JPS5887296A - ステンレス鋼に直接金メツキを施す方法 - Google Patents

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】 本発明は、ステンレス鋼の金属素地を侵食することなく
、密着性と美観及び耐食性に優れた金メッキをステンレ
ス鋼に直接行うことができる新規な金メ”ツキする方法
に関する０ステンレス鋼に金メッキする場合、一般金属
の前処理と同様に清浄化と活性化を行う事は不可欠のも
のであるが、ステンレス鋼は特に特殊な不動態化皮膜が
表面に存在するので、此の皮膜を完全に除去する必要が
ある。

又、此の不動態化皮膜は、酸液によって除去しても、水
中或は空気中で再びステンレス鋼表面に形成してメッキ
の密着性を妨げるので、活性化処理からメッキ作業に至
る迄の工程中、此の皮膜の再形成を防止する工夫が必要
である。

不動態化皮膜が再形成する顕著な原因の一つに活性化処
理後の水洗があげられる。すなわち活性化処理後水洗す
ると、ステンレス鋼表面から水分が流れ落ちる所謂水ノ
・ネ現象が起きてステンレス鋼表面を乾燥した状態にし
、皮膜の再形成が生じる。

一ステンレス鋼の表面に形成されている不動態化皮膜は
、単純な金属酸化物ではなく、クロムと鉄の合金によっ
てできたガラスの性質に近い非晶質の皮膜であり、しか
も此の皮膜は５０Ａ〜５０Ａと云う極めて薄い特殊な皮
膜である０此の皮膜がステンレス鋼独特の防錆効果をも
たらすので今るが、その反面メッキする場合には此の皮
膜が邪魔をする。従って、銅や鉄に対する今迄の一般的
な金属表面活性化で−は良好なメッキは不可能である。

このためステンレス鋼に金メッキする方法として従来か
ら種々研究されているが、直接金メッキする良好なメッ
キ法は今迄に見当らない。

現在、種々の欠点を無視して行われている金メツキ法は
次の２つの方法である。

第１の方法は、ステンレス鋼ヲ洟度の高い塩酸或は硫酸
の単独又は此の混酸金主とした酸液に他の有機酸、無機
酸を加えた酸液で７０℃〜９０℃の高温中に浸漬して活
性化を行った後、銅を無電解メッキし、次にニッケルを
メッキし、此の上に金をメッキする３重メッキ法か、同
様にして活性化後電解或は無電解ニッケルを施し、次に
金をメッキする２重メッキ方法である。

第２の方法は、塩酸３，０〜４０係に弗酸１〜７φを加
えた混酸で電解研摩全行って活性化した後、直接金メッ
キする方法である。

しかし乍ら、上記の２方法には共に避けられ酸によるも
のであるため、表面の不動態化皮膜は除去できるが、更
に進ん：ｃ５＜テンレス鋼の素地を侵食する。特に第２
の方法では弗酸を使用するので此の酸洗過多現象は著し
く、鏡面仕上したステンレス鋼表面を曇らせて汚い表面
とする。従って、酸洗過多による肌荒れ−を生じたステ
ンレス鋼に金メッキすることになり、゛メッキ後の表面
光沢はぐもった状態となって美しい光沢メッキは不可能
である。、又、此の肌荒れ現象はメッキ面ニヒンホール
を起す原因となるので、耐食性が悪く、サビの発生が早
い欠点もある〇更に、電子部品用などの極細ステンレス
鋼線への金メッキの場合には、酸洗過多によって線径を
細く且つ不揃いにし、過度の活性化では線径１０μｍ位
のものを溶解してしまう欠点がある。

以上のようにステンレス鋼は強酸の浸漬又は電解研摩で
顕著な酸洗過多現象を起すが、これはステンレス合金中
のクロムが酸液中で選択腐食を起すためであ勺、クロム
分子がステンレス鋼表面から溶出し、粗い表面状態とな
るのである。

また、ニッケルを下地メッキすると、硬度が高く、展延
性に劣る欠点がある。ニッケルは、折り曲げるとクラッ
クが発生し、これに伴って上層の金もクラックが起きる
ので、電気伝導性及び耐食性を極めて悪くする。特に電
子部品に応用する場合、ニッケルの磁性が電子器機の性
能に悪影響するので、ニッケルの下地は好ましくない。

