JPS61276979A - ニッケルめっき材料の製造法 - Google Patents

ニッケルめっき材料の製造法

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JPS61276979A
JPS61276979A JP60115391A JP11539185A JPS61276979A JP S61276979 A JPS61276979 A JP S61276979A JP 60115391 A JP60115391 A JP 60115391A JP 11539185 A JP11539185 A JP 11539185A JP S61276979 A JPS61276979 A JP S61276979A
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は水に分散可能な芯材、特に粉粒体の粒子表面に
無電解ニッケルめっき法により緻密て導電性に優れたニ
ッケルめっき皮膜を形成させるニッケルめっき材料の製
造法に関する。更に詳しくは、本発明は電磁波シールド
材としての導電性材料、導電性顔料等に適したニッケル
めっき材料を工業的に提供する方法に関する。
[従来の技術] 一般に、無電解メッキはその技術の進歩と用途の開発に
よって、今日では有機または無機の材質を問わないこと
は勿論、その形状や大きさに関係なく適用されている。
とは言え多くの場合、基材は板状または成型体が多く、
粉末または粒状の如き微細なめっき基材についてはその
用途開発が新しいたけに最近のことであって、確立され
た製造方法はなく、僅かに従来の一般的方法に従って処
理されているのが現状である。
即ち、無電解めっきする場合、通常、予め建浴しためっ
き液に被めっき基材を浸漬して予め推測により定められ
た時間反応させた後、反応を停止させる方法がとられて
いるが、めっき反応を繰り返すと薬剤を補充してもめっ
き反応が実質的に生ぜずもはや工業的にその操作を中止
さぜるを得ない無電解ニッケルめっき老化液(以下、単
に[老化液Jと記載する)が多量に発生ずる。
従来、かかる老化液は亜りん酸アルカリ、等の反応生成
物の除去による再生処理に関する提案等がなされている
けれども、複雑な液組成のために工業的に再利用または
ニッケル塩の分離回収等は難しく、多くの場合、無害化
処理を加えて廃棄せざるを得ないのが事情があった。
[発明が解決しようとする問題点] 被めっき基材が粉末または粉状体について、上記と同様
な浸漬方法で老化液を使用すると、成型体の如き大きな
めっき基材に比べて比表面積が著しく大きいためめっき
反応を生ずるので有効に利用できるけれども、この場合
、以下に記載する従来の建浴方式に共通ずる問題点があ
る:(1)めっき浴の液性は沈澱が生成し易いため、p
H4,,5以−トにはできない。従って、形成ニッケル
皮膜のりん含有率が高くなり皮膜の導電性が劣化する; (2)反応初期において、ニッケル及び次亜りん酸塩濃
度が高いと、相雑なニッケルめっき皮膜が生し易く、浴
の自己分解も起し易い:(3)次亜りん酸ソータの有効
利用率が低く、従って、めっき老化液中の全ニッケルイ
オンを還元析出させるためには老化液中の次亜りん酸ソ
ーダでは不足なので補充する必要がある; (4)めっき反応の初期において水素の発生が激しいの
で爆発に対する安全対策を施す必要がある。
更に、速やかに粉粒体を洛中に添加しても比表面積が大
きいこともあって、めっき反応のコントロールも困難で
ある。
他方、粉粒体を一挙にめっき浴に投入てきれば上記問題
は多少とも抑制しうるが、時間をかけて投入した場合、
始めと終りとではめっき皮膜の膜厚に差が生じ不均一と
なることは避けられない。
特に、粉粒体をめっきする場合に問題なのは凝集した二
次粒子にめっき皮膜が施されるとその使用に際して、二
次粒子が壊れて未被覆面の露出に−3−    ゛ よる被覆の欠陥が現れる。
従って、粉粒体をめっきする場合には可能な限り、二次
粒子の少ない状態によく分散したものにめっき皮膜を施
