JP4827149B2

JP4827149B2 - フリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法、及びフリーアクセスフロア構成部材

Info

Publication number: JP4827149B2
Application number: JP2009011987A
Authority: JP
Inventors: 篤史立部; 淳彦小林
Original assignee: Hitachi Metals Techno Ltd
Current assignee: Senqcia Corp
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: JP2009079304A

Description

本発明は、フリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法、及びその表面処理方法により亜鉛メッキされたフリーアクセスフロア構成部材に関するものである。

従来の亜鉛メッキされる製品としては、数え切れないほどの種類のものがあるが、例えば、コンピュータ等が設置されている室内の床に採用されるフリーアクセスフロアを構成する支持脚等の部材もその一つである。

特公昭５５−０１２１９２号公報特公昭５６−０００５１８号公報特公昭５８−００２５９５号公報特開平０２−２１７４８８号公報

しかしながら、このような亜鉛メッキされたフリーアクセスフロアを構成する部材その他のあらゆる亜鉛メッキ製品は、メッキ後の経時変化によりその表面にウィスカ、すなわちひげ（髭）状の亜鉛の単結晶が発生することがある。

このような亜鉛の単結晶であるウィスカは、概ねその径が数μｍ、最大長さが１〜２ｃｍ位のものであるので、何かの原因により例えばフリーアクセスフロアを構成する部材からウィスカが脱落すると、室内の空気中を浮遊して、冷却用ファンによる空気と共に、コンピュータ等の回路内にウィスカが入り込んでショートや絶縁不良を引き起こしたり、或は後でコンピュータ等の作動時にノイズとなって誤作動を引き起こしたりする原因となる可能性がある。

このようなウィスカの発生を防止する亜鉛メッキ方法はいくつか既に出願されているが（前記特許文献１から４等を参照）、これらの亜鉛メッキ方法は、いずれも本発明とは構成や手法が著しく異なるだけでなく、生産性が低くなる、コストが高くなる、あるいはメッキ表面の光沢が失われる等の問題点を有していた。

他方、メッキ製品の表面にウィスカの発生しない、亜鉛以外のニッケル等のメッキを行うことも考えられるが、それらのメッキ方法は亜鉛メッキ方法に比べて著しくコストアップを招く等の別の問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、亜鉛メッキ後の経時変化により亜鉛メッキ製品の表面にウィスカが発生することを防止すると共に、光沢のある表面を実現できるフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法、及びフリーアクセスフロア構成部材を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、
フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより電気分解した亜鉛を、フリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む、フリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させることを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために本発明は、
フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより、電気分解した亜鉛をフリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む表面処理方法により亜鉛メッキされるフリーアクセスフロア構成部材において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させる表面処理方法により亜鉛メッキされたことを特徴とするものである。

このような本発明によれば、
フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより電気分解した亜鉛を、フリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む、フリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させることにより、
亜鉛メッキ後の経時変化により亜鉛メッキ製品の表面にウィスカが発生することを防止すると共に、光沢のある表面を実現することができる。

また、このような本発明によれば、
フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより、電気分解した亜鉛をフリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む表面処理方法により亜鉛メッキされるフリーアクセスフロア構成部材において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させる表面処理方法により亜鉛メッキされたことにより、
亜鉛メッキ後の経時変化により亜鉛メッキ製品の表面にウィスカが発生することを防止すると共に、光沢のある表面を実現することができる。

本発明の亜鉛メッキ方法によりメッキ品Ｗ１に付着したメッキＭの状態を示す図であり、図１（ａ）は正電流を流したときのメッキＭの付着状態を示す図、図１（ｂ）は逆電流を流したときのメッキＭの付着状態を示す図である。メッキ品Ｗ２に付着するメッキ厚が全面にわたって均一となることを説明するために参照するメッキ品Ｗ２の平面図である。

以下に、本発明に係るフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法の一実施の形態について具体的に説明する。
まず、フリーアクセスフロア構成部材の、板厚３ｍｍの鉄板（５ｃｍ×５ｃｍ）をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、１０％塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いして５％のシアン化ナトリウム溶液で中和する。

その後、光沢剤を全く添加していない、約３０Ｌ（リットル）のシアン化亜鉛メッキ浴（金属亜鉛濃度３０ｇ／Ｌ、シアン化ナトリウム９０ｇ／Ｌ、水酸化ナトリウム６０ｇ／Ｌ、硫酸ナトリウム２ｇ／Ｌ、Ｍ比３）に、陰極の前記鉄板と、陽極の板厚約１．５ｃｍの亜鉛板（１５ｃｍ×３０ｃｍ）を浸漬してメッキ作業を行う。

