JPH0361532A - タングステン被覆プラスチック材料およびその製造法 - Google Patents
タングステン被覆プラスチック材料およびその製造法Info
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- JPH0361532A JPH0361532A JP19830389A JP19830389A JPH0361532A JP H0361532 A JPH0361532 A JP H0361532A JP 19830389 A JP19830389 A JP 19830389A JP 19830389 A JP19830389 A JP 19830389A JP H0361532 A JPH0361532 A JP H0361532A
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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。
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材料の表面に硬質金属膜、特にタ
ングステンを被覆した材料に関するものである。
ングステンを被覆した材料に関するものである。
[従来技術]
プラスチックは軽量でかつ複雑形状の加工も容易であり
、多くの産業分野で使用されているが、プラスチックは
耐摩耗性に著しく劣り、表面が傷つきやすいという欠点
がある。この欠点を改良するためシリコン系の有機薬剤
による耐摩耗性皮膜の形成が一般におこなわれており、
耐摩耗性の向上が図られているが、より耐摩耗性を要求
される用途においては、必ずしも十分な性能を付与する
ことができないものであった。一方、より硬質の皮膜と
しては硬質金属があり、メ・ンキ等により被着する方法
が知られているが、最も硬質の金属材料であるタングス
テンについてはメツキ法は適用できない、このほか−船
釣な手段としては真空蒸着法、スパッタリング法等の物
理蒸着法が考えられるが、物理蒸着法ではその付き回り
の悪さからプラスチック材料の表面全体にタングステン
膜を良好に形成することができない、これに対して化学
蒸着法を用いればプラスチック材料全体にタンゲステン
膜を良好に形成させることができる。六フッ化タングス
テンと水素からなる反応ガスを気相反応させて、基材上
にタングステン膜を得る方法が従来より知られている。
、多くの産業分野で使用されているが、プラスチックは
耐摩耗性に著しく劣り、表面が傷つきやすいという欠点
がある。この欠点を改良するためシリコン系の有機薬剤
による耐摩耗性皮膜の形成が一般におこなわれており、
耐摩耗性の向上が図られているが、より耐摩耗性を要求
される用途においては、必ずしも十分な性能を付与する
ことができないものであった。一方、より硬質の皮膜と
しては硬質金属があり、メ・ンキ等により被着する方法
が知られているが、最も硬質の金属材料であるタングス
テンについてはメツキ法は適用できない、このほか−船
釣な手段としては真空蒸着法、スパッタリング法等の物
理蒸着法が考えられるが、物理蒸着法ではその付き回り
の悪さからプラスチック材料の表面全体にタングステン
膜を良好に形成することができない、これに対して化学
蒸着法を用いればプラスチック材料全体にタンゲステン
膜を良好に形成させることができる。六フッ化タングス
テンと水素からなる反応ガスを気相反応させて、基材上
にタングステン膜を得る方法が従来より知られている。
しかし、この化学蒸着法は、通常400℃以上の反応温
度が必要なためプラスチック材料には応用できないのが
実情である。
度が必要なためプラスチック材料には応用できないのが
実情である。
[問題点を解決するための具体的手段]本発明者らは六
フン化タングステンの気相還元反応によるタングステン
膜の形成について鋭意検討の結果、水素より還元力の強
いシラン、ジシラン、ボラン、ジボランおよびホスフィ
ンを用いることにより、特定の条件下では反応温度をよ
り低くすることができることを見いだし本発明に到達し
たものである。
フン化タングステンの気相還元反応によるタングステン
膜の形成について鋭意検討の結果、水素より還元力の強
いシラン、ジシラン、ボラン、ジボランおよびホスフィ
ンを用いることにより、特定の条件下では反応温度をよ
り低くすることができることを見いだし本発明に到達し
たものである。
すなわち本発明はシリコン、ホウ素およびリンのうち少
なくとも1種を1帽1%以下の範囲で含有する結晶質タ
ングステンが被覆されてなることを特徴とするタングス
テン被覆プラスチック材料であり、六フッ化タングステ
ンとシラン、ジシラン、ボラン、ジボラン、ホスフィン
のうち少なくとも1種を含有する混合ガスを反応温度5
0〜250℃、反応ガス分圧15Torr以下でプラス
チック材料上に化学蒸着することにより得ることができ
る。
なくとも1種を1帽1%以下の範囲で含有する結晶質タ
ングステンが被覆されてなることを特徴とするタングス
テン被覆プラスチック材料であり、六フッ化タングステ
ンとシラン、ジシラン、ボラン、ジボラン、ホスフィン
のうち少なくとも1種を含有する混合ガスを反応温度5
0〜250℃、反応ガス分圧15Torr以下でプラス
