JPH01180967A - プラスチック表面への金属膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プラスチック表面に導電性など金属に特有の
属性を与えるべく金属膜を形成するための改良された方
法に関するものである。

［従来の技術と問題点］ プラスチックの表面に、プラスチックが有しない性質例
えば導電性とか光輝反射性とかを付与する目的で、金属
膜を形成することは早くから行なわれてきている。

そのような金属膜形成のための手段としてもっとも簡易
な方法は、金属箔の接着剤によるラミネートあるいは金
属塗料の塗布である。しかし、金属箔の場合厚さに限界
かあり、軽量性の点で問題がある。金属塗料の場合、導
電率において十分なものを得ることが困難な上、光沢に
も難がある。

そこで、近年気相法による蒸着により金属膜を形成する
方法が提案されるようになった。この方法によれば、数
μｍから数十μｍといった金属薄層を容易に形成するこ
とができ、蒸着源さえ適当に選択されればほとんどすべ
ての金属をプラスチック表面に蒸着することが可能であ
る。しかし、本方法による問題点としてあげられるもの
に、有機材料であるプラスチックと金属蒸着膜との密着
性があり、界面における密着がややもすると不十分とな
り金属膜が剥離し易い傾向は否めなかった。

如何に蒸着が均一薄層をもって形成されても、その後剥
離の心配があったのでは実用範囲にかなりの制約を受け
る結果とならざるを得ない。

［発明の目的］ 本発明は、上記した従来技術の欠点を解消し、プラスチ
ック表面への金属膜形成において、プラスチックと金属
層との界面における密着性を格段に向上せしめ得る新規
な金属膜形成方法を提供しようとするものである。

［発明の概要］ すなわち、本発明の要旨とするところは、プラスチック
表面に金属膜を蒸着するに先立って、当該プラスチック
の表面にＴｉ等の炭化物形成傾向の大きな元素よりなる
金属下地層を形成することにあり、この炭化物形成傾向
の大なる元素とプラスチック材料を構成している炭素と
の結合力に依存し、その密着性を大「ＩＪに向上ぜしめ
たものである。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例に基いて説明する。

本発明にあっては、プラスチックの表面に所期金属膜を
形成するに先立って、炭化物形成傾向の大きい金属元素
例えばＴｉ　、Ｖ、Ｃｒ　、Ｚｒ　。

Ｎｂ　、トＩｆ　、　Ｔａ　、　Ｗの単独あるいはこれ
らの２以上の複合よりなる下地層を形成する。この下地
層の形成は、真空蒸着等の通常の気相法により形成すれ
ばよい。しかして、この下地層の形成はプラスチック表
面にそのまま直接形成してもよいがそれに先立ってＡｒ
ガスあるいはＮｚ　、　Ｏｚ　。

Ｈ２ガスあるいはこれらの混合ガス等のプラズマにより
プラスチック表面をプラズマ処理し、その後前記炭化物
形成傾向の大なる元素を蒸着することが望ましい。この
表面プラズマ処理により下地層との密着性は一層改善さ
れるのである。

上記のようにして炭化物形成傾向の大きい元素による下
地層を形成せしめれば、当該炭化物形成元素とプラスチ
ックを構成する炭素との間に強い結合力が生じ、下地層
とプラスチックとの密着性を大巾に向上せしめることか
て゛きる。ついて゛、当該下地層の上に通常の例えばイ
オンブレーティング法、真空蒸着法、スパッタ法などの
気相法あるいは常圧スパッタリング法などにより目的と
する金属膜を形成せしめる。この場合金属膜は同じく金
属よりなる下地層の上に蒸着されることとなり、金属対
金属の接合となるためにその界面密着性ははるかに強大
なものとなる。従って、金属膜は下地層を介してプラス
チックに強固に密着されることとなり、従来みられた界
面剥離のおそれは大巾に改善され、その実用範囲はいや
が上にも拡大せしめられるのである。

上記により密着性は大きく改善されたが、下地層そのも
のは界面の密着に寄与すればよいのであり、その厚さに
ついてはかかる目的に適合するものであることが必要で
ある。かかる意味からすれば、下地層の厚さは最低０．
０２μｍは必要であり、これ以下となると密着性向上効
果が低下する。

また、上限については０４μｍ程度であり、これよりも
厚くなると下地層自体の内部応力が大きくなり、下地層
自身がその内部応力によって剥離するといった危険性を
含む。従って、下地層の厚さについては０．０２〜０．
４μｍの範囲において形成することが望ましいのである
。

