用于化学镀的工件的制造方法技术

一种制造其表面待通过化学镀来镀覆的工件的方法，包括臭氧处理步骤和表面层除去步骤。在臭氧处理步骤中，通过使含有树脂并且具有表面的工件体与含臭氧的溶液接触，通过臭氧处理来处理工件体。由此，在工件体的表面上形成改性层。然后，在表面层除去步骤中，通过向改性层施加能量从所得的改性层除去表面层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造用于化学镀的工件的方法，例如，进行用于在树脂表面上 形成镀覆涂膜的化学镀的工件。相关技术描述由于树脂材料具有诸如易于模制、在物理性质值如强度值方面表现出高的自由 度、以及轻质等的特性，所以已经期望在多种领域中加以利用。但是，树脂材料也具有 以下缺点它们不导电；并且它们表现出低的硬度。因此，为了弥补这些缺点，已经将 树脂材料与金属复合。例如，作为为树脂提供导电性的方法之一，在树脂的表面上形成 导电涂膜例如金属涂层的方法是已知的。在为树脂提供导电性的所有方法之中，与形成 导电涂膜的其他方法相比，化学镀(或无电镀)使得制造者能够便利而较不昂贵地形成 导电涂膜。术语“化学镀”是指通过化学还原溶液中的金属离子而使它们沉积或沉淀， 从而在工件表面上形成金属涂膜的方法。与通过电使溶液中的金属离子沉淀的电镀法不 同，化学镀方法甚至可以在绝缘体如树脂上形成金属涂膜。而且，由于可以进一步对形 成有金属涂膜的树脂材料进行电镀，所以能够进一步扩大树脂材料的应用。因此，化学 镀处理已被广泛用于为诸如机动车部件和家用电器的领域中所用的树脂工件赋予导电性 和/或金属光泽。但是，通过化学镀形成的镀覆涂膜可能涉及以下问题完全形成涂膜可能费 时；以及涂膜可能表现出对树脂工件的粘附性不足。因此，在化学镀处理之前，对树脂 工件进行预处理。就改善粘附性的预处理而言，通常通过化学蚀刻进行树脂工件表面的粗糙化， 其目的在于通过锚定效应提高树脂工件和镀覆涂膜之间的粘附强度。然而，通过化学蚀 刻的粗糙化方法可能不仅涉及表面平坦性降低，而且涉及废液处理问题，这是因为化学 蚀刻使用毒性有害物质，例如铬酸、高锰酸和硫酸。因此，如日本未审的专利公开(特许公开)公报2005-36292、日本未审的专利公 开(特许公开)公报2005-113236和日本未审的专利公开(特许公开)公报2009-24244中 所公开的那样，在通过使树脂工件与臭氧水接触(或对树脂工件进行臭氧水处理)而使树 脂工件的表面改性之后，通过化学镀形成镀覆涂膜。当使树脂工件与臭氧水接触之后， 臭氧氧化树脂工件的表面以使表面中的分子链例如双键断裂。结果，在表面中产生诸如 OH基团、CO基团和COOH基团的极性基团。因此，通过对表面中具有许多极性基团 的树脂工件进行化学镀，可以形成表现出良好的粘附强度的镀覆涂膜。此外，树脂工件 的表面设置有具有孔的层，所述孔的尺寸为纳米水平或更小，这是因为臭氧水渗入树脂 工件的表面部分中。因此，当对具有这样的表面的树脂工件进行化学镀时，镀液往下渗入孔中。从而，因为金属离子在孔中沉积或沉淀，所以树脂工件的表面部分变成包含树 脂和金属的混合层。因此，该混合层可以在镀覆涂层和树脂工件之间产生纳米水平的锚 定效应。而且，根据专利公开公报，已经进行了用紫外线轰击或照射树脂工件的表面以 及用臭氧水处理表面。据说紫外线的轰击或照射可以优选与臭氧水处理同时进行。换言 之，紫外线和臭氧的协同作用使树脂工件的表面活化以产生更多的极性基团。此外，为了通过如上 所述的紫外线的轰击或照射在树脂工件的表面上暴露出更 多的极性基团，在用臭氧水处理表面之后，还用含碱性组分的溶液对树脂工件的表面进 行处理。但是，取决于待用的碱和树脂的组合，使用含碱性组分的溶液可能导致以下问 题溶液根本不溶解树脂工件；或者因为树脂易于溶于溶液中，因此不仅在溶液中溶解 的树脂超过必要的水平，而且树脂工件本身已经劣化。而且，使用含碱性组分的溶液对 树脂工件的表面处理可使得工件表面的平坦性降级，这是因为表面处理与上述化学蚀刻 并无差异。综上所述，已经常规地进行了树脂工件的表面活化以在其上形成更多的极性基 团，其目的仅是使得后续镀覆可能产生对树脂工件的表面表现出良好粘附性的镀覆涂 膜。