KR101693600B1 - Surface treatment using aqueous plating solution to the carbon surface for metal plating - Google Patents

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엄현진
김현종
이민형
임태홍
이운영
문현진
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한국생산기술연구원
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a surface treatment method for metal plating on a carbon surface based on a water-soluble plating solution comprises: a preparation step of preparing a carbon structure; an oxidization step of oxidizing a surface of the carbon structure of the preparation step to manufacture an oxidized carbon structure; a sensitizing step of performing a tin sensitization process on the oxidized carbon structure to manufacture a first activation carbon structure; and an activation step of performing a palladium activation process on the oxidized carbon structure on which the sensitizing step is performed to manufacture a second activation carbon structure. A defect including a hydrophilic functional group is formed on a surface of the carbon structure in the oxidization step.

Description

카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법 {SURFACE TREATMENT USING AQUEOUS PLATING SOLUTION TO THE CARBON SURFACE FOR METAL PLATING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on a carbon surface,

본 발명은 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 질산, 황산, 염산, 옥살산 및 아세트산 등의 약산으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 혼합물에 증류수를 혼합하여 제조하는 수용액을 제조하여 카본 표면에 전기화학적 산화를 수행하여 카본 표면에 젖음성 및 반응성을 향상시키는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on a carbon surface, and more particularly to a surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating solution on a carbon surface, The present invention relates to a surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating solution on a surface of a carbon which improves wettability and reactivity on the surface of carbon by preparing an aqueous solution prepared by mixing distilled water and electrochemical oxidation on the surface of carbon.

최근 전자기기나 자동차 부품에서 추구하는 목표는 제품의 경량화와 외관이다. 제품의 경량화를 위해 금속이 아닌 수지 사출물을 이용하며, 이런 수지 사출물은 금속으로는 제작하기 어려운 형상도 용이하게 제작할 수 있다. 하지만 수지 사출물은 외관과 견고성이 부족하므로 사출물 표면에 대한 표면처리가 필요하며, 이때 주로 이용되는 것이 스프레이 도장과 도금이다. 수지 도금기술은 비전도성의 수지 표면에 에칭(etching) 공정으로 미세 홀을 생성시킨 뒤, 전도성 막을 형성시킨 뒤 내구성 좋은 금속막을 전기화학적으로 형성시킴으로써, 플라스틱 사출물이 금속처럼 보이는 효과를 가진 다. 하지만, 플라스틱 표면에 미세 홀을 생성시키기 위해서는 강산 및 강염기를 사용하는 혹독한 조건에서 이루어진다. 즉, 도금 기술은 허가된 장소에서만 가능한 표면처리 기술이면서, 다량의 강산 및 강염기를 사용해야 하기 때문에 폐수처리 문제 및 수많은 도금공정으로 인해 생산성이 현저히 떨어진다, 또한 수지 도금의 경우 한정 된 수지에만 도금이 가능하다. 즉, 강산 및 강염기에 에칭이 가능한 고무성분을 가진 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer, 이하 'ABS'라 한다) 등에서만 가능하므로, 수지 종류 선택성도 매우 떨어진다. 또한, 에칭 공정시 사용되는 크롬산 및 황산은 폐수처리 및 작업자에게 유해하다. 최근 제품 환경규제에 대한 대책으로 6가 크롬을 대체하여 3가 크롬이 사용되고, 니켈(Ni) 대신 Ni-safe 및 Ni-free의 방식이 현재 나오고 있으나, 이는 도금공정 전반적으로 안고 있는 환경문제의 근본적인 해결책이 아니다. 이에 본 발명에서 기존의 다단계의 도금기술의 공정수를 절감할 수 있고 친환경적인 신도금기술을 소개한다.In recent years, the goal of electronic devices and automobile parts is to reduce weight and appearance of products. In order to reduce the weight of the product, a non-metal resin injection molded article is used, and such a resin molded article can be easily manufactured in a shape difficult to be made of metal. However, since the resin injection molding is insufficient in appearance and rigidity, surface treatment of the injection molding surface is required, and spray coating and plating are mainly used. Resin plating technology has the effect of forming a fine hole by etching process on the surface of a nonconductive resin, forming a conductive film, and electrochemically forming a durable metal film, so that the plastic injection material looks like a metal. However, in order to produce microholes on the plastic surface, it takes place under severe conditions using strong acids and strong bases. In other words, plating technology is a surface treatment technology that is possible only at authorized sites, but it requires to use a large amount of strong acid and strong bases. Therefore, productivity is remarkably low due to wastewater treatment and numerous plating processes. In resin plating, Do. That is, since it is possible to use ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer, hereinafter abbreviated as ABS) having a rubber component capable of etching with strong acid and strong base, selectivity of resin type is also very poor. In addition, chromic acid and sulfuric acid used in the etching process are harmful to wastewater treatment and workers. Recently, trivalent chromium has been used as a substitute for hexavalent chromium as a countermeasure against the environmental regulation of products. Ni-safe and Ni-free methods have been introduced instead of nickel (Ni) It is not a solution. Therefore, the present invention introduces the environment-friendly new plating technology which can reduce the number of steps of the conventional multi-stage plating technique.

대한민국 등록특허 제 10-1537638호(발명의 명칭: 그라펜 박막을 이용한 수지의 도금 방법, 이하 종래기술1이라 한다.)에 수지 기재상 표면에 아민기를 형성하고, 상기 수지 기재 위에 그라펜 박막을 형성하고 상기 그라펜 박막이 형성된 상기 수지 기재를 전기 도금하는 것을 포함하고, 상기 그라펜 박막은, 상기 수지 기재에 산화그라펜 분산액을 코팅하고, 상기 코팅된 산화그라펜을 환원시켜 형성되는 수지의 도금방법이 개시되어 있다.An amine group is formed on the surface of the resin substrate surface in Korean Patent No. 10-1537638 (the method of plating a resin using a graphene film, hereinafter referred to as prior art 1), and a graphene film is formed on the resin substrate And electroplating the resin substrate on which the graphene film has been formed, wherein the graphene film is formed by coating an oxidized graphene dispersion on the resin substrate and reducing the coated oxidized graphene A plating method is disclosed.

