JPH11323594A - メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置 - Google Patents

メッキ製品並びにその製造方法およびその製造装置

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JPH11323594A JP13182498A JP13182498A JPH11323594A JP H11323594 A JPH11323594 A JP H11323594A JP 13182498 A JP13182498 A JP 13182498A JP 13182498 A JP13182498 A JP 13182498A JP H11323594 A JPH11323594 A JP H11323594A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のメッキよりもそのメッキが材料表面か
ら剥離しにくいようにしたメッキ製品を提供する。 【解決手段】 材料の表面に、開口幅が5〜100μ
m、深さがメッキ層厚さTの0.1〜0.9T、かつ、
材料の表面と成す角度が30度以上150度以下の範囲
である複数個の溝を形成するとともに、この溝の外側に
これに沿って高さがメッキ層厚さTの0.1〜0.9T
である土手部を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属または非金属
の材料の表面をメッキして成るメッキ製品並びにその製
造方法およびその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属あるいは非金属の材料の表面
をメッキする場合、材料と薄層金属(以下「メッキ」と
いう)との密着性を高める目的で、メッキをする前に材
料の表面に微細な窪みを形成することが行われており、
その窪みの形成方法としては、材料に微細な粉体粒子を
投射するようにしたものや、ある溶液に溶けやすい分子
レベルの物質または微細な粒子を前もって材料の表面近
くに埋め込んだり混在させて、メッキ前にその溶液でそ
の物質または粒子を溶かするようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の窪み形成方法のうち前者では、微細な粉体粒子と
して数十μmから数百μmの大きさの粒子が使われるた
め、微細窪みは粉体の衝突による塑性変形または切削に
よって形成される。すなわち、図2(a)に示すよう
に、粒子が材料の表面にほぼ直角に衝突して形成される
塑性変形が主体の窪みと、図2(b)に示すように、粒
子が材料の表面に対して鋭角の入射角で衝突して形成さ
れる切削が主体の窪みとがある。しかし、これら窪み
は、惑星に隕石が衝突したような外に開いた形状をして
いるため、この表面にメッキをした場合、材料表面に対
するメッキの密着性は、メッキそれ自体の密着力と、メ
ッキが被覆される材料表面の凹凸による抵抗と、密着面
積の広狭で決まる。そのため、材料表面に対するメッキ
の密着性においては、材料表面と平行する方向に力が働
く場合には、メッキ自体の密着力ばかりでなく、材料表
面の凹凸による抵抗と密着面積の広さに対応した抵抗力
(耐剥離性)が生じるが、材料の表面にほぼ直角に力が
働く場合には、メッキ自体が持つ密着力によるものだけ
であり、材料表面の凹凸による抵抗と密着面積の広さは
あまり寄与せず、この結果、打撃のような機械的に大き
な力が作用したときには、その部分に微細な剥離現象が
発生し、さらに、繰り返しの力が作用するとやがて剥離
が成長し、メッキが材料から剥離してしまう問題があっ
た。
【0004】一方、後者では、材料表面の微細窪みの大
きさや深さは、埋め込まれ等された物質または粒子の大
きさで決まるが、2〜3μm以下の小さなものであり、
しかも、この微細窪みの上端開口部の大きさは、図3
(a)に示すように、窪みの大きさが比較して小さいも
のもある。そのため、メッキをしたときにメッキがその
窪みに入り込みにくく、図3(b)に示すように、メッ
キが窪みの上端開口部を塞ぐだけであり、これに伴っ
