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2014年07月15日

サンポールメッキの準備/予備実験 (自宅でメッキをする方法)

サンポールメッキ各種

誰が考えたか、
市販の洗剤サンポールで、金属をメッキしちゃおう!
‥という、すごい裏技があります

かなり以前の個人ホームページ等で、作業風景を公開している人が、何人かいます。

趣味にも仕事にも使えそうなので、僕も自宅で、いろいろサンポールメッキの実験をしてみました。
結論から言うと、コツは要りますが、家庭でカンタンに小物のメッキ作業が可能です。

試した素材は、銅、錫(スズ)、亜鉛、ニッケルの4種類。

今回から、7回の予定で、その実験のレポートを連載して行きます。

⇒ 1,サンポールメッキの準備/予備実験
  2,廃液処理についての考察
  3,銅めっき編
  4,亜鉛めっき編
  5,錫(スズ)めっき編
  6,ニッケルめっき編
  7,サンポールメッキのまとめ


材料/道具を準備


まずは、タイトルの、サンポール‥。

この裏ワザは、トイレ洗剤の商品名を取って、サンポールメッキと呼ばれます。
おそらく、最初に考えた人がサンポールを使ったからでしょう。

でも一般的(?)には、同種の洗剤「ナイス」という商品を使う人が多いようです。
「ナイス」の方が安くて、液が透明で使い勝手も良いみたい。 僕も、そちらを用意しました。
(ナイスは100均ダイソーで売ってます。ちなみに、サンポールはキンチョウで、ナイスはフマキラーの商品名)

※トイレ洗剤メッキ‥というのも響きが悪いので、以下、サンポールメッキで統一しますね。

電源は、乾電池でも大丈夫ですが、今回は実験用電源を使いました。
かなり昔に作った、1.2~13ボルトに電圧を可変できる、ごく簡単な回路です。

← 必要になって、有り合わせで作った電源。 オーディオメーターを電圧計にしたり、適当な工作です。


※電圧可変は、LM317を使用。 今回の実験では、主に電流量でコントロールしています。なので新たに準備するなら定電流回路の方が向いてると思います。

他に、同じくダイソーで、ワニグチ・クリップ。 あとはペットボトルと割り箸、キッチンスケール、ステンレスの針金等。


メッキ液の準備


めっき液は、トイレ洗剤を希釈して作ります。
(この洗剤、実は塩酸9.5%が主成分です)

液の濃さは、ネットの各記事を参考にしました。 (おそらく)最初の人が設定した、5倍希釈が標準のようです。

5倍希釈というと、次のような比率。

洗剤30cc : 水120cc  (1:4)
 

これで、だいたい問題なく各種メッキが可能です。
(ニッケルメッキのみ、後で比率を変更しました)


金属板を用意


鉄板を取るため、スプレー缶をカット鉄板をサンダーで研磨
左:スプレーの空き缶をハサミで分解。 / 右:サンダーで塗装面を研磨。

メッキされる側の金属は、空き缶を分解した鉄板と、新品の0.3mm厚の銅板/真鍮板を準備しました。

実験なので、全て4×5センチのサイズに統一。
個体差による違いが出にくいようにしています。

参考記事:アルミ板の切り方


メッキ用の銅板をカット


配線のつなぎ方


金属板に電気を流すのに、ダイソーで買ったワニグチ・クリップを使いました。

腐食されにくい、ステンレスの針金を配線代わりに使ってます。
(ステンレス用フラックスを付けると、簡単にハンダ付け可能)

後で間違えないよう、プラスは赤、マイナスは黒で、色分けしておきます。


電源は、次のように繋ぎます。

 マイナス極:製品 (めっきを、かけたい対象)
 プラス極 :材料 (めっき液に、溶かす金属)




電圧は、今回のような小さい金属板だと、乾電池1個~2個直列程度で十分です。
泡の出方を見ながら、1.5ボルトか、3ボルトか、調整します。

なお、吊るす長さも、プラス側は液に触れないよう短めに配線。
プラスのワニグチ・クリップが液に触れていると、金属が溶けてメッキの材料に混じってしまいます。


素材の洗浄について


メッキに油分は禁物で、ちょっとでも指の油等が付くと、その部分はメッキが弾かれてしまいます。

そのため、通常のメッキ工程だと、念入りに電解脱脂等を行うのですが、今回はカンタンに業務用洗剤を使いました。

これは、普段の作業中、手についた油汚れを落とすのに重宝している洗剤。 (スクラブ入り)

