JP2018008525A - 装飾めっき製品、及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装飾めっき製品(102)は、基材(102a)と、前記基材(102a)を覆うめっき層(122)と、前記めっき層(122)を覆う合成樹脂層(123)とを備え、前記基材(102a)は第1の合成樹脂基材(102a)と第2の合成樹脂基材(102b)との一体的な2色成形品であり、前記めっき層(122)は、前記第1の合成樹脂基材(102a)の選択された表面のみを全体的に覆う金属めっき層(122)を含み、前記合成樹脂層(123)は、電着塗料組成物またはその硬化物を含む。
【選択図】図5
Description
特許文献3には、車両のラジエータグリルに暗色の金属光沢を付与するために、ABS樹脂からなる合成樹脂基材上に下地めっき層を積層して導電性を付与し、電気めっきによりクロムめっき層を形成し、そのクロムめっき層上に透明樹脂と顔料との混合物のスプレー塗装によりスモーククリア層を形成することを備えるラジエータグリルの製造方法が開示されている。
特許文献3のラジエータグリルの製造方法では、電気めっき処理において金属めっき浴液中に含浸された部分全体に金属めっき層が積層されることになり、また、スプレー塗装された部分全体に合成樹脂層が形成されることになる。その結果、装飾性を付与すべき部分と、そうでない部分との境界が明確とはならず、装飾めっき製品の装飾性向上にはなお改善の余地がある。また、装飾性を付与することが必要でない部分にも装飾めっきが形成される分、材料費が嵩む。
例えば、本発明のいくつかの局面は、取付部材に対する装飾めっき製品の当接部分における耐食性の低下を抑制することができ、前記当接部分における異音の発生を抑制することができる装飾めっき製品及び取付構造を提供することを目的とする。
本発明の更に別のいくつかの局面は、梯子構造、格子構造、又は複数の凹状構造を有する装飾めっき製品に所望の外観特性及び機能性を付与するめっき層を備える装飾めっき製品を提供することを目的とする。
第1実施形態のラジエータグリルカバー1は、樹脂、金属、ガラス、セラミック製等の基材上に、一または複数層のめっき層が積層され、そのめっき層のうちの最外めっき層の上に、保護層としての合成樹脂層が形成されてなるものである。この合成樹脂層は、ラジエータグリルカバー1の最外層であり得る。
基材上の複数のめっき層の構成は特に限定されるものではなく、装飾めっき製品としての用途、機能に応じて公知のめっき処理を適宜選択して形成することができる。第1実施形態のラジエータグリルカバー1のめっき層としては、一例として、基材の表面上にCuめっき層が積層され、その上にSnめっき層又はSn合金めっき層が積層されているものについて、以下説明する。
ボルト2及びナット3は、従来公知のものを適宜使用することができる。その材質は、鉄鋼材製、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系等のステンレス製、真鍮製、チタン又はチタン合金等のチタン製、アルミ製又は樹脂製のものを適宜使用することができる。樹脂製のものは、その表面にめっき層が形成されたものを使用することができるが、めっき層を構成する金属の種類は特に限定されない。また、鉄鋼材製、マルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系等のステンレス製、真鍮製、チタン又はチタン合金等のチタン製、アルミ製等、金属製のものについても、その表面にめっき層が形成されていてもよい。
図1(a)に示すように、ラジエータグリルカバー1の裏面は、支持壁11、12と側壁13、14とによって囲まれた空間または溝を有するボルトリテーナ―15を有する。また、図2に示すように、ボルトリテーナ―15は、開口部(入口ともいう)17、ストッパ壁16、及び、当該開口部17からストッパ壁16まで延びる切欠きを含むことができる。
