KR101950169B1 - Electrolytic generation of manganese (ⅲ) ions in strong sulfuric acid - Google Patents

Electrolytic generation of manganese (ⅲ) ions in strong sulfuric acid Download PDF

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Abstract

전해조, 및 상기 전해조 중에서의 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법이 기재된다. 상기 전해조는 (1) 9 내지 15몰 황산의 용액 중의 망간(Ⅱ) 이온의 전해질 용액; (2) 상기 전해질 용액에 침지된 캐소드; 및 (3) 상기 캐소드로부터 이격되어 상기 전해질 용액에 침지된 애노드를 포함한다. 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소 및 직조 탄소 섬유들을 포함한 각종 애노드 물질들이 기재된다.An electrolytic bath, and a method for electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion in the electrolytic bath are described. (1) an electrolyte solution of manganese (II) ion in a solution of 9 to 15 moles sulfuric acid; (2) a cathode immersed in the electrolyte solution; And (3) an anode immersed in the electrolyte solution and spaced apart from the cathode. Various anode materials are disclosed, including vitreous carbon, reticulated vitreous carbon and woven carbon fibers.

Description

강한 황산 중의 망간(Ⅲ) 이온의 전해식 생산 {ELECTROLYTIC GENERATION OF MANGANESE (Ⅲ) IONS IN STRONG SULFURIC ACID}ELECTROLYTIC GENERATION OF MANGANESE (III) IONS IN STRONG SULFURIC ACID FOR MANGANESE (III)

관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related application

본 출원은 2012년 1월 23일자로 출원되어 현재 계류중인 특허원 제13/356,004호의 부분 계속 출원이며, 이의 주제는 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.This application is a continuation-in-part of the presently pending patent application No. 13 / 356,004 filed on January 23, 2012, the subject matter of which is incorporated herein by reference in its entirety.

기술분야Technical field

본 발명은 일반적으로, 개선된 애노드(anode)를 사용하여 강한 황산 중에서 망간(Ⅲ) 이온을 전해식으로 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention generally relates to a process for electrolytically producing manganese (III) ions in strong sulfuric acid using an improved anode.

비전도성 기재(즉, 플라스틱)를 각종 목적을 위해 금속으로 도금하는 것은 당해 기술분야에 널리 공지되어 있다. 플라스틱 성형물은 제조하기가 비교적 저렴하여, 금속 도금된 플라스틱이 다수의 용도로 사용되고 있다. 예를 들면, 금속 도금된 플라스틱은 장식용으로 사용되고 전자 장치의 제작에 사용된다. 장식 용도의 하나의 예는 트림(trim)과 같은 자동차 부품들을 포함한다. 전자 용도의 예는 인쇄 회로를 포함하는데, 여기서, 선택적 패턴으로 도금된 금속은 상기 인쇄 회로판의 도체를 구성하며, 금속 도금된 플라스틱은 EMI 차폐에 사용된다. ABS 수지는 장식 목적을 위한 가장 흔한 도금된 플라스틱인 한편, 페놀성 및 에폭시 수지는 인쇄 회로판의 제작을 위한 가장 흔한 도금된 플라스틱이다.It is well known in the art to metallize non-conductive substrates (i.e., plastics) for metal for various purposes. Plastic moldings are relatively inexpensive to manufacture, and metal plated plastics are used in many applications. For example, metal-plated plastics are used for decorative purposes and are used in the manufacture of electronic devices. One example of a decorative application includes automotive parts such as trim. An example of an electronic application includes a printed circuit where the metal plated in a selective pattern constitutes the conductor of the printed circuit board and the metal plated plastic is used for EMI shielding. While ABS resins are the most common plated plastic for decorative purposes, phenolic and epoxy resins are the most common plated plastics for the production of printed circuit boards.

플라스틱 표면 상에의 도금은 각종 소비재 품목의 제조에 사용된다. 플라스틱 성형물은 제조하기가 비교적 저렴하여, 도금된 플라스틱이 자동차 트림을 포함한 다수의 용도로 사용된다. 플라스틱의 도금에는 여러 스테이지(stage)들이 포함된다. 첫 번째 스테이지는, 후속의 금속 피막의 기계적 접착을 제공하기 위해, 그리고 자가촉매적 니켈 또는 구리 도금 공정으로부터의 초기 금속 층의 침착을 촉매하기 위해 통상적으로 적용되는 팔라듐 촉매의 흡착을 위한 적합한 표면을 제공하기 위해, 플라스틱을 에칭시킴을 포함한다. 그 후, 구리, 니켈 및/또는 크롬의 침착물을 도포할 수 있다.Plating on plastic surfaces is used in the manufacture of various consumer goods items. Plastic moldings are relatively inexpensive to manufacture and plated plastics are used in many applications including automotive trim. Plating of plastics involves several stages. The first stage is to provide a suitable surface for the adsorption of a palladium catalyst which is typically applied to catalyze the deposition of the initial metal layer from an autocatalytic nickel or copper plating process And etching the plastic to provide it. Thereafter, deposits of copper, nickel and / or chromium can be applied.

플라스틱 성분의 초기 에칭은 전체 공정의 필수적인 부분이다. 그러나, 특정 타입의 플라스틱 성분들만이 도금에 적합하다. 전기도금을 위한 가장 흔한 타입의 플라스틱은 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌(ABS) 또는 ABS와 폴리카보네이트의 블렌드(ABS/PC)이다. ABS는 2개의 상(phase)들로 이루어진다. 제1 상은 아크릴로니트릴/스티렌 공중합체로 이루어진 비교적 경질인 상이고, 제2 상은 보다 연질인 폴리부타디엔 상이다.Initial etching of plastic components is an integral part of the overall process. However, only certain types of plastic components are suitable for plating. The most common types of plastics for electroplating are acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) or a blend of ABS and polycarbonate (ABS / PC). The ABS consists of two phases. The first phase is a relatively hard phase consisting of an acrylonitrile / styrene copolymer and the second phase is a softer polybutadiene phase.

최근, 이러한 물질은, 크롬산과 황산의 혼합물을 사용하여 거의 전적으로 에칭되며, 상기 혼합물은 ABS 및 ABS/PC를 위한 에칭액으로서 매우 효과적이다. 상기 플라스틱의 폴리부타디엔 상은 중합체 주쇄에 이중 결합을 함유하며, 이는 크롬산에 의해 산화되어, 상기 플라스틱의 표면에서 노출된 폴리부타디엔 상의 완전한 분해 및 용해를 초래하여, 플라스틱의 표면에 효과적인 에칭을 제공한다.Recently, these materials are almost entirely etched using a mixture of chromic acid and sulfuric acid, and the mixture is very effective as an etchant for ABS and ABS / PC. The polybutadiene phase of the plastic contains a double bond in the polymer backbone which is oxidized by chromic acid to effect complete decomposition and dissolution of the exposed polybutadiene on the surface of the plastic to provide an effective etch on the surface of the plastic.

종래의 크롬산 에칭 단계가 갖는 한 가지 문제점은, 크롬산이 알려진 발암물질이며 이는 점점 더 규제되고 있어, 가능한 어디서든, 크롬산의 사용을 더욱 안전한 대체물로 바꿔야 하는 것이 촉구된다는 점이다. 또한, 크롬산 에칭액의 사용은, 크롬 화합물의 독성(이는, 이의 폐기를 어렵게 한다), 중합체 표면 위에 남아있는 크롬산 잔류물(이는, 무전해 침착을 억제시킨다), 및 처리 후 상기 중합체 표면으로부터의 크롬산 잔류물의 세정의 어려움을 포함한, 널리 알려진 심각한 단점들을 갖는다. 또한, 뜨거운 6가 크롬 황산 용액은 작업자에게 당연히 위험하다. 화상 및 상기도 출혈은 이러한 크롬 에칭 용액과 일상적으로 연관되는 작업자에 있어서 흔하다. 따라서, 산성 크롬 에칭 용액에 대한 더욱 안전한 대체물을 개발하는 것이 매우 바람직하다.One problem with conventional chromic acid etching steps is that chromic acid is a known carcinogen, which is becoming increasingly regulated, and wherever possible it is urged to replace the use of chromic acid with a safer alternative. In addition, the use of a chromic acid etchant can also be used to reduce the toxicity of the chromium compound (which makes it difficult to discard), the chromic acid residue remaining on the polymer surface (which inhibits electroless deposition) Including the difficulty of rinsing the residue. In addition, hot hexavalent chromium sulphate solutions are undesirable for operators. Burns and bleeding are common in workers routinely associated with such chromium etching solutions. It is therefore highly desirable to develop a safer alternative to the acidic chromium etching solution.

