KR101342483B1 - 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 이를 이용한 표면처리 방법 - Google Patents

방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 이를 이용한 표면처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선통신기기 등 전자기기에 사용되는 필터, 안테나 등 개별부품, 또는 이를 내장하는 케이스 및 함체 등의 구리 또는 구리합금 부분이 대기 중에 노출되는 표면 위에 도포하여 화학반응을 일으킴으로써, 뛰어난 방청성 및 안티그리즈 성능을 발휘하는 피막을 형성할 수 있는 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 그 표면처리 방법에 관한 것이다.
본 발명인 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물은, 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸 화합물 0.07~1.2중량%, 저급유기산 0.01~5.0중량%, 고급지방산 0.001~0.5중량%, 금속화합물 0.01~0.1중량%, 나머지는 물로 이루어지고, pH3~4인 것을 특징으로 한다.
<화학식 1>
Figure 112011091802017-pat00004

(상기 식에서 R1은 탄소가 1~15의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
본 발명의 프리플럭스 조성물로 제조된 표면처리액을 사용하면, 전자부품 등에 사용된 구리 또는 구리합금이 대기 중에 노출되는 표면 위에, 방청성, 안티그리즈 및 내식성이 현저히 우수한 피막을 형성함으로써, 전자부품 등의 녹 발생이 예방되고, 손때 및 기름때 부착을 방지할 수 있고, 불량 감소 및 내구성 향상으로 원가절감은 물론, 표면품질 향상에 따른 전자부품 등의 상품성 향상으로 매출 증가에 크게 기여하는 효과가 있다.

Description

방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 이를 이용한 표면처리 방법{The copper and copper alloy surface treating Cu-flux for excellent anti-oxidation and anti-grease capability and a surface treating method using the Cu-flux}
본 발명은 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선통신기기 등 전자기기에 사용되는 필터, 안테나 등 개별부품, 또는 이를 내장하는 케이스 및 함체 등의 구리 또는 구리합금 부분이 대기 중에 노출되는 표면 위에 도포하여 화학반응을 일으킴으로써, 뛰어난 방청성 및 안티그리즈 성능을 발휘하는 피막을 형성할 수 있는 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 그 표면처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자기기 및 그 부품, 특히 유무선 통신시스템에 있어서 통신용 함체에 내장되거나 결합되는 필터, 안테나 등의 개별 전자부품, 그리고 이들이 내장되는 케이스, 함체 또는 이들 케이스 또는 함체의 내부 구성물인 볼트 등 부속 자재들 (본 명세서 전체에 걸쳐 "전자부품 등"이라 칭한다) 중에서 필요한 부분의 표면에는 통상 내식성 및 전기 전도성 등을 고려하여 은도금으로 표면처리를 하여 왔으나, 근자에는 원가절감의 목적으로 고가의 은도금 대신 구리 또는 구리합금으로 대체되고 있는 추세이다.
그러나 구리는 가격이 저렴한 장점이 있는 반면, 은이나 금에 비해 산화가 잘 일어나며, 이렇게 산화가 일어난 구리 표면은 전자부품의 전기 전달 흐름을 현저하게 떨어뜨리거나 또는 전자부품에 접점불량 등 다양한 문제를 야기할 수 있다.
그래서 종래기술에서는 전자부품 등에 사용되는 구리 또는 구리합금이 표면으로 노출되는 부품이 변색되지 않도록 피막으로 덮기 위하여 알킬 벤지미다졸(Alkyl benzimidazole)계 용액을 프리플럭스로 사용하여 화학 반응을 통하여 구리 또는 구리합금의 표면에 피막을 형성하여 왔다. 이와 같은 기존의 통상적인 프리플럭스는 톨릴트리아졸(TTA) 및 벤조트리아졸(BZT) 등과 같이 피막을 형성하여 변색을 방지하는 아졸계 화합물(azoles)이다.
