KR930005928B1 - 섬유포지의 연속식 무전해 도금방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

섬유포지의 연속식 무전해 도금방법

제1도는 본 발명의 제조공정개략도.

제2도는 도금조의 정면도.

제3도는 도금조내 아이들 로울러(Idle Roller)의 단면도.

제4도는 도금조내 로울러(Roller)를 지지하기 위한 장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스퀴징 로울러(Squeezing Roller) 2 : 가이드 로울러(Guide Roller)

3 : 아이들 로울러(Idle Roller) 4 : 전류공급 브러쉬(Brush)

5 : 아이들 로울러 지지대

본 발명은 전자파 차폐성포지를 제조하기 위한 섬유포지의 무전해도금방법에 관한 것이다.

전자제품의 케이스가 플라스틱화 되면서 각 전기, 전자제품에서 발생하는 전자파가 인체 및 다른기기에 악영향을 미침에 따라 전자파를 차폐할 수 있는 소재의 필요성이 대두되고 있다.

전자파 차폐용 소재의 제조방법으로는 플라스틱에 금속섬유를 혼입하는 방법, 플라스틱에 도전성 도료를 칠하는 방법, 플라스틱에 무전해도금 또는 진공증착하는 방법이 있으나 상기방법으로 제조된 소재는 가격 또는 전자파 차폐성면에서 문제가 있기 때문에 이를 해결하기 위해 전자파 차폐섬유소재가 실용화되고 있다.

전자파 차폐섬유소재를 만드는 방법에는 진공증착법과 무전해도금법이 있는데 전자는 설비가 고가이고 금속의 섬유표면에의 밀착력이 약해서 실용화에 문제가 있으므로 후자의 방법이 많이 개발되고 있다. 섬유에 무전해도금하기 위한 설비로서 플라스틱에 도금하는 기존의 배치(Batch)식 설비를 사용하면 제품 생산성 및 포지형태안정성에 문제가 발생하므로 연속적으로 도금하는 설비가 연구되고 있으며 일부는 실용화단계에 있다.

연속도금하는 방법으로는 탄소섬유와 같은 도전성섬유에 전기도금하는 방법과 폴리에스테르, 나이론, 아라미드(Aramide)와 같은 비전도성 섬유에 무전해도금하는 방법이 있는데 전자에 관련된 설비는 일본특개소 63-249774, 264970, 264969와 한국 특허공고 91-1120, 1121 등에 많이 소개된 바 있으나 후자에 관련되 설비는 아직 보기 힘든 상태이다.

일반적으로 섬유에의 무전해도금반응에는 도금촉매 활성화에 의하여 섬유표면에 일어나는 니켈의 캐도우드(Cathode)(-) 석출과 환원제, 차아인산염의 애노우드(Anode)(+) 산화반응이 있고 캐도우드(-) 반응에서는 수소이온, 차아인산의 환원이 다음과 같이 일어난다.

Ni이온(Ni²⁺)이 전자를 받아 Ni로 석출되는 경우에 배치식으로 도금할때는 피도물과 피도물을 잡고 있는 프레임 (Frame)과의 접촉면적이 적지만 전처리 약품이 묻은 프레임에 도금이 되기 쉽고 연속식으로 도금할 때는 피도물과 도금조내 아이들 로울러(Idle Roller)가 계속적으로 접촉하므로 Ni이온(Ni²⁺)이 아이들로울어에 Ni로 석출되고, 그 결과 도금조내 Ni농도를 저하시키고 액안전성을 저하시키게 된다.

또한 도금 후 수세를 하는 과정에서 일반 직물을 가공하는 것처럼 도금된 포지를 공기중에 일정시간 이상 방치하면 도금된 포지가 산화되어 전자파 차폐성이 떨어지고 얼룩에 의해 상품가치가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고자 노력한 결과 도금조내 아이들로울러에(+)전기를 통해주어 연속도금에 의한 도금조내 아이들 로울러에의 Ni부착에 의한 Ni농도저하 및 액안전성 저하를 최소화 하면서 도금 후 수세까지의 공기접촉시간 및 수세 후 건조까지의 공기접촉시간을 최소화하여 공기중 산화를 방지할 수 있는 도금방법을 발명하게 되었다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 대상이 되는 섬유포지로는 면, 견, 양모 등의 천연섬유와 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 레이온등의 합성섬유 또는 이들 섬유의 혼방, 혼섬된 섬유로 제직되거나 제편된 연속된 포지를 말한다.

