JPH0266193A - ステンレス色めっき方法 - 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】 〈産業上の利用公費〉 本発明は、ステンレス色を呈するめっきを施すことがで
きるめっき方法に関し、特に装飾性、耐食性等が要求さ
れる物品に適用して好適なものである。

〈従来の技術〉 一般に、ステンレスはその名の示す通り、鉄に比べて錆
にりく、比較的長期に亘って変化しないという特長があ
るため、構造材、装飾用途などに広く使用されている。

ところが、ステンレス材は、一般にプレス等により加工
されるので、単純形状物や細長の形状物の用途には適す
るが、複雑な形状のものや肉厚なものの用途にはあまり
適さないという問題がある。そこで、このようなステン
レス加工材とともに肉厚なものあるいは複雑な形状のも
のを併用する場合には、加工性のよい亜鉛ダイカスト等
のダイカスト品を用いることが多い。特に、自動車等の
部品数の多い装置２機械においては、ステンレス品とダ
イカスト品とを並べて用いることが多い。なお、かかる
ダイカスト品は、そのままでは耐食性、耐摩耗性、装飾
性に劣るので通常はクロムめっき等を施して使用されて
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述したようにステンレス品と例えばダイカスト品とも
併用する場合、ステンレスのやや黄色みをおびた金属色
と例えばクロムめっきの青白い金属色とは明らかに異な
るので、両者の接合部分に違和感があり装飾性に劣ると
いう問題がある。

これら両者の色の違いを色彩計（ミノルタ社製１ｃＲ２
００）で測定して確かめたところ、クロムめっきにおい
ては１７５〜７６゜ａ　−１〜−２、ｂ”　Ｏ〜０．５
の値であり、実際のステンレス品の１６５〜７５．ａ”
−０，５〜−２，ｂ”３．０〜６．０という値と待にビ
、ｂｍにおいて大幅に異っていた。なお、ここでビは明
るさを表し、数値が大きい程明るいことを示す。また、
ａｌは赤と緑の程度を表し、数値が大きい程赤いことを
示し、ｂ″は黄と青の程度を表し、数値が大きい程黄色
いことを示す。

かかる問題を解決するためにステンレス色に近い色を呈
するめっきを得ようとする研究が行われ、５ｎ−Ｃｏ系
合金めっき法や５ｎ−Ｎｉ系合金めっき法等が提案され
ている。しかしながら、これらの改良めっきもステンレ
ス色とはかなり異なり、且つＣｒ系のめっきと比べて耐
摩耗性が劣るという欠点を有している。

本発明はこのような事情に鑑み、従来のクロムめっきと
同等の耐食性、ｒｒ４摩耗性を有し且つステンレス色に
近い色を呈するめっきを得ることができろステンレス色
めっき法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明のステンレス色めっき方法は
、３価クロム塩の他、オキシカルボン酸若しくはその塩
とホウ酸とスルファミン酸塩とフッ化物とを含有する水
溶液をめっき浴とし、鉄・ニッケル系フェライトを陽極
として電気めっきをすることを特徴とする。

本発明にかかるめっき方法では、３価クロム源として、
塩基性硫酸クロム、＊酸クロムアンモニウム、クロムミ
璽つバン、塩化り四ム等の３価り四ム塩が使用可能であ
る。この３価クロム塩は、Ｃｒ３＋とじて１０〜３０　
ｇ／ｌの範囲にあることが好ましい。このクロム濃度が
１０　ｇ／１未満であると浴の安定性がなくなりクロム
の析出が生じにくくなり、一方、３０　ｇ／ｌをこえる
とそのり胃ム量に見合った多量の錯化剤が必要となって
浴濃度が高（なりすぎて管理が困難になると共にめっき
面に斑状のしまが生成したゆこげが発生したりし、共に
好ましくない。

本発明では、クロムと共にめっき面に析出する元素の生
成比をコントロールする錯化剤としてオキシカルボン酸
若しくはその塩を使用する。このオキシカルボン酸若し
くはその塩としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸。

乳酸、グリコール醜、並びにこれらの塩を挙げることが
できる。本発明者らは、オキシカルボン酸若しくはその
塩を用いた場合のみ、ステンレス色が発現することを確
認している。

そして、このオキシカルボン酸若しくはその塩の濃度は
、Ｃｒ”の量に対してモル比で１．１〜１．５倍の範囲
にあることが好ましい。オキシカルボン酸若しくはその
塩が１．１未満であればＣｒ”Ｏ錯化が不十分となって
浴が安定せず、生成しためっき皮膜の色がステンレス色
から外れて黒っぽくなり、一方、１．５倍をこえてもス
テンレス色は得られるが添加量の著しい増加に伴い粘度
が上昇して操業が困難となると共にコスト高となり、共
に好ましくない。