チック材料上に化学蒸着することにより得ることができ
る。
本発明のタングステン膜は化学蒸着の原料ガスとして用
いるシラン、ボラン、ホスフィン等に由来するシリコン
、ホウ素あるいはリンを含有するものであり、その含有
量は反応条件等にもよるが10重量%以下の範囲である
。また本発明のタング。
いるシラン、ボラン、ホスフィン等に由来するシリコン
、ホウ素あるいはリンを含有するものであり、その含有
量は反応条件等にもよるが10重量%以下の範囲である
。また本発明のタング。
ステン膜は結晶性が比較的良好であり、導電性の高いも
のである。また本発明のプラスチック材料としては特に
限定はされないが、耐熱性に優れた材料の方が好ましく
、ポリカーボネート、ボリア主ド、ポリアセクール、ポ
リプロピレン、フッ素樹脂等が例示できる。
のである。また本発明のプラスチック材料としては特に
限定はされないが、耐熱性に優れた材料の方が好ましく
、ポリカーボネート、ボリア主ド、ポリアセクール、ポ
リプロピレン、フッ素樹脂等が例示できる。
本発明のタングステン膜の形成においては、六フッ化タ
ングステンと還元性ガスとしてのシラン類、ボラン類、
ホスフィンのみで反応をおこなってもよいが、水素や不
活性ガスを同伴させた方が膜厚の均一な膜が広範囲の領
域で得られる。
ングステンと還元性ガスとしてのシラン類、ボラン類、
ホスフィンのみで反応をおこなってもよいが、水素や不
活性ガスを同伴させた方が膜厚の均一な膜が広範囲の領
域で得られる。
反応温度は用いるプラスチック材料の耐熱温度を考慮し
たーして決定されるが、50〜250℃、より好ましく
は100〜200℃の範囲である。この範囲より低い温
度ではタングステン膜が得られにくい。
たーして決定されるが、50〜250℃、より好ましく
は100〜200℃の範囲である。この範囲より低い温
度ではタングステン膜が得られにくい。
また、この範囲より高い温度では気相でのIjl末生酸
生成体となり、良質な膜形成ができないとともにプラス
チック基材が軟化や溶融を起こし好ましくない。
生成体となり、良質な膜形成ができないとともにプラス
チック基材が軟化や溶融を起こし好ましくない。
六フッ化タングステンとシラン類、ボラン類、ホスフィ
ンとからなる反応ガスの分圧は15Torr以上である
と気相での粉末生成が顕著となり、良質なタングステン
膜をプラスチック基材の表面に形成することができない
。
ンとからなる反応ガスの分圧は15Torr以上である
と気相での粉末生成が顕著となり、良質なタングステン
膜をプラスチック基材の表面に形成することができない
。
六フン化タングステンとシラン類、ボラン類、ホスフィ
ンとの混合比率はこれら還元性ガスの六フッ化タングス
テンに対するモル比で3以下、より好ましくは2以下で
ある。3より大きい場合には良好なタングステン膜をプ
ラスチック基材表面に形成させることができないもので
ある6反応圧力は大気圧、減圧下いずれでもよいが、プ
ラスチック表面全体の膜厚の均一性に対する要求が特に
厳しい場合には減圧での反応が好ましいが、それ程厳し
くない場合には堆積速度が大で反応装置、操作ともに簡
便となる大気圧での反応の方が好ましい。
ンとの混合比率はこれら還元性ガスの六フッ化タングス
テンに対するモル比で3以下、より好ましくは2以下で
ある。3より大きい場合には良好なタングステン膜をプ
ラスチック基材表面に形成させることができないもので
ある6反応圧力は大気圧、減圧下いずれでもよいが、プ
ラスチック表面全体の膜厚の均一性に対する要求が特に
厳しい場合には減圧での反応が好ましいが、それ程厳し
くない場合には堆積速度が大で反応装置、操作ともに簡
便となる大気圧での反応の方が好ましい。
本発明で用いるプラスチック材料として、フン素樹脂等
の六フッ化タングステンに対して耐食性を有するプラス
チック材料の場合にはそのまま直接タングステン膜を形
成することができるが、ポリカーボネート、ポリプロピ
レン等の六フッ化タングステンに対して耐食性のないプ
ラスチック材料の場合にはその表面に無電解メツキ等の
手段によりニッケル系またはコバルト系のメツキ層を形
成したのちタングステン膜を形成することが好ましい。
の六フッ化タングステンに対して耐食性を有するプラス
チック材料の場合にはそのまま直接タングステン膜を形
成することができるが、ポリカーボネート、ポリプロピ
レン等の六フッ化タングステンに対して耐食性のないプ
ラスチック材料の場合にはその表面に無電解メツキ等の
手段によりニッケル系またはコバルト系のメツキ層を形
成したのちタングステン膜を形成することが好ましい。
本発明のタングステン膜の膜厚は特に限定されないがタ
ングステン膜の特徴を発揮させるためにはLOam程度
以上が好ましく、上限は特にないが、用途、要求物性と
経済性とのバランスで決定される。
ングステン膜の特徴を発揮させるためにはLOam程度
以上が好ましく、上限は特にないが、用途、要求物性と
経済性とのバランスで決定される。
本発明の方法によれば複雑な形状のプラスチック材料や
特定部位にタングステン皮膜を被覆することができ、例
えばプラスチックの管の内面のみにタングステン膜をコ
ーティングして配線材料とすることができ、またプラス
チック容器の内面にタングステン膜をコーティングして
耐薬品性の良好なものとするような種々の応用が可能で
