JPH02294484A - 有機材料の金属被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，木材．プラスチック，ＦＲＰ等の有機材料を
素材とする各種部品の表面に耐久性並びに肌目の優れた
金属被覆を施す方法に関する． 〔従来の技術〕 古くから行われている有機材料の金属被覆方法としては
１最初に無電解メッキを施し，次いで電気メッキを積層
して行く方式がある．しかし，この方弐による金属被覆
の密着性は，気相析出させた金属被覆よりは大であるも
のの，表面の研磨加工に際して或いは外力の加わる用途
への通用に関して満足なものとは言えなかった。更には
，処理工程が煩雑であり，寸法．量など生産形態の適合
範囲に実質上の制約があった。

このような難点を解決するものとして．特開昭６１−２
１７５６６号公輻には，有機材料の表面に下地処理を経
て．ステンレス鋼．鉄モリブデン鋼，銅ニソヶル合金，
タングステンカーバイト鋼等の金属を溶射して金属溶射
層を形成し．その金属溶射層に電気メ・７キを積層する
方法が提案されている。有機材料に金属被覆を施す上の
問題点は，一に両者の接合にあるが．この点．金属溶射
法は粗面化された下地材料面に溶射金属をからみつかせ
るものであることから．下地の材質によらず金属を接合
させ得るという利点がある．（発明が解決しようとする
！！Ｉ題〕 しかしながら．上記公報の開示の金属被覆方法にも問題
があった．すなわち，非金属材料上に前述の各種金属を
アーク法．ガス法，プラズマ法等によって溶射して金属
被覆層を形成すると．その被覆に亀裂，浮き．めくれな
どの不健全部が大なり小なり生じる傾向がある．この不
健全部の発生は，異種材料間の熱膨脹差によるところと
考えられる．因みに金属のｖＡｌＩ１脹係数−１０−Ｓ
より．１０−’台或いは１０−’台の膨脹係数を有する
非金属材料との間には，１００℃の昇温で１０−２〜１
０−３の膨脹差が算定されることから，面方向強度の小
さい溶射被覆に不健全部が生じ易いのは当然と思われる
．従って，不健全部のない金属被覆層の形成が掻めて困
難であった． また．金属溶射被覆は．下地につながる微少気孔を有す
るために，この被覆層に電気メブキを施す際，前記した
微少気孔にメッキ液が浸透してこれがメッキ層下に封入
され，金属被覆層の耐久性を短くしていた．更に，溶射
面が粗面であるために研磨仕上げ製品にあっては，余剰
メッキ代と研磨代が大になるという問題もあった。なお
．上記公叩には，メッキに先立って溶射被覆面を研磨し
ておくことが説明されているが，これにより凸部は除去
されても凹部が残留していることから．余剰メッキ代は
低減しきれない。

本発明者らは上記諸問題の解決を課題として種々検討の
結果，本発明の達成に到った． 〔課題を解決するための手段及び作用〕本顎第一の発明
は，有機材料の表面に金属溶射被覆を施し，次いでメッ
キを施すことにより表面の金属化を行う方法において，
まず．有機材料の表面に低融点金属を用いて５０℃以下
の温度で溶射被覆を施して初層を形成し．次いでこれに
積層して，銅．ニッケル鉄又はこれらを基質金属とする
合金を溶射して第二層を形成し．その上にメッキを施す
ことを特徴とする有機材料の金属被覆方法を要旨とする
． 上記の本発明に使用する有機材料としては，木材．プラ
スチック，ＦＲＰ等任意である．これらの有機材料に金
属溶射被覆を施すに当たっては，溶射の常法に従づて下
地材料面をブラスチング．粗面化塗装などの手段によっ
て粗面化しておくことが好ましい．上記方法に使用する
低融点金属としては，例えば，アルミニウム，亜鉛，錫
及びこれらを基質金属とする合金等の．アルミニウム以
下の融点を有する金属を例示することができる．これら
の金属を用いることにより，系の温度が５０℃を越えな
いように金属溶射を行うことが可能となる．系の温度を
５０℃以下に抑えながら．通常の作業速度で溶射を行う
には．吸引噴射式アーク溶射ＩＩ（特公昭４７−２４８
５９号）の使用が好ましい．この溶射によって形成する
初層の厚さは任意であるが．隠蔽性と応力蓄積回避の兼
ね合いから２０〜１００μｍ相当量の範囲が好ましい．
このように．系の温度を５０℃以下で溶射を行うと，溶
射被覆層と有機材料との間の温度差が小さいため，溶射
被覆層に亀裂，浮き．めくれ等の不健全部の発生を防止
でき．良好に有機材料に固着した溶射被覆層を得ること
ができる． 上記のようにして形成されたアルミニウム等の低融点金
属の初層は．その上に任意のメッキを汎用的な方法によ
って施すには適していない．そこで，本発明では．この
溶射被覆による初層の上に，メッキの下地として最適な
金属である銅．ニッケル．鉄又はこれらを基質金属とす
る合金を溶射して第二層を形成する。これらの金属は融
点が大であるため，初層の溶射と異なり．大なり小なり
系の昇温を伴うこととなるが，厚さを初層の１７２程度
に抑えて発生応力を初層の許容応力を越えないようにす
れば．亀裂等の発生を回避できる．よって望ましい厚さ
は，１０〜５０μｍ相当量である。

