JP3477066B2 - 金属部材の表面処理方法および金属部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、金属部材の表面処
理方法、とくに金属部材表面を蝕刻して所定のパターン
を形成する方法および表面処理が施された金属部材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、時計用外装部品のような金属部
材の表面に凹状のパターンを形成するには、めっき法
や、印刷法により行われていた。

【０００３】例えば、めっき法の場合、目的とする模
様、文字、目盛等を印刷した後、電解めっき等によりマ
スクを形成し、次いで印刷部分を剥離してエッチングを
行い、凹状のパターンを形成していた。

【０００４】印刷法の場合、目的のパターン部分を残し
てマスク印刷を行い、次いでエッチングした後、マスク
を除去して凹状のパターンを形成していた。

【０００５】しかしこれらの方法によると、所望のパタ
ーンを印刷する際、金属部材の曲面部分や凹凸面上ある
いは側面にまわり込むようなデザインを印刷することは
非常に困難であり、かかる部分のマスク形成の際、人の
手作業によりマスク材料が塗布すること等が行われてい
た。

【０００６】このように、手作業により形成されたマス
クはパターン境界がビレたり、膜厚が不均一で膜性状が
不良となる。パターン境界のビレはそのままエッチング
パターンのビレにつながってしまい、膜厚が不均一の場
合、膜厚の薄い部分は長時間のエッチングに耐えられ
ず、金属部材表面の肌荒れ等を生じて外観が悪く、膜厚
が厚い部分はマスク剥離時にマスク残りとなったり、マ
スク残りのないよう長時間の剥離を行うと、金属部材表
面の肌荒れ等を生じる等の問題があった。

【０００７】一方、エキシマレーザー等の高エネルギー
レーザーを照射することにより金属部材に微細加工を施
す方法が知られている。このようなレーザー加工によれ
ば、金属部材を直接加工することも可能であるため工程
を簡略化することができ、また曲面上や側面にまわり込
むようなデザインを精度よくパターニングすることも可
能である。

【０００８】しかし、レーザー加工の場合、金属表面に
約１０μｍ程度の溝を設けるにとどまり、深い溝（約２
０μｍ以上）を形成するべく強いレーザーを照射した
り、照射時間を長くすると、照射部分の周縁部に熱によ
ってバリ・ビレ等が生じ、金属部材表面に立体的で精巧
なデザインを設けることは困難であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
部材の表面形状を問わず、精緻で立体的パターンを形成
することができ、立体的外観を得ることができる金属部
材の表面処理方法、およびかかる表面処理が施された金
属部材を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（12）の本発明により達成される。

【００１１】（１）金属部材の表面に少なくとも１層の
湿式めっきにより金属膜の下地層を形成する工程と、前
記下地層の上に電着塗装によりマスキング被膜を形成す
る工程と、レーザー光を照射して前記マスキング被膜と
前記下地層と前記金属部材の表面を部分的にパターニン
グ除去して、前記金属部材の表面に凹状のパターンを形
成する工程と、パターニングされた前記マスキング被膜
及び前記下地層とを用いて前記金属部材の前記凹状のパ
ターンをエッチングする工程と、前記マスキング被膜を
剥離する工程と、前記下地層を剥離する工程とを有する
ことを特徴とする金属部材の表面処理方法。

【００１２】（２）前記下地層はマスキング被膜の接着
性を向上させるための接着強化層である上記（１）に記
載の金属部材の表面処理方法。

【００１３】（３）前記接着強化層はＡｕまたはＡｕ系
合金薄膜からなる上記（２）に記載の金属部材の表面処
理方法。

【００１４】（４）前記接着強化層の膜厚は１μｍ以下
である上記（２）ないし（３）のいずれかに記載の金属
部材の表面処理方法。

【００１５】（５）前記マスキング被膜の膜厚は１０〜
３０μｍである上記（１）ないし（４）のいずれかに記
載の金属部材の表面処理方法。

【００１６】（６）前記エッチングはウェットエッチン
グである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の金
属部材の表面処理方法。

【００１７】（７）前記エッチングはシャワーエッチン
グである上記（６）に記載の金属部材の表面処理方法。

【００１８】（８）前記エッチングにより前記金属部材
に形成された凹部の深さが２０μｍ以上である上記
（１）ないし（７）のいずれかに記載の金属部材の表面
処理方法。

