JP2001316832A - プラスチックのメッキ前処理方法、メッキ方法、メッキ物の製造方法及びメッキ装置 - Google Patents

プラスチックのメッキ前処理方法、メッキ方法、メッキ物の製造方法及びメッキ装置

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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
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Abstract

(57)【要約】 【課題】環境汚染物質を排出することなく、簡単な工程
で処理可能なプラスチックの前処理方法、及びプラスチ
ックのメッキ方法を提供する。 【解決手段】プラスチックに超臨界流体を接触させるこ
とにより、プラスチックにメッキ可能な表面処理を施
し、さらにメッキ処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、通常のメッキ前処
理におけるエッチングに用いられるクロム硫酸溶液、ア
ルカリ溶液などを使用する必要がなく、簡単な工程でメ
ッキすることができるプラスチックのメッキ前処理方法
及びメッキ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックのメッキ工程は、材質、目
的により多少異なるが、一般的に成型品の脱脂、エッチ
ング、中和、湿潤化、触媒付与、触媒活性化(以上前処
理)、およびメッキ膜付与工程からなる。また、エッチ
ング方法として、一般にクロム酸溶液を用いたエッチ
ング、アルカリ金属水酸化物溶液を用いたエッチン
グ、有機溶媒を用いた膨潤、〜の組み合わせな
どが挙げられ、通常、およびの組み合わせで行われ
ている。上記の前処理方法は、高濃度の酸溶液、アルカ
リ溶液、また、クロム金属を使用するため、これら試薬
の後処理が必要不可欠であることが、メッキ処理に要す
る労力を増大し、メッキ処理コストを引き上げる問題の
一つである。また、メッキ工程に占める前処理工程の煩
雑さ、多さがさらなる問題である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用する超
臨界流体、触媒の回収が容易で、かつ再使用可能なこと
から環境汚染物質を排出することなく、簡単な工程で処
理可能なプラスチックの前処理方法、プラスチックのメ
ッキ方法、メッキ物の製造方法及びメッキ装置を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、プラスチックと超
臨界流体とを接触させることにより、上記課題を解決で
きることを見い出し、この知見に基づいて、本発明を完
成するに至った。すなわち、本発明は、プラスチックに
超臨界流体を接触させることにより、プラスチックにメ
ッキ可能な表面処理を施すことを特徴とするメッキ前処
理方法を提供する。また、本発明は、プラスチックにメ
ッキ用触媒を含有する超臨界流体を接触させることによ
り、プラスチックにメッキ用触媒を付着させることを特
徴とするメッキ前処理方法を提供する。また、本発明
は、プラスチックにメッキ用触媒を含有する超臨界流体
を接触させることにより、プラスチックにメッキ可能な
表面処理を施し、さらにメッキ用触媒を付着させること
を特徴とするメッキ前処理方法を提供する。
【0005】また、本発明は、上記メッキ前処理方法に
おいて、超臨界流体が超臨界COを含有するメッキ前
処理方法を提供する。また、本発明は、上記メッキ前処
理方法において、304〜673Kの温度条件下で処理
するメッキ前処理方法を提供する。また、本発明は、上
記メッキ前処理方法において、73〜600atmの圧
力で処理するメッキ前処理方法を提供する。また、本発
明は、上記メッキ前処理方法において、メッキ用触媒が
パラジウム、銅またはニッケル金属を含む化合物である
メッキ前処理方法を提供する。また、本発明は、上記メ
ッキ前処理方法において、プラスチックがポリアミド、
ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、ビニル系重
合体、エポキシ樹脂、含フッ素重合体及び含イオウ重合
体から選ばれる少なくとも1種であるメッキ前処理方法
を提供する。
【0006】また、本発明は、プラスチックに超臨界流
体を接触させた後、メッキ処理することを特徴とするメ
ッキ方法を提供する。また、本発明は、プラスチックに
超臨界流体を接触させた後、湿潤化、触媒付与、触媒活
性化、およびメッキ処理することを特徴とするメッキ方
法を提供する。また、本発明は、プラスチックにメッキ
用触媒を含有する超臨界流体を接触させた後、メッキ処
理することを特徴とするメッキ方法を提供する。また、
本発明は、プラスチックに超臨界流体を接触させた後、
メッキ処理することを特徴とするメッキ物の製造方法を
提供する。また、本発明は、プラスチックに超臨界流体
を接触させるた後、湿潤化、触媒付与、触媒活性化、お
よびメッキ処理することを特徴とするメッキ物の製造方
法を提供する。また、本発明は、プラスチックにメッキ
用触媒を含有する超臨界流体を接触させた後、メッキ処
理することを特徴とするメッキ物の製造方法を提供す
る。また、本発明は、上記メッキ物の製造方法におい
て、超臨界流体が超臨界CO を含有するメッキ物の製
造方法を提供する。
【0007】また、本発明は、上記メッキ物の製造方法
において、304〜673Kの温度条件下で処理するメ
ッキ物の製造方法を提供する。また、本発明は、上記メ
ッキ物の製造方法において、73〜600atmの圧力
で処理するメッキ物の製造方法を提供する。また、本発
明は、上記メッキ物の製造方法において、メッキ用触媒
