JPS5941489A - 粉粒体への電気めつき方法 - 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】 本発明は粉粒体の電気めっき方法に関する。

導電性を有する粉粒体に対し、金属被覆を施す方法とし
ては、一般に電気めっき方法が考えられるが、実際には
非常に困難な問題が多い。例えば精密ｚ９−ツに用、い
られるビス、ナツト等の小物部品であれば、小さなバレ
ルを用いた９、締付は法を採用したり、或いは遠心力で
被めっき物をめつき槽内壁に密着させてめっきする方法
を採用するなど、種々の方法で電気めっきすることが可
能であるが、粉粒体、特に粒径５００μ以下の粉粒体を
電気めっきする場合は、これらの方法を採用することが
困難でｈ＋）、とりわけ０．５〜５０μ程度の粉粒体で
は一気めっき法を採用し難い。

そこで、粉粒体を電気めっき液中に気体を吹込みながら
攪拌作用下で流動化させ、粉粒体と電気めっき液とでス
ラリーを形成し、このスラリーを陰極に接触させて電気
めっきを行なう方法も提案されている（特開昭５６−１
５６７９３号）が、この方法は装装置的、操作的に繁雑
であるなどの問題があり、まためっきの均一性の点でも
問題がある。

このため、従来は粉粒体に対する金属被覆法として化学
めっき法が主として採用されているが、この方法はコス
ト的に問題がある上、使用目的によっては被膜強度、密
着性、品質安定性などの点で必ずしも満足な性能を示さ
ない場合がある。特に、銀粉に代る導電性粉粒体として
塗料、インク、接着剤、プラスチック等に添加、混合し
、銀粉と同程度の性能をもって各種用途に使用し得る導
電性材料を得ようとする場合、母相となる粉粒体に金属
めっき膜が所用の厚みをもって均一にしかも密着性よく
被覆することが必要で、かつその製造コストも安価であ
ることが要求されるが、化学めっき法を採用する場合に
はめっき膜を厚く形成するのにかなりの時間を要し、ま
ためっき液自体も比較的高価なため、製造コストが開側
なもの、になる。また、化学めっき法では、化学ニッケ
ルめっきによる金属被覆が実用的であるが、化学ニッケ
ルめっき膜では銀に比較して導電性、安定性などに劣シ
、銀粉に代る導電性粉粒体を得る目的からは十分満足さ
れ得ない。

本発明者らは、上記事情に鑑み、簡単な装置で粉粒体を
確実かつ良好に電気めっきする方法につき鋭意検討を行
なった結果、めっき槽内底面に陰極を形成し、この内底
面上に粉粒体を堆積させると共に、この粉粒体をインペ
ラ一式攪拌機などを用いた機械的攪拌下において実質的
に粉粒体がめつき槽内底面に堆積１．た状態を維持しつ
つ電気めっきすることによシ、上記目的が達成されるこ
とを知見した。

即ち、本発明者らは、最初開放型の傾斜バレルを使用し
、このバレル本体自体を陰極にして内部に粉粒体を入れ
ると共に、バレル本体の開放口よシ陽極を挿入し、バレ
ルの回転を１〜１０　ｒｐｍの範囲で種々変化させて電
気めっきを行なったが、均一な電気めっきが拘なわれず
、特に１０μ以下の粉粒体を用いた場合はバレルの回転
を低速にしても粉粒体がめつき液中にかなシの程度分散
し、電着物の均一性が非常に悪いものであった。また、
この種の回転バレルの代シに振動バレルを用い、粉粒体
を振動下に電気めっきしたが、同様に良好な電気めっき
が行なわれず、更にめつき槽内底面を陰極にし、その上
に粉粒体を堆積させ、この粉粒体を超廿波を利用して攪
拌しながら電気めっきしたが、この場合も不均一な電着
物しか得られなかった。このため更に検討を続けた結果
、めつき槽内底面を陰極とし、この内底面上に粉粒体を
沈殿、堆積させると共に、この粉粒体を攪拌、好ましく
はインペラ式攪拌機等でかきまぜるような機械的攪拌を
行なうこと、しかも粉粒体を実質的にめっき液中に分散
させず、粉粒体が沈殿、堆積を維持してめつき槽内底面
から飛散しないような条件下にめっきを行なうこと、こ
の場合必要によっては、特に粉粒体が比重の小さいもの
、粒径の小さいものの場合には、堆積した粉粒体の直上
に隔膜を設け、粉粒体のめつき液中への分散、飛散を防
止し、粉粒体をめつき槽内底面上に堆積した状態に維持
することによシ、初めて電気めっきを均一に行なうこと
ができ、均一な電着物が得られることを知見し、本発明
をなすに至ったもので、本発明は特開昭５６−１５６７
９３号の方法とはその基本的な思想が全く相違するもの
である。

