KR102699452B1 - Acidic zincate composition for aluminum or aluminum alloy and zincate treatment method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물 및 이를 이용한 징케이트 처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 아세트산아연(Zinc acetate) 27 내지 33 중량부, 황산니켈(Nickel sulfate) 65 내지 75 중량부, 황산코발트(Cobalt sulfate) 3 내지 7 중량부, 아세트산암모늄(Ammonium acetate) 27 내지 33 중량부, 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride) 4 내지 8 중량부, 말산(Malic acid) 27 내지 33 중량부, 산화비스무트(Bismuth oxide) 0.5 내지 1.5 중량부, 티오요소(Thiourea) 0.05 내지 0.15 중량부 및 Fe 화합물 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 포함되어 징케이트 조성물을 형성하고, 상기 징케이트 조성물은 pH가 4.0~6.5 범위이다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 시안화물이 포함된 알칼리 징케이트가 아닌 시안화물이 포함되지 않은 산성 징케이트 조성물을 이용함으로써, 1회 산성 징케이트 처리만으로도 종래 2회 알칼리 징케이트 처리와 동등한 도금 밀착력을 구현할 수 있고, 이를 통해 공정 시간 및 비용을 단축할 수 있다.The present invention relates to an acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy and a zincate treatment method using the same.
The acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention contains 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound to form a zincate composition, and the zincate composition has a pH in a range of 4.0 to 6.5.
According to the present invention, the acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy, by using an acidic zincate composition that does not contain cyanide rather than an alkaline zincate containing cyanide, can realize plating adhesion equivalent to that of a conventional two-time alkaline zincate treatment with only one-time acidic zincate treatment, thereby shortening the process time and cost.
Description
본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물 및 이를 이용한 징케이트 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시안화물이 포함된 알칼리 징케이트가 아닌 시안화물이 포함되지 않은 산성 징케이트 조성물을 이용함으로써, 1회 산성 징케이트 처리만으로도 종래 2회 알칼리 징케이트 처리와 동등한 도금 밀착력을 구현할 수 있고, 이를 통해 공정 시간 및 비용을 단축할 수 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물 및 이를 이용한 징케이트 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to an acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy and a zincate treatment method using the same, and more specifically, to an acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy and a zincate treatment method using the same, which enables a plating adhesion equivalent to that of a conventional two-time alkaline zincate treatment to be achieved with only a single acidic zincate treatment by using an acidic zincate composition that does not contain cyanide rather than an alkaline zincate containing cyanide, thereby shortening the process time and cost.
알루미늄계 금속은 오래 전부터 산업용으로 널리 활용되고 있는데, 상기 알루미늄계 금속은 내식성, 열전도도 및 연ㆍ전성이 우수하고 성형 및 절삭 가공이 용이한 장점이 있으며 철재 대비 무게가 가벼워 경량화가 요구되는 산업의 제품 및 부품에 있어 전기도금 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 수요가 증가하는 추세이다. 이러한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 내마모성, 내식성, 자기특성 등의 기능을 개선하기 위한 표면처리방법의 하나로 전기도금이 널리 사용되고 있다.Aluminum-based metals have been widely used for industrial purposes for a long time. The aluminum-based metals have excellent corrosion resistance, thermal conductivity, and ductility and are easy to form and cut. In addition, they are lighter than iron, so the demand for electroplated aluminum or aluminum alloys is increasing for products and parts in industries that require weight reduction. Electroplating is widely used as a surface treatment method to improve the wear resistance, corrosion resistance, magnetic properties, etc. of such aluminum or aluminum alloys.
알루미늄에 대한 도금공정이 강철 또는 구리 합금과 같은 다른 금속에 대한 도금공정에 비해 훤씬 어렵다는 것은 당업계에 널리 알려져 있다. 알루미늄계 금속은 양성금속으로 높은 표면 활성도를 가지고 산소와 친화력이 큰 이유로 표면이 쉽게 산화되어 산화피막이 생성되며, 이러한 산화피막은 제거해도 다시 쉽게 재생되게 된다.It is widely known in the art that the plating process for aluminum is much more difficult than the plating process for other metals such as steel or copper alloys. Aluminum-based metals are amphoteric metals, have high surface activity, and have a high affinity for oxygen, so their surfaces are easily oxidized to form an oxide film. Even if this oxide film is removed, it is easily regenerated.
알루미늄 산화피막은 도금피막과 피도금 소재 사이 접착 불량을 초래하여 도금피막의 밀착성을 저해시키기 때문에 알루미늄계 금속에 도금 등 표면처리하는 공정을 적용하기 전 산화피막을 제거하기 위한 특수한 전처리공정이 수행될 것이 요구된다.Since the aluminum oxide film causes poor adhesion between the plating film and the plated material, thereby reducing the adhesion of the plating film, a special pretreatment process is required to remove the oxide film before applying a surface treatment process such as plating to aluminum-based metals.
종래 알루미늄계 금속의 도금시에는 특수한 전처리 방법으로 침지도금 또는 치환도금으로 불리우는 아연치환처리인 징케이트(Zincate) 처리가 필수적으로 시행되고, 상기 징케이트 처리 후 스트라이크 도금이나 무전해 도금을 거쳐 목표로 하는 최종 도금이 실시되어 왔다.In the past, when plating aluminum-based metals, zincate treatment, a zinc substitution treatment called immersion plating or substitution plating, was essential as a special pretreatment method, and after the zincate treatment, strike plating or electroless plating was performed to achieve the target final plating.
이러한 종래 알루미늄계 금속의 도금시 처리공정을 구분하여 살펴보면, (1)탈지-(2)수세-(3)에칭-(4)수세-(5)디스머트-(6)수세-(7)1차 징케이트(Zincate) 처리-(8)수세-(9)산세-(10)수세-(11)2차 징케이트(Zincate) 처리-(12)수세-(13)스트라이크 도금 또는 무전해 도금-(14)수세-(15)무전해니켈 도금 또는 전해 스트라이크 도금-전해동 도금-전해니켈 도금-전해크롬 도금-(16)수세의 공정으로 많은 처리공정이 필요하여 생산라인이 길어지고 처리시간이 오래 걸리며 많은 약품 및 유해물질의 사용을 피할 수 없는 문제가 있었다.If we examine the treatment processes for plating these conventional aluminum-based metals by dividing them into (1) degreasing - (2) washing - (3) etching - (4) washing - (5) desmut - (6) washing - (7) primary zincate treatment - (8) washing - (9) pickling - (10) washing - (11) secondary zincate treatment - (12) washing - (13) strike plating or electroless plating - (14) washing - (15) electroless nickel plating or electrolytic strike plating - electrolytic copper plating - electrolytic nickel plating - electrolytic chrome plating - (16) washing, there were problems in that many treatment processes were required, making the production line long, taking a long time, and unavoidable use of many chemicals and hazardous substances.
통상적으로 징케이트(Zincate)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면과 징케이트 용액내의 아연과의 전위차를 이용하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면에 아연핵을 치환시키는 공정으로, 세척 처리한 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 징케이트 처리액에 침적시 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면에서는 산화와 환원반응이 동시에 일어나 알루미늄이 Zn2+로 치환되어 아연이 알루미늄 조직에 석출하게 된다.Zincate is a process that substitutes zinc nuclei on the surface of aluminum or aluminum alloy by utilizing the potential difference between the surface of aluminum or aluminum alloy and zinc in a zincate solution. When washed aluminum or aluminum alloy is immersed in a zincate treatment solution, oxidation and reduction reactions occur simultaneously on the surface of aluminum or aluminum alloy, so that aluminum is substituted with Zn 2+ and zinc is precipitated on the aluminum structure.
보다 상세하게 징케이트 처리시 알루미늄 표면의 화학반응에 의해 알루미늄 표면에는 Zn2+가 침전되고 아연이 석출됨과 동시에 Al3+가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 산화되어 떨어져 나오는데, 징케이트층은 후속의 금속 도금 작업에서 없어지는 퓨지티브 코팅(fugitive coating)으로 표면의 산화층 제거 및 활성화 공정으로 이로 인해 알루미늄 피막에 전도성이 부여된다.In more detail, when zincate is treated, Zn2 + is precipitated on the aluminum surface by a chemical reaction and zinc is separated, and Al3 + is oxidized and separated from the aluminum or aluminum alloy. The zincate layer is a fugitive coating that disappears in the subsequent metal plating operation, and the process of removing and activating the oxide layer on the surface provides conductivity to the aluminum film.
따라서 보다 더 미세하고 균일한 아연 표면 조직 상태를 부여하기 위해 일반적으로 2차 징케이트 처리를 추가로 수행하는데, 알루미늄 표면의 산화막 및 합금 함유물을 제거하여 1차적인 아연결정을 석출하는 것이 최초 징케이트이고, 두번째 징케이트 처리는 상기 징케이트 처리를 한 번 더 수행함으로써 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면에 보다 균일하고 얇으며 밀집된 아연 표면의 조직상태를 부여하는 것이다.Therefore, in order to provide a more fine and uniform zinc surface texture, a secondary zincate treatment is generally additionally performed. The first zincate treatment removes the oxide film and alloy inclusions on the aluminum surface to precipitate primary zinc crystals, and the second zincate treatment provides a more uniform, thinner, and denser zinc surface texture to the aluminum or aluminum alloy surface by performing the zincate treatment once more.
이러한 징케이트 처리시 종래에는 일반적으로 알칼리 타입의 징케이트가 공정화되어 있었고, 이러한 절차는 오랫동안 가장 경제적이고 실질적인 알루미늄 전처리 방법인 것으로 간주되어 왔는데, 전처리를 위해 징케이트층을 도포하는 것의 주요 이점은 장비 및 약품의 비교적 저렴한 비용을 들 수 있다.In the past, alkaline type zincate was generally used for such zincate treatment, and this procedure has long been considered the most economical and practical aluminum pretreatment method. The main advantage of applying a zincate layer for pretreatment is the relatively low cost of equipment and chemicals.
그러나 종래 징케이트 처리시에는 시아나이드의 사용에 대한 부정적인 측면, 즉 극심한 독성을 보이는 문제점이 있었고, 최근 수년간 개발되었던 몇몇 비시아나이드계 합금 징케이트에는 EDTA, NTA, 에틸렌, 디아민 등과 같은 경질 착화제를 함유하여 징케이트 용액을 폐처리 해야할 뿐만 아니라 세정이 보다 어려운 문제점이 있었다.However, in the past, when zincate was used, there was a negative aspect to the use of cyanide, namely, the problem of extreme toxicity, and some non-cyanide alloy zincates developed in recent years contained hard complexing agents such as EDTA, NTA, ethylene, and diamine, which not only required disposal of the zincate solution, but also made cleaning more difficult.
