(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類以上の樹脂材料を混合した樹脂から成り、その樹脂中にゴム成分が分散している樹脂成形品に樹脂めっきを行う樹脂めっき方法であって、
前記樹脂成形品のパートライン部分のみを高温部分加熱処理し、
次に、この高温部分加熱処理した樹脂成形品に樹脂めっきを行う、ことを特徴とする部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法。
【請求項２】
ＰＣ／ＡＢＳ樹脂製の樹脂成形品について、その加熱する表面温度が１００〜２００℃になる加熱温度範囲内で高温部分加熱処理する、ことを特徴とする請求項1の部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品に金属めっきを施す樹脂めっき技術に係り、特に樹脂めっき製品で発生する成形素材表面薄膜の剥離現象によるめっき浮き現象を防止することができる部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から種々の樹脂めっき方法により処理する樹脂めっき製品が提案されている。一方、市場で多用化されている樹脂めっき製品に関する災害も増加している。例えば、水道の蛇口や浴室のシャワー部品などの水洗金具代用製品や自動車のラジエターグリル、ドア開閉ハンドル、内装装飾部品などの自動車部品のように人が直接手で取り扱うことが多い樹脂めっき製品に関する災害が発生している。これは樹脂めっき製品では、そのめっき膜が浮き上がることが原因になり、その鋭利状態になった部分で手を切るといった致傷事故が発生している。
【０００３】
例えば、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂で成形した自動車用インドアハンドルについて、図６と図７の樹脂めっき製品の断面の拡大写真に示すように、樹脂めっき製品のパートライン部分からいわゆる「膨れ」が発生することがある。この樹脂めっき品の膨れた部分は、図６の矢印に示すようにめっき膜が浮き上がった状態になっている。例えば、この樹脂めっき製品を酸で剥離すると、めっきの膨れ部分では、樹脂薄膜が層間剥離し、同時にめっき膜が浮き上がった状態になっている。
【０００４】
また、この樹脂めっき製品における薄膜層間剥離は、図７に示すように、ＰＰ樹脂などの成形時に層状構造を作りやすい樹脂、あるいは成形時に相溶しない異材樹脂が混入した樹脂成形品にも生じることがある。ＰＣ／ＡＢＳ（ポリカーボネイト・ＡＢＳ）樹脂又はＡＢＳ樹脂等の樹脂めっき製品で、後述するようなサーマルショック試験やサーマルサイクル試験を行ったときに確認された。また、樹脂成形品の成形条件的には、射出速度が速いときや樹脂からの低沸点留分のガス発生が多い場合に薄膜層間剥離が多く発生する傾向にある。なお、製品形状や金型構造によっても発生状態が異なる。
【０００５】
図８から図１０は、樹脂めっき製品について樹脂表面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による写真である。
本発明の発明者は、図示するような強烈なサーマルショック試験を行った時に樹脂間剥離が起きた製品と同じ条件で成形した樹脂成形品について、その樹脂表面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真による変形状態を確認した。
【０００６】
図８は樹脂成形品の成形キャビ面（成形品の正面）の状態を示す写真である。ここに円形状にあらわれるもの、又は黒点状にあらわれものが樹脂中のゴム成分である。この樹脂成形品の面の樹脂表面はゴム成分が円形状に均一に分散しており、樹脂表面の成形応力は少ない。
【０００７】
図９は樹脂成形品の成形パートライン部（成形品の中央付近）の状態を示す写真である。この状態の樹脂成形品は、図８に示した上記キャビ面に比較して、樹脂表層のゴム成分は、笹の葉のように引き延ばされ、層状になっている。断面下部のゴム成分にも変形が見られ、成形応力の残留がある。
【０００８】
図１０は樹脂成形品の成形パートライン部（成形品の先端）の状態を示す写真である。この状態では、樹脂表層部のゴム成分が、図８に示した、成形パートライン部より更に変形している。更に、断面下部のゴム成分は、図９に示した成形パートライン部より少なく、分散もまばらである。
