JPH0474868A - 繊維強化プラスチック構造体のめっき方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、一般に繊維強化プラスチ／り構造体のめっき
方法に関し、特に繊維強化プラスチツクロールのめっき
方法に関する。

従来技術の問題点 合成樹脂フィルム等の製造において金属ロールが長年に
互って用いられて来た。かかるロールには様々な特性か
要求される。例えは、フィルムの走行に対する追随性か
良好であること、ロールのたわみや摩耗が少ないこと、
またロール表面の平滑性に優れていること、熱膨張係数
か低い二と。

フィルム走行にともなって生ずるロールの帯電の防止ま
たは放電か良好なことなどである。

かかる要請から、ロール素材の軽量化のためにアルミニ
ウム製の軽量ロールか用いられて来たか、更に軽量化を
図るために繊維強化プラスチックを用いたロールの開発
か試みられている。

例えば、特開昭５０−５６３３１号には、繊維強化プラ
スチックス構造物の表面に導電性組成物の皮膜（エポキ
シ樹脂組成物１００部に対して、共役ジエン系エラスト
マ組成物５〜１００部、カーボンブラック（ａ）５〜１
２５部、金属粉末（ｂ）０〜１１０部、ただしａ＋ｂ＝
２０−１５０部からなる組成物の皮膜）を形成し、１３
０°Ｃ以下の温度で硬化して導電化し、該皮膜の表面を
研磨して粗化し、次いで直接電気めっきを施す方法か開
示されている。

また、特開昭６１−１９４１９７号公報には、炭素繊維
トウを含む複合材料で構成された円筒状物の表面か、内
層より導電処理材料層、銅又はニッケル層及び硬質クロ
ム層て被覆されているローラを開示してしする。

これらの公知文献においては、炭素繊維強化樹脂を用い
ているにも拘わらす、構造物の表面に炭素粉末、金属粉
末、銀粉末なとの導電性粉末を含む樹脂組成物を塗布し
て導電皮膜を形成し、その上にめっきを行っている。二
のことは、炭素繊維強化樹脂表面に直接にめっきを行う
二との技術的困難性を物語っている。

上述のめっき方法は、ロールの軽量化においてそれなり
の成果をもたらしているものの、導電層へのめっきにつ
いて下記の問題かあった。

１、導電皮膜形成の前処理における繊維強化樹脂構造物
表面の研磨において、樹脂の脆性により表面の部分的な
破壊、脱落及び炭素繊維の部分的な破損が生し易い。

２、研磨によって荒らされた表面に３０μｍの導電性皮
膜を形成する場合には導電性皮膜の厚さを均一に形成す
ることか困難であり、ま！：影形成れた導電性皮膜にお
ける導電性材料の均質化が難しい。

３、導電層形成用の墜布材料中における導電材料の添加
量は、導電材料の比率か大きくなれは成る程導電性は増
大するか、塗膜の強度が低下し。

脆化する。従って通常は導電材料の添加は１０〜３０％
程度とするのか一般である。この場合炭素繊維が５０〜
５５％を占める強化繊維に比して導電性が劣り、高密度
のめっきが得られなくなる。

４、導電性皮膜の乾燥ｆ長時間を要する。

５、導電性皮膜におけ導電性粉末の分布を均質化し難い
。

６、上記１〜３の結果として、耐久性のある良好なめっ
きが得られない。

これらの問題は、何れも、高コスト化につながり、また
最終的なめっき層の強度、めっき表面の仕上がりが、従
来のアルミニウムロールのめっき製品に比して満足すべ
き水準には達していなかっＩこ　。

問題点を解決する手段 本件出願人は、上述の問題を解決するべく鋭意研究を重
ねた結果、本発明を完成した。

本発明によれば、高密度の導電性繊維で強化した樹脂複
合材料より成形された構造体の表面をサンドブラストに
よって導電性繊維を露出させると共に表面を粗面化し、
しかる後表面を脱脂、洗浄して、該表面に直接に特殊組
成のめっき浴及びめっき条件のストライクめっきにより
１−１０μｍの銅めっき層、次いで電解銅めっきまたは
電解ニッケルめっきにより所望の厚さのめつき層を形成
し、必要に応じて表面研磨しく例えば、表面粗度０゜２
〜０．８５）、Ｌかる、後電解硬質クロームめっきによ
り所望の厚さの硬質クロームめっき層を形成し、必要に
応じて表面研磨して所望の表面粗度とする。

