KR20120063511A - 알루미늄 또는 알루미늄 합금 배럴 전기 도금 방법 - Google Patents
알루미늄 또는 알루미늄 합금 배럴 전기 도금 방법 Download PDFInfo
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Abstract
피도금물의 양의 다소에 관계없이, 도금 미착이나 부풀음이나 박리 등의 밀착 불량이 발생하기 어렵고, 도금 피막에 눌음이나 광택 불량이 없는 균일한 도금 피막을 얻을 수 있는 배럴 전기 도금 방법을 제공한다.
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕을 이용하여 배럴 전기 도금을 하는 방법으로서, 피도금물을 수용한 배럴(4)의 내부에 배치된 양극(6)을 회전, 요동 또는 진동시킴과 아울러, 양극과 배럴의 내벽면에 설치된 음극 사이에 전압을 인가하고, 배럴을 회전, 요동 또는 진동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕을 이용하여 배럴 전기 도금을 하는 방법으로서, 피도금물을 수용한 배럴(4)의 내부에 배치된 양극(6)을 회전, 요동 또는 진동시킴과 아울러, 양극과 배럴의 내벽면에 설치된 음극 사이에 전압을 인가하고, 배럴을 회전, 요동 또는 진동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
Description
본 발명은 배럴(barrel) 도금 방법에 관한 것으로서, 특히 볼트, 나사 등의 작은 부품의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 배럴 전기 도금 방법에 관한 것이다.
일본 특허공개 1974－130호 공보(특허문헌 1)에는, 도금조에 있어서의 배럴 회전 지지 방법 및 장치가 기재되어 있다. 여기에 기재되어 있는 도금 장치는 피도금물을 수용하는 배럴과, 이 배럴 중에 삽입되어 피도금물과 접촉되는 음극과, 배럴의 외부에 배치된 양극을 가진다.
도 6은 종래의 배럴 전기 도금 방법에 사용되고 있는 배럴 도금 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 6에 나타내듯이, 종래의 배럴 전기 도금 장치(100)는 도금조(102) 중에 회전이 자유롭게 지지된 배럴(104)을 가지고, 이 배럴(104)의 내부에 피도금물(W)이 수용된다. 또, 음극(106)은 배럴(104)에 수용된 피도금물(W)에 접촉하도록 배럴(104) 내에 배치된다. 한편, 양극(108)은 도금조(102) 중의, 배럴(104)의 외부에 배치된다. 도금을 행할 때에는, 배럴을 회전시키면서, 양극(108)과 음극(106) 사이에 전압이 부여되어, 양극(108)과, 음극(106)에 접촉한 피도금물(W) 사이에 전류가 흐르게 된다.
일본 특허공개 1974－130호 공보에 기재된 배럴 도금 장치를 이용하여 전기 도금을 행하는 경우, 피도금물은 배럴에 삽입된 음극과 접촉함으로써 음극 전위로 된다. 따라서, 배럴 내의 피도금물의 수량이 적은 경우에는, 음극과 피도금물의 접촉, 또는 피도금물끼리의 접촉이 충분히 확보되지 않아, 일부의 피도금물이 통전 불량을 일으킨다고 하는 문제가 있다. 다수의 도금물 중 하나라도 통전 불량이 생기면, 바이폴라(bipolar) 현상이 발생하여, 도금 미착(未着), 밀착 불량, 불균일한 도금의 원인으로 되어, 양호한 도금 피막을 얻을 수 없게 된다. 또, 피도금물이 많은 경우에는, 도금에 필요한 총전류량이 커지고, 또 욕전압도 높아진다. 이 큰 전류가 배럴 외부의 양극으로부터 배럴의 벽면에 설치된 구멍을 통하여 흐르기 때문에, 그곳에 전류가 집중하여, 눌음으로 불리는 도금 금속의 이상 석출이 발생한다고 하는 문제가 있다.
특히, 비수계의 알루미늄 도금, 알루미늄 합금 도금에서는 바이폴라 현상이 발생하기 쉽고, 피도금물에 접촉 불량이 발생한 경우에는 도금 미착이나 밀착 불량이 현저하게 발생한다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 피도금물의 양의 다소에 관계없이, 도금 미착이나 부풀음(blister)이나 박리 등의 밀착 불량이 발생하기 어렵고, 도금 피막에 눌음(burnt deposit)이나 광택 불량이 없는 균일한 도금 피막을 얻을 수 있는 배럴 전기 도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
특히, 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 피도금물에 효율적으로 도금할 수가 있는 배럴 전기 도금 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕을 이용하여 배럴 전기 도금을 하는 방법으로서, 피도금물을 수용한 배럴의 내부에 배치된 양극을 회전, 요동 또는 진동시킴과 아울러, 양극과 배럴의 내벽면에 설치된 음극 사이에 전압을 인가하고, 배럴을 회전, 요동 또는 진동시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 있어서는, 배럴에 수용된 피도금물은 배럴의 내벽면에 설치된 음극에 도통한다. 배럴은 회전, 요동, 또는 진동된다. 또, 양극은 배럴 중에 배치되고, 양극 구동부에 의해 회전, 요동, 또는 진동된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 음극이 배럴의 내벽면에 설치되어 있으므로 피도금물과 음극의 도통이 확실히 확보됨과 아울러, 양극이 배럴 중에 배치되고, 양극 구동부에 의해 회전, 요동, 또는 진동되므로, 욕전압의 과도한 상승을 방지할 수가 있다. 이에 의해, 피도금물의 양의 다소에 관계없이 양호한 도금 피막을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕이 비수계 알루미늄 도금욕 또는 비수계 알루미늄 합금 도금욕이다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 비수계 알루미늄 도금욕 또는 비수계 알루미늄 합금 도금욕은 예를 들면 하기의 욕을 들 수 있다.
Al 도금욕은 (A) 알루미늄 할로겐화물과 (B) N－알킬피리디늄 할라이드류, N－알킬이미다졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류, N－알킬피라졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 혹은 BF4－, PF6－, TFSI－, BOB－ 등의 불소계 무기 또는 유기 음이온 등의 이온 액체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유한다.
상기 Al 도금욕에 예를 들면 (C) 지르코늄 할로겐화물, (D) 망간 할로겐화물의 단독 혹은 양자를 함유시키면, 각각 Al－Zr 합금 도금욕, Al－Mn 합금 도금욕, Al－Zr－Mn 도금욕으로 된다. 그 이외의 금속을 함유시킨 경우는 함유 금속의 Al 합금욕이 얻어진다.