그러나 상기와 같은 종래기술의 아졸계 화합물(azoles)은 극히 낮은 내열성 및 산, 알칼리에 대한 약한 저항성 때문에 조그마한 환경 변화에도 변색 방지 역할이 상실되며, 또한 전자부품 등에 생기는 기름때에 대한 안티그리즈(Antigrease) 성능이 발현되지 않는 문제점이 있다.
또한 상기와 같은 종래기술의 아졸계 화합물은 실제 사용 시 용액의 증발과 pH의 변화 등에 따라 아졸계 화합물의 석출물이 발생되는 문제점이 있으며, 또한 한번 발생된 석출물은 pH의 조절, 유기산의 첨가나 증류수의 보충으로도 녹지 않기 때문에 전자부품 등의 구리 또는 구리합금의 표면 위에 프리플럭스를 도포하는 과정 중 고형의 석출물이 지속적인 품질 불량을 발생시켜 최종상품인 전자부품 등 의 가치를 현저히 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 상기와 같이 아졸계 화합물로 구성되는 종래기술의 변색 방지용 프리플럭스의 한계를 극복하고, 고형물질과 금속화합물의 침전이 일어나지 않고, 용액이 안정성이 지속적으로 유지되면서도, 전자부품 등의 구리 및 구리합금의 표면에 도포, 형성된 피막 층이 현저히 우수한 방청성, 내식성 및 안티그리즈(Antigrease) 성능을 갖는 프리플럭스 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물은, 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸 화합물 0.07~1.2중량%, 저급유기산 0.01~5.0중량%, 고급지방산 0.001~0.5중량%, 금속화합물 0.01~0.1중량%, 나머지는 물로 이루어지고, pH3~4인 것을 특징으로 한다.
<화학식 1>
Figure 112011091802017-pat00001
(상기 식에서 R1은 탄소가 1~15의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
또한 본 발명에서, 상기 벤즈이미다졸 화합물은, 2-메틸벤즈이미다졸, 2-프로필벤즈이미다졸, 2-부틸벤즈이미다졸, 2-펜틸벤즈이미다졸, 2-헥실벤즈이미다졸, 2-헵틸벤즈이미다졸, 2-옥틸벤즈이미다졸, 2-노닐벤즈이미다졸, 2-(4-벤질)벤즈이미다졸, 2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸, 2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 2-(6-페닐헥실)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐헵틸)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸, 2-(9-페닐노닐)벤즈이미다졸, 2-(10-페닐데실)벤즈이미다졸, 2-벤질-4-메틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-페닐에틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸2-(6-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸 및 및 그들의 염들 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서, 상기 저급유기산은, 아세트산, 포름산, 프로피온산, 글리콜산, 옥살산, 아디핀산, 말레인산, 젖산, 글리세린산, 시트르산 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서, 상기 금속화합물은, 황산아연, 염화아연, 산화철, 염화철, 염화구리, 인산구리, 탄산구리 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명인, 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 방법은, 본 발명의 상기 구성물질들을 혼합하여 프리플럭스 조성물을 제조하는 단계; 표면처리 대상물의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조하는 단계; 상기 프리플럭스를 액조에 장입한 후, 45℃의 온도를 유지하면서 상기 액조 내에 상기 표면처리 대상물을 침지하는 단계; 및 상기 표면처리 대상물을 액조에서 60초 이상 침지한 후, 인취하여 수세, 건조하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 프리플럭스 조성물로 제조된 표면처리액을 사용하면, 전자부품 등에 사용된 구리 또는 구리합금이 대기 중에 노출되는 표면 위에, 방청성, 안티그리즈 및 내식성이 현저히 우수한 피막을 형성함으로써, 전자부품 등의 녹 발생이 예방되고, 손때 및 기름때 부착을 방지할 수 있고, 불량 감소 및 내구성 향상으로 원가절감은 물론, 표면품질 향상에 따른 전자부품 등의 상품성 향상으로 매출 증가에 크게 기여하는 효과가 있다.
본 발명의 프리플럭스는 전자부품 등의 표면처리제로 사용되는 것이다. 그러나 본 발명의 프리플럭스가 사용되는 대상물은 상기에 한정되지 않으며, 대기에 노출되는 표면이 구리 또는 구리합금인 물건이면 어떠한 것이라도 본 발명의 프리플럭스를 사용할 수 있다.
