KR20150084264A - 통신용 ｒｆ 필터에 적용된 마그네슘 합금용 구리표면 부식방지제 조성물 및 처리방법 - Google Patents

통신용 ｒｆ 필터에 적용된 마그네슘 합금용 구리표면 부식방지제 조성물 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 통신용 함체 및 개별부품 등에 있어서 구리 또는 구리합금 부분의 대기 중에 노출되는 표면 위에 도포하여 화학반응을 일으킴으로써, 뛰어난 방청성, 내식성 및 안티그리즈 성능을 발휘하며, 납땜에 대항 내열성을 충분히 갖출 수 있는 피막을 형성할 수 있는 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 그 표면처리 방법에 관한 것이다.
본 발명인 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물은, 중량%로 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물 0.5~4.0%, 유기산계 화합물 0.05~1.0%, 알코올계 10~15%, 에테르계 10~15%, 계면활성제 1~2%, 금속화합물, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
<화학식 1>
Figure pat00004

(상기 식에서 R1은 탄소가 1~10의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)

Description

통신용 ＲＦ 필터에 적용된 마그네슘 합금용 구리표면 부식방지제 조성물 및 처리방법{A COMPOSITION OF THE CORROSION INHIBITORS OF THE COPPER SURFACE OF THE MAGNESIUM ALLOY IS APPLIED TO THE COMMUNUCATIONS RF FILTER AND A TREATING METHOD USING THE COMPOSITION}
본 발명은 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 통신용 함체 및 개별부품 등에 있어서 구리 또는 구리합금 부분의 대기 중에 노출되는 표면 위에 도포하여 화학반응을 일으킴으로써, 뛰어난 방청성, 내식성 및 안티그리즈 성능을 발휘하며, 납땜에 대항 내열성을 충분히 갖출 수 있는 피막을 형성할 수 있는 구리 및 구리합금 표면처리용 조성물 및 그 표면처리 방법에 관한 것이다.
종래 제품은 통신용 함체 및 개별부품을 알루미늄 다이캐스팅(die-casting) 또는 압연으로 기본 틀을 제조하고, 그 위에 구리 도금을 한 후, 부식 방지제가 구리 및 구리합금 표면에 화학층을 형성시키는 제품으로써 자사가 개발하여 공급하고 있었다. 그러나 최근 노무비의 상승 및 설치의 편의성을 위하여, 알루미늄보다 무게가 30%이상 가벼운 소재인 마그네슘을 다이캐스팅 또는 압연으로 기본 틀을 제조하여 알루미늄을 대체하려는 노력이 집중되고 있다. 다만, 그 위에 구리 도금을 한 후 부식 방지제 역할을 하는 구리 및 구리합금 표면의 화학층을 형성시키는 약품이 아직 개발되지 않은 문제가 있었다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면처리가 이루어진 것을 나타내는 도면이다. 마그네슘 다이캐스팅(10)으로 제조된 제품으로 위에 구리 도금(20)이 이루어 지고 피막층(30)이 형성된 것을 나타내고 있다. 이때 피막층(30)의 형성 가능성 여부가 문제된다. 마그네슘은 기존에 사용 중인 알루미늄보다 무게가 30%가벼워 설치의 편리성이 있으며, 설치 원가를 절감할 수 있다. 하지만, 일반적인 산, 알칼리성 약품을 마그네슘에 그대로 사용하면, 마그네슘 소재의 강한 반응성으로 인하여 폭발적인 반응이 일어나기 때문에 소재에 손상을 줄뿐만 아니라 처리 자체가 불가능한 문제에 당면한다.
기존의 알루미늄으로 다이캐스팅 또는 압연으로 제조된 제품 위에 구리 도금된 표면에 사용되는 부식 방지제로는 톨릴트리아졸(TTA) 또는 벤조트리아졸(BZT) 등과 같이 피막을 형성하는 아졸계 화합물(azoles)이었다. 아졸계는 구리 및 구리합금으로부터 제조되는 금속성분에 대하여 부식 방지제로 유용하게 사용되나, 안티그리즈(antigrease) 효과가 낮고 내열성 등이 낮다는 단점이 있어 남땜시에 문제점이 발생하였다.
