(57)【要約】【課題】より簡便な方法で製造でき、且つ、樹脂基材と金属薄膜層との間の密着性に優れる金属被覆樹脂基材を提供する。【解決手段】本実施形態に係る金属被覆樹脂基材３０は、樹脂基材２０、樹脂基材２０の表面を被覆する金属薄膜層３２、及び、樹脂基材２０と金属薄膜層３２との間に介在して両者と接合する密着層３４を備え、樹脂基材２０が極性を有する樹脂を含み、密着層３４がチオール基及びアミノ基を有する化合物で構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材、前記樹脂基材の表面を被覆する金属薄膜層、及び、前記樹脂基材と前記金属薄膜層との間に介在して両者と接合する密着層を備え、
前記樹脂基材が極性を有する樹脂を含み、
前記密着層が、チオール基及びアミノ基を有する化合物で構成される、
金属被覆樹脂基材。
【請求項２】
前記樹脂基材が、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂及びアクリロニトリル−スチレン−アクリレート樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の金属被覆樹脂基材。
【請求項３】
前記化合物が、下記式（１）：
ＮＨ２−Ｘ−ＳＨ    （１）
（式中、Ｘは炭素数が１以上２０以下であるスペーサー基を表す）
で表される、請求項１又は２に記載の金属被覆樹脂基材。
【請求項４】
前記金属薄膜層が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属被覆樹脂基材。
【請求項５】
前記金属薄膜層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＮｉからなる群より選択される単体金属、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＮｉからなる群より選択される２種以上の合金により構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属被覆樹脂基材。
【請求項６】
前記金属薄膜層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される単体金属、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される２種以上の合金により構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属被覆樹脂基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基材の表面に金属薄膜層が形成された金属被覆樹脂基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂基材の表面に金属薄膜層が形成された金属被覆樹脂基材は、例えば、自動車内装部品や家具、建築材、家電製品、携帯電子機器等の様々な製品や物品の表皮材や部品等として、多く利用されてきている。
【０００３】
従来、樹脂基材と金属薄膜層との密着性を向上させるために、シランカップリング剤等のコーティング剤を用いて形成される密着層を、樹脂基材と金属薄膜層との間に介在させる技術が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、有機系基材と、該基材上に形成される金属系蒸着膜との間に設けられる密着層を形成するためのコーティング剤であって、ゾル−ゲル法で得られた特定のポリオルガノシロキサンゾルとアクリル系有機高分子化合物とを含むコーティング剤、該コーティング剤を用いて有機系基材上に設けられた硬化コート層、該硬化コート層を有する構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０１９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、樹脂基材と金属薄膜層との密着性を向上させる目的で密着層を設けた金属被覆樹脂基材において、より簡便な方法で形成可能な密着層が求められている。例えば、特許文献１に開示された技術では、ポリオルガノシロキサンゾル及びアクリル系有機高分子化合物の調製、これらを含むコーティング剤の調製、コーティング剤塗布後の熱／光重合及びエージング等の多くの工程が費やされる。また、従来のシランカップリング剤を用いる表面改質方法においても、密着性向上の目的で、樹脂基材に対するプラズマ処理や、シランカップリング剤の塗布層の加熱処理等が行われる。更には、樹脂基材に形成された密着層に対して加熱処理を行うと、樹脂基材が高温となり、樹脂基材の変形や損傷等のダメージが樹脂基材に与えられるおそれがある。
【０００７】