【００１９】（９）前記下地層を剥離する工程の後に、
前記金属部材の少なくとも一部に装飾用金属被覆層を形
成する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の金属
部材の表面処理方法。

【００２０】（10）前記エッチングする工程の後に、前
記凹状のパターン内に着色層を形成する上記（１）ない
し（９）のいずれかに記載の金属部材の表面処理方法。

【００２１】（11）前記金属部材は時計用外装部品であ
る上記（１）ないし（10）のいずれかに記載の金属部材
の表面処理方法。

【００２２】（12）上記（１）ないし（11）のいずれか
に記載の金属部材の表面処理方法によって作られたこと
を特徴とする金属部材。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の金属部材の表面処
理方法および金属部材を添付図面に示す好適実施例に基
づいて説明する。

【００４１】図１（１ａ）〜（１ｅ）は、本発明の金属
部材の表面処理方法の第１実施形態を示す断面図であ
る。

【００４２】この図に示すように、本発明の金属部材の
表面処理方法は、金属部材１の表面（１ａ）にマスキン
グ被膜２を形成する工程（１ｂ）と、レーザー光を照射
することにより少なくともマスキング被膜２をパターニ
ングする工程（１ｃ）と、パターニングされたマスキン
グ被膜２を用いて金属部材１をエッチングする工程
（（１ｄ）とを有する。

【００４３】金属部材１としては、いかなる金属材料か
らなるものであってもよく、例えば腕時計のような時計
用外装部品の材料の場合、耐食性、強度、製造コスト等
との観点から選択され、例えば、ステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ）、黄銅（Ｂｓ）、洋白（ＮＳ）等の合金、Ｔｉおよ
びＴｉ系合金、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の貴金属、またはこ
れらの貴金属を含む合金等の金属材料が挙げられる。

【００４４】＜マスキング被膜の形成＞このような金属
部材１の表面に、図に示すようなマスキング被膜２を形
成する（１ｂ）。このマスキング被膜２は、後述するエ
ッチング工程においてエッチングマスクとして機能す
る。

【００４５】マスキング被膜２は、レーザー光が照射さ
れるとアブレーションする材料から構成される。これに
よりレーザー光によるマスクパターニングが可能とな
る。また、マスキング被膜２のアブレーションにより金
属部材１が露出し、レーザー光により金属部材１の一部
も除去されてマーキングが可能となる。

【００４６】マスキング被膜２の形成方法は特に限定さ
れず、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、湿式め
っき、乾式めっき（蒸着、ＩＰ等）等が挙げられるが、
なかでも電着塗装が好ましい。電着塗装によればマスキ
ング被膜２の膜厚をより均一に形成することができる。
均一な膜厚に形成されたマスキング被膜２は、エッチン
グした後剥離液等により除去されるが、このとき均一に
溶解し除去されるため、膜厚が大きい部分のマスキング
被膜が残留したり、膜厚が小さい部分が長時間剥離液に
晒される等のために生じる金属部材表面の荒れを招くお
それがない。また、レーザーにてマスクを除去する際に
も膜厚が不均一であると、部分的にマスクが残ってしま
うこともあるが、膜厚が均一な電着塗装においては均一
なマスク除去が可能である。

【００４７】電着塗装等により形成されるマスキング被
膜２の膜厚は、１０〜３０μｍ程度が好ましい。膜厚が
小さすぎるとマスキング被膜２にピンホールが発生する
おそれがあり、その箇所においてエッチング不良が生じ
る場合がある。特に、エッチング時間を長くする場合、
エッチングマスクとしての機能を十分に発揮し得ない場
合がある。一方、膜厚が大きすぎると膜厚のバラツキが
大きくなるおそれがあり、このような場合マスキング被
膜２を除去する際に、剥離液による金属部材１の表面の
荒れを招くおそれがある。また膜厚が厚過ぎると、被膜
の内部応力が高くなり、密着性が低下したりクラックが
発生してエッチング時にマスク部を荒らしてしまうおそ
れがある。