본 발명의 프리플럭스는 전자부품 등의 표면처리 대상물 중 대기에 노출되는 표면이 구리 또는 구리합금인 부분에 도포되어, 화학반응에 의한 피막을 형성함으로써, 우수한 방청성, 내식성 및 안티그리즈 성능을 발현하게 된다.
본 발명의 상기 프리플럭스 조성물은 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸 화합물 0.07~1.2중량%, 저급유기산 0.01~5.0중량%, 고급지방산 0.001~0.5중량%, 금속화합물 0.01~0.1중량%, 나머지는 물을 포함하여 구성된다.
<화학식 1>
Figure 112011091802017-pat00002
(상기 식에서 R1은 탄소가 1~15의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
이하 본 발명의 상기 프리플럭스 조성물의 구성 부분을 개별적으로 상세히 살펴보기로 한다.
<벤즈이미다졸계 화합물>
본 발명의 상기 프리플럭스 조성물의 가장 큰 특징은 상기 화학식 1로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물을 유효성분으로 함유하는 것이다. 벤즈이미다졸계 화합물은 벤즈이미다졸 고리의 2 위치에 알킬기, 아릴기로 치환된 것이다.
본 발명에 적합한 벤즈이미다졸계 화합물의 대표적인 예로서는,
2-메틸벤즈이미다졸, 2-프로필벤즈이미다졸, 2-부틸벤즈이미다졸, 2-펜틸벤즈이미다졸, 2-헥실벤즈이미다졸, 2-헵틸벤즈이미다졸, 2-옥틸벤즈이미다졸, 2-노닐벤즈이미다졸, 2-(4-벤질)벤즈이미다졸, 2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸, 2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 2-(6-페닐헥실)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐헵틸)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸,
2-(9-페닐노닐)벤즈이미다졸, 2-(10-페닐데실)벤즈이미다졸, 2-벤질-4-메틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-페닐에틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸,
4-메틸2-(6-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸 등과 이들의 염이 있다.
본 발명의 상기 프리플럭스 조성물에서, 벤즈이미다졸계 화합물의 함유량은 0.07 중량% 내지 1.2중량%인 것이 바람직하다. 상기 벤즈이미다졸은 구리와의 배위결합으로 구리 또는 구리합금의 표면에 얇은 막을 잘 형성하는 바, 그 함유량이 0.07 중량% 이하인 경우에는 피막의 두께가 필요 충분한 만큼 잘 형성되지 못하게 되며, 그 함유량이 1.2중량% 이상인 경우에는 용해도가 낮아지기 때문에 침전이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
<저급유기산>
본 발명에 사용하는 상기 벤즈이미다졸계 유효성분은 물에 잘 녹지 않기 때문에 이들을 물에 잘 용해시키기 위하여 본 발명의 상기 프리플럭스 조성물에는 저급유기산이 사용된다. 상기 저급유기산은 0.01중량% 내지 5중량% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 저급유기산은 미리 염을 만든 후 이용하는 것이 바람직하며, 특히 C4 이하의 지방족 카르복실산을 함유하는 저급유기산 수용액 중에서 상기 Alkyl, Aryl 벤즈이미다졸계 화합물이 잘 용해된다.
C4저급유기산의 바람직한 예로서는, 개미산, 아세트산, 프로피온산, 브틸산, 그리콜산, 안식향산, 피크린산, 살리실산, 수산(oxalic acid), 아디핀산 등이 있으나 이것에 한정되지는 않는다.
<고급지방산>
벤즈이미다졸계 화합물의 유효성분을 구리 및 구리합금 표면에 잘 부착시키기 위하여, 본 발명의 프리플럭스 조성물에는 고급지방산을 사용한다. 상기 고급지방산은0.001 중량% 내지 0.5중량% 포함되는 것이 바람직하다. 본 명세서 전체에 걸쳐, "고급지방산"이란 용어는, 화학식으로 볼 때, C가 5개 이상인 지방산을 의미한다. 본 발명에서 고급지방산은 벤즈이미다졸계 화합물을 전자부품 등의 구리 또는 구리합금 표면에 스프레드 하여 부착시키는 캐리어로 작용하며, 또한 안티그리즈 성능의 발현에 기여하게 된다.