加熱処理を行わずに、樹脂基材と金属薄膜層との密着性を向上させる方法として、樹脂基材中の樹脂に対する反応性が高い官能基を有する第１のシランカップリング剤の塗膜と、金属薄膜層中の金属に対する反応性が高い官能基を有する第２のシランカップリング剤の塗膜とからなる密着層を設ける方法が考えられる。しかしながら、この方法でもシランカップリング剤を２種類調製して、塗膜を２回形成しなければならないため、更なる改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、より簡便な方法で製造でき、且つ、樹脂基材と金属薄膜層との間の密着性に優れる金属被覆樹脂基材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る金属被覆樹脂基材は、樹脂基材、樹脂基材の表面を被覆する金属薄膜層、及び、樹脂基材と金属薄膜層との間に介在して両者と接合する密着層を備え、樹脂基材が極性を有する樹脂を含み、密着層が、チオール基及びアミノ基を有する化合物で構成される。
【００１０】
好適な態様では、樹脂基材が、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂及びアクリロニトリル−スチレン−アクリレート樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含む。
【００１１】
他の好適な態様では、化合物が、下記式（１）：
ＮＨ２−Ｘ−ＳＨ    （１）
（式中、Ｘは炭素数が１以上２０以下であるスペーサー基を表す）
で表される。
【００１２】
他の好適な態様では、金属薄膜層が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有する。
【００１３】
他の好適な態様では、金属薄膜層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＮｉからなる群より選択される単体金属、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、及びＮｉからなる群より選択される２種以上の合金により構成される。更に好適な態様では、金属薄膜層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される単体金属、または、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される２種以上の合金により構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より簡便な方法で製造でき、且つ、樹脂基材と金属薄膜層との間の密着性に優れる金属被覆樹脂基材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スパッタリング法により樹脂基材の表面に金属薄膜層を形成するスパッタリング装置を示す模式図である。
【図２】実施形態に係る金属被覆樹脂基材の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態の一例について説明する。本実施形態に係る金属被覆樹脂基材は、樹脂基材、樹脂基材の表面を被覆する金属薄膜層、及び、樹脂基材と金属薄膜層との間に介在して両者と接合する密着層を備え、樹脂基材が極性を有する樹脂を含み、密着層がチオール基及びアミノ基を有する化合物で構成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、極性樹脂を含む樹脂基材と金属薄膜層とを接合する密着層として、チオール基及びアミノ基を有する化合物で構成された密着層を備えることにより、より簡便な方法で製造でき、且つ、樹脂基材と金属薄膜層との間の密着性に優れる金属被覆樹脂基材が得られることを見出した。即ち、斯かる密着層を備える金属被覆樹脂基材は、チオール基及びアミノ基を有する化合物を樹脂基材の表面に接触させて表面改質し、その後、公知の方法により金属薄膜層を形成することにより、製造することができる。このようにして形成された密着層では、アミノ基が樹脂基材に含まれる極性基により吸着され、樹脂基材と密着すると共に、チオール基が金属薄膜層を構成する金属と密着することにより、樹脂基材と金属薄膜層との優れた密着性が確保される。
【００１８】
以下、本実施形態に係る金属被覆樹脂基材の構成要素である、樹脂基材、密着層及び金属薄膜層について詳説する。
【００１９】
［樹脂基材］
樹脂基材は、極性を有する樹脂を含有する基材であれば特に制限されない。樹脂基材の形状に特に制限はなく、例えば、フィルム状、シート状及び板状等の形状を有する基材が挙げられる。
【００２０】
樹脂基材が含有する極性樹脂としては、化学構造中に極性基を有する樹脂であれば特に制限されない。当該極性基としては、例えば、カルボキシ基、カーボネート基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アシル基、アルデヒド基、スルホニル基、エーテル基、エポキシ基、カルボジイミド基、酸無水物基等が挙げられる。
【００２１】
