KR102522045B1 - 전해연마액 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연마도가 우수하여 광택도가 높고 표면이 매끈한 고품질의 제품을 제조할 수 있는 물론이며, 인체 유해성이 적고 폐수발생도 적어서 환경친화적인 새로운 조성의 전해연마액 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 물 60~70중량부, 인산 5~10중량부, 티오요소 1~10중량부, 에틸렌글리콜 5~15중량부, 질산 0.3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마액 조성물이 제공된다.

Description

전해연마액 조성물{Composition of electrolytic polishing liquid}

본 발명은 전해연마액 조성물에 관한 것으로서, 연마도가 우수하면서도 환경친화적인 장점을 가지는 새로운 조성의 전해연마액 조성물에 관한 것이다.

전해연마는 금속으로 된 피가공물의 표면을 전해에 의해 용해시키면서 평활화시킴과 동시에, 표면의 불순물을 제거하는 처리방법이다. 이러한 전해연마는 전해조에 전해액을 채우고 연마대상인 금속제품을 양극으로 하고, 전해액에 용해되지 않는 금속을 음극(Cathode)으로 하여, 양극과 음극사이에 전원을 인가시켜서, 금속제품의 표면을 연마하는 방법이다.

한편, 이러한 전해연마의 효과(예를 들어, 평탄화 능력)를 높이기 위해서, 전해 전류를 흘리기 위해 필요한 도전성을 확보한 전해연마액을 이용한다. 일반적으로 전해연마액은 인산 70%, 황산 25% 및 크롬산 5%의 고농도액을 사용하는데, 이와 같은 종래의 전해연마액은 액의 점성이 높아 처리 물품에 묻어나가는 액의 손실이 많고, 크롬산, 황산 및 인산과 같은 공해물질이 다량으로 폐수처리장으로 유입되므로 폐수처리원가가 상당히 높은 단점이 있다. 또한, 귀금속 제품의 전해연마시에는 시안계 화합물이 포함된 전해연마액을 사용하기도 하는데, 시안계 화합물은 독성을 가지고 있어서 안전성면에서 바람직하지 않다. 따라서 연마성이 우수하면서도 환경친화적인 전해연마액의 개발이 요구된다.

대한민국 등록특허 제10-1779500호(2017. 09. 12.) 대한민국 공개특허 제10-2004-0103756호(2004. 12. 09.)

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 더욱 상세하게는 연마도가 우수하여 광택도가 높고 표면이 매끈한 고품질의 제품을 제조할 수 있는 물론이며, 인체 유해성이 적고 폐수발생도 적어서 환경친화적인 새로운 조성의 전해연마액 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 물 60~70중량부, 인산 5~10중량부, 티오요소 1~10중량부, 에틸렌글리콜 5~15중량부, 질산 0.3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해연마액 조성물이 제공된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 연마특성이 우수하므로 본 발명을 이용하여 제품, 특히, 쥬얼리 제품을 가공하면 표면광택이 우수한 고품질의 제품을 제조할 수 있다.

뿐만 아니라 종래의 전해연마액에 비해 공해물질 함량이 적어서 인체에 해가 적고, 폐수발생도 감소되어 처리비용이 절감되어 경제적이며 환경오염도 방지되어 환경친화적인 장점을 가진다.

먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술되어지는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 발명의 설명 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.

이하에서, 본 발명을 통해 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 발명은 물 60~70중량부, 인산 5~10중량부, 티오요소 1~10중량부, 에틸렌글리콜 5~15중량부, 질산 0.3중량부를 포함한다.

물은 수계 분산매로서의 기능을 한다.

상기 티오요소(thiourea)(CH₄N₂S)는 피가공물을 용해시키는 착화제로서의 기능을 한다. 티오요소가 상기 수준 보다 적게 함유되면 피가공물의 연마성이 나빠지고, 상기 수준보다 많이 함유되면 피가공물의 표면이 과도하게 식각되어 피가공물의 표면광택이 오히려 저하될 우려가 높아지므로 바람직하지 않다.

