JP2016074964A - 多孔性電鋳の製造方法 - Google Patents
多孔性電鋳の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016074964A JP2016074964A JP2014207736A JP2014207736A JP2016074964A JP 2016074964 A JP2016074964 A JP 2016074964A JP 2014207736 A JP2014207736 A JP 2014207736A JP 2014207736 A JP2014207736 A JP 2014207736A JP 2016074964 A JP2016074964 A JP 2016074964A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- hole
- matrix
- holes
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
(1)母型樹脂上の導電性被膜を貫き、母型樹脂に達する孔を設けることによって孔に水素ガスの気泡が付着・滞留し易くし、孔へのめっき被膜の侵入を防止する。
(2)従来の多孔性電鋳の製造においてはめっき液に添加されていなかった界面活性剤(ピット防止剤)を、あえて添加することによって、孔以外での水素ガスの気泡の付着を抑制し、所望しない位置に貫通孔が形成されるのを抑制する。
(3)母型樹脂に撥水性粉体を添加することによって、(1)で設けた孔内に撥水性粉体が剥き出しとなるようにし、孔に水素ガスの気泡が確実に滞留するようにする。
撥水性粉体としては、少なくとも表面が電気的に絶縁性を有する撥水性粉体であって、めっき液に溶解したり、分解したりするものでなければ用いることができる。このような撥水性粉体としては、例えばポリエチレン粉体、PTFE等のフッ素樹脂粉体、シランカップリング剤等によって表面に疎水基が修飾された無機粉体(例えば疎水化シリカ、疎水化アルミナ等、疎水化チタニア等)等が挙げられる。
したがって、本発明の多孔性電鋳の製造方法によれば、孔を形成させた箇所に確実に貫通孔を有する多孔性電鋳を製造することができる。
特許文献1における多孔性電鋳の製造方法では、めっき被膜の貫通孔が塞がるという上記問題点を解決するために、めっき液に界面活性剤をあえて加えないでめっきを行うこととしている。めっき液に界面活性剤を加えない場合、めっきの副反応として発生した水素ガスがめっき表面から脱離し難くなることから、図12に示すように、孔200周縁のめっき被膜201や導電性被膜202から発生した水素ガスが大きな気泡203に成長し、この気泡203によって孔200へのめっき被膜の侵入が防止されるからである
しかしながら、めっき液に界面活性剤を添加しない場合、水素ガスの気泡はめっき表面から脱離し難くなり、孔のみならず、めっき被膜全体に付着し易くなる。このため、孔を設けた位置だけでなく、それ以外のめっき被膜表面にも水素ガス気泡が付着し、結果として所望しない位置にも貫通孔が形成されてしまうおそれがある。
こうした二律背反の問題を解決するため、本発明の多孔性電鋳の製造方法では、電気めっき液には界面活性剤が添加されていることとしたのである。
すなわち、本発明では、電気めっき液に界面活性剤が添加されているが、孔内の表面には母型に混合した撥水性粒子が剥き出しにされているので、水素ガスは撥水性粒子に付着したまま脱離することはなく、孔へのめっき被膜の侵入は防止され、貫通孔が確実に形成される。(図7参照)また、導電性被膜上またはめっき被膜上の孔以外の位置で発生した水素ガスの気泡はめっき表面から脱離し易くなり、所望しない位置のめっき被膜に貫通孔の生じることを防止することができる。その結果、孔を設けた位置のみに選択的に貫通孔を生成させることができる。このため、多孔性電鋳を真空成形やブロー成形等の金型として利用する場合、貫通孔を設計通りに所望の個所に所望の密度で開けるということができ、より精密なプラスチック成型を行うことが可能となる。
この方法ではまず混合工程として、プレポリマーと、硬化剤と、撥水性粉体とを混合して粘性混合物とする。プレポリマーとしては、硬化剤により硬化可能であって撥水性粉体と混合可能な液体状のプレポリマーであれば特に限定はない。このようなプレポリマーとしては、エポキシ樹脂系プレポリマー、ウレタン樹脂系プレポリマー、シリコン樹脂系プレポリマー等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂系プレポリマーは、硬化させたときの機械的強度に優れるため、めっき被膜から受ける応力による変形の度合いが少なく、好適である。
母型形成工程は、硬化剤により硬化可能なプレポリマーと、該硬化剤と、少なくとも表面が電気的に絶縁性を有する撥水性粉体と、を混合して粘性混合物とする混合工程と、該粘性混合物を原型に塗布する塗布工程と、該原型に塗布された該粘性混合物を固化させて母型を得る固化工程と、からなる母型形成工程を採用することもできる。
こうであれば、母型の内部まで撥水性粉体が存在している粉体含有母型を形成することができる。
