CN102733179B - 人造纤维及纺织品化学镀和电镀铜方法 - Google Patents

Abstract

一种人造纤维及纺织品化学镀和电镀铜方法，属于化学镀和电镀技术领域，用这种方法可以在人造纤维材料表面获得导电性好、镀层结合力良好的镀铜层。实施这一方案的要点是通过对人造纤维材料表面进行表面清洁、表面调质和敏化、活化、化学镀铜、电镀铜，使化学镀铜层与纤维基体表面有良好的结合力，且经电镀后增加镀层厚度。可以在人造纤维布料、服装、窗帘等需要多次清涤的柔性纤维材料表面获得具抗电磁幅射的能力和导电性能，也可以在这种有较厚镀铜层的纤维布料表面制作电子线路图形。

Description

人造纤维及纺织品化学镀和电镀铜方法

技术领域

本发明是一种对人造纤维及纺织品进行化学镀和电镀铜的方法。采用这种方法可以获有良好导电性能而又有良好镀层结合力、具磁屏蔽和导电图形的纺织品。属于化学镀和电镀技术领域。

背景技术

在刚性非金属材料表面获得铜、镍、银等化学镀层已经是公知的技术。并且一直是电子产品外壳等获得电磁屏蔽性能的技术方案之一。但是，由于刚性材料不可能随意变形，因而在需要随意变形的场合，难以应用。因而在柔性非金属材料例如人造纤维(包括俗称尼龙的绵纶、俗称的确良的涤纶等)表面获得可以导电的电磁屏蔽金属镀层，成为近年电子屏蔽材料开发的重点。已经有采用真空镀方法和某种化学镀方法在这类人造纤维材料表面获得的金属镀层的方法公开，其中用于印制板的在柔性纤维胶板上镀铜也有技术公开。

真空镀技术需要复杂的真空镀技术设备，受镀面积受到设备限制，且无法进行连续镀覆生产，其生产效率较低。而一些已经公开的化学镀方法，基本上采用的是在刚性材料表面获得金属镀层结晶的方法，例如塑料电镀的方法，其镀层结晶晶粒较大，用在柔性材料表面，与基体难以获得良好的镀层结合力，从而使获得的镀层容易从人造纤维表面脱落，无法承受使用中的经常变形，更无法承受水洗等过程。从而限制了其实用价值，尤其是难以在需要经常清洁表面的服装类纺织品中的应用。特别是可制备电子线路的服装，需要有较厚的镀铜层，用传统和公知的方法，难以获得。

发明内容

为了克服上缺陷，本发明提供了一种在人造纤维表面获得良好结合力和较厚厚度的镀铜层的方法。这种方法不是采用传统的和公知的非金属材料表面化学镀的工艺。而是采用表面清洁、表面调质、敏化、活化、化学镀铜和电镀铜的方法。用这种方法在人造纤维表面获得的镀铜层，有良好的导电性，其表面电阻在0.2Ω/cm以下；镀层与纤维及其纺织品有良好的结合力，可以经多次水洗而保持其导电性能。

具体实施方式

为了实现这一方法，本发明采用了下述方案：

1、表面清洁

对人造纤维及其纺织品表面进行表面清洁，是为了去除表油污、灰尘等不洁净物，从而使表面有较好的亲水性。本方案采用碱类加表面活性剂的方法。比如氢氧化钠或碳酸钠5～50g/L，OP-10或其它表面活性剂1～10ml/l，在温度50～80℃，进行10～30min的清洁处理，然后充分水洗干净。

2、表面调质

表面调质是本方案的技术关键之一。这是采用具有氧化作用的化学物质，对纤维材料表面进行氧化处理，从而使具稳定有机物大分子结构的纤维表面的长链分子中的有些链断开，呈现出可以与其后化学处理液中的有效化学基团连接的状态。这种过程与刚性非金属材料表面粗化的物理结合不同，是一种化学基团间的化学结合力，从而可以提高镀层与柔性纤维材料表面的结合力。可以进行表面调质的化学处理液为氧化性酸例如硫酸、氧化性盐例如高锰酸钾等氧化剂。一个实用的例子为：硫酸或盐酸或其他氧化性酸10～100ml/L，高锰酸钾或其他酸性氧化剂、两性氧化剂5～100g/L，温度30～80℃，处理时间15～90min。然后充分水洗干净。

3、敏化

敏化是让纤维表面获得具还原能力的基团。其典的配方为：氯化亚锡10～50g/L，盐酸20～80ml/L，温度20～40℃，处理时间3～30min。然后多次水洗干净，最后一次采用去离子水洗。