がパラジウム、銅またはニッケル金属を含む化合物であ
るメッキ物の製造方法を提供する。また、本発明は、上
記メッキ物の製造方法において、プラスチックがポリア
ミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、ビニ
ル系重合体、エポキシ樹脂、含フッ素重合体及び含イオ
ウ重合体から選ばれる少なくとも1種であるメッキ物の
製造方法を提供する。また、本発明は、プラスチックと
超臨界流体とを接触させる反応槽を有することを特徴と
するメッキ装置を提供する。また、本発明は、上記メッ
キ装置において、高圧ポンプ、背圧弁および冷却装置を
備えているメッキ装置を提供する。以下、本発明を詳細
に説明する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いるプラスチックは、
特に制限されないが、好ましくはポリアミド、ポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエーテル、ビニル系重合体、エ
ポキシ樹脂、含フッ素重合体及び含イオウ重合体が挙げ
られる。これらのプラスチックは、1種単独で用いても
よいし、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上の
混合物としては、上記プラスチックスを物理的または化
学的に所定の組成比でブレンドしたポリマーアロイやポ
リマーブレンドであってもよい。また、プラスチック
は、変性物であってもよく、また、これらを構成するモ
ノマーの2種類以上を所定の比で重合した共重合体であ
ってもよい。ここでいう共重合体とは、ランダム共重合
体、ブロック共重合体、交互共重合体、およびグラフト
共重合体を指す。ここで、プラスチックとは、プラスチ
ック成型品を含む概念である。
【0009】ポリアミドとしては、例えばポリアミド1
1(PA11)、ポリアミド12(PA12)、ポリア
ミド46(PA46)、ポリアミド6(PA6)、ポリ
アミド66(PA66)などが挙げられ、好ましくはP
A12、PA6、PA66である。 ポリイミドとして
は、例えばポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(P
AI)、ビスマレイミド、ポリエーテルイミド(PE
I)などが挙げられ、好ましくはPI、PEIである。
ポリエステルとしては、例えばポリブチレンテレフタレ
ート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリシクロ・ヘキサン・ジメチレン・テレフタレ
ート(PCT)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチ
レンナフタレート(PBN)、ポリエチレンナフタレー
ト(PEN)、液晶ポリマー(LCP)、ポリカーボネ
ート(PC)などが挙げられ、好ましくはPBT、PE
T、PAR、PEN、LCP、PCである。ポリエーテ
ルとしては、例えばポリアセタール(POM)、ポリエ
ーテルニトリル(PENT)、ポリエーテル・エーテル
・ケトン(PEEK)、ポリエーテルケトン(PE
K)、ポリケトン(PK)、ポリエーテル・ケトン・ケ
トン(PEKK)、ポリフェニレンエーテル(PPE)
などが挙げられ、好ましくは、POM、PENT、PE
EK、PEK、変性PPEである。
【0010】ビニル系重合体としては、例えばポリエチ
レン(PE)、ポリプロピレン(PP)、塩素化ポリエ
チレン(CPE)、ポリスチレン(PS)、アクリロニ
トリル・ブタジエン・スチレン(ABS)などが挙げら
れ、好ましくはPE、PP、PS、ABSである。エポ
キシ樹脂としては、ビスフェノールA、ビスフェノール
F、フェノールノボラックなどのフェノール系グリシジ
ルエーテル、ポリプロピレングリコールなどのアルコー
ル系グリシジルエーテルなどの主剤と、硬化剤との組合
せなどが挙げられる。含フッ素重合体としては、例えば
ポリ四フッ化エチレン(PTFE)、ポリ四フッ化エチ
レンエチレン(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエ
チレン(PCTFE)、ポリフッ化アルキルビニルエー
テル(PFA)などが挙げられ、好ましくはPTFE、
PFAである。含イオウ重合体としては、例えばポリフ
ェニレンスルフィド(PPS)ポリエーテルサルホン
(PES)、ポリサルホン(PSF)などが好ましく挙
げられる。共重合体としては、上記共重合体の他、例え
ばアクリレート・スチレン・アクリロニトリル(AA
S)、アクリロニトリル・EPDMゴム・スチレン(A
ES)、アクリロニトリルスチレン(AS)、スチレン
マレイミドなどが挙げられる。
【0011】また、上記プラスチックスには、充填剤や
添加剤を配合していてもよい。従来のクロム硫酸、アル
カリ等を用いるエッチングにおいては、ポリエチレン、
ポリプロピレンなどの耐薬品性に優れたプラスチックに
はシリカなどの充填剤を含有させることが必要である
が、本発明において使用されるプラスチックは、充填剤
を含有させる必要はないが、充填剤を含有させてもよ
い。充填剤としては、特に制限されないが、好ましくは
無機フィラーである。 無機フィラーとしては、例えば
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、ガ
ラス、炭素繊維、ガラス繊維、ガラスバルーン、シラス
バルーン、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸
化鉄、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネ
シウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、ピロリン酸
塩、チッ化ケイ素、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ
素、、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、活
性炭、シリカ、アルミナ、アルミナ繊維、水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウム、マイカ、カオリン、クレ
イ、タルク、ケイ藻土、火山灰、石灰石、ベントナイ
ト、チタン酸カルシウム、チタン酸カリウム、ホウ酸ア
ルミニウム、ホウ酸マグネシウム、炭化ケイ素、二硫化
モリブデンなどが挙げられる。これらの充填剤は単独で
使用しても、複数が併用されていてもよい。
【0012】充填剤の形状は、特に制限ないが、球状、
粒状、片状、樹枝状、角状、海綿状、針状、繊維状、板
状などが好ましく、粉砕しただけで形状が一定していな
くてもよい。充填剤の平均粒径は、特に制限ないが、
0.01〜100μmが好ましい。充填剤の含有量は、
特に制限ないが、プラスチック100質量部当たり40
0質量%以下が好ましい。添加剤としては特に制限され
ないが、プラスチックの基本的な性能、例えば機械的特
性、電気的特性、耐熱性、成形加工性、流動性、難燃
性、耐紫外線性、耐薬品性、樹脂の相溶性、成形品の外
観等の改善、あるいは着色、光沢付与等の目的で各種添
加剤が配合されていても良い。添加剤としては、可塑
剤、熱安定剤、酸化安定剤、架橋剤、難燃剤、紫外線吸
収剤、相溶化剤、着色剤、光沢付与剤等が挙げられる。
これらの添加剤は単独で使用しても、複数が併用されて
いてもよい。プラスチックの形状は、任意の形状にする
ことができ、例えば、粒子状、板状、棒状、立体状など
の種々の形状が挙げられる。
【0013】本発明において、プラスチックに接触させ
る超臨界流体は、特に制限されないが、その流体の種類
としては、好ましくは空気、Ar、Br、CO、CO
、Cl、F、H、HBr、HCl、HF、H
O、HS、、He、Kr、N、NH、Ne、
、SO、SO、Xe、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ン、エチレン、プロピレン、1,3-ブタジエン、アセチレ
ン、CCl、CHCl、CHCl、メタノー
ル、エタノール、1−プロパノール、2‐プロパノー
ル、1−ブタノール、アリルアルコール、メチルエーテ
ル、メチルエチルエーテル、エチルエーテル、ホルムア
ルデヒド、アセトン、エチルメチルケトン、ベンゼン、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、チオフェン、ピ
リジンなどが挙げられる。より好ましくは、空気、C
O、CO、HO、N、NH、O、メタン、エ
タン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレ
ン、プロピレン、アセチレン、CHCl 、CHCl
、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2‐
プロパノール、エチルエーテル、アセトン、エチルメチ
ルケトン、ベンゼン、トルエン、ピリジンなどが挙げら
れる。さらに好ましくは、CO、HOなどが挙げら
れる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を混
合して用いてもよい。
【0014】超臨界流体は、各流体毎に超臨界条件が異
なるので、これらの超臨界流体の温度、圧力範囲は、そ
れぞれ異なる。例えば、COは304K、 73at
m以上で超臨界流体となり、それぞれ臨界温度、臨界圧
力とよぶ。また、HOは臨界温度が647K、 臨界
圧力が218atmである。超臨界流体は、臨界温度以
上、臨界圧力以上で、プラスチックに接触させればよ
く、処理するプラスチック、使用する超臨界流体により
好ましい条件は異なるが、一般に超臨界温度以上800
K以下、超臨界圧力以上1000atm以下にすればよ
い。具体的には例えば、COの場合、好ましい温度は
304〜800K、圧力は73〜1000atmであ
る。より好ましくは、温度は304〜673K、圧力は
73〜600atmである。なお、2種以上の流体を混
合する際には、混合する流体の内、より低い臨界温度を
有する流体の臨界温度以上、より低い臨界圧力を有する
流体の臨界圧力以上で、プラスチックに接触させればよ
い。すなわち、より低い臨界温度、臨界圧力をもつ超臨
界流体にもう一種が溶解、または分散した状態にすれば
よい。具体的には、COとHOとを混合する際には
304K以上、73atm以上である。プラスチックに
超臨界流体を接触させる時間は、処理するプラスチッ
ク、使用する流体、温度条件、圧力条件により条件は異
なるが、一般的には24時間以内にすればよく、より好
ましくは10時間以内である。プラスチックに超臨界流
体を接触させる方法は、特に制限ないが、超臨界流体中
にプラスチックを浸漬する方法などが挙げられる。具体
的には、プラスチックを超臨界流体中に密閉状態で放置
する方法または密閉状態で撹拌する方法、及びプラスチ
ックを超臨界流体の流れの中に放置する方法、または放
置とさらに撹拌する方法が挙げられる。
【0015】超臨界状態から定常状態へ戻す時間は、特
に制限なく、適宜選定すればよいが、好ましくは2時間
以下、さらに好ましくは1時間以下である。本発明のメ
ッキ前処理により、プラスチックにはメッキ可能な表面
処理が施されるが、プラスチックの表面は、通常荒れた
状態になっており、具体例としては、例えば微細な凹凸
が形成されている。この微細な凹凸は、処理するプラス
