JPH06272049A

JPH06272049A - カラーニッケル複合めっき被膜の形成法

Info

Publication number: JPH06272049A
Application number: JP8115793A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sato; 栄一佐藤; Koichi Kitamura; 公一北村
Original assignee: Maruman Golf Co Ltd
Current assignee: Maruman Golf Co Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｎｉを主体とした金属成分と特定の界面活性
剤で処理された蛍光顔料を複合化させて、高硬度のカラ
ーニッケル複合めっき被膜を形成することが出来る経済
的な方法を提供する。【構成】めっき母材の表面にカラーニッケル複合めっ
き被膜を形成する方法において、めっき母材を、(i) Ｎ
i −Ｂ系またはＮi −Ｐ系無電解めっき液、及び、(ii)
前記(i) の無電解液中において分散相となるアニオン
系界面活性剤で処理された蛍光顔料、で構成される無電
解めっき浴を使用して無電解めっきすることを特徴とす
るめっき母材の表面にカラーニッケル複合めっき被膜を
形成する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種製品の表面に硬度
に優れ、かつ蛍光特性を有するめっき被膜を形成させる
方法に関する。更に詳しくは、本発明は、各種製品の表
面に、Ｎi を主体とした金属成分と蛍光粒子を複合化さ
せて、高硬度のカラーニッケル複合めっき被膜を形成す
るための新規な方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解めっき法または無電解めっき法によ
り、所定の製品上に所望の金属を析出させると同時に、
前記析出金属（第一相またはマトリックス相ともい
う。）の中に、第二相として微細粒子や繊維などを分散
共析させて複合被膜を形成する技術は周知のものであ
る。前記した複合被膜を形成する技術は、コンポジット
めっき（composite coating ）といわれ、各種製品の特
性、例えば表面の耐摩耗性を改善するためなどとして広
く応用されているものである。

【０００３】前記したコンポジットめっきによる耐摩耗
性被膜の形成技術は、例えば「表面技術」（Vol.４１，
No．１１，１９９０，第２２〜２８頁）に開示されてい
る。前記文献において、電解法による耐摩耗性被膜を形
成するに際して、優れた被膜密着性を得るためには素材
ごとに前処理法が異なることが強調されている。例え
ば、・Ａl 系材料にコンポジットめっき被膜を形成する場
合、組成が相違する材料では前処理工程が異なること、・Ｆe 系材料においてはストライクめっき処理が必要な
ものがあること、・Ｔi 材やＭg 材などにおいては適当な前処理法が開発
されていないこと、が示されている。

【０００４】また、電解操作により内部応力の小さな被
膜を形成することが、優れた被膜の密着性を確保する上
で重要な因子であるとされている。従って、めっき液の
種類、電流密度、浴のｐＨなどの電解条件の設定の重要
性が示されている。

【０００５】前記したコンポジットめっき技術は、析出
金属（第一相）と第二相としての蛍光粒子からなる複合
被膜の形成に応用されることも知られている。即ち、
「金属表面技術」（Vol.３１，No．１０，１９８０，第
６６〜６７頁）には、電解めっき法により、Ｎi めっき
浴および分散粒子としてメラミン樹脂系の蛍光顔料を用
いて装飾用を主眼としたカラーめっき板（金属蛍光板）
を製造する技術が開示されている。

【０００６】前記文献のカラーめっき板の製造技術にお
いては、蛍光粒子は単純にＮｉめっき浴中で攪拌され、
撥水性の粒子成分を除去するという手法が採用されてい
るだけであり、表面特性、特に硬度特性や耐摩耗性など
に優れ、かつカラー化した複合めっき被膜を有する構造
部品や構造部材を提供しようとするものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記した
従来のコンポジットめっき技術の問題点や限界を解消す
るべく鋭意、検討を重ねた。その結果、コンポジットめ
っき法として無電解メッキ法、特にＮｉ系無電解メッキ
液と該メッキ液中において分散相となる特定の界面活性
剤で処理した蛍光顔料を使用することにより、めっき母
材に対して均一にかつ強固に結合した表面硬度が高く、
かつカラー化した複合めっき被膜が得られることが見い
出だされた。本発明により、表面特性として、特に硬度
特性と装飾性に優れたカラーニッケル複合めっき被膜を
有する機能部材あるいは構造部材が提供され、これら部
材で製作された各種製品の高付加価値化が図られる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、めっき母材の表面にカラーニッケル複合めっき
被膜を形成する方法において、めっき母材を、(i) Ｎi
−Ｂ系またはＮi −Ｐ系無電解めっき液、及び、(ii)
前記(i) の無電解液中において分散相となるアニオン系
界面活性剤で処理された蛍光顔料、で構成される無電解
めっき浴を使用して無電解めっきすることを特徴とする
めっき母材の表面にカラーニッケル複合めっき被膜を形
成する方法に関するものである。