그리고 인산과 질산은 산화제로서, 피가공물과 가용성 염을 형성하여 전해연마를 가능하게 한다. 인산으로는 오르토인산, 아인산(포스폰산), 차아인산, 메타인산,피로인산 또는 인산기를 포함하는 물질을 들 수 있다. 이들 중에서, 오르토인산과 아인산이 연마속도 향상면에서는 가장 유용하다. 또한 오르토인산은 화학적 안정성에 뛰어나고 자극성이 낮으며, 가격이 가장 저렴하다는 장점을 가진다.

인산이 상기 수준 보다 적게 함유되면 인산에 의한 효과를 기대하기 곤란하고, 인산이 상기 수준 보다 많이 함유되면 고농도가 되어 폐수가 많이 발생되므로 바람직하지 않다.

상기 에틸렌글리콜(ethylene glycol)은 광택연마성을 향상시킨다. 에틸렌글리콜이 상기 수준보다 적게 함유되면 광택연마성을 기대하기 곤란한데, 사용량이 과도하여도 오히려 광택연마성이 악화된다.

이러한 조성을 가지는 본 발명에 의한 전해연마액 조성물은 귀금속을 포함하여 다양한 금속의 전해연마에 사용이 가능한데, 특히, 귀금속으로 된 쥬얼리 제품의 가공에 사용이 적합하다.

또한, 본 발명에 의한 전해연마액 조성물은 종래의 전해연마액에 비해 인산 등의 무기산의 함량이 낮고, 시안계 화합물을 사용하지 않으므로 인체 유해성이 적고 폐수발생이 적어도 폐수처리비용도 절감되어 경제적인 뿐만 아니라, 환경오염도 줄일 수 있어서 환경친화적인 장점을 가진다.

<실험예>

표 1과 같은 조성으로 전해연마액 조성물을 만들고, 각각의 전해연마액 조성물을 이용하여 18K 반지를 전압 10V, 전류 15A, 액온도 80℃로 하여 30초 동안 전해연마하였다.

전해연마 후 수세한 다음, 육안으로 광택여부를 관찰하였으며, 표면거칠기(측정기 : 모델명 Taylsurf PGI 120)를 측정하였다. 각각에 대한 결과는 표 2 및 3에 나타내었다.

성 분	실험예 1	실험예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3
물	60중량부	65중량부	60중량부	60중량부	60중량부
티오요소	1중량부	10중량부	-	2중량부	15중량부
인산	5중량부	5중량부	15중량부	5중량부	5중량부
질산	0.3중량부	0.3중량부	0.3중량부	0.3중량부	0.3중량부
에틸렌글리콜	15중량부	5중량부	15중량부	10중량부	18중량부

항 목	광택도
실험예 1	80%
실험예 2	82%
비교예 1	62%
비교예 2	70%
비교예 3	60%

항 목	표면거칠기(Ra)
실험예 1	0.0761
실험예 2	0.0758
비교예 1	0.1171
비교예 2	0.0952
비교예 3	0.1283

표 2와 3을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전해연마액 조성물을 사용하여 전해연마한 제품의 표면이 광택도가 우수하면 매끄러운 표면을 가지는 것을 알 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 귀금속을 전해 연마하기 위한 전해연마액 조성물로서,
   60~70 중량부를 갖는 물, 5~10중량부를 갖는 인산, 1~10 중량부를 갖는 티오요소, 5~15중량부를 갖는 에틸렌글리콜 및 0.3 중량부를 갖는 질산을 포함하여 상기 귀금속에 대해 전해 연마를 실시하되,
   상기 티오요소는 상기 귀금속을 용해시키기 위한 착화제 용도를 가지고,
   상기 인산과 질산은 상기 귀금속과 가용성 염을 형성하기 위한 산화제 용도를 가지며,
   상기 에틸렌글리콜은 상기 귀금속의 광택 연마성을 향상시키는 용도를 가지고,
   상기 인산은 오르토인산인 것을 특징으로 하는 전해연마액 조성물.
   
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