チック、超臨界流体、処理条件により異なるが、通常、
プラスチック中の低分子量成分(オリゴマー成分)の
脱離、超臨界流体がプラスチック中に浸透することに
よる膨潤、また、高分子量成分であっても分解するこ
とにより、オリゴマーの状態へと変化し、脱離すること
により形成される。このは、超臨界流体中に、酸化性
のある成分(例えば、空気、酸素、過酸化水素、オゾン
など)を含有させることにより、分解は促進できる。ま
た、この酸化性のある成分により、プラスチック表面は
酸化され、極性基が付与される。本発明においては、超
臨界流体にメッキ用触媒を含有させることができる。こ
こで、メッキ用触媒とは、プラスチック表面へのメッキ
反応を触媒する物質をいう。通常は、酸化還元反応によ
りメッキするため、メッキ金属との酸化還元反応に適し
た触媒が用いられる。メッキ用触媒しては種々の金属が
挙げられるが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、クロ
ム、すず、鉛、ロジウム、パラジウム、白金、ルテニウ
ム、銅、銀、金、亜鉛、カドミウムなどが好ましい。こ
れらは単独で用いてもよいし、2種以上を使用してもよ
い。
【0016】メッキ用触媒は、金属の単体でもよいが、
金属を含む化合物が好ましく、可溶性の金属を含む化合
物が特に好ましい。金属を含む化合物としては、下記の
ものが挙げられる。MxXy (式中、Mは金属であ
り、XはO、S、 SOまたはPOである)、MX
z (式中、Mは金属であり、XはF、Cl、Br、
I、CN、NO、ClOまたはNRR'R''R'''
( R、R'、R''またはR'''は、水素、炭化水素基ま
たはCFであり、R、R'、R''及びR'''はそれぞれ
同じでも、異なっていてもよい。フタロシアニンのよう
に多価配位子でもよい。)である。)、M(OR)
またはM(OCOR) (式中、Mは金属であり、Rは
水素、炭化水素基またはCFである。)、M(OSO
R)またはM(RCOCHCOR) (式中、M
は金属であり、Rは水素、炭化水素基または CF
ある)。また、上記メッキ用触媒の金属が2価以上の際
には、金属を含む化合物中にX、R、R'、R''または
R'''が複数個存在するが、これらはそれぞれ同じで
も、異なっていてもよい。なお、x、y、z、nは整数
であり金属の価数によって決定される。例えば、a価の
金属ではz=aである。ただし、aは1から6までの整
数である。また、例えば、b価の金属では(x, y)=(1, b/
2)である。ただし、bは1から6までの偶数である。ま
た、例えば、b価の金属では(x, y)=(2, b)である。ただ
し、bは1から6までの奇数である。
【0017】上記式中において、R、R'、R''または
R'''としての炭化水素基の炭素数は1以上であれば特
に制限されないが、好ましくは1〜50である。これら
の炭化水素基としては、例えば飽和脂肪族炭化水素基、
不飽和脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、脂環式−
脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族−脂肪族
炭化水素基などが挙げられる。飽和脂肪族炭化水素基の
例としては、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イ
ソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチ
ル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、te
rt−ペンチル、2−メチルブチル、n−ヘキシル、イ
ソヘキシル、3−メチルペンチル、エチルブチル、n−
ヘプチル、2−メチルヘキシル、n−オクチル、イソオ
クチル、tert−オクチル、2−エチルヘキシル、3
−メチルヘプチル、n−ノニル、イソノニル、1−メチ
ルオクチル、エチルヘプチル、n−デシル、1−メチル
ノニル、n−ウンデシル、1,1−ジメチルノニル、n
−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘプタデシル、n
−オクタデシル、及びエチレンやプロピレン、ブチレン
の重合物あるいはそれらの共重合物より成る基などの炭
化水素基が挙げられる。
【0018】不飽和脂肪族炭化水素基の適当な具体例と
しては、例えばビニル、アリル、イソプロペニル、2−
ブテニル、2−メチルアリル、1,1−ジメチルアリ
ル、3−メチル−2−ブテニル、3−メチル−3−ブテ
ニル、4−ペンテニル、ヘキセニル、2−フェニルビニ
ル、オクテニル、ノネニル、デセニル基、及びアセチレ
ンやブタジエン、イソプロピレンの重合物あるいはそれ
らの共重合物より成る基などが挙げられる。脂環式炭化
水素基の適当な具体例としては、例えばシクロプロピ
ル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、
シクロヘプチル、シクロオクチル、3−メチルシクロヘ
キシル、4−メチルシクロヘキシル、4−エチルシクロ
ヘキシル、2−メチルシクロオクチル、シクロプロペニ
ル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセ
ニル、シクロヘプテニル、シクロオクテニル、4−メチ
ルシクロヘキセニル、4−エチルシクロヘキセニル、シ
クロペンタジエニル基などが挙げられる。脂環式−脂肪
族炭化水素基の適当な具体例としては、例えばシクロプ
ロピルエチル、シクロブチルエチル、シクロペンチルエ
チル、シクロヘキシルメチル、シクロヘキシルエチル、
シクロヘプチルメチル、シクロオクチルエチル、3−メ
チルシクロヘキシルプロピル、4−メチルシクロヘキシ
