JPS6344838B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム押出形材の鏡面メツキ法
に関するものである。アルミニウム押出形材は、
軽量で加工が容易なので、建材等として広く使用
されている。押出形材には、耐蝕性や美観の見地
から、一般に塗装、アルマイト処理、アルマイト
―着色処理等の表面処理が施される。しかし、他
の金属では常用されているメツキ処理は、押出形
材の表面処理としては一般的には行なわれていな
い。

アルミニウムにメツキを施し得ることは公知で
あり、平担なアルミニウム面に光沢メツキを施す
と、装飾的価値の高い美麗な鏡面が得られる。し
かし、アルミニウム押出形材の表面には、ダイス
マーク、ストリーク、肌荒れなど非常に複雑な凹
凸やうねりがあり、このままで光沢メツキを施し
ても、歪が目立つて美麗な鏡面は得られない。こ
の歪を除去するには、押出形材を予じめ研摩して
表面を平担にしておくことが必要であり、バフ研
摩などで表面を単に平滑にしただけでは歪は解消
しない。

本発明者らは鏡面形成に適した押出形材の研摩
方法について検討した結果、プラテン方式のベル
ト研摩機で研摩するのが好適であることを見出し
た（特願昭58−7969参照）。

本発明者らは押出形材の研摩について更に検討
した結果、形材の表面形状により研摩状況が大き
く異なることを見出し、本発明を完成した。すな
わち、本発明は平担ないし僅かに凸状をなすよう
に成形されている表面を有するアルミニウム押出
形材の該表面を、プラテン方式のベルト研摩機で
研摩したのち、これに光沢メツキを施すことを特
徴とする鏡面メツキ法を要旨とするものである。

本発明をさらに詳細に説明すると、アルミニウ
ム押出形材の素材としては、主に6000番系のアル
ミニウム合金、特に0.20〜0.6％の珪素と0.45〜
0.9％のマグネシウムを含む6063合金が用いられ
るが、所望ならば純アルミニウムや他のアルミニ
ウム合金を用いることもできる。

押出形材は、鏡面メツキを施すべき面が平担な
いし僅かに凸状をなすように、すなわち押出し方
向に垂直な断面が僅かに山なりになるように製作
することが必要である。従来、押出形材は一般に
表面が僅かに凹状をなすように製作されており、
押出し時に表面が平担ないしは凸状になつた場合
には、ローラーで押圧して表面を凹状に修正する
ことすら行なわれている。これは押出型材の表面
が平担ないし凸状であると、取扱いに際して表面
に傷がつき易いのに対し、表面が凹状であると両
側端が支持点となるので表面が他物に接触するこ
とが少く、従つて表面に傷がつき難いからであ
る。

しかし、このような表面が凹状をなす押出形材
をプラテン方式のベルト研摩機で研摩すると、突
出している両側端部は研摩され易いが中央部は研
摩され難く、中央部までよく研摩しようとすると
長時間の研摩を必要とし、研摩能率が低下し、か
つ研摩ベルトの消耗が激しい。また、研摩後の表
面は平担ないし僅かに凸状になつているのが鏡面
としたときの映像性の点から好ましく、表面に凹
部があると映像にゆがみが生ずる。ところで表面
が凹状をなしている押出形材を研摩してその表面
を平担ないし凸状にするには、長時間の研摩を必
要とするので、この点からも押出形材の表面が凹
状となつているのは不利である。

これに対して押出形材の表面が平担ないし僅か
に凸状になつていれば、研摩当初から表面が両側
端を含めて全体としてよく研摩されるので、研摩
能率がよい。さらに研摩後の表面が平担にならず
凸状を残していても、鏡面としたときの映像状は
殆んどそこなわれないので、短時間の研摩で鏡面
としたときに映像性のよい研摩面を得ることがで
きる。また、一般にプラテン方式のベルト研摩に
おいては、プラテンの押圧力により形材表面の中
央部が弾性変形によりへこむ傾向にある。従つて
表面が平担であれば中央部よりも両側端部が大き
く研摩されて凸状の研摩面となり易い。また、表
面が平担な押出形材は製作が困難であり、ややも
すると表面が凹状になり易いので、押出形材は凸
状に製作するのが好ましい。しかし、凸状に過ぎ
れば映像性のよい研摩面を得るための研摩量が増
大するので、通常の形材、すなわち幅が30〜150
mm程度のものであれば、表面の曲率半径を２×
10³mm以上、好ましくは４×10³mm以上となるよう
にするのが適当である。なお、押出形材の長さは
任意であるが、1000mm以上、通常は4000mm程度で
ある。また、押出形材の形状も任意であるが、研
摩すべき面は平面でなければならない。

