KR20150080539A - 코팅 조성물, 코팅 조성물을 사용하는 것에 의하여 제조된 복합재료 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

코팅 조성물, 코팅 조성물을 사용하는 것에 의하여 제조된 복합재료 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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신핑 린
웨이펑 미아오
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Abstract

코팅 조성물, 코팅 조성물을 사용하는 것에 의하여 제조되는 합성물 및 복합재료를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 코팅 조성물은 용제, 접착제, 및 Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 촉매 전구체를 포함한다.

Description

코팅 조성물, 코팅 조성물을 사용하는 것에 의하여 제조된 복합재료 및 이를 제조하기 위한 방법{COATING COMPOSITION, COMPOSITE PREPARED BY USING THE COATING COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
연관된 출원의 교차-참조
본 출원은 2012년 10월 26일자로 중화인민공화국 특허청에 출원된 중국특허출원 제201210416065.5호의 우선권을 주장하며, 그의 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다.
기술분야
본 상세한 설명은 표면 금속화 분야에 관한 것으로, 특히 코팅 조성물, 코팅 조성물을 사용하는 것에 의하여 복합재료를 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 복합재료에 관한 것이다.
전자기 신호를 전달하기 위한 통로와 같은 플라스틱 기재의 표면 상에의 금속층의 형성은 자동차, 공업, 컴퓨터 및 통신의 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 플라스틱 기재의 표면을 선택적으로 금속화하여 금속층을 형성하는 것, 즉 플라스틱 표면의 표면의 소정 영역(predetermined region) 상에 금속층을 형성하는 것이 이러한 플라스틱 제품의 제조에 있어서 핵심이다.
플라스틱 기재의 표면을 금속화하는 것에 의하여 금속 회로를 형성하기 위한 많은 방법들이 존재하고 있다. 예를 들면, 먼저 플라스틱 기재의 표면 상에 금속핵(metal core)이 형성되고, 그리고 계속해서 금속핵을 활성사이트(active site)로 하여 플라스틱 기재의 표면 상에 화학 도금(chemical plating)이 수행된다.
그러나, 플라스틱 기재의 표면을 선택적으로 금속화시키기 위한 통상의 방법들은 이들 방법들에서 사용된 화학 도금 촉매들이 모두 착색 재료(color materials: 흑색, 회색, 갈색, 황색, 녹색 등)들이고, 이들은 백색 제품들에 대한 요건들을 만족하지 못하는 것과 같은 일부 단점들을 갖는다.
본 상세한 설명의 구체예들은 선행기술에서 존재하는 적어도 하나의 문제점을 적어도 어느 정도 해소하거나 또는 소비자에게 유용한 상용적인 선택(commercial choice)을 제공하는 것을 모색한다.
본 상세한 설명의 제1의 광의의 양태의 구체예들에 따르면, 코팅 조성물이 제공된다. 코팅 조성물은 용제, 접착제 및 Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 촉매 전구체를 포함한다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 코팅 조성물 중에 포함되는 촉매 전구체는 백색일 수 있다. 계속해서 코팅 조성물은 적어도 일부가 백색이고 그리고 그의 소정 영역 상에 금속층을 갖는 복합재료 제품을 생산하는 데 사용될 수 있으며, 이는 현재의 백색 제품들의 요건들을 만족시킬 수 있다. 게다가, 본 발명자들은 놀랍게도 촉매 전구체가 촉매로 전환될 수 있고 그리고 계속해서 화학 도금이 촉매의 기반 상에서 수행될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 상세한 설명의 제2의 광의의 양태의 구체예들에 따르면, 복합재료를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 상기 기술된 코팅 조성물을 절연 기재(insulating substrate)의 표면 상에 제공하여 백색 코팅층을 형성하는 단계; 백색 코팅층의 소정 영역을 가스화시켜 촉매 전구체가 노출되고 그리고 촉매로 전환되도록 하는 단계; 및 화학 도금에 의하여 소정 영역 상에 금속층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 기술된 바와 같이, 코팅 조성물 중에 포함된 촉매 전구체는 백색일 수 있고, 따라서 방법은 적어도 일부가 백색이고 그리고 제품의 소정 영역 상에 금속층을 갖는 제품을 생산하는 데 사용될 수 있으며, 이는 현재의 백색 제품의 요건들을 만족할 수 있다. 본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 절연 기재의 표면 상에 형성된 코팅층은 백색일 수 있고, 그리고 백색 코팅층은 절연 기재의 고유의 특성들에 영향을 미치지 않을 수 있다. 게다가, 본 발명자들은 놀랍게도 백색 코팅층의 소정 영역을 가스화하는 경우에 촉매 전구체가 촉매로 전환되고 그리고 계속해서 화학 도금이 수행되어 금속층을 형성시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 그리고 본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 백색 코팅층의 표면에 대하여 직접적으로 화학 도금이 수행되어 소정 영역 상에 금속층을 형성할 수 있다. 그리고 본 발명자들은 놀랍게도 그 결과의 복합재료의 금속층이 절연 기재에 대하여 양호한 접착을 가질 수 있다는 것을 발견하였다.
본 상세한 설명의 제3의 광의의 양태의 구체예들에 따르면, 상기 언급된 방법에 의해 획득될 수 있는 복합재료 제품이 제공된다.
상기 기술된 바와 같이, 상기 언급된 방법에 의해 획득되는 복합재료 제품은 적어도 그의 일부가 백색인 금속층을 가질 수 있고, 이는 현재의 백색 제품들의 요건들을 만족시킬 수 있다. 그리고 본 발명자들은 또한 그 결과의 복합재료의 금속층이 절연 기재에 대하여 양호한 접착을 가질 수 있다는 것을 발견하였다.
본 상세한 설명의 구체예들의 부가의 양태들 및 잇점들이 어느 정도는 하기 상세한 설명들에서 주어질 수 있거나, 어느 정도는 하기 상세한 설명에서 명백해질 수 있거나 또는 본 상세한 설명의 실행으로부터 학습될 수 있을 것이다.
본 상세한 설명의 구체예들에 대하여 보다 상세하게 언급될 것이다. 여기에서 기술된 구체예들은 예시적이고, 설명적이고, 그리고 대체로 본 상세한 설명을 이해하는 데 사용된다. 구체예들은 본 상세한 설명을 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다.
