KR100421556B1 - 아연 전기 도금용 첨가제 - Google Patents

아연 전기 도금용 첨가제 Download PDF

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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

저전류 밀도 부분 및 고전류 밀도 부분에서 균일한 광택을 수득할 수 있는 아연 전기 도금용 첨가제 및 첨가제를 포함하는 아연 전기 도금 용액이 개시된다. 아연 전기 도금용 첨가제는 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함한다. 아연 전기 도금 용액은 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함하는 첨가제, 및 아연 약 15 내지 약 45 g/ℓ, 시안화나트륨 약 30 내지 약 90 g/ℓ 및 수산화나트륨 약 60 내지 약 100 g/ℓ을 포함하는 혼합 수용액을 포함한다. 본 발명에 따른 첨가제 또는 도금 용액을 이용하여 아연 전기 도금을 수행하면 저전류 밀도 부분뿐만 아니라 고전류 밀도 부분에서도 균일한 광택을 수득할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 첨가제 또는 도금 용액을 이용하여 아연 전기 도금을 수행하여 수득한 도금층은 후처리 공정이 용이하다. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염은 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염에 의하여 도금 용액 내에서 균일하게 분산된다.

Description

아연 전기 도금용 첨가제{ADDITIVE FOR ZINC ELECTROPLATING}
본 발명은 아연 전기 도금용 첨가제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저전류 밀도 부분 및 고전류 밀도 부분에서 균일한 광택을 수득할 수 있는 아연 전기 도금용 첨가제에 관한 것이다.
표면처리 제품 중에서 아연 전기 도금 제품은 경제성, 도금기술의 안정성 등이 우수하여 건축자재, 자동차 부품 및 가전 제품 등의 소재로 널리 사용되고 있다. 특히 자동차 부품이나 가전 제품에 사용되는 아연 전기 도금 제품은 저전류 밀도 부분에서 양호한 도금이 이루어져야 한다. 또한 그 형상이 복잡한 경우에는 전기 도금 제품의 모서리 또는 코너 등과 같은 고전류 밀도 부분에서도 타는 현상이 없이 균일한 도금이 이루어져야 한다.
상기 아연 전기 도금에 사용되는 전기 도금 용액으로는 염화물을 사용하는 산성계 도금 용액, 시안화물 사용하는 시안화물계 도금 용액, 시안화물을 사용하지 않는 진케이트 및 알칼리 도금 용액을 들 수 있다. 상기 시안화물의 대표적인 예로는 시안화나트륨을 들 수 있다.
염화물을 포함하는 산성계 도금 용액을 사용하여 아연 전기 도금을 수행할 경우, 도금의 전류 효율은 우수하나, 저전류 밀도 부분에서의 도금 상태가 시안화물계 도금 용액을 사용하는 경우에 비해 불량하다. 또한 도금 장비가 부식되는 단점이 있다.
시안화물을 포함하는 시안화물계 도금 용액을 사용하여 아연 전기 도금을 수행할 경우에는, 산성계 도금 용액을 사용하는 경우에 비하여 도금의 전류 효율이 낮고, 도금 용액의 취급에 유의하여야 하는 단점이 있다. 그러나 저전류 밀도 부분에서 도금 상태가 우수하며, 도금 장비가 부식될 위험이 없고, 도금 전처리가 산성계 도금 용액을 사용할 경우에 비하여 간단하다.
시안화물계 도금 용액을 이용한 도금은 상기와 같은 장점으로 인해 많이 사용되고 있다. 그러나 시안화물계 도금 용액은 다량의 시안화물과 수산화나트륨을 포함하므로 도금 용액에 포함된 첨가제가 빨리 분해된다. 따라서 저전류 밀도 및 고전류 밀도에서 동시에 도금하는 것이 곤란하다. 생산성의 향상을 위해 고전류 밀도에서 도금을 수행하면 모서리 또는 코너 등에서 타는 현상이 발생하여 후처리가 곤란하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 미국특허 제3,318,787호에는 4차 질소 화합물을 포함하는 시안화물계 아연 전기 도금조가 개시되어 있고, 미국특허 제4,210,500호에는 폴리히드록시에틸화된 폴리아민과 프로판 술폰산염과의 반응물을 포함하는 시안화물계 전기 아연 도금용 첨가제가 개시되어 있다. 일본특허 소제60-17092호에는 에피클로로히드린과 알킬아민의 반응물과 이미다졸륨염 혼합물을 도금 용액에 첨가하여 고전류 밀도에서의 도금 상태 개선을 제시하고 있다.
