JPS6215637B2

JPS6215637B2 -

Info

Publication number: JPS6215637B2
Application number: JP6655584A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Tadakoshi; Toshuki Yoshikata
Original assignee: Okuno Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: Okuno Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1987-04-08
Also published as: JPS60208495A

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野本発明はカーボン材料に電気めつきを行なうた
めの前処理方法に関する。背景技術カーボン材料を導電性を有すると同時に耐食
性、耐熱性等の特性に優れ、軽量、低コストであ
ることから各分野での活用にはめざましいものが
ある。特にカーボン繊維は導電性充テン材とし
て、例えばゴム、プラスチツクス、塗料等に充テ
ンされ導電性材料、帯電防止材料、導電性塗料、
電磁波シールド材等の有用な材料を提供できるも
のである。該カーボン材料が導電性を有すること
は公知であるが、その抵抗は、他の金属材料、例
えばスズ、銅、ニツケル、銀等のそれらが約10^-6
〜10^-12Ω・cmであるのに比し、約１〜10⁴Ω・cm
と大きく、従つてこれを充テンした導電性材料に
おいて導電性を満足させるには、約20〜40重量％
もの充テンが必要となり、このような多量の充テ
ンによれば、得られる材料は、その物理的特性が
低下してしまう危険がかなり大きい。上記カーボ
ン材料の充テン材としての利用時の欠点は、該カ
ーボン材料表面に無電解めつき又は直接電気めつ
きを施すことにより解消されると考えられるが、
之等めつきを施すこと自体容易なことではなく、
かかるカーボン材料表面に金属めつきを施す技術
は未だ確立されていない。また一般に無電解めつ
きでは析出スピードが遅く、厚付けが困難である
等の欠点があるに加え、本発明者らの研究によれ
ばめつきすべき金属に制約を受け、スズ、亜鉛、
クロム等の無電解めつきは不可能である。更に近
年、炭素質粉末の表面を貴金属の無機塩水溶液で
被覆処理し、約400℃で30分熱分解することによ
つて、上記粉末に貴金属の薄層を形成させる方法
が提案された（特公昭56−54062号）。この方法は
焼結体の成型素材たる粉末を対象とするものであ
り、導電性充テン材としてのカーボン繊維等のカ
ーボン材料とは異なり、その対象自体電気めつき
の非常に困難なものであるが、この方法をカーボ
ン材料に利用すれば、該材料表面に電気めつきを
施し得る特性を付与できると考えられる。しかし
ながら上記方法では、加熱処理が必須であること
から処理工程が複雑となり、処理コストも高くつ
く難点がある。発明の目的本発明の目的は、カーボン材料表面に、容易に
且つ簡単な操作で、触媒となる貴金属薄膜を形成
させ、これにより該表面に各種金属の電気めつき
を施し得る特性を付与する方法を提供することに
あり、この方法により得られるカーボン材料は、
これに容易に電気めつきを施すことができ、かく
して得られる電気めつきされた材料は、少量の使
用で優れた特長を発揮する新しい導電性充テン材
として非常に有用である。発明の構成本発明方法は、カーボン材料を予め洗浄処理及
び／又はソフトエツチング処理するか或は之等処
理を行なうことなく、パラジウム及び銀から選ば
れた貴金属の無機塩水溶液に浸漬して該材料表面
に上記貴金属の薄膜を形成させることを特徴とす
る、カーボン材料に電気めつきを行なうための前
処理方法に係る。本発明において処理対象とするカーボン材料
は、その用途に応じてカーボン素材単体、例えば
板、単繊維、繊維束、ひも、織布化したもの（以
下「素材単体」と呼ぶ）と、複合材料例えばカー
ボン単繊維をポリエステル、エポキシ樹脂等の有
機バインダーやガラスバインダーを用いて抄紙、
織布化、シート化したもの（以下「複合材料」と
呼ぶ）とに大別される。以下これら各形態の夫々
について、本発明方法を詳述する。素材単体の場合、表面が清浄であれば、そのま
ま直接に以下の本発明処理を行なうこともできる