ある。
特定部位にタングステン皮膜を被覆することができ、例
えばプラスチックの管の内面のみにタングステン膜をコ
ーティングして配線材料とすることができ、またプラス
チック容器の内面にタングステン膜をコーティングして
耐薬品性の良好なものとするような種々の応用が可能で
ある。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例1
内径40c■、全長60cm、均一温度領域長さ20c
mの反応器を具備した横型流通方式のCVD装置を用い
た0幅2 cm、長さ5 cta、厚さ3mmのプラス
チック基材試片を均一温度領域の中央に設置し、原料ガ
スは反応器の一端の1つのノズルから導入して反応をお
こなった。以下の実施例、比較例のいずれも同様にして
反応をおこなった。
mの反応器を具備した横型流通方式のCVD装置を用い
た0幅2 cm、長さ5 cta、厚さ3mmのプラス
チック基材試片を均一温度領域の中央に設置し、原料ガ
スは反応器の一端の1つのノズルから導入して反応をお
こなった。以下の実施例、比較例のいずれも同様にして
反応をおこなった。
六フッ化タングステン、シランおよび水素の流量をそれ
ぞれ63secm、 50secm、 1051m
(S i Ha/ W F s −0,79、原料ガス
分圧−8,5Torr)とした混合ガスを、大気圧下2
00°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化工゛チレン樹脂小試片を2時間コーティ
ングした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、130
μmの灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターン
からタングステン膜であることを確認した。このX線回
折パターンを第1図に示した。この図から明らかな通り
結晶性のタングステンであった。また、このものはシリ
コンを8.5重量%含有するものであった。このタング
ステン被覆口フッ化エチレン樹脂小試片を折り曲げても
タングステン膜は剥離せず、良好な密着性を示した。さ
らにビッカース硬度計により荷重を100 g fとし
て硬度を測定した結果540Hvであった。
ぞれ63secm、 50secm、 1051m
(S i Ha/ W F s −0,79、原料ガス
分圧−8,5Torr)とした混合ガスを、大気圧下2
00°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化工゛チレン樹脂小試片を2時間コーティ
ングした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、130
μmの灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターン
からタングステン膜であることを確認した。このX線回
折パターンを第1図に示した。この図から明らかな通り
結晶性のタングステンであった。また、このものはシリ
コンを8.5重量%含有するものであった。このタング
ステン被覆口フッ化エチレン樹脂小試片を折り曲げても
タングステン膜は剥離せず、良好な密着性を示した。さ
らにビッカース硬度計により荷重を100 g fとし
て硬度を測定した結果540Hvであった。
実施例2
六フッ化タングステン、シランおよび水素の流量をそれ
ぞれ63secm、70secm、 1051m (
S i H4/WF、 =1.1 、原料ガス分圧=
10Torr)とした混合ガスを、大気圧下100°C
に保たれた反応器に導入し、この反応器に置かれた四フ
ッ化エチレン樹脂小試片を8時間コーティングした。四
ツ・ノ化エチレン樹脂上には、10μmの灰色の膜が得
られた。この膜はX線回折パターンからタングステン膜
であることを確認した。シリコンの含有量は6.7重量
%であった。密着性、表面硬度ともに良好であった。
ぞれ63secm、70secm、 1051m (
S i H4/WF、 =1.1 、原料ガス分圧=
10Torr)とした混合ガスを、大気圧下100°C
に保たれた反応器に導入し、この反応器に置かれた四フ
ッ化エチレン樹脂小試片を8時間コーティングした。四
ツ・ノ化エチレン樹脂上には、10μmの灰色の膜が得
られた。この膜はX線回折パターンからタングステン膜
であることを確認した。シリコンの含有量は6.7重量
%であった。密着性、表面硬度ともに良好であった。
実施例3
六フッ化タングステン、シランおよびアルゴンの流量を
それぞれ63secm、 50sccm、 1051m
(S iHa / W F s =0.79、原料
ガス分圧=8.5 Torr)とした混合ガスを、大気
圧下150’Cに保たれた反応器に導入し、この反応器
内に置かれたリン化ニッケルのメツキ層を表面に有する
ポリカーボネート小試片を2時間コーティングした。ポ
リカーボネート小試片上には、40μmの灰色の膜が得
られた。この膜はX線回折パターンからタングステン膜
であることを確認した。シリコンの含有量は7.2重量
%であった。密着性、表面硬度ともに良好であった。
それぞれ63secm、 50sccm、 1051m
(S iHa / W F s =0.79、原料