본 상세한 설명의 구체예에 따르면, 코팅 조성물이 제공된다. 코팅 조성물은 용제, 접착제 및 Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 촉매 전구체를 포함한다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 코팅 조성물 중에 포함된 촉매 전구체는 백색일 수 있다. 계속해서 코팅 복합재료가 사용되어 적어도 일부가 백색이고 그리고 그의 소정 영역 상에 금속층을 갖는 제품이 생산될 수 있으며, 이는 현재의 백색 제품들의 요건들을 만족시킬 수 있을 것이다. 게다가, 본 발명자들은 놀랍게도 촉매 전구체가 촉매로 전환될 수 있고 그리고 계속해서 화학 도금이 촉매의 기반 상에서 수행될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 상세한 설명의 일부 구체예들에 따르면, 코팅 조성물의 소정 영역 내의 촉매 전구체는 코팅 조성물의 소정 영역이 가스화된 후에 화학 도금을 위한 촉매로 전환될 수 있어 백색 코팅층의 표면에 대하여 화학 도금이 직접적으로 수행되어 백색 코팅층의 표면의 소정 영역 상에 금속층이 형성되도록 할 수 있다. 또한 그 결과의 제품의 금속층은 절연 기재에 대하여 양호한 접착을 가질 수 있다.
본 발명자들은 촉매 전구체가 공유결합 금속 화합물(covalent metal compound)이고, 이는 낮은 에너지로 활성화된 이후에 높은 촉매 활성을 갖는다. 예를 들면, 레이저로 조사된 이후, 촉매 전구체는 결정 결함(crystal defects), 예를 들면, 산소 공공(oxygen vacancies)을 갖는 화합물로 용이하게 전환될 수 있다. 결정 결함을 갖는 화합물은 화학 도금 촉매(또한 이하에서는 촉매로서 언급됨)로서 사용될 수 있고, 그리고 계속해서 화학 도금이 코팅층의 표면에 대하여 직접적으로 수행될 수 있다. 게다가, Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03 모두는 상용적으로 획득가능하고, 이는 코팅 조성물 및 복합재료 제품의 생산비를 줄일 수 있다.
본 상세한 설명의 하나의 구체예에 있어서, 촉매 전구체는 약 1㎚ 내지 약 1㎛(미크론)의 평균 입경을 갖는다. 일부 구체예들에 있어서, 촉매 전구체는 약 1㎚ 내지 약 500㎚의 평균 입경을 갖는다. 일부 추가의 구체예들에 있어서, 촉매 전구체는 약 1㎚ 내지 약 100㎚의 평균 입경을 갖는다. 계속해서 복합재료 제품의 제조에 있어서의 코팅 조성물의 효능이 추가로 증가될 수 있다. 촉매 전구체의 평균 입경은 분산매(dispersion medium)로서 에탄올을 수반하는 결정레이저를 사용하는 것에 의하여 측정될 수 있다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 본 발명자들은 Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03가 여러 상용적으로 사용되는 접착제들에 대하여 양호한 적합성을 가질 수 있다는 것을 발견하였다. 계속해서 코팅 조성물은 추가로 일부 접착제를 포함할 수 있으며, 이는 광택도(glossiness), 건조도(aridity) 및 기계적 강도 등과 같은 코팅 조성물의 일부 특성들에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. 일부 구체예들에 있어서, 접착제는 미쯔비시 레이온 폴리머 난퉁 컴퍼니(Mitsubishi rayon polymer Nantong Co., LTD)로부터 상용적으로 획득가능한 에이취알-7004(HR-7004), 에이취알-7008, 에이취알-7000, 에이취알-7100 등과 같은 공기-경화 아크릴 수지(air-curing acrylic resin)일 수 있다. 다른 구체예들에 있어서, 접착제는 바이엘 악티엔게젤샤프트(BAYER AG)로부터 상용적으로 획득가능한 데스모룩스® 유100(Desmolux® U100), 데스모룩스® 브이피 엘에스 2396, 데스모룩스® 브이피 엘에스 2266, 데스모룩스® 엑스피 2513 등과 같은 자외선-경화 아크릴 수지일 수 있다. 또 다른 구체예에 있어서, 접착제는 바이엘 악티엔게젤샤프트로부터 상용적으로 획득가능한 바이하이드롤® 피티355(Bayhydrol® PT355), 바이하이드롤® 엑스피2557 등과 같은 열-경화 폴리우레탄일 수 있다. 또 다른 구체예에 있어서, 접착제는 바이엘에서 생산된 데스모듀어® 아이엘 1451(Desmodur® IL 1451), 데스모듀어® 엔 100, 데스모듀어® 엔 3390 비에이/에스엔, 데스모듀어® 일 15 등과 같은 수-경화 폴리우레탄일 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 용제는 물을 포함할 수 있다. 용제는 또한 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 공지된 상용적으로 사용되는 유기 용제들, 예를 들면, 벤젠, 트리클로로에틸렌, 알콜, 케톤, 디케톤, 사이클릭 케톤(cyclic ketones) 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 벤젠은 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌(xylene)이 될 수 있다. 알콜은 CnH2n+2O의 일반식을 가질 수 있고, n은 정수이고 그리고 n≥1이다. 일부 구체예들에 있어서, n은 1, 2, 3, 또는 4가 될 수 있다. 예를 들면, 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아밀알콜, 헥실알콜, 헵탄올 또는 옥탄올일 수 있다. 케톤은 CmH2mO의 일반식을 가질 수 있고, m은 정수이고 그리고 m≥3이다. 예를 들면, 케톤은 아세톤, 펜타논 또는 메틸에틸케톤일 수 있다. 디케톤은 CaH2a -2O2의 일반식을 가질 수 있고, a는 정수이고 그리고 a≥4이다. 사이클릭 케톤은 CbH2b -2O의 일반식을 가질 수 있고, b는 5, 6, 7 또는 8이다. 한 예로서 그리고 제한 없이, 사이클릭 케톤은 시클로헥사논일 수 있다.
