JPS6045716B2 - 複合めつき方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無機もしくは有機粒子や短繊維等の水不溶性
物質をめつき被膜中に井桁させる複合めつき方法に関す
る。

従来より、めつき被膜に耐摩耗性、潤滑性、或いは接着
性等、種々の特性を付与する目的て無機粒子、有桟粒子
等の水不溶性物質をめつき被膜中に井桁させることが提
案されている。

このような複合めつきにおいては、特に実際の生産ライ
ンにおいて実施する場合、水不溶性物質がめつき被膜中
に確実に安定して井桁すること及び均一にしかも多量に
井桁することが要望され、このため水不溶性物質を特殊
な界面活性剤を用いてめつき液中に懸濁させる等のこと
も提案されているが、更に水不溶性物質をめつき被膜中
により安定して井桁させることが望まれる。

本発明者は上記要望に応えるため鋭意検討を行なつた結
果、水不溶性物質が懸濁するめつき液を１ポンプにより
循環、流動させながらめつきを行なうこと、この場合ポ
ンプによるめつき液の循環を１分間にめつき液容量のＩ
Ｐ以上を揚液するような速度で行なうと共に、めつき槽
内下部に下側に特定態様の吹出し孔を多数設けた吹出し
パイプを・配設し、かつこの吹き出しパイプの長さ方向
に沿つためつき槽の内側下端縁部を鈍角もしくは丸味を
持つて形成し、ポンプから吐出されるめつき液をこの吹
出しバイブの下側に穿設した吹出し孔よりめつき槽内に
下方に向けて特定の吐出し揚程、流速において吹出すよ
うにすること、しかもポンプによるわつき液の循環、流
動は空気を巻き込まない状態で行なうことにより、極め
て安定した複合めつきが行なわれ、水不溶性物質の共析
量も増大することを知見した。

即ち、従来より複合めつきを行なう場合、その撹拌方法
として、空気撹拌、インペラー式攪拌機による機械撹拌
、ポンプによる液循環等のめつき液を流動させる方法、
或いは被めつき物自体を揺動もしくは振動させる方法が
知られているが、本発明者は水不溶性物質のめつき被膜
中への安定した共析にとつてめつき液の撹拌が非常に大
きな影響を与えることを見い出した。

そして、本発明者が種々検討を行なつた結果ては、空気
撹拌方式は、とりわけ水不溶性物質をめつき液中に安定
して分散させるため分散剤として界面活性剤を添加して
いる場合、界面活性剤により泡立ちが生じ、水不溶性物
質が泡に包み込まれる等のことにより、水不溶性物質の
共析量が低下し、まためつき毎にその共析量もばらつく
等、安定した複合めつきが行なわれないなどの問題があ
り、インペラ−ー撹拌機を用いる場合には、めつき液の
流動が不均一になり易く、このため比較的大きな被めつ
き物を複合めつきするとその被めつき物自体のうちで場
所により水不溶性物質の共析量の相違が生じたり、また
多数の被めつき物を同時に複合めつきす、ると被めつき
物間て共析量にはらつきが生じたりする等の問題が起り
、インペラー撹拌機設置位置と被め一つき物の配置位置
や配置方向等との関係により共析量が著しく相違して安
定な複合めつきが行なわれ〔い上、共析量も比較的少な
いものであ．ることを知見した。更に、従来のポンプに
よる液循環方式では、ポンプの吐出口設置位置と被めつ
き物配置位置、配置方向との関係などにより、インペラ
ー攪拌機を用いる場合と同様な問題があり、また被めつ
き物を揺動もしくは振動させる方・法では水不溶性物質
の共析量に問題があることを知見した。このため、種々
の撹拌方式につき検討した結果、水不溶性物質が懸濁し
ためつき液をポンプにより循環、流動させると共に、こ
のポンプにより吸引しためつき液をめつき槽内の下部に
配設した吹き出しバイブの下側に設けた多数の吹き出し
孔より下方に向けて吹き出させる条件下においてめつき
を行うようにした複合めつき方法において、前記吹き出
しバイブをめつき槽内底面に近接した状態でめつき槽の
一端側から他端側にかけて配設すると共に、めつき槽の
少なくとも吹き出しバイブの長さ方向に沿つた内側下端
縁部を鈍角もしくは丸味を持つて形成し、かつ吹き出し
バイ・プの多数の吹き出し孔をその各断面積が吹き出し
バイブの流路断面積の０．５〜３％であるような孔径を
有ししかも全吹き出し孔の合計断面積か吹き出しバイブ
の流路断面積の２０〜９０％であるような孔数において
互にほぼ等間隔ずつ離間させて形成し、前記ポンプによ
りめつき液を１分間当たりめつき液容量の１ｈ以上を揚
液する速度でかつ空気を巻き込まない状態で循環、流動
させると共に、めつき液を吐出し揚程動以上、流速３〜
１２ｎ１／Ｓｅｃの条件において吹き出し孔から吹き出
させ、めつき液をめつき槽の内底面から前記鈍角もしく
は丸味を持つて形成された下端縁部に沿つて上方に流動
させた撹拌状態で複合めつきを行うようにした場合には
、極めて安定した再現性のよい共析めつきが行なわれ、
水不溶性物質の共析量のばらつきが非常に少なくなると
共に、共析量も増大することを見い出し、本発明をなす
に至つたものである。以下、本発明につき図面を参照し
て詳しく説明する。

