(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022191792
(43)【公開日】2022-12-28
(54)【発明の名称】コンポジットめっき液用添加剤
(51)【国際特許分類】
C25D 3/12 20060101AFI20221221BHJP
C25D 15/02 20060101ALI20221221BHJP
C23C 18/52 20060101ALI20221221BHJP
【FI】
C25D3/12
C25D15/02 F
C25D15/02 L
C23C18/52 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021100239
(22)【出願日】2021-06-16
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-10-06
(71)【出願人】
【識別番号】000120386
【氏名又は名称】株式会社JCU
(74)【代理人】
【識別番号】110000590
【氏名又は名称】特許業務法人 小野国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】柴田 佳那
(72)【発明者】
【氏名】西川 賢一
【テーマコード(参考)】
4K022
4K023
【Fターム(参考)】
4K022BA14
4K022DA01
4K023AA04
4K023AA12
4K023BA06
4K023BA08
4K023BA15
4K023DA11
(57)【要約】
【課題】非導電性微粒子を含有した液体であり、特殊な微粒子の調製を必要とせず、安定性が高い、コンポジットめっき液用の添加剤を提供する。
【解決手段】非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有することを特徴とするコンポジットめっき液用添加剤。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有することを特徴とするコンポジットめっき液用添加剤。
【請求項2】
コンポジットめっき液がサテンニッケルめっき液またはマイクロポーラスニッケルめっき液である請求項1記載のコンポジットめっき液用添加剤。
【請求項3】
非導電性微粒子がケイ素、バリウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタンからなる群から選ばれる金属の酸化物、窒化物、硫化物または無機塩の1種または2種以上である請求項1または2記載のコンポジットめっき液用添加剤。
【請求項4】
ニッケルイオンの供給源が、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、酢酸ニッケルの水和物または無水物からなる群から選ばれる1種または2種以上である請求項1~3の何れか1項記載のコンポジットめっき液用添加剤。
【請求項5】
更に、電荷付与剤、界面活性剤、光沢剤から選ばれる1種または2種以上を含有するものである請求項1~4の何れか1項記載のコンポジットめっき液用添加剤。
【請求項6】
非導電性微粒子と水を含有するコンポジットめっき液用添加剤に、ニッケルイオンを含有させることを特徴とするコンポジットめっき液用添加剤における非導電性微粒子の沈殿防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンポジットめっき液に用いる非導電性微粒子を含有する添加剤の液体化技術に関する。
【背景技術】
【0002】
光沢のない均一な半光沢ないしは無光沢に近い外観を有するめっきはサテン状ニッケルと呼称されている。サテン状外観を得る方法として、液中に非導電性微粒子を懸濁させニッケルと共析させるコンポジットめっきがある(非特許文献1)。
【0003】
また、同様の非導電性微粒子を利用しためっきとして、自動車部品、水洗金具などの装飾めっきとして用いられるクロムめっきの下地に用いられるマイクロポーラスめっきがある。このマイクロポーラスめっき皮膜があることで、クロムめっき表層に目には見えない微小な孔を多数形成することができ、腐食電流を分散し、耐食性を向上することが可能である(特許文献1)。このマイクロポーラスめっきもコンポジットめっきの一種である。
【0004】
サテン状外観やマイクロポーラスを形成するために用いられる微粒子は非常に小さい粒子径であるために、めっき液に添加する際に大気中への飛散、作業する上で作業者への暴露や周辺への付着があり、液体の添加剤の形態が以前より切望されていた。
【0005】
しかしながら、水を溶媒とした添加剤については、シリカ粒子等の非導電性微粒子を添加した場合、数時間後には沈降、沈殿を経たのちに固化する現象が確認されており、安定的な微粒子の液体添加剤としては不適合であった。
【0006】
ところで、めっき中にマイクロポーラスを形成する技術として、水酸化アルミニウムを用いてプラスに帯電させたシリカ粒子等の非導電性粒子を含有させためっき液を用いて電気めっきを行うことが知られている(特許文献2)。
【0007】
しかしながら、このような従来の技術でプラスに帯電させた非導電性微粒子を添加剤として予め調製しておくと固化してしまうため、使用時に毎回別々に添加する必要があり、やはり、安定的な微粒子の液体添加剤としては不適合であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平03-291395号公報
【特許文献2】特開平04-371597号公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】めっき技術ガイドブック1987Edition,東京鍍金材料共同組合,P.151