【００４８】このようなマスキング被膜２を構成する材
料としては、レーザー光を吸収する材料であれば特に限
定されず、例えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、
ポリスルホン系樹脂、エポキシ系、フッ素系等の樹脂材
料を用いることができる。さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属材料を用いて上記の湿
式めっき、乾式めっき（蒸着、ＩＰ）等によりマスキン
グ被膜２を形成することができる。

【００４９】また、マスキング被膜２は透明であること
が好ましい。これにより金属部材１との密着状態を外部
から視認することが可能となる。

【００５０】＜レーザー加工＞次に、レーザー光を照射
することにより少なくとも上記マスキング被膜２をパタ
ーニングし、エッチングマスクを形成する（１ｃ）。レ
ーザー光によりマスクパターニングすることによって、
例えばフォトリソグラフィー等による場合に比べて工程
を簡略化することができる。また、レーザー光によれば
バリのない微細精密パターンの形成も可能となり、さら
にレーザー光の照射位置や角度を任意に設定できるた
め、曲面や凹凸面上にパターンを形成する場合でも、容
易にかつ精度よく行うことができる。エッチング深さを
深くする場合のサイドエッチングの補正もレーザー走査
プログラムにて容易に行うことができる。

【００５１】レーザー光により少なくともマスキング被
膜２をパターニングする際、マスキング被膜２ととも
に、金属部材１の一部がレーザーによって除去されるこ
とが好ましい。これにより金属部材１の表面にマスキン
グ被膜２に形成されたパターンと同形状のパターンがマ
ーキングされ、次工程のエッチングをより効率よく行う
ことができる。すなわち、予めレーザーにより金属部材
１の表面に荒れた凹状のパターンが形成されることによ
り、当該凹状のパターン部分にエッチング液が侵入して
金属部材の蝕刻が迅速に進行する。さらに、金属部材１
の表面付近をレーザー加工するためシャープな加工端面
が得られ、いわゆるバリ、ビレのない鮮明なパターンが
形成される。

【００５２】本発明の方法において使用されるレーザー
としては、例えばＮｅ−Ｈｅレーザー、Ａｒレーザー、
ＣＯ₂ レーザー等の気体レーザーや、ルビーレーザー、
半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー等の
固体レーザーが挙げられる。なかでも、室温で連続発振
を容易に行うことができ、低い照射エネルギー領域にお
ける制御性の良さ等からＹＡＧレーザーが好ましく用い
られる。

【００５３】レーザー光の照射条件については、マスキ
ング被膜２の材質や膜厚、および金属部材１の材質等に
よって適宜選択されるが、例えばＹＡＧレーザーの場
合、エネルギー強度は１０〜５０Ｗ程度であることが好
ましい。

【００５４】＜エッチング工程＞次に、レーザー光によ
りパターニングされた前記マスキング被膜２を用いてエ
ッチングを行う（１ｄ）。

【００５５】これによりマスキング被膜２に所定パター
ンの凹部３を形成することができる。また、エッチング
によれば、エッチング液やエッチング時間等の選択によ
り、凹部３の深さを任意に設定することができる。した
がって、レーザー光により金属部材の表面を直接パター
ニング（マーキング）する方法では困難な深さまで蝕刻
することも可能である。

【００５６】レーザー光による金属表面のパターニング
では、金属部材に深く凹状のパターンを形成するため
に、レーザー強度を大きくしたり照射時間を長くするこ
とが行われる。しかし、強度や照射時間を過剰にすると
照射部分の周縁部に熱溶融による焦げ、変形およびバ
リ、ビレを生じ金属部材の表面の外観が悪くなるうえに
深さのコントロールが困難であり深さのバラツキも大き
くなる場合がある。

【００５７】エッチング方法としては特に限定されない
が、浸漬エッチングやシャワーエッチング等のウェット
エッチングが好ましく、なかでもシャワーエッチングが
好ましい。シャワーエッチングによれば、より短時間に
金属部材に所定パターンの深い凹部を鮮明に形成するこ
とができる。

【００５８】エッチングにより金属部材１に形成される
凹部３の深さは任意に設定することができるが、２０μ
ｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上がより好ま
しい。これにより金属部材１の表面に形成された模様、
文字等の所定パターンの凹部３がより立体的に現れ、視
覚によって鮮明に捉えることができる。

