JPS63186889A - 高速連続光沢ニツケルめつき方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワット浴を用いる高速の光沢ニッケルめっき
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

ワット浴を用いるニッケルめっきの場合、電流密度は通
常１〜６　Ａ／ｄｆｆｉ”で行なわれている。また、ニ
ッケルめっき面の光沢が必要な場合は、ワット浴に光沢
剤を添加して光沢めっきを行なう方法や、光沢剤を添加
せずに無光沢めっきした後にパフ研磨により光沢を出し
ている。

（従来技術の問題点〕 高電流密度でめっきを行なえば、めっき速度を上昇する
ことができ、めっきの生産性を向上することができる。

しかしワット浴を用いたニッケルめっきの場合、無制限
に電流密度を上昇することはできず、短時間のめっきの
場合でさえも、たかだかＩＯＡ／ｄａ”の電流密度でし
かめっきを行なえない。これはめっき速度の上昇により
、被めっき面近傍でのニッケルイオンが枯渇し、ニッケ
ルイオンが金属表面へ拡散しなければニッケルめっきが
行なわれないためであり、いわゆる電荷移動律速反応よ
り拡散律速反応となったためである。したがってむやみ
に電流密度を上昇しても、ニッケルめっきの速度を上昇
することはできず、正常なめっきはできなくなる（表面
荒れ１割れ、無めっきを生ずる）といった問題点があっ
た。

ワット浴に光沢剤を添加することにより、光沢のあるニ
ッケルめっき面が得られる。この光沢剤に関しては多数
の報告がある。これらの光沢剤のほとんどは有機物であ
り、そのため、めっき浴の管理は大変困難なものとなる
。しかも、高電流密度でニッケルめっきを行なうと、可
溶性陽極であるニッケルが不動態化し、有機物が酸化分
解されるため、光沢のあるめっき面は得られなくなる。

したがって、被めっき材がコイル状で、連続めっきを行
なう場合、安定しためっき面を得ることはほとんど不可
能である。このために光沢剤を添加したワット浴を用い
連続めっきを行なう場合の電流密度は最大６Ａ／ｄｍ”
であり、めっきの高速化は図れないという問題点があっ
た。

前述した様に、ワット浴を使用したＮｉめっきの場合、
ＩＯＡ／ｄｍ”以上の電流密度での操業は困難である。

しかし、被めっき材とめっき液の相対流速を増せば、ニ
ッケルイオンの金属表面への供給が十分となるが、静止
浴では限界であった。ＩＯＡ／ｄｍ”以上の電流密度で
の操業が可能である。このことは特開昭６１−１４７８
９３にも述べられている。ところが、この方法では、有
機化合物光沢剤を標準ワット浴に添加している。この方
法により高電流密度で光沢電気ニッケルめっきを連続的
に、長期間操業した場合には、陽極のニッケルは不動態
化し、有機化合物光沢剤は陽極酸化を受は分解し、安定
した製品は得られないことがわかった。また、有機化合
物光沢剤を添加しているために、めっき浴の維持、管理
も困難なものとなり、めっき浴の寿命も短かくなるとい
う問題がある。

〔発明の構成〕

本発明によれば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸
を主成分とし、光沢剤を使用せずに、硫酸でｐＨを２〜
４に調整したワット浴を用いる連続光沢ニッケルめっき
方法であって、めっき浴温４０〜６０℃、被めっき材と
めっき液との相対速度（流速）を３〜７１ＩＩ／ｓｅｃ
とし、陰極電流密度２０〜１００Ａ／ｄ＋ａ”で連続的
にめっきを行なうことを特徴とする高速連続光沢ニッケ
ルめっき方法が提供される。

（１）めっき浴 標準ワット浴を硫酸でｐＨ２〜４としためっき液を用い
る。

硫酸ニスケル・・・高電流密度で電解するため、金属ニ
ッケルの濃度低下による限界電流密度の低下を防止する
ため、通常用いられる濃度２４０ｇ＃Ｉよりも少し高め
の濃度で使用することが望ましい。２４０〜３００ｇ／
Ｑの範囲で行なうと良い。

