JPH10130878A - 電解ニッケルめっき方法 - Google Patents

電解ニッケルめっき方法

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JPH10130878A
JPH10130878A JP29193096A JP29193096A JPH10130878A JP H10130878 A JPH10130878 A JP H10130878A JP 29193096 A JP29193096 A JP 29193096A JP 29193096 A JP29193096 A JP 29193096A JP H10130878 A JPH10130878 A JP H10130878A
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JP
Japan
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nickel
anode
plating
acid
cation exchange
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JP29193096A
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English (en)
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Masaru Yoshitake
優 吉武
Hiromi Takahashi
宏美 高橋
Naoki Yoshida
直樹 吉田
Eiji Yanagisawa
栄治 柳沢
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】めっき浴中の有機酸の分解及び陽極表面の沈殿
物生成を回避できる電解ニッケルめっき方法を提供す
る。 【解決手段】不溶性陽極の表面が陽イオン交換膜で被覆
された陽極を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解法のニッケル
合金を含むニッケルめっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ニッケルは耐食性に優れ、硬さ、柔軟性
など物理的性質も良好であり、色調も良く変色しにくい
という特徴を有する。また、ニッケルは各種の素地に対
して直接密着性の良いめっきができる。よって、ニッケ
ルめっきは防食、装飾、電鋳等の他、各種の機械部品の
肉盛り、補修等広く利用されている。
【0003】ニッケル、ニッケル−コバルト、ニッケル
−鉄、ニッケル−マンガン及びニッケル−タングステン
等のニッケルめっきにおける陽極としては、可溶性のニ
ッケル陽極、例えば電解ニッケル、硫黄含有ニッケル及
びデポラライズドニッケル(酸化ニッケル含有ニッケ
ル)などが一般的に使用されている。
【0004】これら可溶性ニッケル陽極の使用は、電析
により消費するめっき浴中のニッケルイオンを補充する
という意味で有効である。しかし、めっき浴等の条件に
よっては電解反応中に陽極表面近傍に含ニッケル化合物
が析出する。特に、陽極の電流密度が高い、めっき浴が
ニッケル水酸化物を形成する高いpHである、又はめっ
き浴中のニッケルイオンを錯塩化する錯体形成剤が不足
している等の条件においてはその析出が顕著である。
【0005】陽極上に析出物が一旦生成すると、陽極の
有効表面積が減少して沈殿生成を加速し、さらにはめっ
き浴中の成分を巻き込んで沈殿生成するため、めっき浴
の組成が変動する。また、沈殿物がめっき浴に浮遊した
状態でめっきを行うと、ピットやピンホールなどのめっ
き欠陥を誘発するという問題が発生する。
【0006】一方、上記の問題のない陽極に、不溶性陽
極、例えば、白金、グラファイト、フェライト、鉛、白
金めっきチタン、ステンレス、二酸化鉛及び寸法安定性
電極(DSE)等がある。しかし、これら不溶性陽極を
使用すると、めっき浴中に錯体形成剤であるクエン酸、
酒石酸、グルコン酸といったカルボン酸類及びヒドロキ
シ酸類などの有機酸が存在する場合、該有機酸が陽極上
で比較的高速に分解され、めっき浴が劣化することが知
られている。
【0007】有機成分の陽極酸化生成物を含有する変質
劣化しためっき浴からの電析皮膜は、高応力でもろくな
るため、活性炭による濾過等によってめっき浴の浄化を
行う必要がある。よって、浄化を行うたびに、電解工程
を含む製造ラインの全体を停止しなければならない。
【0008】そこで、有機酸の陽極での分解反応を防ぐ
ために、陽極と電解質溶液の隔膜による分離が考えられ
る。すなわち、陰極を浸漬する陰極液により形成される
陰極室と、陽極を浸漬する陽極液より形成される陽極室
とを有機酸を通さない陽イオン交換膜を用いて分離する
方法である。
【0009】しかし、このためには、イオン交換膜によ
り隔離される陽極室と陰極室、及びそれぞれの撹拌装
置、成分補給装置、及び、液面レベル調節装置等から構
成されるめっき設備が必要である。このため従来の隔膜
を用いないめっき槽への適用には設備の見直しが必須と
なる。また、陰極液とともに、陽極液についても連続使
用に伴う組成変化に対応した液管理が必要となる等の問
題を有する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ニッ
ケルイオン及び有機酸を含有するめっき浴において、従
来の隔膜を持たないめっき槽にそのまま適用でき、か
つ、めっき皮膜を長期間安定に形成する電解ニッケルめ
っき方法の提供にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、ニッケルイオ
ン及び有機酸を含有するめっき浴において、陽極の表面
が陽イオン交換膜で被覆されてなる不溶性陽極を使用す
ることを特徴とする電解ニッケルめっき方法を提供す
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明においては、ニッケルイオ
ン及び有機酸を含有するめっき浴を使用する。本発明の
方法において、ニッケルは、例えば、硫酸塩、硝酸塩及
び塩化物の塩として使用される。また、これらニッケル
塩はめっき浴において、0.02〜2.0mol/lの
濃度で使用されることが好ましい。
【0013】また、ニッケル合金めっきにおいて、ニッ
ケルと合金を形成する金属の例は、コバルト、鉄、タン
グステン、モリブデン又はレニウム等であり、これら金
属から選ばれる1種以上の使用が好ましい。これらの金
属は、該金属を含む水溶性化合物、例えば、ナトリウム
塩、カリウム塩及びアンモニウム塩などの塩として使用
される。また、これらの塩はめっき浴において0.00
1〜1.0mol/lの濃度で使用されることが好まし
い。
【0014】また、有機酸としては、ヒドロキシカルボ
ン酸である、乳酸、2−ヒドロキシ酪酸、グリコール
酸、マンデル酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエ
ン酸等が挙げられる。これらヒドロキシカルボン酸及び
その可溶性塩から選ばれた1種以上の使用が好ましい。
【0015】本発明においては、電極の表面を陽イオン
交換膜で被覆した電極を陽極として使用するため、陽極
とめっき浴との分離ができる。よって、有機酸の陽極酸
化による分解反応を抑制できる。
【0016】さらに、陽極の使用方法としては、この陽
イオン交換膜を被覆した陽極をめっき浴に浸漬するだけ
なので、陽極室と陰極室をイオン交換膜により分離する
隔膜法に対し、従来のめっき設備をそのまま利用できる
という優位性を有する。
【0017】本発明の陽極の基材としては、白金、グラ
ファイト、フェライト、鉛、白金めっきチタン、ステン
レス、二酸化鉛及び寸法安定性電極等の不溶性陽極が使
用でき、チタン、グラファイト、カーボン等の炭素系陽
極が特に好ましい。
【0018】本発明における陽極の形状としては、平板
状、金網状等通常の電解用のものが使用できる。また、
形状の複雑な被めっき物と相似形にするなどして電流分
布の均一化を図ることもできる。これにより、従来、有
機酸を含有するめっき浴において、可溶性陽極を用い補
助陰極や整流板を併用していた方法よりも、皮膜の微細
組成や皮膜組成等のめっき皮膜特性の均質性を向上さ
せ、めっき欠陥を低減できる。
【0019】陽極を被覆する陽イオン交換膜を形成する
陽イオン交換樹脂体としては、溶媒に溶解可能又は分散
可能であれば、通常使用される陽イオン交換樹脂はすべ
て使用できる。
【0020】特には、CF2 =CFOCF2 CF(CF
3 )OCF2 CF2 SO2 Fのようなスルホン酸官能基
を有するモノマーとC24 などのフルオロオレフィン
との共重合体の加水分解物のような、耐酸化性に優れる
スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体から
なるイオン交換樹脂(パーフルオロカーボンスルホン酸
型イオン交換樹脂)が好ましい。この陽イオン交換膜の
イオン交換容量は0.5〜2.0ミリ当量/g乾燥樹脂
であることが好ましい。
【0021】陽イオン交換樹脂による陽極の被覆方法と
しては、均一溶液とした陽イオン交換樹脂を電極基材に
コーティングし、次にこれを乾燥させるというコーティ
ング工程及び乾燥工程を経る。イオン交換樹脂溶液の濃
度及びコーティング操作の繰り返し回数等により、電極
を被覆するイオン交換膜の厚さを調整できる。コーティ
ング方法としては、塗布、浸漬、ディップ及びスプレー
法などが適用される。また、前処理として電極表面をブ
ラスト処理等で荒らすことは、電極と陽イオン交換樹脂
の密着性を向上させるうえで有効である。
【0022】陽極を被覆する陽イオン交換膜の厚さは
0.1〜50μm、特には0.3〜10μm、が好まし
い。陽イオン交換膜の厚さが0.1μmより薄いと、陽
イオン交換膜の均一な膜厚での塗布が困難となり、部分
的に膜厚の薄い部分が生じ、膜の破損につながるおそれ
があるので好ましくない。イオン交換膜の厚さが50μ
mより厚いと、電流密度によっては電解過程で陽極から
発生する酸素ガスの透過が充分でなくなり、陽極基材か
らの陽イオン交換膜の剥離を生じるため好ましくない。
【0023】陽イオン交換膜の機械的損傷を防ぐため、
本発明における陽極をアノードバッグのような耐薬品性
のある合成繊維で作られた袋に入れて使用することも好
ましい。
【0024】
【作用】陽極を陽イオン交換膜で被覆し、陽極とめっき
浴を隔離することにより、陽極とめっき浴中の有機酸と
の接触による有機酸の分解を回避できる。
【0025】
【実施例】
[例1]イオン交換容量1.1ミリ当量/g乾燥樹脂の
パーフルオロカーボンスルホン酸型イオン交換樹脂(旭
硝子社製品名:フレミオン)の5重量%アルコール溶液
を4×10×0.5cmの大きさのステンレス(SUS
304)板の両面に塗布し、乾燥するという操作を4回
繰り返し、平均膜厚1.2μmの陽イオン交換膜被覆電
極を得た。
【0026】めっき浴として、硫酸ニッケル0.2mo
l/l、塩化ニッケル0.03mol/l、タングステ
ン酸ナトリウム0.3mol/l、クエン酸0.55m
ol/l及びアンモニア1.0mol/lを含有するも
のを使用した。めっき浴のpHは8.2とし、温度は6
0℃とした。陰極には研磨、電解脱脂及び酸エッチング
処理を行った銅板を使用した。陽極には上記陽イオン交
換膜被覆電極を用い、負荷電流密度は5A/dm2
し、積算電流量で3A・H/lまで繰り返しめっきを行
った。
【0027】電解前後のめっき浴中クエン酸濃度をイオ
ンクロマトグラフにより分析し、クエン酸の分解量を算
出したところ、クエン酸分解率は0.85%であった。
また、光学顕微鏡を用いてめっき皮膜表面の形態観察を
行ったところ、めっき皮膜にはクラックやピット等のめ
っき欠陥は見られなかった。
【0028】[例2]例1と同じパーフルオロカーボン
スルホン酸型イオン交換樹脂(旭硝子社製品名:フレミ
オン)の5%アルコール溶液を4×10×0.5cmの
大きさのグラファイトシートの両面にスプレーし、乾燥
するという操作を10回繰り返し、平均膜厚4.8μm
の陽イオン交換膜被覆電極を得た。
【0029】この陽イオン交換膜被服電極を陽極として
用いる以外は例1と同様にしてめっきを行った。クエン
酸分解率は0.48%であり、めっき皮膜にはクラック
やピット等のめっき欠陥は見られなかった。
【0030】[例3(比較例)]陽極として、4×10
×0.5cmの大きさのステンレス(SUS304)板
を使用する他は例1と同様にしてめっきを行った。クエ
ン酸分解率は6.2%であり、めっき皮膜には通電量の
多い試料ほどクラックの発生が顕著に見られた。
【0031】[例4(比較例)]陽極として、4×10
×0.5cmの大きさの電解ニッケル板を使用する他は
例1と同様にしてめっきを行った。クエン酸分解率は
1.9%であった。また、通電に伴いめっき浴中に沈殿
物が生成し、めっき皮膜にはピットの発生が見られた。
【0032】
【発明の効果】不溶性陽極の表面を陽イオン交換膜で被
覆した陽極を用いることにより、ニッケルめっき浴中の
有機酸の分解及び陽極表面の沈殿物生成を回避でき、め
っき皮膜を長期間安定に形成できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 栄治 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ニッケルイオン及び有機酸を含有するめっ
    き浴を使用するニッケルめっき方法において、陽極の表
    面が陽イオン交換膜で被覆されてなる不溶性陽極を使用
    することを特徴とする電解ニッケルめっき方法。
  2. 【請求項2】電解ニッケルめっきが、コバルト、鉄、タ
    ングステン、モリブデン及びレニウムから選ばれる1種
    以上の金属とニッケルとのニッケル合金めっきである請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】陽イオン交換膜の膜厚が0.1〜50μm
    である請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】陽イオン交換膜がスルホン酸基を有するパ
    ーフルオロカーボン重合体からなる請求項1、2又は3
    に記載の方法。
JP29193096A 1996-11-01 1996-11-01 電解ニッケルめっき方法 Pending JPH10130878A (ja)

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