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見た目を向上させる理由でもよく用いられるメッキ。

せっかくメッキした製品でも外観不良によるトラブルがあります。

外観不良が見られるメッキ製品は、単に美観を損なうだけでなく、品質などにさまざまな影響も与えてしまうことがあります。

ちょっとぐらいの外観不良は目をつぶろう、というわけには決していきません。

メッキの外観不良にはさまざまな種類があり、それぞれに原因があります。

本記事では、メッキの外観不良が引き起こす影響、外観不良の種類や原因を解説し、外観不良を起こさないための対策についてもご紹介します。

たかが外観の問題ではない外観不良について、是非ご一読ください。


目次

1. メッキの外観不良が与える影響
　1.1. メッキの外観不良
　1.2. 品質や機能面での影響
　1.3. 後工程への影響
　1.4. コスト面や信頼性への影響


2. 外観不良の種類
　2.1. 析出不良系（焦げ、ザラなど）
　2.2. 密着不良系（膨れ、剥離など）
　2.3. 物理・形状不良系（ピンホールなど）
　2.4. 後処理・環境系（シミ、変色、ムラなど）

3. 外観不良の4大原因
　3.1. 素材要因
　3.2. 前処理要因
　3.3. メッキ工程要因
　3.4. 乾燥・保管要因

4. 外観不良の対策
　4.1. 前処理の強化
　4.2. メッキ液の管理
　4.3. 物理・電気的条件の最適化
　4.4. 検査・監理体制の構築（現場改善）

5. まとめ

1. メッキの外観不良が与える影響

1.1. メッキの外観不良

メッキは身の回りにある物も含め、さまざまな製品の表面処理として用いられています。

製品を素材のまま出荷するのではなく、わざわざコストをかけ、工程を割いてメッキを行うのには大きな理由があります。

一つはメッキする金属の持つ光沢や色、外観を向上させる目的です。

金色以外の素材のものに金の表層があればその製品の見た目は金色となるため、例えば金メダルは、希少で高価な金を100%使わずに、銀に金のメッキをしている、というような話もあります。

また、表層の金属の持つ耐食性やその他の機能を利用して、製品の耐久性や機能向上を狙った使い方も多くあります。

しかし、メッキは薄い金属皮膜を素材表面に付着させているだけなので、剥がれたり変色したりする外観不良を起こすこともあります。

文字通り「メッキが剥がれた」このような状態は、単に見た目に恰好がつかないだけでなく、製品としてもさまざまな影響が生じるため、製品自体の質を保つためにも避けなければなりません。

