(57)【要約】【課題】ダミーを介さず、直接鋼板上に反応し、化成処理皮膜を生成し、簡易な方法で化成処理皮膜を分離することができる皮膜分離方法を提供する。【解決手段】クロムおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む材料により構成された基体２と、基体２の表面に形成された酸化皮膜３と、酸化皮膜３の表面に形成された電解めっきＮｉ膜４とを備えたテストピース１を用意し、テストピース１の電解めっきＮｉ膜４上に無電解めっきにより無電解めっきＮｉ膜５を形成したサンプル７を折り曲げて、電解めっきＮｉ膜４および無電解めっきＮｉ膜５を破断させ、破断させた箇所から電解めっきＮｉ膜４および無電解めっき膜５を剥離する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロムおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む材料により構成された基体と、前記基体の表面に形成された酸化皮膜と、前記酸化皮膜の表面に形成された電解めっきＮｉ膜とを備えたテストピースを用意し、
前記テストピースの電解めっきＮｉ膜上に無電解めっきにより無電解めっきＮｉ膜を形成したサンプルを折り曲げて、前記電解めっきＮｉ膜および前記無電解めっきＮｉ膜を破断させ、
前記破断させた箇所から前記電解めっきＮｉ膜および前記無電解めっき膜を剥離する皮膜分離方法。
【請求項２】
前記テストピースは、板状又は棒状である請求項１に記載の皮膜分離方法。
【請求項３】
前記無電解めっきは、
前記テストピースを容器に投入し、
前記容器を無電解めっき液に浸漬し、
前記容器を揺動させることにより行われる請求項１または２に記載の皮膜分離方法。
【請求項４】
前記容器は、底面および側面に貫通孔が形成されている請求項３記載の皮膜分離方法。
【請求項５】
クロムおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む材料により構成された基体と、
前記基体の表面に形成された酸化皮膜と、
前記酸化皮膜の表面に形成された電解めっきＮｉ膜とを備え、
折り曲げ可能に形成されたテストピース。
【請求項６】
板状又は棒状である請求項５に記載のテストピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テストピースおよび、テストピースの表面にニッケル燐酸塩化成処理皮膜が形成されたサンプルから、ニッケル燐酸塩化成処理皮膜を分離する皮膜分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ニッケル燐酸塩化成処理皮膜（以下、単に「化成処理皮膜」とも称する。）は、例えば、被処理材の耐磨耗性、耐食性等を向上させる目的や、被処理材に金めっきを施す際の下地として利用されている。被処理材に化成処理皮膜を形成するに際し、テストピースに形成される化成処理皮膜の成分を分析することは、品質管理の面から重要である。
【０００３】
この化成処理皮膜の成分を分析する方法として、アンモニア性の重クロム酸アンモニウム水溶液を用いて化成処理皮膜を溶解し、溶解前後の鋼板（テストピース）の質量差から化成処理皮膜の付着量を求め、溶液の元素分析から皮膜組成を求める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、上記方法では、化成処理皮膜を溶解してしまうため、皮膜の付着量と皮膜に含まれる元素量を求め得るだけにとどまり、それ以上の化成処理皮膜の評価（例えば、化成処理皮膜の結晶性評価など）は困難となる。
【０００４】
上記問題を解決するため、亜鉛系めっきされた鋼板の表面に化成処理皮膜が形成されたサンプルを、ヨウ素を含有する有機溶媒に浸漬し、亜鉛系めっき層のみを溶解させて化成処理皮膜を膜の状態で分離する皮膜分離方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、化成処理皮膜を溶解させることがないため、化成処理皮膜の付着量および化成処理皮膜に含まれる元素量以外に、化成処理皮膜の結晶性評価などを行うことができる。
【特許文献１】特開平７−１３８７６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７９４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、亜鉛系めっき層を溶解させる方法においては、化成処理皮膜と亜鉛系めっき層との界面に有機溶媒を浸透させる必要があるため、化成処理皮膜の分離に時間がかかる。さらに、有機溶媒をろ過することにより除去する必要があるため処理工数が増加するおそれがある。
【０００６】
また、亜鉛系めっき層に対して化成処理皮膜、とりわけニッケル化成処理皮膜を生成させるには、第８〜１０族の金属（例えば、ニッケル）をダミーとして反応させ、ダミーを亜鉛系めっき層に接触させなければならない。
【０００７】
しかし、この方法ではダミーを介した間接的な方法でしか化成処理皮膜の生成反応が起こらず、不純物の共析が通常の反応に比べて多くなることが懸念される。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ダミーを介さず、直接鋼板上に反応し、化成処理皮膜を生成し、簡易な方法で化成処理皮膜を分離することができるテストピースおよび皮膜分離方法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】
