DD211128A1

DD211128A1 - Verfahren zum stromlosen aufbringen einer metallschicht auf nitrilgruppenhaltige polymeroberflaechen

Info

Publication number: DD211128A1
Application number: DD24448682A
Authority: DD
Inventors: Eckhard Seidel; Joachim Aurich; Ulrich Loerzer; Horst Ebeling; Klaus-Friedrich Wolf
Original assignee: Engels Chemiefaserwerk Veb
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1984-07-04

Abstract

Ziel und Aufgabe ist es, ein zuverlaessiges und wirtschaftliches Verfahren zur Aktivierung nitrilgruppenhaltiger Polymeroberflaechen zu entwickeln. Durch Bildung katalytisch aktiver Keime soll die Oberflaeche fuer die anschliessende stromlose Metallisierung vorbehandelt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ein nitrilgruppenhaltiges Polymer mit Hydroxylaminloesung vorbehandelt und anschliessend mit einer Kupfersalzloesung in Kontakt gebracht wird. Die bekeimte Oberflaeche laesst sich auf einfache Weise metallisieren.

Description

Titel der Erfindung

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Verfahren zum stromlosen Aufbringen einer Metallschicht auf nitrilgruppenhaltige Polymeroberflächen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen katalytisch wirksamer Keime auf nitrilgruppenhaltige Polymeroberflächen für die nachfolgende stromlose Metallabscheidung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung metallisierter Oberflächen sind zahlreiche Verfahren bekannt.

Bisher wurden die nachfolgend zu metallisierenden Oberflächen entweder mit kolloidalen Edelmetalldispersionen oder mit Edelmetallkomplex-Lösungen behandelt (DE - OS 2 941 997). Ein wesentlicher Wachteil dieser Methoden besteht in dem doch beträchtlichen Edelmetallverbrauch, der erhebliche finanzielle Kosten mit sich bringt. Es ist weiterhin bekannt, die zu metallisierende Substratoberfläche mit einer Badlösung eines reduzierbaren Nichtedelmetalls (Gu, ITi, Co, Pe) zu behandeln, zu trocknen und durch eine thermische Fixierung (DE - OS 2 462 435) bzw. Verwendung eines geeigneten Reduktionsmittels katalytisch wirkende Metallkeime für die nachfolgende Metallisierung zu bilden (DE - OS 2 265 194). Auch dieses Verfahren besitzt zahlreiche Nachteile. Die gebildeten Keime haben eine vielfach geringere Aktivität. Die hohe Löslichkeit der Metallsalze führt zu einer teilweisen Auflösung des anhaftenden Salzes, so daß dadurch die Reduktionswirkung des nachfolgenden Metallisierungsbades beeinträchtigt wird. Andere Sensibilisierungs- und Aktivierungsverfahren, die die chemische Veränderung von Polymeroberflächen zum

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Ziel haben, um einen gut haftenden Metallfilm aufzubringen (z. B. die Einwirkung von Ozon auf ungesättigte Bindungen in einer Polymeroberflächenschicht DE-GS 3 012 746), sind sehr zeit-, material- und energieauf wendig.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Aktivierung nitrilgruppenhaltiger Polymeroberflächen zu entwickeln, das zuverlässig und wirtschaftlich ist und eine stromlose Metallabscheidung ohne Verwendung konventioneller Edelmetallaktivierungsbäder ermöglicht·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Methode zur Bildung katalytisch aktiver Keime in der Polymeroberflächenschicht aufzuzeigen. Durch die Bekeimung soll die Oberfläche so vorbehandelt sein, daß durch chemisch-reduktive Metallisierung ein festhaftender Überzug gebildet wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein nitrilgruppenhaltiges Polymer durch Einwirkung von Hydroxylamin zunächst so vorbehandelt wird, daß in seiner Oberflächenschicht reduktiv wirkende Zentren entstehen. Dazu wird das nitrilgruppenhaltige Polymere in Bine Hydroxylaminlösung getaucht, und anschließend wird das behandelte Polymere mit einer Kupfersalzlösung in Kontakt gebracht, wobei katalytisch wirksame aktive Keime auf der Oberfläche des Polymeren niedergeschlagen werden. Die auf diese Weise bekeimte Polymeroberfläche läßt sich auf einfache, in an sich bekannter Weise durch Einwirken einer metallabscheidenden Badlösung metallisieren.

Die an der Polymeroberflächenschicht erfindungsgemäß eingebrachten reduktiven Zentren sind gegen Luft stabil,

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so daß das Verfahren beliebig lange unterbrochen werden kann, bevor die Metallkeime aufgebracht werden· Durch die erfindungsgemäße Behandlung der Polymeroberfläche mit Hydroxylaminiösung erfolgt die Reduktion der in der Lösung enthaltenen Kupferionen zu Kupferkeimen nur an der lolymeroberflächen-Lösungsgrenzschicht. Ein eventuelles Abscheiden der Keime an Reaktionsgefäßwandungen wird hierbei ausgeschlossen.

