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古くて新しい｢めっき｣を 体験しよう！
子どもｱﾄﾞﾍﾞﾝﾁｬｰ 2014 横浜市工業技術支援ｾﾝﾀｰ 関東学院大学 材料･表面工学研究所 子どもｱﾄﾞﾍﾞﾝﾁｬｰ2014 ふる あたら 古くて新しい｢めっき｣を たいけん 体験しよう！ よこはましこうぎょうぎじゅつしえん 横浜市工業技術支援センター かんとうがくいんだいがく ざいりょう･ひょうめんこうがくけんきゅうじょ 関東学院大学 材料･表面工学研究所 平成26年8月20日(水) 第1回；9：30～12：00 第2回；13：30～16：30 なまえ； ☆｢めっき｣のｲﾒｰｼﾞは？ •はがれる •うすい •みせかけ わたしたち み よ あまり良い ｲﾒｰｼﾞがない まわ ぎじゅつ 私達の身の回りで、めっき技術が た つか もの 使われていないのは食べ物ぐらい？！ けんざい うちゅう 建材やﾊﾟｿｺﾝやｽﾏｰﾄﾌｫﾝ、宇宙ﾛｹｯﾄも ぎじゅつ かんせい めっき技術がなければ完成しません。 さいきん でんしきき しんか 最近の電子機器の進化は ささ めっきによって支えられています。 ☆｢めっき｣とは？ かんじ めっき えいご 漢字は｢鍍金｣、英語では｢Plating｣。 きんぞくざいりょう 金属材料やプラスチックスのような ふどうたい でんき とお しゅるい きんぞく ひょうめん こと 電気を通さない不導体の表面を、異なる ごうきん まく 種類の金属または合金のうすい膜で ぼうしょく そうしょく こうか おおうこと。 防食、装飾、硬化などが おも もくてき 主な目的です。 じせいまく ていこうたいはくまく ちょうでんどうはくまく 磁性膜、抵抗体薄膜、超電導薄膜など とくしゅ せいしつ はくまく の特殊な性質をもつ薄膜もつくれます。 ごげん ☆｢めっき｣の語源は？ いじょうむかし ごげん ｢めっき｣の語源は、 1200年以上昔の へいあんじだい なら だいぶつ そうしょく 平安時代の奈良の大仏などの装飾に ぎほう とうじ ゆらい つかわれた技法が由来です。当時、 (注) すいぎんちゅう きん ほう と ｱﾏﾙｶﾞﾑ法によって、水銀中に金を溶か めっきん きんいろ し,金色がきえることから｢滅金｣、これを だいぶつ ときん 大仏にぬったことから｢塗金｣といわれま ご めっき した。その後、｢鍍金｣、｢ﾒｯｷ｣となり、 とういつ ｢めっき｣に統一されるようになりました。 ほう ◎ｱﾏﾙｶﾞﾑ法って？ きん ぎん すいぎん せいしつ 金Auや銀Agは、水銀Hgにとける性質が すいぎん ぎん きん あります。水銀に金や銀がとけこんだも のをｱﾏﾙｶﾞﾑ(amalgam)といい、それを かねつ すいぎん じょうはつ ふってん たか 加熱すると、水銀が蒸発し、沸点の高い きん Hg のこ 金だけ残ります。 Hg水銀 Hg Hg Hg Hg Hg Hg Hg Hg Hg ぶんるい ☆｢めっき｣の分類は？ ほう かんしきほう しっしきほう めっき法は、乾式法と湿式法にわけられ しっしきほう ようゆう ます。さらに、湿式法は、溶融めっき、 でんき かがく ぶんるい 電気めっき、化学めっきに分類されます。 (注) むでんかい かがく 無電解めっき/化学めっき (注)ちかん めっき ﾌｨﾙﾑめっき、置換めっき (注) でんき 電気めっき ふで しもん 筆めっき、指紋めっき ようゆう 溶融めっき いた ようゆうあえん こうはん ﾄﾀﾝ板；溶融亜鉛めっき鋼板 ﾌﾞﾘｷ板；溶融ｽｽﾞめっき鋼板 むでんかい ◎｢無電解めっき｣とは？ みず きんぞくかごうぶつ きんぞく 水に金属化合物をとかし(金属ｲｵﾝ)、 やくひん かんげんざい かんげんざい くわ 還元剤という薬品を加え、その還元剤の きんぞく せきしゅつ パワーで、金属が析出します。 でんき きんぞく とお 金属やプラスチックスなどの電気を通さ ふどうたいじょう でき ない不導体上にもめっき出来ます。 みず きんぞくかごうぶつ (！)金属化合物のCuSO4･5H2Oを水に どう じっさい とかすと、銅ｲｵﾝCu2+になります。実際 みず は、水とくっついて、[Cu(H2O) 4]2+となっ あお み ているので、青く見えます。したがって、 むすい はくしょく み CuSO4(無水)では白色に見えます。 たいけん ⇒ﾌｨﾙﾑめっきで体験します！ むでんかい えきちゅう ☆｢無電解めっき｣液中 のｲﾒｰｼﾞ Cat. ＝ かんげんざい 還元剤 M Cat. e- + でんし M+ M きんぞく 電子 金属ｲｵﾝ きんぞく 金属 めっき ざいりょう Cat.