KR100647495B1 - 폴리카보네이트 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을개선하기 위한 도금방법 - Google Patents

폴리카보네이트 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을개선하기 위한 도금방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전처리 공정, 무전해도금 공정, 전기도금 공정, 세척 및 건조 공정을 포함하여 이루어지며, 여기에서 상기 전처리 공정은 초음파 전해 탈지 단계, 용제처리 단계, 프리에칭 단계를 포함하며, 상기 무전해도금 공정은 고농도 유산에칭 단계, 고농도 크롬산에칭 단계, 중화 단계, 폴리카보네이트 전용 활성화 단계, 활성 1단계, 활성 2단계, 화학니켈도금 단계를 포함하며, 상기 전기도금 공정은 유산동 단계, 니켈도금 단계, 크롬도금 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
폴리카보네이트, 전기도금, 무전해도금

Description

폴리카보네이트 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법{THE PLATING METHOD OF THE POLYCARBONATE AND RESINS INCLUDING THE GREAT PART OF POLYCARBONATE FOR CONDITIONING THE SURFACE OF POLYCARBONATE RESINS}
본 발명은 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리카보네이트(PC) 및 폴리카보네이트(PC)가 70%이상 함유된 수지제품을 금속 도금할 시, 무전해 도금방법 및 전기 도금방법을 함께 사용하여 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 부분의 금속 도금은 플라스틱과 금속 모두의 바람직한 특성이 결합되어 각각의 기술상의 장점과 심미적 장점을 제공하기 때문에, 상업적인 측면에서 상당히 중요한 것으로 알려져 있다.
따라서, 광택있는 금속성 표면처리로 도금한 부분은 성형된 플라스틱 부분을 금속으로 대체시킴으로써 제공되는 비용과 중량에 있어서 경제적이며, 부가적으로 도금된 표면 처리 부분은 플라스틱 기판과 도금된 금속 사이에서 전지반응(palvanic reaction)이 일어나지 않기 때문에, 점식작용(pitting)과 부식작용 (corrosion)을 받지 않는다.
플라스틱 도금시의 플리스틱에 대한 금속 도금의 접착성을 개선하기 위해서 많은 방법이 개발되었고, 이들 방법에서는 일반적으로 도금하기 전에 용매를 사용하여 플라스틱을 팽윤시키고 상태를 조절한 다음, 산화제를 사용하여 플라스틱의 표면을 에칭시키는 표면가공 공정이 필요하게 되는데, 종래에는 표면가공이 용이한 ABS 및 ABS가 50% 이상 함유된 복합수지 제품에 한하여 행하여져 왔다.
그러나, ABS는 열에 약하다는 문제점이 있어, 상기 ABS와는 달리 내후성 및 기계의 강할 뿐만 아니라 내충격성까지 갖추고 있는 폴리카보네이트(PC)가 산업전반에서 사용이 확대되고 있다.
또한, 플라스틱 도금시의 문제점은 기존의 무전해 도금방법으로는 폴리카보네이트(PC) 수지에 대한 금속 도금의 접착성이 떨어지거나, 수지의 평활한 피복 및 사실상 완전한 피복을 제공하는데 어려움이 있다는 것이다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폴리카보네이트(PC) 및 폴리카보네이트(PC)가 70%이상 함유된 수지제품을 금속 도금할 시, 수지에 대한 금속 도금의 접착성을 향상시키고, 수지제품의 완전한 피복을 제공하기 위하여, 무전해 도금방법 및 전기 도금방법을 함께 사용하여 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법은 크게 전처리 공정, 무전해도금 공정, 전기도금 공정, 세척 및 건조 공정을 포함하여 이루어진다.
여기에서 상기 전처리 공정은 초음파 전해 탈지 단계, 용제처리 단계, 프리에칭 단계를 포함하며, 상기 무전해도금 공정은 고농도 유산에칭 단계, 고농도 크롬산에칭 단계, 중화 단계, 폴리카보네이트 전용 활성화 단계, 활성 1단계, 활성 2단계, 화학니켈도금 단계를 포함하며, 상기 전기도금 공정은 유산동 단계, 니켈도금 단계, 크롬도금 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.
제 1단계: 초음파 전해 탈지
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC)의 표면에 물기운을 첨가하여, 다음 공정인 용제처리공정의 효과를 좋게 하기 위하여 실시된다.