본 발명은 시안화물이 포함된 알칼리 징케이트가 아닌 시안화물이 포함되지 않은 산성 징케이트 조성물을 이용함으로써, 1회 산성 징케이트 처리만으로도 종래 2회 알칼리 징케이트 처리와 동등한 도금 밀착력을 구현할 수 있고, 이를 통해 공정 시간 및 비용을 단축할 수 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물 및 이를 이용한 징케이트 처리방법을 제공하는데 있다.The present invention provides an acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy, which can realize plating adhesion equivalent to that of a conventional two-time alkaline zincate treatment by only one-time acidic zincate treatment, by using an acidic zincate composition that does not contain cyanide, rather than an alkaline zincate containing cyanide, thereby shortening the process time and cost, and a zincate treatment method using the same.
또한, 본 발명은 징케이트 처리 회수를 줄여 공정을 단순화함과 동시에 미세하고 균일한 아연층을 형성하고 도금된 층과의 접착력을 향상시킬 수 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물 및 이를 이용한 징케이트 처리방법을 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides an acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy, which can simplify the process by reducing the number of zincate treatment cycles, while forming a fine and uniform zinc layer and improving adhesion with a plated layer, and a zincate treatment method using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The various problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 아세트산아연(Zinc acetate) 27 내지 33 중량부, 황산니켈(Nickel sulfate) 65 내지 75 중량부, 황산코발트(Cobalt sulfate) 3 내지 7 중량부, 아세트산암모늄(Ammonium acetate) 27 내지 33 중량부, 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride) 4 내지 8 중량부, 말산(Malic acid) 27 내지 33 중량부, 산화비스무트(Bismuth oxide) 0.5 내지 1.5 중량부, 티오요소(Thiourea) 0.05 내지 0.15 중량부 및 Fe 화합물 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 포함되어 징케이트 조성물을 형성하고, 상기 징케이트 조성물은 pH가 4.0~6.5 범위이다.The acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention contains 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound to form a zincate composition, and the zincate composition has a pH in a range of 4.0 to 6.5.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법은 에칭(Etching), 디스머트(Desmut) 및 징케이트(Zincate) 과정을 포함하여 처리되되, 상기 에칭은 산성 에칭액이 80ml/L 사용되고, 30℃의 온도 및 10분 동안 수행된다.In addition, the acid zincate treatment method for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention comprises etching, desmut and zincate processes, wherein the etching is performed using 80 ml/L of an acid etching solution at a temperature of 30°C for 10 minutes.
상기 징케이트(Zincate)는 아세트산아연(Zinc acetate) 27 내지 33 중량부, 황산니켈(Nickel sulfate) 65 내지 75 중량부, 황산코발트(Cobalt sulfate) 3 내지 7 중량부, 아세트산암모늄(Ammonium acetate) 27 내지 33 중량부, 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride) 4 내지 8 중량부, 말산(Malic acid) 27 내지 33 중량부, 산화비스무트(Bismuth oxide) 0.5 내지 1.5 중량부, 티오요소(Thiourea) 0.05 내지 0.15 중량부 및 Fe 화합물 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 포함되고, pH가 4.0~6.5 범위일 수 있다.The above zincate is contained in a weight ratio of 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound, and the pH may be in a range of 4.0 to 6.5.
상기 징케이트(Zincate)를 구성하는 조성물을 처리하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금상에 아연합금층을 치환하고, 상기 아연합금이 치환된 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 무전해니켈 도금액으로 20분 동안 90℃ 온도에서 도금시킬 수 있다.The composition constituting the above zincate is treated to substitute a zinc alloy layer on aluminum or an aluminum alloy, and the aluminum or aluminum alloy substituted with the zinc alloy can be plated at a temperature of 90°C for 20 minutes using an electroless nickel plating solution.
상기 에칭액은 황산 40 내지 50 중량부, 인산 10 내지 20 중량부, 인산염화합물 5 내지 10 중량부, 티오요소류 화합물 3 내지 7 중량부, 글리콜 에테르 화합물 1 내지 5 중량부, 벤조트리아졸 2 내지 4 중량부, 과황산염 1 내지 5 중량부, 글리콜 유도체 1 내지 3 중량부, 정전기 방지용 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부, 분산제 0.1 내지 1 중량부 및 탈이온수 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함된 에칭액 조성물로 이루어질 수 있다.The above etching solution may be composed of an etching solution composition containing a weight ratio of 40 to 50 parts by weight of sulfuric acid, 10 to 20 parts by weight of phosphoric acid, 5 to 10 parts by weight of a phosphate compound, 3 to 7 parts by weight of a thiourea compound, 1 to 5 parts by weight of a glycol ether compound, 2 to 4 parts by weight of benzotriazole, 1 to 5 parts by weight of a persulfate, 1 to 3 parts by weight of a glycol derivative, 0.5 to 1.5 parts by weight of an antistatic additive, 0.1 to 1 part by weight of a dispersant, and 20 to 40 parts by weight of deionized water.
상기 분산제는 하기의 [화학식 2]로 나타내는 화합물이 사용될 수 있다.The above dispersant may be a compound represented by the following [chemical formula 2].
[화학식 2][Chemical formula 2]
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description.
본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 시안화물이 포함된 알칼리 징케이트가 아닌 시안화물이 포함되지 않은 산성 징케이트 조성물을 이용함으로써, 1회 산성 징케이트 처리만으로도 종래 2회 알칼리 징케이트 처리와 동등한 도금 밀착력을 구현할 수 있고, 이를 통해 공정 시간 및 비용을 단축할 수 있다.The acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention uses an acidic zincate composition that does not contain cyanide, rather than an alkaline zincate containing cyanide, thereby enabling a plating adhesion equivalent to that of a conventional two-time alkaline zincate treatment to be achieved with only one-time acidic zincate treatment, thereby shortening the process time and cost.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 징케이트 처리 회수를 줄여 공정을 단순화함과 동시에 미세하고 균일한 아연층을 형성하고 도금된 층과의 접착력을 향상시킬 수 있다.In addition, the acidic zincate composition for aluminum or aluminum alloy according to the present invention can simplify the process by reducing the number of zincate treatment cycles, while forming a fine and uniform zinc layer and improving adhesion to the plated layer.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.It will be fully appreciated that embodiments of the technical idea of the present invention can provide various effects not specifically mentioned.
도 1은 [표 1]의 조성물을 알루미늄 시편에 에칭한 후, 상기 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 비교사진이다.
도 2는 [표 2]의 조성물을 알루미늄 시편에 디스머트제 처리한 후, 상기 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 비교사진이다.
도 3은 [표 3]에 나타낸 조성물을 처리하여 도금된 샘플의 90°구부림시험 방법으로 보여주는 샘플 사진이다.
도 4는 알루미늄 소재에 도금한 후의 광택도를 보여주는 사진이다.
도 5는 징케이트 처리량에 따른 알루미늄 도금 시편을 보여주는 사진이다.
도 6a는 알칼리 징케이트 1단계 처리한 후의 SEM 사진이고, 도 6b는 알칼리 징케이트 2단계 처리한 후의 SEM 사진이다.
도 7은 산성 징케이트 1단계 처리한 후의 SEM 사진이다.
도 8은 산성 징케이트 최적화 처리한 후의 SEM 사진이다.Figure 1 is a comparative photograph showing the surface of an aluminum specimen after etching the composition of [Table 1] onto the aluminum specimen, taken with an electron microscope (550x).
Figure 2 is a comparative photograph showing the surface of an aluminum specimen taken with an electron microscope (550x) after the composition of [Table 2] was treated with a dismutase agent.
Figure 3 is a sample photograph showing a 90° bending test method for a plated sample treated with the composition shown in [Table 3].
Figure 4 is a photograph showing the gloss after plating on aluminum material.
Figure 5 is a photograph showing aluminum plating specimens according to the amount of zincate treatment.
Figure 6a is an SEM image after the first stage of alkaline zincate treatment, and Figure 6b is an SEM image after the second stage of alkaline zincate treatment.
Figure 7 is an SEM photograph after the first stage of acid zincate treatment.
Figure 8 is an SEM photograph after acid zincate optimization treatment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The advantages and features of the present invention, and the method for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described in detail below. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content can be thorough and complete, and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless expressly defined in this application.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred examples of an acidic zincate composition for aluminum or aluminum alloy according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 아세트산아연(Zinc acetate), 황산니켈(Nickel sulfate), 황산코발트(Cobalt sulfate), 아세트산암모늄(Ammonium acetate), 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride), 말산(Malic acid), 산화비스무트(Bismuth oxide), 티오요소(Thiourea) 및 Fe 화합물을 포함한다.The acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention comprises zinc acetate, nickel sulfate, cobalt sulfate, ammonium acetate, ammonium bifluoride, malic acid, bismuth oxide, thiourea, and an Fe compound.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 조성물은 아세트산아연(Zinc acetate) 27 내지 33 중량부, 황산니켈(Nickel sulfate) 65 내지 75 중량부, 황산코발트(Cobalt sulfate) 3 내지 7 중량부, 아세트산암모늄(Ammonium acetate) 27 내지 33 중량부, 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride) 4 내지 8 중량부, 말산(Malic acid) 27 내지 33 중량부, 산화비스무트(Bismuth oxide) 0.5 내지 1.5 중량부, 티오요소(Thiourea) 0.05 내지 0.15 중량부 및 Fe 화합물 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 포함되고, 상기 산성 징케이트 조성물은 pH가 4.0~6.5 범위일 수 있다.In addition, the acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention contains 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound, and the acidic zincate composition may have a pH in a range of 4.0 to 6.5.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법에 대하여 바람직한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a preferred embodiment of an acid zincate treatment method for aluminum or an aluminum alloy according to the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법은 에칭(Etching), 디스머트(Desmut) 및 징케이트(Zincate)를 포함한다.The acid zincate treatment method for aluminum or aluminum alloy according to the present invention includes etching, desmut and zincate.
1. 에칭(Etching)1. Etching
상기 에칭(Etching)은 자연산화 피막의 제거와 알루미늄 또는 알루미늄 합금(이하, 알루미늄) 표면을 미크론적으로 부식시킴에 따라 알루미늄 소재의 밀착성(요철)을 향상하는 단계이다.The above etching is a step for improving the adhesion (roughness) of aluminum materials by removing the natural oxide film and micron-wise corroding the surface of aluminum or aluminum alloy (hereinafter, aluminum).
종래 알칼리 에칭은 NaOH에 의한 침적법이 사용되었는데, 상기 알칼리 에칭은 알루미늄을 잘 용해하고 생성되는 수소에 의해 물리적으로 흡착하고 있는 유지유를 제거함과 동시에 표면을 매끄럽게 처리할 수 있다.Conventionally, alkaline etching has been performed using a dipping method using NaOH. The alkaline etching can dissolve aluminum well and remove the physically adsorbed oil through the generated hydrogen, while also making the surface smooth.