すことが最も重要なことになるが、従来の方法で老化液
を再利用することは全く期待できないものであった。
このような粉粒体の微細粒子をめっきするに際して上記
の事実を鑑み、本発明者は、先に粉粒状芯材に無電解め
っきをする方法として該芯材を水性懸濁体にして、これ
に無電解めっき液を添加することによりめっき皮膜を付
与させる方法を開発した(特開昭60−59070号公
報)。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上述の特開昭公報にかかる発明を更に発展させ
るもので、めっき液を添加方式にて行なうめっき方法を
更に鋭意研究を重ねたところ、老化液を水性懸濁体へ添
加する方法を用いても驚くべきことに何ら遜色なく高品
位のニッケルめっき皮膜が形成されることを知見し、本
発明を完成するに至った。
従って、本発明は水に分散可能なめっき基材を無電解ニ
ッケルめっき液と接触させることからなるニッケルめっ
き材料の製造法において、めっき基材の水性懸濁体を調
製し、次いで該懸濁体に少なくとも無電解ニッケルめっ
き老化液を添加して基材表面にニッケルめっき皮膜を形
成させることを特徴とするニッケルめっき材料の製造法
を提供するにある。
[作用] まず、ニッケルめっき材料におけるめっき基材(以下、
単に「芯材」と記載する)について説明すると、そグ〉
1つの特徴は芯材が水に分散可能な基材に限られるとい
うことである。
水に分散可能な芯材というのは、撹拌等の通常の分散手
段により、ニッケル皮膜が芯材に形成しうる程度に実質
的に水中に分散した懸濁体を形成しうるものをいう。
水に懸濁しうるちのであるから、水に実質的に不溶性の
もの、好ましくは酸やアルカリに対しても溶解または変
質しない安定なものである。
それ故、芯材は水に実質的に不溶性の分散可能なもので
あれば、その形状や大きさは基本的には問題でないが、
多くの場合、芯材というのは粉状ないし粒状を対象とす
る。これらは、コロイド状微粒子から数man程度の粒
子までの外観上粉末状態または粒状体のいずれでもよい
。丈な、その形状を顕微鏡または肉眼によって観察しな
場合、球状、板状、棒状、針状、中空状または繊維状の
いずれの形状のものであってもよい。また、アスペクト
化の大きい板状、針状まなは繊維状芯材は数cmの大き
さのものであっても分散可能であるかへ芯材として適用
できる。要するに被めっき基材が外観」−粒状、粉状ま
たは繊維状として扱われているような分散可能なもので
あれば芯材として対象とすることができる。また、芯材
の材質は、有機質または無機質を問わず無電解めっき可
能な材質を全て包含する。これらは、天然物または合成
物のいずれであってもよい。また、芯材は化学的に均一
な組織であることを要しないのはもぢろんであるが、そ
れが結晶質または非晶質(ガラスを含む)のいずれであ
ってもよい。重要なことは、芯の表面が化学的にめっき
液と反応して皮膜の形成能を有することてあり、分散可
能な材質ということである。
かかる芯材を例示的に列挙すれば、無機芯材としては、
金属粉末(台金も含む)、金属または非金属の酸化物(
含水物も含む)、アルミノ珪酸塩を含む金属珪酸塩、金
属炭化物、金属窒化物、金属炭酸塩1.金属硫酸塩、金
属リン酸塩、金属硫化物、金属酸塩、金属ハロゲン化物
または炭素などであり、有機芯材としては天然繊維、天
然樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩1ヒビ
ニル、ポリスチレン、ポリブテン、ポリアミド、ポリア
クリル酸エステル、ポリアクリル酸I・リル、ポリアセ
タール、アイオノ゛?−、ポリエステルなとの熱可塑性
樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、キシレン樹脂、シリコーン樹脂まt:はジ
アリルフタレ−1・樹脂の如き熱硬化性樹脂などが挙け
られる。これらは、1種または2種以上の混合物てあっ
てもよい。この混合物というのは化学的に組成が不均質
のものから芯材として混合物であるいずれの場きも含む