또한, 기존의 부식 방지제로 마그네슘으로 다이캐스팅 또는 압연된 제품을 처리하면 산화반응에 취약한 마그네슘의 특성상 부식이 일어나거나 피막이 형성되지 않아 산화가 진행되는 문제점이 발생하였다. 마그네슘의 특성상 산, 알칼리에 산화가 잘 일어나며, 이렇게 산화가 일어난 마그네슘 표면은 전기의 흐름이 현저하게 떨어지거나 다른 부품상에 문제를 야기할 수 있다.
한국특허공보 제10-1996-0008153호(1996.06.20 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 마그네슘 다이캐스팅 또는 압연된 제품의 특성에 부합한 약품을 개발하여 부식방지의 한계를 극복하는데 그 목적이 있다.
그리고 고형물질과 금속화합물의 산화 반응이 일어나지 않고, 용액이 안정성을 지속적으로 유지하면서, 마그네슘 다이캐스팅 위에 구리 도금을 한 후 구리 및 구리합금에 형성된 피막층이 방청성, 내열성, 내식성, 안티그리즈 등이 우수한 프리플럭스의 조성물과 그의 응용기술을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 부식방지제 조성물은, 중량%로 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물 0.5~4.0%, 알코올계 화합물 10~15%, 에테르계 화합물 10~15%, 계면활성제 1~2%, 금속화합물, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기 식에서 R1은 탄소가 1~10의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
상기 벤즈이미다졸계 화합물는, 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 그들의 염들 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 부식방지제 조성물은 중량%로 유기산계 화합물 0.05~1.0%를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유기산계 화합물은, 구연산, 주석산, 빙초산, 젖산, 벤조산, 개미산, 프로피온산, 아크릴산, 부틸릭산, 팔미틱산, 스테아르산 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 알코올계 화합물은, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 이소부탄올, n-펜탄올, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에테르계 화합물은, 에틸에테르, 다이이소프로틸에테르, 에틸메틸에테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 계면활성제는, 프로필렌 옥사이드(propylene oxide) 계열, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 계열, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 계열, 노닐페놀(nonylphenol) 계열, 트리톤(triton) 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명인 표면처리 방법은, 본 발명의 상기 구성물질을 혼합하여 프리플럭스를 제조하는 단계;표면처리 대상물의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조하는 단계;상기 프리플럭스를 액조에 장입한 후, 40℃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 할 수 있다.
본 발명은 마그네슘 다이캐스팅 또는 압연된 제품의 특성에 부합한 약품을 제공하여 구리 또는 구리합금이 대기 중에 노출되는 표면 위에 방청성, 내열성, 내식성, 안티그리즈가 우수한 피막층을 형성하므로써, 녹 발생이 예방되고, 손때 및 기름때 부착을 방지할 수 있다. 또한, 불량 감소 및 내구성 향상으로 원가절감은 물론, 표면품질 향상에 따른 상품성 향상으로 매출 증가에 크게 기여하는 실용상의 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면처리가 이루어진 것을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 구리 또는 구리합금 부식방지제 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
알루미늄 다이캐스팅 또는 압연에 적용된 기존의 부식방지제는 동 표면에 산화방지가 중요한 목적이 있었지만, 본 발명은 마그네슘 다이캐스팅 또는 압연으로 제조된 제품 위에 구리 도금된 표면에 마그네슘 판재와 산화반응 없이 피막을 형성시켜 방청성, 내식성, 안티그리즈, 내열성 및 납땜성을 부여하는 것을 주목적으로 개발되었다.
따라서 기존의 화합물보다 방청성, 내열성 및 내식성이 우수하며, 마그네슘에 대한 산화반응이 일어나지 않는 부식방지제의 개발이 요구된다. 본 발명자들은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 노력한 결과 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 하고, 균형이 이루어진 유기산계 화합물, 알코올계, 에테르계, 계면활성제 등의 조절을 통하여 방청성과 내식성 등 작업의 안정성을 모두 확보할 수 있는 프리플럭스의 조성물을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명의 프리플럭스 조성물은 중량%로 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물 0.5~4.0%, 알코올계 화합물 10~15%, 에테르계 화합물 10~15%, 계면활성제 1~2%, 금속화합물, 나머지는 물로 구성된다.
<화학식 1>
Figure pat00002
(상기 식에서 R1은 탄소가 1~10의 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.
본 발명은 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 한다. 벤즈이미다졸계 화합물은 벤즈이미다졸 고리에 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 및 그들의 염이 있다.
