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TWI470041B - 用於施加金屬層之分散液 - Google Patents

用於施加金屬層之分散液 Download PDF

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TWI470041B
TWI470041B TW98117319A TW98117319A TWI470041B TW I470041 B TWI470041 B TW I470041B TW 98117319 A TW98117319 A TW 98117319A TW 98117319 A TW98117319 A TW 98117319A TW I470041 B TWI470041 B TW I470041B
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Rene Lochtman
Norbert Wagner
Juergen Kaczun
Juergen Pfister
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Basf Se
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Description

用於施加金屬層之分散液
本發明係關於用於施加金屬層之分散液，關於其製造方法且亦關於借助於分散液在基材上製造金屬層之方法。分散液另外關於所塗覆之基材表面，以及亦關於其用途。
已知有多種在不傳導電流之基材上製造的導電性金屬層之技術。例如，可在非導電性基材(諸如塑料)施以高真空金屬化，但此等方法複雜並且昂貴。
金屬化塑料之常見方法執行許多連續之製程步驟。此製程從使用強酸或鹼之表面活化步驟開始，實例係鉻硫酸。接著使用適合之過渡金屬錯合物之溶液塗覆塑料表面。此等容許在製程中將活化塑料表面金屬化。
然而，亦可能使用導電清漆或導電性糊料以在非導電性表面上獲得傳導性塗層，此等塗層係施用至塑料，但在此製程中，其必須對材料具有好的粘著力。
DE-A 1 615 786以舉例方式描述借助於包括細微分散鐵之漆層在非導電性表面上製造導電性層之方法。該漆另外刻意包括有機溶劑，以及某些比例之黏合劑。
然而，吾人所知此等導電清漆僅具有相對較低之傳導值，因為黏合劑阻止分散的金屬顆粒形成黏結導電層。此等層之傳導值因此無法達到具有等同厚度之金屬箔。雖然金屬顏料在層內之比例增大將亦導致傳導值之增大，但此時經常因為導電層在塑料表面上之黏著力不足而出現問題。
因此DE-A 1 521 152建議將含有黏合劑並且亦含有精細分散鐵之導電清漆施加至非導電性表面，並且接著使用無電流方法以將銀或銅層施加至導電清漆。隨後可藉由無電流或電鍍方法施加另一層。
EP-B 200 772描述借助於流體有機物漆黏合劑塗覆非導電性製品，以便完成高於10kHz頻率的電磁屏蔽。此方法從施加具有流體有機物漆黏合劑之底層開始，該底層中分散有活性金屬顆粒，並且接著由無電流方法在底層上沉積銅之第二層，並且最終將由電鍍金屬組成之第三層施用至第二層上。
DE-A 199 45 400特別描述磁性分散液，其刻意包括特殊黏合劑及磁性或可磁化的材料。
DE-A-10 2005 043 242 A1係關於在非導電性基材上施用金屬層之分散液，其包括有機黏合劑組分、具有各種金屬及/或金屬顆粒之金屬組分，以及溶劑組分。
著眼於愈加嚴格的要求，現另外需要最佳化用於非導電性基材之金屬塗層的系統，尤其係改良黏著力，以便確保在製程之後續步驟及在使用中之足夠的官能性。
因此，本發明之目的係提供一種分散液，其容許在非導電性基材上施用金屬層，並且尤其可此處之金屬層達成增高之黏著力及/或層均勻性。
本發明提供一種用於在非導電性基材上施用金屬層之分散液，其包括：有機黏合劑組分A；金屬組分B；溶劑組分C；其中有機黏合劑組分A基本上由下列者組成：A1具有羥基之聚氯乙烯共聚物及A2具有羥基之聚胺基甲酸酯。
一較佳實施例係實例中組分A1可由氯乙烯與至少一羥基丙烯酸酯或乙酸乙烯酯聚合並且隨後至少部分水解而獲得，且其中A2係含有羥基基團之線性聚胺基甲酸酯。在一實施例中，組分A1含有重複乙酸乙烯酯單元以及乙烯醇重複單元。在另一實施例中，A1含有丙烯酸酯單元與乙烯醇單元。
另一較佳實施例係實施例中組分A1與A2占黏合劑組分A之至少80重量%。
