知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-18
(45)【発行日】2024-07-26
(54)【発明の名称】複合化クロムめっき物品
(51)【国際特許分類】
C23C 28/00 20060101AFI20240719BHJP
F16C 33/12 20060101ALI20240719BHJP
C25D 5/16 20060101ALI20240719BHJP
C25D 5/48 20060101ALI20240719BHJP
C25D 7/00 20060101ALI20240719BHJP
【ＦＩ】
C23C28/00 A
F16C33/12 A
C25D5/16
C25D5/48
C25D7/00 C
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022024281
(22)【出願日】2022-02-18
(65)【公開番号】P2023121053
(43)【公開日】2023-08-30
【審査請求日】2023-01-19
(73)【特許権者】
【識別番号】595150205
【氏名又は名称】オテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(74)【代理人】
【識別番号】100210251
【弁理士】
【氏名又は名称】大古場 ゆう子
(72)【発明者】
【氏名】森河 務
(72)【発明者】
【氏名】原野 知己
【審査官】▲辻▼ 弘輔
(56)【参考文献】
【文献】特表２００７－５３３８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４８－０１１３３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１０４９９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１３３０９７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特公昭４９－０３１５３３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０００－１９９０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１６８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０１１６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２３５２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０７７３５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４８－００４３０６（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開昭５８－０５３３５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１８１９５５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ２８／００－３０／００
Ｃ２５Ｄ５／００－７／１２
Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６
Ｆ１６Ｃ１７／００－１７／２６
Ｆ１６Ｃ３３／００－３３／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象部材と、前記対象部材の表面に被覆される複合化クロムめっき膜と
を備え、
前記複合化クロムめっき膜は、
微小な凸部と凹部とを形成するクラックフリーのベースクロムめっき膜と、
前記凹部内で固化したフッ素樹脂と
を有し、
前記凸部の少なくとも一部は、前記複合化クロムめっき膜の表面に露出し、
前記ベースクロムめっき膜は、その表面において直径５μｍ円の面積相当以上である前記凸部を１ｍｍ2あたり１０００個以上有する、
複合化クロムめっき物品。
【請求項2】
前記凹部の底は、前記対象部材の表面に達していない、請求項１に記載の複合化クロムめっき物品。
【請求項3】
摺動の相手材が鉄製またはセラミック製である場合に、動摩擦係数及び静摩擦係数の少なくとも一方が０．２以下である、請求項１または２に記載の複合化クロムめっき物品。
【請求項4】
前記ベースクロムめっき膜は、微粒子により構成され、前記微粒子は直径０．１μｍ以上、２μｍ以下の微粒子を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の複合化クロムめっき物品。
【請求項5】
前記ベースクロムめっき膜の前記凸部の先端と前記凹部の底との平均高低差が１μｍ以上、１０μｍ以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の複合化クロムめっき物品。
【請求項6】
前記複合化クロムめっき膜は、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上、１ｍｇ／ｃｍ2以下の前記フッ素樹脂を有し、エネルギー分散型Ｘ線分析に基づく元素分析で、フッ素とクロムとの原子比率Ｆ／Ｃｒが１以上である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の複合化クロムめっき物品。
【請求項7】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、及びペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）からなる群から選択される、請求項１から６のいずれか１項に記載の複合化クロムめっき物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合化クロムめっき物品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
クロムめっきは、大気中で錆びず、安定であり、硬度が比較的高く、傷つきにくく、耐摩耗性に優れ、汚れにくく、樹脂の離型性が良いなど、産業部材に必要な種々の機能性を有している。そのため、産業機械、工作機械、建設機械、繊維機械、印刷機械、自動車やオートバイ、船舶、航空機の部品や工具、金型、ロール等の表面処理として多用されている。
【0003】
例えば非特許文献１は、耐食性を向上させたクロムめっきを開示する。このクロムめっきは、浴組成や電解条件の制御によりクラックの発生を防止したクラックフリークロムめっきとして知られている。しかしながら、このようなクロムめっきは、一般的な硬質めっきよりも硬度が低く、表面性状が粗雑であるため、研磨加工などが必要で、用途が限られている。
【0004】
これに対し、ビッカース硬度（ＨＶ）が８００以上であり、高硬度といわれる硬質めっきは、アルミナ、炭化ケイ素などのセラミックを相手材とする研磨摩耗において、優れた耐摩耗性を有する。しかし、ＳＵＪ２材、ＳＳ材、ＳＵＳ材などの金属を相手材とする摺動においては、その高い硬度により相手材に大きな摩耗損傷を与える。また、摩耗によって生じた摩耗粉によって、クロムめっき自身も表面に摩耗損傷を受ける。
【0005】
特に、摺動時の印加荷重が大きく、動摩擦係数が０．５を超える場合には、クロムめっきと相手材の接触面積が増加すると、相手材の一部がクロムめっき表面に焼き付き損傷することがある。また、クロムめっきの表面及び内部には、通常、多数のクラックが存在する。クロムめっきの表面に露出したクラックのエッジが、相手材と擦れ合うことにより、相手材の摩耗損傷が加速されるとともに凝着摩耗が促進される。このため、クロムめっきを有する摺動製品の摩耗がハイペースで起こり、寿命が短い問題がある。
【0006】
このため、工業クロムめっきにおいて、低い動摩擦係数と耐摩耗性とを長持ちさせるための種々の方法が取られている。例えば、特許文献１～４は、クロムめっきに自己潤滑性を有するコーティング剤を設ける方法を開示する。自己潤滑性の成分としては、フッ素樹脂や潤滑油が公知であり、これらが摺動時に受ける荷重で崩れることによって、低摩擦係数をもたらす。自己潤滑性コーティングを採用すると、接触面にそれらが存在する限り補給する必要はない。
【0007】
具体的には、特許文献１では、硬質クロムめっき層のクラック内に二硫化モリブデン、ボロンナイトライド等を含む潤滑油を含浸させることにより摺動性及び耐食性の向上を図っている。また、特許文献２～４は、硬質クロムめっきにフッ素樹脂のコーティング剤を設ける方法を開示する。
【0008】
特許文献２では、硬質クロムめっき層として超硬質クロムめっき層を用い、めっき層の表面からめっき層を貫通する多数の開口クラックを形成する。そして、めっき層表面上にポリフッ化エチレンのコーティング層を形成するとともに、めっき層のクラック内にポリフッ化エチレンを含浸させ、ポリフッ化エチレンの密着性向上を図っている。
【0009】
特許文献３では、クロムめっきに生じる微細なクラックをエッチングにより拡大し、このクラック内にポリ四フッ化エチレンを含浸させる。これにより、低摩擦係数のポリ四フッ化エチレンがめっき表面に潤滑性を付与する。
【0010】
特許文献４では、粗さ処理により微細な凹凸を形成した母材の表面に、この凹凸を保持する程度の厚さのクロムめっきを施し、クロムめっきに生じるクラックとその表面の凹部とにフッ素樹脂を浸透させる。特許文献４によれば、フッ素樹脂がクラック内に根をはった状態で凹部に植え付けられ、クロムめっきの層から剥離することが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開平２－０３１０８１号公報
【文献】特開平４－２３５２９７号公報
【文献】特開昭５４－０７６４４５号公報
【文献】特開昭４８－０１１３３２号公報
【非特許文献】
【0012】
【文献】岸松平著 「クロムめっき」、日刊工業出版、１９６４年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
特許文献１に開示される構成では、潤滑油が製品に付着し、汚れを生じさせるほか、塗装やめっきなどの二次加工を行う場合にめっき膜の密着性を阻害することがある。また、特許文献２～４に開示される構成では、めっき膜全体にわたって一様なクラックを発生させること、及びこれを選択的に拡張することは実際には困難である場合がある。特に、特許文献４では母材の表面処理も必要となるが、母材によっては適用できる場合が制限され得る。
【0014】