그러나 상기에 기재된 기술들은 저전류 밀도 부분 또는 고전류 밀도 부분에서 도금 상태를 개선하고자 하는 것이며, 저전류 밀도 및 고전류 밀도 모두에서 도금 상태를 개선하는 방법은 아직까지 많이 개발되어 있지 않다.
또한 첨가제의 제조시에 이미다졸류를 첨가할 경우 이미다졸류가 첨가제 내에 충분히 분산되지 않아 전기 도금용 첨가제로서의 기능을 수행하지 못하는 경우가 많이 존재하였다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 저전류 밀도 부분 및 고전류 밀도 부분에서 균일한 광택을 수득할 수 있는 아연 전기 도금용 첨가제를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함하는 아연 전기 도금용 첨가제를 제공한다.
본 발명에 따른 첨가제 또는 도금 용액을 이용하여 아연 전기 도금을 수행하면 저전류 밀도 부분뿐만 아니라 고전류 밀도 부분에서도 균일한 광택을 수득할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 첨가제 또는 도금 용액을 이용하여 아연 전기 도금을 수행하여 수득한 도금층은 후처리 공정이 용이하다. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염은 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염에 의하여 도금 용액 내에서 균일하게 분산된다.
이하, 본 발명의 아연 전기 도금용 첨가제에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
상기 첨가제는 일 성분으로 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염을 포함한다.
이미다졸류로서 이미다졸 또는 2-메틸 이미다졸을 사용할 경우에 비하여 1-메틸 이미다졸의 4차 아민을 사용하는 경우가 도금의 효과가 우수하다. 본 발명의 이미다졸륨염은 이미다졸에 클로로알킬류 및 아릴류를 반응시켜 제조한다. 상기 클로로알킬류의 예로는 에피클로로히드린, 클로로에탄올, 클로로프로판올, 3-클로로-2-히드록시 프로판 술폰산 등을 들 수 있으며, 아릴류의 예로는 벤질클로리드, 클로로벤젠 등을 들 수 있다.
이미다졸에 클로로알킬류를 반응시켜 수득한 이미다졸륨염에 비하여 이미다졸에 아릴류를 반응시켜 수득한 이미다졸륨염이 고전류 밀도 부분의 도금 상태 개선에 더 효과적이다. 아릴류 중에는 벤질클로리드가 경제적으로 유리하고 반응성이 높아 가장 바람직하다.
상기 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염은 도금 용액에 용이하게 분산되지 않으면서 용액 내에서 빨리 분해되는 특성이 있다. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염은 특히 고전류 밀도 부분에서의 도금 상태를 개선시킨다.
상기 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염의 사용량은 약 0.2 내지 약 2 중량부가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1 중량부이다. 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 0.7 중량부이다. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염의 사용량이 2중량부를 초과하면 저전류 밀도 부분에서 도금의 효율이 저해되며, 0.2 중량부 미만이면 도금의 효과가 적다.
상기 첨가제는 일 성분으로 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함한다. 상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염은 도금 안전성을 부여하는 음이온형 저기포성 분산제로서 사용된다.
상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염은 상기 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염을 도금 용액 중에 균일하게 분산시키는 역할을 한다. 상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염은 이미다졸류를 첨가제의 일 성분으로 사용할 경우 이미다졸류가 도금 용액 내에 균일하게 분산되지 않던 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염의 사용량은 약 0.5 내지 약 5 중량부가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 1 내지 약 3 중량부이다.가장 바람직하게는 약 1 내지 약 1.5 중량부이다.
상기 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염의 중량비는 약 1:1 내지 약 1:5가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 약 1:2 내지 약 1:3이다.
상기 첨가제는 일 성분으로 3-카르복시-1-(페닐메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염을 포함한다. 상기 3-카르복시-1-(페닐메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염은 전 영역에 걸쳐 광택 특성을 부여한다.
상기 3-카르복시-1-(페닐메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염은 니코틴산, 염화벤질 및 수산화나트륨을 물 용매하에 반응시켜 제조한 것을 사용한다.
상기 3-카르복시-1-(페닐메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염의 사용량은 바람직하게는 약 2 내지 약 10 중량부이며, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 약 6 중량부이다. 사용량이 10 중량부를 초과하면 전류 효율이 저하되고 경제적으로 불리하며, 사용량이 2 중량부 미만이면 도금의 효과가 저하된다.
