JPH04276092A

JPH04276092A - 電気Ｎｉめっき法

Info

Publication number: JPH04276092A
Application number: JP6397791A
Authority: JP
Inventors: Takuji Nomura; 卓司野村; Hiroshi Watanabe; 寛渡辺
Original assignee: M ENG YUGEN; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: M ENG YUGEN; Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1992-10-01
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2780506B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気Ｎｉめっき法に関し
、更に詳しくは、被処理物に対し耐蝕性を付与し得るＮ
ｉ被覆処理を施し得る電気Ｎｉめっき法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面に電気伝導性を有する材料に、割れ
、欠けの防止や美観の付与を目的とした金属被覆処理を
施す方法の一つとして湿式電気めっき法が多用されてい
ることは周知の事実である。更に耐酸化性、耐腐食性を
付与することを目的としためっきを施すことも一般的に
行われている。湿式電気めっき法とは、被処理物と金属
を電解溶液中に浸漬し、被処理物を陰極に、金属を陽極
にして電圧を印加する方法であり、陰極近傍の金属イオ
ンが陰極から電子を供受することによって還元され、金
属として被処理物表面に析出する原理に基づいている。

【０００３】湿式電気めっきでは一般に、Ｚｎ、Ｓｎ、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂの金属被覆処理が可能で
ある。構造用材料のように、めっき層が犠牲腐食するこ
とによって被処理材を保護するような機構を目的とした
場合にはＺｎ、Ｓｎ、Ｐｂめっきなどでも充分な効果を
発揮するが、特に電子部品のようにめっき層、被処理材
ともに酸化、腐食することが許容され得ない場合にはめ
っき後樹脂塗装、無機材料コーティング等が必要であり
、効率的とはいえない。この点においてはＣｕも同様で
あり、貴金属であるにもかかわらず表面に黒色の酸化銅
や緑青が発生しやすい欠点を有している。一方Ａｕ、Ａ
ｇめっきは防食に極めて有効ではあるが、高価であり、
工業的に有用である場合が少ない。

【０００４】以上の点からＮｉめっきが最も有効な手段
であることは明かであり、現在汎用技術として多くの部
品類に適用されている。しかしながら、これら従来技術
によるＮｉめっきでは充分な耐食性を付与することは困
難であり、特に例えば金属（または合金）磁性粉体を合
成樹脂（または金属）をバインダーとして成形して得る
ボンド磁石のように表面がポーラスな部品の場合にはこ
の傾向が強く、従来の湿式電気Ｎｉめっき技術を適用す
ることができない。すなわち、湿式電気めっき法を用い
てＮｉ被覆を施すことは可能であるが、耐腐食性を付与
することはできないのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはかかる実
情に鑑み鋭意研究の結果、耐食性を付与できない原因を
明らかにするに至った。すなわち、通常の湿式電気Ｎｉ
めっき法に用いられる水溶液には塩化Ｎｉ、塩化アンモ
ニウム等の塩化物電解質が含まれており、これがめっき
処理中に、ポーラスな表面から被処理物内部に侵入、残
留する。このことは表面がポーラスでない一般の金属部
品にも同様な傾向があり、めっき層と被処理物界面へ液
が残留する。これらが、めっき処理物の耐食性を著しく
低下せしめ、結果として内部及びめっき層と被処理物界
面で錆等が発生することになる。

【０００６】Ｎｉめっき用水溶液中に含まれる塩化Ｎｉ
、塩化アンモニウム等の塩化物は、陽電極の表面活性効
果、すなわち陽電極のＮｉ金属の溶液中への溶け出しを
助長する効果を目的として添加するものであり、これを
除外すると、めっき効率が著しく低下する弊害がある。塩化Ｎｉ、塩化アンモニウム等の塩化物を添加せずにＮ
ｉめっきを施す方法としては、高電圧を印加する方法も
考えられるが、高電圧を印加すると陰電極と接触した被
処理物表面に高電流が流れ、焼き付き現象や金属被覆膜
厚の不均一を誘発する原因となるばかりでなく、さらに
陽極の分極現象が著しく生じ、めっき処理を不安定なも
のにする弊害がある。また、この現象は被処理物の体積
固有抵抗がおおよそ１０−３Ω・ｃｍ以上である場合に
顕著に発生する傾向がある。

【０００７】これら上記の問題を解決する手段として有
機溶媒中で、塩素を含まない電解支持質を用いてめっき
する方法が、特開平２−４２７０８号公報にて公開され
ている。しかしながら、有機溶媒を用いる非水系湿式め
っき法は、溶液が高価であること、さらに装置が複雑か
つ高価になる欠点があり水溶液を用いためっき法が待望
されている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、上記塩化物を有機酸塩で代替すること、及び水溶
液のＰＨを制御することによって上記問題が解決するこ
とを見いだし本発明を完成させたものである。