본 발명의 플리플럭스에서, 벤즈이미다졸계 화합물의 함유량은 0.5 중량% 내지 4.0 중량%인 것이 바람직하다. 벤즈이미다졸계 화합물의 함유량이 0.5 중량%보다 작은 경우에 피막이 거의 형성되지 않고, 4.0 중량%로 과다하게 첨가되는 경우에 석출이 발생하는 문제가 있다.
본 발명에 사용하는 상기 유효성분은 물에 난연성이기 때문에 이들을 물에 잘 용해시키기 위하여 유기산계 화합물, 알코올계 화합물, 에테르계 화합물을 사용하여 녹인 후, 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 벤즈이미다졸을 잘 용해시킬 수 있는 물질로써 유기산계 화합물 0.05~1.0%를 더 포함될 수 있다. 유기산계 화합물이 첨가됨으로써 벤즈이미다졸의 용해성이 커지게 된다. 이에 따라서 공정의 진행이 수월하게 되며, 표면처리 효율이 증대될 수 있다. 적합한 유기산계 화합물의 대표적인 예로서는,
구연산, 주석산, 빙초산, 젖산, 벤조산, 개미산, 프로피온산, 아크릴산, 부틸릭산, 팔미틱산, 스테아르산 등이 있으나, 이것에 한정하지는 않는다.
본 발명의 프리플럭스 조성물에서, 그 함량이 0.05 중량%이하인 경우에는 벤즈이미다졸이 잘 용해되지 않고, 1 중량%이상인 경우 하지층인 마그네슘에서 극한 반응이 있다. 따라서 유기산계 화합물의 함유량은 중량%로 0.05% 내지 1.0%인 것이 바람직하다.
알코올계 화합물과 에테르계 화합물은 벤즈이미다졸을 용해시킬 수 있는 물질인 동시에 용액의 중성을 유지하는 역활을 한다. 하지층인 마그네슘 소재는 강산, 강알칼리에 매우 취약하다. 따라서 하지층인 마그네슘이 극렬하게 반응하게 되면, 구리표면, 도장면 등에 얼룩 및 이물질이 발생하여 피막이 형성되지 않고, 약품 조성물 또한 변화가 생긴다. 따라서 용액의 산도는 중성 또는 중성에 가까운 pH 5~8인 상태인 경우에야 마그네슘 소재와 반응이 적게 된다.
본 발명에서 적합한 알코올계 화합물의 대표적인 예로서는,
메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 이소부탄올, n-펜탄올, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등이 있으나 이것에 한정하지는 않는다.
본 발명의 프리플럭스 조성물에서, 알코올계 화합물의 함유량은 중량%로 10% 내지 15%인 것이 바람직하다.
본 발명에서 적합한 에테르계 화합물의 대표적인 예로서는
에틸에테르, 다이이소프로틸에테르, 에틸메틸에테르 등이 있으나 이것에 한정하지는 않는다.
본 발명의 프리플럭스 조성물에서, 에테르계 화합물의 함유량은 중량%로 10% 내지 15%인 것이 바람직하다.
또한 마그네슘 다이캐스팅에 구리 도금된 제품에 피막을 형성시킨 후 물 얼룩 및 지문이 생기면 안 되기 때문에 안티그리즈용 계면활성제가 필요하다.
계면활성제는 본 발명의 프리플럭스 조성물에서 중량%로 1.0% 내지 2.0%인 것이 바람직하다. 상기 알킬(Alkyl), 아릴(Aryl) 벤즈이미다졸계 화합물 등에 잘 용해되도록 하기 위함이다. 계면활성제가 1.0%보다 적으면 물얼룩 및 지문이 발생하며, 2.0%보다 많으면 수세가 되지 않아 문제가 발생할 수 있다. 또한 계면활성제가 적정범위보다 많은 경우 막 두께가 적게 올라가며, 막 두께가 적은 경우 안티그리즈가 떨어질 수 있으므로 계면활성제의 함량에 주의해야 한다.
본 발명에서 적합한 계면활성제의 대표적인 예로서는 프로필렌 옥사이드(propylene oxide) 계열, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 계열, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 계열, 노닐페놀(nonylphenol) 계열, 트리톤(triton) 등이 있으나 이것에 한정하지는 않는다.
본 발명의 프리플럭스 조성물로 표면 처리된 무선 통신 시스템 등에 사용되는 부품 등의 내열성을 좋게 하기 위하여, 본 발명에는 금속화합물이 포함될 수 있다. 금속화합물의 종류로는 염화철, 염화구리, 아연, 니켈, 요오드 등이 이용될 수 있다. 금속화합물은 중량%로 0.01~0.1%가 첨가되는 것이 바람직하다.
