JP3199729B2 - 1―(2―スルホエチル)―ピリジニウムベタインを含有する酸性ニッケル浴 - Google Patents

1―(2―スルホエチル)―ピリジニウムベタインを含有する酸性ニッケル浴

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、1−(2−スルホエチル)−ピリジニウム
ベタインを含有する酸性ニッケル浴に関する。
酸性ニッケル浴は、例えば米国特許第3 862 019号
明細書、ドイツ連邦共和国特許第36 32 514号明細
書、欧州特許出願公開第0343 559号明細書、ドイツ民
主共和国特許第0266 814号明細書及び欧州特許出願公
開第0341 167号明細書から公知である。
光沢のない析出層の代りに光沢のあるニッケル析出層
を得るために、酸性、特に弱酸性ニッケル電解質に特定
の有機物質が僅かな量で添加されることも、同様に公知
である。
第一光沢剤とも呼称される上記添加剤の群は、不飽
和、多くの場合には芳香族のスルホン酸、スルフィン
酸、スルホンアミドないしはこれらの塩である。最も公
知である化合物は、例えばm−ベンゼンジスルホン酸又
は安息香酸スルフィミド(サッカリン)である。
単独で電気メッキ浴に添加された上記添加剤(第一光
沢剤)によって、一定の電流密度範囲にわたって、光沢
のある、しかし平滑化されていない沈積物が生じる。従
って、該添加剤の単独での使用は全く実際的な意味をも
たず、それというのも該添加剤によって得られたニッケ
ル被覆の品質が今日の要求に相応しないからである。
上記添加剤に明らかに欠如していることは、被覆を脆
化することなく粗い表面を平滑化する能力である。
また、この場合には、平滑化剤と呼称される物質も公
知である。この物質は実際、常に1個もしくはそれ以上
の第一光沢剤と一緒に使用される。
公知の平滑化剤は、例えば3重に不飽和であるアルコ
ール又は3重に不飽和であるアミンである。該平滑化剤
は、とりわけ継続作業の場合及び既に、僅かな過量添加
の場合に暗色の析出層を低い電流密度の範囲内で示す。
その上、析出層が低い電流密度の範囲内で生じず、かつ
基材が見えるまである場合がしばしば生じる。
さらに平滑化剤として、第四級、窒素原子含有芳香族
化合物、例えば、平滑化剤としてのピリジニウム−もし
くはキノリニウム化合物が公知である。全てのこれらの
平滑化剤は、該平滑化剤が既に配合の際か又は、しかし
殆どは継続作業の場合にニッケル沈積物を脆化すること
は共通である。従って、ニッケル化部材を後から変形さ
せることはもはや不可能であり、また自然亀裂も生じ、
この亀裂は基材にまで達し、かつ従って腐蝕(例えば
錆)を惹起する。
本発明の課題は、上記欠点を回避すること並びに、十
分に良好な均一電着性の場合に良好な平滑性を生じさ
せ、かつ酸性ニッケル浴での比較的長い作業の場合に脆
化沈積物の析出を、浴内容物の最も僅かな使用で阻止す
る浴を提供することである。
上記課題は、特許請求項による本発明の対象によって
解決される。
ニッケル光沢剤としての1−(2−スルホエチル)−
ピリジニウムベタイン の添加が特に好適であることが見出された。1−(2−
スルホエチル)−ピリジニウムベタインは、公知の物質
(米国特許第3 131 189号明細書、J.Org.Chem.、2
9、2489(1964)、J.Org.Chem.、26、4520(1961))で
あり、かつ1−(3−スルホプロピル)−ピリジニウム
ベタイン(ドイツ連邦共和国特許第1004011号明細書)
とは配合及び使用の際のより良好な作用の点で異なる。
特に、上記化合物を用いて、卓越した光沢を有する化
合物の場合で著しく良好な平滑性が達成される。脆化は
生じない。3重に不飽和である群を有する、第2表から
平滑化剤との組合せによって、最も低い電流密度範囲内
にまでの光沢範囲を達成することができる。
本発明による物質の添加下でニッケル沈積物を析出さ
せるための浴は通常、付加的に緩衝のための弱酸が添加
されたニッケル塩溶液からなる。
実際には主としてワット配合物が使用され、このワッ
ト配合物は次の組成を有している: 硫酸ニッケル(NiSO4・7H2O)200〜400g/ 塩化ニッケル(NiCl2・6H2O)30〜200g/ 硼酸(H3BO3)30〜50g/。
pH値は、3〜5.5の間;特に4〜5の間にある。温度
は、電流密度を高めるために75℃までであることがで
き、通常、温度は50〜60℃の間にある。
高効率電解質は、塩化物を10〜50g/含有しており、
本発明による化合物を使用する場合に最良の結果を示
す。塩化ニッケルは、部分的もしくは完全に塩化ナトリ
ウムによって代替することができる。電流密度は、55℃
で上記の高効率電解質の場合に10A/dm2までであること
ができる。
本発明による物質は、確かにそれ自体を単独で電解質
に添加することができるが、しかしながら、公知の第一
光沢剤及び平滑化剤(第1表及び第2表)との組合せに
よって初めて最適の結果が達成される。このようにし
て、実際に必要とされる全体の電流密度範囲にわたっ
て、継続作業の場合に沈積物が脆化することなく、卓越
した平滑性を達成することができる。
ニッケル電解質中の本発明による化合物の濃度は、ご
く僅かであり、かつ0.005〜5g/の間、通常は0.05〜0.
4g/の間にあることができる。本発明による化合物が
第一光沢剤と3重に不飽和である化合物との組合せ物の
形で使用される場合には、該濃度は特により低い範囲内
にある。
酸性ニッケル浴は第一光沢剤を0.005〜10g/の濃度
で含有する。第1表による第一光沢剤は通常、0.1〜10g
/の量で電解質に添加される。第2表による平滑化剤
は有利に0.005〜0.25g/の間で添加される。例えば、
平滑化剤として2−ブチンジオール−(1,4)を0.02〜
0.25g/の濃度で、エチレングリコールモノプロパルギ
ルエーテルを0.01〜0.1g/の濃度で、N,N−ジエチルア
ミノプロピンを0.02〜0.25g/の濃度で、2−ブチンジ
オール−ビス−(ヒドロキシエチルエーテル)又は2−
ブチンジオール−モノ(ヒドロキシ−イソプロピルエー
テル)を0.02〜0.25g/の濃度で含有する酸性ニッケル
浴が有利である。多孔質析出層を阻止するための湿潤剤
を10g/までの量で添加することができ、湿潤剤を0.1
〜10g/の濃度で含有する酸性ニッケル浴が有利であ
る。
第1表 浴に添加することができる(多くはそのナトリウム−も
しくはカリウム塩の形で使用される)第一光沢剤の例 ベンゼンスルフィン酸 m−ベンゼンスルホン酸 フェニルプロピンスルホン酸 ビニルスルホン酸 アリルスルホン酸 プロピンスルホン酸 p−トルエンスルホン酸 p−トルエンスルフィン酸 p−トルエンスルホンアミド 安息香酸スルフィミド 1,3,6−ナフタレントリスルホン酸 N−ベンゾイルベンゼンスルホンアミド スルホン酢酸ブチンジオールエステル 第2表 浴に添加することができる平滑化剤の例 プロパルギルアルコール 2−ブチンジオール−(1,4) エチレングリコールモノプロパルギルエーテル エチレングリコール−ビス−プロパルギルエーテル ジエチレングリコール−モノプロパルギルエーテル N,N−ジメチルアミノプロピン N,N−ジエチルアミノプロピン 2−ブチンジオール−ビス−(ヒドロキシエチルエーテ
ル) 2−ブチンジオール−モノ(ヒドロキシ−イソプロピル
エーテル) 2,5−ヘキシンジオール 2−(3−プロピン−(1)−オキシ)プロパノール 次に、本発明を例につき詳説する: 例 1.0 次の組成 硫酸ニッケル(NiSO4・7H2O)270g/ 塩化ニッケル(NiCl2・6H2O)40g/ 硼酸(H3BO3)40g/ 湿潤剤としての2−エチルヘキシルスルフェート、ナト
リウム塩0.5g/ を有する電解質に本発明による化合物0.25g/を添加し
た。
単独での添加によってなお光沢がありかつ平滑化され
た析出層が2〜5A/dm2の電流密度範囲内で既に生じた。
試験をハルセル中で55℃で空気吸入法を用いて行なっ
た。掻き傷をつけた銅薄板7×10cmを2.5アンペアで10
分間電気メッキした。
例 1.1 例1.1による電解質に本発明による化合物に加えて第
一光沢剤としてサッカリン、ナトリウム塩1g/を添加
した。上記薄板は高度の光沢を有しかつ良好に平滑化さ
れた析出層を2〜8A/dm2の電流密度範囲内で示した。
例 2.0 次の組成 硫酸ニッケル(NiSO4・7H2O)250g/ 塩化ニッケル(NiCl2・6H2O)80g/ 硼酸(H3BO3)40g/ 湿潤剤としての2−エチルヘキシルスルフェート、ナト
リウム塩0.5g/ を有する電解質にN,N−ジエチルアミノプロピン0.1g/
及びサッカリン(安息香酸スルフィミド、ナトリウム
塩)1g/を添加した。
光沢のある、やや平滑化された析出層が0.1〜8A/dm2
の電流密度範囲内で達成された。本発明による化合物0.
1g/のみの添加によって、この範囲内で、高度の光沢
を有しかつ良好に平滑化された析出層が得られた。
例 2.1 例2.1の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンを2−ブ
チンジオール(1.4)0.07g/で代替した場合に、0.3〜
8A/dm2の範囲内で、高度の光沢を有しかつ著しく良好に
平滑化された析出層が得られた。
例 2.2 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンを2−ブ
チンジオール−ビス−ヒドロキシエチルエーテル(1.
4)0.05g/で代替した場合に、0.2〜8.2A/dm2の範囲内
で、高度の光沢を有しかつ著しく良好に平滑化された析
出層が得られた。
例 2.3 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンをエチレ
ングリコールモノプロパルギルエーテル0.03g/で代替
した場合に、0.2〜8.2A/dm2の範囲内で、高度の光沢を
有しかつ著しく良好に平滑化された析出層が得られた。
例 2.4 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンをプロパ
ルギルアルコール0.007g/で代替した場合に、0.3〜7.
2A/dm2の範囲内で、高度の光沢を有しかつ著しく良好に
平滑化された析出層が得られた。
例 2.5 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンをヒドロ
キシプロピンスルホン酸、ナトリウム塩0.15g/で代替
した場合に、0.1〜8A/dm2の範囲内で、高度の光沢を有
しかつ著しく良好に平滑化された析出層が得られた。
例 2.6 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンをプロピ
ンスルホン酸、ナトリウム塩0.05g/で代替した場合
に、0.2〜9A/dm2の範囲内で、高度の光沢を有しかつ良
好に平滑化された析出層が得られた。
例 2.7 例2.0の場合にN,N−ジエチルアミノプロピンをビニル
スルホン酸、ナトリウム塩0.25g/で代替した場合に、
0.1〜10A/dm2の範囲内で、高度の光沢を有しかつ良好に
平滑化された析出層が得られた。
例 3 次の組成 硫酸ニッケル(NiSO4・7H2O)270g/ 塩化ニッケル(NiCl2・6H2O)40g/ 硼酸(H3BO3)40g/ 湿潤剤としての2−エチルヘキシルスルフェート、ナト
リウム塩0.5g/ サッカリン、ナトリウム塩1g/ ホルマリン(37%)1g/及び 本発明による化合物0.3g/ を継続作業で4A/dm2で電荷を与えた。添加剤の各不足量
を、ハルセル中での試験後に補充した。消費量は、電荷
電気量(Ladungsdurchgang)1000アンペア時に対して本
発明による化合物50gである。
例 3.1 例3.0の場合に本発明による化合物を1−(3−スル
ホプロピル)−ピリジニウムベタインで代替した場合
に、電荷電気量1000アンペア時に対して消費量60gが確
認された。従って、本発明による化合物によって同じ電
気メッキ作用で量の節約が達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−73990(JP,A) 特開 昭55−2799(JP,A) 特開 昭52−3071(JP,A) 特開 平4−110500(JP,A) 特開 昭54−90026(JP,A) 特開 昭49−72138(JP,A) 特開 昭52−116475(JP,A) 特公 平1−29879(JP,B2) 特公 昭61−44959(JP,B2) 特公 平8−6195(JP,B2) 米国特許4673472(US,A) 米国特許2876177(US,A) 西独国特許出願公開1621157(DE, A1) 西独国特許出願公開2943266(DE, A1) 国際公開99/41236(WO,A1) 仏国特許出願公開1475292(FR,A 1) 仏国特許出願公開2270241(FR,A 1) スイス国特許発明1544847(CH,B 5) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 3/00 - 3/66

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸性ニッケル浴において、1−(2−スル
    ホエチル)−ピリジニウムベタインを0.005〜5g/の濃
    度で含有することを特徴とする酸性ニッケル浴。
  2. 【請求項2】第一光沢剤を0.005〜10g/の濃度で含有
    する、請求項1記載の酸性ニッケル浴。
  3. 【請求項3】第一光沢剤がヒドロキシプロピンスルホン
    酸又はその塩である、請求項2記載の酸性ニッケル浴。
  4. 【請求項4】平滑化剤を0.005〜0.25g/の濃度で含有
    する、請求項1記載の酸性ニッケル浴。
  5. 【請求項5】平滑化剤が2,5−ヘキシンジオールであ
    る、請求項4記載の酸性ニッケル浴。
  6. 【請求項6】平滑化剤としてプロパルギルアルコールを
    0.01〜0.15g/の濃度で含有する、請求項4記載の酸性
    ニッケル浴。
  7. 【請求項7】平滑化剤として2−ブチンジオール−(1,
    4)を0.02〜0.25g/の濃度で含有する、請求項4記載
    の酸性ニッケル浴。
  8. 【請求項8】平滑化剤としてエチレングリコールモノプ
    ロパルギルエーテルを0.01〜0.1g/の濃度で含有す
    る、請求項4記載の酸性ニッケル浴。
  9. 【請求項9】平滑化剤としてN,N−ジエチルアミノプロ
    ピンを0.02〜0.25g/の濃度で含有する、請求項4記載
    の酸性ニッケル浴。
  10. 【請求項10】平滑化剤として2−ブチンジオール−ビ
    ス−(ヒドロキシエチルエーテル)または2−ブチンジ
    オール−モノ(ヒドロキシ−イソプロピルエーテル)を
    0.02〜0.25g/の濃度で含有する、請求項4記載の酸性
    ニッケル浴。
  11. 【請求項11】湿潤剤を0.1〜10g/の濃度で含有す
    る、請求項1記載の酸性ニッケル浴。
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