(57)【要約】      （修正有）【課題】分散めっきの皮膜特性を向上させるために、めっき皮膜中における分散材の分布を高い自由度で制御する。【解決手段】めっきを実施する前に、予め、被めっき物の表面に凸状あるいは凹状の条痕を付与する。付与する条痕は円形状、直線状などの任意の形状パターンを選ぶことができる。条痕を付与した被めっき物を、対極と対向するようにめっき液中に設置し、めっき皮膜中に共析させるための分散材を被めっき物に接触させ、被めっき物をカソードとし対極をアノードとなるように外部電源から直流電流を通ずる。この際に、めっき液中に流れる電流の向きに平行な方向に磁場を印加しながらめっきを行うことで分散めっき皮膜を得る。この方法で形成された分散めっき皮膜は分散材が被めっき物の条痕に沿って分布し、それが皮膜厚さ方向に列んだ皮膜となる。【選択図】図１
2005105331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっきを行う前に、予め、被めっき物の表面に凸状あるいは凹状の条痕を付与する第１行程と、
めっき液中に該被めっき物と対極とを設置し、めっき皮膜中に共析させるための分散材を該被めっき物に接触させ、該被めっき物をカソードとし、該対極をアノードとなるように外部電源から直流電流を通ずる。この際に、めっき液中に流れる電流の向きに略平行方向に磁力線が生ずるように磁場を印加しながらめっきを行うことにより、めっき金属の析出とともに該分散材を共析させる第２行程からなる分散めっき法において、
前記の該被めっき物表面の条痕に沿って、めっき皮膜中の分散材を分布させることを特徴とする分散めっき法。
【請求項２】
第１行程は、研磨、機械加工、または、レーザー加工により、被めっき物の表面に条痕を付与することを特徴とする、請求項１記載の分散めっき法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散めっき法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、めっき皮膜の新たな機能性付与を目的として、分散めっき法が開発され、実用化されている。そのめっき皮膜を形成する手法として、めっき液中に分散材を添加し、めっき液を攪拌することで、分散材をめっき液中に懸濁させながらめっきを行う、懸濁共析法が、一般に用いられている。これ以外に、めっき液中に懸濁させた分散材を被めっき物表面に沈降させながらめっきを行う沈降共析法がある。懸濁共析法および沈降共析法によって得られためっき皮膜は、分散材が皮膜中に均一に分散する。一方、被めっき物に分散材を接触させ磁場を印加しつつめっきを行う、「電磁攪拌による分散めっき法」（特許第３３６１７９３号として登録済み）がある。本発明はこの「電磁攪拌による分散めっき法」に沿ってめっきを行うが、「電磁攪拌による分散めっき法」ではめっきを施す際の被めっき物表面の状態については特に言及していない。この方法で分散めっきを行うと、めっき条件により、皮膜中に分散材が均一に分布する場合と、分散材が被めっき物に対して垂直方向に列ぶ場合とがある。
【特許文献１】特許第３３６１７９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の懸濁共析法および沈降共析法で作製した分散めっき皮膜は、皮膜中での分散材の分布は例外なく均一分散となり、皮膜内における分散材の分布制御は極めて困難である。一方、「電磁攪拌による分散めっき法」を用いた場合、通常実施されている平滑に表面を仕上げた被めっき物に対しては、皮膜中に分散材を均一分散させる、あるいは、分散材を被めっき物に対して垂直方向に列べる、の制御が可能である。しかしながら、後者の皮膜中の分散材を被めっき物に対して垂直方向に列べた場合において、その分散材は被めっき物と平行な面では網目状に分布する。すなわち、皮膜中において分散材は三次元的にはハニカム状に分布する。その際、被めっき物に平行な面において網目状に分布した分散材の網目のサイズはある程度制御することは可能であり、相似的に形状を変化させることはできるが、この形状以外の分布を得ることは不可能であった。
