[发明专利]聚合物衬底表面的光学物理处理方法以及实施该方法的装置

说明书

技术领域

本发明的技术领域是聚合物或共聚物例如ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)衬底的表面处理，特别是用于用金属膜覆盖所述衬底。

本发明还涉及用于装饰，例如汽车或航空部件的镀铬，的衬底非电解镀金属方法。本发明还涉及用于电子设备的衬底的非电解镀金属，特别是用于制造导电通路。

背景技术

技术问题

在聚合物衬底(例如ABS)的非电解镀金属领域中，需要进行衬底表面的预处理以利于金属膜的粘附。

最常用的预处理是利用硫铬(sulfochromic)侵蚀的化学表面氧化处理，特别是如US-B-3769061、GB-A-1240294和GB-A-1291351中所记载的。这种强腐蚀性处理可以得到微米多孔性/纳米多孔性的表面以利于金属膜的机械锚固。

硫铬混合物是硫酸与铬酸钾或铬酸钠的混合物H₂SO₄/(K₂，Na₂)Cr₂O₇。该混合物对于环境来讲毒性很大而且很危险：欧盟公告该混合物所含的四价铬盐是1和2类的人类致癌物质。除了所用化合物的毒性问题以外，当利用Jet Metal Technologies公司的方法(特别地如FR-A-2763962及法国专利申请0610287中所述)进行非电解镀金属时，通过硫铬侵蚀的表面处理没有产生令人满意的粘附效果。事实上，因为氧化很深以及金属膜很薄，由氧化产生的孔隙导致金属膜随时间出现分层现象。

也使用了其他的化学氧化，但通常用的较少。可以使用其它强氧化剂例如高锰酸钾。高锰酸钾易燃，对人体有害而且对水生生物有毒。

还可以是利用臭氧通过加热进行的氧化预处理，特别是如记载在JP-A-1092377中。在这种处理中，通过紫外(UV)照射加速氧化。臭氧是自动分解为分子氧的易燃气体。这种气体吸入后也有毒以及有腐蚀性。

为了克服与使用危险和污染的化学氧化剂有关的问题，已经考虑使用机械或物理预处理方案。

特别是，已知通过砂磨进行的机械研磨预处理特别地具有过研磨的麻烦。因此，为了获得相同亮度的罩面，需要进行更厚的金属沉积。为此，镀金属的成本明显增加。

还已知通过在可控的气氛下加热采用减压等离子体进行的物理预处理。另一已知的表面物理预处理是火焰处理。

这两种类型的物理预处理在膜的粘附质量方面均不是非常令人满意。

发明目的

因此，需要一种表面处理方法，其赋予聚合物衬底例如用于其非电解镀金属的特别的物理性质，即表面纳米多孔性(nanoporosity)，且这种方法将完全替代利用硫铬侵蚀的表面处理。

还需要一种使聚合物衬底表面金属化的非电解方法，该方法满足下面的至少一个目的：

-该方法应有利于金属膜对聚合物衬底表面的粘附，

-该方法应使得沉积尽可能薄的金属膜成为可能，从而特别地该金属膜具有光学性能，例如光反射性和传导性(conductivity)，

-该方法应当是“清洁的”，也就是，为了在镀金属前使聚合物表面具有纳米多孔性，该方法不应当使用有毒的、污染的和有害的溶液，像强氧化剂，例如硫铬氧化剂或高锰酸钾。

-该方法应能使来自该过程的流出物再循环，

-该方法应当用集成到现有生产线中的紧凑设备实施，例如该设备具有1m-5m的舱室长度，并能够在自动生产线上进行表面处理。

本发明的另一目的是提供一种在线实施衬底的整个处理和镀金属方法的装置。

发明内容

在经过长期研究以后，本发明人发现，对需要镀金属的优选聚合物衬底表面进行UV/电晕组合处理可以完美地替代目前利用硫铬侵蚀的处理，且还可以提高金属膜对优选聚合物衬底的粘附以及提高其装饰表现。

因此，本发明的目的是提供衬底表面处理方，其特征在于，该方法包括衬底，优选是聚合物衬底表面的UV/电晕组合处理。

根据本发明，术语“聚合物”表示均聚物与共聚物，例如像丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。

“UV/电晕组合处理”理解为例如衬底经受一次或多次电晕放电处理和一次或多次UV照射的UV处理。UV处理和电晕处理同时或非同时进行，且可以以任意顺序进行。