KR101805909B1 - 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱 - Google Patents

탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱 Download PDF

Info

Publication number
KR101805909B1
KR101805909B1 KR1020160164353A KR20160164353A KR101805909B1 KR 101805909 B1 KR101805909 B1 KR 101805909B1 KR 1020160164353 A KR1020160164353 A KR 1020160164353A KR 20160164353 A KR20160164353 A KR 20160164353A KR 101805909 B1 KR101805909 B1 KR 101805909B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nickel
carbon fiber
layer
reinforced plastic
nickel layer
Prior art date
Application number
KR1020160164353A
Other languages
English (en)
Inventor
김선영
Original Assignee
대영엔지니어링 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대영엔지니어링 주식회사 filed Critical 대영엔지니어링 주식회사
Priority to KR1020160164353A priority Critical patent/KR101805909B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101805909B1 publication Critical patent/KR101805909B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1635—Composition of the substrate
    • C23C18/1639—Substrates other than metallic, e.g. inorganic or organic or non-conductive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1635—Composition of the substrate
    • C23C18/1639—Substrates other than metallic, e.g. inorganic or organic or non-conductive
    • C23C18/1641—Organic substrates, e.g. resin, plastic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/1851—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
    • C23C18/1855—Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by mechanical pretreatment, e.g. grinding, sanding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/2006—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
    • C23C18/2013—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by mechanical pretreatment, e.g. grinding, sanding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/28—Sensitising or activating
    • C23C18/30—Activating or accelerating or sensitising with palladium or other noble metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D13/00—Electrophoretic coating characterised by the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

본 발명은 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법과 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱에 관한 것이다. 본 발명에 따른 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법은 탄소섬유강화플라스틱의 표면을 표면처리하여 표면거칠기를 증가시키는 단계; 표면거칠기가 증가된 탄소섬유강화플라스틱의 표면에 팔라듐층을 형성하는 활성화 단계; 활성화 후에 니켈을 화학도금하여 상기 탄소섬유강화플라스틱에 전도성을 부여하는 단계; 상기 니켈 화학도금 후 니켈을 전기도금하는 단계; 및 상기 니켈 전기도금 후에 전착 도료를 전착도장하여 전착도장층을 형성 단계를 포함한다.

Description

탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱{Method for electrodeposition painting of CFRP and paint-electrodeposited CFRP therefrom}
본 발명은 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱에 관한 것이다.
전착 도장은 통상 금속 등의 전기가 통하는 제품을 대상으로 수행된다.
최근 가벼우면서도 다양한 형상 구현이 가능한 플라스틱 소재가 생활가전 제품 및 자동차 산업 등에 많이 사용되면서 플라스틱 소재에 대한 금속 질감과 고급스러운 외장품 및 친환경적인 표면처리 공법 개발이 시장에서 요구되고 있다. 특히 탄소섬유로 인장강도가 강화된 플라스틱, 즉 탄소섬유강화플라스틱에 대한 표면처리 공법 개발이 요구되고 있다.
그러나 기존 플라스틱 소재를 활용한 표면 처리 방법으로는 시장에서 요구하는 친환경, 대량 생산 체계 및 수율 관리상 많은 어려움 및 기술적 한계가 있다.
일본특허공개 제9-12975호(1997년 1월 1일 공개)
본 발명의 목적은 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은, 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법에 있어서, 탄소섬유강화플라스틱의 표면을 표면처리하여 표면거칠기를 증가시키는 단계; 표면거칠기가 증가된 탄소섬유강화플라스틱의 표면에 팔라듐층을 형성하는 활성화 단계; 활성화 후에 니켈을 화학도금하여 상기 탄소섬유강화플라스틱에 전도성을 부여하는 단계; 상기 니켈 화학도금 후 니켈을 전기도금하는 단계; 및 상기 니켈 전기도금 후에 전착 도료를 전착도장하여 전착도장층을 형성 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 탄소섬유강화플라스틱은 탄소섬유와 플라스틱을 포함하며, 상기 플라스틱은 에이비에스 수지, 피씨-에이비에스 수지 및 피씨 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 표면거칠기 증가는 샌딩 방법으로 수행될 수 있다.
상기 전착도장층은 상기 전기도금에 의해 형성된 전기도금 니켈층에 직접 접촉할 수 있다.
상기 전기도금 니켈층은 화학도금에 의해 형성된 화학도금 니켈층과 직접 접촉할 수 있다.
상기 전기도금 니켈층은 무광택 니켈층일 수 있다.
