JP2001316875A - 電着膜の形成方法および電着膜を有する部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非導電材料上、あるいは非導電性材料と導電
性材料とが混在する混成材料からなる基体上に密着性の
良い電着膜を形成する方法、およびこの方法により形成
された電着膜を備えた部材を提供する。 【解決手段】 本発明は、非導電性材料、あるいは非導
電性材料と導電性材料とが混在する混成材料からなる基
体上に電着膜を形成する方法であって、基体表面のうち
少なくとも非導電性材料上に金属蒸着による導電層を形
成した後、樹脂エマルジョンを用いた電着法により電着
膜を形成することを特徴とする。この樹脂エマルジョン
としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリ
ル系樹脂およびポリエステル系樹脂から選択された少な
くとも一種の樹脂のエマルジョンを用いることが好まし
い。本発明の部材は、この方法により形成された電着膜
を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性材料上、
あるいは非導電性材料と導電性材料とが混在する混成材
料からなる基体上に樹脂エマルジョンを用いて電着膜を
形成する方法、およびこの方法により形成された電着膜
を有する部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂、ゴム、セラミックス等の非導電性
材料からなるフィルム、シート、プレート、成形品等
（以下、「基体」または「被処理基体」ともいう。）の
表面に樹脂被膜を形成する方法としては、この樹脂被膜
を形成する材料の溶液またはエマルジョンをスプレー、
はけ、ドクターブレード、コーター等により基体に直接
塗布する方法、他の基体上に形成した被膜を被処理基体
に転写する方法、上記溶液またはエマルジョンに基体を
浸漬して塗布する方法等が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの塗布法
は、形成される樹脂被膜の膜厚を精密に制御するには不
向きであり、特に複雑形状の基体表面に薄い樹脂被膜を
均一に形成することは困難であった。また、ポリイミ
ド、ダイヤモンド、シリコン等の難接着性材料からなる
基体に対しては樹脂被膜の密着性が不足しやすく、被膜
の剥がれ、ふくれ等が発生しやすいという問題があっ
た。

【０００４】一方、金属等の導電性材料と、樹脂、ゴ
ム、無機材料等の非導電性材料とが混在した混成材料か
らなる基体において、導電性材料からなる部分を酸等の
薬品から保護する等の目的で、導電性材料上に樹脂被膜
を形成する場合がある。この際、被処理基体を一方の電
極とし、樹脂エマルジョンを電着液とした電着法を用い
ることにより、表面に凹凸があるなど複雑形状の基体で
あっても、導電性材料の形状に沿って樹脂被膜を形成す
ることができる。しかし、このような混成材料からなる
基体では、電着法により導電性材料上に形成された樹脂
被膜（以下、電着法により形成された被膜を「電着膜」
ともいう。）と、非導電性材料（通常の電着法による
と、この上には樹脂被膜が形成されない）との密着性が
不十分となりやすく、この界面から浸入した薬品によっ
て導電性材料が侵される場合があった。

【０００５】本発明の目的は、非導電材料上、あるいは
非導電性材料と導電性材料とが混在する混成材料からな
る基体上に密着性の良い電着膜を形成する方法、および
この方法により形成された電着膜を備えた部材を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電着膜の
形成方法は、非導電性材料、あるいは非導電性材料と導
電性材料とが混在する混成材料からなる基体上に電着膜
を形成する方法であって、金属蒸着により上記基体表面
のうち少なくとも上記非導電性材料上に導電層を形成し
た後、樹脂エマルジョンを用いた電着法により電着膜を
形成することを特徴とする。上記樹脂エマルジョンは、
請求項２記載のように、ポリイミド系樹脂、エポキシ系
樹脂、アクリル系樹脂およびポリエステル系樹脂から選
択された少なくとも一種の樹脂のエマルジョンであるこ
とが好ましい。

【０００７】また、請求項３記載の部材は、請求項１ま
たは２の方法により形成された電着膜を有することを特
徴とする。以下、本発明につき詳しく説明する。

【０００８】（１）被処理基体 本発明の方法により電着膜を形成する基体は、非導電
性材料からなるか、あるいは、非導電性材料と導電性
材料とが混在する混成材料からなる。この非導電性材
料、各種樹脂、ゴム、無機材料等のいずれでもよく、こ
れらの複合材料であってもよい。また、基体の形状も特
に限定されず、例えばフィルム状、シート状、円板状等
の基体に適用することができる。なお、この基体は少な
くとも表面部分が上記または上記の材料からなるも
のであればよく、例えば導電性材料からなるベース上に
上記または上記の材料からなる層を有する基体、非
導電性材料からなるベース上に上記の材料からなる層
を有する基体等も本発明の基体として使用することがで
きる。

