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JP7204195B2 - Plating primer and laminate using the same - Google Patents
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JP7204195B2 JP2019008626A JP2019008626A JP7204195B2 JP 7204195 B2 JP7204195 B2 JP 7204195B2 JP 2019008626 A JP2019008626 A JP 2019008626A JP 2019008626 A JP2019008626 A JP 2019008626A JP 7204195 B2 JP7204195 B2 JP 7204195B2
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Description

本発明は、めっき下地剤およびそれを用いた積層体に関するものである。 The present invention relates to a plating base material and a laminate using the same.

プラスチックやセラミック、ガラス等の非導電性基材に対して金属めっき(以下、単に「めっき」と略称する。)を形成する技術は、例えば、自動車部品等の樹脂成形体への高級感や美観の付与や、電磁遮蔽や、プリント基板や大規模集積回路等の配線技術等に幅広く用いられている。 The technology of forming metal plating (hereinafter simply referred to as "plating") on non-conductive substrates such as plastics, ceramics, glass, etc. , electromagnetic shielding, and wiring technology for printed circuit boards and large-scale integrated circuits.

非導電性基材は、めっきとの界面に金属結合を得ることができない。そのため、非導電性基材にめっきを施すためには、非導電性基材の表面をクロム酸等で化学的に粗化して(微細な凹凸を設けて)(エッチング)、エッチング部分にパラジウム-錫錯体等の触媒金属を吸着させ(キャタリスト)、錫塩を溶解させ、酸化還元反応により金属パラジウムを生成させ(アクセレーター)、ニッケル等のめっきを施すことが通常である。しかしながら、エッチングからアクセレーターのめっき処理迄の前処理は、工程が煩雑であるという問題があった。また、前処理に、クロム酸等の環境負荷の高い薬品を用いることが必要であり、レアメタルである高価なパラジウムも必要であるという問題があった。さらに、エッチングにより適切に微細な凹凸を形成できるものはABS樹脂に限られているという問題もあった。 A non-conductive substrate cannot obtain a metallic bond at the interface with the plating. Therefore, in order to plate a non-conductive base material, the surface of the non-conductive base material is chemically roughened (provided with fine irregularities) (etching) with chromic acid or the like, and the etched part is covered with palladium- Usually, a catalyst metal such as a tin complex is adsorbed (catalyst), a tin salt is dissolved, a metal palladium is produced by an oxidation-reduction reaction (accelerator), and then plated with nickel or the like. However, there is a problem that the pretreatment from etching to plating of the accelerator is complicated. In addition, it is necessary to use chemicals such as chromic acid, which have a high environmental impact, for the pretreatment, and there is also the problem that expensive palladium, which is a rare metal, is also required. Furthermore, there is also a problem that only ABS resin can be appropriately formed with fine unevenness by etching.

特許文献1~7には、クロム酸を用いずにエッチングと同等の効果を狙った処理をおこなうことにより、非導電性基材上にめっきを施す技術が開示されている。特許文献1や2には、レーザーやオゾンによって基材表面を改質することにより、エッチングによるアンカー効果と同等の効果を付与する方法が開示されている。特許文献3や4には、基材上に触媒との結合性をもった接着層を形成することにより、基材、接着層や触媒との間でそれぞれ化学結合を生じさせる方法が開示されている。特許文献5~7には、無電解めっき触媒を有する塗料を基材上に塗布することによって、無電解めっきの下地層を形成する方法が開示されている。 Patent Literatures 1 to 7 disclose techniques for plating a non-conductive base material by performing a treatment aimed at achieving the same effect as etching without using chromic acid. Patent Literatures 1 and 2 disclose a method of imparting an effect equivalent to the anchoring effect of etching by modifying the base material surface with laser or ozone. Patent Documents 3 and 4 disclose a method of forming an adhesive layer having binding properties with a catalyst on a substrate to generate chemical bonds between the substrate, the adhesive layer, and the catalyst, respectively. there is Patent Documents 5 to 7 disclose a method of forming an underlayer for electroless plating by coating a base material with a paint containing an electroless plating catalyst.

特開2016-113688号公報JP 2016-113688 A 特開2010-270389号公報JP 2010-270389 A 特開2010-031318号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-031318 特開2008-050541号公報JP 2008-050541 A 特開2010-171045号公報JP 2010-171045 A 国際公開2015/045056号パンフレットInternational publication 2015/045056 pamphlet 特開2017-020118号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-020118

しかしながら、特許文献1~4は、いずれも、密着性を付与するための前処理工程と、無電解めっき工程との間に、触媒を付与する工程(例えば、パラジウムイオンを基材に付着させた後に当該パラジウムイオンを金属化することによって、触媒となるパラジウム金属とする工程)や触媒金属を活性化する工程が必要である。すなわち、工程数は従来のクロム酸によるエッチングと変わらず、工程が煩雑であるという問題は解消されていない。 However, Patent Documents 1 to 4 all describe a step of applying a catalyst between a pretreatment step for imparting adhesion and an electroless plating step (for example, palladium ions are attached to the substrate. A step of metallizing the palladium ions later to form a palladium metal serving as a catalyst) and a step of activating the catalyst metal are required. That is, the number of steps is the same as that of conventional etching using chromic acid, and the problem of complicated steps has not been resolved.

特許文献5では、無電解めっきを施す前に活性化工程と称して、ホウ素系化合物による還元工程や当該ホウ素系化合物を除去する洗浄工程が必要である。かかる塗料を用いた場合、工程が煩雑化するという問題点があった。 In Patent Document 5, before electroless plating, a reduction step using a boron-based compound and a cleaning step for removing the boron-based compound are required, called an activation step. When such a paint is used, there is a problem that the process becomes complicated.

特許文献6では、高比率でナノ金属粒子を用いる必要があり、引用文献7では、ハイパーブランチポリマーが付着した金属粒子を用いる必要があるため、いずれも高価であるという問題があった。また、特許文献6、7の球状の粒子では、めっき層の表面に析出させると、金属粒子が滑落しやすくなるため、めっき浴が劣化するという問題があった。 In Patent Document 6, it is necessary to use nano-metal particles at a high ratio, and in Cited Document 7, it is necessary to use metal particles to which hyperbranched polymers are adhered, so there is a problem that both are expensive. In addition, with the spherical particles of Patent Documents 6 and 7, when deposited on the surface of the plating layer, the metal particles tend to slide down, resulting in deterioration of the plating bath.

本発明は、上記課題を解決するものであって、従来のめっきの前処理に比べて、簡略な工程で、かつ、安価におこなうことができる下地剤およびそれを用いた積層体を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a base material and a laminate using the same, which can be performed in a simpler process and at a lower cost than the conventional plating pretreatment. It is intended for

本発明者らは、ナノワイヤーの分散液と親水基を有する非水溶性樹脂の分散液を混合した分散液をめっき下地剤とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明に到達した。 The present inventors have found that the above object can be achieved by using a dispersion obtained by mixing a dispersion of nanowires and a dispersion of a water-insoluble resin having a hydrophilic group as a plating base material, and have reached the present invention. .