另一較佳實施例係對每份重量之A2，存在約0.25至4份重量，尤其係1至2份重量之組分A1。
另一較佳實施例係實施例中分散液包括基於分散液總重量之0.01至30重量%之有機黏合劑組分A，30至89.99重量%之金屬組分B，10至69.99重量%之溶劑組分C。
另一較佳實施例係實施例中組分B含有：B1基於金屬組分B之總重量為0.01到99.99重量%之具有第一金屬顆粒形狀之第一金屬；及B2基於金屬組分B之總重量為99.99到0.01重量%之具有第二金屬顆粒形狀之第二金屬；其中，一尤佳實施例符合下列條件之至少一項：
(1)第一與第二金屬不同。
(2)第一與第二顆粒形狀不同。
分散液可另外包括下列組分之至少一種：D)基於分散液之總重量為0.01至50重量%之分散劑組分；以及E)基於分散液之總重量為0.01至50重量%之填料組分。
組分A
黏合劑組分A基本上包含聚氯乙烯A1及聚胺基甲酸酯A2。在一較佳實施例中，組分A1及A2構成黏合劑組分A之80到100%。
組分A1
含有羥基之較佳聚氯乙烯之實例係德國Wacker Polymer Systems GmbH Burghausen銷售之VinnolE等級，此等係由乳液聚合產生。適合的組分A1之實例係氯乙烯共聚物，其由氯乙烯；羥基官能共聚單體，例如烯丙醇；羥基丙烯酸酯，特別是(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯；羥基羧酸之烯丙酯，特別是羥基己酸烯丙酯組成。在一較佳實施例中，A1含有1至50重量%，尤其係5至30重量%之共聚合羥基官能共聚單體。
其他適合的材料係由氯乙烯及乙酸乙烯酯組成之氯乙烯共聚物，例如由DOW化學公司銷售之UCARTM 等級，其在聚合反應後係至少在某種程度上進行水解以形成乙烯醇重複單元。在一較佳實施例中，A1含有1至25重量%，尤其係3到15重量%之乙烯醇重複單元。
尤佳組分A1之莫耳質量Mw 係20000至200000g/mol。適合的組分A1係以舉例之方式在DD135620，3至6頁；US-A-3036029，第1至3欄；US-A-2686172；第1至6欄及WO 96/04135，第8至18頁中描述。
聚胺基甲酸酯組分A2
尤其適合的組分A2係具有羥基並且具有1000至300000之分子量Mw之聚胺基甲酸酯，較佳的係自5000至300000(由GPC測量)，其係由二異氰酸酯以及由下列組分製得：
a)具有羥基並且具有自500至10000之分子量Mw之聚酯，其由烷二羧酸及烷二醇組成；或
b)具有自500至10000之分子量Mw之聚酯，其由羥基烷單羧酸之縮聚或其內酯之聚合獲得；或
c)具有羥基且具有式(I)之聚醚HO-(R-X)n -H　(I),其中：R係C1 -C10 -伸烷基，C3 -C10 -伸環烷基，或C5 -C14 -伸芳基，伸苯基較佳；X係氧(O)及/或硫(S)；且n係10至100之整數。
式(I)中數字n較佳的係選擇以使得聚醚之分子量Mw係500至10000。
此等聚醚之實例係聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氧化丁烯、聚己二醇等。
較佳係由聚酯組成之聚胺基甲酸酯，該聚酯具有羥基且係由具有至少六個碳原子之烷二羧酸及具有最少四個碳原子之烷二醇獲得。適合之烷二羧酸之實例有己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等。適合的烷二醇之實例有乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇等。
特佳係由下列組分反應產生之聚酯聚胺基甲酸酯：aa)聚酯二元醇，其分子量超過600及若合適則使用之ab)作為增鏈劑之二醇，其分子量自62至600，與ac)有機二異氰酸酯；而使組分aa)及ab)之羥基當量與組分ac)之異氰酸酯基的比例保持1:0.9至1:0.999，其中組分aa)係由至少80重量%之分子量自4000至6000的聚酯二元醇組成，該聚酯二元醇係基於(i)之己二酸以及(ii)之由1,4-丁二醇及1,6-己二醇組成之混合物，其中二醇之莫耳比係4:1至1:4。
組分aa)較佳係由至少80重量%之分子量(可由羥基數計算)自4000至6000之聚酯二元醇組成，其係基於(i)己二酸及(ii)由1,4-丁二醇及1,6-己二醇組成之混合物，其中二醇之莫耳比係4:1至1:4，較佳的係自7:3至1:2.。此等聚酯二元醇係以本身已知之方式經由己二酸與相當於提及之分子量的過量之二醇混合物在100至220℃下反應，直至反應混合物之酸值低於2產生。