본 발명에서 이용하는 (A) 알루미늄 할로겐화물은 AlX3으로 표시되고, X는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등의 할로겐이고, 염소 혹은 브롬이 바람직하다. 경제성을 고려하면 염소가 가장 바람직하다.
본 발명에서 (B) 화합물로서 이용하는 N－알킬피리디늄 할라이드류로서는 피리듐 골격에 알킬기가 치환되어 있어도 좋고, 예를 들면 하기 일반식 (I)로 표시된다.
(식 중 R1은 탄소 원자수 1~12의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소 원자수 1~5의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, R2는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~6의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소 원자수 1~3의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, X는 할로겐 원자이고, 할로겐 원자로서는 반응성을 고려하면 브롬 원자가 가장 바람직하다)
구체적인 N－알킬피리디늄 할라이드류로서는 예를 들면 N－메틸피리디늄 클로라이드, N－메틸피리디늄 브로마이드, N－에틸피리디늄 클로라이드, N－에틸피리디늄 브로마이드, N－부틸피리디늄 클로라이드, N－부틸피리디늄 브로마이드, N－헥실피리디늄 클로라이드, N－헥실피리디늄 브로마이드, 2－메틸－N－프로필피리디늄 클로라이드, 2－메틸－N－프로필피리디늄 브로마이드, 3－메틸－N－에틸피리디늄 클로라이드, 3－메틸－N－에틸피리디늄 브로마이드 등을 들 수 있다.
본 발명에서 (B) 화합물로서 이용하는 N－알킬이미다졸륨 할라이드류 및 N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류로서는 예를 들면 하기 일반식 (II)로 표시된다.
(식 중 R3은 탄소 원자수 1~12의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소 원자수 1~5의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, R4는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~6의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~3의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, X는 할로겐 원자이고, 할로겐 원자로서는 반응성을 고려하면 브롬 원자가 가장 바람직하다)
구체적인 N－알킬이미다졸륨 할라이드류 및 N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류로서는 예를 들면 1－메틸이미다졸륨 클로라이드, 1－메틸이미다졸륨 브로마이드, 1－에틸이미다졸륨 클로라이드, 1－에틸이미다졸륨 브로마이드, 1－프로필이미다졸륨 클로라이드, 1－프로필이미다졸륨 브로마이드, 1－옥틸이미다졸륨 클로라이드, 1－옥틸이미다졸륨 브로마이드, 1－메틸－3－에틸이미다졸륨 클로라이드, 1－메틸－3－에틸이미다졸륨 브로마이드, 1, 3－디메틸이미다졸륨 클로라이드, 1, 3－디메틸이미다졸륨 브로마이드, 1, 3－디에틸이미다졸륨 클로라이드, 1, 3－디에틸이미다졸륨 브로마이드, 1－메틸－3－프로필이미다졸륨 클로라이드, 1－메틸－3－프로필이미다졸륨 브로마이드, 1－부틸－3－부틸이미다졸륨 클로라이드, 1－부틸－3－부틸이미다졸륨 브로마이드 등을 들 수 있다.
본 발명에서 (B) 화합물로서 이용하는 N－알킬피라졸륨 할라이드류 및 N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류로서는 예를 들면 하기 일반식 (III)으로 표시된다.
(식 중 R5는 탄소 원자수 1~12의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소 원자수 1~5의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, R6은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~6의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~3의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, X는 할로겐 원자이고, 할로겐 원자로서는 반응성을 고려하면 브롬 원자가 가장 바람직하다)
구체적인 N－알킬피라졸륨 할라이드류 및 N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류로서는 예를 들면 1－메틸피라졸륨 클로라이드, 1－메틸피라졸륨 브로마이드, 1－프로필피라졸륨 클로라이드, 1－프로필피라졸륨 브로마이드, 1－부틸피라졸륨 클로라이드, 1－부틸피라졸륨 브로마이드, 1－헥실피라졸륨 클로라이드, 1－헥실피라졸륨 브로마이드, 1－메틸－2－에틸피라졸륨 클로라이드, 1－메틸－2－에틸피라졸륨 브로마이드, 1－메틸－2－프로필피라졸륨 클로라이드, 1－메틸－2－프로필피라졸륨 브로마이드, 1－프로필－2－메틸피라졸륨 클로라이드, 1－프로필－2－메틸피라졸륨 브로마이드, 1－부틸－2－메틸피라졸륨 클로라이드, 1－부틸－2－메틸피라졸륨 브로마이드, 1－헥실－2－메틸피라졸륨 클로라이드, 1－헥실－2－메틸피라졸륨 브로마이드, 1, 2－디메틸피라졸륨 클로라이드, 1, 2－디메틸피라졸륨 브로마이드, 1, 2－디에틸피라졸륨 클로라이드, 1, 2－디에틸피라졸륨 브로마이드 등을 들 수 있다.
본 발명에서 (B) 화합물로서 이용하는 N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류로서는 예를 들면 하기 일반식 (IV)로 표시된다.
(식 중 R7은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~12의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 탄소 원자수 1~5의 직쇄 또는 분기쇄상의 알킬기이고, R8은 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~6의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기이고, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1~3의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기이지만, 단 R7 및 R8은 함께 수소 원자인 것은 아니고, X는 할로겐 원자이고, 할로겐 원자로서는 반응성을 고려하면 브롬 원자가 가장 바람직하다)
구체적인 N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류로서는 예를 들면 1－메틸피롤리디늄 클로라이드, 1－메틸피롤리디늄 브로마이드, 1, 1－디메틸피롤리디늄 클로라이드, 1－에틸－1－메틸피롤리디늄 클로라이드, 1－에틸피롤리디늄 클로라이드, 1－프로필피리디늄 클로라이드, 1－메틸－1－프로필피리디늄 클로라이드, 1－부틸－1－메틸피롤리디늄 클로라이드, 1－에틸－1－프로필피리디늄 클로라이드, 1－메틸－1－헥실피리디늄 클로라이드, 1－부틸피롤리디늄 클로라이드, 1－에틸－1－메틸피리디늄 클로라이드 등을 들 수 있다.
또, (B) 화합물은 상기의 N－알킬피리디늄 할라이드류, N－알킬이미다졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류, N－알킬피라졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류의 2종 이상의 혼합물이라도 좋고, 또한 할로겐 원자가 다른 2종 이상의 혼합물이라도 좋다.
