JPS5921393B2 - Sulfur additive for multilayer nickel plating bath - Google Patents

Sulfur additive for multilayer nickel plating bath

Info

Publication number
JPS5921393B2
JPS5921393B2 JP51008050A JP805076A JPS5921393B2 JP S5921393 B2 JPS5921393 B2 JP S5921393B2 JP 51008050 A JP51008050 A JP 51008050A JP 805076 A JP805076 A JP 805076A JP S5921393 B2 JPS5921393 B2 JP S5921393B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
nickel
sulfur
layer
nickel plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP51008050A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS51104441A (en
Inventor
ドナルド・ハービー・ベツキング
リチヤード・ジヨン・クラウス
ロバート・アーノルド・トレメル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oxy Metal Industries Corp
Original Assignee
Oxy Metal Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/556,232 external-priority patent/US3985784A/en
Application filed by Oxy Metal Industries Corp filed Critical Oxy Metal Industries Corp
Publication of JPS51104441A publication Critical patent/JPS51104441A/ja
Publication of JPS5921393B2 publication Critical patent/JPS5921393B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C323/00Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
    • C07C323/64Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and sulfur atoms, not being part of thio groups, bound to the same carbon skeleton
    • C07C323/66Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and sulfur atoms, not being part of thio groups, bound to the same carbon skeleton containing sulfur atoms of sulfo, esterified sulfo or halosulfonyl groups, bound to the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • C25D5/14Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium two or more layers being of nickel or chromium, e.g. duplex or triplex layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/623Porosity of the layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/625Discontinuous layers, e.g. microcracked layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/627Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属素地に多層電気鍍金を形成するための改良
された方法に関し、更に詳しくは互いに隣接する3種の
ニッケル電気鍍金層から成る多層電気鍍金を形成する方
法の改良及びその方法に有用な鍍金浴に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for forming multilayer electroplating on metal substrates, and more particularly to a method for forming multilayer electroplating consisting of three adjacent nickel electroplating layers. This invention relates to a plating bath useful in improvements and methods thereof.

米国特許第3,090,733号にも、互に隣接してい
るニツケル電気鍍金の3層から成るような、金属素地に
施される改良多層鍍金及びその改良多層鍍金を行なう方
法が記載されている。
U.S. Pat. No. 3,090,733 also describes an improved multi-layer plating applied to a metal substrate and a method for performing the improved multi-layer plating, comprising three layers of nickel electroplating that are adjacent to each other. There is.

同特許に述べられているように、この多層鍍金は互いに
結合したある厚さのニツケルの3層からできていて、そ
のニツケル中間層は、これを挟んだ上下の各ニツケル層
よりも高いイオウ含量を持つており、且つこのニツケル
上層はニツケル最下層より明らかに高いイオウ含量を持
つている。同特許に開示されているように、これらの各
層のイオウ含量を所望の程度にするため、ニツケル中間
層と上層とを鍍金する浴にC丸各種の無機及び有機イオ
ウ含有化合物を混入することができる。
As described in the patent, this multilayer plating consists of three layers of nickel of a certain thickness bonded together, with the nickel intermediate layer having a higher sulfur content than the sandwiching nickel layers. The upper layer of nickel has a significantly higher sulfur content than the bottom layer of nickel. As disclosed in that patent, various inorganic and organic sulfur-containing compounds can be mixed into the bath in which the nickel intermediate and top layers are plated to achieve the desired sulfur content in each of these layers. can.

使用することのできるイオウ化合物の例としては、各種
のチオ歯酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、次亜硫酸塩、ハ
イドロサルファイド、スルホキシル酸塩、スルフイン酸
塩、チオシアン酸塩、スルホキシド、スルホン酸、メル
カプト芳香族酸、チオ尿素、チオヒダントイン、スルホ
ンアミド、スルホンイミド、ハロゲン化スルホニル、ス
ルホンなどが包含される。同特許の方法によれば、従来
法に比較してはるかに薄いニツケル鍍金によつても、非
常に改善された防食効果が得られるが、この方法の操作
上には若干の難点が存在する。
Examples of sulfur compounds that can be used include various thiodontates, sulfites, bisulfites, hyposulfites, hydrosulfides, sulfoxylates, sulfinates, thiocyanates, sulfoxides, sulfonic acids, Included are mercapto aromatic acids, thioureas, thiohydantoins, sulfonamides, sulfonimides, sulfonyl halides, sulfones, and the like. Although the method of this patent provides greatly improved corrosion protection even with much thinner nickel plating than conventional methods, there are some operational difficulties with this method.

例えば、同特許に示されるイオウ系添加剤を使用した場
合、その鍍金浴が空気撹拌及び高温度に対して極めて敏
感になる結果、鍍金操作の速さが抑制されるということ
が分つている。
For example, it has been found that the use of the sulfur-based additives shown in that patent makes the plating bath extremely sensitive to air agitation and high temperatures, thereby inhibiting the speed of the plating operation.