상기 전기도금 니켈층 형성 후 상기 전착도장층 형성 사이에, 탈지 및 피막 공정은 수행하는 않을 수 있다.
상기 활성화에 사용되는 용액의 팔라듐 농도는 80 내지 150ppm일 수 있다.
상기 니켈 화학도금은 10분 내지 30분 동안 수행될 수 있다.
상기 본 발명의 목적은 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱에 있어서, 표면에 홀이 형성된 탄소섬유강화플라스틱; 상기 홀에 위치하는 팔라듐층; 상기 팔라듐층 상에 형성되어 있는 화학도금 니켈층; 상기 화학도금 니켈층 상에 형성되어 있는 전기도금 니켈층; 및 상기 전기도금 니켈층 상에 형성되어 있는 전착도장층을 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 전기도금 니켈층은 무광택 니켈층일 수 있다.
상기 팔라듐층은 상기 탄소섬유강화플라스틱 상에 부분적으로 형성되어 있으며, 상기 화학도금 니켈층과 상기 전기도금 니켈층은 상기 팔라듐층보다 넓게 형성되어 있을 수 있다.
상기 화학도금 니켈층과 상기 전기도금 니켈층은 상기 탄소섬유강화플라스틱 전면에 형성되어 있을 수 있다.
상기 전기도금 니켈층과 상기 전착도장층은 직접 접하고 있을 수 있다.
상기 전기도금 니켈층과 상기 화학도금 니켈층은 직접 접하고 있을 수 있다.
본 발명에 따르면 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따라 제조된 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱을 나타낸 것이고,
도 3은 샌딩 처리에 따른 탄소섬유강화플라스틱의 표면 형태를 나타낸 것이고,
도 4는 니켈 도금의 SEM이미지이고,
도 5는 니켈 도금의 SEM이미지 및 EDS 분석 이미지이다.
본 발명은 플라스틱 소재를 사용함으로써 디자인 성형성이 양호하며, 소재의 경량화, 저렴한 비용으로 필요한 색상을 다양하게 표현할 수 있는 고부가가치의 플라스틱 소재의 표면처리기술에 관한 것이다.
탄소섬유강화플라스틱에서 플라스틱 소재는 에이비에스(ABS) 수지, 피씨(PC)-에이비에스(ABS) 수지 및 피씨(PC) 수지 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 에비에스 수지는 아크릴로니트릴(A), 부타디엔(B), 스티렌(S)의 세 가지의 성분으로 되어 있으며, 스티렌-아크릴로니트릴의 공중합체를 에스비알(SBR)과 엔비알(NBR) 같은 고무나 부타티엔과 그래프트 중합시켜 제조하는 열가소성 수지로 내충격성, 내약품성, 내후성이 뛰어나고, 사출 성형성이 우수하며, 다른 수지와의 상용성이 우수하여 현재 널리 사용되고 있다.
피씨 수지는 일명 폴리카보네이트라고도 하며, 비스페놀(bisphenol) 에이(A)와 포스켄(phosgen) 등을 반응시켜 제조하는 열가소성 수지로 현재 널리 사용 되고 있다.
피씨-에이비에스 수지는 피씨 수지와 에이비에스 수지를 혼합한 것으로서 널리 사용되고 있다.
도 1은 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법을 나타낸 것이다.
전착도장은 크게 화학 도금 공정, 전기 도금 공정 및 전착 도장 공정으로 나누어진다.
화학 도금 공정의 탈지 단계에서는 플라스틱 표면을 친수성화시키며, 오염물 제거, 지문 제거, 유지 제거 및 변형 표면 제거를 통해 균일한 에칭 효과를 증대시킨다.
표면거칠기 증가 단계는 샌딩 또는/및 에칭으로 실시될 수 있다.
표면거칠기 증가는 플라스틱 표면을 거치게 만들어 니켈 도금 시 계면박리를 최소화하기 위한 공정이다.
샌딩에서는 샌드페이퍼와 폴리셔(샌딩기)를 활용할 수 있으며, 샌드페이퍼의 거친 정도 및 샌딩 시간에 따라 탄소복합재의 표면 거칠기가 변화한다.
에칭에서는 플라스틱에 있는 부타디엔 등을 녹여 제품표면에 많은 홀을 생성 시켜, 플라스틱 표면의 표면 장력을 낮추어 이후 공정의 효과를 증대시킨다.