상기 첨가제는 일 성분으로 4-메톡시벤즈알데히드를 포함한다. 상기 4-메톡시벤즈알데히드는 아연 입자를 균일하게 적층하여 광택을 부여하는 기능을 한다.
4-메톡시벤즈알데히드와 유사한 알데히드인 바닐린을 사용하여도 동일한 광택 특성을 나타낼 수 있다.
알데히드를 단독으로 사용하면 용해도가 낮아 취급에 어려움이 있으므로 중아황산염(bisulfite)으로 처리하여 사용한다.
상기 4-메톡시벤즈알데히드의 사용량은 약 0.2 내지 약 5 중량부가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2 중량부이다. 사용량이 5 중량부를 초과하면 4-메톡시벤즈알데히드가 도금 용액에 첨가되는 첨가제에 용해되지 않고 석출될 수 있고, 사용량이 0.2 중량부 미만이면 도금의 효과가 불충분하다.
상기 첨가제는 일 성분으로 폴리비닐알코올을 포함한다. 상기 폴리비닐알코올은 분자량이 약 5,000 내지 약 500,000인 것이 바람직하며, 상기 분자량 범위 내라면 상품화된 제품을 사용하여도 무방하다. 시판되는 제품으로서 동양제철화학의 P-05를 사용할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 특히 저전류 밀도의 도금 효율 개선에 사용된다.
상기 폴리비닐알코올의 사용량은 약 1 내지 약 5 중량부가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 약 1 내지 약 2 중량부이다. 상기 폴리비닐알코올의 사용량이 5 중량부를 초과하면 경제적으로 불리하고, 1 중량부 미만이면 도금의 효과가 충분하지 않다.
상기 첨가제는 일 성분으로 폴리에틸렌이민을 포함한다. 상기 폴리에틸렌이민은 도금 과정 중 레벨링 기능을 한다.
상기 폴리에틸렌이민은 분자량이 약 500 내지 약 500,000인 것이 바람직하다. 따라서 저분자량의 제품에서 및 고분자량의 제품을 모두 사용할 수 있다. 분자량이 2,000 이하인 폴리에틸렌이민은 저전류 밀도 부분의 레벨링에 기여하며, 분자량이 2,000 초과인 폴리에틸렌이민은 중ㆍ고 전류 밀도 부분의 레벨링에 기여한다.
바람직하게는 저분자량 폴리에틸렌이민과 고분자량 폴리에틸렌이민의 혼합물을 사용한다. 저분자량 폴리에틸렌이민으로는 분자량이 약 600인 폴리에틸렌이민이바람직하다. 고분자량 폴리에틸렌이민으로는 분자량이 약 25,000인 폴리에틸렌이민이 바람직하다. 혼합물 내의 상기 저분자량 폴리에틸렌이민 및 상기 고분자량 폴리에틸렌이민의 중량비는 약 1:1 내지 약 3:1이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌이민의 사용량은 약 1 중량부 내지 약 10 중량부이며, 바람직하게는 약 3 내지 약 6 중량부이다. 사용량이 10 중량부를 초과하면 도금 용액이 탁해지고, 1 중량부 미만이면 도금의 효과가 충분하지 않다.
상기 첨가제는 일 성분으로 소포제를 포함한다. 상기 소포제로는 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4.7-디올 등을 사용할 수 있으며, 미국 Air Product사에서 제조한 Surfynol 104 등을 예로 들 수 있다. 상기 본 발명에 사용되는 소포제는 대칭적으로 친수성과 친유성기를 가지고 있고, 중앙의 3중 결합을 중심으로 좌우 대칭적 구조를 가지고 있으며, 표면 장력 저하, 거품제거 기능, 점도 안정성 등의 특유의 물리 화학적 특성을 지닌다.
상기 소포제의 사용량은 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부가 바람직하며, 약 0.1 중량부에서 0.3 중량부를 사용하는 더욱 바람직하다. 소포제를 약 0.1 중량부 미만 사용하면 거품제거 기능이 떨어지고, 약 2 중량부 이상 사용하면 도금액에 녹지 않는 문제점이 발생한다.
상기 첨가제는 pH 조절제를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라 pH제를 이용하여 도금 용액의 pH를 약 7 내지 약 8로 조절한다. pH가 높은 경우에는 약 20%의 HCl를 이용하여 pH를 조절하고, pH가 낮은 경우에는 약 20%의 NaOH 수용액을 이용하여 pH를 조절한다.