本発明では、先ず上述の如く表面が平担ないし
僅かに凸状に成形されている押出形材を、プラテ
ン方式のベルト研摩機で研摩する。これにより押
出時に生じた表面の荒れやうねり等が除去され
て、平面性のよい平担ないしは僅かに凸状の表面
が得られる。周知のようにベルト研摩機にはコン
タクトホイール方式とプラテン方式とがあり、一
般に鋼製長尺材等の大物の研摩には前者が用いら
れ、カメラ部品等の小物の研摩には後者が用いら
れている。しかし、本発明者らの検討によれば、
アルミニウム押出形材の研摩の場合にはコンタク
トホイール方式では押出形材表面の凹凸やうねり
は除去されて表面は平滑に近づくが、一方におい
て新たに押出形材表面にスクラツチ状の傷や送り
マークが生じ、バフ研摩で表面を平滑化してメツ
キを施しても、歪のない美麗な鏡面を得ることは
困難である。また、この方式では研摩ベルトに詰
りが生じ易く、ベルトの寿命が短いという欠点も
ある。これに対しプラテン方式の場合には、スク
ラツチ状の傷や送りマークが生ぜず、かつベルト
の寿命も長い。また、表面粗さの小さい研摩面が
得られるので、次のパフ研摩を簡略に行なつても
歪のない美麗な鏡面を得ることができる。コンタ
クトホイール方式とプラテン方式とで研摩面およ
び研摩ベルトの寿命にこのような大きな差異が発
生する理由は不明であるが、押出形材と研摩ベル
トとの接触状態が、コンタクトホイール方式では
線接触であるのに対し、プラテン方式では面接触
であることが、大きく関係しているものと考えら
れる。

本発明では研摩ベルトとして、通常ポリツシン
グベルトと称されているもの、すなわちコルク等
の軟質の担体に砥粒を担持させたものを接着剤で
ベルト基材に固定させた構造の研摩ベルトを用い
るのが好ましい。ポリツシングベルトは通常は鋼
製品の艷出し等に用いられているが、アルミニウ
ム押出形材は軟かいので、このベルトでも十分な
研削力が得られ、かつ平担で表面粗さの小さい研
摩面が容易に得られる。

なお、本発明では砥粒を接着剤で直接ベルト基
材に結合させた構造の通常の研摩ベルトを用いる
ことも勿論可能である。この場合にはベルトと接
触する面を、ゴムや、ゴムの裏面にさらにスポン
ジを張合せたものなど弾性のある材料で構成した
軟質のプラテンを用いるのが好ましい。このよう
な軟質のプラテンは研摩ベルトとの摩擦により摩
耗しやすいので、その表面に廃品研摩ベルトを取
付けてプラテンそのものの摩耗を防ぐのが好まし
い。軟質のプラテンを用いると研摩ベルト表面に
突出した砥粒が押出形材に切り込もうとする圧力
が、プラテンの弾性により適度に緩和され、スク
ラツチ状の傷や送りマーク等のない平担性のよい
研摩面が得られる。プラテンが軟かすぎると、こ
の圧力の緩和が行き過ぎて、かえつて研摩面の平
担性が悪くなる。また、前述のポリツシングベル
トを用いる場合には砥粒の担体であるコルクによ
り砥粒の切り込み圧力が緩和されるので、プラテ
ンとしては金属製またはその表面に耐摩耗材をコ
ーテイグした硬質のものを用いるのが好ましい。
研摩ベルトの砥粒の粒度は、一般に180〜600番の
範囲から選択される。通常は、粗粒から細粒へと
２〜４種類の研摩ベルトで順次研摩するのが好ま
しい。

プラテンの押圧力は通常加工物の単位接触面積
当り0.2〜10Kg／cm²Ｇ、好ましくは0.4〜４Kg／cm²
Ｇの範囲から選択される。押圧力が小さいと研摩
ベルトの研削力が小さくなり、所望の研摩面を得
るまでに多数回の研摩を行なわなければならな
い。また、押圧力が大きくなると発熱が増し、研
摩液による冷却が追いつかなくなる。プラテンの
押圧力の最適範囲は0.4〜2.5Kg／cm²Ｇ、特に0.4〜
１Kg／cm²Ｇである。押出形材の送り速度は通常１
〜10m／分、好ましくは２〜4m／分である。送
り速度を大きくすると所望の研摩面を得るための
研摩回数が増加する。

