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技術 部分めっき装置及び部分めっき方法

出願人 市原祥次株式会社山田
発明者 市原祥次山田喜康古橋貴洋
出願日 2012年6月4日 (7年10ヶ月経過) 出願番号 2012-126734
公開日 2013年12月12日 (6年4ヶ月経過) 公開番号 2013-249525
状態 特許登録済
技術分野 電気分解または電気泳動による被覆 電気メッキ方法,物品 化学的被覆
主要キーワード 消泡速度 体積減少率 水素ガス気泡 保温機構 矩形流路 電気化学的表面処理 オクチル硫酸塩 溶液面
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

湿式めっきによる被めっき物部分めっき装置および部分めっき方法において、めっき漏れピンホールピット及びめっきムラの発生を抑制することにより高精度の部分めっきを実現させるとともに、被めっき物に対して被覆材によってシールを施す工程及びめっき処理後に該被覆材を除去する工程を省略可能とし、めっき液の使用量及び使用後のめっき液の処理必要量を低減させ、かつ、装置におけるめっき液の高圧噴出ポンプ、めっき液の吸引ポンプ及び加圧手段の適用を省略可能とし、簡便かつ低コストの部分めっき装置を提供する。

解決手段

フォームめっき法を使用し、移送管5中でめっき液の泡沫8を移動させる装置において、該移送管5の一部に所定形状の開口部11を設け、被めっき物のめっきを施す部分を該開口部11において露出させ、泡沫の流れの中でフォームめっき法による部分めっきを行う。

概要

背景

従来、被めっき物の一部分のみを湿式めっきする際には、被めっき物のめっきを施さない部分を様々な方法で覆い、めっきを施す部分のみがめっき液と接するようにしてめっきを施す方法が一般的である。例えば、管状の物体の表面のみにめっきを施す場合には、ゴム栓によって管の内部にめっき液が入らないようにするなどの手法で被覆が行なわれる。また、ある物体の棒状の部分はめっきを施さず、それ以外の部分のみにめっきをする場合には、棒状のめっきを施さない部分にポリ塩化ビニールゴムチューブを差し込むといった被覆方法が可能である。チューブを用いた被覆は、棒状の物体の一部のみをめっきする場合や管状の物体の内部のみをめっきする場合にもよく行われている。

平面や曲面の一部のみにめっきを施す場合や、枝分かれのある管の内部にめっきを施す場合には、こうした栓やチューブなどによる被覆手法は適用できない。そのために、めっきを施さない部分にパラフィン塗料を塗るとか、シール材で覆うといった被覆物密着させる手法が用いられる。しかし、こうした被覆物を使用する場合、めっき後にこれを除去するための手間がかかる。被覆材料としては、パラフィンや塗料が慣用されるが、これらをきれいに除去することは特に手間がかかる点が問題となっている。また、めっき処理中に温度が高くなるとパラフィンが融解することや塗膜剥離することにより被覆が不完全となり、めっきを施す目的部分以外の表面にまでめっきがされてしまうといった問題もある。

シール材を用いて部分めっきを行う際には、一般に、粘着剤を介してシール材により被めっき物のめっきを施さない部分を覆う。めっき工程では、めっき液の温度を室温より高い温度に設定し、めっき液を撹拌等で均一化させながら行うことが多いため、高温状態でめっき液の流動にさらされることで粘着剤の粘着力が低下し、シール材が剥離して、めっきを施す目的部分以外の表面にまでめっきが施されてしまう、いわゆるめっき漏れと言われるトラブルが頻発する。この点がシール材を使用した部分めっきの大きな問題点である。

また、リードフレームフープ材等の被めっき物に部分的にめっきを施す方法として、従来、所定形状の開口部を有する被覆材と被めっき物とを加圧手段により圧接させ、該開口部に向けてノズルからめっき液を噴出させる方法が行われており、そのための装置として、加圧手段、ノズル、めっき供給管、めっき回収管、めっき液だめ、循環ポンプ等を備えた循環型部分めっき装置も開発されている。しかしながら、このような加圧型の部分めっき装置では、めっき液がノズルから勢いよく噴出するために、被めっき物は開口部において強い力を受けることになり、装置内の開口部付近はめっき液の供給圧力により高圧状態となる。その結果、圧接のための加圧手段を適用したとしても被覆材の被めっき物への密着性の低下は避けられず、めっき漏れによる製品不良が発生することが大きな問題点となっている。

近年、このような加圧型の部分めっき装置において、めっき漏れの問題に関し、被覆材の材質を変えてマスク硬度表面状態を改良したり、被覆材の厚みを変更することなどにより、被覆材と被めっき物との密着性を向上させる工夫が試みられており、アスピレーター原理を応用して被覆材の開口部に吸引力を発生するようなめっき液噴射経路の工夫(特許文献1)や、被めっき物に対する加圧手段の押さえ機構を改良して、被めっき物と被覆材との密着性を高める工夫のほか、吸引ポンプによるめっき液回収手段を備えた装置も提案されている(特許文献2)。