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従って、本発明の課題は、非導電性微粒子を含有した液体であり、特殊な微粒子の調製を必要とせず、安定性が高い、コンポジットめっき液用の添加剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らが上記課題を解決するために鋭意研究した結果、非導電性微粒子を液体中で分散させるためのニッケルイオンを含有させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【0012】
すなわち、本発明は、非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有することを特徴とするコンポジットめっき液用添加剤である。
【0013】
また、本発明は、非導電性微粒子と水を含有するコンポジットめっき液用添加剤に、ニッケルイオンを含有させることを特徴とするコンポジットめっき液用添加剤における非導電性微粒子の沈殿防止方法である。
【発明の効果】
【0014】
本発明のコンポジットめっき液用添加剤は、非導電性微粒子の沈降(非導電性微粒子の懸濁層と上澄みとの分離が遅延していること:沈殿の形成までの時間が遅いこと)の抑制や沈殿物の固化(振盪しても非導電性微粒子が再分散しない)を抑制することができ、液体の添加剤として安定した状態を維持することができる。
【0015】
そのため、本発明のコンポジットめっき液用添加剤は、めっき液に添加する際に大気中への飛散や、作業する上で作業者への暴露や周辺への付着がなく、安定に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】試験例2において、比較例1の添加剤の168時間放置後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図2】試験例2において、実施例1の添加剤の168時間放置後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図3】試験例2において、実施例2の添加剤の168時間放置後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図4】試験例2において、比較例1の添加剤の168時間放置後に振盪を行った後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図5】試験例2において、実施例1の添加剤の168時間放置後に振盪を行った後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図6】試験例2において、実施例2の添加剤の168時間放置後に振盪を行った後の状態を示す図である(左右の図は同じものであり、左の図に説明を加えたものが右の図である)。
【
図7】試験例3で用いたテストピースの外観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明のコンポジットめっき液用添加剤(以下、「本発明添加剤」という)は、非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有するものである。
【0018】
本発明添加剤に用いられる非導電性微粒子は、特に限定されないが、例えば、ケイ素、バリウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタン等の金属の酸化物、窒化物、硫化物、無機塩等が挙げられる。これらの中でも効果の点からケイ素、バリウム、ジルコニウム、アルミニウムの酸化物、窒化物、硫化物、無機塩が好ましく、特にシリカ(二酸化ケイ素)、ジルコニア(二酸化ジルコニウム)等の酸化物、硫酸バリウム等の無機塩が好ましい。これら非導電性微粒子は1種または2種以上を用いることができる。
【0019】
また、上記非導電性微粒子としては、例えば、株式会社JCUのMP POWDER 308やMP POWDER 309A等の市販品も用いることができる。
【0020】
これら非導電性微粒子の平均粒子径は特に限定されないが、例えば、0.1~10μm、好ましくは1.0~3.0μmである。なお、この平均粒子径は、大塚電子株式会社製、ゼータ電位・粒径・分子量測定システムELSZ-2000で測定される値である。
【0021】
本発明添加剤における非導電性微粒子の含有量は特に限定されないが、例えば、0.01~20wt%(以下、単に「%」と言う)、好ましくは0.05~10%である。また、本発明添加剤における非導電性微粒子の含有量は、通常コンポジットめっき液で非導電性微粒子を使用する場合よりも濃い濃度とすることもでき、その場合には、例えば、5~50%、好ましくは10~40%である。
【0022】
本発明添加剤におけるニッケルイオンの含有量は特に限定されないが、例えば、0.01~12%、好ましくは0.05~10%である。
【0023】
上記ニッケルイオンのニッケルイオン供給源は水に溶解させた際にニッケルイオンが生成されるものであれば特に限定されないが、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、酢酸ニッケル等が挙げられ、これらは水和物または無水物として用いることができる。これらの中でも硫酸ニッケル6水和物が、コストの点とハロゲンを含まないことから好ましい。これらニッケルイオン供給源は1種または2種以上を用いることができる。
【0024】
本発明添加剤における非導電性微粒子とニッケルイオンの質量比は、非導電性微粒子の種類にあわせて適宜設定すればよいが、例えば、非導電性微粒子として二酸化ケイ素を用いる場合には、1:0.001~1:3、好ましくは1:0.003~1:2である。
【0025】
本発明添加剤に用いられる水は特に限定されず、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水、市水等を用いればよい。