さらに、仮に一様なクラックの作製が困難でなくとも、特許文献２～４に開示されるようなめっき物品では、比較的大きな荷重での摺動や、摺動回数の増加につれて表面のコーティング剤が剥ぎ取られていく。同時に、クラックに保持されるコーティング剤が表面に充分に供給されにくくなる。こうしてクロムめっき膜の表面がクラックのエッジとともに露出していくと、摺動相手材との摩擦係数が急上昇し、相手材に大きな摩耗損傷を与える。
【0015】
本発明は、耐摩耗性に優れ、低摩擦係数及び自己潤滑性が長持ちし、相手材に摩耗損傷を与え難い複合化クロムめっき物品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明の一観点に係る複合化クロムめっき物品は、対象部材と、前記対象部材の表面に被覆される複合化クロムめっき膜とを備える。前記複合化クロムめっき膜は、微小な凸部と凹部とを形成するクラックフリーのベースクロムめっき膜と、前記凹部内で固化したフッ素樹脂とを有する。前記凸部の少なくとも一部は、前記複合化クロムめっき膜の表面に露出する。
【0017】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記凹部の底は、前記対象部材の表面に達していなくてもよい。
【0018】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、摺動の相手材が鉄製またはセラミック製である場合に、動摩擦係数及び静摩擦係数の少なくとも一方が０．２以下であってもよい。
【0019】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記ベースクロムめっき膜は、微粒子により構成され、前記微粒子は、直径０．１μｍ以上、２μｍ以下のものを含んでもよい。
【0020】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記ベースクロムめっきは、その表面において直径５μｍ円の面積相当以上である前記凸部を１ｍｍ2あたり１０００個以上有してもよい。
【0021】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記ベースクロムめっきの前記凸部の先端と凹部の底との平均高低差が１μｍ以上、１０μｍ以下であってもよい。
【0022】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記複合化クロムめっき膜は、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上、１ｍｇ／ｃｍ2以下の前記フッ素樹脂を有し、エネルギー分散型Ｘ線分析に基づく元素分析で、フッ素とクロムとの原子比率Ｆ／Ｃｒが１以上であってもよい。
【0023】
上記観点に係る複合化クロムめっき物品において、前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、及びペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）からなる群から選択されてもよい。
【0024】
本発明の一観点に係る複合化クロムめっき物品の製造方法は、以下のことを含む。
（１）対象部材の表面に、微小な凸部と凹部とを形成する、クラックフリーのベースクロムめっき膜を形成すること。
（２）前記ベースクロムめっき膜上にフッ素樹脂材料を塗布すること。
（３）前記フッ素樹脂材料を熱処理し、前記凹部内でフッ素樹脂が固化した複合化クロムめっき膜を形成すること。
なお、前記凸部の少なくとも一部は、前記複合化クロムめっき膜の表面に露出する。
（１）対象部材の表面に、微小な凸部と凹部とを形成する、クラックフリーのベースクロムめっき膜を形成すること。
（２）前記ベースクロムめっき膜上にフッ素樹脂材料を塗布すること。
（３）前記フッ素樹脂材料を熱処理し、前記凹部内でフッ素樹脂が固化した複合化クロムめっき膜を形成すること。
なお、前記凸部の少なくとも一部は、前記複合化クロムめっき膜の表面に露出する。
【発明の効果】
【0025】
以上の観点によれば、ベースクロムめっき膜の微小な凸部により、クロムの耐摩耗性が発揮されると同時に、擦り合う（摺動する）相手材との実質的な接触面積を低減し、低摩擦係数を実現することができる。また、ベースクロムめっき膜の微小な凹凸は、フッ素樹脂との密着性を高めながら、微小な凹部に多くのフッ素樹脂を分散して保持することができる。これにより、フッ素樹脂ばかりが摺動の初期に多く剥ぎ取られることが防止され、長期にわたり潤滑性が維持されるとともに、凸部が微小であることによりフッ素樹脂がより行き渡りやすい。これに加え、ベースクロムめっき膜はクラックフリーであるため、クラックのエッジが露出し、相手材を損傷させることが回避される。以上より、比較的大荷重の摺動や、繰り返しの摺動に対しても低摩擦係数が維持されるとともに、相手材の摩耗損傷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態に係る複合化クロムめっき物品の構成を示す模式図。
【図2A】実施例１に係るベースクロムめっき膜の表面状態の顕微鏡写真。
【図2B】実施例１に係るベースクロムめっき膜の断面プロファイル。
【図3A】実施例１に係る複合化クロムめっき膜の表面状態の顕微鏡写真。
【図3B】実施例１に係る複合化クロムめっき膜の断面プロファイル。
【図4A】実施例１に係る複合化クロムめっき物品表面の顕微鏡写真。
【図4B】実施例１に係る複合化クロムめっき物品表面のエネルギー分散型Ｘ線分析によるフッ素の元素マッピング画像。
【図4C】実施例１に係る複合化クロムめっき物品表面のエネルギー分散型Ｘ線分析によるクロムの元素マッピング画像。
【図5】本発明の一実施形態に係る複合化クロムめっき物品の製造方法の工程を示すフローチャート。
【図6A】実施例１に係る複合化クロムめっき物品の摺動回数と動摩擦係数とのグラフ。
【図6B】実施例１に係る複合化クロムめっき物品の摺動回数と静摩擦係数とのグラフ。
【図7】実施例１に係るクロムめっき物品及び相手材の摩耗断面積と荷重との関係を示すグラフ。
【図8】実施例２に係る複合化クロムめっき物品の断面の顕微鏡写真。
【図9A】比較例３に係る複合化クロムめっき物品の表面の顕微鏡写真。
【図9B】比較例４に係る複合化クロムめっき物品の表面の顕微鏡写真。
【図9C】比較例５に係る複合化クロムめっき物品の表面の顕微鏡写真。
【図10】動摩擦係数と複合化クロムめっきの露出面積率との関係を示すグラフ。
【図11】動摩擦係数と複合化クロムめっきの凸部密度との関係を示すグラフ。
【図12】動摩擦係数と複合化クロムめっき物品表面近くにおけるフッ素／クロム原子比率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００及びその製造方法について説明する。図１は、一実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００は、対象部材１と、対象部材１の表面に被覆される複合化クロムめっき膜２とを備えている。
【0028】
＜１．対象部材＞
本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２が被覆される対象部材１は、特には限定されないが、例えば、通常のめっきが可能な鉄、鉄合金材、アルミニウム、アルミニウム合金材、銅、銅合金材等の金属部材である。
本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２が被覆される対象部材１は、特には限定されないが、例えば、通常のめっきが可能な鉄、鉄合金材、アルミニウム、アルミニウム合金材、銅、銅合金材等の金属部材である。
【0029】
＜２．複合化クロムめっき膜の概要＞
対象部材１の表面に被覆される複合化クロムめっき膜２は、多数の微小な凹部３０と、多数の微小な凸部３１とを形成するベースクロムめっき膜３と、ベースクロムめっき膜３のそれぞれの凹部３０内で固化したフッ素樹脂４とを備える。フッ素樹脂４は、ベースクロムめっき膜３の多数の凹部３０を埋めるようにベースクロムめっき膜３に固定されているが、多数の凸部３１を完全には覆わず、少なくとも一部の凸部３１の先端は複合化クロムめっき膜２の表面に突出している。なお、図中では凹部３０と凸部３１の代表的なもののみ符号を付している。以下、それぞれの要素について説明した後、複合化クロムめっき膜２について説明する。
対象部材１の表面に被覆される複合化クロムめっき膜２は、多数の微小な凹部３０と、多数の微小な凸部３１とを形成するベースクロムめっき膜３と、ベースクロムめっき膜３のそれぞれの凹部３０内で固化したフッ素樹脂４とを備える。フッ素樹脂４は、ベースクロムめっき膜３の多数の凹部３０を埋めるようにベースクロムめっき膜３に固定されているが、多数の凸部３１を完全には覆わず、少なくとも一部の凸部３１の先端は複合化クロムめっき膜２の表面に突出している。なお、図中では凹部３０と凸部３１の代表的なもののみ符号を付している。以下、それぞれの要素について説明した後、複合化クロムめっき膜２について説明する。
【0030】
＜２－１．ベースクロムめっき膜＞
ベースクロムめっき膜３は、その表面にミクロン単位の多数の凹凸が全体に形成されためっき膜であり、これに限定されないが、非特許文献１に開示されるクラックフリークロムめっきをベースクロムめっき膜３として用いることができる。従って、ベースクロムめっき膜３は、通常の硬質クロムに生じるクラックを有さず、微細な凹凸により灰色の外観を有し、光沢性には乏しい。また、通常の硬質クロムめっきのビッカース硬度（ＨＶ、測定荷重５０ｇｆ）が厚さ２５μｍ以上で８００～１０００程度であるのに対し、ベースクロムめっき膜３のビッカース硬度は厚さ２５μｍ以上で６００～７５０程度である。
ベースクロムめっき膜３は、その表面にミクロン単位の多数の凹凸が全体に形成されためっき膜であり、これに限定されないが、非特許文献１に開示されるクラックフリークロムめっきをベースクロムめっき膜３として用いることができる。従って、ベースクロムめっき膜３は、通常の硬質クロムに生じるクラックを有さず、微細な凹凸により灰色の外観を有し、光沢性には乏しい。また、通常の硬質クロムめっきのビッカース硬度（ＨＶ、測定荷重５０ｇｆ）が厚さ２５μｍ以上で８００～１０００程度であるのに対し、ベースクロムめっき膜３のビッカース硬度は厚さ２５μｍ以上で６００～７５０程度である。
【0031】
上記のように、クラックフリークロムめっきは、硬質クロムめっき（光沢クロムめっき）とは異なる性状を有するため、これまでは耐摩耗性を向上させる目的に用いられることはなかった。しかし、発明者は鋭意検討の結果、このようなベースクロムめっき膜３によれば、耐摩耗性に優れるとともに相手材の摩耗損傷が少なく、これが大荷重の条件下や繰り返しの摺動でも維持される複合化クロムめっき膜２を作製できることを見出した。
