JPH0665779A - 金属の電着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被電着物に金属を電着させる方法にあって、
被電着物の表面のポーラス化用処理の有無にかかわら
ず、電着金属の多孔質化を十分に図る。 【構成】 電着を行うにあたっては、メッキ槽（電解
液）内に、陽極及び金属薄板からなる被電着物５を配置
し、それらの間に直流電流を流す。この際、電解液３に
イオン移動度の高い陽イオンと陰イオンとを組合わせた
電解質例えば臭化水素酸を添加すると共に、表面張力を
大きくする界面活性剤例えばグリセリンを添加してお
く。すると、ポーラス化用処理の有無に拘らず被電着物
５の表面において多量の水素ガスの微細な気泡が発生す
ると共に気泡の付着状態が維持されるようになり、金属
が、その気泡包み込むように延びながら析出し、もって
十分に多孔状とされた多孔質電着ニッケル層７を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気メッキや電
鋳加工等の電着方法において、電着金属の多孔質化を図
るようにした金属の電着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電気メッキは、金属（例えばニッ
ケル）イオンを含む電解液中に、金属製あるいは表面が
導電処理された被メッキ物を陰極として配置すると共
に、例えば電着すべき金属（ニッケル）からなる陽極を
配置し、それら両極間に直流電流を流すことにより、前
記被メッキ物の表面に金属（ニッケル）を薄膜状に電着
させるものである。また、電鋳加工は、例えばプラスチ
ック製の母型の表面に導電処理を行ったものを陰極と
し、電気メッキと同様に、その表面に金属を所定厚みに
電着させた後、電着金属を母型から剥がすことにより成
形型等の求める製品を得るものである。

【０００３】このような電着の技術にあっては、電着金
属にピットが発生することを極力防止するために、電解
液にアンチピット剤を添加するなどの対策を施し、陰極
に水素の気泡が発生することを極力防止するようにして
いる。

【０００４】これに対し、近年では、電鋳加工により、
例えばプラスチック成形品の真空成形に使用される多孔
質の成形型を製造する技術が開発されてきている（例え
ば特開昭６０−１５２６９２号，特開昭６１−２５３３
９２号公報）。この技術は、上述のような一般の電着方
法とは正反対に、成形品と同一外形を有する母型（陰
極）の表面に水素ガスの微細な気泡を多数発生させ、こ
の気泡を包み込むように金属を析出させることにより、
電着金属の多孔質化を図ろうとするものである。そのた
めに、母型に対し、その表面層を導電部と絶縁部とのい
わば微細な斑状とするポーラス化用処理を行い、導電部
と絶縁部と境界部で過電界を生じさせて水素ガスを積極
的に発生させようとするものである。

【０００５】尚、このポーラス化用処理は、母型の表面
に、導電塗料に絶縁性ラッカーを混合したスプレー液を
吹付けたり、母型の表面に銀鏡反応により導電層を形成
した後その導電層に銀腐食剤を塗布して銀の一部を除去
するといった方法により行われるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電着により
多孔質金属を得る技術は、上述のような真空成形用の成
形型を製造する他にも、今後、様々な分野，用途に利用
することができる可能性がある。一例を上げれば、例え
ば金属板に多孔質金属をメッキしたものを、バッテリー
の電極として利用することにより、表面積の極めて大き
な電極を得ることができ、バッテリーの高電圧化，高容
量化や小形化等を図ることができるのである。

【０００７】しかしながら、上記した従来の電鋳加工に
より多孔質成形型を製造する技術では、母型の表面に対
して、導電部と絶縁部とを微細斑状に混在させたポーラ
ス化用の処理を行うことが必須であった。このため、被
電着物が金属（導電体）である場合には、金属を多孔状
に電着させることは不可能であり、また、例えば絶縁性
の被電着物にポーラス化用処理を行った場合でも、一旦
電鋳加工を中断してしまうと、後に電鋳加工を再開して
もその後は電着金属が多孔状とならない不具合があっ
た。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、被電着物に金属を電着させる方法にあ
って、被電着物の表面のポーラス化用処理の有無にかか
わらず、電着金属の多孔質化を十分に図ることができる
金属の電着方法を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の金属の電着方法
は、金属イオンを含む電解液中に、陽極及び被電着物を
配置し、それら陽極と被電着物との間に電流を流すこと
により、前記被電着物に金属を電着させる方法であっ
て、前記電解液に、イオン移動度の高い陽イオンと陰イ
オンとを組合わせた電解質からなる添加剤を添加すると
共に、表面張力を大きくする界面活性剤を添加すること
により、電着金属の多孔質化を図るようにしたところに
特徴を有するものである。