此外，迄今为止还未评价所得的镀覆涂膜在镀覆后被置于苛刻环境中时它们的粘附 强度。可以在进行如已常规进行的化学镀处理之前，通过用臭氧水处理简单地处理树 脂工件使得化学镀覆涂膜紧密粘附在树脂的平坦表面上。但是，作为对这样的化学镀涂 覆构件进行耐久性测试的结果，发现当涂覆构件置于高温和高湿度环境中时，化学镀覆 涂膜显著地从树脂工件或材料(例如基体)剥离。但是，需要涂覆构件表现出即使在可 能为高温和高湿度环境中仍然可使用的这种可靠性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种制造用于化学镀的工件的方法，该制造方 法使得能够改善树脂工件和化学镀覆涂膜之间的粘附强度，即，该制造方法可以最终抑 制在高温和高湿度环境中易于出现的粘附强度下降。本专利技术的专利技术人从各个角度评价了通过用臭氧水处理树脂工件之后对树脂工件 进行化学镀而制得的化学镀覆涂膜。结果，本专利技术人能够明确以下事实高温和高湿度 环境中发生的化学镀覆涂膜的剥离通常是由树脂工件的表面层(即树脂和金属的混合层) 处开始的破坏而导致的，根本不是发生在树脂工件和化学镀覆涂膜之间的界面处。本发 明人相信在通过臭氧水处理而改性的树脂工件的外部暴露于高温和高湿度环境时，该现 象导致树脂工件的强度降低。于是，本专利技术人扩展了成就，以顺利完成将在下文中描述 的本专利技术。例如，根据本专利技术的一种制造方法是用于制造用于化学镀的工件的，该工件具 有待通过化学镀来镀覆的表面，并且该方法包括通过臭氧处理来处理包含树脂并具有表面的工件体的臭氧处理步骤，其中使所 述工件体与含臭氧的溶液接触，从而在工件体的表面上形成改性层；和通过向改性层施加能量从所得的改性层中除去表面层的表面层除去步骤。注意术语“化学镀”可以在本说明书中的适当之处简单地称作“镀覆”。当试图粗略地用图来具体说明根据本专利技术的时， 考虑如图1所示进行说明。图1说明工件体分别在经历制造用于化学镀的工件的本专利技术方 法的单独步骤之前和之后的截面图。例如，用于制造用于化学镀的工件的本专利技术方法包 括以下两个步骤(1)臭氧处理步骤，其中在包含树脂的工件体的表面上形成改性层； 和(2)表面层除去步骤，其中除去所得的形成于工件体表面上的改性层的一部分(或其表 面层)。而且，可以对所得的工件进一步进行以下步骤( 化学镀步骤，其中对工件进 行化学镀，例如，所述工件具有表面层除去的改性层。在表面层除去步骤O)中除去的 改性层的表面层或其一部分是在高温和高压环境中可能成为化学镀覆涂膜剥离起始点的 部分。由于在化学镀步骤C3)之前从改性层除去这样的表面层，因此所得化学镀覆涂膜 可以在粘附强度方面得以提高。而且，注意在表面层除去步骤O)中仅表面层从改性层 中除去。结果，金属离子可能在改性层具有的孔中沉积或沉淀，导致在对如此制造的用 于化学镀的工件进行化学镀步骤(3)时形成树脂和金属的混合层。因此，可预期或可期 望所得混合层可以表现出纳米水平上的锚定效应。因此，据信工件体和化学镀覆涂膜表 现出在边界面或界面处的可高度保持的粘附强度。注意，能够在本说明书中大胆地规定术语“高温”为50°C以上，或甚至85°C以 上。而且，在本说明书中，可以大胆地规定另一术语，“高湿度”为相对湿度60%以 上，或甚至85%以上。而且，由于表面层是通过向表面施加能量而从改性层的表面除去的，因此工件 体可以保持平坦。此外，表面层的除去随着构成工件体的树脂的分子链因所施用的能量 而切断或断裂而进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于化学镀的工件的方法，所述工件具有待通过化学镀镀覆的表面，所述方法包括：处理工件体的臭氧处理步骤，所述工件体含有树脂并且具有通过臭氧处理的表面，其中使所述工件体与含臭氧的溶液接触，从而在所述工件体的表面上形成改性层；和通过向所述改性层施加能量从所得改性层除去表面层的表面层除去步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长村学，下俊久，加藤伊三美，吉田贵司，别所毅，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]