대한민국 등록특허 제10-1537638호Korean Patent No. 10-1537638

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 카본 계열 재료에 금속을 도금하기에는 카본 구조체의 높은 소수성으로 인하여 젖음성과 반응성이 매우 낮아 복잡한 표면처리 없이 금속 도금을 진행하는데 한계가 있다는 문제점을 해결하고자 하는 것이다. The object of the present invention is to solve the problem that metal plating is difficult to perform without complicated surface treatment due to the extremely low wettability and reactivity due to the high hydrophobicity of the carbon structure in the case of plating the metal on the carbon-based material.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 카본 구조체를 준비하는 준비단계, 준비단계의 카본 구조체의 표면에 산화를 수행하여 산화 카본 구조체를 제조하는 산화단계, 산화 카본 구조체에 주석 민감화 공정을 수행하여 제1활성화 카본구조체를 제조하는 민감화단계, 민감화단계를 수행한 산화 카본 구조체에 대하여 팔라듐 활성화 공정을 수행하여 제2활성화 카본구조체를 제조하는 활성화단계를 포함하고, 산화단계에서 카본 구조체의 표면에 친수성 작용기를 포함하는 결함(Defect)이 형성되는 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on a surface of a carbon, comprising the steps of: preparing a carbon structure; A sensitizing step of preparing a first activated carbon structure by performing a tin sensitization process on the oxidized carbon structure, a palladium activating process performed on the oxidized carbon structure subjected to the sensitization step, A surface treatment method for a water-based plating solution-based metal plating is provided on a carbon surface, characterized by comprising an activation step of producing a carbon structure, wherein a defect containing a hydrophilic functional group is formed on the surface of the carbon structure in the oxidation step do.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 산화단계의 산화는 전기화학적 산화인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, oxidation in the oxidation step may be characterized by electrochemical oxidation.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 전기화학적 산화는 황산, 질산, 옥살산 및 염산으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물에 증류수를 소정의 양을 첨가하여 수용성 도금액을 제조하여 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, electrochemical oxidation may be carried out by adding distilled water to a predetermined one or a mixture of two or more selected from the group consisting of sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid, And a water-soluble plating liquid is prepared by adding an amount of the plating solution.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 수용성 도금액은 0.05M 내지 0.5M인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating solution on the carbon surface of the present invention, the water-soluble plating solution may be characterized by being 0.05M to 0.5M.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 전기화학적 산화는 전압을 펄스 또는 싸이클(Cyclic)로 인가하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, the electrochemical oxidation may be characterized in that the voltage is applied in a pulse or a cyclic manner.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 전압은 -0.4V 내지 -2.0V로 인가하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, the voltage may be applied at a voltage of -0.4 V to -2.0 V.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 전기화학적 산화는 상대전극을 양극으로 하고, 준비단계의 카본 구조체를 음극으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, electrochemical oxidation may be characterized in that the counter electrode is used as a positive electrode and the carbon structure in the preparation step is used as a negative electrode.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 준비단계의 카본 구조체는 카본나노튜브, 카본블랙파우더, 그라파이트 또는 그래핀 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, the carbon structure in the preparation step may be any one selected from carbon nanotubes, carbon black powder, graphite, and graphene have.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 준비단계의 카본 구조체는 판상, 격자상, 섬유상 또는 소정의 패턴으로 형성되어 제조되는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on a water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, the carbon structure in the preparation step may be formed in the form of a plate, a lattice, a fiber or a predetermined pattern.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 활성화단계의 팔라듐 활성화는 금(Au), 백금(Pt) 또는 은(Ag)을 이용한 이온처리 공정인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, in the surface treatment method for metal plating based on water-soluble plating liquid on the carbon surface of the present invention, palladium activation in the activation step is an ion treatment process using gold (Au), platinum (Pt) or silver (Ag) can do.