組分aa)在此等聚酯二元醇之外可同時包括至多20重量%之分子量可由羥基數計算超過600的其他聚酯二元醇。此等伴隨使用之聚酯二元醇之分子量，若適當，通常係1000至4000，此等聚酯二元醇係該等以已知方式由較佳的含有最少6個碳原子之烷二羧酸與較佳的含有最少4個碳原子之烷二醇之反應獲得。適合的二醇之實例係1,4-丁二醇、1,5-戊二醇或1,6-己二醇。
若適合，聚酯聚胺基甲酸酯之製造可配合使用具有兩個末端羥基之本身已知低莫耳質量增鏈劑作為結構組分ab)。此等通常係分子量範圍自62至600之二元醇，較佳係62至118。
此等增鏈劑較佳的係具有末端羥基且具有2至8個碳原子之烷二醇，較佳的係具有2至6個，並且尤佳的係4至6個碳原子，例如1,2-二羥基乙烷、1,3-二羥基丙烷、1,4-二羥基丁烷、1,5-二羥基-戊烷、1,6-二羥基己烷或任何期望之此等二醇的混合物。
伴隨使用之組分ab)的量(若有使用)係最高達組分aa)之200羥基-當量百分率，較佳係至多達70。尤其若使用所提及類型的烷二醇之混合物作為組分ab)，則附隨使用之增鏈劑的總量基於組分aa)可自100至200羥基-當量百分率。若僅使用所舉例提及類型的單一種增鏈劑，則組分ab)的量通常基於組分aa)係至多100羥基-當量百分率。尤佳係使用量基於組分aa)係30至70羥基-當量百分率的組分ab)。
要在發明中使用之羥基聚氨酯組分(A)之製造係使用任何期望類型之脂肪族、環脂族化合物、芳脂族及芳族二異氰酸酯，尤其係下式者：
Q(NCO)2
其中Q係特別具有4至10個碳原子之脂肪族烴部分，較佳的係6個碳原子；特別具有5至15個碳原子之環脂族烴部分，較佳的係6至13個碳原子；特別具有6至15個碳原子之芳族烴部分，較佳的係7至13個碳原子；或特別具有1至13個碳原子之芳脂族烴部分。
較佳二異氰酸酯之實例係丁烷1,4-二異氰酸酯、己烷1,6-二異氰酸酯、伸己基1,4-二異氰酸酯、1-甲基-2,4-二異氰酸根基-環己烷、1-甲基-2,6-二異氰酸根基環己烷、2,4-或2,6-二異氰酸根基甲苯以及此等之混合物，二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯等。
二異氰酸酯與羥基聚酯及與對應醚a)-c)之反應較佳係以本身已知方式由在70至160℃之溫度下將組分共同加熱而進行。
適合的材料之實例係來自Bayer AG/BayerMaterial Science AG，Leverkusen之Desmocoll等級，尤其係等級140、500及530。
黏合劑組分A之其他成分
黏合劑組分A亦可包括其他黏合劑，例如天然及合成聚合物及其衍生物、天然樹脂，以及合成樹脂及其衍生物、天然橡膠、合成橡膠、蛋白質、纖維素衍生物例如硝酸纖維素、烷基纖維素、纖維素酯、乾燥及非乾燥油等等，尤其係聚烯烴、聚醯亞胺、環氧樹脂及酚醛樹脂、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、烯烴-乙酸乙烯酯及共聚物、由氯乙烯及乙烯基醚組成之共聚物、聚醯胺以及此等之共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯或聚乙烯醚、聚乙烯醇縮醛及此等之共聚物。
基於分散液之總重量，有機黏合劑組分A)之比例係特別自0.01至30重量%；比例較佳係自0.1至20重量%，更佳係自0.5至10重量%。
組分B
金屬組分B較佳的含有具有第一金屬顆粒形狀之第一金屬及具有第二金屬顆粒形狀之第二金屬。
第一金屬可係等同於或不同於第二金屬之金屬。第一金屬顆粒形狀同樣可等於或不同於第二金屬顆粒形狀。然而，較佳的係至少金屬或顆粒形狀不同。然而，亦可能不僅第一及第二金屬彼此不同，並且第一及第二顆粒形狀亦彼此不同。
分散液可在金屬組分B1及B2之外包括不同於第一及第二金屬之其他金屬，不同於第一或第二金屬，或等同於第一及第二金屬。相似的陳述適用於該其他金屬之金屬顆粒形狀。然而，為本發明之目的，較佳係至少一第一及第二金屬，以及一第一金屬顆粒形狀及一第二金屬顆粒形狀係滿足第一及第二金屬不同且/或第一及第二顆粒形狀彼此不同之條件。
為本發明之目的，金屬之氧化態係0並且其可以金屬粉末之形態引入分散液。
金屬之平均粒徑較佳係自0.001至100μm，較佳0.002至50μm，並且特佳係0.005至10μm。平均粒徑可由雷射散射測量決定，例如在Microtrac X100設備上。粒徑之分佈取決於用於此等之生產過程。直徑之分佈通常僅具有一個最大值，但亦可有複數個最大值。