ものである。
かかる芯材表面上に無電解ニッケルめっきするに当り、
本発明における第2の特徴はめつき反応が生ずるような
状態にある芯材の水性懸濁体を調製することである。
ここに芯材がめつき反応が生ずるような状態にあるとい
うのは芯材をめっき処理するに当り、予め洗浄、エツチ
ング、増感及び活性化等芯材の物性に応じた前処理操作
を施してめっき反応ができる状態をいい、かかる前処理
は公知の方法が全て適用できる。
例えば、洗浄処理は芯材をアルカリ脱脂液にて浸漬脱脂
し、塩酸、硫酸あるいはリン酸に浸漬することにより行
なわれる。引き続いて行なわれる触媒処理は可溶性第1
錫塩、次いで可溶性パラジウノ、塩溶液にて、または第
1錫塩とパラジウム塩の混合コロイド溶液にて、次いで
酸またはアルカリ性水溶液で、若しくはシランカップリ
ング剤とパラジウム混自水溶液にて、夫々芯材と接触処
理することにより前処理すればよい。これらは既に公知
のことであり、本発明において格別の前夕!1理を行う
必要はない。
次に、かかる芯材の水性懸濁体というのは水または少な
くとも1種のめっき用薬剤なとを添加した水溶液を媒体
とする芯材の懸濁体をいい、まためっき用薬剤というの
はニッケル塩、次亜りん酸塩、錯化剤、反応促進剤ある
いはpH調整剤等めっき液を構成しうる薬剤であり、そ
れらは1種または2種以」二であってもよい。
ただ、めっき液口体を懸濁媒体とする場合には芯材の懸
濁体の調整の際にめっき反応か生しない程度の薄い状態
で用いることが必要である。
通常は単なるpHを調整した水性懸濁体で充分であるが
、芯材によっては錯化剤を添加した水性懸濁体が好適と
なることが多い。
錯化剤というのはニッケルイオンに対し錯化作用のある
化合物であり、例えばクエン酸、酒石酸、リンゴ酸、乳
酸、グルコン酸またはそのアルカリ金属塩やアンモニウ
ム塩等のカルボン酸く塩)、クリシン等のアミノ酸、エ
チレンジアミン、アルキルアミン等のアミン類、その他
のアンモニウム、EDTA、ピロリン酸(塩)等が挙げ
られ、それらは1種または2種以」−であってもよい。
錯化剤の懸濁体における含有緻は1〜]、 Orl g
/l、望ましくは5〜50g#の範囲にある。
また、懸濁体のpHは4〜10の範囲に調舐して均質に
分散させたものである。
水性懸濁体における芯材の分散性は物性によって異なる
ので、分散方法は適宜所望の手段、例えば、通常撹拌か
ら高速撹拌、あるいはコロイドミルまたはホモジナイザ
ーの如きセン断分散装置等を用い、芯材のアクロメレー
トをてきるだけ除去した一次粒子に近い分散状態の懸濁
体を調製することが望ましい。なお、芯材を分散させる
に際し、例えば界面活性剤等の分散剤を上記したように
必要に応して用いることがてきる。懸濁体の濃度は、特
に限定する理由はないが、スラリー濃度が低いとめっき
濃度が低下するので処理容置が大となるから経済的てな
く、また、逆にその濃度が濃くなると芯材の分散性か悪
くなるので芯材の物性に応し適宜所望のスラリー濃度に
設定ずれはよい。多くの場斤503/1−7 (10F
i//、好ましくは1.00g/l!〜・5 (10I
(/ 1の範囲にある。まl二この懸濁体中の芯材をめ
っきするに当り、めっきが効果的に実施されるへ<M、
側木の温度をめっき可能温度に予め調節しておくことか
望ましい。
かくして調製した芯材の水性懸濁体に少なくとも無電解
ニッケルめっき老化液を添加してめっき基材表面にニッ
ケルめっき皮膜を形成させることが本発明の第3の特徴
である。
無電解二ニッケルめっき老化液(老化液)というのは、
この分野ては周知の概念であり、一般的には既にめっき
反応操作に使用された液であって、もはや効率的なめっ
き反応を維持することかできなくなっためっき反応後の
液をいう。
即ち、無電解ニッケルめっき液は基本的にはニッケル塩
、還元剤〈次亜りん酸ソータ)、錯化剤及び1)I(調
整剤(酸またはアルカリ剤)の各薬剤を所望の配合割合
により組成される水溶液であり、通常は前記したように
建浴したこの液に被めっき物を浸漬してめっき処理を行