【0026】
本発明添加剤のpHは特に限定されないが、中性以下が好ましく、特にpH6以上ではニッケルの水酸化物を生成するため、pH6以下とすることがより好ましい。pHの調製には、例えば、硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、スルファミン酸等を用いればよい。
【0027】
本発明添加剤は、上記したニッケルイオンの作用により水と非導電性微粒子を含有するコンポジットめっき液用添加剤における、非導電性微粒子の沈降の抑制や沈殿物の固化を抑制することができ、液体の添加剤として安定した状態を維持することができるが、更に、電荷付与剤、界面活性剤、光沢剤から選ばれる1種または2種以上を含有させてもよい。
【0028】
上記電荷付与剤としては、例えば、アルミニウムイオン等が挙げられる。このアルミニウムイオンの供給源は特に限定されないが、例えば、硫酸ニッケルや塩化ニッケルを使用しているワット浴をベースとするコンポジットめっき液に添加するのであれば、ポリ塩化アルミニウムや硫酸アルミニウムを用いれば硫酸イオンや塩素イオンに対する影響が少ない。
【0029】
本発明添加剤に、ポリ塩化アルミニウムを含有させる際には、粉体のポリ塩化アルミニウムを添加してもよいし、例えば、南海化学株式会社のPAC、大明化学工業株式会社のタイパックシリーズ等の酸化アルミニウムとして10%程度の水溶液となっている市販品を添加してもよい。これらのポリ塩化アルミニウムはそのままあるいは適宜希釈等してから添加してもよい。
【0030】
本発明添加剤におけるポリ塩化アルミニウムの含有量は特に限定されないが、酸化アルミニウムとして例えば、0.01~50.0%、好ましくは0.1~30%である(アルミニウムとしては例えば、0.002~15%、好ましくは0.02~7%である)。
【0031】
また、本発明添加剤に、硫酸アルミニウムを含有させる際には、粉体の硫酸アルミニウムを添加しても良いし、液体状の硫酸アルミニウムを添加しても良い。液体状の硫酸アルミニウムには、例えば、大明化学工業株式会社の水道用硫酸アルミニウム溶液や一般用の硫酸アルミニウム溶液等の市販品を添加しても良い。
【0032】
上記界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール等のノニオン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム等のアニオン系、塩化ベンゼトニウム、ステアリルアミンアセテート、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン系、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性界面活性剤等が挙げられる。これら界面活性剤は1種または2種以上を用いることができる。これら界面活性剤の中でもプラスに帯電するカチオン系もしくは使用するpH領域でカチオン性を示す両性界面活性剤が好ましい。これら界面活性剤を用いることにより、より分散性が維持される。
【0033】
本発明添加剤における界面活性剤の含有量は特に限定されないが、例えば、0.001~5%、好ましくは0.001~2%である。
【0034】
上記光沢剤としては、特に限定されず、通常のコンポジットめっき液に用いられる一次光沢剤、二次光沢剤等が挙げられる。一次光沢剤としては、例えば、スルフォンアミド、スルフォンイミド、ベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸等が挙げられる。この一次光沢剤としては、例えば、MP333(株式会社JCU製)等が市販されているのでこれを用いてもよい。また、二次光沢剤としては、例えば、1,4-ブチンジオールやクマリン等が挙げられる。二次光沢剤は次のような官能基(C=O、C=C、C≡C、C=N、C≡N、N-C=S、N=N、-CH2-CH-O)を有する有機化合物である。この二次光沢剤としては、例えば、#810(株式会社JCU製)等が市販されているのでこれを用いてもよい。これら一次光沢剤および二次光沢剤は、単独でも複数を組み合わせてもよい。
【0035】
本発明添加剤における光沢剤の含有量は特に限定されないが、例えば、一次光沢剤であれば、0.1~900ml/L、二次光沢剤であれば0.1~900ml/L程度加えることが好ましい。
【0036】
なお、本発明添加剤は、非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有していればよいので、ニッケルイオンと水を含むものとしてワット浴、スルファミン酸浴等のコンポジットめっき液に用いられる電解ニッケル液を利用してもよい。
【0037】
上記ワット浴の組成としては下記のような組成が挙げられる。また、このワット浴は適宜希釈してもよい。
硫酸ニッケル(NiSO4・6H2O):1~450g/L
塩化ニッケル(NiCl2・6H2O):0.1~45g/L
ほう酸(H3BO3):0.1~45g/L
水:残部
【0038】
このようにワット浴を利用する場合、本発明添加剤は、非導電性微粒子と、ワット浴を含有するものとなる。
【0039】
また、スルファミン酸浴の組成としては下記のような組成が挙げられる。また、このスルファミン酸浴は適宜希釈してもよい。
スルファミン酸ニッケル(Ni(SO3NH2)2・4H2O):1~600g/L
塩化ニッケル(NiCl2・6H2O):0~15g/L
ほう酸(H3BO3):0.1~40g/L
水:残部
【0040】
このようにスルファミン酸浴を利用する場合、本発明添加剤は、非導電性微粒子と、スルファミン酸浴を含有するものとなる。
【0041】
本発明添加剤としては、上記のように、非導電性微粒子とニッケルイオンと水を含有するものが挙げられるが、以下のものでもよい。
【0042】
