JPH021234B2

JPH021234B2 -

Info

Publication number: JPH021234B2
Application number: JP55112744A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujimori; Keiko Fujimori
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1990-01-10
Also published as: JPS5739165A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は新規なメツキ法に関する。従来の技術従来より、二種以上の金属電位差を利用する分
野に、電池、金属メツキ、半導体素子などがあ
り、これらは全て外部電源供与に依存して、その
性能を発揮している。又、化学メツキ等の無電解
メツキ法等が広く行われている。発明が解決しようとする問題点従来の電極を使用するメツキ法にあつては、イ
オン化傾向を大にするため全て外部電源の供与に
依存しており、そのためメツキの際にはこれらの
外部設備、装置が必要となり、その設備の設置、
或いは運転費用が膨大となるばかりか、その操作
もそれだけ複雑なものとなる等の問題があり、又
無電解メツキ等においては電気設備は不要である
が、(1)イオン化傾向によりメツキすることは不可
能である。(2)浴管理が面倒である。(3)浴温が高
い。(4)コストが高い、等の問題があつた。問題点を解決するための手段本発明者等は前記の問題点を解決すべく種々研
究をした結果、金属のイオン化傾向に着目し、イ
オン化傾向の高い金属を接地することにより、外
部電源の供与ををおこなうことなく、イオン化傾
向の高い金属をイオン化傾向の低い金属にメツキ
することができることを見出し、本発明に到達し
たものである。即ち、本発明は、二種以上の金属のうち、イオ
ン化傾向大なる金属を導線で接地し、接地した金
属を、この金属と同種のイオンを含み、紙を食酢
と混合、静置して得られたろ液にポリエステルポ
リオールを添加醸成して得た電解性液状組成物を
含むメツキ浴液中にイオン化傾向小なる金属と共
に挿入し、イオン化傾向小なる金属に、イオン化
傾向大なる金属をメツキすることを特徴とする無
電解メツキ法に関する。本発明では、イオン化傾向の大なる金属とイオ
ン化傾向の低い金属との組合せにより、イオン化
傾向の大なる金属をイオン化傾向の低い金属にメ
ツキすることができ、この原理を満たすものであ
れば、いずれの組合せも可能であり、種々のメツ
キを行うことができる。例えば、Zn＞Fe，Al＞Fe，Al＞Cu，Ti＞Fe，
Mg＞Fe，Mn＞Fe，Sn＞Cu，Al＞真鍮（Cu―
Zn），Sn＞Cu―Zn，Al＞SUS，Ｚ＞SUS，Su＞
SUS、等である。本発明で用いるメツキ浴液は、酸性、アルカリ
性、中性浴液のいずれも可能である。本発明のメツキ浴液には、特定の電解性液状組
成物でる天然有機酸を含有する。この電解性液状
組成物（天然有機酸）は、食酢に廃棄セローズ等
の細切片の紙を入れ、撹拌し、これを絞つて、そ
の絞り液にポリエステルポリオールを少量加え、
再び撹拌放置して、存在する菌による生物学的工
程を経て、自然に粘性順に三層に分離した混合物
からなる三層包括組成物が得られるが、その組成
物の量も粘性の低い第１層の液体組成物である電
解性液状組成物である。このものは、本発明者ら
が提案した特願昭52―91461号発明（特公平１―
27118号公報）に詳しく記載されている。即ち、紙と食酢液を混合、撹拌し、原料に存在
する菌と共に菌の活動できる温度範囲で静置し、
次いで混合物をろ過し、該ろ過液とポリエステル
ポリオールとを菌の活動できる温度範囲で混和撹
拌、醸成し、静置して得られる、第１層たる液
相、第２層たるイオン交換半透膜液粘相及び第３
層たる液粘相の三層かなる包括変性物を得、それ
より分離して得た第１層液相物である電解性液状
組成物が使用される。酸性浴液は鉱酸によりPH３
以下に調整され、中性浴液はPH４〜８に、又アル
カリ性浴液はアルカリ物質にてPH９〜14に調整さ
れる。メツキ浴中には、Zn，Ni，Snその他の金
属が、母材（被メツキ材）とメツキ材とに応じて
少量添加される。母材がFe，Cu，SUS，真鍮等
