KR102473510B1 - 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법 - Google Patents

플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102473510B1
KR102473510B1 KR1020220117931A KR20220117931A KR102473510B1 KR 102473510 B1 KR102473510 B1 KR 102473510B1 KR 1020220117931 A KR1020220117931 A KR 1020220117931A KR 20220117931 A KR20220117931 A KR 20220117931A KR 102473510 B1 KR102473510 B1 KR 102473510B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plastic material
plating
plating layer
nickel
solution
Prior art date
Application number
KR1020220117931A
Other languages
English (en)
Inventor
차윤봉
지민구
지민수
Original Assignee
주식회사 성진로지스
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 주식회사 성진로지스 filed Critical 주식회사 성진로지스
Priority to KR1020220117931A priority Critical patent/KR102473510B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102473510B1 publication Critical patent/KR102473510B1/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
    • C25D5/627—Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • 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
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/22—Roughening, e.g. by etching
    • C23C18/24—Roughening, e.g. by etching using acid aqueous solutions
    • 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
    • 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
    • C25D5/14—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium two or more layers being of nickel or chromium, e.g. duplex or triplex layers
    • 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
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

본 발명은 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플라스틱 소재를 도금 후 레이저를 이용하여 도금층을 산화시킴으로써 마킹하여 원하는 그래픽을 다양한 색상으로 내식성, 내마모성의 저하 없이 선명하게 구현할 수 있는, 마킹 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 상기 마킹 방법은, 플라스틱 소재를 사출 성형하는 단계; 상기 사출 성형된 플라스틱 소재를 계면활성제 및 황산을 포함하는 탈지 용액에 침지하여 탈지하는 단계; 상기 탈지한 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계; 상기 화학적 에칭한 플라스틱 소재를 하이드라진을 포함하는 산성 용액에 침지하여 중화하는 단계; 상기 중화한 플라스틱 소재를 산성 용액에 침지하여 2차 중화하는 단계; 상기 2차 중화한 플라스틱 소재를 팔라듐을 포함하는 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리하는 단계; 상기 촉매 처리한 플라스틱 소재를 무전해 니켈 도금하여 상기 플라스틱 소재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 구리 도금하는 단계; 상기 구리 도금한 플라스틱 소재를 니켈 도금하는 단계; 상기 니켈 도금한 플라스틱 소재를 크롬 도금하는 단계; 및 상기 크롬 도금한 플라스틱 소재에 레이저를 조사함으로써 마킹하는 단계;를 포함한다.

Description

플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법{MARKING METHOD TO EXPRESS VARIOUS COLORS ON PLASTIC PLATING SURFACE USING LASER}
본 발명은 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플라스틱 소재를 도금 후 레이저를 이용하여 도금층을 산화시킴으로써 마킹하여 원하는 그래픽을 다양한 색상으로 내식성, 내마모성의 저하 없이 선명하게 구현할 수 있는, 마킹 방법에 관한 것이다.
폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴 리부틸렌텔레프탈레이트(polybutyleneterephthalate, PBT) 등의 소위 플라스틱 소재는, 가볍고 녹슬지 않으며 금속과 같은 기계적 성질이 있을 뿐만 아니라 그 성형이 용이하여, 그 용도가 계속 확대되고 있는 고분자 수지이다.
상기 플라스틱 소재는 재질의 중량이 가볍고, 사출 성형으로 제품의 형상화가 용이한 장점이 있으며, 생산 비용 측면에서 금속보다 저렴한 장점이 있으나, 전기 전도가 필요한 부품의 경우에는 부도체인 플라스틱으로 제조하기 곤란하며, 내부식성, 내부식성이 떨어지며, 금속에 비해 광택 또는 재질감을 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
이에, 상기 플라스틱 소재를 개선할 목적으로 표면에 금속층을 도금하는 방법이 있다. 상기 도금방법으로는 전기 도금, 양극 산화 피막 처리, 인산염 피막처리, 무전해 도금 등이 있으며, 그 중 무전해 도금방법은 유기용제를 이용하여 상기 소재의 표면을 에칭하고 촉매 금속을 흡착한 뒤 무전해 도금하여 진행된다.
그러나, 상기 플라스틱 소재 중 ABS 수지는 자연상태에 방치하였을 때 그 물성이 급격히 떨어지는 약점 즉 내후성이 약하다는 문제점이 있으므로, 더 양호한 물성을 가진 수지의 개발이 요구되게 되었으며, 뛰어난 내충격성과 내후성을 가지고 있는 폴리카보네이트(PC)가 어느 정도 이러한 조건들을 만족시켜주는 재료로서 최근 그 사용량이 증가하고 있으나, ABS 수지와는 달리 단일 성분계로 구성되고 있어 에칭이 어렵고, 극성도 띄고 있지 않으므로 ABS 수지의 도금공정으로는 도금이 불가능하다.
또한, 종래 도금 방법들은 도금되는 금속과 플라스틱 소재와의 밀착 불량으로 인한 신뢰성 저하는 물론, 정밀한 패턴을 형성할 수 없는 등 여러가지 문제점을 함께 지니고 있다.
한편, 레이저 마킹은 플라스틱 소재나 금속 표면에 예를 들어 제조일자 또는 제조자에 대한 정보와 같은 제품과 관련된 정보, 또는 수려한 외관을 나타내기 위해 원하는 디자인을 각인하기 위하여 사용될 수 있다.