本発明ではこの他、ホウ酸、スルファミン酸塩及びフッ
化物等を含有させてめっき浴とするが、これらの成分も
原則としてはＣｒ３＋の添加量に応じて適宜調整すれば
よい。以下に各成分の作用を説明する。

ホウ酸はめっき浴の寿命に影響を与えると共にｐＨの変
動を小さ（するバッファ剤としての働きをするものであ
り、１０　ｇ／Ｉ〜６０ｇ／ｊのＩＩ！囲で添加するの
が好ましい。これは、１０　ｇ／Ｉ未満では、浴のｐＨ
が変化しすぎて安定せず、めっき皮膜にやけが生じ易く
なる一方、６０ｇ／Ｉをこえると、めっき皮膜の色調が
黒っぽくなりステンレス色から外れてしまう傾向にある
からである。

スルファミン酸塩は、浴の電導度を向上させろと共に光
沢剤としての働きをするものである。このスルファミン
酸塩としては、スルファミン酸アンモニウム、スルファ
ミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム等を挙げる
ことができ、その好ましい濃度範囲は３０〜１５０　ｇ
／ｌである。３０　ｇ／１未満では電導度が低いため、
めっき浴の温度が上昇し、皮膜に黒いすし状の斑点が発
生した９色調が黒っぽくなったりし易くなり、さらには
やけが生じ易くなり、好ましくない。また、１５０ｇ／
１以上では浴粘度が高くなりすぎて操業が困難となり好
ましくない。

フッ化物はめっき皮膜のつき廻りをよくする作用があり
、このフッ化物としてはフッ化ナトリウム、フッ化アン
モニウム、フッ化カリウム等が使用可能である。また、
フッ化物の好ましい濃度範囲は２〜１０　ｇ／ｌである
。

２　ｇ／１未満ではめっきのつき廻りが悪く、皮膜厚さ
が不均一になり易くなり、一方、１０ｇ／ｊをこえると
フッ化物による被めっき材の腐食や陽極材の消耗等の問
題が発生し易くなり、共に好ましくない。

本発明では、以上述べたようなめっき浴を用いると共に
、電気めっきの陽極として鉄・ニッケル系のフェライト
電極を使用することが必須要件となる。

すなわち、本発明においては、上述したように３価クロ
ム塩；オキシカルボン酸若しくはその塩；ホウ酸；スル
ファミン酸塩並びにフッ化物を含有するめっき浴からク
ロムが析出すると同時にフェライト陽極（アノード）か
ら微量の鉄やニッケルが溶出することによす、ステンレ
スと同様なりロムー鉄−ニッケルの３元合金のめっき皮
膜となり、ステンレスに極めて近い色となるものと思わ
れる。なお、通常、クロムめっきに用いられろ鉛電極や
炭素電極、あるいは不溶性の白金めっき・チタン電極等
を使用して３価クロムめっきを行うと、６価クロムが生
成して浴寿命を短かくしてしまうという問題も生じ、ま
た、廃液処理が大変となる。

さらに、本発明においては、めっき浴のｐＨを２〜７と
比較的広い範囲で使用することができる。また、めっき
浴の温度も比較的広い範囲で使用することができ、２０
〜５０℃の範囲内であれば、はぼ一定の色彩のめつき面
を得ることができる。

また、本発明においては、めっき時の電流密度（ＤＫ）
も広い範囲内で設定することができ、５〜３０Ａ／ｄｍ
”程度の条件ではめつき面の色彩にはほとんど差がみら
れないので、大きな浴槽でめっきする上からも好ましい
。

一方、本発明においては、めっき浴内にＺｎイオンが不
純物として入ってくると好ましくなく、例えば１ｇ／Ｉ
以上混入してくるとめっき面が黒（なるなどの不都合が
生じるので注意を要する。

本発明方法によると、従来のクロムめっきでは到底出す
ことのできなかったステンレスに近い色を出すことがで
き、本発明方法によってめっきを施したものとステンレ
ス品との間には色の不一致による違和感が生じなくなる
。さらに、本発明方法によるめっきは、クロムめっきで
あるため、耐食性、耐摩耗性も従来のクロムめっきと同
等であるので、耐食性、耐摩耗性２強度等が要求される
用途にも充分適用でき、その工業的価値は大きい。

