KR100680433B1

KR100680433B1 - 수지 성형체 표면상의 금속층 형성 방법

Info

Publication number: KR100680433B1
Application number: KR1020000022781A
Authority: KR
Inventors: 요시무라고시; 니시우치다케시; 기쿠이후미아키; 쓰지모토슈지
Original assignee: 가부시키가이샤 네오맥스
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-02-08
Also published as: US6365224B1; CN1273907A; EP1048749B1; MY120611A; KR20000071856A; EP1048749A1; DE60032053T2; CN1180935C; US20020058153A1; DE60032053D1; US6863986B2

Abstract

수지 성형체와 미세한 금속분말 생성물질을 처리 용기내에 수용한다. 상기 미세한 금속분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킴으로써 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 미세한 금속분말을 생성하여, 상기 수지 성형체의 표면상에 상기 미세한 금속분말의 금속층을 형성한다. 상기 공정에서, 미세한 금속 분말의 금속층은 상기 수지 성형체의 표면상에서 강고하며 높은 밀도로 형성될 수 있다. 상기 금속층은 전기 전도층으로서의 기능을 발휘한다. 그러므로, 전기 도금 처리로 인해 상기 금속층상에 우수한 두께 정밀도와, 우수한 표면윤활성과 높은 박리강도를 가지는 금속피막이 간단한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 그 금속층 자체가 장식과 같은 기능 또는 특성을 나타낼 수 있다.

Description

수지 성형체 표면상의 금속층 형성 방법{PROCESS FOR FORMING METAL LAYER ON SURFACE OF RESIN MOLDED PRODUCT}

본 발명은 수지 성형체 표면상에 금속피막을 형성하는 금속층 형성 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 처리 용기내에서 금속 분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킴으로써 생성된 미세한 금속 분말로 이루어진 금속층을 수지 성형체의 표면상에 형성하는 방법에 관한 것이다.

수지 성형체에 장식용, 내수성, 표면 전기 전도성, 전자파 차단 특성, 항균성 등과 같은 다양한 특성을 제공하기 위한 목적으로, 상기 수지 성형체의 표면상에 금속 피막을 형성하는 것은 종래부터 행해지고 있다. 금속피막을 형성하는 종래 방법의 예로서 진공증착 및 스퍼터링과 같은 진공 도금 공정, 무전해 도금공정, 무전해 도금단계와 전기 도금단계를 포함하여 구성된 무전해 도금/전기 도금 공정 등을 들 수 있다. 이들 공정은 전기 도금 공정이 상기 성형체의 비전기 전도성으로 인해 상기 수지 성형체에 직접 적용될 수 없기 때문에 다양한 분야에서 실제 사용되고 있다.

그러나, 상기 진공 도금공정은 형성된 금속피막이 박리강도는 낮고, 내구성은 떨어지며, 복잡한 형상의 성형체에 적용하기가 어렵고, 수지 형상에 따라 가스가 발생하기 때문에 진공처리에 많은 시간이 걸리고, 생산 원가가 너무 비싸다는 문제를 가지고 있다.

상기 무전해 도금 공정은 다음의 문제를 가진다: 수지 성형체의 표면이 먼저 에칭처리되거나 상기 표면이 센서타이징/액티베이팅(sensitizing/activating)공정과 같은 촉매 효과 제공공정을 일반적으로 필요로 한다. 이러한 이유로, 상기 단계는 복잡해지며; 그러한 공정에 장시간이 요구되며; 생성된 도금막은 얇은 두께를 가진다.

상기 무전해 공정/전기 도금 공정에서는, 이러한 공정에 의해 형성된 금속피막은 상기 진공 도금공정에 의해 형성된 금속피막과 비교할 때, 비교적 양호한 박리강도와 현저히 양호한 내구성을 보여준다. 그러나, 상기 무전해 공정/전기 도금 공정은 그 공정단계가 복잡하며 그러한 공정에 장시간이 요구되는 문제를 가지고 있다.