【０００９】以下、本発明の技術的構成を詳しく説明す
る。本発明のコンポジットめっき法として、無電解めっ
き法が採用される。周知のように無電解めっき法は、外
部から電流を流すことなく、めっき浴中の金属イオンを
化学還元剤の使用によって被めっき体（めっき母材）の
表面に還元析出させるものである。そして、本発明の無
電解めっき法に適用される基本浴は、（イ）表面特性、
特に優れた硬度特性（ビッカース硬度、Ｈｖで 600以
上、好ましくは 700以上）を与えること、（ロ）化学還
元反応により析出される金属自体が反応に対して触媒作
用を有すること（めっき被膜厚の成長性）、（ハ）めっ
き液の安定性、などの観点から、Ｎｉ系、より具体的に
はＮｉ−Ｂ系またはＮｉ−Ｐ系無電解めっき浴が採用さ
れる。

【００１０】無電解めっき浴の成分は、基本的には主成
分が金属塩（めっき浴中の金属イオンを構成する）と化
学還元剤からなり、補助成分がｐＨ調整材、緩衝剤、錯
化剤（沈でん防止剤）、反応促進剤、安定剤（めっき浴
の老化防止剤）、改良剤（めっき被膜の性質改良剤）な
どからなるものである。後者の補助成分はめっき浴の安
定性、寿命の長期化、あるいは還元反応の効率化などの
役目を持つものである。

【００１１】以下、本発明のＮｉ系無電解めっき浴の基
本浴成分について説明する。（１）Ｎｉ−Ｂ系無電解めっき浴アルカリ性浴または酸性（弱酸性）浴かにより主成分と
しての金属塩の使用態様は異なるが、硫酸ニッケル、塩
化ニッケル、酢酸ニッケルなどを使用すればよい。還元
剤としては、水素化ホウ素化合物、例えば水素化ホウ素
ナトリウム（ＮａＢＨ₄）、またはアミンボラン化合
物、例えばジエチルアミンボラン（Ｃ₂Ｈ₅）₂・ＨＮ
・ＢＨ₃、ジメチルアミンボラン（ＣＨ₃）₂・ＮＨ・
ＢＨ₃などが使用される。

【００１２】（２）Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき浴主成分としての金属塩としては、浴の特性（酸性、中
性、アルカリ性、あるいは高温または低温タイプなど）
により異なるが、硫酸ニッケル、塩化ニッケルなどを使
用すればよい。還元剤として、次亜リン酸塩、例えばＮ
ａＨ₂ＰＯ₂、ＫＨ₂ＰＯ₂などが使用される。このほ
か、還元剤として水素化ホウ素化合物、例えばＮａＢＨ
₄、ＫＢＨ₄、ヒドラジン、ホルマリンなどを併用して
も良い。

【００１３】次に、本発明の最大の特徴点である前記Ｎ
ｉ系無電解浴中において、分散相となる蛍光顔料につい
て説明する。後述する実施例により実証されるように、
蛍光顔料の分散性を高め、かつ複合めっき被膜中に均一
に蛍光顔料を共析させるためには、特定の界面活剤、特
にアニオン系界面活性剤、特に好ましくはアルキルアリ
ールスルホン酸塩（Ｒ−Ｃ₆Ｈ₄−ＳＯ₃Ｍ）、アルキ
ル硫酸塩（ＲＯＳＯ₃Ｍ）、アルキルスルホン酸塩など
のアニオン系界面活性剤が最適のものである。なお、前
記一般式において、ＲはＣ₈〜Ｃ₁₆のアルキル基、Ｍは
アルカリ金属原子を示す。

【００１４】前記したアニオン系界面活性剤は、前記し
たように蛍光顔料を複合めっき被膜中に均一に共析させ
るために有用であるばかりでなく、形成される被膜の特
性、即ち硬度特性などを向上させるために有用であり、
かつ被膜の母材への強固な結合にも重要な意味をなすも
のである。前記アニオン系界面活性剤の使用態様として
は、蛍光顔料を無電解めっき浴液に投入する前に、予め
蛍光顔料と混合してもよいし、あるいはめっき浴液中で
十分に攪拌混合するようにしてもよい。