본 상세한 설명의 일부 구체예들에 있어서, 코팅 조성물은 추가로 첨가제를 포함한다. 본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 첨가제는 분산제(dispersing agent), 소포제(antifoaming agent), 평활제(leveling agent) 및 점도조절제(viscosity regulator)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 분산제는 비와이케이(BYK)(독일)로부터 상용적으로 획득가능한 안티-테라-유(ANTI-TERRA-U), 디스퍼빅-101(DISPERBYK-101), 빅-220 에스, 락티몬-더블류에스(LACTIMON-WS), 빅-더블류 966, 빅-154, 디스퍼빅-llO, 디스퍼빅-140, 디스퍼빅-2150 또는 디스퍼빅-2025일 수 있다. 일부 구체예들에 있어서, 분산제는 악조노벨(Akzo nobel)로부터 상용적으로 획득가능한 포스폴란 피에스-236(PS-236) 또는 위트코(Witco)로부터 상용적으로 획득가능한 피에스-21에이(PS-21A)일 수 있다. 일부 구체예들에 있어서, 분산제는 어유(fish oils), 글리세롤트리올레이트(glycerol trioleate), 트리-노멀-옥틸포스파인옥사이드(tri-n-octylphosphine oxide), 트리-노멀-옥틸포스파인(tri-n-octylphosphine), 피리미딘(pyrimidines), 지방 아민(fatty amines), 알카민(alcamines) 또는 크로다(CRODA)(영국)로부터 상용적으로 획득가능한 하이퍼머 케이디 계열(Hypermer KD serial) 및 제피림 피디 계열(Zephrym PD serial)일 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 소포제는 빅-051(BYK-051), 빅-052, 빅-053, 빅-055, 빅-057, 빅-에이555, 빅-071, 빅-060, 빅-018, 빅-044 또는 빅-094일 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 평활제는 빅-333, 빅-306, 빅-358엔, 빅-310, 빅-354 또는 빅-356일 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 점도조절제는 흄드실리카(fumed silica), 폴리아미드 왁스(polyamide wax), 유기 벤토나이트(organic bentonite), 수소화 캐스터 오일(hydrogenated castor oil) 또는 금속 비누(metallic soap)일 수 있다. 일부 구체예들에 있어서, 점도조절제는 하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 유도체(cellulose derivative); 또는 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴산 염 등과 같은 수용성 수지일 수 있다.
본 발명자들은 본 상세한 설명의 코팅 조성물이 소정의 구성성분들을 단순 혼합하는 것으로 생산될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 상세한 설명의 일부 구체예들에 따르면, 촉매 전구체 및 분산제가 먼저 용제 내로 첨가되어 제1 혼합물을 형성할 수 있고, 그리고 제1 혼합물이 유성형 볼밀(planetary ball mill) 내에서 약 6시간 내지 약 12시간 동안 분쇄될 수 있다. 계속해서, 접착제, 소포제, 평활제 또는 점도조절제가 분쇄된 제1 혼합물 내로 첨가되어 제2 혼합물을 형성할 수 있고, 제2 혼합물이 유성형 볼밀 내에서 약 6시간 내지 약 12시간 동안 분쇄될 수 있다. 따라서, 균일하고 그리고 안정한 코팅 조성물이 획득될 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 용제 100중량부를 기준하여, 촉매 전구체의 양은 약 100중량부 내지 약 300중량부이고; 접착제는 약 5중량부 내지 약 15중량부이고, 첨가제는 약 0.1중량부 내지 약 15중량부이다. 다른 하나의 구체예에 있어서, 용제 100중량부를 기준하여, 분산제의 양은 약 0.5중량부 내지 약 4중량부이고; 소포제의 양은 약 0.3중량부 내지 약 3중량부이고, 평활제의 양은 약 0.1중량부 내지 약 4중량부이고, 점도조절제의 양은 약 1중량부 내지 약 3중량부이다. 계속해서 복합재료 제품의 제조에 있어서의 코팅 조성물의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
본 상세한 설명의 하나의 구체예에 따르면, 복합재료를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 코팅 조성물을 절연 기재의 표면 상에 제공하여 백색 코팅층을 형성하는 단계; 백색 코팅층의 소정 영역을 가스화시켜 촉매 전구체가 노출되고 그리고 촉매로 전환되도록 하는 단계; 및 화학 도금에 의하여 소정 영역 상에 금속층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 기술된 바와 같이, 코팅 조성물 내에 포함된 촉매 전구체는 백색일 수 있고, 계속해서 방법은 적어도 일부가 백색이고 그리고 그의 소정 영역 상에 금속층을 갖는 복합재료 제품을 생산하는 데 사용될 수 있으며, 이는 현재의 백색 제품들의 요건들을 만족시킬 수 있다. 본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 절연 기재의 표면 상에 형성된 코팅층이 백색일 수 있고, 그리고 백색 코팅층은 절연 기재의 고유의 특성들에 영향을 주지 않을 수 있다. 게다가, 본 발명자들은 놀랍게도 백색 코팅층의 소정 영역을 가스화시키는 경우, 촉매 전구체가 촉매로 전환될 수 있고, 그리고 계속해서 화학 도금이 수행되어 금속층이 생성될 수 있다는 것을 발견하였다. 그리고 본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 화학 도금이 백색 코팅층의 표면에 대하여 직접적으로 수행되어 소정 영역 상에 금속층을 형성할 수 있다. 그리고 본 발명자들은 놀랍게도 그 결과의 복합재료의 금속층이 절연 기재에 대하여 양호한 접착을 가질 수 있다는 것을 발견하였다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 절연 기재는 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 공지된 임의의 통상적으로 사용되는 절연 기재일 수 있다. 예를 들면, 절연 기재에는 열경화성 플라스틱 또는 열가소성 플라스틱이 포함될 수 있다. 열가소성 플라스틱에는 폴리올레핀(polyolefin), 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide), 폴리아릴에테르(polyarylether), 폴리에스테르-이미드(polyester-imide), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리카보네이트/(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 합금(polycarbonate/(acrylonitrile-butadiene-styrene) alloy: PC/ABS), 폴리페닐에테르(polyphenyl ether: PPO), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리설폰(polysulfone: PSU), 폴리에테르-에테르-케톤(polyether-ether-ketone: PEEK), 폴리벤즈이미다졸(polybenzimidazole: PBI) 및 액정 고분자(liquid crystal polymer: LCP) 및 이들의 조합들이 포함될 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 폴리올레핀은 폴리스티렌(polystyrene: PS), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 또는 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(poly(acrylonitrile-butadiene-styrene)일 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 폴리에스테르는 폴리(1,4-사이클로헥실디메틸렌테레프탈레이트(poly(1,4-cyclohexyledimethylene terephthalate): PCT), 폴리(디알릴이소프탈레이트)(poly(diallyl isophthalate): PDAIP), 폴리(디알릴테레프탈레이트)(poly(diallyl terephthalate): PDAP), 폴리부틸렌나프탈레이트(polybutylene naphthalate: PBN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutylene terephthalate: PBT)일 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 폴리아미드는 폴리헥사메틸렌아디파미드(polyhexamethylene adipamide: PA-66), 폴리헥사메틸렌아젤아미드(polyhexamethylene azelamide: PA-69), 폴리(테트라메틸렌아디파미드)(poly(tetramethylene adipamide): PA-64), 폴리헥사메틸렌도데칸아미드(polyhexamethylene dodecanamide: PA-612), 폴리헥사메틸렌세바카미드(polyhexamethylene sebacamide: PA-610), 폴리데카메틸렌세바카미드(polydecamethylene sebacamide: PA-l010), 폴리운데칸아미드(polyundecanamide: PA-ll), 폴리도데칸아미드(polydodecanamide: PA-12), 카프릴아미드(caprylamide: PA-8), 폴리(9-아미노노나논산)(poly(9-aminononanoic acid): PA-9), 폴리카프로아미드(polycaproamide: PA-6), 폴리파라-페닐렌테레프타미드(poly p-phenylene terephthamide: PPTA), 폴리(메타-자일릴렌아디파미드(poly(meta-xylylene adipamide): MXD6), 폴리(헥사메틸렌테레프탈아미드)(poly(hexamethyleneterephthalamide): PA6T) 또는 폴리(나노메틸렌테레프탈아미드)(poly(nonamethyleneterephthalamide): PA9T)일 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 공지된 액정 고분자(LCP)는 경질 분자쇄(rigid molecular chains)들로 이루어지고 그리고 특정한 물리적 조건들 하에서 액체의 유동성과 결정의 이방성(anisotropy) 둘 다를 갖는 거대분자 재료이다.
