JP2020117797A - Eutectoid plating solution - Google Patents

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JP2020117797A JP2019083179A JP2019083179A JP2020117797A JP 2020117797 A JP2020117797 A JP 2020117797A JP 2019083179 A JP2019083179 A JP 2019083179A JP 2019083179 A JP2019083179 A JP 2019083179A JP 2020117797 A JP2020117797 A JP 2020117797A
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Tadahiro Kato
直裕 加藤
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Abstract

To provide a novel eutectoid plating solution which allows formation of a plating layer in which carbonization silicon particles are favorably dispersed.SOLUTION: An eutectoid plating solution includes at least a titanium coupling agent including water and an amino group, carbonization silicon particles, and a metal source.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、共析めっき液に関する。 The present invention relates to a eutectoid plating solution.

種々の分野の製品の製造において、部材の表面に皮膜を形成するための技術として、電解めっき及び無電解めっき等のめっき技術が広く用いられている。 In the production of products in various fields, plating techniques such as electrolytic plating and electroless plating are widely used as techniques for forming a film on the surface of a member.

また、近年では、炭化ケイ素粒子等の不溶性粒子を含むめっき液でめっき反応を行う共析めっきが知られている。このような共析めっきでは、含有される粒子の性質によってめっき被膜に耐摩耗性、潤滑性、耐食性等の新たな機能を付与することが可能であるため、特に自動車や航空機等のエンジン部品や摺動頻度の高いコネクター等、耐摩耗性や硬度が求められる基材に用いられることが多く、かかる共析めっきのための種々の手段が提案されている。 Further, in recent years, eutectoid plating is known in which a plating reaction is performed with a plating solution containing insoluble particles such as silicon carbide particles. In such eutectoid plating, it is possible to impart new functions such as wear resistance, lubricity, and corrosion resistance to the plating film depending on the properties of the particles contained therein. It is often used for substrates that require abrasion resistance and hardness, such as connectors that frequently slide, and various means for such eutectoid plating have been proposed.

特許文献1では、炭化ケイ素粒子にカチオン性界面活性剤を吸着させる工程と、めっき液に前記カチオン性界面活性剤を吸着した炭化ケイ素粒子を分散する工程と、を備えることを特徴とする複合めっき液の製造方法が開示されている。 Patent Document 1 includes a step of adsorbing a cationic surfactant to the silicon carbide particles, and a step of dispersing the silicon carbide particles adsorbing the cationic surfactant to a plating solution. A method of making a liquid is disclosed.

特許文献2では、非水溶性の無機又は有機の微粒末を、芳香族アゾ化合物残基を有するアゾ界面活性剤とともに水媒体中に分散させて金属めっき浴に添加し、電解を行うことにより、前記微粉末と金属との複合めっき金属膜を形成することを特徴とする複合めっき方法が提案されている。 In Patent Document 2, a water-insoluble inorganic or organic fine powder is dispersed in an aqueous medium together with an azo surfactant having an aromatic azo compound residue, added to a metal plating bath, and electrolyzed. A composite plating method characterized by forming a composite plating metal film of the fine powder and a metal has been proposed.

特開2013−241649号公報JP, 2013-241649, A 特開2001−247998号公報JP 2001-247998 A

特許文献1及び2による手段によっても、炭化ケイ素粒子の十分な分散性が得られず、その結果、得られためっき層中で炭化ケイ素粒子が偏在しているか、又はめっき層が良好に形成できないことがあった。 Even by the means according to Patent Documents 1 and 2, sufficient dispersibility of the silicon carbide particles cannot be obtained, and as a result, the silicon carbide particles are unevenly distributed in the obtained plating layer or the plating layer cannot be formed well. There was something.

そこで、炭化ケイ素粒子が良好に分散しているめっき層を形成することができる、新規な共析めっき液を提供する必要性が存在する。 Therefore, there is a need to provide a novel eutectoid plating solution capable of forming a plating layer in which silicon carbide particles are well dispersed.

