KR102258233B1 - 전해 도금액 - Google Patents

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KR102258233B1
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신풍금속 주식회사
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Abstract

본 출원은 전해 도금액, 상세하게는 무니켈 전해 도금액에 관한 것이다. 본 출원의 전해 도금액은 도금 후, 우수한 LCD 부위 전착 성능, HCD 부위 내식성을 가지며, 백색에 가깝고, 밝은 색상을 나타낼 수 있다. 또한, 본 출원의 전해 도금액은 수명이 길어서 경제적 이점 또한 가진다.

Description

전해 도금액{ELECTROPLATING SOLUTION}
본 출원은, 전해 도금액, 보다 상세하게는 무니켈(nickel-less) 전해 도금액에 관한 것이다.
일반적으로 전해도금은, 피도금물의 금속 성분을 음극으로, 도금물의 금속 성분을 양극으로 설정하고, 양 전극을 도금물의 금속의 이온을 함유한 도금액 속에 담근 다음, 통전함으로 해서 원하는 금속의 이온이 피도금물의 표면에 전해 석출하는 원리를 이용하는 도금 방법이다.
도금물의 금속 성분으로서, 산업 현장에서 주로 사용되는 성분은 니켈이다. 하지만, 니켈을 인체에 접촉하면 알레르기 반응 등의 유해한 결과가 발생하는 문제가 있다. 따라서, 니켈의 경우, 인체에 직접 접촉하는 액세서리 등의 제품에의 적용에는 곤란하다. 그러나, 니켈을 도금 제품에서 제외하면, 제품의 광택이 떨어지고, 어두운 색상을 가지며, 또한 내식성이 좋지 않다는 이유 등으로, 일정 시간 경과 후에는 쉽게 변색된다.
도금물의 금속 성분으로서, 니켈을 대체하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있다. 예를 들면, 비특허문헌 1은 비시안계 Cu-Sn 합금 도금액의 Sn 산화 방지제 및 광택제에 대해서 개시한다. 또한, 구리, 아연 및 주석을 주성분으로 하는 3원 합금 도금액이 고려된 바 있다. 상기 3원 합금 도금액의 예로서, 일본 Tsumura社의 KKW GREEN 제품을 들 수 있다. 그러나, 합금 도금액은 고전류밀도(High Current Density, 이하에서는 “HCD”로 지칭한다) 부위에서의 도금 내식성이 떨어지거나, 혹은 발색되는 등의 문제점이 있다. 특히, KKW GREEN 제품은 도금 내식성 금속 성분인 구리, 아연 및 주석의 합금을 적용한 점에서 내식성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, KKW GREEN 제품은 이에 과도한 첨가제가 적용되어서, 그 관리가 어렵고, 다른 제품보다 고가여서, 제품의 가격 경쟁력 또한 떨어지는 문제가 있다.
3원 합금 도금액의 문제점을 보완하기 위하여 고려된 무니켈 도금액이 있다. 상기 무니켈 도금액의 예로서, 구리-텅스텐 합금 계열의 금속 성분을 적용하고, 비-암모늄계 착화제를 적용한 일본 금신社의 SC-30 제품을 들 수 있다. 그러나, 해당 무니켈 도금액은 저전류밀도(Low Current Density, 이하에서는 “LCD”로 지칭한다)에 부위에서의 전착도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 해당 도금액으로 형성한 도금면은 다소 어두운 색상을 가지기 때문에, 액세서리로는 적합하지 않다. 또한, 해당 도금액의 수명이 6개월 이하로 짧기 때문에, 적어도 6개월에 한번은 도금욕 내의 도금액을 교체하여야 하는 문제가 있다.
