KR101280675B1 - 독성 금속 또는 독성 반금속의 사용 없이 전기도금에 의해 황색 금 합금 코팅을 수득하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구리를 포함하고 두께가 1 내지 800 미크론인 금 합금의 형성에서 전해 도금에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 도금은 세번째 주요 화합물로서 인듐을 포함한다. 본 발명은 전기도금 방법 분야에 관계된다.

Description

독성 금속 또는 독성 반금속의 사용 없이 전기도금에 의해 황색 금 합금 코팅을 수득하는 방법{METHOD OF OBTAINING A YELLOW GOLD ALLOY COATING BY ELECTROPLATING WITHOUT THE USE OF TOXIC METALS OR METALLOIDS}

본 발명은 두꺼운 금 합금 층 형태인 전해 도금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

장식 도금 분야에서, 9 캐럿 이상의 순금도(fineness)를 갖는 황색이고, 10 미크론(micron)의 두께를 갖는 연성이며, 높은 수준의 변색 저항성을 갖는 금 전해 도금의 제조에 관한 방법이 공지되어 있다. 상기 도금은 금 및 구리에 더하여 0.1 내지 3g/l의 카드뮴을 함유하는 알칼리성 갈바닉 욕(alkaline galvanic bath)에서 전기분해에 의해 수득된다. 그러나 상기 공지된 방법을 통하여 수득된 도금은 1 내지 10% 수준의 카드뮴을 가진다. 카드뮴은 두꺼운 층, 즉 1 내지 800 미크론의 도금을 촉진하며, 합금에 함유된 구리의 양을 감소시켜 황색 합금을 산출하지만, 카드뮴이 몹시 독성이어서 일부 국가에서는 금지된다.

또다른 공지된 황색 도금은 금과 은을 포함하는 합금이다.

카드뮴을 포함하지 않으며 구리와 아연을 포함하는 18 캐럿 금 합금(gold alloy)이 또한 공지되어 있다. 그렇지만, 상기 도금은 매우 분홍색이다(매우 풍부한 구리 순도). 마지막으로, 상기 도금은 약한 내부식성을 가지는데, 이는 합금이 빨리 변색된다는 의미이다.

본 발명의 목적은 황색이며 주요 구성성분들로서 아연도 가지지 않고 카드뮴도 가지지 않는 두꺼운 금 합금층을 도금하기 위한 방법을 제안하여 상기 언급한 결점의 전부 혹은 일부를 극복하는 것이다.

그러므로 본 발명은 금 합금 형태인 전해 도금에 관한 것이며, 상기 도금의 두께는 1 내지 800 미크론이고 구리를 포함하며, 세번째 주요 구성성분으로서 인듐을 포함한다는 점에 특징이 있다.

본 발명의 또다른 유리한 특징은 다음과 같다:

-도금은 사실상 독성 금속 또는 독성 반금속이 없고;

-도금은 1N 및 3N (ISO 스탠다드 8654에 따름)의 범위의 색을 포함하며;

-도금은 광택이 나고, 고 내부식성임.

본 발명은 또한 알칼리 아우로시아니드(aurocyanide alkaline)형태의 금 금속, 유기금속 구성성분들, 습윤제(Wetting agent), 착화제 및 유리 시아니드(free cyanide)를 포함하는 욕에 담지된 전극에 금 합금을 전기주조 도금(the galvanoplasty deposition)하기 위한 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은 광택 반사성(shiny reflective) 황색 유형의 금 합금을 도금하기 위해서, 합금 금속이 구리 II 시아니드 형태의 구리와 포타슘, 및 아미노카르복실릭 착물형태 또는 아미노포스포릭 착물형태인 인듐이라는 점에 특징이 있다.

