DE69914222T2

DE69914222T2 - Verfahren zum Metallisieren der Oberfläche eines festen Polymersubstrats und auf diese Weise erhaltenes Produkt

Info

Publication number: DE69914222T2
Application number: DE1999614222
Authority: DE
Inventors: Kristian Glejbol; Bjorn Winther-Jensen
Original assignee: NKT Research and Innovation AS
Current assignee: NKT Research and Innovation AS
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: AU767139B2; EP1141443B1; EP1141443A1; CN1167829C; JP2002526661A; WO2000020656A1; AU767139C; DK1141443T3; DE69914222D1; AU5850899A; ATE257866T1; CN1324412A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallisieren der Oberfläche von Polymersubstraten, wie Polyolefinen, fluorhaltigen Polymeren, Polyalkylenen, Polyarylenen und Gemischen davon, sowie die dadurch erhaltenen Produkte.
Polymeroberflächen mit einer geringen Oberflächenenergie, wie unbehandelte oder unmodifizierte Polymersubstrate sind im allgemeinen unter Anwendung herkömmlicher Verfahren auf der Grundlage stromloser oder galvanischer Plattierungsverfahren schwer zu metallisieren.
Eine Möglichkeit zur Metallisierung von Polymeroberflächen findet sich in US-3 801 368. Dieses Verfahren basiert auf der Tatsache, dass sich ein stromloses Plattieren aus einer Lösung durchführen lässt, vorausgesetzt, dass die Oberfläche zunächst unter Verwendung von Edelmetallen, wie Au oder Pt, dotiert wird. Die Dotierung der Oberfläche mit Edelmetallen vor dem Plattieren wird gemäß US-3 801 368 durch ein Vakuumbedampfungsverfahren oder ein Sputtering-Verfahren durchgeführt. Der Vorteil der Anwendung eines derartigen Verfahrens besteht darin, dass die Energie der auf die Oberfläche auftreffenden Metallatome häufig ausreicht, eine gute Bindung zwischen dem anschließend plattierten Metallfilm und der Polymeroberfläche zu gewährleisten.
Das in US-3 801 368 beschriebene Verfahren ist nicht universell anwendbar, sondern auf bestimmte Polymere beschränkt. Vor der Dotierung der Oberfläche durch Edelmetalle ist es häufig erforderlich, die chemische Zusammensetzung der Oberfläche zu modifizieren, um eine ausreichende Haftung zwischen dem anschließend aufgetragenen Film und der Polymeroberfläche zu erreichen.
Die erforderliche Veränderung der chemischen Zusammensetzung oder Oberflächenbehandlung hängt vom zu behandelnden Substrat ab. Eine Corona-Behandlung wird in breitem Umfang eingesetzt. Die Corona-Entladung besteht aus einer Anzahl von kleinen Funken, die zwischen der Substratoberfläche und einer Gegenelektrode (stille Entladung) erzeugt werden. Sehr häufig wird diese Behandlung in der Umgebungsatmosphäre durchgeführt und führt zu einer Erosion der Oberfläche sowie zur Bildung von freien Radikalen aufgrund der Energiedichte der Entladungen und der Reaktivität der Atmosphäre. Eine der Schwierigkeiten bei diesem Verfahren besteht darin, dass es sich nicht zu einer Behandlung vor der Metallisierung von stark gekrümmten Oberflächen oder Oberflächen mit zahlreichen Hohlräumen eignet. Weitere Schwierigkeiten beziehen sich auf die begrenzte Kontrolle der chemischen Zusammensetzung der gebildeten Oberfläche.
Häufig reicht eine einfache Corona-Behandlung nicht aus und es müssen speziellere Verfahren herangezogen werden, um eine ausreichende Haftung zu gewährleisten.
