説明

めっき皮膜、およびめっき皮膜の形成方法。

【課題】金色外観を示すめっき皮膜を、高価なAuを用いず、かつ有色塗料の塗布等の煩雑な工程を経ることなく、表層のSnめっき膜により得る。
【解決手段】 表層めっき層として、Snイオン、および電解消費型添加剤を有する化合物を含むめっき液を用いて、Snを主成分とするめっき層を形成し、230〜350℃の温度にて熱処理を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はめっき皮膜、およびめっき皮膜の形成方法に関するものであり、特に金色外観を与えるめっき皮膜に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、装飾めっきの一種として、金色外観を与える装飾性の高いめっき皮膜を形成することが求められている。金色外観を得るにはAuめっき皮膜を形成することが望ましいが、Auは高価であるという課題がある。
【0003】
そこで、特許文献1には、高価なAuを使用することなく、金色外観を有するめっき皮膜を形成する方法が開示されている。すなわち、基材上に光沢Niめっき層を形成し、その上にAgまたはSnの白色めっき層を形成し、更にその上に金色の色調を与えるクリヤーラッカー等の塗料を用いて有色透明途膜を形成する方法が開示されている。この方法により、白色めっき層と有色透明途膜の相乗的作用により、金色外観を有する装飾膜をAuを用いずに得ることができる。
【特許文献1】特開平11−301190号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のようにクリヤーラッカー等の塗料を用いる場合、塗膜の厚みが均一でない場合、金色外観にムラが生じるという課題があった。また、均一な厚みの塗膜を形成するには、塗膜の形成工程が煩雑になるという課題があった。
【0005】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであって、金色外観を有するめっき皮膜を、安価にかつ簡便に得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そこで、本発明のめっき皮膜は、Auを含まず、また有色塗料も含むことなく、少なくとも表層部分のSnを主成分とするめっき層により、金色外観を与えるものである。
【0007】
すなわち、本発明は、基体上に形成された、少なくとも表層がSnを主成分とするめっき層であるめっき皮膜において、前記めっき皮膜の色度が、L*a*b*表色系において−5≦a*≦5、b*≧10を満たすことを特徴とするめっき皮膜である。
【0008】
また、本発明のめっき皮膜は、必要に応じて、Niを主成分とするめっき層を含んでいてもよい。
【0009】
本発明のめっき皮膜の形成方法は、以下の2つの形成方法により得られる。
【0010】
第1の形成方法は、Snイオン、および電解消費型添加剤を有する化合物を含むめっき液を用いて、Snを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。電解消費型添加剤としては、アルデヒド基を有する化合物が望ましい。
【0011】
第2の形成方法は、Niイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および[化1]に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも1種を含むめっき液を用いて、Niを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Niを主成分とするめっき層上にSnを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。
【0012】
【化1】

【発明の効果】
【0013】
本発明のめっき皮膜は、金色外観を有し、装飾性に優れるものである。また、Auを含まないため、非常に安価に得ることができる。さらに、本発明のめっき皮膜の形成方法によれば、有色塗料の塗布などの余計な工程を必要としないため、工程が簡便であり、かつ金色外観のばらつきが生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明のめっき皮膜について説明する。
【0015】
本発明のめっき皮膜は、基体上に形成された、少なくとも表層がSnを主成分とするめっき層であり、金色外観を示すものである。この本発明のめっき皮膜の色度は、L*a*b*表色系において、−5≦a*≦5、およびb*≧10を満たす。
【0016】
また、Snを主成分とするめっき層の下地として、必要に応じてNiを主成分とするめっき層を形成しても構わない。
【0017】
Niを主成分とするめっき層とSnを主成分とするめっき層は、それぞれNi、Snを主成分とするものであればよく、本発明の目的を損なわない限り、他の金属成分が入っていてもよく、また、他の金属との合金を形成していても構わない。
【0018】
また、Snを主成分とするめっき層と基体の間には、本発明の目的を損なわない限り、他の金属皮膜が存在しても構わない。また、基体の材質としては、本発明の目的を損なわない限り、特に限定されるものではない。
【0019】
次に、本発明のめっき皮膜の形成方法について説明する。一般に、Snめっき皮膜は白色または銀色であるが、本発明のめっき皮膜の形成方法によれば、表層がSnであるにもかかわらず金色外観を示す。
【0020】
第1の形成方法は、Snイオン、および電解消費型添加剤を有する化合物を含むめっき液を用いて、Snを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。
【0021】
まず、基体上に、Snを主成分とするめっき層を形成する。このSnめっきは、通電によってSnを析出させる電解めっき法により行う。
【0022】
Snめっき液中には、電解消費型添加剤が含まれている必要がある。ここでいう電解消費型添加剤とは、通電により析出金属が析出する際、同時に皮膜中に取り込まれる添加剤をいう。代表的なものに、アルデヒド基を有する化合物がある。アルデヒド基を有する化合物としては、ジメトキシベンズアルデヒド、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、クミンアルデヒド、P−アニスアルデヒドが好ましい。
【0023】
上記電解消費型化合物の出発素材としては、これらの塩を適宜選択することもできる。また、Snめっき液中のこれらの電解消費型化合物は、その一部がSnを主成分とするめっき層中に混入する。
【0024】
Snを主成分とするめっき層を形成した後、230〜350℃の熱処理を行うことにより、めっき皮膜が変色を起こし、L*a*b*表色系において−5≦a*≦5、b*≧10の色度となり、金色外観を示すようになる。熱処理温度が230℃未満であると、めっき皮膜の変色が不十分であり、350℃を超えると、めっき皮膜が黒色化する。また、熱処理時の酸素分圧は、所望の色度を得るうえで、1%〜大気圧程度が望ましい。さらに望ましくは、15〜20%がより好ましい。
【0025】
また、熱処理時には、Snを主成分とするめっき層上には、他の金属膜や塗膜などは、できる限り付着しないほうがよい。仮にこのような付着物があると、熱処理による変色が阻害される可能性が高い。また、熱処理温度は、好ましい金色外観を得るうえで、250〜270℃が望ましい。
【0026】
次に、第2の形成方法について説明する。第2の形成方法は、Snを主成分とするめっき層の下地としてNiを主成分とするめっき層を形成することが前提であり、Niを主成分とするめっき層の形成方法に特徴がある。
【0027】
第2の形成方法は、Niイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および[化1]に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも1種を含むめっき液を用いて、Niを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Niを主成分とするめっき層上にSnを主成分とするめっき層を形成する工程と、前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする。
【0028】
【化1】