すなわち、本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の分散液を含有し、ナノワイヤーが、ニッケルナノワイヤーであることを特徴とするめっき下地剤。
(2)ナノワイヤーと親水基を有する非水溶性樹脂の質量比率(ナノワイヤー/親水基を有する非水溶性樹脂)が、20/80~30/70であることを特徴とする(1)に記載のめっき下地剤。
(3)非水溶性樹脂の親水基が、酸性官能基であることを特徴とする(1)または(2)に記載のめっき下地剤。
(4)非水溶性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする(1)~(3)のいずれかに記載のめっき下地剤。
(5)さらに架橋剤を含有することを特徴とする(1)~(4)のいずれかに記載のめっき下地剤。
(6)架橋剤が、オキサゾリン化合物であることを特徴とする(5)に記載のめっき下地剤。
(7)非導電性材料上に、ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の混合物からなり、ナノワイヤーがニッケルナノワイヤーであるめっき下地層を設けたことを特徴とする積層体。
(8)(7)の積層体のめっき下地層上に、さらにめっき層を設けたことを特徴とする積層体。
(9)めっき層が、ニッケルであることを特徴とする(8)に記載の積層体。
(10)めっき層のニッケルが、無電解めっきによって得られたニッケルであることを特徴とする(9)に記載の積層体。
(11)非水溶性樹脂が、親水基の一部を架橋点として、3次元的網目構造を有することを特徴とする(7)~(10)のいずれかに記載の積層体。
(12)(1)~(6)のいずれかに記載のめっき下地剤を非導電性材料にコーティングまたは印刷して、めっき処理を施すことを特徴とする積層体の製造方法。
(13)めっき処理が、無電解めっきであることを特徴とする(12)に記載の積層体の製造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A plating base material containing a dispersion of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group, wherein the nanowires are nickel nanowires .
(2) The mass ratio of the nanowire and the water-insoluble resin having a hydrophilic group (nanowire/water-insoluble resin having a hydrophilic group) is 20/80 to 30/70. Plating base agent described.
(3) The plating base agent according to (1) or (2) , wherein the hydrophilic group of the water-insoluble resin is an acidic functional group.
(4) The plating base agent according to any one of (1) to (3) , wherein the water-insoluble resin is a polyolefin resin.
(5) The plating base agent according to any one of (1) to (4) , which further contains a cross-linking agent.
(6) The plating base agent according to (5) , wherein the cross-linking agent is an oxazoline compound.
(7) A laminate comprising a non-conductive material and a plating base layer made of a mixture of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group, wherein the nanowires are nickel nanowires .
(8) A laminate comprising a plating layer further provided on the plating base layer of the laminate of (7) .
(9) The laminate according to (8) , wherein the plating layer is nickel.
(10) The laminate according to (9) , wherein the nickel of the plating layer is nickel obtained by electroless plating.
(11) The laminate according to any one of (7) to (10) , wherein the water-insoluble resin has a three-dimensional network structure with a portion of the hydrophilic groups serving as crosslinking points.
(12) A method for producing a laminate, which comprises coating or printing the plating base material according to any one of (1) to (6) on a non-conductive material, followed by plating.
(13) The method for producing a laminate according to (12) , wherein the plating treatment is electroless plating.

本発明のめっき下地剤を用いれば、非導電性材料にコーティングまたは印刷して、めっき液に浸漬するだけで、めっき層を設けることができるため、従来のめっき処理に比べて、簡略な工程で、かつ、安価にめっき処理をおこなうことができる。
また、本発明のめっき下地剤を用いて設けためっき下地層はめっき液に不溶であるため、前記めっき下地層を設けた材料を浸漬しても、めっき浴が汚染されにくい。
さらに、前記めっき下地層は、ナノワイヤーと非水溶性樹脂からなるため、めっき下地層を設けた際に、ナノワイヤーがめっき下地層表面に露出した部分と樹脂に埋没した部分ができる。ナノワイヤーの露出部がめっきの開始点となり、埋没部がめっきの密着力を高める効果を発揮し、密着性に優れためっき層が形成できる。
By using the plating base material of the present invention, a plating layer can be provided simply by coating or printing a non-conductive material and immersing it in a plating solution. In addition, plating can be performed at low cost.
Further, since the plating underlayer formed using the plating underlayer of the present invention is insoluble in the plating solution, the plating bath is less likely to be contaminated even when the material provided with the plating underlayer is immersed.
Furthermore, since the plating underlayer is composed of nanowires and a water-insoluble resin, when the plating underlayer is provided, there are portions where the nanowires are exposed on the surface of the plating underlayer and portions where the nanowires are buried in the resin. The exposed portion of the nanowire becomes the starting point of plating, and the buried portion exerts the effect of enhancing the adhesion of the plating, so that a plating layer with excellent adhesion can be formed.

本発明のめっき下地剤は、ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の分散液を含有する。 The plating underlayer of the present invention contains a dispersion of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group.

(ナノワイヤー)
本発明は、ナノワイヤーを用いることにより、めっき下地層を設けた際に露出した部分と埋没した部分ができるため、めっき層との密着力が高い。
(nanowire)
In the present invention, by using nanowires, an exposed portion and a buried portion are formed when the plating underlayer is provided, so that the adhesion to the plating layer is high.

本発明に用いるナノワイヤーは、直径が30~200nm程度、長さが1~50μm程度の導電体の繊維状物質である。本発明においては、直径が60~150nm程度、長さが10~40μm程度のものが好ましく、直径および長さを前記範囲とすることにより、ナノワイヤーの分散性が良好になり、さらに、めっき層との密着性を向上させることができる。 The nanowire used in the present invention is a conductive fibrous substance having a diameter of about 30 to 200 nm and a length of about 1 to 50 μm. In the present invention, it is preferable to have a diameter of about 60 to 150 nm and a length of about 10 to 40 μm. By setting the diameter and length in the above ranges, the dispersibility of the nanowires is improved, and furthermore, the plating layer It is possible to improve the adhesion with.

ナノワイヤーは、半導体または、金属もしくは金属酸化物等からなるナノワイヤーが好ましい。中でも、無電解めっきを施す際に、めっきの起点となりやすいことから、金属からなるナノワイヤーが好ましい。金属の種類は特に限定されないが、例えば、ニッケル、銅、銀のナノワイヤーが挙げられる。ナノワイヤーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The nanowires are preferably nanowires made of semiconductors, metals, metal oxides, or the like. Among these, nanowires made of metal are preferable because they tend to serve as starting points for plating when performing electroless plating. Although the type of metal is not particularly limited, examples thereof include nanowires of nickel, copper, and silver. A nanowire may be used independently and may use 2 or more types together.

無電解めっきを施す場合には、通常、めっきの起点となる触媒金属は白金、パラジウム等の酸化還元電位の高い貴金属が用いられる。それに対して、本発明では、表面に露出したナノワイヤーの一部を起点としてめっきが成長するため、酸化還元電位が低い金属であってもめっきを成長させることができる。具体的には、標準酸化還元電位が-0.8V以上の金属であればめっきを成長させることができる。そのため、本発明においては、比較的安価な卑金属であっても用いることができる。無電解めっきでは、ニッケルを用いることが多いため、金属としては、めっき層との密着性が向上するニッケルが好ましい。 When electroless plating is applied, a noble metal having a high oxidation-reduction potential such as platinum or palladium is usually used as a catalyst metal serving as a starting point for plating. On the other hand, in the present invention, plating grows starting from a portion of the nanowires exposed on the surface, so even metals with a low oxidation-reduction potential can grow plating. Specifically, metals with a standard oxidation-reduction potential of −0.8 V or more can grow plating. Therefore, in the present invention, even relatively inexpensive base metals can be used. Since nickel is often used in electroless plating, nickel is preferable as the metal because it improves adhesion to the plating layer.

本発明においては、ナノワイヤーが金属酸化物からなるナノワイヤーであっても、金属からなるナノワイヤーを用いる場合と同様、無電解めっきを施すことができる。通常、めっき液には還元剤が含まれているので、その還元剤によって、めっき下地層の表面に露出したナノワイヤーの一部が還元され、それを起点としてめっきが成長する。 In the present invention, even if the nanowires are metal oxide nanowires, electroless plating can be applied as in the case of using metal nanowires. Since the plating solution usually contains a reducing agent, the reducing agent reduces part of the nanowires exposed on the surface of the plating underlayer, and the plating grows from these as starting points.