このようにして得られる研摩面は、平担性およ
び平滑性にすぐれており、そのままでも鏡面メツ
キの下地とすることができ、また電解液中で陽極
酸化を施すと美麗なアルマイト面が形成される。
これらの用途に供する場合には、粒度の小さい研
摩ベルトを用いて研摩面をできるだけ平担かつ平
滑にしておくのが好ましい。また、鏡面メツキの
下地とする場合には、予じめ銅メツキを施して下
地を平滑化したり、半光沢メツキや光沢メツキを
厚く施すのが好ましく、このようにすればベルト
研摩面にさらにバフ研摩を行なわずとも美麗なメ
ツキ鏡面を得ることができる。

しかし最も有利なのは、ベルト研摩面にさらに
バフ研摩を行なつてからメツキを施す方法であ
る。こうするとベルト研摩の研摩痕はバフ研摩に
より容易に除去されて、極めて平滑な研摩面が生
成する。

バフ研摩は通常ライム系研摩剤を用いて常法に
従つて行なわれる。本発明ではベルト研摩により
表面粗さの小さい研摩面が得られるので、簡単な
バフ研摩で容易に鏡面が得られる。

バフ研摩により平滑化した押出形材は、次いで
光沢メツキを施して鏡面を形成する。アルミニウ
ムに対する光沢メツキ法はいくつか知られてお
り、本発明ではこれらの公知方法のいずれをも用
いることができる。通常は研摩処理を経た押圧形
材を、界面活性剤を含む溶液で脱脂したのちアル
カリ水溶液に浸漬し、さらに硝酸水溶液で処理し
て表面を清浄にする。次いで亜鉛酸塩を含む水溶
液またはこれにさらに銅、ニツケル、鉄などの塩
を含有させた水溶液に浸漬して、押出形材の表面
にこれらの金属を析出させる置換処理を１回ない
し数回行なう。最後に押出形材をメツキ浴中に浸
漬して陰極とし、適当な陽極との間に直流電流を
印加してメツキを行なう。メツキは押出形材上に
直接光沢メツキを行なうこともできるが、先ず半
光沢メツキを行ない、次いで光沢メツキを行なう
のが好ましく、これにより耐蝕性のよいメツキ面
が得られる。メツキ浴としては任意のものを用い
得るが、通常は硫酸ニツケルを主体とするニツケ
ル塩水溶液に種々の助剤を添加したものが用いら
れる。また、光沢メツキ層の上には常法により耐
蝕性を増すためのマイクロポーラスクロム用ニツ
ケルメツキ、さらに硬度および耐蝕性を増すため
のクロムメツキを行なうのが好ましい。

本発明によれば、押出形材に歪のない美麗な鏡
面を容易に形成することができる。

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下
の実施例に限定されるものではない。

実施例 １ 幅80mm、高さ40mm、厚さ2.0mm、長さ1200mmの
角柱状のアルミニウム押出形材（材質6063、時効
処理T₅）ＡおよびＢを、プラテン方式のベルト
研摩機で研摩した。プラテンとしては、幅150mm、
長さ180mmの鋼板製でその表面に超硬鋼がライニ
ングされている硬質プラテンを用いた。研摩ベル
トとしては、光陽社製のポリツシングコルクベル
トBCZ180番と、三共理化学社製のコルクを担体
とするポリツシングベルト（製品記号RBXB、
粒度240番および400番。いずれもＣ砥粒）を用い
た。研摩条件はプラテンの押圧力を加工物の単位
接触面積当り0.6Kg／cm²Ｇ、研摩ベルト速度
750m／分、押出形材の送り速度2m／分であり、
この条件で180番、240番、400番のベルトで順次
１回づつ研摩した。研削油としては三菱石油(株)製
のダイアカツト21Tを用いた。この研摩により、
押出形材Ａの表面形状は第１図のイからロに示す
ように変化し、一方、押出形材Ｂの表面形状は第
２図のイからロに示すように変化した。