그러나, 상기 서술한 플라스틱과 같은 소재의 경우, 표면에 레이저가 조사되는 경우 거품이 발생되어 백색 마킹이 되거나, 또는 마킹 주변의 원하지 않은 변화가 발생되어 선명도가 낮아져 레이저 마킹이 어려운 것으로 인식되어 왔다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0029458호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 제품과 같이 플라스틱 소재에 광택 또는 재질감을 나타낼 수 있으면서도, 원하는 그래픽을 다양한 색상으로 내식성, 내마모성의 저하 없이 선명하게 마킹할 수 있으며, 그에 따라 수려한 외관을 나타낼 수 있도록 하는, 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 플라스틱 소재를 사출 성형하는 단계; 상기 사출 성형된 플라스틱 소재를 계면활성제 및 황산을 포함하는 탈지 용액에 침지하여 탈지하는 단계; 상기 탈지한 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계; 상기 화학적 에칭한 플라스틱 소재를 하이드라진을 포함하는 산성 용액에 침지하여 중화하는 단계; 상기 중화한 플라스틱 소재를 산성 용액에 침지하여 2차 중화하는 단계; 상기 2차 중화한 플라스틱 소재를 팔라듐을 포함하는 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리하는 단계; 상기 촉매 처리한 플라스틱 소재를 무전해 니켈 도금하여 상기 플라스틱 소재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 구리 도금하는 단계; 상기 구리 도금한 플라스틱 소재를 니켈 도금하는 단계; 상기 니켈 도금한 플라스틱 소재를 크롬 도금하는 단계; 및 상기 크롬 도금한 플라스틱 소재에 레이저를 조사함으로써 마킹하는 단계;를 포함하는, 플라스틱 소재의 마킹 방법에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 플라스틱 소재는, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 설파이드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 에테르, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르 에테르 케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 탈지된 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계는, 6가 크롬 및 산성 용액을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 니켈 도금은, 광택 니켈 도금, 반광택 니켈 도금, 무광 니켈 도금, MP 니켈 도금, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 크롬 도금은, 화이트 크롬 도금 또는 다크 크롬 도금을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 플라스틱 소재에 도금층을 밀착력 있게 도금할 수 있으며, 도금 후 레이저를 통해 도금층을 산화시킴으로써 원하는 그래픽을 다양하고 화려한 색상으로 마킹하여 구현할 수 있다. 또한, 우수한 내구성과 내식성, 내화학성을 나타내어 마킹 후에도 그래픽과 색상의 변색 없이 오랜 기간동안 유지할 수 있다는 장점을 갖는다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 마킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마킹 방법에 따라 마킹된 소재를 나타낸 이미지이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 측면은, 플라스틱 소재를 사출 성형하는 단계; 상기 사출 성형된 플라스틱 소재를 계면활성제 및 황산을 포함하는 탈지 용액에 침지하여 탈지하는 단계; 상기 탈지한 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계; 상기 화학적 에칭한 플라스틱 소재를 하이드라진을 포함하는 산성 용액에 침지하여 중화하는 단계; 상기 중화한 플라스틱 소재를 산성 용액에 침지하여 2차 중화하는 단계; 상기 2차 중화한 플라스틱 소재를 팔라듐을 포함하는 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리하는 단계; 상기 촉매 처리한 플라스틱 소재를 무전해 니켈 도금하여 상기 플라스틱 소재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 구리 도금하는 단계; 상기 구리 도금한 플라스틱 소재를 니켈 도금하는 단계; 상기 니켈 도금한 플라스틱 소재를 크롬 도금하는 단계; 및 상기 크롬 도금한 플라스틱 소재에 레이저를 조사함으로써 마킹하는 단계;를 포함하는, 플라스틱 소재의 마킹 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 플라스틱 소재에 도금층을 밀착력 있게 도금할 수 있으며, 도금 후 레이저를 통해 도금층을 산화시킴으로써 원하는 그래픽을 다양하고 화려한 색상으로 마킹하여 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 마킹된 소재는 우수한 내구성과 내식성, 내화학성을 나타내어 마킹 후에도 그래픽과 색상의 변색 없이 오랜 기간동안 유지할 수 있다는 장점을 갖는다.