本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである:
〈1〉水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素粒子、及び金属源を少なくとも含有している、共析めっき液。
〈2〉前記チタンカップリング剤が、アルコキシ基及びアミノアルコキシ基を有している、項目1に記載の共析めっき液。
〈3〉水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を少なくとも含有している、水分散液。
〈4〉水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を少なくとも含有している、水分散液、並びに
金属源を少なくとも含有している金属めっき液
を含む、共析めっき液作製用キット。
〈5〉アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素、及び金属を少なくとも含有しているめっき層で被覆されている、めっき物。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by the following means, and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows:
<1> A eutectoid plating solution containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide particles, and a metal source.
<2> The eutectoid plating solution according to item 1, wherein the titanium coupling agent has an alkoxy group and an aminoalkoxy group.
<3> An aqueous dispersion containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles.
<4> For producing a eutectoid plating solution, which includes an aqueous dispersion containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles, and a metal plating solution containing at least a metal source kit.
<5> A plated product coated with a plating layer containing at least a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide, and a metal.

本発明によれば、炭化ケイ素粒子が良好に分散しているめっき層を形成することができる、新規な共析めっき液を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a novel eutectoid plating solution capable of forming a plating layer in which silicon carbide particles are well dispersed.

《共析めっき液》
本発明の共析めっき液は、水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素粒子、及び金属源を少なくとも含有している。本発明の共析めっき液は、電解めっき液であってもよく、又は無電解めっき液であってもよい。
<Eutectoid plating solution>
The eutectoid plating solution of the present invention contains at least water, a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide particles, and a metal source. The eutectoid plating solution of the present invention may be an electrolytic plating solution or an electroless plating solution.

共析めっき液中の炭化ケイ素の含有率は、共析めっき液の質量全体を基準として、0.001質量%以上、0.003質量%以上、0.005質量%以上、0.01質量%以上、0.03質量%以上、0.05質量%以上、又は0.07質量%以上であってよく、また5質量%以下、3質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下、0.3質量%以下、又は0.2質量%以下であってよい。 The content of silicon carbide in the eutectoid plating solution is 0.001 mass% or more, 0.003 mass% or more, 0.005 mass% or more, 0.01 mass% based on the total mass of the eutectoid plating solution. The above may be 0.03 mass% or more, 0.05 mass% or more, or 0.07 mass% or more, and 5 mass% or less, 3 mass% or less, 1 mass% or less, 0.5 mass% or less. , 0.3 mass% or less, or 0.2 mass% or less.

共析めっき液中のチタンカップリング剤の含有率は、共析めっき液の質量全体を基準として、0.001質量%以上、0.003質量%以上、0.005質量%以上、0.01質量%以上、0.03質量%以上、0.05質量%以上、又は0.07質量%以上であってよく、また5質量%以下、3質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下、0.3質量%以下、又は0.2質量%以下であってよい。 The content of the titanium coupling agent in the eutectoid plating solution is 0.001 mass% or more, 0.003 mass% or more, 0.005 mass% or more, 0.01 based on the total mass of the eutectoid plating solution. It may be mass% or more, 0.03 mass% or more, 0.05 mass% or more, or 0.07 mass% or more, and 5 mass% or less, 3 mass% or less, 1 mass% or less, 0.5 mass%. % Or less, 0.3% by mass or less, or 0.2% by mass or less.

共析めっき液中のチタンカップリング剤の質量の、炭化ケイ素の質量に対する比は、1%以上、3%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、50%以上、70%以上、100%以上、130%以上、150%以上、200%以上、250%以上、又は280%以上であってよく、また1000%以下、900%以下、800%以下、700%以下、600%以下、500%以下、400%以下、350%以下、又は330%以下であってよい。 The ratio of the mass of the titanium coupling agent in the eutectoid plating solution to the mass of the silicon carbide is 1% or more, 3% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more, 30% or more, 50% or more, 70% or more, 100% or more, 130% or more, 150% or more, 200% or more, 250% or more, or 280% or more, and 1000% or less, 900% or less, 800% or less, 700% or less, It may be 600% or less, 500% or less, 400% or less, 350% or less, or 330% or less.

また、共析めっき液は、他の粒子を含有していてもよい。 Further, the eutectoid plating solution may contain other particles.

以下では、本発明の各構成要素について説明する。 Below, each component of this invention is demonstrated.

〈水〉
水は、イオン交換水、蒸留水等であってよい。
<water>
The water may be ion-exchanged water, distilled water or the like.