ガス分圧=8.5 Torr)とした混合ガスを、大気
圧下150’Cに保たれた反応器に導入し、この反応器
内に置かれたリン化ニッケルのメツキ層を表面に有する
ポリカーボネート小試片を2時間コーティングした。ポ
リカーボネート小試片上には、40μmの灰色の膜が得
られた。この膜はX線回折パターンからタングステン膜
であることを確認した。シリコンの含有量は7.2重量
%であった。密着性、表面硬度ともに良好であった。
実施例4
六フッ化タングステン、シランおよび水素の流量をそれ
ぞれ63scc*5100 sccm、1051m
(S i H4/WFs =1.6 、原料ガス分圧=
12.2Torr)とした混合ガスを、大気圧下10
0°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置か
れた四フッ化エチレン柑脂小試片を2時間コーティング
した。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、10μmの
灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターンからタ
ングステン膜であることを確認した。シリコンの含有量
は7.5重量%であった。密着性、表面硬度ともに良好
であった。
ぞれ63scc*5100 sccm、1051m
(S i H4/WFs =1.6 、原料ガス分圧=
12.2Torr)とした混合ガスを、大気圧下10
0°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置か
れた四フッ化エチレン柑脂小試片を2時間コーティング
した。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、10μmの
灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターンからタ
ングステン膜であることを確認した。シリコンの含有量
は7.5重量%であった。密着性、表面硬度ともに良好
であった。
実施例5
六フッ化タングステン、シランおよび水素の流量をそれ
ぞれ63secm、 70sec重、200 sccm
(S i H4/WF、 −1,1、原料ガス分圧=
6 Torr)とした混合ガスを、全圧15Torrで
200℃に保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーティン
グした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、70μm
の灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターンから
タングステン膜であることを確認した。シリコンの含有
量は9.1重量%であった。密着性、表面硬度ともに良
好であった。
ぞれ63secm、 70sec重、200 sccm
(S i H4/WF、 −1,1、原料ガス分圧=
6 Torr)とした混合ガスを、全圧15Torrで
200℃に保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーティン
グした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、70μm
の灰色の膜が得られた。この膜はX線回折パターンから
タングステン膜であることを確認した。シリコンの含有
量は9.1重量%であった。密着性、表面硬度ともに良
好であった。
比較例1
六フッ化タングステン、シランおよびアルゴンの流量を
それぞれ63secm、 50sccm、 1.5 s
lm (SH4/ W F s =0.79、原料ガ
ス分圧= 53Torr )とした混合ガスを、大気圧
下、100℃に保たれた反応器に導入し、この反応器内
に置かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーテ
ィングした。
それぞれ63secm、 50sccm、 1.5 s
lm (SH4/ W F s =0.79、原料ガ
ス分圧= 53Torr )とした混合ガスを、大気圧
下、100℃に保たれた反応器に導入し、この反応器内
に置かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーテ
ィングした。
四フッ化エチレン樹脂小試片上には、黒色の粉末が堆積
していた。
していた。
比較例2
六フッ化タングステン、シランおよび水素の流量をそれ
ぞれ63secs、300 secm、10sls
(S i H/W F 、 =4.8 、原料ガス分圧
= 27Torr )とした混合ガスを、大気圧下、1
00°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーティン
グした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、黒色の粉
末と粒状物を含んだ膜が形成されていた。
ぞれ63secs、300 secm、10sls
(S i H/W F 、 =4.8 、原料ガス分圧
= 27Torr )とした混合ガスを、大気圧下、1
00°Cに保たれた反応器に導入し、この反応器内に置
