KR100843945B1 - 광택도, 표면 외관 및 평탄성이 우수한 니켈도금 첨가제,및 이를 첨가한 니켈도금액 및 박 니켈도금이 형성된전기아연도금강판 - Google Patents

Abstract

폴리에틸렌글리콜(PEG) 3-10중량%, 상기 폴리에틸렌글리콜 대 사카린의 중량비 2-5:1을 가지며, 상기 폴리에틸렌글리콜과 사카린의 혼합물을 기준으로 5 내지 100㎖/L의 농도로 포함되는 표면 외관 향상을 위한 니켈전기도금액 첨가제, 상기 첨가제를 포함하는 니켈도금액 및 상기 니켈도금액으로 형성된 전기아연도금 강판이 제공된다.

본 발명에 의해 염화물계 니켈 도금액을 사용하여 표면 광택도, 백색도 및 평탄성이 우수한 니켈 도금층을 갖는 도금강판을 얻을 수 있다.

폴리에틸렌글리콜, 사카린, 아릴알코올, 니켈도금, 전기아연도금

Description

광택도, 표면 외관 및 평탄성이 우수한 니켈도금 첨가제, 및 이를 첨가한 니켈도금액 및 박 니켈도금이 형성된 전기아연도금강판{Additives for Ni Plating, Plating Solution added the additives and Zn Electroplating steel sheet plated thin Ni Film}

본 발명은 아연전기도금에 있어서, 니켈 도금층의 표면 외관이 향상된 니켈도금강판에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 아연도금층의 표면 개선을 위하여 소지처리로서 박막의 니켈 처리를 행하거나, 니켈도금층 자체를 제품의 소재로 사용하여 표면에 니켈 도금층을 형성함으로써, 아연전기도금재의 표면 외관을 개선하는 니켈전기도금 첨가제, 상기 첨가제를 포함하는 염화물계 니켈 전기도금욕 및 니켈박층이 형성된 아연전기도금강판에 관한 것이다.

종래 니켈도금은 주로 양호한 전자파 차폐 및 흡수가 요구되는 경우 또는 도금층의 경도를 높여 내마모강 등으로 사용되는 경우에 실시되어 온 것으로서, 표면의 외관은 고려되지 않았다. 그러나 이들이 장식용으로 사용될 때에는 표면 외관이 중요하므로, 표면 외관을 향상시키기 위한 다양한 방법이 시도되어 왔다.

니켈도금은 도금 방법이 다양하며, 설비나, 도금액의 공급, 전력 등 주위 여건 및 제품의 특성에 따라서 니켈 도금을 위한 도금계가 정해진다. 그러나, 일반적으로 장식용 니켈도금은 주로 무전해 니켈도금이 행하여지므로, 전기도금법에 의한 니켈도금은 극히 일부분에 한정되어 사용되고 있다.

일본특허공개 제2003-293188호에는 내열 니켈 도금 피막을 형성하기 위하여 피막 중에 아연을 0.5~2.5wt% 첨가하여 전기도금을 행하고, 그 뒤 열처리하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 한국공개특허 제2001-0035075호에는 연성이 우수한 니켈 도금층을 얻는 방법이 기재되어 있으며, 도금액에 니켈의 공급원으로 금속니켈염과, 착화제, pH조절제, 습윤제, 완충제, 응력완화제를 포함하는 것으로 기재하고 있다.

일반적으로 장식용으로 사용되는 니켈 도금층은 금속 알레르기 현상으로 인하여 사용이 현저하게 감소하고 있으며, 표면개선을 달성하고자 하는 기술은 발견되지 않고 있다.

본 발명은 각종 가전, 자동차, 통신기기 등에 사용되는 아연도금층의 표면 개선을 위한 소지처리로서, 박 니켈 처리를 행하거나, 아연도금의 표면 결함을 방 지하기 위하여 행해지는 니켈도금 처리를 행함에 있어서, 아연도금 표면의 외관을 향상시키기 위해 니켈표면의 외관을 향상시키기 위한 첨가제를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 상기 첨가제를 포함하는 니켈도금욕을 제공하며, 상기 니켈도금액으로 박 니켈도금필름이 형성된 아연전기도금강판을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 1 구현예로서,

폴리에틸렌글리콜(PEG) 3-10중량%의 수용액에, 상기 폴리에틸렌글리콜에 대하여 사카린을 중량비로 2-5:1로 포함하며, 상기 수용액에 대하여 5 내지 100㎖/L의 아릴알코올을 포함하는 니켈전기도금액 첨가제가 제공된다.

또한, 본 발명의 제2 구현예로서, 상기 니켈전기도금액 첨가제를 니켈 도금액 전체에 대하여 0.1 내지 5.0㎖/L로 포함하는 염화물계 니켈 전기 도금액이 제공된다.