그 이외에도 기타 첨가제를 추가로 포함할 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 무선 통신 시스템 등에 사용되는 부품 등의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조한다.
이어서 상기 프리플럭스 조성물로 된 표면 처리액을 액조에 장입한 후, 40℃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 경우 조성물에 함유된 성분들은 모두 같은 비율로 소모가 되지 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, 알코올, 에테르, 계면활성제 등의 균형이 매우 중요한 역할을 한다.
고형성분은 수시로 농도 분석을 통하여 함량을 알아내는 것이 쉽게 이루어지고, 원하는 유효성분의 함량을 조절하는 것도 간단히 행할 수 있다. 다음으로는 에테르계, 알코올계는 고형성분을 녹이는 역할과 조성물의 농도를 조절하므로 피막의 두께를 파악하면서 그 변화에 맞추어 적절한 농도의 관리가 필요하다.
본 조성물을 응용하는 경우 농도의 균형을 공정에 맞도록 설정하고, 지속적으로 관리하는 것이 매우 중요한 관점이 된다.
본 발명의 조성물로 무선 통신 시스템에 사용되는 마그네슘 다이캐스팅 또는 압연으로 기본 틀을 제조하여, 그 위에 구리 도금을 하여 동 표면에 부식방지제인 화학층을 형성하기 위해 반응성이 적은 에테르계, 알코올계가 막 형성에 매우 민감한 영향을 받는다. 일반적으로 반응성이 높으면 막 두께 형성이 되지 않으며 수소가스가 발생하며, 반응성이 적으면 막 두께 형성이 잘되며, 계면활성제의 함량에 따라서도 막의 두께가 변화를 주기 때문에 본 조성은 지속적인 농도의 조절이 요구된다.
방청성, 막 두께 및 내열성 측정방법은 아래와 같다.
시편은 하지층이 마그네슘이며, 하지층 위에 표면처리 후 구리 도금한 시편으로 처리하였다.
프리플럭스 화합물로 처리한 시편을 150℃에서 오븐에 30분 동안 산화 처리 과정을 실시 후, 변색의 정도로 내열성 및 방청성을 측정하였고, 막의 두께는 열처리 전에는 UV 분광광도계를 이용, 알코올로 표면에 코팅된 막을 녹여서 두께를 측정하고, 열처리가 된 시료는 전자현미경으로 막의 두께를 측정했다.
안티그리즈 측정방법은 아래와 같다.
프리플럭스 화합물을 시간대 별로 처리한 시편을 수세수에 담근 후에 처리한 시편 표면의 물 퍼짐성으로 측정하였고, 또한 처리한 시편을 오븐에서 열처리 후 시편에 손으로 문질러 지문이 묻는 정도를 관찰했다.
(실시예 1)
중량%로 2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 10%, 다이이소프로틸에테르 10%, 노닐페놀(nonylphenol) 계열 계면활성제 2 %, 염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 2)
중량%로 2-헵틸벤즈이미다졸 2%, 아세트산 0.5%, 에탄올 12%, 다이이소프로틸에테르 12%, 노닐페놀(nonylphenol) 계열 계면활성제 1%, 염화철 0.02%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 3)
2-메틸벤즈이미다졸 2%, 개미산 1%, 이소프로판올10%, 에틸에테르 10%, PEG계열 계면활성제 1%, 염화구리 0.05%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 4)
2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 10%, 다이이소프로틸에테르 10%, 노닐페놀계열 계면활성제 2 %염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 5)
2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 15%, 다이이소프로틸에테르 10%, 노닐페놀계열 계면활성제 2 %염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(실시예 6)
2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 12%, 다이이소프로틸에테르 15%, 노닐페놀계열 계면활성제 2 %염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 1)
중량%로 2-메틸벤즈이미다졸 2%, 개미산 2%, 이소프로판올 10%, 에틸에테르 10%, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 계열 계면활성제 1%, 염화구리 0.05%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 2)
