KR20070021601A - 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성귀금속 도금 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 플라스틱 소재 상에 화학도금으로서 전도성을 부여시켜 주고 그 위에 순차적으로 동 도금, 은 도금을 행하고 그 위에 팔라듐, 루테늄, 로듐, 백금, 금 등의 귀금속 도금을 행하는 고 내식성 귀금속 도금 구조를 제공한다.

상술한 바와 같이 일반적으로 동 도금 위에 니켈도금과 크롬 도금 하던 것을 니켈 도금 대신 은 도금으로 또한, 크롬 도금 대신 로듐, 백금, 루테늄, 팔라듐, 금과 같은 귀금속 도금으로 대체하여 염수 환경에서의 부식 문제도 해결 될 뿐만 아니라 환경에 유해하지 않은 도금 공정을 제공하고, 니켈 알러지에 대한 문제도 해결할 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있었다.

부식 형성 억제 플라스틱 소재 고 내식성 귀금속 도금 구조 은 도금 산화환원전위값 루테늄

Description

부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조{Noble metal electroplating reducing corrosion}

도1은 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상의 귀금속 도금 구조

도2는 종래 기술에 의한 플라스틱 소재 상의 귀금속 도금 구조

도3은 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상의 귀금속 도금 제품의 염수분무시험 72시간 후 결과

도4는 종래 기술에 의한 플라스틱 소재 상의 귀금속 도금 제품의 염수분무시험 72시간 후 결과

본 발명은 염수 환경에서의 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조에 관한 것이다.

플라스틱은 크게 열가소성 수지와 열경화성 수지로 분류가 되는데 이 중 열가소성 수지는 ABS, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 등의 범용수지와 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리이미드(PI) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 분류할 수 있다.

이러한 플라스틱 중에서 도금에 적용하는 것은 대부분 ABS이며 최근에는 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 도금하기 어려운 엔지니어링 플라스틱에도 도금 기술이 개발되어 도금용으로서의 응용이 점차적으로 확대되고 있다.

일반적으로 플라스틱 상에 장식도금으로는 크롬 도금이 많이 적용되고 있는데 크롬 도금은 사출물의 표면 질감에 따라서 동 도금 - 광택 니켈 도금 - 크롬 도금 구조와 니켈 도금 - 크롬 도금(박도금) 구조로 분류할 수 있다.

전자는 도금면의 레벨링이 좋아서 광택도도 뛰어나지만 염수 환경에서 부식이 발생되기 쉬워서 중간 층인 니켈 도금 두께를 20㎛ 이상 피복시켜야 하는 단점이 있고, 후자는 염수 환경에서의 부식 발생은 어렵지만 도금 표면이 좋지 않다는 단점이 있다.

게다가 최근에는 환경 문제로 인하여 유해환경물질인 6가 크롬의 사용이 급격하게 제한되고 있는 실정이므로 이러한 크롬 도금을 귀금속 도금으로 대체하는 추세이다.

귀금속 도금은 주로 금속 소재 상에 적용이 되고 있는데, 그 도금 공정은 대체로 금속 소재 상에 동 도금 후 광택 니켈 도금을 행하고, 그 위에 귀금속 도금을 행하는 구조로 되어 있다.

그러나 이러한 도금 구조는 산화환원 전위값이 큰 귀한 금속인 동(E⁰= +0.345V) 도금과 귀금속(E⁰= +0.800V 이상) 도금층 사이에 산화환원 전위값이 낮은 비한 금속인 니켈(E⁰= -0.250V) 도금 층이 있어서 니켈 금속과 동 금속과의 산화환원 전위차( 0.595V ) 및 니켈 금속과 귀금속과의 산화환원 전위차( 1.050V 이상 )가 크기 때문에 염수 환경에서 갈바닉 부식이 진행되어 청록이 발생하는 문제가 있다.

그리고 플라스틱 소재 상에 귀금속 도금을 하기 위해서는 우선적으로 부도체인 플라스틱 소재에 전도성을 부여하기 위하여 습식공정을 이용하여 화학도금을 행하는데, 이러한 화학도금을 하기 위한 표면 조정 과정에서는 핀홀이 다량으로 발생되는 단점이 있다.

이러한 핀홀은 염수 환경에서 염소 이온이 도금 층에 존재하는 핀홀을 통하여 귀금속 도금의 하지층으로 침투하여 하지층에서의 부식을 형성시키는 원인이 되기도 한다.

