NL7907401A

NL7907401A - Werkwijze voor het activeren van de oppervlakte van kunststoffen.

Info

Publication number: NL7907401A
Application number: NL7907401A
Authority: NL
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-04-15
Also published as: DE2844425B2; DE2844425C3; DE2844425A1

Description

%

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. te Frankfurt am Main, Bondsrepub1.Duitsland

Werkwijze voor het activeren van de oppervlakte van kunststoffen

De uitvinding betreft een werkwijze voor het activeren van de oppervlakte van kunstostoffen om deze te kunnen bekleden met kernen van een edel metaal, zodat de oppervlakte vervolgens gemetalliseerd kan worden.

5 Het is bij het metalliseren van ABS-kunststoffen gebruikelijk om de oppervlakte, nadat deze mechanisch geruwd is, door middel van een sterk oxidatiemiddel, bijvoorbeeld hete SO^-damp, te activeren, waardoor de oppervlakte met kernen van een edel metaal bekleed kan worden. Met ABS-kunststoffen worden acrylonitril- 10 butadiëen-styreenverbindingen, respectievelijk gemodificeerde plexiglasverbindingen bedoeld. Op de kernen van het edele metaal worden vervolgens langs chemische weg metalen, bijvoorbeeld koper, nikkel, zilver of goud, af gezet. Dit komplex van behandelingen is bekend onder de naam SAN-methode.

15 Het nadeel van deze werkwijze is, dat de SO^-damp niet alleen zeer giftig, maar ook sterk corroderend is. Dit vergt grote bedrijfsinvesteringen om de milieuvervuiling binnen de perken te houden en te voorkomen, dat de gezondheid van het fabrieksper-soneel in gevaar komt.

20 Het is derhalve de bedoeling van de uitvinding een werkwijze aan te geven voor het op niet oxydatieve wijze activeren van de oppervlakte van kunststoffen.

De uitvinding verschaft hiertoe een werkwijze voor het activeren van de oppervlakte van kunststoffen, met het kenmerk, 790 74 01 <- Λ, 2 dat men: 1.1 de oppervlakte van de kunststof mechanisch ruwt; 1.2 de kunststof in een oplossing van een komplexvormende verbinding dompelt; 5 1.3 de kunststof vervolgens in een oplossing van een komplex zout van een edel metaal dompelt, zodat op de oppervlakte van de kunststof een uitwisseling tussen het onder 1.2 aangebrachte komplex en het edel-metaalkomplex optreedt; en 1.4 het edel-metaalkomplex tot metaalkemen reduceert.

10 Bij deze werkwijze worden uitsluitend materialen gebruikt, die niet vervuilend werken en zonder grote bedrijfsinvesteringen verwerkt kunnen worden. Bovendien, zijn de gebruikte materialen goedkoop verkrijgbaar, waardoor de werkwijze op. bijzonder econo-* mische wijze uitgevoerd kan worden. Tenslotte ontstaan bij uitvoering 15 van de werkwijze volgens de uitvinding in het geheel geen aggres-sieve of gevaarlijke dampen.

De uitvinding wordt nu uitvoerig beschreven in de vorm van een voorbeeld.

Voorbeeld 20 Fase 1.1

Het mechanische ruwen wordt bij voorkeur uitgevoerd met behulp van glazen bolletjes met een doorsnede van ongeveer 120-250 t^m, waarmee de oppervlakte "gezandstraald" wordt.

Hierbij worden de glazen bolletjes door een spuit-25 kop volgens Lval door samengeperste lucht op de kunststofoppervlakte gespoten. Daardoor ontstaat een microscopische ruwheid, die de basis van de mogelijkheid tot bevochtiging van de kunststof en tot hechting van de metallisering vormt. Bekijkt men de oppervlakte met het blote oog, dan vertoont deze de structuur van hamerslag. Door het gebruik 30 van glaskogeltjes treedt geen merkbaar verlies aan materiaal op, omdat de oppervlakte in wezen alleen gedeformeerd wordt.