が、通常好ましくは予め水洗等の洗浄処理を行な
うか、表面湿潤性を得るためにケイ酸系もしくは
リン酸系のアルカリ脱脂後水洗するか又はアルコ
ール、アセトン、酢酸エチル、ジメチルホルムア
ミド（DMF）等の溶剤処理後水洗して以下の処
理を行なう。また複合材料の場合、カーボン素材
は通常バインダー等により表面が被覆されている
ため、予め上記と同様の溶剤を用いるか又は苛性
アルカリ、クロム酸−硫酸混液、フツ化物含有液
等を用いて清浄化を兼ねたソフトエツチング処理
を行ない、水洗後に以下の処理を行なう。上記洗
浄処理、溶剤処理及びソフトエツチング処理は、
公知の之等処理方法に従つて行なわれる。上記に引き続く貴金属薄膜の形成処理は、貴金
属がパラジウムであるか銀であるかにより、以下
の如くして実施できる。即ちパラジウムの薄膜を
形成させる場合は、カーボン材料を塩化パラジウ
ム（PdCl₂）と塩化スズ（SnCl₂）との混合溶液
に、約０〜40℃、好ましくは室温下に、約５秒〜
10分間、好ましくは約30秒〜３分間浸漬後、98％
硫酸もしくは36％塩酸の２〜20容量％、好ましく
は７〜13容量％溶液又は之等の混液、あるいは水
酸化ナトリウムの５〜15重量％溶液に、約０〜60
℃下に、約５秒〜10分間、好ましくは約30秒〜３
分間浸漬する方法が好適である。上記方法に利用
するPdCl₂／SnCl₂混合溶液としては、通常
PdCl₂／SnCl₂のモル比が0.06〜0.008、好ましく
は0.02〜0.015の範囲にあり、PdCl₂を0.002〜
15g／、好ましくは0.01〜5g／含んでおり、
また安定性を保つためにClとして30〜150g／
（その一部はNaClやH₂SO₄で代替することができ
る）が含まれ、PH約1.0以下の溶液が好ましい。またパラジウム薄膜を形成させる他の好適な方
法としては、まず塩化スズ（SnCl₂）と塩酸
（HCl）との混合溶液中に、カーボン材料を約０
〜40℃、好ましくは室温下に約５秒〜10分間、好
ましくは約30秒〜３分間浸漬して材料表面を感受
性化し、次いで塩化パラジウム（PdCl₂）と塩酸
（HCl）との混合溶液に約０〜40℃、好ましくは
室温下に、約５秒〜10分間、好ましくは約30秒〜
３分間浸漬する方法を挙げることができる。該方
法においてSnCl₂／HCl混合溶液としては、
SnCl₂／HClのモル比が0.8〜0.1、好ましくは0.7
〜0.3であり、SnCl₂・2H₂Oとして0.2〜20g／
、好ましくは３〜12g／を含む溶液を有利に
使用できる。またPdCl₂／HCl混合溶液として
は、PdCl₂／HClのモル比が0.5〜0.03、好ましく
は0.5〜0.1であり、PdCl₂として0.002〜15g／
、好ましくは0.01〜5g／を含む溶液が有効で
ある。本発明方法に従い、銀の薄膜を形成させる場合
には、カーボン材料を、まず上記と同様の塩化ス
ズ（SnCl₂）と塩酸（HCl）との混合溶液に、約０
〜40℃、好ましくは室温下に約５秒〜10分間、好
ましくは約30秒〜３分間浸漬して同様に感受性化
した後、硝酸銀（AgNO₃）溶液に約０〜40℃、好
ましくは室温下に約５秒〜10分間、好ましくは約
30秒〜３分間浸漬する方法が最も好ましい。該方
法において硝酸銀溶液としては、AgNO₃を0.002
〜20g／、好ましくは0.005〜5g／含有する溶
液を好ましく利用できる。上記各金属薄膜の形成処理後、処理材料を水洗
することにより、カーボン材料表面に、電気めつ
きを行なう際に触媒となり得るパラジウムもしく
は銀薄膜が形成された所望の処理材料を収得でき
る。上記本発明方法は、単なる化学的浸漬処理を行
なうのみであり、加熱処理等を必要とせず、操作
が簡便で、処理コストも低廉であり、しかも引き
続き各種の電気めつき、例えば亜鉛、銅、ニツケ
ル、銅−ニツケル、銅−スズ、ニツケル−クロ
ム、ニツケル−銀、ニツケル−金めつき等を容易
に実施でき、その実施において顕著な生産上向上
を奏し得るものである。本発明方法により得られる上記処理カーボン材
料への金属めつき方法は、通常の方法に従つて行
なうことができ、その際用いられるめつき浴も何
ら制限はない。即ち亜鉛めつきには公知のジンケ
ート浴、シアン化亜鉛浴、酸性亜鉛浴を含め現在
使用されているすべてのめつき浴が適用できる。
ニツケルめつきには公知のワツト浴、スルフアミ
ン酸浴、ウツドのストライク浴を初め、Ni−Fe
合金、Ni−Ｐ合金を含め、現在使用されている
すべてのめつき浴が適用できる。銅めつきには公