溶射で形成した第二層上に施すメッキの種類は，用途目
的に応じて選定される．これらのメッキは第二層上に直
接施してもよいが．無電解或いは電解方式によるニソケ
ルメッキをまず施し，必要に応じてこれを研磨した上で
所定のメッキを施した方が，全体の堅牢性或いは作業能
率において優れる場合が多い。

なお．メッキ施工に先立って初層の露出面を不働態化し
てお《と．メッキ浴の汚染が軽減できる．上記のように
メッキを銅，ニッケル．鉄又はこれらを基質金属とする
合金からなる第二層に施しているので，メブキ層が容易
に且つ強固に第二層に固着する．かくして．本願第一の
発明では．有機材料に，不健全部を生じることなく強固
に接着した溶射金属層及びその上に形成されたメッキ層
からなる金属被覆層を形成できる。

本願第二の発明は．有機材料の表面に金属溶射被覆を施
し，次いでメッキを施すことにより表面の金属化を行う
方法において．有機材料の表面に金属溶射被覆を施した
後．メッキ施工に先立って溶射被覆層表面にしごき加工
を施すことを特徴とする有機材料の金属被覆方法を要旨
とする． ここで．しごき加工を施す対象の溶射被覆層を形成する
材料には，メッキを容易に行うことができる金属材料，
例えば，ｗ４．ニッケル．鉄又はこれらを基質金属とす
る合金が使用される．溶射被覆層は，これらの金属材料
を有機材料表面に直接溶射して形成しても良いが，上記
本願第一の発明のように．まず．有機材料の表面に低融
点金属を用いて５０’Ｃ以下の温度で溶射被覆を施し，
次いで．その上に．ｗ４，ニッケル，鉄又はこれらを基
質金属とする合金を溶射して溶射被覆層を形成すること
が好ましい． しごき加工は，硬質の工具によって面を擦過することに
より，行う。この操作により，溶射面の凸部が凹部に移
行し，面の凹凸が激減する．更には．この操作によって
溶射面の微細凹凸が消去され，溶射面が撥水性を帯びる
結果，前述のようなメッキ液の浸透は阻止される．工具
の材料は広く選定できるが，溶射面を汚染させないとい
う観点から．硬質金属製，セラミソク製或いは溶射被覆
層表面の溶射金属と同系の材料を選ぶのがよい．しごき
加工は溶射被覆の健全性をメッキに先立って確認するた
めにも有用である。

この場合においても．溶射被覆層表面に施すメッキの種
類は用途目的に応じて選定され，また．溶射被覆層表面
に直接所定のメッキを施してもよいし，無電解或いは電
解方式によるニッケルメッキをまず施し．必要に応じて
これを研磨した上で所定のメッキを施してもよい． 本願第三の発明は．有機材料の表面に金属溶射被覆を施
し．次いでメッキを施すことにより表面の金属化を行う
方法において．有機材料の表面に金属溶射被覆を施した
後，メッキ施工に先立って溶射被覆層表面にショットピ
ーニング加工を施すことを特徴とする有機材料の金属被
覆方法を要旨とする。