2016년도 한국표면공학회 추계학술대회 논문집 112 페이지
본 출원은, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 전해 도금액에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은 도금물의 LCD 부위의 전착도, HCD 부위의 내식성이 우수하고, 백색에 가까운 색상을 나타내며, 동시에 수명 또한 6개월 넘게 지속될 수 있는 전해 도금액을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 출원에서 적용하는 용어를 하기와 같이 정의한다. 그러나, 하기에서 규정하는 정의는 당업계에서 알려진 정의와 크게 상충되지 않는 범위의 것을 의미할 수 있다:
본 출원에서, 단위 중량부는, 해당 성분의 기준 성분에 대한 중량 비율로서, 상대적 함량을 의미하는 것으로 사용된다.
본 출원에서, 금속 전구체는, 해리되면 그 금속의 이온을 형성할 수 있는 성분을 의미할 수 있다. 본 출원에서 금속 전구체는, 예를 들면, 어떤 금속의 이온과 이의 짝이온으로 형성된 염을 지칭하는 의미로 사용될 수 있다.
본 출원에서, 도금액은 소정의 용질과 용매로 구성되며, 상온에서 용액으로 존재할 수 있다. 상기 용매로는 물, 증류수, 탈이온수 등의 수계 용매, 헥산, 데칸 등의 알칸; 또는 메틸에틸케톤 등의 케톤 등의 유기 용매를 적용할 수 있다.
본 출원에서 언급하는 물리적 특성이 그 측정 온도 및/또는 측정 압력에 영향을 받는다면, 특별히 다르게 규정하지 않는 한, 측정 온도는 상온을 의미하고, 측정 압력은 상압을 의미할 수 있다.
본 출원에서 언급하는 물리적 특성의 측정 방법은 당업계에서 공지된 측정 규준 중 임의의 것을 적용할 수 있다. 또한, 상기 물리적 특성의 측정 방법은 해당 내용에 관한 설명에서 이하에서 추가로 언급한다.
본 출원에서, 상온은 특별히 가온하거나 감온하지 않은 자연 그대로의 온도를 의미할 수 있다. 상온은, 예를 들어, 20 ℃ 내지 30 ℃ 또는 20 ℃ 내지 25 ℃의 범위 내의 온도를 의미할 수 있고, 구체적으로는 23 ℃ 또는 25 ℃를 의미할 수 있다.
본 출원에서, 상압은 특별히 가온하거나 감온하지 않은 대기압과 같은 온도를 의미할 수 있다. 상온은, 예를 들어, 0.8 atm 내지 1.2 atm의 범위 내의 압력을 의미할 수 있고, 대략적으로는 1 atm일 수 있다.
본 출원에서, 완충제는 도금욕의 급격한 pH 변화를 방지하기 위하여 도금액에 첨가되는 임의의 성분을 의미할 수 있다.
본 출원에서, 광택제는 전해 도금에 따른 석출물에 광택을 부여하기 위하여 첨가되는 임의의 성분을 의미할 수 있다.
본 출원에서, 착화제는 도금물의 금속 성분의 금속 이온 주위에 배위하여 상기 금속 성분의 착이온을 생성하여, 금속 성분이 도금액 내에서 안정적으로 존재할 수 있고, 동시에 금속 성분을 피도금물에 안정적으로 전착할 수 있도록 첨가되는 임의의 성분을 의미할 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 전해 도금액에 대해서 상세하게 설명한다.
본 출원의 전해 도금액은, 코발트 전구체로 이루어진 금속 성분을 포함한다. 본 출원의 전해 도금액은, 적어도 2종의 금속 성분을 포함하는 종래의 전해 도금과 다르게, 금속 성분으로서 코발트의 전구체만을 포함함으로 해서, LCD 부위에서는 우수한 전착력을, HCD 부위에서는 우수한 내식성을 나타내는 도금물을 제조할 수 있다. 즉, 본 출원의 전해 도금액으로 형성되는 도금층의 금속은 코발트로만 이루어질 수 있다. 또한, 본 출원의 전해 도금액은 코발트의 전구체만을 포함함으로 해서, 밝고, 백색에 가까운 도금물을 형성할 수 있어서, 액세서리용으로 특히 적합한 이점이 있다.
