JP4788262B2

JP4788262B2 - めっき皮膜、およびめっき皮膜の形成方法。

Info

Publication number: JP4788262B2
Application number: JP2005272486A
Authority: JP
Inventors: 佳功上田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: JP2007084857A

Description

本発明はめっき皮膜、およびめっき皮膜の形成方法に関するものであり、特に金色外観を与えるめっき皮膜に関する。

従来より、装飾めっきの一種として、金色外観を与える装飾性の高いめっき皮膜を形成することが求められている。金色外観を得るにはＡｕめっき皮膜を形成することが望ましいが、Ａｕは高価であるという課題がある。

そこで、特許文献１には、高価なＡｕを使用することなく、金色外観を有するめっき皮膜を形成する方法が開示されている。すなわち、基材上に光沢Ｎｉめっき層を形成し、その上にＡｇまたはＳｎの白色めっき層を形成し、更にその上に金色の色調を与えるクリヤーラッカー等の塗料を用いて有色透明途膜を形成する方法が開示されている。この方法により、白色めっき層と有色透明途膜の相乗的作用により、金色外観を有する装飾膜をＡｕを用いずに得ることができる。
特開平１１−３０１１９０号公報

しかしながら、特許文献１のようにクリヤーラッカー等の塗料を用いる場合、塗膜の厚みが均一でない場合、金色外観にムラが生じるという課題があった。また、均一な厚みの塗膜を形成するには、塗膜の形成工程が煩雑になるという課題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、金色外観を有するめっき皮膜を、安価にかつ簡便に得ることを目的とするものである。

そこで、本発明のめっき皮膜は、Ａｕを含まず、また有色塗料も含むことなく、少なくとも表層部分のＳｎを主成分とするめっき層により、金色外観を与えるものである。

すなわち、本発明のめっき皮膜の形成方法は、Ｎｉイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および［化１］に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも１種を含むめっき液を用いて、Ｎｉを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Ｎｉを主成分とするめっき層上にＳｎを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後に、２３０〜３５０℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。

また本発明のめっき皮膜は、上記めっき皮膜の形成方法で基体上に形成された、めっき皮膜であって、前記めっき皮膜の色度が、Ｌ*ａ*ｂ*表色系において−５≦ａ*≦５、ｂ*≧１０を満たすことを特徴とする。

本発明のめっき皮膜は、金色外観を有し、装飾性に優れるものである。また、Ａｕを含まないため、非常に安価に得ることができる。さらに、本発明のめっき皮膜の形成方法によれば、有色塗料の塗布などの余計な工程を必要としないため、工程が簡便であり、かつ金色外観のばらつきが生じにくい。

本発明のめっき皮膜について説明する。

本発明のめっき皮膜は、基体上に形成された、少なくとも表層がＳｎを主成分とするめっき層であり、金色外観を示すものである。この本発明のめっき皮膜の色度は、Ｌ*ａ*ｂ*表色系において、−５≦ａ*≦５、およびｂ*≧１０を満たす。

また、Ｓｎを主成分とするめっき層の下地として、必要に応じてＮｉを主成分とするめっき層を形成しても構わない。

Ｎｉを主成分とするめっき層とＳｎを主成分とするめっき層は、それぞれＮｉ、Ｓｎを主成分とするものであればよく、本発明の目的を損なわない限り、他の金属成分が入っていてもよく、また、他の金属との合金を形成していても構わない。

また、Ｓｎを主成分とするめっき層と基体の間には、本発明の目的を損なわない限り、他の金属皮膜が存在しても構わない。また、基体の材質としては、本発明の目的を損なわない限り、特に限定されるものではない。

次に、めっき皮膜の形成方法の参考例について説明する。一般に、Ｓｎめっき皮膜は白色または銀色であるが、参考例のめっき皮膜の形成方法によれば、表層がＳｎであるにもかかわらず金色外観を示す。

参考例のめっき皮膜の形成方法は、Ｓｎイオン、および電解消費型添加剤を有する化合物を含むめっき液を用いて、Ｓｎを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後に、２３０〜３５０℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。