以下、本発明に３き図面を参照して更に詳しく説明する
。

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明方法の冥施に用いる
めっき装置の一例を示すもので、図中１はめつき槽、で
６Ｄ、本発明においてはこのめっき槽１の内底面１ａに
陰極を形成する。めつき槽１の内底面１ａに陰極を形成
する方法としては、第１．２図に示したように、めっき
＠ｌ’を金属、好マシくはステンレススチールで形成し
、その内側面にプラスチックコーティングによシ絶縁層
２を形成し、めつき槽１の内底面のみを金属蕗呈部とす
ると共に、めつき槽１に陰極リード線３を接続したシ、
第３図に示したように、めつき槽重をプラスチックにて
形成し、その内底面１ａ−ヒに金属板、好ましくはステ
ンレススチール板よりなる陰極板４を配設すると共に、
この陰極板４に陰極リード線３を接続するなどの方法が
採用し得る。

本発明においては、めつき槽１の陰極を形成した内底面
ｌａ上に被めっき物である粉粒体５を沈殿、堆積させ、
この粉粒体５の上方に陽極リード線６に接続された陽極
７を配置させ、所定の電気めっき液８を用いて電気めっ
きを行なうものであるが、この場合、粉粒体５にはこれ
’ｋｆｆｌ拌、好ましくはゆるやかにかきまぜるような
機械的攪拌を行なわせるものでめる。粉粒体５を機械的
攪拌する方法としては、図面に示すようなインペラ一式
攪拌機９が好適に使用され、その先端羽根部９ａを粉粒
体５中に埋没させるように配設して粉粒体５を攪拌する
方法が効果的である。この攪拌機９０回転数は必ずしも
制限されないが、粉粒体５をめつき槽１の内底面１ａか
ら上方に激しく飛散させないようなゆるやかな速度であ
ることが好ましく、粉粒体５が実質的にめつさ槽１の内
底面ｌａ上に沈殿、堆積している状態を維持し得るよ７
うに攪拌すべきで、粉粒体の材質、比重、粒度等によっ
ても相違するが、２〜１８０ｒｐｍ、特に５〜１００　
ｒｐｍの回転速度が採用されｒ与る。また、攪拌機９は
連続的に回転させても、断続的に回転させてもよい。

なお、必−要により、粉粒体の比重が小さかった９、粒
径が小ぜかったり（例えば平均粒径１０μ以下の場合う
して飛散もしくは浮遊し易いものの場合は、第２図に示
したように、粉粒体５の直上に隔膜１０を配設すること
ができ、これにより粉粒体５の飛散ｒ防止して、粉粒体
５のめつキＮ１内底面ｌａ上への堆８ｔゼζ態を実質的
に維持させることができる。この場合、隔膜１０として
は、ボア径０．１〜１０μの非導電性のもの、レリえは
ポリ塩化ビニリデン等が好適に用いられる。

本発明において、被めっき物である粉粒体の粒径は特に
制限されないが、本発明によれば、平均粒径５００μ以
下のもの、と９わけ平均粒径０．５〜５０μ程度の微細
なものをも好適に電気めっきし得る。粉粒体の材質は導
電性を有し、電気めっき可能なものであれば、いずれの
ものでもよく、例えば銅粉、鉄粉、アルミニウム粉、真
ちゅう粉等の金属粉粒体、炭素粉等の導電性無機粉粒体
、Ａｌｔ　Ｏｓ　ｒ　８１０２等の非導電性無機粉粒体
や樹脂粉粒体を化学めっき法、真空蒸着法等の適宜な導
電化処理法を用いて導′酸化したものなどが挙げられる
。