또한, 본 발명의 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법의 표면처리 방법을 수행하는 도금방법을 제공한다.Further, there is provided a plating method for performing a surface treatment method of a surface treatment method for a water-soluble plating solution-based metal plating on a carbon surface of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 수용성 도금액을 제조하여 금속 도금을 위하여 카본 구조체의 표면에 표면처리 공정을 수행하여 카본 구조체의 젖음성과 반응성을 향상시켜 카본 구조체에 대하여 금속 도금을 수행하고 이 효율을 향상시키는 효과를 제공하고자 하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, a water-soluble plating solution is prepared and a surface treatment process is performed on the surface of a carbon structure for metal plating to improve the wettability and reactivity of the carbon structure to perform metal plating on the carbon structure and improve the efficiency And to provide the effect of making it.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 공정 일실시예를 나타낸 모식도이다.
도 2는 비교예1의 도금을 수행하기 전의 SEM사진이다.
도 3은 실시예1의 도금을 수행하기 전의 SEM사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공정을 수행한 뒤 무전해 도금을 수행하고 30초 후의 SEM사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공정을 수행한 뒤 무전해 도금을 수행하고 4분 후의 SEM사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공정을 수행한뒤 무전해 도금을 수행하고 8분 후의 SEM사진이다.
도 7은 본 발명의 실험예2의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 산화에 있어서 음극에 카본구조체가 직렬연결된 모식도이다.
도 9는 비교예2의 탄소 섬유의 수산화기(-OH)형성 친수성 작용기와 결함(Defect) 형성을 나타낸 표면 SEM사진이다.
도 10은 실시예5의 탄소 섬유의 수산화기(-OH)형성 형성 친수성 작용기와 결함(Defect) 형성을 나타낸 표면 SEM사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a surface treatment process for a water-based plating solution-based metal plating of the present invention. FIG.
Fig. 2 is an SEM photograph before plating of Comparative Example 1. Fig.
3 is a SEM photograph of the plating of Example 1 before the plating.
FIG. 4 is a SEM photograph of the electroless plating performed 30 seconds after performing the process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a SEM photograph of the electroless plating performed after performing the process according to an embodiment of the present invention and after 4 minutes.
FIG. 6 is an SEM photograph of the electroless plating performed after performing the process according to an embodiment of the present invention and after 8 minutes.
7 is a graph showing the results of Experimental Example 2 of the present invention.
8 is a schematic diagram of a carbon structure connected in series to a cathode in electrochemical oxidation according to an embodiment of the present invention.
9 is a SEM photograph of the surface of the carbon fiber of Comparative Example 2 showing formation of hydroxyl group (-OH) forming hydrophilic functional group and defect.
10 is a SEM photograph of the surface of the carbon fiber of Example 5 showing hydroxyl group (-OH) formation hydrophilic functional group and defect formation.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서, 카본 구조체(10)를 준비하는 준비단계, 준비단계의 카본 구조체(10)의 표면에 산화를 수행하여 산화 카본 구조체를 제조하는 산화단계, 산화 카본 구조체에 주석 민감화 공정을 수행하여 제1활성화 카본구조체를 제조하는 민감화단계, 민감화단계를 수행한 산화 카본 구조체에 대하여 팔라듐 활성화 공정을 수행하여 제2활성화 카본구조체를 제조하는 활성화단계를 포함하고, 산화단계에서 카본 구조체의 표면에 친수성 작용기를 포함하는 결함(Defect)이 형성되는 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법을 포함한다.In the surface treatment method for a water-based plating solution-based metal plating on a carbon surface according to an embodiment of the present invention, oxidation is performed on the surface of the carbon structure 10 in preparation and preparing steps for preparing the carbon structure 10 A sensitizing step of preparing a first activated carbon structure by performing a tin sensitization process on the oxidized carbon structure, a palladium activating process on the oxidized carbon structure subjected to the sensitization step to form a second activated carbon Characterized in that it comprises an activating step of producing a structure, wherein a defect comprising a hydrophilic functional group is formed on the surface of the carbon structure in the oxidation step, characterized by comprising a surface treatment method for a water-based plating solution-based metal plating on a carbon surface .

준비단계의 카본 구조체(10)는 카본나노튜브, 카본블랙파우더, 그라파이트 또는 그래핀 중 어느 하나일 수 있다. 물론, 카본 구조체(10)는 카본 기반의 소재를 의미하는 것으로 이에 한정하는 것은 아니다.The carbon structure 10 in the preparation step may be any one of carbon nanotubes, carbon black powder, graphite or graphene. Of course, the carbon structure 10 means a carbon-based material and is not limited thereto.

카본 구조체(10)는 준비단계의 카본 구조체(10)는 판상, 격자, 섬유 또는 소정의 패턴으로 형성되어 제조될 수 있다. 물론, 금속 파티클의 형상을 배제하는 것은 아니다. 카본 구조체(10)를 기반으로 하여 금속을 도금하는 데 있어서 복잡한 공정과 오랜 시간이 들어가지만 본 발명의 일실시예에 따르면 카본 구조체(10)의 종류나 형상 등에 구애받지 않고 단순한 공정과 짧은 시간에 카본 구조체(10)에 도금을 수행할 수 있다.The carbon structure 10 may be manufactured by forming the carbon structure 10 in the preparation stage in a plate-like shape, a lattice shape, a fiber shape, or a predetermined pattern. Of course, the shape of the metal particle is not excluded. According to an embodiment of the present invention, a simple process and a short period of time can be performed without depending on the type and the shape of the carbon structure 10, although complicated processes and long time are involved in plating metal on the basis of the carbon structure 10 The carbon structure 10 can be plated.

산화단계의 산화는 전기화학적 산화일 수 있는다. 카본 구조체(10)에 금속을 도금하기에는 카본 구조체(10)의 높은 소수성으로 인해 젖음성(wettability)과 반응성이 매우 낮아 복잡한 표면처리가 필요하였지만, 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 산화는 카본 구조체(10) 표면에 질산, 황산 등과 같은 산을 물에 희석한 약산을 전기화학 용액으로 하고 전기화학 셀에서 전기화학적 산화 공정(음극 산화 공정)을 이용하여 수산화기(-OH)와 같은 친수성기(11)를 처리하여 친수성 표면으로 바뀜으로써 젖음성과 반응성을 높일 수 있다. 또한, 수용액 기반의 용액을 주로 이용하므로 좀더 안정적이고 환경 오염 정도가 적을 수 있다. The oxidation of the oxidation step may be an electrochemical oxidation. The electrochemical oxidation according to one embodiment of the present invention is not limited to the carbon structure 10 because the wettability and the reactivity of the carbon structure 10 are very low due to the high hydrophobicity of the carbon structure 10, (11) such as a hydroxyl group (-OH) by using an electrochemical oxidation process (anodic oxidation process) in an electrochemical cell using a weak acid diluted with an acid such as nitric acid, sulfuric acid, Can be treated with a hydrophilic surface to improve the wettability and reactivity. Also, since the solution based on the aqueous solution is mainly used, it can be more stable and the degree of environmental pollution can be reduced.