因此可能例如為了完成顆粒之緊密包裝，混合平均直徑<100nm之顆粒與>1μm之顆粒。
適合的金屬之實例係鋅、鎳、銅、錫、鈷、錳、鐵、鎂、鉛、鉻、鉍、銀、金、鋁、鈦、鈀、鉑、鉭以及此等之合金。適合的合金之實例係CuZn、CuSn、CuNi、SnPb、SnBi、SnCo、NiPb、ZnFe ZnNi、ZnCo及ZnMn。特佳係鐵、鋅、鋁、銅及銀。
金屬亦可在金屬含量之外包含非金屬含量。金屬之表面的至少部分因此可具有塗覆。適合之塗料可係無機(例如二氧化矽、磷酸鹽)或有機物類型。金屬當然亦可具有其他金屬或金屬氧化物之塗覆。金屬同樣可以一定程度之氧化形式出現。
若意圖係兩種不同金屬形成金屬組分B，此結果可由混合兩種金屬完成。尤其較佳的係兩種金屬係選自由鐵、鋅、鋁、銅及銀構成之群組。
然而，金屬組分B亦可包括第一金屬及第二金屬，其中第二金屬係以合金(與第一金屬或與一或多種金屬)之形態存在，或者金屬組分B可包括兩種不同合金。在此等兩種情況中，對應之金屬組分B1及B2仍彼此不同，且其金屬顆粒形狀可因此彼此獨立地選擇成相同或不同。
在金屬之選擇之外，金屬之金屬顆粒形狀在塗覆後亦影響本發明之分散液之性質。鑒於形狀，有熟悉此項技術者所知之許多可能變化形式。例如，金屬顆粒之形狀可係針尖狀、圓柱形、薄片狀或球體。此等顆粒形狀係理想化形狀，並且實際形態可例如由於生產方法而多少與此等有所不同。因此，例如液滴形狀顆粒係為本發明之目的與理想化球形的實際偏差。
市售具有各種顆粒形狀之金屬。
若金屬組分B1及B2之顆粒形狀中不同，則較佳係第一係球形並且第二係薄片狀或針尖狀。
若顆粒形狀不同，則較佳金屬同樣係鐵、銅、鋅、鋁及銀。
如上所述，金屬可以其粉末之形態添加入分散液。此類型之金屬粉末係熟悉的市售產物，或可輕易由已知方法產生，例如由電解沉積或化學還原自金屬鹽之溶液產生，或由氧化粉末之還原，例如使用氫氣產生，或由熔融金屬之噴霧或霧化，尤其係進入冷卻劑，諸如氣體或水產生。氣體噴霧及水霧化較佳。
在鐵之情況中，不僅氣體噴霧及水霧化較佳，同時羰基法鐵粉方法(CEP方法)亦有利於於羰基法鐵粉之製造，此使用五羰基化鐵之熱分解。方法係以實例方式描述在Ullman工業化學百科全書，第五版，卷A14，599頁中。五羰基化鐵之分解可例如在高溫及高壓下在可加熱分解反應器中進行，反應器含有較佳的在垂直位置由耐熱材料(諸如石英玻璃或V2A鋼)組成之管，該管圍繞著由例如加熱浴或加熱絲或流通有熱流體之加熱夾套組成的加熱設備。
薄片狀金屬可由最佳化在生產方法中之條件獲得，或由機械處理，例如由在攪拌球磨中處理最佳化下游。
金屬組分B之比例係基於分散液之總重量之30至89.99重量%。金屬亞組分B1之比例係已與組分B之總重量的99.99至0.01重量%。金屬亞組分B2之比例係0.01至99.99重量%。若無另外金屬存在，B1及B2給予金屬組分B之100%。
B之較佳範圍係基於分散液之總重量的50至85重量%。
組分B1及B2之重量比較佳的係在1000:1至1:1之範圍中，從100:1至1:1更佳，在20:1到1:1之範圍中最佳。
組分C
本發明之分散液另外包括溶劑組分C。此基本上由溶劑或溶劑混合物構成。
適合的溶劑係丙酮、乙酸烷酯、丁基二甘醇、烷基二醇乙酸酯諸如丁基二醇乙酸酯、丁基二醇、乙酸苄酯、乙酸丁酯、γ-丁內酯、苯甲醇、氯仿、環己酮、二丙酮醇、二甘醇二甲醚、二噁烷、乙酸乙酯、氯化乙烯、乙二醇乙酸酯、乙基二醇、乙酸乙氧丙酯、乙二醇二甲醚、異佛酮、乙酸異丁酯、乙酸異丙酯、乙酸甲酯、甲基二醇、二氯甲烷、甲二醇、甲基乙基酮(甲乙酮)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基二醇乙酸酯、乙酸丙酯、丙二醇單烷基醚例如乙酸甲氧基丙酯、四氯化碳、四氫呋喃以及此等溶劑之兩種或更多種組成之混合物。
較佳溶劑係丙酮、乙酸烷酯、烷基二醇乙酸酯諸如丁基二醇乙酸酯、γ-丁內酯、苯甲醇、乙酸苄酯、環己酮、二丙酮醇、二噁烷、乙酸乙酯、乙二醇乙酸酯、乙酸乙氧丙酯、乙酸異丙酯、甲基乙基酮(MEK)、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基二醇乙酸酯、乙酸丙酯、丙二醇單烷基醚，例如乙酸甲氧基丙酯、四氫呋喃以及此等之混合物。
溶劑組分C基於分散液之總重量的比例係自10至69.99重量%。比例較佳的係15至50重量%。
