 되는 단계이다.

특히 금속피착재표면의 평활화 선처리는 기계적, 화학적 또는 전기 화학적 수단에 의하여 가능하다. 특히 유리한 것은 기계적 및 화학적인 평활화 처리의 결합이다. 기계적 및/또는 화학적인 평활화처리 후 금속피착재가 허용할 때는 어느 경우에나 전기 화학적인 평활화 단계로 이어진다. 전기폴리싱(광내기)(electropolishing)은 예컨대 리브붙임관의 경우 물리적/기술적인 이유로 표면처리에는 부적합하다. 여기에서 화학적인 방법이란 산 또는 알칼리세정과 같은 것을 가리킨다. DE-C-4039 479에의하면 세척, 브러싱(brushing), 블라시팅(blasting) 또는 이와 동등한 방법에 의하여 표면의 기계적인 연마와 더불어 세정의 결합으로 사용할 수 있으며, 특히 당해 소재는 세정제 및 부식작용을 하는 미립자를 포함하는 액체분사에 의하여 충격을 받도록 한다.

표면의 평활화를 위하여 사용된 세정방법에는 화학적 공정이 있는 데, 이에 의하면 활동성 화학제품에 의하여 특히 산화층, 부식층 및 스케일(scale)층을 그때그때 금속표면에서 제거할 수 있다. 세정액에는 대부분 카버층은 물론이고 금속 그 자체까지도 공격하는 산(酸)류가 있다. 세정은 결코 별도의 공정이 아니고 오히려 다양한화학적 물리적인 과정들이 병행 또는 연이어서 진행된다. 당해 공정들은 자주 전기 화학적인 성격으로 금속산화물과 금속표면사이에서 국부요소가 형성된다.

전기폴리싱은 금속표면의 평활화를 위한 한가지 방법으로서 돌출부와 버(burr)를 전기적으로 제거한다.

특히 알루미늄의 경우에 있어서 표면조도의 균일화를 위한 화학적 평활세정은 널리 개발되어 있다. 근본적으로 이는 전기폴리싱보다 큰 의미를 가지고 있다. 알루미늄에 대한 일련의 화학적인 평활세정제들이 있다.

대부분의 화학적인 평활화용액은 인산기로 되어 있다. 질산을 첨가하면 표면에 광택을 내는 작용을 하며 그 품질도 향상시켜준다. 황산을 첨가하면 금속융해를 가속화시켜서 균일화를 개선시킨다. 기타 첨가제들은 금속부식속도를 고양시킬 수 있어서 수조의 수명을 연장시킬 수 있다.

세정, 평활세정 또한 기계적인 표면처리방법과 결부된 세정의 실시는 일양성과 처리속도를 적절하게 촉진시켜준다. DE-C-40 39 479에 기재되어 있는 바와 같은 평활화를 위한 기계적 및 화학적인 방법을 복합한 표면처리방법은 특히 발명에서 유용하게 사용된다.

알루미늄 및 그의 합금의 아모르퍼스(무정형영역)특성으로 인하여 거기에서도 또한 세정 또는 세척을 위하여 알칼리용액이 사용될 수 있다.

