KR20130134645A - 레이저 식각처리를 이용한 도금방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소재의 표면처리 중에서 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 음각처리를 이용한 도금방법에 관한 것으로, 원 소재의 표면에 구리도금층 및 반광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 반광택 니켈도금층에 광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 광택 니켈도금층에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층을 형성하는 단계, 초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물 제거 및 표면을 세정하는 단계, 상기 레이저 식각층에 MP 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 MP 니켈도금층에 크롬도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 소재의 표면에 레이저 식각처리를 하는 것이 아니라, 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 식각처리를 한 후 상기 레이저 식각처리된 니켈도금층에 통상의 도금층을 형성함으로써 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광 또는 무광바탕에 원하는 그래픽을 구현하여 상품에 차별성을 부여하고, 외관의 심미감을 증대시키는 레이저 음각처리를 이용한 도금방법에 관한 것이다.

Description

레이저 식각처리를 이용한 도금방법{Plating method using a etching process of laser}
본 발명은 소재의 표면처리 방법 중에서 도금방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 식각처리를 하고, 상기 니켈도금층에 MP 니켈도금층 및 크롬도금층을 형성함으로써 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 품질 저하 없이 유광 또는 무광바탕에 그래픽을 구현하는 도금방법에 관한 것이다.
일반적으로 공산품의 생산단계는 원료를 입고하는 단계, 사출 성형 단계, 도금 단계, 도장/조립 단계 및 출하 단계로 구성된다.
이 때, 상기 도금 단계는 소재의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 물질의 얇은 층을 상기 재료에 피복하는 표면처리 단계인데, 주로 소재 표면에 금속의 얇은 층을 입히는 단계를 의미한다. 이를 통해, 소재의 내부식성, 내마모성 등을 개선하고, 광택, 재질감 등의 효과를 발생시켜 소비자들에게 심미감을 부여할 수 있다.
이와 같은 효과를 위해 다양한 종류의 도금방법이 이용되고 있는데, 특히 크롬도금은 경도가 높고, 아름다운 광택이 있으며 대기 중에서 변색되는 경향이 적기 때문에 장식도금의 마무리도금(최종도금)으로서 폭 넓게 사용되고 있다. 또한, 내마모성이 뛰어나기 때문에 기계부품, 금형, 공구 등에 경질 크롬도금(공업용 크롬도금)으로서도 널리 이용되고 있다.
뿐만 아니라, 광택 또는 무광택 니켈도금층을 이용하여 상기 크롬도금의 광택 유무를 선택할 수 있는 방법이 사용되고 있는데, 도 1은 상기 방법에 따른 유광 또는 무광 크롬도금방법에 의한 도금구조의 단면도를 나타낸다.
종래 ABS 수지 등 원 소재의 유광 또는 무광 크롬도금방법은 일반적으로 화학도금 및 전기도금방법으로 실시되는데, 화학도금방법은 전기 도금과 달리, 전류가 흐르지 않는 화학 도금액에 도금대상물질을 담금으로써 도금을 하는 방법이고, 전기도금방법은 전기 분해에 따른 석출을 이용하여 소재의 표면을 다른 금속으로 피복하는 방법이다.
상기 유광 또는 무광 크롬도금방법을 실시하기 위해, 먼저 원 소재(A)를 가공한 후 화학도금방법으로, 원 소재(A)와 도금층의 밀착성 확보를 위해 에칭 및 활성화처리를 한다. 여기서 에칭은 소재를 탈지, 산 세척 한 후, 금속면의 눈에 보이지 않는 산화막을 제거하기 위해 단 기간 산에 담그는 것을 의미하고, 활성화처리는 표면의 부동태를 파괴하는 것을 목적으로 하는 처리 또는 비금속 소지 상에 무전해도금을 하기 위해 표면에 촉매금속을 흡착시키는 처리를 의미하며, 통상적으로 도금의 전처리로 실시된다.
그 다음, 전기도금을 위한 전도성을 부여하기 위해 0.2~0.4μm 두께의 화학 니켈도금층(B)을 형성한다.
상기 화학도금방법에 이어서 전기도금방법으로,
충격을 흡수하는 완충역할을 위해 10~30μm 두께의 구리도금층(C),
부식방지 및 고전위를 위해 10~20μm 두께의 반광택 니켈도금층(D),
"광택" 또는 "무광택" 효과, 부식방지 및 저전위를 위해 8~12μm 두께의 "광택" 또는 "무광택" 니켈도금층(E),
부식전류 분산을 위해 0.8~1.2μm 두께의 MP 니켈도금층(F),
장식성, 내식성 및 내마모성을 위해 0.15~0.5μm 두께의 크롬도금층(G)을 형성한다.
이 때, 상기 8~12μm 두께의 니켈도금층(E)이 "광택"인 경우에는 유광 크롬도금방법, "무광택"인 경우에는 무광 크롬도금방법으로 구분된다.
다만 종래의 유광 또는 무광 크롬도금방법으로 완성된 소재의 표면에 레이저 식각처리를 하여 임의의 그래픽을 구현하는 경우, 상기 레이저 식각처리에 의해 상기 크롬도금층(G)이나 MP 니켈도금층(F)이 제거되어 장식성, 내식성 및 내마모성 등이 저하되고, 특히 상기 크롬도금층(G)이 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층 등의 색감이 부여된 크롬도금층(G)인 경우, 상기 색감이 부여된 크롬도금층의 일부 또는 전부가 상기 레이저 식각처리에 의해 제거되어 원하는 색감효과를 얻지 못하는 문제가 있었다.
또한, 종래의 유광 또는 무광 크롬도금방법은 최근 들어 소비자들의 상품 선택 기준에서 차지하는 소재 표면의 광택 특성이 차지하는 비중에도 불구하고, 단순히 광택 유무만이 결정되고, 그래픽의 광택 또는 무광택의 정도가 조절되지 않기에 상품의 차별성을 시도하는데 한계가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 식각처리를 하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광 또는 무광바탕에 임의의 그래픽을 구현하고, 크롬도금층의 식각되는 두께에 의해 광택 또는 무광택의 정도가 조절되는 그래픽을 구현하는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법은 원 소재의 표면에 구리도금층 및 반광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 반광택 니켈도금층에 광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 광택 니켈도금층에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층을 형성하는 단계, 초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물 제거 및 표면을 세정하는 단계, 상기 레이저 식각층에 MP 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 MP 니켈도금층에 크롬도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법은 원 소재의 표면에 구리도금층 및 반광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 반광택 니켈도금층에 무광택 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 무광택 니켈도금층에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층을 형성하는 단계, 초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물 제거 및 표면을 세정하는 단계, 상기 레이저 식각층에 MP 니켈도금층을 형성하는 단계, 상기 MP 니켈도금층에 크롬도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 광택 니켈도금층 또는 무광택 니켈도금층의 두께는 8~12μm이고, 상기 레이저 식각층의 두께는 0.05~8μm 인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예로 상기 크롬도금층은 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층인 것이 바람직하다.
표면처리방법에 있어서, 본 발명에 의한 레이저 식각처리를 이용한 도금방법은, 소재의 표면에 레이저 식각처리를 하는 것이 아니라, 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 식각처리를 한 후 상기 레이저 식각처리된 니켈도금층에 통상의 도금층을 형성하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광 또는 무광바탕에 원하는 그래픽을 구현할 수 있다.
또한, 최근에 상품의 외관이 소비자들의 상품 선택 기준에서 차지하는 비중을 고려해 볼 때, 크롬도금층의 식각되는 두께에 의해 그래픽의 광택 또는 무광택의 정도가 조절됨에 따라, 상품성이 증대되고 상품의 이미지가 향상 및 고급화되어 최종적으로 차별화된 브랜드 이미지 구축이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 유광 또는 무광 크롬도금방법에 의한 도금구조의 단면도이다.
도 2는 종래의 유광 크롬도금방법에 의한 도금구조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 종래의 유광 크롬도금방법에 의한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법에 의한 유광바탕에 그래픽(SAMPLE 영문자)이 구현된 도금구조 및 레이저 식각층의 확대도를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 도금방법에 의해 유광바탕에 그래픽이 구현된 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 광택 니켈도금층의 레이저 식각처리, 초음파 세척 및 전해 탈지방법을 나타낸 모식도이다.
도 7은 종래의 무광 크롬도금방법에 의한 도금구조를 나타낸 개략도이다.
도 8은 종래의 무광 크롬도금방법에 의한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법에 의한 무광바탕에 그래픽(SAMPLE 영문자)이 구현된 도금구조 및 레이저 식각층의 확대도를 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 도금방법에 의해 무광바탕에 그래픽이 구현된 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 무광택 니켈도금층의 레이저 식각처리, 초음파 세척 및 전해 탈지방법을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법은 다층니켈 중 특정 니켈도금층에 레이저 식각처리를 하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광 또는 무광 바탕에 임의의 그래픽을 구현한 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 그래픽은 그림, 도형, 로고, 사진뿐만 아니라 "문자" 등을 포함하는 다양한 시각적 형상을 의미하고, 상기 다층니켈은 황 함유량이 서로 다른 2~3층의 중첩된 니켈도금층을 의미한다.
또한, 레이저 식각처리는 소재의 표면을 레이저로 미세 용융시켜 음각처리하는 방법이며 레이저 스팟의 조밀도를 조절하여 정교하고 세밀한 그래픽을 구현할 수 있는데, 네오디뮴-야그레이저, 엑시머레이저 또는 이산화탄소레이저 등을 사용할 수 있고 사용 주파수 범위, 출력범위, 레이저 스팟 등의 조건들은 식각되는 두께 등의 요인에 따라 조절된다.
본 발명은 일 관점에서, 다층니켈 중 광택 니켈도금층에 레이저 식각처리를 하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광바탕에 그래픽이 구현된 도금방법에 관한 것이다.
도 2는 종래 유광 크롬도금방법에 의한 도금구조를 나타낸 개략도이고, 도 3은 종래의 유광 크롬도금방법에 의한 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법에 의한 유광바탕에 그래픽이 구현된 도금구조를 나타낸 개략도이다.
즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 종래 유광 크롬도금방법에 의한 도금은 반광택 니켈도금층(12)에 형성된 광택 니켈도금층(13)에 의해 원 소재(10)가 광택을 띠는 효과를 가지는데, 크롬도금층(15)에 레이저 식각처리를 하여 임의의 그래픽을 구현하는 경우 상기 크롬도금층(15)이나 MP 니켈도금층(14)이 제거되어 장식성, 내식성 및 내마모성 등이 저하되는 문제가 있었다.
뿐만 아니라 상기 크롬도금층(15)이 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층 등의 색감이 부여된 크롬도금층(15)인 경우, 상기 색감이 부여된 크롬도금층(15)이 상기 레이저 식각처리에 의해 제거되어 원하는 색감효과를 얻지 못하는 문제도 있다.
그러나 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 도금방법은 광택 니켈도금층(130)을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(160)을 형성하고, 상기 레이저 식각층(160)에 MP 니켈도금층 및 크롬도금층 등의 통상의 도금층을 형성하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 유광바탕에 그래픽을 구현할 수 있다.
이 때, 상기 광택 니켈도금층(130)의 두께는 8~12μm 이고, 상기 광택 니켈도금층(130)이 식각됨으로써 형성되는 상기 레이저 식각층(160)의 두께는 0.05~8μm 인 것이 바람직하다.
도 6은 광택 니켈도금층(130)의 레이저 식각처리, 초음파 세척 및 전해 탈지방법을 나타낸 모식도이다.
먼저 원 소재(100)의 표면에 구리도금층(110) 및 반광택 니켈도금층(120)을 형성한 다음, 상기 반광택 니켈도금층(120)에 광택 니켈도금층(130)을 형성한다.(a)
그리고 상기 광택 니켈도금층(130)에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(160)을 형성한다.(b)
이 때, 레이저 식각처리에 의해 식각되는 니켈도금층의 두께는 약 0.05~8μm 인 것이 바람직한데, 식각되는 두께가 얇은 경우에는 유광바탕에 거의 완전한 광택을 띤 그래픽이 구현되지만, 식각되는 두께가 두꺼워짐에 따라 은은한 광택에서 광택 니켈도금층(130) 아래의 반광택 니켈도금층(120)으로 인해 반광택에 가까운 그래픽이 구현된다. 즉 상기 식각되는 두께에 의해 그래픽의 광택 정도가 조절되는 것이다.
그 다음, 초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물을 제거하고 표면을 세정한다.(c) 이 때 전해 탈지란 피도금물을 음극 또는 양극으로 하여 전해에 의해 세정하는 방법인데, 상기 과정을 통해 식각처리에 의한 오염을 방지하여 도금 품질을 유지할 수 있다.
그 후, 상기 레이저 식각층(160)에 MP 니켈도금층(140)을 형성한 다음 크롬도금층(150)을 형성한다.(d)
한편, 상기 MP 니켈도금층(140) 및 크롬도금층(150)은 매우 얇기에 상기 그래픽이 구현된 레이저 식각층(160)의 노출에 영향을 미치지 않으며, 상기 광택 니켈도금층(130)에 레이저 식각처리를 실시한 후에 통상의 도금층을 형성함으로써 유광바탕에 그래픽이 구현된 도금이 완성되는데, 이에 따라 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 레이저 식각처리에 의해 원하는 그래픽을 구현할 수 있다.
또한, 상기 크롬도금층(150)이 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층 등의 색감이 부여된 크롬도금층(150)인 경우, 상기 크롬도금층(150)은 레이저 식각처리에 영향을 받지 않으므로 다양한 색감효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서, 다층니켈 중 무광택 니켈도금층에 레이저 식각처리를 하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 무광바탕에 그래픽이 구현된 도금방법에 관한 것이다.
도 7은 종래 무광 크롬도금방법에 의한 도금구조를 나타낸 개략도이고, 도 8 은 종래의 무광 크롬도금방법에 의한 실시예를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 레이저 식각처리를 이용한 도금방법에 의한 무광바탕에 그래픽이 구현된 도금구조를 나타낸 개략도이다.
즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 종래 무광 크롬도금방법에 의한 도금은 반광택 니켈도금층(22)에 형성된 무광택 니켈도금층(23)에 의해 원 소재(20)가 광택을 띠는 효과를 가지는데, 크롬도금층(25)에 레이저 식각처리를 하여 임의의 그래픽을 구현하는 경우 상기 크롬도금층(25)이나 MP 니켈도금층(24)이 제거되어 장식성, 내식성 및 내마모성 등이 저하되는 문제가 있었다.
뿐만 아니라 상기 크롬도금층(25)이 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층 등의 색감이 부여된 크롬도금층(25)인 경우, 상기 색감이 부여된 크롬도금층(25)이 상기 레이저 식각처리에 의해 제거되어 원하는 색감효과를 얻지 못하는 문제도 있었다.
그러나 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 도금방법은 무광택 니켈도금층(230)을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(260)을 형성하고, 상기 레이저 식각층(260)에 MP 니켈도금층 및 크롬도금층 등의 통상의 도금층을 형성하여 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 무광바탕에 그래픽을 구현할 수 있다.
이 때, 상기 무광택 니켈도금층(230)의 두께는 8~12μm 이고, 상기 무광택 니켈도금층(230)이 식각됨으로써 형성되는 상기 레이저 식각층(260)의 두께는 0.05~8μm 인 것이 바람직하다.
도 11은 무광택 니켈도금층(230)의 레이저 식각처리, 초음파 세척 및 전해 탈지방법을 나타낸 모식도이다.
먼저 원 소재(200)의 표면에 구리도금층(210) 및 반광택 니켈도금층(220)을 형성한 다음, 상기 반광택 니켈도금층(220)에 무광택 니켈도금층(230)을 형성한다.(a)
그리고 상기 무광택 니켈도금층(230)에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(260)을 형성한다.(b)
이 때, 레이저 식각처리에 의해 식각되는 니켈도금층의 두께는 약 0.05~8μm 인 것이 바람직한데, 식각되는 두께가 얇은 경우에는 무광바탕에 거의 완전한 무광택을 띤 그래픽이 구현되지만, 식각되는 두께가 두꺼워짐에 따라 은은한 무광택에서 무광택 니켈도금층(230) 아래의 반광택 니켈도금층(220)으로 인해 반광택에 가까운 그래픽이 구현된다. 즉 상기 식각되는 두께에 의해 그래픽의 무광택 정도가 조절되는 것이다.