그러나 공정에서 발생하는 수소는 작업자의 안면부에 따가운 느낌의 자극을 주어 작업 능률을 저하하는데, 특히 에칭의 피처리제가 많아짐에 따라 에칭액의 용존 알루미늄(Al3+) 양의 증가로 인하여 에칭 효과가 현저하게 떨어지며 용존 알루미늄이 과포화 상태가 되면 산화알루미늄으로 변하여 단단한 스케일이 되고 작업용 탱크 바닥에 축적되어 이를 제거하기가 곤란하다.However, the hydrogen generated in the process gives a stinging sensation to the face of the worker, which reduces work efficiency. In particular, as the number of etching agents increases, the amount of dissolved aluminum (Al 3+ ) in the etching solution increases, which significantly reduces the etching effect. When the dissolved aluminum becomes supersaturated, it changes to aluminum oxide, forming hard scale that accumulates at the bottom of the work tank and is difficult to remove.
또한, 침전된 알루미나 덩어리의 양에 비례하여 에칭액 부족을 초래하므로 에칭액 보충 주기가 짧아지고 부족한 에칭액을 보충할 때마다 에칭 원가가 상승하는 문제점이 있다.In addition, since the etching solution becomes insufficient in proportion to the amount of precipitated alumina lumps, there is a problem in that the etching solution replenishment cycle becomes shorter and the etching cost increases each time the insufficient etching solution is replenished.
에칭 기능 향상을 위해 인산(Phosphoric acid(mP2O5nH20)), 알킬 술폰산(Alkyl sulfonate), 칼륨염(potassium salts) 등으로 알루미늄 표면 세부까지 침투하고, 균일한 에칭 및 방청효과를 위한 억제제(Inhibitor)를 사용하며, 에치 피트(Etch pit) 형성을 위한 에틸렌글리콜(Ethylene glycol)을 사용하고, 에칭액의 표면장력을 저하, 습윤성 향상, 균일한 에칭을 위해 계면활성제를 사용하며, 상기와 같은 재료를 상온(25℃)에서 사용 가능한 산성타입 에칭액을 제조함으로써, 종래 알칼리 에칭의 문제점을 해결할 수 있다.In order to improve the etching function, phosphoric acid ( m P 2 O 5n H 2 0), alkyl sulfonate, potassium salts, etc. are used to penetrate the aluminum surface details, an inhibitor is used for uniform etching and rust prevention, ethylene glycol is used to form etch pits, and a surfactant is used to lower the surface tension of the etching solution, improve wettability, and achieve uniform etching. By manufacturing an acidic type etching solution that can be used at room temperature (25°C) using the materials described above, the problems of the conventional alkaline etching can be solved.
즉, 산성 에칭은 온도를 높일 필요가 없고 필요하더라도 소량의 열량이기 때문에 가열량은 거의 필요가 없으며, 알루미늄의 용해량은 알칼리 에칭에 비하여 1/3~1/5로 적게 발생되므로 소모량이 적고 침전물(알루미나) 발생이 더디기 때문에 용액의 관리가 쉬우며 간단하게 보정할 수가 있다.That is, acid etching does not require increasing the temperature, and even if it does, it requires little heating because the amount of heat required is small, and the amount of aluminum dissolved is 1/3 to 1/5 less than that of alkaline etching, so the consumption is small, and the generation of precipitates (alumina) is slow, so the solution is easy to manage and can be simply corrected.
알칼리 에칭의 경우에는 온도와 농도의 관리가 정확하지 않으면 균일한 에칭을 얻을 수가 없지만 산성 에칭은 상온처리기 때문에 균일한 품질의 제품을 생산 할 수 있다.In the case of alkaline etching, uniform etching cannot be achieved if temperature and concentration are not managed accurately, but acid etching can produce products of uniform quality because it is a room temperature process.
본 발명에서 상기 에칭액은 하기의 에칭액 조성물을 포함하여 제조될 수 있다.In the present invention, the etching solution can be manufactured by including the following etching solution composition.
상기 에칭액 조성물은 황산, 인산, 인산염화합물, 티오요소류 화합물, 글리콜 에테르 화합물, 벤조트리아졸, 과황산염, 글리콜 유도체, 정전기 방지용 첨가제, 분산제 및 탈이온수를 포함한다.The above etching composition comprises sulfuric acid, phosphoric acid, a phosphate compound, a thiourea compound, a glycol ether compound, benzotriazole, a persulfate, a glycol derivative, an antistatic additive, a dispersant, and deionized water.
또한, 상기 에칭액 조성물은 황산 40 내지 50 중량부, 인산 10 내지 20 중량부, 인산염화합물 5 내지 10 중량부, 티오요소류 화합물 3 내지 7 중량부, 글리콜 에테르 화합물 1 내지 5 중량부, 벤조트리아졸 2 내지 4 중량부, 과황산염 1 내지 5 중량부, 글리콜 유도체 1 내지 3 중량부, 정전기 방지용 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부, 분산제 0.1 내지 1 중량부 및 탈이온수 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.In addition, the etching composition may contain a weight ratio of 40 to 50 parts by weight of sulfuric acid, 10 to 20 parts by weight of phosphoric acid, 5 to 10 parts by weight of a phosphate compound, 3 to 7 parts by weight of a thiourea compound, 1 to 5 parts by weight of a glycol ether compound, 2 to 4 parts by weight of benzotriazole, 1 to 5 parts by weight of a persulfate, 1 to 3 parts by weight of a glycol derivative, 0.5 to 1.5 parts by weight of an antistatic additive, 0.1 to 1 part by weight of a dispersant, and 20 to 40 parts by weight of deionized water.
상기 황산과 인산은 알루미늄 표면을 미크론적으로 부식시키기 위하여 포함될 수 있는데, 상기 황산은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 40 내지 50 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 인산은 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 황산과 인산이 상기한 하한 범위 미만으로 포함되는 경우에는 알루미늄 표면이 충분히 부식되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 알루미늄 표면이 과부식되는 문제가 발생할 수 있다.The above sulfuric acid and phosphoric acid may be included to micron-wise corrode the aluminum surface, and the sulfuric acid may be included in a weight ratio of 40 to 50 parts by weight based on the total content of the etching solution composition, and the phosphoric acid may be included in a weight ratio of 10 to 20 parts by weight. If the sulfuric acid and phosphoric acid are included in an amount less than the lower limit range described above, a problem may arise in which it is difficult for the aluminum surface to be sufficiently corroded, and if the sulfuric acid and phosphoric acid are included in an amount exceeding the upper limit range described above, a problem may arise in which the aluminum surface is excessively corroded.
상기 인산염 화합물은 알루미늄 표면이 과부식되는 것을 방지하고 에칭이 균일하게 진행되도록 에칭 속도를 조절하기 위하여 첨가될 수 있는데, 상기 인산염 화합물로는 제1 인산나트륨(NaH2PO4), 제2 인산나트륨(Na2HPO4), 제3 인산나트륨(Na3PO4), 제1 인산칼륨(KH2PO4), 제2 인산칼륨(K2HPO4), 제1 인산암모늄((NH4)H2PO4), 제2 인산암모늄((NH4)2HPO4) 및 제3 인산암모늄((NH4)3PO4)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.The above phosphate compound may be added to prevent the aluminum surface from being overcorroded and to control the etching rate so that etching proceeds uniformly. As the phosphate compound, at least one selected from the group consisting of monobasic sodium phosphate (NaH 2 PO 4 ), dibasic sodium phosphate (Na 2 HPO 4 ), tribasic sodium phosphate (Na 3 PO 4 ), monobasic potassium phosphate (KH 2 PO 4 ), dibasic potassium phosphate (K 2 HPO 4 ), monobasic ammonium phosphate ((NH 4 )H 2 PO 4 ), dibasic ammonium phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ), and tribasic ammonium phosphate ((NH 4 ) 3 PO 4 ) may be used.
상기 인산염 화합물은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 10 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 인산염 화합물이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 알루미늄 표면의 에칭 속도 조절제로서의 역할을 충분히 수행하기 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 에칭 속도를 저하시켜 알루미늄 표면의 부식을 어렵게 할 수 있다.The above phosphate compound may be included in a weight ratio of 5 to 10 parts by weight of the total content of the etching solution composition. However, if the phosphate compound is included in an amount of less than 5 parts by weight, there is a problem in that it is difficult to sufficiently perform its role as an etching rate regulator for the aluminum surface, and if it is included in an amount of more than 10 parts by weight, the etching rate may be reduced, making it difficult to corrode the aluminum surface.
상기 티오요소류 화합물은 알루미늄 표면을 에칭할 때, 알루미늄 표면의 에칭 속도가 저하되지 않고, 에칭액 조성물이 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위하여 포함될 수 있다.The above thiourea compound may be included to ensure that the etching rate of the aluminum surface is not reduced when etching the aluminum surface and to ensure that the etching solution composition is stably maintained.
상기 티오요소류 화합물은 티오요소 (NH2)2CS 또는 일반식 (R1R2N)(R3R4N)C=S(여기서, R1, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 에틸기 또는 메틸기에서 선택되는 어느 하나임)로 표현되는 티오요소 유도체를 포함할 수 있다.The above thiourea compound may include thiourea (NH 2 ) 2 CS or a thiourea derivative represented by the general formula (R1R2N)(R3R4N)C=S (wherein, R1, R2, R3, and R4 are each independently selected from a hydrogen atom, an ethyl group, and a methyl group).
상기 티오요소류 화합물은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 티오요소류가 3 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 티오요소류가 첨가된 함량이 적어 식각 속도 저하의 효과가 미미하고, 7 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 더 이상의 효과의 증가가 현저하지 않고, 이외의 조성물의 상대적인 함량이 적어 에칭액 조성물의 안정성을 저해하는 문제가 발생할 수 있다.The above thiourea compound may be included in a weight ratio of 3 to 7 parts by weight of the total content of the etching composition. However, if the thiourea is included in less than 3 parts by weight, the content of the added thiourea is small, so the effect of reducing the etching speed is minimal. If the content exceeds 7 parts by weight, there is no further significant increase in the effect, and the relative content of other components is small, so the stability of the etching composition may be deteriorated.
상기 글리콜 에테르 화합물은 알루미늄 표면의 계면에 침투성을 향상시킴으로써, 언더컷을 감소시키고 균일한 에칭이 일어나도록 할 수 있는데, 상기 글리콜 에테르 화합물은 에틸렌 글리콜 에테르류, 디에틸렌 글리콜 에테르류 및 프로필렌 글리콜 에테르류로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.The above glycol ether compound can reduce undercut and enable uniform etching by improving penetrability at the interface of the aluminum surface. The glycol ether compound may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol ethers, diethylene glycol ethers, and propylene glycol ethers.