【０００９】このうち、上記のように非導電性材料か
らなる基体としては、ポリイミド、ポリテトラフロロエ
チレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂からなるフィルムまたはシ
ートが好ましい。

【００１０】一方、上記のように非導電性材料と導電
性材料とが混在する混成材料としては、非導電性材料が
連続相をなし導電性材料が不連続相をなす材料、導電性
材料が連続相をなし導電性材料が不連続相をなす材料、
非導電性材料と導電性材料のいずれも不連続相である材
料のいずれでもよい。このうち、樹脂エマルジョンを用
いた電着工程を容易にするためには、導電性材料が連続
相をなし非導電性材料が不連続相をなす材料が好まし
い。非導電性材料としてはダイヤモンド、金属酸化物、
金属炭化物、金属窒化物等の無機材料が、導電性材料と
してはニッケル、銅、金、アルミニウム、亜鉛、スズ、
コバルト、白金、銀等の単体金属あるいはこれらの合金
が好ましい。これらの混成材料からなる基体としては、
金属等の導電性材料からなるベースプレート上に非導電
性材料からなる砥粒が金属メッキ等の導電性保持層によ
り固定された研磨プレート等が挙げられる。

【００１１】以下、本発明の基体として上記「研磨プレ
ート」を用いる場合につき、さらに説明する。この研磨
プレートに用いられる「砥粒」は、非導電性の材料から
なるものであれば特に限定されず、この研磨プレートの
使用目的や加工される材料などに応じて選択することが
できる。通常は硬度２以上のものを使用することが好ま
しい。具体的には、ダイヤモンド、アルミナ、シリカ、
炭化珪素、黒鉛、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、酸化ジルコ
ニウム、酸化セリウム等からなる微粒子が挙げられる。
これらのうち１種のみを用いてもよく、２種以上を併用
してもよい。砥粒の平均粒子径は特に制限されず、研磨
プレートの使用目的などに応じて選択すればよい。通常
は０．０１〜５００μｍであり、０．０５〜４００μｍ
であることが好ましく、０．１〜３００μｍであること
がさらに好ましい。

【００１２】研磨プレートに使用する「ベースプレー
ト」は導電性を有する基板であって、その材質は特に限
定されないが、通常は銅、ステンレス、ニッケル、アル
ミ、鉄等の金属が好ましく使用される。また、ベースプ
レートの形状も特に限定されず、ペレット型、リング
型、多角形型、円型などのいずれの形状でもよい。

【００１３】上記砥粒は、導電性材料からなる「導電性
保持層」によって上記ベースプレート上に固定されてい
る。導電性保持層の例としては、砥粒を固定する金属メ
ッキ層、砥粒と金属とを含むペーストを塗布し焼結して
形成されたメタルボンド層における金属部分、等が挙げ
られる。なお、砥粒の少なくとも一部は導電性保持層か
ら露出しており、この露出部分により研磨等の作用が発
揮される。ただし、導電性保持層中に完全に埋まった砥
粒が存在してもよい。上記導電性保持層の材質は特に限
定されないが、砥粒の固定強度が高くまた導電性保持層
を形成しやすいことから、通常は亜鉛、銅、ニッケル、
スズ、コバルト、金、銀またはこれらの合金からなるこ
とが好ましい。

【００１４】上記導電性保持層を金属メッキ層により形
成する場合、その方法は電解メッキ法でも無電解メッキ
法でもよい。電解メッキ法による場合には、例えば青酸
亜鉛、青酸銅等の青酸塩、硫酸銅等を含むメッキ液を使
用することができる。一方、無電解メッキ法による場合
には、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−ホウ素等
を含むメッキ液を使用することができる。このうち、均
一な膜厚が得られること、高いメッキ速度が得られるこ
と、外観の仕上がりのよいこと、メッキ後の焼結により
高硬度のメッキ層が得られることなどの理由から、ニッ
ケル−リンを含むメッキ液を用いた無電解メッキ法を用
いることが好ましい。また、これらの方法によりメッキ
された金属は、さらに焼結されることが好ましい。

