JPH0317277A - メッキ組成物および黒色無電解ニッケルメッキ膜の形成方法 - Google Patents

メッキ組成物および黒色無電解ニッケルメッキ膜の形成方法

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JPH0317277A
JPH0317277A JP2047102A JP4710290A JPH0317277A JP H0317277 A JPH0317277 A JP H0317277A JP 2047102 A JP2047102 A JP 2047102A JP 4710290 A JP4710290 A JP 4710290A JP H0317277 A JPH0317277 A JP H0317277A
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    • 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
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    • C23C18/34Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron 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】 [産業上の利用分野] 本発明は黒色無電解ニッケルメッキに関する。
[従来の技術とその課題コ 無電解ニッケルメッキは従来から知られている。無電解
ニッケルメッキで被覆した物品は例えば米国特許出願第
3088846号に開示がある。現在では黒色無電解ニ
ッケルメッキに対する一般的な市場ニーズがあり、主と
して装飾目的に使用されているが、必ずしもこれだけに
限定されるわけではない。かかるメッキは例えばテレビ
ジョン、ビデオカセットレコーダーおよびhi−fl装
置の金属露出部品および/またはケーシングの表面に使
われる。
EP特許出願第(16)94127号では、黒色無電解
ニッケルメッキを形成させる際の問題点の解決方法を提
案している。ここでは無電解ニッケルメッキ済み物品を
クロメートイオン、リン酸イオンおよび任意成分として
の硫酸イオンを含む洛中で処理し定期的に電流を逆転さ
せる方法を提案している。EP特許出願第(16)94
127号では、Enthone社から商品名rENPL
ATE 415Jとして市販される浴の使用を提案して
いる。しかし、商品名rENPLATE 415J浴か
ら形成させ、次いでこれを転化させて形成させた被膜は
、無電解メッキ浴の金属交換回数が2〜3の場合のみに
適切な黒色層を与えるだけであることが判明している(
金属交換回数は最初に浴中に存在した金属イオンの全重
量がメッキされ尽くした時点で一単位をとる;メッキ期
間中、一般には還元剤と共に金属イオンを浴中に補給す
る。)。
この無電解メッキ浴は金属交換回数lの場合には有効で
はなく金属交換回数2〜3の場合だけ有効に使用できる
為に、もし析出ニッケルメッキを黒色化する必要がある
場合には、金属交換回数1の場合および4以降の場合に
おいて該浴を他の目的に流用しない限り浴材料の著しい
損失を招くという問題点がある。
[課題を解決するための手段コ 無電解ニッケルメッキ浴中にサッカリンを存在させると
浴の寿命期間に亙ってニッケルが析出し、析出したニッ
ケルーリン合金メッキ膜は引き続いて均一に黒色化され
るか、または少なくとも従来可能であった程度よりも優
れた状態で黒色化されるということが判明した。
本発明の第1の提案によれば、サッカリンを含有する無
電解ニッケルメッキ浴が提供される。このサッカリンは
一般的には析出ニッケルメブキ映を引き続いて黒色化す
るのに有効な量で存在する。
ここで使用する”ニッケルメッキ”なる用語には、例え
ばリンのような或る種の他の元素とニッケルとの合金メ
ッキをも包含しており、この合金メッキは無電解メッキ
分野では通常生産される典型的なメッキ膜である。
ニッケル源としては、硫酸ニッケルまたはその他の溶解
性ニッケル塩である。洛中のニッケル濃度としては0.
1〜50g/ノ、例えば1〜25g/l、典型的には2
〜10g/lである。
無電解金属メッキ浴中では、金属イオンは電解的のみな
らず化学的にも還元される。ニッケルイオン用還元剤で
あれば還元剤の種類はとわないが、実際には次亜リン酸
ナトリウムが好ましく、このものはニッケルーり冫合金
メッキ膜を形成させる。還元剤の濃度は1−1(16)
g/lv例えば5〜50g/ts典型的には20〜40
g/jである。
バルク溶液中でのニッケルイオンの還元が速すぎないよ
うに、通常は浴組成物中にニッケルイオン用錯化剤を含
有させる。錯化剤の種類は問わないが、好ましい錯化剤
は酪酸である。(以下、酪酸または他の弱有機酸と呼称
した場合には酪酸イオンもしくは他の該当イオンをも包
含するものとし、実際に存在する形態は浴のそのときの
1)Hに依存する。)酪酸以外で有用な錯化剤には、コ
ハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸が考慮でき
