JP2020105592A - 金属板材、めっき板材、めっき板材の製造方法及びめっき部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解めっき層の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材を、効率よく製造することができる金属板材、めっき板材、めっき板材の製造方法及びめっき部材の製造方法を提供する。【解決手段】複数の被めっき部と、枠部と、被めっき部と枠部とを連結する連結部とを備え、複数の被めっき部と、枠部と、連結部とは金属からなる金属板材。【選択図】図１

Description

本発明は、金属板材、めっき板材、めっき板材の製造方法及びめっき部材の製造方法に関する。

従来、板状の金属部材の表面に電解めっきにより電解めっき層を形成しためっき部材が知られている。

例えば、特許文献１の実施例においては、Ｔｉからなる基材の表面にＰｔ等の電解めっき層を形成した電極が開示されている。

このようなめっき部材を得る方法としては、金属板を製造するめっき部材の形状に加工した後に電解めっきを施す方法と、金属板に電解めっきを施した後に打抜き加工等を行い製造するめっき部材の形状とする方法とがある。

特開２０１７−５１９３５号公報

しかし、金属板を製造するめっき部材の形状に加工した後に電解めっきを施す方法では、以下のような問題点があった。
まず、当該方法では、通常打抜き加工等により金属板から複数の被めっき部材を得るが、得られた被めっき部材を回収する工程において、工数がかかる、被めっき部材どうしの擦れにより傷が生じる等の問題点があった。
また、通常電解めっきを施す際には複数の被めっき部材をラック等の治具に取り付け、治具から被めっき部材に電流を流して電解めっきを施すが、複数の被めっき部材を一つずつ治具に取り付ける工程において、工数がかかるという問題点があった。
さらに、電解めっきを行う工程においては、被めっき部材の治具に接触している部分はめっき液と接触することができないため、当該部分には電解めっき層が形成されないといった問題点や、被めっき部材の治具に接触している部分の付近の電解めっき層に通電痕が生じるといった問題点があった。電解めっき部材において、このような電解めっき層の欠損があると、電解めっき層の表面積が減少し、電解めっき層の形成による効果が十分に得られない場合がある。また、めっき部材の用途によっては、電解めっき層の欠損部分から被めっき部が腐食される等の問題が生じる場合もある。なお、電解めっき層の欠損や通電痕は、外観上も好ましくない。
他にも、擦り傷等の発生を避けるためには、得られるめっき部材を一つずつ梱包する必要があり、この梱包工程においても工数がかかるという問題点もあった。

また、金属板に電解めっきを施した後に打抜き加工等を行い製造するめっき部材の形状とする方法では、以下のような問題点があった。
まず、金属板に電解めっきを施す工程においては、金属板の全体に電解めっきを施すため、めっき部材とならない部分（廃材となる部分）にも電解めっきを施すこととなり、めっき金属のロスが多いという問題点があった。当該問題点はめっき金属が貴金属等の高価な金属である場合に顕著であった。
また、電解めっきを施した金属板に打抜き加工等を行う工程において、得られるめっき部材の端面（断面）は電解めっき層を備えないという問題点があった。
さらに、得られためっき部材を回収する工程において、工数がかかり、回収後のめっき部材どうしの擦れにより傷が生じる等の問題点があった。
他にも、打ち抜き加工により得られためっき部材に対しては脱脂を行う必要があるが、この工程において脱脂用の治具に複数のめっき部材を一つずつ取り付けるため、工数がかかるという問題点もあった。
また、擦り傷等の発生を避けるためには、得られるめっき部材を一つずつ梱包する必要があり、この梱包工程においても工数がかかるという問題点があった。

上記のとおり、従来の電解めっき部材を備えるめっき部材の製造方法には、電解めっき層に欠損や通電痕等の不良が生じるという問題、及び、擦り傷の発生による歩留りの低下や、製造工程における工数の増加により、製造効率が低いという問題があった。

本発明は上記に鑑みて、電解めっき層の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材を、効率よく製造することができる金属板材、及び、めっき板材を提供することを目的とする。
また、本発明は、当該めっき板材の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、電解めっき層の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材を、効率よく製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の金属板材は、複数の被めっき部と、枠部と、被めっき部と枠部とを連結する連結部とを備え、複数の被めっき部と、枠部と、連結部とは金属からなる金属板材である。