따라서 도금 제품에 내식성을 향상시키기 위하여 상술한 염수 환경에서의 갈바닉 부식을 줄이기 위한 도금 방법 및 도금 층에서의 핀홀 생성을 억제하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 목적은, 도금 공정 중에 핀홀을 감소시키고, 구성되어진 도금 층 계면에서의 갈바닉 부식을 억제하여 염수 환경에서 부식 형성을 억제하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라스틱 소재의 귀금속 도금 방법은 다른 금속들에 비하여 경도가 높고 하드한 성질로 인하여 화학 도금에서 발생된 핀홀이 제거 되기 어려운 니켈(E⁰= -0.250V) 도금 대신 소프트하면서도 동(E⁰= +0.345V)과 같은 귀한 금속이면서도 동 금속과 전위차가 적어 동 도금과 합금성이 뛰어난 은(E⁰= +0.800V) 도금 공정을 적용하거나 또는 은-동 합금 도금을 적용한 후 은 도금을 행하여 동 도금 층 위에 좀 더 치밀한 도금 구조를 이루어 염소 이온이 침투할 수 있는 핀홀을 감소시키며, 또한 산화환원 전위값이 낮고 비한 금속인 니켈 도금 공정을 귀한 금속인 은 도금 공정으로 대체하면서 동, 은, 팔라듐 등의 귀한 금속으로만 도금층을 이루어 각각의 계면에서의 산환환원 전위차( 0.50V 이하 )를 줄여서 도금층 계면에서의 갈바닉 부식을 억제하여 염수 환경에서 부식 발생이 되지 않는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상술한 본 발명은 염수 환경에서의 부식 문제도 해결 될 뿐만 아니라 6대 유해환경물질인 6가 크롬을 전혀 사용하지 않고 로듐, 백금, 루테늄, 팔라듐 등의 귀금속 도금을 행함으로써 환경에 유해하지 않은 도금 공정을 제공하며, 니켈 도금 공정을 은 도금으로 대체함으로써 니켈 알러지에 대한 문제도 해결할 수 있는 등의 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명은 하기와 같다.

기존에 플라스틱 소재에 동 도금 - 니켈 도금 - 귀금속 도금 구조는 염수분 무시험에서 24시간 이내에 청록이 발생하는 문제가 있다.

본 발명에 따른 플라스틱 소재 상에 귀금속 도금 방법은 우선, 플라스틱 소재를 화학 도금으로서 전도성을 부여한 다음, 전해 도금 방법을 이용하여 동 도금을 10㎛ 정도 피복하고 소프트하면서도 동 금속과 전위차가 적어 합금성이 뛰어난 은 도금을 3~5㎛ 정도 피복하여 핀홀을 억제시키고 그 위에 팔라듐 및 로듐, 백금, 루테늄, 금 등을 도금하는 것으로 특징 지워진다.

본 발명에서는 엘지화학의 ABS수지(MP 211)를 소재로 사용하였으며 귀금속 도금으로서는 팔라듐을 하지로 하고 흑색 칼라의 루테늄 도금을 실시하였다.

하기의 실시예에 본 발명에서 이루고자 하는 도금 방법을 상세히 상술하였으며 기존의 도금 구조에 의한 방식도 비교례에 상술하여 본 발명에서 이루고자 하는 도금 구조에 대한 효과를 비교 확인하였다.

각각의 도금 구조는 도1과 도2에 나와 있다.

또한 각각의 실시예와 비교례에 의한 염수분무시험 결과를 도3과 도4에 나타내었다.

다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 상세히 설명하는 것이지만 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

ABS 소재(엘지화학 MP 211)(11)로 된 핸드폰 부품 위에 화학 니켈 도금(12)을 0.5~0.8㎛ 정도로 피복하여 전도성을 부여시켜 준 다음 전해 도금 방식으로 순차적으로 동 도금(13) 10㎛, 은 도금(14) 3~5㎛, 팔라듐 도금(15) 0.3~0.5㎛, 흑색 루테늄 도금(16) 0.1㎛ 피복하였다.

동 도금은 황산동 220 g/ℓ, 황산 60 ㎖/ℓ의 욕에서 욕 온도 25℃, 전류밀도 2.0 A/dm² 의 조건으로 행하였고, 은 도금은 시안화은 44 g/ℓ, 시안화칼륨 130 g/ℓ, 탄산칼륨 15 g/ℓ의 욕에서 욕 온도 22℃, 전류밀도 1.5 A/dm²에서 행하였다. 또, 팔라듐 도금은 팔라듐 10 g/ℓ, 염화암몬 100 g/ℓ, 2인산칼륨 160 g/ℓ의 욕에서 욕 온도 35℃, pH 7.0, 전류밀도 1.0 A/dm²에서 행하였고, 흑색 루테늄 도금은 루테늄 5 g/ℓ, 흑색 첨가제 20 ㎖/ℓ, 습윤제 4 ㎖/ℓ의 욕에서 욕 온도 70℃, 전류밀도 1.0 A/dm²에서 행하였다.

