JPS6340880B2

JPS6340880B2 -

Info

Publication number: JPS6340880B2
Application number: JP59016389A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Yamamoto; Kazuo Matsuoka; Masahiro Fukuda; Torazo Ito; Yoshihiro Fukuda; Hirotaka Ito; Katsuo Iwasaki
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1988-08-12
Also published as: JPS60159198A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、板、管、加工製品等の金属製品の加
飾方法に関する。更に詳しくは、金属製品の表面
に形成された非導電性皮膜層の所望の部分を除去
し、その除去された部分に導電性の熱硬化性塗料
を電着塗装して導電性塗膜層を形成し、該塗膜層
の表面に鍍金処理を施すことを特徴とする金属製
品の加飾方法に関するものである。

従来より、金属製品の表面に形成された非導電
性皮膜層の所望の部分を、文字、図柄等に応じて
除去して金属面を露出し、その金属面に鍍金処理
を施す加飾方法は知られている。

しかして、この方法の場合、非導電性皮膜の厚
さは通常10〜30μｍの範囲にあり、従つて、これ
を除去した部分の凹部の深さは、15〜35μｍ程度
となるが、一方鍍金処理によつてこの凹部を十分
に埋めるのは一般に困難であるため、鍍金処理を
施した文字、図柄等の加飾部分は凹部となり、外
観上好ましいものではない。また、表面が平滑で
ないため、手に触れた時にはざらつくなどの違和
感を生じ、更には凹部の周縁部は摩滅し易く、加
飾部分は耐摩耗性、耐腐食性に乏しいものである
などの欠点を有していた。

勿論、鍍金処理を長時間施し鍍金層を厚くし
て、前記文字、図柄等の凹部を平滑な表面とする
方法も可能ではあるが、その場合は鍍金処理の時
間が15〜30分間と長時間になるのみでなく、鍍金
浴中に長時間浸漬することによつて、他の表面を
腐食する虞れも生じるなど、生産性、加工費、及
び品質面等に於いて満足し得る方法ではない。

本発明は以上の欠点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、金属製品に外観な
らびに触感にすぐれ、かつ耐久性の良好な加飾を
施す方法を提供することにある。

即ち、本発明の金属製品の加飾方法は、金属製
品の表面に非導電性皮膜層を形成した後、任意の
文字、図柄等に応じて前記非導電性皮膜層の所望
の部分を除去して導電性の金属面を露出し、引続
いて該金属面に導電性の熱硬化性塗料を電着塗装
して導電性塗膜層を形成し、該塗膜層の表面に鍍
金処理を施すことを特徴とするものである。

本発明に於いて、金属製品とは、例えばアルミ
ニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、鉄等の
金属素材により形成された板、管、加工品等であ
り、その形状は特に限定されるものではない。

金属製品の表面に形成される非導電性皮膜層と
しては、熱硬化性塗料の塗膜層が代表的なものの
一つとして挙げられる。この塗膜層は洗浄処理を
施した金属製品に、通常の塗装方法であるスプレ
ー塗装、刷毛塗装、ローラー塗装、電着塗装、静
電塗装等により、アルキツド樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエス
テル樹脂等の熱硬化性樹脂からなる非導電性の塗
料を塗装し、その後加熱処理を施して形成され
る。ここで、塗装膜の厚さは特に限定されるもの
ではないが、通常20〜30μｍである。

また、金属製品の素材がアルミニウム或いはア
ルミニウム合金である場合には、通常の方法で陽
極酸化処理と封孔処理とを施すことにより、金属
製品の表面に非導電性皮膜層を形成することが可
能である。

即ち、金属製品の表面を水酸化ナトリウム溶液
等で脱脂洗浄し、硫酸、蓚酸、硫蓚酸等の水溶液
からなる陽極酸化皮膜生成浴中で、電流密度1.0
〜1.5A／ｄm²で20〜50分間直流電解し、次に必
要に応じて染料溶液中に浸漬し染色処理を施し
て、更に酢酸ニツケル、酢酸コバルト等の水溶液
中で煮沸封孔処理をするか、或いは、例えば蒸気
圧５Kg／cm²程度で20〜30分間の蒸気封孔処理をす
ることによつて達成される。陽極酸化封孔処理層
の厚さは、特に限定されるものではないが、通常
10〜15μｍである。