또한, 수지 성형체의 표면상에 금속 분말을 포함한 수지가 부착되어 상기 수지 성형체의 표면에 전기 전도성을 띠도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 금속 피막 형성 공정이 있다. 그러나, 이 공정은 일반적으로 수지 성형체의 표면상에 수지층을 균일하게 형성하는 것이 어려우며, 이러 이유로, 상기 수지층의 불균일로 인해 두께 정밀도와 표면윤활성이 우수한 금속피막을 형성하는 것은 불가능하다.

따라서, 본 발명의 목적은 수지 성형체의 표면상에, 간단한 방식으로 우수한 두께 정밀도, 우수한 표면윤활성 및 높은 박리강도를 가지는 금속 피막을 형성하기위하여 유용한 금속층을 수지성형체의 표면에 형성하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명자들은 상기 언급한 문제를 해결하기 위해 여러 연구를 해 온 결과, 미세한 금속분말 생성물질을 처리 용기내에서 수지 성형체의 표면에 유동접촉시키면, 미세한 금속분말이 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성되어 상기 수지 성형체의 표면상에 강고하고 높은 밀도의 금속층을 형성한다는 사실을 발견하였다. 또한 그렇게 형성된 금속층은 전기 전도층으로서의 기능을 발휘하여서, 계속되는 단계에서 전기 도금을 행함으로써 상기 수지 성형체의 표면상에 간단한 방식으로 금속피막이 형성될 수 있다는 사실과, 그 금속층 자체가 장식 등의 기능을 발휘한다는 사실을 발견하였다.

본 발명은 그러한 견지를 바탕으로 달성되었다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 제 1 양상 및 특징에 따라, 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 방법은, 수지 성형체와 미세한 금속분말 생성물질을 처리 용기내에 수용하는 단계와, 상기 처리 용기내에서 상기 미세한 금속분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킴으로써 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 미세한 금속분말을 생성하는 단계와, 상기 수지 성형체의 표면상에 상기 미세한 금속분말의 금 속층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 2 양상 및 특징에 따라, 상기 미세한 금속분말 생성물질은 상기 수지 성형체와 상기 미세한 금속분말 생성물질에 진동 및/또는 교반을 가하여서 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킨다.

상기 제 1 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 3 양상 및 특징에 따르면, 상기 처리 용기는 배럴 가공 기계(barrel finishing machine)내의 처리실이다.

상기 제 1 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 4 양상 및 특징에 따르면, 상기 공정은 건조 방식으로 행해진다.

상기 제 1 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 5 양상 및 특징에 따르면, 상기 미세한 금속분말 생성물질은 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속의 미세한 분말을 생성하는 물질이다.

상기 제 1 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 6 양상 및 특징에 따르면, 상기 수지의 표면은 전단계에서 미리 거칠게 만들어진 상태(roughed)에 있다.

본 발명에 따른 제 7 양상 및 특징에 따르면, 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 방법은, 상기 제 1 내지 6 특징 중 어느 한 특징에 따라 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 단계와 상기 금속층에 금속피막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 7 특징에 더하여, 본 발명에 따른 제 8 양상 및 특징에 따르면, 상기 금속피막은 전기 도금 또는 무전해 도금에 의해 형성된다.

본 발명에 따른 제 9 양상 및 특징에 따르면, 표면상에 미세한 금속 분말의 금속층을 가진 수지 성형체를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 제 10 양상 및 특징에 따르면, 수지성형체의 표면상에 형성된 미세한 금속 분말의 금속층과, 상기 금속층상에 형성된 금속피막을 가진 수지 성형체를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 방법으로, 미세한 금속 분말의 금속층은 상기 수지 성형체의 표면상에서 강고하며 높은 밀도로 형성될 수 있다. 상기 금속층은 전기 전도층으로서의 기능을 발휘하여서, 전기 도금 처리로 인해 상기 금속층상에 우수한 두께 정밀도와, 우수한 표면윤활성과 높은 박리강도를 가지는 금속피막이 간단한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 그 금속층 자체가 장식 등의 기능을 발휘할 수 있다.