산화단계에 있어서, 전기화학적 산화로 인하여 카본 구조체 표면에 결함(Defect)이 형성될 수 있다. 결함(Defect)은 활성화단계 후에 수행하는 도금이 잘 이루어질 수 있게 작용할 수 있으며, 활성화단계의 팔라듐활성화가 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, OH기와 같은 결함(Defect)은 화학적 접합력이 증대시킬 뿐만 아니라 앵커효과와 같은 물리적 효과를 일으킬 수 있다. 결함(Defect)은 친수성 작용기를 포함하며, 카본 구조체 표면에 형성되는 물리적 화학적 균열 등을 포함할 수 있다.In the oxidation step, defects may be formed on the surface of the carbon structure due to electrochemical oxidation. Defects can act to ensure that the plating performed after the activation step is well performed, and palladium activation in the activation step can be smoothly performed. Defects such as OH groups can not only increase the chemical bonding force but also cause physical effects such as anchor effect. Defects include hydrophilic functional groups and may include physical and chemical cracks formed on the surface of the carbon structure.

전기화학적 산화는 염산, 황산, 질산, 옥살산 및 아세트산 등의 약산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 제조되는 수용액을 0.01M 내지 0.5M로 하여 사용할 수 있다. 수용액의 농도가 0.01M 미만인 경우 전기화학적 산화가 잘 일어나지 않아 수산화기(-OH)와 같은 친수성기(11)를 처리하기 어려워 사용하기 적합하지 않을 수 있다. 수용액의 농도가 0.5M을 초과하는 경우 산의 농도가 너무 높아져 수소가스가 많이 발생하여 사용하기에 부적합할 수 있다.The electrochemical oxidation may be carried out by using an aqueous solution prepared from one or more kinds of weak acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid and acetic acid, etc. at a concentration of 0.01M to 0.5M. If the concentration of the aqueous solution is less than 0.01 M, the electrochemical oxidation does not occur well, and the hydrophilic group 11 such as hydroxyl group (-OH) may not be suitable for use. If the concentration of the aqueous solution exceeds 0.5M, the concentration of the acid becomes too high, and hydrogen gas is generated in a large amount, which may be unsuitable for use.

전기화학적 산화는 상대전극과 작용전극(Working전극)을 준비하고, 준비단계의 카본 구조체(10)를 작용전극(Working 전극)으로 하여 수행할 수 있다. 상대전극은 주로 이용되는 플래티넘 전극을 포함하는 일반적인 전기화학적 상대전극을 이용한다. 작용전극(Working 전극) 표면에 수십 마이크로의 두꺼운 탄소 박막을 형성하고 그 표면만을 개질시켜 도금을 용이하게 수행할 수 있다. 전기화학적 산화 공정은 다음과 같이 수행할 수 있다. The electrochemical oxidation can be performed by preparing a counter electrode and a working electrode, and using the carbon structure 10 as a working electrode. The counter electrode uses a common electrochemical counter electrode including a platinum electrode mainly used. It is possible to easily perform plating by forming a thick carbon thin film of several tens of microns on the working electrode surface and modifying only the surface thereof. The electrochemical oxidation process can be carried out as follows.

도 8에 도시된 모식도를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따라 카본 구조체(10)는 양극이 아닌 음극(30)에 연결되며, 음극(30)과 연결된 두 전극과 직렬연결이 되도록 할 수 있다. 도 9에 도시된 SEM사진을 확인하면, 직렬연결이 아닌 카본 구조체(10)의 한쪽만 음극(30)과 연결되도록 한 일반적인 음극(30) 연결의 경우에는 전극연결부(31)와 가까운 부분에 주로 수산화기(-OH) 가 형성되어 그 부분에 집중적으로 도금이 수행될 수 있고, 도 10에 도시된 본 발명의 전기화학적 산화를 수행한 SEM사진을 확인하면 카본 구조체(10) 표면에 전체에 수산화기(-OH)가 고르게 분포되어 형성될 수 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to the schematic diagram of FIG. 8, the carbon structure 10 may be connected to the cathode 30 rather than the anode, and may be connected in series with two electrodes connected to the cathode 30, according to an embodiment of the present invention . 9, in the case of a typical cathode 30 connection in which only one side of the carbon structure 10 is connected to the cathode 30 rather than the series connection, a portion near the electrode connection portion 31 (-OH) can be formed on the surface of the carbon structure 10, and plating can be intensively performed on the portion. When the SEM photograph showing the electrochemical oxidation of the present invention shown in FIG. 10 is observed, -OH) can be uniformly distributed.