〈チタンカップリング剤〉
チタンカップリング剤は、アミノ基を有するチタンカップリング剤である。ここで、本発明において、「チタンカップリング剤」とは、チタン原子に結合している加水分解性基及び親水性有機官能基を有し、それによって加水分解性基が加水分解して得られる水酸基が無機材料と化学結合し、かつ親水性有機官能基が親水性を与える化合物に言及するものである。
<Titanium coupling agent>
The titanium coupling agent is a titanium coupling agent having an amino group. Here, in the present invention, the “titanium coupling agent” has a hydrolyzable group and a hydrophilic organic functional group bonded to a titanium atom, and is thereby obtained by hydrolysis of the hydrolyzable group. It refers to a compound in which a hydroxyl group chemically bonds to an inorganic material and a hydrophilic organic functional group imparts hydrophilicity.

本発明者らは、上記のチタンカップリング剤が炭化ケイ素粒子の表面に吸着して分散剤として作用することにより、これらがめっき液中で分散し、炭化ケイ素粒子が良好に分散しているめっき層を形成することができることを見出した。 The present inventors have found that the above titanium coupling agent is adsorbed on the surface of silicon carbide particles to act as a dispersant, whereby these are dispersed in a plating solution and the silicon carbide particles are well dispersed. It has been found that layers can be formed.

上記のチタンカップリング剤をめっき液中に分散させることによって、任意の平均粒子径の炭化ケイ素粒子、特に平均粒子径150nm以下の炭化ケイ素粒子を良好に分散させることができ、それによって、めっき層を形成したときに、十分な量の炭化ケイ素粒子をめっき層中に均等に分布させることができる。 By dispersing the above titanium coupling agent in the plating solution, it is possible to favorably disperse silicon carbide particles having an arbitrary average particle diameter, particularly silicon carbide particles having an average particle diameter of 150 nm or less, and thereby a plating layer. A sufficient amount of silicon carbide particles can be evenly distributed in the plating layer when forming.

チタンカップリング剤は、加水分解基としてのアルコキシ基及び親水性有機官能基としてのアミノアルコキシ基を有していてよい。この場合、チタンカップリング剤は、1個のアルコキシ基及び3個のアミノアルコキシ基、2個のアルコキシ基及び2個のアミノアルコキシ基、又は3個のアルコキシ基及び1個のアミノアルコキシ基を有していてよいが、2個以上のアミノアルコキシ基を有していることが、炭化ケイ素粒子の分散性を良好にする観点から好ましい。 The titanium coupling agent may have an alkoxy group as a hydrolysis group and an aminoalkoxy group as a hydrophilic organic functional group. In this case, the titanium coupling agent has one alkoxy group and three aminoalkoxy groups, two alkoxy groups and two aminoalkoxy groups, or three alkoxy groups and one aminoalkoxy group. However, it is preferable to have two or more aminoalkoxy groups from the viewpoint of improving the dispersibility of the silicon carbide particles.

アルコキシ基は、例えば炭素数1〜10の直鎖又は分枝のアルコキシ基であってよく、例えばn−メトキシ基、n−エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、イソペントキシ基、ネオペントキシ基、tert−ペントキシ基、ヘキソキシ基、イソヘキソキシ基等であってよい。 The alkoxy group may be, for example, a linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include n-methoxy group, n-ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec. It may be -butoxy group, tert-butoxy group, n-pentoxy group, isopentoxy group, neopentoxy group, tert-pentoxy group, hexoxy group, isohexoxy group and the like.

アミノアルコキシ基は、アルコキシ基の末端にアミノ基が結合した構造、特にアルコキシ基の末端にアミノ基が結合した構造を有していてよく、このアミノ基の水素は、アルキル基等の置換基で置換されていてもよく、またこの置換基の末端には、ヒドロキシル基、別のアミン基等の置換基が存在してよい。かかるアミノアルコキシ基としては、例えばモノエタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基、チタンアミノエチルアミノエトキシ基等であってよい。 The aminoalkoxy group may have a structure in which an amino group is bonded to the end of the alkoxy group, particularly a structure in which an amino group is bonded to the end of the alkoxy group, and hydrogen of this amino group is a substituent such as an alkyl group. It may be substituted, and a substituent such as a hydroxyl group or another amine group may be present at the terminal of this substituent. The aminoalkoxy group may be, for example, a monoethanolamine group, a diethanolamine group, a triethanolamine group, a titanium aminoethylaminoethoxy group, or the like.

アルコキシ基及びアミノアルコキシ基を有するチタンカップリング剤としては、例えばチタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンジエタノールアミネート、チタンアミノエチルアミノエタノレート、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン等を用いることができる。 Examples of titanium coupling agents having an alkoxy group and an aminoalkoxy group include titanium diisopropoxybis(triethanolaminate), titanium diethanolaminate, titanium aminoethylaminoethanolate, di-n-butoxybis(triethanolamine). Minato) Titanium or the like can be used.