これらの粉粒体を用いて電気めつ＠を行なう場合は、心
安によりその材質に応じた前処理を行なうことができる
。例えは、銅粉、鉄粉などにおいては脱脂、酸洗処理を
施し、またアルミニウム粉などにおいては公知の亜鉛置
換処理を行ない、次いで青化銅ストライクめっきを行な
うなどの前処理を採用することにより、良好な電気めっ
きを行なうことができる。また、非導電性粉粒体の場合
には、パラジウム等の触媒金属付着処理を行なった後、
化学ニッケルめっき、化学銅めっき等の化学めつ！！を
施す公知の化学めっき法が好適に採用され得、このよう
にして導電化された非導電性粉粒体を金属粉粒体と同様
にして電気めっきすることができる。

本発明において、電気めっき液の種類は制限されず、銅
、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、銀、白金、金、ロノウ
ム、・フラジラム等の公知のめつき液を用いることがで
きる。この場合、めっき液ｔま酸性骸でもアルカリ性液
でも好適に使用することができ、またニッケルめっき後
鍋めっきを行なうなど、多層めっきすることもできる。

また、めっき条件は、電気めっき液の種類に応じ、適宜
な条件力（採用される。例えば電流量は喝・に制限され
ない〃；、一般にｌＸｌ０−’Ａ７ｙ〜ＩＡ／２の範囲
で適宜選定すれ、普通ニッケ）しめつき液を用いるよう
な場合であれば、室温乃至６０°Ｃ程度の製置で１×１
０−Ａ／７〜２　Ｘ　１０−’Ａ／ｒの電流でめっきす
ることができ、また青化銀めつき液を用いるような場合
であれば、室温で２　Ｘ　Ｉ　Ｆ’〜８　Ｘ　１０−’
Ａ／ｆの電流でめっきすることができる。

なお、本発明においては、必要によシポンゾを用いてめ
っき液を循環させ、めっき液を常時性しいものと交換さ
せながらめっきを行なうようにすることができる。

本発明の粉粒体への電気めっき方法は、上述したように
、めっき槽内底面に陰極を形成し、この内底面上に被め
っき物である粉粒体を堆積させると共に、この粉粒体を
攪拌下に実質的にめつき槽内底面に堆積した状態を維持
しつつ電気めっきすることを特徴とするもので、このよ
うに攪拌下で粉粒体相互を常に接触させつつ、従ってめ
つき槽内底面に形成した陰極と接触させつつめっきする
ものでｓｂ、本発明によれば５００μ以下、とシわけ０
．５〜５０μというような微細な粉粒体に対しても均一
かつ確実に電気めっきを行なうことができ、密着性が良
好で均一、安定な′￥ｉｗ物が得られる。

このようにして得られた電気めっき膜被覆粉粒体ｔよ、
導電性インキ、塗料、接着剤、ゲラステック、％７磁シ
ールド材、接点等の材料として好適に使用し得るもので
ある。特に、電気銀めっきを施すことによって得られた
銀被膜粉粒体は、銀粉とほぼ同等の性能を有し、しかも
銀粉よりも安価に製造できるため、銀粉の代替品として
極めて有効なものである。

以］・、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、
本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕 銅粒子（５〜５０μの球状粒子）に下記の方法によりニ
ッケルめっき及び銀めっきを施した。

まず、銅粒子５０９を脱脂し、次いで水洗、酸洗、水洗
全行なって銅粒子表面の汚れ、酸化膜全除去した。

なお、脱力旨剤は上材工業（株）製アサヒクリーナ−ｏ
−４０００を５０１７ｅ　用い、これに常温テｆ＋　ｉ
。

分間浸漬、攪拌することにより脱脂を行なった。

次に、前処理を施した銅粒子につき、第１図に示す如き
装置を用い、下記条件によ＃）！気ニッケルめっきを施
した。

ニッケルめっき条件 めっき液組成 硫酸ニッケル・６水塩　　２８０　ｆ／／１塩化ニッケ
ル・６水塩　　　４５　〃 ホウ酸　　　　　　　　　４０〃 ＰＨ４，２ 銅粒子　　　　　　　　　　５０　　ｆめつき槽（陰極
）　　　　　　　　　３００　１ステンレススチール展 （内側部をプラスチックコーティング し、内底面のみをステンレススチール露呈部とした。内
底面７３ｇｘφ。） 陽極　　　　　　　　　　ニッケル板 めっき液量　　　　　　２００　ｍｌＪ陰極電流世　　
　　　　１．４　Ｘ　１０−’　Ａ／ｆめっき温度　　
　　　５５°Ｃ めっき時間　　　　　６０分 攪拌　　　　　　　　　インペラ一式攪拌機使用（回転
数　６ｒｐｍ） ニッケルめっきはめつき槽内底面（陰極）上に銅粒子を
沈殿、堆積させて行なった。銅粒子は最初赤褐色をして
いるが、約３０分で暗銀色に変化した。

ニッケルめっき後、めっき液を除き、よく水洗してから
下記条件によシ前記ニッケルめっき膜被覆銅粒子（Ｎｉ
−Ｃｕ粒子〕に銀めっきを施した。

なお、めっき槽は上と同じものを用い、また陽極として
はステンレススチール板を使用した。

銀めつき条件 めっき液組成 青化銀　　　　　　　　　　３６　　’／／１青化カリ
ウム　　　　　　　６０　　〃炭酸カリウム　　　　　
　　４５　　〃ｐＨ’　　　　　　　　　　１２．０ ニツケルめっき膜被覆銅粒子　　　　　約５（１めっき
液量　　　　　　２００　　ｍｌｌ陰極電流−６，ＯＸ
　１０−”Ａ／ｒ めつき温度　　　　　　２５　°Ｃ めっき時間　　　　　　１５　分 攪拌　　　　　　　　　　インペラ一式攪拌機使用（回
転数６゜ ｒｐｍ） ニッケルめっき膜被覆銅粒子は、約５分で全体が灰白色
になり、１５分後には銀白色を呈した。

銀めっき後、めっき液を除き、よく水洗してから濾過し
、乾燥して銅粒子にニッケルめっき膜が被膜し、更に銀
めっき膜が被膜した粒子（Ａｇ−Ｎｉ−Ｃｕ粒子）を得
た。′ 上述した方法で得られたＮｉ−Ｃｕ粒子につき、ＳＥＭ
写真とＸ線マ、ｒクロアナライザーによるニッケル分布
像を調べた結果、ニッケルが銅粒子に均一に電着してい
ることが認められた。また、Ｎｉ−Ｃｕ粒子に銀めっき
膜を被覆させたＡｇ−Ｎｉ−Ｃｕ粒子も銀が均一に被覆
していることが認められ、上述した方法によって粉粒物
を確実にかつ簡単に電気めっきし得ることが知見された
。

また、Ａｇ−Ｎｉ−Ｃｕ粒子及びこれと同粒度の市販電
解銀粉それぞれ７０％をセメダインＣ（セメダイン株式
会社）３０％と混合したペーストを調製し、これらをグ
ラスチック基板上に塗布してそれぞれ巾約１ＷｕＬ、長
さ２０１Ｊａの線部音形成した。

接着剤が乾燥した後、テスターで各線部の導電性を比較
した結果は、Ａｇ−Ｎｉ−Ｃｕ粒子と市販電解銀粉は全
く同じ程度の導通を示し、従ってＡ＋ｒ−Ｎｉ−Ｃｕ粒
子が市販の銀粉と実質的に同じ導電性、同じ性能を有し
、導電性フィラー、電磁シールド材等として銀粉の代り
にこれとほぼ同程度の性能を持って使用し得ると共に、
このＡｇ−Ｎｉ−Ｃｕ粒子はペース母材が銅であるため
コスト’ｔ　”／２−”／３程度に低減でき、銀粉よシ
も極めて安価に種々用途に提供できるものであることが
認められた。このように、安価な銅粉に対し、銅粉の欠
点である酸化及び腐食の生じ易さをニッケルめっき膜、
更に銀めっき膜で被覆することによジ防［Ｅすること苧
　ができ、しかも実質的に銀粉と同じ電気特性合有する
粒子金得ることができるため、工業上その利用価値は太
きいものである。

〔実施例２〕 粒径５〜４４μの偏平なＡ７．Ｏｓ粒子５０ｒを用い、
下記方法によりめつきを行なった。

まず、ｉ＊Ｏ，粒子を脱脂し、次いで水洗、酸洗、水洗
した後、下記工程に従って化学ニッケルめっきを行なっ
た。

センシタイジング　：塩化第１錫溶液５０ｍ１ｌ↓ 水洗 ↓ アクチペイション：塩化ノ４ラジウム溶＠５０ｍ１↓ 水洗 ↓ 化学ニッケルめつき：上村工菓（ハ）製ＢＥＬニッケル
１．５１　（還元剤ジメチルポラザ ｙ） ↓ 、　水洗 なお、化学ニッケルめっきは、ニッケル被膜の重量が全
体の５〜１０チ程度になるように行なった。

次に、このＡ　Ａ！　ｔ　ｏ　ｓ粒子につび、第２図に
示す如き装置を用い、実施例１に準じて下記条件により
電気ニッケルめっき、次いで電気銀めっきを施した。

ニッケルめっき条件 めつ′ｔ！！液組成　　　　　　　　実施例１と同じ化
学めっき膜被覆Ａｌｔ　Ｃｕ粒子　　約５（１’めっき
槽（陰極）　　　　　　　　５ｏｏｎステンレススチー
ル製 （内側部をグラスチックコー戸イング し、内底面のみをステンレススチール 露呈部とした。内底面１００１１Ｌ＃Ｌφ。）陽極　　
　　　　　　　ニッケル板 めっきｉ量　　　　　　４００ｍＪ 陰極電Ｉ５ｉ＋、輩　　　　　　１．４Ｘ１０−雪Ａ／
ｇめつき温度　　　　　　５５℃ めっき時間　　　　　　１２０分 ｔｚ　拌　　　　　　　　　　　インペラ一式攪拌機使
用（回転ａ６ｒｐｍ） 隔膜（住友電工Ｃす製Ｆｌｕｏｒｏｐｏｒｅ、　　使用
ポアサイズ５μ） 銀めっき条件 めっき液組成　　　　　　実施例１と同じめつ＠槽（陰
極）　　　　上記と同じ 陽極　　　　　　　　　　　　　ステンレススチール板
めっき液量　　　　　　　４００ｍ／ 陰極Ｎ　ｆＡＵ　１ｍ　　　　　　　　６．ＯＸ　１０
−’　Ａ／　ｔめつき温度　　　　　　　２５°Ｃ めっき時間　　　　　　　１２０分 攪拌　　　　　　　　　　　インペラ一式攪拌機使用（
回転数１Ｏ ｒｐｍ） 隔ｇ（上と同じもの）　　使用 上述した方法で得られたＮ　ｉ　−Ａ　ｌ３２０８粒子
（化学ニッケル膜４覆Ａｌｌ＊ｏｓ粒子に電気ニッケル
めっき膜を被膜させたもの）及びＡ　ｇ　−Ｎ　ｉ　−
Ａ　４０ｇ粒子（更に銀めっき膜を被膜させたもの）は
、いずれも′一気めっき膜が均一に電着しているもので
あり、隔膜を用いることによって粒子が陰極であるめつ
き檜に確実に接触し、均一な電着物を得ることができる
ことを知見した。

