CH632532A5 - Method of producing an aqueous electrolyte solution for electroplating conducting surfaces with silver - Google Patents

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CH632532A5
CH632532A5 CH712677A CH712677A CH632532A5 CH 632532 A5 CH632532 A5 CH 632532A5 CH 712677 A CH712677 A CH 712677A CH 712677 A CH712677 A CH 712677A CH 632532 A5 CH632532 A5 CH 632532A5
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Description

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PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Elektrolytlösung für die elektrolytische Abscheidung von Silber auf elektrisch leitenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer wässrigen, ein Thiosulfat enthaltenden und auf einen pH-Wert von 3,5-7,0 gepufferten Lösung mindestens ein cyanidfreies Silbersalz löst. 1. A process for the preparation of an aqueous electrolyte solution for the electrolytic deposition of silver on electrically conductive surfaces, characterized in that at least one cyanide-free solution is contained in an aqueous solution containing a thiosulfate and buffered to a pH of 3.5-7.0 Silver salt dissolves.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Silbersalz in einer Konzentration entsprechend 5-50 g/I elementares Silber einsetzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the silver salt is used in a concentration corresponding to 5-50 g / I of elemental silver.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Thiosulfat ein Alkalimetall-thiosulfat in einer Konzentration von mindestens 2 mol pro mol Silber einsetzt. 3. The method according to claim 2, characterized in that an alkali metal thiosulfate is used as thiosulfate in a concentration of at least 2 mol per mol of silver.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Silbersalz ein Silberhalogenid einsetzt. 4. The method according to claim 3, characterized in that a silver halide is used as the silver salt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Thiosulfat Natrium-thiosulfat vorzugsweise in einer Konzentration von 2-4 mol pro mol Silber, einsetzt. 5. The method according to claim 4, characterized in that sodium thiosulfate is preferably used as a thiosulfate in a concentration of 2-4 mol per mol of silver.

6. Nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellte wässrige Elektrolytlösung. 6. An aqueous electrolyte solution prepared by the method of claim 1.

7. Lösung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einen pH-Wert von 4,5-5,5 gepuffert ist. 7. Solution according to claim 6, characterized in that it is buffered to a pH of 4.5-5.5.

8. Lösung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem mindestens ein Glanzmittel enthält. 8. Solution according to claim 6 or 7, characterized in that it also contains at least one gloss agent.

9. Lösung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Glanzmittel enthält, wovon eines das Kaliumsalz einer Antimon enthaltenden Verbindung bzw. eines Antimon enthaltenden Komplexes und das andere ein Arylsulfonatist. 9. Solution according to claim 8, characterized in that it contains two brighteners, one of which is the potassium salt of an antimony-containing compound or complex and the other is an arylsulfonate.

10. Lösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Glanzmittel Antimon-kaliumtartrat und das andere das Natriumsalz einer kondensierten Naphthalinsul-fonsäure ist. 10. Solution according to claim 9, characterized in that the one brightening agent is antimony potassium tartrate and the other is the sodium salt of a condensed naphthalenesulfonic acid.

Die Plattierung mit Silber und Gold aus alkalischen, Cyanid enthaltenden Bädern wird seit ungefähr 1800 ausgeübt. In den späten 1950iger Jahren, als entdeckt wurde, Silver and gold plating from alkaline baths containing cyanide has been practiced since about 1800. In the late 1950s, when it was discovered

dass Alkaligoldcyanid bis hinunter zu einem pH-Wert von 3,0 stabil ist, wurden saure Goldelektrolyte entwickelt. Natrium- und Kaliumsilbercyanid zeigen in sauren Lösungen nicht die Stabilität von Alkalimetall-goldcyaniden, und demzufolge wurden bis in die mittleren 1960iger Jahre keine entsprechenden sauren Silberplattierungslösungen entwickelt. Dann wurde in der US-PS 3 362 895 offenbart, dass auf einen pH-Wert im Bereich von 6-7 gepufferte Lösungen von Kalium-silbercyanid annehmbar stabil sind, und dass relativ geringe Mengenanteile eines Alkalimetall- oder Ammonium-thiocyanats derartige Plattierungsbäder stabilisieren. Acid gold electrolytes have been developed so that alkali gold cyanide is stable down to a pH of 3.0. Sodium and potassium silver cyanide do not show the stability of alkali metal gold cyanides in acidic solutions, and accordingly no corresponding acidic silver plating solutions were developed until the mid 1960s. It was then disclosed in U.S. Patent 3,362,895 that solutions of potassium silver cyanide buffered to a pH in the range of 6-7 are reasonably stable and that relatively small amounts of an alkali metal or ammonium thiocyanate stabilize such plating baths.