본 발명에 있어서, (A) 알루미늄 할로겐화물의 몰수와 (B) 화합물의 몰수의 비율은 1：1~3：1의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2：1이다. 이러한 범위의 몰비로 함으로써, 피리디늄, 이미다졸륨, 피라졸륨 또는 피롤리디늄 양이온의 분해라고 생각되는 반응이 일어나는 것을 방지하고, 도금욕의 점도가 상승하여 욕의 열화 및 도금 불량으로 되는 것을 방지할 수가 있다.
본 발명에서 이용하는 (C) 지르코늄 할로겐화물은 ZrX4로 표시되고, X는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등의 할로겐이고, 취급상 염소가 바람직하다.
지르코늄 할로겐화물의 욕중 농도는 바람직하게는 4×10－4~4×10－1몰/l이고, 보다 바람직하게는 4×10－3~2×10－1몰/l이다. 이러한 욕중 농도로 함으로써, Al－Zr－Mn 합금 도금 피막 중의 Zr 공석률을 적절한 범위로 할 수가 있고, 흑색의 분말로서 석출되는 일도 없다.
본 발명에서 이용하는 (D) 망간 할로겐화물은 MnX2로 표시되고, X는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등의 할로겐이고, 취급상 염소가 바람직하다.
망간 할로겐화물의 욕중 농도는 바람직하게는 8×10－4~8×10－1몰/l이고, 보다 바람직하게는 8×10－3~4×10－1몰/l이고, 더 바람직하게는 8×10－3~8×10－2몰/l이다. 이러한 욕중 농도로 함으로써, Al－Zr－Mn 합금 도금 피막중의 Mn 공석률을 적절한 범위로 할 수가 있고, 흑색의 분말로서 석출되는 일도 없다.
본 발명에서 이용되는 전기 Al 도금욕, 전기 Al 합금 도금욕은 50용량%를 넘지 않는 범위에서 (E) 방향족 탄화수소 용매를 함유하고 있어도 좋다. (E) 방향족 탄화수소 용매로서는 용융염에 용해 가능하고, 또한 용융염의 전기 전도도를 저하시키지 않는 비수계 방향족 용매이면 어떠한 것이라도 좋다. (E) 방향족 탄화수소 용매로서는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 큐멘, 테트랄린, 메시틸렌, 헤미멜리텐, 슈도큐멘 등을 들 수 있다. 이들 중 벤젠, 톨루엔, 크실렌이 바람직하고, 그 중에서도 톨루엔이 가장 바람직하다. 또, 이러한 방향족 탄화수소 용매의 욕중 농도는 50용량%를 넘지 않는 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~50용량%의 범위이고, 더 바람직하게는 5~10용량%의 범위이다. 이러한 범위에서 이용하면, 피복력(covering power)이 개선되어 균일한 도금이 얻어지고, 전기 전도도의 저하나 인화성의 위험이 높아지는 일도 없다.
본 발명에서 이용되는 전기 Al 도금욕, 전기 Al 합금 도금욕은 (F) 스티렌계 폴리머 및 지방족 디엔계 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 유기 중합체를 함유하고 있어도 좋다. (F) 유기 중합체로서 이용하는 스티렌계 폴리머로서는, 구체적으로는 예를 들면 스티렌, α－메틸스티렌, 비닐톨루엔, m－메틸스티렌 등의 스티렌계 호모폴리머, 이들끼리의 코폴리머, 혹은 스티렌계 모노머와 다른 중합성의 비닐계 모노머의 코폴리머를 들 수 있다. 상기 비닐계 모노머의 예로서는 무수 말레산, 말레산, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 이타콘산, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 말레이미드, 비닐피리딘, 비닐카바졸, 아크릴산에스터, 메타크릴산에스터, 푸마르산에스터, 비닐에틸에터, 염화비닐 등을 들 수 있다. 이들 중 탄소수가 3~10의 α, β－불포화 카복실산 또는 그 알킬(탄소수 1~3)에스터가 바람직하다.
(F) 유기 중합체로서 이용하는 지방족 디엔계 폴리머로서는 부타디엔, 이소프렌, 펜타디엔 등의 중합체 등을 들 수 있다. 바람직하게는 1, 2 또는 3, 4 구조의 분지쇄를 가지는 중합체, 또는 이들과 다른 중합성 비닐계 모노머의 코폴리머이다. 상기 비닐계 모노머로서는 상기 스티렌계 폴리머에 대해서 기재한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
(F) 유기 중합체의 중량 평균 분자량은 200~80000의 범위가 바람직하다. 특히, 중량 평균 분자량이 300~5000 정도인 저중(低中) 분자량의 폴리스티렌 및 폴리－α－메틸스티렌은 용융염 용해성이 좋아 가장 바람직하다. 그 욕중 농도는 0.1~50g/l의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1~10g/l의 범위이다. (F) 유기 중합체를 이러한 범위에서 이용하면, 덴드라이트 석출을 방지하고, 표면평활 효과를 발휘하여 도금 그을림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 이용되는 전기 Al 도금욕, 전기 Al 합금 도금욕은 (G) 광택제를 함유하고 있어도 좋다. (G) 광택제로서는 지방족 알데히드, 방향족 알데히드, 방향족 케톤, 함질소 불포화 복소환 화합물, 히드라지드 화합물, S 함유 복소환 화합물, S 함유 치환기를 가지는 방향족 탄화수소, 방향족 카복실산 및 그 유도체, 이중 결합을 가지는 지방족 카복실산 및 그 유도체, 아세틸렌알코올 화합물 및 삼불화염화에틸렌 수지로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 들 수 있다.
지방족 알데히드는 예를 들면 탄소수 2~12의 지방족 알데히드이고, 구체적으로는 트리브로모아세트알데히드, 메트알데히드, 2－에틸헥실알데히드, 라우릴알데히드 등을 들 수 있다.
방향족 알데히드는 예를 들면 탄소수 7~10의 방향족 알데히드이고, 구체적으로는 0－카복시벤즈알데히드, 벤즈알데히드, 0－클로로벤즈알데히드, p－톨루알데히드, 아니스알데히드, p－디메틸아미노벤즈알데히드, 테레프트알데히드 등을 들 수 있다.
방향족 케톤으로서는 예를 들면 탄소수 8~14의 방향족 케톤이고, 구체적으로는 벤잘아세톤, 벤조페논, 아세토페논, 염화테레프탈로일벤질 등을 들 수 있다.