【0032】
図２Ａは、ベースクロムめっき膜３の表面をエネルギー分散型Ｘ線分析装置付き走査型電子顕微鏡（日本電子製、ＪＣＭ－６０００）により撮像した顕微鏡写真（拡大倍率１０００）の一例であり、図２Ｂは、レーザー顕微鏡（キーエンス製、ＶＫ－１６０）により計測された同じベースクロムめっき膜３の断面プロファイル（長さ１４１．６１７μｍ）の一例である。これらの凹凸は、後述するように、例えばサンドブラスト等の表面処理により、めっき前に対象部材の表面に形成されるものよりも微細であり、かつ高い密度で分布する。
【0033】
多数の凸部３１は、複合化クロムめっき物品１００において、表面に露出する山状の部位であり、擦り合う（摺動する）相手材との多数の微細な接触面を形成する。ここで、静摩擦係数及び動摩擦係数（以下、これらを区別しないときは単に「摩擦係数」と称する）は、相手材とベースクロムめっき膜３との接触面積が大きくなればなるほど大きくなり、接触面積が小さくなればなるほど小さくなる。複合化クロムめっき膜２では、ベースクロムめっき膜３の凸部３１の微細な接触面により、相手材との接触面積を小さくすることができ、摩擦係数を小さくすることができる。また、多数の凸部３１により、摺動時に加わる荷重が分散されるので、ベースクロムめっき膜３自体のビッカース硬度が６５０程度であっても、１ｋｇｆ以上の荷重を支えることができ、耐摩耗性に優れる。さらに、凸部３１が微小であることにより、後述する潤滑剤としてのフッ素樹脂４が容易に行き渡る。
【0034】
多数の凹部３０は、多数の凸部３１同士の間に形成される、微細な谷状の部位である。凹部３０は、後述するフッ素樹脂４を保持する部位であり、多数が分布することにより、個々のサイズが微小でありながら全体として比較的多量のフッ素樹脂４を保持することができる。なお、凹部３０は、深さが最大のものであってもその底が対象部材１の表面に達することはない。これにより、複合化クロムめっき物品１００は、ベースクロムめっき膜３を貫通して対象部材１に至る経路を有さず、クラック等を介して液体や気体が入り込むことによるさびや腐食が極めて発生し難い。
【0035】
図２Ｂの断面プロファイルによれば、凹部３０の底と凸部３１の頂点との高低差は、７μｍ程度である。発明者の検討によれば、凹部３０と凸部３１との平均高低差は、１μｍ以上であることが好ましく、２μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがより好ましい。なお、上記高低差は、上記レーザー顕微鏡を用いて測定される断面プロファイル（長さ１４１．６１７μｍ）に基づいて特定された凸部３１のうち、最も高いものの１０点の平均値と、凹部３０のうち最も深いもの１０点の平均値との差分を算出し、これをベースクロムめっき膜３の無差別に選択された１０か所について算出した場合の平均値であるものとする。
【0036】
ベースクロムめっき膜３の厚みは、特に限定されないが、上記の適度な高低差を実現するため、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。一方、めっき応力による変形、及び荷重印加によるマクロクラック発生を防止する観点からは、１００μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。なお、ベースクロムめっき膜３の厚みは、対象部材１の表面を基準として、ＪＩＳ Ｈ８５０１に記載される一般的なめっき膜厚測定法（マイクロメータ、電磁式膜厚計、電解式膜厚計など）により測定される厚みとする。また、ベースクロムめっき膜３の厚みは、複合化クロムめっき膜２の厚みに相当する。
【0037】
＜２－２．フッ素樹脂＞
フッ素樹脂４は、ベースクロムめっき膜３の凹部３０を埋めるようにベースクロムめっき膜３に固着している。フッ素樹脂４は、複合化クロムめっき物品１００と相手材との摺動時に、その分子からフッ素原子が分離することで表面への潤滑性を付与し、摩擦係数を低下させる。フッ素樹脂４として用いられる樹脂は、自己潤滑性を有する樹脂であれば特に限定されず、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、及ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）からなる群から選択される。フッ素樹脂４をベースクロムめっき膜３に固着する方法については、後述する。
フッ素樹脂４は、ベースクロムめっき膜３の凹部３０を埋めるようにベースクロムめっき膜３に固着している。フッ素樹脂４は、複合化クロムめっき物品１００と相手材との摺動時に、その分子からフッ素原子が分離することで表面への潤滑性を付与し、摩擦係数を低下させる。フッ素樹脂４として用いられる樹脂は、自己潤滑性を有する樹脂であれば特に限定されず、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、及ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）からなる群から選択される。フッ素樹脂４をベースクロムめっき膜３に固着する方法については、後述する。
【0038】
フッ素樹脂４のベースクロムめっき膜３への固着量としては、０．１ｍｇ／ｃｍ2以上が好ましく、０．１５ｍｇ／ｃｍ2以上がより好ましく、１ｍｇ／ｃｍ2以下が好ましく、０．５ｍｇ／ｃｍ2以下がより好ましい。フッ素樹脂４の固着量が上記下限以上であることにより、相手材との接触面に十分な潤滑性が付与される。また、フッ素樹脂４の固着量が上記上限以下であることにより、ベースクロムめっき膜３の凸部３１がフッ素樹脂４に埋もれず、複合化クロムめっき膜２の導電性が保たれる。上記フッ素樹脂４の固着量は、電子天秤（メトラー社製、ＡＥ２００型）により計測される複合化クロムめっき膜２の質量と、フッ素樹脂４の固着前のベースクロムめっき膜３の質量との差から算出することができる。
【0039】
＜２－３．複合化クロムめっき膜の詳細＞
複合化クロムめっき膜２は、上記ベースクロムめっき膜３の耐摩擦性及び低摩擦係数、ならびにフッ素樹脂４の自己潤滑性を合わせ持ち、繰り返しの摺動や大荷重下での摺動においても優れた摩擦特性を実現することができる。
複合化クロムめっき膜２は、上記ベースクロムめっき膜３の耐摩擦性及び低摩擦係数、ならびにフッ素樹脂４の自己潤滑性を合わせ持ち、繰り返しの摺動や大荷重下での摺動においても優れた摩擦特性を実現することができる。
【0040】
図３Ａは、複合化クロムめっき膜２の表面を上記電子顕微鏡により撮像した顕微鏡写真（拡大倍率１０００）の一例であり、図３Ｂは、上記レーザー顕微鏡により計測された複合化クロムめっき膜２の断面プロファイル（長さ１４１．６１７μｍ）の一例である。図３Ａ中、白く撮像された部分は電子を反射しており、非導電性のフッ素樹脂４が存在することを示す。また、図３Ｂの断面プロファイルによれば、凹凸の平均的な高低差が２～３μｍ程度となっており、このことからもフッ素樹脂４によりベースクロムめっき膜３の凹部３０が埋められていることが確認される。ただし、図２Ｂと図３Ｂの計測箇所は、厳密に同じではない。
【0041】
図４Ａ～Ｃは、それぞれ複合化クロムめっき膜２の同じ位置について、表面を上記電子顕微鏡により撮像した顕微鏡写真の一例、並びに上記電子顕微鏡のエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）分析装置により取得した、エネルギー分散型Ｘ線分析によるフッ素の元素マッピング画像及びクロムの元素マッピング画像の一例（いずれも倍率は３０００、分析深さ２μｍ相当）である。図４Ｂ及び図４Ｃの元素マッピング画像において、白く撮像された部分は、当該元素が多く分布していることを示す。図４Ａからは、複合化クロムめっき膜２の表面が帯電しておらず、複合化クロムめっき膜２に導電性があることが確認される。図４Ｂ及び図４Ｃからは、複合化クロムめっき膜２の表面に近いところでは、ベースクロムめっき膜３が露出する量が比較的多い一方で、フッ素樹脂４の量が比較的少ないことが確認される。また、図４Ｃにおいて白く撮像された部分の周りが図４Ｂにおいて白く撮像される傾向にあり、凸部３１の周りをフッ素樹脂４が取り囲むように位置していることが観察される。
【0042】
複合化クロムめっき膜２において、フッ素樹脂４は、摺動時に凹部３０から少しずつ掻き出され、周辺の凸部３１に拡散して潤滑性を付与する。上述のように、凹部３０と凸部３１とは多数が細かく分布しているため、フッ素樹脂４が特定の位置に偏在せず、凸部３１全体に届きやすく、潤滑性の付与が効果的に行われる。また、摺動につれて凸部３１の先端部がつぶれるように変形すると、凹凸の高低差が小さくなり、フッ素樹脂４がより移動しやすくなる。これにより、大荷重や繰り返しの摺動によってもフッ素樹脂４が枯渇しにくく、表面への供給が維持される。
【0043】
ボールオンプレート式摩擦摩耗試験機（新東科学製、ＨＥＩＤＯＮトライボギアＴＹＰ－３８）を用いた摩擦摩耗試験において、複合化クロムめっき膜２と直径１０ｍｍの球状（ＳＵＪ２製またはアルミナ製）の相手材とを１万回摺動させたときの動摩擦係数は、１００ｇｆから１ｋｇｆまでの荷重条件下で０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。静摩擦係数についても同様に、上記の荷重条件下で０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。なお、摩擦係数の上記上限は、ＰＴＦＥ平板と同等か、それよりも小さい水準である。さらに、静摩擦係数と動摩擦係数との差が小さいことがより好ましい。なお、上記摩擦摩耗試験は、摺動距離は５ｍｍ、摩擦速度は１０００ｍｍ／分、環境温度は２５℃、相対湿度は５０％の条件、オイル等の潤滑剤の塗布は一切なし、で行うものとする。
【0044】
[ベースクロムめっき膜の露出面積率]
上述したように、摩擦係数は、相手材とベースクロムめっき膜３との接触面積が小さくなればなるほど小さくなる。発明者の検討によれば、上記の好ましい摩擦係数を実現し、かつ繰り返しの摺動に対して低摩擦係数を維持するためには、複合化クロムめっき膜２表面においてベースクロムめっき膜３が露出する面積の割合（露出面積率）が８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。相手材が金属である場合、露出面積率が７０％を超えるとフッ素樹脂４の供給が不充分となり、ベースクロムめっき膜３と相手材との凝着が発生しやすくなり、８０％を超えると凝着がさらに進むと考えられるためである。露出面積率は、上記電子顕微鏡により複合化クロムめっき膜２の表面を撮像した画像から、画像処理ソフトＩｍａｇｅ－Ｊを用いて算出することができる。より具体的には、以下の手順で算出することができる。
（１）Ｉｍａｇｅ－Ｊに電子顕微鏡画像を取り込む