ない、めっき反応の進行に伴う液組成の変化に応じて所
望の薬剤を適宜補充してゆくが、最終的には反応生成物
(亜りん酸ソーダ)の多い老化液となる。
本発明において、老化液というのは前記のような老化液
を意味し、本発明にががるニッケルめっき工程において
用いられた後の分離液を意味するものではない。
このような老化液が本発明にががる方法において有効な
めっき液として、なお添加できることは全く予想外のこ
とであり、その詳細な作用機構は明らかでないけれども
、恐らく次のような理由によるものと思われる。
老化液と言えども建浴時のめっき液と比べて充分にニッ
ケル塩や還元剤である次亜りん酸ソータが存在するにも
拘わらず、いわゆる老化する現象は反応生成物である亜
りん酸ソーダが多量に存在していることによる。
即ち、めっき反応により亜りん酸ソーダの生成が増加す
ることにより、亜りん酸ニッケルI\の自己分解反応が
併行して生ずるが、還元力を高めるべくpHを上げると
、該反応は不可避的かつ沈澱を生じ易くなるのみならず
、これを抑制すべく錯化剤の増加はめっき反応速度を遅
くする。
しかして、本発明にかかる方法では芯材の水性懸濁体へ
めっき液を添加してゆくので、常にめっき液は該懸濁体
J\希釈され、かつpj(変化にも充分許容できる幅を
もつことができるので、反応生成物の亜りん酸ソーダの
影響が反応系では通常濃度のめっき浴中へ被めっき物を
浸漬する方法に比べて著しく小であることによると考え
られるので、薄いめっき薬剤濃度でもめっき反応を穏や
かに進行させることができる。
従って、老化液といえともニッケルめっき液の基本的薬
剤、例えばニッケル塩や次亜りん酸ソーダの如き還元剤
が充分存在する限り、本発明においては老化液にあらず
して、なお直接めっき液として使用することができるわ
けである。勿論、新現なめっき薬剤をこれに添加して使
用することは言うまでもない。
即ち、本発明において少なくともニッケルめっき老化液
を添加すると言うのは、)1記老化液をそのまま使用す
ることは勿論のことであるが、必要に応しこれを希釈ま
たは濃縮し、若しくはこの老化液を基本として他の薬剤
を添加調製して使用することができることをも包含して
いることを意味するものである。
なお、本発明において、ニッケル塩というのは硫酸ニッ
ケルの如きニッケル塩単独と−jl記他の可溶性金属塩
との混合塩を意味し、この場合には二・ンケル合金めっ
き皮膜を形成させることができる。
還元剤としては次亜りん酸アルカリが最も代表的である
が、他に硼酸水素アルカリ等の還元剤等がある。
また、pH調整剤というのはめつき反ゐによって反応系
のp I(が変化するのを予め、または変化に応してめ
っき皮膜の安定な被膜形成のために反応系のpHを調整
する薬剤であり、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等
のアルカリ剤あるいは硫酸、塩酸等の如き酸性化剤をい
う。
なお、ill化剤はpH7171如何によってC」生成
するニッケル水酸化物の生成を抑制するI〈<ニッケル
イオンにq t、 −t〜効果を有する錯化剤のことて
、既に述へl:とおりである。
かくして調製された錯化剤含有内水性懸濁体に老化液を
添加する際、懸濁体には充分分散状態が保たれるよう、
必要に応じて撹拌、超音波分散処理などを与えておくこ
とが望ましく、また、温度も制御できるように設定して
おくことが望ましい。
本発明において、めっき反応は老化液の添加と共に速や
かに生ずるが、その際、液濃度と共に添加速度がめつき
反応に直接的に影響し、また、これらの要素は芯材の物
性、特に表面特性にも著しく関係するのでこれらの要素
を十分に考慮した上で、めっき皮膜のむらの生じないよ
う均一かつ強固なめっき皮膜を形成させるためにめっき
液の添加速度を設定して、制御して添加することが必要
てあり、多くの場き徐々に定量的に添加する方がよい。
このようにして、老化液を水性懸濁体に制御して添加す
ることにより水素ガスの発生を伴って速やかなめっき反
応が生じ分散した芯材表面に均一かつ強固なめっき皮膜