第1実施形態のラジエータグリルカバー1のめっき層1bは、Snめっき層又はSn合金めっき層を最外めっき層として含む。Snめっき層又はSn合金めっき層の上には、合成樹脂層1cが形成されている。そして、ボルト2及びナット3には、Zn−Niめっき層が積層されている。したがって、ラジエータグリルカバー1をボルト2及びナット3で車両ボディ4に取り付けた場合、ラジエータグリルカバー1の合成樹脂層1cが、ラジエータグリルカバー1のSnめっき層又はSn合金めっき層と、ボルト2及びナット3のZn−Niめっき層との間に介在された状態となり、Snめっき層又はSn合金めっき層と、Zn−Niめっき層とが接触しないように作用する。
第1実施形態の装飾めっき製品及び取付構造によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1−3)合成樹脂層1cを透明又は半透明とすることにより、めっき層1bの最外層のSnめっき層又はSn合金めっき層が視認可能である。したがって、合成樹脂層1cの形成によりSnめっき層又はSn合金めっき層の光輝外観が損なわれることがなく、好適な意匠性を保持することができる。
・第1実施形態では、第1の部材としての車両ボディ4に対して、金属製の取付部品としてのボルト2及びナット3で、装飾めっき製品としてのラジエータグリルカバー1を取り付ける取付構造について説明したが、各部材はこれらに限定されない。当接部分が金属同士となる複数の部材の取付構造であれば適用することができる。これら複数の部材の最外層の金属同士が接触しないように、これら複数の部材の少なくとも一つに合成樹脂層1cを形成してもよい。
・第1実施形態では、電着塗装用の塗料の入った容器中にラジエータグリルカバー1を入れて、ラジエータグリルカバー1全体が塗料中に浸漬された状態で電気泳動を行ったが、電着塗装方法はこれに限定されない。ラジエータグリルカバー1を複数の部分に分けて、別々に電着塗装を行うこともできる。
図4(a)、(b)は、車両内装部品として使用されるカーオーディオのつまみ101を示す。つまみ101は、カーオーディオ使用時に、使用者に対向する前面113を有する。つまみ100は、合成樹脂製の筒部102と、金属製の蓋103とを備えている。蓋103は、筒部102の前面103に固定され得る。第2実施形態では、つまみ100の筒部102が、装飾めっき製品に相当する。
つまみ100の筒部102を構成する合成樹脂は、従来公知のものを適宜選択して適用することができる。第2実施形態では、装飾被膜が積層される第1の合成樹脂基材102aとして、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂を使用し、装飾被膜が積層されない第2の合成樹脂基材102bとして、ポリカーボネート(PC)樹脂を使用している。合成樹脂基材102bとしては、他にもPC−ABS樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂、ポリアセタール樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)等を適宜選択することができる。
光沢Snめっき処理により、無電解Niめっき処理によって導電性が付与された第1の合成樹脂基材102aのみに選択的に金属めっき層(光沢Snめっき層)122が形成されることになる。
電着塗装の際も、光沢Snめっき処理と同様に、図6に示すように、複数の筒部102を構成する第1の合成樹脂基材102aの前面113が陽極と対向するように並列に配置するとともに、隣り合う筒部102同士の間隔が、第1の合成樹脂基材102aの前後方向の長さより大きくなるように配置する。これにより、複数の筒部102において、合成樹脂層123の膜厚を均等化することができ、また、第1の合成樹脂基材102aの後方にまで合成樹脂層123を確実に形成することができる。
筒部102を構成する合成樹脂基材は、2色成形品として形成されている。2色成形品を構成する合成樹脂の性状の相違は、無電解Niめっき処理時のエッチング処理により、表面形状がそれぞれ異なる状態となるように作用する。これにより、金属との親和性が第1の合成樹脂基材102aと第2の合成樹脂基材102bとの間で異なるように作用する。
外筒部111の前面113に形成された溝116は、その開口部の幅Wが、深さHより大きくなるように形成されている。この形状は、光沢Snめっき処理時に、溝116の最奥部においても好適な電流密度を好適に確保できるとともに、Snイオンが溝116の最奥部まで届きやすくなるように作用する。また、電着塗装時に、電着塗料組成物が溝116の最奥部まで届きやすくなるように作用する。