【００１５】（２）導電層 上記基体表面のうち「少なくとも非導電性材料上」に、
金属蒸着により上記導電層を形成する。すなわち、基体
表面が非導電性材料のみからなる場合にはその一部また
は全体に導電層を形成することができる。このうち基体
表面の全体に形成することが好ましく、これにより電着
工程が容易となる。また、基体表面において非導電性材
料および導電性材料が混在している場合には、その全体
に導電層を形成してもよく、非導電性材料の一部または
全部の上に導電層を形成し導電性材料上には導電層を形
成しなくてもよい。このうち、蒸着操作が容易であると
ともに、得られる電着膜による導電性材料の保護効果が
確実なものとなることから、基体表面の全体に導電層を
形成することが好ましい。

【００１６】蒸着する金属としては、金、銀、銅、アル
ミニウム、白金等を用いることが好ましい。なお、金属
蒸着の条件等は常法に従えばよい。形成する導電層の厚
さは特に限定されないが、好ましくは１〜２００ｎｍ、
より好ましくは１０〜１００ｎｍである。導電層が薄す
ぎると、この上に電着膜を形成することが困難になる。
一方、導電層が厚すぎると蒸着に要する時間が長くなり
生産性が低下する。

【００１７】（３）樹脂エマルジョン 上記導電層を形成した基体（以下、「導電層付基体」と
もいう。）に、樹脂エマルジョンを用いた電着法により
電着膜を形成する。この樹脂エマルジョンとしては通
常、重合性化合物および重合体の少なくとも一方を含む
「電着性粒子」が水性媒体に分散したものを用いる。上
記電着性粒子は表面に電荷を有することが好ましい。こ
の表面電荷はアニオン型でもカチオン型でもよいが、基
体側を陰極として電着することによりこの基体または導
電層からの金属の溶出が防止できることから、カチオン
型の電着性粒子であることが好ましい。ここで、「重合
性化合物」とは重合性基を有する化合物を指し、完全硬
化前の前駆的重合体、重合性オリゴマー、単量体などを
含む意味である。一方、「重合体」とは実質的に重合反
応が完了した化合物を指す。ただし、加熱、湿気などに
よりこの重合体を電着後に架橋させることも可能であ
る。

【００１８】上記電着性粒子は、ポリイミド系樹脂、エ
ポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリエステル系樹
脂から選択される一種または二種以上からなることが好
ましい。また、これらの樹脂に加えてさらに他の成分を
含んでもよい。また、これらの樹脂は互いに、あるいは
他の成分と化学的に結合されていてもよい。本発明の方
法においては、耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性、機械的
特性等に優れた電着膜を形成し得ることから、ポリイミ
ド系樹脂を主成分とする電着性粒子の樹脂エマルジョン
を用いることが特に好ましい。ここで、「ポリイミド系
樹脂」とは、ポリイミド樹脂または電着後の加熱などに
より硬化可能な前駆的重合体（たとえばポリアミック酸
など。）、ポリイミド樹脂の形成に用いられる単量体と
他の単量体との共重合体樹脂またはその前駆的重合体、
ポリイミド樹脂またはその前駆的重合体と他の化合物と
の反応物、さらにポリイミド系樹脂の形成に用いられる
単量体、オリゴマーなどをも含む意味であり、他の樹脂
についても同様である。

【００１９】以下、主としてポリイミド系樹脂からから
なる電着性粒子のエマルジョン（以下、「ポリイミド系
樹脂エマルジョン」という。）、主としてエポキシ系樹
脂からなる電着性粒子のエマルジョン（以下、「エポキ
シ系樹脂エマルジョン」という。）、主としてアクリル
系樹脂からなる電着性粒子のエマルジョン（以下、「ア
クリル系樹脂エマルジョン」という。）および主として
ポリエステル系樹脂からなる電着性粒子のエマルジョン
（以下、「ポリエステル系樹脂エマルジョン」とい
う。）の製造方法について説明する。

【００２０】ポリイミド系樹脂エマルジョン 本発明の方法に用いる樹脂エマルジョンとしては、ポリ
イミド系樹脂エマルジョンが特に好ましい。このポリイ
ミド系樹脂エマルジョンの好ましい例としては下記の二
種類が挙げられる。 〔１〕（Ａ）有機溶媒可溶性のポリイミドと（Ｂ）親水
性ポリマーとの複合粒子からなるポリイミド系樹脂エマ
ルジョン。例えば特開平１１−４９９５１公報に記載の
方法により好ましく製造される。 〔２〕（Ｃ）ポリアミック酸と（Ｄ）疎水性化合物との
複合粒子を含む粒子からなるポリイミド系樹脂エマルジ
ョン。例えば特開平１１−６０９４７号公報に記載の方
法により好ましく製造される。 これらのポリイミド系樹脂エマルジョンは、水性分散体
としての保存安定性に優れるとともに、このエマルジョ
ン中の粒子を電着することによりポリイミド本来の耐熱
性、電気絶縁性、機械的特性、耐薬品性等が保持された
電着膜を形成可能であるため好ましい。