【００５９】最後に、マスキング被膜２を除去し、図に
示すような金属部材が得られる（１ｅ）。マスキング被
膜２の除去方法については、いかなる方法であってもよ
く、例えば溶剤、アルカリ溶液等からなる剥離液に浸漬
して溶解除去する方法等が挙げられる。

【００６０】上記エッチングにより形成された凹部３内
には、図２に示すように着色層８を形成することが好ま
しい。このような表面処理により金属部材１の表面に多
色による種々のデザインを施すことができる。例えば、
着色層の色調と金属部材自体の色調との組み合わせによ
って立体感や豪華さ等の審美的外観を得ることができ
る。

【００６１】着色層８の形成方法は特に限定されず、例
えば、Ａｕめっき、黒Ｃｒめっき、Ａｇめっき、Ｐｄめ
っき、Ｒｈめっき、Ｃｒめっき、Ｒｕめっき、カラーめ
っき等の湿式めっきやイオンプレーティング等の乾式め
っきによる方法、塗装、塗料入れによる方法等が挙げら
れ、これらの方法を複合することも可能である。

【００６２】めっきにより着色層を形成する場合、エッ
チングした後マスキング被膜２の除去前に行うことが好
ましい。これにより容易に凹部３内にのみ着色層８を形
成することができる。めっきにより着色層を形成する場
合、凹部の形状、大きさを問わず密着性、耐摩耗性に優
れた着色層８を形成することができる。また着色層８の
膜厚の制御も容易である。

【００６３】着色層８を塗料入れにより形成する場合、
例えばマスキング被膜２を除去した後、塗料を塗布し金
属部材１の表面に付着した塗料を払拭する。次に凹部３
内の塗料を加熱・乾燥する等により着色層８を形成す
る。

【００６４】また、図３に示すように金属部材１の少な
くとも一部に被覆層１０を設けることが好ましい。これ
により金属部材表面の耐食性、耐擦傷性等をより向上さ
せることができる。また、金属部材表面の質感や色調を
調整することもできる。

【００６５】さらに、図３（３ｂ）に示すように凹部３
内に被覆層１０を設け、その上に上記の着色層８を形成
することも可能である。

【００６６】被覆層１０としては、例えばＡｕまたはＡ
ｕ合金めっき、ＰｄまたはＰｄ合金めっき、Ｐｔまたは
Ｐｔ合金めっき、ＣｕまたはＣｕ合金めっき等が挙げら
れる。被覆層１０の膜厚は、０．５〜１０μｍ程度が好
ましい。被覆層１０が薄すぎると耐食性等の向上を図る
ことが困難となり、一方、厚過ぎる場合には被覆層１０
にクラックが発生するおそれがあり、また被覆層の形成
のために使用されるＡｕ等の貴金属材料の量が増加し製
造コストが増大する。このような被覆層１０は、例えば
上述の各種めっき法により形成することができる。

【００６７】図４（４ａ）〜（４ｆ）は、本発明の金属
部材の表面処理方法の第２実施形態を示す断面図であ
る。

【００６８】この図に示すように、本実施形態の金属部
材の表面処理方法は、金属部材１の表面に少なくとも１
層の下地層７を形成する工程（４ａ、４ｂ）と、下地層
７の上にマスキング被膜２を形成する工程（４ｃ）と、
レーザー光を照射することにより少なくともマスキング
被膜２をパターニングする工程（４ｄ）と、パターニン
グされた前記マスキング被膜２を用いて金属部材１をエ
ッチングする工程（４ｅ）とを有する。

【００６９】下地層７を形成する点以外は、上記第１実
施形態と同様である。以下、主に第１実施形態の場合と
の相違点について説明する。

【００７０】本実施形態の方法は、金属部材１に少なく
とも１層の下地層７を形成する（４ｂ）。下地層７とし
ては特に限定されないが、例えば金属部材１とマスキン
グ被膜２との接着性を向上させるための接着強化層であ
ることが好ましい。これにより、マスキング被膜２の接
着性・密着性がより向上し、しみ込み等のエッチング不
良による凹部周縁のバリ・ビレ等を有効に防止すること
ができる。