組分D
分散液可另外包括分散劑組分。此由一或多種分散劑組成。
原則上，任何為熟習此技術者所知之供分散液使用並且在先前技術中描述之分散劑都適合。較佳之分散劑係界面活性劑或界面活性劑混合物，實例係陰離子、陽離子、兩性或非離子界面活性劑。
陽離子及陰離子界面活性劑係例如在：「高分子科學及技術之百科全書(Encyclopedia of polymer Science and Technology)」J. Wiley ＆ Sons(1966)，卷5，816至818頁，及「乳液聚合及乳化液聚合物(Emulsion polymerisation and Emulsion polymers)」，編輯P. Lovell及M. El-Asser，Wiley ＆ Sons(1997)出版，224-226頁中描述。
脂肪酸亦適合作為分散劑組分，實例係油酸或硬脂酸。
然而，使用之分散劑亦可包括熟習此技術者所知具有錨基團之聚合物，其中此等基團具有顏料親和力。
分散劑組分D之使用量基於分散液之總重量可於0.01至50重量%範圍內。比例較佳的係0.1至25重量%，尤佳的係自0.3至10重量%。
組分E
本發明之分散液可另外包括填料組分E。此可由一或多種填料組成。金屬化組合物之組分E可因此包括纖維性或微粒填料，或此等之混合物。此處之材料較佳的係市售產物，實例係係碳形式，例如碳黑、石墨烯、碳奈米管及玻璃纖維。
其他可使用之填料或加強材料係玻璃粉、礦物纖維、須晶、氧化鋁、雲母、石英粉末或矽灰石。其他可使用之材料係碳、二氧化矽、矽酸鹽例如氧相二氧化矽或頁矽酸鹽、染料、脂肪酸、脂肪醯胺、增塑劑、潤濕劑、乾燥劑、觸媒、錯合劑、碳酸鈣、硫酸鋇、蠟、顏料、偶合劑或導電聚合物顆粒。
組分E基於分散液總重量之之比例較佳係0.01至50重量%。更佳係0.1至10重量%之量，且特佳係0.3到5重量%之量。
處理助劑及穩定劑可另外存在於本發明分散液中，實例係紫外線穩定劑、潤滑劑、防腐劑及阻燃劑。此等基於分散液之總重量的比例通常係0.01至5重量%。比例較佳係0.05到3重量%。
本發明亦提供藉由以下方式製造本發明分散液的方法：
A將組分A至C及適合之D、E混合，以及與另外組分混合；及
B將混合物分散。
分散液可由使用為熟悉此項技術者所知之組合件充分混合及分散產生。此包括在溶解裝置或在類似提供強烈分散之組合件中混合組分，或在大批量情況下於攪拌球磨或粉末流化劑中分散。
本發明另外提供一種用於在非導電性基材之表面的至少一部分上製造金屬層之方法，其藉由：
a)將本發明分散液施用至基材；
b)將基材上所施加之層乾燥；及
c)若適合，由無電流及/或電鍍方法在乾燥的分散層上沉積金屬。
適合的基材係非導電性材料，諸如聚合物。適合之聚合物係環氧樹脂，諸如雙官能團或多官能團、芳族聚醯胺加強或玻璃纖維加強、或紙加強環氧樹脂(例如FR4)、玻璃纖維加強塑料、聚苯硫(PPS)、聚甲醛(POM)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚環烷酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、酚系-樹脂塗覆-芳族聚醯胺-紙電介質、APPE、聚醚醯亞胺(PEI)、聚苯醚(PPO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碸(PSU)、聚醚碸(PES)、聚芳基醯胺(PAA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)、苯乙烯丙烯腈(SAN)以及上述聚合物之兩種或更多種的混合物(摻合物)，其可取非常廣泛多樣之形態。基材可包括為熟習此技術者所知之添加劑，例如潤滑劑、穩定劑或阻燃劑。
尤佳基材係聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚環烷酸乙二酯(PEN)、聚醯胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)。
其他適合的基材是複合材料、類發泡體聚合物、、、陶瓷表面、紡織品、紙板、紙、聚合物塗料紙、木材、礦物質材料、玻璃。
為本發明之目的，術語「非導電性」較佳的係指電阻率大於109 ohm×cm。
分散液可由為熟悉此項技術者所知之方法施加。施加至基材表面可在一或多個側面上進行，並且可延續一、二或三個維度。基材通常可具有任何期望之適合計劃用途之幾何結構。