코발트의 전구체의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 코발트 전구체로, 코발트의 산화물, 황화물, 황산화물, 질산화물 또는 염화물을 사용할 수 있다. 한편, 우수한 전착력 및 내식성 확보의 관점에서는 코발트의 황산화물인, 황산 코발트를 적용하는 것이 적절할 수 있다.
코발트의 전구체로 이루어진 금속 성분의 전해 도금액 내의 농도 또한 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 도금액의 우수한 전착력과 내식성을 확보하고, 수명을 향상시키는 관점에서, 금속 성분의 전해 도금액 내의 농도는 10 g/L 내지 200 g/L의 범위 내일 수 있다. 상기 범위는, 다른 예시에서, 20 g/L 이상, 30 g/L 이상, 40 g/L 이상, 50 g/L 이상, 60 g/L 이상, 70 g/L 이상 또는 75 g/L 이상일 수 있고, 190 g/L 이하, 180 g/L 이하, 170 g/L 이하, 160 g/L 이하, 150 g/L 이하, 140 g/L 이하, 130 g/L 이하, 120 g/L 이하, 110 g/L 이하, 100 g/L 이하, 90 g/L 이하 또는 85 g/L 이하일 수 있다. 상기에서, 금속 성분의 농도는 해당 금속 성분을 포함하는 전해 도금액(용액)의 부피당, 금속 성분이 차지하는 질량을 의미한다.
본 출원의 전해 도금액은, 도금욕 내의 pH의 과도한 증가 혹은 감소를 방지하기 위하여, 완충제를 추가로 포함할 수 있다.
완충제로 적용될 수 있는 성분의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 완충제로서, 붕산, 아세트산나트륨, 또는 질산칼륨을 적용할 수 있다. 한편, 상기한 코발트 전구체와의 상용성의 입장에서는 완충제로서 붕산을 적용하는 것이 적절할 수 있다.
완충제의 전해 도금액 내에서의 비율 또한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 출원의 전해 도금액은, 상기한 코발트 전구체와의 상용성을 확보하고, 도금욕 내의 급격한 pH 변화를 예방하는 관점에서, 완충제를 금속 성분 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 5 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 0.6 중량부 이상, 0.7 중량부 이상, 0.8 중량부 이상, 0.9 중량부 이상, 1.0 중량부 이상, 1.1 중량부 이상 또는 1.2 중량부 이상일 수 있고, 4.5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3.5 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2.5 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1.5 중량부 이하 또는 1.3 중량부 이하일 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은, 도금물에 적절한 광택을 부여하고, 원하는 색상을 확보하기 위하여, 광택제를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 전해 도금액에 적용하는 광택제의 종류는 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 광택제로는 백색에 가까운 색상과 우수한 광택성 확보의 관점에서, 술폰산계 이온성 화합물을 적용할 수 있다. 술폰산계 이온성 화합물은 술폰산 유래의 화합물의 염을 의미할 수 있다. 상기 염의 양이온으로는, 나트륨 또는 칼륨 등의 알칼리 금속의 이온, 또는 이의 착화물을 적용할 수 있다. 또한 상기 염의 음이온으로는 술폰산 유래의 화합물을 적용할 수 있다. 상기 술폰산 유래의 화합물의 예로서, 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 14, 1 내지 12, 1 내지 10 또는 1 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 알킬렌기 또는 이들의 헤테로화합물; 또는 탄소수 6 내지 30, 6 내지 24, 1 내지 18 내지 6 내지 12의 아릴기 또는 이들의 헤테로화합물; 등이 결합된 술폰산을 적용할 수 있다. 그리고, 전해 도금액의 금속 성분과, 기타 첨가되는 다른 첨가제와의 상용성 확보의 관점에서, 광택제로는 에틸렌 술폰산 나트륨(sodium ethylene sulphonate)을 적용하는 것이 적절할 수 있다.