플라스틱을 에칭시키는데 크롬산을 사용하는 것을 대신하기 위한 초기 시도들은 통상적으로 크롬산에 대한 대체물로서 과망간산염 이온을 사용하는 것에 중점을 두었다. 산과 병용한 과망간산염의 사용이, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 투버겐(Tubergen) 등의 미국 특허 제4,610,895호에 기재되어 있다. 이후, 이온성 팔라듐 활성화 스테이지와 병용한 과망간산염의 사용이, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 벵스턴(Bengston)의 미국 특허 공보 제2005/019958호에 제안되었다. 퍼할로 이온(예를 들면, 과염소산염 또는 과요오드산염)과 병용한 산 과망간산염 용액의 사용이, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 사토우(Satou)의 미국 특허 공보 제2009/0092757호에 기재되어 있다. 마지막으로, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 양이온의 부재하에서의 과망간산염 이온의 사용이, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 엔손(Enthone)의 국제 공보 제WO 2009/023628호에 기재되어 있다.Early attempts at replacing the use of chromic acid to etch plastics have typically focused on the use of permanganate ions as a replacement for chromic acid. The use of permanganates in combination with acids is described in U.S. Patent No. 4,610,895 to Tubergen et al., The entire contents of which are incorporated herein by reference. Thereafter, the use of permanganates in combination with ionic palladium activation stages has been proposed in US Patent Publication No. 2005/019958 to Bengston, the entire contents of which are incorporated herein by reference. The use of acid permanganate solutions in conjunction with perhalo ions (e. G., Perchlorate or periodate) is described in U.S. Patent Application Publication No. 2009/0092757 to Satou, the entire content of which is incorporated herein by reference. Lt; / RTI > Finally, the use of permanganate ions in the absence of alkali or alkaline earth metal cations is described in Enthone International Publication No. WO 2009/023628, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

과망간산염 용액은 또한, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 슈탈(Stahl) 등의 미국 특허 제3,625,758호에 기재되어 있다. 슈탈(Stahl)은 표면을 제조하기 위한 크롬 및 황산 욕 또는 과망간산염 용액의 적합성을 제시한다. 또한, 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 쿠르두벨리스(Courduvelis) 등의 미국 특허 제4,948,630호는, 과망간산염 용액의 산화 전위보다 높은 산화 전위를 가지며 망간산염 이온을 과망간산염 이온으로 산화시킬 수 있는, 차아염소산나트륨과 같은 물질을 또한 함유하는 뜨거운 알칼리성 과망간산염 용액을 기술하고 있다. 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 캔(Cane)의 미국 특허 제5,648,125호는, 과망간산칼륨과 수산화나트륨을 포함하는 알칼리성 과망간산염 용액의 사용을 기재하고 있으며, 여기서, 과망간산염 용액은 승온, 즉, 약 165℉ 내지 200℉로 유지된다. 전체 내용이 인용에 의해 본 명세서에 포함된 폴리쉐트(Polichette) 등의 미국 특허 제4,042,729호는, 물, 과망간산염 이온 및 망간산염 이온을 포함하는 에칭 용액을 기재하고 있으며, 여기서, 과망간산염 이온에 대한 망간산염 이온의 몰 비를 조절하고 상기 용액의 pH를 11 내지 13으로 유지시킨다.The permanganate solution is also described in U.S. Patent No. 3,625,758 to Stahl et al., The entire contents of which are incorporated herein by reference. Stahl suggests the suitability of chromium and sulfuric acid baths or permanganate solutions for surface preparation. U.S. Patent No. 4,948,630 to Courduvelis et al., Which is incorporated herein by reference in its entirety, has an oxidation potential higher than the oxidation potential of a permanganate solution and oxidizes manganate ions to permanganate ions Lt; RTI ID = 0.0 > permanganate < / RTI > solution, which also contains a material such as sodium hypochlorite. U.S. Patent No. 5,648,125 to Cane, the entire contents of which is incorporated herein by reference, describes the use of an alkaline permanganate solution comprising potassium permanganate and sodium hydroxide, wherein the permanganate solution is heated at elevated temperatures, That is, about 165 [deg.] F to about 200 [deg.] F. US Pat. No. 4,042,729, issued to Polichette et al., The entire contents of which is incorporated herein by reference, describes an etching solution comprising water, permanganate ions and manganate ions, wherein the permanganate ion The molar ratio of manganate ion to pH is controlled and the pH of the solution is maintained at 11-13.

쉽게 알 수 있는 바와 같이, 금속화를 위한 비전도성 기재를 제조하기 위한 공정에서 크롬산의 대체물로서 다수의 에칭 용액들이 제안되었다. 그러나, 이들 공정 중 어느 것도 여러 경제적 이유, 성능상 이유 및/또는 환경적 이유로 인해 만족스러운 것으로 입증되지 못했으며, 따라서, 이들 공정 중 어느 것도 상업적 성공을 달성하거나, 크롬산 에칭을 위한 적합한 대체물로서 산업 분야에서 받아들여지지 못했다. 또한, 에칭 용액의 안정성도 불량하여, 이산화망간 슬러지의 형성을 초래할 수 있다.As can be readily seen, a number of etching solutions have been proposed as alternatives to chromic acid in processes for making nonconductive substrates for metallization. None of these processes have, however, been proved satisfactory for various economic, performance and / or environmental reasons, and thus none of these processes have achieved commercial success or have been successfully used as industrial alternatives for chromate etching Was not accepted. In addition, the stability of the etching solution is also poor, which may lead to the formation of manganese dioxide sludge.

과망간산염계 용액이 슬러지를 형성하고 자가-분해를 겪는 경향성을 본 발명자들이 본 발명에서 주목했다. 강산성 조건하에, 과망간산염 이온은 하기 반응에 따라 수소 이온과 반응하여 망간(Ⅱ) 이온과 물을 생성할 수 있다:The present inventors have noted in this invention the tendency of permanganate solutions to form sludge and undergo self-degradation. Under strongly acidic conditions, permanganate ions can react with hydrogen ions to produce manganese (II) ions and water according to the following reaction:

4MnO4 - + 12-H+ → 4Mn2 + + 6H2O + 5O2 (1) 4MnO 4 - + 12-H + → 4Mn 2 + + 6H 2 O + 5O 2 (1)

이어서, 이 반응에 의해 형성된 망간(Ⅱ) 이온은 하기 반응에 따라 과망간산염 이온과 추가로 반응하여 이산화망간의 슬러지를 형성할 수 있다:The manganese (II) ions formed by this reaction can then react further with permanganate ions according to the following reaction to form sludge of manganese dioxide:

2MnO4 - + 2H2O + 3Mn2 + → 5MnO2 + 4H+ (2) 2MnO 4 - + 2H 2 O + 3Mn 2 + → 5MnO 2 + 4H + (2)

따라서, 강산성 과망간산염 용액을 기본으로 하는 제형은, 과망간산염 이온이 과망간산염의 알칼리 금속염에 의해 첨가되거나 동일 반응계내에서 전기화학적으로 생성되거나 하는 것에 관계없이 본질적으로 불안정하다. 최근 사용되는 크롬산 에칭액와 비교하여, 산성 과망간산염의 불량한 화학적 안정성은 이것이 사실상 대규모 상업적 용도에는 쓸모없게 되게 한다. 알칼리성 과망간산염 에칭액이 더욱 안정하며, 에폭시계 인쇄 회로판을 에칭시키기 위해 인쇄 회로판 산업에서 널리 사용되지만, 알칼리성 과망간산염은 ABS 또는 ABS/PC와 같은 플라스틱에 대해서는 효과적인 에칭액이 아니다. 따라서, 망간(Ⅶ)이 이러한 재료를 위한 에칭액으로서 광범위한 상업적 인정을 얻지 못한 것 같다.Thus, formulations based on strong acid permanganate solutions are inherently unstable regardless of whether permanganate ions are added by alkali metal salts of permanganate salts or electrochemically generated in situ. The poor chemical stability of acidic permanganates compared to the chromic acid etchings used in recent years makes this virtually useless for large commercial applications. The alkaline permanganate etchant is more stable and widely used in the printed circuit board industry for etching epoxy printed circuit boards, but alkaline permanganate is not an effective etchant for plastics such as ABS or ABS / PC. Thus, it appears that manganese (VII) has not obtained broad commercial recognition as an etchant for such materials.

크롬산을 사용하지 않고 ABS를 에칭시키려는 시도는 전기화학적으로 생성된 은(Ⅱ) 또는 코발트(Ⅲ)의 사용을 포함한다. 특정 금속들은 매우 산화성인 산화 상태로 애노드 산화될 수 있다. 예를 들면, 망간(Ⅱ)은 과망간산염(망간 VI)으로 산화될 수 있고, 코발트는 코발트(Ⅱ)로부터 코발트(Ⅲ)로 산화될 수 있으며, 은은 은(I)으로부터 은(Ⅱ)으로 산화될 수 있다.Attempts to etch ABS without chromic acid involve the use of electrochemically generated silver (II) or cobalt (III). Certain metals can be anode oxidized to a highly oxidizing oxidation state. For example, manganese (II) can be oxidized to a permanganate (manganese VI), cobalt can be oxidized from cobalt (II) to cobalt (III) .

현재로는, 과망간산염(산성 또는 알칼리성 형태로)을 기본으로 하거나, 또 다른 산화 상태의 망간을 기본으로 하거나 또는 다른 산 또는 산화제를 사용함에 의한 플라스틱용의 상업적으로 성공적인 적합한 에칭액이 존재하지 않는다.Currently, there is no commercially available suitable etchant for plastics based on permanganate (in acidic or alkaline form), based on manganese in another oxidation state, or by using other acids or oxidants.

따라서, 크롬산을 함유하지 않으며 상업적으로 허용되는, 후속 전기도금을 위한 플라스틱 기재를 제조하기 위한 개선된 에칭액이 당해 기술분야에서 여전히 요구되고 있다.Thus, there remains a need in the art for improved etchants for the production of plastic substrates for subsequent electroplating that are chromium-free and commercially acceptable.

본 발명의 목적은, 크롬산을 함유하지 않는, 플라스틱 기재용 에칭액을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an etching solution for a plastic substrate which does not contain chromic acid.

본 발명의 또 다른 목적은, 상업적으로 허용되는 플라스틱 기재용 에칭액을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a commercially acceptable etchant for plastic substrates.

본 발명의 또 다른 목적은, 망간 이온을 기본으로 하는 플라스틱 기재용 에칭액을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an etching solution for a plastic substrate based on manganese ions.