이하, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 마킹 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 플라스틱 소재를 사출 성형한다. 상기 단계는 원하는 제품의 크기, 디자인에 따라 필요로 하는 형상을 사출 성형하는 것으로, 통상의 공지된 방법 중에서 선택적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 플라스틱 소재는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene Sulfide, PPS), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC/ABS), 폴리아미드(polyamide, PI), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리에테르 이미드(polyether imide, PEI), 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether keton, PEEK), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 구체적으로는, 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 또는 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PC/ABS)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다음으로, 상기 사출 성형된 플라스틱 소재를 계면활성제 및 황산을 포함하는 탈지 용액에 침지하여 탈지한다. 상기 탈지 단계를 통해 상기 플라스틱 표면에 붙어있는 이물질, 유지분, 및 피막들이 제거되는 것일 수 있으며, 상기 계면활성제는 예를 들어, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 양이온성 계면활성제는 모노에틸아민, 모노에탄올아민, 모노부틸아민, 모노메틴아민, 모노이소프로필아민, 사이클로헥실아민, 아닐린, 1-나프릴아민, 디페닐아민, 디사이클로헥실아민, N-메틴아닐린, 피페리딘, 피리딘, 디에틸아민, 디에탄올아민, 에틸렌디아민, 디부틸아민, 디메틸아민, 디이소프로필아민, 피페라진, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 트리부틸아민, 트리메틸아민, 디에틸트리아민, 1,3,5-트리아미노벤젠, 트리에틸렌테트라아민, 아미도아민, 이미다졸린, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 비이온성 계면활성제는 알코올 알콕시레이트(AE), 알킬페놀 에톡시레이트(APE), 알킬폴리글리코사이드, 아민옥사이드, 알카놀아미드, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 황산의 농도는 약 1 내지 약 65% 범위일 수 있다. 만약 상기 황산의 농도가 약 1% 미만일 경우 상기 플라스틱 소재 표면에 잔존하는 이물질, 유지분, 또는 피막들이 충분히 제거되지 않을 수 있으며, 황산의 농도가 약 65%를 초과할 경우 플라스틱 소재의 손상이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 탈지된 플라스틱 소재를 에칭 용액을 이용하여 화학적 에칭한다. 상기 화학적 에칭을 통해 상기 플라스틱 소재의 표면을 일부 녹여 미세한 요철을 형성시킬 수 있으며, 미세한 요철이 형성되어 갈고리 효과(anchoring effect)에 의하여 추후 도금되는 도금층과의 밀착력이 향상될 수 있다. 상기 화학적 에칭 단계는, 통상적으로 화학적 에칭에 사용되는 에칭 용액 및 에칭 조건이라면 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학적 에칭은 6가 크롬 및 산성 용액을 이용하여 수행될 수 있으며, 구체적으로, 6가 크롬 및 황산 수용액을 이용하여 에칭되는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 화학적 에칭한 플라스틱 소재를 하이드라진을 포함하는 산성 용액에 침지하여 상기 플라스틱 표면에 스며든 6가 크롬을 중화한다. 상기 중화 단계를 통해 상기 6가 크롬에 의한 공정 오염 및 노화를 방지할 수 있으며, 상기 중화는 산성 용액, 예를 들어, 염산 수용액, 질산 수용액, 황산 수용액, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 산성 용액을 이용하여 수행되는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 산성 용액은 염산 수용액 및 하이드라진을 포함하는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 중화한 플라스틱 소재를 산성 용액에 침지하여 2차 중화(프리딥)한다. 상기 프리딥 단계를 통해 추후 이어지는 금속 촉매 처리 단계에 사용되는 촉매 용액을 보호할 수 있고, 상기 촉매 용액에 포함되는 산성 용액의 농도를 유지시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 2차 중화(프리딥)에 사용되는 산성 용액은 염산 수용액 또는 황산 수용액을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 프리딥 단계는 상기 플라스틱 소재를 염산 수용액에 약 10 초 내지 약 60 초 동안 침지하여 수행될 수 있으며, 만약 약 10 초 미만으로 침지될 경우 프리딥에 의한 효과가 미미할 수 있고, 약 60 초를 초과할 경우 플라스틱 소재에 손상이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 2차 중화된 플라스틱 소재를 팔라듐을 포함하는 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리한다. 상기 중화된 플라스틱 소재를 팔라듐 촉매 용액에 침지함으로써, 상기 플라스틱 소재에 음전하를 나타내는 금속 촉매가 흡착되어 전도성을 부여할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 촉매 용액은 팔라듐 촉매가 산성 용액, 예를 들어 염산 수용액 또는 황산 수용액에 용해되어 있는 것일 수 있으며, 구체적으로는, 상기 촉매 용액은 염화팔라듐, 황산팔라듐, 불화팔라듐, 질산팔라듐, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나의 팔라듐 촉매가 염산 수용액 또는 황산 수용액에 용해되어 있는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 촉매 용액은 환원제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 환원제는 하이포아인산나트륨, 하이드라진 하이드레이트, 디메틸아민보란, 수소화붕소나트륨, 하이드록실아민 설페이트, 포름산, 포름알데히드, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 촉매 용액은 환원제를 포함함으로써, 상기 촉매 용액이 산화되는 것을 방지하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 촉매 용액이 산화되는 것을 방지하기 위하여 산화 방지제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화 방지제는 시트르산, 갈릭산, 초산, 아스코르브산, 말릭산, 하이드록시벤조산, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리된 플라스틱 소재를 무전해 니켈 도금하여 상기 플라스틱 소재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성한다. 이 때, 상기 무전해 니켈 도금의 원리는 화학 도금으로서, 상기 플라스틱 소재를 무전해 니켈염, 구연산염, 및 환원제를 포함하는 도금 용액이 담긴 도금조에 담금으로써 상기 플라스틱 소재에 니켈 코팅층이 화학적 환원에 의해 연속적으로 석출 및 성장하여 도금된다.