광택제의 전해 도금액 내에서의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 출원에서 목적하는 백색에 가까운 색상을 나타낼 수 있고, 적절한 광택을 확보한 도금물을 형성하는 관점에서, 본 출원의 전해 도금액은 광택제를 금속 성분 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 1.5 중량부 이상, 2.0 중량부 이상, 2.5 중량부 이상, 3.0 중량부 이상 또는 3.5 중량부 이상일 수 있고, 9 중량부 이하. 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하 또는 4 중량부 이하일 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은, 금속 성분의 이온, 즉 코발트의 이온이, 도금액 내에서 안정적으로 존재하고, 동시에 도금 대상 물질에 안정적으로 전착할 수 있도록, 착화제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 전해 도금액이 포함하는 착화제는 LCD 부위에서의 전착성과 HCD 부위에서의 내식성을 확보하고, 백색에 가까워서 액세서리에의 특히 적합하도록, 암모늄계 착화제일 수 있다. 여기서, 암모늄계 착화제라고 함은 적어도 양이온으로서 암모늄 이온을 포함하는 이온성 화합물로서, 도금액에 적용시 착화제로 기능할 수 있는 성분을 의미한다.
착화제의 종류는 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 착화제로는, 염화암모늄, 구연산암모늄, 또는 테트라메틸구연산암모늄 등을 적용할 수 있다. 특히, 코발트로 이루어진 본 출원의 전해 도금액의 금속 성분이 안정적으로 존재할 수 있도록 하는 관점에서는, 착화제로는 염화암모늄과 구연산암모늄을 병용하는 것이 적절할 수 있다.
착화제의 함량 또한 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 출원의 전해 도금액은 착화제를 금속 성분 100 중량부 대비 25 중량부 내지 100 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서 30 중량부 이상, 35 중량부 이상, 40 중량부 이상, 45 중량부 이상, 50 중량부 이상 또는 55 중량부 이상일 수 있고, 95 중량부 이하, 90 중량부 이하, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하, 75 중량부 이하, 70 중량부 이하, 65 중량부 이하 또는 60 중량부 이하일 수 있다. 특히, 착화제로 염화암모늄과 구연산암모늄을 병용하는 경우, 염화암모늄의 비율은 금속 성분 100 중량부 대비 30 중량부 이상, 35 중량부 이상, 40 중량부 이상, 45 중량부 이상 또는 50 중량부 이상일 수 있고, 95 중량부 이하, 90 중량부 이하, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하, 75 중량부 이하, 70 중량부 이하, 65 중량부 이하, 60 중량부 이하, 55 중량부 이하 또는 50 중량부 이하일 수 있다. 또한, 착화제로 염화암모늄과 구연산암모늄을 병용하는 경우, 구연산암모늄의 비율은 금속 성분 100 중량부 대비 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상, 5 중량부 이상 또는 6 중량부 이상일 수 있고, 10 중량부 이하, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하 또는 7 중량부 이하일 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은, 금속 성분으로서 니켈을 전혀 사용하지 않는다. 한편, 본 출원의 전해 도금액에 적용되는 금속 성분의 전구체로서, 코발트 전구체를 사용하더라도, 이의 입수 과정 또는 전해 도금액의 도금 과정에서 불순물로 아연, 철, 구리 또는 니켈 등이 극미량으로 포함될 수는 있다. 따라서, 상기 전해 도금액은 도금 후의 니켈 용출량이 0.1 ㎍/cm2/week 이하일 수 있다. 상기 수치는, 다른 예시에서, 0.01 ㎍/cm2/week 이하, 0.001 ㎍/cm2/week 이하 또는 실질적으로 0 ㎍/cm2/week일 수 있다. 