환원단계는 플라스틱 표면 및 렉크에 잔존하는 에칭액 즉 육가크롬을 삼가크롬으로 환원시킨다. 이후 활성화단계에 사용되는 팔라듐과 육가크롬이 만나면 팔라듐입자를 분해하기 때문에 불량이 증가되기 때문에 환원단계가 필요하다. 표면거칠기 증가가 샌딩으로 이루어진 경우 환원단계는 생략될 수 있으며 세정작업이 실시될 수 있다.
활성화단계는 에칭단계 후에 생성된 홀 내지 샌딩으로 거칠어진 표면에 팔라듐과 주석을 침투, 흡착시킨다. 활성화단계에서는 이후 팔라듐을 감싸고 있는 주석을 제거하여 제품 표면에 팔라듐만 남게 하여 화학도금 시 반응 핵으로 작용 시키게 한다. 팔라듐은 홀 및 거칠어진 표면의 골을 중심으로 형성되고 플라스틱 전체 표면을 덮지는 않는다.
활성화는 팔라듐 기존 농도 30~50ppm 보다 높은 60~80ppm 으로 수행하며, 높은 팔라듐 함량은 다음 공정인 화학니켈공정의 활성화에 도움이 된다.
이후에 수행되는 화학도금의 목적은 플라스틱 표면을 도체화시켜 다음의 전기도금을 가능케 하는 것이다. 화학도금에서는 플라스틱 표면에 니켈을 형성시키며 화학도금니켈층의 두께는 1um이하로, 0.01um 내지 1um, 0.05 내지 1um일 수 있다.
화학니켈은 팔라듐 핵을 중심으로 반응이 시작되어 각각의 핵에서 형성된 니켈 도금입자가 점점 클러스터를 형성하여 각각의 클러스터가 이어지면서 니켈도금 레이어를 형성한다.
전기도금에서는 화학도금니켈층 상에 전기도금니켈층을 형성하며, 전기도금니켈층은 무광택 니켈층(satin 니켈층)일 수 있다. 전기도금니켈층은 내식성 강화 역할을 한다.
이상 설명한 본 발명에서의 화학도금에서는 화학도금 이후에 치환동 형성 단계가 생략된다. 또한, 전기 도금에서는 니켈 전기도금 전에 동도금이 생략되고 니켈 전기도금 후에 크롬 도금이 생략된다.
이상의 본 발명에서는 유산동 공정을 생략하고 니켈을 단독 처리하여 자연 메탈 질감을 구현한다.
또한, 니켈 처리시 밀착성 강화를 위해 활성화, 화학니켈의 처리를 강화하였다.
무전해 도금되는 니켈의 입자의 크기에 따라 반사정도의 차이로 무광 유광이 결정되며, 니켈 도금 조건으로 제어할 수 있다. 무광니켈은 표면 난반사로 무광 효과를 나타내며, 무광니켈 첨가제에 따라 광택, 반광 및 무광 등 다양한 광택 구현이 가능하다.
이후, 플라스틱에 고부가가치의 고급스러운 표면 선형성을 구현하기 위하여 전착도장 공정을 행한다.
전착도장 공정은 피도물 및 도료에 양극과 음극 전류를 흘려 이온입자가 이동하는 현상을 이용한 것이다. 전착도장 공정은 피도물과 그 대극을 도료로 사용하여 직류전류를 통하게 하여 피도물 표면에 전기적으로 도막을 형성하게 하는 도장 방법이다.
전착단계는 수용성 도료에 피도물을 침적시키고, 피도물과 그 대극 사이에 직류전류를 통하여 피도물 표면에 전기적으로 도막을 석출시킨다.
이후 여액단계, 후처리단계 등을 거친 후 건조를 수행한다.
여액단계는 전착도장에서 발생되는 잔류도료를 회수하여, 폐기처분에 의한 도료 비용 증가 문제를 해결하기 위한 단계이다. 특히 대용량 설비에서의 원가절감 효과가 크다.
후처리단계는 제품의 표면안정화를 위하여 부여되는 구역이다.
건조단계는　상온 ~ 140℃ 이하에서의 공정으로 제품에 내식성, 경도가 부여한다. 특히 본 발명에서는 저온소부형 전착 도료를 사용하여, 저온에서의 건조가 가능하다. 저온소부형 전착 도료를 사용하여 건조는 상온 ~ 140℃ 이하 수행될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따라 제조된 전착도장된 탄소섬유보강플라스틱을 설명한다.
에칭공정을 통해 탄소섬유보강플라스틱(10)의 표면에는 홀(11)이 형성되어 있다. 팔라듐층(20)은 홀(11) 내부를 중심으로 탄소섬유보강플라스틱(10) 표면에 산점되어 있다.