めっき下地剤中のナノワイヤーの含有量は、下地層表面においてナノワイヤーの一部を露出させることができれば特に限定されない。一般的なダイコート、デッィプコート、スクリーン印刷等で下地層を形成する場合、ナノワイヤーの含有量を0.01~40質量%とすることにより、下地層表面にナノワイヤーの一部が露出させることができる。 The content of the nanowires in the plating underlayer is not particularly limited as long as the nanowires can be partly exposed on the surface of the underlayer. When the base layer is formed by general die coating, dip coating, screen printing, etc., by setting the content of the nanowires to 0.01 to 40% by mass, part of the nanowires can be exposed on the surface of the base layer. can.

(親水基を有する非水溶性樹脂)
本発明に用いる樹脂は、非水溶性であることが必要である。本発明において、非水溶性とは25℃での水への溶解度が1g/100g-HO未満であることを意味する。用いる樹脂が水溶性の場合、表面に下地層を設けた材料をめっき液に浸漬した際に、下地層が溶け出し、めっき浴が汚染されるので好ましくない。
(Water-insoluble resin having hydrophilic group)
The resin used in the present invention must be water-insoluble. In the present invention, water-insoluble means that the solubility in water at 25° C. is less than 1 g/100 g-H 2 O. If the resin to be used is water-soluble, when the material provided with the underlayer on the surface is immersed in the plating solution, the underlayer dissolves, contaminating the plating bath, which is not preferable.

非水溶性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、フッ素樹脂が挙げられ、中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上の樹脂を併用してもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低・中・高密度ポリエチレン等(分岐状または直鎖状)のエチレン単独重合体;エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体(エチレン-酢酸ビニル共重合体ケン化物を含有する)、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体等のエチレン系樹脂;プロピレン単独重合体;プロピレン-エチレン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂;1-ブテン単独重合体、1-ブテン-エチレン共重合体、1-ブテン-プロピレン共重合体等の1-ブテン系樹脂;ノルボルネンの開環メタセシス重合体、ノルボルネン誘導体-エチレン共重合体等のいわゆる環状ポリオレフィン系樹脂;エチレン-プロピレン-ブテン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル-無水マレイン酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、プロピレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-プロピレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-ブテン-無水マレイン酸共重合体、プロピレン-ブテン-無水マレイン酸共重合体等の酸変性ポリオレフィン系樹脂が挙げられる。 Examples of water-insoluble resins include polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyacrylic resins, and fluororesins. Among them, polyolefin resins are preferred. A single resin may be used, or two or more resins may be used in combination. Examples of polyolefin-based resins include ethylene homopolymers such as low-, medium-, and high-density polyethylene (branched or linear); ethylene-propylene copolymers, ethylene-1-butene copolymers, ethylene-4- Methyl-1-pentene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-octene copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer (including ethylene-vinyl acetate copolymer saponified product), ethylene - Ethylene-based resins such as (meth)acrylic acid copolymers; propylene homopolymers; propylene-based resins such as ethylene copolymers and propylene-ethylene-1-butene copolymers; 1-butene homopolymers, 1-butene-ethylene copolymer, 1-butene-based resin such as propylene copolymer; ring-opening metathesis polymer of norbornene, norbornene derivative-so-called cyclic polyolefin resin such as ethylene copolymer; ethylene- Propylene-butene-maleic anhydride copolymer, ethylene-(meth)acrylic acid ester-maleic anhydride copolymer, ethylene-(meth)acrylic acid copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, propylene-anhydride Acid-modified polyolefin resins such as maleic acid copolymers, ethylene-propylene-maleic anhydride copolymers, ethylene-butene-maleic anhydride copolymers, propylene-butene-maleic anhydride copolymers can be mentioned.

また、本発明に用いる樹脂は、親水基を有することが必要である。本発明において、親水基とは、静電的作用や水素結合等によって、水分子と結合をつくり、水中で安定になる原子団を意味する。親水基を有することで、濡れ性が向上し、めっき液をはじきにくくなり、めっき層が形成される際に発生するガスが下地層表面に滞留せず抜けやすくなるため、均一なめっき層を形成することができる。親水基は、めっき下地剤中の樹脂の分散安定性を向上させ、架橋剤を配合した際には、親水基を架橋点として三次元的網目構造を形成することができることから、酸性官能基が好ましい。 Moreover, the resin used in the present invention must have a hydrophilic group. In the present invention, the term "hydrophilic group" means an atomic group that forms a bond with a water molecule through electrostatic action, hydrogen bonding, or the like, and becomes stable in water. Hydrophilic groups improve wettability, making it difficult to repel the plating solution, and the gas generated when the plating layer is formed does not stay on the surface of the base layer and can easily escape, forming a uniform plating layer. can do. The hydrophilic group improves the dispersion stability of the resin in the plating undercoat, and when a cross-linking agent is added, the hydrophilic group can be used as a cross-linking point to form a three-dimensional network structure. preferable.

酸性官能基としては、例えば、カルボキシル基、無水カルボン酸基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、リン酸基、ホスホン酸基が挙げられ、中でも、カルボキシル基、無水カルボン酸基、スルホン酸基が好ましく、めっき層との密着性の観点から、カルボキシル基、無水カルボン酸基がより好ましい。前記官能基は、樹脂中に1つのみ有してもよいし、複数有していてもよい。また、前記官能基は、塩を形成していてもよい。樹脂中の親水基の含有量は、0.1質量%以上とすることが好ましく、0.3質量%以上とすることがより好ましく、0.5~20質量%とすることがさらに好ましく、1~15質量%とすることが特に好ましく、1.5~10質量%とすることが最も好ましい。酸性官能基の含有量が0.1質量%未満である場合、めっき層との密着力が低くなる場合がある。 Examples of acidic functional groups include carboxyl groups, carboxylic anhydride groups, sulfonic acid groups, sulfinic acid groups, sulfenic acid groups, phosphoric acid groups, and phosphonic acid groups. An acid group is preferable, and a carboxyl group and a carboxylic anhydride group are more preferable from the viewpoint of adhesion to the plating layer. The resin may have one or more functional groups. Moreover, the functional group may form a salt. The content of hydrophilic groups in the resin is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5 to 20% by mass. ∼15% by mass is particularly preferable, and 1.5 to 10% by mass is most preferable. If the content of the acidic functional group is less than 0.1% by mass, the adhesion to the plating layer may be low.

本発明においては、親水基を有する非水溶性樹脂は、めっき下地剤中で、分散媒に溶解せず、分散(乳化、エマルション化)されている。 In the present invention, the water-insoluble resin having a hydrophilic group is dispersed (emulsified, emulsified) in the plating undercoat without dissolving in the dispersion medium.

めっき下地剤中の樹脂の含有量は、分散されている状態を維持しやすいことから、0.1~5.0質量%とすることが好ましく、0.1~1.0質量%とすることがより好ましい。 The content of the resin in the plating undercoat is preferably 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.1 to 1.0% by mass, because the dispersed state is easily maintained. is more preferred.

(ナノワイヤーと樹脂の質量比率)
めっき下地剤中のナノワイヤーと樹脂の質量比率(ナノワイヤー/樹脂)は、下地層表面にナノワイヤーの一部を露出させやすく、めっき層との密着力が高くなることから、20/80~30/70とすることが好ましく、さらに、25/75~30/70とすることがさらに好ましい。
(mass ratio of nanowires and resin)
The mass ratio of nanowires and resin (nanowires/resin) in the plating undercoat is easy to expose part of the nanowires on the surface of the underlayer, and the adhesion to the plating layer is high, so it is 20/80-. It is preferably 30/70, more preferably 25/75 to 30/70.

(分散媒)
本発明のめっき下地剤には、分散媒として極性の高い溶剤や水を含有する。極性の高い溶剤とはアルコール、グリコール等が挙げられる。中でも好ましいのは、水を主成分とする分散媒である。分散媒には、樹脂の分散を促進のために用いられる有機溶剤や塩基性化合物を含有していてもよい。
(dispersion medium)
The plating base material of the present invention contains a highly polar solvent and water as a dispersion medium. Alcohol, glycol, etc. are mentioned as a solvent with high polarity. Among them, a dispersion medium containing water as a main component is preferable. The dispersion medium may contain an organic solvent or a basic compound used for promoting the dispersion of the resin.