【０００９】すなわち、本発明の第１は、硫酸Ｎｉ、塩
素を含有しない有機酸塩電解質、塩素を含有しない塩基
性電解質を主たる構成成分としてなり、かつＰＨが５以
上である水溶液を使用することを特徴とする電気Ｎｉめ
っき法を、内容とするものである。

【００１０】本発明で用いられる水溶液のＰＨは、５以
上であり、特に６以上が好ましく、さらには６以上８以
下が最も好ましい。ＰＨが５未満であれば、めっき処理
中に被処理物表面が腐食したり、あるいは被処理物内部
に水溶液が侵入、残留してめっき下地層、すなわち被処
理物の表面または内部より腐食が進行しやすくなり、Ｎ
ｉめっきの目的を達成し得なくなる。この傾向は特に磁
性金属粉末と合成樹脂の配合物を成形したボンド磁石に
顕著である。このことは、ボンド磁石の表面、特に圧縮
成形法で得られたボンド磁石の表面はポーラスな形態で
あり、ここに上記水溶液が侵入、残留することによるも
のと推定できる。また、水溶液のＰＨが５以上６未満で
あれば上記問題は発生しないものの、被処理物の極表面
が酸化劣化することがある。これによって、例えば磁性
金属粉末を用いたボンド磁石の場合、磁気特性がやや低
下する傾向がある。一般的に用いられているＮｉめっき
用水溶液では、ＰＨが７を越えると水酸化Ｎｉが生成し
てめっき浴としての作用が著しく低下するが、本発明に
用いられる水溶液においては以下に述べる有機酸塩の金
属イオンの錯体生成作用及び添加物の緩衝作用によって
ＰＨが８程度の範囲までめっき浴として使用可能である
ことを付記しておく。一方、水溶液のＰＨが８を越える
とＮｉめっき層と下地被処理物表面との密着性が低下す
る傾向があり問題である。このことは、ＰＨが８以上の
アルカリ雰囲気中では被処理物表面に不働体化膜が形成
されるためとも推定できるが、詳細については不明であ
る。

【００１１】本発明に用いられる水溶液は、所定のＰＨ
で緩衝作用を呈することが好ましい。すなわち、上記水
溶液を用いて電気Ｎｉめっきを行うとＰＨが変動し、上
記好適なＰＨ範囲を逸脱することがある。これを解決す
るためには、めっき処理中に随時水溶液のＰＨを測定し
て、塩基性電解質や酸性電解質を適量追加する方法も考
えられるが、工業的には好ましくはない。これに対し、
水溶液が緩衝作用を呈するものであれば、めっき処理中
にＰＨ測定や塩基性電解質、酸性電解質を投入する手間
が省けるか、少なくともその回数が少なくなりより好適
である。水溶液に緩衝作用を呈しせしめるには、一般的
には弱酸または弱塩基とその塩などを適量添加すればよ
く、フタル酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、第２ク
エン酸ナトリウム、第１りん酸カリウム、第２りん酸ナ
トリウム、ほう砂、コリジン、乳酸、乳酸ナトリウム、
クエン酸、第１クエン酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢
酸、ベロナールナトリウム、トリスアミノメタン、炭酸
ナトリウム、ほう酸などから適宜選択することができる
が、発明の主旨から塩化物を使用しない方が好ましいこ
とは明かである。さらには、この緩衝作用添加剤として
はほう酸が最も好ましい。これは、ほう酸を用いた場合
のめっき層の特性、例えば硬度、耐食性などが経験的に
良好であり、かつ工業的に入手しやすく、安価であるこ
とによる。

【００１２】本発明に用いられる水溶液にアルカリ金属
塩電解質やアルカリ土類金属塩電解質を添加することは
、めっき処理物の耐食性をさらに向上させる点に於てよ
り好ましい態様のひとつである。このことは、経験的事
実であり機構が明確ではないが、次の様に推定できる。すなわち、上記金属塩電解質を添加しない場合、被処理
物表面で水溶液中のＮｉイオンが電気的に還元され析出
することによって被処理物表面近傍の硫酸陰イオン濃度
が増し、この硫酸陰イオンが被処理物の表面や内部に残
留してめっき処理物の耐食性を低下せしめる結果となる
。これに対し、上記金属塩電解質を添加した場合は、ア
ルカリ金属陽イオン、アルカリ土類金属陽イオンが被処
理物表面を覆い、上記硫酸陰イオンとの直接的接触を防
止する作用を呈するためと推定できる。また、上記金属
塩電解質として硫酸Ｎａを用いることは好ましい。これ
は、硫酸Ｎａが工業的に安価に入手可能であることによ
る。