Ein mögliches Verfahren wird in WO-97/37844 beschrieben. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur Erzielung einer Kupplungsschicht zwischen der zu plattierenden Oberfläche und dem plattierten Metallfilm. Gemäß WO-97/37844 wird die Kupplung durch Vakuumabscheidung eines Monomeren auf der Oberfläche erreicht, das anschließend durch ein Bestrahlungsverfahren polymerisiert wird. Um eine gute Kupplung zwischen der Oberfläche und der Kupplungsschicht und zwischen der Kupplungsschicht und dem plattierten Metallfilm zu erreichen, kann man sich einer Plasmabehandlung bedienen. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Polymerfilmen von unbegrenzter Länge, da die unterschiedlichen Verfahren (Plasmabehandlung, Abscheidung einer Kupplungsschicht und Polymerisation der Kupplungsschicht) an verschiedenen, getrennten Stationen durchgeführt werden.
Aufgrund seiner Natur ist dieses Verfahren ferner nicht zur Behandlung von fluorhaltigen Polymeren, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), geeignet.
Eine Anzahl von Patenten beschreibt Verfahren zum stromlosen Plattieren von PTFE. In JP-92-240189 wird ein PTFE-Substrat mit einem UV-Laser in Gegenwart eines Amins oder Amids bestrahlt, wonach man es in ein stromloses Metallplattierungsbad taucht. Dies führt zu einer guten Bindung des plattierten Metalls am Substrat. Jedoch ist dieses Verfahren sehr schwierig zu kontrollieren und auch sehr teuer.
US-3 956 535 beschreibt ein weiteres Verfahren zur Metallisierung, bei dem der zu metallisierende Gegenstand mit einem Film beschichtet wird, dem ein hydrolysierter Metallkomplex einverleibt ist. Auf diesem Metallkomplex wird ein Metall oder Metallion adsorbiert, das als Katalysator für die autokatalytische Metallabscheidung wirkt. Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Anwendung auf vielen Typen von Polymersubstraten, was auf die schlechte Haftung zwischen dem Überzugsfilm und dem Substrat zurückzuführen ist.
Ferner beschreibt US-4 952 286 ein Verfahren, das das Eintauchen eines zu plattierenden Gegenstands in ein elektrolytisches Bad, das ein gelöstes Plattierungsmetall enthält, umfasst. Vor dem Eintauchen ist die Oberfläche mit Bereichen eines katalytischen Metallchalkogenid-Überzugs versehen, der in eine chemisch beständige Metallbeschichtung umzuwandeln ist.
US-4 057 663 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von hydrophoben Polymeren, die sich zur stromlosen Plattierung unter Verwendung eines Konzentrats mit einem Gehalt an P₂O₅ eignen. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für Polymere mit einem Gehalt an Fluor, ist jedoch für andere Polymere nicht sehr gut geeignet.
US-4 919 768 beschreibt ein weiteres teures Verfahren zur Metallisierung, bei dem nicht-leitende Oberflächen mit einer Metallsulfid-Beschichtung, die als Grundlage für eine direkte Elektroplattierung dient, versehen werden.
Gemeinsame Merkmale der vorerwähnten Verfahren bestehen darin, dass sie entweder sehr teuer, kompliziert in der Anwendung oder nicht auf verschiedene Typen von Polymersubstraten anwendbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein großtechnisch anwendbares Verfahren zur Bindung einer Metallschicht an einem Polymersubstrat bereitzustellen, wobei das Verfahren nicht mit den vorerwähnten Schwierigkeiten behaftet ist, zu einer guten Bindungsfestigkeit führt und auf den meisten Polymersubstraten anwendbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines schnellen Verfahrens zur Bindung einer Metallschicht an einer Polymeroberfläche unter Erzielung einer guten Bindungsfestigkeit.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Metallisieren einer Polymeroberfläche, das nicht zu einer starken Depolymerisation des Polymersubstrats führt, insbesondere wenn das Substratmaterial Fluoratome und/oder tertiäre Kohlenstoffatome aufweist. Bei Anwendung dieses Verfahrens soll die Oberflächenaffinität in Bezug auf das Metall verbessert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer metallisierten Polymeroberfläche, die durch eine elektrochemische Abscheidung unter Anwendung eines beliebigen herkömmlichen Verfahrens verstärkt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Metallisieren eines Polymersubstrats, wobei das Verfahren vom wirtschaftlichen Standpunkt aus akzeptabel ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Metallisieren eines Polymersubstrats, wobei die Anwendung des Verfahrens unkompliziert ist.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Metallisieren einer Oberfläche eines festen Polymersubstrats gemäß der Definition in Anspruch 1 gelöst.