이하, 본 발명의 아연 전기 도금 용액에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 전기 아연 도금 용액은 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함하는 첨가제, 및 아연 약 15 내지 약 45 g/ℓ, 시안화나트륨 약 30 내지 약 90 g/ℓ 및 수산화나트륨 약 60 내지 약 100 g/ℓ을 포함하는 혼합 수용액을 포함한다.
여기서, 상기 첨가제와 혼합 수용액은 부피비로 첨가제 1에 대하여 혼합 수용액 240 내지 250을 사용하며, 이 때 혼합수용액의 부피가 250을 초과하면 상대적으로 첨가제의 양이 부족하여 저전류 밀도 및 고전류 밀도에서 균일한 광택을 얻기가 어려워지고, 240 미만이어서 첨가제의 양에 비해 혼합수용액(도금용액)이 적으면 전체적으로 도금효율이 떨어지는 등의 문제점이 있다.
본 발명에 따른 아연 전기 도금 용액 중의 아연 농도는 약 15 내지 약 45 g/ℓ이며, 바람직하게는 약 20 내지 약 35 g/ℓ이다. 아연 농도가 15 g/ℓ미만이면 광택도 및 전류 효율이 감소하고, 아연 농도가 45 g/ℓ를 초과하면 균일 전착성이 떨어진다.
본 발명에 따른 아연 전기 도금 용액 중의 시안화나트륨의 농도는 약 30 내지 약 90 g/ℓ, 바람직하게는 약 40 내지 약 70 g/ℓ이다. 다만 이 경우 시안 성분이 다른 형태 예를 들면, 시안화 아연(Zn(CN)2) 등의 형태로도 공급되는 경우, 공급되는 시안성분의 총합이 30 내지 90g/ℓ또는 바람직하게는 40 내지 70g/ℓ가 되도록 한다. 상기 시안화나트륨의 시안 성분은 양극으로 사용되는 아연금속판을 착염을 형성하며, 용해하는 역할을 한다. 상기 시안화나트륨의 사용량은 상기 아연에 대한 상기 시안화나트륨의 중량비로 조절한다. 아연에 대한 시안화나트륨의 중량비의 값은 약 2.0 내지 약 3.0이 바람직하다.
본 발명에 따른 아연 전기 도금 용액 중의 수산화나트륨의 농도는 약 60 내지 약 100 g/ℓ이다. 수산화나트륨 양이 60 g/ℓ미만이면 아연의 용해도가 나빠지고 전도성이 떨어지며 광택이 감소한다. 수산화나트륨 양이 100 g/ℓ를 초과하면 거친 도금이 형성된다. 상기 수산화나트륨은 도금 용액의 전도성을 좋게 하고 아연의 용해를 좋게 하는 기능을 한다.
상기 아연 전기 도금 용액은 다음과 같이 제조한다. 아연, 시안화나트륨 및 수산화나트륨을 탈염수에 용해시켜 1차 용액을 수득하고, 수득한 1차 용액을 도금조에 투입한다. 상기 도금조에 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함하는 첨가제를 첨가하여 2차 용액을 수득하고, 수득한 2차 용액을 교반하여 도금 용액을 수득한다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 아연 전기 도금 용액을 이용하여 아연 전기 도금 방법을 수행할 수 있다.
상기 아연 전기 도금 방법은 다음과 같이 수행한다. 아연, 시안화나트륨 및 수산화나트륨을 탈염수에 용해시켜 1차 용액을 수득하고, 수득한 1차 용액을 도금조에 투입한다. 상기 도금조에 N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염을 포함하는 첨가제를 첨가하여 2차 용액을 수득하고, 수득한 2차 용액을 교반하여 도금 용액을 수득한다. 수득한 도금 용액 내에서전기 도금을 수행한다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 아연 전기 도금 용액을 사용하는 전기 도금은 약 15℃ 내지 약 45℃ 의 온도에서 수행한다. 바람직하게는 약 20 내지 약 35℃의 온도에서 수행한다. 온도가 15℃ 미만이면 전기전도성이 감소하여 도금의 효율이 떨어지고 광택이 감소한다. 온도가 45℃를 초과하면 첨가제의 소모가 많으며, 고전류 밀도 부분에서 타는 현상이 발생한다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 아연 전기 도금 용액을 사용하는 전기 도금시에, 상기 도금 용액의 음극 전류 밀도는 약 0.5 내지 약 10 A/d㎡ 이다. 상기 전류 밀도가 0.5A/d㎡ 미만이면 전류 효율이 감소하여 생산성이 감소하고, 상기 전류 밀도가 10A/d㎡를 초과하면 거칠고 조악한 도금이 되며 타는 현상이 발생한다.