このように、めっき液を噴出させる加圧型の部分めっき装置では、従来からさまざまな工夫が行われてきたにもかかわらず、噴出させためっき液の圧力や高い温度に起因するめっき漏れを十分に抑止することはできていなかった。また、めっき液を噴出させることに起因する別の問題として、ピットピンホールと呼ばれるめっきの不良が生じやすくなる点があげられる。もともとピットやピンホールは、電気的にめっきする際の大きな問題点であり、水の分解により発生する水素ガス気泡が被めっき物の表面に付着し、付着部でめっきの析出阻害されて窪みが生じることで発生する。部分めっきのためにめっき液を噴出させることでも、噴流中には不可避的に微小な気泡が生じ、生じた気泡が被めっき物の表面へ運ばれ、その表面上で滞留することでも同様にピットやピンホール発生の原因となる。さらに、気泡が噴流の力で被めっき物の表面を動き回るときは、気泡の移動する先々で一過的に電流が流れない箇所を生ずるので、めっき厚が部分的に変化したり、めっき部の結晶組織が部分的に変化したりという、いわゆるめっきムラと呼ばれる不良がもたらされる問題点も有している。
以上のことから、めっき漏れやめっきムラのない均一な部分めっきを、高精度に、しかも低コストで達成できるような、新たな部分めっきのための装置の開発が強く望まれていた。

概要

湿式めっきによる被めっき物の部分めっき装置および部分めっき方法において、めっき漏れ、ピンホール、ピット及びめっきムラの発生を抑制することにより高精度の部分めっきを実現させるとともに、被めっき物に対して被覆材によってシールを施す工程及びめっき処理後に該被覆材を除去する工程を省略可能とし、めっき液の使用量及び使用後のめっき液の処理必要量を低減させ、かつ、装置におけるめっき液の高圧噴出用ポンプ、めっき液の吸引ポンプ及び加圧手段の適用を省略可能とし、簡便かつ低コストの部分めっき装置を提供する。フォームめっき法を使用し、移送管5中でめっき液の泡沫8を移動させる装置において、該移送管5の一部に所定形状の開口部11を設け、被めっき物のめっきを施す部分を該開口部11において露出させ、泡沫の流れの中でフォームめっき法による部分めっきを行う。

目的

本発明は、このような優れためっき法である「フォームめっき法」を、部分めっきに適用するための手段の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

定形状の開口部を備えた管状の泡沫移送管を有しており、該泡沫移送管の一方の端に界面活性剤を含むめっき液を内部に保持し泡沫発生フィルターを底部付近に備えた泡沫発生部が設けられ、かつ他方の端に消泡装置が設けられた、部分めっき湿式めっき装置であって、被めっき物の一部が、前記開口部において前記泡沫移送管内露出され、前記泡沫移送管内を移送されるめっき液の泡沫との接触によりめっきされることを特徴とする、装置。

請求項2

被めっき部分の形状に合わせて被めっき物を設置できるようにしたパッキングを有する開口部が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。

請求項3

湿式めっき電気めっきであり、開口部の近傍に設置された正極を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。

請求項4

湿式めっきが無電解めっきであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。

請求項5

泡沫化しためっき液が連続的に流れる管状の泡沫移送管の途中に設けられた開口部において、被めっき物のうち目的被めっき部分のみが前記泡沫移送管内に露出され、泡沫の流れにさらされることによりめっきが施されることを特徴とする、部分めっき方法

請求項6

泡沫移送管が分岐を有するものであり、該分岐の部分に設けた開口部においてパッキングを介して被めっき物を設置し、めっきを施す部分のみを泡沫移送管内に露出せしめることを特徴とする、請求項5に記載の方法。

請求項7

湿式めっきが電気めっきであり、開口部付近に設置された正極と被めっき部分の間で電気めっきを施すことを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。

請求項8

湿式めっきが無電解めっきであることを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、部分めっきのための装置及び方法に関し、より詳しくは、めっき液泡沫を用いて被めっき物の一部分を湿式めっきするための装置及び方法に関する。

背景技術

0002

従来、被めっき物の一部分のみを湿式めっきする際には、被めっき物のめっきを施さない部分を様々な方法で覆い、めっきを施す部分のみがめっき液と接するようにしてめっきを施す方法が一般的である。例えば、管状の物体の表面のみにめっきを施す場合には、ゴム栓によって管の内部にめっき液が入らないようにするなどの手法で被覆が行なわれる。また、ある物体の棒状の部分はめっきを施さず、それ以外の部分のみにめっきをする場合には、棒状のめっきを施さない部分にポリ塩化ビニールゴムチューブを差し込むといった被覆方法が可能である。チューブを用いた被覆は、棒状の物体の一部のみをめっきする場合や管状の物体の内部のみをめっきする場合にもよく行われている。

0003

平面や曲面の一部のみにめっきを施す場合や、枝分かれのある管の内部にめっきを施す場合には、こうした栓やチューブなどによる被覆手法は適用できない。そのために、めっきを施さない部分にパラフィン塗料を塗るとか、シール材で覆うといった被覆物密着させる手法が用いられる。しかし、こうした被覆物を使用する場合、めっき後にこれを除去するための手間がかかる。被覆材料としては、パラフィンや塗料が慣用されるが、これらをきれいに除去することは特に手間がかかる点が問題となっている。また、めっき処理中に温度が高くなるとパラフィンが融解することや塗膜剥離することにより被覆が不完全となり、めっきを施す目的部分以外の表面にまでめっきがされてしまうといった問題もある。

0004

シール材を用いて部分めっきを行う際には、一般に、粘着剤を介してシール材により被めっき物のめっきを施さない部分を覆う。めっき工程では、めっき液の温度を室温より高い温度に設定し、めっき液を撹拌等で均一化させながら行うことが多いため、高温状態でめっき液の流動にさらされることで粘着剤の粘着力が低下し、シール材が剥離して、めっきを施す目的部分以外の表面にまでめっきが施されてしまう、いわゆるめっき漏れと言われるトラブルが頻発する。この点がシール材を使用した部分めっきの大きな問題点である。

0005

また、リードフレームフープ材等の被めっき物に部分的にめっきを施す方法として、従来、所定形状の開口部を有する被覆材と被めっき物とを加圧手段により圧接させ、該開口部に向けてノズルからめっき液を噴出させる方法が行われており、そのための装置として、加圧手段、ノズル、めっき供給管、めっき回収管、めっき液だめ、循環ポンプ等を備えた循環型部分めっき装置も開発されている。しかしながら、このような加圧型の部分めっき装置では、めっき液がノズルから勢いよく噴出するために、被めっき物は開口部において強い力を受けることになり、装置内の開口部付近はめっき液の供給圧力により高圧状態となる。その結果、圧接のための加圧手段を適用したとしても被覆材の被めっき物への密着性の低下は避けられず、めっき漏れによる製品不良が発生することが大きな問題点となっている。

0006

近年、このような加圧型の部分めっき装置において、めっき漏れの問題に関し、被覆材の材質を変えてマスク硬度表面状態を改良したり、被覆材の厚みを変更することなどにより、被覆材と被めっき物との密着性を向上させる工夫が試みられており、アスピレーター原理を応用して被覆材の開口部に吸引力を発生するようなめっき液噴射経路の工夫(特許文献1)や、被めっき物に対する加圧手段の押さえ機構を改良して、被めっき物と被覆材との密着性を高める工夫のほか、吸引ポンプによるめっき液回収手段を備えた装置も提案されている(特許文献2)。

0007

このように、めっき液を噴出させる加圧型の部分めっき装置では、従来からさまざまな工夫が行われてきたにもかかわらず、噴出させためっき液の圧力や高い温度に起因するめっき漏れを十分に抑止することはできていなかった。また、めっき液を噴出させることに起因する別の問題として、ピットピンホールと呼ばれるめっきの不良が生じやすくなる点があげられる。もともとピットやピンホールは、電気的にめっきする際の大きな問題点であり、水の分解により発生する水素ガス気泡が被めっき物の表面に付着し、付着部でめっきの析出阻害されて窪みが生じることで発生する。部分めっきのためにめっき液を噴出させることでも、噴流中には不可避的に微小な気泡が生じ、生じた気泡が被めっき物の表面へ運ばれ、その表面上で滞留することでも同様にピットやピンホール発生の原因となる。さらに、気泡が噴流の力で被めっき物の表面を動き回るときは、気泡の移動する先々で一過的に電流が流れない箇所を生ずるので、めっき厚が部分的に変化したり、めっき部の結晶組織が部分的に変化したりという、いわゆるめっきムラと呼ばれる不良がもたらされる問題点も有している。
以上のことから、めっき漏れやめっきムラのない均一な部分めっきを、高精度に、しかも低コストで達成できるような、新たな部分めっきのための装置の開発が強く望まれていた。

先行技術

0008

特開昭63−247392号公報
特開2000−119893号公報
特開2009−84671号公報
特開2008−223059号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明者らは、以前から、ピンホール、ピット及びめっきムラの発生を抑制するための手法として、被めっき物をめっき液に浸漬することに代えて、界面活性剤を含むめっき液の泡沫に接触させることによりめっきを行う、「フォームめっき法」と呼ばれる技術を開発してきた(特許文献3、4)。当該手法は、めっき液の使用量を低減することができ、しかも使用後のめっき液の処理が必要な量も低減させることができる。
本発明は、このような優れためっき法である「フォームめっき法」を、部分めっきに適用するための手段の提供を目的とする。具体的には、めっき漏れやめっきムラの原因となる被覆材又はシール材を用いず、かつ高圧噴出用ポンプなどの加圧手段、吸引ポンプも不要な、簡便かつ低コストであって、しかも精度高く均一な部分めっきを実現させる技術を提供するためになされたものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明者らは、本発明者らの開発した「フォームめっき法」を部分めっきに対しても適用できないかと試行錯誤を重ねて、鋭意研究した結果、移送管中でめっき液の泡沫を流動させる装置を新たに開発し、該移送管の一部に所定形状の開口部を設けることに思い至った。被めっき物を、単に移送管中に設けられた該開口部に露出させるだけで、特段加圧装置もしくは吸引装置を設けることなく、移送管内を流動する泡沫からの圧力のみの作用によって、目的とする領域のみをムラなく均一に部分めっきすることができたことは驚くべきことである。このような知見を得たことで、本発明を完成させるに至った。

0011

本発明によれば、移送管中でめっき液の泡沫を移動させる新たに開発した装置において、該移送管の一部に所定形状の開口部を設け、被めっき物のめっきを施す部分を該開口部において露出させ、泡沫の流れの中でフォームめっき法による部分めっきを行うことを特徴とする、湿式めっきによる部分めっき装置及び部分めっき方法が提供される。

0012

湿式めっきとしては、電気めっき及び無電解めっきの両方が、本発明の装置及び方法によって実施可能である。電気めっきの場合、被めっき物が陰極となるため、装置には陽極及び電気を印加するための通電手段を設けることになる。

0013

本発明の態様をより詳細に説明すれば、以下のとおりとなる。
[1]所定形状の開口部を備えた管状の泡沫移送管を有しており、該泡沫移送管の一方の端に界面活性剤を含むめっき液を内部に保持し泡沫発生フィルターを底部付近に備えた泡沫発生部が設けられ、かつ他方の端に消泡装置が設けられた、部分めっき用湿式めっき装置であって、
被めっき物の一部が、前記開口部において前記泡沫移送管内に露出され、前記泡沫移送管内を移送されるめっき液の泡沫との接触によりめっきされることを特徴とする、装置。
[2]被めっき部分の形状に合わせて被めっき物を設置できるようにしたパッキングを有する開口部が設けられていることを特徴とする、[1]に記載の装置。
[3]湿式めっきが電気めっきであり、開口部の近傍に設置された正極を有することを特徴とする、[1]又は[2]に記載の装置。
[4]湿式めっきが無電解めっきであることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の装置。
[5]泡沫化しためっき液が連続的に流れる管状の泡沫移送管の途中に設けられた開口部において、被めっき物のうち目的被めっき部分のみが前記泡沫移送管内に露出され、泡沫の流れにさらされることによりめっきが施されることを特徴とする、部分めっき方法。
[6]泡沫移送管が分岐を有するものであり、該分岐の部分に設けた開口部においてパッキングを介して被めっき物を設置し、めっきを施す部分のみを泡沫移送管内に露出せしめることを特徴とする、[5]に記載の方法。
[7]湿式めっきが電気めっきであり、開口部付近に設置された正極と被めっき部分の間で電気めっきを施すことを特徴とする、[5]又は[6]に記載の方法。
[8]湿式めっきが無電解めっきであることを特徴とする[5]又は[6]に記載の方法。

発明の効果

0014

本発明によれば、めっき漏れ、ピンホール、ピット及びめっきムラの発生が抑制されることになり、被めっき物に均一な部分めっきを施すことができる。また、被めっき物に対して被覆材によってシールを施す工程及びめっき処理後に該被覆材を除去する工程が省略可能となる。そして、めっき液の泡沫と被めっき物とを接触させることで、めっき液の使用量及び使用後のめっき液の処理必要量を通常の湿式めっきよりも1/5程度にまで少量化することができる。さらに、装置におけるめっき液の高圧噴出用ポンプ、めっき液の吸引ポンプ及び加圧手段の適用が省略可能となるので、簡便かつ低コストの部分めっきを実現させることができる。よって、本発明によって仕上がりコストの両面において優れた部分めっきが達成されることになる。

図面の簡単な説明

0015

本実施の形態が適用される部分めっき装置の一例を示す図である。
泡沫移送管の開口部における部分めっきの一例を示す図である。
泡沫移送管の開口部における部分めっきの第二の例を示す図である。
泡沫移送管の開口部における部分めっきの第三の例を示す図である。
泡沫移送管の開口部における部分めっきの第四の例を示す図である。

0016

以下に本発明をより詳細に説明する。
本発明における湿式めっきとは、電気めっき及び無電解めっきのいずれかを意味するものである。
本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。

0017

本発明は、泡沫状としためっき液を用いて常圧下で部分めっきを行うことを特徴としている。本発明を実施する場合に用いる泡沫は泡の集合体であり、その見かけ密度は泡沫を作成するのに用いる溶液密度の1/3以下であり、溶液面上に置かれても溶液とは分離して溶液面上に浮かんで存在しうる状態のものである。このような泡沫としては、例えば、電気めっき液あるいは無電解めっき液に界面活性剤を加え、これらのめっき液中に設けた多数の細孔を有するフィルターに気体を送るなどの操作で生じた多数の泡が、溶液の上に浮かび上がることで生じる泡の集合体が該当する。泡沫の発生方法は特に限定しないが、溶液にフィルターを介して気体を送り込むような、発生させた泡沫を移送管に送り込む操作までが容易に連続化できる手法が好ましい。なお、「気泡」とは、液体中の気体を含んだ微小部分を言うものであり、溶液の液面上に溶液とは分離して浮かんで存在する「泡沫」とは明確に区別されるものである。

0018

本実施の形態において、界面活性剤は、めっき液が泡沫を形成できるように、めっき液の表面張力を十分低下させるためにめっき液へ添加される。少なくとも、界面活性剤がめっき液の溶媒の表面を充分に覆い、めっき液の表面張力が大きく低下しなくなる濃度に達するまで添加が行われる。
具体的には、めっき液の表面張力が、(界面活性剤をめっき液に添加した場合の臨界ミセル濃度における表面張力+15mN/m)以下となるまで界面活性剤を添加することが好ましい。

0019

本実施の形態において、被めっき物に対して、界面活性剤を含むめっき液の直径1mm以下、好ましくは直径0.5mm以下の泡から構成されるめっき液の泡沫を用いてめっきが行われる。ここで、めっき液の泡沫は、前述しためっき液の直径1mm以下、好ましくは直径0.5mm以下の泡の集合体を意味する。めっき液の泡の直径が過度に大きいと、泡沫の液膜が薄くなり、電気抵抗が大きく、電気めっきにおける製膜において不利になるためである。発泡時の泡沫の径は、界面活性剤の濃度、めっき液を発泡させる際のガス供給速度、フィルターの孔径のそれぞれにより制御できる。また、発生させた泡沫に、所定のせん断変形を加えて泡を分裂させることにより、さらに微細な泡から構成される泡沫を得ることもできる。せん断力により泡沫の径を小さくする場合、界面活性剤の濃度を低下させることやガス供給速度を上げて泡沫の移動速度を上昇させることができるので、環境負荷を低減させるとともに水素ガス気泡除去効率の向上を図ることが可能となる。以上の手法のほか、微細な泡沫を調製するために超音波振動を用いる方法なども利用可能である。なお、ガス供給速度が低い場合やフィルターの孔径が小さい場合には、泡沫を構成する泡の径が小さくなる傾向を示す。

0020

一方、ピットやピンホールの抑制効果を考慮した場合、めっき液の泡沫の径は、ピットやピンホールの原因となる水素ガスの気泡の径と同程度、又は、ガス気泡より大きいことが望ましい。ガス気泡の大きさはめっきの進行とともに成長するが、おおむね0.1mmかそれ以下の径のものである。泡沫中の泡の径がガス気泡に対して大きい場合(例えば、径が4倍以上)は泡沫がガス気泡を取り込み、同程度(例えば、径が1〜4倍未満)の場合は泡沫の流れがガス気泡を押し流すので、いずれの場合も被めっき物の表面からガス気泡が除去できる。ただし、本発明のめっき液には界面活性剤が含まれているため、泡沫中の泡がガス気泡を取り込むことは比較的おこりにくく、取り込み能力には限界があること、及び、めっきの質の保持のためにガス気泡はできるだけ早くサイズの小さい時期に除去するべきであることを考慮すると、水素ガス気泡を押し流す能力が保持される範囲において径の小さい泡沫とする方が望ましい。

0021

本技術を実施する場合には、10秒間における体積減少率が50%以下である、寿命の長いめっき液の泡沫を用いることが望ましい。寿命の短いめっき液の泡沫を使用する場合、泡沫の泡と泡との間の隔壁として存在し被めっき物と接触するめっき液の量が不安定となるため、長時間安定して電気めっきを行うことが困難になる。

0022

めっき液泡沫の体積減少率は、以下の手順で求められる。孔径が5μm〜100μmの球形のガラスフィルターに気体を送入するチューブを接続し、球形部の直径の倍程度のガラスメスシリンダー(容量500ml以上)の底部にガラスフィルターを置く。試料となる溶液を、液面が球形部の上端より約3cm上になるまで、溶液をメスシリンダーに入れる。気体送入チューブを介してガラスフィルターに気体を送入し、液面上に高さが10cmになるまで泡沫を形成せしめる。この状態で気体の送入を止め、10秒後の泡沫の上端の高さを求め、泡沫の上端が10cmから低下した長さを10cmに対する百分率で表して体積減少率とする。送入する気体の圧力はガラスフィルターの面積や孔径、得られるめっき液泡沫の径に応じて適宜選択され特に限定されないが、通常、1kPa〜100kPaである。

0023

本実施の形態が適用される部分めっき装置の一例を模式的に説明したものが図1である。泡沫発生部7と連結し、被めっき物9のメッキを施す部分の形状に適合する管状の泡沫移送管5の流路の途中に、被めっき部分の形状に合わせたパッキング10を有する開口部11が設けられ、この開口部11に被めっき部分の形状に合わせて被めっき物を設置できるようにした部分めっき用のめっき装置の一例が図1として図示される。被めっき物9は、泡沫8が泡沫移送管5の外部に漏れない程度の力で、パッキング10を介して開口部11に固定されている。被めっき物9は、泡沫発生部7で発生させた泡沫8を連続的に泡沫移送管5内の流路に流している状態で、開口部11においてメッキを施す部分のみが泡沫8の流れに曝され、無電解めっきあるいは電気めっきが施される。なお、電気めっきの場合は、移送管中の開口部の近傍であって、開口部に対して相対する平行な位置に電極(正極)を設けるが、図では省略している。めっき液は、めっき液供給部1、めっき液供給管3、泡沫発生部7、泡沫移送管5、消泡装置12、めっき液調整槽13及びめっき液輸送管14を順に通過して装置を一巡し、部分めっきのために繰り返し使用される。めっき液の成分調整は、必要に応じてめっき液調整槽13で行われる。
泡沫移送管5の断面形状は、被めっき物9のめっきを施す部分の形状に応じて適宜変更できる。例えば、めっきを施す部分が平面の場合、断面方形四角形には限定されない)で、その1以上の側面に開口部11を備えた泡沫移送管5が採用される。また、めっきを施す部分が曲面の場合、該曲面と一致する形状の側面を有し、該曲面と一致する形状の側面部分に開口部11を備えた泡沫移送管5が採用される。
泡沫を発生させるための気体(窒素ガス等)は、気体供給部2から気体供給管4及び泡沫発生フィルター6を介して泡沫発生部7へと導かれる。気体供給量は気体供給部2において調整される。
なお、複数の泡沫移送管5を並列して設置することも可能であり、その場合にはめっき液供給部1、気体供給部4、消泡装置12、めっき液調整槽13、めっき液輸送管14などの一部もしくは全てを共用設備とすることもできる。

0024

本発明の部分めっき用の装置は、無電解めっき装置、又は電気めっき装置として使用される。電気めっき装置の場合、開口部11の近傍に正極が設置される。

0025

本発明の部分めっきの実施態様の例を、めっきが行われる開口部11を中心に示したものが図2〜5である。それぞれの図は、泡沫移送管5及び被めっき物9を泡沫8の移送方向と平行な面で装置を切断した断面図として模式的に示されている。それぞれの図において、矢印は泡沫8が泡沫移送管5において流れる方向を示している。1本の泡沫移送管においても、部分めっきをするための開口部は1箇所に限られず、複数箇所に設けることができ、1箇所の開口部の面積は、被めっき物に応じて適宜決定できるが、おおむね0.1〜10,000cm2であり、好ましくは1〜1,000cm2である。
図2は、開口部11において被めっき物9の一部を、開口部11の形どおりに部分めっきする実施態様を示している。図において泡沫8は開口部11に対して斜めに移送され、被めっき物と接触するよう示されているが、流路の方向と被めっき物9の被めっき部分との角度は任意であり、適宜変更できる。被めっき部分に対して移送される泡沫8が垂直に接触する態様も可能であるが、泡沫移送管5中を泡沫8がスムーズに流れ、ムラのないめっきを施すためにはある程度斜め方向から接触することが望ましい。接触角度が任意であることは、図3〜5など、本発明の実施態様において共通して言えることである。
図3図2の実施態様の一変形であり、開口部11における被めっき物の面の一部をパターン状にめっきするための実施態様を示している。開口部11においてめっきが不要である部分は、泡沫移送管5中に設けた被覆物15によって適宜被覆できる。
図4は、パイプ状の被めっき物9の内径をめっきする場合の実施態様を示している。この場合、被めっき物9の内径の断面形状と開口部11における泡沫移送管5の断面形状とは一致したものとなる。
図5は、棒やニードルの先端、棒の端面等、立体的な形状を示す被めっき物9の部分へめっきする場合の実施態様を示している。泡沫移送管5は開口部11において分岐しており、めっきすべき部分の形状に合わせた開口部が設けられている。分岐させた泡沫移送管5は、経路末端に至るまでの移送経路中、又は消泡装置12の任意の部分で再度合流させることができる。

0026

本発明は、泡沫化しためっき液を泡沫移送管中の流路の中を流し、その途中で泡沫と被めっき部分を接触させることでめっきすることを特徴としている。それゆえ、析出させる金属を含むめっき液に、本技術によるめっきに適した泡沫とするために必要な濃度の界面活性剤を添加したものをめっき液として用いればよく、めっき液そのものには限定されないが、本実施の形態で使用する電解液であるめっき液は、以下のようなものとすることができる。
本実施の形態では、めっき液として、無電解めっき、電気めっき共に、所定の溶媒に、一種又は二種類以上の金属の塩、有機電解質リン酸等の酸、アルカリ物質等の各種電解質を溶解させたものが用いられる。
溶媒は、極性溶媒であれば特に限定されない。具体例として、水;メタノールエタノール等のアルコール類エチレンカーボネートプロピレンカーボネート等の環状カーボネート類ジメチルカーボネートエチルメチルカーボネートジエチルカーボネート等の直鎖状カーボネート類又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。

0027

好ましくは、溶媒は水を主成分とするものを使用する。
溶媒の主成分である水には、めっき液の泡沫の寿命を制御するため種々の添加剤を加えてもよい。このような添加剤としては、例えば、エチレングリコールまたはそのオリゴマーグリセリン等のアルコール類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類;ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の直鎖状カーボネート類等が挙げられる。
また、例えば、ポリアクリル酸等の陰イオン系電解質;ポリエチレンイミン等の陽イオン系電解質クマリンサッカリン(1,2−ベンゾイソチアゾール−3(2H)−オン1,1−ジオキシド)(10mg/L)、2−ブチン1,4−ジオール(5mg/L)等の添加剤等を添加してもよい。
めっき液には、泡沫の見かけ密度の変化を防ぐ安定化剤として、0.1〜0.2重量%程度のグリセリンを添加することが好ましい。

0028

無電解めっきに使用される金属の塩は、析出させる金属、合金複合系の構成等を考慮して適宜選択される。還元剤によって還元・析出させることが出来る金属としては、例えば、Au、Ag、Cu、Ni、Pd、Ni、Sn、Co、Cr等が挙げられる。また、複合めっきとしては、ニッケルタングステン、ニッケル・ボロン、ニッケル・PTFE、Ni−P、Ni−B−W等が挙げられる。本発明は、これらのいずれの無電解めっきにも適用できる。

0029

無電解めっきに使用するめっき液は、通常、金属塩錯化剤、還元剤、pH調整剤、安定剤、促進剤、皮膜改良剤等を含む水溶液である。例えば、銅の無電解めっき液は、通常、硫酸銅のほか、錯化剤としてロッシェル塩、還元剤としてホルムアルデヒド、添加剤としてチオ尿素、pH調整剤として苛性ソーダを含む水溶液が用いられる。厚くめっきする場合には、錯化剤としてEDTA、安定剤として2,2−ビピリジルが用いられる。このほか、安定剤としてはチオシアン酸無機シアンなども用いられることがあり、めっき速度をあげるための促進剤としてアンモニウム塩モリブデン酸塩を用いてもよい。

0030

電気めっきに使用される金属の塩は、析出させる金属、合金、酸化物の種類等を考慮して適宜選択する。電気化学的に析出させることができる金属としては、例えば、Cu、Zn、Ga、As、Cr、Se、Mn、Fe、Co、Ni、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Ru、Rh、Pd、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、W、Po、Re、Os、Ir、Pt等が挙げられる。

0031

電気めっきのためのめっき液には、上記の物質の他に、溶液の安定化等を目的として一種又はそれ以上の物質を含むことができる。具体的には、析出する金属のイオン錯塩をつくる物質、電解質溶液導電性を向上させるためのその他の塩、めっき液の加水分解を防止する安定剤、めっき液のpHの変動を抑える緩衝材導電性向上剤、陰極の溶解を助ける物質、めっき液の性質あるいは析出金属の性質を変える物質、例えば光沢剤、二種以上の金属を含む混合溶液の安定剤等を挙げることができる。例えば、ニッケルめっきに使用されるワット浴は、硫酸ニッケル塩化ニッケルホウ酸塩酸などからなる水溶液で、これに更に目的によっては、光沢剤としてサッカリンなどが添加される。

0032

めっき液の主成分の具体的な例は、以下の通りである。例えば、銅を析出させる場合のめっき液の主成分としては、結晶硫酸銅及び硫酸ホウフッ化銅及びホウフッ酸シアン化銅及びシアン化ソーダピロリン酸銅ピロリン酸カリウム及びアンモニア水;ニッケルを析出させる場合のめっき液の主成分としては、硫酸ニッケル、塩化アンモニウム及びホウ酸、硫酸ニッケル、塩化ニッケル及びホウ酸、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル及びホウ酸;クロムを析出させる場合のめっき液の主成分としては、クロム酸及び硫酸、クロム酸、酢酸バリウム及び酢酸亜鉛亜鉛を析出させる場合のめっき液の主成分としては、硫酸亜鉛、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、ホウ酸、及びデキストリン酸化亜鉛、シアン化ソーダ、及び苛性ソーダ、酸化亜鉛及び苛性ソーダが挙げられる。

0033

カドミウムを析出させる場合の電解質溶液の主成分としては、酸化カドミウム、シアン化ソーダ、ゼラチン及びデキストリン;スズを析出させる場合のめっき液の主成分としては、硫酸第一スズ、硫酸、クレゾールスルホン酸β−ナフトール及びゼラチン、スズ酸カリ及び遊離苛性カリ;銀を析出させる場合のめっき液の主成分としては、シアン化銀及びシアン化カリ;金を析出させる場合のめっき液の主成分としては、金、シアン化カリ、炭酸カリ及びリン酸水素カリ;白金を析出させる場合のめっき液の主成分としては、塩化白金酸第二リン酸アンモニウム及び第二リン酸ソーダ、塩化白金酸及び酢酸塩ロジウムを析出させる場合のめっき液の主成分としては、濃硫酸及びロジウム、リン酸及びリン酸ロジウム等が挙げられる。

0034

ルテニウムを析出させる場合のめっき液の主成分としては、ルテニウム錯体黄銅を析出させる場合のめっき液の主成分としては、シアン化第一銅、シアン化亜鉛シアン化ナトリウム及び炭酸ナトリウム鉄ニッケル合金を析出させる場合のめっき液の主成分としては、スルファミン酸ニッケル、スルファミン酸第一鉄及び酢酸ナトリウム;スズ鉛合金を析出させる場合の電解質溶液の主成分としては、スズ、鉛、遊離ホウフッ酸及びペプトン、スズ、鉛、遊離ホウフッ化水素酸及びペプトン;鉄ニッケル合金を析出させる場合の電解質溶液の主成分としては、(スルファミン酸ニッケル、スルファミン酸第一鉄及び酢酸ナトリウム)コバルト燐を析出させる場合のめっき液の主成分としては、塩化コバルト亜リン酸、及びリン酸等が挙げられる。

0035

本実施の形態では、めっき液中の界面活性剤の濃度は、通常、0.001重量%以上、好ましくは、0.005重量%以上である。また、通常、2.0重量%以下、好ましくは、1.0重量%以下である。特に好ましい例として、0.1〜0.5重量%が挙げられる。界面活性剤の好適な濃度範囲が存在するのは、以下の理由による。
めっき液中の界面活性剤の濃度が過度に低い場合は、めっき液の連続的な気泡層が形成されない傾向がある。また、めっき液中の界面活性剤の濃度が低い場合は、泡沫が生じても消泡速度が大きく泡沫が不安定となる傾向が認められる。一方、めっき液中の界面活性剤の濃度が過度に高い場合は、めっき液がゲル状となり、流動性が低下するのみならず、界面活性剤がめっき皮膜中不純物として取り込まれる可能性がある。また、めっき液中の界面活性剤の濃度が過度に高い場合は、泡沫の膜が安定なために水素ガスの電極上の気泡が泡沫の膜に拡散しにくくなり、ピンホールやピットの形成抑制効果が低減する傾向を示す。

0036

本実施の形態において、めっき液に添加する界面活性剤としては、界面活性剤としては、特に限定されず、公知の陰イオン性非イオン性陽イオン性、及び両性イオン性界面活性剤を、必要に応じて、少なくとも一種以上を適宜選択して使用することができる。次に、界面活性剤の具体例を以下に示す。

0037

陰イオン性界面活性剤としては、例えば、石鹸α−オレフィンスルホン酸塩アルキルベンゼンスルホン酸塩アルキル硫酸エステル塩アルキルエーテル硫酸エステル塩フェニルエーテル硫酸エステル塩メチルタウリン酸塩スルホコハク酸塩エーテルスルホン酸塩、硫酸化油リン酸エステルパーフルオロオレフィンスルホン酸塩、パーフルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、パーフルオロアルキル硫酸エステル塩、パーフルオロフェニルエーテル硫酸エステル塩、パーフルオロメチルタウリン酸塩、スルホパーフルオロコハク酸塩、パーフルオロエーテルスルホン酸塩、ラウリル硫酸塩オクチル硫酸塩等が挙げられる。親水基の構造が直鎖状偶数炭素数で構成される界面活性剤が好ましく、特にラウリル硫酸塩が好ましい。

0039

非イオン性界面活性剤としては、例えば、C1〜C25アルキルフェノール系、C1〜C20アルカノールポリアルキレングリコール系アルキロールアミド系、C1〜C22脂肪酸エステル系、C1〜C22脂肪族アミンアルキルアミンエチレンオキシド付加体アリールアルキルフェノール、C1〜C25アルキルナフトール、C1〜C25アルコキシ化リン酸(塩)、ソルビタンエステルスチレン化フェノール、アルキルアミンエチレンオキシドプロピレンオキシド付加体アルキルアミンオキサイド、C1〜C25アルコキシ化リン酸(塩)、パーフルオロノニルフェノール系、パーフルオロ高級アルコール系、パーフルオロポリアルキレングリコール系、パーフルオロアルキロールアミド系、パーフルオロ脂肪酸エステル系、パーフルオロアルキルアミンエチレンオキシド付加体、パーフルオロアルキルアミンエチレンオキシド/パーフルオロプロピレンオキシド付加体、パーフルオロアルキルアミンオキサイド等が挙げられる。