Der Beginn des Schrittes b) kann erfolgen vor dem Schritt a), mit der Maßgabe, dass der Schritt b) nicht vor Beginn des Schrittes a) endet, gleichzeitig mit dem Schritt a), im Verlauf des Schrittes a) oder unmittelbar nach dem Schritt a). Der Beginn des Schrittes c) kann erfolgen vor dem Schritt b), gleichzeitig mit dem Schritt b), unmittelbar nach dem Schritt b) oder innerhalb von 8 Monaten nach dem Schritt b), vorzugsweise innerhalb von 6 Monaten. Der Schritt d) kann sich an den Schritt c) anschließen oder gleichzeitig mit dem Schritt c) beginnen.
Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Reaktor durchgeführt, der zumindest teilweise durch Evakuieren von Luft und Wasserdampf befreit ist. Ferner soll der Reaktor einen Kanal zum Zuführen des Arbeitsgases und einen Kanal zum Zuführen des Monomeren oder Monomerengemisches umfassen. Das Monomere oder Monomerengemisch wird in Form eines Gases eingeleitet, z. B. durch Verdampfen aus einer Flasche.
Gas wird in den Reaktor eingespeist und das Plasma wird erzeugt (Schritt a). Vorher, gleichzeitig damit oder kurz danach wird das Monomere oder Monomergemisch in den Reaktor eingespeist (Schritt b).
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Polymerisation vorzugsweise unter Plasma-Entladungsparametern durchgeführt werden soll, die sich in einer Oberfläche mit einem Gehalt an chemischen Gruppen, die Säure-Base-Reaktionen mit der anschließend abgeschiedenen Metallschicht fördern, ergeben.
Der Erzeugungsschritt a) wird vorzugsweise (wie in Anspruch 11 angegeben) für eine Zeitspanne von 0,01 bis 1 000 Sekunden, insbesondere von 1 bis 500 Sekunden und ganz besonders von 10 bis 60 Sekunden durchgeführt. Der Behandlungsschritt b) wird vorzugsweise für eine Zeitspanne von 0,1 bis 1 000 Sekunden, insbesondere von 1 bis 500 Sekunden und ganz besonders von 10 bis 200 Sekunden durchgeführt.
Der Behandlungsschritt b) kann fortgesetzt werden, wenn der Schritt a) beendet ist, selbst wenn keine Radikale mehr auf der Substratoberfläche erzeugt werden. Diese Fortsetzung von Schritt b) führt dann zu einer Polymerisation von Monomeren auf der neuen Polymerschicht, die bereits an die Polymeroberfläche gebunden ist.
Wenn die Oberfläche des Polymersubstrats mit Wasser, Öl oder anderen Verunreinigungen verunreinigt ist, wird der Schritt a) vorzugsweise für eine Zeitspanne von mehr als 30 Sekunden durchgeführt und der Schritt b) beginnt 10 bis 30 Sekunden nach dem Schritt a), um die Oberfläche zu reinigen, bevor die Monomeren auf der Substratoberfläche polymerisiert werden.
Der Partialdruck des Gases oder Plasmas im Schritt a) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 000 Pa.
Der Monomerdruck in Stufe b) beträgt vorzugsweise (wie in Anspruch 10 angegeben) 0,1 bis 10 000 Pa und insbesondere 10 bis 1 000 Pa.
Die Temperatur ist nicht von Bedeutung, soll aber vorzugsweise (wie in Anspruch 14 angegeben) bei Schritt a) und Schritt b) gleich sein. Vorzugsweise beträgt die Temperatur für die beiden Schritte a) und b) 250 bis 450 K und ganz besonders 280 bis 330 K.
Der Gesamtdruck, d. h. die Summe der Partialdrücke der Luft, gegebenenfalls des Wasserdampfes, des Gases oder Plasmas und des Monomeren, ist im Schritt a) vorzugsweise (wie im Anspruch 15 angegeben) gleich dem Gesamtdruck während des Schrittes b), wobei der Gesamtdruck vorzugsweise 0,2 bis 100 000 Pa, insbesondere 0,2 bis 10 0000 Pa und ganz besonders 10 and 1 000 Pa beträgt.