本発明の一態様に係る金属板材は、枠部から連結部を介して被めっき部に電流を流して、少なくとも被めっき部の表面に電解めっき層を形成するために用いる被めっき部一体型の電解めっき用治具である。

本発明の一態様に係る金属板材において、連結部は、枠部側から被めっき部側に向けて細くなる形状を有する。

本発明の一態様に係る金属板材において、連結部の被めっき部に結合する部分の幅が１ｍｍ以下である。

本発明の一態様に係る金属板材において、被めっき部１つあたり連結部が２つ以上連結している。

また、本発明のめっき板材は、上記いずれかの金属板材と、金属板材の表面に形成された電解めっき層とを備える。

本発明の一態様に係るめっき板材において、電解めっき層は貴金属からなる。

また、本発明のめっき板材の製造方法の一態様は、上記いずれかの金属板材に対して、枠部から電流を流して電解めっきを行い金属板材の表面に電解めっき層を形成する工程を含む。

また、本発明のめっき部材の製造方法の一態様は、上記いずれかの金属板材に対して、枠部から電流を流して電解めっきを行い金属板材の表面に電解めっき層を形成してめっき板材を得る工程と、該めっき板材の被めっき部と連結部とを分離する工程とを含む。

また、本発明のめっき部材の製造方法の一態様は、上記いずれかのめっき板材の被めっき部と連結部とを分離する工程とを含む。

また、本発明のめっき部材の製造方法の一態様は、さらに、めっき板材の被めっき部と連結部とを分離して得られるスクラップから、電解めっき層に含まれる金属を回収する工程を含む。

また、本発明のめっき金属の回収方法は、上記いずれかのめっき板材の被めっき部と連結部とを分離して得られるスクラップから、電解めっき層に含まれる金属を回収する。

本発明の金属板材、又は、めっき板材を用いれば、電解めっき層の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材を、効率よく製造することができる。
また、本発明のめっき部材の製造方法によれば、電解めっき層の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材を、効率よく製造することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る金属板材の上面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る金属板材を用いて製造されためっき部材の上面図である。 図３は、図２のＸ−Ｘ線における断面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る金属板材の変形例の上面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る金属板材の変形例の上面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る金属板材の変形例の上面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る金属板材の連結部付近の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、図面に記載の実施形態は、本発明を明瞭に説明するために模式化されており、実際の製品のサイズや縮尺を必ずしも正確に表したものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る金属板材１０の上面図である。本実施形態の金属板材１０は、複数の被めっき部１と、枠部２と、被めっき部１と枠部２とを連結する連結部３とを備える。
図２は、本実施形態の金属板材を用いて製造されためっき部材２０の上面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線における断面図である。
本実施形態の金属板材１０は、電解めっき層４を備えるめっき部材２０（以下、単に「めっき部材２０」ともいう）の製造に好適に用いることができ、本実施形態の金属板材１０を用いれば、電解めっき層４の欠損や通電痕の発生が抑制されためっき部材２０を、効率よく製造することができる。
発明の理解を助けるため、まず、本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材を製造する方法の一態様について、以下に説明する。なお、本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材を製造する方法は、これに限定されるものではない。

本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材２０を製造する際には、まず、金属板材１０に対して枠部２から電流を流して電解めっきを行い、金属板材１０と、金属板材１０の表面に形成された電解めっき層４とを備えるめっき板材を得る。
電解めっきを行う方法は特に限定されないが、例えば以下のようにして行うことができる。
まず、ラック等の治具に金属板材１０を取り付ける。この際、枠部２と治具とが接触し、被めっき部１は治具と接触しないよう、治具に金属板材１０を取り付ける。
次いで、金属板材１０の少なくとも被めっき部１の全体をめっき浴に浸漬させ、治具と枠部２の接触部分から金属板材１０に電流を流して電解めっきを行い、金属板材１０の表面に電解めっき層４を形成する。この際、金属板材１０の表面の全体に電解めっき層４を形成する必要はなく、少なくとも被めっき部１の表面に電解めっき層４を形成すればよいが、通常は枠部２や連結部３もめっき浴に浸漬されるため、枠部２や連結部３の表面にも電解めっき層が形成される。
電解めっき層４の材質は特に限定されず、製造するめっき部材２０の用途に応じて適した金属を選択することができる。
なお、以上にラックに金属板材１０を取り付けて電解めっきを行う方法を説明したが、電解めっきを行う方法はこれに限定されない。例えばクリップを用いて金属板材１０の枠部２に電極を留めて、電極と枠部２の接触部分から金属板材１０に電流を流して電解めっきを行ってもよい。

