KR20140098229A - 비도전성 기판상에 전기 도전성 구조를 생산하는 방법 및 이러한 방법으로 만들어진 구조 - Google Patents

비도전성 기판상에 전기 도전성 구조를 생산하는 방법 및 이러한 방법으로 만들어진 구조 Download PDF

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미카엘 베르케이
토비아스 틴소프
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비와이케이-케미 게엠베하
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Abstract

본 방법은 전기 비도전성 기판 상에 전기 도전성 구조를 만드는 방법에 관한 것이고, 특히 금속 구조 및/또는 전기도금된 플라스틱을 만드는데 적합한, 기판 상에 금속의 전기화학적 증착을 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방식으로 얻을 수 있는 제품, 및 그것의 사용법에 관한 것이다.

Description

비도전성 기판상에 전기 도전성 구조를 생산하는 방법 및 이러한 방법으로 만들어진 구조{METHOD FOR PRODUCING ELECTRICALLY CONDUCTIVE STRUCTURES ON NON-CONDUCTIVE SUBSTRATES AND STRUCTURES MADE IN THIS MANNER}
본 발명은 전기 도전성 구조 생산의 기술 분야에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 상세하게는 전기적으로 비도전성인 기판 상에 전기 도전성 구조를 생산하는 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 기판 상에 금속의 전기화학적 증착(electrochemical deposition) 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 도전성 구조, 더욱 상세하게는 도전성 금속 구조 및/또는 전기성형(electroformed) 제품을 만드는데 적합하다.
본 발명은 또한 도전성 구조, 더욱 상세하게는 본 발명의 방법에 의해 그리고 본 발명의 방법을 사용하여 얻을 수 있는 도전성 금속 구조에 관한 것이다.
예컨대, 도전성 코팅과 같은 도전성 구조, 및 소형 오브젝트 및 워크피스, 더욱 상세하게는 전기 및 정밀기기 컴포넌트의 생산에 있어서, 당업자들에게 사용가능한 방법은 주로 재료를 제거하고 재료를 적용(apply)하는 것을 포함한다. 재료 제거 기술은, 예컨대, 에칭(etching), 밀링(milling), 그라인딩(grinding) 등을 포함하고, 재료 적용 방법의 예는 프린팅(printing), 캐스팅(casting), 스퍼터링(sputtering) 등을 포함한다.
재료 제거법의 경우에, 최초 도입되는 재료의 양은 제품의 생산에 필요한 것보다 많다. 그 다음, 잉여 재료를 제거하여 원하는 형상 또는 원하는 제품을 제공한다. 이에 이어, 재료의 제거된 부분은 고비용이고 번거로운 공정을 통해 성형 또는 회수를 위해 다시 사용되어야 한다. 이러한 공정들은 불필요한 처리 비용 및 재료 비용을 증가시키는데, 이는 특히 원재료 및 에너지에 대한 지속적인 가격 상승을 고려할 때, 그리고 환경 보호의 관점에서도 단점이 된다. 더욱이, 복잡한 형상의 경우에, 처리 비용은 공업 생산이 경제적으로 합리적인 방법으로 수행될 수 없는 정도까지 상승하게 된다.
이와 반대로, 재료 적용법의 경우에, 재료는 기판에 적용되거나 몰드(mold)로 주입되되는데, 재료의 양은 가능한 한 원하는 물품 또는 원하는 구조의 생산을 위해 필요한 것만 사용된다. 그러므로, 재료 적용법은 코팅 및 마이크로구조들이 원재료 및 시재료(starting material)의 사용에 관하여 효율적인 방법으로 생산되는 것을 가능하게 한다. 이러한 방법으로, 예컨대, 미세한 도체 트랙(fine conductor track)이 페이스트(paste)의 인쇄 적용에 의해 생산될 수 있지만, 은 입자의 크기와 페이스트의 높은 점성으로 인해, 대부분의 인쇄법, 특히 기술적으로 정제된(refined) 값싼 잉크젯 인쇄법을 수행하는 것은 불가능하다. 한편, 은 나노입자를 포함하는 잉크가 사용된다면, 인쇄된 도체 트랙은 충분한 도전성을 얻기 전에 먼저 소결(sinter)되어야 한다. 그러나, 소결 공정은 전기 공학에서 우선적으로 채용되는 플라스틱 기반의 기판이 비교적 높은 온도에 노출됨으로써 파괴되기 때문에, 그 위에 도체 트랙이 인쇄되는 기판 재료의 선택 옵션을 크게 제한시킨다. 또한 능숙한 기체상(pas phase)을 통한 화학적 증착에 의한, 더욱 상세하게는 CVD(화학적 증기 증착)에 의한 도체 트랙의 생산은 일반적으로 매우 번거롭고 고비용이다.
또한, 예컨대, 주조 기술과 같은, 일반적인 재료 적용법에 의한 마이크로구조의 물품 및 컴포넌트의 생산은 어렵다. 특히 주조법은 주조 혼합물의 표면 장력이, 특히 매우 미세한 구조의 경우에, 주조 몰드의 적심(wetting)을 균일하게 하는데 거의 기여하지 않기 때문에, 균일한 코팅 및 마이크로 구조의 물품의 생산을 위해 매우 제한된 적합성(suitability)만 가진다.
특별하게 사용되는 다른 재료 적용법은 전기 도전성 코팅의 생산을 위해 기판 상에 금속의 전해질 또는 전기도금 증착이다. 전기성형 제품을 생산하기 위해 또는 재생 방법으로서 특히 아연 도금(galvanizing)이 사용된다. 전기성형 제품의 생산의 경우에, 몰딩될 물품의 비도전성 몰드(일반적으로 추후에 파괴됨)가 먼저 만들어진 후, 전기 도전층이 코팅된다. 이러한 전기 도전층은, 예컨대, 매우 미세한 그래파이트 먼지가 몰드 상에 흩뿌려진 후 일정한(coherent) 도전층을 만들기 위해 미세한 또는 거친 브러시를 사용하여 펼쳐지는 흑연화(graphitizing)와 같은 기술을 사용하여 생산된다. 또한, 흑연화와 동일한 방식으로 금속 분말의 적용이 채용된다.
아연도금(galvanizing)을 위한 전기 도전성 코팅을 발생시키는 다른 방법은, 예컨대, 은 용액의 적용, 용해된 은의 은 원소로의 후속한 환원, 및 원소 금속으로의 코팅이다. 그러나, 앞서 언급한 모든 기술들은 비도전성 몰드 상에 도전성 매체의 접착이 종종 적절하지 않고, 충분한 도전성을 얻기 위해 비교적 큰 필름 두께가 필요하고, 또는 이러한 방법들이 상당히 비싸고 복잡한 장치와 높은 비용으로만 수행될 수 있다는 단점을 가진다.
결국 종래기술에서는, 아연도금법의 효율성을 향상시키고자 하는 노력이 부족하였다.
전기 도전성 그래파이트의 확산이 회로판의 도전성 및 비도전성 표면 영역에 적용되고, 회로판이 에칭되고, 그 다음 기판이 전기화학적으로 코팅되는, 회로판 기판을 도전성 금속층으로 전기화학적 코팅하는 방법/컴포지션이 EP 0 698 132 B1/US 5,389,270 A에 개시되어 있다.
또한, EP 0 200 398 B1는 비도전성 재료의 표면상에 도전성 금속층을 전기도금하는 방법에 관한 것인데, 여기서는 비도전성 재료에 카본 블록 확산이 적용된 후, 기판의 표면은 전기화학적으로 코팅 또는 전기도금된다.
DE 198 06 360 A1는 그래파이트 확산을 이용한, 기판상의 매끄러운 표면을 통한 금속층의 전해질 증착 방법에 관한 것인데, 여기서는 기판이 그래파이트 입자를 포함하는 디스퍼전(dispersion)과 접촉하고, 그 후 금속층이 전해분해에 의해 그래파이트 층상에 증착된다.
마지막으로, EP 0 616 558 B1는 미세 미립자 고형물로 표면을 코팅하는 방법에 관한 것인데, 여기서는 코팅될 기판이 배스(bath) 내의 고분자 전해질(polyelectrolytes)로 전처리(pretreated)되고, 그 후 처리된 기판이 고형물의 디스퍼전을 담고 있는 제2 배스에 담그어진다. 이러한 미립자 고형물은 응고에 의해 기판표면에 접착되어 유지되고, 이에 의해, 특히 도전층을 얻는 것이 가능하게 된다.