일 실시예에 있어서, 상기 무전해 니켈염은 니켈 클로라이드, 황산 니켈, 니켈 브롬화물, 니켈 플루오르화 붕산염, 니켈 술포네이트, 니켈 알킬 술포네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있으며, 상기 구연산염은 구연산, 구연산나트륨, 구연산삼암모늄, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 환원제는 차아인산 나트륨을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 무전해 니켈염은 황산 니켈을, 상기 구연산염은 구연산나트륨을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도금 용액은 프로피온산 및 만델산을 추가 포함할 수 있다. 상기 프로피온산 및 만델산은 니켈 화합물의 침전을 방지함과 동시에, 니켈의 석출 반응을 적당한 속도로 조절하는 착화제 역할을 하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무전해 니켈 도금은 2회 반복하여 실시되는 것일 수 있다. 상기 니켈 도금이 2회 반복되어 실시됨으로써, 무전해 니켈 도금층의 두께가 상승되어 내식성이 향상되고, 접지부와의 밀착력이 향상되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무전해 니켈 도금층의 두께는 도금 온도 및 도금 처리 시간에 따라 변화될 수 있으며, 구체적으로는 약 0.05 μm 내지 약 5.0 μm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 활성화 용액에 침지하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 활성화 용액에 침지하는 단계를 추가적으로 수행함으로써, 니켈 부동태 피막 및 이물질들을 추가적으로 제거하여 추후 구리 도금 시 발생할 수 있는 불량을 최소화시킬 수 있고, 추후 수행되는 금속 도금층과의 밀착력을 향상시켜 층간 들뜸 현상을 방지하여 제품의 내구성을 증진시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 활성화 용액은 불화물계 산성 용액, 황산나트륨, 및 알루미늄 분말을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 활성화 용액 100 중량부에 대하여, 상기 불산 약 30 내지 약 70 중량부, 황산나트륨 약 15 내지 약 55 중량부, 및 알루미늄 분말 약 1 내지 약 15 중량부가 포함될 수 있다.
상기 불산 수용액 및 황산나트륨은 상기 활성화 용액에서 니켈 산화 피막, 니켈 부동태 피막, 및 이물질 제거 역할을 하는 것으로, 상기 불산은 상기 활성화 용액 100 중량부 대비 약 30 내지 약 70 중량부로, 상기 황산나트륨은 상기 활성화 용액 100 중량부 대비 약 15 내지 약 55 중량부로 포함될 수 있다. 상기 불산이 약 30 중량부 미만, 또는 상기 황산나트륨이 약 15 중량부 미만으로 포함될 경우 활성화가 제대로 진행되지 않을 수 있으며, 상기 불산이 약 70 중량부, 또는 상기 황산나트륨이 약 55 중량부를 초과할 경우 식각 처리가 과하게 진행될 수 있다.
상기 알루미늄 분말은 상기 활성화 용액에서 전기 전도성을 향상시키기 위해 포함되는 것으로, 상기 활성화 용액 100 중량부 대비 약 1 내지 약 15 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 상기 알루미늄 분말이 약 1 중량부 미만으로 포함될 경우 전기 전도성 향상 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있으며, 약 15 중량부를 초과하여 포함될 경우 오히려 밀착력이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 활성화 단계는, 상기 불산 수용액, 황산나트륨, 및 알루미늄 분말을 모두 포함하는 활성화 용액을 이용하여 수행됨으로써, 상기 니켈 부동태 피막 및 이물질 등을 제거하여 추후 수행되는 금속 도금층과의 밀착력을 향상시켜 층간 들뜸 현상을 방지하여 제품의 내구성을 증진시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 활성화 용액에 침지하는 온도는 약 25℃ 내지 약 50℃ 범위일 수 있다. 만약 상기 활성화 용액에 침지하는 온도가 약 25℃ 미만일 경우 활성화에 의한 니켈 부동태 피막 및 이물질 제거 효과가 충분히 발휘되지 않을 수 있고, 약 50℃를 초과할 경우 기포가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 활성화 용액에 침지한 플라스틱 소재를 구리 도금하여 약 10 내지 약 50 μm 두께의 구리 도금층을 형성한다. 상기 구리 도금층은 플라스틱과 금속의 약 7 내지 약 8 배에 달하는 열팽창 계수차에 의한 수축을 흡수할 정도로 유연성이 뛰어나, 구리 도금에 의해 추후 수행되는 도금층과의 밀착력이 향상될 수 있다. 