が形成されてゆく。従って、添加量に応じてめっき皮膜
の膜厚を調節することかでき、用途に応して、添加量は
設定ずれはよい。
なお、めっき反応温度は50〜90℃の範囲が好ましい
老化液の添加終了後、水素ガスの発生の終了を確認した
後、暫時分散手段を施した後、めっき処理を終了させ、
次いで常法により母液を分離して、めっき材料を水洗及
び分離及び乾燥して回収する。
[実施例] 以下に実施例く以下、特記しない限り単に1例」と記載
する)を挙げ、本発明を更に説明する。
例1〜−L 平均粒径250μm0のプロゴパイト系マイカ100f
Iを2.5g/lのシランカップリング剤[チッソ(株
)製、商品名APS−E]及び0.2g/lの塩化パラ
ジウムの混合溶液11に投入し、良く撹拌しながら約6
0分処理し、ろ過した後、11.0’Cで充分に乾燥し
た。次に、この前処理したマイカ109を予め第1表に
示した9T(に調整し、75〜80℃に加熱した水溶液
に添加して充分脱アグロメレートすべく撹拌分散して水
性懸濁体をそれぞれ試料調製した。
次いて、この撹拌下にある水性懸濁体に無電解ニッケル
めっき老化液[日本カンセン製、ニッケルるめっき液ニ
ブルーシュマーV)老化液にッケル濃度5.6g/n、
次亜りん酸ソータ濃度30.31//f)]]、、2N
をφVずつ添加し、めっき処理を行なった。なお、反応
中流のpitを最初に設定しl:pH値に一定に維持す
るため水酸化すI〜リウノ\水溶液を適宜滴下した。老
化液を全量添加し、水素の発生が」1−まっな後、ろ過
し、リパルプ洗浄を行ない、乾燥してそれぞれ異なるp
Hにある懸濁体でのニッケルめっきマイカを得な。
例擾二〉3− マイカを分散させる水性懸濁体のp T−(を65とし
、第1表に示ずように無電解ニッケルめっき老化液を変
えた以外は例1と同一条件で前処理及びめっき処理し、
それぞれニッケルめっきマイカを得な。
例9〜13 マイカの代わりに第1表に示す各種の粉粒物を芯材とし
てそれぞれめっきを行った。
即ち、これらの芯材を例1と同一条件で前処理し、次い
で水性懸濁体のpHを6,5と一定にした以外は例1と
同一条件で調製したそれぞれの水性懸濁体に老化液を添
加してめっき処理を行ない、各種芯材に対するニッケル
めっき粉末を得た。
以上、例1〜13に従ってめっき処理した後ろ過分離し
た母液は無色透明であり、これは老化液中のNi++が
実質的に消費し尽くされており、極めて合理的にめっき
反応が行なわれていたことを示すものである。
肪歓列1〜5 例1で用いたと同し老化液を5バツチ用意し、それぞれ
第1表に示すようなpHに調整して浴とした。
次いて、例1と同一の前処理を行なったマイカ10!?
をそれぞれ撹拌下にある各めっき浴に添加してめっき処
理を行なった。なお、めっき処理中は反応液のpHを当
初の設定pHに保つべく適宜水酸化ナトリウムを滴下し
て1)11調製を行なった。
各バッチ共、マイカの添加当初は激しく水素を発生して
還元反応が進み、1)I4が中性に近いバッチはど反応
が激しかったが、やがて水素の発生が止んたので次亜り
ん酸ソータを各浴にそれぞれ少量ずつ全1183を追加
補充して反応を再生させた。
しかし、pH5,5以−トのバッチに−)いてはやがて
自己分解反応が生じて沈澱が発生し、いわゆるニッケル
めっき処理は施されなかった。
反応終了後、ろ過分離した母液はいずれのバッチ共に淡
青色を呈していた。このことは、まだNi++か存在し
ていたにも拘わらず、めっき反応が生しなかったことを
意味するものである。
ニッケノ目と1立J4J土!y斗勿1 以上、例1−13及び比較例1〜5で得られた各試料に
ついて、次に示す測定または要領で物性を明らかにした
ところ、第1表の結果が得られた。
くめつき皮膜中のニッケル量〉 試料の所定数を硝酸にて溶解し、I、C,P、分析によ
りNi量を測定し、試料中のNi鼠を重量%で表わす。
くめつき皮膜中の合りん量〉 試料を硝酸にて溶解したものについて、同じくT、C,
P、分析によりPを測定し、P/Ni十Pの重量%とし
て表わす。