일반적으로 평활처리에 의하여 표면조도는 350nm이하의 조사된 평균조도, 그 중에서도 특히 250nm에 이를 정도로 매끈하게 된다. 전기폴리싱 특히 기계적/화학적 평활화 후에 행하는 전기폴리싱은 100nm이하의 조사된 평균조도에 이를 수 있다. 하지만, 이러한 종류와 방법에 의하여 이루어진 표면이 플라스마중합을 행하는 데 있어서 여전히 최적으로 적합하다고는 불수는 없다. 기계적/화학적 및 /또는 전기화학적평활화에이어 플라스마중합을 과하면 이는 부식분위기에서 소요 수명을 제시하지 못한다. 그래서 추가적인 평활화 공정으로 저감 조정된 플라스마 처리 특히 수소플라스마처리가 있다. 이러한 플라스마처리는 온도가 200℃ 이하이고 압력이 100mbar 이하, 특히 ≤100℃ 및 ≤10mbar에서 행하여진다. 플라스마캐리어(plasma carrier)로서의 수소는 기타 가스의 혼용 특히 탄화수소 및 그 중에서도 특히 후에 기술하는 산소, 질소 또는 아르곤과 같은 불포화탄화수소의 혼용이 가능하며 이에 대하여 유의 할 점은 저감성이 유지되어야 한다는 것이다.이러한 플라스마처리의 결과로 활성화된 표면을 달성하게 된다. 저감분위기에서 아마도 알루미늄산화층/또는 표면에 인접한 알루미늄수산화물이 감소되어서, 후에 행할 플라스마중합의 반응결합에 대한 부착점이 금속표면에 생긴다. 기타 부수 효과는 표면이 플라스마처리에 의하여 더욱 더 매끈해 진다.

플라스마로 처리된 표면에 플라스마중합체가 퇴적(deposit)된다. 바람직하기로는 우선 더욱 더 저감된 분위기에서 플라스마중합체가 퇴적된다. 이러한 플라스마중합체의 주요성분으로는 탄화수소 및/또는 실리콘유기성형체가 있고, 이것은 산소, 질소 또는 유황원자를 포함 할 수 있으며, 이러한 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 플라스마코팅실내 온도와 압력 조건 하에서 증발할 수 있는 비등점을 가지고 있다. 우선적으로 이를 위하여 알케인(alkane), 알켄(alkene), 방향성 탄화수소, 시란(silane), 시리산류(siloxane), 아미노시란(silazane) 및 시라치안(silothinae) 특히 시리산류(siloxane)가 적당할 것으로 고려된다. 그 중에서도 특히헥사메칠디질옥산(hexamethyldisiloxan)과 헥사메칠씨크로트리시리옥산 (hexamethylcycotrisiloxan)이 사용된다. 다른 콤파운드(compound)는 또한 헥사메출디질아타안 (hexamethyldisilathian)과 같은 헥사메칠디시라잔 (hexamethyldisilazan)과 헥사메칠씨크로트리시라잔 (hexamethylcyclotrisilazan)이다. 부분적으로 또는 전부가 불화유도체와 같은 이러한 콤파운드와 이러한 콤파운드의 혼합물의 보다 상위의 계류도 사용 가능하다.

실리콘유기단량체(모노머)로 된 플라스마중합을 조성하기 위한 Co-단량체로서 탄화수소 특히 올레핀(olefine) 예컨대 에칠렌(ethylene), 프로피렌(propylene) 및 씨크로헥산(cyclohexane), 시란(silane), 특히 비닐함유 실리콘유기콤파운드 특히 비닐트리메칠티시리아잔(vinyltrimehtylsiiazan)이 동시에 Co-모노머로 사용 가능하다. 이러한 불포화 모노머들은 O-, N- 또는 S-원자함유 실리콘유기콤파운드는 고정 또는 변화부분으로 혼합이 가능하며, 단계적인 혼합이 적당하다. 예컨대 플라스마중합의 단계적인 구성에 있어서 우선 전적으로 또는 압도적으로 실리콘유기콤파운드로 구성된 다음 연이어 탄화수소가 혼합되는 금속표면상의 전이층(轉移層)의 구성이 가능하다.

역순의 방법도 동시에 가능하다. 이러한 종류 및 방법으로 플라스마중합코팅의 특성은 후에 금속피착재에 대한 최적의 접착 및 /또는 부식 피착재에 대한 최적의 내구성을 부여한다. 이러한 방식이 예컨대 DE-A-42 16 999에 공지되어 있다.