て、材料表面に対するメッキの密着性は、メッキ自体の
密着力によるものだけとなり、この結果、機械的に大き
な力が働くと、特に、材料の表面にほぼ直角に力が働く
場合には、その部分が剥離しやすい問題があった。
【0005】本発明は上記の問題を解消するためになさ
れたもので、その目的は、従来のメッキよりもそのメッ
キが材料表面から剥離しにくいようにしたメッキ製品並
びにその製造方法およびその製造装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項1の発明におけるメッキ製品は、金属または
非金属の材料の表面をメッキして成るメッキ製品におい
て、前記材料の表面に、開口幅が5〜100μm、深さ
がメッキ層厚さTの0.1〜0.9T、かつ、前記材料
の表面と成す角度が30度以上150度以下の範囲であ
る複数個の溝を形成するとともに、この溝の外側にこれ
に沿って高さが前記メッキ層厚さTの0.1〜0.9T
である土手部を形成したことを特徴とする。
【0007】また、請求項4の発明におけるメッキ製品
の製造方法は、金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成るメッキ製品を製造する方法であって、厚さ3〜
95μmの切刃を前記材料の表面に対して角度30度以
上150度以下の範囲で傾けた状態にして前記材料の表
面に突き刺した後これらを相対的に移動して、前記材料
の表面に、開口幅が5〜100μm、深さがメッキ層厚
さTの0.1〜0.9Tまたは2〜18μmでありかつ
前記材料の断面から見て相互に非平行にである複数個の
溝と、高さが前記メッキ層厚さTの0.1〜0.9Tま
たは2〜18μmである前記溝の土手部とを形成し、そ
の後前記溝および前記土手部の形成された材料における
前記溝および土手部を含む表面をメッキで被覆するよう
にしたことを特徴とする。
【0008】また、請求項7の発明におけるメッキ製品
の製造装置は、金属または非金属の材料の表面をメッキ
して成るメッキ製品を製造するに当たり、前記材料の表
面に溝および溝の土手部を形成する装置であって、厚さ
3〜95μmの切刃の基部を、前記材料の表面に対して
角度30度以上150度以下の範囲で傾けて保持する保
持手段と、前記材料を固定する材料固定手段と、前記保
持手段および前記材料固定手段のうち少なくとも一方を
昇降させる昇降手段と、前記保持手段および前記材料固
定手段のうち少なくとも一方を前記切刃の刃の向き方向
へ移動させる第1移動手段と、前記保持手段および前記
材料固定手段のうち少なくとも一方を前記材料の表面に
沿って移動させる第2移動手段と、を具備したことを特
徴とする。
【0009】
【発明の実施の態様】上記の発明においては、前記溝の
開口幅が5μm未満では、メッキの分子同士の結合力
が、メッキの分子と材料の分子との結合力または重力よ
りも大きくなって、メッキが材料の溝内に入り込むこと
ができず、メッキと材料との間でアンカー部として作用
する部分が生成されず、また開口幅が100μmを越え
ると、メッキが溝に入り込むが、溝内の密着部分をアン
カー部として作用する効果の点から見ると、材料表面に
溝のない状態で被覆される状態に近く、従来法によると
同様の結果で密着性も従来法に近い。
【0010】また、前記溝の深さおよび溝の土手部の高
さがメッキ層厚さの0.1倍未満では、メッキの接触面
における剪断力が特に弱く、いわゆるアンカー効果が小
さい。また、溝の深さおよび溝の土手部の高さがメッキ
層厚さを越えると、メッキが溝に入り込むが、土手部の
高い部分ではメッキ層が薄く、メッキの厚さが不均一に
なり、その部分のメッキ自体の結合力が弱く、しかも溝
内の密着部分がアンカー部として作用する効果があって
も、メッキ層は破損し易い。
【0011】一般的にメッキ層厚さは10μm程度から
20μm程度が多く、この場合、溝は2〜18μmの深
さでかつ材料の表面と成す角度が30度以上150度以
下の範囲であれば良好なメッキ層が得られる。ここでい
うアンカー部とは、図4に示すように、溝の開口の縁か
ら材料表面に垂直に引いた縁から反開口側に入り込んだ
部分の凹みaをいう。また、b寸法は溝の深さ、c寸法
