JP2013147707A - 電解メッキ用プライマー組成物、メッキ物の製造方法及びメッキ物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電解メッキ用プライマー組成物は、(a)導電性ポリマーと、(b)アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の成分とを含有することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
しかしながら、絶縁性基材の表面に無電解メッキ法を用いて導体膜を形成する場合には、予め粗面化処理された絶縁基材にパラジウムなど金属触媒を絶縁性基材に担持させ、アクセレーター等により絶縁性基材の表面に担持している金属触媒を活性化させた後、無電解メッキを行う必要がある。このため、絶縁基板へ無電解メッキを経て電解メッキにより導電層を形成する方法では、多数の処理工程が必要であり、触媒が担持できる基板に限りがある等の問題があった。
より詳細には、上記構成を備えた組成物を用いて基体の表面に導電性プライマー層を形成し、この導電性プライマー層を起点として電解メッキ層を形成した場合、基体、導電性プライマー層及び電解メッキ層の各層の密着性が相互に優れるため、上記組成物が電解メッキ用プライマーとして極めて好適であることを見出し、本発明を完成した。
(a)導電性ポリマーと、
(b)アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の成分と
を含有することを特徴とする。
さらに、ポリ(3,4−二置換チオフェン)は、ポリエチレンジオキシチオフェンであることが特に好ましい。
(1)基体(A)の表面の一部又は全部に、本発明の電解メッキ用プライマー組成物を用いて導電性プライマー層(B)を形成する工程、及び、
(2)上記導電性プライマー層(B)上に電解メッキにより電解メッキ層(C)を形成する工程、
を経ることを特徴とする。
ここで、上記樹脂基体の材料樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、及びABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
また、本発明のメッキ物の製造方法では、本発明の電解メッキ用プライマー組成物を用いて導電性プライマー層を形成するため、基体表面に密着性に優れた電解メッキ層を備えたメッキ物を製造することができる。
さらに、本発明のメッキ物は、本発明のメッキ物の製造方法を用いて製造されたものであるため、導電性プライマー層、基体及び電解メッキ層の各層の相互の密着性が優れている。
本発明の電解メッキ用プライマー組成物は、
(a)導電性ポリマーと、
(b)アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の成分と
を含有することを特徴とする。
そこで、まずは、上記電解メッキ用プライマー組成物の構成成分のうち、(b)成分について説明する。
なお、本発明の電解メッキ用プライマー組成物において、(b)成分は、本発明の電解メッキ用プライマー組成物を用いて導電性プライマー層を形成した際にバインダーとして機能する成分であり、それ自身がそのままバインダーとして機能するものであってもよいし、重合反応や架橋反応(硬化反応)を経た後、バインダーとして機能するものであってもよい。
上記(b)成分は、アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種である。
上記電解メッキ用プライマー組成物は、このような特定の成分を含有するため、電解メッキ用プライマーとした際に優れた特性、即ち、基体及び電解メッキ層との密着性に優れるとの特性を有する。
上記アクリル系モノマーとは、重合して後述するアクリル樹脂となる単量体成分をいい、重合して後述するアクリル樹脂となるものであれば特に限定されない。
また、上記アクリル系オリゴマーは、上記アクリル系モノマーが重合した重合体であって、さらに重合して後述するアクリル樹脂となるものであれば特に限定されない。なお、上記アクリル系オリゴマーとは、その分子量が比較的低分子量のものをいうが、その分子量は限定されるものではない。
上記エポキシ樹脂は、分子中に2個以上のエポキシ基をもつ化合物であればよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ、多官能エポキシ、可塑性エポキシ、臭素化エポキシ、グリシジルエステル型エポキシ、高分子型エポキシ、ビフェニル型エポキシ、ノボラック型エポキシ、環式脂肪族エポキシ、トリグリシジルイソシアヌレート等や、これらの(共)重合体等が挙げられる。
この中でも水溶性、アルコールの混合溶媒に可溶なエポキシ樹脂を好適に用いることができ、例えば、ソルビトールグリシジルエーテル、ポリグリセロールグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールグリシジルエーテル、ジグリセロールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパングリシジルエーテル、レゾルシノールグリシジルエーテル、ネオペンチルグリシジルエーテル、エキサンジオールグリシジルエーテル、エチレングリシジルエーテル、プロピレングリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ペノールグリシジルエーテル、tert−ブチルグリシジルエーテル、ラウリルアルコールグリシジルエーテル、ポリブタジエングリシジルエーテル、ジグリシジルオルトフタレート、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ジグリシジルテレフタレート、n−グリシジルフタルイミド、又はその類縁体を好適に用いることができる。