【0029】
まず、被めっき物となる基体に、Niめっきにより、Niを主成分とするめっき層を形成する。このNiめっきは、電解Niめっきでもよいし、還元剤を用いた無電解めっきであってもよい。
【0030】
Niめっき液中には、上述の化合物が含まれている必要がある。具体的には、アミノカルボン酸としては、たとえば、グルタミン酸等があげられる。[化1]に示す官能基をもつ化合物としては、例えばサッカリン、1・5ナフタリンジスルホン酸などが使用可能である。これらの化合物は、出発素材として、それらの適切な塩を選択することもできる。また、Niめっき液中のこれらの化合物は、その一部が、Niを主成分とするめっき層中に混入する。
【0031】
以上のように、Niを主成分とするめっき層を形成した後、そのNiを主成分とするめっき層の上に、Snを主成分とするめっき層を形成するが、このSnめっき層の形成方法は、本発明の目的を損なわない限り、特に限定されるものではない。
【0032】
Snを主成分とするめっき層を形成した後、230〜350℃の熱処理を行うことにより、Niめっき層中の前記化合物の作用により、めっき皮膜が変色を起こし、L*a*b*表色系において−5≦a*≦5、b*≧10を満たす色度となり、金色外観を表すようになる。熱処理温度が230℃未満であると、めっき皮膜の変色が不十分であり、350℃を超えると、めっき皮膜が黒色化する。また、熱処理時の酸素分圧は、所望の色度を得るうえで、1%〜大気圧程度が望ましい。さらに望ましくは、15〜20%がより好ましい。
【0033】
また、熱処理時には、Snを主成分とするめっき層上には、他の金属膜や塗膜などができる限り付着してないほうがよい。仮にこのような付着物があると、熱処理による変色が阻害される可能性が高い。また、熱処理温度は、良好な金色外観を得るうえで、250℃〜270℃が望ましい。
【0034】
以上、本発明の金色外観を示すめっき皮膜の形成方法として、2つの方法について説明した。これら2つの方法は、めっき皮膜形成後に熱処理を行うという点で共通するが、第1の形成方法はSnめっき方法に特徴を有する一方、第2の形成方法はNiめっき方法に特徴を有するという点で相違する。このうち、いずれの形成方法を用いてもよい。また、両方の形成方法を同時に採用すると、b*の値が正方向にさらに大きくなり、より鮮明な金色外観を得ることができる。
【実施例】
【0035】
以下、本発明のめっき皮膜、およびその形成方法の実施例について説明する。
【0036】
[実施例1] 本実施例は、本発明の第1の形成方法を用いた場合の実施例である。試料は、Snめっき液、熱処理条件を変化させた試料番号1〜5の5種類を用意した。
【0037】
被めっき物となる基体として、5mm×5mm×0.3mmの板状のCu片を100個用意した。これらを給電端子と鉄製メディアを有する回転バレル中に投入し、表2に示したSnめっき液A、BまたはCに浸漬させた。めっき液A、BおよびCの成分については、表1に示す。
【0038】
次に、回転速度24rpm.で回転させながら、電流密度20A/m2にて40分間通電し、基体上に厚み約4μmのSnめっき皮膜を形成した。
【0039】
次いで、Snめっき皮膜を形成した基体を、表2に示す条件にて熱処理を施した。熱処理後のめっき皮膜の色度をミノルタ社製色彩色差計CR−241により測定した。結果を表2に示す。比較として、熱処理前のめっき皮膜の色度も併せて示す。
【0040】
【表1】