【００７１】接着強化層等の下地層を設ける場合として
は、例えばＴｉまたはＴｉ合金からなる金属部材１のよ
うに、直接密着性の良いマスキング被覆２の形成が困難
である場合等が挙げられるが、特にこのような場合に限
られるものではない。

【００７２】このような接着強化層としては、例えばＡ
ｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒおよびそれらの合金等からなる薄
膜が挙げられるが、ＡｕまたはＡｕ系合金薄膜からなる
ものが好ましい。これによりマスキング被膜の接着性、
密着性をより有効に向上させることができる。

【００７３】接着強化層の形成方法は特に限定されない
が、湿式めっきまたは乾式めっきが好ましい。湿式めっ
きとしては電解めっき、無電解めっき等が挙げられ、乾
式めっきとしては例えば、蒸着、スパッタリング、ＩＰ
（イオンプレーティング）等が挙げられる。

【００７４】接着強化層の膜厚は１μｍ以下が好まし
く、０．５μｍ以下のストライクめっき層がより好まし
い。これにより、密着性の向上を達成しつつ膜厚のバラ
ツキおよびクラックの発生防止を図りつつ製造コストの
増大を抑えることができる。

【００７５】次に下地層７の上にマスキング被膜２を形
成する（４ｃ）。マスキング被膜２の構成材料、膜性
状、形成方法は上記第１実施形態の場合と同様のものが
挙げられる。

【００７６】さらに、レーザー光により少なくともマス
キング被膜２をパターニングし、エッチングマスクを形
成する（４ｄ）。このとき、マスキング被膜２のみなら
ず、下地層７もレーザーにより除去されることが好まし
く、さらに金属部材１の一部が除去されることがさらに
好ましい。これにより上記第１実施形態の場合と同様、
金属部材１の表面にマスキング被膜２に形成されたパタ
ーンと同形状のパターンが精密にマーキングされ、次工
程のエッチングをより効率よく行うことができる。エッ
チングは、第１実施形態の場合と同様に行うことができ
る。

【００７７】最後にマスキング被膜２および下地層７を
除去し、表面に所定パターンの凹部３が形成され、該凹
部３はその一部がレーザー光の照射により形成され、エ
ッチングにより完成された本発明の金属部材１が得られ
る。

【００７８】また、金属部材１の少なくとも一部に図３
に示すように金属部材１に被覆層１０を形成してもよ
い。被覆層１０の構成材料、膜性状、形成方法等につい
ては第１実施形態と同様のものが挙げられる。

【００７９】以上のような表面処理を行うことにより、
本発明の金属部材が得られる。

【００８０】金属部材としては、例えば置物等のインテ
リア、エクステリア用品、時計ケース、時計バンド、文
字盤等の時計用外装部品、ネクタイピン、カフスボタ
ン、ブローチ、ライター、メガネ等の装飾品、ゴルフク
ラブ等のスポーツ用品、銘板、パネル、賞杯、その他ハ
ウジング等を含む各種機器部品、各種容器等が挙げられ
るが、なかでも時計用外装部品が好ましい。時計用外装
部品は、装飾品として外観の美しさが要求されるととも
に、実用品として金属表面に形成されたパターンの視認
性、緻密性および耐食性等が要求されるが、本発明の金
属部材の表面処理方法によればこれらの要件を全て満足
することができる。

【００８１】本発明の金属部材の表面処理方法および金
属部材を図示の各実施形態について説明したが、これら
に限定されるものではなく、例えば下地層としては、接
着強化層のみならず金属部材の耐食性向上のためのコー
ティング層等を設けてもよく、また、機能の異なる層を
下地層として複数の層を設けてもよい。さらに下地層
は、エッチングの後必ずしも除去されるものではなく、
金属部材表面に維持されていてもよい。また、種々の目
的に応じて中間層を設けてもよい。

【００８２】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００８３】１．金属部材の表面処理 （実施例１）まず、ＳＵＳ３０４（ステンレススチー
ル）からなる金属部材１の表面を研磨し、その表面にア
クリル系樹脂（（株）シミズ製「ＡＭ−２」）を用い、
電着塗装により膜厚２０μｍのマスキング被膜２を形成
した（１ａ、１ｂ）。