（２）スケールバーに基づき、取り込んだ画像上のスケールを設定する
（３）輝度を調整し、画像上で白く現れるベースクロムめっき膜３の部分を強調する
（４）黒白を反転させ、二値化した画像を生成する
（５）二値化画像内で適切な抽出範囲を設定する
（６）抽出範囲からノイズレベルの領域を除去し、Ｉｍａｇｅ－Ｊの機能により、ベースクロムめっき膜３が露出した領域の数および面積を算出する
（７）抽出範囲におけるベースクロムめっき膜３の領域の面積率を算出する
上述したように、摩擦係数は、相手材とベースクロムめっき膜３との接触面積が小さくなればなるほど小さくなる。発明者の検討によれば、上記の好ましい摩擦係数を実現し、かつ繰り返しの摺動に対して低摩擦係数を維持するためには、複合化クロムめっき膜２表面においてベースクロムめっき膜３が露出する面積の割合（露出面積率）が８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。相手材が金属である場合、露出面積率が７０％を超えるとフッ素樹脂４の供給が不充分となり、ベースクロムめっき膜３と相手材との凝着が発生しやすくなり、８０％を超えると凝着がさらに進むと考えられるためである。露出面積率は、上記電子顕微鏡により複合化クロムめっき膜２の表面を撮像した画像から、画像処理ソフトＩｍａｇｅ－Ｊを用いて算出することができる。より具体的には、以下の手順で算出することができる。
（１）Ｉｍａｇｅ－Ｊに電子顕微鏡画像を取り込む
（２）スケールバーに基づき、取り込んだ画像上のスケールを設定する
（３）輝度を調整し、画像上で白く現れるベースクロムめっき膜３の部分を強調する
（４）黒白を反転させ、二値化した画像を生成する
（５）二値化画像内で適切な抽出範囲を設定する
（６）抽出範囲からノイズレベルの領域を除去し、Ｉｍａｇｅ－Ｊの機能により、ベースクロムめっき膜３が露出した領域の数および面積を算出する
（７）抽出範囲におけるベースクロムめっき膜３の領域の面積率を算出する
【0045】
[凸部の分布]
また、複合化クロムめっき膜２の表面における凸部３１の密度は、１０００個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２０００個／ｍｍ2以上であることがより好ましい。凸部３１は、上記電子顕微鏡により複合化クロムめっき膜２の表面を撮像した顕微鏡写真に基づいて、上記画像処理ソフトにより特定されるベースクロムめっき膜３の部分のうち、直径５μｍ円形の面積相当以上のものをカウントするものとする。なお、ブラスト処理された対象部材１の表面上に硬質クロムめっきを施し、さらにフッ素樹脂コーティングを行った場合、硬質クロムめっきの凸部の密度は４００個／ｍｍ2以下となり、本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２の凸部３１の密度よりも小さいことが、発明者の実験により確認されている。
また、複合化クロムめっき膜２の表面における凸部３１の密度は、１０００個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２０００個／ｍｍ2以上であることがより好ましい。凸部３１は、上記電子顕微鏡により複合化クロムめっき膜２の表面を撮像した顕微鏡写真に基づいて、上記画像処理ソフトにより特定されるベースクロムめっき膜３の部分のうち、直径５μｍ円形の面積相当以上のものをカウントするものとする。なお、ブラスト処理された対象部材１の表面上に硬質クロムめっきを施し、さらにフッ素樹脂コーティングを行った場合、硬質クロムめっきの凸部の密度は４００個／ｍｍ2以下となり、本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２の凸部３１の密度よりも小さいことが、発明者の実験により確認されている。
【0046】
[フッ素／クロム原子比率]
さらに、発明者の検討によれば、上記の好ましい摩擦係数を実現し、かつ繰り返しの摺動に対して低摩擦係数を維持するためには、上記エネルギー分散型Ｘ線分析に基づく元素分析において、カウントされるフッ素の原子数Ｆとクロムの原子数Ｃｒとの比率Ｆ／Ｃｒが、１以上であることが好ましい。ただし、分析深さは２μｍとする。Ｆ／Ｃｒが１以上であると、フッ素樹脂４が凸部３１に供給されやすく、凝着が防止される。
さらに、発明者の検討によれば、上記の好ましい摩擦係数を実現し、かつ繰り返しの摺動に対して低摩擦係数を維持するためには、上記エネルギー分散型Ｘ線分析に基づく元素分析において、カウントされるフッ素の原子数Ｆとクロムの原子数Ｃｒとの比率Ｆ／Ｃｒが、１以上であることが好ましい。ただし、分析深さは２μｍとする。Ｆ／Ｃｒが１以上であると、フッ素樹脂４が凸部３１に供給されやすく、凝着が防止される。
【0047】
[厚み]
上記複合化クロムめっき膜２の厚みは、ベースクロムめっき膜３の厚みと同様に、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。また、１００μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。
上記複合化クロムめっき膜２の厚みは、ベースクロムめっき膜３の厚みと同様に、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。また、１００μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。
【0048】
[算術平均粗さ]
上記複合化クロムめっき膜２の算術平均粗さＲａは、１．０μｍ以下であることが好ましく、０．９μｍ以下であることがより好ましく、０．０２μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。この算術平均粗さＲａは、上記レーザー顕微鏡により計測された複合化クロムめっき膜２の断面プロファイル（拡大倍率５００）に基づいて、複数線粗さ解析により算出される粗さ（評価長さ：２７５．４３０μｍ）である。
上記複合化クロムめっき膜２の算術平均粗さＲａは、１．０μｍ以下であることが好ましく、０．９μｍ以下であることがより好ましく、０．０２μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。この算術平均粗さＲａは、上記レーザー顕微鏡により計測された複合化クロムめっき膜２の断面プロファイル（拡大倍率５００）に基づいて、複数線粗さ解析により算出される粗さ（評価長さ：２７５．４３０μｍ）である。
【0049】
[十点平均粗さ]
また、上記複合化クロムめっき膜２の上記レーザー顕微鏡により計測された断面プロファイル（拡大倍率５００）に基づく十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、７．０μｍ以下であることが好ましく、６．０μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して算出することができる。
また、上記複合化クロムめっき膜２の上記レーザー顕微鏡により計測された断面プロファイル（拡大倍率５００）に基づく十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、７．０μｍ以下であることが好ましく、６．０μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：１９９４に準拠して算出することができる。
【0050】
＜３．複合化クロムめっき膜及び複合化クロムめっき物品の製造方法＞
図５は、本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２を備える複合化クロムめっき物品１００の製造方法を示すフローチャートである。複合化クロムめっき膜２は、クラックフリーのベースクロムめっき膜３の形成工程、及びフッ素樹脂の塗布工程を経ることで、対象部材１上に形成される。以下、これらの工程について説明する。
図５は、本実施形態に係る複合化クロムめっき膜２を備える複合化クロムめっき物品１００の製造方法を示すフローチャートである。複合化クロムめっき膜２は、クラックフリーのベースクロムめっき膜３の形成工程、及びフッ素樹脂の塗布工程を経ることで、対象部材１上に形成される。以下、これらの工程について説明する。
【0051】
ステップＳ１では、複合化クロムめっき膜２を形成する対象となる対象部材１を準備する。上述したように、対象部材１は、通常のめっきが可能な金属部材であれば特に限定されない。なお、複合化クロムめっき膜２を形成するための対象部材１の表面は、目的に応じて表面の粗さを調整する加工がなされていてもよいし、特になされていなくてもよい。
【0052】
[クラックフリーベースクロムめっき膜の形成工程]
ステップＳ２では、対象部材１の表面上にベースクロムめっき膜３を形成する。具体的には、対象部材１をクロムめっき液に浸漬し、対象部材１を陽極にして活性化処理を行った後、対象部材１を負極にして、ベースクロムめっき膜３を形成する。ここで、めっき液の温度は、通常の硬質クロムめっきが得られる温度である４０℃～６０℃ではなく、３５℃以下または７０℃以上に調整される。これにより、対象部材１の表面で微粒子を核とするめっき膜が成長し、微小な凹凸を形成し、クラックのないベースクロムめっき膜３が形成される。上記凸部３１と同様の方法を用い、ベースクロムめっき膜３の表面を撮像した電子顕微鏡画像（拡大倍率３０００～５０００）に基づいて計測される微粒子は、直径０．１μｍ以上のものを含むことが好ましく、０．２μｍ以上のものを含むことがより好ましく、２μｍ以下のものを含むことが好ましく、１μｍ以下のものを含むことがより好ましい。
ステップＳ２では、対象部材１の表面上にベースクロムめっき膜３を形成する。具体的には、対象部材１をクロムめっき液に浸漬し、対象部材１を陽極にして活性化処理を行った後、対象部材１を負極にして、ベースクロムめっき膜３を形成する。ここで、めっき液の温度は、通常の硬質クロムめっきが得られる温度である４０℃～６０℃ではなく、３５℃以下または７０℃以上に調整される。これにより、対象部材１の表面で微粒子を核とするめっき膜が成長し、微小な凹凸を形成し、クラックのないベースクロムめっき膜３が形成される。上記凸部３１と同様の方法を用い、ベースクロムめっき膜３の表面を撮像した電子顕微鏡画像（拡大倍率３０００～５０００）に基づいて計測される微粒子は、直径０．１μｍ以上のものを含むことが好ましく、０．２μｍ以上のものを含むことがより好ましく、２μｍ以下のものを含むことが好ましく、１μｍ以下のものを含むことがより好ましい。
【0053】
ステップＳ３では、ステップＳ２で形成されたベースクロムめっき膜３の部分を希硫酸に３０秒～２分間浸漬した後、水洗し、乾燥する。これにより、ベースクロムめっき膜３のめっき液による薄い酸化層が除去され、ベースクロムめっき膜３の表面がより活性化する。なお、ステップＳ３は省略されてもよい。