く実　施　例〉 以下に本発明の好適な実施例を示す。

（実施例１） 硫酸クロムアンモニウム１００　ｇ／　ｌ　（Ｃｒ”と
して１０．８　ｇ／ｊ　）　、クエン酸ナトリウム７５
　ｇ／Ｉ　、ホウ酸３０　ｇ／ｌ　、スルファミン酸ア
ンモニウム７５　ｇ／Ｉ及びフッ化ナトリウム８　ｇ／
ｌの割合で建浴し、硫酸、アンモニア水でｐＨを３．９
に調整してめっき浴とした。

このめっき浴に、Ｆａ−Ｎｉフェライト（ＴＤＫ社製）
を陽極として用い、予めＮｉめっきを１０μｍの厚さで
施した真ちゅう板及びＮｉめっきを２０μｍの厚さで施
した亜鉛ダイカストの両サンプルを陰極としてこれらに
めっきを施した。このとき何れにおいても、浴温を３０
℃、電流密度（ＤＫ）を２０Ａ／ｄ♂とし、めっき時間
を５分間とした。

このようにして形成されためっき品は、ステンレスに非
常に近い色彩を呈するものであったが、確認のため、色
彩計（ミノルタ社製；ＣＲ２００ｉ以下同じ）を用いて
色彩値を測定したところ、第１表に示すように、実際に
用いられているステンレス（ステンレスモール、ステン
レス板）に非常に近い値を示した。

なお、ステンレスモールの値は自動車の外装に使用され
ている新品のモールや使用中のモールについて測定した
ものであり、５ＵＳ３０４゜ＳＵＳ　３１６及び５ＴＪ
Ｓ４３０の値は、新品のステンレス板について測定した
ものである。

また、比較のため、従来から用いられている６価クロム
めっき品、その改良品として市販されている５ｎ−Ｃｏ
系めっき及び５ｎ−Ｎｉ系めっきによるめっき品につい
ても色彩値を測定した。なお、これらの値は、併せて第
１表に示すが、ＬＺ　ａ　ｊ　ｂ’″のすべてについて
ステンレスに近い値を示すものはなかった。

なお、実施例１のめっき皮膜を、ＪＩＳ　Ｄ　０２０１
で規定されたＣＡＳＳ試験に供し、８時間で３サイクル
の条件で評価したところ、全く腐食の進行はみられなか
った。

（実施例２） 実施例１と同様の組成のめっき浴を用い、電流密度を３
０　Ａ　／　ｄｍ２とした以外は実施例１と同様な真ち
ゅう板及び亜鉛ダイカストにめっきを施したところ、実
施例１と同様にステンレス様の色彩を呈するめっきが施
された。

なお、これらの色彩値も第２図に示すように実施例１の
ものとほとんど同じであった。また、耐食性について同
様に評価したところ、腐食は全く認められなかった。

第２表 フ化ナトリウム１０　ｇ／Ｉの割合で建浴し、硫酸、ア
ンモニア水でｐＨを３．９に調整してめっき浴とした。

このめっき浴で、実施例１と同様な陽極を用いて実施例
１と同様な真ちゅう板及び亜鉛ダイカストにめっきを施
したところ、実施例１と同様にステンレス様の色彩を呈
するめっきが施された。なお、これらの色彩値も、第３
表に示すように実施例１のものとほとんど同じであった
。また、耐食性についても同様に評価したところ、腐食
は全く認められなかった。

（実施例３） 硫酸クロムアンモニウム５０　ｇ、／ｌ　、クエン酸ナ
トリウム７０　ｇ／ｌ　、ホウ酸２０　ｇ／ｊ　。

スルファミン酸アンモニウム５０　ｇ／ｌ　、フ（実施
例４） 硫酸クロムアンモニウム１２０　ｇ／ｌ　（Ｃｒ３＋ト
シｒ　１３．０　ｇ／ｌ　）　、　ｒｍ石酸４２ｇ／ｊ
、ホウ５１１３０　ｇ　／　ｊ　ｐスルファミン酸カリ
ウム６０ｇ／ｌ、フッ化カリウム８　ｇ／Ｉを用いてめ
っき浴を建浴した。

このめっき浴で、実施例１と同様な陽極を用い、浴ｍ４
０℃、電流密度２０　Ａ／　ｄｒｎ’の条件で、実施例
１と同様なＮｉめつき亜鉛ダイカストにめっきを施しな
ところ、ステンレス様の色彩を呈するめっきが得られた
。

