JP2707530B2 - めっき方法 - Google Patents

めっき方法

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JP2707530B2
JP2707530B2 JP4361185A JP36118592A JP2707530B2 JP 2707530 B2 JP2707530 B2 JP 2707530B2 JP 4361185 A JP4361185 A JP 4361185A JP 36118592 A JP36118592 A JP 36118592A JP 2707530 B2 JP2707530 B2 JP 2707530B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、めっき方法に関する。
【0002】
【従来技術】めっきは、めっきの前処理段階、めっき処
理段階、めっきの後処理段階より構成されるが現実に
は、たとえば銅めっき(このときは前段のみ)およびニ
ッケルめっき(全工程が必要)を例にとると、有機溶剤
脱脂−煮沸脱脂−水洗−電解脱脂−一次水洗−二次水洗
−銅ストライク−銅めっき−回収−一次水洗−二次水洗
−酸中和−一次水洗−二次水洗−ニッケルめっき−回収
−一次水洗−二次水洗−中和−水洗−湯洗−乾燥という
多数の工程を必要としている。このように多数の工程が
必要となる最大の原因は各処理液と被めっき物との均一
な接触が充分に行われていない点にある。しかも、脱脂
処理に用いる有機溶剤の代表であるトリクロロエチレン
は公害発生源としてマークされている存在であり、これ
を使用しない方法の出現が強く望まれている。また、小
物のめっきには、バレルめっき法が使用されている。こ
のバレルめっき法はバレルにその容積の1/2〜1/3
の小物を入れ、バレルを回転させながら脱脂、水洗、め
っき、水洗などを行うことにより、小物のめっきを効率
よく行う方法として実用化されている。しかしながら、
バレルを回転させているにもかかわらず、その中の小物
はなかなか均一にめっき液等と接触することが困難であ
り、とくに袋穴のあるものとか、複雑な形状のものなど
にはこの傾向が著しい。その対策としてめっき液の充分
な撹拌が必要とされているが、ここにもいろいろの問題
点が存在している。撹拌手段としては、ポンプによる循
環撹拌があり、これはめっき液を酸化させることがない
点では好ましい手段ではあるが、撹拌効率が悪いので、
実用性に乏しい。エアレーションも有効な撹拌手段では
あるが、めっき液を酸化させるので、青化浴においては
炭酸塩を生成するなどの問題点があり、めっき装置にエ
アレーション手段を組みこむことができない。
【0003】
【目的】本発明の目的の第一は、めっき法において、被
めっき物とめっき液や脱脂液などの液体との接触を充分
に行うために有効な方法を提供する点にある。本発明の
目的の第二は、有機溶剤を使用する必要のない新しいめ
っき方法を提供する点にある。
【0004】
【構成】本発明は、めっきの前処理段階、めっき処理段
階およびめっきの後処理段階のすべての処理段階におけ
る少なくともその一工程で振動撹拌を行うめっき方法で
あって、前記振動撹拌が15〜60Hzの振動モーター
の発生する振動を与えられた振動棒に結合した多段で、
かつ傾斜角度を有する振動羽根により発生されたもので
あることを特徴とするめっき方法に関する。本発明の1
つの好ましい態様は、前記振動羽根が水平方向を基準に
して傾斜角度が45°以内の範囲、好ましくは10〜2
0°の範囲で傾斜していることである。本発明のもう1
つの好ましい態様は、めっきの前処理段階における煮沸
脱脂工程、水洗工程;めっきの処理段階におけるめっき
工程;めっきの後処理段階における水洗工程、必要に応
じて酸中和工程、水洗工程の各工程において振動撹拌を
行なうめっき方法である。本発明は、振動撹拌手段を採
用していることにより、めっきの前処理段階において有
機溶剤による脱脂工程を省略しても、有機溶剤による脱
脂工程を含む従来法に較べて優るとも劣らない効果を発
揮する。特にめっき対象物がバレルに充填された複数の
物品とくに多数の小物類である場合、すなわち、バレル
めっきの場合には、本発明方法は特に顕著な効果を奏す
る。バレルは外周に多数の小孔が設けられてはいるが、
そのなかにおける液体の流動は極めて悪く、ほとんど流
動していないのが実状である。ところが驚くべきことに
振動撹拌を行なうと、バレル内の液体が見事に流動し、
新しい液体が、それぞれの小物に充分接触できるように
なったのである。
【0005】振動撹拌は、15〜60Hz、好ましくは
25〜40Hzで振動を発生させる、振動モータによる
振動を液中の振動板に伝え、液体にこの振動を伝えるこ
とにもとづく本発明者が開発した新しい撹拌手段であ
り、その基本的考え方は特公平6−71544号(特開
平3−275130号)公報に開示したとおりであり、
これによれば液槽中の振動板の振動幅は8〜20mm、
振動数は200〜600回/分である。また、その変形
撹拌手段は特願平4−286544号として平成4年9
月14日に出願している。なお、振動板の振幅は、2〜