Die in der Polymeroberflächenschicht entstandenen reduktiven Zentren wirken gleichzeitig keimbildend und aktivierend, so daß eine gute Verankerung der Metallkeime auf der Polymeroberfläche gewährleistet wird und sich im nachfolgenden Metallisierungsbad ein festhaftender Überzug bildet. Im stromlosen Metallisierungsbad erfolgt eine schnelle und gleichmäßige Bedeckung der Polymeroberfläche mit einem reduzierbaren Metall.

Im vorliegenden Aktivierungsverfahren werden ausschließlich Kupferverbindungen benutzt. Die erzielten Ergebnisse sind einer konventionellen Edelmetallaktivierung gleichwertig. Als Basismaterial für die erfindungsgemäße Aktivierung und anschließende Metallisierung eignen sich organische Substanzen mit einem Nitrilgruppengehalt ab 10 %, wie Filme, Gummi, Plaste, Papier, Pasern und Gewebe. Die Erzeugung reduktiver Zentren in der Polymeroberflächenschicht erfolgt durch Kontakt des Polymers mit einer hydroxylaminhaltigen Lösung. Als Median haben sich bevorzugt Alkohole, Wasser, aber auch Dimethylformamid bzw. Lösungsmittelgemische bewährt.

Nach Beendigung der Hydroxylamineinwirkung ist eine kurze Zwischenwäsche zur Entfernung nicht anhaftender Hydroxy1-aminlösung vorzunehmen.

Anschließend wird das nasse oder auch getrocknete Polymer mit einer Kupfer-(I)- oder Kupfer-(II)-salzlösung erwärmt. Als Salze sind alle im ausgewählten Lösungsmittel zu mindestens 0,001 % löslichen geeignet, wie z. B. Halogenide, Sulfate, Nitrate und Acetate.

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Zur Erhöhung der Keimbildungsgeschwindigkeit werden zweckmäßigerweise Ammoniumsalze oder auch Ammoniak (o,1 - 1 %) zur Kupfersalzlösung zugesetzt.

Ausführungsbeiapiele

Beispiel 1

9 g Polyacrylnitrilfaser wurden in einer Lösung aus 300 ml Wasser und 12 g Hydroxylaminacetat 30 Minuten bei 85 ⁰C behandelt, gewaschen und in 300 ml einer 0,01 %igen Kupfeiv/Üj-Chloridlösung 5 Minuten bei 70 ⁰C aktiviert· Die Paser zeigte eine gelbliche bis bräunliche Färbung und ließ sich auf übliche Weise stromlos metallisieren· Eine Behandlung in einem herkömmlichen Kupfer/Formaldehydbad ergab nach 2 Minuten einen metallisch glänzenden festheftenden Kupferüberzug· Der Oberflächenwiderstand wurde mit 10M- · cm gemessen·

Beispiel 2

9 g eines Acrylnitril-Acrylsäuremethylesterfilms (70 : 30) wurden in einer Lösung aus 300 ml Methanol und 8 g Hydroxylamin 1 Minute am Siedepunkt erhitzt, gewaschen und in 300 ml einer 1 #igen Kupfer-fr]}-Chloridlösung 5 Minuten bei 90 ⁰C behandelt und gewaschen. Der Film besaß ebenfalls eine gelbliche bis bräunliche Färbung. Ein herkömmliches Nickelchlorid/Hydrazinbad ergab nach 2 Minuten einen festhaftenden metallischen Nickeliiberzug ; mit einem Oberflächenwiderstand von 20 .Λ . cm.

Claims

- 5 Erfindungaanspruch

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1. Verfahren zum stromlosen Aufbringen einer Metallschicht auf nitrilgruppenhaltige Polymeroberflächen, bei welchem auf der Polymeroberfläche für die Metallabscheidung katalytisch wirkende Keime gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der nitrilgruppenhaltigen Materialien zunächst mit einer Lösung behandelt werden, die Hydroxylamin oder dessen Salz enthält, gewaschen und anschließend mit einer Lösung in Kontakt gebracht werden, die mindestens ein Kupfersalz enthält, wobei aus der Lösung katalytisch aktive Kupferkeime auf der Polymeroberfläche abgeschieden werden, so daß die auf diese Weise behandelte Oberfläche stromlos metallisiert wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere mindestens 0,001 % organisch reduktiv wirkende Zentren enthält.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit freiem Hydroxylamin, einer Hydroxylaminlösung oder einer Hydroxylaminsalzesung erfolgt, wobei als Lösungsmittel Wasser, Methanol, Äthanol oder andere Lösungsmittel Verwendung finden, in denen Hydroxylamin bzw. Hydroxylaminsalze zu mindestens 0,01 % löslich sind.
4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupfersalζ Kupfer-(II)-sulfat, -nitrat,-acetat, -citrat, -tartrat, -halogenid, Kupfer-(II)- und Kupfer-(I)-Komplexsalze, Kupfer-(I)-halogenid, -rhodanid oder -sulfit und als Lösungsmittel Wasser, Alkohol oder ein anderes Lösungsmittel verwendet wird, in dem die genannten Salze zu mindestens 0,001 % löslich sind.