JPH06184787A - フェノール類を含有する鉛及び鉛合金めっき浴 - Google Patents

フェノール類を含有する鉛及び鉛合金めっき浴

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JPH06184787A
JPH06184787A JP4336492A JP33649292A JPH06184787A JP H06184787 A JPH06184787 A JP H06184787A JP 4336492 A JP4336492 A JP 4336492A JP 33649292 A JP33649292 A JP 33649292A JP H06184787 A JPH06184787 A JP H06184787A
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JP
Japan
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lead
ion
plating
sulfonic acid
plating bath
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JP4336492A
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English (en)
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Toshiaki Murai
利章 村井
Atsushi Sato
厚 佐藤
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DEITSUPUSOOLE KK
Dipsol Chemicals Co Ltd
Original Assignee
DEITSUPUSOOLE KK
Dipsol Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水処理が容易であり、より高い析出速度と
良好な均一電着性を示し、かつ、析出物の均一性及び平
滑性も良好な鉛及び鉛合金めっき浴を提供する。 【構成】 (a) 鉛イオン;鉛イオンと第一錫イオン;鉛
イオンと第一錫イオンと銅イオンの組み合わせから選ば
れるイオンまたはイオンの混合系; (b) 有機スルホン酸; (c) エチレンオキシド/プロピレンオキシド付加型非イ
オン界面活性剤;及び (d) フェノール類を含有するめっき浴。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛及び鉛合金めっき浴
に関し、特に軸受けを鉛及び鉛合金めっきする際に使用
するめっき浴に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から知られている鉛及び鉛合金めっ
き浴としては、ホウフッ化浴、硫酸浴、アルカリ浴、ス
ルファミン酸浴、中性カルボン酸浴が知られているが、
これら浴の中で、安定した析出が得られるホウフッ化浴
が現在最も多く用いられている。しかしながら、ホウフ
ッ化浴は腐食性及び毒性が高いため、めっきに使用する
設備の腐食防止及び作業環境の維持管理に大きな負担が
強いられる。また、ホウフッ化イオンは分解が困難なた
めこのめっき浴を使用した後の排水処理にも大きな問題
がある。また、硫酸浴は鉛の安定化が困難で沈殿の発生
が著しいという欠点がある。アルカリ浴は浴温度が高い
上にめっき速度が遅く平滑な析出が得難いという欠点が
あり、スルファミン酸浴は析出物が粗くデンドライトを
起こし易い。中性カルボン酸浴は有機カルボン酸を使用
するため排水性が悪く高速めっきを得ることができな
い。更に、錫を含む合金めっきを行う場合、これら浴は
いずれも、第一錫イオンの酸化に伴う析出速度の低下と
いう問題を内包している。
【0003】一方、アルカンスルホン酸浴及びアルカノ
ールスルホン酸浴は、排水処理が容易でかつ高速めっき
が可能であるが、析出物の均一性及び平滑性に問題があ
る。アルカンスルホン酸浴及びアルカノールスルホン酸
浴のかかる問題を解決するものとして、特開昭62−4
895号公報に、(A) 第一錫塩、鉛塩および第一錫塩と
鉛塩の混合物よりなる群から選ばれる浴可溶性金属塩
と、(B) 少なくとも一種のアルカンスルホン酸またはア
ルカノールスルホン酸と、(C) 少なくとも一種の界面活
性剤のほかに、2種の特定の光沢剤を含む水性めっき浴
が開示されている。しかしながら、このめっき浴も、依
然として、錫を含む合金めっき浴では、第一錫イオンの
酸化に伴う析出速度の低下及び均一電着性が不充分であ
るという欠点を有している。この錫を含む合金めっき浴
の第一錫イオンの析出速度の低下という欠点を解決する
ものとして、特開平1−96392号公報には、水酸基
を有する含窒素複素環式化合物と1,4−または1,7−ジ
ヒドロキシナフタレンを共に含有する、錫−鉛合金めっ