【０００９】
このようなパートライン部分への成形応力の集中が、樹脂めっき製品における熱履歴過多状況での樹脂表層薄膜層間剥離の要因であると推測される。但し、樹脂めっき工程における樹脂表層には、エッチングによる無数のアンカーホールと含水が起きるので、樹脂めっき品の樹脂表層における劣化は避けられない。しかし、含水した層では水分やめっき薬品の微量残分と熱履歴過多の相乗作用で樹脂の加水分解が起きる可能性がある。
【００１０】
このように、樹脂めっき品の膨れ現象は、めっき膜と樹脂との密着不良が原因ではなく、樹脂めっき品にかかる熱履歴によって樹脂の薄膜が層間剥離したことが原因になり、樹脂表面に密着しためっき膜と共に浮き上がる現象である。即ち、この樹脂めっき製品におけるめっき膜が浮き上がる原因は、樹脂めっきの製造工程では回避できない樹脂成形品や原料樹脂そのものに起因する。
【００１１】
なお、めっきと樹脂の密着不足や多層めっき膜の場合のめっき金属間剥離のように、明らかに製造工程上の問題が原因する場合もある。
製造工程に問題があっても外見上、樹脂めっき製品の金属めっき膜の剥離・浮き上がりと誤認される場合が多い。真の原因は、樹脂と金属めっき膜との密着不足ではなく、高温・低温及びその繰り返しなどの特定の環境下に樹脂めっき製品が曝された場合に発生する、樹脂成形品の表層樹脂薄膜の剥離が原因であることが多い。
【００１２】
そこで、良好なめっき外観を有する樹脂めっき品を製造するめっき方法が提案されている。例えば、特許文献１の特開２００４−３００５６６公報「樹脂めっき品の外観改善方法及びその製品」のように、合成樹脂製品を構成する合成樹脂が主構成成分以外にこの合成樹脂の改質、改良を目的として固形物を含有させているものであって、このめっきの表面が、電気ニッケルめっきにより光を乱反射させる微細な凹凸形状を構成せしめたことを特徴とする樹脂めっき品の外観改善方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３００５６６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、この外観改善方法は良好なめっき外観を有する樹脂めっき品を製造するために、めっき表面に微細な凹凸を有するいわゆるサテン調ニッケルめっきを施すことにより、強化樹脂成形品表面に成形時に発生する濃淡のある凹凸やめっき前処理時の強化材の脱落等で発生する凹凸による不均一な外観を視覚的に覆い隠す方法である。この外観改善方法は、このように処理条件等を厳しく管理する必要があるために、めっき処理作業が煩雑になりやすいという問題点を有していた。
【００１４】
特に、この外観改善方法では、樹脂成形品の金属めっき膜の剥離や浮き上がりについて、良好なめっき外観に改善することが困難であるという問題点を有していた。
【００１５】
更に、樹脂成形品を丸ごと熱処理する方法も行われている。例えば、ＡＢＳ樹脂成形品の場合は８０〜８５℃で、ＰＣ／ＡＢＳ成形品の場合は１１０〜１２０℃で１〜２時間程度電気炉やガス炉で熱処理する方法が行われている。しかし、この熱処理する方法は、樹脂成形品を丸ごと加熱するので樹脂成形品に凹凸又は変形が発生する可能性があるという問題点を有していた。
【００１６】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、樹脂めっきをおこなうに際して簡単な工程を付加することで、樹脂成形品の表層薄膜の浮き上がりによる金属めっき膜が樹脂薄膜と一緒に剥離する不具合現象を抑制することができる部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法を提供することにある。 
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、２種類以上の樹脂材料を混合した樹脂から成り、その樹脂中にゴム成分が分散している樹脂成形品に樹脂めっきを行う樹脂めっき方法であって、前記樹脂成形品のパートライン部分のみを高温部分加熱処理し、次に、この高温部分加熱処理した樹脂成形品に樹脂めっきを行う、ことを特徴とする部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法が提供される。
【００１８】