예를 들어, 상기 에틸렌 글리콜 에테르류는 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸아세테이트 및 에틸 비닐에테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 상기 디에틸렌 글리콜 에테르류는 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르 및 디에틸렌글리콜 에틸메틸에테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 상기 프로필렌 글리콜 에테르류는 프로필렌글리콜 디메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르 및 프로필렌글리콜 모노부틸에테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.For example, the ethylene glycol ethers may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol monopropyl ether, ethyl acetate, and ethyl vinyl ether, the diethylene glycol ethers may be at least one selected from the group consisting of diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol ethyl methyl ether, and the propylene glycol ethers may be at least one selected from the group consisting of propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monobutyl ether.
상기 벤조트리아졸은 알루미늄 표면의 부식 속도를 조절하는 역할을 수행할 수 있는데, 상기 벤조트리아졸은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 2 내지 4 중량부의 중량 비율로 포함될 수다.The above benzotriazole can play a role in controlling the corrosion rate of the aluminum surface, and the benzotriazole can be included in a weight ratio of 2 to 4 parts by weight of the total content of the etching solution composition.
상기 벤조트리아졸이 2 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 알루미늄 표면의 에칭 속도를 충분히 조절하기 어려워 과부식이 발생할 수 있고, 4 중량%를 초과하는 경우에는 알루미늄 표면의 에칭 속도가 저하되어 에칭 시간이 길어져 생산성을 저하시킬 수 있다.If the above benzotriazole is included in an amount of less than 2 parts by weight, it is difficult to sufficiently control the etching speed of the aluminum surface, which may cause excessive corrosion, and if it exceeds 4% by weight, the etching speed of the aluminum surface is reduced, which may lengthen the etching time and lower productivity.
상기 과황산염은 알루미늄 표면을 에칭하는 산화제로 사용되는 물질로, 상기 과황산염은 에칭이 용이하게 수행될 수 있도록 할 수 있는데, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8) 또는 과황산칼륨(K2O2S8) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.The above persulfate is a substance used as an oxidizing agent for etching the aluminum surface, and the above persulfate can enable etching to be performed easily. As the above persulfate, at least one selected from ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), and potassium persulfate (K 2 O 2 S 8 ) can be used.
상기 과황산염은 에칭액 조성물 전체 함량 중에서 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 과황산염이 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 과황산염의 함량이 적어 산화제로서 충분히 기능하지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 과황산염의 상대적 함량이 과도하여 알루미늄 표면의 과부식이 발생할 수 있다.The above persulfate may be included in a weight ratio of 1 to 5 parts by weight based on the total content of the etching solution composition. If the persulfate is included in an amount less than 1 part by weight, the content of the persulfate may be too small to sufficiently function as an oxidizing agent, and if it is included in an amount exceeding 5 parts by weight, the relative content of the persulfate may be excessive, causing excessive corrosion of the aluminum surface.
상기 글리콜 유도체는 산화 안정제로 작용하는 것으로, 상기 글리콜 유도체는 에칭을 진행함에 따라 산화제로 사용되는 물질들이 소량 분해되는 것을 방지하여 안정화시킬 수 있는데, 상기 글리콜 유도체는 R1(OR2)OH로 표시되며, 여기서 R1=CnH2n+1(n=1~4)이고 R2=CmH2m(m=2~3)이다. 예를 들어, 상기 글리콜 유도체로는 3M사의 HP-계열의 하나인 HP-3(상품명)가 사용될 수 있다.The above glycol derivative acts as an oxidation stabilizer, and the glycol derivative can stabilize the substances used as oxidizing agents by preventing them from being decomposed in small amounts as etching progresses. The glycol derivative is represented by R 1 (OR 2 )OH, where R 1 = C n H 2n+1 (n = 1 to 4) and R 2 = C m H 2m (m = 2 to 3). For example, HP-3 (trade name), one of the HP series of 3M Company, can be used as the glycol derivative.
상기 정전기 방지용 첨가제로는 폴리(2,3-디하이드로티에노-1,4-디옥신)-폴리(스티렌설포네이트) [Poly(2,3-dihydrothieno-1,4-dioxin) -poly(styrenesulfona te)]가 사용될 수 있는데, 상기 정전기 방지용 첨가제는 짙은 청색 액체로서, pH는 1.7 내지 2.3이고, 인화점 100℃ 이상이며, 증기밀도는 0.98±0.1(25℃)일 수 있다.As the above-mentioned antistatic additive, poly(2,3-dihydrothieno-1,4-dioxin)-poly(styrenesulfonate) can be used. The above-mentioned antistatic additive is a dark blue liquid, has a pH of 1.7 to 2.3, a flash point of 100°C or higher, and a vapor density of 0.98±0.1 (25°C).
상기 분산제는 에칭액 조성물의 분산성이 우수하고 안정성이 뛰어난 물질을 사용할 수 있는데, 상기 분산제로는 하기의 [화학식 1]으로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.The above dispersant can be a material having excellent dispersibility and stability in the etching solution composition. The above dispersant can be a compound represented by the following [chemical formula 1].
[화학식 1][Chemical Formula 1]
여기서, X 및 X'는 수소원자 또는 벤조일아미노기이며, Z는 수소원자이고, R1 내지 R4는 같거나 다를 수 있고 메틸기 또는 에틸기이며, n 및 m은 2 또는 3을 의미한다.Here, X and X' are hydrogen atoms or benzoylamino groups, Z is a hydrogen atom, R1 to R4 may be the same or different and are methyl groups or ethyl groups, and n and m mean 2 or 3.
구체적으로, 상기 분산제는 하기의 [화학식 2]로 나타낼 수 있는 분산제를 사용할 수 있다.Specifically, the dispersant may be a dispersant represented by the following [chemical formula 2].
[화학식 2][Chemical formula 2]
상기 탈이온수는 물속의 이온이 제거된 것으로, 상기 탈이온수는 비저항값이 18MΩㆍcm 이상인 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하다.The above deionized water is water from which ions have been removed, and it is preferable to use deionized water having a resistivity value of 18 MΩㆍcm or higher.
하기의 [표 1]은 에칭액 조성물 및 조건을 나타내는 표이다.[Table 1] below is a table showing the etching solution composition and conditions.
division
Alkaline etching solution
Acid etchant
furtherance
Sodium hydroxide: 50~100g/L
Etching solution: 80ml/L
temperature
30℃
30℃
hour
10 minutes
10 minutes
상기 [표 1]에서 상기 에칭액은 황산 45 중량부, 인산 15 중량부, 인산염화합물 7 중량부, 티오요소류 화합물 5 중량부, 글리콜 에테르 화합물 3 중량부, 벤조트리아졸 3 중량부, 과황산염 3 중량부, 글리콜 유도체 2 중량부, 정전기 방지용 첨가제 1 중량부, 분산제 0.5 중량부 및 탈이온수 30 중량부의 중량 비율로 포함되어 제조되었다.In the above [Table 1], the etching solution was prepared by containing 45 parts by weight of sulfuric acid, 15 parts by weight of phosphoric acid, 7 parts by weight of a phosphate compound, 5 parts by weight of a thiourea compound, 3 parts by weight of a glycol ether compound, 3 parts by weight of benzotriazole, 3 parts by weight of a persulfate, 2 parts by weight of a glycol derivative, 1 part by weight of an antistatic additive, 0.5 parts by weight of a dispersant, and 30 parts by weight of deionized water.
도 1은 [표 1]의 조성물을 알루미늄 시편에 에칭한 후, 상기 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 비교사진이다.Figure 1 is a comparative photograph showing the surface of an aluminum specimen after etching the composition of [Table 1] onto the aluminum specimen, taken with an electron microscope (550x).
이때, 도 1에서 Blank는 에칭하지 않은 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 사진이다.At this time, Blank in Fig. 1 is a photograph showing the surface of an unetched aluminum specimen taken with an electron microscope (550x).
도 1을 참조하면, 알칼리 에칭액이 산성 에칭액에 비해 알루미늄 표면 부식이 심함을 알 수 있고 에칭액 처리 후 시편의 무게를 측정한 결과 알칼리 에칭액은 259㎎, 산성 에칭액은 170㎎이 용해되었다.Referring to Figure 1, it can be seen that the alkaline etching solution causes more severe corrosion of the aluminum surface than the acidic etching solution, and when the weight of the specimen was measured after etching solution treatment, 259 mg was dissolved in the alkaline etching solution and 170 mg was dissolved in the acidic etching solution.
이는 알칼리 에칭액이 산성 에칭액에 비해 소재의 부식이 심하고 알루미늄의 용해량이 크기 때문에 에칭액의 수명뿐만 아니라 처리량이 늘어나면 성능 저하에도 차이가 있음을 보여준다.This shows that since alkaline etching solutions cause more corrosion of materials and have a greater amount of aluminum dissolved than acidic etching solutions, there is a difference in not only the life of the etching solution but also in the deterioration of performance as the processing amount increases.
또한, 알칼리 에칭의 경우 알루미늄 시편의 표면이 뭉개져 보이는 것을 알 수 있는데, 이는 과에칭으로 인한 요철의 형성 부식이 커지는 것을 뜻하며 실제 도금 후 밀착력 테스트 확인시 밀착불량으로 결과를 도출할 수 있다.In addition, in the case of alkaline etching, the surface of the aluminum specimen appears to be blunted, which means that the formation of unevenness due to over-etching is increasing, and when checking the adhesion test after actual plating, the result may be poor adhesion.
반면, 산성 에칭액의 경우 알루미늄 소재 표면이 상대적으로 덜 부식이 진행됨을 알 수 있다.On the other hand, in the case of acidic etching solutions, it can be seen that the aluminum material surface is relatively less corroded.
결론적으로 산성 에칭액이 알루미늄 표면의 부식이 적고 표면의 광택을 상대적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 용출량에 따른 과포화 상태를 늦춰 산화알루미늄으로 변하는 스케일의 양을 줄일 수 있음을 알 수 있다.In conclusion, it can be seen that acidic etching solution can reduce corrosion of aluminum surface and relatively maintain the gloss of the surface, and also slow down the supersaturation state according to the amount of dissolution, thereby reducing the amount of scale that changes into aluminum oxide.