1.2. 品質や機能面での影響

メッキの外観不良が見つかった場合の見た目以外の影響をいくつかご紹介します。

まずは品質や機能面です。

メッキに剥がれやピンホールのような穴があると、その部分から水分や腐食因子が侵入し、腐食が進んでしまいます。

これは製品の耐久性に著しい影響を与えてしまいます。

メッキ面があまりザラザラな状態で仕上がっていると、機械部品などの場合はその部分の摩耗が激しくなり、これも製品寿命に影響します。

銅などを導電性といった目的でメッキしている場合、外観不良のあるメッキは所望の通電をできない場合もあります。

1.3. 後工程への影響

メッキが製品全体の最終工程ではない場合、外観不良のある物は他の部品との関係性でも問題を生じることがあります。

例えば、膜厚が希望したものより厚かったり、でこぼこした面があると、ボルトナットの収まりが悪く、十分な篏合ができないこともあります。

精密に設計された製品の場合、全体の寸法精度にも影響します。

1.4. コスト面や信頼性への影響

さまざまな影響が考慮されることから、外観不良がある製品は再メッキを行うことになり、コストや納期に大きく影響します。

仮に機能性に影響を与えるレベルでなくても、製品イメージが低くなり、ひいては品質管理のできていないブランドというレッテルを貼られる危険すらあります。

このようなリスクの大きいメッキの外観不良について、正しく理解し、原因と対策を知ることも重要なことです。

2. 外観不良の種類

2.1. 析出不良系（焦げ、ザラなど）

メッキの外観不良は、数えだすとたくさんの種類がありますが、いくつかに分類して整理して理解するとわかりやすいです。

まずは析出不良で起こるものです。

メッキにはさまざまなやり方がありますが、電解メッキなど多くの方法で電気や化学の作用を利用します。

メッキ条件が電気化学的にバランスが悪く、反応が不十分だと、メッキ皮膜の析出が十分にできずにこの状態を起こすことがあります。

例えば、電流密度が高すぎる箇所が黒や褐色に変色したり、ザラザラになったりする「焦げ」という現象はこの分類に入ります。

表面のザラザラについては、メッキ皮膜に不純物が入り込み、突起ができてしまうような「ザラ（ぶつ）」という状態の場合もあります。

メッキ液内の光沢剤の過不足や液温などの影響で表面に十分な光沢が出ない「くもり」などもあります。

2.2. 密着不良系（膨れ、剥離など）

素材とメッキ皮膜が十分に付着しておらず、密着不良を起こすこともあります。

この密着不良系の外観不良は、製品の耐食性や機能性を著しく低下させる要因となることもある、最も致命的な不良と言えます。

例えば、メッキ皮膜の一部が膨れたように浮き上がってくる「膨れ」や、メッキ皮膜自体が剥がれ落ちてしまう「剥離」はこの種の現象です。

これらは素材とメッキ皮膜の間に隙間が生じて、その部分が密着せずに起きてしまう不良です。

メッキ工程時に油分や酸化膜などの異物が残っていることで起こることが多いです。

また、メッキ時は皮膜内部に応力が生じることがあり、これにより発生する皮膜の「クラック」といった現象もあります。

2.3. 物理・形状不良系（ピンホールなど）

メッキ皮膜の形状的に不良とされるものもあります。

代表的なものは「ピット」です。

ピットとはメッキ皮膜上に針のようについた穴のことで、これがあるとその部分を契機に錆が進展するなど、耐食性に大きな影響を与えます。

また、ピットがメッキ皮膜内の穴で素材まで達していないのに対し、ある部分だけ素材まで達して全くメッキがされていない点が生じる現象を「ピンホール」といいます。

ピンホールは早い段階で腐食の進行が始まってしまうため、発見したら即座の対応が求められます。

なお、ピットは途中から皮膜の析出が阻害されて起こるのに対し、ピンホールは傷や汚れなどによって最初からその部分に皮膜が析出していないための不良で、両者は原因と対策が異なります。