上記課題を解決するために、本発明の皮膜分離方法は、クロムおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む材料により構成された基体と、前記基体の表面に形成された酸化皮膜と、前記酸化皮膜の表面に形成された電解めっきＮｉ膜とを備えたテストピースを用意し、前記テストピースの電解めっきＮｉ膜上に無電解めっきにより無電解めっきＮｉ膜を形成したサンプルを折り曲げて、前記電解めっきＮｉ膜および前記無電解めっきＮｉ膜を破断させ、前記破断させた箇所から前記電解めっきＮｉ膜および前記無電解めっき膜を剥離する。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のテストピースは、クロムおよびアルミニウムの少なくとも一方を含む材料により構成された基体と、前記基体の表面に形成された酸化皮膜と、前記酸化皮膜の表面に形成された電解めっきＮｉ膜とを備え、折り曲げ可能に形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クロムまたはアルミニウムを含む基体に電解めっきを行うことにより、ダミーを介さず、化成処理皮膜を生成し、簡易な方法で化成処理皮膜を分離することができるテストピースおよび皮膜分離方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の皮膜分離方法において、前記テストピースは、板状又は棒状であってもよい。
【００１３】
また、本発明の皮膜分離方法において、前記無電解めっきは、前記テストピースを容器に投入し、前記容器を無電解めっき液に浸漬し、前記容器を揺動させることにより行われてもよい。
【００１４】
また、前記容器は、底面および側面に貫通孔が形成されていてもよい。
【００１５】
また、本発明のテストピースにおいて、板状又は棒状である構成にすることもできる。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るテストピース１の構成を示す断面図である。基体２は、クロム及びアルミニウムの少なくとも一方を含み、クロム又はアルミニウムの含有量は、例えば９〜２５質量％程度の材料により形成されている。基体２を構成する材料として、例えばクロム、クロム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等を用いることができる。基体２の表面には、酸化皮膜３が形成されている。基体２の材料であるクロム及びアルミニウムは、酸素との結合力が強いため、酸化皮膜３は基体２の表面にガラスと同程度の緻密さで形成され、不動態膜となる。
【００１７】
電解めっきＮｉ膜４は、酸化皮膜３上に形成され、電解めっきにより形成されたニッケル膜である。ニッケルは、無電解めっき液との反応性が高い８〜１０族元素に属している。このため、電解めっきＮｉ膜４を形成することにより、無電解めっきする際に、ダミーを用いることなくニッケルめっきの生成を促進することができる。一般的にめっき反応が高い状態で皮膜が生成された場合には不純物の共析が低くなることから、無電解Ｎｉめっきの生成が促進されることで、不純物の共析が低くなることが期待される。また、電解めっきＮｉ膜４は、基体２の全面、もしくは一部に形成されることが好ましい。また、電解めっきＮｉ膜４の膜厚は、０．０１μｍ以上であればよい。
【００１８】
また、酸化皮膜３が不動態膜であるため、電解めっきＮｉ膜４と酸化皮膜３との間の密着性は低い。そのため、テストピース１に無電解ニッケルめっきをした後に、無電解ニッケルめっきが形成されたテストピース１を折り曲げて化成処理皮膜（電解めっきＮｉ膜４および無電解めっきＮｉ膜）を破断させ、破断箇所を起点として、化成処理皮膜をテストピース１から剥離することができる。
【００１９】
テストピース１の形状は、容易に折り曲げることができるように板状又は棒状であることが好ましい。テストピース１が板状のものである場合は、その厚みが、例えば０．０１〜２ｍｍ程度であればよい。また、テストピース１が棒状のものである場合は、その径が例えば０．０１〜５ｍｍ程度であればよい。
【００２０】
次に、テストピース１の製造方法について説明する。まず、基体２を酸化させて、酸化皮膜３を形成する。つぎに、基体２に対してアルカリ脱脂を１分間行う。つぎに、基体２をワット浴に漬けて電解めっきを行う。電解めっきを行う際の電流密度は、０．５〜２Ａ／ｄｍ2であり、めっき時間は１０秒以上行うことが望ましい。以上の工程によりテストピース１が製造される。
【００２１】
次に、テストピース１を用いた化成処理皮膜の皮膜分離方法について説明する。まず、テストピース１を無電解めっきする。図２は、テストピース１を無電解めっきする工程を示す断面図である。テストピース１を容器１１に投入し、無電解Ｎｉめっき液１２で満たされた浴槽１３に浸漬し、約１時間めっきを行う。また、テストピース１を、電解Ｎｉめっき処理の前後で重量を測定し、電解めっき膜がテストピース１に何ｇ析出しているのかを把握することが好ましい。
【００２２】
容器１１の底面及び側面には、貫通孔が形成されていることが好ましい。容器１１内の無電解めっき液と浴槽１３内の無電解めっき液との交換が促進されるため、めっき処理を安定して行うことができる。容器１１としては、例えば、網かご状に形成された容器を使用することができる。容器１１の素材は特に限定されないが、例えばポリプロピレンやポリエチレン等が使用できる。なお、上記貫通孔の径は、例えば０．５〜１０ｍｍ程度であればよい。