본 발명에 따른 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 방법은 수지 성형체와 미세한 금속분말 생성물질을 처리 용기 내에 수용하는 단계와, 상기 처리 용기 내에서 상기 미세한 금속분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킴으로써 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 미세한 금속분말을 생성하는 단계와, 상기 수지 성형체의 표면상에 상기 미세한 금속분말의 금속층을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다. 그러므로, 상기 미세한 금속분말 생성물질이 상기 수지 성형체의 표면상에서 흐를 수 있다면, 상기 수지 성형체의 형상은 특별히 제한되지 않는다.

본 발명은 상기 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 방법에 관한 것이다. 그러므로, 본 발명에서 사용되는 용어 "수지 성형체"는 전체가 수지로 형성 된 성형체 외에, 표면만이 수지로 형성된 성형체, 그 내부는 수지 외에 다른 구성성분을 형성하지만 그 표면은 실질적으로 수지로 형성되는 성형체(예를 들어, 내부가 자성 분말과 수지로 형성되고 그 표면은 실질적으로 수지로 형성된 본드자석(bonded magnet)) 등을 포함하는 것을 의미한다.

상기 수지 성형체를 형성하는 수지의 예는 에폭시 수지, 폴리비닐 클로라이드 수지, 아크릴 수지, 실리콘 고무, 테프론(Teflon)과 같은 플루오르 수지, ABS 수지(아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 터폴리머 수지), 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 수지, 페놀 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, FRP(강화섬유 플라스틱), 나일론과 같은 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 탄성 중합체와 같은 열가소성 탄성 중합체 등이다.

상기 미세한 금속 분말을 생성하는 상기 미세한 금속분말 생성물질의 예는 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속의 미세한 분말을 생성하는 물질이다. 또한, 상기 미세한 금속분말 생성물질은 상기 언급한 금속중의 어느 하나를 포함하는 합금 물질이 될 수 있다. 다수의 상기 미세한 금속분말 생성물질이 혼합하여 사용되어서 그러한 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성된 원하는 미세한 합금 분말의 금속층이 상기 수지 성형체 상에 형성될 수 있다(예를 들어, 미세한 Pb-Sn 합금 분말의 금속층은 미세한 Pb 분말 생성물질과 미세한 Sn 분말 생성물질을 혼합하여 사용함으로써 상기 수지 성형체의 표면상에 형성될 수 있다. 그러한 금속층을 가진 상기 수지 성형체 는 집적회로(IC)내에서 전기 접점소자로써 사용될 수 있다). 상기 미세한 금속분말 생성물질은 산업 생산분야에서 피할 수 없는 불순물을 포함할 수 있다.

상기 미세한 금속분말 생성물질은 원하는 금속만으로 만들어진 금속편, 이종(異種)금속으로 만들어진 심재료(core material)에 피복(被覆)된 원하는 금속을 포함하여 구성되는 복합 금속편 등을 포함한다. 상기 금속편은 바늘과 같은 형상(와이어와 같은 형상), 원주 형상, 괴상(massive) 등과 같은 다양한 형상 중의 어느 하나를 가진다. 금속 분말의 효과적인 생성을 위해서는, 예리한 단부를 가진 금속편, 예를 들어 바늘과 같은 형상을 가지거나 원주 형상을 가진 금속편을 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 바람직한 형상은 공지의 와이어 커팅 기술을 적용하여서 간단하게 이룰 수 있다.

미세한 금속 분말을 효율적으로 생성하는 관점에서, 상기 금속 분말 생성물질의 금속편의 크기(긴 직경)는 0.05 mm 내지 10 mm이며, 바람직하게는 0.3 mm 내지 5 mm이며, 더욱 바람직하게는 0.5 mm 내지 3 mm이다. 동일한 형상과 동일한 크기를 가진 금속편을 포함하여 구성되는 미세한 금속 분말 생성물질이 사용될 수 있으며, 또는 다른 형상과 다른 크기를 가진 금속편을 포함하여 구성된 미세한 금속 분말 생성물질이 혼합물의 형태로 사용될 수 있다.

