아노다이징 봉공 처리 공정

최종 업데이트 2026년 03월 16일

아노다이징 알루미늄의 의미

아노다이징 알루미늄은 아노다이징 공정을 통해 알루미늄 표면에 산화 피막을 형성하는 것을 의미합니다. 이 산화 피막은 알루미늄의 내식성을 향상시킬 뿐만 아니라 내마모성을 개선하고 착색과 같은 추가적인 표면 처리를 가능하게 합니다.

아노다이징 알루미늄 판

아노다이징 알루미늄은 봉공 처리가 필요한가?

알루미늄의 아노다이징 공정 중 형성된 산화 피막은 다공성 구조를 가지며, 기공률은 5%에서 30% 사이입니다.

봉공 처리가 되지 않은 아노다이징 알루미늄은 산화 피막의 기공이 아직 닫히지 않았음을 의미합니다. 이러한 기공은 염료가 침투하여 착색을 가능하게 하는 등 일부 응용 분야에는 도움이 되지만 여러 문제도 야기합니다.

내식성 저하: 기공의 존재로 인해 수분과 오염 물질이 알루미늄 표면에 침투하여 부식을 일으킬 수 있습니다.
내마모성 저하: 기공 내의 오염 물질은 마모 과정을 가속화시키고 알루미늄의 내마모성을 감소시킵니다.
외관 손상: 기공에 먼지와 염료가 쌓여 표면이 어두워지거나 변색되어 외관에 영향을 미칠 수 있습니다.
화학적 흡착: 기공은 환경의 화학 물질을 흡착할 수 있으며, 이는 알루미늄의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
기계적 특성 저하: 기공의 존재는 산화 피막의 강도와 강성을 감소시켜 기계적 특성에 영향을 미칩니다.

따라서 봉공 처리가 되지 않은 아노다이징 알루미늄은 장기적인 안정성과 미관을 보장하기 위해 추가적인 보호 조치가 필요합니다.

봉공 처리되지 않은 아노다이징 알루미늄이 가져오는 불확실성을 피하기 위해 피막층의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 봉공 처리가 특히 중요합니다.

아노다이징 피막 구조도

봉공 처리 방법 개요

열수 봉공: 고온의 물 처리를 통해 산화 피막이 물과 반응하여 수화 알루미늄 산화물(베마이트)을 형성하고, 부피가 팽창하여 기공을 닫습니다.

증기 봉공: 증기 처리를 통해 산화 피막이 증기와 반응하여 수화 알루미늄 산화물(베마이트)을 형성합니다.

금속염 봉공: 가열 조건에서 무기염 수용액을 사용하여 수화 및 염 가수분해 생성물을 통해 기공을 채워 봉공 처리를 합니다.

유기 코팅 봉공: 투명 도료, 수지 등과 같은 유기 코팅을 사용하여 봉공 처리하며 우수한 내마모성, 내식성 및 장식적 특성을 제공합니다.

다음으로 각 방법에 대해 자세히 논의하겠습니다.

열수 봉공 (HWS)

열수 봉공은 아노다이징 알루미늄을 뜨거운 물과 반응시켜 산화 알루미늄을 수화 알루미늄 산화물(베마이트)로 변환함으로써 기공을 밀봉하는 방법입니다.

열수 봉공의 기본 원리는 산화 피막을 고온의 물에 접촉시켜 수화 알루미늄 산화물(베마이트)을 생성하는 것이며, 이는 부피가 팽창하여 기공을 막아줍니다.

반응식은 다음과 같습니다:

Al₂O₃ + nH₂O → Al₂O₃·nH₂O

여기서 n은 1 또는 3이 될 수 있습니다. n=1일 때 생성된 일수화 알루미늄 산화물(베마이트)의 부피는 약 33% 증가합니다. n=3일 때 삼수화 알루미늄 산화물(베마이트)의 부피는 거의 100% 증가합니다. 이러한 상당한 부피 증가로 인해 막의 기공이 효과적으로 밀봉됩니다.

실행 세부 사항:

매질: 뜨거운 물
온도: 열수 봉공은 95°C 이상이어야 합니다.
시간: 열수 봉공은 20-40분 소요됩니다.
수질 요구 사항: 불순물이 피막층의 성능에 영향을 미치지 않도록 탈이온수 또는 증류수를 사용합니다.
특징: 열수 봉공 장비는 간단하고 조작하기 쉬우며 비용이 저렴합니다.

