JP6085510B2 - 表面処理金属材及びそれを用いたコネクタ、端子、積層板、シールドテープ、シールド材、プリント配線板、プリント回路板、金属加工部材、及び、電子機器 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、簡便な手段によって作製可能な、良好な美観性及び認識性を有する表面が形成された表面処理金属材を提供する。
y=0.06875x−37.50000、
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y=−0.00076x+21.43939、
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の5つの直線で囲まれた領域内にある。
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y=−0.00076x+21.43939、
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の5つの直線で囲まれた領域内にある。
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本発明において使用する金属材としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、金、金合金、銀、銀合金、白金属、白金族合金、クロム、クロム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、又は、亜鉛合金等が挙げられ、さらに公知の金属材料も使用することができる。また、JIS規格やCDA等で規格されている金属材料も使用することができる。
以下、金属材として銅箔を用いた場合を例に挙げ、これを本発明の表面処理銅箔として詳細に説明する。
y=0.06875x−37.50000、
y=0.00069x+78.79570、
y=−0.00076x+21.43939、
y=−0.03462x+86.53846、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域内にあるのが好ましい。
銅箔に所定の表面処理を行うことで、銅箔表面が変色することは知られているが、本発明では、表面処理としてNi−Zn合金めっき処理に限定し、さらに、このNi−Zn合金めっき層におけるNi及びZnの合計付着量(μg/dm2)と、Ni及びZnの合計付着量(μg/dm2)におけるNiの付着量(μg/dm2)を示すNi比率(%)とを制御している。このように、Ni−Zn合金めっき層におけるNi及びZnの合計付着量(μg/dm2)と、Ni比率(%)とを制御することで、単に銀色のめっきやヤケめっきによる黒色化ではなく、粉落ちの少ない赤茶色、灰色、黒、濃紺といった様々な色を発現させることができる。従って、簡便な手段によって、良好な美観性及び認識性を有する銅箔表面を形成することが可能となる。
y=0.06875x−37.50000、
y=0.00069x+78.79570、
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00076x+21.43939、
y=−0.03462x+86.53846、
の5つの直線で囲まれた領域である。当該赤茶色表面領域を形成する銅箔表面のめっき条件を以下に示す。
めっき浴組成:Zn3〜15g/L、Ni15〜60g/L
pH:3.5〜5.5
温度:25〜55℃
電流密度Dk:0.2〜3.0A/dm2
めっき時間:1.2〜75秒
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00186x+73.60465、
y=0.03375x−282.50000、
y=0.00049x+23.51220、
の4つの直線で囲まれた領域である。当該黒色表面領域を形成する銅箔表面のめっき条件を以下に示す。
めっき浴組成:Zn3〜15g/L、Ni15〜60g/L
pH:3.5〜5.5
温度:25〜55℃
電流密度Dk:0.2〜3.0A/dm2
めっき時間:4〜150秒
y=0.00200x+35.00000、
y=0.03375x−282.50000、
y=−0.00051x+32.65823、
x=25000、
の4つの直線で囲まれた領域である。当該濃紺色表面領域を形成する銅箔表面のめっき条件を以下に示す。
めっき浴組成:Zn3〜15g/L、Ni15〜60g/L
pH:3.5〜5.5
温度:25〜55℃
電流密度Dk:0.2〜3.0A/dm2
めっき時間:8〜400秒
y=0.00069x+78.79570、
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00186x+73.60465、
y=0.00200x+35.00000、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域である。当該上部灰色表面領域を形成する銅箔表面のめっき条件を以下に示す。
めっき浴組成:Zn3〜15g/L、Ni15〜60g/L
pH:3.5〜5.5
温度:25〜55℃
電流密度Dk:0.2〜3.0A/dm2
めっき時間:8〜400秒
y=0.06500x−307.00000、
y=0.00049x+23.51220、
y=−0.00051x+32.65823、