作　　　　用 サンドブラスト処理により、基材表面の粗度を適切に調
整すると共に、導電性繊維を極度に破壊する事なく充分
に露出せしめて電着面積を増大させ、ストライクめっき
により、素地との高い密着力を確保し、その上ｌこ銅又
はニッケルめっきを施して必要に応して研磨し、所望の
平滑度（粗度）に仕上けた後、硬質クロームめっきを施
し、必要に応じて研磨することにより、充分な表面硬度
。

平滑性を有し、耐久性の優れためつき層が形成できる。

以上に、本発明の概要を述へたか、本発明をより良く理
解するために、本発明の実施例を通じて更に本発明を詳
述する。

実　　　施　　　例 高密度に炭素繊維を複数層に巻回した円筒状構造物で強
化されたエボキ／樹脂で形成された市販のロール（束燃
社製、外径１００ｍｍ、長さ１８００ｍｍ）を用意し、
サンドブラストによりロール表面を粗面化しｊ：。ブラ
スト材料、吹き付は空気圧力、噴射ノズル径等は、従来
から慣用されている範囲内において、適宜選択して行う
（例えば、ブラスト材料：エメリー、珪砂、グリソト、
カラ又ヒーズ等、吹き付は空気圧カニ３Ｋｇ／ｃｍ”−
３Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”、噴射ノズル径：５ｍｍ−１
０ｍｍ、粒径：１００〜２５０メツツユ）。サンドブラ
スト処理の条件を変更して種々行ってみたか、サンドブ
ラストが不充分であっても、過剰であっテモ、後のスト
ライクめっき処理の結果に太いに影響を与えることか判
った。望ましいサンドブラストは、素材表面における樹
脂表面を微細な粗面とし、且つ導電性繊維を表面Ｉこ充
分に露出させて導電性表面を極力増大させるか、導電性
繊維そのものを破壊しない程度に止どめることか重要で
あることが判った。従って、ブラスト条件は、対象素材
の組織（繊維の番手、撚りの状態１巻き方、樹脂の種類
及び含浸状態等）を考慮して適宜選択する必要がある。

ブラスト処理後、構造物表面を常法により脱脂。

洗浄した。

次いで、ストライク銅めっきにより膜厚５μｍの銅めっ
き層を形成した。本発明においては、シアン化銅３０〜
６０ｇ／Ｑ、ンアン化ソーダ５〜１５　ｇ／Ｑ、遊離ノ
アン化ソーダ５〜１０ｇ／Ｑ。

苛性カリ５〜ｌＯｇ／Ｑの組成のめつき浴（ｐＨ１２以
上）を用い、めっき浴温度５５〜７５℃、使用電圧１０
〜１５Ｖ、電流１５−２０Ａ、陽極・陰極間距離を標準
距離の３〜５倍として行う。上述のサンドブラスト処理
による予備処理と、上述の特殊めっき浴の組成、高温の
めっき浴、高電圧。

高電流密度で通常の３〜５倍の電極間距離によるストラ
イクめっきの採用により極めて密着性の良いめっきが可
能となった。電極間距離は、めっきされるべき構造物の
形状によって変化する。本発明におけるストライクめっ
き浴の組成において、ラアン化銅ニジアン化ソーダ比を
逆転させて銅イオンの補給源であるシアン化銅の濃度を
大幅に高めた。遊離シアン化ソーダは、状況により調整
する。めっき浴温度は、５５〜７５°Ｃか適当であり、
浴温度が高くなると通電はし安くなり、陽極の溶解も促
進されるので、支障がない限り高温で行われる。まＩ；
使用電圧を上昇させると密着性か良好になるが、通常の
陰極・陽極間距離（Ｄ）では電流か上昇し通電中に「焼
け」が生じる。従って本発明においては、陰極・陽極間
距離を通常の３〜５倍の範囲で行う。

ストライクめっきのめっき条件は被めっき体の材質７表
面状態、形状によって上述の範囲内において調節するこ
とが必要である。形成される膜厚は少なくとも３〜５μ
ｍとするのかよい。膜厚の上限は特に制限はないか、ｌ
ｏｐｍを越えて形成することは意味がない。ストライク
銅めっきはシアン系のほか、ピロリン酸銅系にも適用で
きる。