Es ist offensichtlich, dass cyanidfreie Plattierungsbäder höchst erstrebenswert sind, da das Cyanid giftig und gefährlich ist und dessen Verwerfung Gefahren in sich birgt. Ausserdem neigt das Cyanid dazu, sich in Hohlräumen und Vertiefungen von plattierten Gegenständen anzusammeln und ist durch Spülen nicht leicht entfernbar. It is obvious that cyanide-free plating baths are highly desirable because the cyanide is poisonous and dangerous and its rejection is dangerous. In addition, the cyanide tends to accumulate in the cavities and depressions of plated objects and is not easily removed by rinsing.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines cyanidfreien, sauren Bades für die Plattierung mit Silber zu schaffen. It is an object of the present invention to provide a process for producing a cyanide-free acid bath for silver plating.

Für die erfindungsgemässe Herstellung der Elektrolytlösung kann jedes beliebige lösliche, cyanidfreie Silbersalz oder ein Gemisch solcher Salze verwendet werden, beispielsweise Silberchlorid, -bromid, -jodid, -fluorid, -sulfat, -sulfamat, -thiosulfat, -fluorborat, -nitrat. Das jeweils verwendete Silbersalz wird im allgemeinen im Hinblick auf dessen Verfügbarkeit und Preis gewählt, woraus hervorgeht, dass Silberchlorid bevorzugt wird. Zweckmässig gelangt das Silbersalz in einer Konzentration zum Einsatz, dass das Elektroplattie-rungsbad 5-50 g/1, vorzugsweise 20-40 g/1, elementares Silber enthält. Es ist in der Praxis unzweckmässig, Konzentrationen von weniger als 5 g/1 oder mehr als 50 g/1 Silber anzuwenden. Any soluble, cyanide-free silver salt or a mixture of such salts can be used for the production of the electrolyte solution according to the invention, for example silver chloride, bromide, iodide, fluoride, sulfate, sulfamate, thiosulfate, fluoroborate, nitrate. The silver salt used in each case is generally chosen in view of its availability and price, from which it follows that silver chloride is preferred. The silver salt is expediently used in a concentration such that the electroplating bath contains 5-50 g / 1, preferably 20-40 g / 1, of elemental silver. In practice, it is impractical to use concentrations of less than 5 g / 1 or more than 50 g / 1 silver.

Ohne Einschränkung auf diese Theorie wird angenommen, dass das eingesetzte Thiosulfat mit dem Silber unter Bildung von Silber-thiosulfat zusammenwirkt und dies der Grund ist, dass das Elektroplattierungsbad annehmbar stabil bleibt. Das Thiosulfat soll zweckmässig in solcher Konzentration eingesetzt werden, dass im Elektroplattierungsbad mindestens 2 mol Thiosulfat pro mol Silber vorhanden sind. Obwohl auch grössere Mengenanteile Thiosulfat eingesetzt werden können, wird es im allgemeinen bevorzugt, die Konzentration bei 2-4 mol Thiosulfat pro mol Silber zu halten. Das Thiosulfat wird dem Elektroplattierungsbad zweckmässig in Form eines Alkalimetallthiosulfats zugesetzt, wobei Natrium-thiosulfat bevorzugt wird, obwohl jedes beliebige andere Alkalimetallsalz verwendet werden kann. Without being restricted to this theory, it is believed that the thiosulfate used interacts with the silver to form silver thiosulfate and this is the reason that the electroplating bath remains reasonably stable. The thiosulfate should advantageously be used in such a concentration that at least 2 moles of thiosulfate per mole of silver are present in the electroplating bath. Although larger amounts of thiosulfate can also be used, it is generally preferred to keep the concentration at 2-4 moles of thiosulfate per mole of silver. The thiosulfate is conveniently added to the electroplating bath in the form of an alkali metal thiosulfate, with sodium thiosulfate being preferred, although any other alkali metal salt can be used.

Die erfindungsgemäss hergestellte Lösung ist auf einen pH-Wert von 3,5-7,0, vorzugsweise 4,5-5,5, gepuffert, wobei jede beliebige Kombination von Säure und Salz verwendet werden kann, welche die Lösung auf diesen pH-Bereich puffert. Geeignete Puffer sind beispielsweise eine Kombination von Essigsäure und Natriumacetat oder von Natriumhydroxid und Kalium-hydrogenphthalat, und bevorzugt wird eine Kombination von Schwefelsäure und Natrium-bisulfat. The solution produced according to the invention is buffered to a pH value of 3.5-7.0, preferably 4.5-5.5, it being possible to use any combination of acid and salt which bring the solution to this pH range buffers. Suitable buffers are, for example, a combination of acetic acid and sodium acetate or of sodium hydroxide and potassium hydrogen phthalate, and a combination of sulfuric acid and sodium bisulfate is preferred.