金属板を紙やすりやコンパウンドで磨いた直後に、この洗剤でこすり洗いして、濡れたままメッキにかけています。


予備実験


詳しい方法は、それぞれの素材編で紹介しますが、まずは予備実験の話から。

最初に、鉄に銅をメッキできる事を確認してみました。
次に、銅の上に、亜鉛をメッキ。これもOK。

← 写真:上側は、メッキに使った金属。 下は、メッキをかけた製品。

サンポールめっき、なかなかです。



さて、僕が確認したかったのは、どの程度の電流を流せば良いのか? という点。
そこで、電圧を変えながら、電流とめっきの仕上がり具合をチェックしていきます。

ベースは、銅板。その上に、亜鉛をメッキして、調査。

 1回目 : 300~350mA 1.5時間
 2回目 : 1.5A 30分
 3回目 : 60mA 7時間
 4回目 : 150mA 3時間
 5回目 : 300mA 1.5時間 (1回目の再確認、液の質の変化をチェック)

なるべく、時間×電流の和が近くなるように調整しています。


実験の結果、あまり大電流を流すと、表面が線状に荒れてしまう事が判りました。

水素の泡が上がっていく際に、道のような感じで水が押しのけられる事が原因に見えます。

写真 左から、③:60mA×7時間、①:300mA×1.5時間、②:1.5A×30分。


ということは、電流は、なるべく弱い方が良さそうです。
ちなみに、銅に亜鉛をメッキする際、1.2ボルトの電圧/今回の金属片のサイズで、100mA程度の電流が流れてました。


メッキの仕上がりについて


詳しくは、次回以降に、書いて行きます。
チラッと紹介しておくと、こんな感じです。

左から、銅メッキ、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ




どうです? みんなキラキラと、輝いているでしょう!

次回、避けて通れないメッキ廃液の話を入れ、3話からは実際のメッキ手法について書いていきます。


 


 



2014年07月18日

サンポールメッキの、廃液処理についての、考察。

メッキ廃液の自家処理


身近なトイレ洗剤で、簡単に金属をメッキできてしまう「サンポールメッキ」。

作業レポートに入る前に、廃液処理の事を書いておきます。

  1,サンポールメッキの準備/予備実験
⇒ 2,廃液処理についての考察
  3,銅めっき編
  4,亜鉛めっき編
  5,錫(スズ)めっき編
  6,ニッケルめっき編
  7,サンポールメッキのまとめ



古くから、金属廃液による公害・その被害は、何度も問題になっています。

今回のサンポールメッキも、廃液は金属を含むので、そのまま捨てることは犯罪かも知れません。

環境基準値以下に薄めて流せば良いとのウワサも有りますが、ここは沖縄。
この島が好きで住んでいる自分にとって、環境問題は看過(かんか)できないので、ちょっと調べてみました。

でも、いくらググっても、メッキ廃液を処理してくれる業者が見つかりません。
大きな工場ならともかく、100ccとかですし‥。


自分で解決しないと‥。

最初は、めっき液中に溶けている金属を、出来るだけ取り除いて、薄めて廃液を捨てようと考えました。

そこで、プラス電極に、金属を繋がずに、炭素棒(乾電池のプラス電極棒)を使って実験。

こうすると、残った液中の金属が、マイナスの金属にくっついて(メッキ)、時間が立てば液中から金属が無くなるのでは?

実験すると、なんか変です。

プラスの炭素棒から、すごい勢いで気泡が発生します!