一本発明者は、以上の欠点をなくしステンレス鋼表面を
あらすことなく、従って鏡面仕上面も損わず、極細のス
テンレス鋼線も線径を損うことなく、優れた直接金メッ
キを施す方法を長期間に亘り模索研究の結果、本発明を
完成したものである０ すなわち、理想的な直接金メツキ条件は、ステンレス鋼
の表面に形成されている極めて薄い不動態化皮膜のみを
除去し、酸がステンレス鋼の素地に侵入してクロムの選
択腐食を起させず、且つ活性化後水洗しても表面は水ハ
ジキ現象が起らず、ステンレス鋼表面を完全な活性化状
態とし、この活性化状態を金メツキ工程に入る迄の時間
中持続させることである。本発明者は、此の理想的条件
の具現化のため、新規な酸性活性化浴を開発すると共に
、該浴中にてステンレス鋼被メッキ物を常温で浸漬処理
する第１工橡全行い、次いで陰極電解浴を用いて陰極電
解処理する第２工程を行った後、酸性メッキ浴にて金メ
ッキを施す方法を開発したものである。

すなわち本発明は、無機醗類、有機酸類、ピロリドン誘
導体、アセチレングリコール類、非イオン界面活性剤を
配合した散性活性化浴を用いて被メッキ物を浸漬処理す
る第１工程と、陰極電解浴を”用いて陰極電解する第２
工程とにより表面活性化処理°−ヲ施した後、酸性金メ
ッキ浴によシ直接電気メッキを行うことを特徴とするス
テンレス鋼に直接金メッキを施す方法に関するものであ
る０ 本発明に於いて浸漬部゛理に使用する酸性活性化浴は、
無機酸類、有機酸類、ピロリドン誘導体、アチソングリ
コール類、非イオン界面活性剤を配合したものである。

その無機酸類とは、塩酸、硫酸、硝酸の混酸で、該混酸
の濃度は余り低くても活性化効果が不充分であり、逆に
余り高いとオーバーピックリングとなり肌荒れを生じる
ため１〜５Ｎ、好ましくは１．５〜４．５Ｎとする。な
お、硝酸はステンレス鋼の不動態化皮膜を形成させる酸
であり、例えば切削加工後などのステンレス鋼に不動態
化皮膜を形成させるために３０係の濃厚硝酸液を用いる
事が定説となっているが、此の反対に硝酸の少量を酸処
理液に混入するとステンレス鋼表面の不動態化皮膜のみ
を除去する補助的効果のあることが本発明者の実験によ
り、判明している。

有機酸類とは、酢酸、修酸の１種以上と、クエン酸、酒
石酸の１種以上との混酸で、該混酸の濃度は余り低いと
活性化効果が不充分であり、また余り高くてもそれほど
効果は上昇せず不経済となるため０．２５〜０．５　Ｎ
　、好ましくは０．５〜α、４Ｎとする。

上記の無機混酸と有機混酸とは当量づつ配合すればよい
。ピロリドン誘導体は、上記の無機酸と有機酸との混合
物の卓越した溶解力と洗浄力により不動態化皮膜及び裏
面酸化物を溶解したものを確実に取り除く作用を果す外
に、アセチレングリコ−２類の可溶化に役立ち、２−ピ
ロリドン、Ｎ−メチ、ルー２−ピロリドン、Ｎ−エチル
−２−ピロリドンの内の１種又は２種以・手の混合物が
用いられ、その使用量は、余り少な過ぎると効果が得ら
れず、多過ぎてもそれほど効果が上昇しないので、酸性
活性化浴全量に対し１〜１５　ｖｏ１４、好ましくは５
〜１０ｖｏ１％とする。

アセチレングリコール類は、肌荒れ防止と水切れ防止の
ために使用され、２−ブチン−１，４−ジオール、２−
ペンチン−１，４−ジオールの１種又は２種の混合物が
用いられ、その使用量は、余り少な過ぎると上記の効果
が得られず、余り多過ぎるとピロリドン誘導体の使用に
拘らず液が混濁するので、酸、性活性化浴全量に対し０
５〜Ｓ　ｗｔチ、好ましくは１〜ｓｗｔ係とする０非イ
オン界面活性剤としては、数多くの種類の中から、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤、好まし
くはポリオキシエチレンラウリルエーテルが選ばれ、そ
の使用量は、余り少な過ぎると表面張力が５０　ｄｙｎ
θ２４−以下にならず浸漬操作上°好ましくなく、逆に
余り多いと不経済であるため、酸性活性化浴全量に対し
０．５〜５　ｗｔ％とする０ ところで活性化処理後水洗すると水ノ１ネ現象を起すが
、これを防止するために各種の界面活性剤を用いて研究
したところ、単独の界面活性剤では適格なものが発見で
きず、単独で最も良ましいポリオキシエチレンアルキル
エーテル系に上記のアセチレングリコール類を配合した
ところ、その相乗効果から水洗しても水ノ・ネを起さず
ステンレス鋼金属表面の全面に水分を残留させ、金メッ
キ工程迄良好な活性化状態を持続し得ることが判明した
。

また、完全な活性化状態の持続時間を実験したところ、
活性化処理後、純水中の浸漬放置では約５０分間、空気
中の放置でも約１０分間はステンレス鋼表面に不動態化
皮膜及び金属酸化物の再発生がなく、各放置後のステン
レス鋼に金メッキをすれば、密着性が良く、均一性に優
れた金メッキが得られることも判明した。

なお、アセチレングリコール類、例へば２−ブチン−１
，４−ジオール、即ちブチンジオールは光沢ニッケルメ
ッキの光沢剤としてニッケルメッキ浴中に０．１〜Ｑ、
６９／を程度混入することは公知であるが、ステンレス
鋼の活性化処理液゛に混入することにより、上記界面活
性剤との相乗効果と同時に、酸液がステンレス鋼表面の
不動態化皮膜を溶解除去し、ついで金属の素地を侵食す
るのを防止するステンレス鋼表面の保護作用をも有する
物質であることを確認している０ 更にブチンジオールが混濁し沈殿し易い欠点があるのを
前記したようにピロリドン誘導体の溶剤類、例えばＮ−
メチル−２−ピロリドンの混入により此の混濁を防止す
る効果のあることが、これ又長期に亘る繰返し実験の結
果判明し、本発明の処理液が安定した処理液であり、長
期間の使用に耐える作業性と経済性に優れた処理液であ
ることが確認さむた。

本発明は上記の如き酸性活性化浴を用いて、ステンレス
鋼被メッキ物を常温にて、１〜１０分の浸漬処理を行う
（第１工程）０この時、超音波照射下で行うこともでき
る。” 本発明では、上記の第１工程の後に陰極電解の第２工程
を行うので゛あるが、この陰極電解浴としては、燐酸、
硫酸、硝酸の無機混酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸
、修改、酢酸め中から選ばれた２種以上の有機濃酸、ピ
ロリドン誘導体、アセチレングリコール・類及−ぴ非イ
オン界面活性剤を配合したものが用いられる。

上記無機混酸の濃度は、１Ｎ未満であると効果がなく、
’ｓＮ’ｅ超えるとオーバーピックリングとなり肌荒れ
を生ずるので、１〜５Ｎとする。

上記有機混酸の濃度は、α２５Ｎ未満であると効果がな
く、０．５　Ｎ　？超えても効果は上昇せず不経済であ
るため、α２５〜α５Ｎとする。

ピロリドン誘導体は、アセチレングリコール類を可溶化
するために使用されるもので、２−ピロリドン、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドンの
内の１種又は２種以上の混合物が用いられ、その使用量
は、陰極電解浴全景のＩ　ＶＯ”Ｌｑｂ　未満であると
効果がなく、１０　ｖｏ１％　以上であっても効果の上
昇はなく不経済であるため、１〜１０　ｖｏ１％　　と
する０アセチレングリコール類は、肌荒れ防止および水
切れ防止のために使用されるもので、２−ブチン−１，
′４−ジオール、２−ペンチン−１，４−ジオールの１
種又は２種を用い、その使用量は、陰極電解浴全量のＩ
　ｗｔ％８未満であると上記の効果が得られず、５　ｗ
ｔ％を超えると上記の°ピロリドン誘導体の配合に拘ら
ず液が混濁し°てしまうので、１〜５　ｗｔチとする。

非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル系のもの、好ましくはポリオキシエチレンラウリ
ルエーテルを使用し、その景は陰極電解浴全量のＯ，，
３ｗｔ％未満であると該電解浴の表面張力を５０　ｔｌ
ｙｎｅ／ｅｒｒ？以下にすることができず電解操作上好
ましくなく、３ｖｒｔ％を超えると不経済となるため、
α５〜５　ｗｔ％とする。

上記のような陰極電解浴中で、前記の第１工程経過後の
ステンレス鋼被メッキ物を、常温にて、１〜７　Ａ／ｄ
ｍ２の陰極電流密度で、５秒〜５分間、陰極電解する（
第２工程）０この時、陽極には、例えば白金メッキチタ
ン陽極等の不溶性陽極が使用され゛る。

以上の第１．第２工程の後に行われる直接金メッキ浴と
しては、通常の酸性合メッキ浴（なお、該金メッキ浴は
ニッケル、コバルト等を添加した酸性合金メッキ浴も含
まれる〕が使用される。なお、シアン化金アルカリ浴や
アルカリ性金メッキ浴では密着性の良い金メッキが得ら
れないことが実験的に確められている。

次に本発明の実施例を挙げて説明する。

実施例１ 第１工程の浸漬処理浴として下記の如き組成の水溶液を
調製した。

塩酸（３５％溶液）５容量係、硫酸（７５チ溶液）３容
量チ、硝酸（６８チ溶液）２容量チ、酢酸（９０チ溶液
）５容ｔ％、クエン酸（結晶）６重量％、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン５容量チ、２−ブチン−１，４−ジオー
ル（粉末）１重量％、ポリオキシエチレンラウリルエー
テル１重量％。

第２工程の陰極電解処理浴として下記の如き組成の水溶
液を調製した。

燐酸（８５チ溶液）２０容量チ、硫酸（７５チ溶液）５
容量係、硝酸（６８％溶液）３容量チ、クエン酸（結晶
）５重量係、修改（結晶）１重量係、グルコン酸（５０
チ溶液）８容量チ、Ｎ−エチル−２ピロリドン５容１１
２−ペンチン−１，４−ジオール２重量％、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル０．５重量％〇上記の浸漬処
理浴と陰極電解処理浴を用い、５ＵＳ５０４ステンレス
鋼のフープで０．２　ｍ厚、２１■巾のものを次の要領
で連続巻取シ方式で処理を行った。

上記フープを常法によって脱脂処理を行った後、第１工
程の上記浸漬処理浴中を常温にて２分間浸漬しつ＼通過
させ、水洗後、第２工程の上記陰極電解処理浴中にて、
白金メッキチタン板を陽極として５Ａ／１１ｍ２　　の
陰極電流密度で３分間電解しつ＼通過させ表面活性化を
行った後、水洗槽を通過させて後、下記組成の公知の酸
性金メッキ浴（クエン酸浴）中を下記条件で通−過させ
つ＼電気メッキを行って、０．３μ膜厚の金メッキを連
続酌に施した。

酸性金メッキ 浴組成・・・・・・・・・・・・金シアンカリ５ｔ７ｔ
、スルファミンニッケル５ｔ７ｔ、クエ ン酸９０　ｆ／ｌ、クエン酸ナト リウム９０ｔ／ｌ、− ｐＨ・・・・・・・・・・・・・・・３．５メッキ条件
・・・・・・浴温：５０℃ 陰極電流密度：　　１〜５　Ａ／　ｄｍ２陽極：　白金
メッキチタン板 メッキ時間：　１〜１．５分 得られた金メッキは、光沢、密着性、ハンダ付は性電気
伝導性、耐触性の全てについて非常に優れており、電子
工業材料として極めて高い評価が得られた。

実施例２ 直径３０μの極細ステンレス鋼線を用いて実施例１と同
様の処理工程を経て０．５μ膜厚の金メッキを施した。

この金メッキも実施例１と同様な優れた諸性質を示し、
電子工業に於けるリード線として金線と同様充分使用に
耐えるものであった。

以上の説明及び実施例で明白なように、本発明は゛ステ
ンレス鋼に光沢、°密着性、耐触性、ハンダ付は性、電
導性等の極めて優れた金メッキを直接施すことができる
もので、工業上極めて有益である。

代理人　　内　１）　　明 代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無機酸類、有機酸類、ピロリドン誘導体、アセチレンク
   リコール類、非イオン界面活性剤を配合した酸性活性化
   浴を用いて被メッキ物を浸漬処理する第１工程と、陰極
   電解浴を用いて陰極電解する第２工程とにより、表面活
   性化処理を施した後、酸性金メッキ浴により直接電気メ
   ッキを行うことを特徴とするステンレス鋼に直接金メッ
   キを施す方法。