미세한 금속 분말을 효과적으로 생성한다는 관점 및 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성된 상기 미세한 금속분말의 금속층을 효율적으로 형성한다는 관점에서, 상기 미세한 금속분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시키기 위한 방법은 상기 수지 성형체와 상기 미세한 금속분말 생성물질에 진동 및/또는 교반을 가하는 것을 포함하여 구성되는 방법이 바람직하다. 예를 들어 그러한 방법은 배럴 가공 기계 또는 볼 밀 장치의 처리실을 이용하여 실행될 수 있다. 상기 배럴 가공 기계는 회전형, 진동형, 원심형 등과 같은 공지의 타입일 수 있다. 회전형의 경우, 그 회전 속도는 20 rpm 내지 50 rpm이 바람직하다. 진동형의 경우, 그 진동 주파수는 50 Hz 내지 100 Hz 정도이며 진동 진폭은 0.3 mm 내지 10 mm가 바람직하다. 원심형의 경우, 그 회전 속도는 70 rpm 내지 200 rpm이 바람직하다.

상기 처리 용기내에 들어간 수지 성형체와 미세한 금속분말 생성물질의 전체 양은 상기 처리 용기의 내부 체적의 20 부피% 내지 90 부피%의 범위인 것이 바람직하다. 만약 그 전체 양이 상기 처리 용기의 내부 체적의 20부피% 미만이라면, 그 처리량이 너무 작게 되며, 이는 실제 사용에 있어서 바람직하지 못하다. 한편, 만약 그 전체 양이 상기 처리 용기의 내부 체적의 90 부피%를 초과하면, 상기 수지 성형체의 표면상에 상기 금속층의 형성이 효율적으로 일어나지 못할 수가 있다. 상기 처리 용기내에 들어간 상기 미세한 금속분말 생성물질에 대한 상기 수지 성형체의 비율은 부피비(수지 성형체/미세한 금속분말 생성물질)로 하여 3 이하인 것이 바람직하다. 만약 그 부피비가 3을 초과하게 된다면, 상기 금속층을 형성하는 데 긴 시간이 필요하게 될 가능성이 있으며 이는 실제 사용에 있어서 바람직하지 못하다.

상기 처리 시간은 그 처리량에 따라 결정되나, 대체로 약 1시간 내지 약 10시간이 걸린다.

상기 수지 성형체의 표면상에 대한 상기 미세한 금속분말 생성물질의 유동접촉은 상기 미세한 금속분말 생성물질이 산화에 의해 부식될 수 있다는 점을 고려하여 건조방식으로 이루어진다.

상기 수지 성형체의 표면상에 상기 미세한 금속분말 생성물질을 유동접촉시킴으로써 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성되는 상기 미세한 금속분말의 입자 크기(긴 입자 직경)는 대체로 0.001 μm 내지 5 μm이며, 상기 미세한 금속분말의 입자는 다양한 형상으로 이루어진다. 상기 생성된 미세한 금속분말의 입자는 상기 수지 성형체의 표면상에서 상기 처리 용기의 내용물(이의 대부분은 상기 미세한 금속분말 생성물질이다)과 충돌하게 되어서, 상기 입자의 팁말단(tip end)이 상기 수지 성형체의 표면내로 찔러져 압입되며, 상기 수지 성형체의 표면상에 돌출하는 입자 부분은 상기 표면을 덮도록 변형(예를 들어, 전연(展延))된다. 이는 상기 금속층 형성의 시작으로 되고, 이후, 상기 수지 성형체의 표면에 압입된 상기 미세한 금속 입자상에 적층된 미세한 금속 입자, 상기 적층된 입자의 변형 입자, 미세한 금속 입자의 집합체, 상기 집합체의 변형으로 생긴 매스(mass)(예를 들어, 상기 혼합체의 전연으로부터 형성된 스케일 형상의 매스), 상기 혼합체의 적층 등이 상기 금속층의 형성에 기여하고, 이들 모두가 금속층을 형성한다. 그러므로, 본 발명에서 사용되는 용어 "미세한 금속 분말의 금속층"은 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성된 미세한 금속분말에 의해 제공된 형성원으로부터 형성된 금속층을 의미한다는 것을 이해해야만 한다.