【0054】
ステップＳ４では、ベースクロムめっき膜３の表面に、複合化クロムめっき膜２のフッ素樹脂４を形成するフッ素樹脂の粉体、その分散液またはコロイド（以下、まとめて「フッ素樹脂材料」と称する）を塗布する。塗布方法は特に限定されないが、一般的なハケ、ヘラ、ローラーを用いて塗布することもできるし、流し塗り、スプレー塗布することもできる。フッ素樹脂の粉体の平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下とすることができる。
【0055】
ステップＳ５では、フッ素樹脂材料の塗布後、表面に過剰に付着したフッ素樹脂材料を除去する。除去方法は特に限定されないが、例えばブラシ、スポンジ、ウエス等を用いることができる。これにより、ベースクロムめっき膜３の凸部３１の先端が表面に露出し、複合化クロムめっき膜２における電気伝導性が確保される。
【0056】
ステップＳ６では、フッ素樹脂塗布済みのベースクロムめっき膜３及び対象部材１を一定温度環境下に静置して熱処理し、フッ素樹脂材料をベースクロムめっき膜３上で固化させ、ベースクロムめっき膜３に固着させる。熱処理温度は、フッ素樹脂材料の固化を確実に行う観点から２００℃以上であることが好ましく、フッ素樹脂材料の分解を抑止する観点から３００℃以下であることが好ましい。また、熱処理時間はフッ素樹脂材料の固化を確実に行う観点から、１時間以上であることが好ましい。熱処理後、ベースクロムめっき膜３に固着しなかった過剰なフッ素樹脂を表面から除去する。除去方法は特に限定されないが、例えばブラシ、スポンジ、ウエス等を用いることができる。これにより、複合化クロムめっき膜２が形成された複合化クロムめっき物品１００が得られる。
【0057】
＜４．特徴＞
（１）本実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００は、ベースクロムめっき膜３の多数の微細な凹凸により耐摩擦性及び低摩擦係数が実現されるとともに、凹凸に保持されるフッ素樹脂４による自己潤滑性を発揮することができる。ベースクロムめっき膜３の凹凸は、ベースクロムめっき膜３の形成工程において、微粒子を核として成長する。従って、対象部材１の表面粗さを調整した場合よりも密度が高く、かつ微小なサイズの凹凸を、ベースクロムめっき膜３全体に容易に形成することができる。これにより、クラック内に集中するフッ素樹脂が表面に行き渡らず、潤滑性が充分に発揮されないという事態が回避される。加えて、摺動時に摩耗粉が発生した場合、これが多数の凹部３０に吸収されるので、摩耗粉により相手材を損傷させることが抑制される。また、ベースクロムめっき膜３では、フッ素樹脂４が多数の微小な凹部３０に分散されて保持され、摺動を繰り返すにつれて凸部３１で消費される。このため、ベースクロムめっき膜の表面にフッ素樹脂が偏在し、摺動初期にその大部分が剥がれてしまうことがなく、自己潤滑作用が長持ちする。
（１）本実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００は、ベースクロムめっき膜３の多数の微細な凹凸により耐摩擦性及び低摩擦係数が実現されるとともに、凹凸に保持されるフッ素樹脂４による自己潤滑性を発揮することができる。ベースクロムめっき膜３の凹凸は、ベースクロムめっき膜３の形成工程において、微粒子を核として成長する。従って、対象部材１の表面粗さを調整した場合よりも密度が高く、かつ微小なサイズの凹凸を、ベースクロムめっき膜３全体に容易に形成することができる。これにより、クラック内に集中するフッ素樹脂が表面に行き渡らず、潤滑性が充分に発揮されないという事態が回避される。加えて、摺動時に摩耗粉が発生した場合、これが多数の凹部３０に吸収されるので、摩耗粉により相手材を損傷させることが抑制される。また、ベースクロムめっき膜３では、フッ素樹脂４が多数の微小な凹部３０に分散されて保持され、摺動を繰り返すにつれて凸部３１で消費される。このため、ベースクロムめっき膜の表面にフッ素樹脂が偏在し、摺動初期にその大部分が剥がれてしまうことがなく、自己潤滑作用が長持ちする。
【0058】
（２）本実施形態に係るベースクロムめっき膜３は、クラックフリーである。これにより、クラックにコーティング剤を埋め込んだめっき物品と比較して、クラックのエッジが露出し、相手材に大きなダメージを与えることや、クラックを介して対象部材１に腐食やさびが生じることが回避される。また、エッチング等による従来のクラック拡張では、めっき膨れが生じたり、摺動時の荷重耐性が悪化したりすることがある。この点、本実施形態に係る複合化クロムめっき物品１００は、クラックの拡張の必要がなく、上記のような問題が生じない。
【0059】
（３）低摩擦を発揮するものとしては、ＰＴＦＥ樹脂をめっき皮膜に共析させた分散複合めっきがある。分散複合めっきの摩擦係数は、初期摺動時は低いが、摺動回数が増えると０．３程度へ増加する欠点がある。この理由は、分散めっきではＰＴＦＥ樹脂の粒子は、めっき層内に埋め込まれていること、粒子が孤立していること、樹脂の粒子と粒子の間がそれなりに離れているためである。摺動初期には、表面に露出したＰＴＦＥ微粒子の作用で低摩擦は発揮できるが、表面のＰＴＦＥ樹脂がなくなると、分散複合めっき金属の摩耗が起こるようになる。これが摩耗されると、めっき膜に埋め込まれたＰＴＦＥ樹脂が表面に現れ、それが潤滑をもたらす。つまり、分散複合めっきの摺動では、ＰＴＦＥ樹脂による潤滑→ＰＴＦＥ欠如→めっき膜摩耗→ＰＴＦＥ粒子露出→ＰＴＦＥ樹脂による潤滑、を繰り返しており、膜が摩耗することで摩擦特性が発揮される。このため摩擦係数は、ＰＴＦＥ樹脂や本発明のものより高い。ＰＴＦＥ２５－３０ＶＯＬ％複合無電解Ｎｉめっき製品（カニフロン－Ａ（登録商標）、日本カニゼン社製）を用いて、摩耗条件が厳しい、ＳＵＪ２球、荷重１ｋｇｆの摺動条件で後述する実施例と同様の実験を行った場合は、わずか１２９９回で焼き付くことが発明者により確認されている。
【実施例】
【0060】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果をもとに詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されない。
【0061】
実施例１～６に係る複合化クロムめっき膜、及び比較例２～７に係るクロムめっき膜または複合化クロムめっき膜を対象部材上に作製した。また、比較例１は参考として、厚さ２ｍｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の市販の平板とした。各例の詳細は後述するが、比較例２は硬質クロムめっき膜、比較例３はクラック拡張クロムめっき膜にフッ素樹脂をコーティングした複合化クロムめっき膜、比較例４は表面にブラスト加工がなされた対象部材へのクラック拡張クロムめっき膜をベースとしてフッ素樹脂をコーティングした複合化クロムめっき膜、比較例５は表面にブラスト加工がなされた対象部材への硬質クロムめっき膜をベースとしてフッ素樹脂をコーティングした複合化クロムめっき膜である。
【0062】
実施例１～６の複合化クロムめっき膜のベースクロムめっき膜、比較例２の硬質クロムめっき膜、及び比較例３～５の複合化クロムめっき膜のベースクロムめっき膜の生成条件として、下記条件を採用した。対象部材としては、ステンレス板を用いた。クロムめっき液には一般的なクロム酸－硫酸浴（クロム酸２５０ｇ／Ｌ、硫酸２．５ｇ／Ｌ）を用いた。実施例１～６及び比較例２～７についてのめっき液温度、希硫酸への浸漬時間は、以下の表１に示すとおりである。さらに、得られた硬質クロムめっき膜またはベースクロムめっき膜のビッカース硬度、算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳを表１にそれぞれ示す。算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、上記レーザー顕微鏡による断面プロファイルに基づいて算出した（評価長さは２７５．４３０μｍ）。比較例３及び４については、測定箇所に拡張されたクラックの部分が含まれており、十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳがこれを反映して比較的大きいことが確認された。また、対象部材の表面がブラスト加工された比較例４及び５については算術平均粗さＲａが比較的大きいことが確認された。
【表1】
【0063】
また、実施例１～６及び比較例１～７に係るクロムめっき膜または複合化クロムめっき膜の膜厚、算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳ及び上記エネルギー分散型Ｘ線分析に基づくＦ／Ｃｒ比を以下の表２に示す（比較例２の算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは表１と同じである）。なお、比較例１については、めっきの膜厚ではなく平板の厚みが表２に示されている。表２に示すように、算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、上記レーザー顕微鏡による断面プロファイルに基づいて算出した（評価長さは２７５．４３０μｍ）。実施例１～６に係る複合化クロムめっき膜では、ベースクロムめっき膜よりも算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳがともに小さくなり、ベースクロムめっき膜の凹部がフッ素樹脂により埋められたことが確認された。また、実施例１～６に係る複合化クロムめっき膜の算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚ-ＪＩＳは、比較例１（ＰＴＦＥ平板）及び比較例２（光沢クロムめっき）よりも大きく、ベースクロムめっき膜とフッ素樹脂とで微細な凹凸が形成されていることが伺えた。比較例４及び５に係る複合化クロムめっき膜では、対象物品へのブラスト加工により他の例と比較してうねりが大きいことが観察され、また算術平均粗さＲａが比較的大きくなった。
【表2】
【0064】
＜実験１＞
ボールオンプレート式摩擦摩耗試験機（新東科学製、ＨＥＩＤＯＮトライボギアＴＹＰ－３８）を用いた実施例１～６及び比較例１～５の摩擦摩耗試験の結果を表３及び表４に示す。表３は、相手材ボールとして直径１０ｍｍの鉄球（ＳＵＪ２製）を用い、表４は、直径１０ｍｍのセラミック球（アルミナ製）を用いた場合の結果である。
ボールオンプレート式摩擦摩耗試験機（新東科学製、ＨＥＩＤＯＮトライボギアＴＹＰ－３８）を用いた実施例１～６及び比較例１～５の摩擦摩耗試験の結果を表３及び表４に示す。表３は、相手材ボールとして直径１０ｍｍの鉄球（ＳＵＪ２製）を用い、表４は、直径１０ｍｍのセラミック球（アルミナ製）を用いた場合の結果である。