多孔性電鋳の製造におけるめっき工程では、母型上に均等の厚さでめっき被膜が形成されるのではなく、角部や凸部のめっき被膜は必要以上に厚くなる。このため、めっき工程の途中で母型をめっき液から取出し、めっき被膜が必要以上に厚くなった角部や凸部のめっき被膜を削って薄くする工程が必要となる。厚くなった部分のめっき被膜を削って薄くした後、再びめっき工程を行った場合、孔に付着していた水素ガスの気泡が取れてしまっているので、孔周縁に再び水素ガス気泡が滞留するとは限らず、めっき被膜が孔上に形成された電鋳層の貫通孔を塞いでしまうおそれがあった。
めっき工程の途中で母型をめっき液から取出し、前記孔上に形成された貫通孔の内壁面に非導電性且つ疎水性の物質(例えば、塗料)を塗布するか又は該貫通孔内に非導電性且つ疎水性の物質を塗布又は充填する塗布・充填工程を少なくとも1回行えば、母型をめっき液から取出した際に、孔上に形成された貫通孔内に付着していた水素ガスの気泡が消失しても、再度めっきを行う段階で電鋳層の貫通孔周縁のめっき被膜から発生した水素ガス気泡が非導電性且つ疎水性の物質に付着し、めっき被膜が電鋳層の貫通孔内に侵入して塞いでしまうのを防止することができる。
非導電性且つ疎水性の物質は、例えば粘着性のシリコン樹脂のような可塑性を有するものを用いることもできる。このような可塑性を有するもので電鋳層の貫通孔を充填すれば、厚くめっきが付いた部分を研削する場合にも研削クズが電着層の貫通孔内を埋めてしまうことがなくなるため、研削によってこぶ状になっためっき表面を平滑にすることが可能となり、さらなるめっきの電着を防止するための粘着テープによるマスキングが行い易くなるという利点がある。
(実施例1)
・シリコンゴム原型の作製(原型形成工程S0)
図2に示すように、四角容器2の底にシボ面が上側にくるように皮革1を貼り付けた。そして、シリコンゴムプレポリマー3を注いでから、電気加熱器内で加熱を行った後、取り出して自然放冷し、硬化した板状のシリコンゴム原型4を取り出した(図3参照)。
ポリテトラフルオロエチレン粉体(1〜30g)と硬化剤とエポキシプレポリマーとをよく混合したエポキシプレポリマー組成物6(300〜1000g)を調整する。そして、シリコンゴム原型4を、図4に示すように、転写されたシボ面が上側にくるようにして四角容器5の底に貼り付け、エポキシプレポリマー組成物6(300〜1000g)を流し込んだ。ここで、ポリテトラフルオロエチレン粉体が撥水性粉体である。
さらに、上記のようにして得たエポキシ母型7の表面に銀鏡液及び還元液を同時にスプレーすることにより、図6(b)に示すように、銀鏡膜8を形成させた。ここで銀鏡膜8が導電性被膜である。
さらに、図6(c)に示すように、ドリルによって銀鏡膜8が施された面に直径0.05〜0.3mmφ、深さ0.5〜2mmの孔9を縦横0.3〜1cm間隔に均等に設けた。
こうして孔9が形成された銀鏡膜8付エポキシ母型7に対し、めっき工程として下記スルファミン酸浴による多孔性ニッケルめっき被膜の形成を行った。電流密度は0.5〜2.0A/dm2で電解を行った。浴のPHは3.0〜4.0、浴温度は40〜50°Cとした。
スルファミン酸浴組成:
スルファミン酸ニッケル 300〜350g/L
塩化ニッケル 5〜10g/L
ホウ酸 30〜40g/L
界面活性剤 5.0mL/L
(界面活性剤として(株)ムラタ製のピット防止剤(10重量%の界面活
性剤含有)を使用した。)
めっき液の表面張力:34mN/m
なお、めっき液の表面張力は液滴法によって測定した。すなわち、ビュレットから一定体積の試料及び純水が滴下するときの滴数を数え,それらの滴数及び試料及び純水の比重から、次式によって試料の表面張力を求めた。
めっき工程終了後、図6(d)に示す、貫通孔12を有するニッケルめっき被膜10が形成されたエポキシ母型7を引き上げ、水洗し、エポキシ母型7からニッケルめっき被膜10を剥がし、さらに水洗し、乾燥する。こうして、シボ面を有する目的の多孔性電鋳(図6(e)参照)を得た。この多孔性電鋳の一面側をLED光源で照らし、他面側から肉眼観察することにより、孔9に相当する部分から光が観測された。このことから、孔9に相当する部分には貫通孔12が形成されていることが分かった。以上のように、実施例1の多孔性電鋳の製造方法によれば、孔9を形成させた箇所に確実に貫通孔12が存在する多孔性電鋳を製造することができる。孔9はドリルやレーザ加工によって所望の位置に所望の径及び所望の密度で形成することができるため、ひいては、所望の位置に所望の径及び所望の密度で貫通孔12を形成することができる。
実施例2では、図8に示すように、めっき工程S51終了後に、エポキシ母型をめっき液から引上げ、水洗し、乾燥後、孔の位置に生じた電鋳層の貫通孔12内に微細ノズルの付いた治具を用いてシリコーン粘着剤12aを充填した(充填工程S52、図9(b)参照)。この後、めっきの厚く付いた部分を規定厚さまで研削した(研削工程S53)。さらに、研削部及び規定めっき厚さまでめっきの着いた部分に粘着テープによるマスキングを行って(マスキング工程S54)、再度、めっき液中に入れてめっきを行った。以上の工程S51〜S54を5回繰り返した。その他の工程については実施例1と同様であり、同一の工程には同一の符号を付して説明を省略する。
比較例1では、充填工程S52を行わず、その他については実施例2と同様にめっき途中でめっきを中断し、再びめっきを行った。
電鋳めっき液へ界面活性剤を添加した場合の効果を調べるため、次の試験を行った。