る。錯化剤の濃度は1−1(16)g/l,例えば5〜
5 0 g/ 7% !III型的には20〜40g/
lである。混合物を包含する他の錯化剤も使用可能であ
る。
サッカリンは溶解型として洛中に添加するのが普通であ
る。溶解型として適当なものはナトリウム塩であるが、
他の溶解性塩も使用できる。好ましい結果を得る為にサ
ッカリンは少なくとも0.7g/lの濃度で使用するべ
きである。2g/ノ以上の濃度で使用すると、時として
黒化後に斑紋現象が現われる。サッカリン濃度として特
に好ましい濃度はl.O〜1.8g/l、例えば1.5
g/lであることが分かった。これ以外の指針としては
、消耗するニッケルのg当たり25〜2(16)mgの
サッカリンの存在が浴を維持する関係で好適な結果を生
むことが実験室的に見いだされ;ニッケルのg当り75
〜125mgs特にニッケルのg当り約1(16) 一
gが好ましい比率であることが判明した。
緩衝剤を浴中に存在させることもできる。緩衝剤として
は例えば弱有機酸およびその塩を使用できるが、主とし
て酢酸/酢酸塩系が使用される。
この緩衝剤濃度は1〜50g/!、例えば5〜4 0 
g/l、典型的には20〜30g/lである。
緩衝剤として酢酸ナトリウムを使用する場合には、3水
和物として供給する。
この組成物は一種または2種以上の安定剤をさらに含有
してもよい。無電解ニッケル系に対しては適量の鉛が好
ましい安定剤であることが分かった。鉛は酢酸鉛として
供給するか、または他の適当な水溶性鉛塩として添加す
る。鉛の濃度は0.1〜5mg/J、例えば0.2〜3
曽g/ 1 1典型的には0.6〜1.5mg//であ
る。
イオウ含有化合物も他の部類に属する有用な安定剤であ
る。この部類で有用な安定剤には、3一((アミノーイ
ンミノメチノレ)チオ)−1−プロパンスルフオン酸で
あるが,必ずしも該化合物のみに限定されない。このイ
オウ化合物の濃度は、0.1〜1 0 mg/ 7 1
例えば0.2〜5 tie/ l、典型的には0.5〜
3一g/lである。
通常無電解ニッケルメッキi■成物のpHは酸性側であ
る。3〜6、例えば4〜5,5、典型的には4,5〜5
である。
本発明の第2の提案によれば、黒色無電ニッケルッキ膜
の形成方法が提供され、該方法によればサッカリンを含
む無電解ニッケルメッキ組成物と素地とを接触させ、次
いでクロムを含む転化層を形成させる。この転化層はリ
ンおよび任意にイオウ成分を含んでいる。特に該転化層
はCrPO4およびCr(OH)i成分から成り場合に
よりCr2  (804)!!成分をも含みうる層であ
って、かつCr:P:S=1: (0.2 〜1.5)
:(0〜0.5))の重量比を示す塩基性永和リン酸ク
ロム層から成っている。
無電解ニッケルメッキ膜の形成において、浴温は40〜
99℃、例えば60〜95’C,典型的には85〜90
℃である。メッキ時間は特に限定されないが、例えば5
分ないし5時間であり所望するメッキ厚さに依存する。
通常のメッキ時間は2時間であるが、約10ミクロン厚
さを得る為には30〜45分が普通である。
転化にはクロム、リンおよびイオウを含み、典型的には
Cr:P:S=1:1 (0 〜0.2)の重量比お示
す。
一般に該転化層は無電解ニッケルメッキ済み物品を定期
的な逆電流で処理したときに形成され、これに関しては
EP特許出願第(16)94127号に記載がある。逆
電流の周期は0.1〜5011z、例えば0. 5〜2
 5 Hz ,典型的には約1  [1zである。
与えられた電流サイクルにおいて、無電解ニッケルメッ
キ済み物品がカソードである期間とアノードである期間
との比率(1..1/l..)は1に等しいことを必要
としない。一般的にはto.t/t0比は0.05〜2
0が適当であるが、1以下が好ましい。0.1〜0.8
が特に好ましいことが判明した。
電流密度は0.1〜I  ASD,例えば0.2〜0.
 5 ASD,典型的には約0. 25 1SDである
本発明のffi要なる特徴は、この転化浴組成物中に硝
酸イオンが存在すると性能が向上する;すなわち均一電
着性が向上することが観察され、かつ高電流密度領域で
緑色化する傾向が減少するということである。したがっ
て転化浴組成物中に鞘酸イオンを含有させるのが好まし
<、該硝酸イオン源としては硝酸を用いる。添加量とし
ては65%硝酸としてl〜10111/l、例えば5〜
10■1/ 1,典型的には約7.5 閣!である。
転化浴組成物中のクロメートイオン濃度は1〜40g7
1%例えば2〜20g/l、典型的には5〜15g/l
である。リン酸イオン濃度は濃リン酸として1〜Bow
l/l,例えば2〜40ml/l,典型的には10〜3
0閣1/lを供給したときの濃度である。硫酸イオン濃
度は濃硫酸0〜10ll1例えば0.1〜5■1/l,
典型的には0.5〜3tml/!を供給したときの濃度
である。
[実施例] 尖1ば(L 無電解ニッケルメッキ水性組成物を次の処方で調製した
CrO3 10g/l H3  PO4  (85%)    20 ■171
H.80.  (98%)      ’2sl/lN
 i ” (硫酸ニッケルとして) 8. 2g/l酪
酸( 8 0 %W / V )     3 0 .