例えば、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂製の樹脂成形品について、その加熱する表面温度が１００〜２００℃になる加熱温度範囲内で高温部分加熱処理することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記発明の方法では、樹脂成形品のパートライン部分における樹脂表層の薄膜剥離が生じやすい部分のみを加熱処理することにより、樹脂成形品の表層の薄膜剥離を防止し、樹脂成形品の表層薄膜の浮き上がりを防止する。そこで、樹脂めっき処理後における金属めっき膜がこの樹脂薄膜と一緒に剥離するという不具合を抑制する。
【００２０】
特に、樹脂成形品における凹凸部分や変形が生じやすい部分を加熱することなく、その樹脂成形品の特定部分のみについて短時間で部分加熱処理する。そこで、その樹脂成形品を１２０℃以上の高温でも瞬間的に部分加熱処理するので、この樹脂成形品の樹脂表層に施された樹脂めっきのめっき膜が浮き上がり、剥離しためっき膜が鋭利状態にならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法の工程図である。
本発明の樹脂めっき方法は、予め、樹脂成形品Ｗのパートライン部分のみを高温部分加熱処理する（Ｓａ１〜Ｓａ４）。次に、この高温部分加熱処理した樹脂成形品Ｗについて通常の樹脂めっき処理（Ｓｂ１〜Ｓｂ６）を行う二段階の工程からなる。これは樹脂成形品Ｗが高温・低温及びその繰り返しなどの特定の環境下に曝されたときに発生する、樹脂成形品Ｗの表層薄膜の薄膜剥離による浮き上がりを高温加熱処理によって抑制するためである。
【００２２】
高温部分加熱処理工程では、先ず樹脂成形品Ｗを高温部分加熱処理するための固定治具に取り付ける（Ｓａ１）。この樹脂成形品Ｗを固定治具と共に加熱処理装置内を移動させながら（Ｓａ２）、この樹脂成形品Ｗを高温部分加熱処理する（Ｓａ３）。最後に、常温まで冷却処理する（Ｓａ４）。
【００２３】
樹脂めっき処理工程では、先ず樹脂成形品Ｗをエッチング処理（Ｓｂ１）、還元処理（Ｓｂ２）といった前処理をする。この樹脂成形品Ｗについて触媒処理（Ｓｂ３）した後、化学めっき処理をする（Ｓｂ４）。次に、電気めっき処理（Ｓｂ５）、仕上処理をしてめっきを終了する（Ｓｂ６）。なお、この樹脂めっき処理工程は、樹脂成形品Ｗの材質や形状に応じて工程や処理手段が異なることは勿論であり、図示例の工程や処理に限定されない。
【００２４】
本発明の樹脂めっき方法に用いる樹脂成形品の素材としては、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂（ポリカーボネイト／ＡＢＳ樹脂）、ＰＣ／ＰＥＴ樹脂（ポリカーボネイト／ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＣ／ＰＢＴ樹脂（ポリカーボネイト／ポリブチレンテレフタレート樹脂）、ＰＣ樹脂、ＰＡ樹脂（ポリアミド樹脂）、ＰＯＭ樹脂（ポリオキシメチレン樹脂）、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）、ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー樹脂）、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルフィド樹脂）、ＰＳ樹脂（ポリスチレン樹脂）、ＳＰＳ樹脂（シンジオタクチックポリスチレン樹脂）など樹脂めっき部品製造に使われる全ての素材が可能であり、限定はされない。これらの樹脂材料によって、適正な熱処理温度は異なる。なお、上記の背景技術で説明したように２種類以上の異なる樹脂からなり、樹脂成形品の表面にゴム状又は油脂状の物質が表出しやすい性質の樹脂成形品には本発明の加熱方法は効果的である。
【００２５】
上述した加熱方法では、例えば、火炎加熱方法により樹脂成形品Ｗを部分的に高温加熱処理する。なお、加熱方法はこの火炎加熱方法に限定されず、蒸気加熱、ヒーター加熱、高周波加熱、熱風加熱、電磁誘導加熱又は赤外線加熱等を用いることができる。樹脂成形品Ｗを加熱処理できる全ての方法で、特に限定されない。
【００２６】
加熱処理温度は、樹脂素材によって異なるが、概ね樹脂の熱変形温度から樹脂成形温度の範囲内が好ましい。例えば、ＡＢＳ樹脂の場合はその表面温度が８０〜１１０℃になる加熱温度範囲内での加熱処理が有効である。また、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂の場合はその表面温度が１００〜１５０℃になる加熱温度範囲内での加熱処理が有効である。