전기화학적 산화는 염산, 황산, 질산, 옥살산 및 아세트산 등의 약산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 제조되는 수용액에서 진행되며, 이때 가하는 전압은 -0.4V내지 -2.0V를 가할 수 있으나, -2.0V를 초과하는 전압을 인가하는 경우 수소 발생의 가능성이 있으므로 사용하기 부적합할 수 있다. -0.4V미만의 전압을 인가하는 경우 전압이 너무 약해 산화가 잘 일어나지 않아 사용하기에 부적합할 수 있다. 또한, 인가하는 전압은 전압을 일정하게 가하는 정전압 방식으로 진행할 수 있다. 하지만, 전압을 일정하게 변환시키는 싸이클(Cyclic) 방식 또는 펄스(Pulse) 방식 두 가지를 배제하지는 않으며, 바람직하게는 싸이클(Cyclic)방식을 사용할 수 있다. 전압을 일정하게 변환시키는 싸이클 방식은 최소전압과 최대전압을 천천히 번갈아 가면서 사용하여 카본 표면에 결함(defect) 및 수산화기 등을 형성하는 공정일 수 있다. 또한, 싸이클(Cyclic)방식은 10 내지 100회를 수행할 수 있는데 10회 미만인 경우 산화가 적게 일어나 수산화기(-OH)의 형성이 제대로 일어나지 않아 사용하기 부적합할 수 있으며, 100회를 초과하여 수행할 경우 산화가 너무 많이 일어나게 되어 카본 구조체(10)의 저항값이 매우 커지는 문제가 발생하여 사용하기에 부적합할 수 있다. 바람직하게는 10 내지 50회를 수행할 수 있다. The electrochemical oxidation proceeds in an aqueous solution prepared from one kind or a mixture of two or more kinds selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, oxalic acid and acetic acid, and the applied voltage is -0.4 V to -2.0 V However, when a voltage exceeding -2.0 V is applied, there is a possibility of generating hydrogen, which may be unsuitable for use. When applying a voltage lower than -0.4 V, the voltage is too weak to cause oxidation, which may be unsuitable for use. Further, the voltage to be applied may proceed in a constant voltage method in which the voltage is constantly applied. However, it does not exclude either a cyclic method or a pulse method for constantly converting a voltage, and preferably a cyclic method can be used. The cyclic method of converting the voltage constantly may be a process of slowly forming the minimum voltage and the maximum voltage alternately to form defects and hydroxyl groups on the carbon surface. The cyclic system can perform 10 to 100 times. When the number of times is less than 10 times, the oxidation is small and the formation of hydroxyl group (-OH) does not occur properly, which may be unsuitable for use. Oxidation occurs too much, and the resistance value of the carbon structure 10 becomes very large, which may be unsuitable for use. Preferably 10 to 50 times.

종래의 일반적인 음극(30)연결을 이용한 전기화학적 산화방법으로 사용할 경우 싸이클 방식은 카본 표면에 도금하기 위한 전처리 공정으로 대부분 수산화기(-OH)를 제대로 형성하지 못하거나 전기전도도가 낮아져 도금을 효율적으로 하지 못하여 모두 도금이 조밀하지 못한 것으로 나타났다. 하지만, 본 발명의 일실시예는, 전기화학적 산화에 있어서, 카본 구조체(10)를 음극(30)에 연결할 때 두 전극을 직렬연결하는 방식을 이용하여 연결함으로 카본 구조체(10) 표면에 수산화기(-OH)가 고르게 분포하여 조밀하게 형성될 수 있다.When used as an electrochemical oxidation method using a conventional cathode 30 connection, the cycle method is a pretreatment process for plating the surface of carbon, and most of the hydroxyl groups (-OH) are not formed properly or the electric conductivity is low, All of them showed that the plating was not dense. However, in an embodiment of the present invention, when the carbon structure 10 is connected to the cathode 30 in the electrochemical oxidation, the two electrodes are connected in series to connect the carbon structure 10 to the cathode 30, -OH) can be uniformly distributed and formed densely.

전기화학적 산화 단계 후 활성화 단계는 다음과 같이 수행할 수 있다. 민감화단계의 활성화는 주석(Sn)을 이용한 민감화 공정일 수 있으며, 민감화단계를 수행하여 카본 표면에 주석(Sn)을 증착할 수 있다. 활성화단계의 활성화는 팔라듐(Pd)(20) 활성화 공정일 수 있으며, 활성화단계를 수행하여 민감화단계가 끝난 제1활성화 카본구조체 위에 팔라듐(Pd)(20)을 증착할 수 있다. 또한, 활성화단계의 팔라듐 활성화는 금(Au), 백금(Pt) 또는 은(Ag)을 이용한 이온처리 공정일 수 있다. 물론, 민감화단계 및 활성화 단계는 도금공정에 이용되는 일반 활성화 공정을 모두 포함하여 사용할 수 있다.The activation step after the electrochemical oxidation step can be carried out as follows. Activation of the sensitization step may be a sensitization process using tin (Sn), and tin (Sn) may be deposited on the carbon surface by performing a sensitization step. Activation of the activation step may be a palladium (Pd) 20 activation step, and palladium (Pd) 20 may be deposited on the first activated carbon structure after the sensitization step by performing the activation step. In addition, palladium activation in the activation step may be an ion treatment process using gold (Au), platinum (Pt), or silver (Ag). Of course, the sensitization step and the activating step can be used including all the general activation steps used in the plating process.

도 4 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 공정을 수행한 뒤 무전해 도금을 하고 시간의 변화에 따른 카본 구조체(10)의 표면을 나타낸 SEM사진으로 시간에 따라 전체적으로 균일하게 구리 나노 파티클이 조밀한 형태로 형성되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 4 to 6, SEM photographs showing the surface of the carbon structure 10 according to the change of time after performing the electroless plating process after performing the process according to an embodiment of the present invention, It can be confirmed that the nanoparticles are formed in a dense form.

본 발명의 일실시예에 따른 도금을 위한 표면처리 공정인 전기화학적 산화공정과 활성화 공정을 순서대로 진행하면 다양한 도금이 잘 수행될 수 있으며, 무전해 도금 및 전해도금을 모두 포함한다. 특히 환경적인 부분을 고려하여 수용액 기반의 도금용액을 사용하여야 환경적인 부분과 폐수 처리 비용을 절감할 수 있으며, 본 발명의 일실시예를 위해 실제 수행된 실험의 예는 모두 수용액 기반의 용액에서 진행되었다.      If the electrochemical oxidation process and the activation process, which are a surface treatment process for plating according to an embodiment of the present invention, are sequentially performed, various plating processes can be performed well and include both electroless plating and electrolytic plating. In particular, the use of an aqueous solution based plating solution in consideration of environmental factors can reduce the environmental part and waste water treatment cost, and examples of experiments actually performed for an embodiment of the present invention are all performed in an aqueous solution-based solution .