【００１３】本発明に用いられる有機酸塩には、ロッシ
ェル塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、スルファミン酸塩等
が例示できる。上記例示した有機酸塩は上述した塩化物
の作用を代替し得るものであるものの、例えばめっき処
理中にボンド磁石の磁気特性を僅かに低下せしめる物質
もある。この点において、さらには工業的に入手しやす
く安価である点においてロッシェル塩、クエン酸ナトリ
ウム、クエン酸アンモニウムは特に好ましい物質といえ
る。

【００１４】本発明に用いられる塩基性電解質には水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、
アンモニア水等通常使用されている物質が例示できる。この中で、工業的に安価に入手できる水酸化ナトリウム
、アンモニア水が最も好適な例である。

【００１５】本発明に用いられる水溶液の液温は２０℃
〜３０℃が好ましい。２０℃以下であれば電極反応の反
応速度すなわちＮｉ金属の析出速度が遅くなり、効率が
低下する。一方、３０℃以上の場合には、被処理物の強
度が低くかつバレルめっき装置など被処理物に衝撃力の
作用するようなめっき装置を使用した場合には割れや欠
けが発生し易く問題となる。被処理物が上記ボンド磁石
である場合にこの傾向が顕著である。

【００１６】本発明に用いられる水溶液に硫酸マグネシ
ウム、硫酸アルミニウムを添加することは好ましい態様
である。硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウムはめっき
Ｎｉ金属の靱性を増す効果、及び不純物によるめっきＮ
ｉ金属物性の変化を鈍化させる効果があり、４０〜７０
ｇ／ｌの添加が好ましい。過小添加は靱性付与の効果が
小さく、過大添加はめっきＮｉ金属の光沢を阻害する原
因となる。

【００１７】本発明に用いられる水溶液に各種光沢剤、
レベラー剤、梨地剤などを添加することもできる。光沢
剤としては、１，５ナフタレンジスルホン酸Ｎａ、パラ
トルエンスルホンアミド、サッカリン、トルエン、キシ
レン、トルイジン等が例示できるが、めっきＮｉ金属層
の特性から硫酸Ｃｏが好適な物質として例示できる。ま
たレベラー剤としてはホルムアルデヒド、チオ尿素、１
，４ブチンジオール、クマリン、プロパギルアルコール
などが例示できる。

【００１８】本発明で用いられる陽極Ｎｉ金属はＳを含
むことが好ましく、工業的に安価に入手できる点におい
て、めっき材料として市販されているＳを１〜８ｗｔ％
含有するＮｉ電極及びチップ状、塊状Ｎｉ材が特に好ま
しい。このことは陽極Ｎｉ金属中にＳを含む場合には、
含まない場合に比しめっき効率が高いという事実に基づ
くものである。これは、陽極Ｎｉ金属の水溶液への溶出
がＳの存在によって助長されるためと考えられるが、そ
の詳細は不明である。また、極端にＳ含有量の多いＮｉ
電極を用いた場合には析出Ｎｉめっき金属中へ不純物と
してＳが含まれる結果となりあまり好ましくない。

【００１９】本発明に用いられるめっき装置は、被処理
物が比較的小さい部品状である場合にはバレル式電気め
っき装置が好ましい。バレル式電気めっき法及び装置に
ついてその一例を示す図面に基づき説明する。

【００２０】図１はバレル式電気めっき装置の概要図で
、穴９が全面に設けられている一般にプラスチック製の
バレル容器１に、被覆部３を有する陰電極２が挿入され
た構造になっている。バレル容器１はギア７、８を経て
モータ６の回転力を受けて回転する。また陰電極２、陽
電極４は直流電源５と図のように接続され電気回路を形
成する。めっきの際には、被処理物をバレル容器１内に
入れ、直流電源５または直流電源５とモータ６を除いて
装置全体を電解液に浸漬し、陰電極２、陽電極４間に電
圧を印加するとともに、モータを駆動する。被処理物の
個々はバレル容器１の容積に比し極めて小さく、多量に
投入するのが一般的である。

【００２１】被処理物はバレル容器の回転によって表面
に流動層を形成して巡回運動し、陰電極に直接接触する
か、あるいは陰電極に接触した被処理物に接触すること
によって、陽電極に対して電位差を得てめっき浴中の金
属陽イオンを金属として表面に析出させるに至る。