상기 금속층의 형성 초기 단계에서 상기 수지 성형체의 표면상에 압입되는 상기 미세한 금속분말의 작용을 돕기 위해서, 상기 수지 성형체의 표면은 전단계에서 금강사 연마재를 이용하여 미리 거칠게 만들어진 상태에 있어도 좋다.

상기 방식으로 상기 미세한 금속분말로 형성된 금속층은 전기 전도층으로서의 기능을 발휘하여, 상기 금속층상에 전기 도금이 가능하게 되어서 상기 수지 성형체의 표면상에 우수한 두께 정밀도와 표면윤활성을 가지는 금속피막을 형성할 수 있다. 더욱이, 상기 금속층은 상기 수지 성형체의 표면상에 압입되는 미세한 금속분말로부터 기본적으로 형성되기 때문에 고정 효과(anchoring effect)를 가진다. 그러므로 상기 금속층에 형성된 금속피막은 높은 박리강도의 특징을 가진다. 또한, 무전해 도금처리는 에칭 처리 및 촉매 효과 제공 처리 없이 상기 금속층상에 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 미세한 금속분말의 금속층은 상기 수지 성형체의 표면상에 강고하게 높은 밀도로 형성된다. 그러므로, 금속층 자체는 상기 미세한 금속분말 생성물질로부터 생성된 상기 미세한 금속분말용 물질을 적절하게 선택함으로서 장식 등과 같은 종래의 원하는 특성 외에도 내식성, 습윤성, 가벼운 차폐성 등과 같은 특성을 나타낼 수 있다. 게다가, 상기 금속층은 적층방식으로 상기 금속층을 형성함으로써 여러 가지 기능 또는 특성을 나타낼 수 있다. 물론 높은 성능이 요구되는 경우에는, 더욱 전기 도금 처리를 통해 금속피막을 형성하는 것이 필요하다. 그러나, 상기 수지 성형체에 소정의 기능 또는 특성을 용이하게 제공한다는 관점에서, 상기 금속층 자체가 다양한 기능 또는 특성을 나타낼 수 있다는 것은 매우 유리하다.

[실시예]

실시예 1

이하의 공정은 시료로써 에폭시 수지로 만든 3 cm의 사각 블록을 이용하여 행하였다. 먼저, 상기 시료의 표면은 280번(count)의 금강사 연마재를 이용하여 연마하여 거칠게 만들었다. 다음, 거칠게 만든 표면을 가진 열 개의 시료(0.27 리터의 겉보기부피를 가짐)와 2 mm의 직경과 2 mm의 길이를 가진 짧은 원주편(와이어를 절단하여 만들어짐)의 미세한 Cu 분말 생성물질(2 리터의 부피를 가짐)을 2.8 리터의 부피를 가진 진동형의 배럴 가공 기계의 처리실로 넣고(그 결과, 그 전체 양이 상기 처리실의 내부 체적의 81%부피가 되었다), 이들은 60 Hz의 진동 주파수와 1.5 mm의 진동 진폭조건에서 4시간동안 건조방식으로 처리되었다.

이러한 과정에 의해 생성된 미세한 Cu 분말은 약 0.1 μm이하의 직경을 가진 가장 작은 입자들과 약 5 μm의 긴 직경을 가진 가장 큰 입자들로 이루어졌다.

상기 처리된 각 시료의 표면은 광학 현미경(확대비율 100을 가진)으로 관찰되었고, 그 결과, 상기 미세한 Cu 분말의 금속층은 상기 시료의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있는 것을 알았다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Cu 분말의 금속층을 가진 각각의 시료는 1분 동안 초음파 세척을 한 다음 240 g/l의 황산 니켈, 45 g/l의 염화 니켈, 적당한 양의 탄산 니켈(조절된 pH 값을 가짐) 및 30 g/l의 붕산을 포함하여 구성되는 조성물을 가진 도금 용액을 이용하여 2 A/dm²의 전류밀도, 60분 의 도금 시간, pH 4.2 및 55℃의 욕조온도의 조건에서 랙(rack) 방식으로 Ni-전기 도금 처리를 실시하였다. 그 결과, 15 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Cu 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다.