クローム、鉄、カドミウム、ニッケル等の金属素材に酸
性銅めっきを行うと、銅はこれらの金属より電位列が下
位にあるので、酸性銅めっき浴に浸漬されたそれらの素
材金属がイオン化して溶解し、その上に銅が析出するの
で密着性の良いめっきができない。

これに対して、本発明におけるストライクめっきは、上
述のごとくシアン系の特殊めっき浴を使用し、且つ従来
のストライクめっきに比して陽極・陰極間の距離を大に
して高温、高電圧、高電流で行うことにより、瞬間的に
且つ全面的にめっき層を形成させることができる。本発
明のめつき浴中の銅イオン密度は非常に小さいので極め
て密着性の良いめっきが可能となる。

かくて形成されたストライクめっき層の上に電解めっき
により所望の厚さ（例えば、３００μｍ）の銅めっき層
を形成する。電解めっき力条件は標準的なものであって
良い。形成された電解めっき層は必要に応して常法に従
い所望の表面粗度（例えば０．６５）まで研磨する。

次いで電解硬質クロームめっきにより１００μｍのめっ
き層を形成し、必要に応じて常法により所望の表面粗度
（例えは、０．２３）まで仕上げ研磨を行った。

以上により、表面粗度が０．２３．表面硬度が９００〜
９５０ＨＶで耐摩耗性、剥離強度の優れためっきロール
が得られた。この製品は、−瞥して、従来の製品に比し
て優れた品質を有することが当業技術の熟達者には明ら
かであった。

炭素繊維強化樹脂製の円筒体に導電材料を混和した塗料
で導電性皮膜を形成し、そのうえに銅めっき層を形成し
、更Ｉこ硬質クロームめっき層を形成した従来のローラ
と本発明によるローラとを用いて１２０°Ｃの温度で、
２４時間使用した比較試験の結果、従来製品においては
細かい部分的な膨れか認められたが、本発明の製品にお
いては全く膨れは認められなかった。

尚、本発明（こおける電解銅めっき層の厚さは、その前
の工程における表面の状態及び仕上げ後の表面の平滑性
の度合いによって変化する。クロームめっきの厚さも同
様である。また、本発明の方法は、めっきロールの製造
のみならす、他の繊維強化プラスチンク構造物のめっき
方法として利用可能であることは明らかである。

発明の効果 本発明によって奏せられる効果は下記のとおりである。

サンドブラストＩこよって、素材表面の微細な粗面化と
導電性繊維を破壊することなく可及的に広い面積で露出
させること、及び特殊めっき浴、めっき条件によるスト
ライクめっきによって密着性の良い導電性表面を形成す
る二との組み合わせによって、素材表面に導電性組成物
を壁布する必要を無く、直接に銅めっき層を形成し、そ
の上にめっき層を重ねる二とによって耐久性の優イまた
めつき層を形成できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］高密度の導電性繊維で強化した樹脂複合材料より
   成形された構造体の表面をサンドブラストによって導電
   性繊維を露出させると共に表面を粗面化し、しかる後、
   表面を脱脂，洗浄して、該表面に直接にストライクめっ
   きにより１〜１０μｍの銅めっき層を形成し、次いで電
   解銅めっきまたは電解ニッケルめっきにより所望の厚さ
   のめっき層を形成し、必要に応じ表面研磨し、しかる後
   電解硬質クロームめっきにより所望の厚さの硬質クロー
   ムめっき層を形成し、必要に応じ表面研磨することを特
   徴とする繊維強化プラスチック構造体のめっき方法。 ［２］請求項第１項記載のめっき方法において、上記ス
   トライクめっきが、シアン化銅３０〜６０ｇ／ｌ，シア
   ン化ソーダ５〜１５ｇ／ｌ，遊離シアン化ソーダ５〜１
   ０ｇ／ｌ，苛性カリ５〜１０ｇ／ｌの組成のめっき浴（
   ｐＨ１２以上）を用い、めっき浴温度５５〜７５℃、使
   用電圧１０〜１５Ｖ，電流１５〜２０Ａ、陽極・陰極間
   距離を標準距離の３〜５倍の範囲で行うことを特徴とす
   る繊維強化プラスチック構造体のめっき方法。