【００２２】本発明の電気めっき法には、処理前に被処
理物の表面を清浄にする前処理工程や、めっき処理後に
めっき処理物を洗浄する工程、さらにはめっき層のピン
ホールを埋める封孔処理工程を設けることもより好まし
い態様である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を挙げて更
に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限さ
れない。（比較例及び実施例）本発明の効果を明確にするために
、表面がポーラスであり、比較的電気抵抗が高いボンド
磁石を被処理材料に使用した。表１にこのサンプルの詳
細を示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】図１に示した従来型のバレル式電気めっき
装置に上記サンプルを投入して比較例１のサンプル及び
実施例１〜３のサンプルを作製した。共通するめっき条
件を表２に、また各めっき用水溶液組成を表３〜表６に
示す。ここで、比較例１は通常用いられている高硫酸塩
浴である。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】

【表６】

【００３１】上記の条件で比較例１、実施例１〜３のサ
ンプルを作製した。サンプルは、８０℃×９５％ＲＨ×
３００時間の条件で耐湿試験し、肉眼にて表面状態を観
察して発錆状況の評価を行った。その結果を表７に示す

【００３２】

【表７】

【００３３】

【発明の効果】本発明のＮｉ電気めっき法を用いること
によって通常の金属部品はもちろんのこと、表面がポー
ラスな部品に対しても良好な金属被覆を施すことができ
、かつ実用状充分な耐食性を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バレル式電気めっき装置の概略斜視図である。

【符号の説明】

１　　バレル容器２　　陰電極３　　被覆部４　　陽電極５　　直流電源６　　モータ７　　ギア８　　ギア９　　穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　硫酸Ｎｉ、塩素を含有しない有機酸塩
電解質、塩素を含有しない塩基性電解質を主たる構成成
分としてなり、かつＰＨが５以上である水溶液を使用す
ることを特徴とする電気Ｎｉめっき法。
【請求項２】　　前記水溶液のＰＨが６以上であること
を特徴とする請求項１記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項３】　　前記水溶液のＰＨが６以上、８以下で
あることを特徴とする請求項１記載の電気Ｎｉめっき法
。
【請求項４】　　前記水溶液が緩衝作用を呈することを
特徴とする請求項１、２又は３記載の電気Ｎｉめっき法
。
【請求項５】　　前記水溶液がほう酸を含むことを特徴
とする請求項４記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項６】　　前記水溶液がアルカリ金属塩電解質及
び／又はアルカリ土類金属塩電解質を含むことを特徴と
する請求項１、２、３、４又は５記載の電気Ｎｉめっき
法。
【請求項７】　　前記金属塩電解質が硫酸Ｎａであるこ
とを特徴とする請求項６記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項８】　　前記有機酸塩がロッシェル塩、クエン
酸Ｎａ、クエン酸アンモニウムの内、いずれか１種、又
は２種以上であることを特徴とする請求項１、２、３、
４、５、６又は７記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項９】　　前記塩基性電解質が水酸化Ｎａ又はア
ンモニア水のいずれか一種、又は２種であることを特徴
とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の電気
Ｎｉめっき法。
【請求項１０】　　前記水溶液の液温が２０℃以上３０
℃以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６、７、８又は９記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項１１】　　前記水溶液が、硫酸Ｎｉが７０〜１
００ｇ／ｌ、硫酸Ｎａが７０〜９０ｇ／ｌ、ロッシェル
塩、クエン酸Ｎａ、クエン酸アンモニウムの内、１種又
は２種以上の有機酸塩が１５〜３０ｇ／ｌ、ＰＨが６．
０〜６．８、浴温が２０〜３０℃、及び水酸化Ｎａ、ア
ンモニア水の１種又は２種を含むことを特徴とする電気
Ｎｉめっき法。
【請求項１２】　　前記水溶液に光沢剤、レベラー剤、
梨地剤等を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４
、５、６、７、８、９、１０又は１１記載の電気Ｎｉめ
っき法。
【請求項１３】　　前記光沢剤が硫酸Ｃｏであることを
特徴とする請求項１２記載の電気Ｎｉめっき法。
【請求項１４】　　陽極Ｎｉ金属がＳを１〜８ｗｔ％含
有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６
、７、８、９、１０、１１、１２又は１３記載の電気Ｎ
ｉめっき法。
【請求項１５】　　前記水溶液に硫酸マグネシウム、硫
酸アルミニウムの内、少なくとも１種を添加することを
特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９
、１０、１１、１２、１３又は１４記載の電気Ｎｉめっ
き法。
【請求項１６】　　バレルめっき装置を用いることを特
徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、
１０、１１、１２、１３、１４又は１５記載の電気Ｎｉ
めっき法。