만약, 상기 구리 도금층이 약 10 μm 미만일 경우 추후 레이저를 통한 마킹 시 부풀거나 들뜨는 현상이 발생할 수 있고, 약 50 μm를 초과할 경우 마킹이 용이하게 수행되지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구리 도금은 상기 플라스틱 소재를 구리 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세하여 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 상기 구리 도금액은 황산구리(Ⅱ) 5수화물, 수산화나트륨, 및 포름알데히드를 포함하는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 구리 도금한 플라스틱 소재를 니켈 도금하여 약 1 내지 약 20 μm 두께의 니켈 도금층을 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 만약, 상기 니켈 도금층이 약 1 μm 미만일 경우 추후 레이저를 통한 마킹 시 부풀거나 들뜨는 현상이 발생할 수 있고, 약 20 μm를 초과할 경우 마킹이 용이하게 수행되지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 니켈 도금층은 평활성과 연성이 양호하고, 내식성이 뛰어나며, 상기 니켈 도금에 의해 층간 전위차를 향상시켜 내화학성 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 니켈 도금층의 두께에 따라 상기 니켈의 광택도가 조절될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 니켈 도금은 광택 니켈 도금, 반광택 니켈 도금, 무광 니켈 도금, MP 니켈 도금, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 반광택 니켈 도금, 광택 니켈 도금, 및 무광 니켈 도금이 순서대로 수행되는 것일 수 있다. 상기 반광택 니켈 도금은 하지 도금층으로서 평활성과 연성이 양호하므로, 내식성이 우수한 도금층을 형성할 수 있다. 다음으로 수행되는 광택 니켈 도금은 도금층에 니켈의 광택성과 백색에 칼라를 부여하며, 높은 강도를 나타내어 내마모성을 향상시키고 기계적인 강도 및 경도를 제공할 수 있다. 다음으로 수행되는 무광 니켈 도금은 약 0.2 내지 약 0.8 ┢m 크기의 비전도성 미립자를 첨가시켜 무광택 및 유백색의 컬러를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 있어서, 추후 이어지는 크롬 도금층의 하지층으로서 상기 니켈 도금층을 형성하는 단계를 추가 포함함에 따라, 내부식성 및 내화학성을 증대시킬 수 있으며, 뛰어난 광택감을 부여할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 니켈 도금은 상기 구리 도금된 플라스틱 소재를 니켈 도금액에 각각 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세하여 진행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 구리 도금된 플라스틱 소재를 반광택 니켈 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세하고, 그 후 광택 니켈 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세하며, 다음으로 무광 니켈 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세함으로써 반광택 니켈 도금, 광택 니켈 도금, 및 무광 니켈 도금이 순서대로 수행되는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 니켈 도금한 플라스틱 소재를 크롬 도금한다. 상기 구리 도금 및 니켈 도금한 플라스틱 소재의 최종 도금층으로서 크롬 도금을 진행함에 따라, 화려한 색상을 부여하여 심미성을 향상시킬 수 있으며, 변색을 방지하고 내식성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 크롬 도금은 화이트 크롬 도금 또는 다크 크롬 도금으로 진행될 수 있으며, 상기 구리 도금 및 니켈 도금된 플라스틱 소재를 크롬 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세함으로써 약 0.2 내지 약 10 ┢m 두께의 크롬 도금층을 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 크롬 도금은 6가 크롬 도금 또는 3가 크롬 도금으로 진행될 수 있으며, 상기 구리 도금 및 니켈 도금된 플라스틱 소재를 크롬 도금액에 약 10 분 내지 약 120 분 동안 침지 후 수세함으로써 약 0.2 내지 약 10 μm 두께의 크롬 도금층을 형성할 수 있다. 만약, 상기 크롬 도금층이 약 0.2 μm 미만일 경우 추후 레이저를 통한 마킹 시 부풀거나 들뜨는 현상이 발생할 수 있고, 약 10 μm를 초과할 경우 마킹이 용이하게 수행되지 않을 수 있다.
바람직하게, 상기 탈지 단계, 화학적 에칭 단계, 중화 단계, 촉매 처리 단계, 무전해 도금 단계, 활성화 용액 처리 단계, 및 금속 도금 단계에서 선택된 적어도 하나의 각 단계 사이에는, 상기 플라스틱 소재를 물로 세척하는 수세 단계가 더욱 포함될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 크롬 도금한 플라스틱 소재를 후처리 용액에 침지하는 단계를 추가 포함할 수 있다. 상기 후처리 용액에 침지하는 단계는 크롬 도금한 플라스틱 소재의 표면에 잔재하는 이물질을 제거하고, 코팅을 통해 내구성 및 방청성을 향상시키며 변색을 방지하기 위해 수행되는 것으로, 상기 후처리 용액은 수용성 아크릴 에멀젼 약 65 중량%, 실리케이트 약 10 중량%, 증류수 약 10 중량%, 에탄올 약 13 중량%, 계면활성제 약 2 중량%를 포함하는 수성 방청 코팅액일 수 있다. 상기 서술한 중량%는 내구성 및 방청성을 가장 효율적으로 향상시키기 위해 도출된 것으로, 상기 중량%를 벗어날 경우 내구성 및 방청성의 향상이 충분히 발휘되지 않을 수 있다.
