PROCEDIMIENTO PARA DECAPAR SUPERFICIES DE UN SUSTRATO NO CONDUCTOR.

Un procedimiento para decapar una superficie de un sustrato no conductor antes de una metalización,



caracterizado porque

se pone la superficie que va a ser decapada en contacto con una solución de decapado que contiene un halogenuro y/o un nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca y Zn y en el que la solución de decapado comprende, además, un compuesto coordinativo soluble de la fórmula general M 1 (HF2)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06017605.

Solicitante: ENTHONE INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 350 FRONTAGE ROAD,WEST HAVEN, CT 06516.

Inventor/es: SCHILDMANN,MARK PETER, PRINZ,ULRICH,DR, KONIGSHOFEN,ANDREAS,DR.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 24 de Agosto de 2006.

Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09K13/08 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K 13/00 Composiciones para el ataque químico, el grabado, el abrillantado de superficie o el decapado. › que contienen un compuesto de flúor.
  • C23C18/16B
  • C23C18/22 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 18/00 Revestimiento químico por descomposición ya sea de compuestos líquidos, o bien de soluciones de los compuestos que constituyen el revestimiento, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento (reacción química de la superficie C23C 8/00, C23C 22/00 ); Deposición por contacto. › para volver la superficie rugosa, p. ej. por decapado.
  • C23C18/24 C23C 18/00 […] › por medio de soluciones acuosas ácidas.

Clasificación PCT:

  • C23C18/16 C23C 18/00 […] › por reducción o por sustitución, p. ej. deposición sin corriente eléctrica (C23C 18/54 tiene prioridad).
  • C23C18/22 C23C 18/00 […] › para volver la superficie rugosa, p. ej. por decapado.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para decapar superficies de un sustrato no conductor.

La presente invención versa acerca de un procedimiento para decapar una superficie de un sustrato no conductor para preparar y dotar a la superficie de una resistencia adhesiva antes de una metalización al igual que acerca de una solución correspondiente de decapado.

El revestimiento de superficies de un sustrato no conductor, como por ejemplo superficies plásticas, con revestimientos metálicos es una práctica utilizada de forma diversa para formar las propiedades de la superficie de los sustratos.

La metalización de la superficie convierte a esta, por ejemplo, en conductora eléctricamente, lo que se utiliza ampliamente en el campo de la fabricación de circuitos integrados, de circuitos impresos u otros componentes eléctricos o electrónicos. Además, se revisten superficies por razones decorativas con capas metálicas que tienen características correspondientes ópticas o hápticas.

Principalmente, es posible depositar capas metálicas de manera galvánica o autocatalítica. Antes de una deposición galvánica la superficie plástica que se va a metalizar tiene que ser hecha conductora eléctricamente por medio de tratamientos previos apropiados. Dicho tratamiento que proporciona a la superficie una conductividad es innecesario para la deposición autocatalítica de capas metálicas.

De manera independiente de la metalización galvánica o autocatalítica de la superficie, esta tiene que hacerse áspera para mejorar la adhesividad de la capa metálica sobre la superficie del sustrato. Esto se puede llevar a cabo por medio de un tratamiento mecánico o por medio de un tratamiento químico apropiado, por ejemplo con agentes entumecedores o con reactivos para ataque.

Para esto, se conocen distintos procedimientos del estado de la técnica. Así, la memoria de la patente alemana DE 101 24 631 da a conocer el tratamiento de una superficie plástica que va a ser revestida con una disolución de permanganato ácido para un procedimiento para la metalización electrolítica directa de superficies de un sustrato no conductor eléctricamente.

La patente alemana DE 197 40 431 C1 da a conocer un procedimiento de decapado para un procedimiento para la metalización de un área superficial no conductora eléctricamente, en el que la superficie que se va a revestir se prepara por medio de un reactivo ácido para ataque que contiene peróxido de hidrógeno. Aparte de peróxido de hidrógeno, el reactivo para ataque dado a conocer aquí también puede comprender un ácido como el ácido fosfórico o también compuestos orgánicos como el propan-2-ol o el ácido p-fenolsulfónico.

La publicación impresa DE 195 10 855 da a conocer un tratamiento previo de las superficies de un sustrato que van a ser revestidas con un reactivo para ataque de ácido sulfúrico que contiene ácido crómico para un procedimiento de metalización electrolítica selectiva o parcial de sustratos en materiales no conductores. De manera alternativa, se da a conocer una disolución alcalina de permanganato como un reactivo para ataque.

La solicitud de patente internacional WO 99/13696 da a conocer un tratamiento previo de superficies que van a ser metalizadas por medio de una solución de decapado o para ataque químico en base de peróxido de hidrógeno para un procedimiento de metalización de un sustrato que comprende áreas superficiales no conductoras eléctricamente. Adicionalmente, las soluciones de decapado reveladas pueden contener ácido fosfórico, ácido metano sulfónico o ácido etanoico, en las que la concentración iónica resultante de hidrógeno se indica con una máxima disolución de 0,5 mol/kg.

La solicitud de patente alemana DE 100 54 544 también da a conocer un procedimiento de decapado de tratamiento previo de superficies de un sustrato por medio de una disolución que contiene iones de cromato para un procedimiento de metalización química de superficies, en particular superficies de copolímeros de acrilonitrilo/butadieno/estireno (copolímeros de ABS) y de una mezcla de estos copolímeros. Las disoluciones están compuestas esencialmente de trióxido de cromo y de ácido sulfúrico concentrado.

En todos los procedimientos de decapado es importante desintegrar la superficie del sustrato para formar la superficie adhesiva requerida para que se deposite la capa metálica.

Los sustratos que van a ser revestidos pueden ser, por ejemplo, plásticos, como poliéster, poliéter, poliimidas, poliuretanos, poliamidas, resinas de epoxi, polisulfonas, polietersulfonas, polieterimidas, etc.

Sin embargo, en particular para sustratos con la base de poliamida, los procedimientos conocidos del estado de la técnica para el tratamiento de preparación de superficies, como el decapado con una mezcla de ácido crómico-sulfúrico, disoluciones alcalinas o ácidos, causan problemas dado que estos procedimientos de tratamiento previo llevan a deterioros irreversibles de la superficie poliamídica.

Un enfoque para solucionar estos problemas es el procedimiento de decapado superficial dado a conocer en la revista Metalloberfläche volumen 59 (2005) nº 4 en la página 55 y siguientes, que utiliza una porción claramente reducida de trióxido de cromo. Hasta la fecha, se han utilizado aproximadamente 400 g/l de trióxido de cromo en el estado de la técnica, pero el procedimiento dado a conocer en el presente documento solo funciona con aproximadamente 80 g/l de trióxido de cromo.

El documento JP 57098529 da a conocer un procedimiento para el decapado de superficies poliamídicas con una disolución que comprende un compuesto de cloruro de un elemento del segundo o del tercer grupo principal del sistema periódico de elementos. Se mencionan especialmente cloruro de estaño, cloruro de aluminio y cloruro cálcico como compuestos aptos para un reactivo para ataque para superficies poliamídicas.

El documento JP 58225130 también da a conocer un procedimiento para el decapado de superficies. Aquí, se mencionan halogenuros del grupo IVa, Va, VIa, VIIa, VIII, Ib, IIb, IIIb o IVb como compuestos de reactivos para ataque.

El documento JP 61257480 da a conocer el uso de una disolución ácida de cloruro de hierro (II) como un reactivo para ataque para superficies poliamídicas. El documento US 6559242 B1 da a conocer el uso de una solución acuosa de compuestos de peróxido en combinación con una sal metálica de transición para la activación de superficies de sustratos termoplásticos.

El documento DE 2 022 109 A1 da a conocer el tratamiento previo de superficies plásticas con una disolución que comprende un disolvente orgánico y una sal metálica. Los documentos EP 0 146 724 y EP 0 146 723 dan a conocer un procedimiento para el tratamiento previo de sustratos poliamídicos antes de una metalización no electrolítica, en el que la superficie poliamídica que se va a metalizar está tratada con un compuesto de halógeno del primer o del segundo grupo principal del sistema periódico de elementos en combinación con un agente entumecedor o con un disolvente en combinación con un cloruro metálico.

Pero el uso de trióxido de cromo resulta difícil debido a problemas medioambientales provocados por los cromatos.

Teniendo esto en cuenta, es el objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para decapar una superficie de un sustrato no conductor, en particular una superficie poliamídica, para preparar y dotar a la superficie de una resistencia adhesiva, procedimiento que es capaz de superar las desventajas conocidas del estado de la técnica y que genera una rugosidad suficiente de la superficie sin utilizar ningún cromato. Además, es el objetivo de la presente invención proporcionar una solución correspondiente de decapado.

Este objetivo se consigue por medio de un procedimiento para decapar una superficie plástica antes de una metalización, que se caracteriza porque la superficie que va a ser decapada es puesta en contacto con una solución de decapado que contiene un halogenuro y/o un nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca y Zn y en el que la disolución comprende adicionalmente un compuesto coordinativo soluble de la fórmula general M1 (HF2).

De manera ventajosa, se utiliza cloruro como halogenuro. FeCl3, FeCl2, TiCl3, CuCl2, CrCl3, ZnCl2, MgCl2, CaCl2, MnCl2 y CuCl2 al igual que Cr(NO3)3...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para decapar una superficie de un sustrato no conductor antes de una metalización,

caracterizado porque

se pone la superficie que va a ser decapada en contacto con una solución de decapado que contiene un halogenuro y/o un nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca y Zn y en el que la solución de decapado comprende, además, un compuesto coordinativo soluble de la fórmula general M1 (HF2).

2. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene una sal metálica del grupo constituido por FeCl3, FeCl2, TiCl3, CaCl2, CuCl2, CrCl3, ZnCl2, MaCl2, MnCl2 o Cr(NO3)3 como un halogenuro y/o un nitrato.

3. Un procedimiento conforme a la reivindicación 2, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene cloruro férrico.

4. Un procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque M es un grupo NH4.

5. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene el halogenuro y/o el nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ca, Cu y Zn en una concentración comprendida entre al menos 0,1 mol/l y el límite de solubilidad, preferentemente entre 0,5 mol/l y 10 mol/l, más preferentemente entre 2 mol/l y 4 mol/l.

6. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene el fluoruro soluble en una concentración comprendida entre 0,05 mol/l y 10 mol/l, preferentemente entre 0,15 mol/l y 3,6 mol/l, más preferentemente entre 0,3 mol/l y 1,8 mol/l.

7. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene un ácido.

8. Un procedimiento conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene un ácido orgánico o inorgánico que tiene un valor de pKs de = 5 como ácido.

9. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene el ácido en una concentración comprendida entre 0,01 mol/l y 10 mol/l, preferentemente entre 0,1 mol/l y 5 mol/l y más preferentemente entre 0,5 mol/l y 3,0 mol/l.

10. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene un agente humectante.

11. Un procedimiento conforme a la reivindicación 10, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene un agente humectante que es estable hidrolíticamente con respecto a los ácidos.

12. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque la solución de decapado utilizada contiene el agente humectante en una concentración comprendida entre 0,0001 mol/l y 1,0 mol/l, preferentemente entre 0,001 mol/l y 0,5 mol/l y más preferentemente entre 0,01 mol/l y 0,1 mol/l.

13. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se pone la superficie del sustrato que va a ser decapada en contacto con la solución de decapado utilizada durante un periodo entre 0,1 minutos y 20 minutos, preferentemente entre 1,0 minuto y 10 minutos.

14. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se pone la superficie del sustrato que va a ser decapada en contacto con la solución de decapado utilizada a una temperatura comprendida entre 15ºC y 65ºC, preferentemente entre 25ºC y 35ºC.

15. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el sustrato es un plástico del grupo constituido por poliéster, poliéter, poliimida, poliuretano, resina de epoxi, polisulfona, polietersulfona, polieterimida o poliamida.

16. Un procedimiento para la metalización de superficies plásticas, caracterizado por los pasos del procedimiento:

    - decapar la superficie con una solución de decapado que contiene un halogenuro y/o un nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca y Zn y en el que la solución de decapado comprende un compuesto coordinativo soluble de la fórmula general M1 (HF2)
    - poner en contacto la superficie decapada con una disolución activadora que contiene un coloide de metal precioso o con una disolución activadora de metal precioso ionogénico
    - poner en contacto la superficie activada con una disolución aceleradora
    - la metalización de la superficie tratada en un baño de metalización autocatalítica o en un baño de metalización directa.

17. Un procedimiento conforme a la reivindicación 16, caracterizado porque la superficie plástica que va a ser metalizada se decapa a una temperatura comprendida entre 25ºC y 35ºC.

18. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado porque se decapa la superficie plástica durante un periodo entre 1,0 minuto y 10 minutos.

19. Un procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque la superficie plástica es una superficie poliamídica o una superficie de ABS.

20. Una solución de decapado para el tratamiento de preparación de superficies plásticas que van a ser metalizadas, caracterizada porque la solución de decapado contiene un halogenuro y/o un nitrato del grupo constituido por Na, Mg, Al, Si, Sc, Ti, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu y Zn y un compuesto coordinativo soluble de la fórmula general M1 (HF2).

21. Una solución de decapado conforme a la reivindicación 20, caracterizada porque la solución de decapado contiene el halogenuro en una concentración comprendida entre al menos 0,1 mol/l y el límite de solubilidad, preferentemente entre aproximadamente 0,5 mol/l y aproximadamente 10 mol/l, más preferentemente entre aproximadamente 2 mol/l y aproximadamente 4 mol/l.

22. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 21, caracterizada porque la solución de decapado contiene el fluoruro soluble en una concentración comprendida entre al menos 0,05 mol/l y 10 mol/l, preferentemente entre 0,15 mol/l y 3,6 mol/l, más preferentemente entre 0,3 mol/l y 1,8 mol/l.

23. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizada porque la solución de decapado contiene un cloruro ferroso como halogenuro.

24. Una solución de decapado conforme a la reivindicación 23, caracterizada porque la solución de decapado contiene cloruro férrico.

25. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 24, en la que M es NH4.

26. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizada porque la solución de decapado contiene un ácido.

27. Una solución de decapado conforme a la reivindicación 26, caracterizada porque la solución de decapado contiene un ácido orgánico o inorgánico que tiene un valor de pKs de = 5.

28. Una solución de decapado conforme a la reivindicación 26 o 27, caracterizada porque la solución de decapado contiene el ácido en una concentración comprendida entre 0,01 mol/l y 10 mol/l, preferentemente entre 0,1 mol/l y 5,0 mol/l y más preferentemente entre 0,5 mol/l y 3,0 mol/l.

29. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 28, caracterizada porque la solución de decapado contiene un agente humectante.

30. Una solución de decapado conforme a la reivindicación 29, caracterizada porque la solución de decapado contiene el agente humectante en una concentración comprendida entre 0,0001 mol/l y 1,0 mol/l, preferentemente entre 0,001 mol/l y 0,5 mol/l y más preferentemente entre 0,01 mol/l y 0,1 mol/l.

31. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 29 o 30, caracterizada porque la solución de decapado contiene un agente humectante que es resistente a la hidrólisis ácida.

32. Una solución de decapado conforme a una de las reivindicaciones 20 a 31, caracterizada porque la solución de decapado contiene metales preciosos o compuestos de metales preciosos.


 

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