知の硫酸銅浴、シアン化銅浴、ピロリン酸銅浴を
含め現在使用されているすべてのめつき浴が適用
できる。クロムめつきにはサージヤント浴、ケイ
フツ化浴を含め現在使用されているすべてのめつ
き浴が適用できる。スズめつきには公知のアルカ
リスズ浴、酸性スズ浴を含め現在使用されている
すべてのめつき浴が適用できる。金めつきには公
知のアルカリ金浴、酸性金浴を初め、Co，Cu，
Ni−金合金を含め現在使用されているすべての
めつき浴が適用できる。銀めつきには公知のシア
ン化銀めつき浴を含め現在使用されているすべて
のめつき浴が適用できる。上記各めつき浴には、
いずれのめつきにあつても外観を向上させる意味
で、必要に応じて市販の各種添加剤を使用するこ
とができる。上記電気めつきにより各種金属を被
覆されたカーボン材料は、充テン剤として充テン
量を低下させるのみでなく金属材料として広範な
各種用途に利用できる。実施例以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例
を挙げる。実施例１カーボン材料として呉羽化学工業株式会社製
「クレカベールマツト」（カーボン繊維をポリエス
テル約20％によりマツト状に抄紙化したもの）を
用いた。上記カーボン材料試験片（厚さ0.7mm、５cm×
10cm）を、ジメチルホルムアミド溶液中に25℃で
１分間浸漬し、水洗し、PdCl₂／SnCl₂混合溶液
（PdCl₂1g／、PdCl₂／SnCl₂モル比＝0.02、36
％HCl150ml／含有、PH１以下）に同温度で２
分間浸漬し、水洗し、次いで98％H₂SO₄10容量％
溶液に40℃で２分間浸漬後水洗して、本発明処理
を完結し、パラジウム金属薄膜を形成された処理
試料片を得た。また上記においてPdCl₂／SnCl₂混合溶液とし
て、PdCl₂量のみを5g／、0.1g／及び0.01g／
と変化させた液を用い、同一操作を繰返して、
夫々処理試料片を得た。かくして得られた各試料片より表面付着水分を
除去（ドライヤーによる温風乾燥による）した
後、抵抗を測定した結果、各試料片はいずれも
1.0〜1.6Ω・cmであつた。尚無処理の試験片の抵
抗は13.0Ω・cmであり、ジメチルホルムアミド処
理後のそれは8.0Ω・cmであり、これらのことよ
り試料片表面にパラジウム金属薄膜が形成されて
いることが確認された。実施例２実施例１と同一の試験片をエタノール中に25℃
で１分間浸漬し、水洗し、SnCl₂／HCl混合溶液
（SnCl₂・2H₂O5g／、SnCl₂／HClモル比＝
0.5）に同温度で２分間浸漬し、水洗し、AgNO₃
溶液（AgNO₃2g／）に同温度で２分間浸漬
し、水洗して、本発明処理を完結した。かくして
銀薄膜を形成させた処理試料片を得た。銀薄膜の
形成は、実施例１と同様にして処理試料片の抵抗
を測定することにより確認される。〈金属めつき試験〉上記各例で得た処理試料片並びに比較のため
無処理試験片及び実施例１に従いジメチルホルム
アミド処理後の試験片につき、以下の通り電気め
つきを実施し、めつき状態、特につきまわり性を
調べた。ニツケルめつき条件めつき浴組成 NiSO₄・6H₂O 240g／ NiCl₂・6H₂O 45g／ H₃BO₃ 40g／添加剤「Mu−２」５ml／（奥野製薬工業株式会社製）浴PH 4.2 浴温 50℃ 陰極電流密度 2A／ｄm²又は5A／ｄm² 結果を下記第１表に示す。

【表】尚表中×は全くめつきされないことを、△は約
半分無めつき状態であることを、○は一部分無め
つき状態であることを、また◎は全面に良好にめ
つきが施されることを夫々示す。また上記と同様にして、以下の条件下に銅めつ
きを行なつた結果を同様にして第２表に示す。銅めつき条件めつき浴組成 CuSO₄・5H₂O 90g／ 98％H₂SO₄ 180g／ Cl 70ppm 添加剤「トツプルチナ81」５ml／（奥野製薬工業株式会社製）浴温 20℃ 陰極電流密度 2A／ｄm²又は5A／ｄm²

【表】上記第１表及び第２表より、本発明方法により
処理されたカーボン材料には、ニツケルめつき及
び銅めつきが容易に良好に行ない得ることが明ら
かである。

Claims

【特許請求の範囲】

１カーボン材料を予め洗浄処理及び／又はソフ
トエツチング処理するか或は之等処理を行なうこ
となく、パラジウム及び銀から選ばれた貴金属の
無機塩水溶液に浸漬して該材料表面に上記貴金属
の薄膜を形成させることを特徴とする、カーボン
材料に電気めつきを行なうための前処理方法。