다음으로, 상기 크롬 도금한 플라스틱 소재 또는 크롬 도금 후 후처리 용액에 침지한 플라스틱 소재에 레이저를 조사하여 마킹한다. 상기 마킹은 레이저 조사를 통해 플라스틱 소재의 금속 도금층을 금속 산화시켜 수행되는 것으로, 금속 도금층의 두께와 레이저 조사의 조건에 따라 다양한 칼라와 패턴이 용이하게 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구리 도금층, 니켈 도금층, 및 크롬 도금층을 모두 포함하는 금속 도금층의 두께는 총 18 μm 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 금속 도금층의 총 두께가 약 18 μm 미만일 경우, 레이저를 통한 마킹 시 부풀거나 들뜨는 현상이 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 구리 도금층의 두께는 약 10 μm 이상일 수 있으며, 니켈 도금층의 두께는 약 8 μm 이상일 수 있고, 크롬 도금층의 두께는 약 0.2 μm 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 플라스틱 소재와 상기 금속 도금층과의 부착력 기준은 약 5.0 N/cm 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 부착력이 약 5.0 N/cm 미만일 경우, 들뜸 현상 또는 부풀음 현상이 발생할 수 있고, 원하는 색상의 마킹이 불가능할 수 있다. 구체적으로, 상기 플라스틱 소재와 상기 금속 도금층과의 부착력 기준은 약 5.0 N/cm 내지 30.0 N/cm인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저의 마킹 속도(mark speed, jump speed)는 약 1 내지 5,000 mm/s 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 마킹 속도가 약 1 mm/s 미만일 경우 레이저에 의한 금속 산화가 충분히 진행되지 않을 수 있으며, 약 5,000 mm/s를 초과할 경우 불량이 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 마킹 속도는 300 내지 800 mm/s인 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저의 포인트상 피크 파워(Q frequency)는 약 1 내지 100 kHz인 것을 특징으로 할 수 있다. 만약, 상기 피크 파워가 약 1 kHz 미만일 경우 레이저에 의한 금속 산화가 충분히 진행되지 않을 수 있으며, 약 100 kHz를 초과할 경우 불량이 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 피크 파워는 약 5 내지 50 kHz인 것일 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
사출 성형하여 수득된 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PCABS) 소재를 양이온성 계면활성제로서 모노이소프로필아민 및 15% 농도 황산 수용액을 포함하는 50℃ 탈지 용액에 5 분간 침지하여 탈지시켰다. 상기 탈지된 플라스틱 소재를 6가 크롬(Hexavalent chromium)으로서 무수크롬산 480 g/L를 포함하는 20% 황산에서 1 분 동안 침지하여 화학적 에칭한 뒤 수세하였다. 그 후, 하이드라진 및 염산을 포함하는 수용액에 2 분 동안 침지하여 중화한 뒤 수세하고, 염산 수용액에 1 분간 침지하여 2차 중화(프리딥)한 후 수세하였다. 촉매 처리는 정제수에 염화팔라듐(0.3 g/L), 하이드라진 하이드레이트(1 g/L), 하이드록시벤조산(0.5 g/L)을 혼합한 수용액에 황산 수용액을 pH 2가 될 때까지 첨가하여 50℃의 촉매 용액을 만든 뒤, 상기 플라스틱 소재를 5 분 동안 침지하여 팔라듐을 흡착시켰다.
상기 촉매 처리를 진행한 플라스틱 소재에 니켈염으로서 황산 니켈 5 g/L, 구연산나트륨 45 g/L, 및 차아인산나트륨 38 g/L를 함유하는 65℃의 니켈 도금액에 30 분 동안 침지한 뒤 수세함으로써 약 1.0 μm 두께의 무전해 니켈 도금층을 2회 반복하여 형성하였다.
그 후 전기 도금법을 이용하여 차례대로 구리 도금(약 16 μm), 반광 니켈 도금, 광택 니켈 도금, 및 무광 니켈 도금(니켈 도금층 총 합: 약 12 μm), 및 화이트 크롬 도금(약 0.6 μm)을 진행하고, 수세한 뒤 건조하여 450 mm/s의 마킹 속도, 40 kHz의 피크 파워, 및 75%의 출력값으로 레이저를 조사함으로써 금속 산화를 통해 마킹을 진행하였다. 마킹이 완료된 플라스틱 소재를 실시예 1로 명명하였다.
[실시예 2]
사출 성형하여 수득된 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(PCABS) 소재를 양이온성 계면활성제로서 모노이소프로필아민 및 15% 농도 황산 수용액을 포함하는 50℃ 탈지 용액에 5 분간 침지하여 탈지시켰다. 상기 탈지된 플라스틱 소재를 6가 크롬(Hexavalent chromium)으로서 무수크롬산 480 g/L를 포함하는 20% 황산에서 1 분 동안 침지하여 화학적 에칭한 뒤 수세하였다. 그 후, 하이드라진 및 염산을 포함하는 수용액에 2 분 동안 침지하여 중화한 뒤 수세하고, 염산 수용액에 1 분간 침지하여 2차 중화(프리딥)한 후 수세하였다. 촉매 처리는 정제수에 염화팔라듐(0.3 g/L), 하이드라진 하이드레이트(1 g/L), 하이드록시벤조산(0.5 g/L)을 혼합한 수용액에 황산 수용액을 pH 2가 될 때까지 첨가하여 50℃의 촉매 용액을 만든 뒤, 상기 플라스틱 소재를 5 분 동안 침지하여 팔라듐을 흡착시켰다.
상기 촉매 처리를 진행한 플라스틱 소재에 니켈염으로서 황산 니켈 5 g/L, 구연산나트륨 45 g/L, 차아인산나트륨 38 g/L, 프로피온산 2.5 g/L, 및 만델산 2.5 g/L를 함유하는 65℃의 니켈 도금액에 30 분 동안 침지한 뒤 수세함으로써 약 1.0 μm 두께의 무전해 니켈 도금층을 2회 반복하여 형성하였다. 무전해 니켈 도금층 형성 후, 불산 68 중량%, 황산나트륨 26 중량%, 및 알루미늄 분말 6 중량%를 포함하는 40℃의 활성화 용액에 약 2 분 30 초 동안 침지한 뒤 수세하여 활성화 단계를 추가로 진행하였다.