嫌な予感がするので、いったん実験を止めて、ネットで調べてみました。



‥結果はなんと、塩素ガスが発生していましたっ!!
 ※注:水に溶けやすいようですが、いわゆる毒ガスです。 
 ※プラス:塩素ガス  /  マイナス:水素ガス



気づいて、良かった‥。


‥通常のサンポールメッキでは、プラス極からは、僅かなガスしか発生しません。
でも念のため、作業は通気性の良い場所で行ったほうが良いです

以降、実験の場所は、換気扇のある部屋の、洗濯機の上で行うことにしました。
このシリーズの写真。白い背景は、全てこの洗濯機上です(笑)。


さて、電気分解が危険となると‥。  次に思いついたのが、中和法。

ふと昔、電子回路のプリント基板を作った事を思い出しました。
たしか、銅の溶けたエッチング廃液を、薬品で中和して、セメントで固めたっけ。
 ⇒ ポジ感光基板 制作マニュアル


調べてみると、トイレ洗剤の成分、塩酸を中和するには、重曹が良さそうです。

化学式で書くと、

NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2
NaHCO3(重曹)+ HCl(塩酸)= NaCl+H2O+CO2(塩・水・二酸化炭素)

※このへんの話は、「重曹 塩酸 中和」で検索すると、いろいろな意見が見れます。


たまたま(昔の仕事の絡みで)、PH試験紙を持っていたので、確認してみます。
めっき液は、サンポールの希塩酸9.5%の5倍希釈なので、濃度は2%程度でしょうか。


左:メッキ液のPHは、約1程度。  / 右:メッキ廃液に、重曹を添加。


処分する60ccの液に、重曹を1g程度まで、少しづつ加えて行きます。
すぐに泡が立ちますが、特に温度は上がりません。


左:重曹を加えると、泡が発生。 溢れそうなのでコップを変えてます。 / 右:中和後のPHは、6以上。


結果、ほぼ中性か、アルカリ寄りに変化しました。

この状態で、セメントに混ぜて、撹拌・放置。
翌日には、カチンカチンに固まっていました。


左:重曹と、セメント400g 両方共、100均ダイソー。  /  右:セメントに、中和したメッキ廃液を注入。


この廃液セメント。

とりあえず保管して、最終的には自分の土地に埋めるか、どうするか‥。

問題なければ、燃えないゴミで捨てます。
(詳しい方がいたら、ご意見下さいね)


少し歯切れが悪いですが、このネタは結論を出さず、皆さんの知恵を借りたいと思います。

こうした方が良い。 ‥等の建設的な意見をお持ちの方は、是非コメントをお願いします。
(根拠の無いもの、単に自分の正義のために、人を攻撃する内容の場合、削除させて頂く場合も有ります)



PS:サンポールメッキは、工作のネタとして、とても興味深いテーマです。
特にバイク好きにとっては、実用的な手法に成り得ます。

願わくば、誰もが失敗なく作業できて、廃液についても問題にならない手法が確立できたら。
そう思い、この記事は敢えて問題提起的な内容にしました。

 


 



2014年07月25日

自宅でカンタン 銅めっき ★サンポールメッキ[その3]


メッキに使った銅板(左)と、サンポールメッキされた真鍮板(右)。 ※右は研磨済。


身近なトイレ洗剤で、好きな金属をメッキできちゃう「サンポールメッキ」。

まずは、いちばん簡単そうな、銅メッキからチャレンジしてみました。

  1,サンポールメッキの準備/予備実験
  2,廃液処理についての考察
⇒ 3,銅めっき編
  4,亜鉛めっき編
  5,錫(スズ)めっき編
  6,ニッケルめっき編
  7,サンポールメッキのまとめ



メッキに使う金属の中でも、銅は「つきまわり性(均一電着性)」が良いと言われます。
そのため、他の金属のメッキ下地としても、よく使われるとか。

メッキの基本のように思えるので、まずは銅メッキから実験してみました。


作業は、写真のように容器の中に、5倍希釈したサンポール(トイレ洗剤)、めっきしたい物、溶かす金属を入れ、電流を流して行きます。
 ⇒ メッキの準備は、1,サンポールメッキの準備/予備実験 を参照!

泡は、多からず少なからず、ふつふつと湧く程度に、流す電流の量を調整。
(開封した直後の、ペットボトルの中の炭酸の泡が目安かな‥)


今回は、4×5センチの板に、3Vの電圧をかけてみました。
 ※電流による泡の出方の違いは、次回の亜鉛メッキ編でレポートします。


何枚か実験したところ、メッキしたい金属の表面がキレイに磨かれていて、油などが付いてなければ、ちゃんとメッキ出来るようです。

今回は、磨いた鉄板、真鍮板を使用。 どっちも大丈夫。



さて、もっといっぱい電流を流せば、早くメッキできるかな?