본 발명은 플라스마 중합에 의한 금속피착제의 내식코팅을 하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 피착제는 선처리단계에서 기계적, 화학적 및/또는 전기화학적평활화가(매끄럽게함)(smoothing)되고, 연이어서 섭씨 200 도이하의 온도와 0.000001(10^-5) - 100 mbar의 압력에서 플라스마에 노출되어, 제1단계에서 저감되는 플라스마 내에서 표면이 활성화되며, 제2단계에서는 적어도 경우에 따라서는 산소, 질소 또는 유황을 함유하는 플라스마분위기에서 증발가능한 불소를 포함할 수 있는 탄화수소 또는 규소-유기성형재(콤파운드)(compound)를 포함하고 있는 플라스마로부터 플라스마중합체(plasma polymer)가 기판의 표면에 데포지션된다. 이때 플라스마는 적어도 하나의 탄화수소 또는 실리콘유기성형재 (compound)를 포함하는데, 이 탄화수소- 또는 실리콘유기성형재는 불소원자를 포함할 수 있고, 또 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 플라스마 분위기 하에서 증발될 수 있으며, 그리고 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 산소, 질소 또는 유황을 옵션으로 함유한다.

플라스마중합에 있어서 플라스마 및 플라스마중합체의 특성에 영향을 주기 위하여 모노머에 추가로 다른 가스 예컨대 산소, 질소 또는 아르곤과 같은 가스의 사용이 가능하다.

플라스마중합은 일반적으로 온도가 섭씨 200 도 이하, 특히 100 도 이하, 그 중에서도 특히 약 60 도 이하에서 이루어진다. 플라스마코팅실내 압력은 일반적으로 ≤10mbar이다.

금속피착재에 플라스마중합에 의하여 형성된 층은 적당한 두께 100nm 내지 10μm이다. 그러나 또한 특수한 목적을 위하여 층두께를 100nm이하로 생성할 수도 있다.

달리 처리된 플라스마중합 코팅을 포함하는 다른 코팅들에 비하여, 본 발명에 따르는 표면의 평활화는 세정에 의하여 이루어지며, 그의 효과는 중첩 경량의 기계적인 성분으로 증대되어서 균일하게 된다. 이에 따라서 피착재의 중합층의 기계적인 부착성은 작아지지 아니하고 오히려 노출된 내식 금속표면의 자유원자가에 앞서 행한 화학적인 접착이 된다. 일반적으로 비조직화된 금속표면상에서의 거의 투명한 최적에 상당하는 표면에 도달한다. 특히 코팅은 그의 두께로부터 더 이상 거친 금속표면의 표면조직내로 "잠기지" 않고 균일하고 평탄한 층을 형성하게 된다.

선행기술의 표면에 비하여 수배로 제고된 부식보호작용이 발명에 따라서 달성되었다.

장기간의 내식성의 또 다른 제고는 진공 내에서 증발 가능한 부식억제제의 형성에 의하여 특히 플라스마중합체의 최하위층에서 이루어진다. 재래식 결과에 대하여 이러한 부식억제제가 직접 피착재표면에 도포되는 것은 중요하지 않다. 환언하면 부착면에 직접 도포되면 이것이 이로 인하여 약화된다. 오히려 특히 전도능력을 가진 중합체와 결부되어 있는 퇴적효과를 얻게 된다. 적당한 이러한 중합체로는 예컨대 진공에서 약간의 증발압력을 갖거나 또는 미세분산형태로 중량-% 0,1내지 1%로 플라스마중합체로 유입될 수 있는 폴리아닐린(polyaniline)들이다.

알루미늄소재의 적용이외에도 명시된 기술은 기타 금속소재 특히 표면산화층을 형성하려는 경향이 있는 금속소재류에 적용이 가능하다.

발명에 따르는 방법은 나아가서 추가로 금속피착재에 플라스마중합체를 초벌코팅 한 후에 연이어 추가 코팅으로 보완하도록 하는 적용이 가능하다. 이에 의해 고밀도의 층두께로서 다목적 코팅이 이루어지는 데 이는 마모응력에 대하여 충분한 층두께를 가지고 있다. 특히 이에 대하여 적합한 것은 Ormocere이다. Ormocere의 코팅은 그의 조직구성에 달려 있다. 고망상의 플라스마중합코팅과의 유사성은 진공 내에서 비교적 느린 코팅 과정 없이도 이루어 질 수 있다는 것이다. 이 경우 대표적인 층두께는 1내지 100nm범위이다. 결합에 의하여 플라스마중합에 의한 코팅 단독에서와 유사한 양호한 부식특성을 달성할 수 있다.