は溝の土手部の高さを表す。
【0012】なお、アンカー部として作用する溝および
溝の土手部は、材料の表面で見て格子状であっても、菱
形状であっても、そのアンカー部として作用する効果は
変わらない。ただし、隣接する2本の溝は、図4に示す
ように、材料の断面で見た場合に互いに外側に向かって
開くか、または逆に互いに内側に向かって閉じているこ
とが望ましく(図示せず)、要は隣接する2本の溝は、
材料の断面において平行して延びないようにする。ま
た、溝および溝の土手部は、直線状でも曲線状でも、ま
たはこれらの延びる状態を組み合わせた状態のものでも
よい。また、溝の深さおよび溝の土手部の高さは、一定
にせず所定範囲内で変化させてもよい。
【0013】なおまた、溝の深さと溝の土手部の大きさ
は、溝の深さに対して土手部の高さが低い方が好まし
い。また、その溝および溝の土手部の成形手段、すなわ
ち切刃としては、ある程度の大きさの剛体性を有するも
のであって、例えば剃刀状のもの、レコード針状あるい
は狭い幅の帯板、所要の厚さと直径を有する回転ディス
ク型切刃が好ましく、この切刃を所要大きさの力で材料
の表面に押圧して移動しながら切るかあるいは削るよう
にする。
【0014】
【実施例】本発明の効果を確認するために、10×60
×1(mm)のアルミ板の表面を、各種の方法で粗面化
した後、その粗面化した表面を銅メッキして多数枚の試
験片を作り、各試験片について両振り疲労試験(屈曲繰
り返し試験)を10回行い、その場合に被覆したメッ
キの剥離個所の有無についてチェックを行い、その結果
を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】表1に示すように、化学エッチングで粗面
化した試験片では、全枚数の試験片の65%以上に何ら
かの剥離が生じた。また、大きさ0.8mmのショット
を速度70m/sで投射して表面粗さ60μmに粗面化
した試験片では、全枚数の試験片の55%以上に何らか
の剥離が生じた。また、大きさ0.2mmのショットを
速度30m/sで投射して表面粗さ12μmに粗面化し
た試験片では、全枚数の試験片の45%以上に何らかの
剥離が生じた。これに対して、アルミ板の表面に対して
角度30度以上150度以下の下、図4に示すような溝
の形状で単位長さ当たりの本数を20本でアルミ板表面
に回転ディスク型切刃により、アルミ板の表面に溝(開
口10μm、深さ8μm、土手の高さ4μm)を格子状
に生成した後、メッキして試験片を作った。
【0017】本試験による場合、剥離したものは全枚数
の試験片の5%以下であった。したがって、表1から、
図4に示すように、材料の表面に先端が材料に食い込ん
だ(図中のa)アンカー部として作用する多数の溝mお
よび溝の土手部nを設けると、メツキが剥離しにくいこ
とが分かる。また、他の試験で、溝および溝の土手部を
曲線状にした場合、またはこれらの延びる状態を組み合
わせた場合、さらに溝の深さおよび溝の土手部の高さを
所定範囲内で変化させた場合でも、同様の結果が得られ
た。
【0018】次に、材料Mの表面に切刃として回転ディ
スク型切刃を押圧しながら移動して、その表面を粗面化
する装置の実施例について図面に基づき詳細に説明す
る。図1に示すように、材料Mの表面に溝および溝の土
手部を形成する装置は、回転ディスク型切刃1を、前記
材料の表面に対して角度30度以上150度以下の範囲
で傾けて保持する保持手段2と、前記材料Mを固定する
材料固定手段3と、前記保持手段2を昇降させる昇降手
段としての下向きの電動式シリンダ4と、電動式シリン
ダ4および前記保持手段2を前記回転ディスク型切刃1
の刃の向き方向へ移動させる第1移動手段5と、前記材
料固定手段3を前記材料Mの表面に沿って移動させる第
2移動手段6としての前記材料固定手段3を水平移動さ
せる移動機構7と、前記保持手段2を前記材料の表面に
沿って移動させる第2移動手段6としての前記保持手段
2を水平回転させる水平回動機構11とで構成してあ
る。
【0019】そして、前記回転ディスク型切刃1は前記
保持手段2に装着されたエアモーター8で回転するよう
になっている。また、前記材料固定手段3は前記移動機
