JPS59150094A - 円盤状回転式メツキ装置 - Google Patents

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 本発明はティスフレコード周器型の製造などに用いられ
る円盤状回転式メッキ装置の改良に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、円盤状回転式メッキは、電解液の入った電解槽中
で円盤状被メッキ物を陰極とし、破メッキ部分に相対応
する位置に陽極を設置し、陰極を回転させながら陰陽極
間に電圧を印加して円盤状被メッキ物に所要の金属を析
出させるのが常である。この場合１円盤状回転陰極と相
対応する陽極が、円盤状回転陰極の各部分の電流密度が
崎しくなる様特殊な形状を成し、かつ不溶解性の陽極を
使用する場合を除き、通常の円盤状回転式メッキによる
場合は、円盤状被メツキ物各部の電びＩＬ密度に差異を
生じ１円盤状回メッキ物各部の析出量及び析出物の内部
応力に差異を生じる。特に陰陽極を接近させ、単位面積
当たり大電流を通電する高各部分の析出量と析出物の内
部比、力を均一にするため、陰極又は陽極若しくは陰、
陽両極にマスキングを施したり、更に補助陰惨を使用し
たシすることが試みられたが、倒れの場合も陰、陽極ｌ
ｉ４］の距離の増加を必要とし、陰、陽極を近接させる
高速度回転式メッキに相反する結果となり、更に消費電
力の増加と設備の大型化及び町加電圧片！犬によって必
然的に伴う人体への電撃対策等、種々の問題を生じ、一
般的に実施されていないのが現状である。

一方、円盤状回転陰極と相対応する陽極が円盤状回転陰
極の各部分の電流衿度が等しくなる様。

特殊々形状をなし、かつ不＠解性陽極を使用する場合は
、円盤状被メツキ物各部の析出量と析出物の内部応力を
均一とすることば可能である。しかし、陽極が不浴解性
であるため、電解液中への今風イオンの補給は金属塩類
によって行う必女があり、壕だ電解液中の有機添加剤か
陽極酸化を受けることにより電解液組成に制ネ勺を受け
、この方法も一般的に実施されていないのが現状である
。

以下、従来例としてディスクレコード用母型の製造に現
在一般的に使用されている円盤状回転式メッキ装置につ
いて図面に基づいて説明する。

ディスクレコード用母型の製造は、アルミニラ製円盤に
樹脂コーティングを施した母材にディスク録音機（カッ
ティングマシン）によりオーディオ信号を記録し、オー
ディオ信号記録済原盤１を得る。このオーディオ信号記
録済原盤１に無電解メッキ、真空蒸着、スパッタリング
等によりニッケル、銀、銅等の金属を３００〜３０００
人厚さにコーティングし導電性被膜２を付力する。次に
前記導電性被膜２を付与されたオーディオ信号記録済原
盤１に０．２〜○、Ｂｍｍ厚のニッケルメッキ（電鋳）
を行ない１次に第２図に示すように、オーディオ信号記
録済原盤１と導電性被膜２との境界より剥離し、導電性
被膜２に０．２〜０．８ａｍ厚のニッケルメッキされた
ニッケル原盤、即ち金属マスター３を得る。ディスクレ
コードは、この金属マスター３を使用し、＠脂族型か可
能であるか、通常は第３図に示すように、金属マスター
３の前記被膜２の表面に重クロム酸塩溶、牧への浸漬、
アルブミン等の有機物溶液中への浸漬、又は陽極電解ス
トライクによる酸化膜の生成等によりザー４）を析出さ
く、第４図に示すように金属マスター３の被膜２′と金
属マサ−４の境界よりｉ！ｌＪ　ｒｌし金属マザー４を
得る。更に第５図に示すように前記金属マザー４の表面
に上記と同様の不価Ｊ態化処理を施し、この処理面４′
上にニッケルメッキにより０．２〜０　、３　ｒｒｒｍ
　Ｊ９−のニッケル５を析出させ、第６図のように金属
マザー４の境界より剥離しニノケルスクンパ−５を得る
。

以上のように、ディスクレコード用母型の製造において
、ニッケルメッキ（電鋳）は製造工程の骨格をなすもの
で、第７図に従来の代表的な円盤状回転式メッキ装置を
示す。

この円盤状回転式メッキ装置は、電解槽１０、直流電源
１１、陽極１２、円盤状回転陰極１３゜隔壁１４、電解
液入口１５、電解液排出口１６よりなる。電解槽１０は
ステンレス鋼製容器の内面にゴムライニング１７を施し
たものである。円盤状回転陰極１３は給電刷子１８によ
り直流電源１１を介して陽極１２に接続され、モーター
１９によって回転し、かつ円盤回転軸中央のポル）２０
はティスクレコ−１・用母型であるオーディオ信号記録
済原盤１や金属マスター３．金属マザー４をナツト２１
により保持できるように表っている。円盤状回転陰極１
３は底面中央部に円形状の布製隔膜２２を持つ合成樹脂
製隔壁１４により形成される陰極室２３に、また陽極１
２は電解槽１０と合成樹脂製隔壁１４により形成される
陽極室２４にそれぞれセットされ、電解液（は１ＰＬｊ
Ｗ　Ｎｋ人口１５よシ陰極呈２３に入り、オーバーフロ
ーの後陽極室２４へ入る。陽極室２４の電解液面は陰極
室２３の電解液面よりイち位のＡ’ｔｉＥ造であるが、
陰極室と陽極室の間に９間を持つものではない。従って
、電解槽中の陽極１２と円盤状回転陰極１３は電解液を
介して通電が可能である。陽極１２にはペレット状ニッ
ケル２５を充填したチタン製容器２６が設けである。

２７は電解液を循環さセるポンプ、２８ば７Ｌ購液の貯
槽、２９は陰、俊１３に取りつける刊：型の周辺を押さ
えるリングである。３０はモーター支持金具、３１は上
蓋、３２はモーター１９の回転軸と陰極１３０回転軸３
３とを連結するカップリング、３４は絶縁層である。３
５は回転Ｉｌ！１ＩＩ３３に接触する給電刷子１８を絶
縁材３６に支持烙ぜるばねである。３７は陽極支持台で
ある。

電７４ｉＨスルファミノ酸ニッケル、１１う酸と少量の
界面活性剤（アンチピット剤）並びに塩化ニッケル等に
」：り構成されている。その配合例を次に示す。

スルファミン酸ニッケル　　　３５０１／βはう酸　　
　　　　　　　　　　　３０ノ／β塩化ニツケル　　　
　　　　　　６ノ／β界ｍ１活性剤　　　　　　　　　
２ＱＣ，／２次に、ディスクレコード用母型製造におけ
るニッケルメッキ（電銑）の具体例として金属マザー４
よりニッケルスタンパ−５を製造する方法について説明
する。

ニッケルメッキに先立ち、前記配合例による電解液のｐ
Ｈを酸又はアルカリにより４２±０．１に調整し、ａ温
を５３°Ｃ±２°Ｃとする。循環ポンプ２７によシミ解
液を電解液人口１５より陰極室２３へ供給Ｌ″ＰｔＰｔ
極室バーフローした電解液は陽極室２４へ入り、陽極室
に過剰の電解液は貯槽２８を経て循環ポンプ２７に戻る
。このようにしてニッケルメッキの準備が完了する。

前記金属マザー４は清浄化の後１重クロム酸カリ溶液へ
の浸漬により不働態化処理を施し充分に水洗した上１円
盤状回転式メッキ装置の円盤状回転陰極１３の回転軸中
央のホル）２０に金属マザー４の中心穴を挿入し２ナツ
ト２１によって固定し、周辺部押えリング２９によシ更
に強固に固定する。次にモーター１９を起動し、円盤状
回転陰＠１３を回転させ、直ちに直流％源１１により′
電圧を印加し電流を通じる。この電流は直径３５０ｍ１
ｌｉの母型の場合、通電後５分間は３０Ａとし、以後１
４０Ａを通電し、総電流量１４０アンペア・時でニッケ
ルメッキか完了する。円盤状回転陰極１３よシ前記今風
マザー４の固定を解除し、イー属マザー上にニノケルス
クンパー５を析出させた円盤を取り外す。水洗、乾燥の
後金風マザー４とニノケルスクンパー５の境界より両者
を分離しニノケルスクンパー５を得る。上丙己のように
して得られたニッケルスタンパ−５の同上・円上におけ
る肉１塁はマイクロメーターにて差を認められない。こ
れに対し直径方向の各部分には大きな差異がある。

上記のようにして得たニッケルスタンパ−について、中
ノｂ部からの距離の異なる各位置での厚みを演１」足し
た結果を第１表に示す。なお、＠試料はいずれも１５２
ｙ−である。

（以下余白） 第１表において、中心部付近に対し、周辺部付近の肉厚
が２０〜４０％増となるのは、周辺部に電流が集中する
ためであ−る。即ち電流の分布が一様でない結果である
。一般に、電解液の組成、電解条件（但し電流密度を除
く）が一定であるならば、析出物の内部応力は各電流密
度に対し各々−足の値を持つことが知られている。従っ
て上記電流の分布が一様で々いといつことは、析出物の
内部応力が均一でないということにほかならない。

上記の結果、ニッケルスタンパ−５は引っ張り応力の影
響により第８図のように周辺部がわん状にカールする。

一方、ディスクレコードの製造は、オーディオ信号記録
済原盤１、金属マスター３、金蝿マザー４、ニノケルス
クンパー５を経て樹脂成型により製造される。即ち通常
３回のニッケルメッキ過程を経ている。この過程で析出
物の内部応力の影響によりニノケルスクンパー５の平面
性が損なわれ、ひいてはディスクレコードの平面性が失
われる。

ディスクレコードは見掛上平面性を保っているが、大小
様々のうねシを持ち、信号再生に障害を及ぼしている。

一般に二ノ夛ルメッキ析出物の内部応力は、電解液に添
加剤を徐加すると改善されることが知られている。内部
応力全減少する添加剤としてサッカリン、スルフォン・
アミド・ベンゼン。

スルフォンアミドパラトルエン、１，３．６−ｆフタリ
ンスルフォン酸などの化合物がある。しかし、上記内部
応力を減少する添加剤の仲」れを取って見ても、各電流
密度において内部応力を等しくする゛ものでないことも
知られている。以上より内部応力を均一にし、かつ零近
傍に抑えるには、先ず電流の分布を一様とすることが必
要である。封」ち＠部分の電流密度を等しくし、かつ過
当な・応力減少剤を適量使用することが必要となる（ケ
れども、電鋳母型表面に流れる電流密度と百つものは、
＠型の形状及び陽極の形状如伺でかなり変わるもの、で
あり、一様な電流密度で作業することは不可とされ、析
出物の内部応力が零になる様な電流密度の値がわかって
いてもその電流密度で一様に電着できない以上どうにも
ならないのが現状である。

とは言うものの陰、陽極間の距離を円盤の直径の５倍以
上とすると電流密度全均一化し得るとの学説もあるが経
済的に困難である。又陽極もしくは陰極にじゃへい板を
設けるマスキング、補助陰極による過大電流の軽減等が
試みられてはいるか。

定量的に制御することができず、期待する効果が得られ
ないのが実状である。

発明の目的 本発明は、上記の様な不都合を解消するもので、特に陰
、陽極間を近接させ単位面積当たり大電流を通電する高
速度円盤状回転式ノブキにおいて、円盤状回転陰極の各
部分の電流密度を制御し、円盤状被メッキ物の各部分の
析出物の内部応力を均一とし、かつ被メッキ物の各部分
に所要の析出量を得る装置を提供することを目的とする
。゛−−−−−−−発明の構成 本づＬ明は、複数の陽極と１１１−の円盤状回転共通陰
極で構成される電解槽において、複数の陽極の各々をＭ
流電源を介して単一の円盤状回転共通陰極に接続し、各
々の陰、陽極間に直流電圧を印加し、各陰、陽極間の印
加電圧を各々制御することにより、各々の電流を制御し
、単一の円盤状回転共通陰極の複数の陽極の各々に相対
応する部分の析出量及び析出物の内部応力を１１ｉｌＪ
　ｍ＋するように構成したものである。

実施例の説明 以下１本発明をディスクレコード用母型の製造に使用す
る円盤状回転式メッキ装置に適用した実施例を図面に基
づいて順次説明する。

なお本発明は、ディスクレコード用母型の製造に限らず
、コンパクトティスク、ビテオディスク。

情報ティスフ用量型々どにも適用が可能てあり。

特に限定するものではない。

第９図は本発明による円盤状回転式メッキ装置を示す。

この円盤状回転式メッキ装置は陰極側は前記の従来例と
同様の構成である。３８　、３９　。

４０は各々独立した直流電源、４１，４２．４３は第１
０図のように三重のリング状に構成された陽極であり、
陽極は電気絶縁物」２よりなるリング状の隔離板４４．
４５によって隔離されている。

円盤状回転共通陰極１３は軸３３、給電刷子１８、王台
のそれぞれ独立した直流電源３８゜３９．４Ｑを介して
前記三個の部分より構成される陽極　４１，４２．４３
の陽極電極４’６，４７゜４８のそれぞれに電気的に接
続されており、モーター１９によって回転可１４ヒの構
造にしである。この円盤状回転共通陰極１３は底面中央
部に円形状の布製隔膜２２を持つ合成樹脂製、隔壁１４
により形成される陰極室２３に、まだ前記三個の部分よ
り構成する陽極４１’、、　４２　、４３は電解槽１０
と隔壁１４により形成される陽極室２４の陽極支持台３
７上にセットされ、電解液は電解液入口１５より陰極室
２３に入り、オーバーフローの後陽極室２４へ入る。陽
極室２４の電解液面は陰極室２３の電解液面よシ低位の
構造であるが、陰極室と陽極室の間に空間を持つもので
はない。従って電解槽中の前記三個の部分より構成する
陽極４１゜４２．４３のそれぞれと円盤状回転共通陰極
１３は、電解液を介しそれぞれ通電が可能である。前記
三個の部分より構成する陽極４１，４２．．４３はそれ
ぞれ独立したドーナツ状チタンケース４９にペレット状
ニッケル５０を充り：ｔａ　ｂだもので、三重の構造に
しである。電７Ｑイ液はスルファミン酸ニッケル、はう
酸、少量の界、面活性掘（アンチビット剤）、応力減少
剤、塩化コバルト、並びに塩化ニッケルにて構成されて
いる。配合例を次に示す。

例１ スルファミン酸ニッケル　　５５ｏｙ−／βはう酸　　
　　　　　　　　　　　　３０ノ／ｆ塩化ニツケル　　
　　　　　　　６ｙ−／β界面活性剤（アンチビット剤
）　　　　２ＣＣ，７６例２ スルフアミノ酸ニッケル　　３５０ノ／βはう酸　　　
　　　　　　３０　！？／β塩化コバルト　　　　　　
　　３０ｙ−／β応力減少剤　　　　　　　　　１２ｔ
／β界面活性剤（アンチヒツト剤）、２ＣＣ，／β次に
本発明によるティスフレコード回器型の製造におけるニ
ッケルメッキの具体例として。

上記金属マザー４よりニッケルスタンパ−５金製造する
に除し、上記電ｍ液配合例１及び配合例２によるニッケ
ルメッキについて説明する。

ニッケルメッキに先立ち、前記配合例による電解液のｐ
Ｈを酸又はアルカリによシ４゜２±０．１に調整し、液
温を５３℃±２℃とする。循環ポンプ２７によシ亀解液
を電解液人口１５よシ陰極室２３へ供給する。陰極室で
オーバーフローした電解液は陽極室２４へ入シ、陽極室
に過剰の電解液は貯槽２８を経て循環ポンプ２７へ戻る
。以上のようにしてニッケルメッキの準備が完了する。

金属マザー４は、清浄化の後重クロム酸カリ溶液への浸
漬により前記同様不働態化処理を施し。

充分に水洗する。そして円盤状回転式メッキ装置の円盤
状回転共通陰極１３の回転ＩＩ！１ｌ１３３中央のボル
ト２０に金属マザー４の中心穴−＆Ｔｈ人し、ナツト２
１によって固定し、更に周辺部押えリンク２９により強
固に固定する。次にモーター１９をち 起動し、共通陰極１３を回転し、直に直流電源３８．３
９．４０により電圧を印加し電流を通じる。電流は直径
３５０胴の母型の場合、通電後５分間は総電流を３ＯＡ
とし、それぞれの割合は電源３８　：　３９　：４ｏ＝
ｏ、ｓ　：　１　：　１．１である。５分経過後直流電
源を昇圧し、総電流を１４０Ａとする。直流電源のそれ
ぞれの割合は電源３８：３９：　４０＝０．７　：　１
ニー１．１である。総電流量１４０Ａ時にてニッケルメ
ッキか完了する。ニッケルメッキ完了後、円盤状回転共
通陰極より金属マザー４の固定を解除し、金属マザー４
上にニッケルスタンパ−５を析出させた円盤を取り外す
。水洗乾燥の後、金属マザー４とニノケルスクンパー５
の境界より両者を分離し、ニノケルスクンパー５を得る
。上記のようにして得られたニノケルスクンパー５の同
上・田土における肉厚はマイクロメーターにて差を認め
られない。一方、直径方向の各辿ｊ定点での肉厚は基準
肉厚に対し±３係以内であっ（ た。各群」定点で肉厚を第２表に示す。表においてハ 試料Ｂ−１〜Ｂ−５は配合例１の電解液による結果、試
料Ｂ−６〜Ｂ　−１’Ｏは配合例２の電）０イ液による
結果を示している。また、各試料の重量はいずれも１５
２ｙ−である。

発明の効果 以上のように１本発明のメッキ装置は、複数の陽極と単
一の円盤状回転共通陰極で構成される電解槽において、
複数の各陽極を各々の電源を介して単一の円盤状回転共
通陰極に接続したので、各々の陰、陽画極間に直流電圧
を印加し、各陰２１場両極間の印加電圧を各々制御し、
単一の円盤状回転共通陰惨の複数の陽極に相対応する部
分の％光密度を各々制往］することにより、容易に均一
な陰極電流密度を得ることかでき１円盤状被メッキ物各
部分の析出量及び析出物の内部応力をｊｌｉ：４御する
ことかてきた。また配合例２の上記電解液中には３０１
／ｌの塩化コバルトを含有し、析出物（はニッケルとコ
バルトの合金となり、析出９勿中のコバルト含有量は２
７重量％で、ビッカース硬度はｎｖ４７０を示した。一
方、上記配合例１、川」ちコバルトイオンを含有しない
電解液よりの析出物は従来又は本発明による円盤状回転
式メッキ方法による倒れの試料もビッカース硬度ＨＶ２
００を越えなかった。このようにニッケルとコバルトの
合金析出物は、硬度かＩＳ〈、従ってｉ鞘乃耗性が要求
される成形母型としては理想に近いものの一つである。

このようなニッケル・コバルト合金メッキは、陰極電流
密度の変化に敏感で、僅かな陰極電流密度の変化で急激
な応力変動を生じ、均一な陰極電流密度隻を得られない
場合は、特に型破りに適用することは不可であったが１
本発明は陰極電流密度を容易に均一化することができる
ため、前記第２表のようにコバルト・ニッケル合金析出
物を得ることができる。陰極電流密度を均一となし得る
こと（は、即ち記載例以外の１例えは電解液中への有機
化合物の徐加によるニッケル析出物の改質等を可能とす
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図はオーティオ信号記録済原盤からニッケ
ルスタンパ−１を得る工程を示す図、第７図は従来の代
表的な円盤状回転式メッキ装置の縦断面図、第８図は周
辺部がわん状にカールしたニッケルスタンパ−を示す断
面図、第９図は本発明による円盤状回転式メッキ装置の
実施例を示す縦断面図、第１０図は第９図ｘ−ｘ’線断
血図、第１１図はそのチタン製陽極の縦断回正ｌ相図、
第１２図は同縦断面側面図である。 １０・・・・・電解槽、１３・・・・・・円盤状回転陰
極、３８〜４０・・・・・電源、４１，４２．４３・・
・・・・陽極。 ４９・・・・・・容器、５０・・・・・ベレット状ニッ
ケル。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 、９ 第４図 、？ 第５図 第７図　　　　　ｔｑ 第８図 第９図 Ｑ 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の陽極と単一の円盤状回転共通陰極で構成される電
   解槽を（７ｆｉｒえ、複数の各陽イタを各々の電源を介
   して単一の円盤状回転陰極陰、悌に接続して各隅、陽極
   間に印加する直流電圧を各々制御するように構成した円
   盤状回転式メッキ装置。