傳統方法同樣被用於施加層之乾燥。或亦可例如由使用加熱化學性或物理性硬化之黏合劑。
施加分散液及乾燥之後獲得之層則允許藉由無電流及/或電鍍方法，在乾燥之分散層上沉積金屬。
本發明分散液可在步驟a)中以結構化或非結構化形態施加。較佳的係施用(步驟a)之步驟、乾燥(步驟b)之步驟以及(若適合)其他金屬之沉積(步驟c)係連續執行。步驟a)、b)及(若適合)c)之簡易性容許此種情況。然而，當然亦可能使用分批方法或半連續方法。
塗覆處理可使用常見熟知之塗覆方法(澆鑄、展布、刮塗、刷塗、印刷(凹雕印刷、網版印刷、苯胺印刷、移印、噴墨、平版等)、噴霧、浸塗、施粉、流體化床等)。層厚度較佳的係自0.01變化至100μm，更佳的係自0.1至50μm，尤佳的係自1至25μm。可施加非結構化或結構化層。
在一尤佳實施例中，本發明之分散液係藉由印刷方法施用於基材，其中分散液借助於以電磁波的形式消散能量之裝置經歷體積及/或位置之變化，結果係分散液轉移至基材。此類型之方法係例如自WO 03/074278 A1、WO 01/72518 A1及DE-A-1 00 51 850已知。此類型之方法係由Aurentum Innovationstechnologien GmbH以LaserSonic技術提供。
在步驟c)中由無電流及/或電鍍方法執行之金屬沉積可使用為熟習此技術者所知以及在文獻中描述之方法。可由電流方法及/或電鍍方法施加一或多層金屬層，即經由施加外加電壓及使用電流。可使用於藉無電流及/或電鍍方法沉積之金屬原則上係任何該等比分散液之最不貴重金屬貴重或同樣貴重之金屬。較佳係藉由電鍍方法沉積銅層、鉻層、銀層、金層及/或鎳層。較佳亦係藉由電鍍方法沉積由鋁組成之層。在步驟c)中沉積之一或多層的厚度係在為熟習此技術者所知之通常範圍內並且對本發明不具實質重要性。
在本發明之一較佳實施例中，基材係在施用本發明分散液之前經底漆處理。在一較佳實施例中，底漆相當於本發明之分散液，但先決條件為其不包括金屬組分B。因此，在一實施例中，底漆實質上含有有機黏合劑組分A、溶劑組分C、若合適之分散劑組分D、及若合適之填料組分E。在另一較佳實施例中，填料組分E含有可作為分隔物之填料，並且其因此可在將經塗覆基材捲起時防止黏連。
本發明另外提供具有表面之基材，該表面至少部分具有可由本發明之如上所述之用於金屬層製造之方法獲得的導電性金屬層。
此類型基材表面可用於傳導電流或熱量，或用於阻隔電磁輻射，或用於磁化。
本發明另外提供本發明用於施用金屬層的分散液之用途。
本發明之基材可特別用於各種以下列出之應用。
例如，有可能產生導體軌道結構，例如用於天線之製造，諸如RFID天線或轉發器天線，印刷電路板(多層內部和外部底層、微孔、機載電路、撓性及硬性印製電路板、紙及複合材料等)，帶狀電纜，座位熱量系統，無接點電路片，電容器，電阻，連接器，箔導體，電力熔絲。
亦可能使用接觸產生用於有機電子器件之天線，並且亦在由非導電性材料組成之表面上產生塗層，用於電磁屏蔽。
亦可能產生非結構化或結構化導電性層，用於由上述非導電性基材組成之模制物的隨後裝飾性金屬化。
借助於本發明之分散液製造金屬層的本發明方法的應用以及本發明基材表面之廣泛性使得可於低成本下製造金屬化、非本質導電性基材，尤其係該等供用作開關、傳感器及MIDs(模制物互連設備)、電磁輻射之吸收器之用，或裝飾性零件，尤其係用於汽車領域、清潔領域、玩具領域、家庭領域及辦公室領域之裝飾性零件，及包裝，以及箔。發明亦可用於紙幣、信用卡、身份證明等之保密印刷的領域。本發明之方法可用於使紡織品電力及磁性功能化(發射機、RFID天線、轉發器天線及其他天線、傳感器、加熱元件、抗靜電系統包括塑料、屏蔽系統等)。
此等應用之實例係容器，諸如電腦容器、用於顯示屏、移動電話、聲頻設備、電視設備、DVDs及照相機之容器，以及用於電子器件、軍事及非軍事屏蔽設備、淋浴配件及臉盆架配件，蓮蓬式噴嘴、淋浴扶手及淋浴座、金屬化門把手及門把、梳妝紙滾筒座、浴缸柄、傢具及鏡子上之金屬化裝飾性帶之容器，及淋浴隔斷之框架，以及包裝材料。
亦可提及：汽車領域中之金屬化塑料表面，例如裝飾條、車外後視鏡、散熱器護柵、前端金屬化、機翼表面、外部車身製造部分及內部零件、門檻、防滑板代用品及裝飾性車輪罩。
亦可能在積體電氣模組上產生接點部位或接觸墊或電線。
本發明分散液同樣可用於在印刷電路板及RFID天線上的孔之金屬化，包括盲孔、通孔等，以接通印刷電路板之上及下側面。此情況亦適用於使用其他基材時。