構7を介在させてC字状のコラム9の空洞内の下部に装
着してある。また、前記電動式シリンダ4には、これに
かかる反力を検知して回転ディスク型切刃1の材料Mへ
の押圧力を制御する指令を出す制御手段としてのコント
ローラ10が電気的に接続してある。また、前記第1移
動手段5は前記水平回動機構11を介在させて前記コラ
ム9の空洞内の上部に装着してある。
【0020】次に、このように構成した装置を用い、メ
ッキ製品の材料Mの表面をメッキ前に粗面化する手順に
ついて説明する。まず、材料Mを材料固定手段3に固定
し、続いて、エアモーター8に圧縮空気を供給して回転
ディスク型切刃1を回転させ、さらに、電動式シリンダ
4を伸長作動してコントローラ10の管理の下に回転デ
ィスク型切刃1、エアモーター8、保持手段2等を下降
させ、回転ディスク型切刃1を材料Mの表面に所要大き
さの力で押圧する。次いで、回転ディスク型切刃1、エ
アモーター8等を第1移動機構5により回転ディスク型
切刃1の回転方向へ移動させて材料Mの表面を切削しそ
の表面に溝を形成する。
【0021】回転ディスク型切刃1の刃が材料Mから離
れあるいは所要距離移動した時点で、電動式シリンダ4
を収縮作動して回転ディスク型切刃1、保持手段2等を
上昇させ、回転ディスク型切刃1を材料Mから引き離
し、続いて、移動機構7により材料Mを所定方向へ移動
させる。さらに、必要に応じて保持手段2、回転ディス
ク型切刃1等を水平回動機構11により水平回転させ
る。こうして、回転ディスク型切刃1の移動に伴い、材
料Mが削られて溝が形成されると同時に、材料Mが回転
ディスク型切刃1により押し上げられて土手部が形成さ
れる。
【0022】以上の作動を繰り返すことにより、材料M
の表面に対して角度30度以上150度以下の範囲で傾
斜する溝と、この溝の外側にこれに沿う土手部とを、材
料Mの表面に同時に形成することができるとともに、格
子状または菱形状に設けることができる。こうして表面
に多数本の溝と溝の土手部を設けた材料の表面をメッキ
すると、そのメッキの一部が溝に進入してアンカー部と
して作用し、これにより所望の耐剥離性を有するメッキ
製品を得ることができる。
【0023】なお、上記の実施例では、回転ディスク型
切刃1をエアモーター8で回転させているが、電動モー
ターで回転させるようにしても同様の作用効果が得られ
るのはもちろんである。また、上記の実施例では、昇降
手段として電動式シリンダ4を用いているが、これに限
定されるものではなく、例えば油圧シリンダでもよい。
また、上記の実施例では、前記保持手段2および前記材
料固定手段3のうち少なくとも一方を前記材料の表面に
沿って移動させる第2移動手段6として、前記材料固定
手段3を前記材料Mの表面に沿って移動させる移動機構
7と、前記保持手段2を水平回転させる水平回動機構8
と、で構成してあるが、これら移動機構7および水平回
動機構8のうち一方を設ければよい。
【0024】
【効果】以上の説明から明らかなように本発明は、材料
の表面に、開口幅が5〜100μm、深さがメッキ層厚
さTの0.1〜0.9T、かつ、前記材料の表面と成す
角度が30度以上150度以下の範囲である複数個の溝
を形成するとともに、この溝の外側にこれに沿って高さ
が前記メッキ層厚さTの0.1〜0.9Tである土手部
を形成したから、そのメッキの一部が溝に進入してアン
カー部として作用するため、従来のメッキよりもそのメ
ッキが材料表面から剥離しにくいなどの優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す一部断面正面図であ
る。
【図2】従来の材料表面の粗面化法について説明するた
めの概略正面図である。
【図3】従来の材料表面の粗面化法について説明するた
めの概略正面図である。
【図4】本発明によって形成された溝および溝の土手部
について説明するための概略正面図である。
【符号の説明】
1 回転ディスク型切刃 2 保持手段 材料固定手段 4 電動式シリンダ 5 第1移動手段 6 第2移動手段 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 浩昭 愛知県豊川市穂ノ原3−1新東工業株式会 社豊川製作所内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