このとき、シアン化亜鉛メッキ浴の液温を２０〜２５℃とすると共に、両電極への電流は、メッキ付着時の正方向に流れる正電流と、この正電流と逆方向に流れる逆電流を交互に繰り返し流す。

このときの通電条件は、前記正電流を１０〜２０秒間（第１の時間）流した後、前記逆電流を１〜５秒間（第２の時間）流し、このような周期で正電流と逆電流を交互に繰り返し流すように、電流の流れる方向を交互に変化させて鉄板の表面に約５μｍのメッキを付着させる。

前記正電流の電流密度は５〜１０Ａ／ｄｍ^２、前記逆電流の電流密度は１〜２Ａ／ｄｍ^２とする。また、シアン化亜鉛溶液中のシアン化ナトリウム濃度については、Ｍ比（シアン化ナトリウム／金属亜鉛）が、適切な値である２〜３となるように維持される。

このようにして得られた鉄板のメッキ品を、十分に水洗いした後に、５％硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、市販されているクロメート薬品に２０秒浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行い、６０℃の熱風で２０分乾燥させる。

このように処理した鉄板のメッキ品を、１００℃の恒温槽に５００時間放置してウィスカ発生を促進させる環境下に置き、その後、ウィスカ発生の有無を走査型電子顕微鏡にて観測しても、亜鉛単結晶のウィスカの発生は認められない。また鉄板の表面は、光沢剤を全く添加していないにもかかわらず、光沢を有するメッキ表面となっている。

このように本発明は、フリーアクセスフロア構成部材の鉄板の陰極と、亜鉛の陽極との間に流す電流の流れる方向を周期的に変化させることにより、鉄板のメッキ品の表面に、そのメッキ後の経時変化によりウィスカが発生するのを防止することができる。また本発明は、特別の新しい高価な装置は必要としないので、上記ウィスカが発生するのを安価に防止することができる。

したがって、このような本発明のフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法により、フリーアクセスフロアを構成する部材に亜鉛メッキをした場合は、そのメッキ後の経時変化により、そのフリーアクセスフロアを構成する部材の表面にウィスカが発生するのを防止することができるので、冷却用ファンによる空気と共にコンピュータ等の回路内に、フリーアクセスフロアを構成する部材から脱落したウィスカが入り込んで、ショートや絶縁不良を引き起こしたり、コンピュータ等の作動時にノイズとなって誤作動を引き起こしたりすることを防止することができる。

このような本発明のフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法に対し、シアン化亜鉛メッキ浴中に光沢剤を添加すると、メッキ後の経時変化によりメッキ品の表面にウィスカが発生することが認められる。

そのような光沢剤は、複索環、高分子有機化合物、芳香族、金属塩を含み、炭素量が多い、もしくは分子が大きいという特徴を有している。

このような光沢剤をシアン化亜鉛メッキ浴中に添加すると上記ウィスカが発生する理由としては、添加した光沢剤が不純物として動作し、電気メッキの原理である電気分解の処理動作を多少なりとも阻害することにより、メッキ品の表面にウィスカが発生するものと思われる。

また、電極間の電流の流れる方向を本発明のように変化させないで、上記正電流を流し続けることによりメッキを行う従来の場合には、メッキ品の表面の光沢が失われてメッキ品の商品価値が著しく失われるので、これを防ぐために従来は必ず光沢剤を添加していた。

本発明のように、陰極と陽極との間の電流の流れる方向を交互に変化させてメッキを行なうと、メッキ浴中に光沢剤を添加しなくともメッキ品の表面の光沢が失われないが、それは次のような理由によると思われる。

すなわち、上記正電流が流れるときはメッキ品の表面へのメッキの付着が進行し、メッキ品の表面は図１（ａ）に示すように、メッキ品Ｗ１に付着したメッキＭによりその表面粗度が非常に大きくなる。

ところが上記逆電流が流れるときは、メッキ品Ｗ１の表面に付着したメッキＭが電解研磨作用を受けて、付着したメッキＭの山部が溶解する。このためメッキＭの表面は、図１（ｂ）に示すように滑らかとなって、メッキ品の表面粗度は非常に小さくなる。

したがって、正電流と逆電流を交互に流してメッキを行なう方が、従来のように正電流のみを流し続ける場合に比べて、表面粗度は著しく小さくなるので、本発明のようにメッキ浴中に光沢剤を添加しなくとも、メッキ品の表面の光沢が失われないようになるものと思われる。