ルエチル、4−エチルシクロヘキシルエチル、2−メチ
ルシクロオクチルエチル、シクロプロペニルブチル、シ
クロブテニルエチル、シクロペンテニルエチル、シクロ
ヘキセニルメチル、シクロヘプテニルメチル、シクロオ
クテニルエチル、4−メチルシクロヘキセニルプロピ
ル、4−エチルシクロヘキセニルペンチル基などが挙げ
られる。
【0019】芳香族炭化水素基の適当な具体例として
は、例えばフェニル、ナフチルなどのアリール基;4−
メチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,4,
5−トリメチルフェニル、2−エチルフェニル、n−ブ
チルフェニル、tert−ブチルフェニル、アミルフェ
ニル、ヘキシルフェニル、ノニルフェニル、2−ter
t−ブチル−5−メチルフェニル、シクロヘキシルフェ
ニル、クレジル、オキシエチルクレジル、2−メトキシ
−4−tert−ブチルフェニル、ドデシルフェニルな
どのアリール基などが挙げられる。芳香族−脂肪族炭化
水素基の具体的な例としては、例えばベンジル、1−フ
ェニルエチル、2−フェニルエチル、2−フェニルプロ
ピル、3−フェニルプロピル、4−フェニルブチル、5
−フェニルペンチル、6−フェニルヘキシル、1−(4
−メチルフェニル)エチル、2−(4−メチルフェニ
ル)エチル、2−メチルベンジル、1,1−ジメチル−
2−フェニルエチル基などが挙げられる。また、アシル
基の炭素数は、1以上であれば特に制限されないが、好
ましくは1〜40である。アシル基の適当な例として
は、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イ
ソブチリル、バレリル、イソバレリル、オキサリル、サ
クシニル、ピバロイル、ステアロイル、ベンゾイル、フ
ェニルプロピオニル、トルオイル、ナフトイル、フタロ
イル、インダンカルボニル、p−メチルベンゾイル、シ
クロヘキシルカルボニル基などが挙げられる。
【0020】上記式中において、Mである金属として
は、Pd、Cu、Niなどが好ましい。メッキ用触媒の
含有量としては、特に制限ないが、また、反応条件、プ
ラスチックの種類、形状及び使用する触媒種により異な
るが、処理するプラスチック100質量部に対して、
0.0000001〜100質量部が好ましく、0.0
001〜50質量部がより好ましく、0.01〜30質
量部が特に好ましい。メッキ用触媒の超臨界流体中への
導入は、特に制限ないが、プラスチックと同時に接触さ
せる容器に投入する方法、超臨界流体に溶かした状態で
接触させる容器に投入する方法などが挙げられる。メッ
キ用触媒を含有させた超臨界流体を、プラスチックに接
触させることにより、プラスチックにはメッキ可能な表
面処理が施され、さらにメッキ用触媒が付着するが、プ
ラスチックの表面は、通常荒れた状態になり、具体例と
しては例えば微細な凹凸が形成されている。
【0021】メッキ用触媒を含有させた超臨界流体を、
プラスチックに接触させた後は、メッキ用触媒は分離回
収することができるし、分離しないでそのまま次のプラ
スチックに接触させてもよい。触媒を回収する方法とし
ては、超臨界流体の超臨界状態を解いた後、ベッセル
(カラム)に触媒と超臨界流体成分が残るが、蒸留によ
り超臨界流体成分を取り除くか、濾過により触媒を分取
する方法などが挙げられる。また、例えば超臨界流体成
分がCOなどの場合は、常温常圧でCOは気体であ
るため簡単に触媒と分離することができる。また、超臨
界流体をフローさせている場合は、抽出器で回収するこ
ともできる。圧力変化、または温度変化などによる触媒
の超臨界流体への溶解度差を利用して抽出器で回収する
ことが可能である。
【0022】本発明のメッキ方法は、プラスチックに超
臨界流体を接触させた後、通常のメッキ処理により行う
ことができるが、メッキ処理としては無電解メッキ処理
が好ましい。無電解メッキ処理は、無電解メッキ処理の
前に、表面粗面化工程の後、通常湿潤化、触媒付与、触
媒活性化の各工程を付与する。湿潤化とは、メッキ用触
媒を付着するためにプラスチック表面のぬれ性を向上さ
せる工程であり、通常プラスチックを界面活性剤を含む
水溶液で処理することにより、行うことができる。触媒
付与とは、触媒をプラスチック表面に付着させる工程で
あり、例えば、パラジウム触媒の場合には、通常、塩化
スズと塩化パラジウムの塩酸酸性水溶液にプラスチック
を含浸させ(プラスチック表面にPd(0)を析出さ
せ)ることにより行うことができる。触媒活性化とは、
プラスチック表面に付着されたメッキ用触媒を活性化す
る工程であり、通常硫酸などの酸を接触させることとに
より、行うことができる。湿潤化、触媒付与、触媒活性
化の各工程は、通常の条件で行うことができる。メッキ
処理は、通常のメッキ処理により行うことができるが、
無電解メッキ処理が好ましい。また、無電解メッキ処理
の後に電気メッキ処理を行うことができる。
【0023】メッキの金属としては、種々の金属が挙げ
られるが、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、
すず、鉛、ロジウム、パラジウム、白金、ルテニウム、
銅、銀、金、亜鉛、カドミウムなどが好ましい。これら
は単独で用いてもよいし、2種以上を使用してもよい。
また、メッキ層は単層であってもよいし、同種または異
種金属の多層でもよい。メッキ膜は装飾、防錆、その他
種々の機能付与のために付与され、その目的によりメッ
キ金属種、メッキ膜厚は異なり、厚みは特に制限されな
い。導電性を目的としてプラスチックに、例えば、銅、
ニッケル、金の3層メッキを付与する場合、メッキ層の
厚みは特に制限はないが、銅は5〜40μmが好まし
く、ニッケルは0.1〜5μmが好ましく、金は、0.