〈炭化ケイ素粒子〉
炭化ケイ素粒子は、商業的に入手できる炭化ケイ素粒子であってよい。炭化ケイ素粒子の平均粒子径は、10nm以上、20nm以上、30nm以上、40nm以上、50nm以上、60nm以上、70nm以上、80nm以上、90nm以上、又は100nm以上であってよく、また100μm以下、50μm以下、30μm以下、20μm以下、10μm以下、7μm以下、5μm以下、3μm以下、1μm以下、700nm以下、500nm以下、400nm以下、370nm以下、350nm以下、330nm以下、300nm以下、270nm以下、250nm以下、230nm以下、200nm以下、又は150nm以下であってよい。ここでいう平均粒子径とは、対象となる炭化ケイ素粒子の大きさによって適宜選択され、概ね1μm未満の粒子の場合は、動的光散乱法により測定した散乱強度分布によるヒストグラム平均粒子径(D50)の値であり、1μm以上の粒子の場合は、レーザー回折法において体積基準により算出されたD50の値である。特に、平均粒子径が150nm以下である場合には、共析性がより良好になり、その結果、本発明の共析めっき液を用いて得ためっき層の耐摩耗性がより良好になる。
<Silicon carbide particles>
The silicon carbide particles may be commercially available silicon carbide particles. The average particle diameter of the silicon carbide particles may be 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 40 nm or more, 50 nm or more, 60 nm or more, 70 nm or more, 80 nm or more, 90 nm or more, or 100 nm or more, and 100 μm or less, 50 μm or less. , 30 μm or less, 20 μm or less, 10 μm or less, 7 μm or less, 5 μm or less, 3 μm or less, 1 μm or less, 700 nm or less, 500 nm or less, 400 nm or less, 370 nm or less, 350 nm or less, 330 nm or less, 300 nm or less, 270 nm or less, 250 nm or less, 230 nm Hereafter, it may be 200 nm or less, or 150 nm or less. The average particle diameter as used herein is appropriately selected depending on the size of the silicon carbide particles of interest, and in the case of particles of less than approximately 1 μm, the histogram average particle diameter (D50 based on the scattering intensity distribution measured by the dynamic light scattering method). ), and in the case of particles of 1 μm or more, it is the value of D50 calculated on the volume basis in the laser diffraction method. In particular, when the average particle size is 150 nm or less, the eutectoid property becomes better, and as a result, the wear resistance of the plating layer obtained by using the eutectoid plating solution of the present invention becomes better.

〈金属源〉
金属源は、めっき層とすべき金属、めっきの態様等に応じ、種々の形態であってよい。金属源は、例えば、特に限定されないが、例えばめっき層とすべき金属の金属塩、例えば硫酸塩、塩酸塩、ピロリン酸塩、スルファミン酸等の無機酸塩、シアン化塩等の有機酸塩等を用いることができる。
<Metal source>
The metal source may have various forms depending on the metal to be the plating layer, the mode of plating, and the like. The metal source is, for example, but not particularly limited to, for example, a metal salt of a metal to be used as a plating layer, for example, an inorganic acid salt such as sulfate, hydrochloride, pyrophosphate, sulfamic acid, or an organic acid salt such as cyanide salt. Can be used.

めっき層とすべき金属としては、例えば銅、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、銀、金等であってよい。 The metal to be the plated layer may be, for example, copper, nickel, chromium, zinc, tin, silver, gold or the like.

〈他の成分〉
他の成分としては、例えばpH調整剤、pH緩衝剤、光沢剤等を用いることができる。
<Other ingredients>
As other components, for example, a pH adjusting agent, a pH buffering agent, a brightening agent, etc. can be used.

また、特に電解めっき液の場合、共析めっき液は、電解質を含有していてよい。 Further, particularly in the case of the electrolytic plating solution, the eutectoid plating solution may contain an electrolyte.

