KR20110041424A

KR20110041424A - 독성 금속을 사용하지 않고 전기주조에 의하여 황색 금 합금 전착물을 수득하는 방법

Info

Publication number: KR20110041424A
Application number: KR1020100100585A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 헨지로스; 귀도 플랜커트
Original assignee: 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2011-04-21
Also published as: JP5563421B2; HK1157415A1; EP2312021B1; US20150027898A1; JP2011084815A; CN102041527B; US9567684B2; US20110089040A1; EP2312021A1; KR101297476B1; CN102041527A; US20200240030A1; US20180171499A1

Abstract

본 발명은 알칼라인 금시안화물 형태의 금속 금, 유기금속 화합물, 습윤제, 금속봉쇄제 및 유리 시안화물을 포함하는 욕에 침지된 전극상의 금 합금의 전기주조 전착 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 합금 금속은 복 구리 칼륨 시안화물 형태의 구리 및 시안화물 형태의 은이며, 미러 브라이트 황색 금 합금이 전극에 전착되도록 한다.
본 발명은 갈바니(galvanic) 전착 분야에 관한 것이다.

Description

독성 금속을 사용하지 않고 전기주조에 의하여 황색 금 합금 전착물을 수득하는 방법 {METHOD OF OBTAINING A YELLOW GOLD ALLOY DEPOSITION BY GALVANOPLASTY WITHOUT USING TOXIC METALS}

본 발명은 두꺼운 금 합금 층 형태의 전해 전착물(deposition) 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

장식 도금 분야에서, 9 캐럿 이상의 등급을 가지는 황색 색상의 금의 전해 전착물을 생산하는 방법이 공지이고, 상기 전착물은 연성이며 10 마이크론의 두께 및 높은 수준의 내변색성(tarnish resistance)을 가진다. 이러한 전착물은 금 및 구리 이외에도 0.1 내지 3 g.l^-1 카드뮴을 포함하는 알칼라인 갈바니욕(galvanic bath)에서 전기분해에 의하여 수득된다.

그러나 이러한 공지 방법에 의하여 수득한 전착물은 1 내지 10%의 카드뮴 함량을 가진다. 카드뮴은 두꺼운 층, 즉 1 내지 800 마이크론의 층의 전착을 용이하게 하고, 합금에 포함되는 구리의 양을 줄이면서 황색 색상의 합금을 제공한다. 그러나, 카드뮴은 매우 독성이고, 일부 국가에서는 금지되어 있다.

카드뮴을 포함하지 않고 구리 및 아연을 포함하는 18 캐럿 금 합금 또한 공지이다. 그러나, 이러한 전착물은 과도하게 분홍색인 색조를 가진다 (구리가 지나치게 풍부함). 마지막으로, 이러한 전착물은 불량한 내부식성을 가지며 이는 이들이 빨리 변색함을 의미한다.

본 발명의 목적은, 주요 성분으로서 아연과 카드뮴을 모두 가지지 않는 두꺼운 황색 색상의 금 합금 층을 전착하기 위한 제조 방법을 제공하여, 앞에서 언급한 단점의 모두 또는 일부를 극복하는 것이다.

그러므로 본 발명은 알칼라인 금시안화물(aurocyanide) 형태의 금속 금, 유기금속 화합물, 습윤제, 금속봉쇄제(sequestering agent) 및 유리 시안화물을 포함하는 욕에 침지된 전극에 금 합금을 전기주조(galvanoplastic) 전착시키기 위한 방법에 관한 것이고, 합금 금속은 복(double) 구리 칼륨 시안화물 형태의 구리 및 시안화물 형태의 은이며, 미러-브라이트(mirror-bright) 황색 금 합금이 전극에 전착되도록 함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 유리한 특징에 따르면:

- 욕은 알칼라인 금시안화물 형태의 금 금속을 1 내지 10 g.l^-1 포함한다;