【００１０】この場合、添加剤としては、ハロゲン化水
素酸が好適であり、また、界面活性剤としては、低級脂
肪酸，高級アルコール及び低級アルコールのうちの１種
以上又はその誘導体が好適である。

【００１１】

【作用】被電着物に電着される金属を多孔質化させるに
は、被電着物の表面に水素ガス等の微細な気泡を無数に
発生させ、その気泡を包み込むようにさせながら金属を
電着させれば良い。この場合、従来では、多孔質化に必
要な気泡を発生させるためには、被電着物の表面に対し
て、導電部と絶縁部とを微細斑状に混在させたポーラス
化用処理を行うことが必須であると考えられていた。

【００１２】これに対し、本発明者等は、そのような従
来の常識に囚われずに、電解液側において新たな手段を
講じることにより、ポーラス化用処理によらずとも、電
着金属の多孔質化に必要な気泡を発生させることを可能
にできるのではないかという着想を得、種々の実験，研
究を重ねた。その結果、電解液に、イオン移動度の高い
陽イオンと陰イオンとを組合わせた電解質からなる添加
剤を添加することにより、表面がポーラス化用処理され
た被電着物は勿論、表面全体が導電層である被電着物に
あっても、電着金属の多孔質化に必要な気泡を発生させ
ることができることを究明したのである。

【００１３】即ち、電解質からなる添加剤は、電解液中
で陽イオン及び陰イオンに電離しており、通電が開始さ
れることにより、それらイオンが夫々陰極及び陽極に引
寄せられるのであるが、それらイオンのイオン移動度が
高いため、両極におけるそれらイオンの反応が速やかに
行われるようになり、陰極即ち被電着物の表面において
多量の水素ガスが発生するようになるのである。

【００１４】ところが、気泡を発生させることができて
も、その気泡が被電着物からすぐに離脱してしまうもの
であれば、電着金属の多孔質化を十分に図ることができ
なくなってしまうことになる。そこで、本発明者等は、
いかにして被電着物に気泡を付着させ易くするかに関し
て、さらなる実験，研究を重ねた結果、電解液に表面張
力を大きくする界面活性剤を添加することにより、発生
した気泡が被電着物から離脱しにくくなって付着状態が
極力維持されることを知見したのである。

【００１５】従って、本発明によれば、ポーラス化用処
理の有無にかかわらず、電着金属の十分な多孔質化に必
要な気泡を発生させることが可能となると共に、その気
泡の被電着物への付着状態を極力保持することができ、
ひいては、電着金属の多孔質化を十分に図ることができ
るようになるのである。

【００１６】この場合、添加剤としては、イオン移動度
の高い陽イオンと陰イオンとを組合わせた電解質であれ
ば、種々のものが使用できるが、ＨＣｌ，ＨＢｒ，ＨＩ
等のハロゲン化水素酸が特に好適することが併せて確認
されている。

【００１７】また、界面活性剤としては、ギ酸，酢酸，
アクリル酸等の低級脂肪酸や、グリセリン，エリトリト
ール，ペンタエリトリトール等の三，四価の高級アルコ
ール、エチレングリコール，プロピレングリコール，ノ
ニオン系のエチレンやプロピレンをブロックしたグリコ
ール等の低級アルコールが好適することが明らかとなっ
た。この場合、それらの物質を２種以上を混合したり、
それらの誘導体であっても良い。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。まず、金属薄板にニッケルの電気メ
ッキを行う場合における、本実施例の電着方法を説明す
る。図２は本実施例において使用される電気メッキ装置
１を概略的に示しており、ここで、メッキ槽２内には、
例えばスルファミン酸ニッケルを主な組成としてなる電
解液３が、所要のｐＨ及び温度に保たれた状態で収容さ
れている。

【００１９】そして、この電解液３中には、イオン移動
度の高い陽イオンと陰イオンとを組合わせた電解質から
なる添加剤例えば臭化水素酸（ＨＢｒ）が、所要量（例
えば２ｃｃ／ｌ）添加されている。