폴리카보네이트(PC) 및 폴리카보네이트(PC) 수지가 70% 이상 혼합된 피도금물을 규산소다(sodium silicate) 7~12중량%, 폴리옥시에틸렌알칼에테르 3~7중량%, 글루코네이드염 3~7중량% 및 물과 그외 잔량이 혼합된 55~60℃ 온도의 처리액에서 2~3분동안 전처리한다.
제 2단계: 용제처리
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면에 묻은 오염물, 지문, 유지분 등을 제거하여 폴리카보네이트(PC) 표면이 친수성 상태가 되어 폴리카보네이트(PC)표면에 공기 주머니가 생기는 것을 방지하기 위하여 실시된다.
상기 제 1단계를 거친 상기 피도금물을 비이온계면활성제 10~50㎖/ℓ, 바람직하게는 15㎖/ℓ와 농도 98% 황산(H2SO4) 50~100㎖/ℓ, 바람직하게는 100㎖/ℓ가 혼합된 50~70℃, 바람직하게는 60℃ 온도의 처리액에서 3~20분, 바람직하게는 5분동안 침지하였다가 수세한다.
제 3단계: 프리 에칭
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면을 팽윤시켜 다음 공정에서 크롬산 에칭을 원활하게 행하기 위하여 실시된다.
상기 제 2단계를 거친 상기 피도금물을 디에틸렌글리콜 알킬에테르 (diethlyeneglycol alkylether) 35~45중량% 및 알코올 유도체(alcohol derivatives) 55~65중량%가 혼합된 액과 순수한 물을 6:4로 혼합한 20~40℃ 온도의 처리액에서 3~15분동안 침지하였다가 수세한다.
제 4단계: 고농도 유산 에칭
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면을 일차적으로 고농도 유산 에칭함으써, 폴리카보네이트(PC) 표면상 백화현상이 발생하는 것을 방지하며, 강력한 밀착력을 얻기 위하여 실시된다.
상기 제 3단계를 거친 상기 피도금물을 산화크롬(CrO3) 14~18g/ℓ와 황산(H2SO4) 550~650㎖/ℓ이 혼합된 65~75℃ 온도의 처리액에서 3~10분동안 침지하였다가 수세한다.
제 5단계: 고농도 크롬산 에칭
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면에 친수화 작용을 하여, 강력한 밀착력을 얻기 위하여 실시된다.
상기 제 4단계를 거친 상기 피도금물을 산화크롬(CrO3) 550~6508g/ℓ와 황산(H2SO4) 150~250g/ℓ이 혼합된 65~75℃ 온도의 처리액에서 3~10분동안 침지하였다가 수세한다.
제 6단계: 중화
본 단계에서는 상기 제 5단계에서 실시된 크롬산 처리액을 중화함으로서, 무전해 도금상 미도금 현상을 방지하기 위하여 실시된다.
상기 제 5단계를 거친 상기 피도금물을 물에 염산(HCl)을 첨가하여 10% 농도로 혼합된 25~35℃온도의 처리액에서 1~3분동안 침지하였다가 수세한다.
제 7단계: 폴리카보네이트(PC) 전용 활성화
본 단계에서는 상기 에칭공정 이후 상기 폴리카보네이트(PC) 표면의 기동도에 활성화함으로써, 무전해 침투성을 양호하게 하기 위하여 실시된다.
상기 제 6단계를 거친 상기 피도금물을 40~50℃의 콘디리저(condilizer) 45~55㎖/ℓ 용액에서 3~5분동안 침지하였다가 수세한다.
제 8단계: 활성 1단계
본 단계에서는 에칭공정이 완료된 상기 폴리카보네이트(PC) 표면상에 촉매를 석출시킴으로써, 상기 폴리카보네이트(PC) 표면이 활성화되어 무전해 도금막을 형성시켜주기 위하여 실시한다.
상기 제 7단계를 거친 상기 피도금물을 석과 파라듐염이 10:1의 비율로 혼합된 촉매(catalyst) 75㎖/ℓ 및 염산(HCl) 100㎖/ℓ이 혼합된 20~30℃ 처리액에서 3~5분간 침지하였다가 수세한다.
제 9단계: 활성 2단계
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면에 형성된 촉매층에 활성을 주어 화학도금의 석출을 가능하게 하기 위하여 실시한다.
상기 제 8단계를 거친 상기 피도금물을 15% 농도의 황산(H2SO4) 용액에서 온도 40~50℃의 조건으로 3~5분간 침지하였다가 수세한 후, 10% 농도의 수산화나트륨(NaOH) 용액에서 40~50℃의 조건으로 30초동안 침지하였다가 수세한다.