y=−0.00076x+21.43939、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域である。当該下部灰色表面領域を形成する銅箔表面のめっき条件を以下に示す。
めっき浴組成:Zn3〜15g/L、Ni15〜60g/L
pH:3.5〜5.5
温度:25〜55℃
電流密度Dk:0.2〜3.0A/dm2
めっき時間:8〜400秒
また、本発明の表面処理金属材は放熱板、構造板、シールド材、シールド板、補強材、カバー、筐体、ケース、箱などに使用して金属加工部材を作製することができる。また、本発明の表面処理金属材を当該放熱板、構造板、シールド材、シールド板、補強材、カバー、筐体、ケース、箱などに使用して作製した金属加工部材を電子機器に用いることができる。
表7の下地処理において、「銅粗化」の処理としては、以下の(1)及び(2)を順に行うことで粗化粒子を形成した:
(1)Cu:10g/L、H2SO4:60g/L、温度:35℃、電流密度:50A/dm2、めっき時間:1.5秒
(2)Cu:23g/L、H2SO4:80g/L、温度:40℃、電流密度:8A/dm2、めっき時間:2.5秒
表7の下地処理において、「ダル加工」の処理としては、被めっき材の最終冷間圧延の圧延ロールに算術平均粗さRaの大きい圧延ロール(Raが0.20μm以上である圧延ロール)を用いて圧延を行うことを意味する。圧延ロールの研削時に当該粗さになるように調整すればよい。粗さの調整には公知の方法を用いることができる。当該圧延ロールを使用して圧延することで、被圧延材の表面粗さを調整し、光沢の少ない表面に仕上げることができる。
表7の下地処理において、「高光沢めっき」の処理としては、Cu:90g/L、H2SO4:80g/L、ポリエチレングリコール:20mg/L、ビス(3−スルフォプロピル)ジスルファイド2ナトリウム:50mg/L、ジアルキルアミノ基含有重合体混合物:100mg/L、温度:55℃、電流密度:2A/dm2、めっき時間:200秒のめっき処理を行った。
表7の下地処理において、「ソフトエッチング」の処理としては、H2O2:20g/L、H2SO4:160g/L、温度:40℃、浸漬時間:5分のエッチング処理を行った。
(1)金属箔表面の色差(ΔL、Δa、Δb、ΔE)の測定;
HunterLab社製色差計MiniScan XE Plusを使用して、金属箔表面の色差(ΔL、Δa、Δb、ΔE)を測定した。ここで、色差(ΔE)は、黒/白/赤/緑/黄/青を加味し、L*a*b表色系を用いて示される総合指標であり、ΔL:白黒、Δa:赤緑、Δb:黄青として、下記式で表される。
本発明において、金属箔表面の黒色表面領域は目安として、ΔLが−75〜−60、Δaが−2〜5、Δbが−2〜5である。
本発明において、金属箔表面の濃紺色表面領域は目安として、ΔLが−65〜−50、Δaが−3〜3、Δbが−10〜5である。
本発明において、金属箔表面の灰色表面領域は目安として、ΔLが−40〜65、Δaが−2〜5、Δbが−2〜5である。
なお、色差計によって色は数値化することが可能であるが、色の領域分けは個人によって感覚が異なるため、上記数値範囲はあくまでも目安であり、赤茶色の領域にある金属箔も黒く見えることは十分にあり得る。
JIS Z8741に準拠した日本電色工業株式会社製光沢度計ハンディーグロスメーターPG−1を使用し、入射角60度で測定した。
金属箔表面のNi−Zn合金めっき層における、Ni及びZnの合計付着量(μg/dm2)、及び、Ni及びZnの合計付着量(μg/dm2)におけるNiの付着量(μg/dm2)を示すNi比率(%)をそれぞれ求めた。ここで、Ni付着量はサンプルを濃度20質量%の硝酸で溶解してICP発光分析によって測定し、Zn付着量はサンプルを濃度7質量%の塩酸にて溶解して、原子吸光法により定量分析を行うことで測定した。
金属箔表面に繊維状のめっきが形成されていたか否かを、SEM表面観察写真(日立社製S−4700で撮影、倍率10000倍)で観察した。
上記各試験の条件及び試験結果を表1〜6及び図1に示す。
実施例1〜122は、それぞれNi−Zn合金めっき層が繊維状に形成されており、それぞれ良好な美観性及び認識性を有する赤茶色表面、黒色表面、濃紺色表面、灰色表面を示した。
一方、比較例1〜24は、それぞれNi−Zn合金めっき層が繊維状に形成されておらず、銅色或いは銀色を示し、美観性及び認識性が実施例に比べると劣っていた。
図2に、実施例28のSEM表面観察写真(日立社製S−4700で撮影、倍率10000倍)を示す。このように、本発明においては、金属箔表面が繊維状にめっきされている。
Claims (23)
- 金属材表面にNi−Zn合金めっき層が形成された表面処理金属材であって、前記Ni−Zn合金めっき層が繊維状に形成されている表面処理金属材。
- x軸をNi−Zn合金めっき層におけるNi及びZnの合計付着量(μg/dm2)とし、y軸を前記Ni及びZnの合計付着量(μg/dm2)におけるNiの付着量(μg/dm2)を示すNi比率(%)として描かれたNi及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.06875x−37.50000、
y=0.00069x+78.79570、
y=−0.00076x+21.43939、