【０００４】
ところで、分散めっきにより機能性皮膜を作製しようとする場合に、その機能をさらに発現させるために、皮膜中の分散材を特定の分布に制御したいという要請がある。この要請に対して、従来の懸濁共析法および沈降共析法ではそれを実現させることは困難である。また、既存技術の「電磁攪拌による分散めっき法」においては、分散材の分布制御はある程度可能であるが、その自由度は狭く、多くの場合、要請された通りの分布制御を実現するには至っていない。
【０００５】
本発明は、上記の分散めっき法における従来技術の問題点を鑑みて、より高度な機能をめっき皮膜に付与することを目的に、めっき皮膜中の分散材の分布制御を高い自由度で実現できる分散めっき法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の分散めっき法は、めっきを行う前に、予め、被めっき物の表面に凸状あるいは凹状の条痕を付与する第１行程と、
めっき液中に該被めっき物と対極とを設置し、めっき皮膜中に共析させるための分散材を該被めっき物に接触させ、該被めっき物をカソードとし、該対極をアノードとなるように外部電源から直流電流を通ずる。この際に、めっき液中に流れる電流の向きに略平行方向に磁力線が生ずるように磁場を印加しながらめっきを行うことにより、めっき金属の析出とともに該分散材を共析させる第２行程からなる分散めっき法において、
前記の該被めっき物の条痕に沿って、めっき皮膜中の分散材を分布させることを特徴とする。
【０００７】
被めっき物上に付与する凸状あるいは凹状の条痕は任意であり、例えば、図１の（ａ）に示す複数の平行な直線の条痕、図１の（ｂ）に示す複数の同心円の条痕、図１の（ｃ）に示す渦巻き状の条痕、あるいは、図１の（ｄ）に示すような任意のパターンの繰り返し模様の条痕などが考えられる。本発明では、これらの条痕に沿ってめっき皮膜中の分散材が分布するので、めっき皮膜内において分散材が所望の分布となるように被めっき物表面に付与する条痕のパターンを選ぶことができる。
【０００８】
被めっき物上に条痕を付与する方法には、研磨、機械加工、レーザー加工による方法が考えられる。研磨による方法は、概ね簡便に条痕を付与することが可能で、研磨紙を被めっき物に押し当て特定方向に研磨紙を動かすことで複数の直線の条痕を、あるいは、回転している研磨紙の中心に被めっき物を押し当てることで複数の同心円の条痕を付与することができる。機械加工による方法では、例えば、旋盤を用いることにより、渦巻き状の条痕を被めっき物表面に付与することができる。また、レーザー加工法を用いれば、前記のパターンを含め、さらに、複雑なパターンの条痕を付与することができる。
【０００９】
本発明では、めっき液中に流れる電流の向きに対し、略平行方向に磁力線が生ずるように磁場印加が行われている。被めっき物上に凹状の条痕があれば、めっき電流が被めっき物に流れ込む際に、この条痕を避けて流れる傾向にある。逆に、凸状の条痕があれば、この条痕に電流が集中して流れ込む傾向がある。被めっき物表面に存在する条痕により電流の流れが変えられ、磁力線と平行でない電流成分が現れる。この電流と印加された磁場により、条痕上のめっき液に回転運動を引き起こすようなローレンツ力が作用し、条痕に沿って複数の渦が発生する。この渦の回転方向は、凸状の条痕箇所と凹状の条痕の箇所とでは、それぞれ逆向きになる。渦の回転方向に対応して渦中心に分散材が集まる、あるいは、渦から排斥させられる。その結果、分散材は被めっき物上において条痕に沿って再配列し、その分散材を取り込みながらめっき金属が析出することで、めっき皮膜内において条痕に沿った分散材の分布となる。
【００１０】
条痕に沿ってめっき皮膜に取り込まれた分散材粒子が完全にめっき金属に覆い尽くされる前、すなわち、分散材の一部が表面に出ている状態において、この液側に出ている分散材の存在によって、めっき電流の流れの方向が変えられる。磁場の印加が行われているので、条痕が存在する時と同様に、この乱された電流と磁場とによってローレンツ力が生じ、それがめっき液に作用して渦を形成する。条痕に沿って析出した各々の分散材に対して渦が形成され、その渦中心部に他の分散材が引き込まれて、そこでめっき皮膜に取り込まれる。こうしてめっきを継続するに従い、次々に分散材の上に他の分散材が積み重なって析出するので、被めっき物の条痕上に分散材が列んだ状態で分布するめっき皮膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施形態１）