본 발명에 따르는 방법은 특히 알루미늄소재코팅을 위하여 적합하며 달성된 내식성 특히 열교환기로서의 사용 및 보일러열교환기의 리브붙임관의 제작에 적합하다.

시편으로서는 소재 AlMgSi0,5으로부터 사각시편을 사용하였다. 본 시편은 우선 다단계의 세척과정을 거쳐서 오일이나 지방과 같은 이물질을 제거하였으며 판의 표면을 동시에 세정(에칭)- 및 전기폴리싱방법으로 처리하였다.

본 시편은 우선 PH-중성세제용액속에 브러시에 의하여 기계적으로 세척한 다음 헹궈내고 초음파수조 내 다시 용성세제속에서 30분간 온도 t = 70℃로 처리하였다. 흐르는 물로 재차 세척 후 건공기로 건조시킨 다음 초음파수조 내에서 아세톤으로 최대한 탈지한 다음 다시 건공기로 건조하였다.

연이어서 물가중치가 46,0이고 농축황산가중치가 50,0이며 액산가중치가 4,0인 산처리에서 실온하에 120초동안 산처리한다. 물과 에탄올(ethanol)로 세척 후에 소재 피스를 그 다음 전기 화학적으로 폴리싱하였다. 전해액으로는 78ml 70 내지 72% 염산, 120ml 증류수 700ml 에타놀 및 100ml 부칠그리콜의 혼합액을 사용하였다. 전기폴리싱은 전해액의 온도가 -15 내지 +8 ℃인 때 180s (초)의 시간에 걸쳐서 폴리싱전류 5내지 18A/dm²와 폴리싱전압 19내지 11V에서 실시하였다.

전기폴리싱을 한 연후에 직접 시편을 물에서 헹구고 초음파수조의 물에서 10분간 처리한다. 끝으로 뜨거운 공기로 건조시켰다.

표면평활화 이전에 소재는 평균조도가 0,570μm (5개소 측정평균치)인 무광택표면이었다. 전기폴리싱한 후 평균조도가 100nm이하가 되었다. 표면은 고도로 광택을 내었다.

플라스마처리는 일반적인 플라스마중합장치로 행하였으며 진공용기내로 모노머(단량체)가스를 유입시키고 플라스마조성을 위하여 고주파교류 및 /또는 마이크로파에너지로 여기시켰다.

플라스마처리 제1단계에서 온도 60 ℃ 및 50mbar의 수소플라스마에 120 초 동안 알루미늄소재를 노출시켰다. 수소는 10mbar 압력에서 헥사메칠디실옥산 (hexametyldisiloxan)의 공급에 의하여 연속적으로 대체되었다. 유량은 5000ml/min, 출력은 최대 5KW에 이르렀다. 데포지션(퇴적)된 피막 두께는 500nm가 되었다.

본 실시 예는 더 나아가서 플라스마중합에 있어서 우선 단량체로서 에칠렌의 플라스마중합체를 금속표면으로 도포하였고, 에칠렌이 완전히 대체될 때까지 헥사메칠디실옥산(hexamethyldisiloxan)양을 증가시켜 혼합시켰다.

추가적인 실험에서는 첨가가스로서 산소와 질소를 단량체와 혼합시켰다.

모든 이러한 방법에서 알루미늄판 표면상에 고내식성의 얇고 투명한 층이 퇴적이 되어서 그의 고광택특성을 유지하였다.

전자현미경으로 확인한 결과를 보면 플라스마중합층은 금속표면에 양호한 접착성을 가지고 있었다. 플라스마중합층은 비정질(非晶性)이었고, 실제 불량이 없으며, 즉 여하한 기공(氣孔)이나 이물질(異物質)이 존재하지 아니하였다.