まず、基体上に、Ｓｎを主成分とするめっき層を形成する。このＳｎめっきは、通電によってＳｎを析出させる電解めっき法により行う。

Ｓｎめっき液中には、電解消費型添加剤が含まれている必要がある。ここでいう電解消費型添加剤とは、通電により析出金属が析出する際、同時に皮膜中に取り込まれる添加剤をいう。代表的なものに、アルデヒド基を有する化合物がある。アルデヒド基を有する化合物としては、ジメトキシベンズアルデヒド、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、クミンアルデヒド、Ｐ−アニスアルデヒドが好ましい。

上記電解消費型化合物の出発素材としては、これらの塩を適宜選択することもできる。また、Ｓｎめっき液中のこれらの電解消費型化合物は、その一部がＳｎを主成分とするめっき層中に混入する。

Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後、２３０〜３５０℃の熱処理を行うことにより、めっき皮膜が変色を起こし、Ｌ*ａ*ｂ*表色系において−５≦ａ*≦５、ｂ*≧１０の色度となり、金色外観を示すようになる。熱処理温度が２３０℃未満であると、めっき皮膜の変色が不十分であり、３５０℃を超えると、めっき皮膜が黒色化する。また、熱処理時の酸素分圧は、所望の色度を得るうえで、１％〜大気圧程度が望ましい。さらに望ましくは、１５〜２０％がより好ましい。

また、熱処理時には、Ｓｎを主成分とするめっき層上には、他の金属膜や塗膜などは、できる限り付着しないほうがよい。仮にこのような付着物があると、熱処理による変色が阻害される可能性が高い。また、熱処理温度は、好ましい金色外観を得るうえで、２５０〜２７０℃が望ましい。

次に、本発明のめっき皮膜の形成方法について説明する。本発明のめっき皮膜の形成方法は、Ｓｎを主成分とするめっき層の下地としてＮｉを主成分とするめっき層を形成することが前提であり、Ｎｉを主成分とするめっき層の形成方法に特徴がある。

本発明のめっき皮膜の形成方法は、Ｎｉイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および［化１］に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも１種を含むめっき液を用いて、Ｎｉを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Ｎｉを主成分とするめっき層上にＳｎを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後に、２３０〜３５０℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。

まず、被めっき物となる基体に、Ｎｉめっきにより、Ｎｉを主成分とするめっき層を形成する。このＮｉめっきは、電解Ｎｉめっきでもよいし、還元剤を用いた無電解めっきであってもよい。

Ｎｉめっき液中には、上述の化合物が含まれている必要がある。具体的には、アミノカルボン酸としては、たとえば、グルタミン酸等があげられる。［化１］に示す官能基をもつ化合物としては、例えばサッカリン、１・５ナフタリンジスルホン酸などが使用可能である。これらの化合物は、出発素材として、それらの適切な塩を選択することもできる。また、Ｎｉめっき液中のこれらの化合物は、その一部が、Ｎｉを主成分とするめっき層中に混入する。

以上のように、Ｎｉを主成分とするめっき層を形成した後、そのＮｉを主成分とするめっき層の上に、Ｓｎを主成分とするめっき層を形成するが、このＳｎめっき層の形成方法は、本発明の目的を損なわない限り、特に限定されるものではない。

Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後、２３０〜３５０℃の熱処理を行うことにより、Ｎｉめっき層中の前記化合物の作用により、めっき皮膜が変色を起こし、Ｌ*ａ*ｂ*表色系において−５≦ａ*≦５、ｂ*≧１０を満たす色度となり、金色外観を表すようになる。熱処理温度が２３０℃未満であると、めっき皮膜の変色が不十分であり、３５０℃を超えると、めっき皮膜が黒色化する。また、熱処理時の酸素分圧は、所望の色度を得るうえで、１％〜大気圧程度が望ましい。さらに望ましくは、１５〜２０％がより好ましい。

また、熱処理時には、Ｓｎを主成分とするめっき層上には、他の金属膜や塗膜などができる限り付着してないほうがよい。仮にこのような付着物があると、熱処理による変色が阻害される可能性が高い。また、熱処理温度は、良好な金色外観を得るうえで、２５０℃〜２７０℃が望ましい。