4、活化

活化是为了在已经敏化的纤维表面获得有金属结晶晶核，使其后的化学镀铜层能在晶核上进一步长大而获得镀铜层。一个典型的活化配方为：硝酸银5g/L，氨水l0ml/L。先用蒸馏水溶解硝酸银，然后将氨水边加边搅拌，至活化液透明为止。也可以用钯盐做活化剂。活化后的表面要充分清洗干净，不让残余活化液带入化学镀液中，以防止化学镀的自催化失效。

5、化学镀和电镀铜

化学镀铜和电镀铜也是本方案的特点之一。这是铜离子在已经有贵金属活化晶核的纤维表面还原和长大为金属铜的过程，并且再经电镀处理后，获得具有电磁屏蔽能力或能用于制作线路图形的镀铜纤维布料。为了达到这一目的，化学镀铜液中使用了强配位剂、还原剂、表面活性剂；电镀铜采用沉积速度快的酸性镀铜工艺。典型的化学镀铜为：硫酸铜5～10g/L，N，N，N，N-四(2-羟丙基)乙二胺(商品名EDTP)或酒石酸钾钠15～80g/L，甲醛或其他还原剂10～100g/L，用氢氧化钠调整镀液pH为11～12，温度20～50℃，时间30～90min。

典型的酸性镀铜工艺为：硫酸铜60～200g/L，硫酸60～100ml/L，印制板酸性镀铜用商业光亮剂0.1～5ml/L，温度室温，时间10～30min，或视对厚度的要求而规定电镀时间。阳极采用含磷0.002％～0.1％的商业铜阳极。也可以用焦磷酸镀铜工艺加厚化学镀层。

实施例1  针织尼龙纤维化学镀铜和电镀铜

表面清洁：

          

表面调质：

敏化：

活化：氯化钯    0.5g/L

      盐酸      5ml/L

化学镀：

电镀铜：

各道工序间要有充分的清洁水清洗，敏化和活化后的最后一道清洗为去离子水。电镀完成后，也要经充分清洗后再干燥处理。

实施例2  涤纶纤维化学镀铜和电镀铜

表面清洁：

          

表面调质：

敏化：

活化：

化学镀铜：

电镀铜：

各道工序间要有充分的清洁水清洗，敏化和活化后的最后一道清洗为去离子水。电镀后要充分水洗后再干燥。

Claims (3)

1.一种人造纤维化学镀和电镀铜方法，其特征是通过对人造纤维进行表面清洁、表面调质、敏化和活化、化学镀铜和电镀铜，使人造纤维表面获得导电性和结合力良好且可用于电子线路图形制作的金属镀层，具体如下： 

1)表面清洁 

用氢氧化钠或碳酸钠5～50g/L，OP-10 1～10ml/l，在温度50～80℃，进行10～30min的清洁处理，然后充分水洗干净； 

2)表面调质 

用硫酸或盐酸10～100ml/L，高锰酸钾或、两性氧化剂5～100g/L，温度30～80℃，处理时间15～90min，然后充分水洗干净； 

3)敏化 

氯化亚锡10～50g/L，盐酸20～80ml/L，温度20～40℃，处理时间3～30min；然后多次水洗干净，最后一次采用去离子水洗； 

4)活化 

用硝酸银5g/L和氨水10ml/L混合或钯盐做活化剂，即用硝酸银5g/L和氨水10ml/L混合的方法为先用蒸馏水溶解硝酸银，然后将氨水边加边搅拌，至活化液透明为止； 

5)化学镀和电镀铜 

化学镀铜为：硫酸铜5～10g/L，N，N，N，N-四(2-羟丙基)乙二胺(商品名EDTP)15～80g/L，甲醛10～100g/L，用氢氧化钠调整镀液pH为11～12，温度20～50℃，时间30～90min； 

典型的酸性镀铜工艺为：硫酸铜60～200g/L，硫酸60～100ml/L，印制板酸性镀铜用商业光亮剂0.1～5ml/L，温度室温，时间10～30min，或视对厚度的要求而规定电镀时间，阳极采用含磷0.002％～0.1％的商业铜阳极。 

2.根据权利要求1所述的人造纤维化学镀和电镀铜方法，其特征在于所涉及的人造纤维包括绵纶、涤纶。 

3.根据权利要求1所述的人造纤维化学镀和电镀铜方法，其特征在于所述的经化学镀铜和电镀铜后的人造纤维布料，能用作印制线路板的线路图形制作。