【００２１】上記〔１〕のポリイミド系樹脂エマルジョ
ンの製造方法についてさらに詳しく説明する。 （Ａ）有機溶媒可溶性のポリイミドの合成法は特に限定
されるものではないが、例えば、有機極性溶媒中、テト
ラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを混合して重
縮合させて、ポリアミック酸を得たのち、該ポリアミッ
ク酸を加熱イミド化法または化学イミド化法により脱水
閉環反応させることにより、ポリイミドを合成すること
ができる。また、テトラカルボン酸二無水物とジアミン
化合物との重縮合を多段階で行うことにより、ブロック
構造を有するポリイミドを合成することも可能である。
この有機溶媒可溶性のポリイミドは、例えば、カルボキ
シル基、アミノ基、水酸基、スルホン酸基、アミド基、
エポキシ基、イソシアネート基等の反応性基（ａ）を１
種以上有することが好ましい。反応性基（ａ）を有する
ポリイミドの合成方法としては、例えば、ポリアミック
酸の合成に使用されるカルボン酸二無水物、ジアミン化
合物、カルボン酸一無水物、モノアミン化合物等の反応
原料として、反応性基（ａ）を有する化合物を使用し、
脱水閉環反応後に反応性基（ａ）を残存させる方法等を
挙げることができる。

【００２２】（Ｂ）親水性ポリマーは、親水性基とし
て、例えば、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、スル
ホン酸基、アミド基等を１種以上有し、水に対する２０
℃の溶解度が、通常０．０１ｇ／１００ｇ以上、好まし
くは０．０５ｇ／１００ｇ以上である親水性ポリマーか
らなる。前記親水性基に加えて、前記（Ａ）成分中の反
応性基（ａ）と反応しうる反応性基（ｂ）を１種以上有
することが好ましい。このような反応性基（ｂ）として
は、例えば、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキ
シル基のほか、前記親水性基と同様の基等を挙げること
ができる。このような親水性ポリマーは、親水性基およ
び／または反応性基（ｂ）を有するモノビニル単量体を
単独重合または共重合させるか、あるいはこれらのモノ
ビニル単量体と他の単量体とを共重合させることにより
得ることができる。

【００２３】この（Ａ）有機溶媒可溶性のポリイミドと
（Ｂ）親水性ポリマーとを、反応性基（ａ）と親水性ポ
リマー中の反応性基（ｂ）とが適切な反応性を有する組
み合わせとなるように選択し、該ポリイミドと該親水性
ポリマーとを、例えば有機溶媒中にて溶液状態で混合し
て、必要に応じて加熱しつつ、反応させたのち、この反
応溶液と水性媒体とを混合し、場合により有機溶媒の少
なくとも一部を除去することにより、該ポリイミドと該
親水性ポリマーとを相互に結合して同一粒子内に含む複
合粒子からなるポリイミド系樹脂エマルジョンを得るこ
とができる。

【００２４】次に、上記〔２〕のポリイミド系樹脂エマ
ルジョンの製造方法についてさらに詳しく説明する。ポ
リイミドの前駆体である（Ｃ）ポリアミック酸の合成法
は、特に限定されるものではないが、例えば、有機極性
溶媒中、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物と
の重縮合反応によりポリアミック酸を得ることができ
る。また、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物
との重縮合反応を多段階で行うことにより、ブロック構
造を有するポリアミック酸を合成することも可能であ
る。なお、ポリアミック酸を脱水閉環させることにより
部分的にイミド化したポリアミック酸も使用可能であ
る。

【００２５】一方、（Ｄ）疎水性化合物は、前記ポリア
ミック酸中の少なくともアミド酸基と反応しうる基（以
下、「反応性基」という。）を有する化合物である。こ
の反応性基としては、例えば、エポキシ基、イソシアナ
ト基、カルボジイミド基、水酸基、メルカプト基、ハロ
ゲン基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル
基、ジアゾ基、カルボニル基等を挙げることができる。
これらの反応性基は、疎水性化合物中に１種以上存在す
ることができる。なお、「疎水性」とは、水に対する２
０℃の溶解度が、通常、０．０５ｇ／１００ｇ未満、好
ましくは０．０１／１００ｇ未満、さらに好ましくは
０．００５ｇ／１００ｇ未満であることを意味する。