次に、得られためっき板材の連結部３と被めっき部１とを分離して、めっき部材２０を得る。
連結部３と被めっき部１とを分離する方法は特に限定されず、例えば、機械を用いて分離してもよく、また、機械を用いずに人手により分離してもよい。

上記の方法によれば、被めっき部１に治具を接触させないで電解めっきを施すため、得られるめっき部材２０には、治具との接触による電解めっき層４の欠損や、通電痕の発生が無い。すなわち、先述のとおり、金属板に電解めっきを施した後に打抜き加工等を行いめっき部材を得る方法では、得られるめっき部材は端面に電解めっき層を備えない。一方、上記の本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材２０を製造する方法では打抜き加工等を行わないため、得られるめっき部材２０は、端面にも電解めっき層４を備える。
また、先述のとおり金属板を製造するめっき部材の形状に加工した後に電解めっきを施す方法では、治具との接触部及びその付近で電解めっき層の欠損や通電痕が生じる。一方、上記の本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材２０を製造する方法では、治具は枠部２に接触させるため、得られるめっき部材２０においてこのような電解めっき層の欠損や通電痕が生じない。
また、上記の本実施形態の金属板材１０を用いてめっき部材２０を製造する方法では、被めっき部材をラックに一つずつ取り付ける手間が無いため、工数を削減できる。

めっき板材において被めっき部１が分離された枠部２及び連結部３（以下、これらを合わせて単に「スクラップ」ともいう）には、上記のとおり通常は電解めっき層４が付着している。したがって、スクラップは廃棄せず、スクラップに付着した電解めっき層４に含まれる金属を回収することが、コストの観点から好ましく、電解めっき層４が貴金属等の高価な金属を含む場合に特に好ましい。スクラップから電解めっき層４に含まれる金属を回収する方法は特に限定されず、回収する金属に応じて適宜の方法を選択することができる。
なお、スクラップに電解めっき層４が形成されないようにマスキングを行ったうえで金属板材１０に電解めっきを施すことも考えられるが、マスキング作業により工数が増加することや、金属板材１０と治具との導通がとりにくくなることから好ましくない。

なお、上述のめっき部材２０の製造方法において、金属板材１０に電解めっきを行ってめっき板材を得る工程と、めっき板材の連結部３と被めっき部１とを分離して、めっき部材２０を得る工程は、必ずしも連続して行われる必要はなく、また、必ずしも同一の者により行われる必要もない。
例えば、金属板材１０に電解めっきを行って得られるめっき板材を、そのまま出荷し、出荷先においてめっき板材の連結部３と被めっき部１とを分離して、めっき部材２０を得てもよい。すなわち、複数のめっき部材２０を、連結部３を介して枠部２に取り付けられた状態（めっき板材の状態）で出荷してもよい。このようにすれば、めっき板材に対して梱包をすればよく、めっき部材を１つずつ梱包する必要がないので、梱包工程の工数を削減することができる。また、めっき部材同士が接触して擦り傷が発生することもないので、歩留まりも向上する。

また、めっき板材の連結部３と被めっき部１とを分離してめっき部材２０を得る工程と、スクラップに付着した電解めっき層４を回収する工程も必ずしも連続して行われる必要はなく、また、必ずしも同一の者により行われる必要もない。
例えば、スクラップに付着した電解めっき層４を回収する工程は回収業者等の第三者が行ってもよい。