Ausserdem enthält eine Ausführungsform der erfindungsgemäss hergestellten Lösung mindestens ein, vorzugsweise zwei Glanzmittel, z.B. das Kaliumsalz von Antimon enthaltenden Verbindungen bzw. Komplexen, wie Antimonkalium-tartrat, und gegebenenfalls ein Arylsulfonat, wie das Natriumsalz einer kondensierten Naphthalinsulfonsäure. Weiterer Zusatz von Salzen von Nickel, Kobalt, Kupfer, Eisen, Zink, Indium, Arsen, Antimon und Wismut kann in gewissen Fällen als Glanzmittel wirken. Konventionelle Salze zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, die zugesetzt werden können, sind beispielsweise die Sulfate, Sulfamate, Formiate, Acetate, Citrate, Lactate, Tartrate, Fluoroborate, Borate, Phosphate, der vorstehend genannten Metalle. In addition, an embodiment of the solution prepared according to the invention contains at least one, preferably two, gloss agents, e.g. the potassium salt of antimony-containing compounds or complexes, such as antimony potassium tartrate, and optionally an aryl sulfonate, such as the sodium salt of a condensed naphthalenesulfonic acid. Further addition of salts of nickel, cobalt, copper, iron, zinc, indium, arsenic, antimony and bismuth can act as a brightener in certain cases. Conventional salts for increasing the electrical conductivity that can be added are, for example, the sulfates, sulfamates, formates, acetates, citrates, lactates, tartrates, fluoroborates, borates, phosphates, of the aforementioned metals.

Die Elektroplattierung mittels der erfindungsgemäss hergestellten Lösung kann auf konventionelle Art erfolgen. Es ist somit am zweckmässigsten, bei Umgebungstemperatur zu arbeiten, obwohl auch höhere oder niedrigere Temperaturen zum Einsatz gelangen können. Im allgemeinen beträgt die Stromdichte 0,1-5,4 A/dm2, und das Plattierungsbad kann gewünschtenfalls durch Verwendung einer perforierten Sprudelkathode oder durch Bewegen der Kathode bewegt werden. Als Kathode kann jede beliebige, zu plattierende, elektrisch leitende Oberfläche und als Anode können konventionelle Anoden, beispielsweise aus Edelstahl, verwendet werden. Electroplating using the solution prepared according to the invention can be carried out in a conventional manner. It is therefore most convenient to work at ambient temperature, although higher or lower temperatures can also be used. Generally the current density is 0.1-5.4 A / dm2 and the plating bath can be moved, if desired, by using a perforated whirlpool cathode or by moving the cathode. Any electrically conductive surface to be plated can be used as the cathode and conventional anodes, for example made of stainless steel, can be used as the anode.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Lösung besteht darin, dass, gleich wie bei Cyanid enthaltenden Plattierungs-lösungen, eine Silberanode verwendet werden kann. Dies ist wirtschaftlich vorteilhaft, da die Anode Silber in die Elektrolytlösung abgibt und die Plattierung nicht ständig unterbrochen werden muss, um die Konzentration des Silbers im Plattierungsbad zu ergänzen. A particular advantage of the solution described is that, just as with plating solutions containing cyanide, a silver anode can be used. This is economically advantageous since the anode releases silver into the electrolyte solution and the plating does not have to be interrupted continuously to supplement the concentration of the silver in the plating bath.

Beispiel 1 example 1

Ein Plattierungsbad wurde hergestellt durch Lösen von 29 g Silberchlorid in 11 einer wässrigen, auf einen pH-Wert von 4,5 gepufferten, 100 g Natrium-thiosulfat enthaltenden Lösung. In diesem Bad wurde eine Kathode aus rostfreiem Stahl bei 20°C und einer Stromdichte von 1 A/dm2 unter Ver- A plating bath was prepared by dissolving 29 g of silver chloride in 11 of an aqueous solution buffered to pH 4.5 and containing 100 g of sodium thiosulfate. A stainless steel cathode was placed in this bath at 20 ° C and a current density of 1 A / dm2 using

2 2nd

s s

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

Wendung von Silberanoden elektrolytisch versilbert. Die erhaltene Elektroplattierung war sehr glatt und von weissem Aussehen. Turn of silver anodes electrolytically silvered. The electroplating obtained was very smooth and white in appearance.

5 5

Beispiel 2 Example 2

Beispiel 1 wurde unter zusätzlicher Verwendung von 0,5 g/1 des Natriumsalzes einer kondensierten Naphthalin-sulfonsäure und 3,5 g/1 Antimon-kaliumtartrat als Glanz- Example 1 was additionally used with 0.5 g / 1 of the sodium salt of a condensed naphthalene sulfonic acid and 3.5 g / 1 of antimony potassium tartrate as gloss

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mittel im Plattierungsbad wiederholt, wobei eine glänzende Versilberung erhalten wurde. medium repeated in the plating bath, a shiny silvering being obtained.

Beispiel 3 Example 3

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehen wurde eine gute Versilberung unter Verwendung einer auf einen pH-Wert von 5,0 gepufferten wässrigen Elektrolytlösung, enthaltend 35 g/1 Silberbromid und 120 g/1 Kalium-thio-sulfat, erhalten. According to the procedure described in Example 1, good silvering was obtained using an aqueous electrolyte solution buffered to a pH of 5.0, containing 35 g / 1 silver bromide and 120 g / 1 potassium thiosulfate.

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