본 발명의 추가의 다른 목적은, 강산 산화 전해질에서 사용하기에 적합하지만 상기 전해질에 의해 분해되지 않는 전극을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide an electrode which is suitable for use in a strong acid oxidizing electrolyte but which is not decomposed by the electrolyte.

본 발명의 추가의 다른 목적은, 상업적으로 허용되는 강한 황산에서의 망간(Ⅲ) 이온의 생산에 적합한 전극을 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide an electrode suitable for the production of manganese (III) ions in commercially acceptable strong sulfuric acid.

이를 위해, 본 발명은 일반적으로, 강한 황산 용액에서의 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화에 적합한 전극에 관한 것이다.To this end, the present invention relates generally to electrodes suitable for electrochemical oxidation of manganese (II) ions to manganese (III) ions in a strong sulfuric acid solution.

또한, 본 발명은 일반적으로,In addition,

바람직하게는 9 내지 15몰(molar) 황산인 산의 용액 중의 망간(Ⅲ) 이온을 포함하는 전해질 용액; An electrolyte solution containing manganese (III) ions in a solution of an acid, preferably 9 to 15 moles of sulfuric acid;

상기 전해질 용액과 접촉하는 캐소드(cathode); 및 A cathode in contact with the electrolyte solution; And

상기 전해질 용액과 접촉하는 애노드(여기서, 상기 애노드는 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소(reticulated vitreous carbon), 직조 탄소 섬유(woven carbon fiber)들, 및 이들 중의 하나 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다)An anode in contact with the electrolyte solution wherein the anode comprises a material selected from the group consisting of vitreous carbon, reticulated vitreous carbon, woven carbon fibers, and combinations of one or more of the foregoing. )

를 포함하는 전해조(electrolytic cell)에 관한 것이다.And an electrolytic cell including the electrolytic cell.

또 다른 양태에서, 본 발명은 일반적으로,In yet another aspect,

애노드와 캐소드를 포함하는 전해조 내에, 바람직하게는 9 내지 15몰 황산인 산의 용액 중의 망간(Ⅱ) 이온의 용액을 포함하는 전해질을 제공하는 단계; Providing an electrolyte comprising a solution of manganese (II) ions in a solution of an acid, preferably 9 to 15 moles sulfuric acid, in an electrolytic bath comprising an anode and a cathode;

상기 전해조의 상기 애노드 및 상기 캐소드에 전류를 인가하는 단계; 및 Applying a current to the anode and the cathode of the electrolytic cell; And

상기 전해질을 산화시켜 망간(Ⅲ) 이온을 형성하는 단계(여기서, 상기 망간(Ⅲ) 이온은 준안정성 복합체를 형성한다)Oxidizing the electrolyte to form manganese (III) ions, wherein the manganese (III) ions form a metastable complex;

를 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법에 관한 것이다.To a manganese (II) ion to a manganese (III) ion.

본 발명의 발명자들은, 3가 망간이, 강한 황산 중의 2가 망간 이온의 낮은 전류 밀도에서의 전기분해에 의해 용이하게 생성될 수 있음을 밝혀내었다. 더욱 특히, 본 발명의 발명자들은 강산성 용액 중의 3가 망간 이온의 용액이 ABS를 에칭시킬 수 있음을 발견하였다.The inventors of the present invention have found that trivalent manganese can be easily produced by electrolysis at a low current density of divalent manganese ions in strong sulfuric acid. More particularly, the inventors of the present invention have found that a solution of trivalent manganese ions in a strongly acidic solution can etch ABS.

3가 망간은 불안정하며, 매우 산화성이다(통상의 수소 전극에 비해 1.51의 표준 산화환원 전위). 용액에서, 3가 망간은 하기 반응을 통해 이산화망간 및 2가 망간으로 매우 신속하게 불균등화된다:Trivalent manganese is unstable and highly oxidative (a standard oxidation-reduction potential of 1.51 as compared to a conventional hydrogen electrode). In solution, trivalent manganese is very rapidly disproportionated to manganese dioxide and divalent manganese through the following reaction:

2Mn3 + + 2H2O → MnO2 + Mn2 + + 4H+ (3) 2Mn 3 + + 2H 2 O → MnO 2 + Mn 2 + + 4H + (3)

그러나, 강한 황산 용액에서, 3가 망간 이온은 준안정화되며, 체리퍼플색/적색인 황산염 복합체를 형성한다. 본 발명자들은, 이러한 황산염 복합체가 ABS의 에칭에 적합한 매질이며 상기한 크롬-비함유 에칭액을 능가하는 다수의 이점들을 가짐을 밝혀내었다.However, in strong sulfuric acid solutions, trivalent manganese ions are metastable and form a sulfate complex of cherry purple / red. The present inventors have found that this sulfate complex is a suitable medium for etching the ABS and has a number of advantages over the chromium-free etchant described above.

하나의 양태에서, 본 발명은 일반적으로,In one aspect,

애노드와 캐소드를 포함하는 전해조에 산 용액 중의 망간(Ⅱ) 이온의 용액을 포함하는 전해질을 제공하는 단계;Providing an electrolyte comprising a solution of manganese (II) ions in an acid solution in an electrolytic bath comprising an anode and a cathode;

상기 전해조의 상기 애노드 및 상기 캐소드에 전류를 인가하는 단계; 및Applying a current to the anode and the cathode of the electrolytic cell; And

상기 전해질을 산화시켜 망간(Ⅲ) 이온을 형성하는 단계(여기서, 상기 망간(Ⅲ) 이온은 준안정성 복합체를 형성한다)Oxidizing the electrolyte to form manganese (III) ions, wherein the manganese (III) ions form a metastable complex;

를 포함하는, 플라스틱 기재를 에칭시킬 수 있는 용액의 제조 방법에 관한 것이다.To a process for producing a solution capable of etching a plastic substrate.

바람직한 양태에서, 플라스틱 기재는 ABS 또는 ABS/PC를 포함한다.In a preferred embodiment, the plastic substrate comprises ABS or ABS / PC.

인산 및 황산이 둘 다 본 발명의 조성물에 적합한 것으로 고려되지만, 바람직한 양태에서, 산은 황산이다. 주위 온도에서, 7M 황산 중의 망간(Ⅲ) 이온의 반감기는 대략 2년이다. 그에 비해, 7M 인산 중의 유사한 농도의 망간(Ⅲ) 이온의 반감기는 대략 12일이었다. 황산 중의 망간(Ⅲ) 이온의 훨씬 더 높은 안정성은, 망가노-설페이트 복합체의 형성, 및 황산 용액 중의 이용 가능한 수소 이온의 더 높은 농도로 인한 것으로 제안되고 있다. 인산의 사용과 관련된 추가의 문제점은 인산망간(Ⅲ)의 제한된 용해도이다. 따라서, 인산과 같은 추가의 무기 산들이 본 발명의 조성물에서 유용할 수 있지만, 일반적으로 황산을 사용하는 것이 바람직하다.Although both phosphoric acid and sulfuric acid are considered suitable for the composition of the present invention, in a preferred embodiment, the acid is sulfuric acid. At ambient temperature, the half life of manganese (III) in 7M sulfuric acid is approximately 2 years. In comparison, the half life of manganese (III) ion at similar concentration in 7M phosphoric acid was approximately 12 days. Much higher stability of manganese (III) ions in sulfuric acid has been suggested due to the formation of manganose-sulfate complexes and higher concentrations of available hydrogen ions in the sulfuric acid solution. A further problem associated with the use of phosphoric acid is the limited solubility of manganese phosphate (III). Thus, although additional inorganic acids such as phosphoric acid may be useful in the compositions of the present invention, it is generally preferred to use sulfuric acid.

강한 황산 중의 망간(Ⅲ) 이온의 현저한 안정성은 사용시 다음의 이점을 제공한다:The remarkable stability of the manganese (III) ion in strong sulfuric acid provides the following advantages in use:

1) Mn(Ⅲ) 이온은 낮은 전류 밀도에서 형성되기 때문에, 공정을 위한 필요 동력이 통상적으로 매우 낮다.1) Since Mn (III) ions are formed at low current densities, the power required for the process is typically very low.

2) 애노드가 매우 낮은 전류 밀도에서 작동하기 때문에, 애노드 면적에 비해 작은 캐소드를 사용하여, Mn(Ⅲ) 이온의 캐소드 환원을 방지할 수 있다. 이는 분할된 전해조(divided cell)에 대한 필요성을 배제하며 에칭액 재생 전해조의 조작을 더욱 간단하게 만든다.2) Since the anode operates at a very low current density, cathode reduction of Mn (III) ions can be prevented using a cathode that is smaller than the anode area. This eliminates the need for a divided cell and simplifies the operation of the etchant regeneration electrolytic cell.

3) 상기 공정에서 과망간산염 이온이 생성되지 않기 때문에, 상기 용액에서 칠산화망간(이는 격렬하게 폭발성이기 때문에 안전상의 상당한 위험요소이다)을 생산할 수 있는 가능성은 없다.3) Since no permanganate ion is produced in the process, there is no possibility of producing manganese oxide in the solution (which is a significant risk for safety because of its violent explosiveness).

4) 강한 황산 중의 Mn(Ⅲ) 이온의 높은 안정성 때문에, 에칭액은 바로 사용할 수 있는 상태로 판매될 수 있다. 제조시, 상기 에칭액은, 상기 에칭액의 Mn(Ⅲ) 함량을 유지하고 Mn(Ⅱ) 이온의 빌드업(build-up)을 방지하기 위해 탱크 측부에 단지 작은 재생 전해조만을 필요로 한다.4) Because of the high stability of Mn (III) ions in strong sulfuric acid, the etchant can be sold in ready-to-use conditions. In manufacturing, the etchant requires only a small regenerative electrolytic bath on the tank side to maintain the Mn (III) content of the etchant and prevent the build-up of Mn (II) ions.