その他にも、治具との接触部分にメッキが付いていない「足跡」、複雑な形状やパイプの内面などのメッキが十分でない「つきまわり不良」などもあります。

2.4. 後処理・環境系（シミ、変色、ムラなど）

メッキ処理をした後の工程や管理の仕方によっても外観不良が生じることがあります。

メッキ後の製品を乾燥させる際、水滴の跡が「シミ」として残ってしまうことがあります。

メッキ後の管理環境によっては、メッキ表面が黒色などに「変色」する場合もあります。

これは皮膜の金属が環境内の酸素や水素、硫黄ガスと反応するためのもので、高温多湿の環境や、硫黄分を含む段ボールでの梱包には注意が必要です。

また、クロメート処理を行った製品などは、メッキの色や光沢に「ムラ」が生じる場合もあります。

見えない部品なら色が変わるぐらいは構わない、というわけにはいかず、変色が起きているメッキ品は耐食性が低下したり、摩耗を早めたり、電気的性質を損なったりします。

3. 外観不良の4大原因

3.1. 素材要因

多岐にわたるメッキの外観不良ですが、その発生原因別にまとめると4つに分けられます。

つまり、工程ごとにこの点を注意すれば、外観不良を防げるということです。

最初は素材要因です。

素材に巣と言われる粗い組織の空洞がある場合、その箇所に膨れやピンホールが発生することがあります。

これは組織の粗い、粗悪な鋼材などでは発生してしまい、材料選定の段階でこのリスクを知っておく必要があります。

ピンホールは素材表面の傷なども発生原因となることがあります。

また、加工品の場合、油分はメッキ工程の前処理で取り除くものの、加工油の焼き付きなどがあると密着不良系の不具合を起こすことがあります。

メッキする前に素材表面の傷や焼き付きの有無をチェックしておくことも大切です。

3.2. 前処理要因

製品はメッキ工程前に必ず前処理という工程を踏み、ここで素材表面をメッキが付きやすい状態にします。

これが不十分だと、メッキは密着不良などを起こしやすく、メッキの外観不良の中で前処理要因によるものは全体の7〜8割を占めます。

ある意味ではメッキの本作業より慎重に行うべき工程かもしれません。

前処理では脱脂工程という素材表面の油分を取り除く工程があります。

これが不十分で油分が残ってしまうと、素材とメッキ皮膜の間に隙間があるのと同じ状態で、膨れや剥離といった密着不良を起こします。

表面の酸化膜も密着不良の原因となり、これを取り除くための酸洗いが十分でない場合も、剥離やくもりが起こります。

また、これらの工程で使用した洗剤の水洗いや乾燥が不十分でもシミやムラなどの原因となるため、前処理工程は気の抜けない工程となります。

3.3. メッキ工程要因

メッキ工程では、析出不良系の要因がいくつかあります。

電流密度、通電条件が不適切で焦げを起こすことがあります。

光沢剤などの添加液の過剰な使用によるくもり、ムラ、ピットなどが起こります。

メッキ液の主要薬品についても、濃度やpH、温度管理をしておかないと、くもりやムラ、密着性の低下に繋がります。

メッキ液内に不純物があると、ザラが生じることもあります。

3.4. 乾燥・保管要因

メッキ後も安心はできません。

乾燥や保管の仕方によって、外観不良が生じることがあります。

水滴を残した状態で乾燥工程に入った場合、乾燥シミが残ってしまうこともあります。

クロメート処理などの場合、乾燥温度が高すぎるとクラックが生じることもあります。

倉庫などの保管環境や梱包材によって、空気やガスと反応して変色してしまうこともあります。

4. 外観不良の対策

4.1. 前処理の強化

ここまで解説したようなメッキの外観不良の原因を考慮すると、特に以下の点に注意することが大切です。

まず、脱脂、酸洗い、水洗いといった前処理を甘く見ず、徹底することです。

外観不良の多くはこの工程に起因するものが多く、最大の敵である表面の汚れを徹底的に取り除きましょう。

4.2. メッキ液の管理

メッキ液を構成する際、ろ過フィルターのメッシュを細かくし、不純物が入らないようにしましょう。

1枚の試験板を用い、少量の液サンプルで高電流密度から低電流密度までのメッキ液の状態を判定できるハルセル試験という試験があります。

これを定期的に行い、メッキ液の状態を確認しておくことも必要なことです。

また、光沢剤などの添加材の量を経験則に頼るのではなく、通電量から適切に算出した量に保つことも大切です。

4.3. 物理・電気的条件の最適化

メッキ時は電流密度の調整が重要です。

形状によっては、補助極などの活用で電流分布を一定にすることも選択肢に入れると良いです。

治具のメンテナンスも定期的に行いましょう。

4.4. 検査・監理体制の構築（現場改善）

メッキを行った際の温度、時間、電流などメッキ条件の記録とその監視体制を十分に確立しておくことも必要なことです。

メッキ以外にも言えることかもしれませんが、作業手順書を整備し、記録事項を反映して更新してゆくことが良いノウハウとなり、製品や会社の信頼性にも繋がります。

良品と不良品の明確な線引きを作り、検査体制や確認試験の手順なども整備しておくと良いです。

また、せっかくメッキした製品がその後の保管などで外観不良を起こさないよう、保管環境や梱包方法についても十分に配慮しておくことが大切です。

5. まとめ

本記事では、メッキの外観不良について、その影響、種類、原因、対策を解説しました。

以下はそのまとめです。

・メッキの外観不良は、単に見た目を損なうだけでなく機能性を低下させることも多く、製品や企業の信頼性にも影響する。

・メッキの外観不良は、析出不良系（焦げ、ザラなど）、密着不良系（膨れ、剥離など）、物理・形状不良系（ピンホールなど）、後処理・環境系（シミ、変色、ムラなど）といった具合に多種多様である。

・メッキの外観不良の主な要因は素材要因、前処理要因、メッキ工程要因、乾燥・保管要因の4つで、特に前処理要因が多くを占める。

・メッキの外観不良を防ぐため、前処理を徹底し、メッキ条件（メッキ液、電流条件など）をしっかり管理すること、検査監理体制を構築すること、保管などにも気を配ることが大切である。