2. 디스머트(Desmut)2. Desmut
에칭 후 표면에 합금성분인 Mg, Cu, Si, Mn 등의 성분과 모재의 에칭 속도와의 차이로 인해 불규칙 또는 여러 가지 색상의 표면 대부분이 에칭 후 검은색으로 소재에는 붙어 있지만, 견고한 밀착성이 없고 대개 수화물(nH2O)의 형태의 미세한 분말 가루처럼 표면에 존재하며 도금층의 밀착불량 및 핏트 등 제품의 불량요인을 만드는 것을 스머트(Smut)라고 하며 이를 제거하는 공정을 디스머트(Desmut)라고 한다.After etching, most of the irregular or multi-colored surfaces are attached to the material in black after etching due to the difference between the alloy components such as Mg, Cu, Si, and Mn on the surface and the etching speed of the base material, but do not have a strong adhesive and usually exist on the surface as a fine powder in the form of a hydrate ( nH2O ), which causes poor adhesion of the plating layer and pitting, etc. This is called smut, and the process of removing it is called desmut.
상기 디스머트에서는 기존 사용되는 질산, 불산의 경우 인체에 유해하고, 기존 산처리 작업시 대량의 가스(NO, NO2, HF)가 발생하며, 작업환경의 열악화 및 배기가스, 폐수처리 문제가 발생하고, 불소(Fluoride), 불화암모늄(Ammonium Fluoride) 화합물로 Si 제거하며, 산화를 촉진하는 촉진제로 과산화수소(Hydrogen peroxide(H2O2))를 사용할 수 있다.In the above dismutase, the existing nitric acid and hydrofluoric acid are harmful to the human body, and the existing acid treatment work generates a large amount of gas (NO, NO2 , HF), which worsens the working environment and causes problems with exhaust gas and wastewater treatment. In addition, Si is removed with fluoride and ammonium fluoride compounds, and hydrogen peroxide ( H2O2 ) can be used as an accelerator to promote oxidation.
하기의 [표 2]는 디스머트제 조성 및 조건을 나타내는 표이다.[Table 2] below shows the composition and conditions of the dismutase.
division
Dismertje
Nitrate Free Dismutase
furtherance
Nitric acid and hydrofluoric acid mixture
Dismutase: 80ml/L
temperature
20℃
20℃
hour
1 minute
1 minute
도 2는 [표 2]의 조성물을 알루미늄 시편에 디스머트제 처리한 후, 상기 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 비교사진이다.Figure 2 is a comparative photograph showing the surface of an aluminum specimen taken with an electron microscope (550x) after the composition of [Table 2] was treated with a dismutase agent.
이때, 도 2에서 Blank는 디스머트제 처리하지 않은 알루미늄 시편의 표면을 전자현미경(550배)으로 촬영하여 보여주는 사진이다.At this time, Blank in Fig. 2 is a photograph showing the surface of an aluminum specimen that has not been treated with a desmut agent, taken with an electron microscope (550x).
도 2를 참조하면, 질산 free 디스머트제가 질산 디스머트제 보다 좋거나 동등한 성능을 보임을 알 수 있는데, 상기와 같이 질산 Free(불화암모늄 계열) 디스머트제는 질산가스 없는 쾌적한 환경, 환경규제 해결, 페수처리 용이, 스머트 제거시 발생되는 무광 발생 및 스머트 잔존 현상 등을 해결할 수 있다.Referring to Figure 2, it can be seen that the nitrate-free desmut agent exhibits better or equal performance than the nitric acid desmut agent. As described above, the nitrate-free (ammonium fluoride series) desmut agent can solve the following problems: a pleasant environment without nitric acid gas, resolution of environmental regulations, ease of wastewater treatment, matting occurrence and residual smut phenomenon that occur when removing smut.
3. 징케이트(Zincate - 아연치환)3. Zincate (Zinc replacement)
징케이트 용액에 의한 알루미늄 표면의 화학반응에 의해 알루미늄 표면에는 Zn2+가 침전되고 아연이 석출되며 동시에 Al3+가 알루미늄 소재로부터 산화되어 떨어지고 징케이트층은 후속의 금속 도금 작업 시 제거되는 퓨지티브 코팅(fugitive coating)으로 표면의 산화층 제거 및 활성화 공정에 해당하는 것으로 이로 인해 알루미늄 피막에 전도성을 부여한다.Due to the chemical reaction of the aluminum surface with the zincate solution, Zn 2+ is precipitated and zinc is separated on the aluminum surface, and at the same time, Al 3+ is oxidized and falls off from the aluminum material, and the zincate layer is removed during the subsequent metal plating operation. This is a fugitive coating that corresponds to the process of removing and activating the oxide layer on the surface, thereby imparting conductivity to the aluminum film.
즉, 상기 징케이트는 알루미늄 표면과 징케이트 용액내의 아연과의 전위차를 이용하여 알루미늄 표면에 아연핵을 치환시켜 직접 동, 니켈 등 다른 금속이 도금되도록 만들어 주는 공정이다.That is, the zincate process uses the potential difference between the aluminum surface and zinc in the zincate solution to substitute zinc nuclei on the aluminum surface, thereby allowing other metals such as copper and nickel to be plated directly.
기존의 알칼리 징케이트 처리 공정은 아연층 표면의 균일한 조직 상태를 부여하기 위해 두 단계에 걸친 징케이트 처리를 수행한다.The conventional alkaline zincate treatment process performs a two-step zincate treatment to provide a uniform texture state to the zinc layer surface.
① 1 단계 징케이트 처리는 알루미늄 표면의 산화막 제거 및 합금 함유물 제거하여 1차적으로 아연 결정을 석출하는 공정이고, ② 2 단계 징케이트 처리는 상기 처리를 반복하여 알루미늄 표면에 균일하고 얇으며 밀집된 아연 표면 조직 상태를 부여하는 공정이다.① Step 1 zincate treatment is a process to primarily precipitate zinc crystals by removing the oxide film and alloy contents on the aluminum surface, and ② Step 2 zincate treatment is a process to repeat the above treatment to provide a uniform, thin, and dense zinc surface texture on the aluminum surface.
상기 알칼리 징케이트는 시아나이드 계열(CN)의 약품을 필수로 사용해야 알루미늄 소재와 도금층간의 밀착력을 확보할 수 있는데, 상기 알칼리 징케이트의 장점으로는 다수의 선행 연구가 진행되어 실험 공정의 설계가 용이하고 양산화 시스템 구축이 잘 되어 있으며 장비 및 약품 비용이 저렴하다.The above alkaline zincate must necessarily use a cyanide series (CN) chemical to secure adhesion between the aluminum material and the plating layer. The advantages of the above alkaline zincate include that numerous prior studies have been conducted, making it easy to design the experimental process, a mass production system has been well established, and low equipment and chemical costs.
반면, 단점으로는 독성인 시아나이드 물질의 사용이 불가피하여 환경적인 측면에서 치명적인 문제를 가지고 있으며 알칼리 타입의 다중 징케이트 공정은 단일 공정에 비해 공정 단계가 복잡하므로 소요되는 시간과 비용이 증가한다.On the other hand, as a disadvantage, it is inevitable to use toxic cyanide substances, which poses a fatal problem from an environmental perspective, and the alkaline type multi-zincate process has more complex process steps than a single process, which increases the time required and cost.
최근 수년간 개발된 비시아나이드계 합금 징케이트에는 EDTA, NTA, 에틸렌, 디아민 등과 같은 경질 착화제를 함유하여 징케이트 용액의 폐처리 및 어려운 세정 등의 문제점이 있다. Bicyanide alloy zincates developed in recent years contain hard complexing agents such as EDTA, NTA, ethylene, and diamine, which causes problems such as waste disposal of zincate solutions and difficult cleaning.
이를 해결하기 위해 중성 및 약산성 계열의 공정 단계(에칭, 디스머트)의 통일과 시아나이드 물질을 배제한 산성 계열의 비시아나이드 징케이트 용액 개발, 이를 이용한 공정 단축이 필요하다.To solve this problem, it is necessary to unify the process steps (etching, desmut) of neutral and weakly acidic series, develop a non-cyanide zincate solution of acidic series excluding cyanide substances, and shorten the process using this.
(1) 알칼리 징케이트 조성(1) Alkaline zincate composition
금속이온으로 주로 산화아연을 사용하고 보조 금속이온으로 니켈 및 동 이온이 사용된다.Zinc oxide is mainly used as the metal ion, and nickel and copper ions are used as auxiliary metal ions.
킬레이터(착화제)로 주석산, 롯셀염, 아세트산, 구연산, 젖산, EDTA, NTA, 디에킬아민 등이 주로 사용되며 간혹 EDTA같은 경질 착화제를 사용할 경우 처리액 폐기시 폐수처리에 어려움이 있을 수 있다.The most commonly used chelators (complexing agents) include tartaric acid, Rochell's salt, acetic acid, citric acid, lactic acid, EDTA, NTA, and diethylamine. Occasionally, when a hard complexing agent such as EDTA is used, there may be difficulties in wastewater treatment when disposing of the treatment solution.
징케이트 증착 시 후도금과의 밀착력(접착력) 증대를 위해서 NaCN(시안화나트륨), KCN(시안화칼륨) 등을 주로 사용하며 반응안정제(억제제) 등을 포함하고 있으며, 이외에 보조성분으로 Fe 이온 및 NOX 이온이 사용된다.To increase the adhesion (bonding) with the post-plating during zincate deposition, NaCN (sodium cyanide) and KCN (potassium cyanide) are mainly used, and reaction stabilizers (inhibitors) are included. In addition, Fe ions and NO X ions are used as auxiliary components.
상기에서 서술한 조성을 베이스로 하여 제조된 알칼리 징케이트의 경우 알루미늄 및 알루미늄 합금을 침적 처리시 높은 pH로 인한 소재의 용해량이 많고 1 단계 징케이트 처리로는 만족할 만한 후도금에서의 밀착력 확보가 어려워 2 단계에 걸친 더블-징케이트 공정을 수행하는데, 상기 2 단계에 걸친 더블-징케이트 공정은 아연 및 아연 합금의 피막이 형성되는 문제점이 있으며, 또한 장시간 사용 및 방치시 징케이트 처리액 중 Fe 이온의 공급용으로 널리 사용되는 염화제2철(Iron[III] Chloride Hexahydrate)에 의한 침전물이 발생되는 문제점이 있다.In the case of alkaline zincate manufactured based on the composition described above, when aluminum and aluminum alloys are immersed, the amount of material dissolved is high due to the high pH, and it is difficult to secure satisfactory adhesion in post-plating with a single-step zincate treatment, so a two-step double-zincate process is performed. However, the two-step double-zincate process has the problem of forming a film of zinc and zinc alloy, and also has the problem of generating precipitates due to iron[III] chloride hexahydrate, which is widely used to supply Fe ions in the zincate treatment solution, when used or left for a long time.
(2) 시안화물을 함유하지 않는 산성 징케이트 조성(2) Acid zincate composition not containing cyanide
금속이온으로 사용되는 아연, 동, 니켈 및 기타 금속이온을 사용하는 것은 상기에서 서술한 알칼리 징케이트와 크게 다르지 않다.The use of zinc, copper, nickel and other metal ions as metal ions is not much different from the alkaline zincates described above.