実施形態１では、予め表面に複数の直線状の条痕を付与した被めっき物を用いる。条痕を付与する方法は研磨による方法を採用し、先ず被めっき物である銅板の表面を研磨および琢磨により鏡面に仕上げた後、６００番のエメリー研磨紙に被めっき物を押し当て、湿式で一方向に被めっき物を動かすことで、被めっき物の表面全体に図１の(ａ)に示すような複数の直線状の条痕を均一に付与する。次に、図２に示すように、めっき浴槽中に条痕を付与した被めっき物１を水平方向に延在させ、その上方に白金製の対極３を延在させる。このめっき浴槽の中に、平均粒径８μｍのα−アルミナを１０ｇ／Ｌ添加し、懸濁させてあるめっき液２を注入する。ここでめっき液としてワット浴（硫酸ニッケル２４０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル４５ｇ／Ｌ、ホウ酸３０ｇ／Ｌ）を用いる。めっき液注入後は、めっき液の機械的攪拌は行わないので、懸濁しているアルミナ粒子は自然沈降により被めっき物の表面に堆積する。このような状態で、磁場発生装置５により、めっき液中に流れる電流の方向と平行な向きに磁力線が生ずるように７テスラの磁場を印加しつつ、外部直流電源６により電流密度が８００Ａ／ｍ２となるようにめっきを行う。
【００１２】
こうして得られた分散めっき皮膜の縦断面を顕微鏡で観察すると、被めっき物とめっき皮膜との界面では被めっき物のくぼんだ条痕の部分にアルミナ粒子が集まり、めっき皮膜の中を厚み方向にアルミナが列んだ状態で分布する。被めっき物表面の条痕は複数の直線であるので、図３に示すように皮膜中におけるアルミナ分布は層状となる。
【００１３】
これに対し、磁場の強さを２テスラ未満にした場合には、皮膜中にアルミナが部分的に凝集して共析し、正常なめっき皮膜を得ることができなかった。
【００１４】
（実施形態２）
実施形態２では、予め表面に渦巻き状の条痕を付与した被めっき物を用いる。条痕を付与する方法は旋盤を用い、先ず被めっき物である銅板の表面を研磨および琢磨により鏡面に仕上げた後、被めっき物を旋盤のチャックに固定し、回転中心に押し当てたバイト刃を、被めっき物の回転とともに、中心から外に移動させることで、被めっき物表面に渦巻き状の条痕を付与する。この被めっき物に対する分散めっきの方法は実施形態１と同様である。
【００１５】
このようにして得られためっき皮膜は、アルミナ粒子が被めっき物と平行な断面においては渦巻き状に、垂直な断面においては皮膜厚さ方向に列んだ分布となる。すなわち、被めっき物のくぼんだ条痕の位置に集まったアルミナ粒子は渦巻き状に配列し、めっき皮膜内をその配列のまま厚さ方向にも整列した構造となっている。（図４）
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】被めっき物表面に予め付与する条痕の例を示す模式図である。
【図２】実施形態１の分散めっき法におけるめっき中の状態を示した説明図である。
【図３】実施形態１の分散めっき法により得られためっき皮膜を透視法的に示した模式図である。
【図４】実施形態２の分散めっき法により得られためっき皮膜を透視法的に示した模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  被めっき物
２  めっき液
３  対極
４  アルミナ粒子
５  磁場発生装置
６  外部直流電源
７  印加磁場方向
８  めっき電流の方向
９  ニッケルめっき皮膜
【図１】
2005105331.tif 000003
【図２】
2005105331.tif 000004
【図３】
2005105331.tif 000005
【図４】
2005105331.tif 000006