Gebruikt men een kunststof met glasvezelversterking, dan verdient het aanbeveling om na het ruwen met de straal glaskogeltjes de kunststof met een in de techniek bekende conditioner 35 te behandelen, waardoor de glasvezels ook bevochtigd kunnen worden.

79074 01 * 3

Als ook de glasvezels bevochtigd kunnen worden, geeft dit een aanzienlijke verbetering van het hechtvermogen van de chemische metal-lisering.

Fase 1.2 5 Bij fase 1.2 wordt als komplexvormende verbinding bij voorkeur ethyleendiamine-tetra-azijnzuur of een basisch zout daarvan gebruikt. Deze komplexvormende verbindingen kunnen het beste in een base opgelost worden. Door deze basische oplossing wordt de mechanisch geruwde oppervlakte van de kunststof in een 10 hydrofiele toestand gebracht. Deze hydrofiele maakt het weer mogelijk, dat de komplexvormende verbinding zich aan de oppervlakte hecht.

Men bereidt de basische oplossing bij voorkeur als volgt: 15 Men lost een alkalimetaalhydroxyde op in water, waarbij warmte vrijkomt, en voegt bij de warme oplossing de komplexvormende verbinding. De komplex-vormende verbinding heeft hierbij het voordeel, dat de gebruikte vaten niet merkbaar door de loog aangetast worden. Daarom kan men voordelige kunststofvaten gebruiken, die zonder meer tegen 20 de oplossing bestand zijn. Vervolgens wordt de kunststofoppervlakte ongeveer 5 minuten in de oplossing, die een temperatuur van 70°C heeft, ondergedompeld. Bij deze behandeling wordt de oppervlakte van de kunststof niet merkbaar aangetast. Tenslotte wordt de kunststofoppervlakte met koud water afgespoeld.

25 Fase 1.3

Als oplossing van een edel-metaalkomplex-zout wordt bij voorkeur een oplossing in zoutzuur van palladiumchloride en een alkalimetaalchloride gebruikt, welke oplossing vervolgens met water verdund en door toevoeging van een oplossing van een 30 alkalimetaalhydroxyde op een pH van ongeveer 5,5 gebracht wordt.

Het instellen van de pH op ongeveer 5,5 leidt door de verandering van de verhoudingen tot de vorming van het edel-metaalkomplex. Als men een op de beschreven wijze behandelde kunststofoppervlakte in deze oplossing onderdompelt, heeft er een uit-35 wisseling tussen het EDTA-komplex en het edel-metaalkomplex plaats.

790 7401 4

Met EDTA-komplex wordt hierbij het bovengenoemde ethyleendiamine-tetra-azijnzuurkomplex en/of de zouten daarvan bedoeld. De reactie wordt veroorzaakt door de oppervlakte-activiteit van de verschillende komplexen.

5 Nu moet de aan de kunststofoppervlakte hechtende vloeistoflaag erafgespoeld worden. Dat kan met goed gevolg met een alkalische oplossing gebeuren, waardoor het uitwassen van het edel-metaalkomplex uit de holten, die bij het glaskogelstralen zijn ontstaan, wordt voorkomen, omdat het edel-metaalkomplex in het 10 edel-metaalhydroxyde wordt omgezet, dat in volumineuze vorm uitvlokt. Op deze wijze wordt het edel-metaalhydroxyde. in de holten vastgehouden.

Fase 1.4

Het. reduceren van de edel-metaalverbinding wordt 15 bij voorkeur uitgevoerd door middel van een chemische of fotoche-mische reactie.

De chemische reductie van het edel-metaalhydroxyde kan met goed.gevolg met een alkalische formaldehyde-oplossing of een licht zure SnCl2oplossing uitgevoerd worden. Wordt langs chemi-20 sche weg gereduceerd, dan ontstaan edel-metaalkernen, die over de totale oppervlakte zijn ingebed. Op deze wijze kan men telefoon-kasten, maar ook modesieraden metalliseren.