본 발명에서 고급지방산의 함유량이 0.001중량% 미만이 되면, 구리 또는 구리합금 표면에 형성되는 피막이 너무 얇게 되는 문제점이 있다. 또한 고급지방산의 함유량이 0.5중량%를 초과하게 되면, 산의 농도가 너무 높아져 피막의 형성이 어렵고, 또한 프리플럭스 용액과 구리 또는 구리합금 표면 간의 미끄럼 현상이 생기면서 안티그리즈 성능도 떨어뜨리게 되는 문제가 발생할 수 있다.
<금속화합물>
본 발명의 프리플럭스 조성물로 표면 처리된 전자부품 등의 내열성을 좋게 하기 위하여, 본 발명에는 금속화합물이 포함된다. 본 발명에서 금속화합물은 0.01중량% 내지 0.1중량% 포함되는 것이 바람직하다. 금속화합물의 종류로는 염화철, 염화구리, 아연, 니켈, 요오드 등이 이용될 수 있다.
본 발명에서 금속화합물은 금속이온의 농도를 컨트롤하는 역할을 함으로써 피막의 열 안정성을 높여준다. 금속화합물의 함유량이 0.01중량% 미만이 되면, 피막의 내열성이 제대로 발휘되지 못하는 경우가 생길 수 있으며, 반대로 금속화합물의 함유량이 0.1중량%를 초과하면 조성물 내에 침전물이 생겨 프리플럭스 도포에 방해가 되고, 제품의 표면 품질을 떨어뜨리게 된다.
본 발명의 상기 프리플럭스 조성물에는, 필요한 경우 유효성분이 물에 잘 녹을 수 있도록 수용성 용매로서, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 에틸렌글리콜 에테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 더 첨가될 수 있다.
본 발명의 프리플럭스 조성물을 이용한 구리 및 구리합금의 표면처리 방법은, 우선 상기한 바와 같은 본 발명의 상기 구성물질들을 혼합하여 프리플럭스 조성물을 제조한다. 다음은, 표면처리 대상물인 전자부품 등의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조한다.
이어서 상기 프리플럭스 조성물로 된 표면 처리액을 액조에 장입한 후, 45℃의 온도를 유지하면서 상기 액조 내에 상기 표면처리 대상물을 침지하게 된다. 상기 표면처리 대상물은 액조에서 60초 이상 침지하여 충분한 피막이 형성되었음을 확인한 후, 인취하여 수세, 건조하게 된다. 필요에 따라서는 표면처리액을 표면처리 대상물에 도포하거나 또는 분무할 수도 있다.
한편, 상기와 같이 방청성, 내식성 등이 우수한 조성물을 만드는 것도 중요하지만, 실제로 공정에 적용하는 경우에 있어서는, 조성물에 함유된 성분들은 모두 같은 비율로 소모되지 못하기 때문에 각각의 성분이 조성 상에서 하는 역할을 충분히 확인하고, 그 균형을 조절하지 못하는 경우, 피막의 두께를 조절하기가 어렵거나 만들어진 피막 위에 여러 종류의 결점이 발생하기 때문에 본 조성물을 응용하는데 고형성분, 유기산 및 지방산 등의 균형이 매우 중요하다. 본 발명자들이 면밀한 실험을 통하여 얻어낸 결과는 다음과 같다.
고형성분은 수시로 농도 분석을 통하여 함량을 알아내는 것이 쉽게 이루어지고, 원하는 유효성분의 함량을 조절하는 것도 간단히 행할 수 있다. 다음으로는 유기산 중 C4가 낮은 산은 고형성분을 녹이는 역할과 조성물의 pH를 조절하므로 피막의 두께를 파악하면서 그 변화에 맞추어 적절한 농도의 관리가 필요하다. 고급지방산은 관리하는 범위를 벋어났을 때, 피막의 두께와 표면에 여러 가지 자국들이 발생하므로, 본 조성물을 응용하는 경우 농도의 균형을 공정에 맞도록 설정하고, 지속적으로 관리하는 것이 매우 중요한 관점이 된다.