【００８４】電着塗装は、液温：２５℃、電圧：５０
Ｖ、処理時間：２分、焼付：１８０℃×４０分の条件で
行った。

【００８５】次に、ＹＡＧレーザーを用いてマスキング
被膜２を所定のパターンに加工し、エッチングマスクを
形成した。なお、このとき、金属部材１にもレーザーが
照射され、深さ１０〜２０μｍのパターンが形成された
（１ｃ）。ＹＡＧレーザーによる加工条件は、エネルギ
ー強度：１３Ｗ、周波数：４kHz 、電流：１５Ａ、スキ
ャン速度：５０m/sとした。

【００８６】さらに、シャワーエッチングにより金属部
材１をエッチングし、所定パターンの凹部３を形成した
（１ｄ）。エッチング条件は、エッチング液：塩化第二
鉄溶液、液温：３０℃、処理時間：５分とし、金属部材
１の蝕刻深さは１００μｍであった。

【００８７】次に、金属部材１を剥離液に浸漬し、マス
キング被膜２の除去を行った（１ｅ）。剥離液として、
炭化水素溶液「ネオリバー６３５」を使用し、処理条件
は液温：２０℃、浸漬時間：１０分とした。

【００８８】最後に、図２に示すように凹部３に着色層
８を形成し、図２に示すような金属部材を作製した。着
色層８は、エポキシ系塗料を金属部材の表面に塗布し、
表面に付着する塗料を払き取った後、凹部３内の塗料を
１２０℃×３０分で乾燥することにより形成した。

【００８９】各工程における処理条件等を表１および表
２に示す。

【００９０】

【表１】

【００９１】

【表２】

【００９２】（実施例２）金属部材１の材質としてＢｓ
（黄銅）を用いた以外は、実施例１と同様にして金属部
材１の表面に電着塗装により膜厚２０μｍのマスキング
被膜２を形成した。

【００９３】次に、ＹＡＧレーザーを用いてマスキング
被膜２を所定のパターンに加工し、エッチングマスクを
形成した。なお、このとき、金属部材１にもレーザーが
照射され、深さ１０〜２０μｍのパターンが形成され
た。ＹＡＧレーザーによる加工条件は、エネルギー強
度：１３Ｗ、周波数：４kHz 、電流：１３Ａ、スキャン
速度：５０m/s とした。

【００９４】さらに、シャワーエッチング法により金属
部材１をエッチングし、凹部３からなるパターンを形成
した。エッチング条件は、エッチング液：塩化第二鉄溶
液、液温：３０℃、処理時間：１０分とし、金属部材１
の蝕刻深さは４００μｍであった。

【００９５】次に、金属部材１を剥離液に浸漬し、実施
例１と同様にしてマスキング被膜２の除去を行った。

【００９６】さらに、図３に示すように膜厚３μｍの２
２ＫＡｕのめっき層からなる被覆層１０を設け（３
ａ）、その後、実施例１と同様にして凹部３に着色層８
を形成し、図３（３ｂ）に示すような金属部材を作製し
た。

【００９７】各工程における処理条件等を表１および表
２に示す。

【００９８】（実施例３）被覆層１０として凹部３に膜
厚３μｍの純Ｐｄからなるめっき層（白銀色）を設けた
以外は実施例２と同様にして図３（ｂ）に示すような金
属部材を作製した。

【００９９】各工程における処理条件等を表１および表
２に示す。

【０１００】（実施例４）まず、図4に示すようにＳＵ
Ｓ３０４からなる金属部材１に下地層（接着強化層）７
として、Ａｕからなる膜厚０．１μｍのストライクめっ
き層（Ａｕ St.）を設けた（４ａ、４ｂ）。この下地層
７の上に実施例１と同様にしてマスキング被膜２（膜
厚：２０μｍ）を形成した（４ｃ）。

【０１０１】次に、ＹＡＧレーザーを用いてマスキング
被膜２を所定のパターンに加工し、エッチングマスクを
形成した。なお、このとき、金属部材１の一部も除去さ
れ、深さ１０〜２０μｍの凹状のパターンが形成された
（４ｄ）。ＹＡＧレーザーによる加工条件は電流値を１
６Ａとした以外は実施例１と同様とした。