在本發明中產生之金屬化製品另外係(只要其包括可磁化金屬)用於包括可磁化功能零件之領域中，例如磁接觸器盤、磁性遊戲及在例如冰箱門中之磁表面。其亦用於好的導熱性係有利的之領域中，例如在用於座位加熱系統、地板加熱系統以及絕緣材料之箔中。
在本發明中，基材表面金屬化之較佳用途係該等其中產生之基材充當印刷電路板、RFID天線、轉發器天線、座位加熱系統、帶狀電纜或無接點晶片卡。
 實例 發明性實例1
50.5g球形鐵粉及12.5g薄片狀銅粉係由攪拌(使用溶解裝置攪拌器)合併進入由3.5g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及1.7g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.8g甲基乙基酮中組成之溶液內。產生之分散液係由刮刀在約4μm之層厚度下施加至PET箔。乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
發明性實例2
由3.5g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及1.7g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.8g甲基乙基酮中組成之溶液係由刮刀在約1.5μm之層厚度下施加至PET箔，並且乾燥。接著將來自發明性實例1之分散液施用至因此事先準備好之PET箔上。在乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
發明性實例3
50.5g球形鐵粉及12.5g薄片狀銅粉係由攪拌(使用溶解裝置攪拌器)合併進入由3g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及3g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31g甲基乙基酮中組成之溶液內。產生之分散液係由刮刀在約4μm之層厚度下施加至PET箔。乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
發明性實例4
由3gVinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及3g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.5g甲基乙基酮中組成之溶液係由刮刀在約1.5μm之層厚度下施加至PET箔，並且乾燥。接著將來自發明性實例3之分散液施用至因此事先準備好之PET箔上。在乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
發明性實例5
由3.5g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及1.7g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.5g甲基乙基酮中組成之溶液係由刮刀在約1.5μm之層厚度下施加至PET箔，並且乾燥。
下列分散液係接著施用至因此事先準備好之PET箔：50.5g球形鐵粉及12.5g薄片狀銅粉係由攪拌(使用溶解裝置攪拌器)合併進入由3g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及3g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31g甲基乙基酮中組成之溶液內。產生之分散液係由刮刀在約4μm之層厚度下施加至PET箔。乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
發明性實例6
由3.5g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及1.7g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.5g甲基乙基酮中組成之溶液係由刮刀在約1.5μm之層厚度下施加至PET箔，並且乾燥。
下列分散液係接著施用至因此事先準備好之PET箔：50.5g球形鐵粉及12.5g薄片狀銅粉係由攪拌(使用溶解裝置攪拌器)合併進入由1.7g Vinnol15/40A(OH功能化PVC共聚物，Wacker)及3.5g Desmocoll140(OH-功能化PU聚合物)在31.5g甲基乙基酮中組成之溶液內。產生之分散液係由刮刀在約4μm之層厚度下施加至PET箔。