Beim Polymersubstrat kann es sich um ein beliebiges polymeres Material handeln, mit der Maßgabe, dass freie Radikale an der Oberfläche des Materials entstehen, wenn es einem Gasplasma oder anderen Mitteln der Radikalerzeugung ausgesetzt wird.
Vorzugsweise handelt es sich (wie im Anspruch 6 angegeben) beim Polymersubstrat um ein Substrat vom Polyolefintyp, wie PE und PP, oder vom Aryltyp, wie Styrol, vom Dientyp, wie Polybutadien und Polyisopren, vom Silicontyp, wie Siliconkautschuk, vom Fluortyp, wie Polytetrafluorethylen, oder um Copolymere davon.
Das Substrat kann eine beliebige Gestalt und Größe aufweisen und kann komplizierte Geometrien umfassen. Vorzugsweise liegt das Polymersubstrat in Form eines Films, einer Folie, eines Rohrs, eines Stabes, eines porösen oder nicht-porösen Körpers, eines gewebten oder ungewebten textilen Werkstoffes, von Fasern oder Fäden und/oder Profilen vor, die durch Extrudieren, Pressformen, Spritzgießen, Wärmeformen oder Vakuumformen hergestellt worden sind.
Die Erzeugung von Radikalen auf der Substratoberfläche wird vorzugsweise erreicht, indem man das Substrat einer Plasmaentladung unterwirft.
Das Plasma kann nach beliebigen bekannten Verfahren erzeugt werden. Vorzugsweise wird das Gasplasma (wie in Anspruch 9 angegeben) durch Anregung eines Gases in einem durch Gleichstrom (DC), Niederfrequenz (LF), Hochfrequenz (RF) oder Mikrowellen (MW) gebildeten elektrischen Feld erzeugt. Insbesondere wird das Gasplasma durch Anregen eines Gases in einem durch Gleichstrom (DC) gebildeten Feld oder in einem durch Anregen unter Anwendung von Niederfrequenz (LF) gebildeten Feld erzeugt.
Die Intensität des verwendeten Gasplasmas soll vorzugsweise ein Niveau aufweisen, das die Erzeugung von Radikalen in der Polymeroberfläche gewährleistet. Wenn dieses Niveau zu hoch ist, kann dies zu einer schweren Schädigung der Polymermasse (Depolymerisation) führen. Daher soll die Stärke des Plasmas so optimiert werden, dass Oberflächenradikale erzeugt werden, dass aber die Masse nicht ernsthaft geschädigt wird.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Erzielung einer Plasmaentladung wird in der EP-Anmeldung 96610018.2 (Veröffentlichungsnummer EP-0 741 404) der gleichen Anmelderin beschrieben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 15.
Experimentelle Systeme
Obgleich es möglich ist, sämtliche erforderlichen Schritte in einem Vakuumgefäß durchzuführen, wurden anfängliche Experimente in zwei getrennten Systemen vorgenommen. In einem der Systeme wurde die jungfräuliche Polymeroberfläche durch Anwendung einer Plasmabehandlung unter Verwendung eines Arbeitsgases und von Monomeren verändert. Im anderen Vakuumsystem wurden anschließend Metallatome auf der Oberfläche der Testproben abgeschieden. Obgleich die Möglichkeit zu einer großtechnischen Anwendung gegeben ist, erweist sich der Weg unter Verwendung von getrennten Maschinen für die beiden Stufen als hochgradig ineffizient. Jedoch spiegeln die bei diesen Experimenten erhaltenen Ergebnisse die Ergebnisse wider, die in einem kundenspezifischen System, das zur Durchführung beider Aufgaben geeignet ist, erzielbar wären.