실시예 3

이하의 공정은 시료로써 에폭시 수지로 만든 3 cm의 사각 블록을 이용하여 이루어졌다. 열 개의 시료(0.27 리터의 겉보기부피를 가짐)와 1 mm의 직경과 1 mm의 길이를 가진 짧은 원주편(와이어를 절단하여 만들어짐)의 미세한 Al 분말 생성물질(2 리터의 겉보기부피를 가짐)을 2.8 리터의 부피를 가진 진동형의 배럴 가공 기계의 처리실로 넣어서(그 결과, 그 전체 양이 상기 처리실의 내부 체적의 81부피%가 되었다), 이들은 60 Hz의 진동 주파수와 1.5 mm의 진동 진폭조건에서 4시간동안 건조방식으로 처리되었다.

이러한 과정에 의해 생성된 미세한 Al 분말은 약 0.1 μm이하의 직경을 가진 가장 작은 입자들과 약 5 μm의 긴 직경을 가진 가장 큰 입자들로 이루어졌다.

상기 처리된 각 시료의 표면은 광학 현미경(확대비율 100을 가진)으로 관찰되어서, 그 결과, 상기 미세한 Al 분말의 금속층은 상기 시료의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있는 것을 알았다.

실시예 4

상기 실시예 3에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Al 분말의 금속층을 가진 각각의 시료는 1분 동안 초음파 세척을 한 다음 1분 동안 20℃의 욕조온도의 조건에서 아연치환용액(50 g/l의 수산화나트륨, 5 g/l의 산화아연, 2 g/l의 염화 제2철, 50 g/l의 로셸염 및 1 g/l의 질산나트륨으로 이루어진 조성물을 가짐)에 침지되어 아연치환처리를 행하였다. 그런 다음, 각각의 시료는 세척되어 240 g/l의 황산니켈, 45 g/l의 염화니켈, 적당한 양의 탄산니켈(조절된 pH 값을 가짐) 및 30 g/l의 붕산을 포함하여 구성되는 조성물을 가진 도금 용액을 이용하여 2 A/dm²의 전류밀도, 60분의 도금 시간, pH 4.2 및 55℃의 욕조온도의 조건에서 랙 방식으로 Ni-전기 도금 처리를 실시하였다. 그 결과, 16 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Al 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Cu 분말의 금속층을 가진 각각의 시료는 1분 동안 초음파 세척을 한 다음 무전해 Cu-도금 용액(Uemura Industries사의 THRUCUP ELC-SP)을 이용하여 30분 동안 60℃의 욕조온도의 조건하에 무전해 Cu 도금처리를 행하였다. 그 결과, 2 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Cu 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다.

실시예 6

이 공정은 상기 실시예 1에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 폴리비닐클로라이드 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체된다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 7

이 공정은 상기 실시예 1에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 아크릴 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 8

이 공정은 상기 실시예 1에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 실리콘 고무로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 9

이 공정은 상기 실시예 1에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 테프론으로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 10

이 공정은 상기 실시예 3에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 폴리비닐 클로라이드 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Al 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 11

이 공정은 상기 실시예 3에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 아크릴 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Al 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 12

이 공정은 상기 실시예 3에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 실리콘 고무로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Al 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 13

이 공정은 상기 실시예 3에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 테프론으로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Al 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 14

1.22 μm의 평균 입자 크기를 가지는 70 부피%의 스트론튬 페라이트 분말과 30 부피%의 폴리에스테르 탄성 중합체를 헨셀(henschel) 믹서에서 혼합한 다음, 그 혼합물을 이축(twin-screw) 압출기에서 성형하여서 10 mm x 10 mm x 100 mm의 크기와 폴리에스테르 탄성 중합체로 실질적으로 형성된 표면을 가진 본드자석을 생성하였다. 상기 본드자석의 표면은 280 번을 가지는 금강사 연마재를 이용하여 거칠게 만들어졌다. 그런 다음, 거칠게 만들어진 표면을 가진 20개의 본드자석(0.2 리터의 겉보기부피를 가짐)과 2 mm의 직경과 2 mm의 길이를 가진 짧은 원주편(와이어를 절단하여 만들어짐)의 미세한 Cu 분말 생성물질(2 리터의 겉보기부피를 가짐)을 2.8 리터의 부피를 가진 진동형의 배럴 가공 기계의 처리실로 넣어서(그 결과, 그 전체 양이 상기 처리실의 내부 체적의 79 부피%가 되었다), 이들은 60 Hz의 진동 주파수와 1.5 mm의 진동 진폭조건에서 4시간동안 건조방식으로 처리되었다.