함질소 불포화 복소환 화합물은 예를 들면 탄소수 3~14의 질소 복소환 화합물이고, 구체적으로는 피리미딘, 피라진, 피리다진, s－트리아진, 퀴녹살린, 프탈라진, 1, 10－페난트롤린, 1, 2, 3－벤즈트리아졸, 아세토구아나민, 염화시아누르, 이미다졸－4－아크릴산 등을 들 수 있다.
히드라지드 화합물로서는 예를 들면 말레산히드라지드, 이소니코틴산히드라지드, 프탈산히드라지드 등을 들 수 있다.
S 함유 복소환 화합물은 예를 들면 탄소수 3~14의 S 함유 복소환 화합물이고, 구체적으로는 티오우라실, 티오니코틴산아미드, s－트리티안, 2－머캅토－4, 6－디메틸피리미딘 등을 들 수 있다.
S 함유 치환기를 가지는 방향족 탄화수소는 예를 들면 탄소수 7~20의 S 함유 치환기를 가지는 방향족 탄화수소이고, 구체적으로는 티오안식향산, 티오인디고, 티오인독실, 티오크산텐, 티오크산톤, 2－티오큐마린, 티오크레졸, 티오디페닐아민, 티오나프톨, 티오페놀, 티오벤즈아미드, 티오벤즈아닐리드, 티오벤즈알데히드, 티오나프텐퀴논, 티오나프텐, 티오아세트아닐리드 등을 들 수 있다.
방향족 카복실산 및 그 유도체는 예를 들면 탄소수 7~15의 방향족 카복실산 및 그 유도체이고, 구체적으로는 안식향산, 테레프탈산, 안식향산에틸 등을 들 수 있다.
이중 결합을 가지는 지방족 카복실산 및 그 유도체는 예를 들면 탄소수 3~12의 이중 결합을 가지는 지방족 카복실산 및 그 유도체이고, 구체적으로는 아크릴산, 크로톤산, 메타크릴산, 아크릴산－2－에틸헥실, 메타크릴산－2－에틸헥실 등을 들 수 있다.
아세틸렌알코올 화합물로서는 예를 들면 프로파질 알코올 등을 들 수 있다.
불소 수지로서는 예를 들면 평균 분자량이 500~1300의 삼불화염화에틸렌 수지 등을 들 수 있다.
(G) 광택제의 욕중 농도는 바람직하게는 0.001~0.1몰/l의 범위이고, 보다 바람직하게는 0.002~0.02몰/l의 범위이다. 본 발명에서 이용되는 전기 Al 도금욕, 전기 Al 합금 도금욕에 있어서는, (G) 광택제를 이러한 범위에서 이용하면, 평활 효과가 얻어지고, 고전류밀도로 도금을 한 경우라도, 흑색 스머트(smut)상의 석출을 일으키는 일은 없다.
본 발명에서 이용되는 전기 Al 도금욕, 전기 Al 합금 도금욕에 있어서는, (E) 방향족 탄화수소 용매, (F) 유기 중합체 및 (G) 광택제 중의 2종을 병용해도 좋고, 이들 3종 모두를 병용해도 좋다.
본 발명의 Al 도금욕, Al－Zr 합금 도금욕, Al－Mn 합금 도금욕, Al－Zr－Mn 합금 도금욕을 이용하는 배럴 도금 방법으로서는 전기 도금이 이용된다. 전기 도금은 직류 혹은 펄스 전류에 의해 행할 수가 있지만, 특히 펄스 전류가 바람직하다. 듀티비(duty ratio)(ON/OFF비)를 바람직하게는 1：2~2：1, 가장 바람직하게는 1：1로 하고, ON 시간을 5~20ms, OFF 시간을 5~20ms로 하는 조건의 펄스 전류를 이용하면 전석(電析)하는 입자가 치밀화하고 평활하게 되므로 바람직하다. 욕온은 통상 25~120℃의 범위이고, 바람직하게는 50~100℃의 범위이다. 전류밀도는 0.5~5A/dm2의 범위, 바람직하게는 0.5~2A/dm2의 범위의 전해 조건으로 행하는 것이 좋다. 배럴 회전수는 0.5~10rpm, 바람직하게는 0.5~2rpm, 양극 회전수는 10~200rpm, 바람직하게는 50~100rpm이다.
또한, 본 발명의 비수계 Al 도금욕, Al 합금 도금욕은 산소나 수분에 접촉해도 안전하지만, 도금욕의 안정성 유지 및 도금 성상 등의 점에서 건조 무산소 분위기 중(건조 질소나 건조 아르곤 중)에서 행하는 것이 바람직하다. 또 액교반을 병용해도 좋다. 제트 분류(噴流)나 초음파 교반 등을 사용하면, 전류밀도를 더 높게 할 수가 있다. 다만, 복잡한 형상 부품을 도금하는 경우는, 피복력을 좋게 하기 위해 교반을 행하지 않든지 약하게 하고, 0.5~1A/dm2의 낮은 음극 전류밀도로 장시간 도금을 행하는 것이 바람직하다. 양극으로서는 Al 또는 불용성 양극이라도 상관없다.
본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 의하면, 피도금물의 양의 다소에 관계없이 도금 미착이나 부풀음이나 박리 등의 밀착 불량이 발생하기 어렵고, 도금 피막에 눌음이나 광택 불량이 없는 균일한 도금 피막을 얻을 수 있다.
특히, 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 의하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 피도금물에 효율적으로 도금할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치의 우측면도이다.
도 4는 배럴의 단면도이다.
도 5는 양극에 플러스 전압을 부여하는 양극 전기 접점의 기구를 나타내는 도이다.
도 6은 종래의 배럴 전기 도금 방법에 사용되고 있는 배럴 도금 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치의 좌측면도이다.
도 3은 본 발명의 배럴 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치의 우측면도이다.
도 4는 배럴의 단면도이다.
도 5는 양극에 플러스 전압을 부여하는 양극 전기 접점의 기구를 나타내는 도이다.
도 6은 종래의 배럴 전기 도금 방법에 사용되고 있는 배럴 도금 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
다음에, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다.