(1)非導電性微粒子とニッケルイオンと水からなることを特徴とするコンポジットめっき液用の添加剤。
(2)コンポジットめっきがサテンニッケルめっき液およびマイクロポーラスニッケルめっき液である(1)に記載のコンポジットめっき液用の添加剤。
(3)非導電性微粒子がケイ素、バリウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタンの酸化物、窒化物、硫化物および無機塩から選ばれる1種以上である(1)または(2)記載のコンポジットめっき液用の添加剤。
(4)ニッケルイオンの供給源が、硫酸ニッケル6水和物、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケルから1種もしくは2種以上から選択される(1)~(3)の何れか1記載のコンポジットめっき液用の添加剤。
(5)非導電性微粒子、
ニッケルイオン、
電荷付与剤、界面活性剤および光沢剤から選ばれる1種以上、
からなることを特徴とするコンポジットめっき液用の添加剤。
(6)非導電性微粒子、
ワット浴またはスルファミン酸浴からなることを特徴とするコンポジットめっき液用の添加剤。
(7)非導電性微粒子、
ワット浴またはスルファミン酸浴、
電荷付与剤、界面活性剤および光沢剤から選ばれる1種以上、
からなることを特徴とするコンポジットめっき液用の添加剤。
(8)非導電性微粒子と水を含有するコンポジットめっき液用の添加剤に、ニッケルイオンを含有させることを特徴とするコンポジットめっき液用の添加剤における非導電性微粒子の沈殿防止方法。
【0043】
以上説明した本発明添加剤は、上記成分を均一になるまで攪拌・混合することにより調製することができる。
【0044】
そして、本発明の非導電性微粒子の沈降の抑制や沈殿物の固化を抑制することができ、液体の添加剤として安定した状態を維持することができる。
【0045】
なお、本発明添加剤をコンポジットめっき液のベースに添加してサテンニッケルめっき液、マイクロポーラスニッケルめっき液等のコンポジットめっき液を調製することができる。特に、本発明添加剤をマイクロポーラスニッケルめっき液のベースに添加してマイクロポーラスニッケルめっき液を調製することにより、従来と同様にマイクロポーラスの数も良好なマイクロポーラスめっきをすることができる。なお、コンポジットめっき液のベースとは、コンポジットめっき液において非導電性微粒子以外の成分の一部または全部を含むものをいい、本発明添加剤を添加することによりコンポジットめっき液になるものをいう。
【実施例0046】
以下、本発明を、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれら実施例等になんら制約されるものではない。なお、実施例および比較例での添加剤調製においては、ガラス製のスクリュー管瓶 110mL(アズワン株式会社製、9-852-10)(以下、スクリュー管瓶)を使用した。
【0047】
実施例1
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの500g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH5.31)。
【0048】
実施例2
ワット浴を使用した添加剤の調製:
以下の組成で調製したワット浴100mLと二酸化ケイ素(平均粒子径は1.5μm)の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで撹拌・混合し、添加剤を得た(pH3.69)。
【0049】
<ワット浴>
硫酸ニッケル(NiSO4・6H2O):250g/L
塩化ニッケル(NiCl2・6H2O):40g/L
ほう酸(H3BO3):40g/L
【0050】
実施例3
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの500g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウム(南海化学株式会社、PAC)をアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.92)。
【0051】
実施例4
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの60g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.99)。
【0052】
実施例5
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの10g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH4.05)。
【0053】
実施例6
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの1g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.86)。
【0054】
実施例7
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル450g/L、塩化ニッケル40g/L、ホウ酸40g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.62)。
【0055】
実施例8
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル250g/L、塩化ニッケル40g/L、ホウ酸40g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.74)。
【0056】
実施例9
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル10g/L、塩化ニッケル1.6g/L、ホウ酸1.6g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.96)。
【0057】
実施例10
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル1g/L、塩化ニッケル0.16g/L、ホウ酸0.16g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.85)。
【0058】
実施例11
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの500g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.31)。
【0059】
実施例12
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの60g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.24)。
【0060】
実施例13
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの10g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、更に硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.41)。
【0061】
実施例14
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケルの1g/L水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.31)。
【0062】
実施例15
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル450g/L、塩化ニッケル40g/L、ホウ酸40g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.08)。
【0063】
実施例16
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル250g/L、塩化ニッケル40g/L、ホウ酸40g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.00)。
【0064】
実施例17
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル10g/L、塩化ニッケル1.6g/L、ホウ酸1.6g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.30)。
【0065】
実施例18
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル1g/L、塩化ニッケル0.16g/L、ホウ酸0.16g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6g、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.30)。
【0066】
実施例19
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル100g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH5.63)。
【0067】
実施例20
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル100g/Lにて調整した水溶液を100mLと二酸化チタン(平均粒子径は0.01μm)の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH4.94)。
【0068】
実施例21
ニッケル塩を使用した添加剤の調製:
硫酸ニッケル100g/Lにて調整した水溶液を100mLとケイ酸ジルコニウム(平均粒子径は1.1μm)の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH5.64)。
【0069】
比較例として、非導電性微粒子の分散溶媒にニッケルイオンを含まず、実質的に水を主溶媒とした場合を以下に示す。
【0070】
比較例1
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH7.17)。
【0071】
比較例2
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLと二酸化チタンの粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH7.61)。
【0072】
比較例3
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLとケイ酸ジルコニウムの粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH6.91)。
【0073】
比較例4
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、均一になるまで攪拌・混合し、少量の硫酸にてpH3以下となるように調整した添加剤を得た(pH2.34)。
【0074】
比較例5
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、さらにポリ塩化アルミニウムをアルミニウムとして0.07gを入れて、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.36)。