また、特に無電解めっき液の場合、共析めっき液は、還元剤を含有していてよい。還元剤としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の硫酸塩、塩酸塩、ピロリン酸塩、ホスフィン酸塩、スルファミン酸塩、テトラヒドロホウ酸塩等の無機酸塩、シアン化塩等の有機酸塩等を用いることができる。また、還元剤としては、例えばジメチルアミンボラン、ヒドラジン、三塩化チタン等を用いることができる。 Further, particularly in the case of an electroless plating solution, the eutectoid plating solution may contain a reducing agent. As the reducing agent, alkali metal or alkaline earth metal sulfate, hydrochloride, pyrophosphate, phosphinate, sulfamate, tetrahydroborate, etc., inorganic acid salt, cyanide salt, etc., organic acid salt, etc. Can be used. As the reducing agent, for example, dimethylamine borane, hydrazine, titanium trichloride, etc. can be used.

また、特に無電解めっき液の場合、共析めっき液は、錯化剤を含有していてよい。錯化剤としては、例えば酢酸、乳酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸等のカルボン酸、グリシン、アラニン、アスパラギン等のアミノ酸等を用いることができる。 Further, particularly in the case of electroless plating solution, the eutectoid plating solution may contain a complexing agent. As the complexing agent, for example, carboxylic acids such as acetic acid, lactic acid, oxalic acid, malonic acid, malic acid and tartaric acid, amino acids such as glycine, alanine and asparagine can be used.

《水分散液》
水分散液は、水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を少なくとも含有している。この水分散液は、共析めっき液作製用水分散液であってよい。
<Water dispersion>
The aqueous dispersion contains at least water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles. This aqueous dispersion may be an aqueous dispersion for producing a eutectoid plating solution.

水分散液は、例えば水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を攪拌混合し、そしてこれをビーズミル等により分散させることにより、製造することができる。 The aqueous dispersion can be produced, for example, by stirring and mixing water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles, and dispersing this with a bead mill or the like.

水分散液中の炭化ケイ素の含有率は、水分散液の質量全体を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、又は7質量%以上であってよく、また50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、又は13質量%以下であってよい。 The content of silicon carbide in the aqueous dispersion is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 1% by mass or more, 2% by mass, based on the total mass of the aqueous dispersion. % Or more, 3 mass% or more, 5 mass% or more, or 7 mass% or more, and 50 mass% or less, 40 mass% or less, 30 mass% or less, 25 mass% or less, 20 mass% or less, 15 It may be less than or equal to 13% by weight, or less than or equal to 13% by weight.

水分散液中のチタンカップリング剤の含有率は、水分散液の質量全体を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、又は7質量%以上であってよく、また50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、又は13質量%以下であってよい。 The content of the titanium coupling agent in the aqueous dispersion is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.7% by mass, based on the total mass of the aqueous dispersion. 1 mass% or more, 2 mass% or more, 3 mass% or more, 5 mass% or more, or 7 mass% or more, and 50 mass% or less, 40 mass% or less, 30 mass% or less, 25 mass% % Or less, 20% by mass or less, 15% by mass or less, or 13% by mass or less.

〈他の粒子〉
他の粒子としては、例えば、Al、Cr、Fe、TiO、ZrO、ThO、SiO、CeO、BeO、MgO、CdO、ダイヤモンド、TiC、WC、VC、ZrC、TaC、Cr、BC、BN、ZrB、TiN、Si、WSi、MoS、WS、CaF、BaSO、SrSO、ZnS、CdS、TiH、NbC、Cr、UO、CeO、フッ化黒鉛、黒鉛、ガラス、カオリン、コランダム、色素等を用いることができる。また、PTFE、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリピロール、ポリアニリン、アセチルセルロース、ポリビニルアセテート、ポリビニールブチラール、あるいはコポリマー(メタクリル酸メチルとメタクリル酸とのポリマー)を用いることもできる。また、これらの他の粒子は、単独で又は混合させて用いることができる。
<Other particles>
Examples of the other particles include Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , ThO 2 , SiO 2 , CeO 2 , BeO 2 , MgO, CdO, diamond, TiC, WC. , VC, ZrC, TaC, Cr 3 C 2 , B 4 C, BN, ZrB 2 , TiN, Si 3 N 4 , WSi 2 , MoS, WS 2 , CaF 2 , BaSO 4 , SrSO 4 , ZnS, CdS, TiH. 2 , NbC, Cr 3 B 2 , UO 2 , CeO 2 , fluorinated graphite, graphite, glass, kaolin, corundum, pigments and the like can be used. Further, PTFE, polystyrene, polypropylene, polycarbonate, polyamide, polyacrylonitrile, polypyrrole, polyaniline, acetyl cellulose, polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, or a copolymer (polymer of methyl methacrylate and methacrylic acid) can also be used. Moreover, these other particles can be used individually or in mixture.

