JPH11323594A

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

Info

Publication number: JPH11323594A
Application number: JP13182498A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kato; 仁加藤; Kunio Ota; 訓郎太田; Hitoshi Rokutanda; 等六反田; Hiroaki Suzuki; 浩昭鈴木
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-14
Also published as: JP3452183B2

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１０^４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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。