일부 구체예들에 있어서, 열경화성 플라스틱은 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지 및 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 절연 기재는 유리로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 절연 기재는 석영 유리(silica glass), 고규산 유리(high silicate glass), 소다-석회 유리(soda-lime glass), 연-규산 유리(lead-silicate glass), 규산알루미늄 유리(alumino silicate glass) 또는 붕규산 유리(borosilicate glass)로 만들어질 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 절연 기재는 세라믹으로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 절연 기재는 산화알루미늄 세라믹(aluminum oxide ceramic), 질화규소 세라믹(silicon nitride ceramic), 질화붕소 세라믹(boron nitride ceramic), 산화베릴륨 세라믹(beryllium oxide ceramic) 또는 질화알루미늄 세라믹(aluminium nitride ceramic)으로 만들어질 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 절연 기재는 시멘트로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 절연 기재는 규산 시멘트(silicate cement), 알루미나 시멘트(aluminate cement), 황산반토 시멘트(sulphate aluminium cement), 알루미노페릭 시멘트(aluminoferic cement), 플루오로알루미네이트 시멘트(fluoroaluminate cement) 또는 인산 시멘트(phosphate cement)로 만들어질 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 절연 기재는 목재로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 절연 기재는 합판(plywood), 섬유판(fiber board), 삭층판(shaving board), 목모판(excelsior board), 자일로라이트(xylolite) 또는 복합보드(composite board)로 만들어질 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따른 복합재료를 제조하기 위한 방법에 대하여는, 백색 코팅층이 절연 기재의 표면 상에 형성될 수 있다. 절연 기재의 표면 상에 코팅 조성물을 제공하는 경우, 접착제의 존재로 인하여, 촉매 전구체가 절연 기재의 표면 상에 접착된다. 경화 후, 백색 코팅층이 절연 기재의 표면 상에 형성된다.
절연 기재의 표면 상에 코팅 조성물을 제공할 수 있는 임의의 방법들, 예를 들면, 특별한 제한 없이, 스크린 인쇄(screen printing), 분무(spraying), 레이저 인쇄(laser printing), 잉크-젯 인쇄(ink-jet printing), 전사 인쇄(transfer printing), 오목판 인쇄(intaglio printing), 볼록판 인쇄(letterpress printing) 또는 평판 인쇄(planographic printing)가 본 상세한 설명에서 적용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
일부 구체예들에 있어서, 백색 코팅층은 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 두께를 갖는다. 그리고 본 발명자들은 이 두께가 금속층과 절연 기재 간의 접착을 개선시킬 수 있고, 그리고 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 백색 코팅의 소정 영역이 가스화되고(예를 들면, 레이저에 의해), 그리고 화학 도금에 의하여 금속층(금속 패턴)이 소정 영역 상에 형성된다. 특히, 백색 코팅층의 소정 영역 내의 접착제가 가스화되고, 그리고 촉매 전구체(Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03 및 이들의 조합들 등과 같은)가 노출되고 그리고 결정 결함을 갖는 화합물(즉, 본 상세한 설명 중의 촉매 또는 화학 도금 촉매), 예를 들면, 산소 공공을 갖는 화합물로 전환된다.
본 상세한 설명의 일부 구체예들에 있어서, 가스화는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 레이저, 예를 들면, 적외선 레이저, 자외선 레이저 또는 그린레이저에 의해 실행된다. 하나의 구체예에 있어서, 레이저 장치는 그린레이저이다.
일부 구체예들에 있어서, 레이저는 157㎚ 내지 10.6㎛의 파장을 갖는다. 게다가, 가스화는 약 500㎜/s 내지 약 8,000㎜/s의 스캔 속도(scanning speed), 약 3㎛ 내지 약 9㎛의 스텝길이(step length), 약 30㎲ 내지 약 100㎲의 시간지연(time delay)의 조건 하에서 수행될 수 있다. 레이저는 약 30㎑ 내지 약 40㎑의 주파수, 3W 내지 80W의 출력 및 약 10㎛ 내지 약 50㎛의 충전간극(fill spacing)을 가질 수 있다. 계속해서, 방법의 효능이 추가로 증가될 수 있다.