この押出形材を、綿バイアスバフとライム系研
摩剤（光陽社製品、プリンスライム100番）を用
い、押付荷重10Kg、研摩速度約2500m／分、押出
形材の送り速度4m／分で２回バフ研摩した。

バフ研摩を終えた押出形材は、常法により、脱
脂、水洗、アルカリ水溶液浸漬―水洗―硝酸水溶
液処理―水洗の各処理を順次施して、その表面を
清浄にした。次いで、この押出形材をボンダルデ
イツプ溶液（英国カニング社製品）に浸漬したの
ち水洗―硝酸処理―水洗し、再度ボンダルデイツ
プ溶液に浸漬したのち水洗して、押出形材表面に
亜鉛合金を析出させた。これを電解浴中に浸漬し
て陰極とし、浴温55℃で、下記の順序でメツキを
施した。

(イ) 半光沢メツキ 電解浴 硫酸ニツケル（NiSO₄・6H₂O）
300ｇ／ 塩化ニツケル（NiCl₂・6H₂O）
38ｇ／ 硼 酸 40ｇ／ （市販の非クマリン系半光沢メツキ用光
沢剤添加） 電流密度 2A／ｄm² メツキ時間 40分 (ロ) 光沢メツキ 電解浴 硫酸ニツケル（NiSO₄・6H₂O）
260ｇ／ 塩化ニツケル（NiCl₂・6H₂O）
60ｇ／ 硼 酸 40ｇ／ （市販の全光沢メツキ用光沢剤添加） 電流密度 2A／ｄm² メツキ時間 40分 (ハ) マイクロポーラスクロム用ニツケルメツキ 電解浴 硫酸ニツケル（NiSO₄・6H₂O）
240ｇ／ 塩化ニツケル（NiCl₂・6H₂O）
50ｇ／ 硼 酸 30ｇ／ （市販のマイクロポーラスクロム用パウ
ダー添加） 電流密度 1A／ｄm² メツキ時間 １分 (ニ) クロムメツキ 電解浴 無水クロム酸（CrO₃） 250ｇ／ 硫 酸 ２ｇ／ （市販の弗化物系添加剤添加） 電流密度 10A／ｄm² メツキ時間 ３分 押出形材Ａ，Ｂは上記のメツキ処理によりいず
れも美麗な鏡面を与えた。しかしその映像性は、
押出形材Ａが殆んど歪のない映像を与えるのに対
し、押出形材Ｂは映像に若干の歪があるものであ
つた。

実施例 ２ 幅60mm、高さ30mm、厚さ2.5mm、長さ1200mmの
角柱状のアルミニウム押出形材を用い、実施例１
と全く同様にしてプラテン方式のベルト研摩機で
研摩したところ、押出形材の表面形状は第３図の
イからロに示すように変化した。

この押出形材に、実施例１と全く同様にしてバ
フ研摩およびメツキを行なつたところ、美麗でか
つ歪のない映像を与える鏡面が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はいずれも押出形材の表面形状
を示すものであり、イはベルト研摩前、ロはベル
ト研摩後のものである。これらの図において、縦
軸は任意基準面からの高さμ、横軸は幅方向を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平担ないし僅かに凸状をなすように成形され
   ている表面を有するアルミニウム押出形材の該表
   面を、プラテン方式のベルト研摩機で研摩したの
   ち、これに光沢メツキを施すことを特徴とする鏡
   面メツキ法。 ２ ベルト研摩機で研摩したのち、さらにバフ研
   摩して光沢メツキを施すことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の鏡面メツキ法。 ３ 研摩ベルトとして、ベルト基材に軟質の担体
   が固着されており、この担体に砥粒が担持されて
   いる構造を有するベルトを用い、硬質のプラテン
   を備えたベルト研摩機で研摩することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の鏡面
   メツキ法。 ４ 研摩ベルトとして、砥粒が直接ベルト基材に
   接着されている構造を有するベルトを用い、表面
   が弾性のある材料で構成されている軟質のプラテ
   ンを備えたベルト研摩機で研摩することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の鏡
   面メツキ法。 ５ メツキを半光沢ニツケルメツキおよび光沢ニ
   ツケルメツキの順に施すことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の
   鏡面メツキ法。 ６ 光沢メツキ層の上にさらにマイクロポーラス
   クロム用ニツケルメツキおよびクロムメツキを施
   すことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第５項のいずれかに記載の鏡面メツキ法。