続いて、本実施形態の金属板材１０について説明する。
本実施形態の金属板材１０は、上記のように、枠部２から連結部３を介して被めっき部１に電流を流して、少なくとも被めっき部１の表面に電解めっき層４を形成するために用いる被めっき部一体型の電解めっき用治具である。
本実施形態の金属板材１０においては、被めっき部１と連結部３と枠部２とが金属からなる。したがって、枠部２に接触させた治具から被めっき部１に通電することが可能であり、被めっき部１に電解めっき層４を形成することが可能である。これらを構成する金属は、電解めっきにより電解めっき層４を形成することが可能な金属であれば特に限定されず、金属板材１０を用いて製造されるめっき部材２０の用途に応じて適宜選択すればよい。電解めっき層の形成の容易性の観点からは、被めっき部１と連結部３と枠部２とは、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｎｉからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属からなることが好ましい。本実施形態の金属板材１０において、被めっき部１と枠部２と連結部３とは、通常は同じ金属からなるが、異なる金属からなってもよい。また、被めっき部１と枠部２と連結部３とは、金属であればクラッド材等の複合材からなってもよい。

本実施形態の金属板材１０を製造する方法は特に限定されないが、例えば金属板に対して打抜き加工を行って製造することができる。

金属板材１０において、被めっき部１、連結部３、枠部２の厚みがそれぞれ異なっても、同じでもよいが、上記のように金属板を加工して金属板材１０を製造した場合は、各部位の厚みは基本的には同じである。金属板材１０の厚み、即ち、被めっき部１、連結部３及び枠部２の厚みの好ましい範囲は金属板材１０を構成する金属により異なるが、薄すぎると金属板材１０の強度が不足してゆがみなどが発生する恐れがあり、厚すぎると連結部３と被めっき部１との分離が困難となる恐れがある。例えば金属板材１０がＴｉからなる場合は、金属板材１０の厚みは０．１ｍｍ以上が好ましく、また、２．０ｍｍ以下が好ましい。

図１に示す実施形態では、金属板材は一列に並んだ５つの被めっき部１と、それぞれの被めっき部１を囲うように形成された枠部２と、１つの被めっき部１あたり２つの連結部とを備えるが、金属板材１０はこのような構成に限定されない。例えば図４に示す変形例のように、金属板材１０において、被めっき部１は複数列に並べられていてもよい。

本実施形態における被めっき部１の形状は特に限定されず、本実施形態の金属板材１０を用いて製造されるめっき部材２０の用途に応じて、任意の形状とすることができる。例えば、被めっき部１の形状は図１に示す実施形態では円形だが、四角形等であってもよい。また、被めっき部１にはめっき部材２０の用途に応じて、穴開け等の加工や、表面処理等が施されていてもよい。

本実施形態における枠部２は、上述の電解めっきを行う際に治具等を接触させる部位を備え、それぞれの被めっき部１に連結部３を介して連結されていれば、形状等は特に限定されない。図１に示す実施形態や、図４に示す変形例では枠部２はそれぞれの被めっき部１を囲うように形成されているが、例えば図５に示す変形例のように、複数の被めっき部１をまとめて囲うように形成されていてもよい。また、枠部２は被めっき部１を囲うように形成されていなくてもよく、例えば図６に示す変形例のように、被めっき部１の片側のみに設けられていてもよい。

図７は、本実施形態の金属板材１０の連結部３付近の拡大図である。連結部３の形状は特に限定されないが、図７に示すように枠部２側から被めっき部１側に向けて細くなる形状であることが好ましい。このような形状であれば、連結部３と被めっき部１とを分離する際に、連結部３が被めっき部１に結合する部分で分離が生じやすいため、連結部３が被めっき部１側にバリとして残りにくい。連結部３は、特に図７に示すように枠部２側から被めっき部１側に向けて連続的に細くなるような略三角形状の形状であることが好ましい。
また、連結部３の被めっき部１に結合する部分の幅Ｗ（以下単に「幅Ｗ」ともいう）は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。このような場合、機械を用いずに人手により連結部３と被めっき部１とを分離する場合においても、容易に分離を行うことができるため、好ましい。また、得られるめっき部材２０は、被めっき部１と連結部３が結合していた部分においてごく小さな電解めっき層４の欠損を備えるが、幅Ｗが１ｍｍ以下であれば当該電解めっき層２０の欠損が特に小さいため、好ましい。
一方、幅Ｗの下限は、被めっき部１への通電が確保される程度の幅であれば特に限定はされない。