Der erste Schritt wurde an sämtlichen Proben in einem experimentellen Plasmasystem durchgeführt, das im wesentlichen aus einem 22 Liter fassenden Vakuumgefäß mit zwei Einlasskanälen für Gas bzw. Monomeres und einer Elektrodenanordnung gemäß der vorerwähnten EP-Anmeldung 96 610 018.2 (Veröffentlichungsnummer EP-0 741 404) der Anmelderin beschrieben ist. Das Plasma wird unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Dreiphasentechnik mit einer Frequenz von 50 Hz und einem U_o-Wert von 240 bis 280 V erzeugt. 27 Elektroden sind in einem Kreis um das Vakuumgefäß mit einem Durchmesser von 17 cm angeordnet. Jede dritte Elektrode ist mit U_r verbunden, jede nächste Elektrode einer Dreiergruppe ist mit US verbunden und jede letzte Elektrode der Dreiergruppen von Elektroden ist mit U_t verbunden.
Die zweite Stufe wurde an sämtlichen Proben in einem experimentellen Plasmasystem durchgeführt, das im wesentlichen aus einem Glasgefäß mit einem Innenvolumen von 15 Liter bestand. Zur Zerstäubung des Metalls und zu dessen Übertragung vom Target auf die Probenoberfläche wurde ein kundenspezifisches Magnetron konstruiert. Beim Magnetron handelt es sich im wesentlichen um eine Kupferplatte mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Dicke von 4 mm. Die Rückseite der Kupferplatte ist unter Verwendung eines Keramikbehälters abgeschirmt. Auf der Rückseite der Kupferplatte ist ein Magnet befestigt. Das Magnetron wird durch Anlagen einer negativen Gleichstromspannung von 450 V betrieben. Während des Betriebs fließt ein Strom von 0,05 A zwischen dem Magnetron und den positiven Teilen der Kammer. Während sämtlicher Experimente wird Argon als Arbeitsgas für das Magnetron verwendet.
Beide Plasmasysteme werden unter Verwendung des gleichen Vakuumsystems, das ein Edwards EH 250-Roots-Gebläse, unterstützt von einer Alcatel-Drehschieberpumpe, umfasst. Der Druck wird unter Verwendung eines Alcatel-Pirani-Messgeräts, das am Beginn der Pumpleitung befestigt ist, überwacht.
Während der Schritte a) und b) wird die Probe auf einem Schwebepotential gehalten.
Beispiel 1
Beschichten einer Folie aus Polytetrafluorethylen (PTFE) der Abmessungen 100 × 50 × 3 mm mit einer leitfähigen Metallschicht
Stufe 1
Die Folie wurde einer Argon-Plasmaentladung (auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugt) für eine Zeitspanne von 20 Sekunden bei einem Druck von 0,1 mbar unterworfen. Anschließend wurde ein Dampf, der im wesentlichen aus 2-Ethylcyanoacrylat und Glycidylmethacrylat bestand, mit einem Druck von 0,15 mbar 30 Sekunden in das Argonplasma eingeleitet.
Stufe 2
Nach dieser Behandlung wurden 100 nm Silber (Ag) auf der Oberfläche abgeschieden, wodurch die Oberfläche leitfähig wurde. Die Abscheidung wurde unter Verwendung einer Silberfolie als Target am Magnetron durchgeführt. Das Magnetron wurde 60 Sekunden betrieben.
Stufe 3
Nach der Ag-Abscheidung wurde die Folie in ein elektrodenloses Kupferbad ("elektrodenloses Kupferbad Shipley Cuposit 251") getaucht. Aufgrund der kombinierten Behandlung in den Schritten 1 und 2 wurde eine anhaftende Kupferbeschichtung gebildet, auf der Ag abgeschieden war.
Die Kupferschicht kann je nach der Behandlungszeit im elektrodenlosen Kupferbad eine Dicke von 0,5 μm oder mehr aufweisen. Die zu einem gegebenen Zeitpunkt erhaltene durchschnittliche Dicke beträgt gemäß den Angaben von Shipley 2,5 μm pro Stunde.
Die Haftfestigkeit der Kupferschicht wurde nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, nämlich DIN 53 151, mit einem Bewertungsmaßstab von GT 0 bis GT 5 (wobei 0 hervorragend ist), geprüft. Die behandelte Probe dieses Beispiels erfüllte den Standard und erhielt die Bewertung GT 0-GT 1.