이때 사용되는 섬유포지 중 합성섬유는 통상의 정련처리후 에칭(Etching) 처리한 것이며, 천연섬유는 정련처리한 것이다.

이와 같이 처리한 포지를 Sn²⁺이온이 함유되어 있는 SnCI₂와 HCI 및 pH 완충액등으로 조성된 감수성욕에서 침지하여 섬유표면에 Sn²⁺이온을 흡착시킨 다음 수세하여 섬유표면에 약하게 부착된 Sn²⁺이온을 세정 분리한 다음 Pd²⁺이온이 함유되어 있는 PdCI₂와 HCI 및 환원방지제 등으로 조성된 활성화욕 또는 Ag²⁺이온이 함유되어 있는 AgNO₃와 NH₄OH 및 환원방지제 등으로 조성된 활성화욕에 침지함으로서 섬유표면에서 Pd²⁺이온 또는 Ag²⁺이온과 Sn²⁺이온이 (1)식과 같은 화학반응을 일으켜서 섬유표면에 Pd금속을 석출 형성시킨다.

이처럼 전처리된 포지는 다음의 통상적인 무전해도금욕에서 (2)식과 같이 반응하여 Ni, Cu등의 피막을 섬유상에 석출 형성시킴으로서 금속도금포지가 완성된다.

(단, Me는 Ni, Cu 등의 금속임)

이때 무전해도금욕에서 도금촉매에 의하여 Ni²⁺또는 Cu²⁺의 이온이 석출되는데 일반적인 연속도금장치에서는 수퀴징로울러를 통해 수세액(도금조에서 처리하기 전에 전처리액을 수세하는 액)이 스퀴징된 다음 가이드로울러를 경유하여 피도물이 도금조내의 아이들로울러에 직접 접촉하면서 Ni²⁺이온 또는 Cu²⁺이온이 석출된다. 그러나 이러한 방법은 아디들로울러와 피도물이 직접 접촉하기 때문에 Ni²⁺이온 또는 Cu²⁺이온이 로울러에 석출되면서 도금조내의 Ni²⁺이온 또는 Cu²⁺이온의 함량이 저하되면서 도금액의 수령 및 액안전성을 저하시킨다.

따라서 본 발명에서는 제3도와 같이 아이들로울러에 굴곡을 주어 피도물과 로울러간의 접촉면적을 최소화시키고 제1도에서와 같이 스테인레스 가이드로울러를 통해 아이들로울러에 최소한 양극전류를 통해주어 Ni²⁺이온 또는 Cu²⁺이온이 로울어에 부착되는 것을 저지한다.

본 발명에서 적용하고 있는 양극전류는 8~11V, 140~160A의 것이다.

만일 8V, 140A 미만이면 그 효과가 미미하고 11V, 160A를 초과하면 공정상의 문제를 일으킨다.

또 본 발명에서 가이드로울러로 부터 아이들로울러에 전류가 통전되는 과정을 설명하면, 공급가이드 로울러의 전류는 전처리과정에서 금속성분이 처리된 포지를 통하여 아이들로울러에 이송되고 송출가이드로울러의 전류 역시 도금된 포지를 통하여 아이들로울러로 이동되는 것이다.

또한 스테인레스 가이드로울러에 전류를 통해주는 방법은 제1도에서와 같이 구리브러쉬를 통해 통전시킨다.

적정양극전류를 통전시키는데 적합한 스테인레스 가이드로울러의 직경은 1500㎜가 적절하며, 피도물이 이송되면서 장력을 적게 받고 피도물과의 접촉을 최소화하기 위한 아이들로울러의 평균직경은 100㎜이고 최소직경은 85㎜, 최대직경은 115㎜이다.

그리고 아이들 로울러의 지지방식도 본 발명에서는 제4도에서와 같이 테프론 지지대가 회전을 위한 아이들로울러의 원형부분을 감싸는 방식을 채택하였다.

왜냐하면 아이들로울러는 피도물의 이송에 따라 회전하게 되는바, 회전을 위해서는 테프론 접촉부분은 원형을 유지해야 하고, 나머지부분은 원형유지시에는 종래의 문제점이 다시 발생하므로 아이들로울러의 회전에 필요한 최소한의 부위만큼 아이들로울러를 원형으로 한 것이다.

또한 본 발명에서는 도금된 포지의 장기간 방치에 의한 공기중 산화를 방지하기 위해 도금조에서 피도물을 70~90㎝/min의 이송속도로 도금 후 수세까지 40초 이내로 공기중에 노출시키고 수세후 건조까지 40초이내로 공기중에 노출되도록 한다.