このような本発明の動作原理は、次のような効果にもつながる。すなわち、図２に示すような正方形の板状のメッキ品Ｗ２にメッキをする場合、その隅部寄りのＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ部から先にメッキの付着が始まり、徐々に中央のＣ部に向ってメッキの付着が拡散していくので、従来のように正電流を流し続けた場合は、Ｃ部よりもＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ部の方がメッキ厚が厚くなる。

これに対し、本発明のように正電流と逆電流を交互に流した場合は、始めは正電流によりＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ部の方がＣ部よりもメッキの付着が先行するが、逆電流を流すとＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ部の方が強電流部分として電解研磨作用を強く受けて、Ｃ部よりもメッキの溶解が促進されるのに対し、Ｃ部は短時間の逆電流によっては電解研磨作用を受けず溶解されにくいので、この結果メッキ品Ｗ２のメッキ厚はＡ〜Ｅの各部にわたって従来よりも均一にすることができる。

また、本発明の適用はフリーアクセスフロアを構成する支持脚等の部材に限定されないことはいうまでもなく、他のいかなる製品にも本発明は適用することができ、同様の効果を得ることができる。

また、電源としては、パルス電源、ＰＲ（ＰｅｒｉｏｄｉｃＲｅｖｅｒｓｅ）電源（電流の方向を周期的に変える電源）、交流併用電源、断続電源等が用いられ、いずれの電源を用いてもよいが、メッキ品の外観、光沢性、ピンホールの少なさ、均一電着性を考えた場合はＰＲ電源の効果が大である。

また、本発明を用いて亜鉛メッキを施す場合は、亜鉛メッキの厚みは特に限定されないが、３〜２０μｍが適切である。３μｍ以下では物性や耐食性が低下し、２０μｍ以上では生産性が低下しコストの上昇を招くことが考えられる。

以上説明したように、本発明によれば、亜鉛メッキ後の経時変化により亜鉛メッキ製品の表面にウィスカが発生するのを安価に防止することができる。

このため、本発明のフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法により、フリーアクセスフロアを構成する支持脚等の部材に亜鉛メッキをした場合は、そのメッキ後の経時変化により、そのフリーアクセスフロアを構成する部材の表面にウィスカが発生するのを防止することができるので、冷却用ファンによる空気と共にコンピュータ等の回路内に、フリーアクセスフロアを構成する部材から脱落したウィスカが入り込んで、ショートや絶縁不良を引き起こしたり、コンピュータ等の作動時にノイズとなって誤作動を引き起こしたりすることを防止することができる。

このような本発明によるフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法は、通電条件を周期的に変化させるだけで既存の亜鉛メッキ設備や薬品を従来通り使用でき、かつ光沢剤の添加を必要としない付加価値の高いメッキ法であり、その実用的効果は大きく、工業的量産規模での利用価値が高い。

Ｍメッキ
Ｗ１，Ｗ２メッキ品

Claims

フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより電気分解した亜鉛を、フリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む、フリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させる
ことを特徴とするフリーアクセスフロア構成部材の表面処理方法。
フリーアクセスフロア構成部材を陰極とし亜鉛を陽極としてこれらをメッキ浴に浸漬し、フリーアクセスフロア構成部材の陰極と亜鉛の陽極との間に電流を流すことにより、電気分解した亜鉛をフリーアクセスフロア構成部材の表面に電気的に付着させる亜鉛メッキ処理の工程を含む表面処理方法により亜鉛メッキされるフリーアクセスフロア構成部材において、
陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板をアルカリ脱脂剤で十分に表面を脱脂し、塩酸溶液中で酸化皮膜を除去し、十分に水洗いしてシアン化ナトリウム溶液で中和する第１の工程と、
金属亜鉛、シアン化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを混入し、光沢剤を全く添加していないシアン化亜鉛メッキ浴に、前記陰極のフリーアクセスフロア構成部材の鉄板と、前記陽極の亜鉛板を浸漬して電気メッキ作業を行なう第２の工程と、
前記第２の工程により亜鉛メッキされた鉄板を、十分に水洗いした後で、硝酸溶液にて表面のアルカリ皮膜を除去し、クロメート薬品に浸漬して表面にクロメート皮膜を被覆させた後、十分に水洗いを行ない、熱風で乾燥させる第３の工程とを備え、
前記第２の工程の電気メッキ作業においては、前記陰極と前記陽極間に流れる電流の方向は、メッキ付着時に流れる正方向の正電流と、この正方向と逆の方向の逆電流が交互に繰り返し流れるようにし、このときの通電条件は、前記正電流を第１の時間流した後、前記逆電流を前記第１の時間より短い第２の時間流すようにして、前記鉄板の表面に所定の厚さの亜鉛メッキを付着させる表面処理方法により亜鉛メッキされた
ことを特徴とするフリーアクセスフロア構成部材。