나아가, 본 발명의 제 3구현예로서, 니켈전기도금액으로부터 형성되는 두께 0.01 내지 1.0㎛의 니켈도금 박막을 포함하는 아연전기도금강판이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

일반적으로 탄소강판을 소지강판으로 하는 최종 아연도금의 표면 외관을 향 상시키기 위한 박 니켈 도금을 행하는 경우에, 니켈 도금 표면 외관이 양호해야 아연 도금재의 표면 외관이 양호하다. 본 발명은 이와 같은 니켈 도금 표면 외관을 양호하게 하기 위해 도금액에 첨가되는 첨가제를 제공한다.

본 발명의 첨가제는 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 수용액에 대하여 사카린과 아릴알코올을 포함한다.

폴리에틸렌글리콜은 3 내지 10중량%로 포함하며, 3 중량% 미만으로 사용되면 도금 결정의 미세화 효과가 적어 표면이 거칠고 밀착성이 불량하며, 10중량%를 초과하면 도금층의 백색도 및 광택도 향상 효과가 미미하므로, 상기 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에틸렌글리콜은 다음 식 (1)

(1)

로 표현된다. 여기서, 상기 n은 7 내지 30인 것이 바람직하다. n이 7보다 작으면 도금 결정입자의 미세화 효과가 미약하고, 평탄도가 떨어지는 등 바람직하지 아니하다. 나아가, n이 30을 초과하면 도금층의 백색도 및 광택도 향상 효과가 감소하여 바람직하지 않다.

본 발명의 첨가제는 사카린을 포함하는데, 상기 사카린은 상기 폴리에틸렌글리콜 대 사카린의 중량비가 2~5:1이 되도록 포함하는 것이 바람직하다. 2:1 미만에서는 도금층의 광택이 향상되는 효과가 적으며, 5:1을 초과하면 밀착성이 감소되어 가공시 박리되기 쉬우므로, 상기 범위의 중량비를 갖는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 첨가제는 아릴알코올을 포함한다. 상기 아릴알코올은 첨가제 수용액에 대하여, 5 내지 100㎖/L로 첨가된다. 5㎖/L 미만으로 첨가되면 도금 입자의 미세효과가 적어서 평탄도의 개선이 없어 바람직하지 않으며, 100㎖/L를 초과하는 경우에는 밀착성이 나빠지므로, 상기 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성을 갖는 니켈 도금액 첨가제는 도금액 전체에 대하여 0.1 내지 5.0㎖/L의 농도 범위로 첨가하여 도금을 실시하면 표면 외관이 우수한 니켈도금 제품을 제조할 수 있다. 상기 첨가제가 도금액에 0.1㎖/L 미만으로 첨가되는 경우에는 광택도, 백색도 등에 있어서, 도금층의 표면 외관 향상 효과를 얻을 수 없으며, 5.0㎖/L를 초과하여 첨가하면 오히려 표면 줄무늬가 발생되고, 밀착성이 불량해지므로, 상기 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제가 0.2 내지 2.0㎖/L의 범위로 도금액에 첨가될 때 가장 우수한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 첨가제는 피도금체의 종류나 형상에 관계없이 산성 염화물을 이용 하는 전기니켈도금에 적용할 수 있다. 특히, 고전류밀도 도금이 필요한 강판의 연속 전기니켈도금시 우수한 도금 품질을 용이하게 얻을 수 있다. 이와 같이 도금된 도금재는 아연도금재의 소지 금속으로 주로 이용되며, 이때 소지로 되는 니켈도금의 표면 외관이 양호하여 아연도금재의 표면도 양호하게 나타난다.

이때, 상기 피도금체인 강판 상에 형성되는 본 발명의 니켈도금층은 0.01 내지 1.0㎛인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 이는 본 발명을 실시하는 일 태양에 지나지 않는 것으로서, 이로 인해 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.

실시예 1

탄소 강판을 소지금속으로 하여 폴리에틸렌글리콜(PEG)의 n수 및 농도, 상기 PEG와 사카린의 비율 및 아릴알코올의 농도를 표 1에 표시한 바와 같이 조정하여 니켈전기도금욕에 첨가하였다. 니켈 도금욕은 다음과 같은 농도 및 도금조건으로 전기도금을 행한 후 도금강판의 광택도, 백색도, 평탄도를 위한 조도를 측정한 결과를 비교하였다. 도금액은 Ni 70g/L, H₃BO₃ 40g/L 및 잔부 물로 구성된다. 도금조건은 도금부착량 0.3g/m², 온도 60℃, pH 2.0 및 전류밀도 25A/dm²이었다.

도금층의 특성 평가는 다음과 같이 평가하였다.