かれた四フッ化エチレン樹脂小試片を2時間コーティン
グした。四フッ化エチレン樹脂小試片上には、黒色の粉
末と粒状物を含んだ膜が形成されていた。
[発明の効果]
本発明のプラスチック材料は耐摩耗性が極めて高く、導
電性の高いタングステンが密着性よく被覆されているも
のであり、プラスチックの軽量、加工性の良好な特徴に
さらに表面硬度の飛躍的向上、導電性を付与したもので
あり、電気材料、電子材料、構造材料等として幅広い用
途に供し得るものであり、その製造法も簡便かつ確実な
ものである。
電性の高いタングステンが密着性よく被覆されているも
のであり、プラスチックの軽量、加工性の良好な特徴に
さらに表面硬度の飛躍的向上、導電性を付与したもので
あり、電気材料、電子材料、構造材料等として幅広い用
途に供し得るものであり、その製造法も簡便かつ確実な
ものである。
第1図は実施例1で得たタングステン膜のX線回折パタ
ーンである。
ーンである。
Claims (2)
- (1)シリコン、ホウ素およびリンのうち少なくとも1
種を10重量%以下の範囲で含有する結晶質タングステ
ンが被覆されてなることを特徴とするタングステン被覆
プラスチック材料。 - (2)六フッ化タングステンとシラン、ジシラン、ボラ
ン、ジボラン、ホスフィンのうち少なくとも1種を含有
する混合ガスを反応温度50〜250℃、反応ガス分圧
15Torr以下でプラスチック材料上に化学蒸着する
ことを特徴とするタングステン被覆プラスチック材料の
製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19830389A JPH0361532A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | タングステン被覆プラスチック材料およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19830389A JPH0361532A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | タングステン被覆プラスチック材料およびその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0361532A true JPH0361532A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=16388891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19830389A Pending JPH0361532A (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | タングステン被覆プラスチック材料およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0361532A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003038822A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-12 | Heiwa Corp | 遊技機の遊技盤被覆装置 |
WO2005058575A2 (en) | 2003-12-10 | 2005-06-30 | William A. Cook Australia Pty. Ltd. | Injection moulding of functional cavities |
CN110767340A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-02-07 | 中广核研究院有限公司 | 一种高含钨量钨硼交联聚乙烯新型复合屏蔽材料 |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP19830389A patent/JPH0361532A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003038822A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-12 | Heiwa Corp | 遊技機の遊技盤被覆装置 |
WO2005058575A2 (en) | 2003-12-10 | 2005-06-30 | William A. Cook Australia Pty. Ltd. | Injection moulding of functional cavities |
CN110767340A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-02-07 | 中广核研究院有限公司 | 一种高含钨量钨硼交联聚乙烯新型复合屏蔽材料 |
CN110767340B (zh) * | 2019-10-10 | 2023-03-03 | 中广核研究院有限公司 | 一种高含钨量钨硼交联聚乙烯新型复合屏蔽材料 |
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