【００１５】本発明にいて、複合めっき被膜に蛍光発光
特性を付与するために使用される蛍光顔料としては、用
途に応じて有機ケイ光顔料や無機ケイ光顔料がある。前
記した蛍光顔料として、例えばシンロイヒ株式会社製の
微粉末状蛍光顔料であるシンロイヒカラーのＦＺ、Ｆ
Ａ、ＦＲシリーズ、ＳＷシリーズ、ＳＰシリーズなどが
使用される。前記ＦＲシリーズには、蛍光色としてレッ
ド（ＦＲ−５３）、オレンジ（ＦＲ−５４）、レモン・
イエロー（ＦＲ−５５Ｎ）、オレンジ・イエロー（ＦＲ
−５６）、ピンク（ＦＲ−５７）、マゼンタ（ＦＲ−６
７）を呈するものがあり、これらは平均粒径３．５〜
４．５μｍのものである。

【００１６】前記ＳＷシリーズには、ＳＷ−０７（セリ
ーズ）、ＳＷ−１１（レッドオレンジ）、ＳＷ−１２
（グリーン）、ＳＷ−１３（レッド）、ＳＷ−１５（レ
モンイエロー）、ＳＷ−１６（オレンジイエロー）、Ｓ
Ｗ−１７（ピンク）、ＳＷ−２７（ローズ）、ＳＷ−３
７（ルビン）などがあり、これは平均粒径１．０μｍの
ものである。前記ＳＰシリーズには、ＳＰ−１３（レッ
ド）、ＳＰ−１４（オレンジ）、ＳＰ−１５（レモンイ
エロー）、ＳＰ−１６（オレンジイエロー）、ＳＰ−１
７（ピンク）、ＳＰ−２７（ローズ）、ＳＰ−３７（マ
ゼンタ）、ＳＰ−４７（ルビン）などがあり、これは平
均粒径１．０μｍのものである。前記無機蛍光顔料は、
一般に重金属塩の粉末である。これらはめっき浴に溶解
する場合があるため、めっき浴に非溶解性のものが使用
される。

【００１７】本発明の前記した無電解めっき液と特定の
界面活性剤で分散化させた蛍光顔料との無電解めっき系
で処理される被めっき体（めっき母材）は、特にその表
面層の高硬度化とカラー化が求められるものが対象とさ
れる。本発明のカラーニッケル複合めっき被膜の形成法
が適用される対象は、無電解めっきのためめっき母材が
金属製、セラミック製、あるいは合成樹脂製などいずれ
でもよいことはいうまでもないことである。例えば、本
発明のカラーニッケル複合めっき被膜の形成法が適用さ
れる対象は、ゴルフクラブ、金属製バットなどのスポー
ツ用品やレジャー用品、アルミサッシ、門扉、塀、ドア
ノブ、ベランダなどの建築材料、自動車部品、家具や家
庭用電気製品の金属製部品、時計用外装部品、計器類の
指針など、高硬度、耐摩耗性でかつ装飾性が重視される
各種の製品が対象とされる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例／比較例により、更に
詳しく説明する。なお、本発明は実施例のものに限定さ
れないことはいうまでもないことである。

【００１９】（実施例１） (i) 無電解めっき浴下記の成分により、無電解めっき浴を調製した。なお、
各成分の使用量は、１dm³（１リットル）当たりの使用
量である（以下、同じ）。・硫酸ニッケル…………………0.1 mol. ・クエン酸ナトリウム…………0.1 mol. ・酢酸ナトリウム………………0.1 mol. ・硫酸タリウム…………………0.0001 mol. ・ジメチルアミンボラン………0.05 mol. ・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム………１g. （アニオン系界面活性剤）・蛍光顔料ＦＡ−４６（オレンジイエロー）…………
0.5g. （シンロイヒ社製） (ii) 複合めっき法ステンレス製試験片（ 5cm×5cm ，厚さ3mm ）を、無電
解めっき浴に浸漬し、８０℃、６０分間無電解複合めっ
きを行なった。 (iii) 評価得られた複合メッキ被膜は、赤味のあるニッケルブロン
ズ色を呈し、被膜の硬度はＨｖ700 と高いものである。