Wil men langs fotochemieche weg reduceren, dan kan men het beste een suspensie van een sterk n-gedoteerd, half ge-25 leidend materiaal op de oppervlakte aanbrengen, door deze in de suspensie te dompelen. De fijne kristallieten van de halfgeleider geven bij belichting electronen af. De vrijkomende electronen reduceren het edel-metaalhydroxyde tot metaalkernen. Met deze methode is een selectieve afzetting van kernen, mogelijk. De suspensie kan 30 het beste met een ammoniumacetaatoplossing afgespoeld worden en het onbelichte, niet gereduceerde edel-metaalhydroxyde in een edel-metaalchloride omgezet worden, bijvoorbeeld in stromend water. Daarbij ontstaat alleen op de belichte plaatsen op de oppervlakte een bedekking met kernen van een edel metaal. Vervolgens wordt 35 de oppervlakte alleen op de plaatsen, waar zich edel-metaalkernen 790 74 01 4 5 bevinden., chemisch gemetalliseerd.

Als edele metalen kunnen goud, iridium, osmium, palladium, platina, rhodium, rhutenium en zilver gebruikt worden. Men werkt echter bij voorkeur met palladium, omdat palladium een 5 sterke, katalytische werking bezit, waardoor de afzettingssnelheid tijdens de chemische metallisering verhoogd wordt. Bij reducerend werkende chemische metalliseringsbaden biedt een katalysator als palladium voordelen. Bij autokatalytisch werkende metalliseringsbaden kunnen alle edele metalen gebruikt worden. Men gebruikt ge-10 woonlijk oplossingen van zouten van edele metalen met een concentratie van ongeveer 1 g per liter water.

Als metalen, die afgezet worden, gebruikt men bij voorkeur koper, nikkel, goud en zilver.

Om te bereiken, dat de afgezette metaallaag dik 15 genoeg is, verdient het aanbeveling om bij het afzetten van metaal langs chemische weg met autokatalytische baden te werken of om een reducerend bad met een galvanisch werkende metallisering te kom-bineren. Bij het galvanisch versterken van de laag is het van me-taalkernen voorzien van de laag een vereiste om de geleiding van de 20 stroom te waarborgen.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft ten opzichte van het door middel van vacuümverdamping op kunststof-oppervlakten aanbrengen van metalen het voordeel, dat deze met aanzienlijk geringere bedrijfskosten uitgevoerd kan worden.

790 7401

Claims

1. Werkwijze voor het aktiveren van kunststof-oppervlakken om deze met edel-metaalkernen te kunnen bedekken, waardoor deze oppervlakken vervolgens gemetalliseerd kunnen worden, 5 met het kenmerk, dat men achtereenvolgens: 1.1 de oppervlakte van een kunststof mechanisch ruwt; 1.2 de kunststof in een oplossing van een komplexvormende stof dompelt; 1.3 de kunststof in een oplossing van een komplex zout van een edel 10 metaal dompelt, zodat aan de oppervlakte van de kunststof een uitwisseling tussen het bij 1.2 aangebrachte komplex en het komplex van het edele metaal optreedt; en 1.4 het komplex van het edele metaal reduceert tot metaalkernen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat het mechanische ruwen tijdens fase 1.1 met behulp van glaskogels tralen wordt uitgevoerd, en dat de hiervoor gebruikte glazen bolletjes een doorsnede van ongeveer 120-250 ym hebben.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bij gebruik van een met glasvezel ver-20 sterkte kunststof bij fase 1.2 de kunststof met een in de handel verkrijgbare conditioner wordt behandeld, om de glasvezels te kunnen bevochtigen.

4. Werkwijze volgens éën der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat bij fase 1.2 als komplexvormende verbinding 25 ethyleendiaminetetra-azijnzuur of een alkalimetaalzout daarvan gebruikt wordt.

5. Werkwijze volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als oplossing van een komplex zout van een edel metaal een oplossing van palladiumchloride en een alkali- 30 metaalchloride in zoutzuur wordt gebruikt, en dat deze oplossing vervolgens met water verdund en door toevoeging van een alkali-metaalhydroxyde-oplossing op een pH van ongeveer 5,5 wordt gebracht.

6·. Werkwijze volgens één der voorafgaande con- 790 7401 clusies, met het kenmerk, dat fase 1.4 door middel van een chemische of fotochemische reduktie wordt uitgevoerd. 790 74 01