めっき下地剤中の分散媒の含有量は、樹脂が分散されている状態を維持できれば特に限定されない。例えば、樹脂がポリオレフィン系樹脂であれば、前記含有量は10質量%以上とすることが好ましく、30質量%以上とすることがより好ましい。 The content of the dispersion medium in the plating undercoat is not particularly limited as long as the state in which the resin is dispersed can be maintained. For example, if the resin is a polyolefin resin, the content is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more.

(架橋剤)
本発明のめっき下地剤は、下地層の化学的耐性、熱的耐性を向上させるため、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、水溶性の架橋剤であっても、非水溶性の架橋剤いずれであってもよい。水溶性の架橋剤を用いた場合であっても、コーティング後、乾燥することにより架橋反応が進行し、水に不溶となる。架橋剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。架橋剤は、用いる樹脂に応じて適宜選択することができる。架橋剤としては、例えば、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、イソシアネート化合物が挙げられ、反応性やポットライフの観点から、オキサゾリン化合物が好ましい。
(crosslinking agent)
The plating underlayer of the present invention preferably contains a cross-linking agent in order to improve the chemical resistance and thermal resistance of the underlayer. The cross-linking agent may be either a water-soluble cross-linking agent or a water-insoluble cross-linking agent. Even when a water-soluble cross-linking agent is used, the cross-linking reaction proceeds by drying after coating, and the material becomes insoluble in water. The cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more. The cross-linking agent can be appropriately selected according to the resin to be used. Examples of cross-linking agents include oxazoline compounds, carbodiimide compounds, epoxy compounds, and isocyanate compounds, and oxazoline compounds are preferred from the viewpoint of reactivity and pot life.

(添加剤)
本発明のめっき下地剤は、発明の効果を損なわない範囲で、消泡剤、レオロジーコントロール剤、濡れ剤、レベリング剤等の添加剤を含有してもよい。
(Additive)
The plating base material of the present invention may contain additives such as antifoaming agents, rheology control agents, wetting agents, leveling agents, etc., to the extent that the effects of the invention are not impaired.

(めっき下地剤の製造方法)
本発明のめっき下地剤の製造方法は特に限定されないが、例えば、ナノワイヤーの分散液と樹脂の分散液をそれぞれ製造し、それらの分散液を混合する方法が挙げられる。前記分散液を混合する方法としては特に限定されず、例えば、樹脂の分散液にナノワイヤーの分散液を攪拌しながら添加する方法や、ナノワイヤーの分散液に樹脂の分散液を攪拌しながら添加する方法が挙げられる。
(Manufacturing method of plating undercoat)
Although the method for producing the plating undercoat of the present invention is not particularly limited, for example, a method of producing a nanowire dispersion and a resin dispersion and mixing the dispersions can be mentioned. The method for mixing the dispersion is not particularly limited, and for example, a method of adding the nanowire dispersion to the resin dispersion while stirring, or a method of adding the resin dispersion to the nanowire dispersion while stirring. method.

(ナノワイヤーの分散液の製造方法)
本発明に用いるナノワイヤーの分散液の製造方法は特に限定されないが、ニッケルナノワイヤーであれば、例えば、磁気回路内で、反応溶媒中、ニッケルイオンを還元剤にて還元することにより製造する方法が挙げられる。前記方法によれば、ニッケルのナノ粒子が一軸方向に連結したニッケルナノワイヤーを効率よく製造することができる。
(Method for producing nanowire dispersion)
The method for producing the nanowire dispersion used in the present invention is not particularly limited, but in the case of nickel nanowires, for example, a method of producing by reducing nickel ions in a reaction solvent with a reducing agent in a magnetic circuit. are mentioned. According to the method, nickel nanowires in which nickel nanoparticles are uniaxially connected can be efficiently manufactured.

ニッケルイオンの供給源としては、例えば、ニッケルの塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩等が挙げられる。還元される金属イオンの濃度は、ナノワイヤーの形状制御の観点から、反応溶液に対して1.5~20μモル/gとすることが好ましく、1.5~15μモル/gとすることがより好ましく、1.5~10μモル/gとすることがさらに好ましい。 Nickel ion sources include, for example, chlorides, sulfates, nitrates, and acetates of nickel. The concentration of the metal ions to be reduced is preferably 1.5 to 20 μmol/g, more preferably 1.5 to 15 μmol/g, with respect to the reaction solution from the viewpoint of nanowire shape control. It is preferably 1.5 to 10 μmol/g, more preferably 1.5 to 10 μmol/g.

還元剤としては、例えば、ヒドラジン、ヒドラジン一水和物、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、水素化アルミニウムリチウム、亜硫酸塩、ヒドロキシルアミン類(例えば、ジエチルヒドロキシルアミン)、亜鉛アマルガム、水素化ジイソブチルアルミニウム、ヨウ化水素酸、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸、塩化第一鉄、次亜リン酸、水素化ホウ素塩、アミノボラン類、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸が挙げられ、中でも、還元効率が高いことから、ヒドラジン、ヒドラジン一水和物が好ましい。還元剤としてヒドラジン一水和物を用いる場合であれば、添加濃度は、反応溶液に対して0.05~1.0質量%とすることが好ましい。 Examples of reducing agents include hydrazine, hydrazine monohydrate, ferrous chloride, hypophosphorous acid, borohydride salts, aminoboranes, lithium aluminum hydride, sulfites, hydroxylamines (e.g., diethylhydroxylamine ), zinc amalgam, diisobutylaluminum hydride, hydroiodic acid, ascorbic acid, oxalic acid, formic acid, ferrous chloride, hypophosphorous acid, borohydride salts, aminoboranes, ascorbic acid, oxalic acid, and formic acid. Among them, hydrazine and hydrazine monohydrate are preferable because of their high reduction efficiency. When hydrazine monohydrate is used as the reducing agent, the concentration of addition is preferably 0.05 to 1.0% by mass relative to the reaction solution.

反応溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等のポリオール類が好ましい。ポリオール類であれば、金属塩(特にニッケル塩)および還元剤を溶解することができ、さらに反応温度においても沸騰が起きないため、再現よく反応が可能となる。 Polyols such as ethylene glycol and propylene glycol are preferable as the reaction solvent. Polyols are capable of dissolving metal salts (particularly nickel salts) and reducing agents, and boiling does not occur even at the reaction temperature, so that the reaction can be performed with good reproducibility.

ニッケルイオンを還元するためにはpHおよび温度の制御することが好ましい。還元剤により、その最適なpH、温度は異なるが、例えば、ヒドラジン一水和物を用いて還元反応をおこなう場合、温度は70~100℃とすることが好ましく、pHは11~12とすることが好ましい。 It is preferable to control pH and temperature to reduce nickel ions. The optimum pH and temperature vary depending on the reducing agent. For example, when hydrazine monohydrate is used for the reduction reaction, the temperature is preferably 70 to 100° C., and the pH is 11 to 12. is preferred.

金属イオンを還元する時に印加する磁場としては、反応容器の中心磁場が10~200mTとすることが好ましく、80~180mTとすることがより好ましい。磁場が弱いとナノワイヤーが生成しない場合があり、強い磁場は発生させるのが難しいため、現実的ではない。 As for the magnetic field applied when reducing metal ions, the central magnetic field of the reaction vessel is preferably 10 to 200 mT, more preferably 80 to 180 mT. A weak magnetic field may not generate nanowires, and a strong magnetic field is difficult to generate, making it impractical.