화학도금 니켈층(30)은 탄소섬유보강플라스틱(10) 전체 표면에 형성되어 있으며 팔라듐층(20)과 직접 접촉한다.
전기도금 니켈층(40)은 탄소섬유보강플라스틱(10) 전체 표면에 형성되어 있으며 화학도금 니켈층(30)과 직접 접촉한다.
전기도금 니켈층(40)의 두께는 화학도금 니켈층(30)의 두께의 5배 내지 20배, 5배 내지 15배, 7배 내지 13배일 수 있다.
전착도장층(50)은 탄소섬유보강플라스틱(10) 전체 표면에 형성되어 있으며 전기도금 니켈층(40)과 직접 접촉한다.
이상 설명에서 표면거칠기로 에칭 대신 샌딩이 사용될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실험예를 설명한다.
도 3은 샌딩 처리에 따른 탄소섬유강화플라스틱의 표면 형태를 나타낸 것이고, 도 4는 니켈 도금의 SEM이미지이고, 도 5는 니켈 도금의 SEM이미지 및 EDS 분석 이미지이다.
폴리셔를 이용하여 sand paper 거칠기(40, 220, 800, 1200방)에 따라 200 rpm으로 각각 3분간 표면샌딩(40방 샘플은 1분만 sanding 진행)하였다.
Optic 이미지와 SEM 이미지(도 3) 확인 결과 sand paper의 거친 순서대로 샌딩 방향으로 1자로 홈이 발생하는 것을 확인 할 수 있었다. 다만 40방의 sand paper를 이용하여 샌딩한 탄소복합재의 경우에는 표면에 홈을 넘어서 표면이 뜯겨져나간 것과 같은 형상이 발생하였다.
이러한 결과는 거칠기가 매우 거친 40방 sand paper의 경우에는 탄소복합재의 표면에 일정한 간격의 홈을 내는 것이 아니라 층 자체를 파괴하는 것으로 판단된다.
Sand paper의 거친 순서대로 샌딩 후에 무전해 니켈도금을 각각 10분간 진행하였다. Optic 이미지와 SEM 이미지(도 4) 확인 결과 40방과 220방의 샘플의 경우에는 니켈도금이 온전하게 진행되었지만, 800방과 1200방 샌딩 샘플의 경우에는 복합재 표면에 나타났던 홈은 사라졌지만 니켈도금이 모든 표면에 고르게 도금되지 않은 것을 확인 할 수 있었다.
이는 탄소복합재 표면거칠기와 연관이 있다고 판단이 되며 일정 거칠기 이상의 샘플의 경우에만 도금이 안정적으로 진행된다는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 40방의 sand paper의 경우에는 탄소복합재 표면에 너무 큰 홈을 발생시켜 도금 후에도 샌딩 방향의 홈을 확인 할 수 있었다.
따라서 220방으로 탄소복합재의 표면샌딩을 하는 것이 적합하다고 판단되며 이 샘플에 대하여 단면 이미지 측정 및 EDS(도 5)를 통한 도금 성분 분성을 측정하였다.
니켈도금된 탄소복합재의 원활한 전착도장을 위해서는 표면저항이 매우 중요하다.
탄소복합재의 샘플을 도금이 되지 않은 미처리샘플과 5 min, 10 min의 무전해 니켈 도금된 탄소섬유 복합재의 표면 저항을 측정하였다.
실험조건은 다음과 같다
Activation_1 (SnCl2); 30 min, Activation_2 (PdCl2); 1 hour, Ni-P metal plating; 5 min
: 크기 100X100 mm
: 4-point probe method (전체 부분을 균등하게 약 20회 씩 측정 후 평균값을 취했음)
측정결과 미처리 탄소복합재는 overload가 뜨면서 저항 측정이 불가하였으며, 10분 도금된 샘플은 5분 도금된 샘플에 비하여 균일한 도금층을 보이며 표면저항이 1.965X10-2 Ω/□ 으로 약 2배 가까이 낮은 저항값을 나타내었다.