01〜0.5μmが好ましい。本発明のメッキ方法で
は、メッキ用触媒を含有する超臨界流体をプラスチック
に接触させた場合は、湿潤化、触媒付与及び触媒活性化
を行うことなくメッキ処理することができる。本発明の
メッキ物の製造方法におけるメッキ物とは、プラスチッ
クのメッキ物をいい、プラスチックの例としては、前記
したものが挙げられる。
【0024】本発明のメッキ装置は、プラスチックと超
臨界流体とを接触させる反応槽を有するものであり、本
発明のメッキ前処理方法又はメッキ方法を実施すること
ができる。プラスチックと超臨界流体とを接触させる反
応槽としては、耐圧性を有する容器であれば特に制限な
いが、耐圧カラム(以下、反応カラムともいう)、オー
トクレーブなどが挙げられる。反応槽は、恒温槽の中に
配置されることが好ましい。恒温槽としては、反応槽を
加温できれば特に制限ないが、恒温オーブン、マントル
ヒーターなどが挙げられる。メッキ装置の好適な具体例
としては、反応槽の他に高圧ポンプ、背圧弁および冷却
装置を備えているメッキ装置が挙げられる。高圧ポンプ
としては、加圧できれば特に制限ないが、ポンプ、コン
プレッサーなどが挙げられる。この反応装置を図1に基
づいて説明する。図1では、超臨界流体を超臨界CO
にして説明する。反応カラムは、その内部にプラスチッ
クを入れることができる構造になっていればよく、プラ
スチックが入れられた反応カラムにCOボンベなどか
らCOを導入するに際しては、COを導入する前に
冷却装置でCOを冷却して高圧ポンプで超臨界状態に
保ち、超臨界状態のCOを反応カラムに導入すること
が好ましい。反応カラムに導入されたCOは超臨界状
態でプラスチックと接触することができる。反応カラム
は恒温槽中に配置されており、COを反応温度に保っ
ている。反応カラムの背後には背圧弁が設けられてお
り、反応カラム内のCOを反応圧力に保つ作用を担
う。背圧弁を通り抜ける触媒は抽出器で採集することが
好ましい。
【0025】
【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明する。ただし、本発明はこれらの例示によって限定
されるものではない。実施例で使用したプラスチックを
以下に示す。 PBT:ポリブチレンテレフタレート、ポリプラスチッ
クス製「ジュラネックス3300」 PEI:ポリエーテルイミド、日本GEプラスチックス
株式会社製「ウルテム1010‐1000」 PTFE:ポリテトラフルオロエチレン、東京マテリア
ル株式会社製「テフロン板」 ABS:アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重
合体、電気化学工業株式会社製「GR−2000」 PA6:ポリアミド6、エムズジャパン製「A−28」 テフロン:株式会社セイシン企業製「TFW3000
F」 シリカ:株式会社龍森製「ヒューズレックスZA3
0」、平均粒径約5μm PEIのフィラー配合物:PEI/テフロン/シリカ=
50/10/40(配合質量比) 上記のPEIのフィラー配合物は、PEI/テフロン/
シリカ混合物(50/10/40(配合質量比))を定
量フィーダーを用い、20〜60kg/時間の供給速度
で2軸押出機(ベルストロフ社製「ZE40A」)に供
給し、加熱溶融混練し、水冷後、ペレタイザーによりス
トランドを切断して製造した。また、実施例のプラスチ
ックの平均細孔径(Ra)、最大径(Rmax)は、細
孔測定器(株式会社東京精密製、サーフコム575A)
を使用して測定した。
【0026】(実施例1) PEIのフィラー配合物板の表面処理 φ20mm×50mmの反応カラム、恒温槽、高圧ポン
プ、抽出器、背圧弁、および冷却装置からなる反応装置
(図1)を組立て、反応カラムに、試験片用プラスチッ
クとしてPEIのフィラー配合物(1×10×50mm)
の射出成型品を入れ、高圧ポンプで加圧し、423K、
300atmの超臨界CO状態にした。COを4m
l/minで通流しながら1時間反応させたのち脱圧
し、試験片を取り出した。試験片の表面を電子顕微鏡で
観察した結果、表面の荒れが確認された。また、表面処
理することにより、試験片のRaは0.40μmから
0.76μmに変化し、Rmaxは4.76μmから
7.42μmに変化した。
【0027】(実施例2) PEIのフィラー配合物板の表面処理 実施例1において、473K、300atmの超臨界C
状態で、COを1ml/minで通流しながら1
時間反応させた以外は、実施例1と同様にして試験片の
表面処理をした。試験片の表面を電子顕微鏡で観察した
結果、表面の荒れが確認された。また、表面処理するこ
とにより、試験片のRaは0.40μmから1.58μ
mに変化し、Rmaxは4.76μmから14.01μ
mに変化した。
【0028】(実施例3) PTFE板の表面処理 実施例1の反応装置中、反応カラムに、試験片用プラス
チックとしてPTFE(3×20×40mm)の射出成型
品を入れ、高圧ポンプで加圧し、423K、200at
mの超臨界CO状態にした。COを1ml/min
で通流しながら1時間反応させたのち脱圧し、試験片を
取り出した。試験片の表面を電子顕微鏡で観察した結
果、表面の荒れが確認された。また、表面処理すること
により、試験片のRaは0.41μmから0.62μm
に変化し、Rmaxは3.96μmから5.63μmに
変化した。
【0029】(実施例4) ABS板の表面処理 実施例1の反応装置中、反応カラムに、試験片用プラス
チックとしてABS (2×13×40mm)の射出成型
品を入れ、高圧ポンプで加圧し、323K、300at
mの超臨界CO状態にした。COを4ml/min
で通流しながら1時間反応させたのち1時間かけて脱圧
し、試験片を取り出した。試験片の表面を電子顕微鏡で