本発明に係る複合めつき方法は、水不溶性物質を懸濁し
ためつき液を用いて被めつき物をめつきするもので、水
不溶性物質が共析しためつき被膜を被めつき物に形成す
るものてある。

この場合、水不溶性物質としては、アルミナ、シリカ、
シリコンカーバイド、ガラスビーズ、ガラス粉末、フッ
化黒鉛等の無機粒子、ガラス繊維、タングステンホイス
カー等の無機繊維状物質、ポリテトラフルオロエチレン
、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ゴ
ムラテックス等の有機粒子、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維等の有機繊維などが例示され、めつきの目的等
に応じてその１種を単独で又は２種以上を組み合せてめ
つき液中に添加するが、本発明方法は特にフッ素系有機
および無機高分子微粒子に有効に適用される。

なお、必要により、前記水不溶性物質に対し、疎水性の
有機化合物を被覆するなど、適宜な表面処理を施すこと
ができる。

また、前記水不溶性物質をめつき液中に分散させる場合
、カチオン性、非イオン性、両性イオン性、或いはアニ
オン性等の界面活性剤、その他の分散剤の１種又は２種
以上を用いて分散、懸濁させることができ、このような
界面活性剤、その他の分散剤の使用は水不溶性物質のめ
つき液中への安定した分散、共析量の増大等の点て好ま
しい手段である。

本発明において、前記水不溶性物質を懸濁させるめつき
液の種類くは特に制限されず、複合めつきの目的等に応
じて適宜選択される。

例えば、ワットタイプ、高塩化物タイプ、スルファミン
酸浴、ホウフッ化物浴等のニッケルめつき液、コバルト
めつき液、ニッケル合金めつき液、あるいは亜鉛めつき
液、錫めつき液、半田めつき液、鉄めつき液、銅めつき
液、銀めつき液などの酸性及びアルカリ性電気めつき液
が使用され得る。また、本発明法は種々の無電解めつき
液にも採用することができる。本発明は上述したような
水不溶性物質が懸濁しためつき液を用いて複合めつきす
るものであるが、この場合ポンプによりこのめつき液を
循環させて流動させながらめつきを行なうものである。

このようなめつき液の循環、流動に使用するポンプの種
類は必ずしも限定されず、グランドパッキンやメカニカ
ルシールを使用するタイプのものも使用可能てあるが、
本発明においては空気を巻込んだ状態でめつき液を流動
させることは避ける必要があり、この点でこの種のもの
は液漏れが生じ易く、このため水不溶性物質が漏れ出る
おそれがある上、特に使用中に空気を巻き込んでめつき
液をあたかも空気撹拌するような状態とする場合がある
ので、シールレスポンプを用いることが好ましく、とり
わけ竪型シールレスポンプが最適である。なお、ポンプ
はめつき槽内に配設しても槽外に配設しても差支えない
。