前記非導電性皮膜層を所望の文字、図柄等に応
じて除去する方法には、物理的な切削方法、或い
はレーザービームを照射する方法が採用される。

物理的な切削方法では、ダイヤモンドバイト、
セラミツクバイト、超硬合金タングステンバイト
等が使用される。

また、レーザービームを照射する方法は、
YAGレーザービーム、CO₂ガスレーザービーム、
ルビーレーザービーム等のいずれかを照射し、局
部的に非導電性皮膜層を焼失或いは溶解蒸発せし
めて除去する方法である。この方法は再現性が良
く、精度も高く、しかも効果が良い多量生産に適
した除去方法である。

即ち、レーザービームを遮蔽する素材からなる
所望の文字、図柄等が開口されたマスクを適用
し、金属製品の非導電性皮膜層に該マスクを密着
して、マスク全面をレーザービームにより走査し
照射すればよく、開口された部分に相当する非導
電性皮膜層のみがレーザービームにより照射さ
れ、焼失或いは溶融蒸発して除去される。レーザ
ービームを遮蔽する素材、マスクはレーザービー
ムの種類により異なるが、例えばステンレス、銅
合金等の金属板、金属箔、金属含有塗装膜等によ
り形成される。また、レーザービームを走査し、
照射する条件は、非導電性皮膜層の種類とその厚
さ及びレーザービームの種類等により異なり一概
には言えないが、一例を挙げると、YAGレーザ
ーの場合であれば、ビーム径：50〜150μｍφ、
出力：10〜40W、送り速度：200〜400mm／secの
条件に於いて、前記非導電性皮膜層を除去するこ
とが可能である。

更に、文字、図柄等の原画を読み取る原画走査
と、原画に同一か或いは相似形の画像を被照射面
に再現し照射するレーザービーム走査とを、同期
して行う周知の装置を利用することによつて、前
述したレーザービーム遮蔽マスクの必要もなく、
一品一様に所望の文字、図柄等を非導電性皮膜層
の除去された部分として、速やかに効率良く金属
製品の表面に再現することが出来る。

かくして、非導電性皮膜層の所望の部分が除去
され露出した金属面に、次いで導電性の熱硬化性
塗料を電着塗装するが、本発明に於いては該塗料
としてカチオン型の熱硬化性樹脂と金属粉末とを
成分するものが好適に用いられる。

カチオン型の熱硬化性樹脂は、例えば周知のア
ミノ基を有するエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ア
クリル樹脂、ポリアミノ樹脂等を適用し、また、
その中和剤としては、好ましくは燐酸、酢酸、乳
酸、クエン酸等が使用される。

金属微粉末は、良導電性の銀、銅、ニツケル等
の微粉末であつて、周知の方法である機械的粉砕
法、カーボニル法、ガス中蒸発法、電解法、イオ
ン化傾向を利用した置換法等により得られるもの
である。

特に、本発明に適用される金属微粉末の粒径は
0.05〜2μｍの範囲にあるのがよく、またその形状
は好ましくは片状である。

片状の金属微粉末は、まず液層反応で微粉末を
生成し、次に機械的な粉砕を行い、更に選別する
ことにより得られる。

例えば、銀の微粉末を得るには、硝酸銀と苛性
ソーダとの反応で酸化銀を生成し、次にホルムア
ルデヒドと反応させるのであり、この場合それら
反応物は各々特定濃度の水溶液として用いればよ
く、これによつて通常粒径0.5〜5μｍの微粉末が
得られる。更にこの微粉末をベンゼン、ｎ−ヘキ
サン等の炭化水素と共にボールミル、振動ミル等
で粉砕すれば、所望の粒径0.2〜2μｍの銀の微粉
末を効率良く得ることが可能である。

特に振動ミルで粉砕し得られる微粉末は片状と
なり、その形状は、最長となる粒径が最短となる
粒径（厚さ）の５〜10倍程度となるが、このもの
も含め一般に片状微粉末は後述する導電性塗膜層
の表面に鍍金処理を施す工程で良好な性能を発揮
することから好ましいものである。

また、特に微細な金属微粉末は、金属を不活性
ガス中で加熱し、蒸発させて冷却面に付着させて
得られる超微粒子の集合体であり、見掛け密度が
小さく、分散性も良く、導電性塗膜層の表面を平
滑となし、また該塗膜層の導電性を高めることに
優れ、後述する鍍金処理の工程を改善するもので
ある。

電着塗装液は、まず、前記カチオン型熱硬化性
樹脂を、必要に応じて界面活性剤と共に精製水に
分散してエマルジヨンを生成せしめ、次に前記中
和剤で中和し、更に前記金属微粉末を加え撹拌し
て該微粉末を樹脂のエマルジヨン粒子の中に、或
いはその周囲に付着させ、または連続相である精
製水中に分散せしめることにより得られるもので
ある。また、電着塗装液中に金属微粉末を均一に
分散させる為に、メチルセルロース、ポリビニル
アルコール、ゼラチン等の増粘剤を添加すること
も可能である。

