JPS63195292A - 含フツ素オレフイン樹脂成形物に厚い金属皮膜を形成する方法 - 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〕 本発明は含フッ素オレフィン樹脂成形物に強固な厚い金
属皮膜を形成する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

含フッ素オレフィン樹脂成形物は圧電性、焦電性、強誘
電性といった電気的特性を付与できるすぐれた高分子材
料である。これらの用途においては、その表面に金属皮
膜を設けて、これを電極とする場合が多いが、その用途
によっては、その金属皮膜の厚さをかなり工（する必要
が生じる。例えばポリフッ化ビニリデンフィルムを用い
た超音波トランスデユーサの表面に背面電極を設ける場
合、その電極の厚さを超音波波長の１／４の厚さとする
ことにより、トランスデユーサの能率を向上させ得るこ
とが知られている。ところが、この場合、時には数十μ
ｍ或いはその以上の厚い金属皮膜が必要となる。

一方、含フッ素オレフィン樹脂は一般に化学的に安定で
あり、その成形物の表面に直接金属皮膜を形成して強固
な接着力を得ることは困難であると考えられてきた。こ
の中にあって、蒸着法又はスパッタリング法（以下、単
に「蒸着法」と言う。

）によれば、樹脂と金属との間の接着が比較的強固で剥
離し難い金属皮膜を形成することのできることが知られ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこれらの金属皮膜を蒸着法により形成する
場合、一度に多量に蒸着をすれば、蒸着される金属の熱
量が大きくなるために、含フッ素オレフィン樹脂成形物
が融解してしまう虞れがある。一方、蒸着される金属の
熱量を抑えると、−回の蒸着で形成される厚さはせいぜ
い０．１μｍ以下になり、このため所定の厚さの金属皮
膜を得るには蒸着回数が極めて多くなって、多くの時間
を必要とするばかりでなく、含フッ素オレフィン樹脂成
形物に加わる熱履歴も無視できないものとなるので、実
用的な方法とは言えない。

また、別な手段として、まず蒸着法により薄膜形成をさ
せた後、電気めっき又は化学めっきを行う方法が考えら
れる。ところが、本発明者らの実験によれば、かかる方
法で得られた厚い金属皮膜と含フッ素オレフィン樹脂と
の間の接着力は不充分であり、容易に剥離して実用に供
することができないものであった。

さらに、含フッ素オレフィン樹脂成形物に厚い金属皮膜
を設ける別な手段とし２て、接着剤を用いて含フッ素オ
レフィン樹脂成形物と金属皮膜とを互いに貼り合わせる
方法が考えられる。しかしながら、含フッ素オレフィン
樹脂成形物と異なる電気特性の接着剤が、電極となるべ
き金属皮膜と含フッ素オレフィン樹脂成形物との間に介
在することは、含フッ素オレフィン樹脂成形物本来の電
気特性は変わらないものの、電極を通して得られる全体
の静電容量等が低下して製品性能の低下を招いてしまう
。例えば超音波トランスデユーサに使用する場合には、
トランスデユーサの能率の低下を招き、これは接着剤層
の厚さが厚いほど顕著である。反面、接着剤層の厚さを
薄（すれば接着力の低下を招き、やはり好ましいもので
はない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ヒ述の問題点を解決するためになされたもの
であって、含フッ素オレフィン樹脂成形物に厚い金属皮
膜を形成する方法において、製品性能を低下させるよう
な接着剤層等を設けることなく、しかも充分な接着力を
付与することのできる方法を提供しようとするものであ
る。

本発明においては、まず含フッ素オレフィン樹脂成形物
の表面をサンドブラスト法によって、例えばその平均表
面粗化係数Ｃ≧０．１となるように粗化処理する。次い
で、その粗面、ヒに蒸着法又は化学めっき法により比較
的薄い金属皮膜を形成する。そして、その後、厚さ１μ
ｍ以上の厚い金属皮膜を電気めっき法により形成する。

含フッ素オレフィン樹脂成形物は、最終製品により厚さ
が異なるが、薄いもので数μｍ程度であり、超音波分野
に用いる場合でも、通常２０〜２００μｍ程度である。

従って、このような含フッ素オレフィン樹脂成形物に表
面処理をしたのでは、破損したり、また破損に至らない
場合でも、使用時に受ける応力により破損すると考えら
れ。含フッ素オレフィン樹脂成形物を表面処理するとい
う発想は考え難いところであったが、本発明者らは含フ
ッ素オレフィン樹脂成形物に表面処理をしたうえで、金
属皮膜を形成することを試みたのである。

