[发明专利]制造化学镀覆的材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造化学镀覆的材料的方法，用于通过化学镀覆处理在其树脂表面上形成镀覆膜。

相关技术描述

由于树脂材料的特性如高可成形性、在诸如强度的特征值方面的高自由度和轻质，其预期用于多种领域。然而，树脂也有缺点，例如不导电和硬度低。因此，为了弥补树脂材料的缺点，将树脂与其他材料如金属进行结合。例如，一种使树脂具有导电性的公知方法是在树脂表面上形成导电膜，例如金属膜。重要的是，与用于形成导电膜的其他方法相比，化学镀覆(无电镀覆)可以容易地且廉价地形成导电膜。化学镀覆是通过化学还原并沉积溶液中的金属离子而在材料表面形成金属膜的方法。与通过电力引发的电沉积形成金属膜的电镀覆相比，甚至可以在诸如树脂的绝缘材料上形成金属膜。此外，还可以使其上形成有金属膜的树脂材料经受电镀覆，并由此可以用于多种应用。因此，化学镀覆处理广泛用作使用于机动车部件、电器等领域的树脂材料具有导电性或金属光泽的方法。

然而，通过化学镀覆形成的膜也存在问题，其原因是它耗费长的时间来形成膜，并且膜与树脂材料的粘附不足。因此，在进行化学镀覆处理之前通常要对树脂材料进行预处理。

作为提高粘附的预处理，通常实施通过化学蚀刻来使树脂材料表面粗糙化，以通过锚定效应来提高树脂材料和镀覆膜之间的粘附强度。然而，通过化学蚀刻来使表面粗糙化的方法不仅降低表面平滑度，而且带来废液处置方面的问题，其原因是使用有毒和有害的物质，例如铬酸、高锰酸和硫酸。

相应地，在日本专利申请公开2005-36292(JP-A-2005-36292)、日本专利申请公开2005-113236(JP-A-2005-113236)和日本专利申请公开2009-24244(JP-A-2009-24244)中，在已经通过使树脂材料与臭氧水接触(臭氧水处理)来对树脂材料表面改性之后形成化学镀覆膜。当使树脂材料与臭氧水接触时，在树脂材料表面中诸如双键的分子链因臭氧的氧化而断裂，从而在表面中形成极性基团，例如OH基、CO基和COOH基。当其表面中具有许多极性基团的树脂材料经受化学镀覆时，可以形成具有优异粘附强度的镀覆膜。此外，当臭氧水渗透到树脂材料的表面区域中时，在树脂表面中形成具有低于纳米级的孔的层。当在这种树脂材料的表面上进行化学镀覆时，镀覆溶液甚至渗透到孔内。由于金属离子沉积在孔内以在树脂材料的表面区域内形成由树脂和金属构成的混合层，所以可以获得纳米级的锚定效应。

在上述文件中，除了臭氧水处理之外，树脂材料的表面经受紫外照射。据认为优选的是与臭氧水处理同时实施紫外照射，其原因是通过紫外线和臭氧的协同作用使树脂材料的表面活化并且形成极性基团。

利用上述方法，在为了将大量极性基团暴露于树脂材料的表面而利用臭氧水处理树脂材料之后，利用包含碱性组分的溶液实施表面处理。然而，当使用含有碱性组分的溶液时，带来如下问题：树脂材料不溶解，或者树脂溶解得使其溶解到超过必要的程度，而且，更糟的是，根据所用的碱和树脂的组合，树脂材料自身劣化。此外，利用包含碱性组分的溶液对树脂材料进行表面处理与上述化学蚀刻相当，并且易于降低树脂材料的表面平滑度。

也就是说，利用碱性组分进行的处理只是活化了树脂材料的表面以形成大量的极性基团，使得可以在具有高粘附的树脂材料表面上进行镀覆处理。尚未对在镀覆处理之后置于严酷环境中的树脂材料的粘附强度进行评价。

化学镀覆膜与平坦树脂表面的粘附甚至可以通过在化学镀覆处理之前只用臭氧水对树脂材料进行处理来实现。然而，对这种化学镀覆涂覆构件进行的耐久性测试的结果显示：当使化学镀覆膜置于高温和高湿度环境中时，它们出现剥离的情况显著增加。因此，需要确保涂覆的构件甚至可用于可能产生高温和高湿度条件的环境中的可靠性。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于制造化学镀覆的材料的方法，其能够解决在高温和高湿度环境中可能出现的树脂材料和化学镀覆膜之间的粘附强度降低的问题。

本发明人对通过使树脂材料在臭氧水处理之后经受化学镀覆处理而获得的化学镀覆涂覆构件进行各种评价。结果，在高温和高湿度环境中引起的化学镀覆膜的剥离不是发生在树脂材料和化学镀覆膜之间的界面处，而是可由树脂材料的表面层(树脂和金属的混合层)的破裂而产生。据认为其原因是通过臭氧水处理进行改性的树脂材料的表面区域在暴露于高温和高湿度环境时强度降低。因此，本发明人对该发现进行了研究，并且完成了下述发明。