소정 영역은 백색 코팅층의 전체 표면이 될 수 있거나, 또는 백색 코팅층의 표면의 일부가 될 수 있으며, 이는 실제 요구조건들에 따라 결정될 수 있다. 소정 영역은 원형의 형상 등과 같은 소정의 패턴으로 형성되어 금속층이 소정 영역 상에 형성된 이후 금속층이 소정의 회로를 형성할 수 있도록 할 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 접착제는 가스화 단계 동안에 가스화될 수 있다. 가스화된 접착제가 하강되고 그리고 촉매 전구체를 피복하는 것을 방지하기 위하여, 일부 구체예들에 있어서, 레이저 장치는 추가로 가스화된 접착제를 제거하기 위하여 공기-배출 장치(air-extracting device)를 포함할 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 방법은 초음파 세척에 의하여 화학 도금 이전에 백색 코팅층의 표면을 세척하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따른 방법으로, 소정 영역 상의 노출된 촉매 전구체가 레이저에 의해 가스화된 후 격자 결함을 갖는 화학 도금 촉매로 전환될 수 있고, 그리고 계속해서 소정 영역 내의 화학 도금 촉매의 표면 상에서 화학 도금이 수행될 수 있다. 화학 도금을 수행하기 위한 방법은 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 공지된 것, 예를 들면, 촉매를 화학 도금 용액과 접촉시키는 것일 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 소정 영역 상에 구리층이 형성된다. 특히, 레이저에 의해 가스화된 후, 소정 영역 내의 촉매 전구체가 격자 결함을 갖는 화학 도금 촉매로 전환되고, 계속해서 절연 기재 상의 화학 도금 촉매가 화학 구리도금 용액과 접촉하고, 여기에서 화학 구리도금 용액 중의 구리 이온이 구리로 환원되고 그리고 화학 도금 촉매 상에 피복되어 소정 영역 내에 구리층을 형성할 수 있다. 구리층은 치밀하고 그리고 빠르게 소정 영역 상에 형성된다.
일부 구체예들에 있어서, 방법은 구리층 상에 적어도 하나의 화학 도금 및/또는 전기 도금을 수행하는 것을 추가로 포함한다. 추가의 도금 단계들에 의하여, 그 결과의 금속층이 보다 나은 장식값(decoration value), 실용성 및 내식성을 가질 수 있다.
일부 다른 구체예들에 있어서, 구리층이 백색 코팅층의 소정 영역을 형성한 후, 당해 기술분야에서 숙련된 자에게 통상적으로 공지된 방법들을 통하여 추가의 금속층들이 형성될 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 구리층이 형성된 후, 절연 기재가 화학 니켈도금 용액과 접촉하고 따라서 구리층 상에 니켈층이 형성된다. 따라서, 백색 코팅층의 표면 상의 금속층은 구리층과 구리층 상에 형성된 니켈층을 포함한다.
하나의 구체예에 있어서, 구리층 상에 니켈층이 형성된 후, 절연 기재가 섬광 금도금 용액(flash gold plating solution)과 접촉하고 따라서 니켈층 상에 금층이 형성된다. 따라서 코팅층의 표면 상의 금속층은 구리층, 금층 및 니켈층과 금층 사이에 니켈층을 포함한다.
일부 구체예들에 있어서, 니켈층은 약 0.1㎛ 내지 약 50㎛, 달리 약 1㎛ 내지 약 10㎛, 달리 약 2㎛ 내지 약 3㎛의 두께를 가질 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 구리층은 약 0.1㎛ 내지 약 100㎛, 달리 약 1㎛ 내지 약 50㎛, 달리 약 5㎛ 내지 약 30㎛의 두께를 가질 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 금층은 약 0.01㎛ 내지 약 10㎛, 달리 약 0.01㎛ 내지 약 2㎛, 달리 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛의 두께를 가질 수 있다.
화학 구리도금 용액, 화학 니켈도금 용액, 전기 도금 용액 및 플래시 금도금 용액은 연관된 기술분야에서 숙련된 자에게 공지된 임의의 통상의 도금 용액이 될 수 있다. 예를 들면, 화학 구리도금 용액은 구리염 및 환원제를 포함할 수 있고, 그리고 화학 구리도금 용액은 약 12 내지 약 13의 pH를 가질 수 있다. 환원제에 대하여는, 구리 이온이 구리 원자로 환원될 수 있다. 환원제는 글리옥실산, 히드라진 및 차아인산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 연관된 기술분야에서 기술된 구리도금 용액이 또한 본 상세한 설명에서 적용될 수 있고, 예를 들면, 화학 구리도금 용액이 문헌 Surface Technology, December, 2002, volume 31, No.6에 기술되고, 구리도금 용액은 약 0.12몰/ℓ의 CuSO4ㆍ5H2O, 약 0.14몰/ℓ의 Na2EDTAㆍ2H2O, 약 10㎎/ℓ의 페로시안화칼륨(potassium ferrocyanide), 약 10㎎/ℓ의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl) 및 약 0.10몰/ℓ의 HCOCOOH를 포함하고 그리고 구리도금 용액은 약 12.5 내지 약 13의 pH를 갖는다. pH는 NaOH 및 H2S04로 조절된다.
게다가, 일부 구체예들에 있어서, 구리 전기 도금이 수행되어 구리층의 두께를 추가로 증가시킬 수 있다.
일부 구체예들에 있어서, 연관된 기술분야에서 기술된 니켈도금 용액이 본 상세한 설명에 적용될 수 있다. 예를 들면, 니켈도금 용액은 약 23g/ℓ의 황산니켈, 18g/ℓ의 차아인산나트륨, 약 20g/ℓ의 젖산 및 약 15g/ℓ의 말산(malic acid)을 포함할 수 있고, 그리고 니켈도금 용액은 약 5.2의 pH 및 약 85℃ 내지 약 90℃의 온도를 가질 수 있다. pH는 NaOH로 조절된다.
일부 구체예들에 있어서, 화학 구리도금은 특정한 제한점들 없이 약 10분 내지 약 240분 동안 수행될 수 있다.
플래시 금도금 기술은 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 공지되어 있고, 따라서 플래시 금도금 기술의 상세한 설명은 여기에서는 생략하기로 한다. 일부 구체예들에 있어서, 플래스 금도금 용액은 중국 소재 센젠 진지안추앙 케미칼 컴퍼니(Shenzhen Jingyanchuang chemical company)에서 상용화된 비지-24(BG-24) 중성 금도금 액체이다.
본 상세한 설명의 구체예들에 따르면, 백색 코팅층의 잔류 영역(백색 코팅층의 표면 내의 소정 영역 이외의 영역)이 레이저에 의해 가스화되지 않고 그리고 접착제 및 용액 중에 균일하게 위치되고, 그리고 촉매로 전환되지 않을 수 있다. 따라서, 구리 입자들이 잔여 영역 내에 도금되지 않을 수 있다. 게다가, 잔여 영역의 표면은 소정 영역에 비해 더 매끄럽다. 따라서, 심지어 소량의 구리 입자들이 잔여 영역 상에 형성될 수 있는 경우에도 소량의 구리 입자들은 절연 기재와의 낮은 접착으로 인하여 쉽게 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 절연 기재의 소정 영역이 금속화되고 그리고 절연 기재 상에 형성된 금속층을 갖는 복합재료가 형성될 수 있다.