【００２０】（比較例１）実施例１の無電解めっき浴に
おいて、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（アニ
オン系化界面活性剤）をラウリルメチルアンモニウムク
ロライド（カチオン系界面活性剤）に変更する以外は、
同じめっき浴を使用し、同様な方法により複合めっきを
行なった。得られためっき被膜には、蛍光顔料が共析し
なかった。

【００２１】（実施例２） (i) 無電解めっき浴下記の成分により、無電解めっき浴を調製した。・硫酸ニッケル…………………0.1 mol. ・クエン酸ナトリウム…………0.1 mol. ・酢酸ナトリウム………………0.1 mol. ・硫酸タリウム…………………0.0001 mol. ・ジメチルアミンボラン………0.05 mol. ・アルキルナフタレンスルフォン酸ナトリウム………１
g. （アニオン系界面活性剤）・蛍光顔料ＳＷ−１８（ブルー）…………0.5g. （シンロイヒ社製） (ii) 複合めっき法銅製試験片（ 5cm×5cm ，厚さ3mm ）を、無電解めっき
浴に浸漬し、８０℃、６０分間無電解複合めっきを行な
った。 (iii) 評価得られた複合めっき被膜は、青味のあるニッケルブロン
ズ色を呈し、被膜の硬度はＨv700と高いものである。

【００２２】（比較例２）実施例２の無電解めっき浴に
おいて、アルキルナフタレンスルフォン酸ナトリウム
（アニオン系界面活性剤）をポリオキシエチレンステア
リルエーテル（ノニオン系界面活性剤）に変化した以下
は、同じめっき浴を使用し、同様な方法により複合めっ
きを行なった。得られためっき被膜には、蛍光顔料が共
析しなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明のＮｉ系無電解めっき液、及び特
定の界面活性剤により該めっき液中に分散化された蛍光
顔料の無電解めっき系により、表面特性、特に硬度特性
や耐摩耗性に優れ、かつ種々の色調の蛍光発光特性を有
するカラーニッケル複合めっき被膜を各種製品（めっき
母材）の表面に効率よく形成させることができる。

【００２４】従来の有彩色の被膜を形成する方法とし
て、金や銅をめっき（電解または無電解めっき）し、金
属色のめっき膜を形成するものがあるが、色調に制限が
ある。また、ＣＶＤ法やＰＶＤ法などもあるが、色調に
制限があるのに加え、コストが極めて高いものである。
更に、析出金属と微細粒子との複合めっき被膜を形成す
るコンポジットめっき法は知られているが、表面特性と
カラー化の両者を十分に満足する技術は提案されていな
い。即ち、めっき母材表面に、均一かつ強固に表面特性
に優れたカラーニッケル複合めっき被膜を形成する方法
は提案されていない。

【００２５】本発明により、例えばスポーツ用品やレジ
ャー用品、建築材料、自動車部品、時計用外装部品、家
具や家庭用電気製品の金属部品、計器類の指針、あるい
は一般の構造部品や構造部材など、ビッカース硬度（Ｈ
ｖ）で 600以上、好ましくは700以上の従来にはみられ
ない高硬度や耐摩耗性などの表面特性に優れ、かつ装飾
性（カラー化）に優れた各種製品が、経済的に提供され
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき母材の表面にカラーニッケル複合
めっき被膜を形成する方法において、めっき母材を、 (i) Ｎi −Ｂ系またはＮi −Ｐ系無電解めっき液、及
び、 (ii) 前記(i) の無電解液中において分散相となるアニ
オン系界面活性剤で処理された蛍光顔料、で構成される
無電解めっき浴を使用して無電解めっきすることを特徴
とするめっき母材の表面にカラーニッケル複合めっき被
膜を形成する方法。
【請求項２】アニオン系界面活性剤が、下記一般式で
示されるアルキルアリールスフホン酸塩である請求項１
に記載のカラーニッケル複合めっき被膜を形成する方
法。（一般式）Ｒ−Ｃ₆Ｈ₄−ＳＯ₃Ｍ（但し、ＲはＣ₈〜Ｃ₁₆のアルキル基、Ｍはアルカリ金
属原子を示す。）
【請求項３】アニオン系界面活性剤か、アルキル硫酸
（ＲＯＳＯ₃Ｍ）またはアルキルスルホン酸塩（ＲＳＯ
₃Ｍ）である請求項１に記載のカラーニッケル複合めっ
き被膜を形成する方法。