이하, 본 발명의 다양한 실험예들을 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만 본 발명이 하기의 실험예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 아연 전기 도금용 첨가제를 하기의 실험예에서와 같이 제조하였다.
실험예 1
탈염수에 중아황산나트륨(sodium bisulfite) 0.7 g을 용해시켰다. 이어서 4-메톡시 벤즈알데히드 1.0 g을 첨가하여 균일 액상이 될 때까지 충분히 교반하였다.
수득한 용액에 분자량이 600인 폴리에틸렌이민 3.0 g, 분자량이 25,000인 폴리에틸렌이민 2.0 g, 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨 1.0 g, 폴리비닐알코올 2.5 g 및 3-카르복시-1-(페닐 메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염 5.2 g을첨가하였다. 이후 상기 용액이 투명해질 때까지 상기 용액을 교반하였다.
수득한 용액에 N-벤질-N-메틸이미다졸륨염 0.5 g 및 소포제(미국 Air Product사의 Surfynol 104) 0.5 g을 첨가하였다. 상기 용액을 2 시간 이상 교반한 후, 잠시 정치하여 용액의 색깔이 갈색 투명해지면 교반을 중지하였다. 필요에 따라 pH제를 첨가하였다. 수득한 용액에 탈염수를 첨가하여 밸런스를 맞추어 첨가제를 수득하였다.
실험예 2
폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨을 2.0 g, N-벤질-N-메틸이미다졸륨염을 1.0 g 사용한 것을 제외하고는 실험예 1에서와 동일한 과정을 반복하여 첨가제를 수득하였다.
상기 실험예들과 비교하기 위하여 N-벤질-N-메틸이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨을 포함하지 않은 첨가제를 제조하였다. 또한 N-벤질-N-메틸이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨의 함량이 상술한 실험예와 다른 첨가제를 다음의 비교예들과 같이 제조하였다.
비교예 1
탈염수에 중아황산나트륨 0.7 g을 용해시켰다. 이어서 4-메톡시 벤즈알데히드 1.0 g을 첨가하여 균일 액상이 될 때까지 충분히 교반하였다.
수득한 용액에 분자량이 600인 폴리에틸렌이민 3.0 g, 분자량이 25,000인 폴리에틸렌이민 2.0 g, 폴리비닐알코올 2.5 g 및 3-카르복시-1-(페닐 메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염 5.2 g을 첨가하였다. 이후 상기 용액이 투명해질 때까지 상기 용액을 교반하였다.
수득한 용액에 소포제(미국 Air Product사의 Surfynol 104) 0.5 g을 첨가하였다. 상기 용액을 2 시간 이상 교반한 후, 잠시 정치하여 용액의 색깔이 갈색 투명해지면 교반을 중지하였다. 필요에 따라 pH제를 첨가하였다. 수득한 용액에 탈염수를 첨가하여 밸런스를 맞추어 첨가제를 수득하였다.
비교예 2
폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨을 0.2 g, N-벤질-N-메틸이미다졸륨염을 0.1 g 사용한 것을 제외하고는 실험예 1에서와 동일한 과정을 반복하여 첨가제를 수득하였다.
비교예 3
폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨을 6.0 g, N-벤질-N-메틸이미다졸륨염을 3.0 g 사용한 것을 제외하고는 실험예 1에서와 동일한 과정을 반복하여 첨가제를 수득하였다.
본 발명에 따른 첨가제를 포함하는 아연 전기 도금 용액을 하기의 실험예에서와 같이 제조하였다.
실험예 3
시안화아연 36 g, 시안화나트륨 10 g 및 수산화나트륨 80 g에 탈염수를 1ℓ까지 채워 혼합 수용액을 제조하였다. 수득한 혼합 수용액 중 267㎖을 취하여 헐셀(hull cell) 도금조에 넣고, 실험예 1에서 수득한 첨가제를 1.1 ㎖를 첨가하고 교반하였다. 이와 같이 하여 아연에 대한 시안화나트륨 중량비가 2.0인 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
실험예 4
실험예 2에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 3에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 4
비교예 1에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 3에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 5
비교예 2에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 3에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 6
비교예 3에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 3에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
실험예 5
시안화아연 60 g, 시안화나트륨 40 g 및 수산화나트륨 80 g에 탈염수를 1ℓ까지 채워 혼합 수용액을 제조하였다. 수득한 혼합 수용액 중 267㎖을 취하여 헐셀 도금조에 넣고, 실험예 1에서 수득한 첨가제를 1.1 ㎖를 첨가하고 교반한다. 이와 같이 하여 아연에 대한 시안화나트륨 중량비가 2.7인 도금 용액을 수득한다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
실험예 6
실험예 2에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 5에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 7
비교예 1에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 5에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 8
비교예 2에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 5에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
비교예 9
비교예 3에서 수득한 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실험예 5에서와 동일한 과정을 반복하여 도금 용액을 수득하였다. 수득한 도금 용액을 이용하여 25℃에서 전전류 2A에서 10분간 도금을 수행하였다.
