はじめに：プラスチック製品主な工程は、成形、表面処理、印刷、組み立ての4つです。中でも表面処理は欠かせない重要な工程です。コーティングの密着強度を高め、めっきのための良好な導電性基盤を提供するためには、前処理工程が不可欠です。
プラスチック製品の表面前処理
主にコーティング処理とめっき処理が含まれます。一般的に、プラスチックは結晶化度が高く、極性が小さいか無極性であり、表面エネルギーが低いため、コーティングの密着性に影響します。プラスチックは非導電性の絶縁体であるため、一般的な電気めっき工程の仕様に従ってプラスチック表面に直接めっきすることはできません。したがって、表面処理を行う前に、コーティングの密着強度を高め、めっきに適した良好な密着強度を持つ導電性下地層を形成するために必要な前処理を行う必要があります。
コーティングの前処理
前処理には、プラスチック表面の脱脂、すなわち表面の油分や離型剤の除去、およびコーティングの密着性を向上させるためのプラスチック表面の活性化が含まれる。
1．脱脂
脱脂プラスチック製品金属製品の脱脂と同様に、プラスチック製品の脱脂は、有機溶剤による洗浄、または界面活性剤を含むアルカリ水溶液による脱脂によって行うことができます。有機溶剤による脱脂は、プラスチック表面からパラフィン、蜜蝋、脂肪、その他の有機汚れを除去するのに適しています。使用する有機溶剤は、プラスチックを溶解、膨潤、またはひび割れさせず、沸点が低く、揮発性があり、無毒で、不燃性である必要があります。アルカリ水溶液は、耐アルカリ性プラスチックの脱脂に適しています。この溶液には、苛性ソーダ、アルカリ塩、および各種界面活性剤が含まれています。最も一般的に使用される界面活性剤はOPシリーズ、すなわちアルキルフェノールポリオキシエチレンエーテルであり、泡を形成せず、プラスチック表面に残留しません。
2．表面活性化
この活性化処理は、プラスチックの表面特性を改善することを目的としており、具体的には、プラスチック表面に極性基を生成したり、表面を粗くしたりすることで、コーティングが加工物の表面に濡れやすく吸着しやすくなるようにするものです。表面活性化処理には、化学酸化、火炎酸化、溶剤蒸気エッチング、コロナ放電酸化など、多くの方法があります。最も広く用いられているのは化学結晶酸化処理で、これはクロム酸処理液を用いることが多く、その典型的な組成は、二クロム酸カリウム4.5%、水8.0%、濃硫酸87.5%（96%以上）です。
ポリスチレンやABS樹脂などの一部のプラスチック製品は、化学酸化処理なしで直接コーティングできます。高品質のコーティングを得るためには、化学酸化処理も使用されます。例えば、ABS樹脂は脱脂後、希釈クロム酸処理液でエッチングできます。その典型的な処理処方は、クロム酸420g/Lと硫酸200ml/L（比重1.83）です。典型的な処理工程は、65℃～70℃で5分～10分加熱後、水洗、乾燥です。クロム酸処理液によるエッチングの利点は、プラスチック製品の形状がどれほど複雑でも均一に処理できることです。欠点は、作業が危険で、汚染の問題があることです。
コーティングの前処理
塗膜の前処理の目的は、塗膜とプラスチック表面との密着性を向上させ、プラスチック表面に導電性金属下地層を形成することである。前処理工程は主に、機械的粗面化、化学的脱脂、化学的粗面化、感光処理、活性化処理、還元処理、および化学めっきからなる。最初の3つの工程は塗膜の密着性を向上させるためのものであり、最後の4つの工程は導電性金属下地層を形成するためのものである。
1．機械的粗面化と化学的粗面化
機械的粗面化処理と化学的粗面化処理は、それぞれ機械的方法と化学的方法によってプラスチック表面を粗くし、コーティングと基材との接触面積を増加させる処理である。一般的に、機械的粗面化によって得られる接着力は、化学的粗面化によって得られる接着力の約10%程度であると考えられている。
2．化学脱脂
プラスチック表面コーティングの前処理における脱脂方法は、コーティングの前処理における脱脂方法と同じである。
3．感作
感光化とは、塩化スズや塩化チタンなどの酸化されやすい物質を、一定の吸着容量を持つプラスチック表面に吸着させる処理である。吸着された酸化されやすい物質は活性化処理中に酸化され、活性剤は触媒結晶核に還元されて製品表面に残る。感光化の役割は、後続の化学めっき金属層の基礎を築くことである。
4．アクティベーション
活性化とは、触媒活性金属化合物の溶液を用いて感光性表面を処理することである。その本質は、還元剤を吸着させた製品を貴金属塩の酸化剤を含む水溶液に浸漬し、酸化剤であるS2+nによって貴金属イオンを還元することにある。還元された貴金属は、強い触媒活性を持つコロイド粒子として製品表面に析出する。この表面をめっき液に浸漬すると、これらの粒子が触媒中心となり、めっき反応速度を加速させる。
5．減量治療
化学めっきを行う前に、活性化処理と洗浄を済ませた製品を、化学めっきに用いられる還元剤溶液に一定濃度で浸漬し、未洗浄の活性剤を還元・除去します。これを還元処理といいます。銅めっきの場合はホルムアルデヒド溶液が、ニッケルめっきの場合は次亜リン酸ナトリウム溶液が還元処理に用いられます。
6．化学めっき
化学めっきの目的は、プラスチック製品の表面に導電性の金属膜を形成し、プラスチック製品の金属層への電気めっきに適した環境を整えることである。したがって、化学めっきはプラスチック電気めっきにおける重要な工程である。
投稿日時：2024年6月13日