JP2000290793A - メッキ体の製造方法 - Google Patents

メッキ体の製造方法

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JP2000290793A JP2000081839A JP2000081839A JP2000290793A JP 2000290793 A JP2000290793 A JP 2000290793A JP 2000081839 A JP2000081839 A JP 2000081839A JP 2000081839 A JP2000081839 A JP 2000081839A JP 2000290793 A JP2000290793 A JP 2000290793A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニッケル製の金型のメッキ体の析出を、電解
液を不安定にすることなく、またニッケル製金型の品質
を損なうことなく、加速することができ、製造にかかる
時間を短縮する。 【解決手段】 3〜7重量%のフッ素と、60〜70重
量%の塩素と、20〜25重量%の臭素と、5〜10重
量%のヨウ素とのうちの少なくとの1つのハロゲンを、
電解液1に溶解する。電解液1に、加工物3と、ニッケ
ルペレット2を浸漬する。ニッケルペレット2を陽極と
し、加工物3を陰極とし、直流電圧を印加して通電し、
メッキを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ体の製造方
法に関し、例えば射出成形機用のニッケル製金型の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】金属製のメッキ体の製造方法は、他の方
法に比して難しい。例えばコンパクトディスク(以下、
CDという。)等の光学媒体の製造において、市販され
るCDのは、射出成形法を用いて製造される。周知のよ
うに、射出成形機用の金型を製造では、最初に、いわゆ
るマスタが製造される。このマスタは、実質上唯一の原
盤である。次の工程において、このマスタの正確な逆型
であるいわゆるマザーが製造される。マザーは、いわゆ
るスタンパを製造するのに用いられ、このスタンパが、
射出成形用の実際の金型として用いられる。
【0003】このような射出成形機用の金型を製造する
ために、最初に、ガラス原盤が製造され、このガラス原
盤の表面の片側には、データがフォトレジストの凹又は
凸として記録されている。このガラス原盤の表面の凹凸
は、製造しようとしている射出成型用の金型とは正確に
逆の形状を有している。次の作業工程、すなわちガルバ
ノテクニカルプロセス(galvano-technical process)
において、ガラス原盤は、加工物として用いられる。こ
の加工物と、実際の製品の材料である金属、例えばニッ
ケルとを、主に蒸留水、ホウ酸、スルファミン酸ニッケ
ルからなる電解液に浸漬した後、加工物を陰極とし、金
属を陽極とし、直流電圧を印加して通電する。その結
果、金属、例えばいわゆるニッケルペレットは、電解液
中に溶解し、陰極である加工物の方向に移動して、加工
物の表面に析出する。その後、加工物であるガラス原盤
から、マスタである金属膜が剥離される。その後、ガラ
ス原盤の代わりにマスタが用いられ、同様な方法でマザ
ーが得られ、次に、マスタの代わりにマザーが用いら
れ、同様な方法でスタンパが得られる。スタンパは、マ
スタと全く同じ表面形状を有し、CDを製造するための
射出成形用の金型として用いられる。
【0004】加工物、すなわちマスタ又はマザー上に析
出するニッケルの析出速度は、印加電圧、すなわち電流
の大きさ又は電流密度に依存する。製造プロセスを速め
るためには、電流密度をできるだけ高く保つ必要があ
る。従来の方法では、平均電流密度は、約2.5A/d
2である。
【0005】従来、実際のプロセスで用いられている電
流は、一定の直流電流である。ところで、直流電流を用
いる場合、電流値を高めると、析出速度は高まるが、析
出物、すなわち射出成形用の金型の質が低下し、この金
型がその後の製造プロセスにおいて使えなくなってしま
う。すなわち、電流密度を高めると、加工物の表面にお
いて局部的に電圧のピークが生じ、加工物上にニッケル
等の金属が均一に析出せず、その結果、得られる金型が
所望の形状や所望の密度にならなくなる。
【0006】CDから音楽やデータを正確に再生するた
めには、記録されているデータを走査するレーザ光を収
束する対物レンズとデータ記録面との距離を正確に一定
を保つ必要があり、CDの製造過程では、非常に狭い範
囲の公差を厳守することが非常に重要である。射出成形
用の金型が不正確で不均一であるために、その金型で製
造されたCDの厚さが変化しているときは、対物レンズ
とCDのデータ記録面との距離が変化してしまい、読み
取りエラーが生じてしまう。また、金型の製造過程にお
いて、加工物の表面にニッケル等の金属が不均一に析出
されると、製造されるCDの質量が不均一になる。質量
が不均一になることは、無視できず、周知のように非常
に高速回転する現代のCDドライブにおいて、質量が不
均一なCDを用いると、重大な問題が生じる。また、加
工物の表面にニッケル等の金属が不均一に析出されるこ
とにより、金型に内部張力が生じ、これにより、金型全
体が傾斜し、その後の製造プロセスで使えなくなってし
まう。さらに、直流電流を増加させると、いわゆる粗面
化(rough back)が不均一に生じる。金型の表面の粗面