실험예들 및 비교예들의 결과를 표로 나타내면 다음과 같다.
첨가제의 종류 N-벤질-N-메틸이미다졸륨염(g) 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨 (g) N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 :상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염(중량비) 도금용액의 종류 시안화나트륨/아연 (중량비) 도금 상태
실험예 1 0.5 1.0 1:2 실험예 3 2.0 전면 광택
실험예 2 1.0 2.0 1:2 실험에 4 2.0 전면 광택
비교예 1 0 0 비교예 4 2.0 고전류 밀도 부분에서 타는 현상 발생
비교예 2 0.1 0.2 1:2 비교예 5 2.0 고전류 밀도부분에서 거친 도금
비교예 3 3.0 6.0 1:2 비교예 6 2.0 저전류 밀도 부분에서 거친 도금
첨가제의 종류 N-벤질-N-메틸이미다졸륨염(g) 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨 (g) N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 :상기 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염(중량비) 도금 용액의 종류 시안화나트륨/아연 (중량비) 도금 상태
실험예 1 0.5 1.0 1:2 실험예 5 2.7 전면 광택
실험예 2 1.0 2.0 1:2 실험예 6 2.7 전면 광택
비교예 1 0 0 비교예 7 2.7 고전류 밀도 부분에서 타는 현상 발생
비교예 2 0.1 0.2 1:2 비교예 8 2.7 고전류 밀도부분에서 거친 도금
비교예 3 3.0 6.0 1:2 비교예 9 2.7 저전류 밀도 부분에서 거친 도금
표에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실험예들에서 수득한 첨가제를 포함하는 도금 용액을 사용한 도금에서는 전부분에 걸쳐 광택을 얻었다. 그러나 비교예들의 실험 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이, N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염의 사용량 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염의 사용량이 본 발명의 바람직한 범위를 벗어나면 전부분에 걸쳐 균일한 광택을 수득할 수 없다. 고전류 밀도 부분, 특히 5A/d㎡ 이상의 영역에서 타는 현상이 발생하거나 거친 도금이 생성되며, 저전류 밀도 부분에서 거친 도금이 생성될 수 있다.
N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 및 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염 사용함으로써 전기 도금시 안정적이고 균일한 광택을 지닌 도금층을 수득할 수 있으며, 고전류 밀도에서부터 저전류 밀도까지 광범위한 전류 밀도에서 균일한 광택면을 얻을 수 있고, 수득한 도금층은 후처리 공정이 용이하다. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염은 폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염에 의하여 도금 용액 내에서 균일하게 분산된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. N-벤질-N-메틸 이미다졸륨염 0.2 내지 2 중량부;
    폴리옥시에틸렌-β-나프틸 에테르 술폰산 나트륨염 0.5 내지 5 중량부;
    3-카르복시-1-(페닐메틸) 피리듐 클로리드 나트륨염 2 내지 10 중량부;
    4-메톡시벤즈알데히드 0.2 내지 5 중량부;
    폴리비닐알코올 1 내지 5 중량부;
    폴리에틸렌이민 1 내지 10 중량부; 및
    소포제 0.1 내지 2 중량부를 함유하는 아연 전기 도금용 첨가제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이민은 분자량이 600인 폴리에틸렌이민 및 분자량이 25,000인 폴리에틸렌이민의 혼합물인 것을 특징으로 하는 아연 전기 도금용 첨가제.
  6. 삭제
  7. 삭제
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KR101458843B1 (ko) * 2013-03-27 2014-11-07 (주)일성도금 아연도금피막의 밀착성을 높이는 아연전해도금방법
KR20190078730A (ko) * 2017-12-27 2019-07-05 남동화학(주) 시안화 아연 도금액 첨가제 및 이를 이용한 도금액 제조방법

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