JPH0250987B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルミニウム又はその合金上に電気め
つき又は無電解めつきを施す方法に関し、更に詳
述するとアルミニウム又はその合金を亜鉛置換し
た後、無機塩水溶液に浸漬することにより、亜鉛
置換膜を表面調整し、これによつてめつき液中へ
の亜鉛置換膜に由来する亜鉛の蓄積を可及的に防
止したアルミニウム又はその合金上へのめつき方
法に関する。

従来技術及びその問題点 アルミニウム又はその合金は活性な金属である
ので、空気中では直ちに自然酸化され、その表面
は酸化皮膜で覆われている。このため、アルミニ
ウム又はその合金表面にめつきを行なう場合は特
殊な前処理を施さなければ密着の良好なめつき皮
膜を得ることができない。

従来、このようなアルミニウム又はその合金表
面にめつきを施す場合の前処理法としては、アル
ミニウム又はその合金に対して密着性の良いめつ
き皮膜が得られ、操作も簡単であることから亜鉛
置換法が広く採用されている。

この亜鉛置換法は亜鉛置換液中にアルミニウム
又はその合金を浸漬し、アルミニウム又はその合
金表面に亜鉛を置換析出させ、アルミニウム又は
その合金の自然酸化を亜鉛置換膜で防止してめつ
きする方法である。

この場合、アルミニウム又はその合金に亜鉛置
換した後は、水洗後直ちにめつき液に浸漬するも
のであるが、このように亜鉛置換膜を形成したア
ルミニウム又はその合金をそのままめつき液に浸
漬すると、めつき液中で亜鉛置換膜から亜鉛が溶
出し、この亜鉛がめつき液中に不純物として蓄積
されていく。即ち、アルミニウム又はその合金上
の亜鉛置換膜にめつき皮膜が析出される機構は必
ずしも明確ではないが、亜鉛置換膜上へ直接金属
が析出するのではなく、亜鉛置換膜の一部がめつ
き液中に溶出すると同時にめつき金属が析出する
という機構がめつき試料の断面を観察することな
どの方法により確かめられている。従つて、めつ
き液中の亜鉛の増加蓄積は、亜鉛置換液が水洗不
十分なため試料に付着してめつき液内に持ち込ま
れるためでなく、前記の通り亜鉛置換膜そのもの
に起因するものである。

そして、このようにめつき液中に亜鉛が蓄積す
るとめつきを施す上で種々の障害が生ずるもので
あり、例えば無電解ニツケルめつきでは、めつき
液中の亜鉛量が多くなるにつれてめつき皮膜の外
観が白つぽくなり、また曇つた部分が生じ、更に
亜鉛濃度が30〜50mg／になるとニツケル皮膜の
析出速度が正規の速度の50％程度に低下し、亜鉛
が更に蓄積増加すると遂にはニツケルの析出が停
止し、めつきができなくなる。また、電気ニツケ
ルめつきでは、めつき液中の亜鉛濃度が50mg／
以上になるとめつき皮膜の外観が黒つぽくなると
共に、つきまわり性及び耐食性も悪化し、脆いめ
つきとなる。従つて、亜鉛が蓄積した無電解ニツ
ケルめつき液は廃棄せざるを得ず、また電気ニツ
ケルめつき液は小さい電流密度の弱電解で亜鉛を
除去して再生しなければならない等の問題を有し
ている。このため、アルミニウム又はその合金に
めつきする際、亜鉛置換法を採用してもめつき液
中に亜鉛が溶出し、蓄積し難い前処理方法の開発
が強く要望されていた。

発明の概要 本発明者らは上記要望に応えるため種々検討を
行なつた結果、アルミニウム又はその合金を亜鉛
置換液に浸漬して亜鉛置換処理を行なつた後、炭
酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、硼砂、硼
酸カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素
カリウム、ピロリン酸水素ナトリウム、ピロリン
酸水素カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ト
リポリリン酸カリウムから選ばれる１種又は２種
以上の無機塩を１〜５重量％の濃度に水に溶解し
てなるPH６〜11の無機塩水溶液に上記亜鉛置換を
施したアルミニウム又はその合金を非通電状態で
10秒以上浸漬し、次いで電気めつき液又は無電解
めつき液にてめつきを施すことにより、めつき液
中への亜鉛置換膜からの亜鉛溶出が可及的に防止
されることを見い出した。即ち、アルミニウム又
はその合金を亜鉛置換処理した後、無機塩水溶液
に浸漬すると、亜鉛置換膜が表面調整され、この
表面調整された亜鉛置換膜はめつき液に浸漬さ
れ、めつきが施こされる場合に亜鉛の溶出が抑え
られ、従つてめつき液中に亜鉛の蓄積増加するこ
とが可及的に防止されると共に、このように亜鉛
置換膜を表面調整してもめつき皮膜の密着性は良
好であり、表面調整された亜鉛置換膜上に電気め
つき、無電解めつきを問わず良好なめつき皮膜が
形成されることを知見し、本発明をなすに至つた
ものである。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

発明の構成 本発明に係るアルミニウム又はその合金上への
めつき方法は、アルミニウム又はその合金に亜鉛
置換した後、直ちにめつき液に浸漬しめつきする
のではなく、無機塩水溶液に浸漬する表面調整処
理を経てめつき液に浸漬しめつきするものであ
る。

ここで、本発明が適用されるアルミニウム又は
その合金の種類に制限はなく、種々のものが使用
し得る。

本発明においては、まずアルミニウム又はその
合金に必要に応じ脱脂、エツチング、活性化処理
等の前処理を施した後、亜鉛置換を行なう。この
場合、亜鉛置換液としては従来から用いられてい
る組成のものをそのまま使用することができ、ま
た亜鉛置換の条件も通常の条件と同じでよい。な
お、亜鉛置換液には金属分として亜鉛を含む以外
に更に鉄、ニツケル、銅等の金属塩を含んでいて
も差支えない。また、亜鉛置換処理は必要により
複数回繰り返して行なうことができる。

本発明のめつき方法は、アルミニウム又はその
合金に亜鉛置換処理を施した後、亜鉛置換膜の表
面調整処理として無機塩水溶液への非電解浸漬処
理を行なうもので、このようにアルミニウム又は
その合金にめつきを施す場合の前処理工程の中に
表面調整処理工程を組入れることにより、めつき
液中での亜鉛置換膜の溶出が防止され、めつき液
中への亜鉛の蓄積を大幅に減少させることができ
る。

ここで、無機塩水溶液の調製に使用する無機塩
類としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリ
ウム、硼砂、硼酸カリウム、リン酸水素ナトリウ
ム、リン酸水素カリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウム、トリポリリン酸カリウム、ピロリン酸水素
ナトリウム、ピロリン酸水素カリウムの１種又は
２種以上を混合して用いることができる。これら
のうちでは、炭酸水素ナトリウムが好適に用いら
れる。

これら無機塩類の濃度は１〜５重量％（10〜50
ｇ／）、特に２〜４重量％（20〜40ｇ／）と
することが好ましい。濃度が１％より少ないと亜
鉛置換膜のめつき液中における溶出防止効果が十
分でない場合が生じる。なお、濃度は５％を超え
ても効果の点で問題はないが、経済的メリツトが
ない。

また、無機塩類水溶液のPHは６〜11、特に7.5
〜９とすることが好ましい。PHが６より小さい場
合及び11より大きい場合のいずれも亜鉛置換膜が
溶解する場合がある。従つて、PHは上記範囲とす
るのがよく、このため必要に応じて酸又はアルカ
リでPH調整することができる。

無機塩水溶液に対する処理条件は非通電状態で
浸漬、処理するものであり、この場合浸漬温度は
通常10〜30℃であり、必要により30℃以上に加熱
しても差支えない。

また、浸漬時間は10秒以上であり、通常10〜60
秒が好適に採用される。浸漬時間が10秒より短い
と亜鉛置換膜の溶出防止効果が十分でない場合が
あり、60秒より長時間浸漬しても特に効果が増大
するものでもなく、経済的でない場合が多い。

上述した表面調整処理を施した後は、めつきを
施すものであるが、めつきとしては電気めつきで
も無電解めつきでもよく、まためつきの種類も制
限されないが、本発明は特に亜鉛不純物による悪
影響を受け易い電気ニツケルめつき及び無電解ニ
ツケルめつきを施す場合に有効に採用される。

発明の効果 本発明のアルミニウム又はその合金上へのめつ
き方法は、アルミニウム又はその合金上に亜鉛置
換した後、無機塩水溶液に浸漬する表面調整処理
を行なつてからめつき液に浸漬しめつきするとい
うように、前処理工程中に表面調整処理工程を組
入れたものであり、本発明によればめつき液中に
おける亜鉛置換膜の溶出を抑制することができ、
このためめつき液中への亜鉛の蓄積増加が可及的
に防止され、亜鉛不純物によるめつき皮膜への悪
影響、めつき速度の低下などの不都合が可及的に
回避されると共に、めつき液寿命が長くなり、亜
鉛の蓄積によるめつき液の更新を大幅に延長する
ことができる。また、本発明法に従つて得られた
めつき皮膜は密着性も良く、従つて本発明によれ
ばアルミニウム又はその合金上に良好なめつき皮
膜を簡単かつ確実に形成することができる。

なお、亜鉛置換膜を無機塩水溶液に浸漬した場
合、この無機塩水溶液中への亜鉛の溶出、蓄積は
殆んどないものであり、このような無機塩水溶液
への浸漬処理によつてめつき液中での亜鉛の溶出
が抑制される理由は必ずしも明確ではないが、こ
の無機塩水溶液への浸漬処理によつて亜鉛置換膜
が改質され、亜鉛がアルミニウム又はその合金に
固着化されたためであると考えられた。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。

〔実施例 １〕 材質がJIS6061Pで規定されている50×50×３
mmのアルミニウム板を試料として用い、下記の工
程で亜鉛置換表面調整処理を経て無電解ニツケル
めつきを行つた。

めつき工程 １ トリクロルエチレン蒸気洗浄 ２ 水洗 ３ エツチング NaOH 20ｇ／ 60℃，２分浸漬 ４ 水洗 ５ 活性化処理 60％HNO₃ 680ml／ 47％HF 100 〃 20℃，30秒浸漬 ６ 水洗 ７ 亜鉛置換処理 ZnO 20ｇ／ NaOH 120 〃 FeCl₃・6H₂O ２ 〃 ロツセル塩 50 〃 NaNO₃ １ 〃 25℃，１分浸漬 ８ 水洗 ９ 酸洗 60％HNO₃ 680ml／ 20℃，30秒浸漬 10 水洗 11 亜鉛置換処理 ７と同じ組成の液を使用 25℃，30秒浸漬 12 水洗 13 表面調整処理 NaHCO₃ 30ｇ／ 20℃，30秒浸漬 14 水洗 15 無電解ニツケルめつき 上村工業社製ニムデンDXを使用 90℃，30分間めつき 16 水洗 17 乾燥 比較のため、上記工程において、表面調整処理
及びその後の水洗処理を省略した以外は同様にし
てアルミニウム板に亜鉛置換を経て無電解ニツケ
ルめつきを行なつた。

次に、これらの工程で所定回数めつきを行なつ
た後、無電解ニツケルめつき液中の亜鉛の濃度を
測定した。なお亜鉛の濃度は原子吸光分析法を用
いて測定し、これから無電解ニツケルめつき液中
に蓄積された亜鉛の量を求めた。結果を図面に示
す。ここで、図中Ａは本発明に従つて表面調整処
理を行なつた場合（実施例）の結果を示し、Ｂは
表面調整処理を省略した場合（比較例、従来法）
の結果を示す。

図面の結果から明らかなように、亜鉛置換後に
表面調整処理を行なつた場合には、無電解ニツケ
ルめつき液中の亜鉛溶解蓄積量は表面調整処理を
省略した場合の約1/2であり、従つて本発明によ
れば従来法に比較してめつき液寿命を約２倍も延
長することができ、亜鉛の蓄積によるめつき液の
更新期間を大幅に延長し得ることが認められた。

なお、本実施例に使用した表面調整処理液中の
亜鉛濃度も併せて測定したが試料を40dm²／処
理した時点でもその濃度は５mg／であり、亜鉛
は表面調整処理液中に殆んど蓄積されていなかつ
た。

また、表面調整処理工程を経てめつきした試験
片について90゜の折り曲げ試験を行ない、めつき
皮膜の密着性を調べたが、表面調整処理工程を省
略してめつきした試験片と比較して差がなく、良
好な密着性を示しており、従つてめつき工程中に
表面調整処理工程を入れてもめつきの密着性に悪
影響を与えないことが知見された。

〔実施例 ２〕 表面調整処理剤として硼砂、リン酸水素ナトリ
ウム、トリポリリン酸ナトリウムをそれぞれ使用
し、実施例１と同様にめつきを行つた。その結
果、無電解ニツケルめつき液に対する亜鉛の蓄積
量は実施例１と同様に少なく、かつ表面調整処理
液中に亜鉛の蓄積は認められず、また試験片のめ
つきの密着性も良好であることが知見された。

【図面の簡単な説明】

図面は無電解ニツケルめつき液中の亜鉛濃度と
試料の処理面積量との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム又はその合金を亜鉛置換液に浸
   漬して亜鉛置換処理を行なつた後、炭酸水素ナト
   リウム、炭酸水素カリウム、硼砂、硼酸カリウ
   ム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウ
   ム、ピロリン酸水素ナトリウム、ピロリン酸水素
   カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリ
   リン酸カリウムから選ばれる１種又は２種以上の
   無機塩を１〜５重量％の濃度に水に溶解してなる
   PH６〜11の無機塩水溶液に上記亜鉛置換を施した
   アルミニウム又はその合金を非通電状態で10秒以
   上浸漬し、次いで電気めつき液又は無電解めつき
   液にてめつきを施すことを特徴とするアルミニウ
   ム又はその合金上へのめつき方法。 ２ 無機塩水溶液のPHが7.5〜９である特許請求
   の範囲第１項記載のめつき方法。 ３ 無機塩水溶液への浸漬を10〜30℃の温度で10
   〜60秒間行なうようにした特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載のめつき方法。 ４ めつきが無電解ニツケルめつきである特許請
   求の範囲第１項乃至第３項いずれか記載のめつき
   方法。 ５ めつきが電気ニツケルめつきである特許請求
   の範囲第１項乃至第３項いずれか記載のめつき方
   法。