電着塗装液の不揮発分は10〜30重量％、PHは４
〜８、また金属微粉末とカチオン型熱硬化性樹脂
の量は、容積比率で２〜６：８〜４に、また重量
比率では７〜９：３〜１とすればよい。

電着塗装は、まず前処理として金属製品を脱脂
洗浄し、前記電着塗装液の入つた浴中で、電着塗
装液を撹拌しながら、金属製品を陰極に、ステン
レス板等を陽極にして、両極間に50〜150Vの直
流電流を１〜３分間通電する通常の方法により施
せばよく、これによつて前記非導電性皮膜層が除
去された導電性の金属面のみに導電性熱硬化性塗
料が電着塗装される。次に洗浄した後、120〜200
℃の温度で15〜30分間乾熱処理を施して完全に硬
化せしめると、厚さ10〜30μｍの導電性塗膜層が
形成される。この塗膜層の厚さは、非導電性皮膜
層除去部分（凹部）の深さ、あるいは次に述べる
鍍金層の厚さ等を勘案し、最終的に鍍金層の表面
が金属製品の表面（除去されていない非導電性皮
膜層の面）と略々同一面にくるように調整され
る。

ここで、導電性熱硬化性塗料として片状の金属
微粉末を配合したものを用いた場合には、該金属
微粉末の角が表面に突出することが少なく、平滑
な塗膜層が形成され、次の鍍金工程で美麗かつ平
滑で厚さむらの少ない鍍金層が得られるところか
ら特に好ましいが、かかる効果は電着塗装を採用
したことによつて特に顕著となるのであり、他の
塗装方法、例えば刷毛塗装、スプレー塗装、ロー
ラー塗装等によつてこれを充分に達することは困
難である。

かくして形成された導電性塗膜層の表面に、次
に鍍金処理を施し、金、銀、銅、ニツケル、クロ
ム、カドミウム等の鍍金層を形成せしめる。その
方法は、従来より実施されている導電性の塗装面
或いは樹脂面に鍍金処理を施す周知の方法に基づ
き適宜調整され得るものである。

鍍金層の厚さは通常３〜6μｍであれば良く、
従つて鍍金処理時間も一般に３〜６分間程度の短
時間で十分である。

図面は本発明の方法をその順序に従つて示した
要部断面図である。図面に於て１は金属製品、２
は金属製品の表面に形成された非導電性皮膜層、
３は文字、図柄等に応じて非導電性皮膜層を除去
して露出された導電性の金属面、４は金属面に電
着塗装して形成された導電性の塗膜層、５は該塗
膜層の表面に鍍金処理を施し形成された鍍金層で
ある。

上述のごとく、本発明は、金属製品の表面に形
成された非導電性皮膜層を文字、図柄等に応じて
除去して露出した金属面に、導電性塗膜層を形成
し、更に該塗膜層の表面に鍍金処理を施す加飾方
法であつて、従来の如く該金属面に直接鍍金処理
を施す加飾方法とは異なり、以下の如き利点を有
するものである。

即ち、本発明方法によれば、鍍金層が形成され
た文字、図柄等の部分を金属製品の他の表面部分
と同一面とすることが容易であり、加飾された金
属製品の表面は全体として平滑なものとなるので
外観上も好ましく、手に触れてもざらつくことも
無く、更に耐摩滅性、耐腐食性も向上し改善され
る。また、鍍金処理時間が短縮されるので、鍍金
浴中に長時間浸漬することにより金属製品の表面
がおかされるといつたような虞れがない。更に、
鍍金処理は電着塗装して形成された文字、図柄等
である導電性塗膜層の表面に施されるのであり、
細かいか或いは巾の狭い文字、図柄等であつて
も、精密に且つ繊細に金属製品に加飾することが
可能である。更にまた、特に導電性の熱硬化性塗
料に含有されている金属微粉末の形状が片状であ
る場合には、導電性塗膜層の表面に、平滑で、厚
さにむらの少い均一な鍍金層を形成することが出
来る。

本発明は各種金属製品に適用されるものである
が、特に化粧料の容器となる金属製品に採用さ
れ、光輝性のある文字、図柄等の外観を有する高
品位にして極めて美しく且つ耐久性の優れた容器
を提供するものである。