ナノワイヤーの平均径や平均長を制御するため、還元される金属イオンや還元剤の種類に応じて、反応溶液に核形成剤を添加してもよい。核形成剤としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等の貴金属の塩が挙げられる。貴金属塩の具体例としては、例えば、塩化白金酸、塩化金酸、塩化パラジウムが挙げられ、中でも、白金の塩が好ましく、塩化白金酸がより好ましい。核形成剤の量は、核形成剤の貴金属イオン1モルに対して、還元される金属イオンのモル数が5000~10000000とすることが好ましく、10000~10000000とすることがより好ましい。 In order to control the average diameter and average length of nanowires, a nucleating agent may be added to the reaction solution depending on the type of metal ions to be reduced and the reducing agent. Nucleating agents include, for example, salts of noble metals such as gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, and osmium. Specific examples of the noble metal salt include chloroplatinic acid, chloroauric acid, and palladium chloride, among which salts of platinum are preferred, and chloroplatinic acid is more preferred. The amount of the nucleating agent is preferably 5,000 to 10,000,000 moles, more preferably 10,000 to 1,000,000 moles of metal ions to be reduced with respect to 1 mole of noble metal ions of the nucleating agent.

還元反応の還元時間は、ナノワイヤーが作製できれば特に限定されないが、通常10分~1時間であり、好ましくは10分~30分である。その後、遠心分離、ろ過、磁石による吸着等でナノワイヤーを精製回収することで、ナノワイヤーを単離することができる。 The reduction time of the reduction reaction is not particularly limited as long as nanowires can be produced, but it is usually 10 minutes to 1 hour, preferably 10 minutes to 30 minutes. After that, the nanowires can be isolated by purifying and recovering the nanowires by centrifugation, filtration, magnetic adsorption, or the like.

上記製造方法で単離されたナノワイヤーは、分散媒と混合し、分散液の固形分濃度を所望の濃度に調整することができる。 The nanowires isolated by the above production method can be mixed with a dispersion medium to adjust the solid concentration of the dispersion to a desired concentration.

(樹脂の分散液の製造方法) (Method for producing resin dispersion)

本発明に用いる親水基を有する非水溶性樹脂の分散液の製造方法は特に限定されないが、例えば、樹脂、塩基性化合物、水、さらに必要に応じて有機溶剤を、好ましくは密閉可能な容器中で加熱、攪拌する方法が挙げられる。前記方法によれば、乳化剤成分や保護コロイド作用を有する化合物等の不揮発性水性化助剤を実質的に添加しなくとも、樹脂の分散液を効率よく得ることができる。 The method for producing the dispersion of the water-insoluble resin having a hydrophilic group used in the present invention is not particularly limited. A method of heating and stirring with According to the above method, a resin dispersion can be efficiently obtained without substantially adding an emulsifier component or a non-volatile water-forming aid such as a compound having a protective colloid action.

容器としては、液体を投入できる槽を備え、槽内に投入された媒体(液体)と樹脂との混合物を適度に攪拌できるものであればよい。そのような装置としては、固/液攪拌装置や乳化機として広く当業者に知られている装置を用いることができ、0.1MPa以上の加圧が可能な装置を用いることが好ましい。本発明においては、攪拌の方法、攪拌の回転速度は特に限定されないが、樹脂が媒体中で浮遊状態となる程度の低速の攪拌でも十分分散化が達成され、高速攪拌(例えば1000rpm以上)は必須ではない。このため、簡便な装置でも分散液の製造が可能である。 Any vessel may be used as long as it has a tank into which a liquid can be introduced and can moderately stir the mixture of the medium (liquid) and the resin introduced into the tank. As such a device, a device widely known to those skilled in the art as a solid/liquid stirring device or an emulsifier can be used, and it is preferable to use a device capable of applying a pressure of 0.1 MPa or more. In the present invention, the method of stirring and the rotation speed of stirring are not particularly limited, but sufficient dispersion can be achieved even with low-speed stirring that causes the resin to float in the medium, and high-speed stirring (e.g., 1000 rpm or more) is essential. is not. Therefore, even a simple apparatus can produce a dispersion liquid.

この装置の槽内に水、塩基性化合物、および必要に応じて用いられる有機溶剤等から選択させる媒体、ならびに樹脂を投入し、好ましくは40℃以下の温度で攪拌混合しておく。次いで、槽内の温度を70~210℃、好ましくは80~180℃ 、さらに好ましくは90~150℃の温度に保ちつつ、好ましくは5~120分間攪拌を続けることにより、樹脂を十分に分散化させ、その後、好ましくは攪拌下で40℃以下に冷却することにより、安定な分散液を得ることができる。槽内の温度が70℃未満の場合は、樹脂の分散化が十分に進行しないおそれがある。槽内の温度が210℃を超える場合は、樹脂の分子量が低下するおそれがある。槽内の加熱方法としては槽外部からの加熱が好ましく、例えば、オイルや水を用いた加熱や、またはヒーターを槽に取り付けて加熱をおこなうことができる。槽内の冷却方法としては、例えば、室温で自然放冷する方法や0~40℃のオイルまたは水を用いて冷却する方法が挙げられる。 A medium selected from water, a basic compound, an organic solvent, etc., which is used as necessary, and a resin are put into the tank of this apparatus, and stirred and mixed preferably at a temperature of 40° C. or lower. Next, while maintaining the temperature in the tank at 70 to 210° C., preferably 80 to 180° C., more preferably 90 to 150° C., stirring is preferably continued for 5 to 120 minutes to sufficiently disperse the resin. and then cooled to 40° C. or lower, preferably with stirring, to obtain a stable dispersion. If the temperature in the tank is less than 70°C, the resin may not be sufficiently dispersed. If the temperature in the tank exceeds 210°C, the molecular weight of the resin may decrease. As a method for heating the inside of the tank, heating from the outside of the tank is preferable. For example, heating using oil or water, or heating by attaching a heater to the tank can be performed. As a method for cooling the inside of the tank, for example, a method of naturally cooling at room temperature or a method of cooling using oil or water at 0 to 40°C can be mentioned.

得られた樹脂の分散液は、例えば、分散媒の留去や希釈により、所望の固形分濃度に調整することができる。 The resulting resin dispersion can be adjusted to a desired solid concentration by, for example, distilling off the dispersion medium or diluting the dispersion.

上記の方法により、樹脂の分散液は、樹脂が分散媒中に分散され、均一な液状に調製されて得られる。ここで、均一な液状であるとは、外観上、分散液中に沈殿、相分離または皮張りといった、固形分濃度が局部的に他の部分と相違する部分が見いだされない状態にあることを意味する。 By the above method, a resin dispersion is obtained by dispersing the resin in a dispersion medium and preparing a uniform liquid. Here, the term “uniform liquid” means that the dispersion is in a state in which there is no local difference in solid content concentration from other portions, such as precipitation, phase separation, or skinning, in appearance. means.

樹脂の分散粒子径は、他の成分との混合時の安定性および混合後の保存安定性の観点から、数平均粒子径が1μm以下であることが好ましく、0.8μm以下であることがより好ましい。なお、樹脂の数平均粒子径は動的光散乱法によって測定することができる。 Regarding the dispersed particle size of the resin, the number average particle size is preferably 1 μm or less, more preferably 0.8 μm or less, from the viewpoint of stability when mixed with other components and storage stability after mixing. preferable. Incidentally, the number average particle size of the resin can be measured by a dynamic light scattering method.

(積層体)
本発明のめっき下地剤を、非導電性材料上にコーティングまたは印刷することにより、表面にナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の混合物からなるめっき下地層を設けた積層体を得ることができる。コーティングまたは印刷する非導電性材料の形状は特に限定されないが、フィルムだけでなく、立体的な成形物であってもよい。
(Laminate)
By coating or printing the plating base material of the present invention on a non-conductive material, a laminate having a plating base layer made of a mixture of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group on the surface can be obtained. can. The shape of the non-conductive material to be coated or printed is not particularly limited, but it may be a three-dimensional molded product as well as a film.

コーティング方法は特に限定されず、コーティングする非導電性材料の形状に応じて適宜選択することができる。例えば、フィルムのコーティング方法としては、例えば、ダイコーティングが挙げられ、立体的な成形物のコーティング方法としては、例えば、ディップコーティングやスプレーコーティングが挙げられる。 The coating method is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the shape of the non-conductive material to be coated. For example, film coating methods include die coating, and three-dimensional molding coating methods include dip coating and spray coating.

印刷方法は特に限定されず、印刷する非導電性材料の形状に応じて適宜選択することができる。フィルムの印刷方法としては、例えば、フレキソ印刷、グラビア印刷が挙げられ、立体的な成形物の印刷方法としては、例えば、インクジェット印刷、ソフトブランケットグラビア印刷が挙げられる。 The printing method is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the shape of the non-conductive material to be printed. Examples of methods for printing films include flexographic printing and gravure printing, and examples of methods for printing three-dimensional moldings include inkjet printing and soft blanket gravure printing.

非導電性材料上にめっき下地層を設けた積層体は、めっき液に浸漬し乾燥することにより、めっき層を設けた積層体を得ることができる。めっき方法は特に限定されないが、めっき下地剤の導電性にかかわらず、めっきを施すことができることから、無電解めっきが好ましい。無電解めっきにより得られたニッケルか否かは、めっき層にリンまたはホウ素が含まれるか否かによって判断することができる。めっき層にリンまたはホウ素が含まれる場合は、無電解めっきによって得られたものである。また、本発明においては、ナノワイヤーと樹脂の質量比率(ナノワイヤー/樹脂)の比率を高くすることにより、めっき下地層が導電性を有するようになるため、電解めっきも施すことができる。 A laminate having a plating underlayer on a non-conductive material can be obtained by immersing the laminate in a plating solution and drying to obtain a laminate having a plating layer. The plating method is not particularly limited, but electroless plating is preferred because plating can be performed regardless of the conductivity of the plating undercoat. Whether or not nickel is obtained by electroless plating can be determined by whether or not the plated layer contains phosphorus or boron. If the plated layer contains phosphorus or boron, it is obtained by electroless plating. In addition, in the present invention, by increasing the mass ratio of nanowires and resin (nanowires/resin), the plating underlayer becomes conductive, so electrolytic plating can also be applied.

上記積層体において、非導電性材料として基板を用いることにより、プリント基板を得ることができる。前記方法を用いることにより、印刷した箇所のみに、めっきを施すことができる。また、前記方法を用いることにより、従来のエッチングでプリント基板を形成する方法よりも、安価にプリント基板を得ることができる。 A printed circuit board can be obtained by using the substrate as the non-conductive material in the laminate. By using the above method, it is possible to plate only the printed portion. Moreover, by using the above method, a printed circuit board can be obtained at a lower cost than the conventional method of forming a printed circuit board by etching.

本発明のめっき下地剤をコーティングまたは印刷する非導電性材料や非導電性基板の材質としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂材料、樹脂材料と無機フィラーからなる複合材料、ガラス、セラミックが挙げられる。 Non-conductive materials and non-conductive substrate materials coated or printed with the plating undercoat of the present invention include, for example, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyurethane, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyacetal, polyamide, polycarbonate, and polyphenylene ether. , polyphenylene sulfide, polyimide, liquid crystal polymer, epoxy resin, phenolic resin and other resin materials, composite materials composed of resin materials and inorganic fillers, glass, and ceramics.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、めっき下地剤の評価は、以下の方法によりおこなった。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these. In addition, evaluation of the plating base agent was performed by the following methods.

A.評価方法
(1)めっきの析出性
実施例、比較例で作製しためっき下地剤をPETフィルムに流延コーティングし、100℃で乾燥し、表面に下地層を設けたPETフィルムを得た。
得られた下地層を設けたPETフィルムを、90℃に加熱した無電解ニッケルめっき液(奥野製薬工業社製トップニコロンXT-LF)に60分間浸漬して、取り上げ、乾燥し、表面にめっき層を設けたPETフィルムを得た。
得られためっき層を設けたPETフィルムについて、目視で観察し、めっきの析出性を以下の基準で評価した。
◎:均一かつ平滑なめっき層が得られた。
○:均一であるが、凹凸があるめっき層が得られた。
×:めっきの析出が部分的であって、めっき層の抜け落ちがあった。
××:めっきが析出しなかった。
A. Evaluation Method (1) Plating Precipitation PET film was cast-coated with the plating base material prepared in Examples and Comparative Examples and dried at 100° C. to obtain a PET film having a base layer on the surface.
The obtained PET film provided with the underlayer was immersed in an electroless nickel plating solution (Top Nicolon XT-LF manufactured by Okuno Chemical Industry Co., Ltd.) heated to 90° C. for 60 minutes, picked up, dried, and plated on the surface. A layered PET film was obtained.
The resulting PET film provided with a plating layer was visually observed, and the depositability of plating was evaluated according to the following criteria.
A: A uniform and smooth plating layer was obtained.
◯: A plated layer that was uniform but had unevenness was obtained.
x: Deposition of plating was partial, and there was dropout of the plating layer.
XX: No plating was deposited.

(2)めっき浴の汚染性
(1)で得られた下地層を設けたPETフィルムをめっき浴から取り上げた後、めっき浴の汚染性を以下の基準で評価した。
○:PETフィルムのみに金属が析出した。
×:PETフィルム以外の箇所にも金属の析出が見られた。(めっき浴の底や壁面に金属が析出した。)
(2) Contamination of Plating Bath After the PET film provided with the underlying layer obtained in (1) was taken out of the plating bath, the contamination of the plating bath was evaluated according to the following criteria.
◯: Metal was deposited only on the PET film.
x: Precipitation of the metal was observed also at locations other than the PET film. (Metal was deposited on the bottom and walls of the plating bath.)

(3)めっきの密着性
(1)で得られためっき層を設けたPETフィルムにセロハンテープを貼り、めっき層との密着性を、セロハンテープを貼り付けた面積に対する剥離した面積の割合で評価した。
◎:1%未満
○:1%以上99%未満
×:99%以上
(3) Adhesion of plating A cellophane tape is attached to the PET film provided with the plating layer obtained in (1), and the adhesion to the plating layer is evaluated by the ratio of the peeled area to the area where the cellophane tape is attached. bottom.
◎: Less than 1% ○: 1% or more and less than 99% ×: 99% or more

B.材料
(1)オキサゾリン化合物A:オキサゾリン基含有ポリマー、日本触媒社製 エポクロスWS700
(2)水溶性ポリマーA:ポリビニルピロリドン、第一工業製薬社製 ピッツコールK90
(3)ニッケル粒子:ヴァーレ社製、ニッケルパウダーType123
B. Materials (1) Oxazoline compound A: Oxazoline group-containing polymer, Epocross WS700 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
(2) Water-soluble polymer A: Polyvinylpyrrolidone, Pitzcol K90 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
(3) Nickel particles: Nickel powder Type 123 manufactured by Vale

実施例1
(ニッケルナノワイヤーの水分散液の作製)
塩化ニッケル六水和物0.25g(1.05mmol)をエチレングリコールに添加し、全量で50gとした。この溶液を90℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。一方、水酸化ナトリウム0.40g、塩化白金酸六水和物30.7μg(59.4nmol)をエチレングリコールに添加し、全量で49.9gにした。この溶液を90℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物0.1gを溶解し、その後、2つの溶液を混合した。混合した溶液を、すぐに、中心に150mTの磁場が印加できる磁気回路に入れ、当該磁場を印加し、90~95℃に維持したまま15分間静置して還元反応をおこなった。還元反応後、ネオジム磁石によりナノワイヤーを回収した。得られたナノワイヤーの平均長は20μmであって、平均径は91nmであった。上記ナノワイヤーと水を混合し、固形分濃度が1.0質量%のニッケルナノワイヤーの水分散液を調製した。
Example 1
(Preparation of aqueous dispersion of nickel nanowires)
0.25 g (1.05 mmol) of nickel chloride hexahydrate was added to ethylene glycol for a total weight of 50 g. This solution was heated to 90° C. to dissolve the nickel chloride. On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make the total amount 49.9 g. This solution was heated to 90° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid. After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in the solution containing sodium hydroxide and then the two solutions were mixed. The mixed solution was immediately placed in a magnetic circuit capable of applying a magnetic field of 150 mT to the center, and the magnetic field was applied, and the solution was allowed to stand still for 15 minutes while the temperature was maintained at 90 to 95° C. to carry out a reduction reaction. After the reduction reaction, the nanowires were collected with a neodymium magnet. The nanowires obtained had an average length of 20 μm and an average diameter of 91 nm. The nanowires and water were mixed to prepare an aqueous dispersion of nickel nanowires having a solid concentration of 1.0% by mass.

(ポリオレフィン系樹脂の水分散液の作製)
プロピレン/ブテン/エチレン三元共重合体(質量比:プロピレン/1-ブテン/エチレン=64.8/23.9/11.3)280gを、4つ口フラスコ中において、窒素雰囲気下で加熱溶融させた。その後、系内温度を170℃に保って、攪拌下、無水マレイン酸32gとジクミルパーオキサイド6gとをそれぞれ1時間かけて加え、その後1時間反応させた。反応終了後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。この樹脂をさらにアセトンで数回洗浄し、未反応の無水マレイン酸を除去した後、減圧乾燥して、酸変性プロピレン/ブテン/エチレン三元共重合体からなるポリオレフィン系樹脂を合成した。続いて、ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた攪拌機を用いて、45.0gの上記ポリオレフィン系樹脂、105.0gのテトラヒドロフラン、3.0gのシクロヘキサン、9.0gのジメチルアミノエタノールおよび138.0gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、攪拌翼の回転速度を300rpmとして攪拌した。この状態を保ちつつ、ヒーターの電源を入れ加熱し、系内温度を125℃に保って60分間攪拌した。その後、水浴につけて攪拌しつつ室温(約25℃)迄冷却し、80.0gの蒸留水を追加した。得られた分散液を1Lナスフラスコに入れ、60℃に加熱した湯浴につけながらエバポレーターを用いて減圧し、155.0gの媒体を留去した。冷却後、フラスコ内の液状成分を300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一な固形分濃度が20質量%のポリオレフィン系樹脂の水分散液を調製した。
(Preparation of aqueous dispersion of polyolefin resin)
280 g of a propylene/butene/ethylene terpolymer (mass ratio: propylene/1-butene/ethylene = 64.8/23.9/11.3) was heated and melted in a four-necked flask under a nitrogen atmosphere. let me After that, while maintaining the temperature in the system at 170° C., 32 g of maleic anhydride and 6 g of dicumyl peroxide were each added over 1 hour while stirring, and then reacted for 1 hour. After completion of the reaction, the obtained reactant was put into a large amount of acetone to precipitate a resin. This resin was further washed with acetone several times to remove unreacted maleic anhydride and then dried under reduced pressure to synthesize a polyolefin resin composed of an acid-modified propylene/butene/ethylene terpolymer. Subsequently, using a stirrer equipped with a heater-equipped sealable pressure-resistant 1 L glass container, 45.0 g of the above polyolefin resin, 105.0 g of tetrahydrofuran, 3.0 g of cyclohexane, 9.0 g of dimethylaminoethanol and 138.0 g of distilled water was charged into a glass vessel and stirred with a stirring blade rotating at 300 rpm. While maintaining this state, the heater was turned on to heat, and the temperature in the system was kept at 125° C. and stirred for 60 minutes. After that, the mixture was cooled to room temperature (about 25° C.) while stirring in a water bath, and 80.0 g of distilled water was added. The resulting dispersion was placed in a 1-L eggplant flask, and the pressure was reduced using an evaporator while being placed in a hot water bath heated to 60° C. to distill off 155.0 g of the medium. After cooling, the liquid component in the flask was pressure-filtered (air pressure 0.2 MPa) through a 300-mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) to obtain a milky-white uniform polyolefin-based solid content concentration of 20% by mass. An aqueous dispersion of the resin was prepared.

(めっき下地剤の作製)
上記のニッケルナノワイヤーの水分散液810質量部に、上記のポリオレフィン系樹脂の水分散液100質量部を攪拌しながら徐々に混合し、ナノワイヤーとポリオレフィン系樹脂の合計の固形分が0.73%になるように水で希釈し、めっき下地剤を作製した。
めっき下地剤中の金属と樹脂の質量比率(ナノワイヤー/ポリオレフィン系樹脂)は、29/71であった。
(Preparation of plating base agent)
To 810 parts by mass of the aqueous dispersion of nickel nanowires, 100 parts by mass of the aqueous dispersion of polyolefin resin was gradually mixed with stirring so that the total solid content of the nanowires and the polyolefin resin was 0.73. % to prepare a plating undercoat.
The mass ratio (nanowire/polyolefin resin) of metal and resin in the plating undercoat was 29/71.

実施例2
実施例1で調製したニッケルナノワイヤーの水分散液810質量部に、実施例1で調製したポリオレフィン系樹脂の水分散液100質量部とオキサゾリン化合物A10質量部を攪拌しながら徐々に混合し、ナノワイヤーとポリオレフィン系樹脂とオキサゾリン化合物Aの合計の固形分が0.73%になるように水で希釈し、めっき下地剤を作製した。
めっき下地剤中の金属と樹脂の質量比率(ナノワイヤー/ポリオレフィン系樹脂)は、29/71であった。
Example 2
To 810 parts by mass of the aqueous dispersion of nickel nanowires prepared in Example 1, 100 parts by mass of the aqueous dispersion of polyolefin resin prepared in Example 1 and 10 parts by mass of oxazoline compound A were gradually mixed with stirring to obtain a nano The wire, the polyolefin resin, and the oxazoline compound A were diluted with water so that the total solid content was 0.73% to prepare a plating base material.
The mass ratio (nanowire/polyolefin resin) of metal and resin in the plating undercoat was 29/71.

実施例3
表1のようにニッケルナノワイヤーの水分散液の質量比を変更する以外は、実施例2と同様の操作により、めっき下地剤を作製した。
Example 3
A plating underlayer was prepared in the same manner as in Example 2, except that the mass ratio of the aqueous dispersion of nickel nanowires was changed as shown in Table 1.

比較例1
水溶性ポリマーAを水に溶解し20質量%の水溶液を作製した。
実施例1で調製したニッケルナノワイヤーの水分散液810質量部に、水溶性ポリマーAの水溶液100質量部を攪拌しながら徐々に混合し、ナノワイヤーと水溶性ポリマーAの合計の固形分が0.73%になるように水で希釈し、めっき下地剤を作製した。
めっき下地剤中の金属と樹脂の質量比率(ナノワイヤー/水溶性ポリマーA)は、29/71であった。
Comparative example 1
A 20% by mass aqueous solution was prepared by dissolving the water-soluble polymer A in water.
810 parts by mass of the nickel nanowire aqueous dispersion prepared in Example 1 was gradually mixed with 100 parts by mass of the aqueous solution of the water-soluble polymer A while stirring until the total solid content of the nanowires and the water-soluble polymer A was 0. The solution was diluted with water to a concentration of 73% to prepare a plating undercoat.
The mass ratio (nanowire/water-soluble polymer A) of metal and resin in the plating undercoat was 29/71.

比較例2
実施例1で調製したニッケルナノワイヤーの水分散液を固形分が0.73%になるように水で希釈し、めっき下地剤とした。
Comparative example 2
The aqueous dispersion of nickel nanowires prepared in Example 1 was diluted with water to a solid content of 0.73% to prepare a plating undercoat.

比較例3
実施例1で調製したポリオレフィン系樹脂の水分散液を固形分が0.52%になるように水で希釈し、めっき下地剤とした。
Comparative example 3
The aqueous dispersion of the polyolefin-based resin prepared in Example 1 was diluted with water so that the solid content was 0.52% to prepare a plating undercoat.