化された部分では、データが全く読み出さないという重
大な問題が生じる。すなわち、ある位置において局部的
に電流のピークが生じると、その部分にニッケルが多く
析出してしまうため、表面が盛り上がり、その部分に電
圧のピークが生じてしまう。これが繰り返されると、金
型の裏面にニッケルの凸、すなわちティプ(tip)が生
じる。射出成形機において、このような金型上に溶融し
た材料が強い圧力で押圧されると、この裏面のむらが金
型を通って押し出され、製造しようとしている成形物、
すなわち商品であるCDを傷つけてしまう。
【0007】これらの問題を解決するために、このよう
な金型を製造するために、周知の方法、いわゆるパルス
メッキ法が用いられている。パルスメッキは、特に金属
材料のガルバノテクニカル製品を作るために、既に用い
られている。パルスメッキでは、矩形波形、正弦形波
形、三角形波形等の様々な波形の直流パルス電流が用い
られる。また、電流の方向を短時間逆方法も用いられて
おり、これにより、局部的な電圧ピークによって蓄積さ
れ、膨出した(bulged)析出物を取り除くことができ
る。このようにして、粗面化による不均一性が生じるの
を効果的に防止することができ、非常に均一な金属面を
有する金型を製造することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】パルスメッキ法を用い
て陰極で、純粋な直流メッキ法と同じニッケルの析出率
を得るためには、平均電流密度を高め、また、正味材料
移動量を少なくとも同じ又は増やすためには、ピーク電
流密度を、純粋な直流メッキ法に比して高める必要があ
る。パルスメッキ法において、ピーク電流密度を高める
ことは、クロム電解液等の非常に安定した電解液を用い
る場合のみ可能である。ニッケル電解液の場合、電流密
度は、ニッケルの溶解度が低下し始める2.5A/dm
2以上とすることはできない。さらに、強電流下では、
陽極の溶解度、すなわちニッケルの溶解度が非常に低
く、pH値が3.8以下に低下し、この結果、ニッケル
の溶解度が低下し始め、電解液として使用できなくな
る。
【0009】日本国特開平10−060680号公報に
は、電解液にハロゲンイオンを加えることが開示されて
いる。しかしながら、この方法では、問題としている電
流密度を増加させることはできない。
【0010】本発明は、上述した従来の方法に実情に鑑
みてなされたものであり、本発明の目的は、例えばニッ
ケル製の金型のメッキ体の析出を、電解液を不安定にす
ることなく、また、ニッケル製金型の品質を損なうこと
なく、加速することができるメッキ体の製造方法を提供
することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るメッキ体の
製造方法では、3〜7重量%のフッ素と、60〜70重
量%の塩素と、20〜25重量%の臭素と、5〜10重
量%のヨウ素とのうちの少なくとの1つのハロゲンを、
電解液に溶解する。この電解液に、加工物と、ニッケル
を浸漬する。そして、ニッケルを陽極とし、加工物を陰
極とし、直流電圧を印加して通電し、メッキを行う。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るメッキ体の製
造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0013】本発明に係るメッキ体の製造方法では、図
1に示すように、メッキを施す加工物3と、例えばペレ
ット状のニッケル(以下、ニッケルペレットという。)
とを、主に蒸留水、ホウ酸、スルファミン酸ニッケルか
らなる電解液1に浸漬する。そして、加工物3を陰極と
し、ニッケルペレット2を陽極として、直流電圧又はパ
ルス波形の直流電圧を印加し、ニッケルペレット2と加
工物3間を通電して、メッキを行う。電圧が印加される
と、ニッケルペレット2は、電解液1中に溶解し、加工
物3上に析出し始める。
【0014】例えばコンパクトディスク(以下、CDと
いう、)の製造では、加工物3は、図2に示すように、
例えばマスタを製造するためのガラス原盤4からなり、
ガラス原盤4の片方の表面には、記録データに基づい
て、フォトレジスト5からなる凸部が形成されている。
例えばガルバノテクニカル方法(galvano-technical me
thod)によって製造されるニッケル製の加工物、すなわ
ちマスタ6は、加工物3上に、すなわちガラス基板及び
フォトレジスト5上に析出されるニッケルの析出物とし
て得られる。次に、ガラス原盤4の代わりにマスタが用
いられ、同様な方法のメッキによって、マザーが製造さ
れる。その次に、ガラス原盤4の代わりにマザーが用い
られ、同様な方法のメッキによってスタンパが製造され
る。したがって、マスタとスタンパは、幾何学的に同一
の表面形状を有している。スタンパは、射出成形機の金
型として用いられ、大量のCDが製造される。
【0015】上述したニッケルメッキにおいて、本発明
では、電解液1にハロゲンの組合せを加えるようにして
いる。具体的には、電解液1は、上述したように、蒸留
水にホウ酸とスルファミン酸ニッケルとを溶かしたもの
であり、例えば、ホウ酸の分量は、蒸留水1リットル当
たり45グラム以下であり、スルファミン酸ニッケルの
分量は、蒸留水1リットル当たり1.36グラムであ
る。本発明では、この電解液1に、例えば、3〜7重量
%のフッ素と、60〜70重量%の塩素と、20〜25
重量%の臭素、5〜10重量%のヨウ素のうちの少なく