【００２０】この場合、イオン移動度の高い陽イオン及
び陰イオンとしては、次の表１に示すものが上げられ
る。

【００２１】

【表１】

【００２２】添加剤としては、この表１に示された陽イ
オンと陰イオンとを組合わせた電解質であれば、どの組
合わせでも採用することが可能であるが、水素イオンと
ハロゲンイオンを組合わせたＨＣｌ，ＨＢｒ，ＨＩ等の
ハロゲン化水素酸が特に好適する。

【００２３】さらに、電解液３中には、表面張力を大き
くする界面活性剤例えばグリセリンが、所要量（例えば
１ｃｃ／ｌ）添加されている。

【００２４】この界面活性剤としては、ギ酸（ＨＣＯＯ
Ｈ），酢酸（ＣＨ3 ＣＯＯＨ），アクリル酸（ＣＨ2 ＝
ＣＨＣＯＯＨ）等の低級脂肪酸や、グリセリン（ＣＨ2
ＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨ2 ＯＨ），エリトリトール（ＣＨ
2 ＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨ2 ＯＨ），ペンタエ
リトリトール（Ｃ（ＣＨ2 ＯＨ）4 ）等の三，四価の高
級アルコールがとくに好適し、また、それらの誘導体を
採用することも可能である。

【００２５】また、電解液３中に、エチレングリコー
ル，プロピレングリコール，ノニオン系のエチレンやプ
ロピレンをブロックしたグリコール等の低級アルコール
又はその誘導体を添加するようにしても良い。

【００２６】さて、電気メッキを行うにあたっては、メ
ッキ槽２内に、ニッケルからなる陽極４を配置すると共
に、陰極として金属薄板からなる被電着物５を配置す
る。そして、それら両極４，５間に直流電源６を接続し
て所要の電流密度となるように直流電流を流す。

【００２７】すると、電解反応により被電着物５の表面
にニッケル金属が析出し電着が行われるのであるが、こ
の際、電解液３に添加されている添加剤（臭化水素酸）
が、水素イオン及び臭素イオンに電離し、通電により、
それらイオンが夫々陰極（被電着物５）及び陽極４に引
寄せられる。このとき、それらイオンのイオン移動度が
高いため、被電着物５の表面や陽極４におけるそれらイ
オンの反応が速やかに行われるようになり、陰極即ち被
電着物５の表面において水素ガスの微細な気泡が多量に
発生するようになる。

【００２８】そして、電解液３中には、表面張力を大き
くする界面活性剤（グリセリン）が添加されているの
で、発生した水素ガスの気泡が、被電着物５の表面や電
着ニッケルの表面から離脱し難くなって気泡が付着した
ままの状態が極力維持されるのである。

【００２９】ニッケルは、被電着物５の表面に付着して
いる多数個の微細な気泡を包み込むように延びながら被
電着物５の表面に析出するようになり、ニッケルの電着
が進行するに伴い、被電着物５の表面部の気泡から連続
するようにして被電着物５の外側に向けてさらに気泡が
付着し、ニッケルはさらにその気泡を包むように延びな
がら析出して行く。

【００３０】これにて、ニッケルは被電着物５表面に多
孔状に電着されるようになり、所定厚みの電着が完了す
ることにより、図１に示すように、薄板状の被電着物５
の表面に、連続した無数の気孔７ａを備えてなる多孔質
の電着金属（ニッケル）層７を一体的に有する多孔質金
属板８が得られるのである。

【００３１】このようにして得られた多孔質金属板８
は、例えばバッテリーの電極として利用することができ
る。この多孔質金属板８は、表面積が極めて大くなって
いるため、電極として採用すれば、バッテリーの高電圧
化，高容量化や小形化等を図ることができるのである。
この場合、焼結により多孔状としたニッケル板等がバッ
テリーの電極として従来より供されているが、本実施例
の多孔質金属板８は、それに比べて遥かに微細且つ多量
の気孔７ａが形成されるため、極めて大きな表面積（例
えば平板の７０〜８０倍）が得られ、電極としての機能
は数段優れたものとなるのである。

【００３２】このように本実施例の電着方法によれば、
電解液３に、イオン移動度の高い陽イオンと陰イオンと
を組合わせた電解質からなる添加剤を添加すると共に、
表面張力を大きくする界面活性剤を添加したことによ
り、金属板からなる被電着物５の表面にあっても、微細
で多量の気泡を発生させることが可能となると共に、そ
の気泡の付着状態を維持することができるようになっ
た。従って、従来必須と考えられていた被電着物５の表
面のポーラス化用処理の有無にかかわらず、電着ニッケ
ル層７の多孔質化を十分に図ることができるものであ
る。