更には、鍍金浴中に生成される亜鉛、銅及び鉛などの金
属汚染物を電解的に取り除くことは、含イオウ添加剤が
酸化によつて分解してしまう迄、行なうことができない
のである。したがつて、このことは、鍍金操作を再開す
るに先だつて、これらの不純物を除いてから含イオウ添
加剤を補給しなければならないことを意味している。こ
れは当然時間を要し、又高価につくことになる。したが
つて、本発明の目的は、浴中のイオウ化合物添加剤を分
解しなくても鍍金速度を大きくし、金属不純物を電解に
よつて取り除くことができるような、3層からなるニツ
ケル多層鍍金を形成する改良方法を提供することにある
Furthermore, electrolytic removal of metal contaminants such as zinc, copper and lead produced in the plating bath cannot be performed until the sulfur-containing additive has been decomposed by oxidation. This therefore means that these impurities must be removed before replenishing the sulfur-containing additive before restarting the plating operation. This is of course time consuming and expensive. Therefore, the object of the present invention is to provide a three-layer nickel multilayer plating system that can increase the plating rate and remove metal impurities by electrolysis without decomposing the sulfur compound additive in the bath. The objective is to provide an improved method for forming.

もう一つの目的は、本発明において3層複合電気鍍金を
施すために使用する改良された電気鍍金浴を提供するこ
とにある。
Another object is to provide an improved electroplating bath for use in the present invention to apply three-layer composite electroplating.

その他の目的は、以下に述べる詳細な説明によつて自ら
明らかになると思われる。
Other objectives will become apparent by themselves from the detailed description provided below.

上記の諸目的を達成するために、本発明は腐食され易い
素地金属の表面に、約0.15〜1.5ミル(約3.8
〜38μ)の厚さで平均イオウ含量約0.03%以下の
ニツケル鍍金から成る密着性底部層を電着することによ
つて、前記素地金属上にニツケル含有多層鍍金を形成さ
せるための改良方法を包含するものであつて、この場合
、その底部層上には厚さ約0.005〜約0.2ミル(
約0.13〜約5.0μ)で平均イオウ含有量約0.0
5〜0.3%のニツケル含有電気鍍金の密着性中間層を
電着し、この中間鍍金層の上には厚さ約0.2〜1.5
ミル(約0.13〜38μ)、平均イオウ含有量0.0
2〜0.15%の含ニツケル電気鍍金から成る密着性上
部層を施し、この密着性上部層のイオウ含有量を前記の
中間層より低くするものであつて、その改良点は、少な
くともニツケル含有中間層のイオウ源どして、電気鍍金
浴中に少なくとも1種のニトリル又はアミドのチオエー
テルスルホン酸塩を存在させることにある。
In order to accomplish the above objects, the present invention provides a method for applying a coating of approximately 0.15 to 1.5 mils (approximately 3.8 mils) to the surface of base metals susceptible to corrosion.
An improved method for forming a nickel-containing multilayer plating on the base metal by electrodepositing an adherent bottom layer of a nickel plating with a thickness of ~38 μ) and an average sulfur content of less than about 0.03%. wherein the bottom layer has a thickness of about 0.005 to about 0.2 mil (
(approximately 0.13 to approximately 5.0μ) with an average sulfur content of approximately 0.0
An adhesive interlayer of electroplating containing 5 to 0.3% nickel is electrodeposited, with a thickness of about 0.2 to 1.5% on top of this intermediate plating layer.
Mill (approximately 0.13-38μ), average sulfur content 0.0
An adhesive top layer consisting of electroplating containing 2 to 0.15% nickel is applied, the sulfur content of this adhesive top layer being lower than that of the intermediate layer, the improvement being that The sulfur source for the intermediate layer consists in the presence of at least one nitrile or amide thioether sulfonate in the electroplating bath.

すなわち、米国特許第3,090,733号に記載され
ているような含イオウ化合物とは異なるニトリル又はア
ミドのチオエーテルスルホン酸塩を用いることによつて
、鍍金浴を空気撹拌下に操作し、且高温度下に実施する
ことができ、したがつて、初めにそれらの含イオウ化合
物を分解する必要なくして、亜鉛、銅及び鉛などの金属
不純物を電解して除去することができると同時に、鍍金
速度を速めることのできることが見い出された。さらに
詳しく述べると、本発明の実施に当つては、ニトリル又
はアミドのチオエーテルスルホン酸塩(人少なくとも中
間ニツケル含有層を形成するために用いられる電気鍍金
浴中にその中間層のイオウ源として混入されるものであ
るが、中間ならびに上部二ツケル含有層用の電気鍍金浴
中にも両層のイオウ源として含まれていることが好まし
い。
That is, by using a nitrile or amide thioether sulfonate different from the sulfur-containing compounds as described in U.S. Pat. No. 3,090,733, by operating the plating bath under air agitation, and It can be carried out under high temperatures and therefore metal impurities such as zinc, copper and lead can be electrolytically removed without the need to first decompose their sulfur-containing compounds, while at the same time plating It has been discovered that the speed can be increased. More particularly, in the practice of the present invention, a nitrile or amide thioether sulfonate salt is incorporated into at least the electroplating bath used to form the intermediate nickel-containing layer as a sulfur source for the intermediate layer. However, it is preferable that it is also included in the electroplating bath for the middle and upper Nitsukel-containing layers as a sulfur source for both layers.

上述したように、中間ニツケル含有層に含まれるイオウ
の量は、約0.05〜0.3%の範囲内にあることが好
ましいが、上部二ツケル含有層中のイオウ量は、約0.
02〜0.15%の範囲内にあることが望ましい。した
がつて、これらの層を形成するために用いられる鍍金浴
中に含まれるニトリル又はアミドのチオエーテルスルホ
ン酸塩の量は、約0.01〜0.4y/lの範囲内、中
間層を形成するために用いられる電気鍍金浴中には約0
.03〜0.1t/lの範囲内、上部層を構成するため
に用いられる電気鍍金中には約0.01〜0.04f/
lの範囲内の量であることが好ましG′SO電気鍍金浴
中に含まれるニトリル又はアミドのチオエーテルスルホ
ン酸塩の正確な量は、勿論、使用される特定化合物の種
類によつて定められるものであるから、使用されるこれ
らの化合物の特定量が、ニツケル含有鍍金層中に所望量
のイオウを供給するに充分な量である限り、上述した好
ましい範囲を越える量又はそれ以下の場合の量をも使用
して差支えない場合もある。本発明の方法において使用
できる新規なニトリル又はアミドのチオエーテルスルホ
ン酸塩は次の一般式〔式中、M=Na,K,NH4又は
H,.R一炭素原子数2〜4のアルキレン基、R,=水
素又は炭素原子数1〜4のアルキル基、R2=水素、ア
リール基、又は÷CH2+RnYm−1〜2,Y一X又
はアリール基、R3,R4一水素又は炭素原子数1〜4
のアルキル基、n=0〜3〕によつて表わされる。
As mentioned above, the amount of sulfur in the middle nickel-containing layer is preferably in the range of about 0.05-0.3%, while the amount of sulfur in the upper nickel-containing layer is about 0.05% to 0.3%.
It is desirable that the content be within the range of 0.02 to 0.15%. Therefore, the amount of nitrile or amide thioether sulfonate contained in the plating bath used to form these layers is within the range of about 0.01 to 0.4 y/l to form the intermediate layer. Approximately 0% of the electroplating bath used for
.. approximately 0.01 to 0.04 f/l in the electroplating used to constitute the top layer.
The exact amount of nitrile or amide thioether sulfonate included in the G'SO electroplating bath will, of course, be determined by the particular compound used. Therefore, as long as the specific amounts of these compounds used are sufficient to provide the desired amount of sulfur in the nickel-containing plating layer, amounts above or below the preferred ranges mentioned above may be used. In some cases, it is acceptable to use the amount as well. The novel nitrile or amide thioether sulfonates that can be used in the process of the invention have the following general formula: where M=Na, K, NH4 or H, . R1 alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R, = hydrogen or alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R2 = hydrogen, aryl group, or ÷CH2+RnYm-1-2, Y1X or aryl group, R3 , R4-hydrogen or 1 to 4 carbon atoms
an alkyl group, n=0 to 3].

一般に、これらの化合物は、不飽和のニトリル又はアミ
ドの2重結合にメルカプト基を附加させるように、メル
カプトアルキルスルホン酸塩を不飽和のニトリル又はア
ミドと反応させて得られる。
Generally, these compounds are obtained by reacting a mercaptoalkylsulfonate with an unsaturated nitrile or amide so as to add a mercapto group to the double bond of the unsaturated nitrile or amide.

この反応は好ましくは銅触媒の存在下で行なわれるが、
銅触媒を用いなくてもこの反応は起こる。又この反応は
通常塩基性媒体中の水性系において、好ましくは7.5
〜100)PHを持つた水性系で行なわれる。これらの
反応物を例示すると、次のような化合物があるが、勿論
例示の化合物によつて本発明の方法において使用される
一般式の化合物の範囲を限定するものではない:これら
の化合物中、特に良好な結果が得られるのは、メルカプ
トプロパンスルホン酸塩とジシアノブテン又はアクリロ
ニトリルの反応生成物を使つた場合である。
This reaction is preferably carried out in the presence of a copper catalyst, but
This reaction occurs even without the use of a copper catalyst. This reaction is also usually carried out in an aqueous system in a basic medium, preferably at 7.5
~100) carried out in an aqueous system with a pH of ~100). Examples of these reactants include the following compounds, but of course the exemplified compounds do not limit the scope of the compounds of the general formula used in the method of the invention: Among these compounds: Particularly good results are obtained when using reaction products of mercaptopropanesulfonate and dicyanobutene or acrylonitrile.

したがつて本発明方法で好ましく使用されるこれらの物
質について以下言及するが、勿論このことは使用される
ニトリル又はアミドのチオエーテルスルホン酸塩を限定
するものと解すべきではなく、単にそれら物質の一例を
示すものと解すべきものである。本発明の方法によつて
得られる3層ニツケル多層被覆鍍金は、底部層として無
光沢ワツトニツケル、上部層として無光沢、半光沢又は
光沢ニツケル層によつて構成されており、上部層(人既
述した通り、底部層より高いイオウ含有量を持つている
These substances which are preferably used in the process of the invention are therefore mentioned below, but of course this should not be construed as limiting the nitrile or amide thioether sulfonates that may be used, but is merely an example of these substances. It should be understood as indicating the following. The three-layer nickel multilayer coating obtained by the method of the present invention is composed of a matte nickel nickel as the bottom layer, a matte, semi-glossy or bright nickel layer as the top layer; As shown, the bottom layer has a higher sulfur content.

仕上げのクロム鍍金が無い場合も、この3層ニツケル含
有被覆によつてすぐれた防食成果が得られるが、多くの
場合、この上部二ツケル層を公知の仕上用薄層光沢クロ
ム又は微細クラツク状又微細多孔質クロム鍍金で被覆す
ることが好ましく、この場合のクロム鍍金はその厚さが
約0.005〜0.2ミル(0.13〜5.0μ)の範
囲内にあることが望ましGX)一般に、底部二ツケル含
有層は上部層より厚くて被覆鍍金に最良の延性を持たせ
るにはその比率が約50:50〜80:20の範囲内に
あることが好ましい。然し、延性が主要関心事では無い
時は、底部層の厚さを上部二ツケル含有層の厚さより薄
くしても、その場合の両層の代表的比率は約40:60
でよく、それでも素地金属表面に対してすぐれた腐食防
止効果を呈する。本発明による多層被覆を構成するニツ
ケル含有層には、イオウの外に少量の他の成分を含有さ
せてもよいということは注目に値する。これらの成分を
例示すると炭素、セレン、テルル、亜鉛、カドミウム、
鉄などがある。更には相当な量のコバルト、例えば少く
とも50%迄の量のコバルトをこのニツケル含有電気鍍
金層に含ませてもよい。然し、一方において底部層のニ
ツケル含有電気鍍金層は、出来る限り純粋なものである
ことが望ましいという事実もしばしば見出されている。
したがつて、底部層のニツケル含有電気鍍金は、ワツト
型のニツケル鍍金浴、フツ化ホウ素酸塩、高度の塩化物
、スルフアミン酸塩を含むニツケル鍍金浴あるいは実質
的にイオウを含まない半光沢ニツケル鍍金浴を用いて行
なうことができる。中間のニツケル含有鍍金層を析出さ
せるのに用いられる電気鍍金浴は、底部層のニツケル含
有鍍金析出用の浴と同種のものでも、又はアルカリ性の
ニツケル電気鍍金浴でもあるいは、ナトリウム、アンモ
ニウム、リチウム又はマグネシウムの含有量の高い型の
ニツケル鍍金浴でもよい。この中間層ニツケル含有電気
鍍金を施す浴は、勿論、1種以上のニトリル又はアミド
のチオエーテルスルホン酸塩を含んでいるが、その含有
量は上述したように中間層に要求されるイオウ量を供給
するに足る量でなければならない。同様に、土部二ツケ
ル鍍金層析出に用いる電気鍍金浴は、中間層を鍍金する
際に用いられるものと同様な浴でよいが、但しニトリル
又はアミドのチオエーテルスルホン酸塩などのイオウ化
合物の濃度は、中間層の鍍金に使用する浴の中に含まれ
ているイオウ化合物の濃度よりも低くなくてはならない
。更に、装飾用の鍍金を行なうことが望ましい場合には
、上部二ツケル含有層の鍍金は1種又は2種以上の有機
スルホ−オキシ化合物を用いた光沢ニツケル鍍金浴を使
用することが望ましい。これらのスルホ−オキシ化合物
は、米国特許2,512,280号及び同第2,800
,440号の表Hに開示されているが、鍍金に平滑性と
光輝を与えるためには、不飽和化合物又はアミンを併用
することが好ましい。これらの鍍金浴中には又、くぼみ
を防ぐための湿潤剤、ホウ酸、ギ酸、クエン酸、酢酸及
びフツ化ホウ素酸のような緩衝剤を加えてもよい。
In the absence of a finishing chrome plating, this three-layer nickel-containing coating provides excellent corrosion protection, but in many cases this upper two-layer coating is replaced by a known finishing layer of glossy chrome or finely cracked chrome. It is preferable to coat with a microporous chromium plating, and in this case, the chromium plating preferably has a thickness in the range of about 0.005 to 0.2 mil (0.13 to 5.0μ). ) Generally, it is preferred that the bottom Niskel-containing layer be thicker than the top layer, with a ratio within the range of about 50:50 to 80:20 to provide the best ductility of the coating. However, when ductility is not a primary concern, the thickness of the bottom layer can be made thinner than the thickness of the top two-layer containing layer, in which case a typical ratio of both layers is about 40:60.
However, it still exhibits an excellent corrosion prevention effect on the base metal surface. It is worth noting that the nickel-containing layer constituting the multilayer coating according to the invention may also contain small amounts of other components besides sulfur. Examples of these components include carbon, selenium, tellurium, zinc, cadmium,
There is iron, etc. Furthermore, a significant amount of cobalt, for example up to at least 50%, may be included in the nickel-containing electroplated layer. However, on the other hand, it is often found that it is desirable for the bottom nickel-containing electroplated layer to be as pure as possible.
Therefore, the bottom layer nickel-containing electroplating may be a Watt-type nickel plating bath, a nickel plating bath containing fluoroborate, high chloride, sulfamate, or a substantially sulfur-free semi-bright nickel plating bath. This can be done using a plating bath. The electroplating bath used to deposit the middle nickel-containing plating layer may be similar to the bath for depositing the bottom layer nickel-containing plating, or it may be an alkaline nickel electroplating bath, or it may be a sodium, ammonium, lithium or A type of nickel plating bath with a high magnesium content may also be used. The bath for applying this interlayer nickel-containing electroplating will, of course, contain one or more nitrile or amide thioether sulfonates, the content of which will provide the required sulfur content of the interlayer as described above. It must be in sufficient quantity. Similarly, the electroplating bath used to deposit the Dobe Futsukeru plating layer may be the same as that used for plating the intermediate layer, except that sulfur compounds such as nitriles or amide thioether sulfonates may be used. The concentration must be lower than the concentration of sulfur compounds contained in the bath used for plating the interlayer. Furthermore, if it is desired to perform decorative plating, it is desirable to use a bright nickel plating bath using one or more organic sulfo-oxy compounds for plating the upper nickel-containing layer. These sulfo-oxy compounds are described in U.S. Pat. Nos. 2,512,280 and 2,800.
, No. 440, in order to impart smoothness and brightness to the plating, it is preferable to use an unsaturated compound or an amine in combination. Wetting agents to prevent pitting, buffering agents such as boric acid, formic acid, citric acid, acetic acid and fluoroboric acid may also be added to these plating baths.

鍍金浴は代表的には室温、すなわち約20℃から少くと
も約85℃の温度範囲内で且つ約1〜6範囲内のPHを
有する酸性浴の条件の下に操作される。本発明の電気鍍
金浴が米国特許第3,090,733号に開示される方
法と同様に操作して、多層式のニツケル含有3層鍍金を
施すことができるということは注目に値することである
。然し、本発明においては同特許に開示されているイオ
ウ化合物ではなくて、前記したような特定のイオウ含有
化合物を使用することによつて、鍍金速度が一段と早く
なり、空気攪拌も高温度も採用することが可能となるう
えに、初めに有機イオウ化合物を分解する必要もなく、
亜鉛、銅及び鉛などの金属不純物を電解によつて鍍金浴
から除去できることが明らかに示されている。
The plating bath is typically operated at room temperature, i.e., within the temperature range of about 20<0>C to at least about 85<0>C, and under acidic bath conditions having a pH within the range of about 1-6. It is noteworthy that the electroplating bath of the present invention can be operated similarly to the method disclosed in U.S. Pat. No. 3,090,733 to provide multilayer nickel-containing trilayer plating. . However, in the present invention, by using a specific sulfur-containing compound as described above instead of the sulfur compound disclosed in the patent, the plating speed can be further increased, and air agitation and high temperature can be used. In addition, it is not necessary to decompose the organic sulfur compound first,
It has been clearly shown that metal impurities such as zinc, copper and lead can be removed from plating baths by electrolysis.

したがつて、本発明の方法(丸米国特許第3,090,
733号に開示されていると同様に操作して、鋼、アル
ミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮及び腐食され易い
同様な素地金属の上に、3層のニツケル鍍金を施すこと
はできるが、同特許に代表的に開示されている化合物と
比較して特異な作用を持つ特定且つ特殊の含イオウ化合
物を使用することによつて、同特許に記載された方法よ
り改良されたものであることが示されている。
Therefore, the method of the present invention (Maru U.S. Pat. No. 3,090,
Although operations similar to those disclosed in '733 can be used to apply three layers of nickel plating over steel, aluminum, zinc, magnesium, brass and similar base metals susceptible to corrosion, It has been shown that the method is improved over the method described in the patent by using a specific and special sulfur-containing compound that has a unique action compared to the typically disclosed compounds. ing.

当該技術の分野に通常の知識を有する人々が、本発明の
精神とその実施の方法をより理解するための一助として
、以下に実施例の幾つかを述べるが、その中で特に断り
のない限り、部とパーセントは何れも重量表示で、温度
は℃である。実施例 1 組成物の調製: 1モルのメルカプトプロパンスルホン酸を1リツタ一の
水に加えて、力性ソーダ水溶液を用いてPHを8.5に
調節した。
To assist those skilled in the art to better understand the spirit of the invention and the manner in which it may be carried out, some examples are set forth below, unless otherwise specified. , parts and percentages are all expressed by weight, and temperatures are in °C. Example 1 Preparation of the composition: 1 mole of mercaptopropanesulfonic acid was added to 1 liter of water and the pH was adjusted to 8.5 using aqueous sodium hydroxide solution.

この溶液に5Vの酢酸銅と1.1モルのアクリロニトリ
ルを加えて45℃に熱すると、発熱反応が起きて液の温
度は80℃に昇る。約2時間後、反応が完結するから、
残つた未反応のアクリロニトリルを減圧蒸溜して除去す
る。同様に操作してメルカプトプロパンスルホン酸を1
,4−ジシアノブテン、アクリルアミド及びN−Ter
t−ブチルアクリルアミドと反応させることができる。
実施例 2 次のように鋼製パネルを3層ニツケル鍍金した:く 厚
さ15μ(0.6ミル)、イオウ含有量0.003%の
実質的にイオウを含まない半光沢ワツトニツケル鍍金、
Rメルカプトプロパンスルホン酸とジシアノブテンとの
反応生成物である1,4−ジシアノ−2−〔(3′−ス
ルホプロピル)チオ〕−ブタン・ナトリウム塩(化合物
#1)を0.05f/lの濃度で含むニツケル溶液を6
2.8℃で空気撹拌した鍍金浴から得られたイオウ含有
量0.143%、厚さ1.5μ(0.06ミノ(ハ)の
高イオウ含有ニツケル鍍金、ハ、サツカリン及びアリル
スルホン酸ナトリウムを含むニツケル鍍金浴から得られ
た厚さ10μ(0.4ミル)、イオウ含有量0.05%
の光沢ニツケル鍍金。
When 5V copper acetate and 1.1 mol of acrylonitrile are added to this solution and heated to 45°C, an exothermic reaction occurs and the temperature of the solution rises to 80°C. After about 2 hours, the reaction will be completed,
The remaining unreacted acrylonitrile is removed by distillation under reduced pressure. In the same manner, 1 mercaptopropanesulfonic acid was added.
, 4-dicyanobutene, acrylamide and N-Ter
It can be reacted with t-butylacrylamide.
Example 2 A steel panel was plated with three layers of nickel as follows: a substantially sulfur-free semi-bright nickel plate with a thickness of 15μ (0.6 mil) and a sulfur content of 0.003%;
1,4-dicyano-2-[(3'-sulfopropyl)thio]-butane sodium salt (compound #1), which is a reaction product of R-mercaptopropanesulfonic acid and dicyanobutene, was added at a concentration of 0.05 f/l. nickel solution containing 6
High sulfur content nickel plating with a sulfur content of 0.143% and a thickness of 1.5 μm (0.06 min(c)) obtained from an air-stirred plating bath at 2.8°C, saccharin and sodium allylsulfonate. 10μ (0.4 mil) thickness obtained from a nickel plating bath containing 0.05% sulfur content.
Glossy nickel plating.

この鍍金析出物の上に厚さ0.25μ(0.01ミノ(
ハ)のクロムを鍍金した後、コロードコート加速腐食試
験を行なつた。
A thickness of 0.25μ (0.01 min) is applied on top of this plating deposit.
After plating with chromium (c), a Corrod coat accelerated corrosion test was conducted.

16時間後、不合格点が一つ現われただけであつたが、
高イオウ含有中間層の無い同様なパネルからは25を越
える不合格点が現われた。
After 16 hours, there was only one failing score.
A similar panel without the high sulfur interlayer produced more than 25 failure points.

実施例 3 メルカプトプロパンスルホン酸とジシアノブテンとの反
応生成物の濃度を0.1t/lに高めた以外は、実施例
2に述べたと同様に操作して鍍金を調製した。
Example 3 A plating was prepared in the same manner as described in Example 2, except that the concentration of the reaction product of mercaptopropanesulfonic acid and dicyanobutene was increased to 0.1 t/l.

中間析出層のイオウ含有量は0.22%に増やした。こ
のようにして得られた3層ニツケルークロム鍍金も、薄
い高イオウ含有中間鍍金層の無い同一の厚さの鍍金より
も実質的にすぐれていた。実施例 4 次のように鋼製パネルを3層ニツケル鍍金した:イ、厚
さ10μ(0.4ミノ(ハ)、イオウ含有量0.003
%の実質的にイオウを含まない半光沢ワツトニツケル鍍
金、口、濃度0.09/lのニトリロ−プロパンメルカ
プトプロパンスルホン酸ナトリウム(化合物#2)を含
む液温60℃の空気撹拌ニツケル溶液の浴から得られた
イオウ含有量0.16%、厚さ1.75μ(0.07ミ
ル)の高イオウ含有ニツケル鍍金、ハ、サツカリン及び
アリルスルホン酸ナトリウムを含むニツケル鍍金浴から
得られた厚さ10μ(0.4ミル)、イオウ含有量0.
05%の光沢ニツケル鍍金。
The sulfur content of the intermediate precipitate layer was increased to 0.22%. The three-layer nickel-chrome plating thus obtained was also substantially superior to a plating of the same thickness without the thin high sulfur-containing intermediate plating layer. Example 4 A steel panel was plated with three layers of nickel as follows: A, thickness 10μ (0.4 min(C), sulfur content 0.003
% substantially sulfur-free semi-gloss nickel plating, from a bath of air-stirred nickel solution at a temperature of 60°C containing sodium nitrilo-propane mercaptopropanesulfonate (compound #2) at a concentration of 0.09/l. The resulting high sulfur content nickel plating had a sulfur content of 0.16% and a thickness of 1.75 microns (0.07 mils); 0.4 mil), sulfur content 0.
05% glossy nickel plating.

このニツケル析出層に厚さ0.25μ(0.01ミル)
のクロム鍍金を施し、CASS試験を行なつた。
This nickel deposit layer has a thickness of 0.25μ (0.01 mil).
Chromium plating was applied and a CASS test was conducted.

20時間経過後、素地金属にはまつたく浸食点が見られ
なかつたが、一方、高イオウ中間層の無い同様なパネル
には14以上の不合格点が現われていた。
After 20 hours, the base metal showed no erosion points, whereas a similar panel without the high sulfur interlayer had 14 or more failure points.

実施例 5 (1)0.2y/lのベンゼンスルフイン酸塩(米国特
許第3,090,733号)を用いた115′F(46
.10C)の空気無撹拌ワツト型ニツケル溶液と、(2
)メルカプトプロパンスルホン酸とジシアノブテンの反
応生成物0.0457/lを用いた145のF(62.
8℃)の空気撹拌ワツト型ニツケル溶液の両方から高イ
オウ含有ニツケル鍍金層を析出させた以外は、まつたく
実施例1に述べたと同様にして、パネルに3層ニツケル
鍍金を析出させ、次いでクロムを鍍金した。
Example 5 (1) 115'F (46
.. 10C) of Watts type nickel solution without air stirring and (2
) F of 145 (62.
Panels were deposited with a three-layer nickel plating as described in Example 1, except that the high sulfur content nickel plating layer was deposited from an air-stirred Watts-type nickel solution at 8°C), followed by chromium plating. Plated.

このパネルについて32時間のコロードコート加速腐食
試験を行なつた。
A 32 hour Corrod coat accelerated corrosion test was conducted on this panel.

ベンゼンスルフイン酸塩を使用した高イオウ含量ニツケ
ルストライク鍍金で鍍金したパネルは、さび発生点が1
00あつたが、メルカプトプロパンスルホン酸とジシア
ノブテンの反応生成物を用いた高イオウ含有ストライク
鍍金を施したパネルには、不合格点が約25現われただ
けであつた。実施例 6 実施例1,4及び5に記載の添加剤の安定性の比較試験
を行なつたところ、次のような結果を得た。
Panels plated with high sulfur content Nickel Strike plating using benzene sulfinate have 1 rust point.
However, panels treated with a high sulfur strike plate using the reaction product of mercaptopropanesulfonic acid and dicyanobutene had only about 25 failure points. Example 6 A comparative test of the stability of the additives described in Examples 1, 4, and 5 was conducted, and the following results were obtained.

(1) PHが1.5、温度135′F(57.2℃)
のニツケル溶液中に16時間保つたところ、含まれたベ
ンゼンスルフイン酸塩の47%が酸化された。
(1) PH is 1.5, temperature is 135'F (57.2℃)
When the sample was kept in a nickel solution for 16 hours, 47% of the benzene sulfinate contained therein was oxidized.

然し、(2)ニトリロ−プロパンメルカプトプロパンス
ルホン酸ナトリウムを同様な条件の下に24時間保持し
たところ、同スルホン酸塩は全然変化が見られなかつた
However, when (2) sodium nitrilo-propane mercaptopropane sulfonate was kept under the same conditions for 24 hours, no change was observed in the sulfonate.

実施例 7 本発明の化合物の鍍金性能を試験するため、PH2.2
の空気撹拌ワツトニツケル浴を調製した。
Example 7 To test the plating performance of the compound of the present invention, pH 2.2
An air-stirred Wattnickel bath was prepared.

この浴に40TI9/2の濃度で、メルカプトプロパン
スルホン酸とN−Tert−ブチルアクリルアミドの反
応生成物(化合物#7)を加えた。同様な浴に、メルカ
プトプロパンスルホン酸とアクリルアミドとの反応生成
物(化合物#3)を同一濃度で加えた。この鍍金浴を用
いて鍍金した結果、N一Tert−ブチルアクリルアミ
ドとの反応生成物を加えた際の鍍金は、アクリルアミド
反応生成物を加えた場合の鍍金より延性はすぐれていた
が、光沢は劣つていた。各鍍金浴に0.25t/lのサ
ツカリンを加えてイオウ濃度を0.082%に高めた後
、鍍金を行なつたが、各浴の鍍金性能は同一の結果を示
した。実施例 8 硫黄源としてメルカプトプロパンスルホン酸と1,4−
ジアミドブテンとの反応生成物(化合物#5)を0.1
2f/lの濃度で用いて、実施例2に記載のものと類似
の鉱金膜を生成させた。
To this bath was added the reaction product of mercaptopropanesulfonic acid and N-Tert-butylacrylamide (compound #7) at a concentration of 40TI9/2. To a similar bath was added the reaction product of mercaptopropanesulfonic acid and acrylamide (compound #3) at the same concentration. As a result of plating using this plating bath, the plating when the reaction product with N-tert-butylacrylamide was added had better ductility than the plating when the acrylamide reaction product was added, but the gloss was inferior. It was on. Plating was carried out after adding 0.25 t/l of saccharin to each plating bath to increase the sulfur concentration to 0.082%, and the plating performance of each bath showed the same results. Example 8 Mercaptopropanesulfonic acid and 1,4- as a sulfur source
Reaction product with diamidobutene (compound #5) at 0.1
A concentration of 2 f/l was used to produce a mineral gold film similar to that described in Example 2.

中間層の硫黄含有量は0.20%であつた。この3層ニ
ツケルークロム皮膜の耐食性は高い硫黄含有量の該中間
層を有しない同一膜厚の鉱金が示す耐食性よりはるかに
優れていた。実施例 9 硫黄源としてβ−シアノスチレンとメルカプトプロパン
スルホン酸との反応生成物(化合物#6)を用いて実施
例8と同じ耐食試験を繰り返えしたが、まつたく同様の
結果が得られた。
The sulfur content of the intermediate layer was 0.20%. The corrosion resistance of this three-layer nickel-chromium coating was far superior to that exhibited by ore of the same thickness without the high sulfur content intermediate layer. Example 9 The same corrosion resistance test as in Example 8 was repeated using the reaction product of β-cyanostyrene and mercaptopropanesulfonic acid (compound #6) as the sulfur source, but the same results were obtained. Ta.

化合物の浴中濃度0.12y/lにおいて中間層の硫黄
含有量は0.18%であつた。以上、本発明の具体例の
幾つかを示したが、上記した特定組成物及びそれらの鍍
金方法は、単なる一例であつて本発明の範囲を制限する
ものではない。
At a bath concentration of the compound of 0.12 y/l, the sulfur content of the intermediate layer was 0.18%. Although some specific examples of the present invention have been shown above, the above-described specific compositions and plating methods thereof are merely examples and do not limit the scope of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、M=Na、K、NH_4又はH、R=炭素原子
数2〜4のアルキレン基、R_1=H又は炭素原子数1
〜4のアルキル基、R_2=H、アリール基又は▲数式
、化学式、表等があります▼、m=1〜2、Y=X又は
アリール基、 X=−CN又は▲数式、化学式、表等があります▼、R
_3、R_4=H又は炭素原子数1〜4のアルキル基、
n=0〜3で示されるチオエーテルスルホン酸塩から成
る群から選ばれた多層ワットニッケル鍍金浴用イオウ添
加剤。 2 Rが炭素原子数3のアルキレン基であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の多層ワットニッケル
鍍金浴用イオウ添加剤。 3 R_3とR_4が水素であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の多層ワットニッケル鍍金浴用イ
オウ添加剤。 4 チオエーテルスルホン酸塩が下記の構造式▲数式、
化学式、表等があります▼を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の多層ワットニッケル鍍金浴用
イオウ添加剤。 5 チオエーテルスルホン酸塩が下記の構造式NC−C
H_2−CH_2−S−(CH_2)_3−SO_3N
aを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の多層ワットニッケル鍍金浴用イオウ添加剤。 6 チオエーテルスルホン酸塩が下記の構造式▲数式、
化学式、表等があります▼を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の多層ワットニッケル鍍金浴用
イオウ添加剤。 7 チオエーテルスルホン酸塩が下記の構造式▲数式、
化学式、表等があります▼を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の多層ワットニッケル鍍金浴用
イオウ添加剤。
[Claims] 1 The following general formula▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [In the formula, M=Na, K, NH_4 or H, R=alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, R_1=H or 1 carbon atom
~4 alkyl group, R_2=H, aryl group or ▲ there is a mathematical formula, chemical formula, table, etc. ▼, m = 1 to 2, Y = X or an aryl group, X = -CN or ▲ mathematical formula, chemical formula, table, etc. Yes▼、R
_3, R_4=H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A sulfur additive for multilayer Watt nickel plating baths selected from the group consisting of thioether sulfonates with n=0 to 3. 2. The sulfur additive for a multilayer Watt nickel plating bath according to claim 1, wherein R is an alkylene group having 3 carbon atoms. 3. The sulfur additive for a multilayer Watt nickel plating bath according to claim 1, wherein R_3 and R_4 are hydrogen. 4 The thioether sulfonate has the following structural formula▲mathematical formula,
The sulfur additive for multilayer Watt nickel plating baths according to claim 1, characterized in that it has a chemical formula, table, etc. ▼. 5 The thioether sulfonate has the following structural formula NC-C
H_2-CH_2-S-(CH_2)_3-SO_3N
The sulfur additive for multilayer Watt nickel plating baths according to claim 1, characterized in that it has a. 6 Thioether sulfonate has the following structural formula ▲ mathematical formula,
The sulfur additive for multilayer Watt nickel plating baths according to claim 1, characterized in that it has a chemical formula, table, etc. ▼. 7 Thioether sulfonate has the following structural formula▲mathematical formula,
The sulfur additive for multilayer Watt nickel plating baths according to claim 1, characterized in that it has a chemical formula, table, etc. ▼.
JP51008050A 1975-03-07 1976-01-29 Sulfur additive for multilayer nickel plating bath Expired JPS5921393B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/556,232 US3985784A (en) 1972-07-10 1975-03-07 Thioether sulfonates for use in electroplating baths

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS51104441A JPS51104441A (en) 1976-09-16
JPS5921393B2 true JPS5921393B2 (en) 1984-05-19

Family

ID=24220455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP51008050A Expired JPS5921393B2 (en) 1975-03-07 1976-01-29 Sulfur additive for multilayer nickel plating bath

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5921393B2 (en)
AU (1) AU8469875A (en)
DE (1) DE2541553A1 (en)
FR (1) FR2303001A1 (en)
NL (1) NL7511610A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384929A (en) * 1981-07-06 1983-05-24 Occidental Chemical Corporation Process for electro-depositing composite nickel layers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE756432A (en) * 1969-10-01 1971-03-22 Udylite Corp PROCESS FOR FORMING ELECTROLYTIC NICKEL COATINGS AT THREE LAYERS, BATHS USED FOR THIS PURPOSE AND NEW PRODUCTS THUS OBTAINED

Also Published As

Publication number Publication date
DE2541553A1 (en) 1976-09-23
NL7511610A (en) 1976-09-09
AU8469875A (en) 1977-03-17
JPS51104441A (en) 1976-09-16
FR2303001B1 (en) 1979-06-29
FR2303001A1 (en) 1976-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2525942A (en) Electrodepositing bath and process
JPS6362595B2 (en)
US4033835A (en) Tin-nickel plating bath
US4053373A (en) Electroplating of nickel, cobalt, nickel-cobalt, nickel-iron, cobalt-iron and nickel-iron-cobalt deposits
JP2001500195A (en) Electroplating of nickel-phosphorus alloy film
JPS60181293A (en) Method for electroplating zinc-iron alloy in alkaline bath
US2313371A (en) Electrodeposition of tin and its alloys
US3276979A (en) Baths and processes for the production of metal electroplates
US4384929A (en) Process for electro-depositing composite nickel layers
US3812566A (en) Composite nickel iron electroplate and method of making said electroplate
US3703448A (en) Method of making composite nickel electroplate and electrolytes therefor
US3795591A (en) Electrodeposition of bright nickel iron deposits employing a compound containing a sulfide and a sulfonate
JPS6141999B2 (en)
US3985784A (en) Thioether sulfonates for use in electroplating baths
JPS5921393B2 (en) Sulfur additive for multilayer nickel plating bath
US5024736A (en) Process for electroplating utilizing disubstituted ethane sulfonic compounds as electroplating auxiliaries and electroplating auxiliaries containing same
CA2236933A1 (en) Electroplating of low-stress nickel
US4016051A (en) Additives for bright plating nickel, cobalt and nickel-cobalt alloys
US2684327A (en) Bright nickel plating
US2485149A (en) Bright nickel plating compositions and process
US3367854A (en) Nickel plating
US4549942A (en) Process for electrodepositing composite nickel layers
JPS5921394B2 (en) Iron alloy plating aqueous solution
ATE246271T1 (en) MULTI-LAYER MATERIAL FOR SLIDING ELEMENTS AND METHOD FOR PRODUCTION
US4411744A (en) Bath and process for high speed nickel electroplating