観察した結果、表面の荒れが確認された。また、表面処
理することにより、試験片のRaは0.04μmから
0.09μmに変化し、Rmaxは0.60μmから
1.30μmに変化した。
【0030】(実施例5) PBT板の表面触媒付与 実施例1と同様の装置中、反応カラムに、試験片用プラ
スチックとしてPBT(1×10×50mm)の射出成型
品、およびPBTに対し7質量%のパラジウムアセトネ
ート(メッキ用触媒)を入れ、高圧ポンプで加圧し、4
73K、300atmの超臨界CO状態にした。CO
を4ml/minで通流しながら1時間反応させたの
ち脱圧し、試験片を取り出した。試験片は外観上、白色
から灰色に変色しており、触媒が表面に付与されている
ことが確認できた。なお、メッキ用触媒は、抽出器にて
回収した。
【0031】(実施例6) PBT板の表面触媒付与 実施例1と同様の装置中、反応カラムに、試験片用プラ
スチックとしてPBT(1×10×50mm)の射出成型
品、およびPBTに対し7質量%のパラジウムプロピオ
ネート(メッキ用触媒)を入れ、高圧ポンプで加圧し、
423K、300atmの超臨界CO状態にした。C
を4ml/minで通流しながら1時間反応させた
のち脱圧し、試験片を取り出した。試験片は外観上、白
色から黒色に変色しており、触媒が表面に付与されてい
ることが確認できた。
【0032】(実施例7) PA6板の表面触媒付与 実施例1と同様の装置中、反応カラムに、試験片用プラ
スチックとしてPA6(2×13×40mm)の射出成型
品、およびPA6に対し7質量%のパラジウムアセトネ
ート(メッキ用触媒)を入れ、高圧ポンプで加圧し、4
08K、250atmの超臨界CO状態にした。CO
を1ml/minで通流しながら20分間反応させた
のち脱圧し、試験片を取り出した。試験片は外観上、白
色から黒色に変色しており、触媒が表面に付与されてい
ることが確認できた。
【0033】(実施例8) PTFE板の表面触媒付与 実施例1と同様の装置中、反応カラムに、試験片用プラ
スチックとしてPTFE(3×20×40mm)の押出成
型品、およびPTFEに対し30質量%のパラジウムア
セトネート(メッキ用触媒)を入れ、高圧ポンプで加圧
し、423K、200atmの超臨界CO状態にし
た。COを1ml/minで通流しながら1時間反応
させたのち脱圧し、試験片を取り出した。試験片は外観
上、白色から黒色に変色しており、触媒が表面に付与さ
れていることが確認できた。
【0034】(実施例9) 実施例1で得られた試験片へのメッキ膜付与 実施例1で作製した試験片を純水で洗浄した後、試験片
にドリルで穴を開け、ひもを通した。1Lビーカーに表
面処理用水溶液(奧野製薬工業製「コンティライザーS
P」)150mL/Lを入れ、試験片をつるす状態で浸
漬し、313K、5分間撹拌し湿潤化した。試験片を取
り出し、純水中で5分間超音波洗浄した。さらに、1L
ビーカーにパラジウム触媒付与用水溶液(奧野製薬工業
製「キャタリストM」)50mL/LとHCl(36%)
150mL/Lを入れ、同様につるす状態で浸漬し、
室温、10分間撹拌しPdを付与した。試験片を取り出
し、純水中で10分間超音波洗浄した。次に、1Lビー
カーに濃硫酸50mL/Lを入れ、同様につるす状態で
浸漬し、313K、2分間撹拌し触媒を活性化した。試
験片を取り出し、純水で洗浄した。次に、5Lビーカー
に、無電解銅メッキ用水溶液(奧野製薬工業製「OPC
700A」100mL/L+奧野製薬工業製「OPC7
00B」)100mL/Lを入れ、同様につるす状態で
浸漬し、室温、60分間撹拌し、銅メッキ処理した。試
験片を取り出し、純水で洗浄した。さらに、5Lビーカ
ーに、無電解銅メッキ用水溶液(奧野製薬工業製「OP
CカッパーT1」60mL/L+奧野製薬工業製「OP
CカッパーT2」12mL/L+奧野製薬工業製「OP
CカッパーT3」100mL/L)を入れ、同様につる
す状態で浸漬し、333K、120分間撹拌、および空
気撹拌し、さらに銅メッキ処理した。試験片を取り出
し、純水中で5分間超音波洗浄した。最後に、500m
Lビーカーにメタノールを入れ、同様につるす状態で浸
漬し、室温、10分間超音波洗浄した。外観上、試験片
はフクレのない均一なメッキ膜(メッキ層の厚み:10
μm)が形成された。
【0035】(実施例10) 実施例2で得られた試験片へのメッキ膜付与 実施例2で作製した試験片にドリルで穴を開け、ひもを
通した。1Lビーカーに濃硫酸50mL/Lを入れ、試
験片をつるす状態で浸漬し、313K、2分間撹拌しで
触媒活性化した。試験片を取り出し、純水で洗浄した。
次に、5Lビーカーに、無電解銅メッキ用水溶液(奧野
製薬工業製(OPC700A)100mL/L+奥野製
薬工業製(OPC700B)100mL/L)を入れ、
同様につるす状態で浸漬し、室温、60分間空気撹拌
し、銅メッキ処理した。試験片を取り出し、純水で洗浄
した。さらに、5Lビーカーに、無電解銅メッキ用水溶
液(奧野製薬工業製(OPCカッパーT1)60mL/
L+(奥野製薬工業製(OPCカッパーT2)12mL
/L+(奧野製薬工業製(OPCカッパーT3)100
mL/L)を入れ、同様につるす状態で浸漬し、333
K、120分間撹拌、および空気撹拌し、さらに銅メッ
キ処理した。試験片を取り出し、純水中で5分間超音波
洗浄した。最後に、500mLビーカーにメタノールを
入れ、同様につるす状態で浸漬し、室温、10分間超音
波洗浄した。外観上、試験片はフクレのない均一なメッ
キ膜(メッキ層の厚み:10μm)が形成された。
【0036】(実施例11) 実施例7で得られた試験片へのメッキ膜付与 実施例10において、活性化を0.72N−HCl水溶
液中で303K、5分間で実施することに変更し、ま