この場合においても，ショットピーニング加工を施す対
象の溶射被覆層を形成する材料には，メッキを容易に行
うことができる金属材料．例えば．ｗ４，ニッケル．鉄
又はこれらを基質金属とする合金が使用される．溶射被
覆層は．これらの金属材料を有機材料表面に直接溶射し
て形成しても良いが，上記本願第一の発明のように，ま
ず，有機材料の表面に低融点金属を用いて５０℃以下の
温度で溶射被覆を施し．次いで．その上に，銅，ニッケ
ル，鉄又はこれらを基質金属とする合金を溶射して溶射
被覆層を形成することが好ましい．ショソトビーニング
加工は径が１鶴前後の鋼球或いはガラス球などによって
行うことができる。この加工により．面の凹凸は軽減し
ないが．表面に１８水性が備わり．メッキ液の浸透問題
が回避される．ショットビーニングを施した後の溶射被
覆層表面に施すメッキの種類は用途目的に応じて選定さ
れ．また．溶射被覆層に直接所定のメッキを施してもよ
いし，無電解或いは電解方式によるニッケルメッキをま
ず施し必要に応じてこれを研慶した上で所定のメッキを
施してもよい． 〔実施例〕 実施例１ 粗面に注型成形した９　１　０　×１　８　１　９　Ｘ
　２　０　（ｌｌｍ）の発泡フェノールボードの全面に
．常温アーク溶射機（パンメタルエンジリアリング■製
）を用いて．亜鉛・アルミニウム疑似合金を２０μ相当
量溶射し，初層を形成した．初層溶射直後における表面
温度は約３５℃であった．次に，その初層上に，上記と
同じ溶射機を用いて．ボードの主面を中心に亜鉛１５％
含有丹銅を１０μ相当量，溶射して第二層を形成し，更
にサージェント浴中にて，クロムメッキを０．５μ相当
量施した．この結果，亀裂．浮き．めくれ等の不健全部
がなく．且つ強固に基材に接合した金属被覆層を備え，
艶消し銀白色の外観を有する．耐擦過性，耐着火性，耐
候性の優れた軽量ボードを得ることができた．上記ボー
ドの金属被覆のプルアップ剥離試験を行ったところ．３
０〜１００ｋｇ／ａＪの剥離強度が測定され．また．剥
離状態はフェノールボード表層部の凝集破壊であった。

界面の剥離強度は，５０ｋｇ／ａｉ以上あるものと推定
される。

実施例２ ７５φＸ６００ｊ！（ｗ）のカーボン繊維強化エポキシ
樹脂円筒の外周面に．アルミナ研掃材によるブラスチン
グを施して粗面化し．実施例１と同じ設備にて，まず純
アルミニウムを５０μ相当量溶射して初層を形成した．
初層溶射直後の温度は約４５℃であった．次に，この初
層の表面をクロム酸系処理液にて不働態化させた後．実
施例ｌと同じ丹銅を２０μ相当置溶射積層して第二層を
形成した．次に．この被覆の表面を１２φ（ｎ）の鋼球
を先端に取付けた工具を走査させることによってしごき
加工した結果．表面粗さ（　Ｒ　ｓａｗ）が元の５０μ
から１０μまで減少し１且つ表面は光沢感を帯びると共
に１８水性となった。この上にスルファミン酸浴を用い
て７０μのニッケルメッキを施し．これを全金属厚が１
００μとなる迄研磨した後．更に５０μのグロムメッキ
を施し，３０μを残して鏡面に仕上げた。この結果．軽
量で寸法精度．剛性，耐久性の優れたロールシェルを得
ることができた。