ところが、化学的な表面処理方法として含フッ素オレフ
ィン樹脂成形物を侵すことのできるピリジン、ジオキサ
ン、金属ナトリウム等のような物質を用いた場合や、物
理的な表面処理方法としてコロナ放電程度の表面処理を
したのでは金属皮膜の接着性は不充分であり、蒸着法や
めっき法にて形成した一Ｉｔｈ属皮膜が容易に剥離して
しまい、蒸着法やめっき法の前処理として適当なもので
はなかった。

そこで本発明者らは、含フッ素オレフィン樹脂成形物の
表面処理方法について鋭意検討したところ、物理的なサ
ンドブラスト処理による表面処理を行なえば、成る特定
の条件下では含フッ素オレフィン樹脂成形物の電気特性
値を変えることなく直接非常に強固な厚い金属皮膜を形
成させ得ることを見出し、本発明に至ったものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明でいう含フッ素オレフィン樹脂とは、例えばテト
ラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロ
エチレン、フッ化ビニル、クロロトリフルオロエチレン
、ヘキサフルオロプロピレン等のホモポリマー及びこれ
らの少なくともいずれかを主成分（５０％以上）とする
コポリマーであり、含フッ素オレフィン樹脂の成形物と
しては、フィルム状、シート状、チューブ状、平板状、
凹凸形状等の任意の形態のものでよく、特に限定される
ものではない。

また厚い金属皮膜とは、金属皮膜の厚さが１μｍ以−ヒ
のものを言い、金属の種類は限定されない。

以下、★フッ素オレフィン樹脂のフィルムを例にとって
説明する。

本発明においては、含フッ素オレフィン樹脂フィルムを
、まず特定の表面粗化状態になるようにサンドブラスト
処理を行なう。この時の特定の表面粗化状態とは、均一
に且つ凹凸感のある粗化状態を意味し、この粗化状態と
は次に示す表面粗化係数Ｃが０．１以上になるような均
一な凹凸感のある状態を言う。

即ち、表面の凹凸状態を粗さ計で測定し、凹凸の山から
山の距離をＢ、としてその時の谷の深さをＡｊにした時
（但し谷の深さが０．５ｐｍ以下のものは無視する）の
表面粗化係数Ｃは次式で計算される（ｎ箇所測定）。

ここで言う表面粗化係数Ｃが大きくなるにつれて、フィ
ルムと金属皮膜との間の接着性は増大する。そして表面
粗化係数Ｃが０．１以、ヒになると好ましい接着性を示
し、０．１未満では実用的な接着性を示さない。

この時のサンドブラスト処理は、用途に応じて含フッ素
オレフィン樹脂成形物の片面或いは両面処理のどちらで
もできる。サンドブラスト条件としては、研磨材の種類
、粒度、噴射圧力及び時間が挙げられる。その中で表面
粗化係数Ｃが０．１以ヒの好ましい表面状態になる条件
について説明する。研磨材の種類は特に限定されるもの
ではないが、アルミナを主成分としたランダムな形状を
もった研磨材を使用することにより、含フッ素オレフィ
ン樹脂成形物を充分に所望の表面状態に粗化することが
できる。研磨材粒度は１２０〜６００メツシユのものを
使用するのが好適である。特に好ましくは、２２０〜４
００メツシユのものを使用するのがよい。これよりも粒
度の大きなものや小さなものを使用した場合には、Ｃの
値が０゜１より小さくなってフィルムと金属皮膜との間
に充分な接着性が得られず好ましいものではない。

研磨材を噴射させる圧力は、２〜４　ｋｇ重／ｃｍ”が
よい。これよりも圧力が低いとフィルムの粗化が不充分
であり、これよりも圧力が高いとフィルムの破損が激し
くなる。フィルムをサンドブラスト処理する時間は、処
理の均一性を得るのに必要最小限度の時間でよく、例え
ばフィルム１００ｃｍ２当り、５秒間以上１５秒以内に
処理すれば均一にフィルムをサンドブラスト処理するこ
とができる。