上記ウレタン樹脂は、イソシアネート基を有する化合物とヒドロキシル基を有する化合物を共重合させた高分子化合物であり、例えば、エステル・エーテル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、カーボネート系ポリウレタン、アクリル系ポリウレタン等が好ましく使用される。
上記エステル系樹脂としては、2つ以上のカルボキシル基を分子内に有する化合物と2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物を重縮合した高分子化合物であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が好ましく使用される。
上記(b)成分として、分子内にアクリル基又はエポキシ基を2個以上含む化合物が特に好ましい。
上記(b)成分として、分子内にアクリル基又はエポキシ基を2個以上持つ化合物を電解メッキ用プライマー組成物に配合することにより、この電解メッキ用プライマー組成物からなる層を形成した後、光照射処理及び/又は加熱処理を施すことにより分子内に架橋構造を有する導電性プライマー層を形成することができる。
電解メッキにより、導電性プライマー層上に電解メッキ層を形成する際、導電性プライマー層の中はメッキ金属と電解メッキ用プライマー組成物とが混在する状態にある。
ここで、導電性プライマー層が架橋構造を有さない場合、導電性プライマー層の膜強度が弱く、電解メッキ中に導電性プライマー層の中でメッキ金属が凝集し、導電性プライマー層が破壊されるまで成長してしまうと、導電性プライマー層自体が破壊され、電解メッキ層と基体の密着が取れなくなる。一方、導電性プライマー層が架橋構造を有する場合は、メッキ金属の凝集が抑制され、異常な成長が起こらず、導電性プライマー層にはメッキ金属と電解メッキ用プライマー組成物とが適度に混在することで電解メッキ層と導電性プライマー層の密着が取れ、それゆえ電解メッキ層と基体の密着が取れることになる。
上記分子内にアクリル基又はエポキシ基を2個以上含む化合物は、それ自身が架橋してバインダーとして機能するものであってもよいし、重合した後又は重合とともに、架橋してバインダーとして機能するものであってもよい。
上記他の成分としては、例えば、エポキシ基を1個有する化合物、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド等のホモポリマー;スチレン、塩化ビニリデン、塩化ビニル等のモノマーを共重合して得られるコポリマー;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物等が挙げられる。
上記含有量が10質量部未満では、導電性プライマー層(B)の強度が弱くなり、メッキ液に浸漬させたときに導電性ポリマーの脱離の原因になる場合があり、一方、1500質量部を超えると、導電性プライマー層(B)の中の(a)導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなり工程的に不利になる場合がある。
上記導電性ポリマーは、電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成した層(導電性プライマー層)に、導電性を付与するための配合物である。
上記導電性ポリマーとしては特に限定されず、従来公知の導電性ポリマーを用いることができ、具体例としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリナフタレン、これらの誘導体、及び、これらとドーパントとの複合体等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。
その理由は、チオフェン環を分子内に含むことで導電性が高い分子ができやすいからである。
導電性や化学的安定性に極めて優れているからである。また、上記電解メッキ用プライマー組成物が、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体を含有する場合、この電解メッキ用プライマー組成物を用いることで、低温短時間で導電性プライマー層を形成することができ、生産性にも優れることとなる。
上記ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4−アルキレンジオキシチオフェン)としては、以下の式(I):
上記C1−4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R1およびR2が一緒になって形成される、置換されていてもよいC1−4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1−メチル−1,2−エチレン基、1−エチル−1,2−エチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基等が挙げられる。好適には、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基であり、1,2−エチレン基が特に好適である。上記アルキレン基を持つポリチオフェンとして、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
上記ポリ陰イオンとしては、例えば、カルボン酸ポリマー類(例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸等)、スルホン酸ポリマー類(例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸等)等が挙げられる。これらのカルボン酸ポリマー類およびスルホン酸ポリマー類はまた、ビニルカルボン酸類およびビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類、例えば、アクリレート類、スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物との共重合体であっても良い。中でも、ポリスチレンスルホン酸が特に好ましい。
以下、上記電解メッキ用プライマー組成物の任意成分について説明する。
上記水溶性酸化防止剤を含有する場合、上記電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成した層の耐熱性、耐湿熱性を向上させることができる。
上記水溶性酸化防止剤としては特に限定されず、還元性又は非還元性の水溶性酸化防止剤が挙げられる。
還元性を有する水溶性酸化防止剤としては、例えば、L−アスコルビン酸、L−アスコルビン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸カリウム、D(−)−イソアスコルビン酸(エリソルビン酸)、エリソルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸カリウム等の2個の水酸基で置換されたラクトン環を有する化合物;マルトース、ラクトース、セロビオース、キシロース、アラビノース、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース等の単糖類又は二糖類(但し、スクロースを除く);カテキン、ルチン、ミリセチン、クエルセチン、ケンフェロール、サンメリン(登録商標)Y−AF等のフラボノイド;クルクミン、ロズマリン酸、クロロゲン酸、ヒドロキノン、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸等のフェノール性水酸基を2個以上有する化合物;システイン、グルタチオン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)等のチオール基を有する化合物等が挙げられる。非還元性の水溶性酸化防止剤としては、例えば、フェニルイミダゾールスルホン酸、フェニルトリアゾールスルホン酸、2−ヒドロキシピリミジン、サリチル酸フェニル、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸ナトリウム等の酸化劣化の原因となる紫外線を吸収する化合物が挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記含有量が0.001質量部未満では、電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成した層の耐熱性及び耐湿熱性を十分に向上させることができない場合があり、一方、500質量部を超えると、電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成した層中の導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、電解メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、形成した層の強度が低下したりする場合がある。
上記架橋剤を含有する場合、上記電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成する層の強度をさらに向上させることができる。これは、上記(b)成分と併用することで、(b)成分を架橋させることができるからである。
上記含有量が0.1質量部未満では、導電性プライマー層(B)の強度が不十分である場合があり、一方、17000質量部を超えると、導電性プライマー層(B)中の(a)導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、メッキによる金属の析出速度が遅くなり工程的に不利になる場合がある。
上記界面活性剤やレベリング剤を含有する場合、上記電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成した層のレベリング性を向上させ、均一な層とすることができる。
なお、本発明では、同一の化合物について、界面活性剤にもレベリング剤にも相当するものも存在する。
上記含有量が0.001質量部未満では、形成する層の膜厚を均一に形成する事が難しくなる場合があり、一方、2300質量部を超えると、形成する層中の(a)導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、電解メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、形成する層の強度が低下したりする場合がある。