다음으로 전기 도금법을 이용하여 차례대로 구리 도금(약 16 μm), 반광 니켈 도금, 광택 니켈 도금, 및 무광 니켈 도금(니켈 도금층 총 합: 약 12 μm), 및 화이트 크롬 도금(약 0.6 μm)을 진행하고, 수세한 뒤 450 mm/s의 마킹 속도, 40 kHz의 피크 파워, 및 75%의 출력값으로 레이저를 조사하여 금속 산화를 통해 마킹을 진행하였다. 마킹이 완료된 플라스틱 소재를 실시예 2로 명명하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 2의 방법과 동일하게 진행하되, 화이트 크롬 도금 후 수용성 아크릴 에멀젼 65 중량%, 실리케이트 10 중량%, 증류수 10 중량%, 에탄올 13 중량%, 계면활성제 2 중량%를 포함하는 수성 방청 코팅액에 10 분간 코팅한 후 건조하였고, 건조가 완료된 다음 450 mm/s의 마킹 속도, 40 kHz의 피크 파워, 및 75%의 출력값으로 레이저를 조사하여 금속 산화를 통해 마킹을 진행하였다. 마킹이 완료된 플라스틱 소재를 실시예 3으로 명명하였다.
[비교예]
실시예 1과 동일한 플라스틱 소재(PCABS)를 사출 성형하고, 이를 전기 도금법을 통해 구리 도금(약 8 μm) 및 화이트 크롬 도금(약 0.5 μm)을 진행하였다. 도금 후 수세한 뒤 450 mm/s의 마킹 속도, 40 kHz의 피크 파워, 및 75%의 출력값으로 레이저를 조사하여 금속 산화를 통해 마킹을 진행하였다. 마킹이 완료된 플라스틱 소재를 비교예로 명명하였다.
[실험예 1: 패턴의 선명도 비교 실험]
상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예에서 제조된 마킹된 플라스틱 소재 각각에 대하여, 암실에서 60 와트의 전구를 이용하여 빛을 비춘 뒤 상기 패턴과 색상을 육안으로 관찰하여 선명도를 관찰함으로써 선명도 비교 실험을 진행하였다. 평가 기준은 암실에서 패턴의 상세한 굴곡 및 정확한 색상까지 관찰할 수 있는 경우를 '5점'으로 하고, 육안으로 패턴과 색상을 식별하기 어려운 경우를 '0점'으로 하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
선명도 측정 결과 4점 4점 5점 1점
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 마킹된 플라스틱 소재의 경우 들뜨거나 부푸는 현상 없이 정확한 색상과 패턴의 미세한 부분까지 정확하게 관찰할 수 있을 정도로 우수한 선명도를 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 2: 내구성 비교 실험]
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예에서 마킹된 플라스틱 소재 각각의 내구성 테스트를 실시하였다. 내구성 테스트는 마킹이 완료된 플라스틱 소재를 -25℃의 기온에서 20 시간, 그 후 254 mm의 자외선에 약 15 분간 노출시킨 뒤, 외관을 육안으로 관찰하여 그 결과값을 기록하였다. 평가 기준은 외관의 변화가 일어나지 않은 경우를 '○'으로 하고, 15° 미만의 휨 현상 또는 그을음 현상, 또는 표면의 벗겨짐 현상 등이 나타난 경우를 '△'으로 하고, 심한 뒤틀림 및 갈변 현상이 나타난 경우를 '×'로 표시하였다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
내구성 측정 결과 △ ○ ○ ×
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 마킹된 플라스틱 소재의 경우 급격한 온도 변화 및 강한 자외선 조사에도 불구하고 강한 내구성을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 3: 밀착력 비교 실험]
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 비교예에서 마킹된 플라스틱 소재 각각의 밀착력 테스트를 실시하였다. 밀착력 테스트는 최종 마킹된 플라스틱 소재를 크로스-컷터(cross-cutter, YOSHIMITSU 사, MR-YCC1)를 이용하여 100 EA/1 cm2로 컷팅한 후, 접착테이프(3M 사, 810)를 부착한 뒤 이를 강제로 떼어내어 상기 접착테이프에 떨어지는 양을 측정하는 방법으로 부착력을 측정해 그 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
밀착력 측정 결과 4B 4B 5B 2B
일반적으로, 플라스틱 소재와 도금층과의 밀착력이 좋으면 도금층이 잘 떨어지지 않는다. 상기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 마킹된 플라스틱 소재의 경우, 마킹된 부분의 손상 없이 비교예에 비하여 높은 밀착력을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (5)

  1. 플라스틱 소재를 사출 성형하는 단계;
    상기 사출 성형된 플라스틱 소재를 모노이소프로필아민 및 15% 농도의 황산을 포함하는 탈지 용액에 침지하여 탈지하는 단계;
    상기 탈지한 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계;
    상기 화학적 에칭한 플라스틱 소재를 하이드라진을 포함하는 염산 수용액에 침지하여 중화하는 단계;
    상기 중화한 플라스틱 소재를 산성 용액에 침지하여 2차 중화하는 단계;
    상기 2차 중화한 플라스틱 소재를 염화팔라듐, 하이드라진 하이드레이트, 하이드록시 벤조산, 및 황산 수용액을 포함하는 50℃의 촉매 용액에 침지하여 촉매 처리하는 단계;
    상기 촉매 처리한 플라스틱 소재를 황산 니켈, 구연산 나트륨, 차아인산나트륨, 프로피온산, 및 만델산을 포함하는 도금 용액을 이용하여 무전해 니켈 도금하여 상기 플라스틱 소재의 표면에 무전해 니켈 도금층을 형성하는 단계;
    상기 무전해 니켈 도금층을 형성한 플라스틱 소재를 불산, 황산나트륨, 및 알루미늄 분말을 포함하는 25℃ 내지 50℃의 활성화 용액에 침지한 뒤 수세하여 활성화하는 단계;
    상기 활성화 용액에 침지한 플라스틱 소재를 구리 도금하여 구리 도금층을 형성하는 단계;
    상기 구리 도금한 플라스틱 소재를 반광 니켈 도금하여 반광 니켈 도금층을 형성하는 단계;
    상기 반광 니켈 도금한 플라스틱 소재를 광택 니켈 도금하여 광택 니켈 도금층을 형성하는 단계;
    상기 광택 니켈 도금한 플라스틱 소재를 무광 니켈 도금하여 무광 니켈 도금층을 형성하는 단계;
    상기 무광 니켈 도금한 플라스틱 소재를 화이트 크롬 도금하여 화이트 크롬 도금층을 형성하는 단계; 및
    상기 화이트 크롬 도금한 플라스틱 소재에 300 내지 800 mm/s의 마킹 속도 및 5 내지 50 kHz의 피크 파워를 갖는 레이저를 조사함으로써 마킹하는 단계;
