JP6203825B2 - 無電解白金めっき液、及び同めっき液を用いる無電解白金めっき方法 - Google Patents
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Description
1〜50mL/Lの錯化剤と、
0.1〜15g/Lの水素化ホウ素塩と、
タリウムイオンとして0.001〜60mg/Lのタリウム化合物及び/又はテルルイオンとして0.02〜15mg/Lのテルル化合物と、
を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液。
30〜700mL/Lの錯化剤と、
10〜40g/Lの水素化ホウ素塩と、
タリウムイオンとして0.1〜100mg/Lのタリウム化合物及び/又はテルルイオンとして1〜50mg/Lのテルル化合物と、
を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液は、白金イオンとして0.2〜15g/Lの白金塩と、錯化剤と、水素化ホウ素塩と、タリウム化合物及び/又はテルル化合物と、を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液である。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液に配合される白金塩は、特に制限がなく、任意の白金塩が使用できる。具体的には、ジニトロジアンミン白金塩、塩化白金酸塩、白金アンミン錯塩、白金ニトロ錯塩、白金ニトロアンミン錯塩、白金エチレンジアミン錯塩が例示される。めっき液の安定性が良好な点で、白金エチレンジアミン錯塩が特に好ましい。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液に配合される錯化剤は、特に制限がなく、任意の錯化剤が使用できる。具体的には、エチレンジアミン、エチレンアミン、メチルアミン、ピペリジンが例示される。錯化力の点で、エチレンジアミンが特に好ましい。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液には、還元剤として水素化ホウ素塩が配合される。水素化ホウ素塩としては、アルカリ金属塩が好ましく、水素化ホウ素ナトリウムがより好ましい。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液には、タリウム化合物及び/又はテルル化合物が配合される。タリウム化合物としては、硫酸タリウム、酢酸タリウム、硝酸タリウム、ギ酸タリウムが例示される。テルル化合物としては、亜テルル酸塩、テルルハロゲン化物が例示される。
本発明の無電解白金めっき液のpHは、10.0〜13.8であり、10.5〜13.5が好ましく、11.0〜13.0がより好ましい。pHが10.0未満の場合は、白金皮膜の形成速度が低下する。pHが13.8を超える場合は、めっき液が不安定になる。めっき液のpHは、NaOH、KOH等の強アルカリを添加することにより調節できる。
本発明の第1実施形態の無電解白金めっき液には、酸化剤を配合してもよい。酸化剤としては、ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム、p−ニトロ安息香酸、ニトロウラシルが例示される。酸化剤の配合量は、0.1〜10g/Lが好ましく、0.3〜2g/Lがより好ましい。
本発明の無電解白金めっき液は、上記各成分を所定の濃度で水に溶解し、pHを調整することにより製造される。なお、還元剤は、めっき液を使用する直前に配合することが好ましい。
めっき液の温度を所定温度に保ち、めっき対象物とめっき液とを接触させることにより、めっき対象物の表面に白金皮膜が形成される。めっき対象物とめっき液との接触は、めっき液中にめっき対象物を浸漬することにより行われる。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液は、白金イオンとして15〜40g/Lの白金塩と、錯化剤と、水素化ホウ素塩と、タリウム化合物及び/又はテルル化合物と、を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液である。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液に配合される白金塩は、第1実施形態において説明したとおりである。本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液に配合される白金塩の配合量は、白金イオンとして、15〜40g/Lであり、18〜35g/Lが好ましく、20〜30g/Lが特に好ましい。白金塩の配合量が15g/L未満の場合は、所期の厚さの白金皮膜を形成するために必要なめっき液が多量となる。白金塩の配合量が40g/Lを超える場合は、めっき液の安定性が低下してパターン外析出を生じやすい。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液に配合される錯化剤は、第1実施形態において説明したとおりである。本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液に配合される錯化剤の配合量は、30〜700mL/Lであり、100〜600mL/Lが好ましい。錯化剤の配合量が30mL/L未満の場合は、めっき液が不安定になり、めっき液中に白金が析出しやすくなる。錯化剤の配合量が700mL/Lを超える場合は、めっき液が安定となりすぎ、めっき速度が低下する。白金イオン1モルに対する錯化剤の配合量は、15〜100モルであることが好ましく、30〜75モルであることがより好ましい。
本発明の無電解白金めっき液に配合される還元剤は、第1実施形態において説明したとおりである。本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液に配合される水素化ホウ素塩の配合量は、10〜40g/Lであり、15〜35g/Lがより好ましく、20〜30g/Lが特に好ましい。水素化ホウ素塩の配合量が10g/L未満の場合は、めっき液中の白金の全量を析出することができなくなり、不経済になる。水素化ホウ素塩の配合量が40g/Lを超える場合は、めっき液の安定性が低下する場合がある。
本発明のめっき液に配合されるタリウム化合物、テルル化合物は、第1実施形態において説明したとおりである。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液のpHは、第1実施形態において説明したとおりである。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液には、さらに、酸化剤を配合してもよい。酸化剤の種類や配合量は、第1実施形態において説明したとおりである。
本発明の第2実施形態の無電解白金めっき液の製造方法は、第1実施形態において説明したとおりである。
めっき液の温度を所定温度に保ち、めっき対象物とめっき液とを接触させることにより、めっき対象物の表面に白金皮膜が形成される。めっき液の使用温度やめっき時間は、第1実施形態において説明したとおりである。
図1に示す有底円筒状のジルコニア管100(直径9mm、長さ42mm)の表面に、円筒軸方向に沿って、幅1mmの帯状パラジウム触媒層パターン2と、前記帯状パターン2の一端に、前記ジルコニア管100の周方向に沿って形成した環状パターン4とからなる触媒層パターン6を形成しためっき対象物を得た。触媒層パターン6の形成は定法によった。触媒層パターン6の全パターン面積は3.1cm2であった。
内径14mm、長さ15cmポリエチレン製試験管20に表1、2に示す組成の無電解白金めっき液22を白金として5mgとなる液量で加えた。図2に示すように、実施例1で製造しためっき対象物の触媒層パターン6が完全にめっき液22中に浸漬されるように、試験管20内のめっき液22中に、めっき対象物を挿入した。めっき対象物の上部は、シリコーンゴム管から成る接続ジグ28を用いて回転軸30に接続された。接続の際、めっき対象物の軸心と、回転軸の軸心とは、3度傾けて接続した。回転軸の回転数は表中に記載した。
白金イオン濃度20g/L及び15g/Lの場合(実施例12、14−16、比較例7)には、内側面にパラジウム触媒層が形成された内径3mm、長さ55mmの有底円筒管をめっき対象物とし、この有底円筒管の内側面をめっき対象箇所とした。触媒層の面積は5.2cm2であった。
白金イオン濃度36g/Lの場合(実施例13)には、内側面にパラジウム触媒層が形成された内径2mm、長さ55mmの有底円筒管をめっき対象物とし、この有底円筒管の内側面をめっき対象箇所とした。触媒層の面積は3.5cm2であった。
この有底円筒管の上端部に、該有底円筒管の外径と略同一の内径を有する両端開口のシリコーンゴム管を液密に接続した。有底円筒管及びこれに連結されたシリコーンゴム管内に表2、3に示す組成の無電解白金めっき液を注入した。注入しためっき液の量は、白金イオン濃度20g/Lの場合(実施例12、14、15、比較例7)は0.42mL、白金イオン濃度15g/Lの場合(実施例16)は0.56mL、白金イオン濃度36g/Lの場合(実施例13)は0.16mLとした。なお、有底円筒管の内容積を超える量のめっき液を注入した場合、過剰量のめっき液はその上端部に接続されたシリコーンゴム管内に貯溜される。これにより、有底円筒管の内面のめっき処理をその内容積を超える量のめっき液を用いて行うことができる。所定めっき時間経過後、有底円筒管内のめっき液を捨て、有底円筒管をダイヤモンドディスクグラインダーにより長さ方向に半分に切断し、形成された白金皮膜を評価した。評価方法は実施例1と同じである。なお、パターン性の評価は、シリコーンゴム管内部へのめっき析出を目視で確認し、シリコーンゴム管内部にめっき析出が認められた場合を不良、認められなかった場合を良好とした。
表1に記載のめっき液を作製した。なお、タリウムイオン源としては、ギ酸タリウムを用いた。テルルイオン源としては亜テルル酸カリウムを用いた。上記めっき方法に記載の手順に従ってめっき対象物にめっきを施した。結果は表1に示した。
比較例1、3は、安定剤として作用するタリウムイオン又はテルルイオンが配合されていない。安定剤が配合されていないと、パターン部分以外にも白金皮膜が析出し、パターン部分の白金皮膜は薄くなった。これは、酸化剤を配合しても同様であった(比較例3)。比較例2は、タリウムイオンが多すぎるため、パターン性は良好であったが、めっき速度が低下した。
2、4 パターン
6 触媒層パターン
20 試験管
22 無電解白金めっき液
28 接続ジグ
30 回転軸
Claims (10)
- 白金イオンとして0.1〜15g/Lの白金塩と、
1〜50mL/Lの錯化剤と、
0.1〜15g/Lの水素化ホウ素塩と、
タリウムイオンとして0.001〜60mg/Lのタリウム化合物及び/又はテルルイオンとして0.02〜15mg/Lのテルル化合物と、
を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液。 - 白金イオンとして15〜40g/Lの白金塩と、
30〜700mL/Lの錯化剤と、
10〜40g/Lの水素化ホウ素塩と、
タリウムイオンとして0.1〜100mg/Lのタリウム化合物及び/又はテルルイオンとして2〜50mg/Lのテルル化合物と、
を含む、pH10.0〜13.8の無電解白金めっき液。 - 前記白金塩が、塩化白金酸塩、白金アンミン錯塩、白金ニトロ錯塩、白金ニトロアンミン錯塩又は白金エチレンジアミン錯塩である請求項1又は2に記載の無電解白金めっき液。
- 前記錯化剤が、エチレンジアミン、エチレンアミン、メチルアミン又はピペリジンである請求項1又は2に記載の無電解白金めっき液。
- 前記錯化剤が、エチレンジアミンである請求項1又は2に記載の無電解白金めっき液。
- 0.2〜50g/Lの酸化剤をさらに含む請求項1又は2に記載の無電解白金めっき液。
- 前記酸化剤が、ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム、p−ニトロ安息香酸又はニトロウラシルである請求項6に記載の無電解白金めっき液。
- 請求項1又は2に記載の無電解白金めっき液と、めっき対象物と、を20〜50℃で1〜10時間接触させて、厚み0.4μm以上の白金皮膜を形成する無電解白金めっき方法。
- 請求項6に記載の無電解白金めっき液と、めっき対象物と、を20〜60℃で0.3〜10時間接触させて、厚み0.4μm以上の白金皮膜を形成する無電解白金めっき方法。
- めっき液中でめっき対象物を600〜3000rpmで回転させる請求項8に記載の無電解白金めっき方法。
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