(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状被めっき材料と型枠とで、めっき液を保持するための容器を形成する第１ステップと、
上記容器内にめっき液を注入し、当該めっき液をポンプで循環することにより液攪拌しつつ、平板状被めっき材料にめっきを施す第２ステップと、
を有することを特徴とする平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項２】
上記ポンプでの循環が、前記容器を傾斜させた状態で、傾斜した前記容器の低所側から液抜きし容器高所側に注ぐ循環である、
ことを特徴とする請求項１記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項３】
前記めっき液が、フッ素化合物粒子，Al 2O 3粒子，SiC粒子，ダイヤモンド粒子よりなる群から選択される粒子を含む複合めっき液である、
ことを特徴とする請求項１または２記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項４】
前記型枠は、前記めっき液を保持するための側壁部と、この側壁部と略垂直に設けられ且つ前記平板状被めっき材料が載置される被載置部とから成る断面Ｌ字状の金属又は樹脂から構成される、
請求項２記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項５】
前記型枠は、前記側壁部と前記被載置部とから成る型枠部材を４枚組み合わせた方形状を成している、
請求項４記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項６】
前記被載置部と前記平板状被めっき材料との間にはシール材が介装されている、
請求項５記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【請求項７】
前記第２ステップの終了後に、前記容器を傾斜させた状態で、容器高所側に水を注ぎ、容器の低所側で水抜きして再び当該水を前記高所側に注ぐ循環方法により、平板状被めっき材料を水洗する第３ステップを有する、
請求項１、２、３、４、５、または６記載の平板状被めっき材料のめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素化合物、Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの微粒子を分散含有する複合めっきを平板状被めっき材料に行う際、平板状被めっき材料を収納できる大きなめっき槽を必要とせず、しかも少量のめっき液でシミやムラのない良好な外観を有するめっき皮膜を形成することができる平板状被めっき材料のめっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、単一物質の改質により、目的とする機能を満足する材料を得ることが難しくなってきていることから、めっき法による表面改質においても、フッ素化合物、Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの複合材とニッケルなどの金属マトリックスを共析させる複合めっきの研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
しかし、これらのフッ素化合物、Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの微粒子を分散含有する複合めっき液は高価なものである。このため、従来の如く平板状被めっき材料を収容可能なめっき槽内でめっきを行う方法では、多量のめっき液が必要となり、特に平板状被めっき材料が大きくなると極めて多量のめっき液が必要となるため、めっき製品の製造コストが高くなるという課題がある。
また、平板状被めっき材料が大きくなると、それに応じてめっき槽も大きくしなければならないため、めっきの設備費が高騰し、この結果めっき製品の製造コストが一層高くなるという課題がある。
【０００４】
加えて、従来の方法では、めっき皮膜の表面にシミやムラが多くなるという問題がある。なぜなら、上記の如く大きなめっき槽を用いる場合には、めっき液の攪拌を十分に行うことができず、しかも複合めっきは通常４０〜９０℃の高温の状態で行われるが、高温のめっき液から被めっき物を引き上げその状態を保持しておくと、被めっき物の表面が急速に乾燥するからである。
【０００５】