5) 다른 에칭 공정들은 과망간산염을 기본으로 하기 때문에, 과망간산염과 Mn(Ⅱ) 이온의 반응의 결과로 이산화망간과의 신속한 "슬러지화(sludging)" 및 상기 에칭의 매우 짧은 수명이 초래된다. 이는 (시간 경과에 따라 어느 정도의 불균등화는 있을 수 있지만) Mn(Ⅲ)계 에칭액에 대한 쟁점이 아니어야 한다.5) Since other etching processes are based on permanganate salts, the reaction of permanganate and Mn (II) ions results in a rapid "sludging" with manganese dioxide and a very short lifetime of the etching. This should not be an issue for the Mn (III) etchant (although there may be some disproportionation over time).

6) 본 발명에 따르는 Mn(Ⅲ)의 전해식 제조는 어떠한 독성 가스도 생성하지 않는다. 약간의 수소가 캐소드에서 생성될 수 있지만, 낮은 필요 동력으로 인해, 이는 다수의 도금 공정들에 의해 생성되는 것보다 적을 것이다.6) The electrolytic preparation of Mn (III) according to the invention does not produce any toxic gases. Although some hydrogen may be produced at the cathode, due to the low power requirement, this will be less than that produced by multiple plating processes.

본 명세서에 기재된 바와 같이, 바람직한 양태에서 산은 황산이다. 황산의 농도는 바람직하게는 약 9몰 내지 약 15몰이다. 황산의 농도가 상기 공정에서 중요하다. 약 9몰 미만의 농도에서는, 에칭 속도가 느려지고, 약 14몰 초과시에는 용액 중의 망간 이온의 용해도가 낮아진다. 또한, 매우 높은 농도의 황산은 공기로부터 습기를 흡수하는 경향이 있으며 취급이 위험하다. 따라서, 가장 바람직한 양태에서, 황산의 농도는 약 12 내지 13몰이며, 이는, 상기 에칭액에 물을 안전하게 첨가할 수 있을 정도로 충분히 묽으면서 플라스틱의 에칭 속도를 최적화시킬 수 있을 만큼 충분히 강한 농도다. 이러한 황산 농도에서, 대략 0.08M 이하의 황산망간이 상기 에칭의 바람직한 작업 온도에서 용해될 수 있다. 최적의 에칭을 위해, 용액 중의 망간 이온의 농도는 달성될 수 있을 만큼 높아야 한다.As described herein, in a preferred embodiment, the acid is sulfuric acid. The concentration of sulfuric acid is preferably about 9 moles to about 15 moles. The concentration of sulfuric acid is important in this process. At a concentration of less than about 9 moles, the etch rate slows, and when more than about 14 moles, the solubility of manganese ions in the solution is low. In addition, very high concentrations of sulfuric acid tend to absorb moisture from the air and are dangerous to handle. Thus, in a most preferred embodiment, the concentration of sulfuric acid is from about 12 to 13 moles, a concentration that is sufficiently dilute to be able to safely add water to the etchant and strong enough to optimize the etch rate of the plastic. At this sulfuric acid concentration, manganese sulfate of about 0.08 M or less can be dissolved at the desired operating temperature of the etch. For optimal etching, the concentration of manganese ions in the solution should be high enough to be attainable.

망간(Ⅱ) 이온은 바람직하게는 황산망간, 탄산망간 및 수산화망간으로 이루어진 그룹으로부터 선택되지만 당해 기술분야에 공지된 망간(Ⅱ) 이온의 다른 유사한 공급원 또한 본 발명의 실행에 있어서 유용할 수 있다. 망간(Ⅱ) 이온의 농도는 약 0.005몰 내지 포화 농도의 범위일 수 있다. 하나의 양태에서, 전해질은 또한 콜로이드성 이산화망간을 포함한다. 이는, 용액 중의 망간(Ⅲ)의 불균등화의 자연적인 결과로서 어느 정도 형성될 수 있거나, 의도적으로 첨가될 수 있다.The manganese (II) ion is preferably selected from the group consisting of manganese sulfate, manganese carbonate and manganese hydroxide, but other similar sources of manganese (II) ions known in the art may also be useful in the practice of the present invention. The concentration of the manganese (II) ion may range from about 0.005 mole to the saturation concentration. In one embodiment, the electrolyte also comprises colloidal manganese dioxide. This can be formed to some extent as a natural result of the disproportionation of manganese (III) in solution, or it can be intentionally added.

망간(Ⅲ) 이온은 전기화학적 수단에 의해 망간(Ⅱ) 이온의 산화에 의해 편리하게 생성될 수 있다. 또한, 전해질이 어떠한 과망간산염 이온도 함유하지 않는 것이 일반적으로 바람직할 수 있다.Manganese (III) ions can be conveniently generated by oxidation of manganese (II) ions by electrochemical means. It may also be generally desirable that the electrolyte not contain any permanganate ions.

또 다른 양태에서, 본 발명은, 도금가능한 플라스틱을 일정 기간 동안 준안정 황산염 복합체에 침지시켜 상기 도금가능한 플라스틱의 표면을 에칭시킴을 포함한다. 하나의 양태에서, 도금가능한 플라스틱은 30 내지 80℃의 온도에서 용액에 침지된다. 에칭 속도는 온도와 함께 증가하며, 50℃ 미만에서 느려진다. 온도의 상한은 에칭되는 플라스틱의 성질에 의해 결정된다. ABS는 70℃ 초과에서 변형(distortion)되기 시작하므로, 바람직한 양태에서, 특히 ABS 물질을 에칭시키는 경우. 전해질의 온도는 약 50 내지 약 70℃로 유지시킨다. 전해질 중의 플라스틱의 침지 시간은 바람직하게는 약 20분 내지 약 30분이다.In another aspect, the present invention comprises dipping a platable plastic into a metastable sulphate complex for a period of time to etch the surface of the platable plastic. In one embodiment, the platable plastic is immersed in the solution at a temperature of 30 to 80 占 폚. The etch rate increases with temperature and slows below 50 ° C. The upper limit of the temperature is determined by the nature of the plastic being etched. In the preferred embodiment, especially when ABS material is etched, since ABS begins to distort above 70 ° C. The temperature of the electrolyte is maintained at about 50 to about 70 < 0 > C. The immersion time of the plastic in the electrolyte is preferably about 20 minutes to about 30 minutes.

이러한 방식으로 에칭된 제품(article)들을, 도금된 플라스틱을 위한 통상의 전처리를 사용하여 후속적으로 전착시키거나, 플라스틱의 에칭된 표면을 사용하여 페인트, 락커 또는 기타의 표면 피막의 접착성을 증강시킬 수 있다.In this way, the etched articles are subsequently electrodeposited using conventional pretreatment for plated plastic, or the etched surface of the plastic is used to enhance the adhesion of paint, lockers or other surface coatings .

하기 실시예들에 기재된 바와 같이, 본 발명의 발명자들은, 순환 전압 전류법(cyclic voltammetry)에 의해, 본 발명의 에칭액에 사용되는 망간(Ⅱ) 이온의 농도에서 산화가 확산 조절되어, 전해식 산화 공정 동안 에칭 용액의 그만큼 효율적인 교반이 필요함을 밝혀내었다.As described in the following embodiments, the inventors of the present invention have found that oxidation can be diffusion-controlled by the cyclic voltammetry at the concentration of manganese (II) ions used in the etching solution of the present invention, It has been found that efficient agitation of the etching solution during the process is required.

또 다른 바람직한 양태에서, 본 발명은 일반적으로, 도금가능한 플라스틱을 에칭시킬 수 있는 전해질에 관한 것이며, 당해 전해질은 산 용액 중의 망간(Ⅲ)의 용액을 포함한다. 산 용액은 바람직하게는 황산이다.In another preferred embodiment, the present invention generally relates to an electrolyte capable of etching a platable plastic, wherein said electrolyte comprises a solution of manganese (III) in an acid solution. The acid solution is preferably sulfuric acid.

본 명세서에 기재된 전해조에 유용한 애노드와 캐소드는 각종 물질들을 포함할 수 있다. 캐소드는 백금, 백금화(platinized) 티탄, 니오븀, 산화이리듐 피복된 티탄, 및 납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 양태에서, 캐소드는 백금 또는 백금화 티탄을 포함한다. 또 다른 바람직한 양태에서, 캐소드는 납을 포함한다. 애노드 또한 백금화 티탄, 백금, 이리듐/탄탈 산화물, 니오븀 또는 기타의 적합한 물질을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 백금 또는 백금화 티탄이다.The anodes and cathodes useful in the electrolytic cell described herein may include various materials. The cathode may comprise a material selected from the group consisting of platinum, platinized titanium, niobium, iridium-coated titanium, and lead. In one preferred embodiment, the cathode comprises platinum or titanium platinum. In another preferred embodiment, the cathode comprises lead. The anode may also include titanium platinum, platinum, iridium / tantalum oxide, niobium or other suitable material, preferably platinum or titanium platinum.