実施例１゜ ＡＳ樹脂（スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂）、
及びＡＢＳ樹脂（アクリル−ブタジェン−スチレン共重
合樹脂）製の基板（厚さ２　ｍｍ　）の表面を高周波出
力１００Ｗで発生させたＡｒガス＝　６− プラズマ（Ａｒガス圧：　２Ｘ　１０’　ＴＯｒｒ　）
中で約１．０分間プラズマ処理後、１×１０石Ｔ　Ｏｒ
ｒの真空中でＴ１０１μｍおよびＣｒＯ，１μｍを蒸着
して下地層を形成し、その上にｌを厚さ２μｍ真空蒸着
して試料を作成した。一方、比較のために下地層の蒸着
をせずに、プラズマ処理後、直接穴ρを同様の条件で真
空蒸着した試料をも作成した。このようにしてＡ［を真
空蒸着したプラスチック基板に対し、図に示す引張り法
によりへβ膜の接着性の評価を行なった。

ここにいう引張り法とは、添付図面に示すようにプラス
チック基板１に金属膜２を蒸着させた試料１０の金属膜
２側にリベット４を接着剤３により接着固定し、引張り
把持具５により引張り力を負荷して金属膜の剥離に要し
た引張力を比較するものである。

第１表は上記各試料の引張り結果である。Ｔｉおよびｃ
ｒを下地層として形成せしめた試料ではいずれの場合で
も下地層なしに比べすぐれた密着性能を示すことがよく
わかる。

第１表 実施例２゜ 厚さ２ｍｍのＡＳ樹脂基板、及びＡＢＳ樹脂基板に対し
実施例１におけると同様のプラズマ処理を施し、ＴｉＯ
，１μｒＴｌを下地層として蒸着後、Ｃｕ２μｍを真空
蒸着した試料、及びＣｒＯ，１μｍを下地層として蒸着
後、Ｃｕ　２μｍを真空蒸着した試料、さらに比較試料
として、プラズマ処理後直接Ｃｕ　２μｍを真空蒸着し
た試料を作成しな。

第２表は引張り法によりＣＵの真空蒸着膜の密着性を評
価した結果である。実施例１の場合と同様に下地蒸着層
を形成した試料の方がはるかにすぐれた密着性能を示し
ていることがわかる。

第２表 実施例３ ＡＢＳ基板に対し実施例１に示したＡｒプラズマ処理と
同様の処理を施したのち、下地層としてＴｉを真空蒸着
し、その上に八βを２μｍ真空蒸着した試料を作成した
。この場合、Ｔｉ下地層の厚さを０．０１μｍから０．
９μｍの範囲で変化させた。このようにして作成した試
料に対して引張り法によりＡβ膜の接着性を評価しな。

第３表はその評価結果を示したものである。この結果か
られかるように下地層の厚さが０．０１μｍでは接着力
が不十分であるが０．０２５μｍになると、接着性は急
激によくなることがわかる。しかし、厚さが０．５１μ
ｍを超えると、下地層に剥離が発生し、Ａβ膜の下地と
の十分な接着ができなくなる。この剥離はＴｉ膜が厚く
なり過ぎたため膜の内部応力が増大したことに起因する
ためと考えられる。従って、下地層の最適厚さは０．０
２μｍから０４μｍの範囲であることがわかる。

しかし、この下地層の厚さとくに上限については下地層
の形成技術の改善によりなお流動性を有するものと考え
られる。

第３表 （Ａβ則：２．０μｍ） （基板：ＡＢＳ樹脂　） Ｕ発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る金属膜形成方法によれば、金
属膜を蒸着させるに先立ち、プラスチックの構成要素で
ある炭素との結合力の大きな炭化物形成傾向の大きな金
属元素を下地層として形成せしめたから、結果的にこれ
ら下地層との結合力が大きい金属膜のプラスチックへの
密着性を格段に向上できたものであり、プラスチック表
面への導電性の付与など所期目的に応じてプラスチック
表面に金属膜を形成する応用範囲を一層拡大可能ならし
める本発明の意義はけたし大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

図は、引張り法による金属膜接着試験状況を示す説明断
面図である。 １ニブラスチツク、 ２：金属膜。 代理人　　弁理士　　佐　藤　不二雄 １０　官（峯千 ？ １　７°ラスナ、ｖ７４　Ｐ反

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）プラスチック基体の表面に下地層として炭化物形
   成傾向の大なる元素からなる金属薄膜を形成し、然るの
   ち所要の金属膜を形成するプラスチック表面への金属膜
   形成方法。（２）プラスチック基体の表面に対しプラズ
   マによる表面処理を行ない、その上に下地層として炭化
   物形成傾向の大なる元素からなる金属薄膜を形成し、然
   るのち所要の金属膜を気相法により形成するプラスチッ
   ク表面への金属膜形成方法。 （３）プラズマ処理としてＡｒ、Ｎ＿２、Ｏ＿２、Ｈ＿
   ２の単体あるいはこれらの混合ガスを用いる請求項２記
   載のプラスチック表面への金属膜形成方法。 （４）下地層としてＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ
   、Ｔａ、Ｗのいずれか一あるいはこれらの複数を用いる
   請求項１から３のいずれかに記載のプラスチック表面へ
   の金属膜形成方法。 （５）下地層の厚さを０．０２〜０．４μｍとする請求
   項１から４のいずれかに記載のプラスチック表面への金
   属膜形成方法。