であり、メツキ材がSn，Al，Ti，Mn等の時、
メツキ浴液にはメツキ材と同種の金属が少量添加
される。又、触媒としては硫酸ニツケルが用いら
れ、その量は５の基礎液に対し、該水溶液（約
３％）約500c.c.程度である。本発明では、前記のメツキ浴液中にイオン化傾
向の高い金属を挿入し、その一端を導線にて接地
し、他方イオン化傾向の低い金属を該メツキ浴液
中に懸垂し、そこに生ずる電位差を利用して、イ
オン化傾向の高い金属を該懸垂されたイオン化傾
向の低い金属の表面にメツキをするものである。
メツキの厚さは約0.2〜8μのオーダーで調節でき
る。メツキ厚は、PH、温度及び発生電流、発生電
圧等に依存する。そしてこれらを調節できる外部
アクセサリー（ボリーム、スライダツク、整流器
等）を設けることにより調節することができる。本発明によるメツキの方法を第１図発明の構成
図によつて更に具体的に説明する。以下説明中、
イオン化傾向の高い金属を、金属１、イオン化傾
向の低い金属を、金属２と呼称する。メツキ浴槽５は、その材質がプラチツクコーテ
ングしたもの、硝子、ホーロー、木等からなり、
これにメツキ液（電解液）８をいれる。金属１を
導線６で接続し、接地７をする。接地した金属１
をメツキ液８に構成図の通りに浸せきする。金属
１は１本（枚）以上、形状は［形、Ｌ形、Ｃ形、
等その形状は問わない。金属２をアルミ製、プラ
スチツク製等からなるツリ具３にかけて、支持棒
４に懸垂し、メツキ液８に浸せきする。メツキ液
８に金属１と同種の金属１を接地せずに入れる、
それがメツキ液８と反応して水素（Ｈ）を発生
し、その気泡流によつて、金属１，２の表面の電
気二重層を除く働きをさせる。金属２は陽電位と
なり、金属１は負電位となる。金属１と接地７が
接続していない時には、金属２が負となり金属１
が正となるが開閉器９が閉じると、接地７に金属
１の電位が移り、金属１は負となり金属２は正を
帯びる。このことは、次のテストで確認することができ
る。即ち、金属１を接地した状態で、金属１にテ
スター（SANWA MODEL JP―80，No.GF―
8W10818）の（−）線を、金属２に（＋）線を接
続するとAlをFeにメツキする場合には0.2（Ｖ），
0.65（mA）の電圧、電流が測定される。そして、
接地しない状態で金属１にテスターの(十)線を、金
属２に（−）線を接続する場合は、テスターの針
は０点より高い目盛方向には振れず、逆に０点よ
り低い方向に振れようとして、テスターがこわれ
そうになる。このことからして、金属１が接地さ
れている場合は金属１が負の、金属２が正の電荷
を有し、接していないときにはその逆となり、金
属１が正の、金属２が負の電荷を有することがわ
かる。そして、金属１を接地するかぎりメツキ液
８に正イオンが存在するので、金属１と２の極性
関係は同様継続されるので、ある。メツキ液８の
金属正電価イオンが減少したときメツキ的事象は
終わる。メツキ厚の均一調整と浴液の電位分布の
安定のために外部アクセサリー（ボリーム、スラ
イダツク、整流器等）を設けることができる。ま
た、接地とは無限に広い金属導体を接地する事と
等価であり、第２図は第１図の等価原理図であ
る。第１図の金属１の表面に現われる電価をQ₁，
Q₁′、金属２の表面に現れる電価をQ₂とすると
き、金属１と他方の金属１との距離をｄ、金属１
から金属２までの距離をＸとするなら、金属１と
他方の金属１及び２に現われる電価は(1)及び(2)式
で表すことができる。 Q₁＝−Q₂ｄ−Ｘ／ｄ ……(1) Q₁′＝−Q₂Ｘ／ｄ ……(2) したがつて金属のイオン化電位ポテンシヤルの
向きは、接地法によつて逆にすることができる。
たとえば、Al＜Fe，Zn＜Fe，Sn＜Feなどとな
る。ただし、金属１、金属２、などをメツキ液に
浸せきすると金属１が負、金属２が正を帯び、例
えば金属１であるアルミニウム板と金属２である
鉄板を電解液中に懸垂し、アルミニウム板をアル
ミニウム線で接地すると、アルミニウム板が負に
電荷し、鉄板は正の電荷を有し、その原理は別と
して、金属２上に金属１がメツキされるのであ
る。作用イオン化傾向の高い方の金属を接地するのみ
で、大地とメツキ浴液、メツキ母材とのエネルギ
ー差を利用することにより、イオン化傾向の低い
金属にイオン化傾向の高い金属をメツキすること
ができ、外部供与エネルギー及び熱エネルギーを
必要としないものである。実施例以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。実施例１ (1) 鉄に亜鉛をメツキする方法下記第１表に示す酸性浴液、中性浴液、アル
カリ浴液を用いて、鉄素材に亜鉛メツキを施し
た。メツキ用浴液の基礎液として、次のように
製造する。ただし基礎液とは、本発明の全ての
金属に適応するため、以下基礎液と呼称する。
下記天然有機酸（電解性液状組成物）（Ｕ液）
を30％に水を60％混入し、あと硫酸（conc.）
5.5％入れ、次に苛性ソーダ（10％）を4.5％入
れて順に撹拌する。触媒としては、Ni10gを硫
酸100c.c.、水200c.c.で溶した硫酸ニツケルを僅少
添加して、基礎液を製造する。上記の製造に基
ずく基礎液に、例えば、亜鉛粉300gを硫酸100
注ぎ水100を加えて反応させて後、苛性ソ
ーダ（10％）100を更に反応させて作る粘状
亜鉛塩を作る。これを本発明に使用する時に、
略称金属タネと呼称する。以上の製造による金
属タネを基礎液５に対して、100g添加撹拌
し、ホウ酸10g、砂糖10g、食塩2gを更に加え
て、メツキ浴液となす。このメツキ浴液には必
要に応じて少量の他の金属を含有させる。な
お、金属タネはメツキ材に応じて同様に製造す
る。第１図の金属１として亜鉛を、金属２とし
て鉄素材を用いた。次にZnSO₄を入れると鉄素
材は(3)式から(4)式の反応に至り、(4)式の右項の
２通りのメツキの仕方をする。〔Fe⁺²＋e^-2〕＋〔Zn⁺²＋SO₄ ^-2〕→FeSO₄＋Zn
……(3) 〔Fe⁺²＋SO₄ ^-2〕＋Zn⁺²→ 〔Fe⁺²｜S^-4｜Zn^-2〕＋〔Fe⁺²｜e^-4｜Zn⁺²〕
……(4) NaOHについては Fe＋NaHZnO→〔Fe⁺²｜e^-4｜Zn^-2〕＋Na＋HO
……(5) (5)式の右項、第１項の析出の仕方をする。第１図の方式で、メツキ浴液を表１の通りの４
例について、メツキの実施を行うと、表２の結果
を得る。表１は、メツキ浴液を、酸性、中性、ア
ルカリ性と代表例を選んだ組成であり、表２はそ
の組成浴液で大地とのポテンシヨル電位差のみに
てメツキした結果である。イオン化傾向大なる亜
鉛を鉄素材にメツキできることを実施した。表１
の※印、天然有機酸は、食酢に細切片の紙を入れ
て撹拌し、これを絞つて、その絞り液にポリエス
テルポリオールを１／20入れ、再び撹拌放置す
る。微生物学的工程を経て、自然に粘性順に三層
に分離したものから一番粘性の低い第１層の電解
性液状組成物である有機酸液（以後Ｕ液と呼称）
を用いたものである。具体的には、次のようにして得られる。即ち、
紙繊維として新聞紙４Kg、グラビヤ紙２Kg、クラ
フト紙１Kg、マンガ週刊紙１Kgを混ぜ合せて、食
酢300中に入れ、500ダクタイルタンク中でデ
スパー（１／２馬力油圧型）にて、混合撹拌を３
時間行い、保温35℃静置10日間実行後、これを絞
り、250の絞り液を得て、この絞り液250中に
ポリエステルポリオール（アルコール成分：トリ
メチロールプロパン、１，３ブタンジオール、酸
成分：アジピン酸、フタール酸、分量800）〔大日
本インキ株式会社Ｄ―290―70）―Burnock1液、
水酸基価204、OH％6.2、NCO当量15.3〕を25
挿入し、３時間混合撹拌し保温35℃静置10日後、
三層に分離して生成された、第１層液相たる有機
酸（Ｕ液）（電解液状組成物）を得る。表１の例１〜４の中でＵ液を使用したものは、
亜鉛メツキに対して鉄が包みこむ硫黄分からの発
錆をおさえている。又メツキ表面は均一である。表１例１の配合でのメツキはメツキ浴液は常温
で５分以上で7μ〜9μの膜厚になり厚みの飽和値
に達し、そのまま引き上げて、NaOH2％〜３％
液で定着させてから水洗して後、乾燥炉で150℃
〜250℃で乾燥する。乾燥に際し、水洗後アセト
ンで乾燥させても良い。自動車、熱交換機、ボイ
ラー等複雑な形状のものでは、アセトンに浸した
方がそれぞれの水分を簡単にとばす事ができる。
表２の結果により接地方式ではメツキ厚は、PH、
温度及び発生電流、発生電圧に依存していること
がわかる。なお、メツキ中、浴液内に耐熱性の
小型水中フアンをゆるく作動させると、母材上に
電気二重層が発生し難くなり、メツキ時間が常に
安定する。又、生成メツキ上にプラスチツクを低濃度でコ
ーテイングすると、耐候性が非常に向上する。

【表】

【表】実施例２ (1) 鉄にアルミニウム又は錫をメツキする方法実
施例１と同様の操作により得られた第３表に示
す組成の浴液を用い、該浴液に鉄板〔日本テス
トパネル(株)製SPCC100×50×0.78（mm）〕を懸垂
し、接地したアルミニウム〔株式会社山本鍍金
試験器製、350×150×５mm〕又は錫〔同社製、
200×500×２mm〕を挿入し、鉄板にアルミニウ
ム又は錫をメツキした。結果を第４表に示す。 (2) 銅に亜鉛、アルミニウム又は錫をメツキする
方法実施例１と同様の操作により得られた第５表
に示す組成の浴液を用い、銅板〔日本テストパ
ネル(株)製（純銅一般）100×50×0.03（mm）〕を
懸垂し、接地した亜鉛〔株式会社山本鍍金試験
器製、350×150×５mm〕アルミニウム（同上）、
又は錫（同上）を挿入し、銅板に亜鉛又は錫を
メツキした。結果を第６表にす。

【表】

【表】備考発生電流、電圧は電極を負としメ
ツキ母材を正として、その間の
V.A.である。浴温はすべて20℃±4
℃である。

【表】

【表】以上の通り、イオン化傾向の大なる金属をイオ
ン化傾向小なる金属に良好にメツキすることがで
きる。発明の効果本発明のメツキ法は、一金属を接地するのみで
大地とのエネルギー差の起こることを利用してい
るので外部供与電気エネルギー、熱エネルギーを
必要としない。更にメツキ液組成で示すごとく、
メツキ液が公害性が少なく、公害性の高い装置を
必要としないため、中和のみで簡単に排水処理が
でき、現行のメツキ工場、塗装工場の金属表面処
理設備の一部改良でメツキの量産が可能である。
更に、接地という簡単な方法によるため、自由に
場所を選ぶことができ、メツキ浴液に危険性がな
い。又、現在行われているメツキの方法では不可
能である金属と金属の合わせ目、溶接部分、パイ
プの内部へのメツキができ、自動車産業、土木、
建設分野、交通施設等、防錆を必要とし、要求さ
れる分野に利用でき、メツキコストの低減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、接地法を用いた発明の構成図、第２
図は、第１図の電気的説明上の等価図である。図中、１……極板、イオン化傾向の高い金属、
２……メツキする金属素材、イオン化傾向の低い
金属、３……ツリ具、４……支持棒、５……メツ
キ浴液槽、６……接地するための導線、７……接
地、８……メツキ浴液、８′……１と同一金属、
９……スウイツチ、ｄ……極板から極板の距離、
ｘ……極板とメツキする金属素材との距離であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１二種以上の金属のうち、イオン化傾向大なる
金属を導線で接地し、接地した金属を、この金属
と同種のイオンを含み、紙を食酢と混合、静置し
て得られたろ液にポリエステルポリオールを添加
醸成して得た電解性液状組成物を含むメツキ浴液
中にイオン化傾向小なる金属と共に挿入し、イオ
ン化傾向小なる金属に、イオン化傾向大なる金属
をメツキすることを特徴とする無電解メツキ法。