KR20190065737A - 전기도금용 6가 크롬 도금액 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용 6가 크롬 도금액은 6가 크롬 도금액으로서, 염분에 대한 내부식성을 향상시킬 수 있도록, 유기첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기도금용 6가 크롬 도금액{HEXAVALENT CHROMIUM PLATING SOLUTION FOT ELECTROPLATING}

본 발명은 전기 도금용 6가 크롬 도금액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제설염과 같은 염분에 대한 내부식성 및 외관 품질을 향상시켜 차량의 외장부품에 사용할 수 있는 전기도금용 6가 크롬 도금액을 제공한다.

일반적으로 전기도금(electroplating)은 전기분해에 따른 석출(析出)을 이용하여 도체의 표면에 금속 박막(薄膜)을 피복하는 기술로서, 도금하고자 하는 금속 이온을 포함하는 도금액을 이용하여 피도금물의 표면에 전위차를 가해 석출된 금속이온으로 도금층을 형성시킨다.

전기도금은 통상 아름다운 광택의 금속질감의 표면을 얻고자 하는 장식도금과 내마모성 강화 또는 내부식성 강화 등의 목적으로 실시하는 경질도금으로 분류된다.

이러한 전기도금에 사용되는 금속은 대체적으로 이온화 경향이 작고 반응성이 낮은 금, 은, 구리 니켈 및 크롬 등이 주로 사용되는데, 그 중에서 크롬은 외관이 수려하고 도장대비 내구성이 우수하여 수려한 외관과 내마모성 및 내부식성 강화를 목적으로 다양한 자동차 부품에 적용되고 있다.

자동차 부품에 적용되는 크롬도금에는 3가 크롬도금 또는 6가 크롬도금이 주로 사용되는데, 6가 크롬도금은 제설염에 노출시 1 ~ 2 시간 내에 부식이 발생되는 반면, 3가 크롬도금의 경우 제설염에 노출되더라도 120 ~ 240 시간 동안 대응할 수 있어, 라디에이터 그릴, 사이드 몰딩, 엠블럼 등과 같이 차량의 외장부품에 사용되는 장식도금에는 주로 제설염에 대한 내부식성이 우수한 3가 크롬도금이 주로 사용된다.

그러나 3가 크롬도금은 6가 크롬도금에 비하여 내부식성은 향상되나 약 15 ~ 20% 원가가 상승되는 문제점이 있다.

한편, 6가 크롬도금은 도금 후 도장 등 별도의 표면처리를 통해 방청성을 향상시킬 수 있어 다양한 부품에 적용되고 있으나, 도장층에 대한 밀착품질이 낮은 문제점을 가지고 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

KR 10-1676246 B1 (2016. 11. 09.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제설염에 대한 내부식성을 향상시켜 차량의 외장부품에 사용될 수 있는 전기도금용 6가 크롬 도금액을 제공한다.

또한, 챠량의 외장부품의 외관품질을 향상시킬 수 있는 전기도금용 6가 크롬 도금액을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용 6가 크롬 도금액은 6가 크롬 도금액으로서, 염분에 대한 내부식성을 향상시킬 수 있도록, 유기첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유기첨가제는, 개미산(formic acid) 또는 글라이신(glycine) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여, 상기 개미산은 19 ~ 21㎖ 로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여, 상기 글라이신은 24 ~ 26g 로 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 6가 크롬 도금액에 유기첨가제로 개미산 및 글라이신을 더 첨가함으로써, 염분에 대한 내부식성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 광택도가 우수하여 차량의 외장부품의 외관을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교예들을 이용하여 마련된 크롬 도금층의 부식 전위차(△E_c)를 비교한 그래프이고,
도 2는 본 발명의 실시예와 비교예들을 이용하여 마련된 크롬 도금층의 재부동태화 시험 결과를 도시한 그래프이며,
도 3은 6가 크롬 도금액 1ℓ당 첨가되는 개미산의 함량에 따른 제설염 내부식 평가 결과를 보여주는 도면이고,
도 4는 6가 크롬 도금액 1ℓ당 첨가되는 글라이신의 함량에 따른 제설염 내부식 평가 결과를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 6가 크롬 도금액에 유기첨가제를 첨가하여 형성되는 크롬 도금층의 염분에 대한 내부식성을 향상시키는 것을 주요 특징으로 한다.

본 발명에서 크롬 도금액은 크롬 이온 공급원으로 무수크롬산(CrO₃), 중크롬산나트륨(Na₂CrO₇), 중크롬산칼륨(K₂Cr₂O₇), 크롬산나트륨(Na₂CrO₄) 및 크롬산칼륨(K₂CrO₄) 등으로 이루어진 6가 크롬 화합물로부터 어느 하나 이상을 선택적으로 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것만은 아니다.

한편, 크롬 도금액에는 크롬 이온 공급원 외에 황산 이온 공급원을 더 포함한다.

황산 이온 공급원은 크롬도금층 형성반응에 있어서 크롬 도금층을 계속적으로 성장시키며, 6가 크롬의 흡착을 촉진하여 두터운 크롬 도금층을 형성하게끔 하는 기능을 한다.

이때, 황산 이온 공급원으로는 황산(H₂SO₄), 황산나트륨(Na₂SO₄) 및 황산암모늄((NH₄)₂SO₄) 등으로 이루어진 황산염 중 어느 하나 이상을 선택적으로 적용할 수 있으며, 황산 이온 공급원은 상술한 종류에 한정되는 것이 아니며, 황산 이온 공급원의 기능을 할 수 있는 물질이라면 어느 것을 사용하여도 무방하다.

도 1은 본 발명의 실시예와 비교예들을 이용하여 마련된 크롬 도금층의 부식 전위차(△E_c)를 비교한 그래프이고, 도 2는 본 발명의 실시예와 비교예들을 이용하여 마련된 크롬 도금층의 재부동태화 시험 결과를 도시한 그래프이다.

비교예 1은 종래 일반적인 6가 크롬 도금액을 이용하여 마련된 크롬 도금층이고, 비교예 2는 종래 일반적인 3가 크롬 도금액을 이용하여 마련된 크롬 도금층이며, 실시예는 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 개미산 20㎖ 및 글라이신25g이 첨가되어 마련된 전기도금용 6가 크롬 도금액을 이용하여 마련된 크롬 도금층이다.

도 1에서 알 수 있듯, 종래 일반적인 6가 크롬 도금액을 이용하여 마련된 비교예 1은 종래 일반적인 3가 크롬 도금액을 이용하여 마련된 비교예 2에 비하여 부식 전위차가 10배 이상 높아 염분에 대한 내식성이 낮음을 알 수 있다.

또한, 도금층에 스크래치를 발생시킨 후 부식전위의 회복정도를 비교하여 표면의 부식/비부식 상태를 확인하는 재부동태화 시험 결과 비교예 1이 가장 열위한 반면, 6가 크롬 도금액에 개미산과 글라이신을 첨가한 실시예는 가장 우수한 결과를 보인다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 종래 일반적인 6가 크롬 도금액에 비하여 약 20배 이상 내식성이 향상되어 3가 크롬 도금액을 이용한 크롬도금 수준의 내식성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용 6가 크롬 도금액은 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 19 ~ 21㎖의 개미산이 포함되는 것이 바람직하다.

카르복시산 중 하나인 개미산은 제조되는 크롬 도금층의 표면균열 미세화를 달성하여 내식성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 19㎖ 미만으로 첨가되는 경우 첨가량이 미미하여 내식성 효과를 달성할 수 없으며, 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 21㎖를 초과하여 첨가되는 경우 과잉 첨가로 인하여 크롬 도금층의 내식성이 오히려 저하될 뿐 아니라 외관 품질도 함께 저하되는 문제점이 있어 상기 범위로 제한한다.

도 3은 6가 크롬 도금액 1ℓ당 첨가되는 개미산의 함량에 따른 제설염 내부식 평가 결과를 보여주는 도면이다.

도 3에서 알 수 있듯, 본 발명의 실시예에 따르면 부식이 발생되지 않는 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우 점부식이 발생되며 상기 범위를 많이 초과할수록 부식량도 함께 비례하여 증가됨을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기도금용 6가 크롬 도금액은 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 24 ~ 26g의 글라이신(glycine)이 포함되는 것이 바람직하다.

도 4는 6가 크롬 도금액 1ℓ당 첨가되는 글라이신의 함량에 따른 제설염 내부식 평가 결과를 보여주는 도면이다.

도 4에서 알 수 있듯, 글라이신은 크롬 도금층의 내식성을 향상시키기 위해 착화제로 첨가되는 것으로, 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 24g 미만 첨가되는 경우 내식성 향상정도가 미미하여 크롬층의 부식이 발생되기 시작하고, 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여 26g을 초과하여 첨가되는 경우 도금층의 내식성이 오히러 저하되면서 부식의 크가가 점차 증가됨을 알 수 있다.

본 발명에서 제설염 내부식성 평가방법을 설명하면, ISO9277(KS D9502)에 도시된 유효면적(5,000㎟)을 결정하였으며, 그 면적을 충족하기 위해 70×150×1.0㎜의 직사각형 시편을 마련하여 크롬도금을 도금하였다.

부식제는 부식 슬러리로 ISO8044에 나와있는 코로드코트 슬러리(제2구리 질산염/염화제2철/염화암모늄 혼합용액 50㎖ + 카오린 30g)에 염화칼슘 37.5g을 첨가하였고, 보다 구체적으로 코로드코트 슬러리는 제2구리 질산염 2.5g을 500mL 플라스크에 넣어 희석시키고, 염화제2철 2.5g을 다른 500mL 플라스크에 넣어 희석시키고, 염화암모늄 50.0g을 500mL 플라스크에 넣어 희석하며, 제2구리 질산염 용액 7.0mL, 염화제2철 33.0mL, 염화암모늄 10.0mL를 비커에 담고 카오린 30.0g을 섞어 마련한다.

상기와 같이 부식제가 마련되면, 시편의 표면에 부식제 15g을 254㎟의 면적에 대해 균일하게 도포한 후, 60℃, 상대습도 30±5%의 조건에 120시간 동안 노출시켜 실시하였다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (4)

1. 6가 크롬 도금액으로서,
   염분에 대한 내부식성을 향상시킬 수 있도록, 유기첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기도금용 6가 크롬 도금액.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유기첨가제는,
   개미산(formic acid) 또는 글라이신(glycine) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기도금용 6가 크롬 도금액.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여,
   상기 개미산은 19 ~ 21㎖ 로 포함되는 것을 특징으로 하는, 전기도금용 6가 크롬 도금액.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 6가 크롬 도금액 1ℓ에 대하여,
   상기 글라이신은 24 ~ 26g 로 포함되는 것을 특징으로 하는, 전기도금용 6가 크롬 도금액.
   

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