思いついたのが、水を撹拌しながらメッキすれば、大電流を流しても、均一でキレイにメッキできるのでは? というアイデア!


さっそく、マブチ水中モーターをビンにセット。

電流を300mAほど流すと、メッキされる側の金属から、モコモコと盛んに泡が発生してきます。

この状態で、水中モーターをスイッチオン。どうなるか?



左:水中モーターを入れ、電流を300mA以上流して実験。 かなり泡が立っています。 / 右:20分後の、鉄板‥。

20分ほど待って、モーターを止めてみると、なんてこった、ゴミだらけで汚いめっきです。 
磨いても、ザラザラ‥orz。

どうやら、液中に溶けた銅が再結晶(スラッジ?)化して、それが鉄板にこびり付いたようです。

オチが付いたところで、今回の実験は終了。
どうやら、特別な事をしなくても、サンポールメッキは可能だったようです。



気を取り直して、まとめ。

当初、心配していた、鉄板の裏表(溶かす側の金属からの遠近)による違いも、今回の距離関係では、それほど影響無さそうです。

‥その後も何度か実験しましたが、液の濃さ/古さ(メッキの回数)、電圧/電流等、金属表面の状況など、様々な条件によって、メッキの付き具合や見かけの色は異なります。


左:電圧低め、液薄め。表面が黒っぽい仕上がり(磨けば光ります)。 / 中:良好な仕上がり。 / 右:実験の数々‥。



でも総じて、サンポール銅メッキは、ちゃんとメッキとして成り立ちそうです。
ちょっと変かな? と思っても、磨き直したり、きちんと脱脂して再トライすれば、リカバリ可能!

とりあえず、銅メッキは、成功と言うことで。

 

1枚目と同じサンプル。右側の製品(真鍮に銅メッキ)の磨いた部分に、ハサミの影が、キレイに写っています。






 



2014年08月04日

実験! サンポールでステンシル!?

 
 
 
 
サンポールでエッチング
サンポールでエッチング中

ちょっと思いついて、試してみた実験!

アルミ板にマスキングして、サンポールに浸けて電気を流してみると‥。

キレイに文字の型が切り抜けました。


これ、何気にスゴイかも!  今後、いろいろな工作に応用が効きそうです。

時間ができたら、さらに実験して、ノウハウを公開しますね!!


 


 



2014年08月08日

錆に強い! 自宅で亜鉛メッキ(最適な電流とは?) ★サンポールメッキ:4

サンポールで亜鉛メッキ亜鉛メッキは、屋外の鉄部に施されている例が多く、とてもサビに強いメッキです。

トタン屋根(亜鉛メッキ)の鉄板は10年単位で持ちますし、サビが出ても塗装すれば、そこからまた10年単位で使えると言われます。


建築現場で見かける鉄骨や単管、金物類など、金属光沢の部品の多くも、亜鉛メッキ。

※正確にはドブ漬けメッキと呼ばれる手法で、溶けた亜鉛に鉄を浸けて引き上げ、表面に亜鉛を着ける手法。 電気めっきと違いますが、錆びにくい特徴は同じです。

⇒ 手持ちの写真で、亜鉛メッキの手すりが有ったので、アップしておきます。


今回は、サンポールメッキで、サビ対策に優れた、亜鉛メッキをしてみます。
バイクの部品などをサビから守ろうと思ったら、一番確実な方法かも。

  1,サンポールメッキの準備/予備実験
  2,廃液処理についての考察
  3,銅めっき編
4,亜鉛めっき編
  5,錫(スズ)めっき編
  6,ニッケルめっき編
  7,サンポールメッキのまとめ



マンガン乾電池を分解分解したマンガン乾電池を掃除
左:分解したマンガン乾電池。 / 右:中身を取り出して掃除します。


最初に、亜鉛の金属素材を用意。

一般に売られているマンガン乾電池の内部の缶が亜鉛製なので、これを利用します。
※注:アルカリ乾電池は中の薬品が強アルカリで触れると危険です。また、ニッケル水素は、分解すると発火等の恐れが有ります。


磨いた亜鉛板錆び始めた亜鉛板
左:ピカールで磨いた亜鉛板。 / 右:約一ヶ月放置後の亜鉛板。


ところで個人的に、亜鉛は、磨いても光らない金属なのかな?
と、勝手に思っていました。 

一般的な亜鉛メッキの製品って、なんか輝きが鈍く、灰色のイメージですし‥。


そこで研磨剤のピカールで磨いてみると。 なんと、ピカピカに輝きました!!