니켈 용출량의 측정 방법으로는 하기의 실험예에서 설명하는 것을 적용할 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은, 피도금물에 우수하게 전착할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 본 출원의 전해 도금액을 전착하였을 때, 도금물의 LCD 부위에서의 두께는 0.1 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 도금물의 두께의 상한은 특별히 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 두께는 다른 예시에서 100 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하 또는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 상기에서, LCD(low current density)부위는 전류 밀도가 0.1 ASD (A/dm2, Ampere per Square Dcei-meter) 내지 1 ASD 또는 0.1 ASD 내지 5 ASD의 범위 내이거나, 약 0.1 ASD인 도금물의 부위를 의미할 수 있다. 상기에서, 도금물의 두께는 상기한 인가 전류 밀도의 조건에서 1 분 내지 10 분의 범위 내의 시간, 예를 들어, 약 5 분의 시간 동안 전해 도금액을 전착하였을 때의 전착된 두께를 의미할 수 있다. 상기 도금물의 LCD 부위에서의 두께의 측정 규준으로는, KS D 0246을 적용할 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은 도금 내식성이 우수한 이점이 있다. 특히, 본 출원의 전해 도금액으로 형성한 도금물은 HCD 부위의 내식성이 우수하다. 따라서, 본 출원의 전해 도금액은, 도금 후 KS D 9502 규준에 의거한 염수분무 시험에서 9.8 이상의 레이팅넘버(rating number)를 가질 수 있다. 상기에서, 레이팅넘버는 부식 면적과 유효 면적의 비율에 의해서 부식 정도를 나타내는 공지의 평가 척도로서, 0 내지 10의 값으로 구분된다. 상기에서 HCD(High Current Density) 부위는 도금물의 전류 밀도가 5 ASD 내지 10 ASD 또는 6 ASD 내지 8 ASD의 범위 내이거나, 약 6 ASD인 부위를 의미할 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은 백색에 가까운 도금물을 형성할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 본 출원의 전해 도금액은, 도금 후 CIE LAB 색 공간에 따른, 80 초과의 L* 값을 가질 수 있고, 0.8 미만의 a* 값을 가질 수 있으며, 0 초과 4.5 이하의 b* 값을 가질 수 있다. 다른 예시에서, 상기 전해 도금액의 도금 후 L* 값은 81, 82, 83, 84, 85 또는 86 이상일 수 있고, 100 이하, 99 이하 또는 98 이하일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 전해 도금액의 도금 후 a* 값은, 0.7 이하, 0.6 이하 또는 0.5 이하일 수 있고, 그 하한은 특별히 제한하지 않는다. 다른 예시에서, 상기 전해 도금액의 도금 후 b* 값은 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상 또는 3 이상일 수 있고, 4.4 이하, 4.3 이하, 4.2 이하, 4.1 이하, 4.0 이하, 3.8 이하, 3.7 이하, 3.6 이하, 3.5 이하, 3.4 이하, 3.4 이하, 3.3 이하, 3.2 이하 또는 3.1 이하일 수 있다.
전술한 조성을 충족하는 전해 도금액은, 전술한 특성을 만족할 수 있기 때문에, 액세서리 제품에 적용에 특히 적합한 이점이 있다.
본 출원은, 또한 도금체에 관한 것이다. 본 출원의 도금체는 기재층, 제 1 금속층, 도금층 및 제 2 금속층을 적어도 포함한다. 상기에서, 도금층은 본 출원의 전해 도금액으로 제조된다.
상기에서, 기재층은, 피도금 대상 제품을 의미하는 것으로 사용한다. 즉, 상기 기재층이 “층”으로 기재되어 있다고 해서, 그 형태가 반드시 판, 시트 또는 필름 형태로 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 금속층의 금속 성분은 특별히 제한하지 않는다. 제 1 금속층의 금속 성분으로는 그 표준 환원 전위가 본 출원의 전해 도금액의 금속 성분인 코발트보다 낮아서, 상기 도금액으로 전착이 가능한 금속 성분이면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기한 기능을 구현하고, 제품의 가격 경쟁력 확보 측면에서, 제 1 금속으로는 구리(Cu)를 적용하는 것이 적절할 수 있다.
상기 도금층을 형성하는 방법 역시 제한되지 않는다. 상기 도금층은 본 출원의 전해 도금액을 상기 제 1 금속층 상에 공지의 전해 도금방법으로 도금하여 형성할 수 있다.