き液が開示されている。しかしながら、このめっき浴
は、極めて特殊な2種の化合物を添加しなければならな
い。また、析出速度の低下の欠点を解決したとはいえよ
り高い析出速度を発揮することが望ましい。更に、均一
電着性も不充分である。従って、より高い析出速度を示
し均一電着性もよく、かつ、析出物の均一性及び平滑性
が良好な鉛及び鉛合金めっき浴の開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、排水
処理が容易であり、より高い析出速度と良好な均一電着
性を示し、かつ、析出物の均一性及び平滑性も良好な鉛
及び鉛合金めっき浴を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、鉛イオン;鉛イオンと第一錫イオン;鉛イオ
ンと第一錫イオンと銅イオンの組み合わせから選ばれる
イオンまたはイオンの混合系、有機スルホン酸及びエチ
レンオキシド/プロピレンオキシド付加型非イオン界面
活性剤を含有するめっき液に更にフェノール類を添加す
れば、上記の問題が解決できることを見出し、本発明を
完成するに至った。即ち、本発明は、(a) 鉛イオン;鉛
イオンと第一錫イオン;鉛イオンと第一錫イオンと銅イ
オンの組み合わせから選ばれるイオンまたはイオンの混
合系;(b)有機スルホン酸;(c) エチレンオキシド/プ
ロピレンオキシド付加型非イオン界面活性剤;及び(d)
フェノール類を含有するめっき浴の発明である。
【0006】以下、本発明のめっき浴について詳しく説
明する。本発明の鉛イオン;鉛イオンと第一錫イオン;
鉛イオンと第一錫イオンと銅イオンの組み合わせから選
ばれるイオンまたはイオンの混合系は、水溶液中でこれ
らイオンに解離することのできる鉛塩、第一錫塩及び銅
塩を水に添加することにより調製される。本発明で用い
ることのできる鉛塩、第一錫塩及び銅塩としては、各々
の酸化物、アルカンスルホン酸塩、アルカノールスルホ
ン酸塩、フェノールスルホン酸塩、メタンスルホン酸鉛
が挙げられる。アルカンスルホン酸の具体例としては、
メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホ
ン酸、イソプロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペ
ンタンスルホン酸及びヘキサンスルホン酸を挙げること
ができ、アルカノールスルホン酸の具体例としては、2
−ヒドロキシエタンスルホン酸、3−ヒドロキシプロパ
ンスルホン酸、2−ヒドロキシブタンスルホン酸を挙げ
ることができる。また、フェノールスルホン酸の具体例
としては、フェノールスルホン酸、クレゾールスルホン
酸及びジメチルフェノールスルホン酸を挙げることがで
きる。好ましいめっき浴はイオン混合系のめっき浴であ
り、その場合の金属イオンの比率は、鉛イオンと第一錫
イオン混合系の場合、鉛イオン:第一錫イオン=2〜1
0:1、好ましくは3〜5:1であり、鉛イオンと第一
錫イオンと銅イオン混合系の場合、鉛イオン:第一錫イ
オン:銅イオン=10〜200:5〜20:1、好まし
くは14〜150:7〜15:1である。金属イオンの
めっき浴中での濃度は、0.5〜200g/L、好ましく
は10〜100g/Lとなる濃度である。
【0007】本発明で用いることのできる有機スルホン
酸の具体例は、上記の鉛塩、第一錫塩及び銅塩の例で挙
げたものと同じものを挙げることができる。これらスル
ホン酸は単独でまたは2種以上の混合物として使用する
ことができる。これらスルホン酸のめっき浴中での濃度
は、50〜500g/L、好ましくは100〜300g
/Lである。上記のイオンまたはイオンの混合系を形成
する際に上記に列記したスルホン酸塩を使用した場合
は、金属イオンの対イオンであるスルホン酸もこの有機
スルホン酸の一部を構成する。次に、本発明で用いるこ
とのできるエチレンオキシド/プロピレンオキシド付加
型非イオン界面活性剤としては、例えば、1〜100モ
ルのエチレンオキシドと1〜50モルのプロピレンオキ
シドの共重合体またはROH(Rは1〜50、好ましく
は2〜15の炭素原子を有する置換若しくは無置換のア
ルキルまたはアリール基を表わす)に1〜100モルの
エチレンオキシドと1〜50モルのプロピレンオキシド
を重合させて得られた共重合体が挙げられる。重合の形
態は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合のいずれ
であってもよい。ROHの具体例としては、メタノー
ル、エタノール、プロパノール等のアルコール類、β−
ナフトール等の芳香族アルコール類及びノニルフェノー
ル、オクチルフェノール等のフェノール類が挙げられ
る。特に好ましい非イオン界面活性剤は式
【0008】
【化1】
【0009】(式中、R’は水素原子または1〜20の
炭素原子を有するアルキルまたはアリール基を表し、
l、m及びnはそれぞれ1〜50の整数を表す。)で示
されるブロックコポリマーである。かかるブロックコポ