なお、このときの色彩値は、 ビ＝６７、　　ａ”＝−１，０，ｂ”＝３．７とステン
レス色に近似したものであった。また、耐食性について
も実施例１と同様に評価したところ、腐食は全く認めら
れなかった。

（実施例５） クロムミョウバン１８０　ｇ／ｌ　（Ｃｒ　として１８
．７　ｇ／Ｉ　）　、クエン酸ナトリウム１５０ｇ／ノ
１．ホウ１１４５ｇ／ｊ、スルファミン酸アンモニウム
１００　ｇ、／ｌ　、フッ化ナトリウム６ｇ／ｌを用い
てめっき浴を建浴し、実施例４と同条件でめっきを施し
たところ、ステンレス様の色彩を呈するめっきが得られ
た。

なお、このときの色彩値は、 ピ＝７２．　　ａ　＝−１，５，ビ＝５．５とステンレ
ス色に近似したものであった。また、耐食性についても
実施例１と同様に評価したところ、腐食は全（認められ
なかった。

（実施例６） 塩化りｏム１００　ｇ／Ｉ　　（Ｃｒ　として１９．５
ｇ／ｊ）、グリコール酸３５　ｇ／Ｉ　、ホウ酸３０ｇ
／ｌ、スルファミン酸ナトリウム１５０ｇ、＃。

フッ化アンモニウム３　ｇ／ｌを用いてめっき浴を建浴
し、実施例４と同条件でめっきを施したところ、ステン
レス様の色彩を呈するめっきが得られた。

なお、このときの色彩値は、 Ｌ”＝７０．　　ａ　＝−１，０，ｂ”＝３．５とステ
ンレス色に近似したものであった。また、耐食性につい
ても実施例１と同様に評価したところ、腐食は全く認め
られなかった。

（実施例７） 塩基性硫酸クロム１５０ｇ／Ｉ（Ｃｒ　として３０．５
　ｇ／Ｉ　）　、　リンゴ酸９５　ｇ／Ｉ　、ホウ酸２
０　ｇ／ｌ　、スルファミン酸カリウム１００ｇ／ｊｐ
フッ化ナトリウム６ｇ／４を用いてめっき浴を建浴し、
実施例４と同様の条件でめっきを施したところ、ステン
レス様の色彩を呈するめっきが得られた。

なお、このときの色彩値は、 Ｌ”＝７３．　　ａ”＝−０，５，ｂ”−４，５とステ
ンレス色に近似したものであった。また、耐食性につい
ても実施例１と同様に評価したところ、腐食は全く認め
られなかった。

（比較例１） 実施例４の酒石酸の代りにカルボン酸であるしゅう酸を
１００　ｇ／Ｉ用いた以外は同一条件であるめっき浴を
建浴し、同一条件でめっきを施したところ、色彩値が ビ＝６５．　　ａ　＝−１，０，ｂ”＝０．５と、ステ
ンレス色に比較してｂｌの低い色調のめっき皮膜が得ら
れた。

（比較例２） 実施例４のめっき浴を用い、陽極に鉛を用いた以外は実
施例４と同様にしてめっきを施したところ、色彩値が Ｌ”＝６６．　　ａ”＝＋０．５．　　ｂ”＝０とステ
ンレス色と異なる色調のめっき皮膜が得られた。

さらに、この場合には、１時間以上めっきを続けると、
６価のクロムが生成してめっき不良となった。

（実施例８〜２４） 以下、種々の組成のめっき浴を建浴し、実施例１と同様
な条件で、予めＮｉめっきを２０μｍの厚さに施した亜
鉛ダイカストにめっきを施した。なお、何れにおいても
実施例１と同様に、ｐＨの調整は硫酸又はアンモニア水
を用いて行った。

これら試験例について測定した色彩値を第４表に示す。

また、比較のために硫酸クロムアンモニウムを３０ｇ／
ｊ、２００ｇ／ｊと本発明の範囲外にし、他は実窟例１
と同様にめっきを施したが、めっきできなかった。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば従来のクロムめっ
きと同等な耐食性を有し且つステンレス色に近い色を呈
するめっきを得ることができる。したがって、例えば亜
鉛ダイカスト等とステンレスとを併用する場合に採用す
ると、その境界において違和感がなく、装飾性が著しく
向上される。

特　　許　　出　　願　人 三井金属鉱業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３価クロム塩の他、オキシカルボン酸若しくはその塩と
   ホウ酸とスルファミン酸塩とフッ化物とを含有する水溶
   液をめっき浴とし、鉄・ニッケル系フェライトを陽極と
   して電気めっきをすることを特徴とするステンレス色め
   っき方法。