《共析めっき液作製用キット》
共析めっき液作製用キットは、上記の水分散液、及び金属めっき液を含む。水分散液と金属めっき液とを混合させることにより、共析めっき液を作製することができる。この場合、水分散液の含有率は、共析めっき液全体の質量を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、又は0.7質量%以上であってよく、また10質量%以下、7質量%以下、5質量%以下、3質量%以下、又は2質量%以下であってよい。
<<Eutectoid plating solution preparation kit>>
The eutectoid plating solution preparation kit contains the above aqueous dispersion and a metal plating solution. The eutectoid plating solution can be prepared by mixing the aqueous dispersion and the metal plating solution. In this case, the content of the aqueous dispersion is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, or 0.7% by mass or more, based on the mass of the entire eutectoid plating solution. It may be 10 mass% or less, 7 mass% or less, 5 mass% or less, 3 mass% or less, or 2 mass% or less.

〈金属めっき液〉
金属めっき液は、金属源を少なくとも含有している。また、金属めっき液は、共析めっき液に関して挙げた他の成分を含有していてよい。かかる金属めっき液としては、めっきの用途に応じ、市販されている金属めっき液を用いることができる。
<Metal plating solution>
The metal plating solution contains at least a metal source. Further, the metal plating solution may contain the other components listed for the eutectoid plating solution. As such a metal plating solution, a commercially available metal plating solution can be used depending on the purpose of plating.

《めっき物》
めっき物は、アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素、及び金属を少なくとも含有しているめっき層で被覆されている。このめっき層は、例えば上記の共析めっき液を用い、電解めっき法又は無電解めっき法により形成することができる。
《Plated product》
The plated product is covered with a plated layer containing at least a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide, and a metal. This plating layer can be formed by an electrolytic plating method or an electroless plating method using, for example, the above-described eutectoid plating solution.

めっき層を構成している金属は、例えば銅、ニッケル、クロム、亜鉛、錫、銀、金等、又はこれらの合金であってよい。 The metal forming the plating layer may be, for example, copper, nickel, chromium, zinc, tin, silver, gold or the like, or an alloy thereof.

実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

《水分散液の作製》
〈実施例1〉
平均粒子径100nmの炭化ケイ素粒子10質量部、アミノ基含有チタンカップリング剤(TiCP)−Aとして表1で言及しているチタントリエタノールアミネート(オルガチックスTC−400、マツモトファインケミカル株式会社、有効成分79%)3.0質量部、及びイオン交換水87.0質量部を攪拌混合して均一な状態にし、次いでこれを、ペイントシェーカー(0.3mm径のジルコニアビーズ)を用いて分散時間2時間で分散処理して、実施例1の水分散体を作製した。
<<Preparation of aqueous dispersion>>
<Example 1>
10 parts by mass of silicon carbide particles having an average particle diameter of 100 nm, titanium triethanolaminate (Organics TC-400, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., which is referred to in Table 1 as titanium coupling agent (TiCP)-A containing amino group, effective. Component 79%) 3.0 parts by mass, and ion-exchanged water 87.0 parts by mass are stirred and mixed to obtain a uniform state, which is then dispersed using a paint shaker (0.3 mm diameter zirconia beads) for a dispersion time of 2 Dispersion treatment was carried out for a period of time to prepare an aqueous dispersion of Example 1.

〈実施例2〜12及び比較例1〜7〉
表1に示す構成で、実施例1と同様にして、実施例2〜12及び比較例1〜7の水分散体を作製した。
<Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 7>
The water dispersions of Examples 2 to 12 and Comparative Examples 1 to 7 were produced with the configuration shown in Table 1 in the same manner as in Example 1.