본 발명은 양극을 배럴 내 중앙에 배치하고, 음극을 배럴 내벽면에 배치하고, 양극을 회전, 요동, 또는 진동시키고, 배럴 벽면의 음극을 요동, 회전, 또는 진동시켜 도금하는 배럴 전기 도금 장치를 이용하여 도금을 행하는 알루미늄, 알루미늄 합금 도금 방법에 의해, 항상 피도금품에 통전되도록 한 음극 접점의 개선, 극간 거리의 단축에 의한 욕전압의 저하, 및 전류 집중의 방지에 의한 전류밀도의 균일화를 도모할 수가 있고, 균일한 도금 피막을 얻을 수 있다고 하는 지견(知見)에 기초하여 이루어진 것이다. 또, 본 발명은 배럴 내에 설치된 양극을 회전시키면서 도금함으로써, 양극 전류 효율의 개선, 욕전압의 상승을 방지할 수가 있고, 피막의 균일성, 눌음 방지 효과를 더 높여 고전류밀도 작업이 가능하게 된다고 하는 지견에 기초하여 이루어진 것이다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 배럴 전기 도금 방법을 행하기 위해서 사용되는 배럴 도금 장치를 설명한다. 도 1은 배럴 도금 장치의 정면도이고, 도 2는 좌측면도이고, 도 3은 우측면도이다. 또, 도 4는 배럴의 단면도이다. 도 5는 양극에 플러스 전압을 부여하는 양극 전기 접점의 기구를 나타내는 도이다.
도 1 내지 3에 나타내듯이, 배럴 도금 장치(1)는 2매의 프레임판(2a, 2b)과, 이 프레임판에 대해서 요동 가능하게 지지되고, 음극이 설치된 배럴(4)과, 이 배럴(4)이 요동하는 중심축선 상에 배치된 양극(6)과, 배럴 구동부인 배럴 구동용 모터(8)와, 양극 구동부인 양극 구동용 모터(10)와, 음극과 양극(6) 사이에 전압을 인가하는 전원부(11)를 가진다.
배럴 도금 장치(1)는 알루미늄제의 양극을 사용한 배럴 전기 도금 장치이다. 이 장치는 배럴(4)에 볼트, 나사 등의 작은 물품을 수용하고, 배럴 도금 장치(1)를 소정의 위치까지 도금액조의 도금액 중에 담근다. 다음에, 양극 구동용 모터(10)를 기동하여 양극(6)을 회전시키면서, 배럴(4)을 소정의 주기로 요동시킴과 아울러, 양극(6)과 배럴(4)에 설치된 음극 사이에 전류를 흘림으로써, 배럴(4) 내의 작은 물품에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금을 하는 것이다.
전원부(11)는 본 실시 형태에 있어서는, 음극과 양극(6) 사이에 펄스상의 전압을 인가하는 펄스 전원부이다.
프레임판(2a, 2b)은 절연체로 형성된 2매의 평판이고, 3개의 연결봉(2c, 2d, 2e)에 의해 평행하게 연결되어 있다. 또, 프레임판(2a, 2b)에는 그들 사이에 배럴(4)을 요동 가능하게 지지하기 위한 축받이가 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 프레임판(2a, 2b)은 테플론(PTFE)제이다.
도 4에 나타내듯이, 배럴(4)은 양단에 배치된 2개의 큰 직경의 배럴 기어(12)와, 이들을 연결하도록 배치된 금속제의 박판(14)과, 양극 커버(16)와, 음극 단자(18)와, 방해판(20)을 가진다.
박판(14)은 오목형으로 절곡되고, 반팔각형 단면을 가지는 배럴을 형성하고, 피도금물(도시하지 않음)이 이 내측에 수용된다. 박판(14)은 다수의 작은 구멍이 설치된 동판이고, 그 내측 표면은 내벽면에 설치된 음극으로서 기능한다. 사용시에 있어서는, 도금액은 박판(14)의 다수의 작은 구멍을 통하여 유입되거나 또는 유출된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 배럴 자체를 도전성을 가지는 재료로 형성하여 음극을 구성하고 있지만, 변형예로서 테플론(등록상표) 등의 절연체로 형성된 배럴의 내벽면에 도체의 음극판을 장착해도 좋다. 또, 본 실시 형태에 있어서는, 박판(14)은 알루미늄제이지만, 다른 금속으로서 니켈, 스테인리스강, 티탄, 혹은 카본, 도전성 수지에 의해 배럴(4)을 구성할 수도 있다.
양극 커버(16)는 5매의 판상의 부재로 형성되고, 배럴(4) 중에 배치되는 양극(6)의 대체로 하반분을 덮도록 배치되어 있다. 이 양극 커버(16)에 의해, 피도금물의 수량이 많은 경우 등에 있어서, 피도금물의 양극(6)에의 우발적인 접촉이 방지된다. 양극 커버(16)에는 다수의 작은 구멍이 형성되어 있고, 이들 작은 구멍을 통하여 양극으로부터 피도금물에 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 양극 커버(16)는 테플론제이다.
음극 단자(18)는 박판(14)의 양측으로부터 뻗어 있는 금속제의 가늘고 긴 판이고, 전원부(11)의 마이너스측의 단자에 접속된다(도 1).
방해판(20)은 절곡된 박판(14)의 각(角)부에 배치된 각기둥상의 부재이고, 이 방해판(20)에 의해 배럴(4)의 내측에 삼각형상 단면의 산을 형성하고 있다. 방해판(20)은 배럴(4)의 내측에 산을 형성함으로써, 배럴(4)이 요동되었을 때에 피도금물이 잘 혼합되도록 하고 있다.
도 1 내지 3에 나타내듯이, 양극(6)은 양단부의 직경이 작게 구성되어 있는 단(段)이 진 축상의 Al제 원기둥이고, 그 양단부는 각 프레임판(2a, 2b)을 관통하여 뻗어 있다. 이에 의해 양극(6)은 프레임판(2a, 2b)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 양극(6)의 일방의 단부(段部)에는 양극 구동용 기어(22)가 장착되어 있다. 변형예로서 양극(6)을 중공(中空)으로 형성하고 원통상으로도 할 수 있다. 또, 양극(6)은 플라스틱 및/또는 금속으로 형성된 중공 원통의 표면에, 가용성 또는 불용성의 양극재를 교환 가능하게 장착함으로써 구성할 수도 있다. 양극에는 알루미늄 등을 사용할 수가 있다. 바람직하게는 양극(6)의 표면에 골프공의 딤플(dimple)상의 요철을 형성해 둔다.