【００２６】このような疎水性化合物としては、例え
ば、エポキシ化ポリブタジエン、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂、フルオレン系
エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジル
エステル型エポキシ樹脂、アリルグリシジルエーテル、
グリシジル（メタ）アクリレート、１，３，５，６−テ
トラグリシジル−２，４−ヘキサンジオール、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’，−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミ
ン、トリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルカル
ボジイミド、ポリカルボジイミド、コレステロール、ベ
ンジルアルコールｐ−トルエンスルホン酸エステル、ク
ロロ酢酸エチル、トリアジントリチオール、ジアゾメタ
ン、ジアセトン（メタ）アクリルアミド等から選択され
る１種または２種以上を使用することができる。

【００２７】この（Ｃ）ポリアミック酸と（Ｄ）疎水性
化合物とを、例えば、有機溶媒中にて溶液状態で混合し
て反応させたのち、この反応溶液を水性媒体と混合し、
場合により有機溶媒の少なくとも一部を除去することに
より、ポリアミック酸と疎水性化合物とを同一粒子内に
含む複合粒子からなるポリイミド系樹脂エマルジョンを
得ることができる。

【００２８】なお、上記〔１〕および〔２〕のエマルジ
ョンの製造において用いられるテトラカルボン酸二無水
物は特に限定されるものではなく、その例としては、ブ
タンテトラカルボン酸二無水物、１，２，３，４−シク
ロブタンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，
４’−ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物、１，３，３ａ，４，５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５−
（テトラヒドロ−２，５−ジオキソ−３−フラニル）−
ナフト［１，２−ｃ］−フラン−１，３−ジオン等の脂
肪族テトラカルボン酸二無水物あるいは脂環式テトラカ
ルボン酸二無水物；ピロメリット酸二無水物、３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水
物；等を挙げることができる。これらのテトラカルボン
酸二無水物は、単独でまたは２種以上を混合して使用す
ることができる。

【００２９】また、上記〔１〕および〔２〕のエマルジ
ョンの製造において用いられるジアミン化合物は特に限
定されるものではなく、その例としては、ｐ−フェニレ
ンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、
２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル］プロパン等の芳香族ジアミン類；１，１−メタキシ
リレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、テトラメ
チレンジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキ
シルアミン）等の脂肪族ジアミンあるいは脂環式ジアミ
ン類；２，３−ジアミノピリジン、２，４−ジアミノ−
６−ジメチルアミノ−１，３，５−トリアジン、２，４
−ジアミノ−５−フェニルチアゾール、ビス（４−アミ
ノフェニル）フェニルアミン等の、分子内に２つの第一
級アミノ基および該第一級アミノ基以外の窒素原子を有
するジアミン類；モノ置換フェニレンジアミン類；ジア
ミノオルガノシロキサン；等を挙げることができる。こ
れらのジアミン化合物は、単独でまたは２種以上を混合
して使用することができる。

【００３０】エポキシ系樹脂エマルジョン エポキシ系樹脂エマルジョンの製造方法は特に限定され
るものではなく、従来公知の方法、例えば特開平９−２
３５４９５号公報、同９−２０８８６５号公報に記載の
方法などによればよい。

【００３１】アクリル系樹脂エマルジョン アクリル系樹脂エマルジョンの製造方法は特に限定され
るものではないが、例えば通常の乳化重合法により製造
できる。単量体としては一般的なアクリル系および／ま
たはメタクリル系単量体から選択される一種または二種
以上を用いればよい。このとき、粒子を電着可能とする
ために、アミノ基、アミド基などのカチオン性基を有す
る単量体、またはカルボキシル基、スルホン酸基等など
のアニオン性基を有する単量体を共重合させることが好
ましく、その共重合量は使用する単量体全体に対して５
〜８０重量％（より好ましくは１０〜５０重量％）とす
ることが好ましい。上記アミノ基を有する単量体の具体
例としては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメ
チルアミノプロピルアクリルアミドなどが好ましく使用
される。

【００３２】ポリエステル系樹脂エマルジョン ポリエステル系樹脂エマルジョンの製造方法は特に限定
されるものではなく、従来公知の方法、例えば特開昭５
７−１０６６３号公報、同５７−７０１５３号公報、同
５８−１７４４２１号公報に記載の方法などによればよ
い。