た、第一無電解銅メッキ試薬を奥野製薬工業株式会社製
「OPC500A」100mL/L+奥野製薬工業株式
会社製「OPC500B」100mL/Lに変更し、メ
ッキ処理条件を303K、30分間に変更した以外は、
実施例10と同様にして、メッキ処理した。外観上、試
験片はフクレのない光沢のあるメッキ膜(メッキ層の厚
み:10μm)が形成された。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、クロム酸溶液、アルカ
リ溶液などを使用する必要がなく、メッキ前処理工程の
簡略化が可能なため、低コストで、しかも触媒の回収も
可能なことから環境汚染物質を排出することなく、プラ
スチックにメッキすることができ、メッキ物を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメッキ装置が有する反応槽の一例の概
略を示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栖川 能裕 埼玉県幸手市権現堂1134−2 株式会社コ スモ総合研究所研究開発センター内 (72)発明者 溝口 隆 東京都港区芝浦4―9―25 株式会社コス モ総合研究所内 (72)発明者 上山 宏輝 東京都港区芝浦4―9―25 株式会社コス モ総合研究所内 Fターム(参考) 4K022 AA13 AA15 AA16 AA17 AA18 AA22 BA01 BA03 BA06 BA07 BA08 BA09 BA14 BA17 BA18 BA21 BA25 BA28 CA02 CA06 CA13 CA17 CA18 CA19 CA20 CA21 CA22 DA01 DB21

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラスチックに超臨界流体を接触させるこ
    とにより、プラスチックにメッキ可能な表面処理を施す
    ことを特徴とするメッキ前処理方法。
  2. 【請求項2】プラスチックにメッキ用触媒を含有する超
    臨界流体を接触させることにより、プラスチックにメッ
    キ用触媒を付着させることを特徴とするメッキ前処理方
    法。
  3. 【請求項3】プラスチックにメッキ用触媒を含有する超
    臨界流体を接触させることにより、プラスチックにメッ
    キ可能な表面処理を施し、さらにメッキ用触媒を付着さ
    せることを特徴とするメッキ前処理方法。
  4. 【請求項4】超臨界流体が超臨界COを含有する請求
    項1乃至3のいずれかに記載のメッキ前処理方法。
  5. 【請求項5】304〜673Kの温度条件下で処理する
    請求項1乃至4のいずれかに記載のメッキ前処理方法。
  6. 【請求項6】73〜600atmの圧力で処理する請求
    項1乃至5のいずれかに記載のメッキ前処理方法。
  7. 【請求項7】メッキ用触媒がパラジウム、銅またはニッ
    ケル金属を含む化合物である請求項2乃至6のいずれか
    に記載のメッキ前処理方法。
  8. 【請求項8】プラスチックがポリアミド、ポリイミド、
    ポリエステル、ポリエーテル、ビニル系重合体、エポキ
    シ樹脂、含フッ素重合体及び含イオウ重合体から選ばれ
    る少なくとも1種である請求項1乃至7のいずれかに記
    載のメッキ前処理方法。
  9. 【請求項9】プラスチックに超臨界流体を接触させた
    後、メッキ処理することを特徴とするメッキ方法。
  10. 【請求項10】プラスチックに超臨界流体を接触させた
    後、湿潤化、触媒付与、触媒活性化、およびメッキ処理
    することを特徴とするメッキ方法。
  11. 【請求項11】プラスチックにメッキ用触媒を含有する
    超臨界流体を接触させた後、メッキ処理することを特徴
    とするメッキ方法。
  12. 【請求項12】プラスチックに超臨界流体を接触させた
    後、メッキ処理することを特徴とするメッキ物の製造方
    法。
  13. 【請求項13】プラスチックに超臨界流体を接触させる
    た後、湿潤化、触媒付与、触媒活性化、およびメッキ処
    理することを特徴とするメッキ物の製造方法。
  14. 【請求項14】プラスチックにメッキ用触媒を含有する
    超臨界流体を接触させた後、メッキ処理することを特徴
    とするメッキ物の製造方法。
  15. 【請求項15】超臨界流体が超臨界COを含有する請
    求項12乃至14のいずれかに記載のメッキ物の製造方
    法。
  16. 【請求項16】304〜673Kの温度条件下で処理す
    る請求項12乃至15のいずれかに記載のメッキ物の製
    造方法。
  17. 【請求項17】73〜600atmの圧力で処理する請
    求項12乃至16のいずれかに記載のメッキ物の製造方
    法。
  18. 【請求項18】メッキ用触媒がパラジウム、銅またはニ
    ッケル金属を含む化合物である請求項14乃至17のい
    ずれかに記載のメッキ物の製造方法。
  19. 【請求項19】プラスチックがポリアミド、ポリイミ
    ド、ポリエステル、ポリエーテル、ビニル系重合体、エ
    ポキシ樹脂、含フッ素重合体及び含イオウ重合体から選
    ばれる少なくとも1種である請求項12乃至18のいず
    れかに記載のメッキ物の製造方法。
  20. 【請求項20】プラスチックと超臨界流体とを接触させ
    る反応槽を有することを特徴とするメッキ装置。
  21. 【請求項21】高圧ポンプ、背圧弁および冷却装置を備
    えている請求項20記載のメッキ装置。
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