또 다른 바람직한 양태에서, 본 발명의 발명자들은, 애노드가 유리질 탄소를 포함할 수 있다는 것과, 유리질 탄소 애노드의 사용이 상업적으로 적합한 전극을 제공한다는 것을 밝혀내었다. 본 발명자들은, 망간(Ⅲ) 이온과 강한 황산(즉, 9 내지 15몰)의 배합물이 ABS 플라스틱을 에칭시킬 수 있지만, 에칭액은 망간(Ⅲ) 이온을 생성하는데 필요한 전극에 대해 매우 공격적이기도 함을 발견하였다. 특히, 티탄 기판을 갖는 애노드는 에칭액에 의해 빠르게 열화(degradation)될 수 있다.In another preferred embodiment, the inventors of the present invention have found that the anode may comprise a glassy carbon and that the use of a glassy carbon anode provides a commercially suitable electrode. The present inventors have found that although a combination of manganese (III) ions and strong sulfuric acid (i.e., 9-15 moles) can etch ABS plastic, the etchant is also very aggressive to the electrodes required to produce manganese (III) ions Respectively. In particular, an anode having a titanium substrate can be rapidly degraded by an etching solution.

따라서, 더욱 적합한 전극 물질을 알아내기 위한 시도로, 납 및 흑연을 포함한 또 다른 각종 전극 물질들이 시험되었다. 납은 (캐소드로서 사용하기에 적합한 것으로 밝혀졌지만) 애노드로서 사용되는 경우 에칭액에 의해 빠르게 공격받는다는 것과, 흑연 애노드는 신속하게 부스러지는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 유리질 탄소 및 망상 유리질 탄소는 더욱 로버스트(robust)한 것으로 밝혀졌으며, 바람직하게는 0.1 내지 0.4A/d㎡(공칭 표면적을 기준으로 하여)의 전류가 인가되는 경우 망간(Ⅲ) 이온을 생성시킬 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 유리질 탄소로 이루어진 애노드가 전극으로서 사용될 수 있다. 또한, 유리질 탄소 및 망상 유리질 탄소는 상업적 용도에서 전극으로서 사용하기에 비용 효율적이지 못하기 때문에, 애노드는 직조 탄소 섬유로부터 제조될 수 있는 것으로 추가로 밝혀졌다.Thus, in an attempt to find a more suitable electrode material, various other electrode materials, including lead and graphite, have been tested. It has been found that lead is rapidly attacked by the etchant when used as an anode (although found to be suitable for use as a cathode), and the graphite anode is quickly broken down. However, it has been found that the vitreous carbon and the network vitreous carbon are more robust, and when manganese (III) ions are applied when a current of 0.1 to 0.4 A / dm 2 (based on the nominal surface area) is applied, Can be generated. Thus, as described herein, an anode made of glassy carbon can be used as an electrode. It has further been found that the anode can be made from woven carbon fibers, since the vitreous carbon and the reticulated vitreous carbon are not cost effective to use as electrodes in commercial applications.

탄소 섬유는 폴리아크릴로니트릴(PAN)의 섬유로부터 제조된다. 이러한 섬유는 승온에서의 산화 공정을 거치고, 이어서, 불활성 대기에서 매우 높은 온도에서 탄화 단계를 거친다. 이어서, 탄소 섬유는 시트로 직조되며, 이는 통상적으로 각종 수지 시스템들과 조합하여 사용되어, 고강도 부재를 생성시킨다. 또한, 탄소 섬유 시트는 우수한 전기전도도를 갖고, 상기 섬유는 통상적으로 터보스트래틱(turbostratic)(즉, 불규칙한 층) 구조를 갖는다. 이론에 결부시키고자 하는 아니지만, 본 발명의 발명자들은 이것이 탄소 섬유를 전극으로서 매우 효과적이게 만드는 구조인 것으로 사료한다. 격자 내의 SP2 하이브리드화 탄소 원자들은 우수한 전기전도도를 제공하는 한편, SP3 하이브리드화 탄소 원자들은 흑연 층들을 함께 결합시켜, 이들을 제자리에 고정시키고, 이에 따라, 우수한 내약품성을 제공한다.Carbon fibers are made from fibers of polyacrylonitrile (PAN). These fibers undergo oxidation at elevated temperatures and then undergo carbonization at very high temperatures in an inert atmosphere. The carbon fibers are then woven into a sheet, which is typically used in combination with various resin systems to produce high strength members. In addition, the carbon fiber sheet has excellent electrical conductivity, and the fiber typically has a turbostratic (i.e., irregular layer) structure. Although not intending to be bound by theory, the present inventors believe that this is a structure that makes carbon fibers highly effective as electrodes. The SP 2 hybridized carbon atoms in the lattice provide good electrical conductivity while the SP 3 hybridized carbon atoms bond the graphite layers together and lock them in place, thus providing excellent chemical resistance.

본 발명의 전극에 사용하기에 바람직한 물질은, 95% 이상의 탄소를 함유하고 수지로 함침되지 않은 직조 탄소 섬유를 포함한다. 취급 및 제직 공정(weaving process)을 용이하게 하기 위해, 탄소 섬유를 통상적으로 에폭시 수지로 사이징시키며, 이는 상기 섬유 중량의 2% 이하를 차지할 수 있다. 이러한 낮은 퍼센티지에서, 전극으로서 사용되는 경우, 에폭시 사이징은 상기 에칭의 높은 황산 함량에 의해 신속하게 제거된다. 이는 상기 에칭액의 초기의 약간의 변색을 초래할 수 있지만, 성능에 영향을 미치지는 않는다. 이러한 초기 "런닝 인(running in)" 스테이지 후에, 애노드는 전해질에 대해 저항성인 것으로 보이며, 망간(Ⅱ) 이온을 망간(Ⅲ)으로 산화시키는데 효과적이다.Preferred materials for use in the electrodes of the present invention include woven carbon fibers that contain at least 95% carbon and are not impregnated with a resin. To facilitate handling and weaving processes, carbon fibers are typically sized with epoxy resin, which can account for less than 2% of the fiber weight. At these low percentages, when used as electrodes, the epoxy sizing is quickly removed by the high sulfuric acid content of the etch. This may result in some initial discoloration of the etchant, but does not affect performance. After this initial "running in" stage, the anode appears to be resistant to electrolytes and is effective in oxidizing manganese (II) ions to manganese (III).

애노드는, 전기 접촉을 위해 제조된 설비를 사용하여 적합한 프레임 내에 직조 탄소 섬유 물질을 마운팅함으로써 제작할 수 있다. 망간(Ⅲ) 이온의 생성시 캐소드로서 탄소 섬유를 사용하는 것이 또한 가능하지만, 특히, 비분할된 전해조가 사용되는 경우 캐소드가 애노드보다 훨씬 작기 때문에 납을 사용하는 것이 더욱 편리하다.The anode can be fabricated by mounting a woven carbon fiber material within a suitable frame using equipment made for electrical contact. It is also possible to use carbon fibers as cathodes in the production of manganese (III) ions, but it is more convenient to use lead, especially since the cathodes are much smaller than the anode when an unseparated electrolyzer is used.

또한, 망간(Ⅲ) 이온의 효율적인 생산을 위해, 일반적으로, 캐소드 면적에 비해 큰 애노드 면적을 사용하는 것이 필요하다. 바람직하게는, 애노드 대 캐소드의 면적 비는 적어도 약 10:1이다. 이러한 수단으로, 캐소드는 전해질에 직접 침지시킬 수 있으며, 분할된 전해조를 갖는 것이 필요하지 않다(상기 공정은 분할된 전해조 배열로 작동하지만, 이는 불필요한 복잡성 및 비용을 초래할 것이다).In addition, for efficient production of manganese (III) ions, it is generally necessary to use a larger anode area than the cathode area. Preferably, the area ratio of anode to cathode is at least about 10: 1. By this means, the cathode can be immersed directly in the electrolyte and it is not necessary to have a partitioned electrolyzer (the process operates with a partitioned cell array, but this will result in unnecessary complexity and cost).

또 다른 바람직한 양태에서, 또한 본 발명은 일반적으로,In yet another preferred embodiment,

산 용액 중의 망간(Ⅲ) 이온을 포함하는 전해질 용액; An electrolyte solution containing manganese (III) ions in an acid solution;

상기 전해질 용액과 접촉하는 캐소드; 및 A cathode in contact with the electrolyte solution; And

상기 전해질 용액과 접촉하는 애노드(여기서, 상기 애노드는 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소, 직조 탄소 섬유들, 및 이들 중의 하나 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함한다)An anode in contact with the electrolyte solution, wherein the anode comprises a material selected from the group consisting of vitreous carbon, reticulated vitreous carbon, woven carbon fibers, and combinations of one or more of the foregoing.

를 포함하는 전해조에 관한 것이다.To the electrolytic bath.

이하에서 본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 참고로 하여 예시될 것이다:The invention will now be illustrated by reference to the following non-limiting examples:

비교 compare 실시예Example 1: One:

12.5몰 황산(500ml) 중의 0.08몰 황산망간(Ⅱ)의 용액을 70℃로 가열하고, 도금가능한 등급의 ABS 조각을 상기 용액에 침지시켰다. 상기 용액에 침지시킨지 1시간이 지난 후에도, 상기 시험 패널은 식별가능하게 에칭되지 않았으며, 세정시, 상기 표면은, "습윤"되지 않았고, 파괴되지 않은 수막을 지지하지 못했다.A solution of 0.08 mole manganese (II) sulfate in 12.5 moles sulfuric acid (500 ml) was heated to 70 占 폚 and a platable grade ABS piece was immersed in the solution. Even after 1 hour of immersion in the solution, the test panel was not discernibly etched and the surface was not "wet" during rinsing and failed to support the undamaged water film.

실시예Example 1: One:

1d㎡ 면적의 백금화 티탄 애노드와 표면적 0.01d㎡의 백금화 티탄 캐소드를 상기 용액에 침지시키고 200mA의 전류를 5시간 동안 인가함으로써, 비교 실시예 1의 용액을 전기분해시켰다.The solution of Comparative Example 1 was electrolyzed by immersing a titanium anode platinum of 1 dm 2 in area and a platinum titanium cathode having a surface area of 0.01 dm 2 in the solution and applying an electric current of 200 mA for 5 hours.