上記含有量が0.001質量部未満では、形成する層の膜厚を均一に形成する事が難しくなる場合があり、一方、2300質量部を超えると、形成する層中の(a)導電性ポリマーの存在割合が少なくなり、電解メッキによる金属の析出速度が遅くなったり、形成する層の強度が低下したりする場合がある。
上記電解メッキ用プライマー組成物は、溶媒を含有していてもよい。上記溶媒は、上記電解メッキ用プライマー組成物を用いて形成する層中には残留しないことが好ましい。
なお、電解メッキ用プライマー組成物の全ての成分を完全に溶解させるものを「溶媒」、不溶成分を分散させるものを「分散媒」と称するが、本明細書では、特に区別せずに、いずれも「溶媒」と記載する。
上記溶媒として水を用いる場合、水の含有量は、上記(a)導電性ポリマーの固形分100質量部に対して、20〜1000000質量部が好ましく、200〜500000質量部がより好ましい。
その理由は、20質量部未満の場合は、粘度が高くなりハンドリングが困難になることがあり、1000000質量部を超えると、希薄な溶液になりすぎて形成する層の厚さの調整が難しくなることがあるからである。
この場合、有機溶媒の含有量は特に限定されず、上記(a)導電性ポリマーの固形分100質量部に対して、20〜700000質量部が好ましく、200〜350000質量部がより好ましい。また、水と有機溶媒とを併用する場合、両者の比率(水と有機溶媒との比率)は、100:0〜5:95が好ましく、100:0〜30:70がより好ましい。
導電性向上剤は、電解メッキ用プライマー組成物を塗布して形成した導電性プライマー層の導電性を向上させる目的で添加される。導電性向上剤は、導電性プライマー層を形成する際に加熱により蒸散するが、その際に導電性ポリマーの配向を制御することで導電性プライマー層の導電性を向上させるものと推定される。
(1)沸点が60℃以上で分子内に少なくとも1つのケトン基を有する化合物
(2)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのエーテル基を有する化合物
(3)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのスルフィニル基を有する化合物
(4)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのアミド基を有する化合物
(5)沸点が50℃以上で分子内に少なくとも1つのカルボキシル基を有する化合物
(6)沸点が100℃以上で分子内に2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物、及び
(7)沸点が100℃以上で分子内に少なくとも1つのラクタム基を有する化合物
上記表面抵抗率が、100,000Ω/□を超えると、 上記導電性プライマー層上にメッキ層を形成する場合には、長時間を要することとなり(特に厚さの厚いメッキ層を成形する場合)、さらに、メッキ処理において高電圧が必要となり、メッキ処理時の危険性や環境負荷が増大することとなる。
上記表面抵抗率は、50,000Ω/□以下であることがより好ましく、10,000Ω/□以下であることがさらに好ましく、5,000Ω/□以下であることが特に好ましい。なお、上記表面抵抗率は、小さければ小さいほど好ましい。
上記触媒としては、例えば、光重合開始剤や熱重合開始剤等が挙げられ、上記(b)成分として、分子内にアクリル基を2個以上含む化合物を使用する場合には光重合開始剤を用いることが好ましく、分子内にエポキシ基を2個以上含む化合物を使用する場合には熱重合開始剤を用いることが好ましい。
上記光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾフェノン、1−{4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル}−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、オキシ−フェニル−アセチックアシッド2−{2−オキソー2−フェニル−アセトキシ−エトキシ}−エチルエステル+オキシ−フェニル−アセチックアシッド2―[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステル、2−メチル1−{4−(エチルチオ)フェニル}−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1+2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキッサイド、ビス(2,3,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ベンチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルーケトン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフォンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフォンオキサイド、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−ケトン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス’2,6−ジフルオロー3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム、1,2−オクタンジオン、1−{4−(フェニルチオ)−、2−(O−ベンソイルオキシム)}、ヨードニウム、(4−メチルフェニル{4−(2メチルプロピル)フェニル}−ヘキサフルオロフォスフェート(1−)、プロピレンカーボネート、エチル−4−ジメチルアミノオベンゾエート、2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾエート等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のメッキ物の製造方法は、少なくとも、