；英語Catalystの略。 される材料 にほんご しょくばい いみ 日本語で触媒という意味。 えいご せきしゅつ りゃく きんぞく かんげんざい しょくばい 析出した金属が還元剤の触媒としても はたら むでんかい とくちょう 働くのが、無電解めっきの特徴です。 ちかん ◎｢置換めっき｣とは？ えきちゅう きんぞく ざいりょう きんぞく 液中の金属ｲｵﾝとめっきする材料の金属 お か げんしょう りよう ほうほう が置き換わる現象を利用した方法です。 ざいりょう きんぞく したがって、めっきされる材料は金属 えきちゅう きんぞくたんたい ・・ だけになります。この液中で金属単体 か じゅん なら がイオン化しやすい順に並べたものを (注) かけいこう イオン化傾向といいます。 むでんかい ちかん ちが また、無電解めっきと違い、置換めっきは きんぞく お か はんのう と 金属が置き換わると、反応は止まります。 てつ たいけん ⇒鉄へのめっきで体験します！ ちかん ほうほう ◆｢置換めっき｣方法◆ まいも ①ｻﾝﾌﾟﾙを1枚持ちます。 えんさん 鉄 なか ②塩酸の中にひたします。 かる すいせん ③軽く水洗します。 どう えき ④銅めっき液Aにひたします。 かぞ だ ⑤1,2,3,4,5数えたら、出します。 かる すいせん ｻﾝﾌﾟﾙ ⑥軽く水洗します。 どう えき ⑦銅めっき液Bにひたします。 かぞ だ ⑧1,2,3,4,5数えたら、出します。 かる すいせん ⑨軽く水洗します。 ぼうせいざい ⑩防錆剤にひたします。 じゅうぶん すいせん かんそう ⑪充分に水洗し、乾燥します。(終了) かけいこう ◎ｲｵﾝ化傾向とは？ きんぞく えきちゅう しめ よう 金属が液中で示す、(陽)イオンになろう けいこう とする傾向です。カリウム・カルシウムな ひきんぞく けいこう おお ぎん はっきん どの卑金属は傾向が大きく、銀・白金・ きん ききんぞく けいこう ちい 金などの貴金属は傾向が小さくなります。 (大)K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni> Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au(小) でんき ◎｢電気めっき｣とは？ えきちゅう きんぞく がいぶでんげん 液中の金属イオンを外部電源から でんき なが きんぞく ほうほう 電気を流して金属にする方法です。 おお しゅるい きんぞく じゆう あつ 多くの種類の金属を自由な厚さで でんき でき とお どうたい めっき出来ますが、電気を通す導体に ・・ でき しかめっき出来ません。 ふで しもん ⇒筆めっき、指紋めっき たいけん で体験します！ ふで ☆｢筆めっき｣とは？ でんき ふで ぎじゅつ りよう 筆めっきとは、電気めっき技術を利用し いっぱんてき ぶぶん た部分めっきのことです。一般的なめっき よくそう もち せんよう のように浴槽を用いることなく、専用の ふで せいりゅうき がいぶでんげん えき ・・ 筆、整流器(外部電源)、めっき液だけで でき めっきすることが出来ます。 きょう じぶん なまえ しん ばん ◇今日は自分の名前を真ちゅう板に か 書いてみましょう！ ふで ほうほう ◆｢筆めっき｣方法◆ しん ばん いちまい ①真ちゅう板を一枚もらいます。 ②シールをはがします。 かくたんとう せんせい しじ ③各担当の先生の指示にしたがって、 しん ばん と つ ｺｰﾄﾞを真ちゅう板に取り付けます。 どう ふでさき えき ④筆先に銅めっき液をつけます。 ふで じぶん なまえ ⑤筆で自分の名前をかきます。 すいせんご ぼうせいざい ⑥水洗後、防錆剤にひたします。 かる すいせん かんそう ⑦軽く水洗し、乾燥します。(終了) しもん ☆｢指紋めっき｣とは？ ふで でんき どうよう ぎじゅつ 筆めっきと同様に、電気めっき技術を でんき (注) りよう もち おこな 利用し、ﾊﾙｾﾙを用いて行うめっきの せる はる いみ ことです。 Ｈｕｌｌさんの Ｃｅｌｌの意味 ねん かいはつ (注)1935年にR.O.Hullさんが開発した、 せかいかくこく りよう でんき 世界各国で利用されている電気めっき だいひょうてき しけんほうほう の代表的な試験方法です。 きょう じぶん どうばん しもん つ ◇今日は銅板に自分の指紋を付け、 でんき う 電気めっきで浮きあがらせてみよう！ ほうほう しもん ◆｢指紋めっき｣方法◆ どうばん いちまい ①銅板を一枚もらいます。 ②シールをはがします。 おやゆび ま しもん つ ③ど真ん中に親指の指紋を付けます。 