とも1つを溶解している。
【0016】この結果、ガルバノテクニカル法によっ
て、電流密度を高めることができ、ニッケルの析出率が
高まり、金属膜の質を損なうことなく、また電解液を安
定にしたまま、金型の製造時間を短縮することができ
る。具体的には、平均電流密度を、40A/dm2〜1
20A/dm2、例えば50A/dm2に高めることがで
きる。したがって、メッキの印加電圧を、従来の16V
から30Vに高めることができる。また、金型の製造時
間を、従来の70分から10分に短縮することができ
る。
【0017】また、ニッケルペレットの溶解度を高める
ことができる。このことは、従来の技術で述べたよう
に、パルスメッキ法を有効に用いるための欠くことがで
きない条件である。すなわち、パルスメッキ法では、析
出の時間を短縮するためには、従来のメッキ法比して、
ピーク電流密度と平均電流密度の両方を飛躍的に高める
必要があるからである。
【0018】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、例えばメッキを行うために印加する
パルス電圧の波形としては、矩形波形、正弦形波形、三
角形波形等の様々な波形を用いることができる。また、
パルス波形の電圧だけではなく、純粋な直流電圧を用い
ても、同様の効果を得ることができる。
【0019】また、例えば、ニッケルメッキだけではな
く、他の金属メッキにも、本発明は適用することができ
る。また、本発明は、射出成形機の金型の製造のみに用
いられるものではなく、様々な金属メッキに適用するこ
とができる。
【0020】
【発明の効果】本発明に係るメッキ体の製造方法では、
3〜7重量%のフッ素と、60〜70重量%の塩素と、
20〜25重量%の臭素と、5〜10重量%のヨウ素と
のうちの少なくとの1つのハロゲンを、電解液に溶解す
る。この電解液に、加工物と、ニッケルを浸漬する。そ
して、ニッケルを陽極とし、加工物を陰極とし、直流電
圧を印加して通電し、メッキを行う。このように、ハロ
ゲンを電解液を加えることによって、強電流密度下にお
いても電解液を安定に保つことができるとともに、pH
値も一定に保つことができる。また、パルスメッキ法を
用いても、正味材料移動量を、一定電流密度を有する純
粋な直流メッキ法に比して、少なくとも同じく、又は平
均電流密度の上昇に伴って、多くすることができる。ま
た、ニッケルの溶解度を高めることができ、全体の製造
工程にかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したメッキ方法を説明するための
概略図である。
【図2】加工物の断面を示す図である。
【符号の説明】
1 電解液、2 ニッケルペレット、3 加工物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595044111 Niederalm 282, A−5081A nif, Osterrich (72)発明者 フォルカ ビュステンハーゲン オーストリア国 エー−5081 アニフ ニ ーダーアルム 282 ソニー デーアーデ ーツェー オーストリア アクチェンゲゼ ルシャフト内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3〜7重量%のフッ素と、60〜70重
    量%の塩素と、20〜25重量%の臭素と、5〜10重
    量%のヨウ素とのうちの少なくとの1つのハロゲンを、
    電解液に溶解するステップと、 上記電解液に、加工物と、ニッケルを浸漬するステップ
    と、 上記ニッケルを陽極とし、上記加工物を陰極とし、直流
    電圧を印加して通電し、メッキを行うステップとを有す
    るメッキ体の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記直流電流の平均電流密度は、40A
    /dm2〜120A/dm2であることを特徴とする請求
    項1記載メッキ体の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記電解液は、主に蒸留水、ホウ酸、ス
    ルファミン酸ニッケルからなる電解液であることを特徴
    とする請求項1又は2に記載のメッキ体の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記ホウ酸の分量は、上記蒸留水1リッ
    トル当たり45グラム以下であることを特徴とする請求
    項1乃至3のいずれか1項に記載のメッキ体の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 上記スルファミン酸ニッケルの分量は、
    上記蒸留水1リットル当たり1.36グラムであること
    を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のメ
    ッキ体の製造方法。
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EP1044776B1 (en) 2002-07-24
EP1044776A1 (en) 2000-10-18
ATE220976T1 (de) 2002-08-15
DE60000272T2 (de) 2003-03-20
DE60000272D1 (de) 2002-08-29

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