이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명의 효과를 구체적으로 설명하도록 한다. 제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 일실시예로 수용액은 소정의 농도를 갖고 있으며, 사용상의 요구, 제조상의 요구, 실장상의 요구에 따라서 농도는 정해질 수 있다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experiments of the present invention. The embodiments presented are only a concrete example of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. In one embodiment of the present invention, the aqueous solution has a predetermined concentration, and the concentration can be determined according to requirements of use, manufacturing, and mounting.

<실시예1>&Lt; Example 1 >

폴리아미드이미드를 전구체로 사용하여 산화 안정화 및 탄소화 단계를 거쳐 탄소섬유를 준비하고 전기화학적 산화를 수행하기 위한 준비를 하였다. 먼저, 0.2M의 질산용액을 준비하고 상온에서 전기화학적 산화를 10Cycle 수행하였다. 이때, 전기화학적 산화는 탄소 섬유를 음극(30)에 연결하고, 음극(30)과 연결된 두 전극과 직렬로 연결하여 수행하였다. 산화된 탄소섬유에 대하여 염화주석과 염산 DI용액을 이용하여 상온에서 4분동안 주석 민감화공정을 수행하여 제1활성화 카본구조체를 제조하였다. 그 다음, 제1활성화 카본구조체에 대하여 염화팔라듐, 염산 DI용액을 이용하여 상온에서 1분동안 팔라듐 활성화공정을 수행하여 제2활성화 카본구조체를 제조하였다. 그 다음, 제2활성화 카본구조체에 대하여 무전해 도금을 수행하여 구리를 도금하였다.Carbon fibers were prepared through oxidation stabilization and carbonization steps using polyamideimide as a precursor, and prepared for performing electrochemical oxidation. First, a 0.2 M nitric acid solution was prepared and electrochemical oxidation was performed at room temperature for 10 cycles. At this time, the electrochemical oxidation was performed by connecting the carbon fibers to the cathode 30 and connecting them in series with the two electrodes connected to the cathode 30. The oxidized carbon fibers were subjected to a tin sensitization process at room temperature for 4 minutes using a solution of tin chloride and DI hydrochloride to prepare a first activated carbon structure. Then, a palladium activation process was performed for 1 minute at room temperature using palladium chloride and DI hydrochloric acid solution on the first activated carbon structure to prepare a second activated carbon structure. Then, electroless plating was performed on the second activated carbon structure to coat copper.

<실시예2>&Lt; Example 2 >

Cycle 수를 50회 진행 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 구리 도금을 수행하였다.Copper plating was carried out in the same manner as in Example 1 except that the number of cycles was 50 times.

<실시예3>&Lt; Example 3 >

Cycle 수를100회 진행 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 구리 도금을 수행하였다.Copper plating was carried out in the same manner as in Example 1 except that the number of cycles was 100 times.

<실시예4><Example 4>

Cycle 수를 200회 진행 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 구리 도금을 수행하였다.Copper plating was carried out in the same manner as in Example 1 except that the number of cycles was 200 times.

<실시예5>&Lt; Example 5 >

실시예1과 동일한 방법으로 제2활성화 카본 구조체(10)를 제조하고 니켈 전기도금을 수행하였다.The second activated carbon structure 10 was prepared in the same manner as in Example 1 and nickel electroplating was performed.

<비교예1>&Lt; Comparative Example 1 &

폴리아미드이미드를 전구체로 사용하여 산화 안정화 및 탄소화 단계를 거쳐 탄소섬유로 제조하였다. 탄소섬유는 표면의 불순물을 제거하기 위하여 10wt% 질산으로 30분 동안 전처리하고 속슬레(Soxhlet) 장치를 이용하여 아세톤으로 2시간 동안 세척하여 건조한 후, 염화주석 용액에서 1분 동안 활성화시킨 후 세척하고 다시 염화팔라듐을 이용하여 1분 동안 활성화 시켰다. 이 과정에서 탄소섬유표면에 Sn/Pd 핵이 형성하였다. 그 다음, 무전해 도금을 수행하여 구리를 도금하였다.Carbon fiber was prepared through oxidation stabilization and carbonization steps using polyamideimide as a precursor. The carbon fibers were pretreated with 10 wt% nitric acid for 30 minutes to remove impurities on the surface, washed with acetone for 2 hours using a Soxhlet apparatus, dried and then activated for 1 minute in tin chloride solution, The reaction was activated again with palladium chloride for 1 minute. In this process, Sn / Pd nuclei were formed on the carbon fiber surface. Then, electroless plating was performed to plated copper.

<비교예2>&Lt; Comparative Example 2 &

일반적인 음극(30) 연결을 이용한 전기화학적 산화를 수행한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 제2활성화 카본구조체를 제조하여 니켈 전기 도금을 수행하였다.A second activated carbon structure was prepared and nickel electroplating was performed in the same manner as in Example 1, except that the electrochemical oxidation using a common cathode 30 connection was performed.

<실험예1><Experimental Example 1>

실시예1 및 비교예1의 방법으로 제조된 구리가 도금된 탄소섬유에 대하여 전기전도도를 측정하였다. 전기 전도도는 4-point probe method를 이용하여 측정하였다. 4-point probe method는 시편에 일정한 간격으로 형성되어 있는 다수의 접점들에서 4개의 접점을 선택하여, 4개의 접점 중 내측에 두 접점에는 전압 단자를 접속하고, 외측의 두 접점에는 전류 단자를 접속하여 해당 측정영역에 대한 전기저항을 측정하는 것이다. 10-3A 및 10-4A 고정하여 각 시편을 각 2회씩 저항을 측정하였고, 시편의 치수와의 관계를 이용하여 전기전도도(σ)를 계산하였다. 또한, 도금두께, 필팩터(Fill Factor)를 측정하였다. 그 결과를 표1에 나타내었다.The electrical conductivity of copper-plated carbon fibers prepared by the method of Example 1 and Comparative Example 1 was measured. The electrical conductivity was measured using the 4-point probe method. In the 4-point probe method, four contact points are selected from a plurality of contact points formed at regular intervals in a specimen, a voltage terminal is connected to the inner contact point of the four contact points, and a current terminal is connected to the two outer contact points To measure the electrical resistance of the measurement area. 10 -3 A and 10 -4 A, respectively, and the electrical conductivity (σ) was calculated using the relationship between the specimen and the dimensions. Further, plating thickness and fill factor were measured. The results are shown in Table 1.