이러한 전기분해 기간 동안, 상기 용액은 거의 무색에서 매우 진한 자주색/적색으로 변색되는 것으로 관찰되었다. 어떠한 과망간산염 이온도 존재하지 않는 것으로 확인되었다.During this electrolysis period, the solution was observed to be discolored from almost colorless to very dark purple / red. It was confirmed that no permanganate ions were present.

이어서, 상기 용액을 70℃로 가열하고, 도금가능한 등급의 ABS 조각을 상기 용액에 침지시켰다. 10분의 침지 후, 상기 시험편은, 완전히 습윤되었으며, 세정 후 파괴되지 않은 수막을 지지하였다. 20분의 침지 후, 상기 샘플을 물로 세정하고, 건조시키고, 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 검사하였다. 이러한 검사 결과, 상기 시험편이 상당히 에칭되었으며 다수의 에치 핏(etch pit)들이 눈에 보이는 것으로 밝혀졌다.The solution was then heated to 70 DEG C and a plated grade ABS piece was immersed in the solution. After 10 minutes of immersion, the test piece supported a water film that was completely wet and not destroyed after rinsing. After immersion for 20 minutes, the sample was washed with water, dried and examined using a scanning electron microscope (SEM). These tests revealed that the test piece was significantly etched and a number of etch pits were visible.

실시예Example 2: 2:

12.5M 황산과 0.08M 황산망간(Ⅱ)을 함유하는 용액을, 백금화 티탄 애노드를 사용하여 0.2A/d㎡의 전류 밀도에서 전기분해하였다. 상기 애노드에서 생성된 Mn(Ⅲ) 이온의 캐소드 환원을 방지하기 위해, 상기 애노드 면적의 1% 미만의 면적을 갖는 백금화 티탄 캐소드를 사용하였다. 전기분해는 충분한 쿨롱(coulomb)이 통과하여 모든 망간(Ⅱ) 이온이 망간(Ⅲ)으로 산화되도록 하기에 충분할 만큼 오랫동안 수행되었다. 생성된 용액은 진한 체리퍼플색/적색이었다. 이 단계 동안 어떠한 과망간산염 이온도 발생하지 않았다. 이는 가시 분광법에 의해 또한 확인되었으며, Mn(Ⅲ) 이온은 과망간산염의 용액과는 완전히 상이한 흡수 스펙트럼을 생성하였다.A solution containing 12.5 M sulfuric acid and 0.08 M manganese sulfate (II) was electrolyzed at a current density of 0.2 A / dm 2 using a titanium-platinum anode. A titanium platinum cathode having an area of less than 1% of the anode area was used to prevent cathode reduction of Mn (III) ions generated in the anode. The electrolysis was performed long enough to allow sufficient coulombs to pass through to oxidize all manganese (II) ions to manganese (III). The resulting solution was dark cherry purple / red. No permanganate ion was generated during this step. This was also confirmed by visible spectroscopy, and Mn (III) ion produced a completely different absorption spectrum from the solution of permanganate salt.

실시예Example 3: 3:

실시예 3에 상기한 바와 같이 제조된 에칭 용액을 자기 교반기/핫플레이트 위에서 65 내지 70℃로 가열하고, ABS의 시험재를 20분 내지 30분의 시간 동안 상기 용액에 침지시켰다. 이러한 시험재들 중의 일부는 SEM으로 시험하였으며, 일부는 통상의 도금으로 플라스틱 전처리 순서로 가공하였다(M-중화의 환원, 예비침지, 활성화, 가속화, 무전해 니켈, 25 내지 30마이크론의 구리 도금). 이어서, 이러한 시험재들을 어닐링(annealing)시키고, 인스트론(Instron) 기기를 사용하여 박리 강도를 시험하였다.The etching solution prepared as described above in Example 3 was heated to 65-70 占 폚 on a magnetic stirrer / hot plate and the test piece of ABS was immersed in the solution for 20 minutes to 30 minutes. Some of these test materials were tested with SEM and some were processed in plastic pretreatment sequence (M-neutralization reduction, pre-dipping, activation, accelerated, electroless nickel, 25-30 micron copper plating) . These test materials were then annealed and tested for peel strength using an Instron instrument.

30분 동안 도금한 시험재들 위에서 수행한 박리 강도 시험 결과, 박리 강도가 약 1.5 내지 4N/cm로 가변적이라는 것이 입증되었다.The peel strength test conducted on the test materials plated for 30 minutes proved that the peel strength was variable from about 1.5 to 4 N / cm.

각종 회전 속도에서 0.196㎠의 표면적을 갖는 백금 회전 디스크 전극(RDE: rotating disk electrode)을 사용하여 12.5M 황산과 0.08M 황산망간을 함유하는 용액으로부터 순환 전압 전류도(cyclic voltammogram)를 얻었다. 모델 263A 정전압 정전류기(potentiostat) 및 은/염화은 참조 전극을 RDE와 함께 사용하였다.A cyclic voltammogram was obtained from a solution containing 12.5 M sulfuric acid and 0.08 M manganese sulfate using a rotating disk electrode (RDE) having a surface area of 0.196 cm 2 at various rotational speeds. A Model 263A constant-voltage potentiostat and a silver / silver chloride reference electrode were used with the RDE.

모든 경우에, 전방(forward) 스캔은 대략 1.6V vs. Ag/AgCl에서 피크를 나타낸 다음 대략 1.75V까지 평탄역(plateau)을 유지하다가 전류 증가를 나타내었다. 역방(reverse) 스캔은 유사한 평탄역을 야기하였다(약간 더 낮은 전류 및 대략 1.52V의 피크에서). 전극 로테이션 속도에 대한 이러한 결과의 상관성은 물질 수송 조절(mass transport control)이 메카니즘에서 주요 인자임을 나타낸다. 평탄역은 Mn(Ⅲ) 이온이 전기화학적 산화에 의해 형성되는 잠재적인 범위를 나타낸다.In all cases, the forward scan is approximately 1.6V vs.. Ag / AgCl peaked and then maintained a plateau of approximately 1.75 V until the current increased. The reverse scan caused a similar flattening (with slightly lower current and a peak of about 1.52V). The correlation of these results to the electrode rotation rate indicates that mass transport control is a key factor in the mechanism. The flattened region represents the potential range in which Mn (III) ions are formed by electrochemical oxidation.

정전압 정전류 스캔(potentiostatic scan)은 1.7V에서 수행하였다. 전류가 초기에 떨어진 다음 시간 경과에 따라 증가하는 것으로 관찰되었다. 당해 전위에서의 전류 밀도는 0.15 내지 0.4A/d㎡로 다양하였다.The constant-voltage constant-current scan (potentiostatic scan) was performed at 1.7V. It was observed that the current increased with the passage of time after the initial fall. The current density at this potential varied from 0.15 to 0.4 A / dm 2.

당해 실험 후, 0.3A/d㎡의 정전류 밀도(constant current density)에서 정전류 측정(galvanostatic measurement)을 실시하였다. 초기에, 인가된 전류 밀도는 약 1.5V의 전위까지 달성되었지만, 실험이 진행됨에 따라, 약 2400초 후, 약 1.75V로의 전위 증가가 관찰되었다.After the experiment, a galvanostatic measurement was carried out at a constant current density of 0.3 A / dm 2. Initially, the applied current density was achieved up to a potential of about 1.5 V, but as the experiment progressed, a potential increase to about 1.75 V was observed after about 2400 seconds.

10분 이상 동안 에칭시킨 후, ABS 시험재의 표면은 완전히 습윤되며 세정 후 파괴되지 않은 수막을 지지하는 것으로 관찰되었다. 20분 또는 30분의 기간 후, 상기 패널은 두드러지게 에칭되었다.After etching for more than 10 minutes, the surface of the ABS test material was observed to support the water film completely wetted and not destroyed after rinsing. After a period of 20 minutes or 30 minutes, the panel was noticeably etched.

비교 compare 실시예Example 2: 2:

흑연을 포함하고 1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 전극을, 65℃의 온도에서 12.5M 황산 중의 0.08M의 황산망간을 함유하는 용액 500mL에 침지시켰다. 이러한 전해조에서 캐소드는, 0.1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 납의 조각이었다. 0.25amp의 전류를 상기 전해조에 인가하여, 0.25A/d㎡의 공칭 애노드 전류 밀도와 2.5A/d㎡의 공칭 캐소드 전류 밀도를 제공하였다.An electrode containing graphite and having a nominal measured surface area of 1 dm 2 was immersed in 500 ml of a solution containing 0.08 M manganese sulfate in 12.5 M sulfuric acid at a temperature of 65 ° C. In this electrolytic cell, the cathode was a piece of lead with a nominal measurement surface area of 0.1 dm 2. A current of 0.25 amps was applied to the electrolyzer to provide a nominal anode current density of 0.25 A / dm 2 and a nominal cathode current density of 2.5 A / dm 2.

흑연 애노드는 1시간 미만의 전기분해 내에 신속하게 부서지고 분해되는 것으로 관찰되었다. 또한, 망간(Ⅱ) 이온에서 망간(Ⅲ)으로의 산화는 관찰되지 않았다.The graphite anode was observed to break down quickly and degrade in less than one hour of electrolysis. In addition, manganese (II) No oxidation from ion to manganese (III) was observed.