リマーの好ましい具体例としては、エパン 420(第一工
業製薬社製)、セドラン FF200(三洋化成社製)、ペレ
テックスHM-1(ミヨシ油脂社製)等がある。エパン 420
は、エタノールに7モルのエチレンオキシドとプロピレ
ンオキシド21モルを重合させて得られたブロックコポ
リマーであり、セドラン FF200は、ノニルフェノールに
エチレンオキシドとプロピレンオキシドを重合させて得
られたブロックコポリマーである。非イオン界面活性剤
のめっき浴中での濃度は、0.5〜20g/L、好ましく
は2〜15g/Lである。この非イオン界面活性剤の添
加により、被めっき体への金属の析出が緻密となって、
電気密度による合金比が均一になり高電流部のコゲが減
少する。
【0010】本発明でめっき浴に添加することのできる
フェノール類としては、フェノール、α−ナフトール、
β−ナフトール、ハイドロキノン、カテコール、α−ナ
フトハイドロキノン、β−ナフトハイドロキノン等が挙
げられる。これらフェノール類は単独でまたは2種以上
の混合物として使用することができる。これらフェノー
ル類のめっき浴中での濃度は、0.1〜10g/L、好ま
しくは0.5〜5g/Lである。このフェノール類の添加
により析出速度が向上し、均一電着性も向上する。本発
明のめっき浴の他の成分は、通常の鉛及び鉛合金めっき
浴で使用するものがそのまま使用でき、例えば、脂肪族
アルデヒド及び芳香族アルデヒドの如き光沢剤、ペプト
ン及びゼラチンの如き平滑剤等を添加することができ
る。
【0011】次に、本発明の浴を使用してめっきを行う
方法について説明する。本発明のめっき浴を使用する被
めっき物は、鋼板、アルミクラッド板等の金属であり、
これを試料陰極としてめっきを行う。特に軸受けに使用
される金属が好ましい。この対極には、鉛単独めっきの
ときは鉛電極を、鉛−錫合金めっきのときは鉛−錫合金
電極を、そして、鉛−錫−銅合金めっきのときは鉛−錫
−銅合金電極を使用することができる。被浴温は通常1
0〜40℃、好ましくは15〜30℃である。電流密度
は通常0.5〜10A/dm2 、好ましくは1〜5A/dm2
であり、めっき時間は要求されるめっきの膜厚にもよる
が、1〜60分、好ましくは5〜30分である。膜厚
は、広い範囲のものが可能であるが、一般に、1〜50
μm、好ましくは、5〜20μmである。めっきに際し
て、被めっき物は、常法により前処理したあとにめっき
工程に付される。前処理工程では、浸漬脱脂、酸洗、陽
極の電解洗浄及び活性化の少なくとも1つの操作が行わ
れる。各操作間は水洗を行う。めっき後は得られた皮膜
を簡単に洗浄して乾燥すればよい。めっき工程は、静止
浴のみならずバレルでも実施することができる。本発明
のめっき液は、浴成分を適当な補給剤により一定に保つ
ことにより、液更新することなく長期に使用することが
できる。次に実施例により本発明を説明する。
【0012】
【実施例】実施例1〜3 鋼板(0.3mm×65mm×100mm)を5 w/v%脱
脂−39〔ディップソール(株)製〕で脱脂し、10.5
w/w%塩酸で酸洗した後、5 w/w%NC−20〔ディッ
プソール(株)製〕及び7 w/v%水酸化ナトリウムの溶
液で電解洗浄を行い、電解洗浄後3.5%塩酸で活性化し
た。各操作間で水洗を行った。一方、表−1に示すめっ
き液を250mlハルセル容器に入れ、陽極にPb−S
n合金(Pb/Sn=90/10重量%)を使用し、陰
極に上記の活性化した鋼板を接続して、総電流2A、2
5℃で10分間めっきを行った。金属イオン源としての
鉛塩には酸化第一鉛、錫塩には酸化第一錫、銅塩には酸
化第一銅を使用した。得られためっきの外観評価とめっ
き膜厚及び合金比の測定を行った。めっき膜厚の測定は
電磁式膜厚計で行い、合金比の測定はケイ光X線分析で
行った。それぞれの測定は、陰極電流密度の異なる3点
で行った。これらの結果を表−2に示した。比較例1〜9 表−1に示す組成のめっき液を使用して、実施例1〜3
と同様に行った。これらの結果を表−2に示した。
【0013】
【表1】 表−1 浴の組成 ──────────────────────────────────── 実 施 例 比 較 例 成分(g/L) 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ──────────────────────────────────── 鉛イオン 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 錫イオン 0 20 20 20 0 0 20 20 20 20 0 15 15 銅イオン 0 0 2 2 0 0 0 0 2 2 0 0 2 メタンスルホン酸 250 250 250 0 250 250 250 250 250 0 250 0 0 3-ヒドロキシプロ 0 0 0 250 0 0 0 0 0 250 0 0 0 パンスルホン酸 ホウフッ化水素酸 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 200 200 エパン420 8 0 0 0 8 0 3 0 0 0 0 0 0 セドラン FF200 0 10 10 10 0 10 0 0 10 10 0 0 0 ハイドロキノン 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 2 2 ゼラチン 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 ────────────────────────────────────