塩化ニッケル・・・陽極ニッケルの溶解効果を高くし、
陽極分極を減少させ、浴の電導性を良くするが、過剰の
塩化ニッケルは、皮膜を硬くする０通常４５〜６０ｇ／
Ｑの範囲で行なう。

ホウ酸・・・ｐＨの緩衝剤としての作用がある。通常３
０〜４０ｇ＃ｌの範囲で行なう。

ｐ）ｌ・・・ワット浴の標準条件ではｐＨを４．０〜５
．５としているが、本発明法ではＰＨを２．０〜４．０
とする。

これは以下に示す理由による。高電流密度でめっきを行
なう場合、陽極での最大の難点はニッケルの不動態化に
ある。ニッケルが不動態化した場合、ニッケルイオンの
供給が行なわれなくなり、ニッケルめっき面がこげ易く
なるとともに、浴電圧の上昇を招き、消費電力が上昇す
る。したがって、本発明では、ニッケルが不動態化しな
いＰＨ＝４．０を浴のｐＨの上限とした。また、浴のｐ
ｉ（の下限を２．０とした理由は、これ以下のｐＨでは
水素の発生により電流効率が低下するためであり、ニッ
ケルの電流効率を９５％以上とするためである。

浴のｐＨの調整は硫酸を用いる方法が良く、塩酸を使用
した場合、塩素イオン濃度の上昇によりめっき皮膜が硬
くなる。

光沢剤・・・本発明法では、通常のワット浴を使用する
めっき条件よりも高電流密度でめっきを行なうため、め
っき面の光沢は、光沢剤を使用しなくとも良好である。

ワット浴への光沢剤の添加は前述した様に、浴の管理等
に問題がある。したがって本発明法では光沢剤を一切使
用しない。

（２）めっき条件 被めっき材とめっき液との相対速度・・・被めっき材の
表面へニッケルイオンの供給を促進するためで、相対速
度（流速）の上昇により限界電流密度は上昇する。流速
３＋ｍ／ｓｅｅ以下では、限界電流密度は最大２０Ａ／
ｄｍ”であり、ニッケルめっきの生産性にさほど寄与し
ない。また、流速７ｍ／ｓｅｃ以上の流速を得ようとし
ても、装置の構造上、高価なものとなり、現実的には、
７ｍ／ｓｅｃの流速を得るのが限界である。したがって
本発明では、被めっき材とめっき液の相対速度を３〜７
＋ａ／ｓｅｅとした。

めっき浴温度・・・ニッケルイオンの溶解度、浴の電導
塵を高め、陽極の溶解を促進し、陰極効率を高め、ニッ
ケルめっきの延性を良くシ。

水素吸蔵を少なくするためには、浴温を４０℃以上に保
つ必要がある。一方、浴温を６０℃以上に加温すると溶
液の蒸発が速くなり、浴の維持管理が難かしくなる。し
たがって本発明ではめっき浴温の管理範囲を４０〜６０
℃とした。

陰極電流密度・・・めっき能率を上げるためには高電流
密度を使用する必要がある１本発明では被めっき材とめ
っき液との相対速度を３〜７ｍ／ｓｅｅとしているため
、最大１００Ａ／ｄｍ”までの電流密度が使用できる。

高電流密度を使用するもう一つの利点として、めっき面
の光沢が向上することが挙げられる。これは、高電流密
度でのめっきでは、ニッケルの結晶成長よりも結晶核の
発生が盛んになり、電析ニッケルの結晶粒が微細化する
ためである。光沢ニッケルめっき面を得るためには２０
Ａ／ｄｍ”以上の電流密度を使用する必要がある。した
がって１本発明では電流密度の範囲を２０〜１００Ａ／
ｄＩＩ２とした。

〔発明の具体的開示〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 市販のＳＯ３３０４光輝焼鈍（ｔ（ｚ−Ｎｚ、容量３：
１雰囲気）仕上げ鋼帯（厚さ０．２５ｍｍ）をオルトケ
イ酸ナトリウムによって電解脱脂し、５％硫酸で酸洗し
。