상기와 같이 도금한 부품을 염화나트륨 5 %, 분무실 온도 35℃에서 72시간 동안 염수분무시험을 시행한 후 도금 표면의 부식 정도를 확인한 결과 도금 표면에 청록의 발생은 거의 없었으며, 또한 흑색 루테늄 도금의 광택과 흑색 칼라가 염수분무시험 전과 비교하여 전혀 변함이 없었다.

[비교례]

ABS 소재(엘지화학 MP 211)(21)로 된 핸드폰 부품 위에 화학 니켈 도금(22)을 0.5~0.8㎛ 정도로 피복하여 전도성을 부여시켜 준 다음 전해 도금 방식으로 순차적으로 동 도금(23) 10㎛, 광택 니켈 도금(24) 15~20㎛, 팔라듐 도금(25) 0.3~0.5㎛, 흑색 루테늄 도금(26) 0.1㎛ 피복하였다.

동 도금은 황산동 220 g/ℓ, 황산 60 ㎖/ℓ의 욕에서 욕 온도 25℃, 전류밀 도 2.0 A/dm² 의 조건으로 행하였고, 광택 니켈 도금은 황산니켈 300 g/ℓ, 염화니켈 50 g/ℓ, 붕산 40 g/ℓ의 욕에서 욕 온도 60℃, pH 4.5, 전류밀도 2.5 A/dm²에서 행하였다. 또, 팔라듐 도금은 팔라듐 10 g/ℓ, 염화암몬 100 g/ℓ, 2인산칼륨 160 g/ℓ의 욕에서 욕 온도 35℃, pH 7.0, 전류밀도 1.0 A/dm²에서 행하였고, 흑색 루테늄 도금은 루테늄 5 g/ℓ, 흑색 첨가제 20 ㎖/ℓ, 습윤제 4 ㎖/ℓ의 욕에서 욕 온도 70℃, 전류밀도 1.0 A/dm²에서 행하였다.

상기와 같이 도금한 부품을 염화나트륨 5 %, 분무실 온도 35℃에서 72시간 동안 염수분무시험을 시행한 후 도금 표면의 부식 정도를 확인한 결과 도금 표면에 염화니켈 염의 청록이 표면 전체적으로 발생되었으며, 또한 흑색 루테늄 도금의 광택이 저하되고, 도금 피막이 부푸는 현상이 발생하였다.

상술한 바와 같이 플라스틱 소재 상에 화학 도금으로서 전도성을 부여시켜 주고 그 위에 순차적으로 동 도금, 은 도금, 귀금속 도금 구조를 형성함으로서 염수 환경에서의 부식 생성을 억제시켜주며 6가 크롬 및 니켈 등을 사용하지 않아서 환경에 유해하지 않고 니켈 알러지 문제에도 대응할 수 있는 효과가 있다.

이러한 도금 구조는 기존의 식상하던 크롬 도금 칼라를 벗어나 고광택과 고급 질감을 지닌 귀금속 도금에 다양하게 적용할 수가 있다.

Claims (12)

1. 염수 환경에서의 부식 형성을 억제시켜 고 내식성을 부여시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 귀금속 도금 구조로서, 플라스틱 소재 상에 전도성을 부여하는 화학 도금 구조와, 화학 도금 위에 동 동금을 하는 구조와, 동 도금 위에 은 도금을 하는 구조와, 은 도금 위에 귀금속 도금을 피복하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
2. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 소재는 ABS 수지, PC/ABS 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 범용수지 또는 엔지니어링 플라스틱을 소재로 하는 고 내식성 귀금속 도금 구조
3. 제 1항에 있어서 화학 도금은 화학 니켈 도금 또는 화학 동 도금을 특징으로 하는 플라스틱 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
4. 제 1 항에 있어서 동 도금 위에 니켈 도금을 하지 않는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
5. 제 1항에 있어서 동 도금 위에 은 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
6. 제 1항에 있어서 동 도금 위에 은-동 합금 도금을 피복한 후 은 도금을 행하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
7. 제 1항에 있어서 귀금속 도금은 백금족 도금으로써, 팔라듐, 로듐, 백금, 루테늄인 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
8. 제 1항에 있어서 귀금속 도금은 금 도금인 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
9. 제 1 항에 있어서 플라스틱 소재 상에 화학 도금, 동 도금, 은 도금을 피복시킨 후 최종 도금 층이 팔라듐인 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
10. 제 9 항의 방법으로 구성된 도금 층 위에 추가 도금 층으로서 금, 로듐, 백금, 루테늄을 피복시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금속 도금 구조
11. 제 9 항의 방법으로 구성된 도금 층 위에 추가 도금 층으로서 흑색 칼라의 루테늄 도금을 피복시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 고 내식성 귀금 속 도금 방법
12. 제 1 항에 있어서 최종 도금 층이 크롬을 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 플라스틱 소재 상에 장식 도금 구조

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