【表3】
【表4】
【0065】
上記摩擦摩耗試験は、ボールへの荷重１００ｇｆ、３００ｇｆ、５００ｇｆ、１ｋｇｆで、摺動距離５ｍｍ、摩擦速度１０００ｍｍ／分とし、２５℃、相対湿度５０％、オイル等の潤滑剤の塗布は一切なし、の条件下で行った。表３及び表４に示す摩擦係数は、各荷重条件下で１万回摺動を行ったときに計測された動摩擦係数及び静摩擦係数の最大値である。ただし、荷重条件により摺動の途中で計測不可となった場合があり、その場合はその時点の摺動回数が示されている。さらに、実施例１～６及び比較例３～５については、各荷重条件下で１万回摺動を行った後、ＥＤＸ分析装置付き走査型電子顕微鏡（日本電子製ＪＣＭ－６０００）によりめっき面の表面画像を取得した。取得した表面画像から、画像処理ソフトＩｍａｇｅ－Ｊを使用した上記方法に基づき、クロムめっき露出面積率及び凸部（直径５μｍ円の面積相当以上）の個数を算出した（表３及び表４の「Ｃｒめっき面積率」及び「φ５μｍ以上Ｃｒ山数」）。また、実施例１～６及び比較例１～５について、レーザー顕微鏡（キーエンス製レーザー顕微鏡ＶＫ－１６０）で摩耗断面積を、それぞれ計測した（表３及び表４の「摩耗断面積」）。以下、実施例１～６及び比較例１～５について詳細に説明する。
【0066】
（実施例１）
対象部材を一般のアルカリ性脱脂液に浸漬し、付着した油の脱脂を行った後、液温３５℃のクロムめっき液に対象部材を浸漬した。次に、通常のクロムめっき操作と同様に、アノード処理２５Ａ/ｄｍ2、３０秒間の活性化処理を施した。続いて、電源極性を反転し、対象部材を陰極として電流密度２５Ａ／ｄｍ2、処理時間６０分間の電解を行い、微粒子からなるベースクロムめっき膜を対象部材上に形成した。めっき工程の終了後、対象部材をめっき液から引き上げ、水洗した後、表面のクロム不動態膜を除去するために希硫酸に７０秒間浸漬し、水洗後に乾燥した。その後、ベースクロムめっき膜に対し、フッ素樹脂粉末を塗布した。塗布後、２００℃で、約１時間熱処理し、粉末樹脂を固着させることにより、厚さ１６μｍの複合化クロムめっき膜を得た。
対象部材を一般のアルカリ性脱脂液に浸漬し、付着した油の脱脂を行った後、液温３５℃のクロムめっき液に対象部材を浸漬した。次に、通常のクロムめっき操作と同様に、アノード処理２５Ａ/ｄｍ2、３０秒間の活性化処理を施した。続いて、電源極性を反転し、対象部材を陰極として電流密度２５Ａ／ｄｍ2、処理時間６０分間の電解を行い、微粒子からなるベースクロムめっき膜を対象部材上に形成した。めっき工程の終了後、対象部材をめっき液から引き上げ、水洗した後、表面のクロム不動態膜を除去するために希硫酸に７０秒間浸漬し、水洗後に乾燥した。その後、ベースクロムめっき膜に対し、フッ素樹脂粉末を塗布した。塗布後、２００℃で、約１時間熱処理し、粉末樹脂を固着させることにより、厚さ１６μｍの複合化クロムめっき膜を得た。
【0067】
実施例１に係るベースクロムめっき膜及び複合化クロムめっき膜の表面を、上記走査型電子顕微鏡で撮像すると、図２Ａ及び図３Ａに示す顕微鏡写真が得られた。ベースクロムめっき膜（図２Ａ）は、灰色外観であり、直径０．１～２μｍの微粒子を含み、凹凸がある山谷を形成している。複合化クロムめっき膜（図３Ａ）では、ベースクロムめっきの凹部にＰＴＦＥ樹脂が埋め込まれている様子が観察された。
【0068】
また、実施例１に係るベースクロムめっき膜及び複合化クロムめっき膜の断面プロファイルを上記レーザー顕微鏡で計測すると、上述した図２Ｂ及び図３Ｂに示す結果が得られた。上述したように、ベースクロムめっきは、平均的な高低差約７μｍの山谷状に構成されている（図２Ｂ）。一方、複合化処理後の断面プロファイル（図３Ｂ）における平均的な高低差は約２～３μｍで、ベースクロムめっきの凹部２～３μｍ相当がフッ素樹脂で埋められており、ベースクロムめっき面に固定された複合化クロムめっき膜が形成されていることが確認された。なお、上述した図４Ａ～４Ｃも、実施例１に係るベースクロムめっき膜及び複合化クロムめっき膜について取得された画像である。
【0069】
表３に示すように、実施例１に係る複合化クロムめっき物品では、鉄球との摺動において、１００ｇｆから１ｋｇｆまでの荷重で動摩擦係数が０．１３以下、静摩擦係数が０．１４以下であった。参考までに、横軸を摺動回数、縦軸を摩擦係数とする、各荷重の動摩擦係数のグラフを図６Ａに、静摩擦係数のグラフを図６Ｂに示す。これらのグラフから分かるように、荷重を増加させても動摩擦係数及び静摩擦係数がほとんど増加せず、低い水準で維持されることが確認された。また、各荷重条件下で１万回の摺動を行った後、複合化クロムめっき物品及び鉄球の摩耗痕の断面プロファイルに基づき、摩耗断面積をそれぞれ算出した。摩耗断面積は、摩耗により部材が擦り減った度合いを表し、値が大きいほど損傷が大きく、小さいほど損傷が小さいことを示す。表３に示すように、摩耗断面積は、鉄球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例２～５と比較して小さくなった。参考までに、横軸を荷重、縦軸を摩耗断面積とする、摩耗断面積の荷重依存性を示すグラフを図７に示す。図７より、荷重が増えるにつれ、鉄球の摩耗断面積が増えていくことが確認された。
【0070】
また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても、荷重を１００ｇｆから１ｋｇｆまで増加させても動摩擦係数及び静摩擦係数がほとんど増加せず、０．２以下の低水準を維持した。これは比較例１と概ね同様の水準であり、フッ素樹脂の潤滑性が繰り返しの摺動あるいは大荷重下での摺動においても発揮されていることが推察される。摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例２～５と比較して小さくなった。これにより、実施例１に係る複合化クロムめっき物品によれば、大荷重や繰り返しの摺動に対しても低摩擦係数及び耐摩耗性が維持されること、並びに相手材への攻撃性が低減されることが確認された。
【0071】
（実施例２）
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例２に係る複合化クロムめっき物品を得た。図８は、上記の走査型電子顕微鏡で撮像した実施例２に係る複合化クロムめっき物品の断面である（拡大倍率５００）。図８から、ベースクロムめっきは表面に細かい凹凸を有し、凹部にフッ素樹脂が固着している様子が確認できる。また、ベースクロムめっきにクラックが生じていないことが確認できる。なお、他の実施例に係る複合化クロムめっき物品についても、これと同様に細かい凹凸が形成されていることと、クラックが生じていないこととが確認された。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が９０００回までは動摩擦係数は０．２以下を示したが、９０５２回を超えると力量計が１ｋｇｆを超え、計測不可となった。しかし、荷重５００ｇｆまでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下の低水準で維持され、摩耗断面積は、比較例２～５と比較すると特に鉄球側において小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重を１００ｇｆから１ｋｇｆまで増加させても動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下の低水準を維持した。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例２～５と比較して小さくなった。
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例２に係る複合化クロムめっき物品を得た。図８は、上記の走査型電子顕微鏡で撮像した実施例２に係る複合化クロムめっき物品の断面である（拡大倍率５００）。図８から、ベースクロムめっきは表面に細かい凹凸を有し、凹部にフッ素樹脂が固着している様子が確認できる。また、ベースクロムめっきにクラックが生じていないことが確認できる。なお、他の実施例に係る複合化クロムめっき物品についても、これと同様に細かい凹凸が形成されていることと、クラックが生じていないこととが確認された。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が９０００回までは動摩擦係数は０．２以下を示したが、９０５２回を超えると力量計が１ｋｇｆを超え、計測不可となった。しかし、荷重５００ｇｆまでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下の低水準で維持され、摩耗断面積は、比較例２～５と比較すると特に鉄球側において小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重を１００ｇｆから１ｋｇｆまで増加させても動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下の低水準を維持した。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例２～５と比較して小さくなった。
【0072】
（実施例３）
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とし、希硫酸への浸漬時間を５０秒とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例３に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が２４００回までは動摩擦係数０．２以下を示したが、摺動が３０５２回を超えると力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。しかし、荷重５００ｇｆでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下の低水準で維持され、摩耗断面積は、比較例２～５と比較すると、特に鉄球側において小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して小さくなった。