【００３３】（４）電着膜 この樹脂エマルジョンからなる電着液に導電層付基体を
浸漬して電極とし、対極を配して電流を流すことによ
り、上記電着性粒子が上記導電層付基体の表面に電着さ
れて電着樹脂層が形成される。このときの電着条件は特
に限定されず、電着液の組成、被処理基体の状態、形成
しようとする電着膜の厚さ等に応じて調整することがで
きる。この電着樹脂層をそのまま本発明の電着膜として
用いてもよいが、さらに加熱硬化させて硬化電着膜とす
ることが好ましい。加熱硬化の条件は特に限定されるも
のではないが、好ましい加熱温度は１００℃〜４００℃
であり、より好ましくは１５０〜３００℃である。ま
た、好ましい加熱時間は５分以上であり、より好ましく
は１０分以上である。この加熱処理により、電着膜の耐
薬品性、機械的特性等が向上する。

【００３４】本発明の方法により形成する電着膜の厚さ
は、この電着膜の形成した部材の用途等により異なる
が、０．１μｍ〜１００μｍとすることが好ましく、１
〜７０μｍとすることがより好ましい。厚さが上記範囲
未満では、電着膜を形成したことによる効果が十分に発
揮されない場合がある。一方、電着膜の厚さが大きすぎ
ると電着に長時間を要するため製造効率が低下する。な
お、電着工程の終了後あるいは電着膜の形成後に、電着
膜および／または導電層の一部を除去することにより、
非導電性材料の一部等を露出させてもよい。電着膜およ
び／または導電層を除去するには、ケミカルエッチン
グ、レーザー加工、プラズマ加工等の方法を用いること
ができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、実施例および比較例により
本発明をさらに具体的に説明する。なお、以下におい
て、特記しない限り、「部」および「％」は重量基準で
ある。

【００３６】（１）樹脂エマルジョンの合成 （合成例１；アクリル系樹脂エマルジョン）イオン交換
水２００部、「コータミン２４」（花王株式会社製、界
面活性剤の商品名）１部を反応器に仕込み、窒素気流下
で系を６０℃まで昇温した後、「Ｖ−５０」（和光純薬
株式会社製、開始剤の商品名）を仕込んで重合反応をス
タートさせた。反応開始後直ちに、イオン交換水３０
部、ブチルアクリレート２０部、メチルメタクリレート
７７部、「ＤＭＡＰＡＡ−Ｑ」３部（興人株式会社製の
製）、「コータミン２４」０．３部、「エマルゲンＥ−
９２０」（花王株式会社製、界面活性剤の商品名）２部
からなるモノマーエマルジョンを、３時間かけて連続的
に滴下した。滴下終了後、系を６５℃に昇温してさらに
３時間反応させることによって、カチオン性のアクリル
系樹脂を主成分とする電着性粒子のエマルジョンを得
た。

【００３７】（合成例２；ポリエステル系樹脂エマルジ
ョン）ジメチルテレフタレート４６６部、ジメチルイソ
フタレート３８８部、５−ナトリウムスルホイソフタル
酸ジメチル１７８部、エチレングリコール４４３部、ネ
オペンチルグリコール４００部、酢酸亜鉛０．４４部、
酢酸ナトリウム０．０４部、三酸化アンチモン０．４３
部を反応器に仕込み、１４０〜２２０℃で４時間かけて
エステル交換反応を行った。次に、２６０℃、２０ｍｍ
Ｈｇの真空下で重縮合反応を１時間行ってポリエステル
樹脂を得た。このポリエステル樹脂３０部をイソプロパ
ノール１４部と水５６部との混合液中に入れ、７０〜７
５℃で３時間かけて分散させることによって、カチオン
性のポリエステル系樹脂を主成分とする電着性粒子のエ
マルジョンを得た。

【００３８】（合成例３；エポキシ系樹脂エマルジョ
ン）「コロネートＬ」（日本ポリウレタン社製の商品
名）および２−エチルヘキサノールからなるブロックイ
ソシアネート４６．３部と、「エピコート８２８」（油
化シェルエポキシ社製の商品名）とジエチルアミンとを
反応させて得られたエポキシアミン付加物８９．３部と
を混合し、ｐＨ調節剤として酢酸３．８部を加えた。こ
れを、イオン交換水１２００部中に攪拌しながら投入す
ることによって、カチオン性のエポキシ系樹脂前駆体を
主成分とする電着性粒子のエマルジョンを得た。