    를 포함하는, 마킹 방법으로서,
    상기 활성화 용액은, 활성화 용액 전체 100 중량부를 기준으로 불산 30 내지 70 중량부, 황산나트륨 15 내지 55 중량부, 및 알루미늄 분말 1 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마킹 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 소재는,
    폴리카보네이트, 폴리페닐렌 설파이드, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리카보네이트/아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 에테르, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르 에테르 케톤, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 마킹 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탈지한 플라스틱 소재를 화학적 에칭하는 단계는,
    6가 크롬 및 산성 용액을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 마킹 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020220117931A 2022-09-19 2022-09-19 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법 KR102473510B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220117931A KR102473510B1 (ko) 2022-09-19 2022-09-19 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220117931A KR102473510B1 (ko) 2022-09-19 2022-09-19 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102473510B1 true KR102473510B1 (ko) 2022-12-02

Family

ID=84418005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220117931A KR102473510B1 (ko) 2022-09-19 2022-09-19 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102473510B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102572581B1 (ko) * 2023-05-12 2023-08-30 주식회사 성진로지스 레이져 및 uv코팅 활용한 도금방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070029458A (ko) 2005-09-09 2007-03-14 (주)삼영코넥 알루미늄 소재에 문자나 도형의 마킹방법
KR102218792B1 (ko) * 2020-12-02 2021-02-22 주식회사 성진로지스 레이저 관통 공법을 적용한 무전해 도금방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070029458A (ko) 2005-09-09 2007-03-14 (주)삼영코넥 알루미늄 소재에 문자나 도형의 마킹방법
KR102218792B1 (ko) * 2020-12-02 2021-02-22 주식회사 성진로지스 레이저 관통 공법을 적용한 무전해 도금방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102572581B1 (ko) * 2023-05-12 2023-08-30 주식회사 성진로지스 레이져 및 uv코팅 활용한 도금방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101637794B1 (ko) 금속 표면 및 금속 표면의 처리 방법
KR102473510B1 (ko) 플라스틱 도금 표면에 레이저를 이용하여 다양한 색상을 표현하는 마킹 방법
KR101047366B1 (ko) 금속 소재의 이중 표면처리 방법
KR100361239B1 (ko) 아연다이캐스트용마감처리방법및이방법에의해제조된아연다이캐스트제품
US3775266A (en) Process for forming resinous films on anodized aluminum substrates
US4445982A (en) Process for producing a design composed of two different materials on the surface of an object
KR102572581B1 (ko) 레이져 및 uv코팅 활용한 도금방법
JP5103574B2 (ja) ニッケルを使用しないめっき成形品の製造方法およびめっき成形品
KR102218792B1 (ko) 레이저 관통 공법을 적용한 무전해 도금방법
KR101543924B1 (ko) 발색 처리된 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘 발색 처리방법
JPH1018046A (ja) スライドファスナー又はそのチェーンの製造方法
JP5675303B2 (ja) ニッケルめっき浴およびこれを用いた電鋳型の製造方法
JPH02294490A (ja) 圧延銅箔の表面処理方法
KR102203905B1 (ko) 레이저 공법을 적용한 무전해 pc 도금방법
KR101801331B1 (ko) 전착 도장 방법
JP2666404B2 (ja) 装飾体の製造方法
KR101332301B1 (ko) 니켈 무함유 삼원합금 도금 및 3가 크롬 도금을 이용한 도금방법
KR100436597B1 (ko) 알루미늄 용융도금방법
KR101543925B1 (ko) 패터닝된 발색 마그네슘 및 이를 위한 마그네슘의 패터닝 방법
KR100912921B1 (ko) 내식성이 우수한 도금층과 그 형성방법 그리고 그 도금층을갖는 물품
TWI448590B (zh) 用於鋅與鋅合金鑄模構件之新穎無氰化物電鍍方法
KR20200086839A (ko) 내식성이 우수한 아연-니켈 합금 도금 방법
KR101680778B1 (ko) 마그네슘 합금재 표면에 대한 색상 부여 방법 및 이에 의해 제조된 마그네슘 합금재
KR101094338B1 (ko) 마그네슘합금 판재의 니켈도금방법
KR100431125B1 (ko) 마그네슘 및 마그네슘합금의 전처리공정을 통한 2중무전해 니켈 도금방법

Legal Events

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