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とし、希硫酸への浸漬時間を５０秒とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例３に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が２４００回までは動摩擦係数０．２以下を示したが、摺動が３０５２回を超えると力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。しかし、荷重５００ｇｆでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下の低水準で維持され、摩耗断面積は、比較例２～５と比較すると、特に鉄球側において小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して小さくなった。
【0073】
（実施例４）
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とし、希硫酸への浸漬時間を９０秒とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例４に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が６５００回で動摩擦係数０．２を超え、1万回後に０．４に至った。しかし、荷重５００ｇｆでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下となり、摩耗断面積は、特に鉄球側において、比較例２～５と比較して小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃とし、希硫酸への浸漬時間を９０秒とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例４に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆでは、摺動が６５００回で動摩擦係数０．２を超え、1万回後に０．４に至った。しかし、荷重５００ｇｆでは動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下となり、摩耗断面積は、特に鉄球側において、比較例２～５と比較して小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
【0074】
（実施例５）
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃、電解時間を２０分とし、希硫酸への浸漬を省略した以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例５に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下となり、摩耗断面積は、比較例６と比較して顕著に小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動でも、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
ベースクロムめっき時の浴温を２０℃、電解時間を２０分とし、希硫酸への浸漬を省略した以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例５に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下となり、摩耗断面積は、比較例６と比較して顕著に小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動でも、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となった。さらに、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
【0075】
（実施例６）
ベースクロムめっき時の浴温を７０℃、電流密度を３０Ａ／ｄｍ2、電解時間を５時間とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例６に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下であり、摩耗断面積は、比較例５と比較して顕著に小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動でも、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となり、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
ベースクロムめっき時の浴温を７０℃、電流密度を３０Ａ／ｄｍ2、電解時間を５時間とした以外は実施例１と同様の操作を行い、実施例６に係る複合化クロムめっき物品を得た。表３に示すように、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静止摩擦係数がともに０．２以下であり、摩耗断面積は、比較例５と比較して顕著に小さくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動でも、荷重１ｋｇｆで動摩擦係数及び静摩擦係数が０．２以下となり、摩耗断面積は、セラミック球側においても、複合化クロムめっき物品（面）側においても、比較例４及び５と比較して顕著に小さくなった。
【0076】
（比較例１）
表３及び４から分かるように、鉄球との摺動においても、セラミック球との摺動においても、摩擦係数は比較的低いが、実施例１～６に係る複合化クロムめっきの摩擦係数０．２以下より、いずれも高い。これは、ＰＴＦＥ樹脂が柔らかく印加した荷重に耐えられず、摺動の初期に大きな変形を受けたことに由来して相手球との接触面が増加し、これに伴って摩擦抵抗力が増加したためであると考えられる。比較例１に係る平板では、いずれの荷重条件下においても、１万回の摺動後における摩耗断面積は著しく大きく、摺動で容易に摩耗していくことが確認された。
表３及び４から分かるように、鉄球との摺動においても、セラミック球との摺動においても、摩擦係数は比較的低いが、実施例１～６に係る複合化クロムめっきの摩擦係数０．２以下より、いずれも高い。これは、ＰＴＦＥ樹脂が柔らかく印加した荷重に耐えられず、摺動の初期に大きな変形を受けたことに由来して相手球との接触面が増加し、これに伴って摩擦抵抗力が増加したためであると考えられる。比較例１に係る平板では、いずれの荷重条件下においても、１万回の摺動後における摩耗断面積は著しく大きく、摺動で容易に摩耗していくことが確認された。
【0077】
（比較例２）
一般的な工業用クロムめっき条件（液温５０℃）で光沢クロムめっきを施して作製した光沢クロムめっき物品である。表３及び４から分かるように、鉄球との摺動及びセラミック球との摺動において、いずれの条件下でも動摩擦係数が０．３以上となった。特に、鉄球との摺動においては、クロムめっき膜面への鉄の凝着摩耗が生じており、動摩擦係数が摺動時に大きく変動し、鉄球の摩耗損傷が著しく大きいことが確認される。また、荷重１ｋｇｆでは、鉄球との摺動１５回、セラミック球との摺動８回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、焼き付きが生じた。
一般的な工業用クロムめっき条件（液温５０℃）で光沢クロムめっきを施して作製した光沢クロムめっき物品である。表３及び４から分かるように、鉄球との摺動及びセラミック球との摺動において、いずれの条件下でも動摩擦係数が０．３以上となった。特に、鉄球との摺動においては、クロムめっき膜面への鉄の凝着摩耗が生じており、動摩擦係数が摺動時に大きく変動し、鉄球の摩耗損傷が著しく大きいことが確認される。また、荷重１ｋｇｆでは、鉄球との摺動１５回、セラミック球との摺動８回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、焼き付きが生じた。
【0078】
（比較例３）
通常のクロムめっき条件（液温５０℃）にて光沢クロムめっきを４０μｍの膜厚で施し、その後クロムめっきをエッチングして、そのクラック幅を２μｍ程度に拡張させ、そのめっき面に、フッ素樹脂塗布を行い、比較例３に係るクロムめっき物品（特許文献３に開示のめっき物品を再現）を作製した。図９Ａは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例３に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ベースクロムめっきの拡張されたクラックが確認できる。荷重条件によっては摺動初期に０．１～０．１５の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加すると急に動摩擦係数の上昇が見られ、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても比較例２（光沢クロムめっき）に近い値へと増加した。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても動摩擦係数は実施例１～６よりも大きくなった。なお、荷重１ｋｇｆにおいては、鉄球との摺動が９６５回で、セラミック球との摺動が２４２回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。また、摺動後における鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して大きくなった。セラミック球との摺動では、摩耗断面積がセラミック球とめっき面との双方で実施例１～６よりも大きくなり、大きな摩耗損傷が確認された。
通常のクロムめっき条件（液温５０℃）にて光沢クロムめっきを４０μｍの膜厚で施し、その後クロムめっきをエッチングして、そのクラック幅を２μｍ程度に拡張させ、そのめっき面に、フッ素樹脂塗布を行い、比較例３に係るクロムめっき物品（特許文献３に開示のめっき物品を再現）を作製した。図９Ａは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例３に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ベースクロムめっきの拡張されたクラックが確認できる。荷重条件によっては摺動初期に０．１～０．１５の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加すると急に動摩擦係数の上昇が見られ、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても比較例２（光沢クロムめっき）に近い値へと増加した。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても動摩擦係数は実施例１～６よりも大きくなった。なお、荷重１ｋｇｆにおいては、鉄球との摺動が９６５回で、セラミック球との摺動が２４２回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。また、摺動後における鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して大きくなった。セラミック球との摺動では、摩耗断面積がセラミック球とめっき面との双方で実施例１～６よりも大きくなり、大きな摩耗損傷が確認された。