Beispiel 2
Beschichtung einer Komponente aus Polypropylen (PP) mit einer abschirmenden Metallschicht
Stufe 1
Die Komponente wurde gemäß den vorstehenden Angaben 10 Sekunden bei einem Druck von 1 mbar einem Argonplasma unterworfen. Anschließend wurde ein Dampf, der im wesentlichen aus Toluol-2,4-diisocyanat bestand, in die Plasmakammer 20 Sekunden bei einem Druck von 2 mbar eingeleitet.
Stufe 2
Nach dieser Behandlung wurden 2 Ml (Monolayers) Platin (Pt) unter Verwendung einer Pt-Folie als Target am Magnetron aufgebracht. Das Magnetron wurde 5 Sekunden betrieben.
Stufe 3
Die Komponente wurde in ein elektrodenloses Kupferbad ("elektrodenloses Kupferbad Shipley Cuposit 251") getaucht. Aufgrund der kombinierten Behandlung in den Schritten 1 und 2 wurde eine anhaftende Kupferschicht gebildet, wobei Pt auf der PP-Komponente abgeschieden war.
Beispiel 3
Beschichten einer PTFE-Oberfläche mit einer 0,5 μm dicken Metallschicht
Die Schritte 1 und 2 wurden gemäß den Angaben in Beispiel 2 durchgeführt.
Stufe 3
Die Komponente wurde in ein elektrodenloses Kupferbad ("elektrodenloses Kupferbad Shipley Cuposit 251") getaucht. Aufgrund der kombinierten Behandlung in den Schritten 1 und 2 wurde eine anhaftende Kupferschicht gebildet, wobei Ag abgeschieden war.
Beispiel 4a
Beschichten einer PTFE-Oberfläche mit einer 5 μm dicken Metallschicht
Die Schritte 1 und 2 sind identisch mit den entsprechenden Schritten in Beispiel 2.
Stufe 3
Kupfer wurde sodann auf der mit Ag beschichteten Oberfläche unter Anwendung einer herkömmlichen Elektroplattierungstechnik abgeschieden.
Beispiel 4b
Beschichten einer PTFE-Oberfläche mit einer 5 μm dicken Metallschicht
Die Schritte 1 bis 3 sind identisch mit den entsprechenden Schritten in Beispiel 3.
Stufe 4
Weiteres Kupfer wurde sodann auf der Oberfläche unter Anwendung einer herkömmlichen Elektroplattierungstechnik abgeschieden.

Claims

Verfahren zum Metallisieren eines festen Polymersubstrats, umfassend die Schritte: (a) Erzeugen von Radikalen an der Substratoberfläche durch Einwirken eines Gasplasmas, dessen Intensität einen Wert aufweist, der die Entstehung von Radikalen in der Polymer-Oberfläche in der Weise gewährleistet, daß die Polymermasse nicht depolymerisiert wird, (b) Ausbilden einer Schicht auf der Oberfläche unter Verwendung eines plasmaverstärkten Polymerisationsprozesses, der mit einem oder mehreren der folgenden Monomere arbeitet: Cyanacrylat, Mono- und Diacrylate, wie Acrylsäure, Triäthylenglykol, Diacrylat, Glycidylacrylat, Isocyanate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe 1,4-Diisocyanobutan, Toluoldiisocyanat, Epoxyverbindungen, wie Glycidylmethacrylat, vorzugsweise 2,3-Epoxypropylmethacrylat, allylische und vinylische Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus Vinylessigsäure, Vinylnorbonen, Vinylpyrrolidon, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltrimethylsilanallylen, Allylalkohol, Allyloxymethylsilan, Allylphenol, Allylharnstoff, 1-Allylthioharnstoff (Thiosinamin), (c) Durchführen eines kurzen Oberflächenniederschlags unter Verwendung eines PVD- oder CVD-Prozesses zum Auftragen von Metallatomen, wie Kupfer, Zinn, Silber, Palladium, Platin oder Gold, und (d) wahlweises Durchführen einer Metallisierung der Oberfläche unter Verwendung eines herkömmlichen elektrodenlosen Bades oder Vermeiden einer elektrodenlosen Metallisierung unter Anwendung einer direkten elektrolytischen Metallisierung, wenn die im Schritt (c) gebildete Metallschicht eines Dicke aufweist, die eine elektrolytische Metallisierung gestattet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht Pt, Ag, Pd, Cu und Au umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Monomer oder Monomergemisch Cyanacrylat und/oder Glycidylmethacrylat, vorzugsweise 