    して成るメッキ製品において、前記材料の表面に、開口
    幅が5〜100μm、深さがメッキ層厚さTの0.1〜
    0.9T、かつ、前記材料の表面と成す角度が30度以
    上150度以下の範囲である複数個の溝を形成するとと
    もに、この溝の外側にこれに沿って高さが前記メッキ層
    厚さTの0.1〜0.9Tである土手部を形成したこと
    を特徴とするメッキ製品。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のメッキ製品において、
    前記溝の深さおよび前記土手部の高さが2〜18μmで
    あることを特徴とするメッキ製品。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のメッキ製品において、
    前記溝の深さおよび前記土手部が前記材料の表面におい
    て直線状または曲線状であることを特徴とするメッキ製
    品。
  4. 【請求項4】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
    して成るメッキ製品を製造する方法であって、厚さ3〜
    95μmの切刃を前記材料の表面に対して角度30度以
    上150度以下の範囲で傾けた状態にして前記材料の表
    面に押圧した後これらを前記材料の表面に沿って相対的
    に移動して、前記材料の表面に、開口幅が5〜100μ
    m、深さがメッキ層厚さTの0.1〜0.9Tまたは2
    〜18μmでありかつ前記材料の断面から見て相互に非
    平行にである複数個の溝と、高さが前記メッキ層厚さT
    の0.1〜0.9Tまたは2〜18μmである前記溝の
    土手部とを形成し、その後前記溝および前記土手部の形
    成された材料における前記溝および土手部を含む表面を
    メッキで被覆するようにしたことを特徴とするメッキ製
    品の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項4に記載のメッキ製品の製造方法に
    おいて、前記切刃または前記材料の移動が、直線状もし
    くは曲線状、または、これらを組み合わせた状態である
    ことを特徴とするメッキ製品の製造方法。
  6. 【請求項6】請求項4に記載のメッキ製品の製造方法に
    おいて、前記切刃の押圧力を所定範囲内で変化させて前
    記溝の深さおよび前記溝の土手部の高さを変えることを
    特徴とするメッキ製品の製造方法。
  7. 【請求項7】 金属または非金属の材料の表面をメッキ
    して成るメッキ製品を製造するに当たり、前記材料の表
    面に溝および溝の土手部を形成する装置であって、厚さ
    3〜95μmの切刃1の刃面を、前記材料の表面に対し
    て角度30度以上150度以下の範囲で傾けて保持する
    保持手段2と、前記材料を固定する材料固定手段3と、
    前記保持手段2および前記材料固定手段3のうち少なく
    とも一方を昇降させる昇降手段4と、前記保持手段2お
    よび前記材料固定手段3のうち少なくとも一方を前記切
    刃1の刃の向き方向へ移動させる第1移動手段5と、前
    記保持手段2および前記材料固定手段3のうち少なくと
    も一方を前記材料の表面に沿って移動させる第2移動手
    段6と、を具備したことを特徴とするメッキ製品の製造
    装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のメッキ製品の製造装置
    において、前記切刃を材料表面に対して一定にまたは所
    定範囲内で変化させて押圧すべく制御手段10を備えた
    ことを特徴とするメッキ製品の製造装置。
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