ポンプによるめつき液の循環、流動の速度は、１分間当
りめつき液容量の少なくとも１１２を揚液する速度とす
ることが必要であり、これにより安定した複合めつきが
行なわれる。

これに対し、揚液量が１分間当りめつき液容量の１１２
より少ない場合には水不溶性物質の共析量も低下し、複
合めつきの安定性も劣るため好ましくない。また、ポン
プの吐出し揚程はめつき液の流動、撹拌効果の点から伍
以上、より好適には５ｍ以上とすることが好ましい。

本発明は、ポンプによりめつき槽中のめつき液を吸上げ
、かつめつき槽の返送することにより、めつき液を循環
させてめつき槽中のめつき液を流動させるものであるが
、ポンプからめつき液を吐出し、めつき槽に返送する場
合、第１図乃至第３図に示したように、水不溶性物質が
懸濁するめつき液１を収容するめつき槽２内の下部に１
本もしくは複数本の吹出しバイブ３を配設し、この吹出
しバイブ３の下側に多数の吹出し孔４を穿設し、吹出し
バイブ３の一端部をポンプ５の吐出口６に接続して、ポ
ンプ５により吸込まれためつき液１を前記バイブ３の吹
出し孔４から吹出させて返送することが必要である。

めつき液をポンプの吐出口から直接吐出させる場合には
、水不溶性物質の共析量のばらつき、低下等が生じ、安
定した複合めつきが行なわれないため、好ましくない。
前記吹出しバイブ３の配設は、第１，２図に示したよう
に被めつき物７の下方、より好適には被めつき物７もし
くはラック８のほぼ直下に配設することが好ましく、ま
ためつき液１がめつき槽２内全体にむらなく流動してめ
つき液１中に浸漬される被めつき物７にむらのない液流
動撹拌効果を〔与えるため、めつき槽２中の被めつき物
７全体をカバーするように、例えばめつき槽２の長さ方
向、幅方向、或いは対角線方向のほぼ一端側から他端側
にかけて配設することが効果的である。吹出しバイブ３
に設けられる吹出し孔４は、上・述したようにバイブ３
の下側に穿設することが必要であり、このように吹出し
孔４をバイブ３の下側に穿設し、バイブ３のめつき槽２
内の下部に配設して、めつき液１を下方に、即ちめつき
槽２の底部方向に向けて吹出させ、その後上昇して被め
）つき物６にめつき液の流れを与えるようにすることに
より、均一な水不溶性物質の共析が行なわれ、安定した
複合めつきが行なわれるものであり、これにより被めつ
き物７の配置位置を比較的自由に設定できる。なお、吹
出し孔を吹出しバイプの上側に設けて直接被めつき物に
対してめつき液を吹出させ、当てるようにする場合には
、噴流により被めつき物表面から共析物を吹き飛ばし、
均一な安定した複合めつきが行なわれず、共析量も低下
する。なおこの場合、バイブ３の配設は吹出し孔４より
吹出されるめつき液１がめつき槽２の内底面に吹付けら
れるようにめつき槽２の内底面に比較的近接して、例え
ばめつき槽２の内底面から液面までの高さの４〜２０％
程度離間させて配設することが好ましく、このように吹
出し孔４より吹出されるめつき液１をめつき槽２内底面
で反射させた後上昇させることにより、良好な複合めつ
きが行なわれる。