【0041】
【表2】

【0042】
全試料において、熱処理前の色度はそれぞれ大差なかったが、熱処理によりめっき皮膜に変色が生じ、その変色の大きさは試料によって差が生じた。試料番号1〜3の試料は、熱処理によって大きく変色し、特にb*が大きくなったことにより、金色外観を示した。試料番号4の試料は、熱処理温度が230℃未満であったため、十分な変色が生じなかった。また、試料番号5の試料は、Snめっき皮膜中に電解消費型添加剤が含まれていなかったため、熱処理を施しても十分な変色が生じなかった。
【0043】
[実施例2] 本実施例は、本発明の第2の形成方法を用いた場合の実施例である。試料は、Niめっき液、Snめっき液、熱処理条件を変化させた試料番号11〜16の6種類を用意した。
【0044】
被めっき物となる基体として、5mm×5mm×0.3mmの板状のCu片を100個用意した。これらを給電端子と鉄製メディアを有する回転バレル中に投入し、表5に示したNiめっき液に浸漬させた。Niめっき液の成分については表3に示す。
【0045】
次に、回転速度24rpm.で回転させながら、電流密度2A/m2にて45分間通電し、基体上に厚み約3.5μmのNiめっき皮膜を形成した。
【0046】
次いで、前記Niめっき皮膜を形成した基体を表5に示すSnめっき液に浸漬させた。Snめっき液の成分については表4または表1に示す。そして、回転速度24rpm.で回転させながら、電流密度2A/m2にて40分間通電し、厚み約4μmのSnめっき皮膜を形成した。
【0047】
次に、Niめっき層およびSnめっき層の形成された基体を、表5に示す温度、酸素分圧により、熱処理を施した。熱処理後のめっき皮膜の色度をミノルタ社製色彩色差計CR−241により測定した。結果を表5に示す。比較として、熱処理前のめっき皮膜の色度も併せて示す。
【0048】
【表3】

【0049】
【表4】

【0050】
【表5】

【0051】
全試料において、熱処理前の色度はそれぞれ大差なかったが、熱処理により変色が生じ、その変色の大きさは試料によって差が生じた。試料番号11〜13の試料は、熱処理によって大きく変色し、特にb*が大きくなったことにより、金色外観を示すようになった。試料番号14の試料は、Niめっき液中に必要な有機化合物が含まれていなかったため、十分な変色が生じなかった。また、試料番号15の試料は、熱処理温度が230℃未満であったため、十分な変色が生じなかった。なお、試料番号16の試料は、さらにSnめっき液が電解消費型添加剤を含んでいたため、より金色の鮮やかな皮膜が得られた。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
基体上に形成された、少なくとも表層がSnを主成分とするめっき層であるめっき皮膜において、
前記めっき皮膜の色度が、L*a*b*表色系において−5≦a*≦5、b*≧10を満たすことを特徴とする、めっき皮膜。
【請求項2】
少なくともNiを主成分とするめっき層を含む、請求項1に記載のめっき皮膜。
【請求項3】
請求項1または2に記載のめっき皮膜の形成方法であって、
Snイオン、および電解消費型添加剤を有する化合物を含むめっき液を用いて、Snを主成分とするめっき層を形成する工程と、
前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする、めっき皮膜の形成方法。
【請求項4】
前記電解消費型添加剤が、アルデヒド基を含む、請求項3に記載のめっき皮膜の形成方法。
【請求項5】
請求項2に記載のめっき皮膜の形成方法であって、
基体上に、Niイオン、ならびに、アミノカルボン酸、アミノアルコール、および[化1]に示される官能基を有する化合物から選ばれる少なくとも1種を含むめっき液を用いて、Niを主成分とするめっき層を形成する工程と、
前記Niを主成分とするめっき層上に、Snを主成分とするめっき層を形成する工程と、
前記Snを主成分とするめっき層を形成した後に、230〜350℃の温度にて熱処理する工程とを備えることを特徴とする、めっき皮膜の形成方法。
【化1】


【公開番号】特開2007−84857(P2007−84857A)
【公開日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−272486(P2005−272486)
【出願日】平成17年9月20日(2005.9.20)
【出願人】(000006231)株式会社村田製作所 (3,635)
【Fターム(参考)】