도 3에 나타내듯이, 배럴 도금 장치(1)의 상부에 배치된 양극 구동용 모터(10)는 프레임판(2b)에 장착된 전동용 기어(24a, 24b, 24c)를 개재하여 양극 구동용 기어(22)를 회전 구동한다. 이에 의해, 양극(6)이 회전 구동된다.
한편, 도 2에 나타내듯이, 배럴 도금 장치(1)의 상부에 배치된 배럴 구동용 모터(8)는 프레임판(2a)에 장착된 전동(傳動)용 기어(26a, 26b)를 개재하여 배럴 기어(12)를 구동한다. 또, 배럴 기어(12)에는 돌기(12a, 12b)가 설치되어 있다. 배럴 기어(12)가 양극(6)을 중심으로 회전하면, 돌기(12a, 12b)가 이동되고, 이에 의해 프레임판(2a)에 회동(回動) 가능하게 장착된 로드(rod)(28)가 회동된다. 회동된 로드(28)의 선단부는 그 양측에 배치된 마이크로 스위치(microswitch)(30a, 30b)를 온(on) 또는 오프(off)로 전환한다. 즉, 도 2에 있어서 배럴 기어(12)가 반시계방향으로 회전되면, 돌기(12a)가 로드(28)의 하단부를 좌방향으로 밀어 로드(28)는 시계방향으로 회동된다. 이에 의해 로드(28)의 상단부가 마이크로 스위치(30a)를 눌러 이를 온으로 한다. 마이크로 스위치(30a)가 온으로 되면, 배럴 구동용 모터(8)의 회전이 반전되어 배럴 기어(12)는 시계방향으로 회전되게 된다.
배럴 기어(12)가 시계방향으로 회전되면, 돌기(12b)가 로드(28)의 하단부를 우방향으로 밀어 로드(28)는 반시계방향으로 회동된다. 이에 의해 로드(28)의 상단부가 마이크로 스위치(30b)를 눌러 이를 온으로 한다. 마이크로 스위치(30b)가 온으로 되면, 배럴 구동용 모터(8)의 회전이 반전되어 배럴 기어(12)는 다시 반시계방향으로 회전되게 된다. 이상의 작용을 반복함으로써, 배럴(4)은 약 90˚의 각도 범위에 걸쳐 요동 운동된다.
다음에, 도 5를 참조하여 양극 전기 접점부의 구성을 설명한다.
도 5에 나타내듯이, 양극 전기 접점부는 봉상의 양극 단자(32)와, 이 양극 단자(32)에 힘을 가하는 코일 스프링(34)과, 양극(6)과 접촉하는 고정측의 부재인 고정측 접점 부재(36)와, 내부에 양극 단자(32)를 통과시키는 절연 슬리브(sleeve)(38)와, 코일 스프링(34)에 의한 가하는 힘을 조절하는 스프링 조절 볼트(40)를 가진다. 또한, 사용시에 있어서, 양극 전기 접점부는 도금액 중에 침지되고, 고정측 접점 부재(36)에 대해서 양극(6)이 슬라이딩(sliding)된다.
양극 단자(32)는 상부가 가늘게 형성된 단(段)이 진 축이고, 그 상단은 전원부(11)의 플러스 단자에 접속되고, 하단에는 고정측 접점 부재(36)가 장착되어 있다. 또, 양극 단자(32)의 가늘게 된 상부는 코일 스프링(34)에 통과되어 있고, 양극 단자(32)의 단부(段部)가 코일 스프링(34)의 하단과 걸어맞춰지게 되어 있다.
고정측 접점 부재(36)는 티탄제이고, 양극 단자(32)의 하단부에 나사결합되어 있다. 또, 고정측 접점 부재(36)의 저면은 양극(6)의 소경(小徑)부와 넓은 접촉 면적으로 슬라이딩하도록 원통면으로 형성되어 있다. 양극 전기 접점의 고정측인 고정측 접점 부재(36)의 저면과, 양극 전기 접점의 가동측인 Al제의 양극(6)이 접촉하면서 양극(6)이 회전된다. 이에 의해, 전원부(11)의 플러스 단자로부터 양극 단자(32), 고정측 접점 부재(36)를 통하여 양극(6)으로 전류가 흐른다.
또한, 변형예로서, 고정측 접점 부재(36) 및/또는 양극 전기 접점의 가동측을 티탄, 티탄 합금 등의 내부식성의 금속 재료로 구성할 수도 있다.
절연 슬리브(38)는 테플론제의 파이프이고, 양극 단자(32) 및 코일 스프링(34)을 덮도록 배치된다, 또, 스프링 조절 볼트(40)는 중심에 보어(bore)가 형성된 테플론제의 볼트상의 부재이고, 절연 슬리브(38)의 상부에 나사결합되도록 형성되어 있다. 스프링 조절 볼트(40)는 그 보어에 양극 단자(32)가 관통되어 스프링 조절 볼트(40)의 선단이 코일 스프링(34)의 상단을 누르도록 배치된다. 이 때문에, 스프링 조절 볼트(40)를 회전시킴으로써 코일 스프링(34)을 압축하는 힘이 변화하여 고정측 접점 부재(36)를 양극(6)으로 밀어붙이는 힘을 조절할 수가 있다.
다음에, 배럴 도금 장치(1)를 사용한 본 발명의 배럴 전기 도금 방법의 일례를 설명한다.
먼저, 배럴 도금 장치(1)의 배럴(4)에, 피도금물인 예를 들면 철재의 볼트, 나사 등의 작은 물품을 넣는다. 이에 의해, 각 피도금물은 배럴(4)의 내벽면에 직접 접촉하여, 또는 배럴(4)의 내벽면에 접촉하고 있는 다른 피도금물을 통하여 음극과 도통된다. 또한, 피도금물인 기체(基體)로서는 철 외에 니켈, 동 등의 각종 금속, 및 이들의 합금 등의 금속이나 합금을 들 수 있다. 또, 피도금물로서는 볼트, 너트, 와셔, 프레스 소물품이나 직방체, 원기둥, 원통, 구상물 등 여러 가지 형상의 것을 들 수 있다.