【００３９】（合成例４；ポリイミド系樹脂エマルジョ
ン）テトラカルボン酸二無水物として３，３’，４，
４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物３
２．２９ｇ（９０ミリモル）および１，３，３ａ，４，
５，９ｂ−ヘキサヒドロ−５（テトラヒドロ−２，５−
ジオキソ−３−フラニル）−ナフト［１，２−ｃ］−フ
ラン−１，３−ジオン３．００ｇ（１０ミリモル）、ジ
アミン化合物として２，２−ビス［４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル］プロパン３６．９５ｇ（９０ミリ
モル）およびオルガノシロキサン「ＬＰ７１００」（信
越化学製の商品名）２．４９ｇ（１０ミリモル）を、Ｎ
−メチル−２−ピロリドン４５０ｇに溶解して、室温で
１２時間反応させた。その後、この反応溶液に、ピリジ
ン３２ｇおよび無水酢酸７１ｇを添加し、１００℃で３
時間脱水閉環反応を行った。次いで、反応溶液を減圧留
去して精製し、固形分１０％のポリイミド溶液を得た。
ジエチレングリコールモノエチルエーテル１００部を入
れた反応容器を、窒素ガス雰囲気下で８５℃に保持し、
この反応容器に、ｎ−ブチルアクリレート６５部、ジメ
チルアミノエチルアクリレート３０部、グリシジルメタ
アクリレート５部およびアゾビスイソブチロニトリル１
部からなる混合液を５時間かけて連続的に添加しつつ、
撹拌下で溶液重合を行なった。滴下終了後、８５℃でさ
らに２時間撹拌を続けて、溶液重合を完結させ、固形分
５０％のアクリルポリマー溶液を得た。ポリイミド溶液
５０部（固形分）とアクリルポリマー溶液３０部（固形
分）、および「エピコートＹＬ９８０」（油化シェルエ
ポキシ社製の商品名）２０部を混合し、７０℃で３時間
反応させた後、酢酸３部を徐々に添加して混合し、ｐＨ
調整を行った。次いで、蒸留水１０００部を徐々に添加
しつつ強く撹拌して、カチオン性のポリイミド系樹脂を
主成分とする電着性粒子のエマルジョンを得た。

【００４０】（２）電着膜の形成 （実施例１）電着膜の形成方法は、大きく２つの工程に
分けられる。まず第１の工程で、基体としての５０μｍ
厚カプトンフィルム（東レ・デュポン社製の商品名）の
一方の表面全体に、常法により１０ｎｍ厚の銅蒸着層を
形成した。第２の工程では、上記第１の工程で得られた
銅蒸着フィルムを、合成例１で得られたアクリル系樹脂
エマルジョンを含む電着液に浸漬し、定電圧法により陰
極側の銅蒸着フィルム上に電着樹脂層を形成して、銅蒸
着層をポリマーで被覆した。その後、電着樹脂層を１０
０℃で１０分間加熱した後、さらに２５０℃で３０分間
加熱して硬化させることにより、銅蒸着層上に膜厚２０
μｍの硬化電着膜を形成した。

【００４１】（実施例２）実施例１のカプトンフィルム
に代えて、ＳＵＳ製のベースプレート上にニッケルメッ
キによりダイヤモンド砥粒（直径２５０μｍ）を固定し
た研磨プレートを基体に用い、この基体の表面全体に常
法により１０ｎｍ厚の金蒸着層を形成した。この金蒸着
プレートを、合成例４で得たポリイミド系樹脂エマルジ
ョンを含む電着液に浸漬し、実施例１と同様に電着およ
び加熱硬化を行って硬化電着膜を形成した。

【００４２】（実施例３）基体の表面全体に銅を蒸着し
た実施例１とは異なり、ライン／スペース＝１００μｍ
の微細パターンマスク（ＳＵＳ製）を介して白金をパタ
ーン蒸着した。また、樹脂エマルジョンとしては合成例
３で得たエポキシ系樹脂エマルジョンを用いた。その他
の点については実施例１と同様にして硬化電着膜を形成
した。

【００４３】（実施例４）金属蒸着に銀を、樹脂エマル
ジョンとして合成例２で得たポリエステル系樹脂エマル
ジョンを用いた以外は、実施例１と同様にして硬化電着
膜を形成した。

【００４４】（実施例５）基体として５０μｍ厚の「Ｂ
Ｔレジン」（三菱ガス化学株式会社製の商品名）、金属
蒸着にアルミニウムを、樹脂エマルジョンとして合成例
４で得たポリイミド系樹脂エマルジョンを用いた点以外
は、実施例１と同様にして硬化電着膜を形成した。

【００４５】（比較例１）実施例１と同じカプトンフィ
ルム上に、合成例１で得たアクリル系樹脂エマルジョン
をバーコーターで塗布し、１００℃で１０分間加熱した
後、さらに２５０℃で３０分間加熱して硬化させること
により、カプトンフィルム上に膜厚２０μｍの硬化被膜
を形成した。