(1)基体(A)の表面の一部又は全部に、本発明の電解メッキ用プライマー組成物を用いて導電性プライマー層(B)を形成する工程、及び、
(2)上記導電性プライマー層(B)上に電解メッキにより電解メッキ層(C)を形成する工程、
を経ることを特徴とする。
以下、上記メッキ物の製造方法を工程順に説明する。
本工程では、基体(A)の表面の一部又は全部を上記電解メッキ用プライマー組成物で被覆し、その後、必要に応じて乾燥処理、加熱処理、光照射処理、電子線(EB)照射処理等を行うことで導電性プライマー層(B)を形成する。ここで、導電性プライマー層(B)を形成する位置は、後の工程(2)で電解メッキにより電解メッキ層(C)を形成する位置と一致する。
上記樹脂基体の材料樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂、これらの樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む樹脂アロイ等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリアミド、ポリカーボネート、シンジオタクチックポリスチレン、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂、及びこれらの樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む樹脂アロイが本発明にて好ましく使用される。
電解メッキ用プライマー組成物を乾燥させる場合、その方法は特に限定されないが、例えば、通風乾燥機、熱風乾燥機、赤外線乾燥機等の乾燥機等を用いて行えばよい。また、加熱手段を有する乾燥機(熱風乾燥機、赤外線乾燥機等)を用いると、乾燥および加熱を同時に行うことが可能である。さらに、これらの乾燥機以外に、加熱・加圧機能を具備する加熱・加圧ロール、プレス機等を用いてもよい。
また、乾燥条件も特に限定されないが、50〜250℃で10秒〜2時間程度の条件が好ましく、70〜200℃で30秒〜1時間分程度の条件がより好ましい。
光照射処理を行う場合、光源がメタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、高圧UVランプ等、UV光を照射できるものを用いて行ってもよい。
光照射量は特に限定されないが、10〜10,000mJ/cm2が好ましく、100〜5,000mJ/cm2がより好ましい。
電子線(EB)照射処理を行う場合、装置内で電子を発生させ、電子線を電場で加速させ導電性プライマー層(B)に照射できる装置を用いて行ってもよい。
電子線(EB)照射量は特に限定されないが、1〜1,000kGy・m/minが好ましく、5〜500kGy・m/minが特に好ましい。
0.01μm未満では、後工程において電解メッキ層の表面抵抗率が大きくなりすぎ電解メッキにより電解メッキ層を形成することが難しくなる場合があり、一方、10μmを超えても電解メッキ層の形成性は向上せず、生産性及びコストの点で不利になることがあるからである。
本前処理工程を行うことにより、上記電解メッキ用プライマー組成物に対する基体(A)の濡れ性を向上させることができ、その結果、基体(A)と導電性プライマー層(B)との密着性がより優れたものとなるからである。
易接着層(B’)は、特に限定されるものではないが、有機−無機ハイブリット樹脂又は有機樹脂を含む組成物を用いて形成することが好ましい。例えば、基体(A)がガラス基体又はセラミック基体である場合、シランカップリング剤、シリケートオリゴマー等のシリコン系の化合物を含む組成物を用いて易接着層(B’を形成することが好ましい。また、例えば、基体(A)がエポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、及びABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である場合、アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む組成物を用いて、易接着層(B’)を形成することが好ましい。易接着層(B’)の形成に用いるための組成物は、基体(A)と導電性プライマー層(B)との間の密着性を向上させる機能を阻害しない範囲で他の成分を含んでもよい。接着層(B’)を基体(A)と導電性プライマー層(B)の間に設ける場合、当該組成物で基体(A)を被覆し、その後、必要に応じて乾燥処理、加熱処理、光照射処理、電子線(EB)照射処理等を行い、得られた易接着層(B’)上に導電性プライマー層(B)を形成すればよい。
