箱型やお椀型形状の製品をそのままメッキ液に浸漬すると、製品内部に閉じ込められた空気やメッキプロセス中に発生する水素ガス、酸素ガスといった気体の逃げ場がなくなります。これがエアポケットの根本的な原因です。わかりやすく説明すると、浴槽で洗面器をひっくり返したまま沈めた時に、底に空気がたまる原理と同じです。メッキ液が製品の全面に均一に接触できなくなるため、気体が溜まった箇所はメッキが付かず、無メッキ部分として残ってしまいます。
電気メッキプロセスでは、特に陰極反応時に水素ガスが大量に発生します。無電解メッキの場合でも、ニッケルメッキの反応に伴い水素ガスが生成されます。これらのガスが製品形状によって滞留しやすい場合、エアポケットの形成リスクが顕著に高まります。
さらに複雑な形状の場合、段差やコーナー部分、穴の内部といった複数の死角が存在することで、ガスの滞留が複合的に発生します。ハコ形状の角部分や内部パイプの段差などは、特に注意が必要な領域です。
エアポケットを未然に防ぐために最も有効な方法は、製品設計の段階で対策を組み込むことです。最も一般的で効果的な対策は、製品に抜け穴（ドレーン孔）を設ける方法です。これらの穴を適切な位置に配置することで、内部に溜まった空気やガスを効率的に排出できます。
設計段階で重要なのは、気体が溜まりやすい箇所を事前に特定することです。箱型製品の場合、底面の四隅やコーナー部分に複数の小径孔を開けることが効果的です。孔のサイズは一般的に2～4mm程度が推奨されており、製品の用途や後工程の要件に応じて調整されます。
設計時に抜け穴を設計段階で組み込めない場合もあります。その際は、後工程でのメッキ施工方法の工夫や、治具への吊るし方の改善といった代替案が活用されます。しかし、設計の自由度がある場合は、最初からドレーン孔を含めた設計を行う方が、後続工程での問題回避につながります。
製品形状によっては設計上抜け穴を追加できない場合があります。このような場合、メッキ処理時の治具設計や吊るし方を工夫することが重要な対策となります。製品を斜めに傾けて吊るす、複数の吊り点を設定するといった方法により、ガスの逃げ道を意識的に確保します。
特に無電解ニッケルメッキの場合、反応温度の管理が非常に重要になります。処理液の温度が安定していないと、ガス発生量が変動し、エアポケットが発生するリスクが高まります。そのため、吊るし方と同時に、メッキ槽の温度管理を厳密に行うことで、ガスの発生と排出のバランスを最適化します。
専門的なメッキ事業者では、複数の吊り点を持つカスタム治具を用いたり、製品の回転速度を調整したりして、液流による気体の自然排出を促進させています。バレルメッキのような大量処理の場合、バレル内の製品の配置やバレルの回転速度を工夫することも、エアポケット防止の重要な要素です。
メッキ処理後、エアポケットが発生していないかを適切に検査することは、品質保証の観点から重要です。エアポケットが生じた製品の表面は、無メッキ部分が明らかに目視で確認できます。光沢のあるメッキ面と、素地の色や光沢が異なる部分が露出します。
微視的には、メッキ膜が完全に形成されていない箇所において、付着不良や密着不良が確認できます。特に無電解メッキの場合、エアポケット部分はメッキの化学反応が起こらない領域であるため、素地がそのまま露出することになります。検査段階では、製品を複数の角度から確認し、曲面部分やコーナー、内部といった見えにくい箇所もしっかり観察することが大切です。
エアポケットが疑われる場合、追加の検査として電子顕微鏡による断面観察やメッキ膜厚測定が行われます。SEM観察により、メッキが正常に付着している領域と、露出している素地領域の界面を確認できます。
エアポケット防止対策を導入する際、製造コストへの影響を懸念する企業も多いでしょう。一見すると抜け穴の追加やカスタム治具の製作は、初期投資が増加するように思えます。しかし、中長期的には不良品の発生率低減、再処理の手間削減、顧客クレーム減少など、大きなコスト削減効果が期待できます。
プレス加工の段階で抜け穴を同時に加工することで、追加工程の最小化が可能です。多くの場合、1工程の追加で済み、その後の歩留まり向上による利益がそれを上回ります。専門的なメッキ業者と事前に協議し、設計段階からエアポケット対策を組み込むことで、全体的なコスト最適化が実現します。
参考情報：エアポケット対策の詳細は以下のリンクで確認できます。
