JPH09202994A

JPH09202994A - 電気めっき装置

Info

Publication number: JPH09202994A
Application number: JP1057496A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Akino; 久則秋野; Toshinori Ozaki; 敏範尾崎; Toshinobu Nakamura; 敏信中村; Masakazu Narasaki; 雅和楢崎
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】スマット成分を完全に除去できず、めっき膜
の剥がれが生じ易い。また、酸洗直後の銅合金の被めっ
き材表面に溶存酸素を含む水滴が付着すると、銅酸化物
が生成され、めっき膜の密着性を阻害する。更に、通電
状態のままＮｉめっき浴に浸漬すると、めっき剥がれが
生じ易い。【解決手段】前処理工程に設けられて水洗水が供給さ
れる水洗槽１０１には、水洗槽１０１に搬入された被め
っき材１０４に対し超音波振動を付与して前記被めっき
条材の表面を超音波洗浄して酸洗及び水洗で除去できな
かったスマット成分を除去する超音波振動発生部１０７
が設けられる。この水洗槽１０１に対し、半密閉状態に
して水切りブラシ１０８を内蔵した水切り槽１０２が連
結され、水洗槽１０１から搬入された被めっき材１０４
の表面の水分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気めっき装置、
特に、ニッケル（Ｎｉ）めっきを行うための電気メッキ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、長尺の銅合金被めっき条材の表
面にＮｉめっきを施す場合、そのための電気めっき装置
は、脱脂槽、水洗槽、酸洗槽、第２の水洗槽、水切り
槽、めっき槽、及び後処理装置等を備えて構成されてい
る。前処理を行う複数の槽は、被めっき条材にめっきが
均一かつ均質に形成され、時間が経過してもめっきが剥
がれないようにするため、被めっき条材の表面を予め処
理するために用いられる。

【０００３】図４は従来のめっき装置の水洗槽と水切り
槽の構成を示す斜視図である。箱形の水洗槽２０１（内
部には水が満たされている）と、箱形の水切り槽２０２
（内部は空間になっている）は連結され、その長さ方向
の各壁面には、帯条の被めっき材２０３（銅合金条材）
が通過可能なスリット状の開口（不図示）が設けられて
いる。水洗槽２０１の上部には少なくとも１本の配水管
２０４が挿入され、水洗槽２０１内に清浄水を供給して
いる。また、水切り槽２０２内には、被めっき材２０３
を両側から介挿する一対の水切りブラシ２０５が立設さ
れている。

【０００４】図４の装置では、まず、被めっき材２０３
が水洗槽２０１に連続的に搬入され、この水洗槽２０１
で被めっき材２０３の水洗いが行われ、そのまま水切り
槽２０２へ搬入される。水切り槽２０２では、被めっき
材２０３の表面に付着する水滴を拭き取り、次工程のめ
っきに備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電気め
っき装置によると、銅合金条材に電気めっきされたＮｉ
膜の剥がれ不良を生じることが珍しくない。この原因に
ついて検討したところ、酸洗或いは水洗工程において、
銅合金条材に当初から含まれるスマット成分（合金、特
にＦｅ、Ｐを含む合金は材料そのものにＦｅｘＰ粒子等
のスマット成分を含む）を完全に除去できず、スマット
の存在に起因して剥がれることが判明した。

【０００６】また、酸洗直後の活性な銅合金表面に溶存
酸素を含む水滴が付着すると、その下方で腐食反応によ
り水縞状に銅酸化物が生成され、この銅酸化物がＮｉめ
っき膜の密着性を阻害することも判明した。また、通電
状態のままＮｉめっき浴に浸漬すると、その初期段階で
カソード反応によって銅合金条材の表面では、Ｎｉの析
出のほか、水酸化物イオンが生成され、材料表面に接近
した溶液のｐＨは僅かに且つ短時間にアルカリ性にな
る。一般に、めっき液中にはｐＨ緩衝剤として大量のほ
う酸が添加されており、通常状態ではｐＨ変動は生じ難
い。しかし、以下の条件を満足した場合、ｐＨの変動が
生じ易くなり、Ｎｉめっき膜の密着性を低下させる因子
である水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）₃）粒状物質が析
出し易くなり、めっき剥がれを促進させる。

【０００７】（ｉ）銅合金表面上に水が付着している状
態でＮｉめっき浴中に浸漬された場合、めっき液が薄ま
り、ｐＨ緩衝作用が低下する。（ii）上記（ｉ）の状態で高電流密度が付与された場
合、水酸化物イオンが生成し易くなり、ｐＨ変動が生じ
易くなる。そこで本発明は、スマット成分又は水酸化物生成の少な
くとも一方の防止を図り、高品質のめっき製品を得るこ
とのできる電気めっき装置を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、銅合金の被めっき条材に対して水洗
処理を含む前処理を行った後、前記被めっき条材の表面
に電気めっきを施す電気めっき装置において、前記水洗
処理を行うために水洗水が供給される水洗槽と、前記水
洗槽に搬入された前記被めっき条材に対し超音波振動を
付与して前記被めっき条材の表面を超音波洗浄する超音
波振動発生部と、前記水洗槽に連結され、前記水洗槽か
ら搬入された前記被めっき条材の表面の水分を除去する
水分除去手段を備えた水切り槽とを備えた構成にしてい
る。

【０００９】この構成によれば、水洗槽において超音波
による振動及び水吐出による被めっき条材の強制洗浄が
行われ、被めっき条材表面に付着した酸化物及びスマッ
ト成分（ＦｅｘＰ）が除去される。前記水洗槽に供給さ
れる水洗水は、その溶存酸素が０．１ｐｐｍ以下である
ことが望ましい。水洗水中の溶存酸素は、例えば、０．
２ｐｐｍ程度になると、めっき剥がれが急激に大きくな
る。しかし、０．１ｐｐｍ以下であれば、実用上無視で
きる程度のめっき剥がれになる。

【００１０】また、上記の目的は、銅合金の被めっき条
材に対して水洗処理を含む前処理を行った後、前記被め
っき条材の表面に電気めっきを施す電気めっき装置にお
いて、前記水洗処理を行うために、水洗水が供給される
水洗槽と、前記水洗槽に連結され、前記水洗槽から搬入
された前記被めっき条材の表面の水分を除去する水切り
槽と、前記水切り槽の後段に配置され、前記水切り槽か
ら搬入された前記被めっき条材に対し、めっき液を非導
電状態で吹き付けるめっきシャワー槽と、前記めっきシ
ャワー槽の後段に配置され、前記被めっき条材に電気め
っきを施す電気めっき槽を備えた構成によっても達成さ
れる。

【００１１】この構成によれば、水切りが行われた後の
被めっき条材に対し、めっき槽に送られる前に導電しな
い状態のめっき液が吹き付けられることにより予浸漬が
行われ、水切りが不十分な状態で電気メッキが行われる
のを防止することができる。この結果、水酸化物の生成
を防止することができる。この場合、前記電気めっき槽
は、前記被めっき条材の長手方向における電流密度が前
記めっき槽の入口側で定格値の１／４以下、出口側で定
格値に設定されていることを特徴とすることにより、被
めっき条材のホットコンタクトが回避される。

【００１２】更に、上記の目的は、銅合金の被めっき条
材に対して水洗処理を含む前処理を行った後、前記被め
っき条材の表面に電気めっきを施す電気めっき装置にお
いて、前記水洗処理を行うために、溶存酸素が０．１ｐ
ｐｍ以下の水洗水が供給される水洗槽と、前記水洗槽に
搬入された前記被めっき条材に対し超音波振動を付与し
て前記被めっき条材の表面を超音波洗浄する超音波振動
発生部と、前記水洗槽に対して半密閉状態に連結され、
前記水洗槽から搬入された前記被めっき条材の表面の水
分を除去する水切り槽と、前記水切り槽の後段に配置さ
れ、前記水切り槽から搬入された前記被めっき条材に対
し、めっき液を非導電状態で吹き付けるめっきシャワー
槽と、前記めっきシャワー槽の後段に配置され、前記被
めっき条材に電気めっきを施す電気めっき槽を備えた構
成によっても達成される。

【００１３】この構成によれば、水洗槽において超音波
による振動及び水吐出による被めっき条材の強制洗浄が
行われ、被めっき条材表面に付着した酸化物及びスマッ
ト成分（ＦｅｘＰ）が除去される。また、水切りが行わ
れた後の被めっき条材に対し、めっき槽に送られる前に
導電しない状態のめっき液が吹き付けられることにより
予浸漬が行われ、水切りが不十分な状態で電気メッキが
行われるのを防止することができ、水酸化物の生成が防
止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明による電気めっき装
置の水洗部と水切り部の構成を示す斜視図である。密封
箱形の水洗槽１０１には、水切り槽１０２とＮｉめっき
シャワー槽１０３を一体化した槽が連結（水洗槽１０１
側に水切り槽１０２が連結）されている。水洗槽１０
１、水切り槽１０２及びＮｉめっきシャワー槽１０３の
各々の長さ方向（通板方向）の各壁面には、帯条の被め
っき材１０４（銅合金条材）が通過可能なスリット状の
開口（不図示）が縦方向に設けられている。

【００１５】水洗槽１０１の上部には、水洗槽１０１内
へ洗浄水を供給するための２本の配水管１０５（２本に
限定されるものではない）が挿入されている。更に、水
洗槽１０１内には被めっき材１０４に面して水を吹き付
けるスプレー治具１０６が設置され、被めっき材１０４
の上部には超音波振動子１０７（超音波振動発生部）が
設置されている。

【００１６】更に、水切り槽１０２内には、被めっき材
１０４を両側から介挿し、起毛部の先端が被めっき材１
０４に接触する構造の一対の水切りブラシ１０８（水分
除去手段）が立設されている。また、Ｎｉめっきシャワ
ー槽１０３内には、めっき液を噴出する複数の噴流ノズ
ル部１０９が被めっき材１０４の両側に設置されてい
る。

【００１７】図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、
水洗槽１０１におけるスプレー治具１０６の構造及び超
音波振動子１０７の設置状況を示している。スプレー治
具１０６はＵ字形の断面形状を有し、このＵ字形内に被
めっき材１０４が配設される。スプレー治具１０６の底
部には、その内部に水を供給するための水供給口１０６
ａが設けられている。また、被めっき材１０４に面して
複数の吐出口１０６ｂが被めっき材１０４に均一に水が
当たるように配設されている。超音波振動子１０７は被
めっき材１０４に近接して配設され、被めっき材１０４
に超音波振動を付与する。この超音波振動子１０７を駆
動するために超音波発振器１１０が設けられ、ケーブル
１１０ａにより超音波振動子１０７に接続されている。

【００１８】図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、
Ｎｉめっきシャワー槽１０３における噴流ノズル部１０
９の構造を示している。噴流ノズル部１０９はＵ字形の
断面形状を有し、このＵ字形内に被めっき材１０４が配
設される。Ｕ字形の対向面の各々には被めっき材１０４
に面して複数のノズル１０９ａが設けられている。ま
た、噴流ノズル部１０９の底部には、その内部にメッキ
液を供給するための水供給口１０９ｂが設けられてい
る。

【００１９】次に、以上の構成による本発明の電気めっ
き装置の動作について説明する。まず、脱脂槽、水洗槽
及び酸洗槽を用い、脱脂及び酸洗いを行って清浄化した
被めっき材１０４は、水洗槽１０１へ搬入される。この
水洗槽１０１では、スプレー治具１０６の吐出口１０６
ｂから一斉に水が吐出され、被めっき材１０４の水洗い
を行い、後工程における水切り効果を高めている。同時
に超音波振動子１０７が駆動され、被めっき材１０４に
超音波振動を付与する。このような処置により、スマッ
トを容易に除去することができる。

【００２０】次に、被めっき材１０４は水切り槽１０２
へ搬入され、水切りブラシ１０８によって両面の水滴等
が除去される。この後、被めっき材１０４はＮｉめっき
シャワー槽１０３へ送られる。Ｎｉめっきシャワー槽１
０３では、噴流ノズル部１０９により被めっき材１０４
の表面にＮｉめっき液をノズル１０９ａから吹き付けら
れる。このＮｉめっき液の吹き付けは非導通状態で行わ
れ、めっきは行われない。電気めっきは、次の搬入先で
あるめっき槽（不図示）において導通状態にすることに
より行われる。したがって、Ｎｉめっきシャワー槽１０
３では、予浸漬が行われることになる。

【００２１】上記したように、水酸化物の生成は、水洗
後の水切りが不十分であり、銅合金条材を導通状態でめ
っき液に浸漬されることに起因する。したがって、めっ
き槽に至る前にＮｉめっきシャワー槽１０３において、
非導通状態でＮｉめっき液を被めっき材１０４に吹き付
けることにより、水酸化物の生成を防止することができ
る。

【００２２】このように、スプレー治具１０６及び超音
波振動子１０７によって銅合金の場合に除去し難かった
スマットが除去され、噴流ノズル部１０９によってＮｉ
めっき液による予浸漬を行うことにより水酸化物の生成
が防止される。

【００２３】

【実施例】図１に示した構成による水洗、水切り、及び
めっき液の予浸漬の後、めっき槽により３μｍ厚になる
ように電流を設定して電気めっきによるＮｉめっきを施
した。Ｎｉめっき液の組成は、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ
₄−６Ｈ₂Ｏ）６０ｇ／ｌ、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ₂
６Ｈ₂Ｏ）３００ｇ／ｌ、ほう酸（Ｈ₃ＢＯ₃）５０ｇ
／ｌの標準的なワット浴である。また、水洗水中の溶存
酸素は０．１ｐｐｍ以下にした。スプレー治具１０６の
吐出口１０６ｂからの水の流速を５ｍ／ｓ、噴流ノズル
部１０９の噴流ノズル部１０９からのめっき液の流速を
２ｍ／ｓに設定した。更に、めっき槽内の電流密度は、
槽入口側を定格値の１／４以下にし、中央から槽出口側
を定格値にした。

【００２４】ここで、上記条件において、水洗水の溶存
酸素を０．１〜１．０ｐｐｍの範囲で変化させて実験を
行ったところ、０．５ｐｐｍ以上では約２０％がＮｉめ
っき膜剥がれになったのに対し、２０ｐｐｍ以下では約
１％以下に減少した。次に、水洗槽と電気めっき槽間の
被めっき材搬送路容器を非半密閉構造にして実施したと
ころ、空気中の酸素が被めっき材に反応し易くなり、約
１８％のＮｉめっき膜剥がれが生じた。好ましくは、水
洗槽と電気めっき材搬送路容器を空気中の酸素の影響を
できるだけ少なくするため、非密閉構造にすることが望
ましい。また、搬送路容器内を脱気水のミストで充満さ
せ、水洗工程に超音波洗浄装置を取り付けた結果、Ｎｉ
めっき膜剥がれ不良は約１％以下に減少した。

【００２５】更に、噴流ノズル部１０９を取り外してＮ
ｉめっきを行ったところ、約２２％のＮｉめっき膜剥が
れが生じた。一方、噴流ノズル部１０９を取り付けた後
は、約１％以下に減少した。また、水洗槽、被めっき材
搬送路容器、めっき液吹き付けの各工程において条材の
幅方向の配置を重力に対し、３０°〜９０°の範囲で変
化させてめっきを行ったところ、４５°以下に配置する
ことが有効であることが確かめられた。

【００２６】次に、めっき槽の入口側の電流密度をホッ
トコンタクトを避けるために、定格の１／２、１／３、
１／４に変化させてめっきを行ったところ、１／３以上
ではホットコンタクト条件を回避することが困難であ
り、１／４が有効であることが確かめられた。更に、図
２の構成において、スプレー治具１０６から吐出する水
のｐＨを２〜８に変化させてめっきを行ったところ、ｐ
Ｈ５以下のときに好結果が得られた。また、図３の構成
において、噴流ノズル部１０９からめっき液吹き付けた
後、最終的に形成したＮｉめっき膜にセロハンテープを
貼着して剥離試験を行った。その結果、Ｎｉめっき膜剥
がれの生じていないことが確かめられた。

【００２７】そして、上記のめっき方法により３ロット
の試料を作成したところ、従来技術によるものでは約３
０％のめっき膜剥がれ不良が生じていたのに対し、本発
明によれば１％以下であり、本発明の定量的な効果が確
かめられた。

【００２８】

【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、水洗槽において超音波振動及び水吐出による被めっ
き条材の強制洗浄が行われ、被めっき条材表面に付着し
た酸化物及びスマット成分が除去される。また、水切り
槽から搬入された被めっき条材に対し、めっき液を非導
電状態で吹き付ける噴流ノズル部を備えためっきシャワ
ー槽を備えた構成により、めっき槽に送られる前に被め
っき条材に対する予浸漬が行われ、水切りが不十分な状
態で電気メッキが行われるのを防止することができ、水
酸化物の生成を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気めっき装置の水洗部と水切り部の
構成を示す斜視図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図４】従来のめっき装置の水洗槽と水切り槽の構成を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１０１水洗槽１０２水切り槽１０３Ｎｉめっきシャワー槽１０４被めっき材１０６スプレー治具１０７超音波振動子１０８水切りブラシ１０９噴流ノズル部１１０超音波発振器

フロントページの続き (72)発明者楢崎雅和茨城県日立市助川町３丁目１番１号日立電線株式会社電線工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅合金の被めっき条材に対して水洗処理を
含む前処理を行った後、前記被めっき条材の表面に電気
めっきを施す電気めっき装置において、前記水洗処理を行うために水洗水が供給される水洗槽
と、前記水洗槽に搬入された前記被めっき条材に対し超音波
振動を付与して前記被めっき条材の表面を超音波洗浄す
る超音波振動発生部と、前記水洗槽に連結され、前記水洗槽から搬入された前記
被めっき条材の表面の水分を除去する水分除去手段を備
えた水切り槽とを具備することを特徴とする電気めっき
装置。
【請求項２】前記水洗槽に供給される水洗水は、その溶
存酸素が０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求
項１記載の電気めっき装置。
【請求項３】銅合金の被めっき条材に対して水洗処理を
含む前処理を行った後、前記被めっき条材の表面に電気
めっきを施す電気めっき装置において、前記水洗処理を行うために、水洗水が供給される水洗槽
と、前記水洗槽に連結され、前記水洗槽から搬入された前記
被めっき条材の表面の水分を除去する水切り槽と、前記水切り槽の後段に配置され、前記水切り槽から搬入
された前記被めっき条材に対し、めっき液を非導電状態
で吹き付けるめっきシャワー槽と、前記めっきシャワー槽の後段に配置され、前記被めっき
条材に電気めっきを施す電気めっき槽を具備することを
特徴とする電気めっき装置。
【請求項４】前記電気めっき槽は、前記被めっき条材の
長手方向における電流密度が前記めっき槽の入口側で定
格値の１／４以下、出口側で定格値に設定されているこ
とを特徴とする請求項３記載の電気めっき装置。
【請求項５】銅合金の被めっき条材に対して水洗処理を
含む前処理を行った後、前記被めっき条材の表面に電気
めっきを施す電気めっき装置において、前記水洗処理を行うために、溶存酸素が０．１ｐｐｍ以
下の水洗水が供給される水洗槽と、前記水洗槽に搬入された前記被めっき条材に対し超音波
振動を付与して前記被めっき条材の表面を超音波洗浄す
る超音波振動発生部と、前記水洗槽に対して半密閉状態に連結され、前記水洗槽
から搬入された前記被めっき条材の表面の水分を除去す
る水切り槽と、前記水切り槽の後段に配置され、前記水切り槽から搬入
された前記被めっき条材に対し、めっき液を非導電状態
で吹き付けるめっきシャワー槽と、前記めっきシャワー槽の後段に配置され、前記被めっき
条材に電気めっきを施す電気めっき槽を具備することを
特徴とする電気めっき装置。