易接着層(B’)の厚みとしては特に限定されないが、0.01〜50μmが好ましい。易接着層(B’)の厚みが0.01μm以下の場合、易接着層としての働きが著しく低下し、50μm以上の場合、基体(A)の性能の低下の原因となりうる。
即ち、一般的な電解メッキ法である直流電解メッキ法(DCメッキ法)や、カソード電流の供給及び中断を交互に繰り返すことにより、電流を矩形波のパルス電流に制御する方法(PCメッキ法)、カソード電流の供給とアノード電流の供給とを交互に反転させて繰り返すことにより、周期的逆転波を用いて電流を制御するパルス−リバース電気メッキ法(PRメッキ法)、カソ−ド電流として高密度電流パルスと低密度電流パルスとを交互に印加する方法等を用いることができる。
これらのなかでは、高価な電源装置や制御装置を必要としない点からは、直流電解メッキ法(DCメッキ法)が好ましい。
その理由は、回路や配線、電磁波シールド、装飾等の用途において必要な金属層の厚さだからである。
上記電解メッキ層(C)の厚さは、例えば、電解メッキの処理時間等を適宜設定することにより制御することができる。
この場合、例えば、基体(A)の表面のうち電解メッキ層を形成する部位より広い範囲(例えば、表面全体)に導電性プライマー層(B)及び電解メッキ層(C)を形成した後、電解メッキ層(C)上にエッチングレジストを形成し、さらにエッチング処理を行うことにより、基体(A)上の必要な部分にのみ電解メッキ層(C)を形成してもよい。
基体(A)上に所定のパターニング像を有する導電性プライマー層(B)を形成し、電解メッキによりパターニング化された電解メッキ層(C)を得る方法;
基体(A)上に導電性プライマー層(B)を一様に形成し、その後所定のパターニング像を有するマスク(メッキレジスト)を導電性プライマー層(B)上に隙間なく張り付け、電解メッキによりパターニング化された電解メッキ層(C)を得る方法;
基体(A)上に導電性プライマー層(B)を一様に形成し、導電性プライマー層(B)をエッチング、リフトオフ法等、公知の技術でパターニング化された導電性プライマー層(B)とし、電解メッキによりパターニング化された金属メッキ層(C)を得る方法;
基体(A)上にネガもしくはポジレジスト化された導電性プライマー層(B)を形成し、所定のパターニング像を有するマスクを介して光を照射し、不要部分を剥離し、パターニング化された導電性プライマー層(B)を得て、電解メッキによりパターニング化された電解メッキ層(C)を得る方法。
本発明のメッキ物の製造方法を用いて製造されたメッキ物もまた本発明の1つである。
上記電磁波シールド部材としては、例えば、可撓性フィルムの表面に金属層が形成されたものや、箱状の基体の表面に金属層が形成されたもの等が挙げられる。
ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体からなる導電性ポリマー(H.C.スタルク社製:CleviosPH1000、固形分1.0%)に、下記表1に示す(b)成分、導電性向上剤、界面活性剤、レベリング剤、水、エタノール及び触媒を加え、1時間攪拌した。これを400メッシュのSUS製の篩にて濾過し、電解メッキ用プライマー組成物A〜Wを得た。
なお、各成分の配合量は、下記表1に示した通りである。
U−4HA(新中村化学工業社製、固形分100%)
EBECRYL11(ダイセルサイテック社製、固形分100%)
ニカゾールRX−7108(日本カーバイド工業社製、固形分100%)
デナコールEX−314(ナガセケムテックス社製、固形分100%)
デナコールEX−821(ナガセケムテックス社製、固形分100%)
ガブセンES−210(ナガセケムテックス社製、固形分100%)
ハイドランWLS−213(DIC社製、固形分100%)
XC96−B0446(タナック社製、固形分100%)
エポクロスWS−300(日本触媒社製、固形分100%)
カルボジライト V−02(日清紡ケミカル社製、固形分100%)
ニカラック MX−45(三和ケミカル社製、固形分100%)
ジメチルスルホキシド(関東化学社製)
エタノール(関東化学社製)
IRGACURE 500(BASF社製)、(1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの混合系)
キュアゾール 2MZ−H(四国化成社製)、(イミダゾール系)
(1)プライマー層形成工程
5×5×5cmのポリカーボネート/ABS樹脂アロイ製基板(ダイセルポリマー社製、ノバロイ S)の片面に、電解メッキ用プライマー組成物AをワイヤーバーNo.8(ウエット膜厚18μm)を用いてバーコート法により塗布し、130℃で30分間乾燥させた後、2500mJ/cm2の光照射処理を行い、導電性プライマー層を形成し、ポリカーボネート/ABS樹脂アロイ製基板上に導電性プライマー層が形成された積層体を得た。
下記の方法で電解メッキを施すことにより、上記積層体の表面に厚さ20μmの電解メッキ層を作製し、さらに水洗、乾燥を行い、メッキ物を製造した。なお、電解メッキ層の厚さは、DIGIMATIC MICROMETER(Mitutoyo社製、MDC−25M)により測定した。
(電解メッキ方法)
メッキ浴(山本鍍金試験機社製、ハルセル Model3)に銅メッキ用のメッキ液(奥野製薬工業社製、エレカッパー25)を所定の量入れた。電源として直流電源(松定プレシジョン社製、P4K−80M)を用いて、アノードに銅板(山本鍍金試験機社製、ハルセル陽極板含燐銅)を、カソードに基体(A)上に導電性プライマー層(B)の形成された積層体を取り付け、メッキ浴の中で電解銅メッキを行った。直流電源の設定電流は1Aとし、300秒後に積層基板を取りだした。この後、積層体を水洗し、100℃×60分の乾燥を行う事で、銅がメッキされたメッキ物を得た。