【０１０２】さらに、シャワーエッチング法により金属
部材１をエッチングし、凹部３からなるパターンを形成
した（４ｅ）。エッチング条件は、表３に示すようにエ
ッチング液：塩化第二鉄溶液、液温：３０℃、処理時
間：５分とし、金属部材１の蝕刻深さは１００μｍであ
った。

【０１０３】

【表３】

【０１０４】パターン形成された凹部３の内部表面に電
解めっき法により、着色層８として膜厚１μｍの黒クロ
ムめっきの被膜（黒色）を形成した（４ｆ）。このと
き、めっき液として、（株）ジャパンメタルフィニッシ
ング製「エコノクロムＢＫ」を用いた。めっき条件等を
表４に示す。

【０１０５】

【表４】

【０１０６】最後に、実施例１と同様にしてマスキング
被膜２を除去した後、下地層７を剥離液に浸漬すること
により除去し、図２に示すような金属部材を作製した。
なお、下地層７の除去には浸漬液としてシアン系溶液
（商品名：「エンストリップ浸漬液」）を用いた。

【０１０７】その他の各工程の処理条件等を表３および
表４に示す。

【０１０８】（実施例５）着色層８を実施例１と同様に
形成した以外は、実施例４と同様の方法により金属部材
の表面を処理し、図２に示すような金属部材を作製し
た。

【０１０９】各工程の条件等を表３および表４に示す。

【０１１０】（実施例６）金属部材の構成材料としてＴ
ｉを用いた以外は、実施例５と同様にして図２に示すよ
うな金属部材を作製した。

【０１１１】（比較例１）まず、図５に示すようにＳＵ
Ｓ３０４からなる金属部材の表面にパターン印刷１２を
設けた（５ａ、５ｂ）。次に、膜厚２μｍのＡｕからな
るマスクめっき１３を施した後（５ｃ）、パターン印刷
１２を剥離し（５ｄ）、エッチングマスクを形成した。

【０１１２】さらに、シャワーエッチング法により金属
部材をエッチングし、凹部１４からなるパターンを形成
した（５ｅ）。エッチング条件は、エッチング液：塩化
第二鉄溶液、液温：３０℃、処理時間：２分とし、金属
部材に形成された凹部１４の深さは３０μｍであった。

【０１１３】最後にマスクめっき１３を除去し、金属部
材を作製した（５ｆ）。

【０１１４】各工程の処理条件等を表５に示す。

【０１１５】

【表５】

【０１１６】（比較例２）ＳＵＳ３０４からなる金属部
材１の表面に直接レーザー光を照射し、深さ５０μｍの
所定パターンの凹部を形成した。

【０１１７】レーザー加工の条件等は表５に示す。

【０１１８】２．品質評価 上記実施例１〜６および比較例１、２で作製された金属
部材（各５０個）について、外観（表面および凹部の状
態）を目視および顕微鏡確認により評価した。評価項目
および評価結果を表６に示す。なお、各評価項目におい
て以下の状態を「良品」と判定し、３段階で表示するも
のとした。

【０１１９】 ○：良品率が９０％を超える △：良品率が５０〜９０％ ×：良品率が５０％未満 立体感 全ての部分において凹凸が鮮明に現れている。

【０１２０】凹部の境界のビレ 凹部の周縁部にビレが見られない。

【０１２１】凹部以外の部分のエッチング 全くみられない。

【０１２２】マスク除去（剥離液）による表面の荒れ 全くみられない。

【０１２３】凹部の境界のバリ 全くみられない。

【０１２４】凹部のパターン精度 マスク形状と同一形状のパターンが形成されている。

【０１２５】

【表６】

【０１２６】実施例１〜６の金属部品はいずれも、表面
に精緻で立体感のあるパターンが形成された。また、パ
ターン（凹部）の周縁部にはビレやバリが全くみられ
ず、審美性の高い金属部材が得られた。

【０１２７】さらに、凹部以外の部分においてエッチン
グが見られないことからマスキング被膜が良好に密着し
ていることがわかった。一方、容易にかつ完全にマスキ
ング被膜が除去することができ、金属部材表面に荒れが
みられなかった。