그러마, 이들 방법 모두 공통적으로 기판에 전기 도전층의 접착력 또는 그 마모 저항성을 유의미하게 향상시키지는 못하고, 일반적으로 단지 기판의 전체 면적을 적시는(wetting) 것을 허용할 뿐이다. 그러므로, 비도전성 기판의 위치선택적(Regioselective) 또는 국부적으로 제한된 코팅을 이러한 방법을 통해 얻는 것은 어렵거나 불가능하다.
특히, 앞서 언급한 시재료 및 방법은 일반적으로 저비용인 인쇄법과 결합될 수 없고, 그들의 적용성과 관련하여 특정한 방법 파라미터 및 재료로 제한되며, 결과적으로 유연하게 사용될 수 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은 종래기술과 관련하여 일어나는 앞서 설명된 문제점 및 단점들을 적어도 크게 회피하거나, 적어도 감소시키는, 비도전성 기판 상에 도전성 구조를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 목적은, 특히, 매우 얇은 두께를 가진 높은 도전성의 층을 얻기 위한 방식으로 비도전성 기판에 비금속 도전성 재료의 솔루빌리사이트(solubilisate) 또는 디스퍼전을 적용하는 것임을 알 수 있다. 동시에, 특히, 이러한 적용은 단순한 방법에 의해 위치선택적이거나 또는 위치적으로 지정되고 국부적으로 제한되어야 한다.
또한, 본 발명의 목적은 비금속 기판 상에 금속의 전기화학적 증착을 통해, 간단하고 효율적인 방식으로, 2차원 및 3차원 구조 및 물체, 특히, 마이크로 구조 또는 초소형 컴포넌트 및 워크피스(workpiece)를 제공하는 것이다.
앞서 개략적으로 서술된 목적은 청구항 1항에 청구된 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 또한, 본 발명의 방법의 이로운 개발 및 실시예는 관련 종속 청구항의 내용이다.
또한, 청구항 16항 또는 17항에 청구된 전기 도전성 금속 구조가 본 발명에 의해 제공된다.
또한, 청구항 18항 또는 19항에 청구된 전기 도전성 금속 구조의 사용법이 본 발명에 의해 더 제공된다.
마지막으로, 본 발명에 따른 전기 도전성 구조를 포함하는, 청구항 20항에 청구된 제품 또는 물품이 본 발명에 의해 추가로 제공된다.
불필요한 반복을 피하기 위해 본 발명의 하나의 형태만 관련지어 아래에 설명된 실시예, 개량, 또는 이점 등이 당연히 본 발명의 다른 형태와 관련하여 대응하게 적용됨이 쉽게 이해될 것이다.
또한, 값, 수치, 및 범위가 아래에 명시된 경우, 값, 수치, 및 범위의 관련 스펙은 제한하는 것으로 해석되지 않아야 함이 쉽게 이해될 것이며, 당업자들은 각각의 경우 또는 특수한 애플리케이션에서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 명시된 범위 또는 스펙으로부터의 편차가 있을 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
또한, 아래에 식별된 또는 유사한 모든 값 사양 또는 파라미터 사양은 이론적으로 표준화 또는 정규화된, 또는 분명하게 명시된 판정 방법에 의해, 그렇지 않으면, 당업자들에게 그 자체가 친숙한 판정 방법에 의해 확인 또는 판정될 수 있다.
또한, 사용된 성분의 수량의 퍼센트 설명의 맥락에서, 정량적 비율은 총합이 100% 또는 100wt%가 되도록 하는 방식으로 결합되어야 한다.
이러한 단서 하에서, 본 발명은 아래에 더욱 상세하게 서술된다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 제1 형태에 따라, 더욱 상세하게는, 금속 구조 및/또는 전자성형 제품을 생산하기 위한, 기판상에 금속의 전기화학적 증착 방법을 제공한다.
(a) 여기서, 본 방법의 제1 단계에서, 전기 도전성 카본 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 적어도 하나의 솔루빌리사이트(solubilisate) 및/또는 디스퍼전이 전기 비도전성 기판에 적용되고, 특히, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전의 적용은 더욱 상세하게는 인쇄법에 의해 국부적 제한 및/또는 위치적 특이성(locational specificity)을 가지도록 수행되고,
(b) 여기서, 옵션으로서, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 건조 및/또는 경화(curing)시키는 후속 방법 단계가 수행되고,
(c) 여기서, 후속 방법 단계에서, 적어도 하나의 금속이 선택적으로 건조 및/또는 경화된 솔루빌리사이트 및/또는 선택적으로 건조 및/또는 경화된 디스퍼전 상이 전기화학적으로 증착된다.
상술된 바와 같이, 방법 단계(a)에서, 전기 도전성 탄소 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 적어도 하나의 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 전기적 비도전성 기판에 적용된다.
이러한 환경에서, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전의 적용이, 특히, 인쇄법에 의해(즉, 인쇄에 의해) 국부적 제한, 위치적 특이성, 또는 위치 선택성(regioselectivity)을 가지도록 수행되는 것이 유리하다는 것이 증명되었다.
선택으로서, 방법 단계(a)에 이어, 이러한 방식으로 적용된 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전을 건조 및/또는 경화하는 후속 방법 단계(b)가 수행된다.
본 발명의 맥락에서 전기 도전성은 특히 전류를 전도하는 능력을 의미한다. 본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 도전성 구조의 전기 도전성은 일반적으로 전형적인 도체 및 반도체에 대한 값 이내, 즉, 일반적으로 10-7 내지 107 S/m의 범위 내에 있다.
용어 "솔루빌리사이트"는, 본 발명의 맥락에서, 가장 넓은 의미로서, 일반적으로 보조제 또는 첨가제를 추가하지 않고는 관련 용제에 용해되지 않는, 물질 또는 컴파운드, 더욱 상세하게는, 고분자(macromolecule)의 용액을 의미한다. 특히 이러한 물질의 분해(dissolution) 또는 가용화(solubilization)를 위해, 용제의 분해 특성에 영향을 주고, 및/또는, 예컨대, 당해 화학 물질 또는 컴포넌트의 용해도를 증가시키는 가용화제(solubilizer)의 사용이 유리하다(교질입자(micelle) 형성의 경우에 계면활성제에 의함).
본 발명의 맥락에서 디스퍼전은 서로 상호 분해 없는 또는 적어도 실질적으로 분해하지 않는, 서로 분명하게 범위가 정해진 적어도 2개의 상(phase)의 혼합물을 의미한다. 디스퍼전에서, 특히, 적어도 하나의 상, 즉, 분산된 또는 불연속적인 상은 다른 상, 즉, 연속적인 상 또는 디스퍼전 매체 내에서 매우 미세하게 나누어진다. 디스퍼전은 고체상(고체/고체), 고체 및 액체상(고체/액체 및 액체/고체)의 혼합물, 및 또한 고체 또는 액체 상을 가진 기체상의 혼합물(액체/기체, 기체/액체, 또는 고체/기체)의 형태를 취할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 고체상이 액체 디스퍼전 매체 내에 분산되어 있는 고체/액체 시스템이 일반적으로 사용되지만, 예컨대, 분말 코팅 재료와 같은 고체/고체 디스퍼전의 사용도 가능하다.
본 발명의 방법의 특별한 특징은 전기 비도전성 기판에의 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 적용이 국부적 제한 및/또는 위치적 특이성 또는 위치선택성을 가지도록 일어날 수 있다는 것이다. 국부적 제한 및/또는 위치적 특이성 또는 위치선택적 적용은 특히 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 매우 특정된, 바람직하게는 원하는 또는 한정된 위치에만 기판에 적용되어, 기판 또는 캐리어의 부분적인 또는 불완전한 또는 부분적 코팅을 야기한다.
이러한 방식으로, 예컨대, 아래에 상세하게 서술된 바와 같이, 특히 인쇄법에 의해 비도전성 기판에 직접 비금속 도전성 재료로 이루어진 도체 트랙을 적용하는 것이 가능하다. 본 발명의 방법에 의해 얻을 수 있는 도전성 구조는 높은 전기 전도성 및 우수한 기계적 강도 및 내마모성과 얇은 막 두께의 조합에 대하여 종래기술에 비해 뛰어나다.
본 발명의 방법을 통해, 후속 방법 단계에서, 금속이, 더욱 상세하게는, 지정된 또는 한정된 패턴에 따라, 전기분해에 의해, 특히 전기도금에 의해, 기판 위에 증착될 수 있는 방식으로, 비도전성 기판에 도전성 비금속 구조를 제공하는 것이 동등하게 가능하다. 그러므로, 본 발명의 방법을 통해, 예컨대, 에칭 또는 소결 공정과 같은 기술적으로 복잡한 단계없이도, 전기적으로 비도전성인 기판상에 금속 도체 트랙을 또한 생성하는 것이 간단하고 효율적인 방법으로 가능하다.
