JPH02194197A

JPH02194197A - 複合めっき液

Info

Publication number: JPH02194197A
Application number: JP1265189A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Kaneko; 金子　譲; Masaru Yabe; 賢矢部; Kazunao Iwata; 岩田　和直
Original assignee: Toshiba Silicone Co Ltd
Current assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-31

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は複合めっき液に係り、特に物理的および化学的
特性のすぐれた複合めっき膜（めっき層）の形成に適す
る複合めっき液に関する。

（従来の技術）たとえば、機械部品の耐摩耗性や離型性を改善向上させ
るため、硬質クロムめっきもしくは無電解ニッケルめっ
きを施したり、さらに前記のようなめっき液に、フッ素
樹脂粉末、窒化ホウ素粉末あるいはチタンカーバイド粉
末を分散含有させておき複合めっき膜を設けることなど
が知られている。

また、たとえば機械部品に潤滑性を付与するため、ポー
ラスクロムめっき膜など多孔質な膜を被着形成し、これ
に潤滑油含浸させたり、あるいは銅−鉛合金めっき、イ
ンジウムめっき、銀めっきなどのめっき液にフッ素樹脂
粉末を分散含有させて複合めっきなどを施すことなども
試みられている。さらに、たとえば機械部品の耐食性改
善のため、クロム、錫、亜鉛、インジウムもしくは貴金
属などのめっき膜を表面に被覆形成することも行なわれ
ている。

（発明が解決しようとする課題）上記のように目的乃至用途に対応しているいろのめっき
液もしくはめっき方法が開発されているが、実用上十分
満足しうる情況とは言いがたい。

つまり、上記めっき液もしくはめつき方法は、特定の目
的や用途に対してはそれなりに満足し得ても、他の特性
において問題がある。たとえば、耐摩耗性はクロムめっ
きやニッケルめっきにより付与し得るが、一方、クロム
めっきの場合はめつき中に水素脆性が起こり易く、また
ニッケルめっきの場合はめっき膜の内部応力が大きいた
め、膜厚が増すと剥離し易くなる。さらに、銅−鉛合金
めっきやインジウムめっきによって潤滑性自体は付与し
得るが、それらのめつき膜は一般に軟性であるため、摩
耗損傷し易いと言う不都合がある。さらにまた、耐食性
の点についてみると、クロムめっき膜の場合は還元性雰
囲気に耐えがたく、亜鉛や錫めっき膜の場合は耐熱性や
耐酸化性に問題がある。

上記金属めっきに対して、電気めっき液もしくは無電解
めっき液（化学めっき液）にフッ素樹脂粉末、窒化ホウ
素粉末、チタンカーバイド粉末を分散含有させておき、
それらの粉末を金属とともに析出（共析）させて形成し
た複合めっき膜（めっき層）の場合上記のような問題は
改善される。

つまり、複合化させた前記フッ素樹脂粉末などの特長も
合せて活かし得るからである。しかし、実際的にはめつ
き液に分散含有させる粉末の粒度（粒径）や粒形が不揃
いであったり、また粉砕加工によるため前記粒度（粒径
）や粒形の調整が困難なため、形成した複合めっき膜は
内部応力、密着強度、延展性、弾性などの物理的特性に
バラツキが認められ、耐食性、耐摩耗性、潤滑性、離型
性などに問題が生じることがしばしばあり、信頼性の点
で十分とは言いがたい。

この中ではフッ素樹脂粉末を含む複合めっき膜は比較的
良好な特性を保持しているが、一方フッ素樹脂粉末は充
分な濡れ性いおよび極性を付与しがたいため、めっき液
中で分離しやすくめっき操作が複雑になりまた、その管
理も煩雑である。この濡れ性（分散性）や極性の改善策
がたとえば、特開昭５９−４７１９９号公報や特開昭５
９−９１６０号公報などにて提案されている。これらの
改善策によれば濡れ性（分散性）や極性はある程度改善
されるが、特定のめっき液（めっき浴）でしか効果が発
揮されず、しかも管理面、操作面での負担は軽減されず
かえって煩雑乃至複雑化している。