エポキシ樹脂プレポリマーにフッ素樹脂粒子(旭硝子製、品番L169E)を10重量%添加して混合し、さらに硬化剤を添加して混合して、フッ素樹脂粒子含有のエポキシ塗料とした。このエポキシ塗料をエポキシ板からなる原型の表面に数ミリ厚さで塗布し、加熱硬化した(縦幅30cm×横幅18cm×厚さ2cm)。この試験片に銀鏡液及び還元液を同時にスプレーすることにより銀鏡被膜を形成した後、6×15cmの大きさに切断し、各試験片の銀鏡被膜面以外の面(すなわち、側面及び裏面)に被覆テープを貼着してマスキングした。さらに銀鏡被膜面に径0.18mmのドリルを用いて深さ約1mmの有底孔を約7mm間隔で均等に設けた。さらに、試験片の端部に7mm径の有底穴を1個あけ、プラスチックボルトとプラスチックナットで陰極端子を銀鏡面に圧着させて通電用の端子とした。
上記のようにして24時間めっきを行った後、めっき被膜をエポキシ樹脂から剥がし、当初母型に開けた「ドリル孔の孔数」と、「ドリル孔上にできためっき層の貫通孔数」と、「ドリル孔上以外の場所に発生しためっき層の貫通孔数」を計測した。その結果、表1に示すように、界面活性剤を添加した実施例3−1〜3-4では、母型の孔上以外で生じた貫通孔数が6個以下と極めて少なく、意図しない箇所での貫通孔の発生をほぼ防止できることが分かった。これに対して、界面活性剤をめっき液に添加していない比較例2では、母型の孔上以外で生じた貫通孔数が42個と多く、意図しない箇所での貫通孔がかなり発生していることが分かった。また、実施例3-1〜3-4での比較から、界面活性剤の添加量が多くなるほど、母型の孔上以外で生じた貫通孔数が少なくなるが、母型に開けたドリル孔上での貫通孔の再現率が低下することが分かった。
S0…原型形成工程、S1…混合工程、S2…母型形成工程、S3…導電性被膜形成工程、S4…孔形成工程、S5、S51…めっき工程、S52…充填工程(塗布・充填工程)、S53…研削工程、S54…マスキング工程、
S6…剥離工程
Claims (6)
- 電気的に絶縁性を有する撥水性粉体が少なくとも表面付近に含有されている粉体含有母型を形成する母型形成工程と、
該粉体含有母型の表面に導電性被膜を形成する導電性被膜形成工程と、
該導電性被膜の表面から該粉体含有母型に達する複数の孔を形成する孔形成工程と、
該孔が形成された導電性被膜付母型を界面活性剤が添加された電気めっき液中で電気めっきを行い多孔性めっき被膜を形成するめっき工程と、
を備えた多孔性電鋳の製造方法。 - 前記母型形成工程は、硬化剤により硬化可能なプレポリマーと、該硬化剤と、少なくとも表面が電気的に絶縁性を有する撥水性粉体と、を混合して粘性混合物とする混合工程と、該粘性混合物を成形固化させて母型を得る固化工程と、からなることを特徴とする請求項1に記載の多孔性電鋳の製造方法。
- 前記母型形成工程は、硬化剤により硬化可能なプレポリマーと、該硬化剤と、少なくとも表面が電気的に絶縁性を有する撥水性粉体と、を混合して粘性混合物とする混合工程と、
該粘性混合物を原型に塗布する塗布工程と、
該原型に塗布された該粘性混合物を固化させて母型を得る固化工程と、からなることを特徴とする請求項1に記載の多孔性電鋳の製造方法。 - 前記電気めっき液の表面張力が28mN/m以上65mN/m以下となるように前記界面活性剤が添加されている請求項1乃至3のいずれか1項に記載の多孔性電鋳の製造方法。
- 前記めっき工程の途中で母型をめっき液から取出し、前記孔上に形成された貫通孔の内壁面に非導電性且つ疎水性の物質を塗布するか又は該貫通孔内に非導電性且つ疎水性の物質を塗布又は充填する塗布・充填工程を少なくとも1回行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の多孔性電鋳の製造方法。
- 前記非導電性且つ疎水性の物質には撥水性粉体が分散されていることを特徴とする請求項5記載の多孔性電鋳の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014207736A JP6405180B2 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 多孔性電鋳の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014207736A JP6405180B2 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 多孔性電鋳の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016074964A true JP2016074964A (ja) | 2016-05-12 |
JP6405180B2 JP6405180B2 (ja) | 2018-10-17 |
Family
ID=55951049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014207736A Active JP6405180B2 (ja) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | 多孔性電鋳の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6405180B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110670094A (zh) * | 2018-07-02 | 2020-01-10 | 三拓工业株式会社 | 金属多孔质成形品的制造方法 |