【００３３】図３は、本発明の他の実施例を示すもので
あり、例えばプラスチック製の薄板からなる被電着物１
１の表面に金属を多孔状に電着させたものである。この
場合には、まず、被電着物１１の電着を行いたい表面
に、化学メッキや蒸着等の方法により導電層１２を形成
し、この後、上記実施例と同様に、添加剤及び界面活性
剤を含んだ電解液３を用いて電着を行うものである。こ
れにて、表面に多孔状の電着金属層１３を備えたプラス
チック板１４を得ることができるものである。このよう
にして得られた多孔質金属層１３を備えたプラスチック
板１４は、例えば高品質の電波吸収体として電波シール
ド等の用途に利用することができる。

【００３４】そして、図４は、異なる他の実施例を示す
ものであり、被電着物として例えば注射針の如き金属製
の極細の管１５の先端部に、多孔質金属層１６を球状に
電着させたものである。この場合には、管１５の先端部
以外の部分を例えばシリコン樹脂等でマスキングした状
態で上記と同様に電着を行わせれば良い。このようにし
て得られた球状の多孔質金属層１６を先端に有する管１
５は、例えば筆記具のペン先やドットプリンタの印字ヘ
ッド等の用途に利用することができる。

【００３５】さらに、図示及び詳しい説明は省略する
が、電鋳加工により例えば真空成形用の多孔質成形型を
製造することもできる。この多孔質成形型は、成形品と
同一外形を有する被電着物たる母型の表面に、金属を多
孔状に電着させ、その後、多孔質電着金属層を母型から
剥がすことにより多孔質成形型を得ることができる。こ
の場合、電鋳加工の中断，再開が可能となる。尚、母型
の表面を導電部と絶縁部とのいわば微細な斑状とするポ
ーラス化用処理を行っておくようにすればより一層効果
的である。

【００３６】その他、本発明は上記し且つ図面に示した
実施例に限定されるものではなく、種々の材質や形状の
被電着物に対して、電着金属の多孔質化を図ることがで
き、その電着金属層の厚みや形状、気孔の大きさや数量
なども種々変更することができる。この場合、本発明に
よるメッキ層の表面の外観は、金属的な派手な光沢では
なく、いぶし銀の如きくすんだ落着いた色調となり、意
匠上の効果を得ることもできる。

【００３７】また、電着金属の種類としても、ニッケル
はもとより、金，銀，銅，クロム，亜鉛，錫等の様々な
ものがあるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変形が可能である。そして、本発明の金属の電着方
法を用いて得られる製品は、今後、様々な分野，用途に
広く利用することができる可能性がある。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の金属の電着方法によれば、電解液にイオン移動度の高
い陽イオンと陰イオンとを組合わせた電解質からなる添
加剤を添加すると共に、表面張力を大きくする界面活性
剤を添加するようにしたので、被電着物の表面のポーラ
ス化用処理の有無にかかわらず、電着金属の多孔質化を
十分に図ることができ、その製品は広い用途に利用する
ことができるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、多孔質金属板
の部分的な拡大縦断面図

【図２】電気メッキ装置を概略的に示す図

【図３】本発明の他の実施例を示すプラスチック板の部
分的な拡大縦断面図

【図４】異なる他の実施例を示す拡大正面図

【符号の説明】

図面中、１は電気メッキ装置、２はメッキ槽、３は電解
液、４は陽極、５，１１，１５は被電着物、６は直流電
源、７，１３，１６は多孔質電着金属層、８は多孔質金
属板、１２は導電層を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属イオンを含む電解液中に、陽極及び
   被電着物を配置し、それら陽極と被電着物との間に電流
   を流すことにより、前記被電着物に金属を電着させる方
   法において、前記電解液に、イオン移動度の高い陽イオ
   ンと陰イオンとを組合わせた電解質からなる添加剤を添
   加すると共に、表面張力を大きくする界面活性剤を添加
   することにより、電着金属の多孔質化を図るようにした
   ことを特徴とする金属の電着方法。
2. 【請求項２】 添加剤は、ハロゲン化水素酸からなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の金属の電着方法。
3. 【請求項３】 界面活性剤は、低級脂肪酸，高級アルコ
   ール及び低級アルコールのうちの１種以上又はその誘導
   体を含んでなることを特徴とする請求項１又は２のいず
   れかに記載の金属の電着方法。