(2−1)合成樹脂基材が2色成形品として形成されていることから、エッチング処理により荒らされた表面形状が異なる状態となり、一方の合成樹脂基材102aにのみ選択的に装飾被膜を形成することができる。2色成形品とすることで、装飾被膜を選択的に形成することが容易となる。
・第2実施形態の装飾めっき製品は、カーオーディオのつまみの筒部に限定されない。装飾性のある部品であれば他の部品に適用することができる。
・第2実施形態では、電着塗装により無色透明な合成樹脂層を形成したが、これに限定されない。塗料組成物中に適宜顔料を含有させて着色された透明層を形成することもできるし、不透明な合成樹脂層を形成することもできる。金属めっき層122と合成樹脂層123との組み合わせにより、所望の色調を容易に実現できる。
以下、本発明の第3実施形態に従う装飾めっき製品を説明する。この装飾めっき製品は、図7〜9に示すフロントグリル本体210であ得る。図7に示されるように、フロントグリル本体210を構成する複数の横格子211は、所定の間隔で互いに略平行に配され、四角筒状の枠体213に保持されている。複数の横格子211は、フロントグリル本体210の桟部を構成する。複数の縦格子212は、複数の横格子211とそれぞれ直交しながら、所定の間隔で互いに略平行に配され、枠体213に保持されている。
(3−1)第3実施形態では、格子構造又は複数の凹状構造等を有し、表面全体に電気めっきにより装飾性の金属めっき層215が最薄部において0.03μm以上で形成されているフロントグリル本体210において、金属めっき層215上にさらに電着塗装により透明又は半透明の合成樹脂層216を形成した。この構成によれば、格子構造等の複雑な構成を有する装飾めっき製品の全面において、各めっき層により十分な外観特性と、耐チッピング性や耐食性等の機能性を発揮することができる。
(3−3)第3実施形態では、金属めっき層215が、Ni、Cu、Cr、Sn、及びSn合金から選ばれる少なくとも一種により形成されることが好ましい。この構成によれば、フロントグリル本体210の表面に金属光沢色の付与し、装飾性をより向上できる。
・第3実施形態は、装飾めっき製品としてのフロントグリル本体210のめっき処理に適用した。しかしながら、装飾めっき製品の種類は、特に限定されず、車両用の内外装部品、電気・電子部品、日用品等の分野に適宜採用することができる。
・第3実施形態は、装飾めっき製品の表面全体にめっき層214を形成した。しかしながら、めっき処理の際、装飾めっき製品の把持、載置等により、装飾めっき製品の表面に一部めっき層が形成されていない箇所があってもよい。
・第3実施形態において、各めっき処理の温度及び時間等の条件は、生産性等を考慮し、適宜設定することができる。
<試験例1:めっき処理された装飾めっき製品の外観特性及び機能性の評価試験>
下記各例に記載される条件で、市販のハルセル試験キッド(山本鍍金試験器社製)を使用し、装飾めっき製品に見立てた試験片として、所定長さのABS樹脂基板を使用し、各金属めっき処理を施した。さらに、同じハルセル試験キッドを使用し、金属めっき層上に電着塗装法により、合成樹脂層を形成した。得られた各例の試験片の表面をそれぞれ観察し、電極からの所定距離ごとに、めっきの膜厚及び下記に示される方法に従い、機能性として耐食性、及び外観特性として光沢外観について評価した。
長さ80mmのABS樹脂製の基板を準備し、樹脂基板表面の導電性を確保するべく、前処理した。前処理は、ABS樹脂基板をクロム酸に浸漬してエッチング処理し、エッチング処理後の表面にPdーSnの金属錯体を付与して活性化後、無電解Niめっき処理を行うことにより、ABS樹脂基板の表面にNi塗膜を形成して導電体とした。
CASS試験(JISH8502)により評価した。具体的には、CASS試験槽に得られた試験片を設置し、酢酸でpH3.0に調整したNaCl/CuCl2試験液を投入して、試験槽温度50℃、湿度65%の条件下で50時間経過後、試験片を取り出し、試験片表面の電極からの所定距離ごとに、変色、しみ、腐食、表面劣化、剥離等の表面状態の変化について目視で評価した。
○:表面状態に変化がなく、実用性が高い場合。
△:やや表面状態に変化があり、実用下限レベルの場合。
