JP4191842B2 - 金属皮膜形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱可塑性樹脂製製品等の熱可塑性樹脂製表面あるいは、木材、金属、プラスチック、セラミック、ガラス等の基材に熱可塑性樹脂またはこれを含む熱可塑性共重合体樹脂を塗装又はコーティング等により設けた熱可塑性樹脂層表面に金属皮膜を形成する方法に関し、さらに詳しくは前記熱可塑性樹脂の表面に低融点金属を吹きつけることにより低融点金属の薄膜層を形成すると共に、前記熱可塑性樹脂表面上に電気鍍金を行うことをも可能とした熱可塑性樹脂上への金属皮膜形成方法に関する。
【０００２】
金属を熱可塑性樹脂等の表面に付着、皮膜させることにより、熱可塑性樹脂製成形品全般及び他の材料において、美観、導電性、光反射性、耐侯性、耐薬品性、ガスバリアー性などの機能を付与すれば、素材として付加価値を高める有効な手段となる。
【０００３】
【従来の技術】
従来の熱可塑性樹脂表面への金属皮膜形成方法としては、化学鍍金による方法、真空蒸着による方法、スパッタリングによる方法の３方法が行われている。
【０００４】
鍍金が効率良く行われている樹脂はＡＢＳ樹脂である。この場合は酸による化学エッチングにより樹脂表面にあるエラストマー部分が溶解することにより、表面の微粗面化と親水性化をもたらすことにより化学鍍金が可能となる。
【０００５】
真空蒸着法は高真空下で金属を蒸発させて基材に付着皮膜させる方法である。
【０００６】
またスパッタリング法は高真空下で加速されたイオンや中性原子を金属、合金などのターゲットに照射し、このターゲット表面から構成原子を空間に飛び出させ、これを基材上に凝集させる方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の化学鍍金による方法で行われているＡＢＳ樹脂に鍍金する方法では、そのまま化学鍍金を行っても付着しないため、鍍金工程としては基材の脱脂後化学エッチング、センシダイシング、アクチベーティング、化学鍍金と鍍金工程に多数の工程と費用及び時間を要し、各工程間毎に水洗浄が必要となり製造費用の高騰を免れない。
【０００８】
真空蒸着法とスパッタリング法では、どちらも１０-2Torr以下の高真空にて行う必要があり、加工装置もかなり高価になり量産が難しく高い製造コストを要する。
【０００９】
また樹脂の表面に何らかのアンダーコートを行うことが多いがそれでもなお樹脂と金属との密着性が不充分となりがちである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明においては、ガラス転移点温度が１００℃以下の表面がそれ自体熱可塑性樹脂またはこれを含む熱可塑性共重合体樹脂、あるいは、木材、金属、プラスチック、セラミック、ガラス等の基材上に熱可塑性樹脂またはこれを含む熱可塑性共重合体樹脂を塗装又はコーティング等により設けた熱可塑性樹脂１層の表面に融点が３００℃以下の好ましくは粒径３００μm以下の低融点金属（合金を含む）を既知の例えばサクション式等のブラスト加工装置のノズル１１から低融点金属粉及び高圧ガスの混合流体として低融点金属を噴射することにより低融点金属の表面及び熱可塑性樹脂表面を摩擦熱で溶融して前記低融点金属が熱可塑性樹脂と融着することにより熱可塑性樹脂の表面に低融点金属の薄膜層８を形成する。
【００１１】
この場合低融点金属の表面と熱可塑性樹脂１の表面が摩擦熱でお互いに溶け合って融着するため密着性が大きく剥離の心配がない。
【００１２】
特にポリプロピレンやポリエチレン等一般的に接着力が悪いとされている樹脂においても融着しているため完全に接着している。
【００１３】
また低融点金属の表面層のみ溶融して付着するため付着量も少なく５μm以下で均一な皮膜８が形成される。そのため基材の寸法変化も少なく加工後の研磨等も必要ない。
【００１４】
工程としてはブラスト加工装置により吹き付けるのみで金属皮膜が生成され導電性となるためプラスチックの化学鍍金のように長い工程を要せず、コストダウンが可能となる。
【００１５】
さらに、前記低融点金属皮膜表面に電気鍍金にて前記低融点金属以外の金属を鍍金することにより、例えば、非導電性部材に導電性をもたせるなど、任意の素材に所望の特性を持たせることができる。
【００１６】
また装置としては従来のサンドブラスト装置と同じ構造の装置で加工できるため、真空装置等の設備、装置が必要無く安価な設備費用で加工が行える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
下記の条件で錫をプラスチックに付着させ、付着する樹脂と付着強度について実験を行った。
【００１８】
加工ノズル：サクション式φ９mmノズル
加工圧力：6kg/cm2
噴射距離：30mm
面積：25cm2 (5cm×5cm)
錫平均粒径：35μm
【００１９】
【表１】
付着の列：○は付着したもの、×は付着しなかったもの
表１から、ガラス転移点温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂が付着することがわかる。
【００２１】
ＡＢＳ樹脂のみガラス転移点温度が１００℃以上であるが、ＡＢＳはアクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合樹脂で、このうちブタジエンのガラス転移点温度が低いため付着するものと思われる。また付着した膜厚を測定したところ、どれも１〜２μm 程度しか付着していなかった。
【００２２】
半田を用いて同様のテストを行ったが同じ結果が得られた。
【００２３】
連続皮膜の形成については、テスターによる導通の有無を調査した。前記低融点金属が樹脂表面に付着していない場合連続皮膜とはならず、導通しない。また、付着強度は、皮膜から樹脂表面に達するカッター傷を３×３mmの方形で３列×４列形成し、市販の粘着テープを貼着して剥離し、接着力の段階的強度を測定した。
【００２４】
以上よりガラス転移点が１００℃以下の熱可塑性樹脂またはこれを含む熱可塑性共重合樹脂の表面に融点が３０Ｏ℃以下の低融点金属（合金を含む）を噴射することにより低融点金属の表面が溶融して熱可塑性樹脂と融着することにより熱可塑性樹脂の表面に低融点金属の薄膜層を形成させることがわかった。
【００２５】
またニトロセルロースを溶解した一般のクリアーラッカーをポリカーボネートに塗布して乾燥後錫を吹き付けたところ錫がラッカーの表面に１〜２μm付着した。
【００２６】
低融点金属を付着させる装置としては既知のブラスト装置を用いて、低融点金属粉末を噴射して行う。
【００２７】
低融点金属を付着後、図２に示すように低融点金属（８）を付着させた熱可塑性樹脂を電気鍍金浴３に入れ、アノード金属５に直流電源６を接続印加して電気鍍金にて低融点金属以外の耐熱性のある金属例えばニッケルを付着させる。
【００２８】
実施例１
木材（ヒノキ）のサイズが１００mm×１００mmで高さが５０mmの木箱の表面にクリアーラッカー（ニトロセルロース）を吹きつけ乾燥させる。
【００２９】
下記の条件にてサンドブラスト装置により錫を吹きつけクリアーラッカー上に膜厚約１μmの錫の皮膜を形成させた。
【００３０】
使用装置：ＳＧＦ−４Ａ型（不二製作所製）
加工圧力：５kg/cm2
錫平均粒径：３５μm
上記で形成された錫の皮膜に電気鍍金にてワット浴（主成分：硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸）にてニッケルメッキを行い約3μmのニッケルメッキ層を形成させ、その上にシアン化金鍍金浴にて金鍍金を行い金鍍金層を3μm付着させ、木箱の上に金鍍金を行った。
【００３１】
１５mm×１５mmの中に３mm角の格子状にカッターで傷をつけて１５mmのセロハンテープにてテープ剥離テストを行ったが全く剥離は無かった。
【００３２】
実施例２
ポリプロピレンの容器（φ８０mm×高さ５０mmの円柱）に半田を下記の条件で吹きつけポリプロピレンの容器の表面に半田を付着させた。
【００３３】
使用装置：ＳＧＦ−４Ａ型（不二製作所製）
加工圧力：５kg/cm2
半田平均粒径：３０μm
半田融点１８５℃
上記で形成された半田の皮膜に電気鍍金にてワット浴（主成分：硫酸ニッケル・塩化ニッケル・ホウ酸）にてニッケルメッキを行い約６μmのニッケルメッキ層を形成させた。
【００３４】
１５mm×１５mmの中に３mm角の格子状にカッターで傷をつけて１５mmのセロハンテープにてテープ剥離テストを行ったが全く剥離は無かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の一例の概略を示す。
【図２】電気鍍金の一例を示す。
【符号の説明】
１ 熱可塑性樹脂
３ 電気鍍金浴
５ アノード材料
６ 直流電源
７ 低融点金属粉及び高圧ガスの混合流体
８ 低融点金属の薄膜（皮膜）
１１ サクション式噴射ノズル
Claims (3)
- ガラス転移点温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂またはこれを含む熱可塑性共重合樹脂の表面に融点が３００℃以下の低融点金属をブラスト加工装置により高圧ガスとの混合流体として噴射することにより前記低融点金属及び前記熱可塑性樹脂表面を摩擦熱で溶融して前記低融点金属を前記熱可塑性樹脂と融着することにより前記熱可塑性樹脂の表面に低融点金属の薄膜層を形成することを特徴とする金属皮膜形成方法。
- 木材、金属、プラスチック、セラミック、ガラス等の基材上に形成したガラス転移点温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂層表面またはこれを含む熱可塑性共重合体樹脂層表面に、融点が３００℃以下の低融点金属をブラスト加工装置により高圧ガスとの混合流体として噴射することにより前記低融点金属及び前記熱可塑性樹脂の表面を摩擦熱で溶融して前記熱可塑性樹脂層と融着することにより熱可塑性樹脂層表面に低融点金属の薄膜層を形成することを特徴とする金属皮膜形成方法。
- 前記低融点金属皮膜表面に電気鍍金にて前記低融点金属以外の金属を鍍金することを特徴とする請求項１又は２記載の金属皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05617499A JP4191842B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 金属皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05617499A JP4191842B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 金属皮膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256820A JP2000256820A (ja) | 2000-09-19 |
| JP4191842B2 true JP4191842B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=13019751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05617499A Expired - Lifetime JP4191842B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 金属皮膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4191842B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013139643A (ja) * | 2013-04-15 | 2013-07-18 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 電子デバイス、センサーまたは配線の形成方法 |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP05617499A patent/JP4191842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JP2000256820A (ja) | 2000-09-19 |
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