다만 환경적인 문제를 유발하는 NoX 및 CN이온을 함유하지 않는다.However, it does not contain No X and CN ions, which cause environmental problems.
하기의 [표 3]은 산성 징케이트 테스트를 위한 다양한 실시예의 조성물을 보여주는 표이다.(조성물의 함량은 중량부 단위로 표시함)[Table 3] below is a table showing compositions of various examples for acid zincate testing (contents of compositions are expressed in parts by weight).
Zinc acetate
30
30
30
30
30
30
30
30
30
Nickel sulfate
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Cobalt sulfate
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Ammonium acetate
30
30
30
30
30
30
30
30
30
Ammonium bifluoride
6
6
6
6
6
6
6
6
6
Malic acid
30
30
30
30
30
30
30
30
30
2-Mercaptobenzothiazole
0.01
-
-
-
-
-
-
-
-
2,2-dipyridyl
-
0.01
-
-
-
-
-
-
-
Benzotriazole
-
-
0.05
-
-
-
-
-
-
Bismuth oxide
-
-
-
1
-
-
1
-
1
Thiourea
-
-
-
-
0.1
-
0.1
0.1
0.1
Fe compounds
-
-
-
-
-
1
-
1
1
pH
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
4.0~6.5
상기 [표 3]에 나타낸 조성물을 포함하는 실시예 1 내지 9(#1 내지 #9로 표시)의 조성물을 처리하여 알루미늄 합금상에 아연합금층을 치환하였고, 이후 아연합금이 치환된 알루미늄 합금을 무전해니켈 도금액으로 20분 동안 90℃ 온도에서 도금시켰다.The compositions of Examples 1 to 9 (indicated as #1 to #9) including the compositions shown in the above [Table 3] were processed to substitute a zinc alloy layer on an aluminum alloy, and then the aluminum alloy substituted with the zinc alloy was plated with an electroless nickel plating solution at a temperature of 90°C for 20 minutes.
상기 도금된 샘플을 물로 세정하고, 건조시킨 후, 도 3에 나타내 바와 같은 90°구부림시험을 통하여 밀착력에 대한 시험을 하였으며, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.The above-mentioned plated sample was washed with water, dried, and then tested for adhesion through a 90° bending test as shown in Fig. 3, and the results are shown in [Table 4] below.
도 3은 [표 3]에 나타낸 조성물을 처리하여 도금된 샘플의 90°구부림시험 방법으로 보여주는 샘플 사진이다.Figure 3 is a sample photograph showing a 90° bending test method for a plated sample treated with the composition shown in [Table 3].
Example #1
titration
titration
titration
Example #2
titration
titration
titration
Example #3
titration
titration
titration
Example #4
titration
titration
titration
Example #5
titration
Good
titration
Example #6
titration
Good
Good
Example #7
Good
Good
Good
Example #8
Good
Good
Good
Example #9
Good
Good
Good
상기 [표 4]를 참조하면, 각각의 실시예에 따른 도금 밀착성 테스트 결과, 아세트산 아연 및 황산니켈의 첨가량은 변동없이 고정 농도로 진행하고 나머지 첨가 조성물에 대해서 테스트 결과에 따라 임의적으로 조정했다.Referring to the above [Table 4], the plating adhesion test results for each example were conducted with the addition amounts of zinc acetate and nickel sulfate at a fixed concentration without change, and the remaining additive compositions were arbitrarily adjusted according to the test results.
상기 조성은 선행테스트를 통해 금속염들이 용해시 반응을(수화물 생성, 분해반응 및 부적당한 pH 범위 등) 확인하여 pH 4.0~6.5의 범위를 갖는 금속이온을 공급하는 원료들의 최적조합을 결정했다.The above composition was determined as the optimal combination of raw materials that supply metal ions with a pH range of 4.0 to 6.5 by confirming the reactions (hydrate formation, decomposition reaction, and inappropriate pH range, etc.) when metal salts are dissolved through preliminary tests.
아연/니켈 합금으로 제조하는 징케이트의 경우 아연이온의 농도보다 니켈이온의 농도를 높게 사용하게 된다.In the case of zincate manufactured from a zinc/nickel alloy, the concentration of nickel ions is higher than that of zinc ions.
상기의 조성으로 이루어진 수용액에 알루미늄 소재를 침적하게 되면 불소(Fluoride) 이온에 의해 에칭 반응이 진행되고, Al3+가 알루미늄으로부터 분리(산화)되고 이온화 경향에 의해 1차적으로 Zn2+가 알루미늄 표면에 치환되고 이어 Ni2+가 치환되게 된다.When aluminum material is immersed in an aqueous solution composed of the above composition, an etching reaction occurs due to fluoride ions, Al 3+ is separated (oxidized) from aluminum, and Zn 2+ is first substituted on the aluminum surface due to the ionization tendency, and then Ni 2+ is substituted.
아연 이온 이외에 니켈 이온이 알루미늄 표면에 공석되기 때문에 아연 이온의 단일 징케이트 보다는 아연/니켈 합금형태가 후 도금층과의 밀착력(접착력)이 우수하며, 여기에 코발트 이온을 첨가함으로써 보다 강한 밀착력을 확보하였다.Since nickel ions are precipitated on the aluminum surface in addition to zinc ions, the zinc/nickel alloy form has better adhesion (bonding) with the post-plating layer than the single zincate of zinc ions, and by adding cobalt ions to this, stronger adhesion is secured.
알루미늄 소재의 표면을 에칭시키는 불소(Fluoride) 이온은 산성불화암모늄, 불화나트륨, 붕불화 암모늄 등의 가용성 불소(Fluoride) 이온을 사용했다.Fluoride ions used to etch the surface of aluminum materials include soluble fluoride ions such as ammonium acid fluoride, sodium fluoride, and ammonium borofluoride.
① 전처리공정 개선① Improvement of preprocessing process
기존 공정은 알칼리 수용액과 산성 수용액의 혼합공정으로 각 단계별 처리 후 수세시 소재 표면에 산화피막, 즉 중화반응에 의한 얼룩 및 도금 밀착불량이 발생하고 이를 해결하기 위해 수세수 증가 및 오버플로우(Overflow) 증가 등 비 경제적이고 비 생산적인 공정을 수행하였다.The existing process is a mixing process of an alkaline aqueous solution and an acidic aqueous solution, and after each step of treatment, an oxide film is formed on the surface of the material during rinsing, which causes stains and poor plating adhesion due to neutralization. To solve this problem, uneconomical and unproductive processes such as increasing the rinsing water and overflow are performed.
이를 선행연구를 통해 개발한 전처리 약품과 산성 징케이트로 대체함으로써 전처리 공정의 중성 또는 산성 수용액 타입의 공정으로 적용하고 2 단계 징케이트 처리를 1 단계 징케이트 처리로 공정을 간소화해서 실험을 진행하였다.By replacing this with the pretreatment chemical and acid zincate developed through prior research, the process was applied as a neutral or acidic aqueous solution type process of the pretreatment process, and the two-step zincate treatment was simplified into a one-step zincate treatment to conduct the experiment.
하기의 [표 5]는 전처리 공정 적용도를 나타내는 표이다.[Table 5] below is a table showing the applicability of the pretreatment process.
division
E ching
Dismute
Zincate
product
ALCO - 19 (70ml/L)
ALCO - 81 (100ml/L)
Acid Zinc (1 liquid)
Processing conditions
Room temperature, 1 minute
Room temperature, 1 minute
Room temperature, 1 minute
② 전처리 적용, 후 도금광택도 개선② Apply pretreatment and improve post-plating gloss
중성 또는 산성 타입의 공정적용을 진행하면서 불거진 문제점으로는 도금 후 표면 광택도였다.One problem that arose while applying the neutral or acid type process was the surface gloss after plating.
기존 공정에서 만든 시편과 산성 타입 공정에서 만든 시편의 광택도가 육안으로 확인시 달랐기 때문이다.This is because the glossiness of the specimens made through the conventional process and the specimens made through the acid type process were different when confirmed with the naked eye.
이에, 산성 징케이트 조성에 광택제 및 계면활성제 등 소재의 광택을 올리기 위한 실험을 진행했으나 뚜렷한 성과를 거두지 못했고 오히려 징케이트의 성능을 저하시키는 문제가 발생, 이에 전처리 조건을 바꿔 진행했다.Accordingly, experiments were conducted to increase the gloss of materials such as a polishing agent and surfactant in the acid zincate composition, but no significant results were achieved and instead, a problem occurred in which the performance of the zincate was reduced. Accordingly, the pretreatment conditions were changed and conducted.
알루미늄은 양쪽성 금속으로 알칼리와 산성 둘다 반응을 하는데, 알칼리에 더 쉽게 반응을 한다.Aluminum is an amphoteric metal, meaning it reacts with both alkalis and acids, but reacts more easily with alkalis.
기존공정의 경우는 전처리의 주요 공정이 알칼리 수용액으로 되어 있어 소재의 요철형성이나 스머트(Smut) 제거가 용이하여 도금 후 소재에 우수한 광택을 부여하는데 반해, 산성 수용액의 경우는 상대적으로 알칼리 수용액에 비해 적은 요철형성과 스머트 제거로 도금 후 소재에 우수한 광택을 부여하지 못함을 간파하고 전처리 조건을 변경하여 실험을 진행하였다.In the case of the existing process, the main pretreatment process is an alkaline aqueous solution, so it is easy to form irregularities or remove smut on the material, which provides excellent gloss to the material after plating. On the other hand, in the case of an acidic aqueous solution, it is found that the formation of irregularities and removal of smut are relatively less than in the alkaline aqueous solution, so it does not provide excellent gloss to the material after plating. Therefore, the pretreatment conditions were changed and an experiment was conducted.
디스머트 처리를 길게 하거나 에칭과 디스머트 처리를 같이 길게 할 경우에는 오히려 효과가 떨어지는 것으로 나타났고 징케이트 처리를 길게 할 경우는 밀착력 및 광택도가 떨어짐을 알 수 있었다.It was found that when the desmut treatment was prolonged or when the etching and desmut treatment were prolonged together, the effect was reduced, and when the zincate treatment was prolonged, the adhesion and gloss were reduced.
최적의 조건으로는 에칭을 3분 처리함으로써 알루미늄 소재의 요철형성과 동시에 잔존하는 스머트를 제거하고 디스머트 공정에서 미세한 스머트를 제거, 징케이트 처리를 하는 것이 가장 좋은 광택도를 나타냈다.The optimal condition was to perform etching for 3 minutes to remove the remaining smut while forming the roughness of the aluminum material, and then perform zincate treatment to remove the fine smut in the desmut process, which resulted in the best gloss.