그 다음, 초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물을 제거하고 표면을 세정한다.(c) 이 때 전해 탈지란 피도금물을 음극 또는 양극으로 하여 전해에 의해 세정하는 방법인데, 상기 과정을 통해 식각처리에 의한 오염을 방지하여 도금 품질을 유지할 수 있다.
그 후, 상기 레이저 식각층(260)에 MP 니켈도금층(240)을 형성한 다음 크롬도금층(250)을 형성한다.
한편, 상기 MP 니켈도금층(240) 및 크롬도금층(250)은 매우 얇기에 상기 그래픽이 구현된 레이저식각층(260)의 노출에 영향을 미치지 않으며, 상기 무광택 니켈도금층(230)에 레이저 식각처리를 실시한 후에 통상의 도금층을 형성함으로써 무광바탕에 그래픽이 구현된 도금이 완성되는데, 이에 따라 장식성, 내식성 및 내마모성 등의 저하 없이 레이저 식각처리에 의해 원하는 그래픽을 구현할 수 있다.
또한, 상기 크롬도금층(250)이 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층 등의 색감이 부여된 크롬도금층(250)인 경우, 상기 크롬도금층(250)은 레이저 식각처리에 영향을 받지 않으므로 다양한 색감효과를 얻을 수 있다.
10 : 원 소재 11 : 구리도금층
12 : 반광택 니켈도금층 13 : 광택 니켈도금층
14 : MP 니켈도금층 15 : 크롬도금층
100 : 원 소재 110 : 구리도금층
120 : 반광택 니켈도금층 130 : 광택 니켈도금층
140 : MP 니켈도금층 150 : 크롬도금층
160 : 레이저 식각층
20 : 원 소재 21 : 구리 도금층
22 : 반광택 니켈도금층 23 : 무광택 니켈도금층
24 : MP 니켈도금층 25 : 크롬도금층
200 : 원 소재 210 : 구리 도금층
220 : 반광택 니켈도금층 230 : 무광택 니켈도금층
240 : MP 니켈도금층 250 : 크롬도금층
260 : 레이저 식각층

Claims (4)

  1. 소재 표면에 금속을 피복하는 도금방법에 있어서,
    원 소재(100)의 표면에 구리도금층(110) 및 반광택 니켈도금층(120)을 형성하는 단계;
    상기 반광택 니켈도금층(120)에 광택 니켈도금층(130)을 형성하는 단계;
    상기 광택 니켈도금층(130)에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(160)을 형성하는 단계;
    초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물 제거 및 표면을 세정하는 단계;
    상기 레이저 식각층(160)에 MP 니켈도금층(140)을 형성하는 단계;
    상기 MP 니켈도금층(140)에 크롬도금층(150)을 형성하는 단계; 를 포함하는 레이저 식각처리를 이용한 도금방법.
  2. 소재 표면에 금속을 피복하는 도금방법에 있어서,
    원 소재(200)의 표면에 구리도금층(210) 및 반광택 니켈도금층(220)을 형성하는 단계;
    상기 반광택 니켈도금층(220)에 무광택 니켈도금층(230)을 형성하는 단계;
    상기 무광택 니켈도금층(230)에 임의의 그래픽을 레이저 식각처리하여 레이저 식각층(260)을 형성하는 단계;
    초음파 세척 및 전해 탈지에 의해 상기 레이저 식각처리에 의한 오염물 제거 및 표면을 세정하는 단계;
    상기 레이저 식각층(260)에 MP 니켈도금층(240)을 형성하는 단계;
    상기 MP 니켈도금층(240)에 크롬도금층(250)을 형성하는 단계; 를 포함하는 레이저 식각처리를 이용한 도금방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광택 니켈도금층(130) 또는 무광택 니켈도금층(230)의 두께는 8~12μm 이고, 상기 레이저 식각층(160, 260)의 두께는 0.05~8μm 인 것을 특징으로 하는 레이저 식각처리를 이용한 도금방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 크롬도금층은 화이트 크롬도금층 또는 다크 크롬도금층인 것을 특징으로 하는 레이저 식각처리를 이용한 도금방법.
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