JPS5821034B2 - コウシツニツケルノデンチヤク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニッケルの電着方法に関し、さらに詳細には電
着し得る硫黄を実質的に含まずかつニッケルの硫黄を含
有しない硬質電着を得ることが出来る電気メッキ浴から
硬質ニッケル析出物を電着させることに関する。

「硬質ニッケル析出物」とはそれ自体電鋳成形品として
または基体上の析出物として有効な機械特性を有する普
通厚さ２００乃至３０００ミクロンのニッケル電着物を
言う。

これらの有効な機械的特性は普通より薄い装飾用析出物
について考えられる光沢、平滑等の美的特性と全く別異
のものである。

硬質ニッケル電着物を得ることの出来る２つの主要な公
知方法が存在する。

第１の方法は還元可能な硫黄化合物を含有する電気メッ
キ浴からニッケルと共に硫黄（または硫黄化合物）を共
析出させることを包含する。

この方法で得られる硫黄含有析出物は、約３００℃また
はそれ以上の温度に加熱されると脆くなるという欠点を
有する。

もう１方のニッケル電着物の硬度を増大させる主な公知
方法はニッケルおよび最大約４０％（全析出物の重量基
準）のコバルトを共析出させる方法である。

このように最大約４０係のコバルトを含むニッケルとコ
バルトの共析物は純ニッケルの析出物よりも硬い。

しかしコバルトを含有する物質は核用途Ｑこは用いえな
い。

従ってこのような硬い析出物を得る従来方法は有効では
ない。

又コバルトはしばしば非常に高価になるためニッケルー
コバルト共析物は有効ではないのである。

ニッケル電着物の硬度を増大させるこれらの主要な公知
方法および他の公知方法に関する有効な議論は、１９７
０年口パートドレーパ、−リミテッド（ＲｏｂｅｒｔＤ
ｒａｐｅｒ Ｌｔｄ、 ）より出版されたアール・プル
ガ゛（Ｒ，Ｂｒｕｇｇｅｒ）著、「ニッケルメッキ」ニ
記載されている。

いまや、ニッケル電気メッキ浴にある有機添加剤を比較
的少量含才せると電着物の硬度を増大させることが可能
となりしかも加熱Ｑこより電着物は脆化せずかつ電着物
にコバルトを混入させる必要のないことが見出された。

本発明の目的は、硬質の硫黄を含有しないニツケル電着
物を形成する新規な方法を提供することである。

他の目的および利点は次の記載から明らかζこなろう。

一般に、本発明は特殊のニッケル含有電解液を用いて硬
質ニッケルを電着させる方法を意図するもので、この特
殊電解液は１乃至８ ｊ！／ｌの有機の耐加水分解性芳
香族の硫黄を含有しないカルボン酸アミドを含有するこ
とを特徴とし、上記方法は少なくとも５０ミクロンの厚
さでニッケルを電着させるのに十分な時間待われること
を特徴とする。

本発明で有効な電解液は１乃至４ ｇ／ｌの芳香族アミ
ドを含有するのが有利である。

メッキ中の陰極電流密度は約０．５乃至５０アンペア／
ｄｍ”であることが出来る。

又メッキ時の温度は通常３０〜７０℃の範囲に保たれる
。

本発明で使用出来る硫黄を含有しない芳香族カルボン酸
アミドは環子飽和を除いて飽和したアミドで、ベンズア
ミド、フタルアミドおよび馬尿酸である。

同じ特性の他の芳香族アミドとして置換４ベンズアミド
たとえばオルトメチルベンズアミド、パラメチルベンズ
アミド、メタメチルベンズアミドおよびサリチルアミド
、フタル酸のへミアミド、フタルイミド、ニコチンアミ
ド等が挙げられる。

特に、約１乃至約８ ｇ／１３の馬尿酸を含有する二。

ツケル電解液が本発明により意図される。

芳香族アミドを含有する本発明Ｑこより使用される電解
液はニッケルの電着が可能な任意の水性電解液であるこ
とが出来る。

さらに詳細には、本発明で有効な電解液はワットまたは
スルファメート。

型であることが出来る。

これらの種類の浴の典型的組成は典型的な操作条件と共
に第１表に示す。

当業者は知っているように、このような浴は任意の導電
性基体であることが出来る陰極上にニッケルを析出させ
るために実質的に一方向電流を用いて使用される。

浴が付着が必須であるメッキまたは沈着にまたは基体と
析出物間で一時的結合のみが必要な電鋳に使用すること
が出来る。

任意の形の陽極を用いることが出来、特に有効な形は少
量の硫黄を含みかつチタンバスケットに保持されたニッ
ケルの円板である。

周期的電流逆転、高電流密度における高攪拌、析出物中
への異物粒子の包含等を包む一般的なメッキ技術をすべ
て使用することができる。

当業者が本発明をより良く理解出来るように、次に本発
明の詳細な説明する。

電着ニッケルの室温硬度に及ぼす添加剤濃度の効果を研
究するために、ワット型温で種々の水準の添加剤を用い
て一連の実験を行った。

これらの実験は硫酸ニッケル６水化物濃度約３００ ｉ
／１１塩化ニッケル６水化物濃度６０９／１１硼酸濃度
約３０ ｇ／ｌ、表面張力を３５ダイン／ｃｒｒＬ以丁
に保持する濃度の湿潤剤（ジュポノール（ＤＵＰＯＮＯ
Ｌ）ＭＥ）を含有し、ｐＨ約４．０、電流密度的５．４
Ａ／ｄ２および温度約６０℃の浴で行った。

析出物の硬度は厚さ約１００乃至１５０ミクロンの析出
物についてツーコン（Ｔｕｋｏｎ）微小硬度計を用いて
５００ｇ荷重およびヌープ圧子（ヌープ硬度数ＫＨＮ）
で測定した。

これらの実験結果を第■表に示す。

第■表は、約１乃至約８ｇ／ｌの濃度水準で芳香族アミ
ドはワット型温から形成したニッケル電着物の硬度を増
大させるのに有効であるが、しかし脂肪族アミド、アセ
トアミドは有効でないことを示す。

第■表に示す約４００ ＫＨＮの硬度を有するニッケル
析出物を３００℃および６００℃で熱処理すると硬度の
低下が起った。

３００℃で４時間後、室温硬度は２７０乃至３６０ＫＨ
Ｎに低下し、６００’Ｃで４時間後室湛硬度は約１２０
乃至１５０ＫＨＮであった。

熱処理した硬質ニッケル析出物はすべての場合同様に熱
処理したワットニッケルより硬かった。

硬質ニッケル析出物を熱処理した際脆化の徴候は見られ
なかった。

このことは熱処理試料の満足な曲げによって証明された
。

＊第■表に詳述した硬質ニッケル析出物に関して
なされたもう１つの観察は、１乃至４ ｇ／１３の濃度
範囲を越えるとベンズアミドもフタルアミドもニッケル
電着物の内部引張応力を低下させ、一方馬尿酸は添加剤
を含まないワット浴から析出したニッケルに比較して内
部引張応力を増大させたという事実である。

ニッケルスルファメートとして８１．０ｇ／ｌのニッケ
ル、７．５ｇ／ｌの塩化ニッケル６水化物、３７、５
ｇ／ｌの硼酸および同じ量の湿潤剤を含有するスルファ
メート浴を用いて同様のテストを行った。

ｐＨ４，０および温度６０℃に保持されたこの浴から電
流密度２．７ Ａ／ ｄ ｍ”で析出を行った。

これらの条件下で浴の添加剤を変えて形成した厚い析出
物の硬度試験の結果を第■表に示す。

スルファメート浴から形成した硬質ニッケル析出物の内
部応力を研究すると、馬尿酸はベンズア。

ミドに比較してより大きな程度内部応力を増大させるこ
とが分る。

析出物の高内部引張応力が望ましいようなまれな場合を
除いて、ニッケルスルファメートメッキ浴中の芳香族ア
ミド濃度は約１乃至約５ ｇ／ｌの範囲に保持するのが
有利である。

。スルファメート浴に関して電流密度、メッキ温度およ
びメッキ浴ｐＨの変化が種々の濃度水準の馬尿酸で析出
したニッケル電着物の硬度および内部引張応力に及ぼす
効果を測定するために、本発明の他の実施例を行った。

これらの実施例を行って・得られたデータを次の表に示
す。

これら追加実施例の第１組は前述の温度６０℃およびｐ
Ｈ４，０に保持された特定のスルファメート浴で電流密
度および馬尿酸含量を変えて実施した。

得られたニッケル析出物の室温硬度（析出したままの状
態）をヌープ硬度数でかつ内部応力をヘクトバール（ｈ
ｅｃＬｏｂａｒｓ 、 （ｈｂａｒ乃で示した試験結果
を第■表に示す。

追加実施例の第２系列はｐＨ４，０の同じ浴を用い、電
流密度は２．７ Ａ／ ｄｍ”とし、馬尿酸濃度と温度
を変えた。

第■表に示した種類の結果を第ｖ表に示す。

追加実施例の第３系列は６０℃に保持された同じスルフ
ァメート浴を用い、陰極電流密度を２．７Ａ／ｄｍ”と
し、馬尿酸濃度とｐＨを変えた。

第■表およびｖ表に示した種類の結果を第■表に示す。

本発明によれば第■表は、スルファメート浴中の約１．
５乃至約３．０ｊ！／ｌの馬尿酸濃度と共に約１乃至約
５ Ａ／ ｄｍ’の電流密度を用いることにより、内部
応力が最小限の非常に有用な硬質ニッケル電着物を得る
ことが出来ることを示す。

第ｖ表は、温度が析出ニッケルの硬度に影響を与える可
能性があり、したがって最適結果を得るには注意深く制
御されなければならないことを示す。

第■表はｐＨが４乃至５の範囲内で増大するに一つれて
任意の一定の馬尿酸濃度について硬度も内部応力も増大
することを示す。

本発明はニッケルメッキ浴中の耐加水分解性芳香族アミ
ドの濃度Ｑこついて記載したが、メッキ浴は添加物質の
みならず、不可避の水との少量の反応に基づく加水分解
生成物およびイオン化生成物を含有することは当業者は
理解しよう。

本発明のメッキ浴は長期間たとえば約４週間の電着にわ
たって安定であることが分った。

この期間中、芳香族アミドの濃度は約８ ｇ／ＩＪから
約５．５ｇ／１３に減少した。

加水分解生成物またはイオン化生成物の蓄積が実際に起
ってもこのような蓄積の有害効果は検出されなかった。

所望なら、活性炭で処理することにより電気メッキ浴か
ら芳香族アミドを効果的に除去することが出来る。

馬尿酸を含有するスルファメート浴から得た電着物の不
純物を分析したが、有害水準の不純物は検出されなかっ
た。

電気メッキ浴の馬尿酸含量に関連してニッケル析出物を
分析した典型的な不純物含量を重量係で表わしたものを
第■表に示す。

他のテストとしてサリチルアミドで飽和したスルファメ
ート浴からニッケル析出物を形成したが、このも−のは
約３４３の硬度を示した。

本発明は好ましい実施態様に関連して記載したが、もち
ろん当業者が理解するように本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなく修正および変更が可能である。

このような修正および変更は本発明の範囲内に入るもの
と考えられる。

実施態様 け）浴がベンズアミド、フタルアミドまたは馬尿酸の１
つまたはそれ以上を特徴する特許請求の範囲に記載の方
法。

（２）浴がニッケルを主としてサルフェートまたはスル
ファメートとして含有しかつ最大約６０℃の温度で保持
される、特許請求の範囲に記載の方法。

（３）浴が約１．５乃至約３ ｇ／ｌの馬尿酸を含有し
、かつ陰極電流密度が約０．５乃至約ｓ、ｏＡ／ａｍ”
の範囲に保持される、前記第（２）項に記載の方法。

（４）ニッケル塩の他に約１乃至約８ ｇ／ｌの馬尿酸
を含有する水性ニッケル電気メッキ浴。

（５）約１乃至約４ｇ／１２の馬尿酸を含有する、前記
第（４）項記載の水性ニッケル電気メッキ浴。

（６）硫酸ニッケルを含有する、前記第（４）項に記載
の水性ニッケル電気メッキ浴。

（カ ニッケルスルファメートを含有する、前記第（５
）項に記載の水性ニッケル電気メッキ浴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ニッケル塩の他に１乃至８ｇ／／ｌの有機の耐加水
   分解性である硫黄を含有しない芳香族カルボン酸アミド
   を含有する水性ニッケルメッキ浴より陰極電流密度０．
   ５乃至５０Ａ／ｄｍ”および温度３０乃至７０℃で少な
   くとも５０ミクロンの厚さの析出物を形成するに十分な
   時間電気メッキを行って硬質ニッケル電着物を形成する
   方法。