이와 같이 코팅된 알루미늄판의 부식상태를 실온과 60 내지 70 ℃ 에서 25% 황산으로 실시하였고, 도한 실온에서 20%질산으로 시험하였다. 모든 시편들을 장시간에 걸쳐서 행한 시험결과 내식성의 존재를 입증하였다. 코팅내로 여하한 시액의 침투 현상이나 또는 유동성에 의한 여하한 코팅의 표류가 전혀 없었다. 박리(剝離)현상을 전혀 볼 수 없었다.

본 발명에 따라 코팅한 알루미늄판은 연소보일러의 열교환기내의 같은 분위기 350℃에서 절대적인 내구성을 가지고 있음이 판명되고 있다. 또한 표면장력의 저하를 나타내고 있으므로 광물성 화합물 예컨대 관석(罐石)의 형태가 거의 없는 것으로 되어 있다. 저감된 표면장력 또한 예컨대 해수에 노출되어 있는 소재의 경우 생물들의 퇴적으로부터 이를 보호한다.

Claims (19)

1. 플라스마중합에 의한 금속 피착재의 내식코팅방법에 있어서,

   피착재는 기계적, 화학적 및/또는 전기 화학적인 평활화 처리되고,

   연이어 온도가 섭씨 200 도 이하이고 압력 10^-5내지 100 mbar에서의 플라스마에 노출시키어서, 제1단계로 저감된 플라스마에서 표면이 활성화되고, 제2단계로 적어도 하나의 탄화수소 또는 실리콘유기성형체를 포함하는 플라스마로부터 플라스마폴리머가 피착제 표면에 퇴적되는데, 이 탄화수소- 또는 실리콘유기성형재는 불소원자를 포함할 수 있고, 또 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 플라스마 분위기 하에서 증발될 수 있으며, 그리고 이 탄화수소 또는 실리콘유기성형체는 산소, 질소 또는 유황을 옵션으로 함유하는 것이 특징인 플라스마중합에 의한 금속 피착재의 내식코팅방법.
2. 제1항에 있어서, 금속피착재는 알루미늄 또는 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 금속피착재는 기계적 표면처리와 세정처리의 결합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 금속피착재는 전기 화학적으로 폴리싱하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 2항에 있어서, 표면처리후의 금속피착재의 알려진 조도는 350nm이하인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마처리는 온도가 ≤100℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마처리의 제1단계에서 표면은 압력 ≤100mbar에서 수소플라스마로 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마처리의 제2단계에서 실리콘유기콤파운드는 시리옥산(silioxan), 시로옥산(siloxan) 또는 시로티안(silothian)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 시로옥산(siloxan)은, 특히 헥사메칠디실옥산 (hexamethyldisiloxan) 또는 헥사메칠씨크로트리실옥산 (hexamethylcyclotrisilioxan)이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마는 탄화수소 특히 올리핀(olefine)을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 탄화수소는 에칠렌(ethylene), 프로필렌(propylene) 또는 씨크로헥산(cyclohexane)인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 또는 2항에 있어서, 제2의 플라스마처리단계에서 퇴적은 우선적으로 저감된 조건하에서 압력이 ≤10mbar에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 2항에 있어서, 산소, 질소 및 /또는 희(稀)개스류가 플라스마에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 또는 2항에 있어서, 코팅되는 플라스마중합층 두께는 100nm 내지 1μm으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마중합체로 부식억제제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 부식억제제는 0,1 내지 1중량-%의 폴리아닐린(polyaniline)인 것을 특징으로 하는 방법
17. 제1항 또는 2항에 있어서, 플라스마 코팅된 금속피착재는 추가로 어떤 코팅이 되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 상기 제 청구항 중의 어느 한 항에 따르는 방법을 알루미늄-열교환기, 특히 리브붙임관형에 적용하는 것을 특징으로 하는 이용 방법.
19. 상기 1항 내지 17항 중의 어느 한 항에 따르는 방법을 적용하여 얻어지는 내식 코팅이 된 금속 기판