以上、本発明の金色外観を示すめっき皮膜の形成方法を説明した。めっき皮膜形成後に熱処理を行うという点とＮｉめっき方法に特徴を有する。

以下、本発明のめっき皮膜、およびその形成方法の実施例について説明する。

［参考例１］試料は、Ｓｎめっき液、熱処理条件を変化させた試料番号１〜５の５種類を用意した。

被めっき物となる基体として、５ｍｍ×５ｍｍ×０.３ｍｍの板状のＣｕ片を１００個用意した。これらを給電端子と鉄製メディアを有する回転バレル中に投入し、表２に示したＳｎめっき液Ａ、ＢまたはＣに浸漬させた。めっき液Ａ、ＢおよびＣの成分については、表１に示す。

次に、回転速度２４rpm.で回転させながら、電流密度２０Ａ／ｍ²にて４０分間通電し、基体上に厚み約４μｍのＳｎめっき皮膜を形成した。

次いで、Ｓｎめっき皮膜を形成した基体を、表２に示す条件にて熱処理を施した。熱処理後のめっき皮膜の色度をミノルタ社製色彩色差計ＣＲ−２４１により測定した。結果を表２に示す。比較として、熱処理前のめっき皮膜の色度も併せて示す。

全試料において、熱処理前の色度はそれぞれ大差なかったが、熱処理によりめっき皮膜に変色が生じ、その変色の大きさは試料によって差が生じた。試料番号１〜３の試料は、熱処理によって大きく変色し、特にｂ*が大きくなったことにより、金色外観を示した。試料番号４の試料は、熱処理温度が２３０℃未満であったため、十分な変色が生じなかった。また、試料番号５の試料は、Ｓｎめっき皮膜中に電解消費型添加剤が含まれていなかったため、熱処理を施しても十分な変色が生じなかった。

［実施例１］本実施例は、本発明のめっき皮膜の形成方法を用いた場合の実施例である。試料は、Ｎｉめっき液、Ｓｎめっき液、熱処理条件を変化させた試料番号１１〜１６の６種類を用意した。

被めっき物となる基体として、５ｍｍ×５ｍｍ×０.３ｍｍの板状のＣｕ片を１００個用意した。これらを給電端子と鉄製メディアを有する回転バレル中に投入し、表５に示したＮｉめっき液に浸漬させた。Ｎｉめっき液の成分については表３に示す。

次に、回転速度２４rpm.で回転させながら、電流密度２Ａ／ｍ²にて４５分間通電し、基体上に厚み約３.５μｍのＮｉめっき皮膜を形成した。

次いで、前記Ｎｉめっき皮膜を形成した基体を表５に示すＳｎめっき液に浸漬させた。Ｓｎめっき液の成分については表４または表１に示す。そして、回転速度２４rpm.で回転させながら、電流密度２Ａ／ｍ²にて４０分間通電し、厚み約４μｍのＳｎめっき皮膜を形成した。

次に、Ｎｉめっき層およびＳｎめっき層の形成された基体を、表５に示す温度、酸素分圧により、熱処理を施した。熱処理後のめっき皮膜の色度をミノルタ社製色彩色差計ＣＲ−２４１により測定した。結果を表５に示す。比較として、熱処理前のめっき皮膜の色度も併せて示す。

全試料において、熱処理前の色度はそれぞれ大差なかったが、熱処理により変色が生じ、その変色の大きさは試料によって差が生じた。試料番号１１〜１３の試料は、熱処理によって大きく変色し、特にｂ*が大きくなったことにより、金色外観を示すようになった。試料番号１４の試料は、Ｎｉめっき液中に必要な有機化合物が含まれていなかったため、十分な変色が生じなかった。また、試料番号１５の試料は、熱処理温度が２３０℃未満であったため、十分な変色が生じなかった。なお、試料番号１６の試料は、さらにＳｎめっき液が電解消費型添加剤を含んでいたため、より金色の鮮やかな皮膜が得られた。

Claims

めっき皮膜の形成方法であって、
基体上に、Ｎｉイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および［化１］に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも１種を含むめっき液を用いて、Ｎｉを主成分とするめっき層を形成する工程と、
前記Ｎｉを主成分とするめっき層上に、Ｓｎを主成分とするめっき層を形成する工程と、
前記Ｓｎを主成分とするめっき層を形成した後に、２３０〜３５０℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする、めっき皮膜の形成方法。
請求項１に記載のめっき皮膜の形成方法で基体上に形成された、めっき皮膜であって、
前記めっき皮膜の色度が、Ｌ*ａ*ｂ*表色系において−５≦ａ*≦５、ｂ*≧１０を満たすことを特徴とする、めっき皮膜。