하기의 [표 6]은 전처리 공정 최적 조건을 나타내는 표이고, 도 4는 알루미늄 소재에 도금한 후의 광택도를 보여주는 사진이다.[Table 6] below is a table showing the optimal conditions for the pretreatment process, and Fig. 4 is a photograph showing the gloss after plating on aluminum material.
division
E ching
Dismute
Zincate
product
ALCO - 19 (70ml/L)
ALCO - 81 (100ml/L)
Acid Zinc (1 liquid)
Processing conditions
Room temperature, 3 minutes
Room temperature, 1 minute
Room temperature, 1 minute
상기 [표 6] 및 도 4를 참조하면, 광택도 측정값이 에칭조건을 변경한 최적화 공정에서 가장 좋게 나왔음을 알 수 있다.Referring to the above [Table 6] and Fig. 4, it can be seen that the gloss measurement value was best in the optimized process where the etching conditions were changed.
육안으로 확인 시 기존 공정에서 만든 시편이 산성공정에서 만든 시편보다 좋은 광택을 갖고 있다고 판단했으나 결과 값을 볼 때 거의 비슷하거나 조금 나은 광택도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.When visually inspected, it was determined that the specimens made through the conventional process had better gloss than the specimens made through the acid process, but when looking at the result values, it was confirmed that they had almost the same or slightly better gloss.
③ 산성 징케이트 적용 공정의 재현성 연구③ Study on the reproducibility of the acid zincate application process
산성 징케이트의 현장 적용을 위해서는 도금 샘플 라인에 계속적인 도금을 진행하여 도금액의 재현성을 확인하였다.For field application of acid zincate, continuous plating was performed on a plating sample line to confirm the reproducibility of the plating solution.
산성 징케이트는 1액상 타입으로 재현성 테스트에 앞서 소모량 대비 보충량을 알 수 있는 분석법이 필요한데, 이에 니켈분석방법에서 착안하여 니켈양을 기준으로 아연양을 산출하는 역 계산방법을 이용(1액상 타입으로 보충량 산정시 %로 계산이 가능)하여 분석법을 개발하였다.Since acid zincate is a one-liquid type, an analysis method that can determine the amount of supplementation compared to the amount consumed is required prior to reproducibility testing. Accordingly, an analysis method was developed using a reverse calculation method that calculates the amount of zinc based on the amount of nickel, inspired by the nickel analysis method (when calculating the amount of supplementation in the one-liquid type, calculation is possible as a %).
가) 징케이트용액 5㎖를 샘플링해서 코니칼 비이커에 증류수 100㎖와 같이 첨가a) Sample 5 ml of zincate solution and add it to a conical beaker along with 100 ml of distilled water.
나) 샘플링액이 파란색이 될 때까지 1:1 암모니아수 첨가 후 MX 지시약 0.2g 첨가A) Add 1:1 ammonia water until the sampling liquid turns blue, then add 0.2g of MX indicator.
다) 0.05M - EDTA 표준용액으로 짙은 보라색이 될 때까지 적정d) Titrate with 0.05M EDTA standard solution until dark purple color appears.
라) 징케이트(Zincate(%)) =〔(0.05M - EDTA 적정량 ×0.59 ×F) ×0.69 〕×6.07A) Zincate (Zincate(%)) =〔(0.05M - EDTA titer ×0.59 ×F) ×0.69 〕×6.07
산성 징케이트 분석 정확도 검증 및 재현성 테스트로 알루미늄 시편을 50데시(dm), 100데시, 150데시 처리 후 징케이트액 분석 및 알루미늄 시편을 도금하여 기준시편과 비교 관찰하였다.To verify the accuracy and reproducibility of the acid zincate analysis, aluminum specimens were treated with 50 dm, 100 dm, and 150 dm, and then zincate solution was analyzed and aluminum specimens were plated to compare with the reference specimen.
알루미늄 시편은 1.3dm2 이고 도금조건은 에칭 3분, 디스머트 1분, 징케이트 1분, 무전해니켈 20분간 약 6~6.5㎛의 두께로 도금한 후 광택 및 밀착력 확인을 위해 인발시험(Pulling test)을 실시하였다.The aluminum specimen was 1.3 dm2 and the plating conditions were etching for 3 minutes, desmut for 1 minute, zincate for 1 minute, and electroless nickel for 20 minutes. After plating to a thickness of approximately 6 to 6.5 ㎛, a pulling test was performed to check the gloss and adhesion.
하기의 [표 7]은 징케이트 처리량에 따른 분석값을 나타내는 표이고, 도 5는 징케이트 처리량에 따른 알루미늄 도금 시편을 보여주는 사진이다.[Table 7] below is a table showing analysis values according to the amount of zincate treatment, and Fig. 5 is a photograph showing aluminum plating specimens according to the amount of zincate treatment.
Acid zincate
EDTA appropriate amount (㎖)
Metal concentration (g)
% conversion value
Original
41.3
16.81
102
50% dilution
21.1
8.58
52
50dm 2 /ℓ treatment solution
12.3
5
30
100dm 2 /ℓ treatment solution
24.1
9.81
59
150dm 2 /ℓ treatment solution
36.3
14.77
89
상기 [표 7] 및 도 5를 참조하면, 분석값(%)이 기준치와 거의 동일함을 알 수 있다.Referring to the above [Table 7] and Fig. 5, it can be seen that the analysis value (%) is almost the same as the reference value.
이는 징케이트 분석법에 문제가 없으며 징케이트 처리량에 따른 소모량 대비 보충량에도 문제가 없음을 알 수 있다.This shows that there is no problem with the zincate analysis method and that there is no problem with the amount of supplementation compared to the amount of consumption according to the amount of zincate processed.
또한, 50데시, 100데시, 150데시 징케이트 처리 후 도금한 시편의 인발시험(Pulling test)에서도 큰 이상이 없었으며 광택 역시 큰 차이가 없이 유지되었다.In addition, there were no significant abnormalities in the pulling test of the plated specimens after 50-decy, 100-decy, and 150-decy zincate treatment, and the gloss was also maintained without significant difference.
징케이트액의 재현성 테스트로 소모량 대비 보충량을 보충하면서 장시간 작업을 진행해도 문제가 없음을 알 수 있다.The reproducibility test of zinc oxide liquid shows that there is no problem in operating for long periods of time while replenishing the amount consumed.
징케이트 공정 최적화Zinc Process Optimization
알루미늄 도금 공정에서 전처리는 도금불량의 70% 이상을 차지하며 특히 도금밀착성 향상에 필수적이다. 도금 전에 산화피막을 박리해야 하므로 알루미늄 소재의 표면처리에서 더욱 중요하다고 볼 수 있다.In the aluminum plating process, pretreatment accounts for more than 70% of plating defects and is particularly essential for improving plating adhesion. Since the oxide film must be removed before plating, it can be considered even more important in the surface treatment of aluminum materials.
1) 알루미늄 소재의 전처리 공정단축 및 최적화1) Shortening and optimizing the pretreatment process for aluminum materials
기존에 사용하고 있는 징케이트는 알칼리 시안이 들어가는 타입으로 알루미늄 소재와 도금층의 밀착력을 얻기 위해 2단계 징케이트 처리를 해야만 했다.The zincate currently in use is a type that contains alkaline cyanide, so a two-step zincate treatment was required to obtain adhesion between the aluminum material and the plating layer.
본 발명에 따른 산성 노시안 타입의 징케이트는 이를 대체하여 1 단계 징케이트 증착으로 같은 알루미늄 소재와 도금의 밀착력을 확보 공정을 단축, 생산성을 향상시킬 수 있다.The acidic nocyanide type zincate according to the present invention can replace this and secure adhesion of the same aluminum material and plating with a one-step zincate deposition, shorten the process, and improve productivity.
본 발명에 따른 징케이트를 적용하여 도금 테스트 진행시 기존 공정에 비해 도금으로 무전해 니켈을 도금시 광택도(조도)가 기존의 제품에 비해 떨어지는 문제점이 발견됐으나, 전처리 조건을 변경(나머지 조건은 같고 에칭조건만 1분 처리에서 3분 처리로)하여 개선할 수 있고 기존 공정의 무전해 니켈 도금보다 더 좋은 광택도를 얻을 수 있었다.When conducting a plating test by applying the zincate according to the present invention, it was found that the gloss (roughness) of electroless nickel plating was lower than that of existing products when compared to the existing process. However, this could be improved by changing the pretreatment conditions (while keeping the other conditions the same, changing the etching conditions from 1 minute to 3 minutes), and a gloss higher than that of the electroless nickel plating of the existing process could be obtained.
이는 산성 공정이 알칼리 공정에 비해 부식, 즉 표면의 활성화 반응이 상대적으로 적어 알루미늄의 표면에 있는 스머트 제거 및 요철 형성이 적어 광택도에 영향을 미치고, 이에 산성 공정의 에칭 공정의 시간을 더 줌으로써 알루미늄 표면에 있는 불순물 및 스머트를 제거하고, 요철 형성을 좀더 줌으로써 광택도를 향상시켜 기본적으로 산성 공정이 알칼리 공정에 비해 소재의 부식이 적기 때문에 훨씬 좋은 광택을 얻을 수 있다.This is because the acid process causes relatively less corrosion, or surface activation reaction, than the alkaline process, so there is less removal of smut and formation of unevenness on the surface of the aluminum, which affects the gloss. Accordingly, by giving more time to the etching process of the acid process, impurities and smut on the aluminum surface are removed, and by giving more unevenness formation, the gloss is improved. Basically, since the acid process causes less corrosion of the material than the alkaline process, a much better gloss can be obtained.
징케이트 SEM-EDX 비교분석Zinc SEM-EDX Comparative Analysis
알칼리 징케이트 1단계 처리 시편과 2단계 처리 시편, 산성 징케이트 1단계 처리 시편과 최적화처리 시편을 징케이트 증착 후 소재 표면을 SEM-EDX(주사전자현미경)로 찍어 비교분석 하였다.The surfaces of the alkaline zincate one-step treatment specimens and two-step treatment specimens, and the acidic zincate one-step treatment specimens and optimized treatment specimens were photographed and compared using SEM-EDX (scanning electron microscope) after zincate deposition.
도 6a는 알칼리 징케이트 1단계 처리한 후의 SEM 사진이고, 도 6b는 알칼리 징케이트 2단계 처리한 후의 SEM 사진이며, 도 7은 산성 징케이트 1단계 처리한 후의 SEM 사진이고, 도 8은 산성 징케이트 최적화 처리한 후의 SEM 사진이다.Fig. 6a is an SEM image after a one-step alkaline zincate treatment, Fig. 6b is an SEM image after a two-step alkaline zincate treatment, Fig. 7 is an SEM image after a one-step acidic zincate treatment, and Fig. 8 is an SEM image after an optimized acidic zincate treatment.