특히 고급지방산의 함량은 단순히 일정한 범위로만 관리해서는 아니 되고, 유효성분의 함량, C4가 낮은 유기산의 함량과 균형을 이루면서 관리해야 한다. 처음 메이크업(make-up) 농도와 비교할 때, 유효성분은 벤즈이미다졸은 90~120중량%, 저급 유기산은 85~100중량%, 고급지방산은 60~90중량% 범위에서 관리하는 것이 최적이다.
본 발명의 프리플럭스 조성물로 전자부품 등의 구리 및 구리합금에 코팅을 실시하는 경우, 피막의 형성은 pH에 매우 민감한 영향을 받는다. 일반적으로 pH가 상승하면서, 피막의 두께가 동일한 침적 시간일 때 두꺼워진다. 본 조성물인 경우, 가장 좋은 조건은 pH 3~4의 범위이고, 이 범위를 벋어나지 않도록 지속적인 산도의 조절이 요구된다. 또한 본 발명에서 피막의 두께는 처리시간이 길어질수록 두껍게 형성되고, 통상 60초에 0.4㎛ 상당의 두께가 형성되도록 조절되며, 대체로 0.25~0.5㎛ 를 적정 두께로 간주한다.
방청성 및 안티그리즈 ( Antigrease ) 검증:
본 발명의 프리플럭스 조성물로 처리한 시편을 150℃에서 오븐에 30분 동안 산화처리 과정을 거친 후, 변색의 정도로 방청성을 측정하였고, 피막의 두께는 열처리 전에는 UV 분광광도계를 이용, 산으로 표면에 코팅된 피막을 녹여서 두께를 측정하고, 열처리가 된 시료는 전자현미경으로 피막의 두께를 측정했다. 안티그리즈(Antigrease)는 오븐에서 처리한 시편을 손으로 문질러 지문이 묻는 정도를 관찰했다.
<실시예 1>
2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸 0.15중량%, 개미산 3중량%, 고급지방산 0.05중량% 및 염화구리 0.02중량%, 염화아연 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스 조성물을 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<실시예 2>
4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸 0.2중량%, 아세트산 5중량%, 고급지방산 0.05중량% 및 염화구리 0.02중량%, 염화아연 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스 조성물을 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<실시예 3>
2-(5-프로필피리딜)벤즈이미다졸 0.3중량%, 포름산 5중량%, 고급지방산 0.05중량% 및 염화구리 0.02중량%, 염화아연 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스 조성물을 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<종래예 1>
1,2,3-벤조트리아졸(BTZ) 0.25중량%, 아세트산 5중량%, 고급지방산 0.025중량% 및 염화구리 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<종래예 2>
톨릴트리아졸(TTA) 0.2중량%, 아세트산 5중량%, 고급지방산 0.05중량% 및 염화구리 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 인티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<비교예 1>
2-(5-프로필피리딜)벤즈이미다졸 0.05중량%, 포름산 5중량%, 고급지방산 0.05중량% 및 염화구리 0.02중량%, 염화아연 0.02중량%, 나머지는 물로 구성되는 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<비교예 2>
2-(5-프로필피리딜)벤즈이미다졸 0.3중량%, 포름산 0.01중량%, 고급지방산 0.001중량% 및 염화구리 0.02중량%, 염화아연 0.02중량%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 45℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 피막의 두께, 방청성, 안티그리즈(Antigrease)를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.