×:表面状態に変化があり、実用性が低い場合。
試験片の金属めっき層由来の光沢外観について、試験片表面の電極からの所定距離ごとに、標準光源下において評価者が目視にて下記基準に従い評価した。
○:光沢性に優れ、実用性が高い場合。
△:やや光沢性に劣り、実用下限レベルの場合。
×:光沢がなく、実用性が低い場合。
長さ60mmのABS樹脂製の基板を準備し、実施例1と同様の方法により下地層としてCu及びNiめっき層をそれぞれ積層したABS樹脂基板を得た。得られた下地層を有するABS樹脂基板上に金属めっき層として3価Crめっき層を形成した。3価Crめっき処理は、3価Cr浴にて行った。3価Cr浴としては、市販品を使用し、塩化クロム6水和物100〜300g/Lの他、ホウ酸、グリシン、塩化アンモニウム、塩化アルミニウム6水和物等の添加剤を含有するめっき浴を使用した。めっき浴の温度は、35〜65℃、めっき時間は2分の条件を採用した。得られた試験片表面の電極からの所定距離ごとに、3価Crめっき層の厚みを測定した。
長さ80mmのABS樹脂製の基板を準備し、実施例1と同様の方法により下地層としてCu及びNiめっき層をそれぞれ積層したABS樹脂基板を得た。得られた下地層を有するABS樹脂基板上に金属めっき層としてCo−Crめっき層(黒色3価Crめっき層)を形成した。使用した電解質溶液は、Cr3+の金属量濃度が30g/L、Co2+の金属量濃度が3g/Lの硫酸塩溶液であり、他に電導性塩、pH緩衝剤、表面調整剤等を含有するものである。Co−Crめっき浴は、浴温50℃、pH3.5の条件下で2分間の電解めっき処理を行ってCo−Cr系合金層からなる黒色めっき層を形成した。
図10に示されるように、第4実施形態の装飾めっき製品310は、装飾面311aと裏面311bとを含む基材311を含む。図示した例では、基材311の装飾面311aは、めっき処理により基材311の上面に形成されている。装飾面311aは装飾部と呼ぶことがある。装飾めっき製品310は、基材311の裏面311bから略垂直に延びる柱状の取付部312を含む。取付部312は、樹脂により構成され、基材311と一体的に成形されてもよい。取付部312の先端部312aは、装飾めっき製品310をマウント313に取り付ける際、マウント313の取付孔313aに挿通され、マウント313の裏面313bから突出するよう構成されている。先端部312aは、装飾めっき製品310をマウント313に固定する際に、溶融変形可能な樹脂により成形されている。マウント313の裏面313bから突出している先端部312aは、装飾めっき製品310をマウント313に固定する際、溶融変形されて、取付孔313aの内径より拡径された拡径部312bとなり、取付孔313aから抜け止めされている。先端部312a及び/または拡径部312bは、マウント313に係合する溶融変形可能な合成樹脂係合部、または、溶融部と呼ぶことがある。
基材311上のCuめっき層315の厚みは、溶融変形の容易性、延性、面精度、表面硬度、生産性等の観点から適宜設定可能であるが、基材311上のCuめっき層315の厚みの下限は、好ましくは5μm以上、より好ましくは6μm以上、さらに好ましくは7μm以上である。5μm以上の場合、基材311に対する延性、表面硬度等の機能性、面精度等の外観特性をより向上させることができる。一方、Cuめっき層315の厚みの上限は、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。30μm以下の場合、生産性の向上、例えばめっき層314を有する先端部312aの溶融変形処理をより容易に行うことができる。
第4実施形態の装飾めっき製品310は、まず装飾面311a、先端部312aの表面等を含む全体に対し、一体的なめっき処理により連続的なめっき層314が設けられる。全面にめっき層314が積層された装飾めっき製品310をマウント313に取り付ける際、取付孔313aに柱状の取付部312を挿通させ、マウント313の裏面313bから先端部312aと突出させる。先端部312aは、公知の方法を用いて溶融変形処理、例えば樹脂かしめ処理されることにより、偏平に押しつぶされ、取付孔313aよりも拡径された拡径部312bが形成される。取付部312は、取付孔313aにおいて抜け止めされ、装飾めっき製品310はマウント313に固定される。このように、装飾面311aにめっき層314が形成された装飾めっき製品310は、マウント313に取付部312を介して固定され、マウント313に対し、意匠性を付与する。