そっかー! 亜鉛も磨けば光るんだぁ!

※その後、室内で一ヶ月ほど放置したら、表面に白い粉のような曇りがでました。


さて、前回の銅メッキ編で、サンポールでめっき作業が可能という事は解ったので、今度は流す電流を変えるとどうなるか? という実験を試します


結果を、動画にしてみました。




電圧を12ボルト程度にすると、1.5アンペア流れました。

逆に、60mAに制限しようとすると、1.2ボルトでも流れ過ぎて、適当な抵抗を3本繋いで設定してたりします。

← 写真:抵抗を繋いで電流制限。


なるべく同条件にするため、電流×時間の和が、同じになるように調整しておきました。
1,1.5A 30分
2,300~350mA 1.5H
3,60mA 7H


実験の結果。
表面の状態には、明らかな差異が出ました。



左から、60mA、300~350mA、1.5Aでメッキした素材。 表面の荒れ方が違います。


サンポールメッキの場合、メッキされる金属から、盛んに泡が発生します。
その泡が水面に向かって登って行く際、めっき液を押しのけるせいで、金属表面に縦方向のスジが付くようです。

大電流を流すと、それは顕著(けんちょ)です。
逆に、少ない電流で長時間めっきした場合は、縦のスジはほとんど見られませんでした。

今回の金属板のサイズは、4cm × 5cm 。 
このサイズだと、亜鉛の場合は150mA程度の電流が、ちょうど良さそうでした。

参考にされる方は、上の動画を見ながら、電流の量を調整してみて下さいね。


 


 



2014年10月15日

簡単、自宅で錫(スズ)メッキ。 ★サンポールメッキ:5

錫メッキは、身近な場所では缶詰の内側に使われています。 毒性が少なく、比較的安全な金属。

また、電子部品の端子なども、錫メッキが使われている場所。
理由は、ハンダの乗りを良くするため。 (ジャンパー用の、錫メッキ線とかもそうですね)
性質はとても柔らかく、融点が低い(合金にすると顕著)特徴があります。

サンポールでスズメッキこの、錫(スズ)という金属は、電子部品を売っている店などで手に入ります。 例:秋月電子 / Amazon

ハンダ付け用の材料で「鉛フリーはんだ」と書いてあるやつが、純度99%の錫。
(一般的なはんだは、錫と鉛の合金)

前回までの4回の連載。 銅と亜鉛のメッキをして来たノウハウで、今回のサンポールめっきは、簡単に成功しました。


  1,サンポールメッキの準備/予備実験
  2,廃液処理についての考察
  3,銅めっき編
  4,亜鉛めっき編
  5,錫(スズ)めっき編
  6,ニッケルめっき編
  7,サンポールメッキのまとめ




鉛フリーはんだを、30センチほど折りたたんで、プラス側の電極に吊るします。
マイナス側には、メッキをかけたい金属を下げます。

錫メッキとはんだ


自宅で錫めっき サンポール例によって、5倍希釈のトイレ洗剤の液中で、泡の出方を見ながら150mAの電流で3時間ほど。

ちょっとカスが付いてましたが、洗ったら取れました。
特に磨かなくても、洗っただけでピカピカしています。

← 写真:はんだは線が細いので、スグに痩せていきます。 中にヤニが入っているので、ある程度細くなったら破棄。



完成した錫メッキ
完成。 光の具合で、半分が曇って見えるけど、全体に輝いています。

種類を変えて、鉄板や銅板、先に実験した亜鉛板などで実験してみましたが、どれも素直にメッキが乗ります。
錫メッキ、簡単!