배럴(4)에 피도금물을 넣은 후, 배럴 도금 장치(1)를 도금액이 넣어진 도금조에 소정의 위치까지 담근다. 구체적으로는 배럴(4) 및 양극(6)이 완전히 도금액에 잠기고, 배럴 구동용 모터(8) 및 양극 구동용 모터(10)가 도금액의 액면보다도 상방에 위치하도록 배럴 도금 장치(1)를 도금액에 담근다. 또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게 사용할 수가 있는 비수계 알루미늄 도금욕 또는 비수계 알루미늄 합금 도금욕은, 상기 예시한 비수계 알루미늄 도금욕 또는 비수계 알루미늄 합금 도금욕의 이느 것이라도 사용할 수가 있다.
다음에, 배럴 구동용 모터(8) 및 양극 구동용 모터(10)를 기동한다. 양극(6)은 양극 구동용 모터(10)의 구동력에 의해, 양극(6)의 중심축선을 중심으로 약 50~100rpm으로 회전된다. 한편, 배럴(4)의 배럴 기어(12)는 배럴 구동용 모터(8)의 구동력에 의해 약 1rpm의 회전 속도로 회전 구동되고, 약 90˚ 회동될 때마다 회전 방향이 반전되도록 요동된다.
또, 전원부(11)에 의해, 양극 단자(32)와 음극 단자(18) 사이에 예를 들면 펄스상의 50A－10V의 전류를 흘린다. 이에 의해, 전류는 양극 단자(32), 고정측 접점 부재(36), 양극(6), 도금액, 피도금물, 음극(배럴(4)의 내벽면)을 통하여 흐른다. 또한, 양극 단자(32)와 음극 단자(18) 사이에 흘리는 전류는 직류라도 좋다. 또, 욕온은 도금액에 의존하지만, 일반적으로는 25~120℃, 바람직하게는 50~100℃로 한다. 전류밀도는 0.1~5A/dm2, 바람직하게는 0.5~2A/dm2, 더 바람직하게는 0.5~1.0A/dm2의 전해 조건으로 행하는 것이 좋다. 또한, 도금을 행하는 동안은 여과기(도시하지 않음)를 사용하여, 배럴(4) 내의 도금액을 순환시키는 것이 좋다.
또한, 배럴(4)이 요동됨으로써, 배럴(4) 내의 피도금물이 혼합되고, 피도금물의 표면에 균일한 도금층이 형성된다. 또, 배럴(4) 내에 설치된 방해판(20)은 배럴(4) 내에 있어서의 피도금물의 혼합을 촉진시켜 보다 균일한 도금층이 형성된다. 또, 배럴(4)의 내벽면이 음극을 구성하고 있으므로, 피도금물의 수량이 적어 피도금물끼리가 접촉하고 있지 않는 상태라도, 피도금물의 음극에의 도통이 확보되고, 바이폴라 현상의 발생이 방지된다. 또한, 양극(6) 주위에는 양극 커버(16)가 배치되어 있으므로, 피도금물의 수량이 많은 경우에도 피도금물의 양극(6)에의 직접 접촉이 방지된다.
또, 도금액에 침지되어 있는 양극(6)은 회전되고 있으므로, 양극(6)의 주위에 도금액의 흐름이 항상 생성되고, 욕전압(양극 단자(32)와 음극 단자(18) 사이의 전압)의 이상한 상승을 방지할 수가 있다. 또한, 양극(6)이 배럴(4) 중의, 음극에 비교적 가까운 위치에 배치되고, 양극(6)을 둘러싸도록 피도금물이 배치되므로, 양극(6)의 피도금물에 대한 노출 면적이 커져, 전류 집중에 의한 흑색 석출물이나, 눌음의 발생이 방지된다.
소정 시간 후, 전원부(11)에 의한 전압의 인가를 정지하고, 배럴 도금 장치(1)를 도금액조로부터 끌어올려 도금 작업을 종료한다. 본 방법에 의해 임의의 두께의 알루미늄 및 알루미늄 합금 도금을 형성할 수가 있지만, 도금의 두께는 2㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3~25㎛이다.
그 중에서도 특히 Al－Zr－Mn 합금 도금욕이 바람직하다.
<실시예>
다음에, 본 발명의 배럴 전기 도금 방법을 사용하여 실제로 도금을 행한 실시예를 설명한다.
실시예 1
음극을 Al판, 양극을 Al로 한 배럴 도금 장치(1)(5kg 배럴)를 사용하여, M8의 볼트에 알루미늄 합금 도금을 하였다. 볼트의 투입량은 1~5kg 사이로 변화시켰다. 먼저, 사전 처리로서 알칼리 탈지, 알칼리 전해 세정 및 산세를 행하고, Ni 도금을 행하고 잘 수세하고, 에탄올로 수치환 후 건조시켰다.
도금욕의 조성은 AlCl3과 1－메틸－3－프로필이미다졸륨 브로마이드를 2：1의 몰비로 혼합 용용하여 이루어지는 욕에, 염화망간 10g/l 및 염화지르코늄 1g/l를 첨가하여 전기 Al－Zr－Mn 합금 도금욕을 조제하였다. 건조 질소 가스 분위기 중에서, 100℃로 유지한 상기 전기 Al－Zr－Mn 합금 도금욕에 5분간 침지하고, 그 후 같은 도금욕에서 펄스 전류(듀티비： 1/1, ON 시간： 10ms, OFF 시간： 10ms)로 Al－Zr－Mn 합금 도금을 행하였다. 도금 조건은 전류밀도 1A/dm2, 도금 시간 120분, 욕온 100℃로 하였다. 표 1에 나타내듯이, Al－Zr－Mn 합금 도금을 한 결과로서, 투입량 1~5kg의 어느 것에 있어서도 광택이 있는 알루미늄 합금 도금 피막을 얻을 수 있었다.
비교예 1
다음에, 비교예로서 도 6에 나타낸 종래의 배럴 도금 장치(5kg)를 사용하여 M8의 볼트에 알루미늄 합금 도금을 한 결과를 설명한다.
음극을 Cu, 양극을 Al판으로 하였다. 볼트의 투입량은 1~5kg 사이로 변화시켰다. 먼저, 사전 처리로서 알칼리 탈지, 알칼리 전해 세정 및 산세를 행하고, Ni 도금을 행하고 잘 수세하고, 에탄올로 수치환 후 건조시켰다.