(4−1)第4実施形態において、装飾めっき製品310のめっき層314として、Cuめっき層315と、該Cuめっき層315に直接積層されたSn又はSn合金めっき層316と、該Sn又はSn合金めっき層316の上に積層された合成樹脂層317の構成を採用した。したがって、装飾めっき製品310をマウント313に取り付ける際、めっき層314が積層された先端部312aを溶融変形させることが可能となる。金属めっき層の表面に合成樹脂層317を積層しためっき層314は、装飾面311aの表面から先端部312aの表面まで一体的なめっき処理により連続的に延在する。それにより、めっき処理の際、先端部312aにおけるマスキング処理を省略することができ、生産性を向上できる。
・第4実施形態の装飾めっき製品310の用途は、特に限定されず、車両用の内装又は外装めっき製品等の分野に適宜採用することができる。
・第4実施形態において、装飾面311aの形状は特に限定されず、意匠の目的等に応じ、適宜決定することができる。
・第4実施形態の装飾めっき製品310は、生産性向上の観点から、装飾めっき製品310の全面に同じめっき処理を施した。しかしながら、先端部312aが複数形成されている場合に装飾めっき製品310にめっき処理を施す際、装飾面311aと連続的なめっき処理は、先端部312aの一部のみに施してもよい。かかる構成においても、マスキング処理を従来構成に比べ減らすことができ、生産性の向上が期待される。
本開示は、以下の実施例を含む。
(b)前記装飾めっき製品が、基材と、該基材を覆うCuめっき層と、該Cuめっき層に直接接触して覆うSn又はSn合金めっき層と、当該Sn又はSn合金めっき層を覆うアクリル系合成樹脂層である保護層とを有する取付構造。
(d)基材において装飾被膜が形成される部分には、アンダーカット部が存在しない装飾めっき製品。
(f)前記電気めっき工程及び電着塗装工程は、複数の2色成形品の前記第1の合成樹脂基材の前面が電極と対向し、隣接する2色成形品の外側面同士の間隔が前記第1の合成樹脂基材における外側面の奥行長さより大きくなるように配置して行う装飾めっき製品の製造方法。
Claims (7)
- 基材と、前記基材を覆うめっき層と、前記めっき層を覆う合成樹脂層とを備える装飾めっき製品であって、
前記基材は第1の合成樹脂基材と第2の合成樹脂基材との一体的な2色成形品であり、
前記めっき層は、前記第1の合成樹脂基材の選択された表面のみを全体的に覆う金属めっき層を含み、
前記合成樹脂層は、電着塗料組成物またはその硬化物を含むことを特徴とする装飾めっき製品。 - 前記第1の合成樹脂基材と前記第2の合成樹脂基材との間の境界部を更に備える請求項1に記載の装飾めっき製品。
- 前記めっき層に含まれる最外めっき層は、Sn又はSn合金層である請求項1または2に記載の装飾めっき製品。
- 車両用の装飾製品である請求項1〜3のいずれか一項に記載の装飾めっき製品。
- 装飾めっき製品の製造方法であって、
2色成形された合成樹脂基材のうち第1の合成樹脂基材の選択された表面のみを全体的に覆う無電解めっき層を形成する無電解めっき工程と、
前記無電解めっき層上に金属めっき層を形成する電気めっき工程と、
前記金属めっき層上に合成樹脂層を形成する電着塗装工程とを有することを特徴とする装飾めっき製品の製造方法。 - 前記電着塗装工程は、紫外線を照射することにより樹脂塗膜を硬化させて前記合成樹脂層を形成する請求項5に記載の装飾めっき製品の製造方法。
- 前記電気めっき工程では、複数の2色成形品の第1の合成樹脂基材に対して同時に前記金属めっき層が形成され、
前記電着塗装工程では、前記金属めっき層が形成された前記複数の2色成形品に対して同時に前記合成樹脂層が形成され、
前記電気めっき工程及び電着塗装工程では、前記複数の2色成形品における前記第1の合成樹脂基材の前面が電極と対向するように、前記複数の2色成形品が並列に配置される請求項5又は6に記載の装飾めっき製品の製造方法。
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