【0075】
比較例6
水のみで調製した添加剤の調製:
純水100mLと二酸化ケイ素の粉体6gをスクリュー管瓶に入れ、さらに硫酸アルミニウムをアルミニウムとして0.07gを入れて、均一になるまで攪拌・混合し、添加剤を得た(pH3.84)。
【0076】
試験例1
分散性試験:
実施例1~21と比較例1~6をスクリュー管瓶に入れた状態にて密封し、均一になるまで振盪後、24時間経過による添加剤の状態を確認した。また、沈殿が発生している場合、再度振盪して非導電性微粒子の再分散性を確認した。振盪はスクリュー管瓶を上下に30回振った。振盪後、24時間経過した添加剤の沈殿の有無を目視で評価し、更に再度振盪した後の再分散性を以下の基準で評価した。それらの結果を表1に示した。
【0077】
<再分散性評価基準>
評価 内容
○:振盪すると均一化する。
×:振盪しても均一化しない。
【0078】
【0079】
実施例1~21については、沈殿は発生しているものの、再度振盪した場合、容易に再分散し均一な分散性を確認できた。
【0080】
一方、比較例1、比較例3、比較例4については、沈殿が発生し、再度振盪しても固化して再分散しなかった。また、比較例2、比較例5、比較例6は、沈殿は発生しているものの、再度振盪した場合、容易に再分散し均一な分散性を確認できた。
【0081】
試験例2
長期保存後の分散性試験:
実施例1~21と比較例1~6をスクリュー管瓶に入れた状態にて密封し、均一になるまで振盪後、168時間経過による添加剤の状態を確認した。また、沈殿が発生している場合、再度振盪して非導電性微粒子の再分散性を確認した。振盪はスクリュー管瓶を上下に30回振った。振盪後、168時間経過した添加剤の沈殿の有無を目視で評価し、再度振盪した後の再分散性を試験例1と同様の基準で評価した。それらの結果を表2に示した。
また、比較例1の添加剤の結果を
図1および
図4に、実施例1の添加剤の結果を
図2および
図5に、実施例2の添加剤の結果を
図3および
図6に示した。
【0082】
【0083】
実施例1~21については、沈殿は発生しているものの、再度振盪した場合、容易に再分散し均一な分散性を確認できた。
【0084】
一方、比較例1、比較例3、比較例4、比較例5については、沈殿が発生し、再度振盪しても固化して再分散しなかった。また、比較例2、比較例5は、沈殿は発生しているものの、再度振盪した場合、容易に再分散し均一な分散性を確認できた。
【0085】
試験例1および試験例2の結果から、非導電性微粒子の沈殿・沈降物を固化させず、分散性の良い液体の状態にするには、非導電性微粒子と共にニッケルイオンを含有させることで、再分散性に効果があることが分かった。
【0086】
試験例3
めっき試験:
実施例1で調製した添加剤を、以下の組成のめっき浴に対し、0.5ml/L添加し、マイクロポーラスめっき液を調製した。
【0087】
<めっき浴>
硫酸ニッケル(NiSO4・6H2O):260g/L
塩化ニッケル(NiCl2・6H2O):45g/L
ほう酸(H3BO3):45g/L
光沢剤#810*:3ml/L
光沢剤MP333*:10ml/L
ポリ塩化アルミニウム:0.3mg/L(アルミニウムとして)
浴温:55℃
比重:1.205
*株式会社JCU製
【0088】
次に、試験片として
図7の形状のベントカソードテストピース(真鍮:株式会社山本鍍金試験機製)を用い、以下の工程でマイクロポーラスめっき製品を製造した。
【0089】
(脱脂・酸活性)
試験片をSK-144(株式会社JCU製)で5分間処理して脱脂を行った後、V-345(株式会社JCU製)で30秒処理を行い、酸活性を行った。
【0090】
(光沢ニッケルめっき)
上記で脱脂・酸活性処理を行った試験片を以下のニッケルめっき液中、4A/dm2で3分間めっきを行った。
<光沢ニッケルめっき浴>
硫酸ニッケル(NiSO4・6H2O):260g/L
塩化ニッケル(NiCl2・6H2O):45g/L
ほう酸(H3BO3):45g/L
光沢剤#810*:3ml/L
光沢剤#83*:10ml/L
*株式会社JCU製
【0091】
(マイクロポーラスめっき)
光沢めっきを施した試験片を上記で調製したマイクロポーラスめっき液中で3A/dm2で3分間めっきを行った。
【0092】
(クロムめっき)
上記マイクロポーラスニッケルめっきを施した試験片を以下の組成の六価クロムめっき液中で10A/dm2で3分間めっきを行った。
【0093】
<六価クロムめっき浴>
無水クロム酸(CrO3):250g/L
硫酸(H2SO4):1g/L
添加剤ECR 300LN*:10ml/L
ミストシャットMISTSHUT NP*:0.1ml/L
*株式会社JCU製
【0094】
(微孔数の測定手順1)
クロムめっきあがりの試験片に対して以下の組成の硫酸銅めっき液に3分間浸漬を行い、その後、その硫酸銅めっき液中で0.5A/dm2で3分間めっきを行った。
【0095】
<硫酸銅めっき浴>
硫酸銅(CuSO4・5H2O):220g/L
硫酸(H2SO4):50g/L
塩酸(HCl):0.15ml/L
【0096】
(微孔数の測定手順2)
硫酸銅めっき後、試験片を静かに水洗し、風乾させた後に、めっき皮膜の微孔数を測定した。なお、微孔数の測定は、試験片の評価面に対して行い、株式会社キーエンス製のマイクロスコープVHX-200を使用して行った。微孔数の測定結果を表3に示す。
【0097】
【0098】
本発明添加剤により、液体の状態で非導電性微粒子を添加してマイクロポーラスニッケルめっき液を調製しても、期待される微孔数を得ることができた。
非導電性微粒子がケイ素、バリウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタンからなる群から選ばれる金属の酸化物、窒化物、硫化物または無機塩の1種または2種以上である請求項1または2記載のコンポジットめっき液用添加剤。