증기 봉공

증기 봉공의 원리는 열수 봉공과 유사합니다. 이는 아노다이징 알루미늄 판을 증기와 반응시켜 아노다이징 알루미늄을 수화 알루미늄 산화물(베마이트)로 변환하여 기공을 막는 방법입니다.

매질: 증기
온도: 증기 봉공 온도는 약 100-115°C입니다.
시간: 증기 봉공은 20-30분 소요됩니다.
특징: 증기 봉공은 품질이 더 우수하고 착색된 피막의 색상이 쉽게 빠지지 않지만, 증기 봉공 장비는 복잡하고 비용이 많이 듭니다.

금속염 봉공 (MSS)

금속염 봉공(MSS)은 아노다이징 알루미늄을 가열된 금속염 용액에 담그고 수화 및 염 가수분해 생성물로 기공을 채워 봉공 효과를 얻습니다. 일반적으로 사용되는 금속염에는 중크롬산염, 몰리브덴산염, 규산염 등이 있습니다.

중크롬산염 봉공

중크롬산염 봉공은 중크롬산염 수용액으로 처리하여 아노다이징 알루미늄 표면의 기공을 밀봉하는 공정입니다.

원리: 알루미나가 중크롬산염과 반응하여 수화 알루미늄 산화물(베마이트) 및 크롬산 알루미늄을 형성하고, 이들이 기공을 막습니다.
반응식: 2Al₂O₃ + 3K₂Cr₂O₇ + 5H₂O → 2Al(OH)₃CrO₄ + 2Al(OH)₃Cr₂O₇ + 6KOH
특징: 내식성을 향상시키지만 피막을 옅은 노란색으로 만들기 때문에 높은 장식성이 요구되는 제품에는 적합하지 않습니다.

가수분해 염 봉공

가수분해 염 봉공은 아노다이징 알루미늄, 특히 염색 후의 아노다이징 피막을 위한 봉공 기술입니다.

중성 용액에서 가열하여 가수분해성 금속염(예: 황산 니켈 또는 아세트산 니켈)을 사용하여 산화 피막의 기공 내에 수산화물 침전을 형성함으로써 기공을 효과적으로 채우고 봉공합니다.

원리: 황산 니켈과 같은 약중성 염 수용액을 사용하여 막 기공 내에서 가수분해하여 수산화 니켈 및 기타 침전물을 생성하여 기공을 채웁니다.
반응식: NiSO₄ + 2H₂O → Ni(OH)₂·H₂O + H₂SO₄
특징: 피막층의 색상에 영향을 미치지 않고 장식용 피막에 적합하며 염료의 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

상온 봉공 처리 (콜드 씰링)

아노다이징의 상온 봉공 처리는 실온에서 수행되는 봉공 처리 방법입니다. 구체적으로, 봉공제가 포함된 탈이온수에 아노다이징 피막을 넣어 처리하는 것입니다.

상온 봉공 기술은 수화 반응에 의해 생성된 베마이트의 부피 팽창에 의존하기보다는 산화 피막의 미세 기공에 충전재를 침적시켜 주로 봉공을 달성합니다.

이 방법은 일반적으로 20-25℃의 실온에서 수행됩니다. 기존의 끓는 물 봉공과 비교하여 상온 봉공은 에너지와 시간을 절약할 수 있습니다.

원리: 실온 또는 실온보다 약간 높은 온도에서 니켈 및 코발트와 같은 금속염이 포함된 봉공액을 사용하여 금속 이온의 수화 및 가수분해를 통해 수산화물을 생성하여 기공을 막습니다.
특징: 친화적인 작업 환경, 낮은 에너지 소비, 낮은 환경 오염으로 다양한 알루미늄 및 알루미늄 합금 제품에 적합합니다.

유기 코팅 봉공

유기 코팅 봉공은 알루미늄 및 알루미늄 합금 표면에 투명 도료, 수지 등과 같은 유기 코팅을 도포하여 치밀한 도막을 형성함으로써 봉공 및 장식 효과를 달성합니다.