ABS電気めっきプロセスとは - Maypak

はじめに：プラスチック電気めっきは、プラスチック製品の表面に金属光沢と美しい外観を与え、装飾的な役割を果たします（通常、次の製品アクセサリーに使用できます：プラスチックボトルキャップ/ PP製エアレスボトル/オールプラスチック製ローションポンプディスペンサーなど）製品表面の機械的強度を向上させ、耐用年数を延ばします。光や大気などの外部要因に対するプラスチック製品の安定性を高め、劣化しにくくします。プラスチックに導電性、磁性、溶接性を持たせます。中でも、ABSプロセスは最も成熟しており、電気めっき効果も最高です。この記事では、ABS電気めっきプロセスとその一般的な問題点について解説します。内容は、高品質の包装材料システムを購入される皆様のご参考になれば幸いです。

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ABS樹脂の電気めっきの主な工程は、脱脂、粗面化、感光化、活性化、化学めっき、電気めっき、ニッケルめっき、クロムめっき、そして完成品です。上記の工程のうち、電気めっき工程前の5つのステップは無電解めっき工程であり、電気めっき工程以降は従来型の電気めっき工程となります。

1. ABS樹脂の電気めっきの主な工程フロー

脱脂

脱脂の主な目的は、油分を除去し、表面張力を低下させて表面を親水性にすることです。部品の加工や輸送中に、油分、離型剤、その他の異物が付着することは避けられません。これらの後続工程に影響を与える要因は、脱脂によって除去する必要があります。脱脂工程は、均一な表面粗化を促進し、コーティングの密着性を向上させ、表面粗化液の耐用年数を延ばす上で一定の役割を果たします。

粗くする

表面粗化の目的は、表面粗さを増大させ、表面積を増加させることで、金属コーティングとプラスチック間の結合力を高めること、また、プラスチック表面を疎水性から親水性に変化させることで、すべての部分が均一に水で濡れ、金属イオンが均一に吸収されるようにすることです。表面粗化の方法には、機械的粗化、溶剤膨潤粗化、化学的粗化などがあります。

感作された

感光化処理の目的は、加工対象物の表面に酸化されやすい物質の層を吸着させることで、活性化処理中に酸化還元反応が起こり、加工対象物の表面に触媒作用を持つ貴金属膜を形成させることである。

アクティベーション

活性化の目的は、まず部品の表面に金属膜を形成すること（金や銅などの触媒物質を感光化部品の表面に吸着させること）であり、これは次の化学析出工程の触媒として使用でき、無電解めっきに有益である。

いわゆる活性化処理とは、還元剤を吸着させた部品を酸化剤を含む溶液に浸漬する処理のことである。一般的には、貴金属塩の水溶液に浸漬することで、貴金属イオンが還元剤によって貴金属に還元され、加工物の表面に貴金属膜が形成される。この貴金属層は触媒として活性な役割を果たし、触媒膜とも呼ばれ、無電解めっきの還元反応を促進する。金、銀、銅、パラジウムなどの金属がこの触媒能力を有することは、これまでの研究で実証されている。

無電解めっき

活性化処理後、ワークピース表面には既に銀または他の金属の薄膜層が形成されていますが、非常に薄いため、この状態で酸性溶液に浸漬すると銀膜が剥離してしまいます。そのため、まずアルカリ無電解銅めっきを行い、酸化還元反応によって銀膜を剥離させる必要があります。ワークピース表面に銅層をめっきすることで導電層を強化し、その後酸性媒体中で電気めっきを行うことができます。無電解めっきは低温での自己触媒還元反応です。無電解めっきが完了したら、従来の電気めっき工程に入り、金属部品と同様に電気めっきを行うことができます。

2. 一般的な品質欠陥への対策

ピット

めっき部品の表面に小さな突起や明るい斑点が生じるのは、固体不純物の微粒子が部品表面に付着するためです。原因としては、めっき水に不純物が含まれている、または水が汚れている、あるいはめっき槽に固体不純物が含まれているなどが考えられます。めっき工程では脱イオン水を使用し、ろ過効果を高めることをお勧めします。また、過度の粗大化はピットの原因となるため、濃度・温度・時間の関係を制御して過度の粗大化を防ぐ必要があります。

ピンホール

めっき部品の表面に発生する小さな凹みは、主にめっき工程中に部品表面に吸着した水素が時間内に除去されなかったことが原因です。その原因としては、めっき槽内の空気の攪拌が不均一であることが考えられます。部品表面に吸着した水素を除去するためには、空気の攪拌を改善する必要があります。

露出した彫刻

部品表面にめっきが施されていない主な原因は、前回の無電解めっきが適切に行われず、その結果、後続の電気めっきが失敗したことにある。原因としては、電気めっき槽が粗面化液で汚染されているか、無電解ニッケルめっきの反応速度が遅く、局所的なめっきが行われていないことが考えられる。粗面化液が後続のめっき槽に混入しないようにするか、浴液の濃度を上げる必要がある。

黄ばみ

めっきされた部品の表面が部分的に黄色く変色しています。主な原因は、製品のクロム層（銀白色）がめっきされず、ニッケル層（白色の中に黄色がかった部分）が露出していることです。これは、クロムめっき電流が小さすぎるため、クロムめっき電流を上げる必要があるためです。

焦げた

めっき部品の鋭角部分に生じる突起や粗さは、主にめっき工程中の過電流と、めっき層の結晶化不良が原因です。めっき電流を低減する必要があります。

さび

めっき部品の表面が腐食し、変色し、光沢を失っているのは、主にめっき部品の耐食性が低いことによる腐食が原因です。原因としては、電気めっきラックの導電性が低く、めっき膜の厚さや微細孔の数が不十分であること、あるいは環境に塩素、硫黄などの強い腐食性物質が含まれていることが考えられます。新しいラックを製作し、めっき層の厚さと微細孔の数を確保するために工程を改善し、環境を改善する必要があります。

発泡

めっき部品の表面に気泡が発生するのは、主にめっき層とプラスチック層の密着不良が原因です。原因としては、材料性能の低さ、あるいは表面粗化の過剰または不十分さが考えられます。めっきグレードのABS樹脂を使用するか、表面粗化レベルを適切に調整する必要があります。

*メイパックのパッケージはABS樹脂製ボトルキャップメーカー当社は17年以上にわたりABS樹脂製ボトルキャップに特化しており、2006年に設立されました。国内外で高い評価を得ています。リップスティックチューブについてご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。