또한, 본 발명의 방법을 통해, 예컨대, 갈바노성형(galvanoforming)에 의해 또는 전기성형 제품의 형태로 정밀기계 컴포넌트 또는 전기 컴포넌트와 같은, 3차원 물품을 얻는 것이 동등하게 가능하다. 갈바노성형 또는 전기성형은 금속 코팅 또는 자립형(self-supporting) 금속 물체 또는 워크피스를 생산하기 위해 주로 사용될 수 있는 성형 기술이다.
본 발명의 도전성 구조의 얇은 층 두께 및 높은 전도도 때문에, 본 발명의 방법의 범위 내에서, 종래기술에서 지금까지 알려지지 않았던 레벨의 디테일(detail) 및/또는 해상도를 가진 마이크로구조 또는 초소형 3차원 물체 및 워크피스를 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 따라 획득가능한 전자 도전성 구조를 위한 기초는 전기 도전성 재료, 더욱 상세하게는 비금속 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이다. 본 발명의 맥락에서, 표현 "전기 도전성 재료를 기반으로 하는 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전"은 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 적어도 하나의 전기 도전성 재료를 포함하는 의미로 이해해야 한다.
본 발명의 맥락에서, 상술된 바와 같이, 후속 방법 단계(c)에서, 더욱 상세하게는 방법 단계(a) 또는 선택적인 방법 단계(b)에 이어서, 적어도 하나의 금속은 전기 도전성 구조상에, 더욱 상세하게는, 선택적으로 건조 및/또는 경화된 솔루빌리사이트 상에, 및/또는 선택적으로 건조 및/또는 경화된 디스퍼전 상에 전기화학적으로 증착된다.
방법 단계(c)의 일부인, 금속의 증착, 더욱 상세하게는 전해 증착(electrolytic deposition) 또는 아연도금의 결과로서, 본 발명의 맥락에서, 갈바노성형에 의한 또는 전기성형 제품으로서, 전기 도전성 구조 및 금속의 초소형 또는 마이크로구조의 3차원 물체 및 워크피스를 얻는 것이 가능하다.
재료의 전해 증착 또는 야연도금에서, 전기 비도전성 기판에 적용되는 전기 도전성 구조는 캐소드로서 사용되며, 이 캐소드에서 금속 이온의 환원 및 원소 금속의 증착이 달성된다.
또한, 본 발명의 맥락에서, 기판으로부터 다시 떨어지도록 하기 위한 금속의 전기화학적 증착에 의해 획득된 구조 또는 3차원 금속 물체 또는 워크피스에 대한 대비(provision)가 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 방법은 또한, 예컨대, 프로토타입(prototype)의 효율적이고 시간 절약적인 생산에 적합하고, 그러므로 또한 시녹한 프로토타입 공정의 일부로서 사용될 수도 있다.
그러므로, 본 발명의 방법은 본 발명의 방법이 방법 단계(a), (b), 및 (c)를 통해 또는 방법 단계 (a) 및 (c)를 통해 수행될 때 결과적인 금속성의 도전성 구조를 가지는 도전성 구조를 생산하기 위해 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법의 맥락에서, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전은 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 시재료로서 사용되고, 이러한 전기 도전성 재료는 전기 도전성 탄소 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택가능하다.
전기 도전성 탄소 동소체가 본 발명의 방법의 목적을 위한 전기 도전성 재료로서 사용된다면, 사용되는 전기 도전성 탄소 동소체는 일반적으로, 본 발명의 맥락에서, 그래파이트(graphite), 그라핀(graphene), 풀러린(fullerene) 및/또는 탄소 나노튜브(CNT), 특히 탄소 나노튜브(CNT)이다.
본 발명에 따라 사용되는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전 내의 전기 도전성 탄소 동소체의 사용을 통해, 종래기술과 비교하여, 일관된 전도도의 더 얇은 막 두께를 얻는 것, 및 선택적으로 건조 또는 경화된 솔루빌리사이트 및 디스퍼전의 일부 상에 강화된 내마모성을 얻는 것이 가능하다.
특히 우수한 결과가 탄소 나노튜브(CNT)의 사용시 얻어지고, 이러한 맥락에서, 단일벽 뿐만 아니라 다중벽의 탄소 나노튜브((Single-Wall Carbon Nanotubes (SWCNTs) or Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWCNTs))를 사용하는 것이 가능하다. 다른 탄소 동소체와 비교하여, 탄소 나노튜브는 매우 증가된 전기 전도도 및 기계적 강도를 나타내므로, 탄소 나노튜브의 사용을 통해, 매우 얇음과 동시에 도전성이고, 내마모성이고, 기계적으로 강한 층 구조가 얻어진다.
본 발명의 맥락에서 우선적으로 사용되는 탄소 나노튜브의 디스퍼전은, 예컨대, DE 10 2006 055 106 A1, WO 2008/058589 A2, US 2010/0059720 A1 및 CA 2,668,489 A1에 서술된 방법에 의해 얻어질 수 있으며, 이들 각각의 개시물의 내용은 참조로서 그 전체가 본 명세서에 통합되어 있다. 상기 문서들은 연속적인 상, 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 분산 매체 내에 탄소 나노튜브(CNT)를 분산시키는 방법에 관한 것인데, 여기서, 탄소 나노튜브(CNT)는, 더욱 상세하게는, 사전처리없이, 분산을 위해 충분한 에너지 입력의 도입을 통해, 적어도 하나의 분산제(dispersant)의 존재 하에서, 연속적인 상 내에, 더욱 상세하게는 적어도 하나의 분산 매체 내에 분산되어 있다. 분산 공정 동안 도입되는 에너지의 양은 분산될 탄소 나노튜브(CNT)의 단위량당 에너지 입력으로서 계산되며, 특히, 15 000 내지 100 000 kJ/kg일 수 있고, 사용되는 분산제는 특히 바람직하게는 기능성 폴리머를 기반으로 하고, 더욱 상세하게는 적어도 500 g/mol의 개수-평균 분자량을 가진 폴리머 분산제일 수 있다. 이러한 분산 방법을 통해, 탄소 나노튜브(CNT)의 최대 30 wt%의 무게비를 가지는 탄소 나노튜브(CNT)의 안정적인 디스퍼전을 얻는 것이 가능하다.
또한, 전기 도전성 재료로서, 전기 도전성 폴리머, 더욱 상세하게는, 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene), 폴리피롤(polypyrrole) 및/또는 폴리시오펜(polythiophene)의 가능한 사용을 위한 프로비전(provision)이 이루어질 수 있다. 전기 도전성 폴리머는 대안으로서 또는 전기 도전성 탄소 동소체 및/또는 아래에 서술된 전기 도전성 무기 산화물과 조합하여 사용될 수도 있다.
본 발명의 맥락에서, 사용되는 전기 도전성 재료가 전기 도전성 무기 산화물, 더욱 상세하게는 인듐 주석 옥사이드(ITO: indium tin oxide), 인듐 아연 옥사이드(IZO: indium zinc oxide), 알루미늄 아연 옥사이드(AZO: aluminum zinc oxide), 안티몬 주석 옥사이드(ATO: antimony tin oxide) 및/또는 플루오르 주석 옥사이드(FTO: fluorine tin oxide)라면, 동등하게 우수한 결과가 얻어진다.
상술된 전기 도전성 탄소 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물은 각각의 경우에 본 발명에 따라 채용된 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전 내에서 개별적으로 또는 그렇지 않다면 서로 조합하여 사용될 수 있다. 특히, 조합의 경우에 재료의 각각의 사용은 금속의 증착 조건, 기판 재료, 제품의 최종 용도와 같은, 외부적인 조건을 기초로 하여 당업자들에 의해 선택될 수 있다, 예컨대, 특히, 단독의 전기 도전성 재료로서 탄소 나노튜브의 사용하는데 우선순위가 주어진다.
일반적으로, 본 발명의 맥략에서, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 물-기반 및/또는 용제-기반의 형태이다. 여기서, 솔루빌리사이트의 용제 및/또는 디스퍼전의 연속상(continuous phase)이 수성 기반, 유기물 기반, 또는 유기물-수성-기반의 용제, 및/또는 디스퍼전 매체가 되도록 하는 프로비전이 이루어질 수 있다.
그러므로, 본 발명의 맥락에서, 액체 디스퍼전 매체 내의 고체 물질의 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서 사용되는 디스퍼전 매체 또는 용제는 특히 상업용 유기 용제 및/또는 물, 선택적으로 그 혼합물일 수 있다. 그러나, 동등하게, 디스퍼전 매체로서 적용 조건하에서 액체인 폴리머가 사용되는 것도 가능하다.