상기 처리된 각 본드자석의 표면은 광학 현미경(확대비율 100을 가진)으로 관찰되었고, 그 결과, 상기 미세한 Cu 분말의 금속층은 상기 시료의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있는 것을 알았다.

실시예 15

상기 실시예 14에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Cu 분말의 금속층을 가진 각각의 본드자석은 상기 실시예 2와 동일한 조건에서 Ni-전기 도금 처리를 행하였다. 그 결과, 13 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Cu 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다.

상기 방식으로 폴리에스테르 탄성 중합체로 실질적으로 형성된 표면을 가진 본드자석의 전체 표면상에 형성된 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 본드자석의 전기 도금 처리를 위한 1차적인 코팅층으로써 유용하다. 상기 자석의 기계 강도를 향상하는 효과(크래킹 및 파단을 방지)는 전기 도금 처리에 의해 상기 금속층의 표면상에 도금막을 형성함으로써 제공되었고, 그 결과, 상기 자석의 크래킹 및 파단으 로 인해 미세한 자성분말이 발생되는 것을 막을 수 있었다.

실시예 16

R-Fe-B계 합금의 급속 응고된 박띠(thin band)의 미분쇄로 형성된 65 부피%의 MQP-B(이는 상표명이며 MQI사에 의해 제조됨)와 35 부피%의 나일론-12가 헨셀 믹서에서 혼합한 다음, 그 혼합물을 사출성형기에서 성형하여서 10 mm x 10 mm x 10 mm의 크기와 나일론-12로 실질적으로 형성된 표면을 가진 본드자석을 생성하였다. 상기 본드자석의 표면은 280 번을 가지는 금강사 연마재를 이용하여 연마하여 거칠게 만들어졌다. 그런 다음, 거칠게 만들어진 표면을 가진 100개의 본드자석(0.1 리터의 겉보기부피를 가짐)과 2 mm의 직경과 2 mm의 길이를 가진 짧은 원주편(와이어를 절단하여 만들어짐)의 미세한 Cu 분말 생성물질(2 리터의 겉보기부피를 가짐)을 2.8 리터의 부피를 가진 진동형의 배럴 가공 기계의 처리실로 넣어서(그 결과, 그 전체 양이 상기 처리실의 내부 체적의 75 부피%가 되었다), 이들은 60 Hz의 진동 주파수와 1.5 mm의 진동 진폭조건에서 4시간동안 건조방식으로 처리되었다.

상기 처리된 각 본드자석의 표면은 광학 현미경(확대비율 100을 가진)으로 관찰되었고, 그 결과, 상기 미세한 Cu 분말의 금속층은 상기 시료의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다는 것을 알았다.

실시예 17

상기 실시예 16에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Cu 분말의 금속층을 가진 각각의 본드자석은 상기 실시예 2와 동일한 조건에서 Ni-전기 도금 처리를 실시하였다. 그 결과, 14 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Cu 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다.

상기 방식으로 나일론-12로 실질적으로 형성된 표면을 가진 본드자석의 전체 표면상에 형성된 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 본드자석의 전기 도금 처리를 위한 1차적인 코팅층으로써 유용하다. 상기 자석의 내후성과 기계 강도를 향상하는 효과(크래킹 및 파단을 방지)는 전기 도금 처리에 의해 상기 금속층의 표면상에 도금막을 형성함으로써 제공될 수 있었다.

실시예 18

이 공정은 상기 실시예 1에서 사용된 에폭시 수지로 만들어진 3 cm의 사각 블록이 FRP(강화섬유 플라스틱)로 만들어진 3 cm의 사각 블록에 의해 대체되었다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실행되었다. 그 결과, 미세한 Cu 분말의 금속층이 상기 블록의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있었다.