【００２７】
加熱処理範囲は、樹脂成形品Ｗのパートライン部分とその周辺における樹脂表面の薄膜剥離が生じる局部的な範囲である。
【００２８】
その加熱処理時間は１秒から３０分の加熱処理時間の範囲内が適当であるが、樹脂めっき製品として製品化できないまで熱変形する程の処理時間でなければ、その時間は限定されない。この加熱処理時間は、加熱処理装置の熱量と加熱される樹脂成形品の被加熱容量に応じて決定される。例えば、高温で小さい樹脂成形品を加熱処理するときは短時間でよく、逆に低温で大きな樹脂成形品Ｗを加熱処理するときは長時間の加熱処理が必要になる。
【００２９】
このように、本発明では、樹脂成形品Ｗを部分的に短時間で加熱処理することにより、その樹脂成形品Ｗに凹凸や変形が生じやすい部分については、熱処理しないようになっている。また、この瞬間的に加熱することで１２０℃以上の高温でも処理することができ、樹脂成形品Ｗにおける応力残留を部分的に確実に緩和することができる。即ち、樹脂成形品Ｗの応力が残留している部分だけを処理する方法である。そこで、この樹脂成形品に樹脂めっきした製品はそのめっき被膜に膨れや剥離現象の不具合を回避することができる。
【００３０】
（実験例１−１）
次に、本発明の樹脂めっき方法の部分加熱処理工程で処理した樹脂成形品の実験例を示す。
加熱処理の実験方法としては、火炎温度が最高でも１７００℃程度のガストーチを使い、直炎で樹脂成形品のパートライン外周部分を樹脂が溶けないように火炎から十分に離した状態で焙る方法を用いた。
【００３１】
（実験例１−２）
１８０〜２２０℃の熱風を先端径５ｍｍのノズルから吹き出し、樹脂成形品のパートライン部分から約１０〜５ｍｍ離して吹き付けた。パートライン部分外周約３０ｃｍを２０〜４０秒で加熱処理した。ノズルの握りを作業台に固定し、作業用ＮＣロボットに樹脂成形品を取り付けてノズルから１０ｍｍ離した位置を維持しながら２０〜４０秒の作業プログラムで自動加熱処理した。
【００３２】
（実験例１−３）
約７ｍｍの銅製パイプを製品のパートラインの形状に合わせて曲折し、樹脂成形品のパートライン部分に向かって５ｍｍ間隔で１．５ｍｍ径の穴をあけた熱風吹き出し加工機を用い、樹脂成形品を固定し約１０〜２０秒間熱風を吹き出させ熱処理した。
図２は実際の樹脂成形品の各部分にかかった温度を熱電対温度計で実測した結果を示すものであり、（ａ）は樹脂成形品の各部分を示す説明図、（ｂ）は１回目の実測結果の表、（ｃ）は２回目の実測結果の表である。
【００３３】
（実験例１−４）
実験１−３の熱風ノズルと同じ形状の電熱ヒーターで、自動で樹脂成形品がこのヒーターの中を通過させ、パートライン部分を加熱処理した。ヒーター温度およびヒーター内を樹脂成形品が通過する時間（加熱処理時間）は可変できる。
今回の実験では２０秒間ヒーター内で停止させた。
【００３４】
図３はめっき処理及びサーマルショック試験比較の実験結果を示すものであり、上段は加熱処理なしの樹脂成形品の実験結果を示す表と、下段は加熱処理後の状態の実験結果を示す表である。
上記の樹脂成形品を通常のめっき処理を行い、未処理の樹脂成形品について、規定のサーマルショック条件で不具合の発生を比較した。処理条件や処理方法によって、多少耐サーマルショック性は異なるが、いずれもパートライン部の加熱処理によって２００サイクルのサーマルショック試験をクリアし、明らかに未処理の樹脂成形品との差異が確認された。
【００３５】
図３の実験結果の表から明らかなように、樹脂成形品で樹脂層間剥離が発生しやすいパートライン部およびエッジ部を部分的に高温で短時間に熱処理することにより、これらの位置に残留する樹脂表層のゴム成分の変形や応力を緩和することができた。樹脂めっき製品に発生する過激な熱履歴による樹脂の表層薄膜層間剥離防止することができた。本発明の加熱処理方法により、樹脂めっき製品の耐サーマルショック試験性は著しく向上する。これにより、自動車に装着した樹脂めっき部品で上記の原因で樹脂薄膜が層間剥離し、同時にめっき膜が浮き上がる不良と、運転者および同乗者が浮き上がっためっき部の割れ面に触れて手を切るなどの重大な災害を抑制することができる。
【００３６】