본 발명의 연속식 도금방법은 도금조 내의 Ni농도 및 Cu농도의 저하를 방지할 수 있어서 도금액의 안정성을 기할 수 있으며 또 공기중 산화를 최소화 시킬 수 있는 것이다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 설명한다.

[실시예 1]

폴리에스테르 평직원단(75D/36F, 경,위사밀도 90올/인치×86올/인치)을 NaOH 2g/l, 비이온계면활성제 2g/l을 넣은 정련액에서 90℃로 30분 처리후 20분 수세한 다음 SnCl₂20g/l, HCl(35%) 10cc/l 및 pH 완충용액(염산-구연산나트륨)이 적당량 함유된 감수성욕에서 40℃로 2분 처리하여 수세하고 PdCl₂0.5g/l, HCl(35%) 5 cc/l, pH 완충용액이 적당량 함유된 활성화욕에서 40℃로 2분 처리하고 수세한다.

활성화 처리가 된 포지를 NiCl₂ㆍ6H₂O 30g/l, NH₄Cl 40g/l, NaBH₄1g/l등을 함유한 pH 9인 무전해 니켈도금액에서 아래와 같이 연속도금을 한다.

공급원단이 44인치 폭인 경우에 도금조의 공급가이드로울러와 송출가이드 로울러사이에 150A의 (+)전류를 통해주며 도금조내 아이들로울러의 모양은 아이들로울러가 지지대는 부분은 원형이고 피도물과 접촉하는 부분은 평균직경이 100㎜이고 최소직경은 85㎜, 최대직경 115㎜인 원형 삼각형 형태를 지닌 형태를 갖추고 있다.

이때 포지의 통과 선속도는 분당70㎝이며 도금된 포지의 공기접촉시간은 도금 후 수세까지, 수세후 건조까지 40초 이내로 하였으며 5분간 도금하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 같은 방법으로 감수성화 및 활성화 처리후, 연속도금을 하였는바, 이때 공급가이드로울러와 송출가이드로울러에 전류를 통해줌이 없이 도금조내의 원형로울러에서 무전해도금을 하였다.

이때 포지의 통과 선속도는 분당 70㎝이며 도금된 포지의 공기접촉시간은 실시예 1과 같은 상태에서 50초이고 포지의 크기 및 도금시간은 실시예 1과 같다.

[비교예 2]

가로, 세로 각각 44인치와 1미터 길이로 자른 천을 프레임에 파지시킨 다음 실시예 1과 같은 방법으로 감수성화, 활성화 처리한 다음 실시예 1과 같은 무전해 니켈도금액에서 무전해 니켈도금을 행한 다음 배치식건조기에서 건조한다.

이때 포지의 통과 선속도는 분당 80㎝이며 포지의 공기 접촉시간은 실시예 1과 같은 상태에서 35초이고 도금시간은 실시예 1과 같다.

실시예 1과 비교예 1, 2로 제조된 금속도금포지의 시험결과는 표 1과 같다.

[표 1]

단, 1. 전자파 차폐율은 ASTM ES7-83(Dual Chamber법)의 방법으로 측정한 것이며 0.1㎒에서 1,000㎒의 주파수대에서의 차폐율(dB)의 평균치임.

2. Ni농도 저하속도는 16m를 도금했을 때의 Ni농도의 저하정도를 나타냄.

3. 액안전성은 100m를 도금했을 때의 도금액의 수명 및 분해정도를 보고 판단하였음.

Claims (3)

1. 활성화된 포지를 가이드로울러를 통해 도금조내의 아이들로울러에 통과시키면서 도금하고 도금된 포지를 연속적으로 수세, 건조하는 연속식 무전해 도금방법에 있어서, (+)전류를 가이드로울러에 통전시키고 통전된 가이드로울러의 전류기 포지를 통해 도금조내의 아이들로울러에 전달되도록 하여서 아이들로울러가 (+)전류로 감전된 상태에서 포지를 도금하고 도금된 포지를 연속적으로 스퀴징, 수세, 건조함을 특징으로 하는 섬유포지의 연속식 무전해도금방법.
2. 제1항에 있어서, 표면이 굴곡되어 있으며, 그 양측부가 테프론지 지체로 감싸여져 있는 아이들로울러를 사용함을 특징으로 하는 섬유포지의 연속식 무전해도금방법.
3. 제1항에 있어서, 공급하는 (+)전류가 8~11V, 140~160A임을 특징으로 하는 섬유포지의 연속식 무전해도금방법.