적용이 일어난 후, 용제 또는 디스퍼전 매체는 제거될 수 있고(예컨대, 방법 단계(b)에 따른 건조에 의해), 그러므로 기판 상에 도전성 재료 및 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전 내에 존재할 수 있는 임의의 첨가물이 남게 된다. 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 충분히 높은 점성을 가지거나, 적어도 부분적으로 경화가능한 형태라면, 용제 또는 디스퍼전 매체의 제거는 선택적으로 생략될 수도 있다. 이러한 경우에, 용제 또는 디스퍼전 매체는 도전성 구조의 기계적 및 전기적 특성에 영향을 미친다.
그러나, 대안으로서, 본 발명의 맥락에서 사용된 디스퍼전이 특히 기판에의 적용 방법 조건에 따라 액체가 아닌 고체의 혼합물인 것도 가능하다. 이러한 조건은, 예컨대, 본 발명의 디스퍼전이 분말 코팅 재료의 형태로 사용될 때 존재한다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따라, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 경화성, 더욱 상세하게는 방사선 경화성 및/또는 열 경화성, 바람직하게는 방사선 경화성인 형태이다. 본 발명에 따라 사용되는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 경화가능성의 결과로서, 디스퍼전 또는 솔루빌리사이트는 제어된 및 확인가능한, 또는 제한된 조건 하에서, 적용 후 즉시 경화되고, 그러므로 전기 도전성 구조는 기판 상에 공간적으로 고정될 수 있고, "흐러내림"이 방지된다. 용어 "방사선 경화성"은 본 발명의 맥락에서 특히 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 화학 방사선(actinic radiation), 더욱 상세하게는, UV 방사선에 노출되어 경화되고, 즉, 액체에서 고제 집합 상태(solid aggregate state)로의 전이를 겪고, 특히 일정하고 연속적인 층이 얻어진다는 사실을 의미한다. 예외는 분말 코팅 재료와 같은 고체 디스퍼전에 의해 형성되는데, 예컨대, 이는 조사에 의해 가교하고, 연속 층, 더욱 상세하게는, 막 또는 코팅을 형성한다.
본 발명에 따라 사용된 디스퍼전 또는 솔루빌리사이트 내의 경화가능성을 얻기 위해, 본 발명의 맥락에서, 일반적으로 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 적어도 하나의 경화성, 더욱 상세하게는 방사선 경화성 및/또는 열경화성, 바람직하게는 방사선 경화성 성분을 가지는 것이 가능하다. 특히 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 경화성 성분으로서 반응성 희석제(reactive diluent)를 가질 때 특히 우수한 결과가 얻어진다. 본 발명의 맥락에서 반응성 희석제는 특히 실제 용제 또는 디스퍼전 매체와 더불어 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전에 첨가되고, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 구성성분 및/또는 다른 반응성 희석제 분자들과, 경화의 조건 하에서, 화학적으로 반응하는 화학적 기능성을 가지는 물질 또는 컴파운드 이다. 특히, 화학 반응의 결과로서, 3차원 망이 구축되고, 이는 디스퍼전 또는 용제의 경화를 이끈다. 고려된 반응성 희석제의 예는 아크릴레이트(acrylate), 폴리우레탄 프리폴리머(polyurethane prepolymer), 페놀/포름알데히드 수지, 불포화 폴리에스테르 등을 포함한다.
또한, 하나의 바람직한 실시예에 따라, 본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트의 용제 또는 디스퍼전의 연속상은 경화성, 더욱 상세하게는 방사선 경화성 및/또는 열경화성, 바람직하게는 방사선 경화성 형태이다. 이러한 경우에, 경화성 성분은 솔루빌리사이트의 용제 또는 디스퍼전의 연속상이고, 그 각각은 동의어로서 결합제(binder)라고도 불린다. 사용될 수 있는 방사선 경화성 결합제의 예는 아크릴레이트 및/또는 메타아크릴레이트(methacrylate), 폴리우레탄 프리폴리머, 페놀/포름알데히드 수지, 멜라민/포름알데히드 수지, 또는 불포화 폴리에스테르이고, 한편, 사용될 수 있는 열경화성 결합제 또는 성분의 예는 바람직하게는 필름포밍 폴리우레탄(film-forming polyurethane) 또는 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)이다.
솔루빌리사이트 또는 디스퍼전은 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 기초로, 전기 도전성 재료를 0.001 내지 90 wt%, 더 특정하자면, 0.005 내지 80 wt%, 바람직하게는 0.01 내지 50 wt%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 30 wt%, 매우 바람직하게는 0.01 내지 20 wt%의 양만큼 포함할 수 있다. 각각의 경우에 디스퍼전 내에 존재하는 전기 도전성 재료의 양은 특정한 엔드 애플리케이션(end application), 적용 조건, 및 사용되는 재료에 의존한다.
본 발명의 맥락에서, 더욱이, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 맥락에서, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전이 적어도 하나의 첨가제를 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 기초로 0.01 내지 60 wt%, 더 특정하자면 0.05 내지 50 wt%, 바람직하게는 0.01 내지 40 wt%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 30 wt%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 20 wt%의 양만큼 포함하는 것이 유리하다는 것이 입증되었다.
이러한 첨가제(들)는, 더욱 상세하게는, 분산 보조제(분산제), 계면활성제 또는 표면 활성 물질, 소포제(defoamer), 유동성 조절제(rheology modifier), 결합제, 피막 형성제, 살생물제(biocide), 표시제(marker), 안료, 충진제, 접착 촉진제(adhesion promoter), 흐름 제어 첨가제, 조용매, 스키닝 방지제(antiskinning agent), UV 흡수제, 막힘 방지제(anticlogging agent) 및/또는 안정화제로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 적어도 하나의 습윤제 및/또는 분산제를 가질 때 특히 우수한 결과가 획득된다. 습윤제 및/또는 분산제의 사용은 용해 또는 분산될 물질, 및 용제 또는 디스퍼전 매체의 호환성을 각각 상당한 정도로 증가시켜, 상당히 높은 레벨의 용해 또는 분산된 물질을 가진 디스퍼전을 사용하는 것을 가능하게 만든다.
또한, 본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 적어도 하나의 계면활성 첨가제를 가질 때 우수한 결과가 획득된다. 이러한 맥락에서 계면활성 첨가제가 윤활성 첨가제 및/또는 슬립 첨가제(slip additive), 흐름 제어제, 표면 첨가제, 특히, 가교성 표면 첨가제(crosslinkable surface additive), 접착 촉진제, 및/또는 기판 습윤제, 소수화제(hydrophobizer), 및 차단 방지제(antiblocking agent)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 선택되는 것이 적절함을 알게 되었다. 한편, 계면활성 첨가제는 기판과 디스퍼전 또는 솔루빌리사이트의 호환성을 증가시켜, 기판 상의 디스퍼전 또는 솔루빌리사이트의 접착성 향상을 이끌고, 또한 향상된 내마모성을 이끌며, 다른 한편으로, 계면활성 첨가제는 또한 용제/디스퍼전 매체와 용해 또는 분산된 물질의 호환성을 증가시킨다.
솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전이 적어도 하나의 유동성 조절 첨가제를 가지도록 하는 추가적인 프로비전이 이루어질 수 있다. 유동성 조절 첨가제는 특히 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 농도 및 점도에 영향을 주어, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 특정한 적용 방업에 대하여 이상적으로 조절될 수 있음을 보장하고, 기판에 적용된 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 흘러내림이 방지된다. 이러한 맥락에서, 유동성 제어 첨가제가 유동성 첨가제, 특히, 농화제(thickener) 및/또는 틱소트로픽제(thixotropic agent), 소포제, 탈수제(dewatering agent), 구성제(structuring agents), 및 또한 프라스틱화제(plasticizing agent), 및/또는 가소제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 때 특히 우수한 결과가 획득된다.
마지막으로,
솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전이 부식 억제제(corrosion inhibitor), 광 안정제, 특히, UV 흡수제, 유리기 제거제(radical scavenger), 활성 감소제(quencher) 및/또는 히드로페록시드 분해제(hydroperoxide destroyer), 건조제(dryer), 스키닝 방지제, 촉매, 가속제(accelerator), 살생물제, 방부제, 스크레치 방지제, 정전기 방지제, 건조제(siccative), 왁스, 충진제, 및 안료로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 첨가제를 포함하도록 하는 프로비전이 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 첨가제 또는 보조제는 장래의 사용을 위해 애플리케이션과 관련된 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 특성을 보완(round out)한다.
특히 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 중정석(barium sulphate) 또는 활석(talc)과 같은 충진제를 포함하도록 하는, 예컨대, 및/또는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 전도도를 높이는 도전성 안료를 포함하도록 하는 프로비전이 이루어질 수 있다.