2,3-Epoxypropylmethacrylat, umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt (b) die Behandlung der Oberfläche mit einem Monomerdampf umfaßt, der 0,5 bis 90 Mol-%, vorzugsweise zwischen 10 und 60 Mol-%, 2-Ethylcyanacrylat-Dampf umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Monomer vor der Verdampfung im wesentlichen aus 2-Ethylcyanacrylat, einer Säure mit einem Teildampfdruck in dem Plasma, der unter dem Teildampfdruck von 2-Ethylcyanacrylat liegt, und bis zu 40 Gew-% eines weiteren Füllstoffs besteht, vorzugsweise einer Säure mit einem Teildampfdruck in dem Plasma, der unter dem halben Teildampfdruck von 2-Ethylcyanacrylat liegt, wobei die Säure vorzugsweise eine Polyphosphorsäure ist und vor der Verdampfung in einer Konzentration von bis zu 10 Gew-% vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymersubstrat ein solches des Polyolefintyps, wie PE, PP, oder des Aryltyps, wie Styrol, oder des Dientyps wie Polybutadien, Polyisopren, des Silicontyps, wie Siliconkautschuk, des Fluortyps, wie Polytetrafluorethylen oder dessen Copolymere, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polymersubstrat ein PTFE oder ein PP ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymersubstrat eine Spritzguß-Polymerkomponente, eine Polymerfaser, ein Polymerfaden oder ein Polymerfüllstoff ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt (a) die Erzeugung von Radikalen unter Verwendung eines Gasplasmas, das durch Anregung des Gases in einem durch Gleichstrom (DC), Niederfrequenz (LF), Tonfrequenz (AF), Hochfrequenz (RF) oder Mikrowellen erzeugten elektrischen Feld erzeugt wird, umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gasplasma in einem mit Niederfrequenz (LF) oder Hochfrequenz (AF) erzeugten elektrischen Feld eines Plasmasystems erzeugt wird, wobei das Plasmasystem eine Elektrodenanordnung umfaßt, dessen Elektroden so angeordnet sind, daß jede dritte Elektrode an anderen Spannungen liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Monomerdruck im Schritt (b) zwischen 0,1 und 100.000 Pa, vorzugsweise zwischen 10 und 1000 Pa, liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erzeugungsschritt (a) über eine Zeitspanne zwischen 0,01 und 1000 s und der Behandlungsschritt (b) über eine Zeitspanne zwischen 0,1 und 1000 s durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt (a) über mehr als 30 s durchgeführt und der Schritt (b) 10 bis 30 s nach dem Schritt (a) begonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Erzeugungsschritt (a) über eine Zeitspanne zwischen 10 und 60 s und der Behandlungsschritt (b) über eine Zeitspanne zwischen 10 und 200 s durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur in beiden Schritten (a) und (b) gleich ist und für beide Schritte vorzugsweise zwischen 250 und 450 K, besonders bevorzugt zwischen 280 und 330 K, liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamtdruck während des Schrittes (a) gleich dem Gesamtdruck während des Schrittes (b) ist und vorzugsweise zwischen 0,2 und 100.000 Pa, insbesondere zwischen 0,2 und 10.000 Pa, besonders bevorzugt zwischen 10 und 1000 Pa, liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) vor dem Schritt (a) beginnt, sofern er nicht vor Beginn des Schrittes (a) endet, oder gleichzeitig mit dem Schritt (a) oder während des Schrittes (a) abläuft oder unmittelbar auf den Schritt (a) folgt; wobei der Schritt (c) vor dem Schritt (b) beginnt oder gleichzeitig mit dem Schritt (b) abläuft oder auf den Schritt (b) unmittelbar oder innerhalb von acht Monaten, vorzugsweise innerhalb von sechs Monaten, folgt; und wobei der Schritt (d) auf den Schritt (c) folgt oder gleichzeitig mit diesem beginnt.
Polymersubstrat, das gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche metallisiert ist.