なお、表1で言及した他の分散剤の詳細は以下のとおりである:
アミノ基含有TiCP−B:チタンジエタノールアミネート(オルガチックスTC−500、マツモトファインケミカル株式会社、有効成分70%)
アミノ基含有TiCP−C:チタンアミノエチルアミノエタレート(オルガチックスTC−510、マツモトファインケミカル株式会社、有効成分70%)
アミノ基含有TiCP−D:ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン(TAT、日本曹達株式会社、有効成分77%)
カチオン系界面活性剤:くし型アミン系弱カチオン(Hypermer KD2、Croda社、有効成分100%)
シランカップリング剤:3−アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE−903、信越化学工業、有効成分100%)
アミノ基非含有TiCP:チタンラクテートアンモニウム塩(オルガチックスTC−300、マツモトファインケミカル株式会社、有効成分41%)
Details of the other dispersants mentioned in Table 1 are as follows:
Amino group-containing TiCP-B: Titanium diethanolaminate (Organics TC-500, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., active ingredient 70%)
Amino group-containing TiCP-C: Titanium aminoethylamino amino etherate (Organix TC-510, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., active ingredient 70%)
Amino group-containing TiCP-D: di-n-butoxy bis(triethanolaminato) titanium (TAT, Nippon Soda Co., Ltd., active ingredient 77%)
Cationic surfactant: Comb type amine weak cation (Hypermer KD2, Croda, 100% active ingredient)
Silane coupling agent: 3-aminopropyltriethoxysilane (KBE-903, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 100% active ingredient)
Amino group-free TiCP: Titanium lactate ammonium salt (Organix TC-300, Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., active ingredient 41%)

《水分散体中の炭化ケイ素粒子の平均粒子径の測定》
得られた各水分散体中の炭化ケイ素粒子の平均粒子径を、動的光散乱法により測定した。ここで、以下の表1の「平均粒子径」において、「−」と記載しているものは、炭化ケイ素粒子の凝集が目視により確認できるため、平均粒子径を測定するまでもなく炭化ケイ素粒子が良好に分散できていないと判断できたものを示している。
<<Measurement of average particle size of silicon carbide particles in water dispersion>>
The average particle size of the silicon carbide particles in each of the obtained aqueous dispersions was measured by the dynamic light scattering method. Here, in the "average particle diameter" of Table 1 below, "-" indicates that the aggregation of the silicon carbide particles can be visually confirmed, and therefore the silicon carbide particles need not be measured for the average particle diameter. Shows that it was judged that it was not dispersed well.

《めっき液及びめっき層の作製》
作製した各分散液1質量部を、各々希釈めっき液(SC−93−0、日本カニゼン株式会社:19.8質量部に蒸留水79.2質量部を加えたもの)99質量部と混合して、共析めっき液を作製した。
<<Preparation of plating solution and plating layer>>
1 part by mass of each prepared dispersion liquid was mixed with 99 parts by mass of each diluted plating solution (SC-93-0, Nippon Kanigen Co., Ltd.: 19.8 parts by mass with 79.2 parts by mass of distilled water). To prepare a eutectoid plating solution.

作製した各共析めっき液を用い、無電解めっきにより厚さ500μmの鉄基材をめっき層で被覆した。 Using each of the prepared eutectoid plating solutions, an iron base material having a thickness of 500 μm was coated with a plating layer by electroless plating.

〈共析状態の評価〉
被覆しためっき層の断面を電子顕微鏡により観察し、共析状態を評価した。評価基準は以下のとおりである:
A:十分な量の炭化ケイ素粒子が均等に存在している。
B:十分な量の炭化ケイ素粒子が存在しているが、やや偏在している。
C:炭化ケイ素粒子が観察されないか、又は存在しているが偏在しているか若しくはその量が十分でない。
<Evaluation of eutectoid state>
The cross section of the coated plating layer was observed with an electron microscope to evaluate the eutectoid state. The evaluation criteria are as follows:
A: A sufficient amount of silicon carbide particles are evenly present.
B: A sufficient amount of silicon carbide particles exist, but they are unevenly distributed.
C: Silicon carbide particles are not observed, or they are present but unevenly distributed or the amount thereof is not sufficient.

〈耐摩耗性の評価〉
上記の共析状態の評価がAであっためっき層について、耐摩耗性を評価した。
<Evaluation of wear resistance>
The wear resistance was evaluated for the plating layer whose evaluation of the eutectoid state was A.