【0079】
（比較例４）
めっき素地となる対象部材の表面に対してブラスト処理（砥粒１８０番）を施し、凹凸面にした後、通常の光沢クロムめっきを膜厚５０μｍとなるように施し、その後エッチング液にてクラック幅を２μｍ程度に拡張した後のクロムめっき表面にフッ素樹脂を塗布し、充分に固化させて比較例４に係るクロムめっき物品を作製した。図９Ｂは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例４に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ベースクロムめっきの拡張されたクラックが確認できる。鉄球との摺動において、摺動初期には荷重に関わらず０．１程度の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加するにつれて動摩擦係数が上昇し、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても比較例２と同程度へ増加した。また、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆにおいては、摺動が１３５０回で０．２を超え、上昇しつづけ、摺動が９４１２回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。その他の荷重条件下では、摺動後の鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して著しく大きくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても実施例１～６と比較して動摩擦係数が大きくなり、セラミック球及びめっき面の双方で実施例１～６よりも摩耗断面積が大きくなった。
めっき素地となる対象部材の表面に対してブラスト処理（砥粒１８０番）を施し、凹凸面にした後、通常の光沢クロムめっきを膜厚５０μｍとなるように施し、その後エッチング液にてクラック幅を２μｍ程度に拡張した後のクロムめっき表面にフッ素樹脂を塗布し、充分に固化させて比較例４に係るクロムめっき物品を作製した。図９Ｂは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例４に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ベースクロムめっきの拡張されたクラックが確認できる。鉄球との摺動において、摺動初期には荷重に関わらず０．１程度の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加するにつれて動摩擦係数が上昇し、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても比較例２と同程度へ増加した。また、鉄球との摺動では、荷重１ｋｇｆにおいては、摺動が１３５０回で０．２を超え、上昇しつづけ、摺動が９４１２回で力量計のレンジ１ｋｇｆを超え、計測不可となった。その他の荷重条件下では、摺動後の鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して著しく大きくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても実施例１～６と比較して動摩擦係数が大きくなり、セラミック球及びめっき面の双方で実施例１～６よりも摩耗断面積が大きくなった。
【0080】
（比較例５）
鉄素地に対してブラスト処理（砥粒１８０番）を施して凹凸面を形成した後に、通常の光沢クロムめっきを膜厚４３μｍとなるように施し、その表面にフッ素樹脂を塗布し、充分に固化させて比較例５に係るクロムめっき物品を作製した。図９Ｃは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例５に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ブラスト処理による粗い立体形状と、ベースクロムめっきのクラックが確認できる。鉄球との摺動において、摺動初期には０．１程度の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加するにつれて動摩擦係数が上昇していき、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても実施例１～６よりも大きくなった。特に、鉄球との荷重１ｋｇｆにおいての摺動では、摺動が６００回で０．２を超え、徐々に増加した。摺動後の鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して著しく大きくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても実施例１～６と比較して動摩擦係数が大きくなり、セラミック球及びめっき面の双方で実施例１～６よりも摩耗断面積が大きくなった。
鉄素地に対してブラスト処理（砥粒１８０番）を施して凹凸面を形成した後に、通常の光沢クロムめっきを膜厚４３μｍとなるように施し、その表面にフッ素樹脂を塗布し、充分に固化させて比較例５に係るクロムめっき物品を作製した。図９Ｃは、上記レーザー顕微鏡により撮像（拡大倍率５００）した比較例５に係る複合化クロムめっき物品の表面であり、ブラスト処理による粗い立体形状と、ベースクロムめっきのクラックが確認できる。鉄球との摺動において、摺動初期には０．１程度の低い動摩擦係数を示したが、摺動回数が増加するにつれて動摩擦係数が上昇していき、最終的には表３に示すように、いずれの条件下においても実施例１～６よりも大きくなった。特に、鉄球との荷重１ｋｇｆにおいての摺動では、摺動が６００回で０．２を超え、徐々に増加した。摺動後の鉄球の摩耗断面積が実施例１～６と比較して著しく大きくなった。また、表４に示すように、セラミック球との摺動においても実施例１～６と比較して動摩擦係数が大きくなり、セラミック球及びめっき面の双方で実施例１～６よりも摩耗断面積が大きくなった。
【0081】
＜実験２＞
上記ボールオンプレート式摩擦摩耗試験機を用いて、実施例２～４に係る複合化クロムめっき物品と上記鉄球とを、荷重１ｋｇｆで摺動させた。摺動の途中で上記走査型電子顕微鏡により表面の状態を撮像した画像に基づき、上記実施形態に係る方法でベースクロムめっきの露出面積率を算出した。表面撮像時の動摩擦係数と露出面積率（クロム面積率）とをグラフにプロットすると、図１０のようになった。図１０の結果によれば、露出面積率が７０％前後で動摩擦係数が増加し、８０％を超えると急激に増加する傾向にあることが確認された。このため、上記実施形態に係る複合化クロムめっき物品において、大荷重下でも動摩擦係数を０．２以下とするためには、露出面積率が８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましいということが確認された。
上記ボールオンプレート式摩擦摩耗試験機を用いて、実施例２～４に係る複合化クロムめっき物品と上記鉄球とを、荷重１ｋｇｆで摺動させた。摺動の途中で上記走査型電子顕微鏡により表面の状態を撮像した画像に基づき、上記実施形態に係る方法でベースクロムめっきの露出面積率を算出した。表面撮像時の動摩擦係数と露出面積率（クロム面積率）とをグラフにプロットすると、図１０のようになった。図１０の結果によれば、露出面積率が７０％前後で動摩擦係数が増加し、８０％を超えると急激に増加する傾向にあることが確認された。このため、上記実施形態に係る複合化クロムめっき物品において、大荷重下でも動摩擦係数を０．２以下とするためには、露出面積率が８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましいということが確認された。
【0082】
また、実施例２～４に係る複合化クロムめっき物品について、摺動の途中で上記走査型電子顕微鏡により表面の状態を撮像した画像に基づき、上記実施形態に係る方法でベースクロムめっきの（直径５μｍ円の面積相当以上の）凸部の数（山の数）をカウントした。表面撮像時の動摩擦係数と凸部の密度（山密度）とをグラフにプロットすると、図１１のようになった。図１１には、参考のために比較例４及び５について同様の実験を行ったときのデータもプロットした。比較例４及び５では、実施例よりも観察される山のサイズが大きかったが、山密度は１００～４００個／ｍｍ2程度となり、実施例の凹凸とはサイズ及び密度の点で異なっていた。図１１の結果から、山密度が２０００個／ｍｍ2以上で動摩擦係数が０．１５未満となり、山密度が１０００個／ｍｍ2以上、２０００個／ｍｍ2未満で動摩擦係数が０．２以下となり、１０００個／ｍｍ2未満で動摩擦係数が増加し始める傾向にあることが確認された。このため、上記実施形態に係る複合化クロムめっき物品において、大荷重下でも動摩擦係数を小さくするためには、凸部密度が大きいことが好ましく、具体的には１０００個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２０００個／ｍｍ2であることがより好ましいことが確認された。
【0083】
さらに、実施例２～４に係る複合化クロムめっき物品について、摺動の途中で上記走査型電子顕微鏡のＥＤＸ分析により、表面から２μｍ相当の深さにおけるフッ素原子とクロム原子の存在比率Ｆ／Ｃｒを計測した。ＥＤＸ分析時の動摩擦係数とＦ／Ｃｒとをグラフにプロットすると、図１２のようになった。図１２の結果によれば、Ｆ／Ｃｒが２以上で動摩擦係数が０．１以下となり、Ｆ／Ｃｒが１未満となると動摩擦係数が急激に上昇することが確認された。これにより、大荷重下でも動摩擦係数を小さくするためには、Ｆ／Ｃｒが１以上であることが好ましいことが確認された。
【符号の説明】
【0084】
１ 対象部材
２ 複合化クロムめっき膜
３ ベースクロムめっき膜
４ フッ素樹脂
３０ 凹部
３１ 凸部
１００ 複合化クロムめっき物品
２ 複合化クロムめっき膜
３ ベースクロムめっき膜
４ フッ素樹脂
３０ 凹部
３１ 凸部
１００ 複合化クロムめっき物品
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12】