제 10단계: 화학 니켈(Ni) 도금
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면상에 전도성 피막을 생성시켜줌으로써, 전기 도금을 가능하게 하기 위하여 실시한다.
상기 제 9단계를 거친 상기 피도금물을 화학 니켈(Ni) 도금액인 U-55-1 50㎖/ℓ, U-55-2 50㎖/ℓ 및 U-55-3 100㎖/ℓ이 혼합된 처리액에서 25~30℃ 조건으로 5~8분간 침지하였다가 수세한다.
제 11단계: 유산동
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면상에 전기 도금의 제 1층을 형성함으로써, 폴리카보네이트(PC) 표면이 연성과 밀착성을 갖게하며 눈부신 광택을 내게 하기 위하여 실시한다.
상기 제 10단계를 거친 상기 피도금물을 황산동(CuSO4·5H2O) 200g/ℓ, 황산(H2SO4) 60g/ℓ, 동도금 광택제인 큐프라시드 울트라 A(Cupracid Ultra A) 0.5㎖/ℓ, 큐프라시드 울트라 B(Cupracid Ultra B) 0.5㎖/ℓ 및 건욕용 큐프라시드 울트라(Cupracid Ultra) 10㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 3~4A/d㎡, 온도 20~30℃의 조건에서 10~20분동안 침지하였다가 수세한다.
제 12단계: 니켈(Ni) 도금
본 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 표면에 니켈 금속 광택의 장식이나, 사틴 또는 무광의 장식용 도금을 하여 스크래치에 강하도록 하며, 내식성을 부여하기 위하여 실시한다.
우선, 폴리카보네이트(PC) 표면에 광택을 부여하기 위해선, 상기 제 11단계를 거친 상기 피도금물을 황산니켈 240~320g/ℓ, 염화니켈 40~50g/ℓ, 붕산 30~50g/ℓ, 광택제인 LL M 3~5㎖/ℓ 및 LL B 0.2~0.5㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 4~5A/d㎡, 온도 50~55℃의 조건에서 5~15분동안 침지하였다가 수세한다.
또한, 상기 폴리카보네이트(PC) 표면에 무광택이 나게 하기 위해선, 상기 제 11단계를 거친 상기 피도금물을 황산니켈 460~500g/ℓ, 염화니켈 25~40g/ℓ, 붕산 37~45g/ℓ, 광택제인 PEARL SI-1 17~23㎖/ℓ, PEARL SI-2 4~8㎖/ℓ 및 PEARL NO-1 0.05~0.20㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 3~5A/d㎡, 온도 50~55℃의 조건에서 5~10분동안 침지하였다가 수세한다.
상기와 같이 광택 도금을 하게 되면 제품에 장식의 효과를 낼 수 있으며, 무 광택 도금을 하게 되면 제품을 손으로 만졌을때, 지문 자국이 남는 것을 방지할 수 있고, 스크레치도 방지할 수 있다.
제 13단계: 크롬(Cr) 도금
본 단계에서는 상기 제 12단계에서 행한 니켈도금 피막이 변색되는 것을 방지하고, 폴리카보네이트(PC) 표면에 내마모성을 부여하며, 크롬 금속 특유의 공택을 부여하기 위하여 실시한다.
상기 제 12단계를 거친 상기 피도금물을 산화크롬(CrO3) 200~300g/ℓ 와 황산(H2SO4) 0.7~1.5g/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 8~32A/d㎡, 온도 38~52℃의 조건에서 2~5분동안 침지하였다가 수세한다.
제 14단계: 초음파 세척
본 단계에서는 폴레카보네이트(PC) 제품상 유해물질인 전 단계에서 행한 산화크롬을 완전히 제거하기 위하여 실시한다.
상기 제 13단계를 거친 상기 피도금물을 100% 순수한 물(H2O)에서 20~30℃ 온도의 조건으로 1~2분간 침지하였다가 수세한다.
제 15단계: 건조
상기 제 14단계를 거친 상기 피도금물의 수분을 완전히 제거하기 위하여 원형 탈수 건조한다.
