과학연구

제조원가가 눅은 수지도금기술

 2019.11.25.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《과학자, 기술자들은 현실에 튼튼히 발을 붙이고 사회주의건설의 실천이 제기하는 문제들을 연구대상으로 삼고 과학연구사업을 진행하여야 하며 연구성과를 생산에 도입하는데서 나서는 과학기술적문제들을 책임적으로 풀어야 합니다.》 (김정일선집》 증보판 제15권 492페지)

수지도금제품은 금속제품에 비하여 가볍고 원가가 눅으면서도 만들기 쉽고 금속제품과 다름없는 광택을 나타내며 순수한 수지제품에 비하여 세기, 닳음견딜성, 열견딜성 등이 좋은것으로 하여 자동차부분품과 전자기구부분품, 오락기구 등 여러가지 제품생산에 널리 리용되고있다.

최근 김일성종합대학 화학부의 우리 연구집단에서는 제조원가가 눅고 공정이 간단한 수지도금기술을 개발하고 여러 분야에 응용하기 위한 연구사업에서 일정한 성과를 거두고있다.

일반적으로 수지제품에 대한 도금은 다음과 같은 공정을 거친다.

수지도금제품⇒탈지⇒부식처리⇒증감화⇒활성화⇒화학도금⇒전해니켈도금⇒착색도금⇒제품

탈지공정에서는 수지도금제품표면에 묻어있는 기름과 여러가지 찌끼들을 제거하여 다음 공정에서의 적심성을 좋게 해주며 부식공정에서는 표면의 소수성부분을 친수성부분으로 전환시켜 물에 잘 적셔지게 할뿐아니라 미세한 오목부분들을 형성시켜 도금층과 기질과의 결합력을 크게 해준다.

증감화공정에서는 환원능력이 강한 금속염을 흡착시켜 다음공정에서 활성제가 쉽게 환원되게 하며 활성화공정에서는 화학도금공정에서 촉매작용을 하는 금속(실례로 팔라디움, 은 등)을 표면에 치환환원시켜 전해도금공정에서 금속의 석출을 쉽게 해준다.

그러나 이 방법은 활성화공정에서 활성제로 비싼 염화팔라디움이나 질산은 등을 쓰는것으로 하여 수지도금제품의 다량생산과 생산원가에 일정한 영향을 미친다.

우리가 제안한 수지도금방법은 종래의 수지도금공정에서 보편적으로 쓰이던 염화팔라디움이나 질산은과 같은 귀금속을 대신하여 수지우에 전도성류화동피막층을 입히는데 기초한다.

류화동피막층은 다음의 반응으로 형성된다.

Cu2+ + S2- = CuS

류화동형성반응은 방온도조건에서도 쉽게 일어나지만 반응이 용액-용액계에서가 아니라 용액-수지재료표면우에서 류화물이온 S2-의 흡착과 동이온 Cu2+과의 반응이 순차적으로 진행되도록 일정한 조건을 지어주어 실현한다.

실례로 질량몫으로 류산동:티오류산나트리움=1:1.8인 혼합용액을 환원제의 존재하에서 70℃로 가열한 다음 수지제품을 잠그었다가 0.01%의 류화소다용액에 잠그는 방법으로 여러번 반복하여 처리하면 상대저항이 50~100Ω/cm인 류화동전도층이 형성된다. 다음 무광택니켈, 광택니켈도금을 차례로 진행하면 은백색의 수지도금제품이 얻어지며 여기에 Cu-Zn-Sn합금도금을 진행하면 황금색으로 착색된 수지도금제품이 얻어진다.

이 수지도금기술은 값비싼 귀금속을 쓰지 않으며 증감화, 활성화공정을 거치지 않고 직접 수지우에 전도층을 입힘으로 제조공정이 간단하고 원가가 눅은 우점을 가지고있다.

이 기술은 ABS(폴리아크릴로니트릴부타디엔스티롤)수지, 폴리스티롤, 폴리에틸렌 등 수지의 종류에 관계없이 각이한 크기의 수지제품들에 대하여 다량생산을 보장할수 있으며 은백색 또는 황금색 등 여러가지 색갈의 장식을 요구하는 제품의 생산과 다공성재료와 같은 기능성재료의 개발과 제조에 효과적으로 리용할수 있다. 또한 수지 뿐아니라 석고, 유리, 도자기, 세멘트, 나무와 같은 비금속재료로 만든 제품들에도 금속장식효과를 줄수 있으므로 공예품이나 미술작품창작과 여러가지 형타제작에도 리용할수 있다. 특히 값눅고 우리 나라에 흔한 시약을 가지고 수지도금공정을 완전히 국산화할수 있는 기술로써 그 경제적효과성은 대단히 크다.

현재 우리는 이 기술을 적용하여 3D-레이자인쇄기술을 결합한 각종 수지제품의 형타제작, 3차원발포금속제조를 비롯한 새 제품개발과 전해도금에 의한 장식효과로 파수지를 재자원화하는 등 보다 큰 실리를 얻기 위한 연구사업에 힘을 넣고있다.