일반적으로 말하자면, 기판은 유기 및/또는 무기 기판이다. 이러한 맥락에서, 기판이 유리, 세라믹, 실리콘, 점토, 왁스, 플라스틱, 및 합성 재료로 이루어진 그룹에서 선택될 때 특히 우수한 결과가 획득된다. 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전은 본 발명에 따라 사용된 기판에 적용되고, 후속하여(선택적으로 중간 건조 및/또는 경화 단계 후) 금속이 도전성 구조 상에 선택적으로 전기화학적으로 증착될 수 있다. 금속이 증착된 후, 기판이 갈바노성형에 의해 획득된 물체, 더욱 상세하게는, 전기성형된 제품으로부터 분리되는 것이 가능하다. 이러한 기판은 그들이 유지되도록 하는 방식으로 분리될 수 있고, 또는 그렇지 않다면, 종래의 전기성형의 경우에서처럼, 예컨대, 왁스 기반의 기판의 경우에 용융되거나 용제내에 용해됨으로써 파괴될 수 있다.
본 발명에 따라 사용된 기판은 2차원 기판, 더욱 상세하게는 시트형 기판이거나, 그렇지 않다면 3차원 기판일 수 있다. 2차원 기판은, 예컨대, 도체 트랙의 생산에 사용되고, 반면 3차원 기판은 정밀 기계 컴포넌트 또는 워크피스를 생산하기 위해 채용된다.
본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전이 기판에 인쇄법에 의해 적용될 때 특히 우수한 결과가 획득된다. 인쇄법의 사용은 본 발명에 따른 전기 도전성 구조의 생산에 있어서 높은 처리량(throughput) 및 뛰어난 정밀도, 및 또한 특히 위치 제한된 또는 위치선택적 방법으로 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 간단하고 유연하게 채용가능한 적용을 허용한다. 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전를 적용하기 위해, 본 발명에 따라, 예컨대, 바람직하게는 2차원 기판의 인쇄에서 매우 높은 처리량을 보장하는, 그라비어법(gravure method), 플렉소그래픽법(flexographic method) 또는 오프셋 법(offset method)과 같은 종래의 인쇄법의 사용이 여기서 이루어질 수 있다. 그러나, 또한, 예컨대, 잉크젯 인쇄법 및 토너기반 인쇄법과 같은(예컨대, 레이저 프린터를 사용하는) 전기 인쇄법이 채용될 수도 있다. 이러한 맥락에서 잉크젯 인쇄법이 특히 바람직한데, 이는 이러한 방법을 통해 3차원 기판도 간단하고 유연한 방법으로 재생가능하게(reproducibly) 인쇄될 수 있기 때문이다.
사용되는 특정 인쇄법은 기판의 특성 및 특정 최종 용도에 의존한다. 그러나, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이, 적어도 적용 동안 또는 적용될 때, 액체 집합 상태(liquid aggregate state)를 통과한다는 사실은 모든 인쇄법에 공통적이다. 즉, 점성 페이스트(paste) 및 점토가 사용된 때에도, 말하자면 그들은 인쇄 공정동안 용융되어 액체 형태로 기판에 적용된다.
또한, 본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전이 기판에 대한 마스크에 의해 적용되는 경우가 있을 수 있다. 여기서, 마스크에 의한 적용은, 본 발명의 맥락에서, 더욱 상세하게는, 기판의 한정된 영역이 덮혀져, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이, 예컨대, 스프레이 적용에 의한 것과 같이 표면을 덮는 방식으로 적용될 때 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전과 접촉하지 않게 된다는 것을 의미한다. 이러한 스프레이 적용은, 예컨대, 디스퍼전이 분말 코딩 재료의 형태로 존재할 때 적합하다. 그러나, 이와 마찬가지로, 마스크는, 예컨대, 기판 상에 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 특히 선명한 또는 정확한 또는 정밀한 경계선이 획득되어야 한다면, 액체 또는 반죽형태의(pasty) 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 적용에 채용될 수도 있다.
본 발명의 맥략에서 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전이 적용될 때의 온도를 고려하자면, 이 온도는 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 일반적으로 말하자면, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전은 0 내지 300℃, 더 특정하자면 0 내지 200℃, 바람직하게는 5 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 100℃, 매우 바람직하게는 15 내지 80℃의 온도로 적용된다. 여기서 특정한 적용 온도는 특히 기판의 온도 민감도에 의해, 채용된 적용법, 더욱 상세하게는 인쇄법에 의해, 및 또한 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 특성에 의해 결정된다. 특히, 반죽형태 및 고체 디스퍼전은 일반적으로 균일하고 얇은 적용을 보장하기 위해 액체 집합 상태를 통과하여야 한다.
솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 점성을 고려하면, 점성은 마찬가지로 넓은 범위에서 다양할 수 있다. DIN EN ISO 2431에 따라 판정되는 점성계수(dynamic viscosity)는 5 내지 1 100 000 mPas의 범위, 더 특정하자면, 5 내지 100 000 mPas의 범위, 바람직하게는 5 내지 50 000 mPas의 범위, 더욱 바람직하게는 7 내지 1000 mPas의 범위, 매우 바람직하게는 7 내지 500 mPas의 범위, 특히 바람직하게는 7 내지 300 mPas의 범위 이내일 수 있다. 여기서, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 점성의 정확한 값은 사용되는 적용법, 더욱 상세하게는 인쇄법에 의해 주로 결정된다. 그러므로, 예컨대, 오프셋 인쇄법에 대하여, 대략 00 000 mPas의 영역 내 점성계수가 적용될 디스퍼전 또는 솔루빌리사이트에 대하여 필요로 되고, 반면에 잉크젯 인쇄법에 대하여 사용될 수 있는 종류의 솔루빌리사이트 및 디스퍼전은 10 mPas 이하의 점성계수를 가질 수 있다.
일반적으로 말하자면, 본 발명의 맥락에서, 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전은 기판에 0.05 내지 200 μm, 더 특정하자면 0.1 내지 50 μm, 바람직하게는 0.5 내지 30 μm, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 2 내지 15 μm의 막두께를 가지도록 적용된다.
또한, 본 발명에 따라, 본 발명의 맥락에서 전기 도전성 구조가, 방법 단계(a) 및/또는 (b)가 수행된 후에, 0.01 내지 100 μm, 더 특정하자면 0.05 내지 50 μm, 바람직하게는 0.1 내지 30 μm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 0.3 내지 10 μm, 특히 바람직하게는 0.4 내지 5 μm, 훨씬 더 바람직하게는 0.5 내지 3 μm, 가장 바람직하게는 0.6 내지 2 μm의 막 두께를 가질 수 있음이 예상된다. 그러므로, 본 발명의 맥락에서, 도전성 재료의 매우 ?은 층이 기판 상에 실현될 수 있고, 그러함에도 불구하고, 뛰어난 기계적 강도, 특히 내마모성 및 또한 우수한 전기 전도도를 가진다.
본 발명의 방법에 의해 획득가능한 전기 도전성 구조의 기계적 강도를 고려하면, 이러한 구조는 특히 높은 내마모성에 대하여 두드러진다. 따라서, 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (a) 및/또는 (b) 및/또는 (c)가 수행된 후에, 적어도 인덱스 2, 더 특정하자면 적어도 인덱스 3, 바람직하게는 적어도 인덱스 4의 DIN EN ISO 438에 따른 타버 내마모성(Taber abrasion resistance)을 가진다.
동등하게, 전기 도전성 구조가, 방법 단계 (a) 및/또는 (b)가 수행된 후에, 적어도 클래스 4, 더 특정하자면 적어도 클래스 3, 바람직하게는 클래스 1 또는 2의 EN 13300에 따른 습식 내마모성(wet abrasion resistance)을 가지도록 하는 프로비전이 이루어질 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 전기 도전성 구조는, 예컨대, 높은 내구성 및 내바니시성(resistant varnish)으로 나타나는 종류의 내마모성을 가질 수 있다.
또한, 전기 도전성 구조의 전기 전도도는 본 발명의 맥락에서 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 특히, 비금속 기반의 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전을 기반으로 하는 구조의 전도도와, 금속의 전기 증착 후 구조의 전기 전도도에 대한 구별이 이루어져야 한다.
저항률(resistivity)에 대한 아래에 보고된 모든 값들은 특히 20℃의 측정 또는 판정 온도와 관련된다. 이러한 판정은, 예컨대, 4 폴법(four-pole method) 또는 4 포인트법(four-point method) 및/또는 DIN EN ISO 3915에 따라 행해질 수 있다.
그러므로, 본 발명의 맥락에서, 전기 도전성 구조는, 방법 단계(a) 및/또는 (b)가 수행된 후, 10-7 Ωm 내지 1010 Ωm의 범위, 더 특정하자면 10-6 Ωm 내지 105 Ωm의 범위, 바람직하게는 10-5 Ωm 내지 103 Ωm의 범위 내의 저항율(ρ)을 가질 수 있다.
이와 대조적으로, 전기화하적 증착의 선택적으로 행해지는 방법 단계 (c) 후, 전기 도전성 구조는 10-9 Ωm 내지 10-1 Ωm의 범위, 더 특정하자면 10-8 Ωm 내지 10-2 Ωm의 범위, 바람직하게는 10-7 Ωm 내지 10-3 Ωm의 범위 내의 저항율(ρ)을 가질 수 있다.
방법 단계(c) 에서 금속의 증착을 고려하면, 증착되는 금속은 일반적으로 적어도 하나의 전이 금속, 더 특정하자면 귀금속, 또는 란탄 계열 원소의 그룹 중 하나의 금속을 포함한다. 본 발명의 맥락에서, 2이상의 금속의 동시증착(co-deposition)도 특별히 존재할 수 있고, 이는 특수한 특성을 가진 합금에 대한 접근을 가능하게 한다.
본 발명의 맥락에서, 금속(들)이 원소주기율표의 전이군 I, V, VI, 및 VIII으로부터 선택될 때 특히 우수한 결과가 획득된다. 여기서, Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Co, Ni, Cr, V, 및 Nb로 이루어진 그룹으로부터의 하나의 금속 또는 2 이상의 금속의 기판산의 전기화학적 증착에 대하여 우선순위가 주어진다.
일반적으로 말하자면, 특히 방법 단계(c)에서, 금속은 금속의 용액으로부터 증착된다. 금속의 용액은 관례적으로, 특히, 금속염의 수용성 용액이지만, 금속 이온을 포함하고, 수성-유기물 또는 유기 용제 기반의 용액, 또는 그렇지 않다면 대안으로서, 예컨대, 이온 액체와 같은 용융염이 사용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 맥략에서, 금속은 일반적으로 외부 전기 전압의 인가에 의한, 더욱 상세하게는 전기분해에 의한 증착, 더욱 상세하게는 전기증착될 수 있다.
또한 금속의 증착에 대하여, 금속이 1 내지 10 mA/㎠, 더 특정하자면 2 내지 8 mA/㎠, 바람직하게는 3 내지 6 mA/㎠의 전류 밀도를 가지도록 증착되는 것이 유리함이 증명되었다.
본 발명에 따른 프로시저를 통해, 금속이 1 nm 내지 8000 μm, 더 특정하자면 2 nm 내지 4000 μm, 바람직하게는 5 nm 내지 2500 μm, 더 바람직하게는 10 nm 내지 2000 μm, 매우 바람직하게는 50 nm 내지 1000 μm의 층 두께를 가지도록 특정 엔드 애플리케이션에 맞춤된 방식으로 및 유연하게 증착되는 것이 가능하다. 한편, 이러한 방식으로, 매우 얇은 도체 트랙 및 마이크로구조가 획득가능하며, 그러나 다른 한편으로는 정밀한 기계 컴포넌트 역시 충분한 안정성을 가지고 획득될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 더욱이, 전기화학적 증착에 의해, 더욱 상세하게는, 방법 단계(c)에서 획득된 금속 구조가, 더욱 상세하게는, 방법 단계(d)에서 마감 처리를 받게 하는 것이 가능하다. 여기서, 마감 처리가 에칭, 폴리싱(polishing), 스퍼터링(sputtering), 캡슐화(encapsulating), 충진(filling), 또는 코팅에 의해 일어날 때 특히 우수한 결과가 획득된다. 더욱 상세하게는 방법 단계(d) 에서의 마감 처리는 그들의 특성 프로파일에 관하여 및/또는 임의의 후속 공정을 위한 준비에 관하여 최종적인 금속 구조를 최적화하는 목적을 가진다. 특히, 예컨대, 전극의 접촉 지점에서 아연도금동안 형성된 사소한 불균일(minor irregularities)이 보상될 수 있고, 또는, 예컨대, 기계적 노출 및 환경적 영향으로부터 보호하기 위해, 예컨대, 전기 컴포넌트가 예폭시 수지와 같은 수지 내에 캡슐화될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 획득가능한 도전성 구조, 더욱 상세하게는 금속 구조는 층 적용의 특별한 규칙성에서, 종래기술에 따라 지금까지 획득가능했던 구조 및 물체에 비해 차이점을 나타낸다. 이는 특히 본 발명의 비금속 도전성 구조에 대하여, 그리고 본 발명의 금속 도전성 구조에 대하여 모두 그러하다.
또한, 본 발명의 방법에 의해 획득가능한 도전성 구조는 종래기술에서 지금까지 알려진 도전성 구조와 비교하여 향상된 내마모성을 가지는데, 이는 본 발명에 따라 사용되는 솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 강화된 접착성 또는 부착성에 기인한다.
또한, 본 발명에 따라 획득가능한 도전성 구조는 종래기술에서 지금까지 알려진 구조보다 더 안정적일 뿐만 아니라, 즉, 더 높은 내마모성 및 긁힘 저항성을 가질 뿐만 아니라, 매우 향상된 굴곡 강도로 나타나는, 향상된 탄성(elasticity)에 대해서도 두드러진다.
솔루빌리사이트 또는 디스퍼전의 얇은 층 적용으로 인해, 본 발명의 방법은 특히 미세 구조의, 더욱 상세하게는, 마이크로구조의, 및 초소형의 구조, 및 갈바노성형에 의해 높은 레벨의 디테일을 가진 물체 또는 워크피스를 생산 또는 재생하는데 사용될 수 있다. 이는 높은 전도도 및 높은 종횡비(aspect ratio)(즉, 길이 대 직경의 비율)로 인해, 퍼코레이션(percolation) 및 종합적인 전도도를 달성하기 위해 매우 낮은 농도 및 층 두께만 적용될 필요가 있는, 탄소 나노튜브(CNT)를 전기 도전성 시재료로서 사용할 때 특히 그러하다.
추가적으로, 본 발명에 대하여, 본 발명의 제2 형태에 따라, 상술된 방법에 의해 획득가능한 전기 도전성(즉, 전기 도전성 금속) 구조가 제공된다.
특히, 본 발명에 의해, 본 발명의 이러한 형태에 따라, 전기 도전성 금속 구조로서, 전기 도전성 탄소 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 도전성 재료를 적어도 부분적으로 지탱하는 비도전성 기판을 포함하고, 차례로 전기 도전성 재료 상에 전기화학적으로 증착된 적어도 하나의 금속이 존재하는 전기 도전성 금속 구조가 제공된다.
앞서 이미 살펴본 바와 같이, 본 발명의 도전성 금속 구조는 또한 특히 얇은 층 두께, 및 높은 규칙성, 동시에 우수한 전도도 및 또한 뛰어난 기계적 특성에 대하여 두드러진다.
본 발명의 이러한 형태의 추가적인 세부사항에 대하여, 이러한 관점에서 대응하게 적용되는, 본 발명의 방법과 관련하여 행해진 관측을 참조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 본 발명의 제3 형태에 따라, 전기 공학 또는 전자공학에서 상술된 전기 도전성 구조의 용법이 제공된다.
일반적으로 말하자면, 본 발명의 도전성 구조는 컴퓨터 및 반도체 산업에서 그리고 계측학에서도 사용될 수 있다.
여기서, 본 발명의 도전성 구조가 도전 트랙, 마이크로 구조의 컴포넌트, 정밀 기계 컴포넌트, 및 전자 또는 전기 컴포넌트를 생산하기 위해 사용될 때 특히 우수한 결과가 획득된다.
본 발명의 이러한 형태에 대한 추가적인 세부사항에 대하여, 이러한 독창적인 용법과 관련하여 대응하게 적용되는, 본 발명의 다른 형태에 관한 상기 관측에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 본 발명의 제4 형태에 따라, 금속 구조를 생산하기 위한 상기 서술된 도전성 구조의 용법이 제공된다.
본 발명의 도전성 구조는 더욱 상세하게는, 갈바노성형을 위한 2차원 및/또는 3차원 금속 구조를 생산하는데 특히 적합하다.
또한, 본 발명의 도전성 구조는 특히 전기성형 제품을 생산하기 위해 및/또는 장식용 엘리먼트를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 이러한 형태에 대한 추가적인 세부사항에 대하여, 이러한 관점에서 대응하게 적용되는, 본 발명의 다른 형태에 관한 상기 관측에 대한 참조가 이루어질 수 있다.
추가적으로 및 마지막으로, 본 발명에 의해, 본 발명의 제5 형태에 따라, 본 발명에 따른 전기 도전성 구조를 포함하는, 도체 트랙, 마이크로구조의 컴포넌트, 정밀기계 컴포넌트, 전자 또는 전기 컴포넌트, 마이크로구조, 장식용 엘리먼트 또는 전기성형 제품이 제공된다.
이러한 설명을 읽은 당업자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않은, 본 발명의 추가적인 실시예, 수정 및 변형을 쉽게 이해하고 구현할 수 있을 것이다.
본 발명은 아래의 작동예를 사용하여 설명되지만, 본 발명은 그러한 작동예로 제한되지 않는다.
작동예:
예 1: 전기성형 제품을 생산하기 위한 CNT 디스퍼전의 사용
키 포브(a key fob)의 왁스 포지티브(wax positive)는 대략 30 내지 40 μm의 젖은 막 두께로, CNT 디스퍼전(메톡시프로필아세테이트(methoxypropyl acetate) 내의 2wt% CNT)이 얇게 코팅되고, 이후 코팅은 건조되었다. 이 견본은 왁스 몸체 내에 꽂혀져 있고, 도전성 CNT 코팅과 접촉하는 절연된 구리 케이블을 통해 전류원과 접속되었다. 이러한 방식으로 준비된 견본은 황산 구리 용액에 완전히 담그어졌다. 순수한 구리 조각이 애노드로서 역할하였다. 매우 낮은 전류 강도(0.5 A; 일정한 전압)에서도, 짧은 시간 후에 견본상에 얇은 구리 층이 형성되었고, 시간 및 전류강도에 따라 그 무게가 증가되었다. 아연도금의 종료 후, 견본은 왁스를 제거하기 위해 대략 100℃의 오븐 내로 옮겨졌다. 산화물 층의 조심스러운 제거에 의해, 아래에 놓인 금속성의 윤기가 흐르는 구리가 나타났다. 이러한 기술을 통해 훨씬 미세한 3차원 구조를 모델링하는 것이 가능하다.
예 2: 금속성 도전성 층 및 도체 트랙을 생산하기 위한 수용성 베이킹 바니시(baking varnish)의 사용
배이히드롤(Bayhydrol)® E 155 타입의 수용성 베이킹 바니시는 메톡시프로필아세테이트(PMA) 내의 8 wt% CNT의 디스퍼전을 통해 기능화되어 전기 도전성이 되었다. 잉크젯법에 의해, 기능화된 비이히드록® E 155를 사용하여, 얇은 PET 필름에 전기 회로도가 적용되었다. 도 1과 유사한 방식으로, 얇은 구리 층이 필름의 코팅된 영역 상에 증착되었다. 코팅되지 않은 영역에서는, 구리가 증착되지 않았고, 그러므로 이러한 영역으 전기 절연성이 유지된다.
예 3: 금속 몰딩을 생산하기 위한 용제 기반의 CNT 디스퍼전의 사용(필름/유리로부터 몰딩의 분리를 포함)
2wt%의 CNT와 98wt%의 메톡시프로필아세테이트(PMA)의 디스퍼전이 폴리에틸렌 기판 상에서 인장강도 테스트를 위한 테스트 견본을 모델링하기 위해 사용되었다.
순수한 디스퍼전의 경우에, PE 기판에 대한 접착성은, 예컨대, 기능화된 베이킹 바니시의 접착성보다 나쁘다. 이러한 특성은 코팅된 영역상에 구리의 증착에 이어서 기판으로부터 견본이 쉽게 떨어지게 하기 위해 사용된다.
예 4: 도전성 비금속 구조의 내마모성 및 저항율의 비교
다양한 비금속 도전성 재료의 내마모성 및 저항율을 비교하기 위해,
2wt%의 각각의 그래파이트 또는 탄소 나노튜브(다중벽 탄소튜브(MWCNTs)) 또는 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 폴리아닐린이 1wt%의 2000g/mol 이상의 분자량을 가진 고분자 습윤 및 분산 보조제가 존재하는 97wt%의 메톡시프로필아세테이트(PMA) 내에 분산되었다.
이러한 디스퍼전은 잉크젯 방법에 의해 유리판에 25 내지 30 μm의 층 두께를 가지도록 적용되었고, 이후 디스퍼전 매체가 제거되었다. 비교를 위해, 다른 유리 기판은 분말 형태의 원소 그래파이트가 뿌려졌다. 이어서, 모든 샘플에 대하여, 코팅의 저항율 및 DIN EN ISO 438에 따른 테버 내마모성이 확인되었다. 그 결과는 아래의 표 1로 편집되었다.
표 1 내의 결과는 기판에 분말 형태로 원소 그래파이트를 적용한 것이 그래파이트 디스퍼전의 적용과 비슷한 전도도를 야기하지만, 본 발명의 그래파이트 디스퍼전이 상당히 더 높은 내마모성을 나타냄을 보여준다. 또한, 표 1의 값들은 탄소 나노튜브를 통해, 저항율에 대하여 상당히 낮은 값을 얻는 것이 가능하고, 그러므로 기계 저항 바니시(mechanically resistant varnishes)의 것과 비슷한 매우 향상된 내마모성과 함께 매우 높은 비전도계수를 얻는 것이 가능하다는 것을 보여준다.
도전성 재료 저항률[Ω·m] DIN EN ISO 438에 따른
내마모성
그래파이트 분말
(비교예)		 7.0×10-4 1
그래파이트 디스퍼전
(본 발명)		 6.5×10-5 3
CNT 디스퍼전
(본 발명)		 3.2×10-6 5
인듐 주석 산화물 디스퍼전
(본 발명)		 1.2×10-2 3
폴리아닐린 디스퍼전
(본 발명)		 2×10-2 4

Claims (20)

  1. 특히, 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법으로서,
    (a) 상기 방법의 제1 단계에서, 전기 도전성 카본 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기 도전성 재료를 기반으로 하는 적어도 하나의 솔루빌리사이트(solubilisate) 및/또는 디스퍼전이 전기 비도전성 기판에 적용되고, 특히, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전의 적용은 더욱 상세하게는 인쇄법에 의해 위치적 한정 및/또는 위치적 특이성(locational specificity)을 가지도록 수행되고,
    (b) 선택적으로, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 건조 및/또는 경화시키는 후속 방법 단계가 수행되고,
    (c) 후속 방법 단계에서, 적어도 하나의 금속이 선택적으로 건조 및/또는 경화된 솔루빌리사이트 및/또는 선택적으로 건조 및/또는 경화된 디스퍼전 상에 전기화학적으로 증착되는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 사용된 전기 도전성 탄소 동소체는 그래파이트, 그라핀, 풀러린 및/또는 탄소 나노튜브(CNT), 특히 탄소 나노튜브(CNT)인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 사용된 전기 도전성 폴리머는 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene), 폴리피롤(polypyrrole) 및/또는 폴리시오펜(polythiophene)인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 전기 도전성 무기 산화물은 인듐 주석 옥사이드(ITO: indium tin oxide), 인듐 아연 옥사이드(IZO: indium zinc oxide), 알루미늄 아연 옥사이드(AZO: aluminum zinc oxide), 안티몬 주석 옥사이드(ATO: antimony tin oxide) 및/또는 플루오르 주석 옥사이드(FTO: fluorine tin oxide)인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 물 기반 및/또는 용제 기반이고, 특히, 상기 솔루빌리사이트의 상기 용제 및/또는 상기 디스퍼전의 연속상(continuous phase)은 물 기반의, 유기물 기반의 또는 유기-물 기반의 용제 및/또는 디스퍼전 매체이고, 또는 상기 디스퍼전은 고체의 혼합물, 더욱 상세하게는 분말 코팅 재료인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 그 형태가 경화성, 더욱 상세하게는, 방사선 경화성 및/또는 열 경화성, 바람직하게는, 방사선 경화성이고 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 적어도 하나의 경화성, 더욱 상세하게는 방사선 경화성 및/또는 열 경화성, 바람직하게는 방사선 경화성인 컴포넌트, 더욱 상세하게는 적어도 하나의 반응성 희석제(reactive diluent)를 가지고,
    상기 솔루빌리사이트의 상기 용제 및/또는 상기 디스퍼전의 연속상은 그 형태가 경화성, 더욱 상세하게는 방사선 경화성 및/또는 열 경화성, 바람직하게는 방사선 경화성인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 상기 전기 도전성 재료를 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 기초로 0.001 내지 90 wt%, 더 특정하자면, 0.005 내지 80 wt%, 바람직하게는 0.01 내지 50 wt%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 30 wt%, 매우 바람직하게는 0.01 내지 20 wt%의 양만큼 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 적어도 하나의 첨가제를 상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전을 기초로 0.001 내지 60 wt%, 더 특정하자면 0.005 내지 50 wt%, 바람직하게는 0.01 내지 40 wt%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 30 wt%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 20 wt%의 양만큼 포함하고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 적어도 하나의 첨가제, 더욱 상세하게는, 분산 보조제(분산제), 계면활성제 또는 표면 활성 물질, 소포제(defoamer), 유동성 조절제(rheology modifier), 결합제, 피막 형성제, 살생물제(biocide), 표시제(marker), 안료, 충진제, 접착 촉진제(adhesion promoter), 흐름 제어 첨가제, 조용매, 스키닝 방지제(antiskinning agent), UV 흡수제, 막힘 방지제(anticlogging agent) 및/또는 안정화제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함하고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 적어도 하나의 습윤제 및/또는 분산제를 가지고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 윤활성 첨가제 및/또는 슬립 첨가제(slip additive), 흐름 제어제, 표면 첨가제, 더욱 상세하게는, 가교성 표면 첨가제(crosslinkable surface additive), 접착 촉진제, 및/또는 기판 습윤제, 소수화제(hydrophobizer), 차단 방지제(antiblocking agent)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 계면활성제를 가지고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 유동성 조절제, 더욱 상세하게는 농화제(thickener), 틱소트로픽제(thixotropic agent), 소포제(defoamer), 탈수제(dewatering agent), 구성제(structuring agents), 및 또한 프라스틱화제(plasticizing agent), 및/또는 가소제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 유동성 제어 첨가제를 가지고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은