중량%로 2-프로필벤즈이미다졸 2%, 아세트산 2%, 에탄올 15%, 다이이소프로틸에테르 10%, 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide) 계열 계면활성제 1%, 염화철 0.02%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 3)
중량%로 2-메틸벤즈이미다졸 2%, 아세트산 0.5%, 에탄올 12%, 다이이소프로틸에테르 12%, 염화철 0.02%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 4)
2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 10%, 다이이소프로틸에테르 8%, 노닐페놀(nonylphenol)계열 계면활성제 2 %, 염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 5)
2-부틸벤즈이미다졸 2%, 이소프로판올 10%, 다이이소프로틸에테르 17%, 노닐페놀(nonylphenol)계열 계면활성제 2 %, 염화아연 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 6)
2-헵틸벤즈이미다졸 2%, 아세트산 0.5%, 에탄올 12%, 다이이소프로틸에테르 12%, 노닐페놀(nonylphenol)계열 계면활성제 0.5%, 염화철 0.02%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(비교예 7)
2-헵틸벤즈이미다졸 2%, 아세트산 0.5%, 에탄올 12%, 다이이소프로틸에테르 12%, 노닐페놀(nonylphenol)계열 계면활성제 3%, 염화철 0.02%를 혼합한 후 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(종래예 1)
중량%로 1,2,3-벤조트리아졸(BTZ) 3%, 이소프로판올 10%, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 계열 계면활성제 1%, 염화구리 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다. 이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
(종래예 2)
중량%로 톨릴트리아졸(TTA) 2%, n-부탄올 10%, 에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide) 계열 계면활성제 1%, 염화구리 0.02%를 혼합한 프리플럭스를 제조했다. 제조한 프리플럭스의 온도를 40℃로 유지하면서 그 액조에 60초 동안 구리 시편을 침지한 후, 시편을 수세, 건조를 실시하여 시료를 만들었다.이 시료에 대하여 두께, 방청성, 내열성 및 안티그리즈를 측정했다. 결과를 표 2에 나타냈다.
유효성분
(wt%)		 유기산계 화합물
(wt%)		 계면활성제
(wt%)		 알코올계
(wt%)		 에테르계
(wt%)		 금속화합물
(wt%)
실시예1 BI 2 - 2 12 10 0.02
실시예2 BI 2 0.5 1 12 12 0.02
실시예3 BI 2 1 1 10 10 0.05
실시예4 BI 2 - 2 10 10 0.02
실시예5 BI 2 - 2 15 10 0.02
실시예6 BI 2 - 2 12 15 0.02
비교예1 BI 2 2 1 10 10 0.05
비교예2 BI 2 2 1 15 10 0.02
비교예3 BI 2 0.5 - 12 12 0.02
비교예4 BI 2 - 2 10 8 0.02
비교예5 BI 2 - 2 10 17 0.02
비교예6 BI 2 0.5 0.5 12 12 0.02
비교예7 BI 2 0.5 3 12 12 0.02
종래예1 BTZ 3 - 1 10 - 0.02
종래예2 TTA 2 - 1 10 - 0.02
막두께(㎛) 방청성 안티그리즈 내열성 Mg반응성
실시예1 0.4 ◎ ◎ ◎ 없음
실시예2 0.35 ◎ ◎ ◎ 없음
실시예3 0.3 ◎ ◎ ◎ 없음
실시예4 0.35 ◎ ◎ ◎ 없음
실시예5 0.35 ◎ ◎ ◎ 없음
실시예6 0.35 ◎ ◎ ◎ 없음
비교예1 0.15 △ △ △ 작은 반응
비교예2 0.05 × × × 반응
비교예3 0.36 ◎ × ◎ 없음
비교예4 0.12 × × × 없음
비교예5 0.20 △ ◎ △ 없음
비교예6 0.32 ◎ × ◎ 없음
비교예7 0.10 × × × 없음
종래예1 0.35 ◎ × × 없음
종래예2 0.2 △ △ × 없음
(◎: 좋음, △: 보통, ×: 좋지않음)
표1과 표2의 종래예1, 2를 살펴보면 벤즈이미다졸이 사용되지 아니하여 공통적으로 내열성 특성이 좋지않은 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 안티그리즈의 경우 종래예1의 경우 좋지 않음을 볼 수 있으며, 종래예2의 경우 보통 정도의 특성만을 지니고 있는 것을 확인할 수 있다. 종래 사용된 벤조트리아졸 등을 이용하여서는 본 발명에서 목적하는 주요한 특성인 방청성, 안티그리즈 및 내열성을 동시에 만족시키기 어려운 것을 확인할 수 있다.