くめつき材料の抵抗値〉 試料をガラス容器(1,59cmφX20c+n)に所
定の充填率で充填した後、4端子法により抵抗を測定し
、体積固有抵抗(ΩC「6)として表わす。
くめつき皮膜の電子顕微鏡写真観察〉 例2.4及び比較例3.5で得られた試料のめつき表面
を走査型電子顕微鏡写真(約10000倍)にて観察す
る。例2の電子顕微鏡写真を第1図、例4の電子顕微鏡
写真を第2図、比較例3の電子顕微鏡写真を第3図、比
較例5の電子顕微鏡写真を第4図とする。なお、電子顕
微鏡写真の1eanがほぼ1メL111に相当する。
くめつき材料充填のポリプロピレン樹脂の電磁波シール
ド性〉 試料とポリプロピレン樹脂(三菱油化株式会社製: M
A−4PPポモポリマー)とを所定の充填率で配合し、
ブラベンダーにて220℃において4分間混練した後、
ロールにて圧延しホットプレスで厚さ2mmの試験片を
得た。この試験片を用いて体積固有抵抗値(Ωc+o)
を測定及び4 G Hzの電波を用い管内法により電波
透過損失(dB)を測定して試験片の電磁波シールド性
を評価する。
なお、電波透過損失の値(dB)は測定器の検出感度の
最大値が40dBであるため、それ以−1−は全て〉4
0と表わす。
[発明の効果] 本発明にかかる方法によれば従来、その処理に窮してい
たニッケルめっき老化液を合理的に有効利用できると共
に優れたニッケルめっき材料を工業的に提供することが
できる。
本発明の特徴的利点を以丁に具体的に記載する。
(1)めっき反応速度は老化液の添加速度により調節で
き、しかも常にNi”、次亜りん酸塩濃度の低い領域で
反応しているので、反応速度は穏やかであり、析出めっ
き皮膜は微細で緻密なものが得られる。
(2)めっき液中のニッケル濃度は常に低い所で保持さ
れるためp 11が6〜7になっても沈澱は生成しない
。従って、pHが6〜7でめっき反応を進めることもて
きるので次亜りん酸塩の自己分解は少なくなり、析出め
っき皮膜中のりん含有率も低下する。その結果、製品の
導電性は向上し、電磁波シールド特性も良くなる。
り3)めっき液中のニッケル及び次亜りん酸塩の低濃度
化、pI−1が4.5から6〜7へ水素イオン濃度が低
下することにより次亜りん酸塩の消費量は減少し、老化
液中に存在する量のみて液中のニッケルを充分還元する
ことができる。これにより経費の削減がはかれる。
(4)次亜りん酸塩の消費量の減少と穏やかなめつき反
応により水素ガスの発生は従来より著しく減少すること
ができるので、爆発に対処する安全装置は著しく簡略化
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は例2のニッケルめっき皮膜の構造を示す走査型
電子顕微鏡写真(約104倍)てあり、第2図は例4の
ニッケルめっき皮膜の構造を示す走査型電子顕微鏡写真
(約104倍)てあり、第3図は比較例3のニッケルめ
っき皮膜の構造を示す走査型電子顕微鏡写真(約104
倍)であり、第4図は比較例5のニッケルめっき皮膜の
構造を示す走査型電子顕微鏡写真(約104倍)である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水に分散可能なめっき基材を無電解ニッケルめっき
    液と接触させることからなるニッケルめっき材料の製造
    法において、めっき基材の水性懸濁体を調製し、次いで
    該懸濁体に少なくとも無電解ニッケルめっき老化液を添
    加して基材表面にニッケルめっき皮膜を形成させること
    を特徴とするニッケルめっき材料の製造法。 2、水に分散可能なめっき基材は結晶質または非晶質の
    撹拌手段で分散しうる無機または有機の粉体、粒体また
    は繊維状物質である特許請求の範囲第1項記載のニッケ
    ルめっき材料の製造法。
JP60115391A 1985-05-30 1985-05-30 ニッケルめっき材料の製造法 Granted JPS61276979A (ja)

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