  0  富! / 1酢酸ナトリウム●3水和物 2
4.0g/ j次亜リン酸ナトリウム   30.0g
,#Pb”(酢酸鉛として)     1.3@g/l
3−((アミノインムノメチル)チオ)一l−プロパン
スノレフオンa   2.  O tag/lNaOH
            3.  8  g/ INa
−サッカリン      1.5g#pH      
      4.8 鋼製パネルを上記の組成物で35分間、pH4.9、浴
温89℃でメッキした。
実ILd』1 実施例1に従って作ったニッケルメッキ済み鋼製パネル
を次の処方による溶液で処理した。
アノード時間 カソード時間 電流密度 浴温 0.8秒 0. 2秒 0.  25ASD 20〜22℃ 電解処理を30分間継続した。
優れた均一A黒色被膜が得られた。
見飯匙エ 実施例1に記載のように鋼製パネルをメッキした。メッ
キの間、ニッケルと余分の次iUン酸ナトリウムおよび
安定剤を添加して各成分を初期濃度に戻した。副生が避
けられないニッケルオルト亜リン酸塩の沈殿を防止する
ために、さらに酪酸を加えた。
金属交換回数112、3、4および5後、この鋼製パネ
ルを実施例2に記載の転化方法に従って処理した。優れ
た均一な黒色披膜が得られた。
丸艷匙 実施例1に記載の組成物中で鋼製パネルの無電解メッキ
を行なったが、ナトリウムサッカリンは添加しなかった
。金属交換回数l後、この鋼製パネルを取り出し実施例
2に記載の転化方法で処理した。転化ニッケル被膜の高
電流密度部分はU!I緑色、中電流密度部分は若干玉虫
色の黒色、低電流密度部分は玉虫色をした黒色を呈し、
満足できる黒色被膜は得られなかった。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) サッカリンを含む無電解ニッケルメッキ組成物
  2. (2) ニッケル濃度が1〜25g/lである請求項1
    記載の組成物。
  3. (3) 還元剤を濃度5〜50g/lで含む請求項1ま
    たは2記載の組成物。
  4. (4) 該還元剤が次亜リン酸ナトリウムである請求項
    3記載の組成物。
  5. (5) ニッケルイオン用錯化剤を濃度5〜50g/l
    で含む請求項1または2記載の組成物。
  6. (6) 該錯化剤が酪酸である請求項5記載の組成物。
  7. (7) 該サッカリンの濃度が少なくとも0.7g/l
    である請求項1記載の組成物。
  8. (8) 該サッカリンの濃度が2g/l以下である請求
    項1記載の組成物。
  9. (9) 緩衝剤を濃度5〜40g/lで含む請求項1記
    載のの組成物。
  10. (10) 該緩衝剤が酢酸である請求項9項記載の組成
    物。
  11. (11) 一種または二種以上の安定剤を含む請求項1
    記載の組成物。
  12. (12) サッカリンを含む無電解ニッケルメッキ組成
    物と素地とを接触させ、かつクロムを含む転化層を形成
    させることから成る黒色無電解ニッケルメッキ膜の形成
    方法。
  13. (13) 該転化層がリンを含み、かつ任意成分として
    の硫黄を含む請求項12記載の方法。
  14. (14) 該転化層がCrPO_4とCr(OH)_3
    成分から成る塩基性水和リン酸クロムから成り、場合に
    よりCr_2(SO_4)_3をも含み得る転化層であ
    ってCr:P:S=1:(0.2〜1.5):(0〜0
    .5)の重量比を示す請求項13記載の方法。
  15. (15) 該転化層が、転化組成物中で定期的に電流を
    逆転させて処理することにより形成されて成る請求項1
    2記載の方法。
  16. (16) 電流の逆転周期が0.5〜25Hzである請
    求項15記載の方法。
  17. (17) 与えられた電流サイクルにおいて無電解ニッ
    ケルメッキ物品がカソードである期間とアノードである
    期間との比(T_o_a_t/T_a_n)が0.1〜
    0.8である請求項12記載の方法。
  18. (18) 該転化層が、硝酸イオンを含む転化組成物と
    接触させて形成されて成る請求項12記載の方法。
  19. (19) 硝酸イオン濃度が、5〜10ml/lの硝酸
    (65%)の供給により提供される濃度である請求項1
    8記載の方法。
  20. (20) 2〜20g/lCrO_3を含む組成物と接
    触させることにより転化反応を生起させて成る請求項1
    2記載の方法。
  21. (21) 2〜40ml/lの濃リン酸の供給により得
    られる濃度のリン酸イオンを含む組成物と接触させるこ
    とにより転化反応を生起させて成る請求項12記載の方
    法。
  22. (22) 0.1〜5ml/lの濃硫酸の供給により得
    られる濃度の硫酸イオンを含む組成物と接触させること
    により転化反応を生起させて成る請求項12記載の方法
JP2047102A 1989-02-27 1990-02-27 メッキ組成物および黒色無電解ニッケルメッキ膜の形成方法 Pending JPH0317277A (ja)

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