めっき層表面を、直径10mmの高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)球体を用いて荷重200gで60回擦過した。擦過により形成された傷の深さを、表面形状測定機(タリサーフCCI)で測定した。評価基準は以下のとおりである。
A:500nm未満
B:500nm以上2000nm未満
C:2000nm以上4000nm未満
D:4000nm以上
The surface of the plated layer was rubbed 60 times with a load of 200 g using a high carbon chrome bearing steel (SUJ2) sphere having a diameter of 10 mm. The depth of scratches formed by rubbing was measured with a surface profilometer (Talisurf CCI). The evaluation criteria are as follows.
A: less than 500 nm B: 500 nm or more and less than 2000 nm C: 2000 nm or more and less than 4000 nm D: 4000 nm or more

実施例及び比較例の構成及び評価結果を表1に示す。なお、表1では、共析めっき液中のチタンカップリング剤の質量の、炭化ケイ素の質量に対する比を、「D/P」と言及している。 Table 1 shows the configurations and evaluation results of Examples and Comparative Examples. In Table 1, the ratio of the mass of the titanium coupling agent in the eutectoid plating solution to the mass of silicon carbide is referred to as "D/P".

Figure 2020117797
Figure 2020117797

表1から、アミノ基を含有しているチタンカップリング剤を用いた実施例1〜12の水分散体においては、平均粒子径100nm、200nm及び350nmの炭化ケイ素粒子のいずれを用いた場合にも、炭化ケイ素粒子が水分散液中に良好に分散しており、かつこの水分散液を市販のめっき液と混合して共析めっき液としたときに、良好な共析性を示していることが理解できよう。 From Table 1, in each of the aqueous dispersions of Examples 1 to 12 using the titanium coupling agent containing an amino group, when any of the silicon carbide particles having an average particle diameter of 100 nm, 200 nm and 350 nm was used. , That the silicon carbide particles are well dispersed in the aqueous dispersion, and that when this aqueous dispersion is mixed with a commercially available plating solution to form a eutectoid plating solution, it exhibits good eutectoid properties. Can be understood.

これに対し、カチオン系界面活性剤、シランカップリング剤、及びアミノ基を含有していないチタンカップリング剤を用いた比較例1〜6の水分散体においては、平均粒子径100nm及び350nmの炭化ケイ素粒子のいずれを用いた場合にも、炭化ケイ素粒子が水分散液中に良好に分散しておらず、かつこの水分散液を市販のめっき液と混合して共析めっき液としたときに、共析性が良好ではなかった。 On the other hand, in the water dispersions of Comparative Examples 1 to 6 using the cationic surfactant, the silane coupling agent, and the titanium coupling agent containing no amino group, carbonization with an average particle diameter of 100 nm and 350 nm was performed. When any of the silicon particles are used, the silicon carbide particles are not well dispersed in the aqueous dispersion, and when this aqueous dispersion is mixed with a commercially available plating solution to give a eutectoid plating solution. The eutectoid properties were not good.

また、耐摩耗性については、炭化ケイ素粒子を含有している実施例1〜12の水分散体を用いた場合には、炭化ケイ素粒子を含有していない比較例7の水分散体を用いた場合と比較して、良好な耐摩耗性が得られていることが理解できよう。 Regarding the wear resistance, when the water dispersions of Examples 1 to 12 containing silicon carbide particles were used, the water dispersion of Comparative Example 7 containing no silicon carbide particles was used. It can be understood that good wear resistance is obtained as compared with the case.

また、実施例1〜12を比較すると、平均粒子径がより小さい場合、及びD/Pがより大きい場合に、耐摩耗性が良好になることが理解できよう。 Further, comparing Examples 1 to 12, it can be understood that the wear resistance is improved when the average particle size is smaller and when D/P is larger.

Claims (5)

水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素粒子、及び金属源を少なくとも含有している、共析めっき液。 A eutectoid plating solution containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide particles, and a metal source. 前記チタンカップリング剤が、アルコキシ基及びアミノアルコキシ基を有している、請求項1に記載の共析めっき液。 The eutectoid plating solution according to claim 1, wherein the titanium coupling agent has an alkoxy group and an aminoalkoxy group. 水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を少なくとも含有している、水分散液。 An aqueous dispersion containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles. 水、アミノ基を有するチタンカップリング剤、及び炭化ケイ素粒子を少なくとも含有している、水分散液、並びに
金属源を少なくとも含有している金属めっき液
を含む、共析めっき液作製用キット。
A kit for producing a eutectoid plating solution, which comprises an aqueous dispersion containing at least water, a titanium coupling agent having an amino group, and silicon carbide particles, and a metal plating solution containing at least a metal source.
アミノ基を有するチタンカップリング剤、炭化ケイ素、及び金属を少なくとも含有しているめっき層で被覆されている、めっき物。 A plated product coated with a plating layer containing at least a titanium coupling agent having an amino group, silicon carbide, and a metal.
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