また、第２図に示したように、めつき槽２の内側下端縁
部、少なくともバイブ３の長さ方向に沿つた内側両下端
縁部をそれぞれ長板９，９を傾斜して配設するなどして
鈍角に形成し、或いは丸味を与えて、これら下端縁部に
おいてめつき液１が円滑に流動するようにすることが好
適である。前記吹出し孔４の孔径、孔数や穿設態様は各
吹出し孔４の断面積がバイブ３の流路断面積の１．５〜
３％、特に０．６〜２％となるような孔径とすることが
好ましく、またその孔数は全吹出し孔４の合計断面積が
バイブ３の流路断面積の２０〜９０％、特に２５〜７５
％となるような孔数とすることが好ましい。

吹出し孔４の孔径、孔数を上記範囲とすることにより、
均一かつ安定な複合めつきが行なわれる。更に、吹出し
孔４は第１，３図に示したようにバイブ３の下側左右に
複数列（図面において．は２列）に亘つて形成すること
ができるが、この場合左右の吹出し孔４は互にほぼ同数
ずつの均等とすることか好ましい。また、吹出し孔４は
互にほぼ等間隔ずつ離間して形成することが好ましい。
また、前記吹出し孔４からめつき液１を吹出させる場合
、安定した十分な流動、撹拌効果を与えるため、めつき
液１が各吹出し孔４から吹出す場合の流速を３〜１２ｒ
ｎ／Ｓｅｃ、吐出圧を０．４〜５ｋ９／ｄ１特に０．６
〜１．２ｋ９／Ｃｌ，とすることが好ましく、ポンプの
揚液量、吐出し揚程、吹出し孔４の孔径、孔数、更にバ
イブ３の流路断面積等わ上述した範囲において選定する
ことにより、前記流速とすることが好ましい。

なお、ポンプ５によりめつき液１を吸引する場合、めつ
き液１の吸い込み位置としては適当な場所が選択される
が、特に第２図に示したようにめつき槽２内の一隅近傍
に設けるようにすることが好ましい（図中１０はポンプ
５の吸込口を示す。

）。この場合、めつき液の吸い込み箇所を必要に応じ複
数箇所設けることができる。また、第１図の例ではポン
プを１台設置しただけであるが、複数台設置するように
してもよい。更に、本発明は上述したようにポンプによ
るめつき液の流動、撹拌を行なうものであるが、必要に
より被めつき物の揺動もしくは振動を併用するようにし
ても差支えない。なおまた、本発明に係る複合めつきは
、前記液流動下において行なうものであるが、その他の
めつき条件としては通常の条件が採用され得る。以上詳
述したように、本発明によれば上記の構成としたことに
より、水不溶性物質の共析量のばらつきが非常に少なく
なり、また共析量を増大し、安定したまた均一な複合め
つきを行なうことがきるものである。

以下、実施例と比較例を示し、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〕 下記組成の複合めつき液５０ｅを用い、複合電気ニソケ
ルめつきを行なつた。

めつき液組成 硫酸ニッケル ２６０ｇ／′ 塩化ニ
ッケル ４５ｇ／ｅ 硼酸
４０ｇ／′ ポリテトラフルオロエチレン
５０ｇ／ｅ 界面活性剤 １ｇ／
′めつき条件 めつき温度 ５０
℃ 陰極電流密度 ４Ａ／ｄイ 陽極
電気ニッケル板 めつき時間
２紛この場合、めつき液は竪型シールレ
スポンプを用い、揚液量３０ｅ／分、吐出し揚程？にお
いて循環、流動させた、また、めつき液の吹出しは、第
１図乃至第３図に示したように内径１８Ｔｍｍφの吹出
しバイブをめつき槽内底部と２ｃｍ離間させた状態にお
いて、めつき槽の長さ方向一端部から他端部にかけて幅
方向中央部に配設し、かつこの吹出しバイブに直径２？
の吹出し孔恥個を頷個ずつ左右に第３図においてＯ＝４
５孔となるようにそれぞれ穿設し、これを吹出し孔より
流速約４ｍ／Ｓｅｃで吹出させた。

また、被めつき物としては、１００ｗｒｍ×５Ｃｙｍの
長方形状のステンレススチール板を用い、第１，２図に
示したようにラックの左右にそれぞれ３枚、総計６枚を
吊り下げ、めつきを行なつた。