상기 제 2 금속층의 금속 성분 또한 특별히 제한하지 않는다. 제 2 금속층의 금속 성분은 도금체의 표면층을 형성하기 때문에, 비교적 높은 광택을 나타내거나, 최종 제품의 외관에 영향을 주는 금속을 선택하는 것이 적절할 수 있다. 예를 들면, 금속 또는 백금 등의 귀금속이 상기 제 2 금속층의 금속 성분으로서 적절하다.
본 출원의 전해 도금액은, 도금 후 LCD 부위에서의 전착 성능이 우수하다.
본 출원의 전해 도금액은, 도금 후 HCD 부위에서의 내식성이 우수하다.
본 출원의 전해 도금액은, 도금 후 백색에 가까운 색상을 나타낼 수 있다.
본 출원의 전해 도금액은, 발색 성능을 나타낼 수 있는 기간이 길다.
도 1은 실시예에서 제조한 전해 도금액으로 도금한 액세서리 제품의 사진이다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기의 실시예 및 비교예가 본 출원의 범위를 제한하지는 않는다.
[제조예]
실시예
전해 도금액 제조에 사용된 성분은 다음과 같다:
코발트 전구체: 황산 코발트(Cobalt Sulfate, 일본화학산업주식회사제)
완충제: 붕산(Boric Acid, BORAX제)
광택제: 에틸렌술폰산나트륨(Sodium ethylene sulphonate, Sigma-Aldrich社)
착화제: 염화암모늄(Ammonium Chloride, 일본화학산업주식회사제), 구연산암모늄(Ammonium Citrate, 일본화학산업주식회사제)
증류수에 코발트 전구체, 완충제, 광택제, 착화제(염화암모늄 및 구연산암모늄)의 농도가 각각 80 g/L, 1 g/L, 3 g/L, 40 g/L 및 5 g/L가 되도록 용해시켜서 전해 도금액을 제조하였다. 도 1은 실시예의 전해 도금액으로 도금한 액세서리 제품의 사진이다.
비교예 1
금속 주성분으로서 3원 합금 성분인 구리, 아연 및 주석을 가지는 Tsumura사의 KKW GREEN 제품을, 전해 도금액으로 준비하였다.
비교예 2
금속 주성분으로서 코발트 및 텅스텐의 합금을 가지고, 착화제로서 암모늄계 착화제를 적용하지 않은 것으로 알려진 금신(일본) 사의 SC-30제품을 전해 도금액으로 준비하였다.
[실험예]
양극으로서 코발트를, 음극으로서 황동을 구비한 250mL 규격의 헐셀(Hull Cell, HC) 수조를 준비하였다. 상기 수조에 실시예 및 비교예에서의 전해 도금액을 주입하고, 도금액의 온도를 55 ℃로 승온한 다음, 2 A의 정전류를 인가하여 5분 동안 전해 도금을 실시하였다. 실시예 및 비교예의 전해 도금액에 대하여 하기의 평가 기준으로 물성을 평가하였으며, 이를 하기 표 1 에 나타내었다.
1. 전착도 평가
(1) 평가 방법
전해 도금(전착시간: 약 5분)된 HC 시편의 음극의 0.1 ASD(A/dm2) 부위에서의 도금 두께를 측정하였다. 측정 규준은 KS D 0246을 적용하였으며, 5회 측정한 후의 평균값을 평가 지표로 사용하였다.
(2) 평가 기준
전착도 평가의 기준은 하기와 같으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
“높음”: 두께가 0.1 ㎛ 이상인 경우
“낮음”: 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우
2. 내식성 평가.
(1) 평가 방법
KS D 9502의 염수 분무 시험법에 의거하여, 전해 도금(전착시간: 약 5분)된 HC 시편의 음극의 6 ASD(A/dm2) 부위에 대한 염수 분무 시험을 수행하였다. 구체적으로, 전해 도금된 HC 시편의 음극의 6 ASD 부위에 약 35 ℃의 온도에서 약 15 시간 동안, 5 % 농도의 NaCl 중성 염수를 시간당 평균 1 내지 2 mL로 분무하고, 녹 발생 여부를 관찰하였다. 녹 발생 여부는 레이팅넘버법으로 측정하였다. 평가 지표는 5회 측정하였을 때, 그 최대값으로 설정하였다.
