JP2013139597A - 黒色被膜製品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無電解めっき液には、金属塩としてNi塩とSn塩、あるいはCo塩とSn塩が、銅または銅合金の電位低下剤としてチオ尿素系化合物が、キレート剤として有機酸塩が、界面活性剤として非イオン系界面活性剤が、pH調整剤として無機酸が、溶媒として水が含まれる。無電解めっき被膜に取り込まれたS成分の量については、蛍光X線分析による検出強度から算出される。同様に蛍光X線分析によって検出されたNi(またはCo)成分の検出強度とSn成分の検出強度との和に対するS成分の検出強度の比率が、0.0005(0.05%)以上であると、黒色度の高い均一な厚さを有する黒色めっき被膜を得ることができる。
【選択図】なし
Description
被めっき物の金属の表面に黒色めっき被膜が形成された黒色被膜製品であって、
前記黒色めっき被膜の蛍光X線分析によるニッケル(Ni)及び/またはコバルト(Co)の検出強度と錫(Sn)の検出強度の和に対する硫黄(S)の検出強度の比率が0.0005以上である。
ニッケル(Ni)塩及び/またはコバルト(Co)塩、錫(Sn)塩、チオ尿素系化合物、有機酸、界面活性剤、無機酸を含有する無電解めっき液に、金属を表面に有する被めっき物を浸漬する工程を有し、
得られた黒色めっき被膜における蛍光X線分析によるNi及び/またはCoの検出強度とSnの検出強度の和に対する硫黄(S)の検出強度の比率が0.0005以上である。
本実施形態においては、金属としての銅または銅合金を、銅または銅合金の電位低下剤であるチオ尿素系化合物が添加され且つ金属塩としてNi塩とSn塩、あるいはCo塩とSn塩が、キレート剤として有機酸塩が、界面活性剤として非イオン系界面活性剤が、pH調整剤として無機酸が、溶媒として水が含まれる無電解めっき液に、所定の条件で浸漬することによって、銅または銅合金の表面に均一な黒色めっき被膜を高速で形成する。
銅または銅合金は、その全体が銅または銅合金によって形成されていてもよく、あるいはその表面のみが銅または銅合金で形成されていてもよい。
無電解めっき液に銅または銅合金の電位低下剤であるチオ尿素系化合物を添加することにより、無電解めっき液に浸漬した銅または銅合金の標準電極電位が低下し、無電解めっき液中のNi2+イオン、Co2+イオン、Sn2+イオン、Sn4+イオンの標準電極電位よりも、銅または銅合金の標準電極電位が低くなる。その結果、銅または銅合金の表面からCu2+イオンが溶出する。そのとき発生した電子を、無電解めっき液中のNi2+イオン、Co2+イオン、Sn2+イオン、Sn4+イオンが受け取ることにより、銅または銅合金の表面にNi成分、Co成分、Sn成分、またはその複合成分が無電解めっきされる。この際、めっき液の各種成分濃度、pH、温度を本実施形態の条件に調整することが最も重要である。それによって、S成分が無電解めっき被膜に取り込まれ、その結果、黒色めっき被膜が形成される。
Ni塩の濃度が低すぎると、銅または銅合金の溶出時に発生する電子を無電解めっき液中のNi2+イオンが十分受け取ることができず、代わりにH+イオンが還元されてしまう。その結果、銅または銅合金表面のOH−イオン濃度が局所的に高くなり、めっき液中のSn塩が、不溶性のSn(OH)Cl、あるいは不溶性のSn2OSO4等に変化し、めっき液が濁る。一方、Ni塩の濃度が高すぎると、黒色めっき被膜中のNi比率が高くなり黒色度が低下し、しかもめっき液コストが嵩む。
Co塩の濃度が低すぎると、銅または銅合金の溶出時に発生する電子を無電解めっき液中のCo2+イオンが十分受け取ることができず、代わりにH+イオンが還元されてしまう。その結果、銅または銅合金表面のOH−イオン濃度が局所的に高くなり、めっき液中のSn塩が、不溶性のSn(OH)Cl、あるいは不溶性のSn2OSO4等に変化し、めっき液が濁る。一方、Co塩の濃度が高すぎると、黒色めっき被膜中のCo比率が高くなり黒色度が低下し、しかもめっき液コストが嵩む。
Sn塩の濃度が低すぎると、黒色めっき被膜中のNi比率、あるいはCo比率が高くなり、黒色めっき被膜の黒色度が低下し、湿熱環境下における黒色めっき被膜の耐久性が低下する。一方、Sn塩の濃度が高すぎると、黒色めっき被膜が白味を帯び、不溶性のSn(OH)Cl、あるいは不溶性のSn2OSO4等が生成しやすくなる。
チオ尿素系化合物の濃度が低すぎると、銅または銅合金の標準電極電位が十分低くならず、Cu2+イオンの溶出、及びNi2+イオン、Sn2+イオン、Sn2+イオンの析出が起こらない。一方、チオ尿素系化合物の濃度が高すぎると、実際の生産加工において被めっき物をめっき液から引きあげたときのめっき液持ち出しが多くなり、生産コストの増大に繋がる。