y=−0.03462x+86.53846、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域内にある請求項1に記載の表面処理金属材。 - 前記Ni及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.06875x−37.50000、
y=0.00069x+78.79570、
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00076x+21.43939、
y=−0.03462x+86.53846、
の5つの直線で囲まれた領域内にある請求項2に記載の表面処理金属材。 - 前記Ni及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.00069x+78.79570、
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00186x+73.60465、
y=0.00200x+35.00000、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域内にある請求項2に記載の表面処理金属材。 - 前記Ni及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.06500x−307.00000、
y=−0.00186x+73.60465、
y=0.03375x−282.50000、
y=0.00049x+23.51220、
の4つの直線で囲まれた領域内にある請求項2に記載の表面処理金属材。 - 前記Ni及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.00200x+35.00000、
y=0.03375x−282.50000、
y=−0.00051x+32.65823、
x=25000、
の4つの直線で囲まれた領域内にある請求項2に記載の表面処理金属材。 - 前記Ni及びZn合計付着量−Ni比率グラフにおいて、
y=0.06500x−307.00000、
y=0.00049x+23.51220、
y=−0.00051x+32.65823、
y=−0.00076x+21.43939、
x=25000、
の5つの直線で囲まれた領域内にある請求項2に記載の表面処理金属材。 - 前記金属材表面とNi−Zn合金めっき層との間に、下地層及び/又は粗化処理層が形成された請求項1〜7のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 60度光沢度が10〜80%である請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 60度光沢度が10%未満である請求項1〜8のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 前記Ni−Zn合金めっき層上に、クロム層若しくはクロメート層、及び/又は、シラン処理層で構成された防錆処理層が形成された請求項1〜10のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 前記金属材が、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、金、金合金、銀、銀合金、白金属、白金族合金、クロム、クロム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、タングステン、タングステン合金、モリブデン、モリブデン合金、鉛、鉛合金、タンタル、タンタル合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、錫、錫合金、インジウム、インジウム合金、亜鉛、又は、亜鉛合金で形成されている請求項1〜11のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 前記金属材が、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、亜鉛、又は、亜鉛合金で形成されている請求項12に記載の表面処理金属材。
- 前記金属材が、チタン銅、リン青銅、コルソン合金、丹銅、黄銅、洋白またはその他銅合金で形成されている請求項13に記載の表面処理金属材。
- 前記金属材が、金属条、金属板、又は、金属箔である請求項1〜14のいずれかに記載の表面処理金属材。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の表面処理金属材を用いたコネクタ。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の表面処理金属材を用いた端子。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の表面処理金属材と樹脂基板とを積層して構成した積層板。
- 請求項18に記載の積層板を備えたシールドテープ又はシールド材。
- 請求項18に記載の積層板を備えたプリント配線板。
- 請求項18に記載の積層板を備えたプリント回路板。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の表面処理金属材を用いた金属加工部材。
- 請求項1〜15のいずれかに記載の表面処理金属材を用いた電子機器。
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