フィルム上に比較的薄い金属皮膜を形成させる方法は、
蒸着法、化学めっき法のいずれでもよく、０．０１〜、
０μｍの厚さの皮膜で公知の方法が用いられてよい。こ
のときの金属皮膜の厚さ、金属の種類は特に限定される
ものではない。

次いで、この蒸着法又は化学めっき法により得られた比
較的薄い金属皮膜上に電気めっき法により新たな金属皮
膜を形成し、厚さ１μｍ以上、好ましくは５μｍ以−ヒ
の厚い金属皮膜を得る。本発明による方法では、電気め
っきによる厚い金属皮膜は強固に含フッ素オレフィン樹
脂成形物に接着しており、剥離することがない、電気め
っき法は化学めっき法の場合と比較して析出した金属皮
膜の内部応力が小さく、得られためっき品の反りや彎曲
が少ないので優れている。なお電気めっき法としては公
知の方法が使用されてよい。

〔実施例〕

次に、本発明の詳細な説明する。

寒施■上二エ ポリフッ化ビニリデンフィルムの１００Ｘ１００ＩＩＩ
１１の大きさで且つ厚さが３５μｍのものをめっきテス
ト片とした。めっきは以下に示す常法に従って化学及び
電気ニッケルめっきを施した。

ｌ）表面処理　（サンドブラスト処理）２）脱脂　　　
（アニオン界面活性剤／ソーダ灰水溶液） ３）センシタイジング（塩化第一錫／塩酸水溶液） ４）アクチベーティング（塩化パラジウム／塩酸水溶液
） ５）化学ニッケルめっき （硫酸ニッケル／水素化硼素ナトリウム／ＤＬリンゴ酸
／アンモニア水溶液） ６）活性化　（硫酸水溶液） ７）電気ニッケルめっき （硫酸ニッケル／塩化ニッケル／硼酸サッカリン水溶液 表面処理工程のサンドブラスト処理の条件を任意に変え
て、以上の処理を施したフィルムのめっき品の密着強度
を表１に示す。

このときのめっきの厚さは１１０μｍであった。

また密着強度は、幅２５ｍｍ、長さ９０ａ＋ｎ＋の試料
を用い、島津製作所製オートグラフにより２３℃、５０
％ＲＨの条件で、引張速度５０＋＋ｍ／ｍｉｎで測定し
たものである。

（以下、余白次頁につづく） 此ＪｉＬＬ 表面処理の工程において、未処理フィルムにジオキサン
、アセトンによる化学処理を施したフィルム及びコロナ
放電による物理的処理を施したフィルムに、サンドブラ
スト処理なしに実施例１〜８と同様な方法でめっきを行
なったところ、めっき中及びその後の水洗により、ニッ
ケルが殆ど、剥がれ、良好なめっきを行なうことができ
なかった。

止較■又 金属板とポリフッ化ビニリデンフィルムとを接着剤によ
って接着したが、エポキシ接着剤を用いて接着したとこ
ろ、接着面に空気泡が入り込み、良好な接着を行なうこ
とは困難であった。また得られた接着物の接着剤層の厚
みのコントロールも困難であり、接着強度も乏しかった
。

止較■主 未処理のポリフッ化ビニリデンフィルムにスパッタリン
グ法により、ニッケルの金属薄膜を形成させた後、その
金属薄膜上に実施例１〜８に用いた電気めっき浴で電気
めっきを施したところ、水洗時にボリフフ化ビニリデン
フィルムより金属皮膜が剥離した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、含フッ素オレフィン樹脂成形物に厚い
強固な金属皮膜を形成することができる。

また接着剤層等を設ける必要がないので、製品の性能を
劣化させることがない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含フッ素オレフィン樹脂成形物に金属皮膜を形成す
   る方法において、 上記含フッ素オレフィン樹脂成形物の表面をサンドブラ
   スト法により粗化処理し、 この粗面上に蒸着法又は化学めっき法により比較的薄い
   金属皮膜を形成した後、 この比較的薄い金属皮膜上に電気めっき法により金属皮
   膜を形成させて、金属皮膜全体の厚さを１μｍ以上とす
   ることを特徴とする方法。 ２、上記含フッ素オレフィン樹脂成形物の表面を上記サ
   ンドブラスト法により、平均表面粗化係数Ｃ≧０．１と
   なるように粗化処理することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。