比較例4
ニッケル粒子を水と混合し、1.0質量%のニッケル粒子の水分散液を作製した。
ニッケル粒子の水分散液200質量部に、実施例1で調製したポリオレフィン系樹脂の水分散液100質量部とオキサゾリン化合物A10質量部を攪拌しながら徐々に混合し、ニッケル粒子とポリオレフィン系樹脂とオキサゾリン化合物Aの合計の固形分が0.73%になるように水で希釈し、めっき下地剤を作製した。
めっき下地剤中の金属と樹脂の質量比率(ニッケル粒子/ポリオレフィン系樹脂)は、51/49であった。
Comparative example 4
Nickel particles were mixed with water to prepare an aqueous dispersion of 1.0% by mass of nickel particles.
To 200 parts by mass of the aqueous dispersion of nickel particles, 100 parts by mass of the aqueous dispersion of the polyolefin resin prepared in Example 1 and 10 parts by mass of the oxazoline compound A were gradually mixed with stirring to obtain the nickel particles, the polyolefin resin and the oxazoline. The compound A was diluted with water so that the total solid content was 0.73% to prepare a plating undercoat.
The mass ratio (nickel particles/polyolefin resin) of the metal and the resin in the plating undercoat was 51/49.

比較例5、6
表1のようにニッケル粒子の水分散液の質量比を変更する以外は、比較例4と同様の操作をおこなって、めっき下地剤を作製した。
Comparative Examples 5 and 6
Except for changing the mass ratio of the aqueous dispersion of nickel particles as shown in Table 1, the same operation as in Comparative Example 4 was performed to prepare a plating undercoat.

実施例、比較例で得られためっき下地剤の配合組成および積層体の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the formulations of the plating undercoating agents and the evaluation results of the laminates obtained in Examples and Comparative Examples.

Figure 0007204195000001
Figure 0007204195000001

実施例1~3は、めっき下地剤として、ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の分散液を用いたため、めっき液に浸漬するだけで、均一なめっき層を得ることができた。また、めっき浴は汚染されておらず、また、形成されためっき層は、均一で、密着性が高かった。
実施例1と実施例2の対比から、めっき下地剤に架橋剤を含有した方が、形成されためっき層は密着力がより高いことがわかる。
実施例2と実施例3の対比から、ナノワイヤー/樹脂の質量比率(ナノワイヤー/樹脂)が20/80~30/70であったため、形成されためっき層は密着力がより高いことがわかる。
In Examples 1 to 3, a dispersion of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group was used as the plating undercoat, so a uniform plating layer could be obtained simply by immersion in the plating solution. Moreover, the plating bath was not contaminated, and the formed plating layer was uniform and had high adhesion.
From the comparison between Example 1 and Example 2, it can be seen that the adhesion of the formed plating layer is higher when the plating base material contains the cross-linking agent.
From the comparison of Example 2 and Example 3, the mass ratio of nanowires/resin (nanowires/resin) was 20/80 to 30/70, so that the formed plating layer has higher adhesion. .

比較例1、2は、非水溶性の樹脂を添加しなかったため、めっき層の抜け落ちがあり、不均一なめっきであった。また抜け落ちたニッケルナノワイヤー等により、めっき浴が汚染され、めっき下地剤を塗布した基材以外からも金属が析出した。
比較例3は、めっき下地剤として、非水溶性樹脂のみを含有した分散液を用いたため、めっき液に浸漬してもめっき層が形成されなかった。
比較例4は、ニッケル粒子を用いたため、めっきの析出性が悪かった。
比較例5は、ニッケル粒子を用いたため、めっき下地層自体の密着力が低く、めっき処理中に下地層が剥離した。また、めっきの析出が部分的であって、めっき層の抜け落ちがあった。さらに、抜け落ちたニッケル粒子等によりめっき浴が汚染され、めっき下地剤を塗布した基材以外からも金属が析出した。
In Comparative Examples 1 and 2, since no water-insoluble resin was added, the plating layer fell off and the plating was uneven. In addition, the nickel nanowires and the like that fell out contaminated the plating bath, and metal was deposited on the base material other than the base material to which the plating primer was applied.
In Comparative Example 3, a dispersion liquid containing only a water-insoluble resin was used as the plating undercoat, and thus a plating layer was not formed even when immersed in the plating liquid.
In Comparative Example 4, since nickel particles were used, the depositability of the plating was poor.
In Comparative Example 5, since nickel particles were used, the adhesion of the plating underlayer itself was low, and the underlayer peeled off during the plating process. Moreover, the deposition of the plating was partial, and the plating layer fell off. In addition, the plating bath was contaminated by fallen nickel particles and the like, and metal was deposited on the base material other than the base material coated with the plating primer.

Claims (13)

ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の分散液を含有し、
ナノワイヤーが、ニッケルナノワイヤーであることを特徴とするめっき下地剤。
containing a dispersion of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group ;
A plating primer, wherein the nanowires are nickel nanowires .
ナノワイヤーと親水基を有する非水溶性樹脂の質量比率(ナノワイヤー/親水基を有する非水溶性樹脂)が、20/80~30/70であることを特徴とする請求項1に記載のめっき下地剤。 The plating according to claim 1, wherein the mass ratio of the nanowires and the water-insoluble resin having a hydrophilic group (nanowires / water-insoluble resin having a hydrophilic group) is 20/80 to 30/70. grounding agent. 非水溶性樹脂の親水基が、酸性官能基であることを特徴とする請求項1または2に記載のめっき下地剤。 3. The plating primer according to claim 1, wherein the hydrophilic group of the water-insoluble resin is an acidic functional group. 非水溶性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のめっき下地剤。 4. The plating base material according to any one of claims 1 to 3 , wherein the water-insoluble resin is a polyolefin resin. さらに架橋剤を含有することを特徴とする請求項1~のいずれかに記載のめっき下地剤。 5. The plating base material according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a cross-linking agent. 架橋剤が、オキサゾリン化合物であることを特徴とする請求項に記載のめっき下地剤。 6. The plating primer according to claim 5 , wherein the cross-linking agent is an oxazoline compound. 非導電性材料上に、ナノワイヤーおよび親水基を有する非水溶性樹脂の混合物からなり、ナノワイヤーがニッケルナノワイヤーであるめっき下地層を設けたことを特徴とする積層体。 1. A laminate comprising a non-conductive material and a plating base layer comprising a mixture of nanowires and a water-insoluble resin having a hydrophilic group, wherein the nanowires are nickel nanowires . 請求項の積層体のめっき下地層上に、さらにめっき層を設けたことを特徴とする積層体。 8. A laminate comprising a plating layer further provided on the plating base layer of the laminate according to claim 7 . めっき層が、ニッケルであることを特徴とする請求項に記載の積層体。 9. The laminate according to claim 8 , wherein the plated layer is nickel. めっき層のニッケルが、無電解めっきによって得られたニッケルであることを特徴とする請求項に記載の積層体。 10. The laminate according to claim 9 , wherein the nickel of the plated layer is nickel obtained by electroless plating. 非水溶性樹脂が、親水基の一部を架橋点として、3次元的網目構造を有することを特徴とする請求項7~10のいずれかに記載の積層体。 11. The laminate according to any one of claims 7 to 10 , wherein the water-insoluble resin has a three-dimensional network structure with a portion of the hydrophilic groups serving as cross-linking points. 請求項1~6のいずれかに記載のめっき下地剤を非導電性材料にコーティングまたは印刷して、めっき処理を施すことを特徴とする積層体の製造方法。 A method for producing a laminate, which comprises coating or printing the plating base material according to any one of claims 1 to 6 on a non-conductive material, followed by plating. めっき処理が、無電解めっきであることを特徴とする請求項12に記載の積層体の製造方法。
13. The method for producing a laminate according to claim 12 , wherein the plating treatment is electroless plating.
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