実施例３ ２５φＸ１０００ｊ（ａｍ）のガラス繊維強化ポリエス
テル円筒の外周面に，エボキシ樹脂系粗面化塗料（大日
本塗料■製，商品名ブラスノン）を薄塗装したものに．
実施例１と同じ設備で３０μ相当量の純アルミニウムを
溶射して初層を形成し，その上に１０μ相当蟹の丹銅を
積層溶射して第二層を形成した。この面をｌｗｌφのガ
ラス球にてショソトピーニングして撥水性を付与した後
，光沢浴による２０μのニッケルメッキと．これに続い
て珪弗化浴による５μのクロムメッキを施した．この結
果，光沢惑のある梨地肌を有する銀白色の構造用軽量パ
イプを得ることができた。

実施例４ ｌＯφＸ１５００１（ｗ）のカーボン繊維強化エポキシ
樹脂円筒の外周面をブラスチングによって粗面化し．実
施例１と同じ設備で純アルミニウムを２０μ相当量溶射
して初層を形成し．次いで丹銅を１０μ相当量溶射被覆
して第二層を形成した．この表面に工具調製のロンドの
側面を擦過させて，しごき加工を施した後，スルファミ
ン酸浴によりニッケルを３０μメッキした。この結果，
渋みのある艶消し外観を有する剛性の高い軽璽シャフト
を得ることができた．なお，上記４例による製品を５０
℃．９５％ＲＨの恒温恒湿槽に入れて６ケ月間経時させ
．更に通常の大気条件まで乾燥させたものの金属被覆剥
離強度を測定したところ．実施例１では初期値の９３％
まで低下していたのに対し，実施例２，３．４では初期
強度５０ｋｇ／ａｊ以上が確保されると共に．これが９
８％以上にとどまっていた． 〔発明の効果〕 以上に説明したように，本願第一の発明は．有機材料の
表面に．まず．低融点金属を用いて５０℃以下の温度で
溶射被覆を施して初層を形成し，次いでこれに積層して
．銅．ニッケル．鉄又はこれらを基質金属とする合金を
溶射して第二層を形成し．その上にメッキを施す方法で
あるので．有機材料上に．亀裂，浮き，めくれ等の不健
全部を発生させることなく，金属被覆を施すことができ
，有機材料に対して強固に，例えば５０ｋ＋ｒ／一以上
の力で付着した金属被覆層を形成できるという効果を有
している． また，本願第二の発明は．溶射被覆層表面に対してメッ
キを施す前にしごき加工を施しているので．溶射被覆層
の凹凸を小さくすることができ．表面平滑なメッキ面を
得る場合の研磨代を少なくすることができ，また，溶射
被覆層に１ｎ水性が与えられる結果．メッキ液の残留が
なくなり，耐久性の優れた金属被覆層を形成できるとい
う効果を有している。

本願第三の発明は，溶射被覆層表面に対してメッキを施
す前にシ甘ソトビーニング加工を施しているので，溶射
被覆面にＩ０水性が与えられ，その結果メッキ液の残留
がなくなり，耐久性の優れた金属被覆層を形成できると
いう効果を有している． 代理人　弁理士　乗　松　恭　三

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機材料の表面に金属溶射被覆を施し、次いでメ
   ッキを施すことにより表面の金属化を行う方法において
   、まず、有機材料の表面に低融点金属を用いて５０℃以
   下の温度で溶射被覆を施して初層を形成し、次いでこれ
   に積層して、銅、ニッケル、鉄又はこれらを基質金属と
   する合金を溶射して第二層を形成し、その上にメッキを
   施すことを特徴とする有機材料の金属被覆方法。
2. （２）有機材料の表面に金属溶射被覆を施し、次いでメ
   ッキを施すことにより表面の金属化を行う方法において
   、有機材料の表面に金属溶射被覆を施した後、メッキ施
   工に先立って溶射被覆層表面にしごき加工を施すことを
   特徴とする有機材料の金属被覆方法。
3. （３）有機材料の表面に金属溶射被覆を施し、次いでメ
   ッキを施すことにより表面の金属化を行う方法において
   、有機材料の表面に金属溶射被覆を施した後、メッキ施
   工に先立って溶射被覆層表面にショットピーニング加工
   を施すことを特徴とする有機材料の金属被覆方法。