실시예 19

이하의 공정은 시료로써 에폭시 수지로 만든 3 cm의 사각 블록을 이용하여 수행되었다. 먼저, 상기 시료의 표면은 280번의 금강사 연마재를 이용하여 연마되어 거칠게 만들어졌다. 다음, 거칠게 만들어진 표면을 가진 열 개의 시료(0.27 리터의 부피를 가짐)와 2 mm의 직경과 2 mm의 길이를 가진 짧은 원주편(와이어를 절단하여 만들어짐)의 미세한 Ni 분말 생성물질(2 리터의 부피를 가짐)을 2.8 리터의 부피를 가진 진동형의 배럴 가공 기계의 처리실로 넣어서(그 결과, 그 전체 양이 상기 처리실의 내부 체적의 81부피%가 되었다), 이들은 60 Hz의 진동 주파수와 1.5 mm의 진동 진폭조건에서 4시간동안 건조방식으로 처리되었다.

이러한 과정에 의해 생성된 미세한 Ni 분말은 약 0.1 μm 이하의 직경을 가진 가장 작은 입자들과 약 5 μm의 긴 직경을 가진 가장 큰 입자들로 이루어졌다.

상기 처리된 각 시료의 표면은 광학 현미경(확대비율 100을 가진)으로 관찰되었고, 그 결과, 상기 미세한 Ni 분말의 금속층은 상기 시료의 전체 표면상에 균일하게 형성될 수 있는 것을 알았다.

실시예 20

상기 실시예 19에서 생성되어 그 전체 표면상에 미세한 Ni 분말의 금속층을 가진 각각의 시료는 1분 동안 초음파 세척을 한 다음 무전해 Ni 도금 용액(Uemura Industries사에 의해 제조된 NIMUDEN SX)을 이용하여 30분의 도금 시간과 90℃의 욕조온도의 조건에서 Ni-전기 도금 처리를 실시하였다. 그 결과, 4 μm의 두께를 가지는 도금막이 상기 미세한 Ni 분말로 이루어진 금속층에 형성될 수 있었다. 그런 다음, 상기 시료는 상기 실시예 2와 동일한 조건에서 Ni-전기 도금 처리를 실시하였고, 그 결과, 15 μm의 두께를 가지는 도금막이 적층방식으로 형성될 수 있었다.

Claims

수지 성형체와 금속분말 생성물질을 처리 용기내에 수용하는 단계와, 상기 처리 용기내에서 상기 금속분말 생성물질을 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시킴으로써 상기 금속분말 생성물질로부터 금속분말을 생성하는 단계와, 상기 수지 성형체의 표면상에 상기 금속분말의 금속층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되고,

상기 금속분말 생성물질은 0.05mm 내지 10mm의 금속편이고, 상기 금속분말의 입자 크기는 0.001㎛ 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 금속분말 생성물질은 상기 수지 성형체와 상기 금속분말 생성물질에 진동 또는 교반을 가하거나 또는 진동과 교반을 동시에 가하여서 상기 수지 성형체의 표면에 유동접촉시키는 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 처리 용기는 배럴 가공 기계내의 처리실인 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 유동접촉은 건조 방식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 금속분말 생성물질은 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr 및 Al로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속의 분말을 생성하는 물질인 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수지의 표면은 전단계에서 상기 성형체의 표면상에 상기 금속분말의 압입작용을 돕도록 연마재를 이용하여 처리되는 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속층 형성 방법.
상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 수지 성형체의 표면상에 금속층을 형성하는 단계와 상기 금속층에 금속 피막을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 수지 성형체의 표면상의 금속피막 형성 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 금속피막은 전기 도금 또는 무전해 도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 수지 성형체의 표면상의 금속피막 형성 방법.
수지성형체의 표면상에 금속 분말의 금속층을 가지며, 상기 금속층은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조되는 수지 성형체.
수지성형체의 표면상에 형성된 금속 분말의 금속층과, 상기 금속층상에 형성된 금속피막을 가지며, 상기 금속층은 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조되는 수지 성형체.