본 발명의 또다른 유리한 특징은 다음과 같다:

-욕(bath)은 1 내지 10 g.l^-1, 바람직하게는 5 g.l^-1의 알칼리 아우로시아니드(alkaline aurocyanide) 형태인 금 금속을 포함함;

-욕은 30 내지 80 g.l^-1, 바람직하게는 50 g.l^-1의 알칼리 구리 II 시아니드(alcalic copper II cyanide)를 포함함;

-욕은 10 mg.l^-1 내지 5 g.l^-1, 바람직하게는 1 g.l^-1의 착물형태인 인듐 금속을 포함함;

-욕은 15 내지 35g.l^-1의 유리 시아니드를 포함함;

-습윤제는 농도가 0.05 내지 10 ml.l^-1 및 바람직하게는 3 ml.l^-1임;

-습윤제는 폴리옥시알코일레닉(polyoxyalcoylenic), 에테르 포스페이트, 라우릴 설페이트, 디메틸도데실아민-N-옥시드, 디메틸-도데실 암모늄 프로판 설포네이트 유형(types) 또는 알칼리 시아니드(alkaline aurocyanide) 매질 내에서 습윤(wet)가능한 임의의 그외 다른 유형으로부터 선택됨;

-아미노카르복실릭 착화제는 농도가 0.1 내지 20 g.l^-1임;

-욕은 농도가 0.01 내지 5ml.l^-1인 아민을 포함함;

-욕은 농도가 0.1 mg.l^-1 내지 20 mg.l^-1인 탈분극제(depolariser)를 포함함;

-욕은 다음과 같은 유형의 전도성 염(conductive salts)을 포함함: 인산염, 탄산염, 시트르산염, 황산염, 타르타르산염, 글루콘산염 및/또는 아인산염;

-욕의 온도는 50℃ 내지 80℃에서 유지됨;

-욕의 pH는 8 내지 12에서 유지됨;

-상기 방법은 0.2 내지 1.5 A.dm^-2의 전류 밀도(Current density)에서 수행됨.

최적의 도금 품질을 얻기 위해서, 바람직하게는 전기분해한 다음 최소한 450℃에서 최소한 30분 동안 열 처리를 한다.

욕은 또한 증백제(brightener)를 포함할 수 있다. 증백제는 바람직하게는 부틴디올 유도체(butynediol derivative), 피리디니오-프로판 설포네이트(pyridinio-propane sulfonate) 또는 이들 둘의 혼합물, 주석염, 설폰화 피마자유(sulfonated castor oil), 메틸이미다졸(methylimidazole), 디티오카르복실산(dithiocarboxylic acid), 예를 들면 티오요소(thiourea), 티오바르비투르 산(thiobarbituric acid), 이미다졸리딘티온(imidazolidinthione) 또는 티오말릭 산(thiomalic acid)이다.

도금예로, 독성 금속 또는 독성 반금속이 없고, 특히 카드뮴이 없으며, 2N 황색, 200 미크론의 두께, 우수한 광채 및 고 마모 저항성 및 고 변색 저항성을 가지는 금 합금이 존재한다.

본 도금은 다음과 같은 유형의 전해욕(electrolytic bath)에서 전기분해로 수득된다:

실시예 1:

-Au: 3 g.l^-1

-Cu: 45 g.l^-1

-In: 0.1 g.l^-1

-KCN: 22 g.l^-1

-pH: 10.5

-온도: 65℃

-전류 밀도: 0.5 A.dm^-2

-습윤제: 0.05 ml.l^-1 NN-디메틸도데실 N 옥시드

-이미노디아세틱(Iminodiacetic): 20 g.l^-1

-에틸렌디아민: 0.5 ml.l^-1

-포타슘 셀레노시아네이트: 1 mg.l^-1

실시예 2:

-Au: 6 g.l^-1

-Cu: 60 g.l^-1

-In: 2 g.l^-1

-KCN: 30 g.l^-1

-NTA: 4 g.l^-1

-Ag: 10 mg.l^-1

-디에틸렌트리아민: 0.2 ml.l^-1

-갈륨, 셀레늄 또는 텔루르: 5 mg.l^-1

-차아인산나트륨: 0.1 g.l^-1

-티오말릭 산: 50 mg.l^-1

-전류 밀도: 0.5 A.dm^-2

-온도: 70℃

-pH: 10.5

-습윤제: 2 ml.l^-1 에테르 포스페이트

상기 실시예에서, 단열재를 가지는 폴리프로필렌 욕 용기 또는 PVC 욕 용기내에 전해욕이 들어 있다. 욕은 석영, PTFE, 자기류(porcelain) 또는 안정화된 스테인레스 강 열-플런저(stainless steel thermo-plunger)를 사용하여 가열된다. 적당한 음극 교반(cathodic agitation) 및 전해질 흐름이 유지되어야 한다. 양극(anodes)은 백금 도금된 티타늄, 스테인레스 강, 루테늄, 이리듐 또는 이들의 합금으로 제조된다.

상기 조건들하에서, 실시예 1에서는 3분에 1㎛의 도금 속도이고 실시예 2에서는 30분에 10㎛의 광택성 도금이며, 62mg.A.min^-1의 음극 효율(cathodic efficiency)이 수득될 수 있다.

물론, 본 발명은 기술된 실시예로 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 다양한 이형 및 변경을 할 수 있다. 특히, 욕은 다음과 같은 무시 가능한 양의 금속을 함유할 수 있다: Ag, Cd, Zr, Se, Te, Sb, Sn, Ga, As, Sr, Be, Bi.

또한, 습윤제는 알칼리 시아니드 매질내에서 습윤가능한 임의의 유형일 수 있다.

Claims (16)

1. 알칼리 아우로시아니드 형태인 금 금속, 유기금속 구성성분, 습윤제, 착화제 및 유리 시아니드를 포함하는 욕에 담지된 전극에 대한 금 합금의 전기주조 도금법에 있어서, 광택 반사성(shiny reflective) 황색 유형의 금 합금을 전극에 도금하기 위해서, 상기 합금 금속은 구리 II 시아니드 형태인 구리와 포타슘, 및 인듐 착물(complex indium)임을 특징으로 하는 금 합금의 전기주조 도금법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인듐 착물은 아미노카르복실 유형 또는 아미노포스포닉 유형인 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 1 내지 10 g.l^-1의 알칼리 아우로시아니드 형태인 금 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 30 내지 80 g.l^-1의 알칼리 시아니드(alkaline aurocyanide)형태인 구리II 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
5. 제 1항에 있어서, 욕은 10 mg.l^-1 내지 5 g.l^-1의 인듐 금속 착물(complex indium metal)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 15 내지 35 g.l^-1의 유리 시아니드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 습윤제는 농도가 0.05 내지 10 ml.l^-1임을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 습윤제는 폴리옥시알코일레닉(polyoxyalcoylenic), 에테르 포스페이트, 라우릴 설페이트, 디메틸도데실아민 N 옥시드, 디메틸도데실 암모늄 프로판 설포네이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 아민의 농도가 0.01 내지 5 ml.l^-1임을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 0.1 g.l^-1 내지 20 g.l^-1아미노카르복실릭 착화제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 0.1 mg.l^-1 내지 20 mg.l^-1의 농도로 탈분극제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 욕은 인산염, 탄산염, 시트르산염, 황산염, 타르타르산염, 글루콘산염, 아인산염 유형의 전도성 염을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
13. 제 1항에 있어서, 상기 욕의 온도는 50 내지 80℃로 유지되는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
14. 제 1항에 있어서, 상기 욕의 pH는 8 내지 12로 유지되는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
15. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 0.2 내지 1.5 A.dm^-2의 전류 밀도에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 도금법.
16. 두께가 1 내지 800 미크론이며 구리를 포함하면서, 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 금 합금 형태인 전해 도금에 있어서, 1N 내지 3N 범위의 광택이 나는 색을 수득하기 위해서, 세번째 주요 화합물로 인듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 도금.