- 욕은 알칼라인 복 시안화물 형태의 구리 금속을 30 내지 80 g.l^-1 포함한다;

- 욕은 착물 형태의 은 금속을 10 mg.l^-1 내지 1 g.l^-1 포함한다;

- 욕은 15 내지 35 g.l^-1 시안화물을 포함한다;

- 습윤제는 0.05 내지 10 ml.l^-1의 농도를 가진다;

- 습윤제는 폴리옥시알케닉(polyoxyalkenic), 에테르 포스페이트, 라우릴 설페이트, 디메틸도데실아민-N-옥사이드, 디메틸(도데실) 암모늄 프로판 설포네이트 중에서 선택된다;

- 욕은 0.01 내지 5 ml.l^-1 농도의 아민을 포함한다;

- 욕은 0.1 mg.l^-1 내지 20 mg.l^-1 농도의 감극제(depolariser)를 포함한다;

- 욕은 포스페이트, 카르보네이트, 시트레이트, 설페이트, 타르트레이트, 글루코네이트 및/또는 포스포네이트 유형 전도성 염을 포함한다;

- 욕의 온도는 50 내지 80℃로 유지된다;

- 욕의 pH는 8 내지 12로 유지된다;

- 상기 방법은 0.05 내지 1.5 A.dm^-2의 전류 밀도로 수행된다;

- 욕은 9.08% 금, 90.85% 구리 및 0.07% 은의 비율을 준수한다.

본 발명은 또한 임의의 청구항에 따른 방법으로부터 수득한 금 합금 형태의 전기분해 전착물에 관한 것이며, 이러한 전착물의 두께는 1 내지 800 마이크론이고, 전착물이 구리를 포함하며, 밝은 3N 색상을 얻기 위하여 75% 금, 21% 구리 및 4% 은의 비율로 세 번째 주요 화합물로서 은을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 3N 색상을 가지는 금 합금의 전기분해 전착물에 관한 것이고, 이는 놀랍게도 3N 색상, 즉 밝은 황색을 얻기 위하여 주요 화합물로서 Au-Cu-Ag를 공지가 아닌 비율로 포함한다.

상기 예시의 전착물에 있어서, 3N 황색 색상, 200 마이크론의 두께, 우수한 광택(brightness)을 가지고 마모와 변색에 대한 매우 높은 수준의 저항성을 가지며 독성 금속 또는 준금속(metalloid)이 없고, 특히 카드뮴이 없는 금 합금이 존재한다.

이 전착물은 다음 유형의 전해욕에서 전기분해에 의하여 수득된다:

- Au: 5.5 g.l^-1;

- Cu: 55 g.l^-1;

- Ag: 40 mg.l^-1;

- KCN: 26 g.l^-1;

- pH: 10.5;

- 온도: 65℃;

- 전류 밀도: 0.3 A.dm^-2;

- 습윤제: 0.05 ml.l^-1 NN-디메틸도데실 N-옥사이드;

- 이미노디아세틱(iminodiacetic): 20 g.l^-1;

- 에틸렌디아민: 0.5 ml.l^-1;

- 갈륨, 셀레늄 또는 텔루륨: 10 mg.l^-1.

최적 품질의 전착물을 수득하기 위하여, 바람직하게는 전기분해에 200 내지 450℃의 온도에서 1 내지 30 분의 열처리가 이어진다.

이러한 조건은 상기 실시예의 경우에 시간당 약 10 ㎛의 전착 속도로 98 mg.A.min^-1의 환원전극 수율(cathodic yield)을 제공한다.

따라서, 뜻밖에도, 본 발명에 따른 욕이 3N 색상, 18 캐럿 전착물에 상응하는 약 75% 금, 21% 구리 및 4% 은의 비율의 전착물을 제공하는데, 이는 약 75% 금, 12.5% 구리 및 12.5% 은의 전착물인 경향이 있는 상기 색상을 위한 일반적인 전기분해 전착물와 매우 상이한 비율이다.

