JPH06293045A - 小孔の内面に機能性被膜を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品に設ける極く小さな孔の内面に、耐摩
耗性や導電性を付与するための所望の機能性被膜を均質
に形成する。 【構成】 初めに黄銅線材を加工して成形品に穿設しよ
うとする小孔と対応する形状のインサート母材４を製作
し、その表面にＮｉ−Ｐの合金メッキ層５を形成する。
次にインサート母材の両端を切断し、この両端４ｂが成
形品から露見するように配設してインサート成形により
成形品２を得る。最後にシャワー式エッチング装置を用
いたエッチング処理により、合金メッキ層５を成形品２
内に残し、インサート母材４を除去すると、合金メッキ
層の内側に小孔３が形成される。インサート母材への機
能性被膜は形成手段の種類を選ばず、かつ小径かつ深さ
の割合が大きくても均質性を有する。その上にインサー
ト母材に被膜形成した状態で熱処理等の第２次処理した
後に成形することも可能なので、小孔の内面に秀れた性
質の機能性被膜が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、プラスチック
成形品に穿設された小孔に耐摩耗性や導電性などの機能
性被膜を形成する小孔の内面に機能性被膜を形成する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品に設けられた小孔の
内面に耐摩耗性や導電性などを付与するための、いわゆ
る機能性被膜を形成する方法としては以下に例示するよ
うなものがある。

【０００３】（１）プリント基板のスルーホール内に導
電性被膜を形成する方法として、エポキシ材の基板の両
面に銅箔を積層してなる両面銅張積層板に、ドリルによ
る穿孔加工によりスルーホールを開け、無電解メッキ法
によりスルーホールの内面を含む基板全体に銅メッキを
施した後に、さらに導電の信頼性を確保するために電解
メッキ法により銅メッキを施す方法が一般に採用されて
いる。

【０００４】（２）触媒を混入してメッキ可能にした樹
脂と、このメッキ処理ではメッキ不可能な樹脂とによっ
て２色成形により基板を構成して回路パターンを形成す
るものとして、メッキ可能な樹脂に予め孔を開けてお
き、基板全体をメッキ液中に浸漬して、孔の内面に銅メ
ッキなどの導電性メッキを施す方法が試みられている。

【０００５】（３）ワイヤドット式プリンタの印字ヘッ
ドを構成するワイヤガイドのガイヤ孔の内面に、耐摩耗
性を向上させる手段として、孔の内面に硬質メッキを施
すものがある。この場合には、まずガイド板にガイド孔
を開けておき、まず、無電解メッキ法により０．１〜
０．３μｍの厚さにＮｉ，Ｃｕなどの第１メッキ層を形
成し、次に耐摩耗性を向上させるための被膜として、１
０〜２０μｍの厚さにＮｉ−Ｂの合金メッキやＮｉ−Ｐ
とセラミック分散複合メッキなどの第２メッキ層を形成
させるものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は、
いずれもすでに開いている小孔の内面にメッキを施すも
のであるため、メッキ液が小孔内に入りにくく、均質な
機能性被膜の形成が困難であり、かつ、そのための手間
も煩雑となる。とくに、孔の直径が０．３ｍｍ以下の小
さいものでは孔の深さが１０ｍｍ以上になると、メッキ
液の進入が困難となり、均一な被膜の形成を困難にして
いる。さらに、孔の径が０．１ｍｍ以下になると、孔の
深さいかんにかかわらず、均一被膜の形成が困難とな
り、大量生産には向かない実状にある。とくに、セラミ
ック分散複合メッキの場合については、小径の孔への均
一な被膜の形成は困難である。

【０００７】また、耐摩耗性の向上を目的として行われ
るＮｉ−Ｐの合金メッキにより形成される被膜層は、メ
ッキしたままの析出状態では、ビッカース硬さ（Ｈｖ）
で５００〜５５０であるが、これを４５０℃程度の温度
で熱処理することにより、Ｈｖ９００〜１０００程度の
硬さにすることが可能である。しかし、プラスチック材
にこれをメッキした場合には、プラスチック材は４５０
℃の耐熱性を有しないのでこの熱処理は不可能であり、
このような硬さ及び高耐摩耗性は得られない問題があ
る。

【０００８】さらに、プラスチックの小孔に対するメッ
キの析出を完全なものにするためには、メッキ析出性の
秀れたメッキ液しか利用できないので、金属中にセラミ
ック材を分散させた分散複合メッキなど耐摩耗性の優れ
た機能性被膜を得ることができない。また、スパッタリ
ング法やイオンプレーティング法などの乾式表面処理法
による被膜形成も小孔内部に被膜を形成させることは困
難である。

【０００９】これとともに所望の機能をもたせるために
は、第１層目のメッキ処理をした後に、第２層目のメッ
キ処理を必要とするが、それらの層間の密着力不足とい
う問題もある。さらにまた、２種のメッキを施すのに耐
え得るプラスチック材の選択の幅も狭くなる問題もあ
る。