乾燥後，使用市售酸式硫酸銅槽將厚度約20μm之銅層沉積在此金屬層上。在室溫下儲存5日後，由使用拉力試驗機(Zwick)決定沉積金屬層之黏著力。
比較實例1
精確重複DE-A-102005043242之實例1：8.4g乙烯-乙酸乙烯共聚物係溶於126g乙酸正丁酯中。378g球形鐵粉及42.0g薄片狀銅粉係借助於溶解裝置攪拌器分散在此溶液中。產生之分散液係在4μm之厚度下施加至預先準備之PET箔。乾燥後，將厚度9μm之銅層施加在酸式硫酸銅槽中。
比較實例2：
精確重複DE-A-202005043242之實例2：8.4g乙烯-乙酸乙烯共聚物係溶於96.6g乙酸正丁酯中。378g球形鐵粉及42.0g薄片狀銅粉係借助於溶解裝置攪拌器分散在此溶液中。產生之分散液係在4μm之厚度下施加至預先準備之PET箔。乾燥後，將厚度9μm之銅層施加在酸式硫酸銅槽中。
所得結果列於下表中。

Claims (19)

  1. 一種用於在非導電性基材上施加金屬層之分散液，其包括：有機黏合劑組分A；金屬組分B，其包含B1基於金屬組分B總重量為0.01到99.99重量%之具有第一金屬顆粒形狀之第一金屬；及B2基於金屬組分B總重量為99.99到0.01重量%之具有第二金屬顆粒形狀之第二金屬；其中其遵守下列條件之至少一者：(1)第一與第二金屬不同，(2)第一與第二顆粒形狀不同；溶劑組分C；其中該有機黏合劑組分A基本上由下列組分組成：A1具有羥基之聚氯乙烯共聚物，及A2具有羥基之聚胺基甲酸酯。
  2. 如請求項1之分散液，其中組分A1係可由氯乙烯與烯丙醇及/或與羥基丙烯酸酯及/或與羥基羧酸之烯丙酯聚合獲得，並且其中A2係含有羥基之線性聚胺基甲酸酯。
  3. 如請求項1或2之分散液，其中組分A1係可由氯乙烯與乙酸乙烯酯之聚合獲得，並且產生之聚合物可進一步經水解以形成乙烯醇重複單元，並且其中A2係含有羥基之線性聚胺基甲酸酯。
  4. 如請求項1或2之分散液，其中組分A1與A2構成黏合劑組 分A之至少80重量%。
  5. 如請求項1或2之分散液，其中對每份重量之A2，存在約0.25至4份重量，尤其係1至2份重量之組分A1。
  6. 如請求項1或2之分散液，其含有：0.01至30重量%之有機黏合劑組分A；30至89.99重量%之金屬組分B；10至69.99重量%之溶劑組分C；其各係基於該分散液之總重量。
  7. 如請求項1或2之分散液，其另外包含下列組分之至少一者：D基於分散液總重量為0.01至50重量%之分散劑組分；以及E基於分散液總重量為0.01至50重量%之基於碳的填料組分。
  8. 如請求項1或2之分散液，其中若適合則已塗覆金屬組分B且其以互相獨立之方式選自由下列構成之群組：鋅、鎳、銅、錫、鈷、錳、鐵、鎂、鉛、鉻、鉍、銀、金、鋁、鈦、鈀、鉑、鉭及其合金。
  9. 如請求項1或2之分散液，其中該金屬組分B包含至少兩種不同金屬。
  10. 如請求項1或2之分散液，其中該金屬組分B係以至少兩種不同之顆粒形狀存在。
  11. 如請求項1或2之分散液，其中金屬組分B之金屬的平均粒徑係在0.001至100μm之範圍內。
  12. 一種用於製造如請求項1或2之分散液的方法，其係藉由：1.將組分A至C、以及若適合之分散劑組分D及填料組分E混合；及2.將混合物分散。
  13. 一種用於在非導電性基材之至少一部分表面上製造金屬層的方法，其係藉由：a)將如請求項1至12中任一項之分散液施用至基材上；b)將施加在基材上之層乾燥。
  14. 如請求項13之方法，其中在施用分散液之前先將底漆施用至背襯。
  15. 如請求項14之方法，其中該底漆之黏合劑組分含有組分A1+A2，並且若適合，含有分散劑組分D及填料組分E。
  16. 如請求項13或14之方法，其中該基材係PET、PVC、PEN、PC或PA箔。
  17. 如請求項13或14之方法，其中該分散液係經由印刷方法施用至基材，其中該分散液借助於能量消散裝置經歷體積及/或位置之變化，該能量消散裝置以電磁波之形式消散能量，且因此將該分散液轉移至基材。
  18. 一種具有可由如請求項13或14之方法獲得之表面的經塗覆基材。
  19. 一種如請求項18之經塗覆基材的用途，其係用於傳導電流或熱量，或作為裝飾金屬表面，或用於屏蔽電磁輻射，或用於磁化。
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