실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비저항Resistivity 5.07x10- 3 (Ω·cm)5.07x10 - 3 (Ω · cm) 2.98x10- 2 (Ω·cm)2.98x10 - 2 (Ω · cm) 5.24x10- 3 (Ω·cm)5.24x10 - 3 (Ω · cm) 2.24x10- 2 (Ω·cm)2.24x10 - 2 (Ω · cm) 3.15 x10-2 (Ω·cm)3.15 x 10 -2 (Ω · cm) 3.08 x10-2 (Ω·cm)3.08 x 10 -2 (Ω · cm) 3.90 x10-2 (Ω·cm)3.90 x 10 -2 (Ω · cm) 2.33 x10-2 (Ω·cm)2.33 x 10 -2 (Ω · cm) 도금 두께Plating Thickness 0.5 ㎛0.5 탆 1.9㎛1.9 탆 필팩터(Fill Factor)Fill Factor 98%98% 20%20%

표1의 결과를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 다른 실시예1의 방법으로 도금된 탄소섬유가 비교예1의 방법으로 도금된 탄소섬유에 비하여 전기저항이 비교적 낮은 것을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 도금이 제대로 수행되었음을 확인할 수 있다. Referring to the results of Table 1, it can be confirmed that the carbon fiber plated by the method of Example 1 according to the embodiment of the present invention has a relatively low electrical resistance as compared with the carbon fiber plated by the method of Comparative Example 1 , It can be confirmed that the plating is performed properly.

또한, 실시예1은 높은 Fill factor를 형성 할 수 있으므로 Free standing CNT film뿐만 아니라 모든 카본 구조체에 적용할 수 있다. 또한, 수용액 기반의 공정을 이용함에도 불구하고, 카본 표면에 수산화기와 결함(defect)등을 조밀하게 형성하여, 활성화 공정 후 카본 표면 위에 활성화층을 조밀하고 고르게 형성할 수 있으며, 이 후에 수반되는 씨앗층과 도금층을 조밀하고 고르게 형성할 수 있다. 따라서 수십 또는 수백 나노 미터의 도금층을 형성하더라도 균일하고 조밀한 도금층을 형성할 수 있고, 더 두껍게 도금하여 조밀하고 두꺼운 도금층을 형성할 수도 있으며, 수십 나노 사이즈의 도금 파티클 층을 형성할 수도 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에서 사용하는 용매는 수용액 기반으로 유기용액 기반 도금과 비교하여 환경 오염 문제가 적고 폐수처리 비용이 적은 것을 확인할 수 있었다.In addition, since Example 1 can form a high fill factor, it can be applied to all carbon structures as well as free standing CNT films. In addition, despite the use of an aqueous solution-based process, hydroxyl groups and defects are densely formed on the carbon surface, and the activation layer can be densely formed evenly on the surface of the carbon after the activation process. Layer and the plating layer can be densely and uniformly formed. Therefore, even if a plating layer of tens or hundreds of nanometers is formed, a uniform and dense plating layer can be formed, a thick and thick plating layer can be formed, and a plating particle layer having a size of several tens of nano- have. In addition, the solvent used in the present invention has less environmental pollution problem and less waste water treatment cost than an organic solution based plating solution based on an aqueous solution.

이에 따라, 본 발명의 일실시예는 기존 공정의 복잡한 도금 전처리 공정에 비하여 전기화학적 산화공정으로 전처리 공정의 갯수와 비용, 폐수 등을 줄일 수 있고, 도금에 있어서도 우수한 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.Accordingly, it can be confirmed that the embodiment of the present invention can reduce the number of pretreatment processes, cost, wastewater, and the like in the electrochemical oxidation process compared with the complicated plating pretreatment process of the existing process, and shows excellent effects in plating.

<실험예2><Experimental Example 2>

실시예1내지 실시예4에 대하여 전기화학적 산화의 싸이클 횟수가 탄소 섬유 표면의 산화정도에 미치는 영향과 그에 따른 전기전도성의 변화를 비저항을 측정하여 확인하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.For Examples 1 to 4, the influence of the number of cycles of electrochemical oxidation on the degree of oxidation of the carbon fiber surface and the change of the electric conductivity thereof were confirmed by measuring the resistivity. The results are shown in Fig.

도 8에 도시된 그래프를 참조하면, 싸이클(Cycle)의 횟수가 늘어남에 따라 전기전도성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 전기전도성이 향상되는 것으로 보아 탄소 섬유의 표면 산화가 잘 일어져 도금이 잘 수행된 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 싸이클(Cycle)횟수가 100회를 초과하여 수행됨에 산화가 너무 많이 일어나게 되어 카본의 저항값이 매우 커지는 문제가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학적 산화의 싸이클(Cycle)이 전기전도성에 미치는 영향을 확인할 수 있었다.Referring to the graph shown in FIG. 8, it can be seen that the electric conductivity is improved as the number of cycles increases. As the electrical conductivity was improved, it was confirmed that the surface of the carbon fiber was oxidized well and the plating was performed well. However, since the number of cycles is more than 100 times, the oxidation becomes too much and the resistance value of carbon becomes very large. Therefore, the effect of the cycle of electrochemical oxidation according to an embodiment of the present invention on the electrical conductivity can be confirmed.