비교 compare 실시예Example 3: 3:

혼합된 탄탈/이리듐 산화물 피막(50% 산화탄탈, 50% 산화이리듐)으로 피복된 티탄 기판을 포함하고 1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 전극을, 65℃의 온도에서 12.5M 황산 중의 0.08M 황산망간을 함유하는 용액 500mL에 침지시켰다. 이러한 전해조에서 캐소드는, 0.1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 납의 조각이었다. 0.25amp의 전류를 상기 전해조에 인가하여, 0.25A/d㎡의 공칭 애노드 전류 밀도와 2.5A/d㎡의 공칭 캐소드 전류 밀도를 제공하였다.Electrodes containing a titanium substrate coated with a mixed tantalum / iridium oxide coating (50% tantalum oxide, 50% iridium oxide) and having a nominal measurement surface area of 1 dm 2 were coated with 0.08 M manganese sulfate ≪ / RTI > In this electrolytic cell, the cathode was a piece of lead with a nominal measurement surface area of 0.1 dm 2. A current of 0.25 amps was applied to the electrolyzer to provide a nominal anode current density of 0.25 A / dm 2 and a nominal cathode current density of 2.5 A / dm 2.

망간(Ⅲ)이 상기 용액 중에서 신속하게 형성되며, 상기 생성된 용액은 ABS 플라스틱을 에칭시킬 수 있고, 상기 처리된 플라스틱의 후속 전기도금시 우수한 접착성을 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다. 그러나, 2주 동안의 작업(8시간/일 동안 상기 용액을 전기분해시킴) 시간 후, 상기 피막이 티탄 기판으로부터 벗겨지며 상기 티탄 기재 자체가 상기 용액에 용해되는 것으로 관찰되었다.It has been observed that manganese (III) is formed rapidly in the solution and that the resulting solution can etch ABS plastic and produce good adhesion upon subsequent electroplating of the treated plastic. However, after a period of 2 weeks of operation (electrolysis of the solution for 8 hours / day), the coating peels off the titanium substrate and the titanium substrate itself is observed to dissolve in the solution.

비교 compare 실시예Example 4: 4:

백금으로 피복된 티탄 기판을 포함하고 1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 전극을, 65℃의 온도에서 12.5M 황산 중의 0.08M 황산망간을 함유하는 용액 500mL에 침지시켰다. 이러한 전해조에서 캐소드는, 0.1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 납의 조각이었다. 0.25amp의 전류를 상기 전해조에 인가하여, 0.25A/d㎡의 공칭 애노드 전류 밀도와 2.5A/d㎡의 공칭 캐소드 전류 밀도를 제공하였다.An electrode containing a titanium substrate coated with platinum and having a nominal measured surface area of 1 dm 2 was immersed in 500 ml of a solution containing 0.08 M manganese sulfate in 12.5 M sulfuric acid at a temperature of 65 ° C. In this electrolytic cell, the cathode was a piece of lead with a nominal measurement surface area of 0.1 dm 2. A current of 0.25 amps was applied to the electrolyzer to provide a nominal anode current density of 0.25 A / dm 2 and a nominal cathode current density of 2.5 A / dm 2.

망간(Ⅲ)이 상기 용액 중에서 신속하게 형성되며, 상기 생성된 용액은 ABS 플라스틱을 에칭시킬 수 있고, 상기 처리된 플라스틱의 후속 전기도금시 우수한 접착성을 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다. 그러나, 2주 동안의 작업(8시간/일 동안 상기 용액을 전기분해시킴) 시간 후, 상기 피막이 티탄 기판으로부터 벗겨지며 상기 티탄 기재 자체가 상기 용액에 용해되는 것으로 관찰되었다.It has been observed that manganese (III) is formed rapidly in the solution and that the resulting solution can etch ABS plastic and produce good adhesion upon subsequent electroplating of the treated plastic. However, after a period of 2 weeks of operation (electrolysis of the solution for 8 hours / day), the coating peels off the titanium substrate and the titanium substrate itself is observed to dissolve in the solution.

실시예Example 4: 4:

유리질 탄소를 포함하고 0.125d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 전극을, 65℃의 온도에서 12.5M 황산 중의 0.08M 황산망간을 함유하는 용액 100mL에 침지시켰다. 이러한 전해조에서 캐소드는, 0.0125d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 백금 와이어의 조각이었다. 0.031amp의 전류를 상기 전해조에 인가하여, 0.25A/d㎡의 공칭 애노드 전류 밀도와 2.5A/d㎡의 공칭 캐소드 전류 밀도를 제공하였다. An electrode containing glassy carbon and having a nominal measured surface area of 0.125 dm 2 was immersed in 100 ml of a solution containing 0.08 M manganese sulfate in 12.5 M sulfuric acid at a temperature of 65 캜. In this electrolytic cell, the cathode was a piece of platinum wire with a nominal measured surface area of 0.0125 dm 2. A current of 0.031 amps was applied to the cell to provide a nominal anode current density of 0.25 A / dm 2 and a nominal cathode current density of 2.5 A / dm 2.

망간(Ⅲ)이 상기 용액 중에서 신속하게 형성되며, 상기 생성된 용액은 ABS 플라스틱을 에칭시킬 수 있고, 상기 처리된 플라스틱의 후속 전기도금시 우수한 접착성을 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다. 상기 전극은, 연장된 전기분해의 기간까지 영향을 받지 않는 것으로 보였다.It has been observed that manganese (III) is formed rapidly in the solution and that the resulting solution can etch ABS plastic and produce good adhesion upon subsequent electroplating of the treated plastic. The electrode did not appear to be affected until the extended electrolysis period.

실시예Example 5: 5:

직조 탄소 섬유(1.5%의 에폭시 사이징을 갖는 Panex 35 50K Tow, 제조원: 더 졸텍 코포레이션(the Zoltek Corporation))의 조각을 포함하는 전극을 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)로 제작된 플라스틱 프레임에 장착하였다. 1d㎡의 공칭 측정 면적을 갖는 상기 전극을, 65℃의 온도에서 12.5M 황산 중의 0.08M 황산망간을 함유하는 용액 500mL에 침지시켰다. 이러한 전해조에서 캐소드는, 0.1d㎡의 공칭 측정 표면적을 갖는 납의 조각이었다. 0.25amp의 전류를 상기 전해조에 인가하여, 0.25A/d㎡의 공칭 애노드 전류 밀도와 2.5A/d㎡의 공칭 캐소드 전류 밀도를 제공하였다.An electrode comprising a piece of woven carbon fiber (Panex 35 50K Tow with 1.5% epoxy sizing, the Zoltek Corporation) was mounted on a plastic frame made of polyvinylidene fluoride (PVDF) . The electrode with a nominal measuring area of 1 dm 2 was immersed in 500 ml of a solution containing 0.08 M manganese sulfate in 12.5 M sulfuric acid at a temperature of 65 ° C. In this electrolytic cell, the cathode was a piece of lead with a nominal measurement surface area of 0.1 dm 2. A current of 0.25 amps was applied to the electrolyzer to provide a nominal anode current density of 0.25 A / dm 2 and a nominal cathode current density of 2.5 A / dm 2.

망간(Ⅲ)이 상기 용액 중에서 신속하게 형성되며, 상기 생성된 용액은 ABS 플라스틱을 에칭시킬 수 있고, 상기 처리된 플라스틱의 후속 전기도금시 우수한 접착성을 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다. 상기 전극은, 연장된 전기분해의 기간까지 영향을 받지 않는 것으로 보였다. 이러한 전극을 사용하여 2주에 걸쳐 전기분해를 실시하였으며, 관찰할 수 있는 열화는 검지되지 않았다. 이러한 물질의 낮은 비용과 쉽게 입수 가능하다는 점으로 인해, 당해 물질은 다수의 상업적 용도에 적합하다.It has been observed that manganese (III) is formed rapidly in the solution and that the resulting solution can etch ABS plastic and produce good adhesion upon subsequent electroplating of the treated plastic. The electrode did not appear to be affected until the extended electrolysis period. Electrolysis was carried out using these electrodes for 2 weeks and no observable deterioration was detected. Due to the low cost of these materials and their availability, they are suitable for a number of commercial applications.

이러한 실험 결과들은, 비교적 높은 농도의 황산 중의 망간(Ⅱ) 이온을 사용하는 전기합성(electrosynthesis) 및 백금 또는 백금화 티탄 애노드를 사용하는 낮은 전류 밀도에서의 작업에 의해 망간(Ⅲ) 이온이 생산될 수 있음을, 그리고 유리질 탄소 또는 탄소 섬유 애노드를 사용함에 의한 상기 공정의 추가의 개선을 실현할 수 있음을 입증한다.These experimental results show that manganese (III) ions are produced by electrosynthesis using manganese (II) ions in relatively high concentrations of sulfuric acid and by working at low current densities using platinum or titanium platinum anodes And further improvement of the process by using a glassy carbon or carbon fiber anode can be realized.

