Muovituotteiden valmistusprosessi käsittää pääasiassa neljä avainprosessia: muotinmuodostus, pintakäsittely, painatus ja kokoonpano. Pintakäsittely on välttämätön osa, ja esikäsittelyprosessit ovat välttämättömiä pinnoitteiden tarttuvuuden parantamiseksi ja hyvän sähköä johtavan aluskerroksen aikaansaamiseksi pinnoitukseen.
Muovituotteiden pintakäsittely:
Tämä sisältää pääasiassa pinnoitus- ja pinnoituskäsittelyt. Yleensä muoveilla on korkea kiteisyys, alhainen tai ei lainkaan napaisuutta ja alhainen pintaenergia, mikä vaikuttaa pinnoitteiden tarttumiseen. Koska muovit ovat ei--johtavia eristeitä, pinnoitusta ei voida levittää suoraan niiden pinnoille käyttämällä tavallisia galvanoivia prosesseja. Siksi ennen pintakäsittelyä on suoritettava tarvittavat esikäsittelyt pinnoitteen tarttuvuuden parantamiseksi ja sähköä johtavan aluskerroksen aikaansaamiseksi, jolla on hyvä kiinnitys.
Pinnoitteen esikäsittely:
Esikäsittely sisältää muovipinnan rasvanpoiston eli öljyn ja homeen irrotusaineiden poispuhdistuksen sekä pintaaktivointikäsittelyn, jonka tarkoituksena on parantaa pinnoitteen tarttuvuutta.
01 Rasvanpoisto
Muovituotteiden rasvanpoisto. Metallituotteiden rasvanpoiston tapaan muovituotteista voidaan poistaa rasva käyttämällä orgaanisia liuottimia tai pinta-aktiivisia aineita sisältäviä alkalisia vesiliuoksia. Orgaaninen liuotinrasvanpoisto soveltuu parafiinivahan, mehiläisvahan, rasvan ja muun orgaanisen lian puhdistamiseen muovipinnoilta. Käytetty orgaaninen liuotin ei saa liuottaa, turvota tai murtaa muovia; sen kiehumispisteen tulee olla alhainen, haihtuvaa, myrkytöntä ja -syttymätöntä.
Emäksiset vesiliuokset soveltuvat alkali{0}}kestävän muovin rasvanpoistoon. Tämä liuos sisältää natriumhydroksidia, emäksisiä suoloja ja erilaisia pinta-aktiivisia aineita. Yleisimmin käytetty pinta-aktiivinen aine on OP-sarja eli alkyylifenolipolyoksietyleenieetteri, joka ei muodosta vaahtoa eikä jätä jäämiä muovipinnalle.
02 Pintaaktivointi
Aktivoinnilla pyritään parantamaan muovien pintaominaisuuksia, eli synnyttää polaarisia ryhmiä tai karhentaa muovipintaa, jolloin pinnoitteet ovat helpompia kostua ja adsorboitua osan pintaan. Pintaaktivointikäsittelyyn on monia menetelmiä, kuten kemiallinen hapetus, liekkihapetus, liuotinhöyrysyövytys ja koronapurkaushapetus. Yleisimmin käytetty menetelmä on kemiallinen kidehapetuskäsittely, jossa käytetään yleisesti kromihappoliuosta. Tyypillinen formulaatio on 4,5 % kaliumdikromaattia, 8,0 % vettä ja 87,5 % väkevää rikkihappoa (96 % tai enemmän).
Jotkut muovituotteet, kuten polystyreeni ja ABS-muovit, voidaan pinnoittaa suoraan ilman kemiallista hapetuskäsittelyä. Laadukkaiden-pinnoitteiden saamiseksi käytetään joskus kemiallista hapetuskäsittelyä. Esimerkiksi ABS-muovin rasvanpoiston jälkeen voidaan etsata laimennetulla kromihappoliuoksella. Tyypillinen koostumus on 420 g/l kromihappoa ja 200 ml/l rikkihappoa (ominaispaino 1,83). Tyypillinen käsittelyprosessi on 65-70 astetta 5-10 minuuttia, jonka jälkeen huuhdellaan vedellä ja kuivataan. Kromihappoetsauksen etuna on, että se voi käsitellä tasaisesti muovituotteen muodon monimutkaisuudesta riippumatta. Sen haittoja ovat, että toiminta on vaarallista ja saastuttaa.
Päällystyksen esikäsittely:
Päällystyksen esikäsittelyn tarkoituksena on parantaa pinnoitteen ja muovipinnan välistä adheesiota ja muodostaa muovipinnalle johtava metallinen aluskerros. Esikäsittelyprosessi sisältää pääasiassa: mekaanisen karhentamisen, kemiallisen rasvanpoiston, kemiallisen karhentamisen, herkistymisen, aktivoinnin, pelkistyksen ja kemiallisen pinnoituksen. Kolmen ensimmäisen vaiheen tarkoituksena on parantaa pinnoituskerroksen tarttuvuutta, kun taas neljä viimeistä vaihetta muodostavat johtavan metallisen aluskerroksen.
01 Mekaaninen ja kemiallinen karhennus
Mekaanisissa ja kemiallisissa karhennusprosesseissa käytetään mekaanisia ja kemiallisia menetelmiä muovipinnan karhentamiseen, mikä lisää pinnoituskerroksen ja alustan välistä kosketuspinta-alaa. Yleisesti uskotaan, että mekaanisella karhennuslla saavutettava tarttuvuus on vain noin 10 % kemiallisella karhennuslla saavutettavasta tarttumisesta.
02 Kemiallinen rasvanpoisto
Muovipintojen rasvanpoistomenetelmä ennen pinnoitusta on sama kuin pinnoituksen esikäsittelyssä.
03 Herkistyminen
Herkistyminen tarkoittaa helposti hapettuvien aineiden, kuten tinadikloridin ja titaanitrikloridin, adsorboimista muovipinnalle tietyllä adsorptiokyvyllä. Nämä adsorboituvat helposti hapettuvat aineet hapettuvat aktivoinnin aikana, kun taas aktivaattori pelkistyy katalyyttisiksi ytimiksi, jotka jäävät tuotteen pinnalle. Herkistyksen tarkoituksena on luoda perusta myöhemmälle metallikerroksen sähköttömälle pinnoitukselle.
04 Aktivointi
Aktivointi käsittää herkistetyn pinnan käsittelemisen katalyyttisesti aktiivisten metalliyhdisteiden liuoksella. Pohjimmiltaan adsorboitua pelkistysainetta sisältävä tuote upotetaan hapettimen vesiliuokseen, joka sisältää jalometallisuolaa. Hapettavana aineena toimivat jalometalli-ionit pelkistyvät S²⁺n:n vaikutuksesta, ja pelkistyneet jalometallihiukkaset laskeutuvat tuotteen pinnalle kolloidisina hiukkasina, joilla on voimakas katalyyttinen aktiivisuus. Kun tämä pinta upotetaan kemialliseen pinnoitusliuokseen, näistä hiukkasista tulee katalyyttisiä keskuksia, jotka kiihdyttävät kemiallista pinnoitusreaktiota.
05 Vähennyshoito
Ennen kemiallista pinnoitusta aktivoitu ja huuhdeltu tuote upotetaan pelkistysaineliuokseen, jonka pitoisuus on tietty, jota käytetään kemiallisessa pinnoituksessa jäljellä olevan aktivointiaineen poistamiseksi. Tätä kutsutaan vähentämishoidoksi. Kuparin kemiallisessa pinnoituksessa formaldehydiliuosta käytetään pelkistyskäsittelyyn; nikkelikemialliseen pinnoitukseen käytetään natriumhypofosfiittiliuosta. 06 Kemiallinen pinnoitus
Kemiallisen pinnoituksen tarkoituksena on synnyttää muovituotteiden pinnalle johtava metallikalvo, joka luo olosuhteet metallien galvanoimiseksi muovituotteiden päälle. Siksi kemiallinen pinnoitus on avainvaihe muovien galvanoinnissa.