有機酸の濃度が低すぎると、めっき液中の金属イオンが溶液状態として安定に存在できず、めっき液が濁る。一方、有機酸の濃度が高すぎると、実際の生産加工において被めっき物をめっき液から引きあげたときのめっき液持ち出しが多くなり、生産コストの増大に繋がる。
非イオン系界面活性剤の濃度が低すぎると、被めっき物に対するめっき液の馴染みが悪くなり、めっきムラが生ずる。一方、非イオン系界面活性剤の濃度が高すぎると、めっき液の粘度が高くなり、めっき後の水洗効率が低下する。
無機酸の濃度が低すぎると、めっき液中のSn塩が、不溶性のSn(OH)Cl、あるいは不溶性のSn2OSO4等に変化しやすくなり、めっき液が濁る。一方、無機酸の濃度が高すぎると、めっき被膜に取り込まれるS成分の量が減少し、めっき被膜の黒色度が低下する。
厚さ100μmのポリエステルフィルム上に、無電解銅めっきの触媒である金属パラジウムを含有させたポリエステル樹脂をコーティングした。次に、このコーティングフィルムを、Cu2+イオン、エチレンジアミン四酢酸、ホルムアルデヒド、水酸化ナトリウム、ポリエチレングリコールを含有する無電解銅めっき液に浸漬し、コーティングフィルム上に、厚さ1μmの無電解銅めっき被膜を形成させた。この無電解銅めっき被膜を、Cu2+イオン、硫酸、塩化ナトリウム、光沢剤を含有する電気銅めっき液に浸漬し、無電解銅めっき被膜を陰極として、表面光沢のある厚さ8μmの電気銅めっき被膜を形成させた。この銅めっき物を、被めっき物とした。
水を溶媒として表1及び表2の上段に示す配合で、実施例1〜実施例18に係る無電解めっき液を作成した。この無電解めっき液を50℃に加温し、前述の銅めっき物を2分間浸漬後に水洗した。さらに乾燥して、銅めっき物の表面に黒色めっき被膜が形成された、実施例1〜実施例18に係るサンプルを得た。
得られたサンプルについて、蛍光X線分析を実施した。エネルギー分散型蛍光X線分析装置(Epsilon 5、PANalytical社製)にサンプルをセットし、表4に示す条件で各元素の検出強度を測定した。
得られたサンプルについて、分光測色測定を実施した。分光測色計(型番CM−2600d、コニカミノルタセンシング株式会社製)を用いて、SCIモードで、黒色度の指標となるL*(SCI)値を測定した。
得られた結果を、表1〜表3の下段に示す。
Claims (13)
- 被めっき物の金属の表面に黒色めっき被膜が形成された黒色被膜製品であって、
前記黒色めっき被膜の蛍光X線分析によるニッケル(Ni)及び/またはコバルト(Co)の検出強度と錫(Sn)の検出強度の和に対する硫黄(S)の検出強度の比率が0.0005以上である黒色被膜製品。 - 前記黒色めっき被膜は、無電解めっきにより形成されたものである請求項1に記載の黒色被膜製品。
- 前記硫黄(S)の検出強度の比率は、0.005以上である請求項1または2に記載の黒色被膜製品。
- 前記硫黄(S)の検出強度の比率は、0.02以上である請求項1または2に記載の黒色被膜製品。
- 前記金属は、銅または銅合金である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の黒色被膜製品。
- 前記黒色めっき被膜のSCIモードで測定したL*値は、81以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の黒色被膜製品。
- 前記黒色めっき被膜のSCIモードで測定したL*値は、75以下である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の黒色被膜製品。
- ニッケル(Ni)塩及び/またはコバルト(Co)塩、錫(Sn)塩、チオ尿素系化合物、有機酸、界面活性剤、無機酸を含有する無電解めっき液に、金属を表面に有する被めっき物を浸漬する工程を有し、
得られた黒色めっき被膜における蛍光X線分析によるNi及び/またはCoの検出強度とSnの検出強度の和に対する硫黄(S)の検出強度の比率が0.0005以上である黒色被膜製品の製造方法。 - 前記硫黄(S)の検出強度の比率は、0.005以上である請求項8に記載の黒色被膜製品の製造方法。
- 前記硫黄(S)の検出強度の比率は、0.02以上である請求項8に記載の黒色被膜製品の製造方法。
- 前記金属は、銅または銅合金である請求項8乃至10のいずれか1項に記載の黒色被膜製品の製造方法。
- 前記黒色めっき被膜のSCIモードで測定したL*値は、81以下である請求項8乃至11のいずれか1項に記載の黒色被膜製品の製造方法。
- 前記黒色めっき被膜のSCIモードで測定したL*値は、75以下である請求項8乃至11のいずれか1項に記載の黒色被膜製品の製造方法。
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