<실험예3><Experimental Example 3>

실시예5와 비교예2에 대하여 수산화기(-OH)가 고르게 분포되어 형성되었는지를 비교 분석하기 위하여 SEM사진을 촬영하였다. 그 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다. 도 9 및 도10의 나타낸 SEM사진을 참조하면 실시예 5에 따라 수행한 니켈 전기도금은 탄소 섬유 전체의 수산화기(-OH)가 고르게 잘 분포되어 형성되어있는 것을 확인하였고 비교예 2의 경우 전극연결부(31) 부근에서만 수산화기(-OH)가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 전기화학적 산화에서 카본 구조체(10)를 직렬형으로 두 전극에 연결하는 것이 수산화기(-OH)의 형성에 있어서, 카본 구조체(10) 전체에 대하여 고르고 균일하고 분포하는 효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다. SEM photographs were taken to compare and analyze whether hydroxyl groups (-OH) were uniformly distributed with respect to Example 5 and Comparative Example 2. The results are shown in Fig. 9 and Fig. Referring to the SEM photographs of FIGS. 9 and 10, it was confirmed that the nickel electroplating performed according to Example 5 formed uniformly the hydroxyl groups (-OH) of the entire carbon fibers, and in Comparative Example 2, (-OH) was formed only in the vicinity of the surface layer 31 of the substrate. Accordingly, in the electrochemical oxidation of the present invention, the series connection of the carbon structure 10 to the two electrodes results in uniform and even distribution of the entire carbon structure 10 in the formation of hydroxyl groups (-OH) .

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

10 : 카본 구조체
11 : 친수성기
20 : 팔라듐
30 : 음극
31 : 전극연결부
10: carbon structure
11: hydrophilic group
20: palladium
30: cathode
31: electrode connection portion

Claims (11)

카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법에 있어서,
i) 카본 구조체를 준비하는 준비단계;
ii) 상기 준비단계의 카본 구조체의 표면에 산화를 수행하여 산화 카본 구조체를 제조하는 산화단계;
iii) 상기 산화 카본 구조체에 주석 민감화 공정을 수행하여 제1활성화 카본구조체를 제조하는 민감화단계;
iv) 상기 민감화단계를 수행한 산화 카본 구조체에 대하여 팔라듐 활성화 공정을 수행하여 제2활성화 카본구조체를 제조하는 활성화단계;
를 포함하고, 상기 산화단계에서 상기 카본 구조체의 표면에 친수성 작용기를 포함하는 결함(Defect)이 형성되는 것을 특징으로 하고,
상기 산화단계의 산화는 전기화학적 산화인 것을 특징으로 하고,
상기 전기화학적 산화는 상대전극을 양극으로 하고, 상기 준비단계의 카본 구조체를 음극으로 하여 상기 카본 구조체와 상기 음극을 직렬로 연결하여 수행하는 것을 특징으로 하고,
상기 전기화학적 산화는 황산, 질산 또는 염산에 증류수를 소정의 양을 첨가하여 수용성 도금액을 제조하여 사용하는 것을 특징으로 하고,
상기 수용성 도금액은 0.05M 내지 0.5M인 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
A surface treatment method for metal plating based on a water soluble plating liquid on a carbon surface,
i) preparing a carbon structure;
ii) an oxidation step of oxidizing the surface of the carbon structure in the preparation step to produce an oxidized carbon structure;
iii) sensitizing the oxidized carbon structure by a tin sensitization process to produce a first activated carbon structure;
iv) an activation step of performing a palladium activation process on the oxidized carbon structure subjected to the sensitization step to produce a second activated carbon structure;
Wherein a defect including a hydrophilic functional group is formed on the surface of the carbon structure in the oxidation step,
Characterized in that the oxidation in the oxidation step is electrochemical oxidation,
Wherein the electrochemical oxidation is performed by connecting the carbon structure and the cathode in series with the counter electrode as a positive electrode and the carbon structure in the preparation step as a negative electrode,
The electrochemical oxidation is characterized in that a predetermined amount of distilled water is added to sulfuric acid, nitric acid or hydrochloric acid to prepare a water-soluble plating solution,
Wherein the water-soluble plating liquid is 0.05M to 0.5M. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전기화학적 산화는 전압을 펄스 또는 싸이클(Cyclic)방식으로 인가하는 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochemical oxidation is performed by applying a voltage in a pulse or a cyclic manner.
청구항 6에 있어서,
상기 전압은 -0.4V 내지 -2.0V로 인가하는 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
The method of claim 6,
Wherein the voltage is applied between -0.4 V and -2.0 V. 3. A method according to claim 2,
청구항 1에 있어서,
상기 준비단계의 카본 구조체는 카본나노튜브, 카본블랙파우더, 그라파이트 또는 그래핀 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon structure in the preparing step is any one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon black powder, graphite, and graphene.
청구항 1에 있어서,
상기 준비단계의 카본 구조체는 판상, 격자상, 섬유상 또는 소정의 패턴으로 형성되어 제조되는 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon structure in the preparing step is formed in a plate-like, lattice-like, fibrous, or predetermined pattern.
청구항 1에 있어서,
상기 활성화단계의 팔라듐 활성화는 금(Au), 백금(Pt) 또는 은(Ag)을 이용한 이온처리 공정인 것을 특징으로 하는 카본 표면에 수용성 도금액 기반 금속 도금을 위한 표면처리 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the palladium activation in the activating step is an ion treatment using gold (Au), platinum (Pt), or silver (Ag).
청구항 1의 표면처리 방법을 수행하는 도금방법.
A plating method for performing the surface treatment method of claim 1.
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