【００１０】そこで本発明の目的は、プラスチックの小
孔の内面に均質な所望の機能を有する機能性被膜を容易
に形成可能にすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明における、小孔の内面に機能性メッキを形成
する方法は、初めに、成形品に穿設しようとする小孔と
対応する形状のインサート母材を製作し、このインサー
ト母材の表面に小孔の内面に形成しようとする機能性被
膜を形成する。次に機能性被膜を形成したインサート母
材の両端を切断し、インサート母材を成形品にインサー
ト母材の両端が露見するようにインサート成形して成形
品を得る。次にこの成形品に対し、インサート母材だけ
を除去するエッチング処理を施すことにより機能性被膜
によって囲まれた小孔を形成することによって小孔の内
面に機能性被膜を形成するものである。

【００１２】上記手段におけるインサート母材を金属と
し、機能性被膜を金属メッキ層または金属とセラミック
の複合メッキ層とし、小孔の内面に機能性被膜を形成す
ることによって導電性や高耐摩耗性を有する機能性被膜
が得られる。

【００１３】インサート母材として黄銅を採用し、機能
性被膜としてニッケルとりんの合金メッキ層によって構
成すると、インサート母材に機能性被膜を施した状態で
熱処理を施すことが可能であり、かつ機能性被膜だけを
残留させる選択エッチングを容易とすることにより小孔
の内面に、高耐摩耗性を有する機能性被膜を容易に形成
可能になる。

【００１４】

【作用】インサート母材の両端が成形品から露見するよ
うにインサート成形した成形品に、エッチング処理を施
すと、インサート母材だけが除去され、機能性被膜がそ
の中に小孔を形成した状態で成形品中に残される。

【００１５】インサート母材として金属を採用すれば、
エッチングが容易となり、機能性被膜はインサート母材
用エッチング材によってエッチングされず、かつ用途に
応じた被膜によって小孔の内面に機能性被膜を形成可能
となる。

【００１６】インサート母材として黄銅を用い、機能性
被膜としてニッケルとりんとの合金メッキ層を用い、イ
ンサート母材に機能性被膜を形成した時点で熱処理する
と、小孔の内面に耐摩耗性の高い機能性被膜を形成可能
になる。

【００１７】

【実施例】以上本発明の一実施例について小孔を有する
成形品として、ワイヤドット式プリンタのワイヤガイド
を製作する場合を例として図面を参照して説明する。

【００１８】図２に示すように、本実施例におけるワイ
ヤガイド１は、ポリスルフォン（ＰＳＦ）の射出成形品
２によって構成され、厚さが０．８ｍｍのガイド板の中
央部に直径０．２ｍｍの小孔からなる２４個のガイド孔
３が配設されたものとする。このワイヤガイドのガイド
孔として内面にＮｉ−Ｐの合金メッキ層からなる機能性
被膜が形成されているものを得ようとするものである。

【００１９】以下、上記したワイヤガイドの製造方法を
介して、小孔の内面に機能性被膜を形成する方法につい
て順次説明する。

【００２０】（１）インサート母材の製作 インサート母材４の素材としては、径０．３ｍｍの黄銅
線材を用い、これを図３に示すように、機械加工によっ
て細径部の直径が０．２ｍｍとなるように抜け落ち防止
用の段差４ａを設ける（図３参照）。

【００２１】（２）機能性被膜の形成 次に、小孔の内径に形成しようとする機能性被膜とし
て、インサート母材の表面に電解メッキ法により耐摩耗
性に秀れた性質を有するニッケルとリン（Ｎｉ−Ｐ）の
合金メッキ層５を厚さ１０μｍ程度に形成する。

【００２２】（３）熱処理 Ｎｉ−Ｐの合金層は、メッキした状態では、硬さが不足
するので、耐摩耗性の向上を図るために、これを４５０
℃の温度で数時間加熱することにより、Ｈｖ９００〜１
０００の硬さにする。

【００２３】（４）インサート母材の両端の切断したイ
ンサート母材４は、メッキした状態では全表面がメッキ
層５によって覆われているので、機械加工により両端を
切断して、両端部にインサート母材の両端４ｂが露出す
るようにするとともに、ガイド板の厚さに対応した長さ
にする（図３参照）。

【００２４】（５）インサート成形 成形品２の成形加工は、インサート母材４の両端４ｂが
成形品の両面に一致するように配し、ポリサルフォン
（ＰＳＦ）樹脂を射出成形用の金型内に供給することに
よりインサート成形し、両面に多数のインサート母材の
端面４ｂ，４ｂが露出するように配置した成形品２を得
る。

【００２５】図１に示すように、この時点における成形
品２は、合金メッキ層５を形成したインサート母材４の
両端４ｂ，４ｂが成形品の両面と一致するように一体に
なっており、両端４ｂ，４ｂは成形品２の両面から露見
状態となっている。