本発明者らは上記事情に鑑み検討を重ねた結果、シリコ
ーン樹脂粉末を所要のめっき液に分散含有（懸濁）させ
て成るめっき液を用いて複合めっき膜（めっき層）を形
成した場合、その複合めっき膜がすぐれた諸特性を備え
ていることを見出した。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記知見に基づいたもので、電気めっき液もし
くは無電解めっき液に、それらのめつき液から所要の金
属とともに析出（共析）させるものとして平均粒径０．
０１〜２０μｍのシリコーン樹脂粉末を分散含有（懸濁
）させたことを特徴とする。

（作　用）本発明において、めっき液に分散含有乃至懸濁させたシ
リコーン樹脂粉末はすぐれた耐熱性、耐摩耗性、離型性
などを有するばかりでなく、また濡れ性や極性なども付
与しやすくかつ、粒径などのバラツキも少ないので、比
較的容易に一様で（均質な）諸特性のすぐれた複合めっ
き膜の形成が可能となる。

（実施例）以下本発明の詳細な説明する。上記のように本発明に係
るめっき液は、電気めっき液もしく（よ無電解めっき液
に平均粒径０．０１〜２０μｍのシリコーン樹脂粉末を
たとえば、ｌＯ〜２００ｇ／Ｊ２程度の割合いで分散含
有（懸濁）させることにより容易に調製しうる。

本発明において、ベースとして用いるめっき液としては
たとえば、ピロリン酸銅−ビロリン酸カリ系のピロリン
酸銅めっき液、硫酸銅−硫酸系の硫酸銅めっき液、硫酸
ニッケルー塩化ニッケル系のニッケルめっき液、硼フッ
化銅−硼フツ酸系の銅めっき液、スルファミン酸ニッケ
ルーニッケルー臭化ニッケル系のニッケルめっき液、錫
−鉛一硼フッ化水素酸系のはんだめっき液、金−有機酸
系のきんめっき液などの電気めっき液あるいは、硫酸銅
−ロッセル塩系の無電解銅めっき液、硫酸ニッケルー次
亜リン酸ソーダ系の無電解ニッケルめっき液などの無電
解めっき液が挙げられる。

一方、前記めっき液に分散含有（懸濁）させるシリコー
ン樹脂粉末は平均粒径０．０１〜２０μｍさらに好まし
くは０．１〜３．０μｍのものが選ばれる。

しかして、このシリコーン樹脂粉末の粒形は特に限定さ
れるものではなくたとえば、不定形、球形、真球形のい
ずれでもよい。また、シリコーン樹脂粉末はそのまま用
いてもよいが、濡れ性を調整するためたとえば、γ′−
アミノプロピルトリエトキシシランなどのシラン系カッ
プリング剤、イソプロピルトリ（ｎ−アミノエチル−ア
ミノエチル）チタネートなどのチタネート系カップリン
ク剤モしくはアルミニューム系のカップリングや表面処
理剤などで適宜表面処理して用いてもよく、さらに、前
記めっき液にたとえば、オクチル硫酸ナトリウム、ジエ
チルヘキシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム
などの界面活性剤を添加してもよい。

また、上記シリコーン樹脂粉末の分散含有量は、形成す
る複合めっき膜の特性、用途を考慮してきめるが、−船
釣にはめつき液中ｌＯ〜２００ｇ／β程度が好ましいが
、場合によってはめつき金属と同等量以上つまり、５０
０ｇ／Ａ以上でもよい。ただし、多量に分散含有させた
場合は、めっき液粘度が高くなるため、めっき処理する
際めっき液に適宜撹拌など施す必要がある。

なお、本発明において、めっき液に分散含有させるシリ
コーン樹脂粉末は次のようにして容易に得られる。たと
えば、塩素原子換算量でｌＯｐｐｍ程度のメチルトリメ
トキシシランおよびアンモニア水溶液を先ず用意し、前
記アンモニア水溶液をゆっくり撹拌しながらこの水溶液
に、混ざらないように前記メチルトリメトキシシランを
加え、上層にメチルトリメトキシシラン層、下層にアン
モニア水溶液層の二層状態を呈するようにする。この状
態で撹拌速度を上げ前記二層の界面でメチルトリメトキ
シシランの加水分解・縮合反応を徐々に進行させる。こ
の加水分解・縮合反応終了後、温度を５０〜６０℃程度
に保持して３０〜４０時間程度撹拌を続行し、析出した
沈澱物を濾取・乾燥して得たものを粉砕することにより
所要のシリコーン樹脂粉末を得ることができる。

次に本発明に係る複合型のめっき液の使用方法について
説明する。上記のように本発明のめっき液は、シリコー
ン樹脂粉末を分散含有（懸濁）しており、このシリコー
ン樹脂粉末が沈降する傾向にあるので、所要のめっき処
理に当たっては適宜めっき液に撹拌など施すことが好ま
しい。つまり、沈降したシリコーン樹脂粉末が繰返し懸
濁浮上するようにした装置を用いるのが好ましい。また
、めっき液温度を上げるとめっき液の粘度が低下して、
前記シリコーン樹脂粉末の沈降傾向が増し、形成された
複合めっき膜の密着力が低下し易いので、金属の析出を
損わない範囲でめっき温度を低く設定することが望まし
い。さらに、めっき処理に当たっては、被めっき面を出
来るだけ水平もしくは緩い傾斜をもたせてめっき液中に
配置することが好ましい。つまり、めっき液中に懸濁し
ているシリコーン樹脂粉末が、重力によって前記被めっ
き面に接触、被着し易いようにした方が、所要の複合め
っき膜を被着形成し易いからである。さらにまた、電気
めっきの場合は前記めっき液中に懸濁しているシリコー
ン樹脂粉末がプラスもしくはマイナスの静電荷をもって
対極としての被めっき体に向かって電気泳動を起こすよ
うに適宜静電圧を付加してもよい。

第１図乃至第４図は上記めっき処理の状態を模式的に示
す説明図であり、先ず、第１図は電気めっきの場合で、
ｌａは電気めっき槽、２はめっき源としての金属や白金
などからなる陽極板、３は治具４に支持された被めっき
体、５は前記電気めっき槽ｌａ内に収容されている複合
型のめっき液６ａを撹拌する撹拌機である。第２図も電
気めっきの場合で、被めっき体３としての円筒を回転さ
せながら所要のめっきを行うとともにめっき液６ａを循
環させている状態を示している。また、第３図は無電解
めっきの場合で、１ｂは無電解つき槽、３は治具４に支
持された被めっき体、５は前記無電解めっき槽ｌｂ内に
収容されている複合型のめっき液６ｂを撹拌する撹拌機
である。第４図も無電解めっきの場合で、被めっき体３
としての円筒を斜めに配置しかつ、回転させながら所要
のめっきを行うとともにめっき液を循環させている状態
を示している。

（具体例１）硫酸ニッケル２４０ｇ／β、塩化ニッケル４５ｇ／β、
および硼酸３０ｇ／βの電気ニッケルめっき液に平均粒
径０．５μ■のシリコーン樹脂粉末を５０ｇ／、ｅ（具
体例１ａ）、１００ｇ／ｎ　（具体例１ｂ）または１５
０ｇ　／　１　（具体例１ｃ）の割合いで分散含有させ
るとともにｐ）ｌ　４．０に調整して３種類の、複合型
の電気めっき液を調製した。

一方、陽極として白金板を、また陰極（被めっき体）と
して鋼材（鋼板）をそれぞれ用意し、前記電気めっき液
に適宜撹拌を施しながらかっ、液温度を５５℃に設定し
陰極電流密度７．０（＾／ｄａ　”　）の条件で電気め
っきを行い膜厚２５μｍの複合めっき膜（めっき層）を
それぞれ被着形成した。

上記形成した複合めっき膜の表面状態は、具体例１ｃの
場合がやや光沢性に劣る他はいずれも−様な金属光沢を
有しかつ、平滑であった。また、月８　）１８５０４　
（５）だがね打込試験方法、（ｆｉ）熱試験方法３００
℃、および（ｌＯ）曲げ試験方法により密告性を測定し
たところ、いずれも良好な結果を示した。

（具体例２）スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｊ！、硼酸３５ｇ／
β、およびラウリル硫酸ソーダ０．３ｇ／ｌの電気ニッ
ケルめっき液に平均粒径５．０μ蹟のシリコーン樹脂粉
末を５０ｇ／、ｇ（具体例２ａ）、１００ｇ／Ａ　（具
体例２ｂ）または１５０ｇ／ｎ（具体例２ｃ）の割合い
で分散含有させるとともにｐＨ４，５に調整して３種類
の複合型の電気めっき液を調製した。

一方、陽極として白金板を、また陰極（被めっき体）と
して鋼材（鋼板）をそれぞれ用意し、前記電気めっき液
に撹拌を施しながらかっ、液温度を５０℃に設定し、陰
極電流密度２０．０（Ａ／ｄａ＋　２）　０）条件で電
気めっきを行い膜厚　５ｏμｍの複合めっき膜（めっき
層）をそれぞれ被着形成した。

上記形成した複合めっき膜の表面状態は、具体例２ｃの
場合金属光沢がやや劣っていたが他はいずれも−様な金
属光沢を有しかつ、平滑であった。

また、ＪＩＳ　８８５０４　（５）たがね打込試験方法
、（６）熱試験方法３００℃、および（１０）曲げ試験
方法により密着性を測定したところ、いずれも良好な結
果を示した。。

（具体例３）硼フッ化銅２２５ｇ／、ｅ、硼フッ酸（ｐ１１調整）、
および光沢剤（所用量）の電気銅めっき液に平均粒径２
，０μｍのシリコーン樹脂粉末を５０ｇ／Ｊ２（具体例
３ａ）、１０［１ｇ／Ｊ２（具体例３ｂ）または１５０
ｇ／ｉ（具体例３ｅ）の割合いで分散含有させるととも
にｐＨ１，０に調整して３種類の複合型の電気めっき液
を調製した。

一方、陽極として白金板を、また陰極（被めっき体）と
して鋼材（鋼板）をそれぞれ用意し、前記電気めっき液
に撹拌を施しながらかつ、液温度を　３５℃に設定し、
陰極電流密度１０．０（Ａ／ｄＩＩ１２）の条件で電気
めっきを行い膜厚２０μｍの複合めっき膜（めっき層）
をそれぞれ被着形成した。

上記形成した複合めっき膜の表面状態は、具体例３ｂお
よび具体例３Ｃの場合金属光沢がやや劣っていたが具体
例３ａの場合は−様な金属光沢を有しかつ、平滑であっ
た。また、ＪＩＳ　Ｈ８５０４（５）だがね打込試験方
法、（６）熱試験方法３００℃、および（１０）曲げ試
験方法により密着性をδ１１定したところ、いずれも良
好な結果を示した。

（具体例４）硫酸ニッケル２５ｇ／Ｊ２、次亜リン酸ソーダ２０ｇ／
β、酢酸ソーダ１０ｇ／Ｊ２およびくえん酸ソーダ１０
ｇ／ｌの無電解ニッケルめっき液に平均粒径１．５μｍ
のシリコーン樹脂粉末を１５ｇ／βの割合いで分散含有
させるとともにり１１５．５に調整して複合型の無電解
ニッケルめっき液を調製した。

一方、被めっき体として鋼材（鋼板）を用意し、前記無
電解めっき液に撹拌を施しながらかっ、液温度を８０℃
に設定し、無電解めっきを行い膜厚２５μｍの複合めっ
き膜（めっき層）を被着形成した。

上記形成した複合めっき膜の表面状態は、−様な金属光
沢を有しかつ、平滑であった。また、ＪＩＳ　Ｈ８５０
４（５）だがね打込試験方法、（６）熱試験方法３００
℃、および（ｌＯ）曲げ試験方法により密着性を測定し
たところ、良好な結果が認められた。

（具体例５）塩化ニッケル２５ｇ／、ｇ、次亜リン酸ソーダ２５ｇ／
Ｊ２、ピロりん酸ソーダ５０ｇ／ｌおよびアンモニア水
（ｐＨ調整用でめっき中連続的に添加）の無電解ニッケ
ルめっき液に平均粒径１．０μｍのシリコーン樹脂粉末
を２００ｇ／βの割合いで分散含有させるとともにｐＨ
１１，０に調整した複合型の無電解ニッケルめっき液を
調製した。

一方、被めっき体として鋼材（鋼板）を用意し、前記無
電解めっき液に撹拌を施しながらかつ、液温度を６０℃
に設定し、無電解めっきを行い膜厚２５μｍの複合めっ
き膜（めっき層）を被着形成した。

上記形成した複合めっき膜の表面状態は、−様な金属光
沢を有しかつ、平滑であった。また、ＪＩＳ　）１８５
０４　（５）たがね打込試験方法、（６）熱試験方法３
００℃、および（１０）曲げ試験方法により密着性を」
ｊ定したところ、良好な結果が認められた。

さらに上記各実施例でそれぞれき形成しためっき膜（め
っき層）について、潤滑性、伸展性（フレキシビリティ
−・ダクテイリテイ）、離型性、耐食性、耐摩耗性など
を試験評価したところいずれも良好な結果が得られた。

［発明の効果］上記具体例からも分るように本発明に係る複合めっき液
によれば、すぐれた諸特性を備えためっき膜（めっき層
）を容易に得ることが出来る。すなわち、ベースを成す
めっき液の組成乃至種類と、そのめっき液に分散含有さ
せるシリコーン樹脂粉末の粒径や量の選択組合せにより
、前記めっき液から析出する金属の特長が活かされると
ともに、その析出する金属の不都合な点も共析するシリ
コーン樹脂粉末によって、効果的に補われる。例えば、
本発明に係る複合無電解ニッケルめっき液を用いて得た
めつき膜は良好な耐摩耗性および耐剥離性を備えており
、また、本発明に係る複合錫系めっき液を用いてえため
っき膜は良好な耐食性および耐熱性を兼ね備えている。

しかも本発明に係る複合めっき液の場合は、たとえばフ
ッ素樹脂粉末を分散含有させて複合めっき液を調製する
場合に比べ、その調製が容易でかつ、めっき液の管理も
行い易い。つまり、本発明において用いるシリコーン樹
脂粉末はフッ素樹脂粉末に比べ濡れ性など良好でまた、
濡れ性や極性などの付与も容易であるばかりでなく、所
望の粒径乃至粒径の揃ったものも得やすいと言う点と相
俟って実用上すぐれた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係る複合めっき液を用いて
めっき処理する状態を模式的に示す説明図で、第１図お
よび第２図は複合電気めっき液を用いる場合のめっき装
置断面図、第３図および第４図は１夏合無電解めっき液
を用いる場合のめつき装置断面図である。Ｉａ・・・電気めっき槽１ｂ・・・無電解めっき槽２・・・陽極板３・・・被めっき体４・・・被めっき体用治具５・・・撹拌機６ａ・・・複合電気めっき液６ｂ・・・複合無電解めっき液

Claims

【特許請求の範囲】

金属めっき液に平均粒径０．０１μｍ〜２０μｍのシリ
コーン粉末を分散含有させて成ることを特徴とする複合
めっき液。