【0014】
【表2】 表−2 膜の特性 ─────────────────────────────────── 高電部から 実 施 例 比較例 項目 の距離(cm) 1 2 3 4 1 ─────────────────────────────────── 膜厚 1.5 * 30 29 25 * (μm) 5 18 20 19 13 17 8.5 9 9 9 5 7 皮膜組成 1.5 100/0/0 88/12/0 90/7/3 91/7/2 100/0/0 (Pb/Sn/Cu) 5 100/0/0 92/8/0 91/7/2 90/8/2 100/0/0 8.5 100/0/0 92/8/0 88/10/2 88/10/2 100/0/0 めっき外観 半光沢 半光沢 半光沢 半光沢 半光沢 (高電部側より) 14mm〜 5mm〜 5mm〜 0mm〜 14mm 〜 ─────────────────────────────────── * 粗析出のため測定不可 半光沢部分以外は粗析出
【0015】
【表3】 表−2 膜の特性(続き) ─────────────────────────────────── 高電部から 比 較 例 項目 の距離(cm) 2 3 4 5 6 ─────────────────────────────────── 膜厚 1.5 * * 28 28 24 (μm) 5 17 19 19 18 12 8.5 7 6 6 7 3 皮膜組成 1.5 100/0/0 − 88/12/0 91/6/3 91/7/2 (Pb/Sn/Cu) 5 100/0/0 91/9/0 91/9/0 91/7/2 90/8/2 8.5 100/0/0 91/9/0 92/8/0 88/10/2 88/10/2 めっき外観 半光沢 半光沢 半光沢 半光沢 半光沢 (高電部側より) 17mm〜 14mm〜 5mm〜 5mm〜 0mm〜 ─────────────────────────────────── * 粗析出のため測定不可 半光沢部分以外は粗析出
【0016】
【表4】 表−2 膜の特性(続き) ─────────────────────────────────── 高電部から 比 較 例 項目 の距離(cm) 7 8 9 ─────────────────────────────────── 膜厚 1.5 * 39 39 (μm) 5 * 16 15 8.5 * 4 4 皮膜組成 1.5 100/0/0 94/6/0 90/6/4 (Pb/Sn/Cu) 5 100/0/0 93/7/0 91/7/2 8.5 100/0/0 91/9/0 90/9/1 めっき外観 全面粗析出 半光沢 半光沢 (高電部側より) 2 mm〜 2 mm〜 ─────────────────────────────────── * 粗析出のため測定不可 半光沢部分以外は粗析出
【0017】表−2から、フェノール類であるハイドロ
キノンを添加した実施例1〜4のめっき浴では、各金属
イオン組成のめっき浴においてハイドロキノンを添加し
ていない場合よりも膜厚があり、析出速度が高いことが
わかる。また、各金属イオン組成における高電部からの
距離ごとの膜厚をみると、実施例1は比較例1及び2に
比して、実施例2は比較例3及び4に比して、実施例3
は比較例5に比して、更に実施例4は比較例6に比し
て、8.5cmでの向上分が5cmでの向上分より大きく、均
一電着性が向上していることがわかる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、汎用の化合物を添加す
るだけで、より高い析出速度と良好な均一電着性を示
し、かつ、析出物の均一性及び平滑性が良好な鉛及び鉛
合金めっき浴が提供される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 鉛イオン;鉛イオンと第一錫イオ
    ン;鉛イオンと第一錫イオンと銅イオンの組み合わせか
    ら選ばれるイオンまたはイオンの混合系; (b) 有機スルホン酸; (c) エチレンオキシド/プロピレンオキシド付加型非イ
    オン界面活性剤;及び (d) フェノール類を含有するめっき浴。
JP4336492A 1992-12-17 1992-12-17 フェノール類を含有する鉛及び鉛合金めっき浴 Pending JPH06184787A (ja)

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