30mm好ましくは、10〜15mmである。
【0006】本発明で使用する振動撹拌手段を設けため
っき装置を図1〜4に示す。めっき工程以外で使用する
ときは図2で示す電極27は不要である。振動撹拌手段
は、振動モーター26で発生した振動を振動枠23、振
動棒21を介して振動羽根群22、22……に伝える。
振動羽根群は図2、3に明示されているように槽29の
両側に設置する。振動モーター26よりの振動が槽29
本体に影響しないようにするため、振動枠23はスプリ
ング24と台座25を介して本体に取付けられている。
振動羽根は、やゝ傾斜をつけて取付ける。傾斜の程度は
水平方向を基準にして最大で45゜、好ましくは10〜
20゜の角度で取付けることが好ましい。振動羽根に傾
斜が設けられていると、液は振動と共に流動が加わり、
より一層被めっき物と液との接触状態が改善される。本
発明の実施例では傾斜角度を15゜でセットした。振動
羽根の幅は特に制限はないが30mm以上程度あれば充
分その効力を発揮する。通常30〜100mm、好まし
くは50〜80mm程度である。撹拌羽根同士の間隔は
とくに制限はないが通常10〜80mm、好ましくは3
0〜40mmであり、本実施例では35mm間隔とし
た。また、左右の振動羽根22の位置は、同一の高さで
もよいが、やゝずらせた位置に設けることもできる。最
上位の振動羽根は液面から約100mm下の位置にする
ことが好ましい。これより上に設けるとその振幅により
多少異なるが、液が飛び散るので好ましくない。最下位
の振動羽根は底から約50mm上の位置とすることが好
ましい。本発明実施例の振動羽根は幅80mm、長さ4
00mm、間隔35mmとした。
【0007】以下の実施例は、銅めっきの上にニッケル
めっきを行う態様を説明するものであるが、本発明は、
この実施例により限定されることなく、亜鉛、すず、
銅、ニッケル、クロム、銀、金など各種金属、合金類の
めっきにすべて顕著な効果を奏するものである。
【0008】
【実施例】実施例1 (工程) (1)煮沸脱脂(振動撹拌付)、(2)水洗(振動撹拌
付)、(3)一般水洗、(4)銅ストライク、(5)銅
めっき(振動撹拌付)、(6)回収、(7)水洗(振動
撹拌付)、(8)一般水洗、(9)酸中和(振動撹拌
付)、(10)水洗(振動撹拌付)、(11)ニッケル
めっき(振動撹拌付)、(12)回収、(13)水洗
(振動撹拌付)、(14)一般湯洗、(15)乾燥より
なる15工程。 振動条件 振動モーターへの供給電源 50Hz 振動羽根の傾斜角度 15°
【0009】(めっき対象物とめっき法) L字状をした接極子(幅約7mm,全長約30mm)
(目視により油汚れが多く付着していた)をバレルめっ
き法によりめっきした。 (煮沸脱脂) 苛性ソーダ、炭酸ソーダ、りん酸ソーダ、トリポリリン
酸ソーダおよび界面活性剤を含有する水溶液を使用、液
温;70℃、浸漬時間;5分。 (銅めっき浴) シアン化銅 46.2g/リットル シアン化ナトリウム 35g/リットル 炭酸ナトリウム 26.5g/リットル 遊離シアン分 13.5g/リットル 電流密度 5.0A/dm2 電解時間 90分 pH 12.3 温度 50℃ 銅メッキ膜厚 12±2μ 有機光沢剤 5リットル/M バレル 350φ×500L 穴径5m/mφ 槽寸法 700×500×700H(200リットル) バレル数 3連 (ニッケルめっき浴) 硫酸ニッケル 243.6g/リットル 塩化ニッケル 48.5g/リットル ホウ酸 34.2g/リットル 電流密度 5.0A/dm2 電解時間 30分 pH 4.8 温度 48℃ ニッケル膜厚 2±0.5μ 有機光沢剤 8リットル/M バレル 350φ×500L 穴径5m/mφ 槽寸法 600×1,200×700(430リットル) バレル数 2連
【0010】比較例1 実施例1と同レベルのめっきを達成するためには、従来
の工程は次の通り22工程が必要である。 (工程) (1)有機溶剤脱脂、(2)煮沸脱脂、(3)水洗、
(4)電解脱脂、(5)一次水洗、(6)二次水洗、
(7)銅ストライク、(8)銅めっき、(9)回収、
(10)一次水洗、(11)二次水洗、(12)酸中
和、(13)一次水洗、(14)二次水洗、(15)ニ
ッケルめっき、(16)回収、(17)一次水洗、(1
8)二次水洗、(19)中和、(20)水洗、(21)
湯洗、(22)乾燥 (めっき対象物とめっき法) 実施例と同一。 (有機溶剤脱脂) 実施例と同一。 (煮沸脱脂) 振動撹拌のかわりに浸漬方法(撹拌なし)を用いた以外
は、実施例と同一。 (銅めっき浴)と(ニッケル浴) いずれも振動撹拌にかわる積極的撹拌を行わなかった
(バレルめっきの場合はエアレーションを行ってもバレ
ルが邪魔をして全く効果がないことが知られている。)
以外は実施例1と同一。
【0011】
【表1】
【0012】
【考察】(1)残留油分について、 1,1,1−トリクロルエタンのような有機溶剤を使用
しないにも拘らず、有機溶剤を使用した従来法に較べて
優るとも劣らない脱脂効果を挙げている。また、煮沸脱
脂工程には、界面活性剤が存在することに伴い泡立ちが
問題となるが、振動撹拌によるときは不思議とほとんど
泡立ちがなく、また被めっき物表面からの油の離脱も極
めてスムースである。
【0013】(2)水洗効率について 表1にみられるとおり、本発明の水洗効果は比較例と較
べて抜群である。比較例は一次、二次と二回に分けて水
洗しているのに対して、実施例では一回の水洗で充分で
あり、かつその水洗効果も表1のデータからみて約3〜
8倍である。
【0014】(3)電流効率、電流密度への影響につい
て、 電流密度を上げると生産性が上がるから電流密度を上げ
ることはたいへん好ましいことであるが、電流密度をあ
げてゆくとある段階で過電流となり、製品にヤケやコゲ
が生じ、まためっき中にガスが発生し製品にピットが生
じたりする。ところが、振動撹拌を採用すると製品に、
ヤケ、コゲ、ピットが発生する限界となる電流密度が従
来法に較べて大幅に上昇した。
【0015】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【0016】(4)省スペース、省エネルギー高生産性
について、 実施例と比較例をみれば明らかなとおり、従来法に較べ
て本発明は工程数が大幅に少なくなる結果、省スペー
ス、省エネルギー、高生産性を達成することができた。
同一生産高を達成するのに実施例は比較例の約1/3の
時間ですむ。
【0017】(5)炭酸塩について 比較例では、銅めっき浴中に多量の炭酸塩が生じるた
め、これを取り除く作業が必要である。比較例の場合は
多量の炭酸塩が発生するだけでなく、槽壁等に固着する
から、これを除去するのが大変である。これに対して、
実施例においては、ある程度の炭酸塩が発生している
が、槽壁に固着せず、系中に分散しているので濾過によ
り簡単に分離できる。
【0018】(6)光沢剤の使用量について、 下記の表に示すとおり、実施例では比較例に較べて有機
光沢剤の使用量が1/2〜1/3に減少した。
【表6】
【表7】
【0019】(7)ニッケルめっき浴におけるホウ酸の
働きについて、 ホウ酸は、めっきが行われている周辺領域の水素イオン
消費を補い、めっき面の物性向上に役立つ重要な試薬で
あり、とくにニッケルめっきにおいてはめっき浴中での
ホウ酸の不均一に基因する焦げ、ざらつき等が発生しや
すい。ところが、本発明によれば、このような不都合は
全く発生しない。
【0020】(8)本発明により形成されためっき面
は、柔軟性に富み、内部応力が低いという優れた物性を
有する。 ニッケルめっき面について測定した結果は次のとおりで
ある。
【表8】 (9)めっき不良率を低減させたニッケルめっきのさい
の不良率は次のとおりである。
【表9】 (10) めっき膜厚のバラツキが著しく少なくなっ
た。これを銅めっき膜について測定したデータをつぎに
示す。
【表10】
【0021】
【効果】本発明は、従来法に較べて大幅に工程数を少な
くすることができ、省エネルギーを達成でき、生産効果
が著しく向上した。とくに、本発明によれば有機溶剤の
使用を回避することができるので、公害問題解決に寄与
する点が大である。また、本発明によるめっき物は従来
法によるものに較べて物性が著しく向上している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のめっき方法に用いる振動撹拌装
置の上面図である。
【図2】本発明の実施例に用いた撹拌装置の側面図であ
る。
【図3】本発明の実施例に用いた撹拌装置のもう一方の
側からみた側面図である。
【図4】本発明の実施例に用いた撹拌装置の要部のみの
斜視図である。
【符号の説明】
21 振動棒 22 振動羽根 23 振動枠 24 スプリング 25 台座 26 振動モーター 27 電極 28 加熱用電極 29 槽 30 バレル

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっきの前処理段階、めっき処理段階お
    よびめっきの後処理段階のすべての処理段階における少
    なくともその一工程で振動撹拌を行うめっき方法であっ
    て、前記振動撹拌が15〜60Hzの振動モーターの発
    生する振動を与えられた振動棒に結合した多段で、かつ
    傾斜角度を有する振動羽根により発生されたものである
    ことを特徴とするめっき方法。
  2. 【請求項2】 前記傾斜角度が10〜20°である請求
    項1記載のめっき方法。
  3. 【請求項3】 めっきの前処理段階における煮沸脱脂工
    程、水洗工程;めっき処理段階におけるめっき工程;め
    っきの後処理段階における水洗工程、酸中和工程、水洗
    工程の各工程において前記振動撹拌を行う請求項1また
    は2記載のめっき方法。
  4. 【請求項4】 前記めっきの前処理工程が有機溶剤によ
    る脱脂工程を使用しないものである請求項1、2または
    3記載のめっき方法。
  5. 【請求項5】 めっき対象物がバレルに充填された複数
    の物品である請求項1、2、3または4記載のめっき方
    法。
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