【００２６】（６）エッチング処理 次に、成形品にエッチング処理を施して、成形品２から
インサート母材４だけを除去し、合金メッキ層５を成形
品内に残存させる。エッチング液としては、インサート
母材４である黄銅材が溶解容易であるが、Ｎｉ−Ｐ合金
は溶解しないものを選ぶ。本実施例では、１リットル中
にクロム酸を重量で１００〜３００ｇ，硫酸を５０〜１
００ｇの割合で混合した水溶液を用いた。

【００２７】エッチング処理は、上記した混合水溶液を
シャワー式エッチング装置を用いて成形品の両面からイ
ンサート母材の露見部分に吹き付けて行う。高圧吹き付
けであるため、直径０．３ｍｍ以下の小孔の内面にもエ
ッチング液が行きわたり、インサート母材４を溶解可能
である。

【００２８】エッチング処理によって、インサート母材
４が成形品２からすべて除去されると、図４に示すよう
に、成形品２には、段差を有する小孔３が形成される。
小孔３の内面には、インサート母材４の表面に形成され
ていた合金メッキ層５が、そのまま残留しているので、
機能性被膜によって囲まれた小孔が形成される。したが
って小孔３の内面は、結果的に合金メッキ層が形成され
たものとなる。この合金メッキ層５は、既に熱処理を施
してあるため、耐摩耗性に秀れ、かつ被膜も均質なもの
になっている。

【００２９】最後に、エッチング液を洗浄して、ガイド
板１が完成する。

【００３０】本実施例では、プリンタのガイド孔に適用
してあるが、これ以外にも耐摩耗性を要求される小孔を
形成する場合全般に適用可能である。

【００３１】また、インサート母材として黄銅材を採用
してあるが、黄銅材以外のエッチングされ易い金属であ
ってもよく、さらには、エッチング容易なものであれ
ば、他の物質を採用してもよい。もちろんインサート母
材の材質を異にすれば、エッチング液もそれに対応した
ものを選択する必要がある。

【００３２】また、成形品の素材も、メッキ性を必要と
せず、ＰＳＦ以外にもポリアセタール（ＰＯＭ），ポリ
エチレン（ＰＥ）など制限がない。

【００３３】さらに、機能性被膜についても、Ｎｉ−Ｐ
合金のほか、Ｎｉ−Ｂなど耐摩耗性向上のためのもの
や、Ｃｕなど導電性を付与するものなどの機能性被膜に
することも可能である。

【００３４】さらに、本発明は、通常の電解メッキ法や
無電解メッキ法による機能性被膜の形成手段以外にも、
機能性被膜の形成手段として、イオンプレーティング法
やスパッタリング法等を採用することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機能性被膜を形成する小孔の内径に制約がなく、内径に
対して深さの大きい小孔の内面に均質な機能性被膜の形
成が容易となる。また広範な被膜形成手段を採用可能な
ので、所望の機能を備えた機能性被膜層が得られる。予
めインサート母材に機能性被膜層を形成するものである
ため、メッキ法の他、イオンプレーティング法等による
機能性被膜形成法が採用可能であり、これとともにイン
サート母材ごと熱処理することが可能なので、プラスチ
ック材では得られない機能を有する小孔を形成すること
が可能になる。さらに成形品には直接、メッキなどによ
る被膜処理を施さないので、多層メッキのように複数の
メッキ液を使用する必要もなくなるので、適用可能な成
形品の種類も多くできるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】インサート母材の両端を露見するようにしてイ
ンサート成形した状態を示す断面図である。

【図２】一実施例としてのワイヤガイドの平面図および
一部切欠断面図である。

【図３】インサート母材の表面に機能性被膜を形成し、
両端を切断した状態を示す断面図である。

【図４】エッチング処理により成形品からインサート母
材を除去した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 成形品 ３ 小孔 ４ インサート母材 ４ｂ 両端 ５ 機能性被膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品に穿設しようとする小孔と対応す
   る形状のインサート母材を製作し、 上記インサート母材の表面に上記小孔の内面に形成しよ
   うとする機能性被膜を形成し、 上記機能性被膜を形成した上記インサート母材の両端を
   切断し、 上記インサート母材を上記成形品に上記インサート母材
   の両端が露見するようにインサート成形し、 上記成形品に対し、上記インサート母材だけを除去する
   エッチング処理を施すことにより機能性被膜によって囲
   まれた小孔を形成することを特徴とする小孔の内面に機
   能性被膜を形成する方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記インサート母材
   は金属であり、上記機能性被膜は金属メッキ層または金
   属とセラミックの複合メッキ層によって構成されている
   ことを特徴とする小孔の内面に機能性被膜を形成する方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記インサート母材
   は黄銅であり、上記機能性被膜はニッケルとりんの合金
   メッキ層によって構成されていることを特徴とする小孔
   の内面に機能性被膜を形成する方法。