【０１２８】これに対し、比較例１の金属部材はエッジ
部のマスクめっきが完全ではなく、凹部以外の部分のエ
ッチングがみられた。また、パターン印刷のビレによ
り、凹部周縁部にビレがみられ、パターニング精度に劣
るものであった。また、金属部材の表面にはエッチング
マスク除去による荒れが見られた。

【０１２９】比較例２の金属部材は凹部の深さが浅くて
立体感に乏しく、レーザー光の照射により発生する熱に
よりパターン周縁部にビレ、バリが生じ、外観が損なわ
れ、またスポット径のバラツキによってパターン精度に
劣るものであった。

【０１３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の金属部材の
表面処理方法によれば、バリやビレのない鮮明で立体感
のある凹状のパターンを簡単かつ迅速に形成することが
できる。また、レーザー光によるパターニングによりマ
スクを形成するため、複雑な形状の金属部材表面にも精
密にパターンを設けることができ、デザインの自由度が
大きい。さらに、工程を簡略化することができ、製造コ
ストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属部材の表面処理方法の第１実施形
態を示す断面図である。

【図２】本発明の金属部材に着色層を形成した場合の実
施形態を示す断面図である。

【図３】本発明の金属部材に被覆層を設けた場合の実施
形態を示す断面図である。

【図４】本発明の金属部材の表面処理方法の第２実施形
態を示す断面図である。

【図５】金属部材の表面処理方法の比較例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 金属部材 ２ マスキング被膜 ３、１４ 凹部 ７ 下地層 ８ 着色層 １０ 被覆層 １２ パターン印刷 １３ マスクめっき

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−287499（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−296283（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21790（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 1/00 - 3/06 G04B 37/22

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属部材の表面に少なくとも１層の湿式
   めっきにより金属膜の下地層を形成する工程と、 前記下地層の上に電着塗装によりマスキング被膜を形成
   する工程と、 レーザー光を照射して前記マスキング被膜と前記下地層
   と前記金属部材の表面を部分的にパターニング除去し
   て、前記金属部材の表面に凹状のパターンを形成する工
   程と、 パターニングされた前記マスキング被膜及び前記下地層
   とを用いて前記金属部材の前記凹状のパターンをエッチ
   ングする工程と、 前記マスキング被膜を剥離する工程と、 前記下地層を剥離する工程とを有することを特徴とする
   金属部材の表面処理方法。
2. 【請求項２】 前記下地層はマスキング被膜の接着性を
   向上させるための接着強化層である請求項１に記載の金
   属部材の表面処理方法。
3. 【請求項３】 前記接着強化層はＡｕまたはＡｕ系合金
   薄膜からなる請求項２に記載の金属部材の表面処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記接着強化層の膜厚は１μｍ以下であ
   る請求項２ないし３のいずれかに記載の金属部材の表面
   処理方法。
5. 【請求項５】 前記マスキング被膜の膜厚は１０〜３０
   μｍである請求項１ないし４のいずれかに記載の金属部
   材の表面処理方法。
6. 【請求項６】 前記エッチングはウェットエッチングで
   ある請求項１ないし５のいずれかに記載の金属部材の表
   面処理方法。
7. 【請求項７】 前記エッチングはシャワーエッチングで
   ある請求項６に記載の金属部材の表面処理方法。
8. 【請求項８】 前記エッチングにより前記金属部材に形
   成された凹部の深さが２０μｍ以上である請求項１ない
   し７のいずれかに記載の金属部材の表面処理方法。
9. 【請求項９】 前記下地層を剥離する工程の後に、前記
   金属部材の少なくとも一部に装飾用金属被覆層を形成す
   る請求項１ないし８のいずれかに記載の金属部材の表面
   処理方法。
10. 【請求項１０】 前記エッチングする工程の後に、前記
    凹状のパターン内に着色層を形成する請求項１ないし９
    のいずれかに記載の金属部材の表面処理方法。
11. 【請求項１１】 前記金属部材は時計用外装部品である
    請求項１ないし１０のいずれかに記載の金属部材の表面
    処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
    の金属部材の表面処理方法によって作られたことを特徴
    とする金属部材。