また、粒子が非電導性の場合、電気めっき前に化学めっ
キラ施す必要かめる。が、本発明においては粒子に化学
めっきを施す場合、その膜厚は電気めっきが可能な程度
のものでよく、化学めつ、＠被膜のみによつ１尚４を性
粒子を得る場合に比較してその膜厚を薄くすることがで
き、コス）ｆ著しく低下させることができた。即ち、非
電導性粒子に化学ニッケルめっき全施し、高導電性を得
ようとすると、非電導性粒子１ｋｖに対し化学ニッケル
めっき液を６０〜８０６必要とするが、本発明の場合に
は化学ニッケルめっきは約３０１もしくはそれ以下でよ
く、大きなコストダウンが達成されるものである。

また、化学ニッケルめっき被膜非電導性粒子と上述した
性き方法で得られる電気ニッケルめっき被膜非電導性粒
子の特性を比較した場合、本発明方法に従った電気ニッ
ケルめっき膜被膜粒子はニッケルめっき膜がよシ酸化さ
れ難く、非常に安定性の良好なものであることが認めら
れた。即ち、Ａｅ、Ｏ，粒子５０ｒにつき、化学ニッケ
ルめっき液３ノを用い、上述した化学ニッケルめっき法
に準じて得られた化学ニッケルめっき膜被覆Ａｅ、０．
粒子と、上述した方法によって得られた同程度のニッケ
ル被覆性を有する電気ニッケルめっき膜被覆ｉ、０．粒
子（Ｎ　ｉ　−Ａ　ｌｌｔ　Ｏｓ粒子）　とｔｖそれぞ
れ’ｒ直径１０肱、厚さ３＃ＩＪＬ程度に加圧成型し、
その成型物の導通性をテスターで測定した場合、化学ニ
ッケルめっき膜被覆１２０３粒子は５０　蛇／ｃ−の加
圧力を加えて成型した場合に初めて導通したのに対し、
本発明方法に従ったＮ１−Ａｅ、０３粒子は２０／ｇ／
ｄの加圧力で導通した。従って、このことから、本発明
法にニジ低圧でも導電性があシ、物性も良好な導電性粒
子を得ることができ、しかもその製造コスト全大巾に低
下させることができることが認められた。　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　９更に、上述した方法で得
られたＡｇ−Ｎｉ　−Ａ４０３粒子及び市販ｉ！解銀粉
を用い、実施例１で示した方法と同じ方法で電導性を比
較した結果は、Ａｇ−Ｎ１−Ａ６２０．粒子と銀粉は同
じ程度の等連を示し、従ってこのＡ　ｇ　−Ｎ　ｉ　−
Ａ　ｌｌｔｏｓ粒子も市販銀粉と実質的に同一の物性を
示すと共に、この種のＡｇ−Ｎｉ−Ａｌ、０．粒子のよ
うな母材が非導電性のもの、特にグラスチック類のもの
などは一般金属粉と比べて比重が小さいので、インク、
塗料用材料な、どに応用した場合、沈降しにくく、安定
な製品が得られることができるものでめることを知見し
た。

以上の如く、実施例１．２で得られた一気めっき膜全被
覆した導電性材料は、蒸着や化学めっき品と比較して被
膜が強く密着性が良好で、品質的に安定であり、しかも
銀めっき膜を被覆したものは市販銀粉と同程度の特性を
有し、またコスト的にも安価で、種々の用途に効果的に
用いることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明に用いるめつき装置
の一例を示す概略断面図である。 １・・・めっき槽、１ａ・・・内底面、３・・・陰極リ
ード線、４・・・陰極板、５・・・粉粒体、６・・・陽
極リード線、７・・・陽極。 出願人　上村工業株式会社 代理人　　弁理士　小　島　隆　司 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　めつき槽内底面に陰極を形成し、この内底面上に被
   めっき物でめる粉粒体を堆積させると共に、この粉粒体
   を攪拌下において実質的にめっき槽内底面に堆積した状
   態を維持しつつ電気めっきすることを特徴とする粉粒体
   への電気めっき方法。 ２　粉粒体が平均粒径５００μ以下のものである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。