Claims (36)

산의 용액 중의 망간(Ⅲ) 이온을 포함하는 전해질 용액;
상기 전해질 용액과 접촉하는 캐소드(cathode); 및
상기 전해질 용액과 접촉하는 애노드(anode)
를 포함하고,
상기 애노드는 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소(reticulated vitreous carbon), 직조 탄소 섬유(woven carbon fiber), 및 이들 중의 하나 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하고,
상기 애노드의 전류 밀도는 0.1 내지 0.4A/d㎡인, 전해조(electrolytic cell).
An electrolyte solution containing manganese (III) ions in a solution of an acid;
A cathode in contact with the electrolyte solution; And
An anode contacting the electrolyte solution,
Lt; / RTI >
Wherein the anode comprises a material selected from the group consisting of vitreous carbon, reticulated vitreous carbon, woven carbon fiber, and combinations of one or more of the foregoing,
Wherein the anode has a current density of 0.1 to 0.4 A / dm 2.
제1항에 있어서, 상기 애노드가 유리질 탄소를 포함하는, 전해조.The electrolytic cell of claim 1, wherein the anode comprises glassy carbon. 제1항에 있어서, 상기 애노드가 직조 탄소 섬유를 포함하는, 전해조.The electrolytic cell of claim 1, wherein the anode comprises woven carbon fibers. 제3항에 있어서, 상기 직조 탄소 섬유가 터보스트래틱 구조(turbostratic structure)를 갖는, 전해조.4. An electrolyzer according to claim 3, wherein the woven carbon fibers have a turbostratic structure. 제1항에 있어서, 상기 산의 용액이 황산의 용액을 포함하는, 전해조.The electrolytic cell of claim 1, wherein the solution of acid comprises a solution of sulfuric acid. 제3항에 있어서, 상기 직조 탄소 섬유가, 상기 직조 탄소 섬유의 중량을 기준으로 하여, 95% 이상의 탄소를 포함하는, 전해조.4. An electrolytic cell according to claim 3, wherein said woven carbon fibers comprise at least 95% carbon, based on the weight of said woven carbon fibers. 제1항에 있어서, 상기 캐소드가 백금, 백금화(platinized) 티탄, 이리듐/탄탈 산화물, 니오븀 및 납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는, 전해조.The electrolytic cell of claim 1, wherein the cathode comprises a material selected from the group consisting of platinum, platinized titanium, iridium / tantalum oxide, niobium, and lead. 제7항에 있어서, 상기 캐소드가 납을 포함하는, 전해조.8. The electrolytic cell of claim 7, wherein the cathode comprises lead. 제5항에 있어서, 상기 산의 용액이 9 내지 15몰(molar) 황산을 포함하는, 전해조.6. An electrolytic cell according to claim 5, wherein the solution of acid comprises from 9 to 15 moles of sulfuric acid. 전해조에 산 용액 중의 망간(Ⅱ) 이온의 용액을 포함하는 전해질을 제공하는 단계로서, 상기 전해조는 애노드와 캐소드를 포함하고, 상기 애노드는 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소 및 직조 탄소 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 단계;
상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 전류를 인가하는 단계로서, 상기 애노드의 전류 밀도는 0.1 내지 0.4A/d㎡인 단계; 및
상기 전해질을 산화시켜 망간(Ⅲ) 이온을 형성하는 단계로서, 상기 망간(Ⅲ) 이온은 준안정성 복합체를 형성하는 단계
를 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.
Providing an electrolyte in the electrolytic bath comprising a solution of manganese (II) ions in an acid solution, said electrolytic bath comprising an anode and a cathode, wherein the anode is selected from the group consisting of vitreous carbon, reticulated vitreous carbon and woven carbon fiber Comprising the steps of:
Applying an electric current between the anode and the cathode, wherein the current density of the anode is 0.1 to 0.4 A / dm 2; And
(III) ion by oxidizing the electrolyte, wherein the manganese (III) ion forms a metastable complex
(II) ion to manganese (III) ion.
제10항에 있어서, 상기 산 용액이 황산을 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion according to claim 10, wherein the acid solution contains sulfuric acid. 제10항에 있어서, 상기 산 용액이 9 내지 15몰 황산 용액을 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, wherein the acid solution comprises a 9 to 15 moles sulfuric acid solution, from a manganese (II) ion to a manganese (III) ion. 제10항에 있어서, 도금가능한 플라스틱을 일정 시간 기간 동안 상기 준안정성 복합체와 접촉시켜 상기 도금가능한 플라스틱을 에칭시키는 단계를 추가로 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, further comprising the step of contacting the platable plastic with the metastable composite for a period of time to etch the platable plastic. Oxidation method. 제12항에 있어서, 상기 황산이 12 내지 13몰의 농도를 갖는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation according to claim 12, wherein the sulfuric acid has a concentration of 12 to 13 moles from manganese (II) ion to manganese (III) ion. 제10항에 있어서, 상기 망간(Ⅱ) 이온이 황산망간, 탄산망간 및 수산화망간으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물로부터 유도되는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation according to claim 10, wherein the manganese (II) ion is derived from a compound selected from the group consisting of manganese sulfate, manganese carbonate and manganese hydroxide, from manganese (II) ion to manganese (III) ion. 제10항에 있어서, 상기 용액이 콜로이드성 이산화망간을 추가로 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, wherein the solution further comprises a colloidal manganese manganese. 11. The method of claim 10, wherein the solution further comprises colloidal manganese dioxide. 제10항에 있어서, 상기 전해질 중의 망간(Ⅱ) 이온의 농도가 0.005몰 내지 포화 농도인, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method for electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion according to claim 10, wherein the concentration of manganese (II) ion in the electrolyte is 0.005 mol to a saturation concentration. 제10항에 있어서, 상기 캐소드가 백금, 백금화 티탄, 이리듐/탄탈 산화물, 니오븀 및 납으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, wherein the cathode comprises a material selected from the group consisting of platinum, titanium platinum, iridium / tantalum oxide, niobium and lead, an electrochemical oxidation method from manganese (II) . 제18항에 있어서, 상기 캐소드가 납을 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.19. The method of electrochemical oxidation of manganese (II) ions to manganese (III) ions according to claim 18, wherein the cathode comprises lead. 제18항에 있어서, 상기 캐소드가 백금화 티탄 또는 백금을 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.19. The method of electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion according to claim 18, wherein the cathode contains titanium platinum or platinum. 제10항에 있어서, 상기 애노드가 유리질 탄소를 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion according to claim 10, wherein the anode comprises glassy carbon. 제10항에 있어서, 상기 애노드가 직조 탄소 섬유를 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, wherein the anode comprises a woven carbon fiber, from a manganese (II) ion to a manganese (III) ion. 제22항에 있어서, 상기 직조 탄소 섬유가 터보스트래틱 구조를 갖는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.23. The method of claim 22, wherein the woven carbon fibers have a turbo-static structure, from electrochemical oxidation of manganese (II) ions to manganese (III) ions. 제22항에 있어서, 상기 직조 탄소 섬유가 폴리아크릴로니트릴의 섬유로부터 제조된 것인, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.23. The method of claim 22, wherein the woven carbon fibers are made from fibers of polyacrylonitrile, from electrochemical oxidation of manganese (II) ions to manganese (III) ions. 제22항에 있어서, 상기 직조 탄소 섬유가, 상기 탄소 섬유의 중량을 기준으로 하여, 95% 이상의 탄소를 포함하고, 2% 미만의 수지로 함침되는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.23. The method of claim 22, wherein the woven carbon fiber comprises manganese (II) ions and manganese (III) ions, wherein the woven carbon fibers comprise 95% or more carbon and are impregnated with less than 2% / RTI > 제10항에 있어서, 상기 애노드의 면적이 상기 캐소드의 면적보다 큰, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation according to claim 10, wherein the area of the anode is larger than the area of the cathode, from manganese (II) ion to manganese (III) ion. 제10항에 있어서, 상기 전해질의 온도가 30℃ 내지 80℃로 유지되는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.11. The method of claim 10, wherein the temperature of the electrolyte is maintained between 30 DEG C and 80 DEG C, from electrochemical oxidation of manganese (II) ions to manganese (III) ions. 제10항에 있어서, 상기 전해질이 어떠한 과망간산염도 함유하지 않는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of electrochemical oxidation of manganese (II) ion to manganese (III) ion according to claim 10, wherein the electrolyte does not contain any permanganate salts. 제13항에 있어서, 상기 도금가능한 플라스틱이 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌/폴리카보네이트를 포함하는, 망간(Ⅱ) 이온으로부터 망간(Ⅲ) 이온으로의 전기화학적 산화 방법.The method of claim 13, wherein the platable plastic comprises an electrochemical oxidation method from manganese (II) ion to manganese (III) ion, comprising acrylonitrile-butadiene-styrene or acrylonitrile-butadiene-styrene / polycarbonate . 플라스틱 부품(part)을, 망간(Ⅲ) 이온과 산을 포함하는 용액과 접촉시킴을 포함하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법으로서, 상기 망간(Ⅲ) 이온이 준안정성 복합체를 형성하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.A method of etching a plastic part comprising contacting a plastic part with a solution comprising manganese (III) ions and an acid, wherein the manganese (III) ion forms a metastable complex, Way. 제30항에 있어서, 상기 산이 황산을 포함하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.31. The method of claim 30, wherein the acid comprises sulfuric acid. 제31항에 있어서, 상기 산이 9 내지 15몰 황산을 포함하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.32. The method of claim 31, wherein the acid comprises from 9 to 15 moles sulfuric acid. 제30항 내지 제32항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 부품이 ABS를 포함하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.33. A method according to any one of claims 30 to 32, wherein the plastic part comprises ABS. 제30항 내지 제32항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 망간(Ⅲ)이, 망간(Ⅱ)의 전해식 산화에 의해 상기 용액 중에 생산되는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.32. A method according to any one of claims 30 to 32, wherein the manganese (III) is produced in the solution by electrolytic oxidation of manganese (II). 제34항에 있어서, 상기 전해식 산화가 상기 용액 중에서 애노드에서 발생하며, 상기 애노드가 유리질 탄소, 망상 유리질 탄소 또는 직조 탄소 섬유를 포함하는, 플라스틱 부품의 에칭 방법.35. The method of claim 34, wherein the electrolytic oxidation occurs at the anode in the solution, and wherein the anode comprises glassy carbon, reticulated vitreous carbon, or woven carbon fibers. 삭제delete
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