욕은 광택제(brightener)를 또한 포함할 수 있다. 이는 바람직하게는 부틴디올 유도체, 피리디니오-프로판설포네이트 또는 이들 둘의 혼합물, 주석 염, 설포네이트화 피마자유, 메틸이미도졸, 디티오카르복실산, 예컨대 티오카르바미드, 티오바르비투르산, 이미다졸리딘티온 또는 티오말산이다.

이러한 실시예에서, 전해욕은 절연 코팅된 폴리프로필렌 또는 PVC 욕 용기에 수용된다. 욕이 석영, PTFE, 자기 또는 안정화 스테인리스 강 열-플런저(thermo-plunger)를 이용하여 가열된다. 우수한 환원전극 막대 움직임 및 전해질 흐름이 유지되어야 한다. 산화전극(anode)은 티타늄, 스테인리스 강, 루테늄, 이리듐 또는 이들 중 둘의 합금으로 도금된 백금으로 만들어진다.

물론, 본 발명이 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 당업자에게 자명할 다양한 변형과 변형이 가능하다. 특히, 욕은 다음 금속을 무시할 만한 양으로 포함할 수 있다: Zr, Se, Te, Sb, Sn, Ga, As, Sr, Be, Bi.

더욱이, 습윤제는 알칼라인 시안화물 매질에서 습윤시킬 수 있는 임의의 유형일 수 있다.

Claims

미러-브라이트(mirror-bright) 황색 금 합금이 전극에 전착되도록 하는, 알칼라인 금시안화물 형태의 금 금속, 유기금속 화합물, 습윤제, 금속봉쇄제 및 유리 시안화물, 복(double) 구리 칼륨 시안화물 형태의 구리 및 시안화물 형태의 은인 합금 금속을 포함하는 욕에 침지된 전극상의 금 합금의 전기주조(galvanoplastic) 전착 방법, 상기 욕은 9.08% 금, 90.85% 구리 및 0.07% 은의 비율을 준수하며 카드뮴과 아연을 모두 포함하지 않음.
제1항에 있어서, 상기 욕은 5.5 g.l^-1의 알칼라인 금시안화물 형태인 금 금속, 55 g.l^-1의 복 알칼라인 시안화물 형태인 구리 금속 및 40 mg.l^-1의 착물 형태인 은 금속을 포함함을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제2항에 있어서, 상기 욕은 15 내지 35 g.l^-1의 시안화물을 포함함을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 습윤제는 0.05 내지 10 ml.l^-1의 농도로 포함됨을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 습윤제는 폴리-옥시-알케닉, 에테르 포스페이트, 라우릴 설페이트, 디메틸도데실아민-N-옥사이드, 디메틸(도데실) 암모늄 프로판 설포네이트 유형 중에서 선택됨을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 욕은 0.01 내지 5 ml.l^-1 농도의 아민을 포함함을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 욕은 0.1 mg.l^-1 내지 20 mg.l^-1 농도의 감극제를 포함함을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 욕은 포스페이트, 카르보네이트, 시트레이트, 설페이트, 타르트레이트, 글루코네이트 및/또는 포스포네이트 유형 전도성 염을 포함함을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 욕의 온도는 50 내지 80℃로 유지됨을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 욕의 pH는 8 내지 12로 유지됨을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은 0.3 A.dm^-2의 전류 밀도에서 수행됨을 특징으로 하는, 금 합금의 전기주조 전착 방법.
두께가 1 내지 800 마이크론이고 구리를 포함하며 밝은 3N 색상을 얻도록 하는 세 번째 주요 화합물로서 은을 포함하는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득된 금 합금 형태의 전기분해 전착물.
전착물이 75% 금, 21% 구리 및 4% 은으로 만들어지며, 밝은 3N 색상을 얻도록 하는 금, 구리 및 은 합금 형태의 전기분해 전착물.