更に、従来の方法でめっき液を攪拌すると、めっき液の攪拌時にめっき液の液面には泡が発生し易くなる。このため、被めっき物をめっき液から引き上げる際に、上記泡が被めっき物の表面に付着し、ムラを生じるという課題も生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、めっき方法における上記のような問題点に鑑みなされたものであり、めっきを行う際（特に、フッ素化合物、Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの微粒子を分散含有する複合めっきを行う際）、めっき槽を必要とせずしかも少量のめっき液でめっき可能とすることにより、めっき製品の製造コストを低減し、且つ平板状被めっき材料の表面にシミやムラが発生するのを防止することにより、平板状被めっき材料の外観を向上させることができる平板状被めっき材料のめっき方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行ったところ、平板状被めっき材料と型枠とで容器を形成し、この容器内にめっき液を注入すると共にこのめっき液を循環して、平板状被めっき材料にめっきを施すことにより、前記不都合を解消し得ることを見いだした。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものであり、下記構成を特徴とする。
【０００８】
即ち、本発明第１の態様は、平板状被めっき材料と型枠とで、めっき液を保持するための容器を形成する第１ステップと、上記容器内にめっき液を注入して、平板状被めっき材料にめっきを施す第２ステップとを有することを特徴とする。
本発明第２の態様は、上記第１の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、型枠は、めっき液を保持するための側壁部と、この側壁部と略垂直に設けられ且つ平板状被めっき材料が載置される被載置部とから成る断面Ｌ字状の金属又は樹脂から構成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明第３の態様は、上記第２の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、型枠は、側壁部と被載置部とから成る型枠部材を４枚組み合わせた方形状を成すことを特徴とする。
本発明第４の態様は、上記第２または３の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、被載置部と平板状被めっき材料との間にはシール材が介装されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明第５の態様は、上記第１、２、３または４の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、容器内に注入しためっき液をポンプで循環させることを特徴とする。
本発明第６の態様は、上記第５の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、容器とポンプとの間にめっき液貯蔵槽を設けることを特徴とする。
【００１１】
本発明第７の態様は、上記第１、２、３、４、５または６の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、容器を傾斜するように配置することを特徴とする。
本発明第８の態様は、上記第１、２、３、４、５、６または７の態様にかかる平板状被めっき材料のめっき方法において、第２ステップの終了後に、平板状被めっき材料を水洗する第３ステップを有することを特徴とする。
【００１２】
【実施の形態】
本発明の構成要素を順次説明し、この説明を通して本発明の実施の形態を明らかにする。
【００１３】
本発明においては、平板状被めっき材料と型枠とで形成された容器内にめっき液を注入して、平板状被めっき材料にめっきを施している。したがって、型枠さえあれば、めっきでき、平板状被めっき材料を収容可能なめっき槽が不要となるので、めっき工程における設備費を低減でき、且つめっき槽を満たすような多量のめっき液が不要となるので、少量のめっき液でめっきすることができる。したがって、めっき製品の製造コストの低減を図ることができる。
【００１４】
また、平板状被めっき材料と型枠とで形成された容器内に注入しためっき液をポンプで循環させてめっき液を攪拌する構成であれば、めっき液が十分に攪拌されると共にめっき液の液面に泡が発生し難くなる。したがって、めっき皮膜の表面にシミやムラが発生するのを抑制することができる。
更に、ポンプでめっき液を循環させる場合に容器を傾斜するように配置しておけば、高所側から低所側に自然にめっき液が流れるので、単にポンプでめっき液を循環させる場合に比べてめっき液の攪拌が一層円滑化する。したがって、上記の作用が一層発揮される。
【００１５】
加えて、めっき終了後に、平板状被めっき材料を水洗する工程を付加すれば、平板状被めっき材料の表面が急速に乾燥するのを抑制することができるので、めっき皮膜の表面にシミやムラが発生するのを一層抑制することができる。
また、前記容器と前記ポンプとの間にめっき液貯蔵槽を設ける構成とすれば、めっき液貯蔵槽でめっき液を保温することができるので、めっき液の温度低下によるめっきの反応速度の低下を防止することができる。
【００１６】
ここで、上記型枠の構造としては、めっき液を保持するための側壁部と、この側壁部と略垂直に設けられ且つ平板状被めっき材料が載置される被載置部とから成る断面Ｌ字状の金属又は樹脂で構成することができる。更に、具体的な構造としては、側壁部と前記被載置部とから成る型枠部材を４枚組み合わせた方形状を成すような構造である。但し、型枠の形状は方形状に限定するものではなく、例えば円形状であっても良いことは勿論である。
【００１７】
また、被載置部と前記平板状被めっき材料との間にはシール材が介装されていれば、容器からめっき液が漏れるのを防止することができという効果も発揮されることになる。
尚、上記の構成でめっきした場合には、片面にのみめっき皮膜が形成されるが、めっきによる撥水性や摺動性が必要とされる場合には、通常片面にだけ撥水性等が要求されるので、上記めっき方法で十分に目的が達成される。但し、平板状被めっき材料の両面に撥水性等が要求される場合には、上記めっきを平板状被めっき材料の両面に施すことが必要となる。
また、本発明は、フッ素化合物、Ａｌ２  Ｏ３  、ＳｉＣ、ダイヤモンドなどの微粒子を分散含有する複合めっきに最適であるが、このようなめっきに限定するものではなく、通常の金属めっき等にも適用できることは勿論である。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を適用した発明例および比較例に基づいて、本発明の内容を具体的に説明する。
【００１９】
〔発明例〕
型枠の構造
型枠は、図１及び図２に示すように、ＰＶＣ（塩化ビニル）から成る断面Ｌ字状の型枠部材１・２を２種類用意する。これら型枠部材１・２は、めっき液を保持するための側壁部１ａ・２ａと、この側壁部１ａ・２ａに略垂直に設けられ且つ後述のＳＵＳ４３０ステンレス鋼板が載置される被載置部１ｂ・２ｂとから構成される。ここで、図１の型枠部材１においては、長さＬ１  が２０００ｍｍ、高さＬ２  が１５０ｍｍ、厚さＬ３  が５ｍｍ、被載置部１ｂの幅Ｌ４  が５０ｍｍとなるように構成されており、図２の型枠部材２においては、長さＬ５  が１０００ｍｍ、高さＬ６  が１５０ｍｍ、厚さＬ７  が５ｍｍ、被載置部２ｂの幅Ｌ８  が５０ｍｍとなるように構成されている。そして、これら型枠部材１・２を各々２個づつ用いて、図３に示すような型枠（内寸：長さＬ９  が２０００ｍｍ、幅Ｌ１０が１０００ｍｍ、高さＬ１１が１５０ｍｍ）３を作製した。
【００２０】
めっき対象物
めっき対象物として、下記ものを用意した。
ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板（長さ２０００ｍｍ×幅１０００ｍｍ×厚さ５ｍｍの平板状のもの）
【００２１】
ＰＴＦＥ含有無電解ニッケル複合めっき液の調製
表１に示す組成の無電解ニッケルめっき液を作製し、この溶液に、ＰＴＦＥ微粒子（粒子径：２μｍ以下、ダイキン工業（株）製）を、溶液重量に対し５重量％添加し、さらに界面活性剤として第３級パーフルオロアンモニウム塩（大日本インキ化学（株）製、商標“メガファックＦ１５０”）をＰＴＦＥ微粒子１ｇ当たり３０．０ｍｇの割合で添加して、ＰＴＦＥ含有無電解ニッケル複合めっき液と成した。
【００２２】
【表１】
0003568359.tif 000002
【００２３】
ウッドニッケル浴の調製
表２に示す組成の電解ニッケルめっき液を作製し、ウッドニッケル浴となした。
【００２４】
【表２】
0003568359.tif 000003
【００２５】
めっき工程
めっき工程は、以下の▲１▼〜▲８▼の工程から構成されている。
▲１▼ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を脱脂、水洗した後、酸洗浄、水洗を行った。尚、脱脂槽、水洗槽、及び酸洗浄槽の大きさは、長さ２２００ｍｍ×幅５００ｍｍ×高さ１２００ｍｍである。
【００２６】
▲２▼ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板をカソードとし、表２に示す組成液の入ったウッドニッケル浴に漬け、液温２５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２  、めっき時間２分という条件で、予めＳＵＳ４３０ステンレス鋼板に下地ニッケルめっきを施し、更に水洗を行った。尚、ウッドニッケル浴のめっき槽の大きさは、長さ２２００ｍｍ×幅５００ｍｍ×高さ１２００ｍｍである。
【００２７】
▲３▼下地ニッケルめっきされたＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を前記ＰＶＣ製の型枠に嵌め込んで、めっき液を保持するための容器を作製した。この際、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板と型枠の被載置部との間にはＳＢＲゴム製のシール材を介装し、これにより両者を密着した。
【００２８】
▲４▼上記容器を５°だけ傾斜させた状態で、前記表１に示す無電解ニッケルめっき液（液温９０℃、ｐｈ４．６）を上記容器内に２０リットル注入した。更に、第１のポンプを用いて、めっき液貯蔵槽に溜められた上記と同一組成の無電解ニッケルめっき液（２０リットル）を、容器の高所側から３リットル／分の速度で注ぎつつ、容器の低所側から液抜きを行って、無電解ニッケルめっき液を循環させた。そして、膜厚３μｍとなるまで無電解ニッケルめっきを行って、ニッケルめっき皮膜を形成した。このニッケルめっき皮膜の形成後、無電解ニッケルめっき液を上記第１のポンプで抜き取り、上記めっき液貯蔵槽に還流した。尚、無電解ニッケルめっき液の保温及び液温管理は、上記めっき液貯蔵槽にて行った。
【００２９】
▲５▼第２のポンプを用いて、上記容器の高所側から蒸留水（２５℃）を３リットル／分の速度で注ぎつつ、容器の低所側から蒸留水の液抜きを行って、蒸留水を循環させることにより、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板の水洗を行った。尚、蒸留水の循環時間は３０秒である。
【００３０】
▲６▼上記ＰＴＦＥ微粒子５．０重量％を分散した前記無電解ニッケル複合めっき液（液温９０℃、ｐｈ５．１）を上記容器内に２０リットル注入した。更に、第３のポンプを用いて、めっき液貯蔵槽に溜められた上記と同一組成の無電解ニッケル複合めっき液（２０リットル）を、容器の高所側から３リットル／分の速度で注ぎつつ、容器の低所側から液抜きを行って、無電解ニッケル複合めっき液を循環させた。そして、膜厚１０μｍとなるまで無電解ニッケル複合めっきを行って、ニッケル−ＰＴＦＥ複合めっき皮膜を形成した。このニッケル−ＰＴＦＥ複合めっき皮膜の形成後、無電解ニッケル複合めっき液を上記第３のポンプで抜き取り、上記めっき液貯蔵槽に還流した。尚、無電解ニッケル複合めっき液の保温及び液温管理は、上記めっき液貯蔵槽にて行った。
【００３１】
▲７▼前記第２のポンプを用いて、上記容器の高所側から蒸留水（２５℃）を３リットル／分の速度で注ぎつつ、容器の低所側から蒸留水の液抜きを行って、蒸留水を循環させることにより、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板の水洗を行った。尚、蒸留水の循環時間は６０秒である。
【００３２】
▲８▼第４のポンプを用いて、上記容器の高所側から蒸留水（８０℃）を３リットル／分の速度で注ぎつつ、容器の低所側から蒸留水の液抜きを行って、蒸留水を循環させることにより、ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板の湯洗を行った。尚、蒸留水の循環時間は６０秒である。
【００３３】
加熱処理
上記複合めっきを施したＳＵＳ４３０ステンレス鋼板に対し、３５０℃・３０分間の加熱処理を行った後、常温で１時間放置した。加熱処理は、複合めっきを施したＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を、３５０℃の熱風循環式乾燥炉に３０分間入れる方法で行った。
【００３４】
〔比較例〕
無電解ニッケルめっきと無電解ニッケル−ＰＴＦＥ複合めっきを行う際、めっき槽を用いて行う以外は、上記発明例と同様にして複合めっきを施したＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を得た。このような処理品を、比較例とする。
尚、両めっきにおけるめっき槽の大きさは、長さ２２００ｍｍ×幅５００ｍｍ×高さ１２００ｍｍであり、また液温、ｐＨ、ポンプの循環速度等の条件は上記実施例と同様の条件である。
ここで、本発明例と比較例とにおける、ＰＴＦＥ共析量、接触角、複合めっき皮膜の外観、及び無電解ニッケル−ＰＴＦＥ複合めっきにおけるめっき液の必要量を調べたので、それらの結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
0003568359.tif 000004
【００３６】
試験結果
表３に示すように、ＰＴＦＥ共析量は、比較例では１８％しかないのに対して、本発明例では２５％もあることが確認された。このように、本発明例の方がＰＴＦＥ共析量が多くなっていることに起因して、水に対する接触角が、本発明例では１２５°と大きくなっているのに対して、比較例では１１０°と小さくなっていることが確認された。この結果、本発明例の方が撥水性に優れることが理解できる。
【００３７】
また、表３に示すように、本発明例では白点、黒点、ムラ、虹色が全く認められず、複合めっき皮膜の外観は良好であるのに対して、比較例では白点とムラとが確認された。
更に、表３に示すように、本発明例では無電解ニッケル−ＰＴＦＥ複合めっきにおけるめっき液の必要量は４０リットルと少ないのに対して、比較例では１３００リットル（本発明例の３２．５倍）と極めて多くなっていることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、めっき皮膜の表面にシミ、ムラが発生するのを抑制でき、しかも少量のめっき液でめっき可能となるので、優れた外観のめっき製品を低コストで提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】型枠部材の斜視図である。
【図２】他の型枠部材の斜視図である。
【図３】型枠の斜視図である。
【符号の説明】
１、２：型枠部材
１ａ、２ａ：側壁部
１ｂ、２ｂ：被載置部
３：型枠
【図１】
0003568359.tif 000005
【図２】
0003568359.tif 000006
【図３】
0003568359.tif 000007