CN110777400A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-11 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种基于弹性导电硅橡胶模具的微电铸方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05156486A (ja) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | Konan Tokushu Sangyo Kk | 通気性電鋳殻の製造方法 |
JPH05263286A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-12 | Kyokuto Giken:Kk | 通気性電鋳金型およびその製造方法 |
JPH0633291A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 電鋳加工による多孔質成形型の製造方法 |
JPH0665777A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 電鋳加工による多孔質成形型の製造方法 |
JPH0665779A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 金属の電着方法 |
JPH06192881A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-12 | Mitsuboshi Belting Ltd | 樹脂成形型及びその製造方法 |
JPH07173668A (ja) * | 1993-11-01 | 1995-07-11 | Kyokuto Giken:Kk | 電鋳金型の製造方法 |
US5632878A (en) * | 1994-02-01 | 1997-05-27 | Fet Engineering, Inc. | Method for manufacturing an electroforming mold |
JPH09249987A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-09-22 | Konan Tokushu Sangyo Kk | 多孔質電鋳殻の製造方法 |
JP2013147695A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Kyokuto Giken Kk | 多孔性電鋳の製造方法 |
-
2014
- 2014-10-09 JP JP2014207736A patent/JP6405180B2/ja active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05156486A (ja) * | 1991-12-05 | 1993-06-22 | Konan Tokushu Sangyo Kk | 通気性電鋳殻の製造方法 |
JPH05263286A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-12 | Kyokuto Giken:Kk | 通気性電鋳金型およびその製造方法 |
JPH0633291A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 電鋳加工による多孔質成形型の製造方法 |
JPH0665777A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 電鋳加工による多孔質成形型の製造方法 |
JPH0665779A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | Iketsukusu Kogyo:Kk | 金属の電着方法 |
JPH06192881A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-12 | Mitsuboshi Belting Ltd | 樹脂成形型及びその製造方法 |
JPH07173668A (ja) * | 1993-11-01 | 1995-07-11 | Kyokuto Giken:Kk | 電鋳金型の製造方法 |
US5632878A (en) * | 1994-02-01 | 1997-05-27 | Fet Engineering, Inc. | Method for manufacturing an electroforming mold |
JPH09249987A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-09-22 | Konan Tokushu Sangyo Kk | 多孔質電鋳殻の製造方法 |
JP2013147695A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Kyokuto Giken Kk | 多孔性電鋳の製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110670094A (zh) * | 2018-07-02 | 2020-01-10 | 三拓工业株式会社 | 金属多孔质成形品的制造方法 |