광택도는 Erichen사제의 광택도계로 측정하였으며, 광택도가 50 이상이면 양호한 것으로 평가하고, 그 이하는 불량인 것으로 평가하였다.

백색도는 색차계, 상품명 JUKI JP7200C로 측정하였으며, 측정결과 백색도가 80 이상이면 양호한 것으로 평가하고, 그 이하는 불량인 것으로 평가하였다.

도금층의 평탄도는 3차원 조도계를 이용하여 측정하였다. 측정결과, 도금 전의 소지금속에 비하여 도금재의 표면조도(평균조도 Ra)가 0.1㎛ 이상 낮은 경우에 양호한 것으로 평가하였다.

상기 측정결과로부터 얻은 도금재 표면의 광택도, 백색도 및 평탄도를 다음 표 1에 나타내었다.

실시예	PEG		사카린:PEG	아릴알코올 (㎖/L)	총 첨가제 농도(㎖/L)	표면외관		평탄성
	n의 수	농도(wt%)				광택도	백색도
1	6	5	1:3	10	0.5	불량	불량	양호
2	7	5	1:3	10	0.5	양호	양호	양호
3	30	5	1:3	10	0.5	양호	양호	양호
4	31	5	1:3	10	0.5	불량	불량	불량
5	14	2	1:3	10	0.5	불량	불량	불량
6	14	3	1:3	10	0.5	양호	양호	양호
7	14	10	1:3	10	0.5	양호	양호	양호
8	14	11	1:3	10	0.5	불량	불량	양호
9	14	5	1:1	10	0.5	불량	양호	불량
10	14	5	1:2	10	0.5	양호	양호	양호
11	14	5	1:5	10	0.5	양호	양호	양호
12	14	5	1:6	10	0.5	양호	불량	불량
13	14	5	1:3	4	0.5	불량	양호	불량
14	14	5	1;3	5	0.5	양호	양호	양호
15	14	5	1;3	100	0.5	양호	양호	양호
16	14	5	1:3	101	0.5	불량	불량	불량
17	14	5	1:3	10	00.5	불량	불량	불량
18	14	5	1:3	10	0.1	양호	양호	양호
19	14	5	1:3	10	5.0	양호	양호	양호
20	14	5	1:3	10	5.1	불량	불량	불량

상기 표 1에서 본 발명의 발명재에 해당하는 예는 실시예 2, 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15, 18 및 19이다.

한편, 비교재에 해당하는 실시예로서, 실시예 1 및 4는 PEG의 n 수가 본 발명의 범위를 벗어나는 경우이고, 실시예 5 및 8은 PEG의 농도, 실시예 9 및 12는 사카린:EPG의 비, 실시예 13 및 16은 아릴알코올의 농도, 실시예 17 및 20은 도금욕에 대한 첨가제의 농도가 본 발명의 범위를 벗어나는 경우를 나타내는 것이다.

표 1의 실시예에서 표시된 바와 같이, 본 발명의 첨가제가 발명의 한정 범위 이내에서는 양호한 광택도, 백색도 및 표면 평탄성을 나타내어 도금 품질이 향상됨을 확인할 수 있다. 즉 폴리에틸렌글리콜의 분자량 구성 성분에 따라서 표면 광택도,백색도 및 평탄성이 폴리에틸렌글리콜의 n의 수가 7 이상이면서 30 이내이고, 농도가 3-10 중량 퍼센트를 유지하고, 사카린과 폴리에틸렌글리콜의 비가 1:2~1:5에서 아릴알코올이 5㎖/L~100㎖/L로 된 첨가제가 도금욕에 0.1㎖/L 에서 5.0㎖/L 함유될 때 도금층의 품질이 우수해 진다.

따라서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 염화물계 니켈 도금액에서 우수한 니켈 도금층의 표면 광택도, 백색도 및 평탄성은 제시된 조건으로 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (4)

1. 폴리에틸렌글리콜(PEG) 3-10중량%의 수용액에, 상기 폴리에틸렌글리콜에 대하여 사카린을 중량비로 2-5:1로 포함하며, 아릴알코올을 상기 수용액에 대하여 5 내지 100㎖/L로 포함하는 니켈전기도금액 첨가제.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 폴리에틸렌글리콜은 다음 식 1

   [화학식 1]

   

   로 표현되며, 상기 식에서 n은 7 내지 30인 것을 특징으로 하는 니켈전기도금액 첨가제.
3. 제 1항 또는 제 2항의 니켈전기도금액 첨가제를 니켈 도금액 전체에 대하여 0.1 내지 5.0㎖/L로 포함하는 염화물계 니켈 전기 도금액.
4. 제 3항의 니켈전기도금액으로부터 형성되는 두께 0.01 내지 1.0㎛의 니켈도금 박막을 포함하는 아연전기도금강판.