図４と図５は本発明の処理方法により部分加熱処理した樹脂成形品のパートライン部の部分加熱の効果を示す樹脂表面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による写真である。
図４は樹脂成形品のパートライン部（樹脂成形品の中央付近）の状態を示す写真である。
樹脂成形品のパートライン部分の部分熱処理によって、樹脂表層の笹の葉のようなゴム成分の粒子の配向は無くなった。本発明では樹脂成形品Ｗについて高温部分加熱処理することにより、その樹脂表面におけるゴム成分の粒子が円形状を保つようになっている。例えば、その樹脂表面におけるゴム成分の粒子の縦方向と横方向のサイズ比が２：３以内の円形状を保つように高温部分加熱処理することが好ましい。これは背景技術における図８から図１０に示した樹脂成形品の加熱処理前の状態と比較するとその状態変化が明確に現れている。断面下部のゴム成分の粒子の変形も改善されている。即ち、パートライン部分の成形応力の残留が部分熱処理によって緩和されていることを示している。
【００３７】
図５は樹脂成形品のパートライン部（樹脂成形品の先端）の状態を示す写真である。
同様に樹脂表層のゴム成分の粒子の変形は改善されていることがわかる。この樹脂成形品のパートライン部分の部分的熱処理により、パートライン部分にかかっていた成形応力は緩和され、ゴム成分の粒子の変形も改善されることが確認された。なお、断面下部のゴム成分の粒子の分散のバラツキは維持したままである。これは、本発明の処理方法はその樹脂成形品が有する樹脂特有の物性を改変することなく、樹脂めっき処理後の膨れ等の不具合を回避するために、樹脂成形品の表面側のみ又は部分的な加熱処理が施されていることを意味する。
【００３８】
樹脂成形品めっき処理段階では、図１に示すように、表面調整工程、エッチング工程（Ｓｂ１）、還元処理工程（Ｓｂ２）、コンディショナー処理、触媒付与工程（Ｓｂ３）、触媒活性化工程、化学めっき工程（無電解めっき工程）（Ｓｂ４）、酸活性工程、そして電気めっき工程（Ｓｂ５）、最後に仕上工程（Ｓｂ６）を経て樹脂めっきが完了する。
【００３９】
なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、樹脂めっきをおこなうに際して部分加熱処理工程を付加することで、樹脂成形品の表層薄膜の浮き上がりにより、金属めっき膜が樹脂薄膜と一緒に剥離する不具合現象を抑制することができる方法であれば、上述した構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法は、ドア開閉ハンドル又は水洗金具代用製品の樹脂成形品に利用することができる。更に、パソコン等の電子機器、ゲーム機、健康器具、印刷機等の人が直接手で取り扱うことが多い樹脂めっき製品の処理に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の部分加熱処理工程を付加した樹脂めっき方法の工程図である。
【図２】樹脂成形品の各部分にかかった温度を熱電対温度計で実測した結果について示すものであり、（ａ）は樹脂成形品の各部分を示す説明図、（ｂ）は１回目の実測結果の表、（ｃ）は２回目の実測結果の表である。
【図３】めっき処理及びサーマルショック試験比較の実験結果を示すものであり、上段は加熱処理なしの実験結果を示す表、下段は加熱処理後の状態の実験結果を示す表である。
【図４】樹脂成形品のパートライン部（樹脂成形品の中央付近）の状態を示す写真である。
【図５】樹脂成形品のパートライン部（樹脂成形品の先端）の状態を示す写真である。
【図６】樹脂めっき製品のパートライン部分から「膨れ」が発生した状態の樹脂成形品の断面拡大写真である。
【図７】樹脂めっき製品のパートライン部分から「膨れ」が発生した状態の樹脂成形品の表面の拡大写真である。
【図８】樹脂成形品の成形キャビ面（樹脂成形品の正面）の状態を示す写真である。
【図９】樹脂成形品の成形パートライン部（樹脂成形品の中央付近）の状態を示す写真である。
【図１０】樹脂成形品の成形パートライン部（樹脂成形品の先端）の状態を示す写真である。
【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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【図１０】
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