連結部３の個数も特に限定されず、１つの被めっき部１に対して少なくとも１つ以上の連結部３があればよく、図６に示す例のように１つの被めっき部１に対して１つの連結部を備えてもよく、図１、４、又は５に示す例のように１つの被めっき部１に対して２つの連結部を備えてもよく、さらに、１つの被めっき部１に対して３つ以上の連結部を備えてもよい。被めっき部１への通電を良好に行い、電解めっき層４の形成の効率を向上させる観点からは、１つの被めっき部１に対して２つ以上の連結部３があることが好ましい。一方、１つの被めっき部１に対する連結部３の数が多くなると、連結部３と被めっき部１とを分離する際の作業性が低下する。特に、人手により分離を行う場合の作業性の観点からは、１つの被めっき部１に対する連結部３の数は、２つ以下であることが好ましい。

本実施形態の金属板材１０を用いて製造されるめっき部材２０の用途は特に限定されないが、例えば、水の電気分解に用いる電極等が挙げられる。

特に、本実施形態の金属板材１０を用いて得られるめっき部材２０を、水の電気分解用の電極として用いる場合は、耐久性の観点から、本実施形態の被めっき部１、枠部２、及び連結部３は、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属からなることが好ましく、更に加工性及びコストの観点からＴｉからなることが特に好ましい。また、この場合、被めっき部１の表面に形成される電解めっき層４は、貴金属からなる、即ち、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、及びＯｓからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属からなることが好ましい。特に、Ｐｔは溶解しないこと及び極性反転に耐えられることから好ましく、Ｉｒ及びＲｕは陽極として強いことから好ましい。したがって、電解めっき層４は、Ｐｔ、Ｉｒ及びＲｕからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属からなることが特に好ましい。さらに、被めっき部１は水が通過できるように穴開け加工が施されていることが好ましい。

１ 被めっき部
２ 枠部
３ 連結部
４ 電解めっき層
１０ 金属板材
２０ めっき部材

Claims (12)

1. 複数の被めっき部と、枠部と、前記被めっき部と前記枠部とを連結する連結部とを備え、前記複数の被めっき部と、前記枠部と、前記連結部とは金属からなる金属板材。
2. 前記枠部から前記連結部を介して前記被めっき部に電流を流して、少なくとも前記被めっき部の表面に電解めっき層を形成するために用いる被めっき部一体型の電解めっき用治具である請求項１に記載の金属板材。
3. 前記連結部は、前記枠部側から前記被めっき部側に向けて細くなる形状を有する請求項１又は２に記載の金属板材。
4. 前記連結部の前記被めっき部に結合する部分の幅が１ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属板材。
5. 前記被めっき部１つあたり前記連結部が２つ以上連結している請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属板材。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属板材と、前記金属板材の表面に形成された電解めっき層とを備える、めっき板材。
7. 前記電解めっき層が貴金属からなる、請求項６に記載のめっき板材。
8. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属板材に対して、前記枠部から電流を流して電解めっきを行い前記金属板材の表面に電解めっき層を形成する工程を含む、めっき板材の製造方法。
9. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属板材に対して、前記枠部から電流を流して電解めっきを行い前記金属板材の表面に電解めっき層を形成してめっき板材を得る工程と、前記めっき板材の前記被めっき部と前記連結部とを分離する工程とを含む、めっき部材の製造方法。
10. 請求項６又は７に記載のめっき板材の前記被めっき部と前記連結部とを分離する工程とを含む、めっき部材の製造方法。
11. さらに、前記めっき板材の前記被めっき部と前記連結部とを分離して得られるスクラップから、前記電解めっき層に含まれる金属を回収する工程を含む、請求項９又は１０に記載のめっき部材の製造方法。
12. 請求項６又は７に記載のめっき板材の前記被めっき部と前記連結部とを分離して得られるスクラップから、前記電解めっき層に含まれる金属を回収する、めっき金属の回収方法。

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