본 상세한 설명의 구체예에 따르면, 상기 기술된 방법에 의해 획득된 복합재료가 제공된다. 복합재료는 절연 기재의 소정 영역 상에 형성된 금속층을 가질 수 있다. 상기 기술된 바와 같이, 상기 언급된 방법에 의하여 획득된 복합재료 제품은 그의 적어도 일부가 백색인 금속층을 포함할 수 있고, 현재의 백색 제품들의 요건들을 만족할 수 있는 금속층을 포함할 수 있다. 그리고 본 발명자는 또한 그 결과의 복합재료의 금속층이 절연 기재에 대하여 양호한 접착을 가질 수 있다는 것을 발견하였다.
금속층 및 절연 기재는 상기 기술된 것들이 될 수 있다.
본 상세한 설명의 실시예들이 이하에서 보다 상세하게 기술될 것이다. 실시예들 및 비교예들에서 사용된 원료들은 모두 상용적으로 획득가능하다.
실시예 1
하기의 단계들에 의하여 복합재료 A1이 제조되었다.
단계 (1)
50㎚의 평균 입경을 갖는 SnO2 200중량부 및 분산제(디스퍼빅-110) 2.9중량부를 용제(에탄올) 100중량부 내로 혼합시켜 제1 혼합물을 형성시키고, 그리고 제1 혼합물을 유성형 볼밀로 8시간 동안 분쇄시켰다. 계속해서 접착제(에이취알-7004) 10중량부, 소포제(빅-053) 2.3중량부, 평활제(빅-306) 3.27중량부 및 점도조절제(흄드실리카) 2.95중량부를 분쇄된 제1 혼합물에 첨가하여 제2 혼합물을 형성시켰다. 계속해서 제2 혼합물을 유성형 볼밀로 9시간 동안 분쇄시켜 균일하고 안정한 백색 코팅 조성물 S10을 형성시켰다.
단계 (2)
백색 코팅 조성물 S10을 LED등의 회로기판 캐리어(circuit board carrier)의 표면 상에 분무하여 회로기판 캐리어 상에 17.6㎛의 두께를 갖는 백색 코팅층을 형성시켰다.
단계 (3)
단계 (2)로부터 획득된 백색 회로기판 캐리어를 적외선 레이저(센젠 테테 레이저 테크놀로지사(SHENZHEN TETE LASER TECHNOLOGY CO., LTD.)로부터 상용적으로 획득가능한 DPF-M12)로 조사하고, 그리고 백색 코팅층의 소정 영역을 조사시켜 백색 코팅층 S10의 일부가 가스화되도록 하였다. 레이저는 1064㎚의 파장, 1000㎜/s의 스캔 속도, 9㎛의 스텝길이, 30㎲의 시간지연, 40㎑의 주파수, 3W의 출력 및 50㎛의 충전간극의 조건 하에서 수행되었다. 계속해서 백색 회로기판 캐리어를 초음파로 세정하였다.
단계 (4)
단계 (3)에서 획득된 백색 회로기판 캐리어를 화학 구리도금 용액 내에 4시간 동안 함침시켜 백색 회로기판 캐리어 상에 15㎛의 두께를 갖는 구리층을 형성시켰다. 계속해서 백색 회로기판 캐리어를 화학 니켈도금 용액에 10분 동안 함침시켜 구리층 상에 5㎛의 두께를 갖는 니켈층을 형성시켰다. 마지막으로, 백색 회로기판 캐리어를 플래시 금도금 용액 내에 함침시켜 니켈층 상에 0.03㎛의 두께를 갖는 금층을 형성시켰다.
화학 구리도금 용액은 0.12몰/ℓ의 CuSO4ㆍ5H2O, 0.14몰/ℓ의 Na2EDTAㆍ2H2O, 10㎎/ℓ의 페로시안화칼륨, 10㎎/ℓ의 2,2'-비피리딘(2,2'-bipyridine) 및 0.10몰/ℓ의 글리옥실산(HCOCOOH)를 포함하고, 화학 구리도금 용액은 12.5 내지 13의 pH(NaOH 및 H2S04로 조절됨)를 갖는다. 화학 니켈도금 용액은 23g/ℓ의 황산니켈, 18g/ℓ의 차아인산나트륨, 20g/ℓ의 젖산 및 약 15g/ℓ의 말산을 포함할 수 있고, 그리고 화학 니켈도금 용액은 5.2의 pH(NaOH로 조절됨)이다. 플래시 금도금 용액은 중성의 금도금 용액이다(중국 센젠 진지안추앙 케미칼 컴퍼니로부터 상용적으로 획득가능한 BG-24).
실시예 2
하기의 사항들을 제외하고는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 복합재료 A2가 제조되었다:
단계 (1)에서, 20㎚의 평균 입경을 갖는 ZnTiO3 275중량부 및 분산제(디스퍼빅-2150) 3.4중량부를 용제(메틸에틸케톤) 100중량부 내로 혼합시켜 제1 혼합물을 형성시키고, 계속해서 제1 혼합물을 유성형 볼밀로 12시간 동안 분쇄시켰다. 계속해서 접착제(데스모룩스® 엑스피 2513) 13중량부, 소포제(빅-018) 2.65중량부, 평활제(빅-356) 3.44중량부 및 점도조절제(폴리아미드 왁스) 2.3중량부를 분쇄된 제1 혼합물에 첨가하여 제2 혼합물을 형성시켰다. 계속해서 제2 혼합물을 유성형 볼밀로 12시간 동안 분쇄시켜 균일하고 안정한 백색 코팅 조성물 S20을 형성시켰다.
단계 (2)에서, 오목판 인쇄을 통하여 백색 코팅 조성물 S20을 엔진의 전자 커넥터(electronic connector)의 표면 상에 인쇄시켜 쉘(shell) 상에 29.4㎛의 두께를 갖는 백색 코팅층을 형성시켰다.
단계 (3)에서, 단계 (2)에서 획득된 쉘을 적외선 레이저(센젠 테테 레이저 테크놀로지사로부터 상용적으로 획득가능한 DPF-M12)로 조사하고, 그리고 백색 코팅층의 소정 영역을 조사시켜 백색 코팅층 S20의 일부가 가스화되도록 하였다. 레이저 조사는 1064㎚의 파장, 1000㎜/s의 스캔 속도, 9㎛의 스텝길이, 30㎲의 시간지연, 40㎑의 주파수, 3W의 출력 및 50㎛의 충전간극의 조건 하에서 수행되었다. 계속해서 전자 커넥터의 표면을 초음파로 세정하였다.
단계 (4)에서, 먼저, 화학 도금에 의하여 전자 커넥터의 표면 상에 15㎛의 두께를 갖는 구리층을 형성시키고; 계속해서 화학 도금에 의하여 구리층 상에 5㎛의 두께를 갖는 니켈층을 형성시키고; 마지막으로 화학 도금에 의하여 니켈층 상에 0.03㎛의 두께를 갖는 금층을 형성시켰다.
실시예 3
하기의 사항들을 제외하고는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 복합재료 A3가 제조되었다:
단계 (1)에서, 90㎚의 평균 입경을 갖는 ZnSnO3 110중량부 및 분산제(디스퍼빅-140) 0.7중량부를 용제(물) 100중량부 내로 혼합시켜 제1 혼합물을 형성시키고, 그리고 제1 혼합물을 유성형 볼밀로 7시간 동안 분쇄시켰다. 계속해서 접착제(바이하이드롤® 엑스피2557) 6중량부, 소포제(빅-051) 0.45중량부, 평활제(빅-333) 0.16중량부 및 점도조절제(폴리비닐알콜) 1.64중량부를 분쇄된 제1 혼합물에 첨가하여 제2 혼합물을 형성시켰다. 계속해서 제2 혼합물을 유성형 볼밀로 8시간 동안 분쇄시켜 균일하고 안정한 백색 코팅 조성물 S30을 형성시켰다.
단계 (2)에서, 전사 인쇄에 의하여 백색 코팅 조성물 S30을 세라믹 집적회로의 베이스의 표면 상에 인쇄시켜 베이스 상에 87㎛의 두께를 갖는 백색 코팅층을 형성시켰다.
단계 (3)에서, 단계 (2)에서 획득된 베이스를 그린레이저(한스 레이저 테크놀로지(Han's Laser Technology Co., Ltd.)로부터 상용적으로 획득가능한 EP-25-THG-D)로 조사하고, 그리고 백색 코팅층의 소정 영역을 조사시켜 백색 코팅층 S30의 일부가 가스화되도록 하였다. 레이저 조사는 532㎚의 파장, 2000㎜/s의 스캔 속도, 9㎛의 스텝길이, 30㎲의 시간지연, 40㎑의 주파수, 4W의 출력 및 50㎛의 충전간극의 조건 하에서 수행되었다. 계속해서 베이스의 표면을 초음파로 세정하였다.
단계 (4)에서, 먼저, 화학 도금에 의하여 베이스의 표면 상에 7㎛의 두께를 갖는 구리층을 형성시키고, 계속해서 화학 도금에 의하여 구리층 상에 5㎛의 두께를 갖는 니켈층을 형성시켰다.
따라서, 엔진 전자 커넥터 샘플 A3의 백색 쉘이 생산되었다.
실시예 4
하기의 사항들을 제외하고는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 복합재료 A4가 제조되었다:
단계 (1)에서, 20㎚의 평균 입경을 갖는 SnO2 100중량부, 70㎚의 평균 입경을 갖는 ZnSnO3 146중량부 및 분산제(빅-더블류 966) 3.15중량부를 용제(톨루엔) 100중량부 내로 혼합시켜 제1 혼합물을 형성시키고, 그리고 제1 혼합물을 유성형 볼밀로 11시간 동안 분쇄시켰다. 계속해서 접착제(데스모룩스® 유100) 11.5중량부, 소포제(빅-071) 2.44중량부, 평활제(빅-358엔) 2.67중량부 및 점도조절제(흄드실리카) 2.05중량부를 분쇄된 제1 혼합물에 첨가하여 제2 혼합물을 형성시켰다. 계속해서 제2 혼합물을 유성형 볼밀로 10시간 동안 분쇄시켜 균일하고 안정한 백색 코팅 조성물 S40을 형성시켰다.
단계 (2)에서, 평판 인쇄를 통하여 백색 코팅 조성물 S40을 실리카 유리 기재의 표면 상에 인쇄시켜 실리카 유리 기재 상에 65㎛의 두께를 갖는 백색 코팅층을 형성시켰다.
단계 (3)에서, 단계 (2)에서 획득된 실리카 유리 기재를 그린레이저(한스 레이저 테크놀로지로부터 상용적으로 획득가능한 EP-25-THG-D)로 조사하고, 그리고 백색 코팅층의 소정 영역을 조사시켜 백색 코팅층 S40의 일부가 가스화되도록 하였다. 레이저 조사는 532㎚의 파장, 2000㎜/s의 스캔 속도, 9㎛의 스텝길이, 30㎲의 시간지연, 40㎑의 주파수, 4W의 출력 및 50㎛의 충전간극의 조건 하에서 수행되었다. 계속해서 실리카 유리 기재의 표면을 초음파로 세정하였다.
단계 (4)에서, 먼저, 화학 도금에 의하여 실리카 유리 기재의 표면 상에 12㎛의 두께를 갖는 구리층을 형성시키고, 계속해서 화학 도금에 의하여 구리층 상에 5㎛의 두께를 갖는 니켈층을 형성시키고, 마지막으로 플래시 도금(flash plating)에 의하여 니켈층 상에 0.03㎛의 두께를 갖는 금층을 형성시켰다.
실시예 5
하기의 사항들을 제외하고는 실시예 1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 복합재료 A5가 제조되었다:
단계 (1)에서, 20㎚의 평균 입경을 갖는 SnO2 30중량부, 60㎚의 평균 입경을 갖는 ZnSnO3 55중량부, 60㎚의 평균 입경을 갖는 ZnTiO3 70중량부 및 분산제(빅-154) 1.96중량부를 용제(메탄올) 100중량부 내로 혼합시켜 제1 혼합물을 형성시키고, 그리고 제1 혼합물을 유성형 볼밀로 11시간 동안 분쇄시켰다. 계속해서 접착제(에이취알-7100) 9.7중량부, 소포제(빅-057) 1.93중량부, 평활제(빅-354) 2.98중량부 및 점도조절제(하이드록시에틸셀룰로오스) 2.34중량부를 분쇄된 제1 혼합물에 첨가하여 제2 혼합물을 형성시켰다. 계속해서 제2 혼합물을 유성형 볼밀로 9시간 동안 분쇄시켜 균일하고 안정한 백색 코팅 조성물 S50을 획득하였다.