ニッケルストライクめっき後、硫酸でＰＨ＝２．５に調
整したワット浴（硫酸ニッケル２８０ｇ／Ｒ１塩化ニッ
ケル４５ｇＩＱ、ホウ酸３０ｇ／Ω）用い、被めっき材
とめっき液の相対速度を５ｍ／ｓｅｅとし、電流密度を
１０〜１５０Ａ／ｄａ”まで変化し３μｍのニッケルめ
っきを行なった。めっき後の表面光沢（ＡΩの蒸着面の
反射率を１００とした場合の反射率）の測定結果を第１
図に示す、第１図より、電流密度２０Ａ／ｄａ”以上で
ニッケルめっきを行なった場合、ニッケルめっき面の光
沢は、光沢ニッケルめっき面の光沢（反射率７１．２％
）と同等もしくはそれ以上であることがわかる。この様
に本発明法によれば、ワット浴に光沢剤を添加しなくと
も、被めっき材とめっき液の相対速度を増し、高電流密
度でめっきを行なえば、光沢ニッケルめっきと同等もし
くは、それ以上の光沢を得ることができる。

本実施例で、電流密度６０Ａ／ｄ１１”以上の電流を使
用した場合、ニッケルめっきの電流効率は、ニッケルイ
オンの供給が遅れるため、低下する傾向にあり、電流密
度１００Ａ／ｄｏ＋”以上では電流効率は７０％以下と
なった。なお、本実施例で約１０時間連続めっきを行な
ったが、陽極は不動態化しなかった。

実施例２ 市販のＳＯ５４３０光輝焼鈍（Ｈｚ−ＮＺ、容量３：１
雰囲気）仕上げ鋼帯（厚さ０．２５＋＋＋ｍ）をオルト
ケイ酸ナトリウムによって電解脱脂し、５％硫酸で酸洗
し。

ニッケルストライクめっき後、硫酸でｐＨ＝３．０に調
整したワット浴（硫酸ニッケル：　２４０ｇ／Ｌ塩化ニ
ッケル：　４５ｇＩＱ、ホウ酸：　４０ｇ／Ｑ）を用い
、被めっき材とめっき液の相対速度を変化し、光沢のあ
るニッケルめっき面が得られかつ電流効率が９０％以上
の最大の電流密度を求めた。この結果を第２図に示す、
この結果より、流速が３ｍ／ｓｅｅ以下では光沢のある
ニッケルめっき面が得られる最大の電流密度は２０Ａ／
ｄ１１１２程度であり、めっき能率は向上できないこと
がわかる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明方法によるニッケルめっ
きは、光沢剤を添加することなく、光沢のあるニッケル
めっき面が得られ、かつ高電流密度でめっきできるため
、めっきの能率を向上させることができる。また浴のｐ
Ｈを２〜４としているため長期間操業しても陽極のニッ
ケルは不動態化することはない。

本発明の実施例において、めっき素材としてステンレス
鋼帯を用いたが１本発明による方法は銅合金帯、その他
の素材にも適応可能である。

本発明方法の製品はニッケルの特色である電気伝導性、
ハンダ濡れ性を活す電子部品用材料、ＬＬ電池のケーシ
ング材料、等として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・流速５　ｍ１ｓｅｃでニッケルめっきした
場合の電流密度とめっき面の光沢度、ｆｌＥ流効率の関
係を示す。実線はめっき面の光沢度、破線は電流効率を
示す。 第２図・・・流速を変化した場合に、光沢のあるめっき
面が得られ、かつ電流効率９０％以上を示す限界の電流
密度の関係を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸を主成分とし
   、光沢剤を使用せずに、硫酸でｐＨを２〜４に調整した
   ワット浴を用いる連続光沢ニッケルめっき方法であって
   、めっき浴温４０〜６０℃、被めっき材とめっき液との
   相対速度（流速）を３〜７ｍ／ｓｅｃとし、陰極電流密
   度２０〜１００Ａ／ｄｍ＾２で連続的にめっきを行なう
   ことを特徴とする高速連続光沢ニッケルめっき方法。 ２、被めっき材がステンレス鋼帯である特許請求の範囲
   第１項に記す高速連続光沢ニッケルめっき方法。