다음으로 표2를 살펴보면 유기산계 화합물이 중량%로 2%가 첨가되어 발명의 범위보다 유기산계 화합물이 과도하게 첨가된 비교예1, 2의 경우 방청성, 안티그리즈, 내열성 특성이 모두 목적하는 특성치에 도달하지 못하였다. 특히 비교예2의 경우에는 모든 특성에서 좋지않은 것을 볼 수 있다. 이는 유기산계 화합물이 과도하게 첨가되면서 용액의 반응성이 커지기 때문으로 검토될 수 있다. 용액의 반응성이 커지면서 하지층인 마그네슘과 반응성이 증가하고 표면처리가 수월하게 일어나지 않게된다.
뿐만 아니라 에테르계 화합물이 중량%로 10~15%를 벗어난 비교예4의 경우, 에테르계 화합물이 8%로 적게 첨가되어 방청성과 내열성이 현저히 열위한 것을 볼 수 있다. 또한 막 두께가 실시예들에 비하여 현저히 감소한 것으로 보아 벤즈이미다졸의 용해가 적은 것으로 검토될 수 있다. 반면에 에테르계 화합물이 17%로 과도하게 첨가된 비교예5의 경우에는 막 두께는 실시예들과 유사하였으나 표면처리의 효과가 감소하여 방청성과 내열성이 좋지않은 것을 확인할 수 있다. 이는 pH가 5~8로 잘 유지되지 않아 코팅이 효과적으로 이루어지지 않은 것으로 볼 수 있다.
또다른 첨가 물질로써 계면활성제의 경우 첨가되지 않은 비교예3과 중량%로 0.5%뿐이 첨가되어 발명의 범위보다 적게 첨가된 비교예6의 경우 막두께가 다른 실시예들과 유사한 것을 확인할 수 있으며, 방청성 및 내열성 특성은 만족하는 것을 볼 수 있다. 그러나 안티그리즈 특성은 좋지않음을 볼 수 있는데, 이는 계면활성제의 첨가량이 낮아 벤즈이미다졸이 효과적으로 용해되지 못하여 나타난 특성으로 검토될 수 있다. 또한, 계면활성제가 중량%로 3%로 과도하게 첨가된 비교예7의 경우 방청성, 안티그리즈, 내열성 모두 좋지않음이 나타난 것을 확인할 수 있다. 이는 계면활성제의 과도한 첨가로 수세가 되지않았으며, 막두께가 0.1㎛로 현저히 낮아 특성이 좋지 않은 것으로 검토될 수 있다.
지금까지는 본 발명의 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다. 따라서 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 단지 예시한 것으로 해석되어야 한다.
10 : 마그네슘 다이캐스팅 20 : 구리 도금
30 : 피막층

Claims (9)

  1. 중량%로 하기 <화학식 1>로 표시되는 벤즈이미다졸계 화합물 0.5~4.0%, 알코올계 화합물 10~15%, 에테르계 화합물 10~15%, 계면활성제 1~2%, 금속화합물 0.01~0.1%, 나머지는 극성 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
    <화학식 1>
    Figure pat00003

    (상기 식에서 R1은 탄소가 1~10의 알킬기, 아릴기, R2, R3는 H 또는 1개 이상의 탄소 알킬기 및 할로겐 원소)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벤즈이미다졸계 화합물는, 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 그들의 염들 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부식방지제 조성물은 중량%로 유기산계 화합물 0.05~1.0%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유기산계 화합물은, 구연산, 주석산, 빙초산, 젖산, 벤조산, 개미산, 프로피온산, 아크릴산, 부틸릭산, 팔미틱산, 스테아르산 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알코올계 화합물은, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, tert-부탄올, 이소부탄올, n-펜탄올, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1-메톡시-2-프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에테르계 화합물은, 에틸에테르, 다이이소프로틸에테르, 에틸메틸에테르 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는, 프로필렌 옥사이드(propylene oxide) 계열, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide) 계열, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 계열, 노닐페놀(nonylphenol) 계열, 트리톤(triton) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속화합물은, 염화철, 염화구리, 아연, 니켈 ,요오드 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 부식방지제 조성물.
  9. 마그네슘을 기저(base)로 하는 표면 처리 대상물의 구리 또는 구리합금 표면을 연마, 탈지, 소프트 에칭, 산세정 후, 건조하는 단계;
    상기 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 조성물의 구성물질을 혼합하여 제조된 프리플럭스를 액조에 장입한 후, 40℃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 처리 방법.
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