【００２３】
無電解めっきは、容器１１を揺動させながら行う。容器１１の揺動方向は無電解めっき液１２の液面に略垂直な方向（図２の矢印の方向）とし、揺動の速さは、例えば０．１〜０．４秒／サイクル程度であればよい。なお、揺動方法は特に限定されず、手動により揺動させてもよいし、揺動装置を用いてもよい。以上のようにして、図３に示すように、テストピース１に、電解めっきＮｉ膜４を起点として、無電解めっきＮｉ膜５を形成し、化成処理皮膜６が形成される（以下、テストピース１に無電解めっきＮｉ膜５が形成されたものをサンプル７と称す）。また、化成処理皮膜６の厚みは、例えば０．０１〜１００μｍ程度である。
【００２４】
つぎに、サンプル７を折り曲げる。図４は、サンプル７を折り曲げた際の構成を示す断面図である。サンプル７は、折り曲げられると、化成処理皮膜６が引っ張られて破断する。化成処理皮膜６と酸化皮膜３は、密着性が低いので、化成処理皮膜６の破断箇所を起点として、基体２から化成処理皮膜６を剥離することができる。なお、サンプル７を折り曲げる際、サンプル７の折り曲げ箇所の曲率半径は、０．０１〜１０００ｍｍであることが好ましい。この曲率半径であれば、化成処理皮膜６の剥離が容易である。以上の工程により、化成処理皮膜６を分離することができる。
【００２５】
この方法では、ダミーを用いず化成処理皮膜を形成し、有機溶媒を用いずに化成処理皮膜を容易に分離できるため、従来の方法に比べ処理時間や処理工数の削減が可能となる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の皮膜分離方法の実施例について説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
【００２７】
まず、テストピース１として、縦１００ｍｍ×横２０ｍｍ×厚み０．２ｍｍの板状ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４製）を用意し、テストピース１の重量を測定した。つぎに、電解Ｎｉめっきの前処理として、テストピース１に対してアルカリ脱脂を１分間行い、その後電流密度１Ａ/ｄｍ2で１０秒間、電解Ｎｉめっきを行った。電解Ｎｉめっき後、重量を測定し、容器１１にテストピース１を投入した。容器１１には、ポリプロピレン製の網かご状容器を用いた。なお、この網かご状容器は、網かご部分の底面の径が１００ｍｍで、網かご部分の高さが２００ｍｍであり、網かご部分に設けられた貫通孔の径が３ｍｍである。
【００２８】
つぎに、テストピース１が投入された容器１１を、５５℃のアルカリ脱脂液に３分間浸漬した後、１分間水洗した。つぎに、テストピース１を４０℃の塩酸（塩化水素の濃度：１４％程度）に３分間浸漬し、水洗を１秒間行った。つぎに、容器１１を浴槽１３に入れられた無電解Ｎｉめっき液１２に浸漬し、容器１１を手動で２分間揺動させた。この際、容器１１の揺動方向は無電解ニッケルめっき液の液面に略垂直な方向とし、揺動の振幅は２５ｃｍとし、揺動の速さは０．３秒／サイクルとした。浴槽１３には、容積が４３０ｌのものを使用し、浴槽１３内に、４００ｌの無電解ニッケルめっき液（上村工業株式会社製、型番：ニムデンＤＸ）を入れた。
【００２９】
そして、テストピース１が投入された容器１１を揺動装置に取り付けて、無電解Ｎｉめっき液１２で容器１１を揺動させながら無電解ニッケルめっきを行った（処理時間：１時間）。なお、この際の揺動の速さは０．５秒／サイクルとし、無電解ニッケルめっき液の温度は８６〜９０℃の範囲に保持した。このめっき処理によって、テストピース１の表面に厚さ１２μｍの無電解めっきＮｉ膜５で覆われたサンプル７が形成された。
【００３０】
そして、サンプル７を１分間水洗し、イソプロピルアルコールに２０秒間浸漬し、その後１１０℃の雰囲気で３０分間乾燥させた。そして、サンプル７を折り曲げることによって化成処理皮膜６を破断させて、その破断箇所から化成処理皮膜６を膜の状態で剥離した。なお、サンプル７を折り曲げる際、サンプル７の折り曲げ箇所の曲率半径は０．５ｍｍとした。
【００３１】
なお、基体２として板状ステンレス鋼の代わりに、針金状ステンレス鋼（径：０．５ｍｍ、長さ：２０ｍ）を用いて上記と同様の条件でめっきを行い、同様に化成処理皮膜６を剥離した場合も、膜の状態で化成処理皮膜６を分離することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、テストピースの表面にニッケル化成処理皮膜が形成されたサンプルから、ニッケル化成処理皮膜を膜の状態で分離する皮膜分離方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のテストピースの構成を示す断面図
【図２】同上テストピースを無電解めっきする工程を示す断面図
【図３】本発明にかかるサンプルの構成を示す断面図
【図４】同上サンプルを折り曲げた状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  テストピース
２  基体
３  酸化皮膜
４  電解めっきＮｉ膜
５  無電解めっきＮｉ膜
６  化成処理皮膜
７  サンプル
１１  容器
１２  無電解Ｎｉめっき液
１３  浴槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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