CN110670094B (zh) * | 2018-07-02 | 2021-07-09 | 三拓工业株式会社 | 金属多孔质成形品的制造方法 |
CN110777400A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-02-11 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种基于弹性导电硅橡胶模具的微电铸方法 |
CN110777400B (zh) * | 2019-10-16 | 2021-03-19 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种基于弹性导电硅橡胶模具的微电铸方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6405180B2 (ja) | 2018-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200354846A1 (en) | Methods of preparing articles by electrodeposition and additive manufacturing processes | |
JP3333025B2 (ja) | 金属材料の電気複合めっき方法および装置 | |
CN109922936A (zh) | 通过在工件上沉积材料层来制造模具,通过该工艺得到的模具和制品 | |
Kim et al. | Selective copper metallization of nonconductive materials using jet-circulating electrodeposition | |
CA2905536A1 (en) | Electrodeposited compositions and nanolaminated alloys for articles prepared by additive manufacturing processes | |
JP6405180B2 (ja) | 多孔性電鋳の製造方法 | |
CN106801248A (zh) | 一种三维微纳结构器件的制备装置及方法 | |
TWI575122B (zh) | 含不鏽鋼的構件之製造方法 | |
JP6625134B2 (ja) | 造形物の製造方法及び造形物 | |
CN103276415A (zh) | 一种超声波电铸装置 | |
JP5524989B2 (ja) | 多孔性電鋳の製造方法 | |
JP4213198B1 (ja) | 多孔質電鋳殻の製造方法 | |
JP6408527B2 (ja) | めっき装置、めっき方法及びめっき用冶具 | |
JP6828371B2 (ja) | めっき膜の製造方法 | |
JPH07173668A (ja) | 電鋳金型の製造方法 | |
Zhou et al. | Fabrication of high-aspect-ratio metallic microstructures by microelectroforming using silver-coated polydimethylsiloxane molds with controllable wettability | |
Li et al. | Advances in magnetic field-assisted ECM—from magnetoelectric effects to technology applications | |
TWI722290B (zh) | 配線用基板之製造方法 | |
KR20150087502A (ko) | 도금장치 및 방법 | |
KR20090098202A (ko) | 기체 기둥을 이용한 회로기판의 제조방법 | |
JP2006117992A (ja) | 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 | |
JP2005169547A (ja) | ペレット成形型及びペレットの製造方法 | |
CN107709631B (zh) | 树脂密接性优异的表面处理铝材及其制造方法、以及表面处理铝材/树脂的接合体 | |
Ming et al. | Vacuum micro-electroforming technique for the production of void-free microcomponent | |
RU136437U1 (ru) | Устройство для нанесения гальванических покрытий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180605 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180618 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180911 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180914 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6405180 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |