JPS5980764A - 白金又は白金−パラジウム合金の無電解メツキ浴 - Google Patents

白金又は白金−パラジウム合金の無電解メツキ浴

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JPS5980764A
JPS5980764A JP19058782A JP19058782A JPS5980764A JP S5980764 A JPS5980764 A JP S5980764A JP 19058782 A JP19058782 A JP 19058782A JP 19058782 A JP19058782 A JP 19058782A JP S5980764 A JPS5980764 A JP S5980764A
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鳥養 榮一
Hirotaka Takenaka
竹中 啓恭
Yoji Kawami
川見 洋二
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/42Coating with noble metals
    • C23C18/44Coating with noble metals using reducing agents

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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】 本発明は、金属又は非金属表面に白金又は白金−パラジ
ウム合金を無電解メッキするためのヒドラジン型メッキ
浴に関し、特に浴液の安定性が優れ1、白金又は白金−
パラジウム合金の利用率が高く且つ操作温度が低い新規
なメッキ浴に関する。
白金の無電解メッキに関する公知文献は少ない。
一般に行われる無電解メッキ法から類推するならば、白
金塩類とヒドラジン、水素化ホウ素塩、アルキルアミン
ボラン、次亜リン酸塩、ホルマリン等から選択される還
元剤とからなる浴液が考えられる。
しかし、白金イオンの還元は他金属の場合に比べて比較
的速かに進むために浴液の安定性が悪い。
このため、上記のいずれの組み合わせにおいても、被メ
ツキ体表面に選択的にメッキ層を成長させることが困難
であると思われる。
例えば、上記の還元剤の内で、水素化ホウ素塩は還元力
が強過ぎるため白金の還元が進み過ぎて浴中に析出(即
ち自己分解)してしまうので、反応抑制のための安定化
剤を加える必要があるが、この場合の適当な安定化剤は
見当らない。また、アルキルアミンボラン型の浴液は確
かに安定であり自己分解が少ないが、還元温度が高<7
0〜80℃で遂行される。このため、適用可能なプラス
チツクスの範囲が狭く、また高温によるアンモニアの蒸
発量が多くて操業面からも好ましくないという欠点があ
る。また、次亜リン酸塩及びホルマリンについては、還
元力が弱いため高温で行なう必要があるが、高温にした
場合は自己分解が激しく、この自己分解を抑える安定化
剤も見当らない。しかしながら、還元剤としてヒドラジ
ンを用いる場合については、従来他の金属のメッキに用
いられている浴液をそのまま白金に適用することは、浴
液の安定性が極めて悪いため不可能であるが、白金イオ
ンの形態、安定化剤等を選択することにより、浴液の安
定性を改善出来る可能性があると思われる。
本発明者は、白金のヒドラジン型浴肢の安定性を改善す
るため、種々の白金イオン細体及び共存安定化剤につい
て蜆意研究した結果、特に白金をニトロ錯塩又はニトロ
アンミン錯塩として用い且つ安定化剤としてヒドロキシ
ルアミン塩を使用した場合には、浴液の安定性が著しく
向上すること、この場合選択析出性が著しく高められ、
白金の利用率が95%以上であり極めて高く且つメッキ
温度は60℃以下の低温で出来ること及びホウ素塩を含
まないためメッキ層が硬化することなく接着強度が大き
いこと、更に上起白金的塩と、パラジウムのニトロ錯塩
又はニトロアンミン錯塩とを同時に用いた場合には白金
−パラジウム合金が同様にメッキ出来ることを見出し、
本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、(a)白金のニトロ錯塩若しくは(及び
)ニトロアンミン錯塩又はこれ(これら)とパラジウム
のニトロ錯塩若しくは(及び)ニトロアンミン錯塩、(
b)ヒドロキシルアミン塩、並びに(C)ヒドラジンを
含有し、pH10〜1Bであることを特徴とする白金又
は白金−パラジウム合金の無電解メッキ浴に係る。
本発明にかける白金ニトロ錯塩又は白金ニトロアンミン
錯塩としては、例えばに2 (Pt(NO2) 4)、
Na2 〔PtrNO2)4〕、(NHs)2Pt(N
O2)z等の結晶をアンモニア水に溶解して使用するか
、又は白金のアンミン錯塩若しくはクロロアンミン錯塩
の溶液に亜硝酸のアルカリ金属塩等の塩をアンモニア水
中で反応させて得たものを使用する。しかし、浴液中の
共存イオンがメッキ条件番と影響を与えることが多いの
で、メッキの品質管理の面から考えると、できるだけ純
結晶を用いるのが好ましい。
結晶を用いる場合は、通常1種を用いるが、2種以上を
用いても差し支えない。
白金−パラジウム合金をメッキする場合には、上記白金
錯塩とパラジウムニトロ錯塩又は(及び)パラジウムニ
トロアンミン錯塩の結晶とをアンモニア水に溶解して用
いるか、又は白金のアンミン錯塩若しくはクロロアンミ
ン錯塩とパラジウムのアンミン錯塩若しくはクロロアン
ミン錯塩の溶液に亜硝酸塩をアンモニア水中で反応させ
て得たものを用いる。上記パラジウム錯塩としては、例
えばに2 [Pd(NO2’4〕、Na21TPd(N
O2)4 ]、(NH3)2Pd(NOz)z等の結晶
を挙げることが出来る。結晶を用いる場合は、これらの
少くとも1種を用いる1、白金−パラジウム合金をメッ
キする際の白金とパラジウムとの金属としてのモル比は
、通常白金1モルに対してパラジウム0.1〜1.5モ
ル程度である。
本発明において使用するヒドロキシルアミン塩としては
、水溶性の塩例えば塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等が好まし
い。
本発明におけるヒドラジンとしては、水溶液の状態でヒ
ドラジンとなるもの、例えばヒドラジンの水和物、塩酸
塩、硫酸塩等が好適に使用できる。
本発明の浴液組成としては、白金又は白金−パラジウA
(7)濃度力5 X 10−’−5X 10−2M/1
(白M(7)場合、0.1〜I O?/e>好i): 
t、 < ハ2.5X10−3〜2.5xlOM/l 
(白金の場合、o、5〜6y/l)、ヒドロキシルアミ
ンか0.0014〜0.7 M/l (堝酸塩の場合、
0.1〜50 f’/l )好ましくは0.0014〜
0.014M# (塩酸塩の場合、0.1・−1f/l
 l及びヒドラジンをo、o o a〜1.5 M/l
 (−水和物の場合、0.15〜76y/l)好ましく
は0.008 = 0.8 h、Vl(−水和物の場合
、0.15へ−15y/l )である。本発明において
は上記組成の浴液を、アンモニア水又はアルカリ性 H
緩衝液により、pH10〜18好ましくは11・〜12
の範囲に調製して使用する。
pHが18以上になると還元速度が速くなり自己分解し
易くなる。またpHが10より低いと還元速度が小さく
なりメッキ時間が長くなる。ヒドロキシルアミンが0.
0015M/l 未満になると浴液の安定性が悪くなり
、また0、7 M/A’  を越えるとメッキ層の成長
を極端に抑えるので好ましくない0 斯くして作成された本発明メッキ浴に、予め活性化処理
を経た被メッキ体を浸漬すると、室温〜60℃程度好ま
しくは80〜60℃の温度で、接触的に還元反応が進行
し、良質の白金又は白金−パラジウム合金メッキ層が成
長する。メッキ温度が室温より低いとメッキが進行しに
くくなる。)また、メッキ温度が60℃を越えると自己
分解が起こり始める。上記温度範囲内ではメッキは良好
に進行し、その際の浴液中の白金又は白金−パラジウム
の反応率は95〜98%に達し、浴液中での自己分解あ
るいは反応容器壁への析出は全く起らない。メッキ時間
は被メッキ体の形状にもよるので一定ではないが、例え
ば約2μmの白金メッキ層を得る場合の例を述べれば1
.6〜2時間という短時間である。
本発明のメッキ浴においては、前記白金錯塩自体が著し
く安定であり(前記パラジウム錯塩も同様)、ヒドロキ
シルアミン塩が加わるとさらに安定な錯体を形成し自己
分解はほとんど抑えられる。
このため本発明メッキ浴は、被メッキ体が浸漬されない
場合には長時間にわたって自己分解することなく極めて
優れた安定性を有する。
本発明メッキ浴が適用できる対象としては、金属、例え
ば銅、ニッケル、鉄、それらの合金、チタン、タンタル
等の電子部品あるいは電極材料等の工業材料等が挙げら
れる。また、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン
共電合体(ABS)樹脂、ポリアミド樹脂、カーボネー
ト樹脂等の合成樹脂、ガラス、セラミックス等、通゛l
ドの無電解メッキが可能な材質に対して適用できる。
また、カチオン交換膜に白金を接合して使用される水素
あるいは酸素製造水電解槽のユニットセルの製造に応用
できる。本発明メッキ浴はこの種の接合体の製造におい
て、従来のアルキルアミンボラン型のメッキ浴に比べて
腺の汚染が少ない点でより優れている。
いずれの場合も、被メッキ体については予め活性化処理
を行っておくのが好ましい。
金属の場合は、表面清浄後、パラジウム、白金、ロジウ
ム等の塩類水溶故に浸漬し、必要ならば引続き水素化ホ
ウ素塩水溶液等に浸漬還元処理して活性化した後、本発
明メッキ浴に浸漬する。
高分子材料、ガラス、セラミックスの場合にも、通常、
これらの表面に銅、ニッケル等の化学メッキを行なう場
合に利用されている表面親水化、増感処理、活性化処理
を行った後、本発明メッキ浴に浸漬する。
また、イオン交換膜の場合は、表面粗化、清浄処理をし
た後、膜の極性に応じてアニオン性又はカチオン性の白
金錨イオンを吸着させ、ついで水素化ホウ素ナトリウム
溶液等で還元して0.5〜2μm程度の第一層を接合し
た後、本発明メッキ浴素塩、ジメチルアミンボラン等を
用いて析出させた白金又は白金−パラジウム合金に比べ
て、ホウ素を含まないため暴と硬度が低く柔軟性に富み
接合強度が大きい。このため電極材料等のメッキに適し
ている。また、膜−電極接合体の場合のような柔軟性基
体へのメッキにも適している。
本発明メッキ浴は、白金又は白金−パラジウム合金のメ
ッキの他に、白金やパラジウムと同様に安定なニトロ6
1又はニトロアンミン鉛塩を作るイリジウム、ロジウム
等の金属単独又は白金との合金のメッキにも応用するこ
とが出来る。
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 過フルオロカーボンスルホン酸型のカチオン交換膜〔デ
ュポン社製、[ナフィオン117J、l1fi厚7ミル
(約0.175 mm):)を用い、直径約39 mm
円形部分に白金を接合した。
膜の前処理には、まず、サンドブラスト粗化を行い、続
いて4N−HCノで煮沸して清浄化後、熱水洗滌した。
処理膜をメッキ用セルに挾み、膜の両側にアンモニア水
中で四塩化白金を煮沸して得た白金アンミン錯塩溶液(
白金50 Iny/ l OOm、d)を入れ、室温2
時間浸漬した。水洗後、同セルにpH12の水素化ホウ
素すlラム0.05%溶液を加え、40〜60℃で2時
間還元して約1μm厚の白金層を膜の両表面に析出させ
た。
この活性化膜を下記組成の化学メッキ浴に浸漬した。
(l  ジニトロジアンミン白金     0.5y(
2)  アンモニア水(28%)      50n+
6!(3)水       25 Q ml(4)  
ヒドロキシルアミンtM!i2LM50%水溶液   
       IQnll(5)  ヒドラジン−水和
物(ヒド ラジンとして80%)        5 me(6)
  水             全社400m1(7
)  pH11,7 浴液はfl) (21+31を加温溶解して溶液とし、
ついで+4) (5) telを加えて調製した。
メッキは40〜50℃、2時間行い、白金析出量は91
QI/C1n2メツキ厚は約8μm であった。
この同浴液中に析出は起らず、原液中の白金の利用率は
約98%であった。
実施例2 スルホン酸型及びカルボン酸型膜の複合膜(デュポン社
製、[ナフィオン901 j )を用いそのカルボン酸
膜側に白金を接合した。
実施例1と同様に、セルに挾み、白金アンミン錯塩溶液
に浸漬した後、pH12の水素化ホウ素ナトリウム溶液
で還元して第一還元層を作成した後、下記組成の化学メ
ッキ浴に浸漬(、た。
(1)  テトラニトロ白金酸カリウム   0.6y
(2)アンモニア水(28%)      20m1(
3) 水100m1 (4)  ヒドロキシルアミン塩酸塩    0゜22
(5)  ヒドラジン−水和物(ヒド ラジンとして80%)        9 ml(6)
   水                  全社2
00m1(7)pH11,8 浴液はfl) (2+ +31を加温溶解して水溶液を
得た後、(4)(5)(6)を加えて調製した。
メッキは40〜45℃、2時間行い、白金析出量3my
/cm2、メッキ厚約2.5μmであった。
この間、浴液中での析出は起らず、原液中の白金の利用
率は98%であった。
実施例3 銅板試料(2X 40m)をシアン化ナトリウム溶液で
脱脂清浄化処理した後、5%塩化パラジウム、2N−塩
酸溶液に室温80秒間浸漬して活性化した。水洗後下記
メッキ浴液(実施例2と同様にして調製した)に40℃
、2時間浸漬して約2μm(?)白金−パラジウム合金
メッキを得た。
浴液中の分解はなく、金属の利用率はいずれも96%で
あった。
(1)  テトラニトロ白金酸カリウム  0.05y
(2)  テトラニトロパラジウム酸 カリウム            0.05y(3) 
 アンモニア氷           5 m1(4)
水       801M’ (5)  ヒドロキシルアミン塩酸塩    0.1y
(6)  ヒドラジン−水和物(ヒド ラジンとして80%)       1.51nl(7
)水             全量40nld(s)
  pH11・8 実施例4 ニッケル試料片1’2X4Cm)をアルカリ脱脂し、塩
化ロジウA2y、塩酸10m1.水100mdの溶液魯
こ80秒浸漬して活性化した後、水洗し、下記組成の浴
液を用いて40〜50℃で2時間、メッキ処理を行った
(1)  ジニトロジアンミン白金    o、osy
(2)  7 :/ モニア水(28%)      
 5111e(3)水       20rr+1 (41ヒI”口+シルy i 71M酸tji、   
  0.1p(6)  ヒドラジン−水和物(ヒド ラジンとして80%)       1.5me(6)
水       401nノ (71pll                   
11.5ニッケル表面に約2μm厚の白金メッキ層が得
られ、白金の利用率は98%であった。
実施例5 ABS樹脂(日本合成ゴム(株)製)の厚さ2 m11
1の板状試料(8X4cm)に白金メッキを行った。
試料の前処理は、公知のクロム酸エツチングとキャタリ
スト俗諺よび活性化浴により活性化を施した。
白金メッキ浴は実施例1の組成のものを用い、40〜5
0℃、2時間浸漬して約2μ■1のメッキを得た。この
間浴液の分解は見られず、利用率は97%であった0 (以上)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■ (a)白金のニトロ錯塩若しくは(及び)ニトロア
    ンミン錯塩、又はこれ(これら)とパラジウムのニトロ
    錯塩若しくは(及び)ニトロアンミン錯塩、(1))ヒ
    ドロキシルアミン塩、並びに(C)ヒドラジンを含有し
    1.HIO〜1Bであることを特徴とする白金又は白金
    −パラジウム合金の無電解メッキ浴。
JP19058782A 1982-10-28 1982-10-28 白金又は白金−パラジウム合金の無電解メツキ浴 Expired JPS5933667B2 (ja)

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