かくたんとう せんせい しじ ④各担当の先生の指示にしたがって、 どうばん せっち 銅板をﾊﾙｾﾙに設置します。 でんげん ふんかん ⑤電源ONし、3分間ﾆｯｹﾙめっきします。 すいせんご ぼうせいざい ⑥水洗後、防錆剤にひたします。 かる すいせん かんそう ⑦軽く水洗し、乾燥します。(終了) ☆｢ﾌｨﾙﾑめっき｣とは？ ひかり しがいせん あ ﾌｨﾙﾑに光(紫外線)を当てると、ﾌｨﾙﾑの ごくうす ひょうめんぶぶん せいしつ へんか 極薄い表面部分の性質が変化します。 つぎ ひょうめん だっし 次に、表面をｷﾚｲにする脱脂やｸﾘｰﾅｰ しょり しょくばい (石ケン)で処理し、ﾊﾟﾗｼﾞｳﾑという触媒 つ むでんかい せきしゅつ を付けると無電解めっきが析出します。 きょう (注) むでんかい ◇今日はCOPﾌｨﾙﾑを無電解ﾆｯｹﾙ えき いろいろ もよう めっき液にひたして、色々な模様を う 浮きあがらせてみましょう！ ◎｢COP｣とは？ べつめい COPとは、別名シクロオレフィンポリマー こうぶんしざいりょう とうめいせい たか という高分子材料です。透明性、高いﾊﾞ せい ていふじゅんぶつせい すぐ こうがくとくせい ﾘｱ性や低不純物性、優れた光学特性と ていきゅうしつせい い 低吸水性を生かして、ﾗｲﾄｶﾞｲﾄﾞなどの こうがくぶひん いやくひんほうそう ようと 光学部品、医薬品包装の用途やﾊﾞｲｵ ようと しよう 用途に使用されています。 ほうほう ◆｢ﾌｨﾙﾑめっき｣方法◆ いちまいえら ①COPﾌｨﾙﾑを一枚選びます。 かくたんとう せんせい しじ ②各担当の先生の指示にしたがって、 まえしょり おこな 前処理を行います。 むでんかい ③無電解ﾆｯｹﾙめっきにひたします。 ふんかん ご じゅうぶん すいせん ④5分間めっき後、充分に水洗します。 かんそう ⑤よく乾燥させます。 ⑥パウチッコでﾌｨﾙﾑをシールし、 ・・・ しおりをつくります。 ◆｢マジカルキャッチに よる水処理｣方法◆ ほうほう みずしょり みず つち い ①ペットボトルに水と土を入れます。 ②キャップをして、よ～くふります。 せいし びょう えき かんさつ ③静止し、30秒ほど液を観察しましょう！ ④キャップをあけてマジカルキャッチを い 入れます。 ⑤キャップをして、よ～くふります！ こえ ⑥「ストップ！」と声をかけたら、 や かんさつ 止めてください。よく観察しましょう！ ＊おわりに① よこはましこうぎょうぎじゅつしえん 横浜市工業技術支援センターのこと よこはましこうぎょうぎじゅつしえん 横浜市工業技術支援センターは、 よこはまし しせつ 横浜市の施設のひとつです。 よこはましない こうじょう 横浜市内の工場でつくられるものを、 きかい つか しら しごと 機械を使って調べるお仕事をしてい あたら ます。新しいものをつくるときに ざいりょう ひつよう せいしつ しら 必要となる材料の性質を調べたり、 なが つか さび ものを長く使っても錆たりしないか かいしゃ たし 確かめたりして、ものつくりの会社 よ が良いものをつくれるように おうえん 応援しています。 ＊おわりに② かんとうがくいんだいがく ざいりょう･ひょうめんこうがくけんきゅうじょ 関東学院大学 材料･表面工学研究所のこと かんとうがくいんだいがく ざいりょう･ひょうめんこうがくけんきゅうじょ 関東学院大学 材料･表面工学研究所は、 ふちきかん かんとうがくいんだいがく ひと 関東学院大学の付置機関の一つです。 ねんいじょう かんとうがくいんだいがく 関東学院大学は、50年以上むかし、 こうじょう がくない へいせつ 学内にめっき工場を併設するなど、 ほか だいがく ちが とくちょう 他の大学とは違う特徴がありました。 なが とうけんきゅうじょ けんきゅう その流れをくむ当研究所は、研究と きょういく ・・・ じんざいいくせい せかい 教育をはしらに、人財育成や世界に けんきゅうかいはつ おこな こくないがい ほこれる研究開発を行い、国内外へ はっしん 発信しています。 こうくん ひと 校訓；人になれ ほうし 奉仕せよ ☆修了証☆ よこはましこうぎょうぎじゅつしえん あなたは、横浜市工業技術支援ｾﾝﾀｰ おこな ふる あたら で行った、“古くて新しい｢めっき｣ たいけん さんか を体験しよう！”に参加し、 ふで しもん 筆めっき･指紋めっき･ﾌｨﾙﾑめっき ちかん みずしょりほう たいけん ･置換めっき･水処理法を体験し、 でんき むでんかい 電気めっきと無電解めっきについて まな しょうめい 学んだことを証明します。 平成26年 8月 横浜市工業技術支援ｾﾝﾀｰ 関東学院大学 材料･表面工学研究所