본 발명에 속하는 기술 분야에 통상적인 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기 설명적인 관점에서 그와 동등한 범위 내에 있는 내용을 본 발명에 포한된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법에 있어서,
    탄소섬유강화플라스틱의 표면을 표면처리하여 표면거칠기를 증가시키는 단계;
    표면거칠기가 증가된 탄소섬유강화플라스틱의 표면에 팔라듐층을 형성하는 활성화 단계;
    활성화 후에 니켈을 화학도금하여 상기 탄소섬유강화플라스틱에 전도성을 부여하는 단계;
    상기 니켈 화학도금 후 니켈을 전기도금하는 단계; 및
    상기 니켈 전기도금 후에 전착 도료를 전착도장하여 전착도장층을 형성 단계를 포함하며,
    상기 활성화 단계는,
    상기 표면거칠기가 증가된 탄소섬유강화플라스틱의 표면에 팔라듐과 주석을 침투 및 흡착시키는 단계;및
    상기 주석을 제거하여 상기 팔라듐층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 전기도금에 의해 형성된 전기도금 니켈층의 두께는 상기 화학도금에 의해 형성된 화학도금 니켈층의 두께의 5배 내지 20배이며,
    상기 전기도금 니켈층은 상기 화학도금 니켈층과 직접 접촉하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소섬유강화플라스틱은 탄소섬유와 플라스틱을 포함하며,
    상기 플라스틱은 에이비에스 수지, 피씨-에이비에스 수지 및 피씨 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면거칠기 증가는 샌딩 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전착도장층은 상기 전기도금 니켈층에 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전기도금 니켈층은 무광택 니켈층인 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 전기도금 니켈층 형성 후 상기 전착도장층 형성 사이에, 탈지 및 피막 공정은 수행하는 않는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 활성화에 사용되는 용액의 팔라듐 농도는 80 내지 150ppm인 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 니켈 화학도금은 10분 내지 30분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020160164353A 2016-12-05 2016-12-05 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱 KR101805909B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160164353A KR101805909B1 (ko) 2016-12-05 2016-12-05 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160164353A KR101805909B1 (ko) 2016-12-05 2016-12-05 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170158821A Division KR20180064290A (ko) 2017-11-24 2017-11-24 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101805909B1 true KR101805909B1 (ko) 2017-12-07

Family

ID=60920448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160164353A KR101805909B1 (ko) 2016-12-05 2016-12-05 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101805909B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190076601A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 대영엔지니어링 주식회사 탄소복합소재부품의 전착도장 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190076601A (ko) * 2017-12-22 2019-07-02 대영엔지니어링 주식회사 탄소복합소재부품의 전착도장 방법
KR102052334B1 (ko) * 2017-12-22 2019-12-05 대영엔지니어링 주식회사 탄소복합소재부품의 전착도장 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8394507B2 (en) Metal-clad polymer article
Njuhovic et al. Influence of the composite surface structure on the peel strength of metallized carbon fibre-reinforced epoxy
CA2763983C (en) Metal-clad polymer article
JP4776033B2 (ja) スパッタリングによる樹脂導電化を利用した装飾めっき品の製造方法
CN102127764A (zh) 一种在塑胶基材表面实施半干法电镀的方法
CN107326414B (zh) 一种塑料基材无铬金属化方法
KR101800436B1 (ko) 플라스틱의 전착도장 방법
KR20180064290A (ko) 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱
KR20200014970A (ko) 도금 불량 방지기능을 갖는 이중 사출 성형품의 도금방법
KR101805909B1 (ko) 탄소섬유강화플라스틱의 전착도장 방법 및 전착도장된 탄소섬유강화플라스틱
US20060286348A1 (en) Object
CN103898590A (zh) 聚醚醚酮(peek)特种工程塑料表面电镀方法
Kurek et al. Evaluation of the etching and chrome plating on the ABS, PVC, and PVC/ABS blends surface
KR101809549B1 (ko) 전착도장된 플라스틱
KR101310124B1 (ko) 탄소섬유강화 플라스틱제 금속도금 롤러의 제조방법 및 이에 따른 롤러
JP2010031306A (ja) 樹脂基材へのめっき処理方法
WO2008004558A1 (fr) Procédé de production un objet ornemental plaqué en convertissant une résine en une résine conductrice par métallisation sous vide et gabarit suspendu pour la fixation du moulage de résine
CN102337540A (zh) 替代电镀的涂装方法
TW524897B (en) Method of producing metal plastics composite
US20070065635A1 (en) Object with a stratified composite material
KR20100103171A (ko) 엔지니어링 플라스틱 표면 처리방법 및 이를 이용한 엔지니어링 플라스틱 도금방법
KR20170121539A (ko) 플라스틱 전착도장 방법
KR102052334B1 (ko) 탄소복합소재부품의 전착도장 방법
de Almeida et al. Metallic Surface Coating of Polymeric Parts Produced by Additive Manufacturing Process
KR102203905B1 (ko) 레이저 공법을 적용한 무전해 pc 도금방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant