(57)【要約】【課題】無電解めっきにおいて部分的金属不着部のある被めっき物形成方法、それを利用した電解めっき膜形成方法、被めっき物、電解めっき膜を提供する。【解決手段】液体状態の合成樹脂に、その合成樹脂を硬化させる硬化剤と水に溶解する水溶性物質とを混合して、その混合物を成形して固化させて基材を形成する。そしてその基材のめっき処理を施す被めっき面の少なくとも一部領域を削って合成樹脂に内包された水溶性物質を基材の被めっき面に露出させ、基材を無電解めっき液に浸漬させて、被めっき面に露出した水溶性物質を無電解めっき液に溶解させながら、被めっき面の被めっき面に露出した水溶性物質に対応する以外の領域に無電解めっき膜を形成する。さらにその無電解めっき膜に、電解めっき処理を施して、空孔を有する電解めっき膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状態の合成樹脂に、その合成樹脂を硬化させる硬化剤と水に溶解する水溶性物質とを混合して、その混合物を成形して固化させて基材を形成し、その基材のめっき処理を施す被めっき面の少なくとも一部領域を削って前記合成樹脂に内包された前記水溶性物質を前記基材の前記被めっき面に露出させ、前記基材を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき面に露出した前記水溶性物質を前記無電解めっき液に溶解させながら、前記被めっき面の前記被めっき面に露出した前記水溶性物質に対応する以外の領域に無電解めっき膜を形成することを特徴とする被めっき物形成方法。
【請求項２】
液体状態の合成樹脂と、その合成樹脂を硬化させる硬化剤と、水に溶解する水溶性物質とを混合して混合物とする工程と、
前記混合物を所定の型に入れて、または所定の基板上で硬化させて基材を形成する工程と、
硬化した前記基材を前記所定の型または前記所定の基板から取り外し、前記基材のめっきを施す予定の被めっき面を削り、前記合成樹脂に内包された前記水溶性物質を前記被めっき面に露出させる工程と、
前記基材を無電解めっき液に浸漬させて、前記被めっき面に露出した前記水溶性物質を前記無電解めっき液に溶解させながら、前記基材の前記被めっき面に無電解めっき処理を施して、前記被めっき面に露出した前記水溶性物質に対応する部分を空孔とする無電解めっき膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする被めっき物形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の工程に続いて、無電解めっき処理により形成された前記無電解めっき膜上に電解めっき処理を施して、前記無電解めっき膜の前記空孔に対応する部分に空孔を有する電解めっき膜を形成する工程と、
前記基材から前記電解めっき膜を剥離する工程と、
を含むことを特徴とする空孔を有する電解めっき膜形成方法。
【請求項４】
水溶液に溶解する水溶性物質を内部に分散して含んだ状態で、合成樹脂により形成された基材と、
その基材の被めっき面の少なくとも一部領域を削り、無電解めっき処理を施すことによって形成された多数の空孔を有する無電解めっき膜と、
を含むことを特徴とする被めっき物。
【請求項５】
前記水溶性物質は、ホウ酸、塩、砂糖のいずれかである請求項４に記載の被めっき物。
【請求項６】
請求項４または５に記載の前記被めっき物上に、電解めっき処理を施すことによって形成された、前記被めっき物の前記空孔に対応する部分に空孔を有する電解めっき膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空孔を有する被めっき物形成方法、電解めっき膜形成方法、被めっき物、及び電解めっき膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から樹脂製品に無電解めっきを施すことが行われている。無電解めっき法は、溶液中の還元剤によって金属イオンを還元させることによって、被めっき物である樹脂製品の表面に金属被膜を析出させる方法である。樹脂製品の被めっき面に金属被膜を析出させることが行われている。
【０００３】
ところで、被めっき物の所望の領域にのみ、部分的なめっき処理を施すことが、装飾性や各種の機能性を得る目的で行われている。電気めっきの場合、電気的に通電しない部分には、金属が付着しないが、無電解めっきの場合には、電気的に通電しない部分も電気的に通電する部分と同様にめっきが付着する。そこで無電解めっきの場合は、電気的に通電しない部分を形成してもめっきされるため、電気めっきのような方法により、部分的に金属の付着部を形成することはできない。
【０００４】
そこでレジスト被膜を形成する方法が知られている（特許文献１）。これは、析出阻害組成物を塗布または印刷して、被膜を形成し、その被膜によりめっき不着部位が形成される方法である。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０５３８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無電解めっきにおいて部分的金属不着部のある金属膜の作製する場合、特に、多数の空孔の形成された無電解めっき層を形成することが望まれる場合に、上記方法によると、レジスト被膜形成の工程が必要であり、作業工数の増大を招き、容易ではない。
【０００７】
そこで本発明の課題は、無電解めっきにおいて部分的金属不着部のある被めっき物形成方法、それを利用した電解膜形成方法、被めっき物、電解めっき膜を提供する。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の被めっき物形成方法は、
液体状態の合成樹脂に、その合成樹脂を硬化させる硬化剤と水に溶解する水溶性物質とを混合して、その混合物を成形して固化させて基材を形成し、その基材のめっき処理を施す被めっき面の少なくとも一部領域を削って合成樹脂に内包された水溶性物質を基材の被めっき面に露出させ、基材を無電解めっき液に浸漬させて、被めっき面に露出した水溶性物質を無電解めっき液に溶解させながら、被めっき面の被めっき面に露出した水溶性物質に対応する以外の領域に無電解めっき膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
上記方法によれば、基材を構成する合成樹脂に内包された水溶性物質が、基材の表面を削ることによって露出するために、無電解めっきを行うとその部分にめっき膜が形成されずに空孔を有する無電解めっき膜を形成することができる。すなわち無電解めっき液は、水溶液であるために、水溶性物質が水溶液に溶け出して、水溶性物質が露出している部分には、金属が付着せずに、多数の空孔を有する金属膜が基材上に形成される。
【００１０】
また上記課題を解決するための本発明の被めっき物形成方法は、
液体状態の合成樹脂と、その合成樹脂を硬化させる硬化剤と、水に溶解する水溶性物質とを混合して混合物とする工程と、
混合物を所定の型に入れて、または所定の基板上で硬化させて基材を形成する工程と、
硬化した基材を所定の型または所定の基板から取り外し、基材のめっきを施す予定の被めっき面を削り、合成樹脂に内包された水溶性物質を被めっき面に露出させる工程と、
基材を無電解めっき液に浸漬させて、被めっき面に露出した水溶性物質を無電解めっき液に溶解させながら、基材の被めっき面に無電解めっき処理を施して、被めっき面に露出した水溶性物質に対応する部分を空孔とする無電解めっき膜を形成する工程と、を含む。
【００１１】
水溶性物質を分散させて内包した合成樹脂によって構成される基材を形成し、その基材の被めっき面を削ることにより、内包された水溶性物質の一部を被めっき面に露出させることができる。そして基材を無電解めっき液に浸漬することにより、空孔を有する無電解めっき膜を有した被めっき物を形成することができる。
【００１２】
さらに本発明の空孔を有する電解めっき膜形成方法は、上記記載の被めっき物形成工程に続いて、無電解めっき処理により形成された無電解めっき膜上に電解めっき処理を施して、無電解めっき膜の空孔に対応する部分に空孔を有する電解めっき膜を形成する工程と、
基材から電解めっき膜を剥離する工程と、を含む。
【００１３】
空孔を有する無電解めっき膜上に電解めっき処理を施すことにより、その空孔に対応する部分には、金属が付着せずに空孔となり、空孔を有する電解めっき膜を形成することができる。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の被めっき物は、
水溶液に溶解する水溶性物質を内部に分散して含んだ状態で、合成樹脂により形成された基材と、
その基材の被めっき面の少なくとも一部領域を削り、無電解めっき処理を施すことによって形成された多数の空孔を有する無電解めっき膜と、を含む。水溶性物質としては、ホウ酸、塩、砂糖などを挙げることができる。
【００１５】
このように部分的にめっきが付着しない無電解めっき膜を有する被めっき物は、例えば、電鋳支持基板として利用することができる。
【００１６】
そして本発明の空孔を有する電解めっき膜は、上記の被めっき物上に、電解めっき処理を施すことによって形成される。このような空孔を有する電解めっき膜は、通気性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の無電解めっき膜（金属膜）を示す。（ａ）は、基材（モデル）５と、その上に形成された金属膜１を示す。金属膜１には、（ａ）に示すように、無数の空孔７が形成されている。（ｂ）は、モデル５と金属膜１の断面図である。モデル５の表面１１と金属膜１には、空孔７が形成されている。
【００１８】
基材（モデル）５は、合成樹脂によって形成され、電気的に不導体である。この合成樹脂は、基材５としての所望の形状に固化し、無電解めっきを施すことが可能なものであれば、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂などを使用することができる。そして基材５は、後述するように、砂糖、塩、ホウ酸などの水溶性物質を含んで形成されている。金属膜１は、基材５の被めっき面１１に公知の無電解めっき法よって形成されたものであり、例えば、ニッケル層であるが、これに限定されるものではなく、コバルト層、スズ層、銅層などであってもよい。
【００１９】
図２〜図４を用いて被めっき物の製造工程について説明する。（ａ）に示すように、基材５を形成するための液体状態の主剤、その主剤を硬化させるための硬化剤、水に溶解する水溶性物質を容器２５に混入して混合液５ａとする。主剤は、合成樹脂であり例えば、エポキシ樹脂である。硬化剤は、その構造や分子量等が特に限定されるものではなく、主剤を硬化する作用を有するものであればよい。
【００２０】
水溶性物質は、水溶液に溶解し、合成樹脂に溶解しないものであれば、限定されないが、例えば、砂糖、食塩、ホウ酸などが挙げられる。特に、無電解めっき層を形成している間に、水溶液に対して適度な速度で溶解するものがよい。適度な速度とは、露出した水溶性物質上にめっきが施されず、かつ無電解めっき処理中に露出した水溶性物質が全て溶解せずに、残存する速度をいう。さらに水溶性物質としては、でんぷん、ゼラチンなどの水溶性高分子、乳糖、トレハロース、デキストリンなどの水溶性多糖を挙げることができる。
【００２１】
液体状態の主剤、硬化剤、水溶性物質を容器２５に混入して、その混合液５ａを（ｂ）に示すように、攪拌機２６によって攪拌する。続いて（ｃ）に示すように、主剤、硬化剤、水溶性物質の混合液５ａを基材を形成するための基材型２７に入れる。
【００２２】
図３（ａ）は、基材型２７に混合物５ａを入れた場合の断面図を示す。このような状態で、混合物５ａを固化させることによって基材５が形成される。続いて、（ｂ）に示すように基材型２７から固化した混合物（基材５）を取り出す。（ｃ）に基材５のめっき処理を施す予定の被めっき面１１を含む基材５の拡大断面図を示す。基材５は、前述のようにエポキシ樹脂などの合成樹脂を硬化させて形成されており、その内部に砂糖、塩、ホウ酸などの水溶性物質を分散させた状態で含んでいる。
【００２３】
続いて、図４（ａ）に示すように、基材５のめっき処理が予定される被めっき面の表面１１をサンドブラスト、サンドペーパーなどにより研磨する。このようにすることで表面１１が削られて表面１１となり、表面近傍で合成樹脂により内包されていた水溶性物質１７の一部１７ｒが合成樹脂の包みから表面外部へ露出する。
【００２４】
このように、表面近傍の合成樹脂により内包されていた水溶性物質１７の一部１７ｒが表面外部へ露出した状態で、無電解めっき液へ浸漬する。無電解めっき液は、例えば、ニッケルめっき液である。この無電解ニッケルめっき液は、ニッケルイオンと、例えば、次亜リン酸ナトリウムなどの還元剤を主成分とする。還元剤としては、ヒドラジン、水素化ほう素化合物などを用いることもできる。ニッケルイオンが還元剤により還元されて、被めっき面に析出し付着する。この無電解ニッケルめっき液は、水溶液であるため、無電解めっき処理を行っている間に、一部が基材外へ露出した水溶性物質１７は、水溶液（めっき液）中に溶け出す。つまり、水溶性物質１７の一部分１７ｒが外部に露出する場合は、その水溶性物質１７が溶解して溶け出すために、ニッケルは、その部分へ付着することができず、図４（ｂ）に示すように無電解めっきによって形成される金属膜（ニッケル膜）１は、空孔７を形成した状態で形成される。このようにして、空孔７の形成された金属膜１を有するめっき物が作製される。この金属膜１は、例えば、１〜２μｍ程度の厚さに形成される。
【００２５】
無電解ニッケルめっきは、耐磨耗性または硬さを有するが、このような方法は、ニッケルめっき液に限られず、銅、スズ、コバルトめっきなどにも利用することができる。
【００２６】
このようにして無電解めっきを行って金属膜１を基材５上に形成して基材５に導電性を付与した後、この無電解めっき膜（金属膜）１上に、公知の電解めっき法により、図５に示すように電解めっき膜４１を形成する。これは、基材５を金属イオンを含んだ電解質溶液に浸漬して、電流を通じることにより、目的の金属を被めっき物上に析出させることにより行う。電解めっき処理は、導体部分にめっきが施されるため、前工程において空孔７とされた部分には、電解めっき膜４１が形成されない。すなわち空孔７が形成されて、通気性のある電解めっき膜４１が形成される。電解めっき膜４１は、電鋳により製造された電鋳部品であり、基材１は、電鋳支持基板といえる。電解めっき膜４１としては、例えば、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、銅−コバルト合金などであるが、特に限定はされない。電解めっき膜４１の厚さは、１〜２μｍ程度でもよいし、１００μｍ程度の厚いものとしてもよい。さらに厚く形成することも可能であり、用途に応じて電解めっき処理の条件を定めればよい。
【００２７】
このように空孔７の形成された電解めっき膜４１は、例えば、建造物の外壁材の型などに使用することができる。図５のように電解めっき膜４１を形成した後に、図６に示すように基材５からめっき膜４１を剥離する。基板５および金属膜１により構成される電鋳支持基板は、再び電解めっき処理を施すことにより、電鋳部品である電解めっき膜４１を作製することができる。また電解めっき膜４１を剥離する際に金属膜１が損傷した場合は、表面１１に露出している水溶性物質が、まだ残存していれば、無電解めっき処理を行って金属膜１を形成できる。
【００２８】
図７（ａ）に示すように、基材５から剥離した電解めっき膜４１を底面として、外壁材の型３５を形成する。このような外壁材の型３５は、底面に無数の空孔７が形成されており、この型に外壁材の材料を入れて、（ｂ）に示すように蓋３６で押圧して固化させる。このとき、底面を形成するめっき膜４１に形成された空孔７から水分等が排出させるために、効率よく外壁材を形成することができる。なお、このように電解めっき膜４１を外壁材の型として利用する場合には、所定の強度が得られる厚さに形成するとよい。
【００２９】
図８に基材の作製の別の実施例を示す。前述と同様に、主剤、硬化剤、水溶性物質を容器２５に入れ、攪拌して混合物５ａとする。続いて、所定の基板４５上に、その混合物５ａを排出し、その基板４５上で固化させる。その混合物５ａが固化した後、（ｂ）に示すように、基板４５上から剥離することによって基材５が形成される。その基材５の被めっき面１１を前述の実施例と同様に削って、その面に無電解めっきを施す。
【００３０】
なお被めっき面の空孔を形成する領域のみ削ることによって、一部分に空孔の形成された無電解めっき膜を形成することができる。図９に、一部分のみ削って無電解めっき処理をした場合のめっき物の模式図を示す。図は、基材５の四隅を削って、水溶性物質の一部を表面外へ露出させ、無電解めっき処理をした場合を示す。基材５の四隅を削って無電解めっき処理を行ったために、金属膜１の四隅に空孔７が形成されている。そしてその他の部分には、空孔７が形成されずに金属膜１が形成されている。このように基材５の削る場所を変えることにより、無電解めっき膜１の空孔７の形成される場所をコントロールすることができる。
【００３１】
さらに主剤、硬化剤、水溶性物質１７を混合する場合に、主剤に対する水溶性物質１７の割合を変えることにより、無電解めっき膜１に形成される空孔７の割合を変化させることができる。すなわち、空孔７を多く形成したい場合には、水溶性物質１７を多く混ぜて基材５を形成し、空孔７を少なく形成したい場合には、水溶性物質１７を少なく混ぜて基材５を形成すればよい。このように、水溶性物質１７の混合物５ａに占める割合を変化させることにより、空孔７の数をコントロールすることもできる。
【００３２】
また基材５に内包される水溶性物質１７を変えることにより、水溶性物質１７の結晶粒の径が異なるため、無電解めっき層１、さらに電解めっき層４１に形成される空孔７の大きさを変化させることができる。つまり、例えば、大きな空孔７を形成したい場合には、結晶粒の大きな水溶性物質１７を使用すればよい。
【００３３】
以上のように合成樹脂に砂糖、塩、ホウ酸などの水溶性物質を分散して内包させて基材を形成し、その基材の表面を削って内包されていた水溶性物質を露出させて無電解めっき処理を施すことにより、その水溶性物質に対応する部分には、金属を付着させずに、多数の空孔を有する金属膜を形成することができる。さらにこの金属膜に電解めっき処理を施すことで、多数の空孔を有する電解めっき層を形成することができる。そして水溶性物質を変えることにより、このとき形成される空孔の径をコントロールすることができ、また基材の削る場所によってめっき層の空孔の位置を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】無電解めっき処理を施された被めっき物を示す図。
【図２】被めっき物形成の工程を説明するための図。
【図３】図２に続く工程説明図。
【図４】図３に続く工程説明図。
【図５】電解めっき層形成について説明するための図。
【図６】めっき層の基材からの剥離について説明する図。
【図７】空孔を有する電解めっき層の使用例を説明する図。
【図８】基材の作製方法の別の実施例。
【図９】空孔を形成する場所について説明する図。
【符号の説明】
【００３５】
１    金属膜（無電解めっき層）
５    基材（モデル）
５ａ  混合物
７    空孔
１１    被めっき面
１７    水溶性物質
４１    電解めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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