基板として下記表2に示した材質からなる基板を使用し、電解メッキ用プライマー組成物として、上記電解メッキ用プライマー組成物A〜Wのいずれかを下記表2に示した組み合わせで使用した以外は、実施例1と同様にしてメッキ物を得た。なお、上記電解メッキ用プライマー組成物のうち、アクリルオリゴマーを含む電解メッキ用プライマー組成物C、E、J及びLを用いた場合、実施例1と同様に、基体への塗布、乾燥処理後に光照射処理を行ったが、それ以外の電解メッキ用プライマー組成物を用いた場合には光照射処理を行っていない。
ポリカーボネート/ABS樹脂アロイ製基板(ダイセルポリマー社製、ノバロイ S)
ポリアミド製基板(クラレ社製、PA9T G1300A)
シンジオタクチックポリスチレン製基板(出光興産社製、ザレック S131)
液晶ポリマー製基板(東レ社製、シベラス LX70G35F)
ポリフェニレンスルフィド製基板(Polyplastics社製、フォートロン 1140A64)
ポリブチレンテレフタレート製基板(Polyplastics社製、PBT3300)
ポリエチレンテレフタレート製基板(東レ社製、ルミラー T60)
ポリカーボネート製基板(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ユーピロンH−4000)
電解メッキ層の状態を目視観察し、下記の基準で評価した。
○:電解メッキ層を形成した側の基板表面において、金属で被覆されている部分の面積が基板表面全体の面積の95%以上である。
×:金属皮膜を形成した側の基板表面において、金属で被覆されている部分の面積が基板表面全体の面積の95%未満である。
JIS K 5600−5−6のクロスカット法に準拠して測定し、下記の基準で評価した。
〇:8点以上のもの
×:6点以下のもの
銅がメッキされたメッキ物の銅面に10mm幅の切り込みを入れ、幅×長さ=1mm×25mmの銅面の引き剥がし強度(ピール強度)を測定した。引き剥がし強度の測定は、ハンディフォースゲージ(日本計測システム社製、HF−10)を用い、下記の基準で評価した。
○:1.0N/cm以上
△:0.5N/cm以上、1.0N/cm未満
×:0.5N/cm未満
各導電性プライマー層の表面抵抗率は、JIS K7194に従い、三菱化学(株)製ロレスタ−GP(MCP−T600)を用いて測定した。
Claims (12)
- (a)導電性ポリマーと、
(b)アクリル系モノマー、アクリル系オリゴマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びエステル樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の成分と
を含有することを特徴とする電解メッキ用プライマー組成物。 - 前記(b)成分は、分子内にアクリル基又はエポキシ基を2個以上含む化合物である請求項1に記載の電解メッキ用プライマー組成物。
- 前記(b)成分の配合量は、前記(a)導電性ポリマー100質量部に対して10〜1500質量部である請求項1又は2に記載の電解メッキ用プライマー組成物。
- 前記(a)導電性ポリマーは、分子内にチオフェン環を少なくとも1つ含む導電性ポリマーである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解メッキ用プライマー組成物。
- 前記(a)導電性ポリマーは、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオンとの複合体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解メッキ用プライマー組成物。
- 前記ポリ(3,4−二置換チオフェン)は、ポリエチレンジオキシチオフェンである請求項5に記載の電解メッキ用プライマー組成物 。
- (1)基体(A)の表面の一部又は全部に、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電解メッキ用プライマー組成物を用いて導電性プライマー層(B)を形成する工程、及び、
(2)前記導電性プライマー層(B)上に電解メッキにより電解メッキ層(C)を形成する工程、
を経ることを特徴とするメッキ物の製造方法。 - 前記基体(A)は、樹脂基体、ガラス基体又はセラミック基体である請求項7に記載のメッキ物の製造方法。
- 前記樹脂基体の材料樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、及びABS樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である請求項8に記載のメッキ物の製造方法。
- 前記基体(A)に前処理を施す工程をさらに含む請求項7〜9のいずれか1項に記載のメッキ物の製造方法。
- 請求項7〜10のいずれか1項に記載のメッキ物の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするメッキ物。
- 回路部品、電磁波シールド部材、又は装飾品である請求項11に記載のメッキ物。
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