極性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート樹脂（ＡＳＡ樹脂）、ポリエーテルスルホン樹脂等が挙げられるが、これらに限定されない。樹脂基材は、極性樹脂を１種単独で含有してもよく、２種以上の極性樹脂を含有していてもよく、また、２種以上の極性樹脂のポリマーアロイを含有していてもよい。
【００２２】
樹脂基材には、極性樹脂が有する極性基とカップリング剤が有するアミノ基との結合性の観点から、ＰＣ樹脂、ポリエステル樹脂、及び、ＰＣ樹脂とＡＳＡ樹脂又はＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイを用いることが好ましく、ＰＣ樹脂とＡＳＡ樹脂又はＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイを用いることがより好ましい。当該ポリマーアロイを用いる場合、ＰＣ樹脂に由来する成分にアミノ基との結合性が高いカーボネート基が含まれ、アミノ基が樹脂基材側に位置し、且つ、チオール基が表面側（金属薄膜層側）に位置する傾向がより高くなりその結果、樹脂基材と金属薄膜層との密着性がより一層向上すると考えられる。
【００２３】
ＰＣ樹脂とＡＳＡ樹脂又はＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイにおいて、両者の比率は特に制限されないが、例えば、ＡＳＡ樹脂又はＡＢＳ樹脂に対するＰＣ樹脂の質量比が５０％以上９９％以下であることが好ましい。
【００２４】
樹脂基材は、極性樹脂以外の成分を含有していてもよく、例えば、極性樹脂以外の樹脂や、有機溶剤又は触媒等の残渣成分等を含有していてもよい。樹脂基材における極性樹脂の含有量は、例えば、樹脂基材の総量に対して８０質量％以上であってよく、密着性向上の観点から、９５質量％以上であることが好ましく、９９質量％以上であることがより好ましい。樹脂基材の厚さは、金属被覆樹脂基材の用途や要求特性等に応じて適宜決定されるものであり、特に制限されないが、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、２ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
樹脂基材は、例えば、極性樹脂を成形することにより得られる。極性樹脂の成形方法は、特に制限されるものではなく、射出成形、圧縮成形、押出成形、ブロー成形等の各種成形方法が採用される。また、樹脂基材には密着性を更に向上させるために表面処理が施されていてもよい。当該表面処理としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸処理（湿式）、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等が挙げられる。
【００２６】
［密着層］
本実施形態に係る金属被覆樹脂基材において、密着層は、チオール基及びアミノ基を有する化合物（以下「カップリング剤」とも称する）で構成され、樹脂基材及び金属薄膜層の両者と接合する。より詳しくは、上述の通り、カップリング剤が有するアミノ基が樹脂基材に含まれる極性樹脂が有する極性基により吸着されて樹脂基材と密着し、カップリング剤が有するチオール基が金属薄膜層を構成する金属と結合する。これにより、樹脂基材及び金属薄膜層のそれぞれとの優れた密着性を有する。後述するように、本実施形態に係る密着層は、例えば樹脂基材の表面にカップリング剤を接触させること（以下「カップリング処理」ともいう）により形成される。
【００２７】
カップリング剤としては、分子中にチオール基及びアミノ基をそれぞれ１個以上有する化合物であれば特に制限されず、例えば、チオール基及びアミノ基をそれぞれ１個有する化合物、チオール基及びアミノ基のいずれか一方又は両方を２個以上有する化合物、チオール基及びアミノ基をそれぞれ１個以上有するモノマーの重合体、チオール基を１個以上有するモノマーとアミノ基を１個以上有するモノマーとの共重合体等が挙げられる。中でも、後述するカップリング処理の容易性、及び、入手し易さ等から、チオール基及びアミノ基をそれぞれ１個又は２個有する化合物が好ましく、チオール基及びアミノ基をそれぞれ１個有する化合物がより好ましい。
【００２８】
好適なカップリング剤としては、下記式（１）で表される化合物が挙げられる。
ＮＨ２−Ｘ−ＳＨ    （１）
式（１）において、Ｘはスペーサー基を表す。スペーサー基は、アミノ基及びチオール基の両者と結合し得る基であれば特に制限されず、例えば、置換基を有してもよい２価の炭化水素基等が挙げられる。スペーサー基は、炭素数が１以上２０以下であることが好ましい。炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらの組合せよりなる群から選択される基が挙げられる。２価の脂肪族炭化水素基は直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。２価の脂肪族炭化水素基及び２価の脂環式炭化水素基は飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。２価の炭化水素基は、例えば、炭素数が１以上２０以下であり、２以上１６以下であることが好ましく、２以上１１以下であることがより好ましい。上記式（１）で表される化合物を使用することにより、より高い密度でカップリング剤を有し、樹脂基材と金属薄膜層との密着性により優れる密着層を形成することができる。
【００２９】
２価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、アルカンジイル基、アルケンジイル基が挙げられ、その炭素数は、例えば１以上２０以下であり、２以上１６以下が好ましく、２以上１１以下がより好ましい。アルカンジイル基の具体例としては、メチレン基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロピレン基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基、ウンデカン−１，１１−ジイル基、ヘキサデカン−１，１６−ジイル基等が挙げられる。アルケンジイル基の具体例としては、エテン−１，２−ジイル基、プロペン−１，３−ジイル基、１−ブテン−１，４−ジイル基、２−ペンテン−１，５−ジイル基、３−ヘキセン−１，６−ジイル基等が挙げられる。
【００３０】
上記式（１）においてＸで表されるスペーサー基としては、炭素数が２以上１６以下であるアルカンジイル基が好ましく、炭素数が２以上１１以下であるアルカンジイル基がより好ましい。更には、入手の容易性やコストの観点からは、スペーサー基として炭素数が２以上６以下であるアルカンジイル基が好ましく、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基がより好ましい。なお、本実施形態に係るカップリング剤は、分子中のアミノ基が極性樹脂に含まれる極性基により吸着され、樹脂基材と密着する。また、分子中のチオール基が金属薄膜層を構成する金属と密着する。そのため、例えば上記式（１）においてＸで表されるスペーサー基（炭化水素基）の炭素数が少なく、アミノ基とチオール基との間の距離が短い場合であっても、樹脂基材と金属皮膜層との良好な密着性を確保することができる。
【００３１】
密着層を構成するカップリング剤の具体例としては、２−アミノエタンチオール（システアミン）、３−アミノプロパンチオール、４−アミノブタンチオール、５−アミノヘプタンチオール、６−アミノヘキサンチオール、８−アミノオクタンチオール、１１−アミノウンデカンチオール、１６−アミノヘキサデカンチオール及びこれらの塩酸塩等が挙げられるが、これらに限定されない。  
【００３２】
［金属薄膜層］
金属薄膜層を構成する金属は、金属被覆樹脂基材の用途等に応じて適宜決定されるものであり、特に制限されない。金属薄膜層に含まれる金属は、１種の金属からなる単体金属であってもよく、２種以上の金属からなる合金であってもよい。
【００３３】
金属薄膜層は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選択される単体金属により構成されていてもよく、又は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選択される２つ以上の金属の合金により構成されていてもよい。密着層を構成するカップリング剤が有するチオール基との結合性の観点から、金属薄膜層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される単体金属、又は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔからなる群より選択される２つ以上の金属の合金により構成されることが好ましい。
【００３４】
金属薄膜層の厚さは、金属被覆樹脂基材の用途や要求特性等に応じて適宜決定すればよく、特に制限されない。金属薄膜層の厚さは、例えば１ｎｍ以上１μｍ以下の範囲であればよく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲が好ましい。金属薄膜層が厚すぎると、樹脂基材及び密着層との密着性が低下することがあり、金属薄膜層が薄すぎると、所望の金属色を呈する金属被覆樹脂基材の作製が困難になることがある。
【００３５】
［金属被覆樹脂基材の製造方法］
以下に、本実施形態に係る金属被覆樹脂基材の製造方法の一例を説明する。しかしながら、本実施形態に係る金属被覆樹脂基材は、以下の方法で製造されるものに限定されない。なお、以下の説明では、樹脂基材としてＰＣ樹脂からなる基材を用い、カップリング剤として上記式（１）で表される化合物を用いた場合を例に説明する。
【００３６】
まず、樹脂基材の表面に密着層を形成する。本実施形態に係る密着層は、例えば、樹脂基材の表面にカップリング剤を接触させるカップリング処理により形成すればよい。具体的には、カップリング剤を含有するカップリング液を調製し、樹脂基材を該カップリング液中に浸漬する方法、或いは、公知の塗布装置を用いて樹脂基材の表面に該カップリング液を塗布する方法等が挙げられる。
【００３７】
カップリング剤を含有するカップリング液は、液体媒体にカップリング剤が溶解又は分散したものであればよいが、密着層の厚さの均一性の観点から、カップリング剤が溶解した溶液であることが好ましい。カップリング剤を溶解する溶媒としては、例えば、イオン交換水等の水、又は、アルコール溶媒等の極性有機溶媒、並びに、これらの混合溶媒等が挙げられ、カップリング剤の溶解度に応じて適宜選択すればよい。カップリング液は、カップリング剤の樹脂基材に対する密着性を損なわない範囲で他の成分を添加してもよいが、実質的にカップリング剤及び溶媒のみを含有することが好ましい。
【００３８】
カップリング処理に使用されるカップリング液中のカップリング剤の含有量は、カップリング剤及び媒体の種類等によって適宜調整すればよく、例えば０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。カップリング処理として、樹脂基材の表面にカップリング液を塗布する場合は、塗布に適当な粘度とする観点から、カップリング液中のカップリング剤の含有量を１質量％以下にすることが好ましい。
【００３９】
カップリング液を用いるカップリング処理は、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などの公知の手段で行えばよい。
【００４０】
カップリング処理により、チオール基及びアミノ基を有するカップリング剤を含むカップリング液を樹脂基材の表面に接触させることで、樹脂基材に含まれるＰＣ樹脂のエステル結合（−ＣＯＯ−）とカップリング剤のアミノ基（−ＮＨ２）とがアミド結合（−ＣＯＮＨ−）を形成する。これにより、樹脂基材とカップリング剤とが密着し、それと同時に、樹脂基材側にアミノ基が存在し、最表面にチオール基（−ＳＨ）が存在することになると考えられる。
【００４１】
カップリング処理の温度は、樹脂基材の変形及び変質等が生じない範囲であれば特に制限されず、例えば、２０℃以上５０℃以下の範囲でよく、２０℃以上３０℃以下の範囲が好ましい。カップリング処理による上記反応は、室温（２５℃）近傍で十分に進行し、カップリング剤と樹脂基材との密着性を得ることができる。よって、カップリング処理による樹脂基材の表面改質において加熱処理を施す必要がないため、温度上昇に伴う樹脂基材の変形又は変質の発生を抑えることができる。
【００４２】
カップリング処理後の樹脂基材は、金属薄膜層を形成する前に、イオン交換水等の洗浄水で樹脂基材表面を洗浄することが好ましい。また、洗浄した樹脂基材を乾燥することが好ましい。樹脂基材の乾燥方法としては、例えば、風乾、エアーブロー乾燥、真空乾燥、加熱乾燥等が挙げられる。樹脂基材の乾燥は、樹脂基材の変形及び変質等が生じない温度範囲で行うことが好ましく、例えば、８０℃以下で乾燥することが望ましい。その観点から、風乾又はエアーブロー乾燥により樹脂基材を乾燥させることが好ましい。
【００４３】
次いで、カップリング処理された樹脂基材の密着層が形成された表面に、金属薄膜層を形成する。金属薄膜層の形成方法としては、上述の金属材料からなる金属薄膜を形成する公知の方法がいずれも適用でき、特に制限されないが、例えば、物理蒸着法（ＰＶＤ法）及び化学蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙げられる。ＰＶＤ法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられ、ＣＶＤ法としては、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等が挙げられる。これらの中では、金属薄膜層の形成し易さ等の点で、スパッタリング法が好ましい。
【００４４】
図１は、スパッタリング法により、カップリング処理された樹脂基材の表面に金属薄膜層を形成するスパッタリング装置１０を示す模式図である。図１に示すスパッタリング装置１０は、真空チャンバ１２を備えた、従来公知の構造を有する。真空チャンバ１２は、周壁部１４を有し、かかる周壁部１４の内周面における周上の一箇所には、ターゲット１６が、スパッタカソード１８を介して交換可能に取り付けられている。また、真空チャンバ１２の底壁部上には、樹脂基材２０を取り外し可能に支持する支持装置２２が、立設されている。更に、この支持装置２２には、図示しないスパッタアノードが設置されている。そして、周壁部１４の内周面上に位置するスパッタカソード１８と、支持装置２２に設けられたスパッタアノードとの間に、図示しない電源装置にて電圧が印加されるようになっている。
【００４５】
また、真空チャンバ１２の周壁部１４の周方向の互いに異なる箇所には、ガス導入パイプ２４とガス排出パイプ２６とが、それぞれの一端部において、真空チャンバ１２内に開口した状態で接続されている。そして、ガス導入パイプ２４は、真空チャンバ１２側とは反対側の端部において、不活性ガスなどの反応ガスを供給するガス供給装置（図示せず）に接続されている。一方、ガス排出パイプ２６は、真空チャンバ１２側とは反対側の端部側において、真空ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００４６】
スパッタリング装置１０を用いて、樹脂基材２０の表面上に、金属薄膜層を形成する際は、図１に示すように、周壁部１４の内周面上に、スパッタカソード１８を介して、ターゲット１６を取り付ける。ターゲット１６は、上述の金属薄膜層を構成する金属材料からなる。そして、真空チャンバ１２内の支持装置２２に樹脂基材２０をセットし、樹脂基材２０の表面をターゲット１６と対向させる。樹脂基材２０は、上述の極性を有する樹脂を含む樹脂基材である。
【００４７】
次に、ガス排出パイプ２６に接続された真空ポンプ（図示せず）を作動して、真空チャンバ１２内を真空状態とする。このときの真空チャンバ１２内の圧力は、例えば１Ｐａ〜５Ｐａ程度とされる。その後、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、図示しないガス供給装置から、ガス導入パイプ２４を通じて、真空チャンバ１２内に導入する。そして、不活性ガスが真空チャンバ１２内に充満したら、図示しない電源装置を作動させて、スパッタカソード１８とスパッタアノード（図示せず）との間に所定の電圧を印加する。これにより、真空チャンバ１２内におけるターゲット１６と樹脂基材２０との間の空間にプラズマを発生させて、ターゲット１６の放出面（樹脂基材２０との対向面）においてスパッタリング現象を惹起させて、ターゲット１６から金属の原子を放出させ、樹脂基材２０の表面に衝突させて、付着させる。このようにして、樹脂基材２０の表面に金属薄膜層を形成することにより、本実施形態に係る金属被覆樹脂基材が作製される。
【００４８】
図２に、本実施形態に係る金属被覆樹脂基材３０の概略構成を示す。上記のようにして樹脂基材２０の密着層３４が形成された表面に金属薄膜層３２が形成されると、密着層３４においてスペーサー基３６を介して金属薄膜層３２が形成される側の表面に配向しているチオール基が、金属薄膜層３２を構成する金属Ｍと結合する。これにより、樹脂基材２０と金属薄膜層３２とが強固に結びつき、両者の十分な密着性が確保されると考えられる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例）
樹脂基材として、ポリカーボネート樹脂とアクリロニトリル−スチレン−アクリレート樹脂（ＡＳＡ樹脂）との共重合型樹脂（ＰＣ−ＡＳＡ樹脂）からなる基材を用いた。当該樹脂基材は、化学構造中に極性基として、エステル結合、シアノ基及びカルボン酸基を有する。
【００５１】
純水に２−アミノエタンチオールを０．１質量％の濃度になるように溶解したカップリング液を調製した。このカップリング液に、樹脂基材を室温で１分間浸漬させた。次に、浸漬後の樹脂基材をイオン交換水で１分間洗浄し、続いて、洗浄した樹脂基材をエアーブロワーによるブロー乾燥を行い、表面処理された樹脂基材を得た。
【００５２】
次に、樹脂基材のカップリング液で処理された表面に、図１に示すスパッタリング装置を用いて、スパッタリング法により、Ａｇ−Ｐｄから構成される金属薄膜層を形成し、金属被覆樹脂基材Ａを作製した。具体的には、まず、Ａｇ−Ｐｄのターゲットをスパッタリング装置に設置した。次に、樹脂基材のカップリング液で処理された表面が上記ターゲットと対向するように、樹脂基材をスパッタリング装置内に設置した。そして、スパッタリング装置の真空チャンバ内を８．０×１０−３Ｐａまで排気した後、アルゴンガスを導入して真空チャンバ内の全圧を２．０×１０−２Ｐａとした。次いで、６ｋＷの電力を加えて、樹脂基材の処理表面にＡｇ−Ｐｄ合金から構成される金属薄膜層を形成し、金属被覆樹脂基材Ａを得た。金属被覆樹脂基材Ａの金属薄膜層の膜厚は４０．０ｎｍであった。また、金属被覆樹脂基材Ａの金属薄膜層の表面をＸ線光電子分光分析（アルバック・ファイ株式会社製、商品名「ＰＨＩ５０００  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ」）にて分析した結果、金属薄膜層を構成するＡｇ−Ｐｄ合金の組成比は、Ａｇが９３原子％で、Ｐｄが７原子％であった。
【００５３】
（比較例）
樹脂基材に対して、カップリング液を用いる表面処理を施さなかったこと以外は、実施例の方法に従って、金属被覆樹脂基材Ｂ１を作製した。金属被覆樹脂基材Ｂ１の金属薄膜層の膜厚は４０．０ｎｍであった。また、金属被覆樹脂基材Ｂ１の金属薄膜層を構成するＡｇ−Ｐｄ合金の組成比は、Ａｇが９３原子％で、Ｐｄが７原子％であった。
【００５４】
（参考例）
樹脂基材及び金属薄膜層を間に介在する中間層として、アミノ基を有するシランカップリング剤で構成された第１中間層と、チオール基を有するシランカップリング剤で構成された第２中間層とを備える、金属被覆樹脂基材Ｂ２を作製した。より具体的には、コーティング溶液を用いた中間層形成を、以下の方法により行ったこと以外は、実施例の方法に従って、金属被覆樹脂基材Ｂ２を作製した。
【００５５】
純水にアミノ基を有するシランカップリング剤（信越シリコーン株式会社製、ＫＢＭ−９０３）を０．１質量％の濃度になるように溶解した第１シランカップリング剤溶液を調製した。また、エタノールにチオール基を有するシランカップリング剤（信越シリコーン株式会社製、ＫＢＭ−８０３）を０．１質量％の濃度になるように溶解した第２シランカップリング剤溶液を調製した。第１シランカップリング剤溶液中に、樹脂基材を室温で１分間浸漬させた。浸漬させた樹脂基材を、続けて第２シランカップリング剤溶液中に室温で１分間浸漬させた。この２段階カップリング処理後の樹脂基材をイオン交換水で１分間洗浄し、洗浄した樹脂基材エアーブロワーを用いてブロー乾燥を行い、表面処理された樹脂基材を得た。このようにして表面処理された樹脂基材を用いて、実施例の方法に従って金属被覆樹脂基材Ｂ２を作製した。金属被覆樹脂基材Ｂ２の金属薄膜層の膜厚は４０．０ｎｍであった。また、金属被覆樹脂基材Ｂ２の金属薄膜層を構成するＡｇ−Ｐｄ合金の組成比は、Ａｇが９３原子％で、Ｐｄが７原子％であった。
【００５６】
＜耐湿密着性試験＞
ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−７−２  Ｂ法に基づき温度５０℃及び湿度９５％ＲＨの雰囲気中に、各金属被覆樹脂基材を静置する耐湿試験を行い、ＰＣ−ＡＳＡ樹脂基材に対する金属層の剥離の有無を調べた。ここで、金属層の剥離評価は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に基づいて評価試験を実施し、剥離がなかったものを密着性に優れたものとして評価結果を○で示し、剥離があったものを密着性に劣るものとして評価結果を×で示した。各金属被覆樹脂基材の耐湿密着性の評価結果を表１に示す。
【００５７】
＜耐熱密着性試験＞
温度８０℃の雰囲気中に、各金属被覆樹脂基材を静置する耐熱試験を行い、ＰＣ−ＡＳＡ樹脂基材に対する金属層の剥離の有無を調べた。ここで、金属層の剥離評価は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に基づいて評価試験を実施し、剥離がなかったものを密着性に優れたものとして評価結果を○で示し、剥離があったものを密着性に劣るものとして評価結果を×で示した。各金属被覆樹脂基材の耐熱密着性の評価結果を表１に示す。
【００５８】
＜耐水密着性試験＞
水温４０℃の雰囲気中に、各金属被覆樹脂基材を静置する耐水試験を行い、ＰＣ−ＡＳＡ樹脂基材に対する金属層の剥離の有無を調べた。ここで、金属層の剥離評価は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に基づいて評価試験を実施し、剥離がなかったものを密着性に優れたものとして評価結果を○で示し、剥離があったものを密着性に劣るものとして評価結果を×で示した。各金属被覆樹脂基材の耐水密着性の評価結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2019104169.tif 000003
【００６０】
チオール基及びアミノ基を有する化合物で構成され、樹脂基材と金属薄膜層とを接合する密着層を備える実施例の金属被覆樹脂基材Ａでは、耐湿密着性、耐熱密着性及び耐水密着性がいずれも優れる（○）と評価された。また、２つの層からなる中間層を設けた参考例の金属被覆樹脂基材Ｂ２においても、耐湿密着性、耐熱密着性及び耐水密着性がいずれも優れる（○）と評価された。即ち、実施例の金属被覆樹脂基材Ａでは、密着層が単一の化合物を用いて簡便な方法で形成されたにもかかわらず、樹脂基材に接合する第１中間層と金属薄膜層に接合する第２中間層とを設けた金属被覆樹脂基材Ｂ２に匹敵する、耐湿密着性、耐熱密着性及び耐水密着性を有することがわかった。一方、樹脂基材と金属薄膜層とが直接接合する比較例では、耐湿密着性、耐熱密着性及び耐水密着性のいずれにおいても×と評価され、樹脂基材と金属薄膜層との密着性が十分に確保されなかった。
【符号の説明】
【００６１】
１０  スパッタリング装置、１２  真空チャンバ、１４  周壁部、１６  ターゲット、１８  スパッタカソード、２０  樹脂基材、２２  支持装置、２４  ガス導入パイプ、２６  ガス排出パイプ、３０  金属被覆樹脂基材、３２  金属薄膜層、３４  密着層、３６  スペーサー基。
【図１】
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【図２】
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