도 6a 내지 도 8을 참조하면, 알칼리 징케이트 1단계 처리시 매우 거친 표면을 확인할 수 있고, 2단계 처리시 1단계 징케이트 처리 표면에 비해 조밀하고 깨끗하게 요철이 형성되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIGS. 6a to 8, it can be seen that a very rough surface is formed when the alkaline zincate is treated in the first stage, and that when the zincate is treated in the second stage, the roughness is formed densely and cleanly compared to the surface treated in the first stage.
또한, 산성 징케이트 1단계 처리와 최적화처리 시편을 보면 모두 알칼리 징케이트 2단계 처리 시편과 비슷함을 알 수 있다.In addition, when looking at the acid zincate 1-stage treatment and optimized treatment specimens, it can be seen that they are both similar to the alkaline zincate 2-stage treatment specimens.
결과적으로 알칼리 징케이트 2단계 처리와 산성 징케이트 1단계 처리가 같은 형상을 하고 있다고 결론을 내릴 수 있다.As a result, it can be concluded that the two-stage alkaline zincate treatment and the one-stage acid zincate treatment have the same shape.
징케이트 AFM 비교분석Zincate AFM Comparative Analysis
알칼리 징케이트 1단계 처리 시편과 2단계 처리 시편, 산성 징케이트 1단계처리 시편을 비교, 결과 값에서 산성 징케이트가 알칼리 징케이트 2단계 처리 시편보다 좋은 결과 값을 도출했다.The results of comparing the alkaline zincate 1-stage treatment specimens, 2-stage treatment specimens, and acid zincate 1-stage treatment specimens showed that acid zincate produced better results than the alkaline zincate 2-stage treatment specimens.
전처리 용액 AAS 분석AAS analysis of pretreatment solution
일본 SHIMADZU사의 AAS 분석기기(모델명 AA-7000)로 분석하여 선행연구를 통해 개발한 전처리 공정의 에칭액 및 디스머트액이 기존 공정의 에칭액과 디스머트액에 비해 알루미늄의 용출량이 적음을 확인하기 위해 AAS기기분석으로 분석 진행 알루미늄 시편은 1.3데시(d)로 분석은 50데시, 100데시, 150데시 처리 후 분석, 용출량을 산정 비교했다.To confirm that the etching and desmut solutions of the pretreatment process developed through prior research have less aluminum dissolution than the etching and desmut solutions of the existing process, the analysis was conducted using an AAS analyzer (model number AA-7000) from SHIMADZU of Japan. The aluminum specimens were analyzed at 1.3 decimeters (d), and the dissolution amounts were calculated and compared after being analyzed at 50, 100, and 150 decimeters.
에칭(Etching)Etching
하기 표 8은 에칭액 용출량 비교표이다.Table 8 below is a comparison table of etching solution dissolution amounts.
Etching (d)
용출량 분석(ppm)
After alkaline etching treatment
Dissolution analysis (ppm)
Dissolution rate per minute (ppm)
용출량 분석(ppm)
After acid etching treatment
Dissolution analysis (ppm)
Dissolution rate per minute (ppm)
50
268
7
50
1.3
100
769
10
96
1.25
150
1053
9.15
176
1.53
디스머트(Desmut)Desmut
하기 표 9는 디스머트제 용출량 비교표이다.Table 9 below is a comparison table of dissolution rates of dismutases.
Dismute (d)
Analysis of the amount of dissolved matter after desmut treatment (ppm)
Dissolution rate per minute (ppm)
Analysis of the amount of dissolved matter after treatment with Nitrate Free Dismutase (ppm)
Dissolution rate per minute (ppm)
50
76
2
30
0.8
100
169
2.2
69
0.9
150
260
2.26
110
0.96
상기 [표 8] 및 [표 9]를 참조하면, 에칭액이나 디스머트제의 용출량을 비교해 보면 기존약품에 비해 개발한 약품의 용출량이 적음을 알 수 있고, 50데시 처리이후에 용출량이 좀 더 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to the above [Table 8] and [Table 9], when comparing the elution amount of the etching solution or desmut agent, it can be seen that the elution amount of the developed drug is lower than that of the existing drug, and it can be seen that the elution amount increases further after 50 deci treatment.
이는 처리량에 따른 약품의 활성도가 올라가면서 과반응에 의한 것으로 일정시점이 되면 용출량 누적에 따른 처리량 감소로 이어질 수 있다.This is due to overreaction as the activity of the drug increases with the amount processed, and at a certain point, it can lead to a decrease in the amount processed due to the accumulation of the amount of dissolved substances.
다만 여기서 중요한 것은 기존의 공정에서 사용하는 약품이 상대적으로 많은 용출량을 나타내고 있고, 이는 약품의 성능 즉 효율성에서 개발약품에 비해 떨어짐을 알 수 있고 일정시점을 기해 폐기하고 다시 건욕을 해야 하는 시간대비 비용 측면에서 덜 생산적임을 알 수 있다.However, what is important here is that the drugs used in the existing process show relatively large amounts of dissolved substances, which means that the performance of the drugs, that is, the efficiency, is inferior to that of the developed drugs, and it is less productive in terms of cost compared to the time it takes to discard them and re-dry them at a certain point in time.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiment described above is exemplary in all respects and not restrictive.
Claims (6)
An acidic zincate composition for aluminum or an aluminum alloy, comprising 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound, wherein the zincate composition has a pH in a range of 4.0 to 6.5.
상기 에칭은 산성 에칭액이 80ml/L 사용되고, 30℃의 온도 및 10분 동안 수
행되는 것이고,
상기 징케이트(Zincate) 과정은,
상기 징케이트(Zincate)를 구성하는 조성물을 처리하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금상에 아연합금층을 치환하고, 상기 아연합금이 치환된 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 무전해니켈 도금액으로 20분 동안 90℃ 온도에서 도금시키는 것을 포함하며,
상기 징케이트(Zincate)를 구성하는 조성물은, 아세트산아연(Zinc acetate) 27 내지 33 중량부, 황산니켈(Nickel sulfate) 65 내지 75 중량부, 황산코발트(Cobalt sulfate) 3 내지 7 중량부, 아세트산암모늄(Ammonium acetate) 27 내지 33 중량부, 불화수소암모늄(Ammonium bifluoride) 4 내지 8 중량부, 말산(Malic acid) 27 내지 33 중량부, 산화비스무트(Bismuth oxide) 0.5 내지 1.5 중량부, 티오요소(Thiourea) 0.05 내지 0.15 중량부 및 Fe 화합물 0.5 내지 1.5 중량부의 중량비율로 포함되고, pH가 4.0~6.5 범위인 것인 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법.
In a method for acid zincate treatment for aluminum or aluminum alloy, including etching, desmut and zincate processes,
The above etching is performed using 80 ml/L of acidic etching solution at a temperature of 30°C for 10 minutes.
It is happening,
The above Zincate process is,
It comprises treating a composition constituting the above zincate to substitute a zinc alloy layer on aluminum or an aluminum alloy, and plating the aluminum or aluminum alloy substituted with the zinc alloy with an electroless nickel plating solution at a temperature of 90°C for 20 minutes.
A method for treating aluminum or an aluminum alloy with acid zincate, wherein the composition constituting the zincate contains 27 to 33 parts by weight of zinc acetate, 65 to 75 parts by weight of nickel sulfate, 3 to 7 parts by weight of cobalt sulfate, 27 to 33 parts by weight of ammonium acetate, 4 to 8 parts by weight of ammonium bifluoride, 27 to 33 parts by weight of malic acid, 0.5 to 1.5 parts by weight of bismuth oxide, 0.05 to 0.15 parts by weight of thiourea, and 0.5 to 1.5 parts by weight of an Fe compound, and has a pH in the range of 4.0 to 6.5.
상기 에칭액은 황산 40 내지 50 중량부, 인산 10 내지 20 중량부, 인산염화합물 5 내지 10 중량부, 티오요소류 화합물 3 내지 7 중량부, 글리콜 에테르 화합물 1 내지 5 중량부, 벤조트리아졸 2 내지 4 중량부, 과황산염 1 내지 5 중량부, 글리콜 유도체 1 내지 3 중량부, 정전기 방지용 첨가제 0.5 내지 1.5 중량부, 분산제 0.1 내지 1 중량부 및 탈이온수 20 내지 40 중량부의 중량 비율로 포함된 에칭액 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법.
In the second paragraph,
An acidic zincate treatment method for aluminum or an aluminum alloy, characterized in that the etching solution comprises an etching solution composition containing a weight ratio of 40 to 50 parts by weight of sulfuric acid, 10 to 20 parts by weight of phosphoric acid, 5 to 10 parts by weight of a phosphate compound, 3 to 7 parts by weight of a thiourea compound, 1 to 5 parts by weight of a glycol ether compound, 2 to 4 parts by weight of benzotriazole, 1 to 5 parts by weight of a persulfate, 1 to 3 parts by weight of a glycol derivative, 0.5 to 1.5 parts by weight of an antistatic additive, 0.1 to 1 part by weight of a dispersant, and 20 to 40 parts by weight of deionized water.
상기 분산제는 하기의 [화학식 1]으로 나타내는 화합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법.
[화학식 1]
(여기서, X 및 X'는 수소원자 또는 벤조일아미노기이며, Z는 수소원자이고, R1 내지 R4는 같거나 다를 수 있고 메틸기 또는 에틸기이며, n 및 m은 2 또는 3을 의미함.)
In the third paragraph,
A method for treating aluminum or an aluminum alloy with acid zincate, characterized in that the dispersant used is a compound represented by the following [chemical formula 1].
[Chemical Formula 1]
(Here, X and X' are hydrogen atoms or benzoylamino groups, Z is a hydrogen atom, R1 to R4 may be the same or different and are methyl groups or ethyl groups, and n and m mean 2 or 3.)
상기 분산제는 하기의 [화학식 2]로 나타내는 화합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금용 산성 징케이트 처리방법.
[화학식 2]
In paragraph 4,
A method for treating aluminum or an aluminum alloy with acid zincate, characterized in that the dispersant used is a compound represented by the following [chemical formula 2].
[Chemical formula 2]
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KR101022006B1 (en) | 2006-10-02 | 2011-03-17 | 한국생산기술연구원 | Aluminium zincate composition and method of zincating using the zincate composition |
KR101751377B1 (en) | 2017-03-17 | 2017-06-27 | 이종량 | Preparing mehtod of anodizing film of alumium alloy having improved surface appearance |
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---|---|---|---|---|
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CN106987830A (en) | 2017-04-11 | 2017-07-28 | 深圳市创智成功科技有限公司 | Aluminium base printed wiring board chemistry NiPdAu technique |
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