次に、本発明の実施例と比較例を記載する。
尚、本発明は実施例に記載するもののみに限定さ
れるものではない。

実施例１アルミニウム〔純度99.8重量％、（以下、重量
％をwt％と略記する）〕製のキヤツプを2wt％水
酸化ナトリウム水溶液で脱脂洗浄し、18wt％硫
酸水溶液からなる液温23℃の電解浴中に浸漬して
電流密度1.5A／ｄm²で30分間直流電解し、膜厚
10μｍの陽極酸化皮膜を形成した。これを濃青色
の染料溶液中に20分間浸漬した後、液温95℃の
5wt％酢酸ニツケル溶液中に20分間浸漬して封孔
処理を施した。

次に、このキヤツプの天面に、表面を研磨した
ステンレス製或いは銅合金製の薄板にＡという文
字が開口されたマスクを密着し、このマスクの照
射面（20mmφ）に、出力36〜52J／cm²の条件で
CO₂ガスレーザービーム（波長10.63μｍ）を照射
して、Ａという文字の陽極酸化封孔処理層を除去
し、導電性のアルミニウム金属面を露出した。こ
の陽極酸化封孔処理層を除去した部分の深さは
15μｍであつた。

次に、このキヤツプを、カチオン型のアクリル
系電着塗装樹脂と銀の微粉末（粒径：0.2〜2.0μ
ｍ）を精製水中に分散したエマルジヨン型の電着
塗装浴中に浸漬し、電着塗装液を撹拌しながら、
キヤツプを陰極に、ステンレス板を陽極にして両
極間に100Vの直流を１分間通電した。電着塗装
浴の液温は、不揮発分は20wt％、PHは7.0であり、
また上記銀微粉末と電着塗装樹脂の重量比率は
９：１とし、中和剤には酢酸を使用した。つい
で、このキヤツプを温度150℃の加熱炉の中で20
分間加熱して電着した塗膜層を硬化せしめ、厚さ
10μｍの導電性塗膜層を前記アルミニウム金属露
出面（Ａという文字の部分）に形成した。

更に、このキヤツプを液温50℃である銀鍍金浴
（精製水１、シアン化銀：40ｇ、シアン化カリ
ウム：180ｇ、炭酸カリウム：15ｇ）中に浸漬し、
キヤツプを陰極に、銀板を陽極にして両極間に
8Vの直流を電流密度3A／ｄm²で２分間通電し、
厚さ5μｍの銀の鍍金層を前記導電性塗膜層の表
面に形成した。

青色のキヤツプ天面に、光輝性のある銀色のＡ
という文字を、高精度且つ高品位に加飾すること
が出来た。

尚、鍍金層はキヤツプの表面（除去されていな
い陽極酸化封孔処理層の面）とほぼ同一面上にあ
つた。

比較例１実施例１に於いて、露出されたアルミニウム金
属面に導電性の塗膜層を形成する工程を省き、該
露出金属面に、通常の方法でスズ置換処理をした
後ニツケル鍍金処理と銀鍍金処理を施して、厚さ
15μｍの鍍金層を形成した。

鍍金処理に要した時間は22分間であり、実施例
１の鍍金処理時間である５分間より17分間長い鍍
金処理時間を必要とした。その為、キヤツプの天
面に染色した青色は明らかに退色し、鍍金層の厚
さにもむらを生じた。

実施例２実施例１に於いて、電着塗装液に分散する銀微
粉末の粒径を0.05〜0.5μｍとし、この銀微粉末と
カチオン型のアクリル系電着塗装樹脂の重量比率
を７：３とするほかは実施例１と同一の処理を施
した。加飾された鍍金層の表面は実施例１より明
らかに平滑になつていた。また、実施例１より銀
微粉末の粒径を小さくすることによつて、銀微粉
末の電着塗装樹脂に対する添加量を低減すること
が出来た。

実施例３実施例１に於いて、形状が片状であり、粒径が
0.2〜2μｍである銀微粉末を用い、この銀微粉末
とカチオン型のアクリル系電着塗装樹脂との重量
比率を7.5：2.5とするほか実施例１と同一の処理
を施した。

銀微粉末の添加量を実施例１より低減しても、
加飾された鍍金層の表面は平滑でむらの無いもの
であつた。

実施例４実施例１でCO₂ガスレーザービームを照射し、
Ａという文字の陽極酸化封孔処理層を除去する代
りに、ダイヤモンドバイトを使用した物理的な切
削の方法でＡという文字の陽極酸化封孔処理層を
除去するほかは実施例１と同一の処理を施し、ほ
ぼ同一の加飾されたキヤツプを作成した。

実施例５黄銅製のネームプレートに通常の方法で酸、ア
ルカリ洗浄処理を施した後、ネームプレートの表
面に黒色のエポキシ系塗料をエアー圧力５Kg／cm²
のスプレーで塗装し、加熱炉で130℃の温度で20
分間熱処理して塗装膜を硬化せしめた。塗装膜の
厚さは30μｍであつた。