본 발명에 따른 도금방법에 의하면, 폴리카보네이트(PC) 및 폴리카보네이트 (PC)가 다량 함유된 수지 제품인 PDA, 핸드폰, 노트북 등의 표면에 니켈 및 크롬 도금을 전기 도금방법을 통해 실시함으로써, 제품의 외부표면을 광택이나 무광택으로 장식하는 효과를 낼 수 있으며, 이러한 도금방법으로 도금된 수지 제품은 기존의 제품에 비해, 표면강도가 뛰어나고, 내마모성, 내열성이 향상되어 수지표면이 개선된다는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 전처리 공정, 무전해도금 공정, 전기도금 공정, 세척 및 건조 공정을 포함하며,
    상기 전기도금 공정은 유산동 단계, 니켈도금 단계, 크롬도금 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전처리 공정은 초음파 전해 탈지 단계, 용제처리 단계, 프리에칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무전해도금 공정은 고농도 유산에칭 단계, 고농도 크롬산에칭 단계, 중화 단계, 폴리카보네이트 전용 활성화 단계, 활성 1단계, 활성 2단계, 화학니켈도금 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  4. 삭제
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 초음파 전해 탈지 단계에서는 폴리카보네이트(PC) 및 폴리카보네이트(PC) 수지가 70% 이상 혼합된 피도금물을 규산소다 7~12중량%, 폴리옥시에틸렌알칼에테르 3~7중량%, 글루코네이드염 3~7중량% 및 물 74~87중량%가 혼합된 처리액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 용제처리 단계에서는 상기 피도금물을 비이온계면활성제 10~50㎖/ℓ, 농도 98%의 황산 50~100㎖/ℓ가 혼합된 처리액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 프리에칭 단계에서는 상기 피도금물을 디에틸렌글리콜 알킬에테르 35~45중량% 및 알코올 유도체 55~65중량%가 혼합된 액과 순수한 물을 6:4로 혼합한 처리액에 침지하였다가 수세하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 고농도 유산에칭 단계에서는 상기 피도금물을 산화크롬(CrO3) 14~18g/ℓ와 황산 550~650㎖/ℓ이 혼합된 처리액에서 침지하였다가 수세하며,
    상기 고농도 크롬산에칭 단계에서는 상기 피도금물을 산화크롬 550~6508g/ℓ와 황산 150~250g/ℓ이 혼합된 처리액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 중화 단계에서는 상기 피도금물을 물에 염산을 첨가하여 10% 농도로 제조된 처리액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 폴리카보네이트 전용 활성화 단계에서는 상기 피도금물을 45~55㎖/ℓ 의 콘디리저(condilizer) 용액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 활성 1단계에서는 상기 피도금물을 석과 파라듐염이 10:1로 혼합된 촉매 75㎖/ℓ 및 염산 100㎖/ℓ이 혼합된 처리액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 활성 2단계에서는 상기 피도금물을 15% 농도의 황산 용액에 침지하였다가 수세한 후, 10% 농도의 수산화나트륨 용액에 침지하였다가 수세하며,
    상기 화학니켈도금 단계에서는 상기 피도금물을 화학 니켈 도금액인 U-55-1 50㎖/ℓ, U-55-2 50㎖/ℓ 및 U-55-3 100㎖/ℓ이 혼합된 처리액에 침지하였다가 수세하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유산동 단계는 상기 피도금물을 황산동(CuSO4·5H2O) 200g/ℓ, 황산(H2SO4) 60g/ℓ, 동도금 광택제인 큐프라시드 울트라 A(Cupracid Ultra A) 0.5㎖/ℓ, 큐프라시드 울트라 B(Cupracid Ultra B) 0.5㎖/ℓ 및 건욕용 큐프라시드 울트라(Cupracid Ultra) 10㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 3~4A/d㎡로 침지하였다가 수세하며,
    상기 크롬도금 단계에서는 상기 피도금물을 산화크롬 200~300g/ℓ 와 황산 0.7~1.5g/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 8~32A/d㎡로 침지하였다가 수세하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 니켈 도금 단계는 상기 피도금물을 황산니켈 240~320g/ℓ, 염화니켈 40~50g/ℓ, 붕산 30~50g/ℓ, LL M 3~5㎖/ℓ 및 LL B 0.2~0.5㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 4~5A/d㎡로 침지하였다가 수세하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 니켈 도금 단계는 피도금물을 황산니켈 460~500g/ℓ, 염화니켈 25~40g/ℓ, 붕산 37~45g/ℓ, PEARL SI-1 17~23㎖/ℓ, PEARL SI-2 4~8㎖/ℓ 및 PEARL NO-1 0.05~0.20㎖/ℓ가 혼합된 처리액에서 전류밀도 3~5A/d㎡로 침지하였다가 수세하는 것을 특징으로 하는 폴리카보네이트(PC) 성분이 함유된 수지 제품의 표면 특성을 개선하기 위한 도금방법.
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