    부식 억제제(corrosion inhibitor), 광 안정제, 더욱 상세하게는, UV 흡수제, 유리기 제거제(radical scavenger), 활성 감소제(quencher), 및/또는 히드로페록시드 분해제(hydroperoxide destroyer), 건조제(dryer), 스키닝 방지제, 촉매, 가속제(accelerator), 살생물제, 방부제, 스크레치 방지제, 정전기 방지제, 건조제(siccative), 왁스, 충진제, 및 안료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 무기 및/또는 유기 기판이고, 더욱 상세하게는 유리, 세라믹, 실리콘, 점토, 왁스, 플라스틱, 및 합성 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 및/또는
    상기 기판은 2차원, 더욱 상세하게는, 시트형(sheetlike)이거나, 3차원 기판인 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 인쇄법에 의해, 더욱 상세하게는 잉크젯 인쇄법, 그라비어법(gravure method), 플렉소그래픽법(flexographic method), 오프셋 법(offset method), 토너기반 인쇄법(toner-based printing method)에 의해, 바람직하게는 잉크젯 인쇄법에 의해 적용되고, 및/또는
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 상기 기판에 대한 마스크에 의해 적용되는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔루빌리사이트 및/또는 디스퍼전은 0 내지 300℃, 더 특정하자면 0 내지 200℃, 바람직하게는 5 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 100℃, 매우 바람직하게는 15 내지 80℃의 온도로 적용되고, 및/또는
    상기 디스퍼전은 DIN EN ISO 2431에 따라 판정될 때 5 내지 1 100 000 mPas의 범위, 더 특정하자면 5 내지 100 000 mPas의 범위, 바람직하게는 5 내지 50 000 mPas의 범위, 더욱 바람직하게는 7 내지 1000 mPas의 범위, 매우 바람직하게는 7 내지 500 mPas의 범위, 특히 바람직하게는 7 내지 300 mPas의 범위인 점성계수(dynamic viscosity)를 가지고, 및/또는
    상기 디스퍼전은 상기 기판에 0.05 내지 200 μm, 더 특정하자면 0.1 내지 50 μm, 바람직하게는 0.5 내지 30 μm, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 2 내지 15 μm의 막두께를 가지도록 적용되는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (a) 및/또는 (b)가 수행된 후에, 0.01 내지 100 μm, 더 특정하자면 0.05 내지 50 μm, 바람직하게는 0.1 내지 30 μm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 0.3 내지 10 μm, 특히 바람직하게는 0.4 내지 5 μm, 훨씬 더 바람직하게는 0.5 내지 3 μm, 가장 바람직하게는 0.6 내지 2 μm의 막 두께를 가지고, 및/또는
    상기 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (a) 및/또는 (b) 및/또는 (c)가 수행된 후에, 적어도 인덱스 2, 더 특정하자면 적어도 인덱스 3, 바람직하게는 적어도 인덱스 4의 DIN EN ISO 438에 따른 타버 내마모성(Taber abrasion resistance)을 가지고, 및/또는
    상기 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (a) 및/또는 (b)가 수행된 후에, 적어도 클래스 4, 더 특정하자면 적어도 클래스 3, 바람직하게는 클래스 1 또는 2의 EN 13300에 따른 습식 내마모성(wet abrasion resistance)을 가지고, 및/또는
    상기 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (a) 및/또는 (b)가 수행된 후에, 10-7 Ωm 내지 1010 Ωm의 범위, 더 특정하자면 10-6 Ωm 내지 105 Ωm의 범위, 바람직하게는 10-5 Ωm 내지 103 Ωm의 범위 내의 저항(ρ)을 가지고, 및/또는
    상기 전기 도전성 구조는, 방법 단계 (c)가 수행된 후에, 10-9 Ωm 내지 10-1 Ωm의 범위, 더 특정하자면 10-8 Ωm 내지 10-2 Ωm의 범위, 바람직하게는 10-7 Ωm 내지 10-3 Ωm의 범위 내의 저항(ρ)을 가지는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    방법 단계(c)에서 증착되는 상기 금속은 적어도 하나의 전이 금속, 더 특정하자면 귀금속, 또는 란탄 계열 원소의 그룹 중 하나의 금속을 포함하고, 및/또는
    Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Co, Ni, Cr, V, 및 Nb로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속은 상기 기판에 전기화학적으로 증착되는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속은 상기 금속의 용액으로부터 증착되고, 및/또는
    상기 금속은 외부 전기 전압의 인가에 의해, 더 특정하자면 전기분해에 의해, 더 특정하자면 전기도금에 의해 증착되고, 및/또는
    상기 금속은 1 내지 10 mA/㎠, 더 특정하자면 2 내지 8 mA/㎠, 바람직하게는 3 내지 6 mA/㎠의 전류 밀도를 가지도록 증착되고, 및/또는
    상기 금속은 1 nm 내지 8000 μm, 더 특정하자면 2 nm 내지 4000 μm, 바람직하게는 5 nm 내지 2500 μm, 더 바람직하게는 10 nm 내지 2000 μm, 매우 바람직하게는 50 nm 내지 1000 μm의 층 두께를 가지도록 증착되는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기화학적 증착에 의해, 더 특정하자면 방법 단계(c)에서 얻어진 상기 금속 구조는 마감처리를 거치는데, 더 특정하자면 방법 단계(d) 내에서, 더 특정하자면 에칭, 폴리싱(polishing), 스퍼터링(sputtering), 캡슐화(encapsulating), 충진(filling), 또는 코팅에 의한 마감처리를 거치는 것을 특징으로 하는 금속 구조 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 기판상의 금속의 전기화학적 증착 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 청구된 방법에 의해 획득가능한 것을 특징으로 하는 전기 도전성 금속 구조.
  17. 제 16 항에 있어서,
    전기 도전성 탄소 동소체, 전기 도전성 폴리머, 및 전기 도전성 무기 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 도전성 재료를 적어도 부분적으로 지탱하는 비도전성 기판을 포함하고,
    상기 전기 도전성 재료 위에 차례대로 전기화학적으로 증착된 적어도 하나의 금속이 존재하는 것을 특징으로 하는 전기 도전성 금속 구조.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    전자 및 전기 공학에서, 더 특정하자면 컴퓨터 및 반도체 산업 및 계측학에서, 더 특정하자면, 도체 트랙, 마이크로구조의 컴포넌트, 정밀기계 컴포넌트 및 전자 또는 전기 컴포넌트의 생산을 위한 것을 특징으로 하는 전기 도전성 금속 구조.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    금속 구조, 더 특정하자면 2차원 및/또는 3차원 금속 구조를 생산하기 위한, 바람직하게는 갈바노성형(galvanoforming)을 위한, 및/또는 전기성형 제품을 생산하기 위한 및/또는 장식용 엘리먼트(decorative element)를 생산하기 위한 것을 특징으로 하는 전기 도전성 금속 구조.
  20. 청구항 제16항 또는 제17항에 청구된 전기 도전성 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 도체 트랙, 마이크로구조의 컴포넌트, 정밀기계 컴포넌트, 전자 또는 전기 컴포넌트, 마이크로구조, 장식용 엘리먼트, 또는 전자성형 제품.
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