【００４６】（３）性能評価 上記実施例１〜５および比較例１により得られた被膜の
性能を下記の方法により評価した。その結果を表１およ
び表２に示す。〔耐薬品性〕実施例１〜５および比較例
１により基体上に被膜を形成した部材を、５重量％塩酸
水溶液、５重量％硫酸水溶液、１０重量％硝酸水溶液、
５重量％水酸化ナトリウム水溶液および４２重量％塩化
第二鉄水溶液に、それぞれ常温で２４時間浸漬し、浸漬
の前後における外観の変化を見ることにより耐薬品性を
評価した。評価結果は、○；変化なし、×；被膜の剥離
や膨れが見られる、の２段階で示す。 〔接着性〕実施例１、４、５および比較例１により得ら
れた被膜につき、ＪＩＳ Ｄ０２０２の碁盤目試験に準
拠して行った。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】表１および表２から判るように、本発明の
方法により形成した電着膜はいずれも基体との接着性
（密着性）が高かった。また、耐薬品性も良好であり、
電着膜の下に形成された蒸着金属が薬品に侵されるよう
なことはなかった。一方、比較例１の被膜は、基体に対
する密着性が不足しており、薬品により被膜の剥離や膨
れが発生した。

【００５０】なお、実施例２で電着膜を形成した部材
（研磨プレート）につき、上記耐薬品性試験における浸
漬後の部材重量を浸漬前と比較したところ、いずれの薬
品に対しても重量減少量は１ｍｇ／ｍｍ²未満であっ
た。また、浸漬後における研磨プレートからの砥粒の脱
落は５％未満であり、電着膜による保護効果が十分に発
揮されていた。これに対して、金属蒸着を行わない点以
外は実施例２と同様にして電着膜を形成した研磨プレー
トでは、いずれの薬品に対しても重量減少量１ｍｇ／ｍ
ｍ²以上と砥粒を固定する金属メッキ層（導電性保持
層）が薬品に溶解し、その結果として砥粒の５％以上が
脱落した。これは、金属蒸着による導電層を形成しない
場合には電着膜とダイヤモンド砥粒（非導電性材料）と
の密着性が低く、この界面から金属メッキ層へと薬品が
浸入したためと推察される。

【００５１】

【発明の効果】本発明の電着膜の形成方法によると、非
導電性材料、あるいは非導電性材料と導電性材料とが混
在する混成材料からなる基体上に、電着法によって、接
着性のよい被膜（電着膜）を形成することができる。こ
の電着膜は耐薬品性等の性能にも優れるため、基体の保
護層として好適である。したがって、本発明の電着膜の
形成方法は、電子機器、電子部品およびそれらの製造装
置や、研磨加工用または研削加工用部材等の表面処理方
法（保護膜の形成等）として利用することができる。例
えば、非導電性材料からなる砥粒が金属メッキ層により
固定された研磨プレート上に、本発明の方法で電着膜を
形成した場合には、非導電性材料との密着性の良い電着
膜が形成されるので、この電着膜を保護層として金属メ
ッキ層の腐食を抑え、砥粒の脱落を防止することができ
る。また、本発明の方法により形成された電着膜を有す
る部材は、電子機器、電子部品、半導体装置およびそれ
らの製造装置や検査装置、研磨加工用または研削加工用
部材等として好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２ Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｖ Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｈ Ｃ２５Ｄ 13/16 Ｃ２５Ｄ 13/16 Ｂ 13/20 13/20 Ａ (72)発明者 佐藤 穂積 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Ｆターム(参考） 4D075 BB85X BB89Y DB31 DB35 EB22 EB33 EB35 EB39 4F100 AA17A AA17B AA37 AB01A AB01B AB04 AB10 AB17 AK01A AK01C AK18 AK25C AK41C AK49 AK49C AK53C AR00A BA03 BA10A BA10C CA22A CA23A EH66B GB41 GB48 JG01A JG01B JG04A JM01C

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非導電性材料、あるいは非導電性材料と
   導電性材料とが混在する混成材料からなる基体上に電着
   膜を形成する方法であって、金属蒸着により上記基体表
   面のうち少なくとも上記非導電性材料上に導電層を形成
   した後、樹脂エマルジョンを用いた電着法により電着膜
   を形成することを特徴とする電着膜の形成方法。
2. 【請求項２】 上記樹脂エマルジョンは、ポリイミド系
   樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリエス
   テル系樹脂から選択された少なくとも一種の樹脂のエマ
   ルジョンである請求項１記載の電着膜の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２の方法により形成され
   た電着膜を有することを特徴とする部材。