次に、このネームプレートの上記塗装膜からＢ
という文字に相当する部分を削除するため、原画
を読み取る原画走査と、原画と同一の画像を被照
射面に再現し照射するレーザービーム走査とを同
期して行うYAGレーザービーム（波長1.06μｍ）
発生装置を利用した。この装置は、原画をテレビ
カメラで撮像し、テレビカメラから出力された画
像アナログデーターをオン、オフ値に変換して、
このオン、オフ値に応じてレーザービームの照射
をオン、オフ制御するようになつている。つま
り、Ｂという文字の原画をテレビカメラで撮像走
査すると同時に、Ｂという文字の画像を前記塗装
膜にYAGレーザービームが照射走査して塗装膜
を除去することによつて、Ｂという文字の黄銅の
金属面を露出した。レーザービームを照射する条
件は、ビーム径：120μｍφ、出力：12W、Ｑス
イツチ周波数：50KHz、送り速度：300mm／secで
あつた。次に、このネームプレートを、カチオン
型のエポキシ系電着塗装樹脂とニツケルの微粉末
（粒径：0.1〜1.0μｍ）の精製水中に分散したエマ
ルジヨン型の電着塗装浴中に浸漬し、電着塗装液
を撹拌しながら、ネームプレートを陰極に、ステ
ンレス板を陽極にして両極間に100Vの直流を２
分間通電した。電着塗装浴の液温は28℃、不揮発
分は25wt％、PHは7.5であり、また上記ニツケル
微粉末と樹脂の重量比率は８：１とし、中和剤に
は燐酸を使用した。ついで、このネームプレート
を温度160℃の加熱炉の中で30分間加熱して、電
着した塗装膜を完全に硬化せしめ、厚さ28μｍの
導電性塗装膜を前記の露出した黄銅の金属面（Ｂ
という文字の部分）に形成した。

更に、このネームプレートを液温50℃であるニ
ツケル鍍金浴（精製水１中、硫酸ニツケル：
240ｇ、塩化ニツケル：45ｇ、ほう酸：30ｇ）中
に浸漬し、ネームプレートを陰極に、ニツケル板
を陽極にして両極間に5Vの直流を電流密度3A／
ｄm²で５分間通電し、厚さ5μｍのニツケルの鍍
金層を前記導電性塗膜層の表面に形成した。つい
で、このネームプレートを精製水で洗浄し、液温
50℃の金鍍金浴（精製水１中、シアン化カリウ
ム：30ｇ、シアン化金カリウム：18ｇ、炭酸カリ
ウム：30ｇ第二燐酸カリウム：30ｇ）中に浸漬
し、ネームプレートを陰極に、金板を陽極にして
両極間に3Vの直流を電流密度0.5A／ｄm²で５秒
間通電した。

黒色のネームプレートに、光輝性のある金色の
Ｂという文字を、高品位にして且つ繊細に加飾す
ることが出来た。尚、鍍金層はネームプレートの
表面（除去されていないエポキシ樹脂塗装膜面）
とほぼ同一の面に存在した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の方法をその
順序に従つて示した要部断面図。１〜金属製品、２〜非導電性皮膜層、３〜金属
面（文字、図柄等の部分）、４〜導電性塗膜層、
５〜鍍金層。

Claims

【特許請求の範囲】１金属製品の表面に非導電性皮膜層を形成した
後、任意の文字、図柄等に応じて前記非導電性皮
膜層の所望の部分を除去して導電性の金属面を露
出し、引続いて該金属面に導電性の熱硬化性塗料
を電着塗装して導電性塗膜層を形成し、該塗膜層
の表面に鍍金処理を施すことを特徴とする金属製
品の加飾方法。２金属製品がアルミニウム或いはアルミニウム
合金からなり、非導電性皮膜層が陽極酸化封孔処
理膜からなる特許請求の範囲第１項に記載の金属
製品の加飾方法。３非導電性皮膜層が非導電性塗膜層からなる特
許請求の範囲第１項に記載の金属製品の加飾方
法。４非導電性皮膜層の所望の部分を除去する方法
が物理的な切削の方法である特許請求の範囲第１
項乃至第３項のいずれかに記載の金属製品の加飾
方法。５非導電性皮膜層の所望の部分を除去する方法
がレーザービームを照射する方法である特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の金属
製品の加飾方法。６導電性の熱硬化性塗料がカチオン型熱硬化性
樹脂と金属微粉末とを成分としてなるものである
特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記
載の金属製品の加飾方法。