도금욕의 조성은 AlCl3과 1－메틸－3－프로필이미다졸륨 브로마이드를 2：1의 몰비로 혼합 용융하여 이루어지는 욕에, 염화망간 20g/l 및 염화지르코늄 1g/l를 첨가하여 전기 Al－Zr－Mn 합금 도금욕을 조제하였다. 건조 질소 가스 분위기 중에서, 100℃로 유지한 상기 전기 Al－Zr－Mn 합금 도금욕에 5분간 침지하고, 그 후 같은 도금욕에서 펄스 전류(듀티비： 1/1, ON 시간： 10ms, OFF 시간： 10ms)로 Al－Zr－Mn 합금 도금을 행하였다. 도금 조건은 전류밀도 1A/dm2, 도금 시간 120분, 욕온 100℃로 하였다. 표 2에 나타내듯이, Al－Zr－Mn 합금 도금을 한 결과로서, 투입량 1~5kg의 어느 것에 있어서도 미착 또는 눌음이 있는 밀착성이 나쁜 무광택의 알루미늄 합금 도금 피막밖에 얻을 수 없었다.
이상과 같이 실시예 1에 있어서는, 피도금물인 볼트의 투입량이 적은 경우라도, 항상 음극과 피도금물이 접촉하고 있기 때문에, 도금 미착이나 도금 불량은 발생하고 있지 않지만, 종래의 배럴 도금 장치를 사용한 비교예 1에 있어서는, 피도금물의 투입량이 적은 경우에는, 피도금물과 음극이 충분히 접촉하고 있지 않기 때문에, 도금 미착이나 밀착 불량 등의 도금 불량이 발생하였다. 이는 음극과 충분한 도통이 얻어져 있지 않은 피도금물에 바이폴라 현상이 발생했기 때문이라고 생각된다.
본 발명의 실시 형태의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 배럴 전기 도금 방법에 의하면, 피도금물의 양에 큰 영향을 받지 않고, 도금 미착이나 부풀음, 박리 등의 밀착 불량도 없고, 도금 피막에 눌음이나 광택 불량이 없는 균일한 도금 피막을 얻을 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 고품질인 알루미늄 도금이나 알루미늄 합금 도금을 효율적으로 할 수가 있으므로, 자동차 부품, 가전 부품 등 폭넓은 용도가 기대된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명했지만, 상술한 실시 형태에 여러 가지의 변경을 가할 수가 있다. 특히, 상술한 실시 형태에 있어서는, 양극은 배럴 중에서 회전되고 있었지만, 양극이 요동 또는 진동되도록 배럴 도금 장치를 구성할 수도 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 배럴은 요동되거나 또는 회전되고 있었지만, 배럴이 진동되도록 배럴 도금 장치를 구성할 수도 있다.
1: 본 발명의 배럴(barrel) 전기 도금 방법에 사용하는 배럴 도금 장치
2a, 2b: 프레임(frame)판 2c, 2d, 2e: 연결봉
4: 배럴 6: 양극
8: 배럴 구동용 모터(배럴 구동부)
10: 양극 구동용 모터(양극 구동부)
11: 전원부 12: 배럴 기어
14: 박판 16: 양극 커버
18: 음극 단자 20: 방해판
22: 양극 구동용 기어 24a, 24b, 24c: 전동용 기어
26a, 26b: 전동용 기어 28: 로드(rod)
30a, 30b: 마이크로 스위치(microswitch)
32: 양극 단자 34: 코일 스프링
36: 고정측 접점 부재 38: 절연 슬리브(sleeve)
40: 스프링 조절 볼트 100: 종래의 배럴 전기 도금 장치
102: 도금조 104: 배럴
106: 음극 108: 양극
W: 피도금물
2a, 2b: 프레임(frame)판 2c, 2d, 2e: 연결봉
4: 배럴 6: 양극
8: 배럴 구동용 모터(배럴 구동부)
10: 양극 구동용 모터(양극 구동부)
11: 전원부 12: 배럴 기어
14: 박판 16: 양극 커버
18: 음극 단자 20: 방해판
22: 양극 구동용 기어 24a, 24b, 24c: 전동용 기어
26a, 26b: 전동용 기어 28: 로드(rod)
30a, 30b: 마이크로 스위치(microswitch)
32: 양극 단자 34: 코일 스프링
36: 고정측 접점 부재 38: 절연 슬리브(sleeve)
40: 스프링 조절 볼트 100: 종래의 배럴 전기 도금 장치
102: 도금조 104: 배럴
106: 음극 108: 양극
W: 피도금물
Claims (5)
- 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕을 이용하여 배럴 전기 도금을 하는 방법으로서,
피도금물을 수용한 배럴의 내부에 배치된 양극을 회전, 요동 또는 진동시킴과 아울러, 상기 양극과 상기 배럴의 내벽면에 설치된 음극 사이에 전압을 인가하고, 상기 배럴을 회전, 요동 또는 진동시키는 것을 특징으로 하는 배럴 전기 도금 방법. - 제1항에 있어서,
상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도금욕이 비수계 알루미늄 도금욕 또는 비수계 알루미늄 합금 도금욕인 것을 특징으로 하는 배럴 전기 도금 방법. - 제2항에 있어서,
상기 비수계 알루미늄 합금 도금욕이 (A) 알루미늄 할로겐화물과 (B) N－알킬피리디늄 할라이드류, N－알킬이미다졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류, N－알킬피라졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 혹은 BF4－, PF6－, TFSI－, BOB－ 등의 불소계 무기 또는 유기 음이온 등의 이온 액체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하는 비수계 알루미늄 도금욕인 것을 특징으로 하는 배럴 전기 도금 방법. - 제2항에 있어서,
상기 비수계 알루미늄 합금 도금욕이 (A) 알루미늄 할로겐화물과 (B) N－알킬피리디늄 할라이드류, N－알킬이미다졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬이미다졸륨 할라이드류, N－알킬피라졸륨 할라이드류, N, N＇－알킬피라졸륨 할라이드류, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 및 N, N－알킬피롤리디늄 할라이드류 혹은 BF4－, PF6－, TFSI－, BOB－ 등의 불소계 무기 또는 유기 음이온 등의 이온 액체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물을 함유하고, (C) 지르코늄 할로겐화물, (D) 망간 할로겐화물의 단독 혹은 양자를 더 함유하는 Al－Zr 합금 도금욕, Al－Mn 합금 도금욕, Al－Zr－Mn 도금욕인 것을 특징으로 하는 배럴 전기 도금 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
욕온이 25~120℃, 평균 음극 전류밀도는 0.5~5A/dm2, 배럴 회전수는 0.5~10rpm, 또한 양극 회전수가 10~200rpm인 것을 특징으로 하는 배럴 전기 도금 방법.
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