更に、第２図に示したように、被めつき物の両側方にそ
れぞれ陽極板（図中１１で示す。）を配設した。なお、
めつき槽の内側幅方向下端縁には、それぞれ図示の如く
長板を傾斜状態で配設した。めつき後、ステンレススチ
ール板に施こされた複合めつき被膜を剥離し、ポリテト
ラフルオロエチレンを共析量を測定した。また、比較の
ため、吹出しバイブをはずし、プロペラ撹拌を行ない、
同様にして複合めつきを行なつた後、ポリテトラフルオ
ロエチレンの共析量を測定した（比較例１）。

プロペラ撹拌の条件は、直径５５ＷｆＬのタービン型ス
テンレス製プロペラを装着した撹拌機１台を使用し、回
転速度は５００ｒｐｍてあつた。

以上の結果を第１表に示す。

なお、上述した方法において、吹出し孔をバイブの上側
に形成した場合は、共析量が低下することを確認した。

〔実施例２〕下記組成の複合硫酸銅めつき液を用い、実
施例１と同様にして複合めつきを行なつた。

めつき液組成 硫酸銅 ２２０ｇ／ｅ 硫酸
６０ｇ／ｅ レブコ
２ｍｔ／′ （上村工業（株）製
光沢剤） フッ化黒鉛 ５０ｇ／ｅ
界面活性剤 １ｇ／′めつき条
件 めつき温度 ２５・Ｃ
陰極電流密度 ２．５Ａ／Ｄｄ陽極
含リン銅板 めつき時間
１紛間但し、めつき液を循環流動させる場
合、揚液量は３０ｅ／分、吐出し揚程は５ｍとした。

フッ化黒鉛共析量を測定した結果は、実施例１と同様に
共析量のばらつきが非常に少ないものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる装置の一例を示．すめつ
き槽を断面とした側面図、第２図は同装置のめつき槽を
断面とした正面図、第３図は吹出しバイブの拡大断面図
である。 １・・・・・・めつき液、２・・・・・・めつき槽、３
・・・・・・吹出しバイブ、４・・・・・・吹出し孔、
５・・・・・・ポンプ、６・・・）・・・ポンプの吐出
口、７・・・・・・被めつき物、８・・・・・・ラック
、９・・・・・・長板、１０・・・・・・ポンポの吸込
口、１１・・・・・・陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水不溶性物質が懸濁しためつき液をポンプにより循
   環、流動させると共に、このポンプにより吸引しためつ
   き液をめつき槽内の下部に配設した吹き出しパイプの下
   側に設けた多数の吹き出し孔より下方に向けて吹き出さ
   せる条件下においてめつきを行うようにした複合めつき
   方法において、前記吹き出しパイプをめつき槽内底面に
   近接した状態でめつき槽の一端側から他端側にかけて配
   設すると共に、めつき槽の少なくとも吹き出しパイプの
   長さ方向に沿つた内側下端縁部を鈍角もしくは丸味を持
   つて形成し、かつ吹き出しパイプの多数の吹き出し孔を
   その各断面積が吹き出しパイプの流路断面積の０．５〜
   ３％であるような孔径を有ししかも全吹き出し孔の合計
   断面積が吹き出しパイプの流路断面積の２０〜９０％で
   あるような孔数において互にほぼ等間隔ずつ離間させて
   形成し、前記ポンプによりわつき液を１分間当たりめつ
   き液容量の１／２以上を揚液する速度でかつ空気を巻き
   込まない状態で循環、流動させると共に、めつき液を吐
   出し揚程３ｍ以上、流速３〜１２ｍ／ｓｅｔの条件にお
   いて吹き出し孔から吹き出させ、めつき液をめつき槽の
   内底面から前記鈍角もしくは丸味を持つて形成された下
   端縁部に沿つて上方に流動させた撹拌状態で複合めっき
   を行うようにした複合めつき方法。