(2) 평가 기준
내식성 평가의 기준은 하기와 같으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
“높음”: 레이팅넘버가 9.8 이상인 경우
“낮음”: 레이팅넘버가 9.8 미만인 경우
3. 색상 평가
(1) 평가 방법
전해 도금(전착시간: 약 5분)된 HC 시편의 음극에 대하여 자외선-가시광선 분광측색계(CM-3600d, Konica Minolta)를 이용하여, 도금물의 CIE LAB 색좌표를 측정하였다. 시험 방법으로는 KS A 0063:2015 규준을 적용하였다.
(2) 평가 기준
“밝음”: L* 값 80 초과, a* 값 0.8 미만 및 b* 값 0 초과 4.5 이하의 조건을 충족하는 경우
“어두움”: L* 값 80 초과, a* 값 0.8 미만 및 b* 값 0 초과 4.5 이하의 조건을 충족하지 않는 경우
4. 니켈 용출량 평가
(1) 평가 방법
전해 도금(전착시간: 약 5분)된 HC 시편의 음극에 대하여 니켈 용출량을 측정하였다. 측정 규준은 KS D 0853 : 2017을 적용하였으며, 5회 측정한 후의 평균값을 평가 지표로 사용하였다.
(2) 평가 기준
“소량 검출”: 니켈 용출량이 0.1 ㎍/cm2/week 이하인 경우
“다량 검출”: 니켈 용출량이 0.1 ㎍/cm2/week 초과인 경우
[고찰]
상기 실험예에서의 물성 평가 결과를 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 비교예 1 비교예 2
전착도 높음 높음 낮음
내식성 높음 낮음 높음
색상평가 밝음 밝음 어두움
니켈 용출량 소량 검출 소량 검출 소량 검출
본 출원의 전해 도금액에 관한 실시예의 전해 도금액은 전착도가 우수하면서 동시에 내식성이 높아서, 우수한 전착 성능을 긴 시간 유지할 수 있는 점을 확인할 수 있다. 또한, 실시예의 전해 도금액은 백색에 가깝고, 밝은 색상을 유지하면서도 니켈 용출량이 적기 때문에, 인체에 접촉하는 액세서리 용으로 특히 적합한 것을 알 수 있다.
그러나, 비교에 1은 전착성은 우수하나 내식성이 떨어져서 교체 주기가 짧은 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2는 내식성은 우수하지만, 전착 성능이 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2의 도금액으로 형성한 시편은 다소 어두운 색상을 나타내기 때문에, 액세서리 용으로는 적합하지 않음을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 코발트 전구체로 이루어진 금속 성분, 완충제, 광택제 및 암모늄계 착화제를 포함하고,
    코발트 전구체는 코발트의 산화물, 황화물, 황산화물, 질산화물, 또는 염화물이며,
    완충제는 붕산, 구연산, 인산 또는 피로린산이고,
    광택제는 술폰산계 이온성 화합물이며,
    암모늄계 착화제는 염화암모늄 및 구연산암모늄이고,
    도금 후 KS D 0246에 의거한 두께가 0.1 ㎛ 이상이고, KS D 9502에 의거한 염수 분무 시험에서 9.8 이상의 레이팅넘버(rating number)를 가지는 전해 도금액.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 금속 성분의 전해 도금액 내의 농도는 10 g/L 내지 200 g/L의 범위 내인 전해 도금액.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 완충제를 금속 성분 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 5 중량부의 비율로 포함하는 전해 도금액.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 광택제를 금속 성분 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 비율로 포함하는 전해 도금액.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 착화제를 금속 성분 100 중량부 대비 25 중량부 내지 100 중량부의 비율로 포함하는 전해 도금액.
  10. 삭제
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