단계 (2)에서, 전사 인쇄에 의하여 백색 코팅 조성물 S50을 전자 커넥터의 쉘의 표면 상에 인쇄시켜 전자 커넥터 상에 37㎛의 두께를 갖는 백색 코팅층을 형성시켰다.
단계 (3)에서, 상기 전자 커넥터를 적외선 레이저(센젠 테테 레이저 테크놀로지사로부터 상용적으로 획득가능한 DPF-M12)로 조사하고, 그리고 백색 코팅층의 소정 영역을 조사시켜 백색 코팅층 S50의 일부가 가스화되도록 하였다. 레이저 조사는 1064㎚의 파장, 1000㎜/s의 스캔 속도, 9㎛의 스텝길이, 30㎲의 시간지연, 40㎑의 주파수, 3W의 출력 및 50㎛의 충전간극의 조건 하에서 수행되었다. 계속해서 전자 커넥터의 표면을 초음파로 세정하였다.
단계 (4)에서, 먼저, 전자 커넥터 쉘 상에 15㎛의 두께를 갖는 구리층을 형성시키고, 계속해서 구리층 상에 5㎛의 두께를 갖는 니켈층을 형성시키고, 마지막으로 니켈층 상에 0.03㎛의 두께를 갖는 금층을 형성시켰다.
성능 시험
복합재료들 A1 내지 A5들을 GB9286-88에 따라 시험하였고, 그리고 각 복합재료의 금속층들의 접착 등급(adhesion grade)이 측정되었다. 시험 결과들(접착 등급)을 표 1에 나타내었다. 등급 0은 가장 우수한 접착력을 갖고, 그리고 2 보다 큰 등급은 요건들을 만족하지 못하는 것으로 고려되었다.
등급 0: 절단면(cut edge)가 완전히 평활하고, 그리고 층 박리가 없음;
등급 1: 절단 교차면(cut intersection) 상에서 소량의 플레이크들이 제거되나, 그러나 그리드 영역(grid region)의 5% 이상이 영향을 받지 않음;
등급 2: 절단면 또는 절단 교차면에서 코팅의 5% 이상이 박리되나, 그러나 그리드 영역의 15% 이상이 영향을 받지 않음;
등급 3: 절단면에서의 코팅들이 부분적으로 또는 완전히 부스러기(debris)의 형태로 박리되고, 그리고 그리드 영역의 15% 내지 35%가 영향을 받음.
복합재료 부착력(등급)
A1 1
A2 1
A3 0
A4 0
A5 0
표 1로부터, 본 상세한 설명의 구체예들에 따른 복합재료를 형성하기 위한 코팅 조성물 및 방법으로, 금속층과 절연 기재 사이의 접착이 우수하였다고 결론지을 수 있다.
비록 예시적인 구체예들이 도시되고 그리고 기술되었으나, 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게는 상기 구체예들이 본 상세한 설명을 제한하는 것으로 의도하는 것이 아니고 그리고 본 상세한 설명의 정신, 원리 및 관점으로부터 벗어남이 없이 구체예들 내에서 변화, 대안 및 전환들이 이루어질 수 있다는 것은 이해될 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 용제,
    접착제, 및
    Sn02, ZnSn03 및 ZnTi03로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 촉매 전구체를 포함하는 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    용제 100중량부에 기초하여, 촉매 전구체의 양이 약 100중량부 내지 약 300중량부이고, 접착제의 양이 약 5중량부 내지 약 15중량부인, 코팅 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    첨가제를 더 포함하고, 용제 100중량부에 기초하여, 첨가제의 양이 약 0.1중량부 내지 약 15중량부인, 코팅 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    촉매 전구체가 약 1㎚ 내지 약 1㎛의 평균 입경을 갖는, 코팅 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    접착제가 공기-경화 아크릴 수지, 자외선-경화 아크릴 수지, 열-경화 폴리우레탄 및 수-경화 폴리우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 코팅 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    용제가 물, 벤젠, 트리클로로에틸렌, CnH2n +2O의 일반식을 갖는 알콜, CmH2mO의 일반식을 갖는 케톤, CaH2a -2O2의 일반식을 갖는 디케톤, CbH2b -2O의 일반식을 갖는 사이클릭 케톤으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하고, n, m 및 a들은 정수이고, n≥1, m≥3, a≥4이고, b = 5, 6, 7 또는 8인, 코팅 조성물.
  7. 제 3 항에 있어서,
    첨가제가 분산제, 소포제, 평활제 및 점도조절제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 코팅 조성물.
  8. 복합재료를 제조하는 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 절연 기재의 표면 상에 제공하여 백색 코팅층을 형성하는 단계;
    백색 코팅층의 소정 영역을 가스화시켜 촉매 전구체가 노출되고 촉매로 전환되도록 하는 단계; 및
    화학 도금에 의하여 소정 영역 상에 금속층을 형성하는 단계를 포함하는, 복합재료를 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    절연 기재가 플라스틱 기재, 유리 기재, 세라믹 기재, 시멘트 기재 및 목재 기재로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 복합재료를 제조하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    백색 코팅층이 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 두께를 갖는, 복합재료를 제조하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    금속층이 구리층 및 구리층 상에 형성된 니켈층을 포함하는, 복합재료를 제조하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    금속층이 구리층, 금층 및 구리층과 금층 사이에 형성된 니켈층을 포함하는, 복합재료를 제조하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    구리층이 약 0.1㎛ 내지 약 100㎛의 두께를 갖고, 니켈층이 약 0.1㎛ 내지 약 50㎛의 두께를 갖는, 복합재료를 제조하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    금층이 약 0.01㎛ 내지 약 10㎛의 두께를 갖는, 복합재료를 제조하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    가스화가 레이저에 의해 수행되고, 레이저가 약 157㎚ 내지 약 10.6㎛의 파장을 갖는, 복합재료를 제조하는 방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    가스화가 약 500㎜/s 내지 약 8000㎜/s의 스캔 속도, 약 3㎛ 내지 약 9㎛의 스텝길이 및 약 30㎲ 내지 약 100㎲의 시간지연의 조건 하에서 수행되는, 복합재료를 제조하는 방법.
  17. 제 8 항에 있어서,
    가스화 단계가 레이저에 의해 수행되고, 레이저가 약 30㎑ 내지 약 40㎑의 주파수, 3W 내지 80W의 출력 및 약 10㎛ 내지 약 50㎛의 충전간극을 갖는, 복합재료를 제조하는 방법.
  18. 제 8 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 획득가능한 복합 재료.
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