<시험 결과>
주요 구성요소
피막두께
(㎛)
방청성
Anti-grease
내열성
비고
유효성분
(wt%)		 저급유기산
(wt%)		 고급지방산
(wt%)		 금속화합물
(wt%)
실시예 1 BI 0.15 3.0 0.05 0.04 0.4 ◎ ◎ ◎
실시예 2 BI 0.2 5.0 0.05 0.04 0.42 ◎ ◎ ◎
실시예 3 BI 0.3 5.0 0.05 0.04 0.35 ◎ ◎ ◎
종래예 1 BTZ 0.25 5.0 0.025 0.02 0.25 △ △ △
종래예 2 TTA
0.2		 5.0 0.05 0.02 0.19 X X △ 변색 심함
비교예 1 BI 0.05 5.0 0.05 0.04 0.05 △ △ X 표면 부식
비교예 2 BI 0.3 0.01 0.001 0.04 0.07 O △ △ 일부 석출
*범례: ◎=아주 우수, O=우수, △=보통, X=열악,
BI=벤즈이미다졸, BTZ= 벤조트리아졸, TTA=톨릴트리아졸
상기 시험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3에 나타난 시료들은 피막의 두께에 있어 종래예 및 비교예에 비하여 현저히 두껍게 형성되었으며, 방청성, 안티그리즈, 내열성 모두 종래예 및 비교예에 비하여 우수한 것으로 확인되었다.
본 발명은 상기 실시예들을 기초로 상세히 설명되었지만, 본 발명에 기재된 실시 예는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 점은 분명하다. 또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸 화합물 0.07~1.2중량%, 저급유기산 0.01~5.0중량%, 고급지방산 0.001~0.5중량%, 금속화합물 0.01~0.1중량%, 나머지는 물로 이루어지고, pH3~4인 것을 특징으로 하는 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물.
    <화학식 1>
    Figure 112013095218069-pat00003

    (상기 식에서 R1은 탄소가 1~15의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤즈이미다졸 화합물은, 2-메틸벤즈이미다졸, 2-프로필벤즈이미다졸, 2-부틸벤즈이미다졸, 2-펜틸벤즈이미다졸, 2-헥실벤즈이미다졸, 2-헵틸벤즈이미다졸, 2-옥틸벤즈이미다졸, 2-노닐벤즈이미다졸, 2-(4-벤질)벤즈이미다졸, 2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 2-(4-페닐부틸)벤즈이미다졸, 2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 2-(6-페닐헥실)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐헵틸)벤즈이미다졸, 2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸, 2-(9-페닐노닐)벤즈이미다졸, 2-(10-페닐데실)벤즈이미다졸, 2-벤질-4-메틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-페닐에틸벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(3-페닐프로필)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(5-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸2-(6-페닐펜틸)벤즈이미다졸, 4-메틸-2-(8-페닐옥틸)벤즈이미다졸 및 및 그들의 염들 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저급유기산은, 아세트산, 포름산, 프로피온산, 글리콜산, 옥살산, 아디핀산, 말레인산, 젖산, 글리세린산, 시트르산 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방청성 및 안티그리즈 성능이 우수한 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속화합물은, 황산아연, 염화아연, 산화철, 염화철, 염화구리, 인산구리, 탄산구리 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구리 또는 구리합금의 표면처리 조성물.
  5. 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물의 구성물질을 혼합하여 프리플럭스를 제조하는 단계;
    표면처리 대상물의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조하는 단계;
    상기 프리플럭스를 액조에 장입한 후, 45℃의 온도를 유지하면서 상기 액조 내에 상기 표면처리 대상물을 침지하는 단계;
    상기 표면처리 대상물을 액조에서 60초 이상 침지한 후, 인취하여 수세, 건조하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구리 또는 구리합금의 표면처리 방법












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CN104388945B (zh) * 2014-12-04 2015-10-28 西安石油大学 高流速环境下抗co2腐蚀的曼尼希碱类缓蚀剂及其制备方法
KR101875680B1 (ko) * 2017-06-08 2018-08-02 김응우 탈지방청 조성물의 제조방법 및 이 제조방법을 통해 제조되는 탈지방청 조성물
CN115505912B (zh) * 2022-10-10 2023-10-27 中国科学院兰州化学物理研究所 一种铜合金无铬钝化剂及其制备方法和应用、对铜合金进行钝化处理的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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