0040

陽イオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム塩ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ラウリルジメチルエチルアンモニウム塩、ジメチルベンジルラウリルアンモニウム塩、セチルジメチルベンジルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム塩、トリメチルベンジルアンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウム塩ラウリルピリジニウム塩ドデシルピコリニウム塩、ステアリルアミンアセテートラウリルアミンアセテート、オクタデシルアミンアセテート、モノアルキルアンモニウムクロライドジアルキルアンモニウムクロライド、エチレンオキシド付加型アンモニウムクロライド、アルキルベンジルアンモニウムクロライドテトラメチルアンモニウムクロライドトリメチルフェニルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド酢酸モノアルキルアンモニウム等が挙げられる。

0041

さらに、イミダゾリニウムベタイン系、アラニン系、アルキルベタイン系、モノパーフルオロアルキルアンモニウムクロライド、ジパーフルオロアルキルアンモニウムクロライド、パーフルオロエチレンオキシド付加型アンモニウムクロライド、パーフルオロアルキルベンジルアンモニウムクロライド、テトラパーフルオロメチルアンモニウムクロライド、トリパーフルオロメチルフェニルアンモニウムクロライド、テトラパーフルオロブチルアンモニウムクロライド、酢酸モノパーフルオロアルキルアンモニウム、パーフルオロアルキルベタイン系等が挙げられる。

0042

両性イオン性界面活性剤としては、例えば、ベタイン、スルホベタインアミノカルボン酸エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキシドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物硫酸化又はスルホン酸化付加物等が挙げられる。

0043

気体供給部2からは、空気又は不活性ガスを供給する。本発明の実施態様において、めっき液を発泡させることができる限り、空気又は不活性ガスはその種類を問わないが、好適なものとして不活性ガスである窒素ガス、安価なものとして空気が挙げられる。以下は窒素ガスを例として記載する。

0044

窒素ガスの供給は圧力調整弁流量調整弁及び流量計により調節され、気体供給部2から、ガス供給管4を通って泡沫移送管5の端部付近に設けられた泡沫発生フィルター6に導かれる。

0045

泡沫発生フィルター6は、泡沫発生部7内に設置される。泡沫発生フィルター6を形成する材料は、めっき液に侵食されないものであれば特に限定されない。例えば、ガラス、ステンレスが挙げられる。泡沫発生フィルター6の孔径は、通常、1mm以下、好ましくは0.1mm以下である。但し、通常、0.001mm以上、好ましくは、0.01mm以上である。

0046

泡沫発生フィルター6を通して泡沫発生部7に供給する窒素ガスの供給量は、めっき液の泡沫8を泡沫移送管5の開口部11で露出した被めっき物9の被めっき部分へ連続的に供給できる程度の量であれば特に限定されない。ただし、めっき液の泡沫の移送管中の移動速度が低すぎると、めっき時のイオンの供給が不足しめっきムラや焦げが生じる可能性が高まり、被めっき部分の表面上の気泡を除去してピットやピンホールの発生を抑制する効果も低下するので、好ましくは泡沫の移動速度が5m/分以上となるよう、窒素ガスの供給量を調節する。一方、泡沫を形成する際に導入する気体の流量が小さいほど泡沫の径は小さくなり、めっき液の液膜が厚くなって泡沫は安定化する。よって、泡沫の移動速度が高い方が好ましいとしても、窒素ガスの供給量を単に増やせば良いというものではない。
以上の事情から、泡沫8の泡沫移送管5中の開口部付近の移動速度において、5〜50m/分、好ましくは10〜40m/分、更に好ましくは、15〜30m/分となるよう窒素ガスの供給量を調節する。
泡沫発生部7は、内側の表面がめっき液に侵食されない親水性の部材で構成される。例えば、ガラスが挙げられる。

0047

発生した泡沫8を泡沫移送管5に流すことにより、泡沫発生部7のめっき液が減少するので、泡沫発生部7において保持されるめっき液を一定量に保つため、減少した溶液量がめっき液供給部1からめっき液供給管3を通じて供給される。被めっき物に向けてめっき液を高圧で噴出させる従来技術の場合と異なり、本発明ではめっき液を高圧で供給する必要がないので、めっき液の供給にポンプを使用するとしても、一般的な液体供給用ポンプを使用すれば足りる。

0048

開口部11において被めっき物9と泡沫移送管5との間隙を塞ぐパッキング10は、低密度ポリエチレン高密度ポリエチレンの混合物等のプラスチックス架橋ゴム熱可塑性エラストマーやこれらの発泡体からなるものを選択して使用する。被めっき物9に対して粘着性を発揮し、被めっき物9と泡沫移送管5との間隙を塞ぐことができれば足りる。被めっき物に対してめっき液を噴出させる方法と異なり、フォームめっき法は常圧下で行われるので、パッキング10に高い耐圧性は必要とされない。パッキング10は、その弾性率が1GPa以下、好ましくは700MPaのものを用いる。

0049

泡沫移送管5の流路中の泡沫8は、めっきを行う温度が常温でない場合には、必要に応じて外部から加温及び保温できるようにする。めっきを行うに適した温度に流路中の泡沫8を保温できる保温機構をめっき装置の一部として備えることが好ましい。保温機構を構成するものとして、保温剤ヒーター温調された水を循環するジャケットなどが使用できる。泡沫8の温度は、加温して電気めっきを行う場合、40℃〜70℃、好ましくは、45℃〜60℃である。無電解めっきの場合はさらに高く、60℃〜90℃に加温して行うこともできる。

0050

被めっき物9の被めっき部分を通過した泡沫8は、泡沫移送管5内の流路を通って泡沫中の泡を壊して溶液化する消泡装置12に導かれる。消泡装置12は、泡沫を破泡するための消泡フィルターを内部に有する。消泡装置12及び消泡フィルターを形成する材料は、めっき液に侵食されないものであれば特に限定されない。消泡フィルターの表面は、例えば、PP、PE、PS、PMMA、PTFE等の疎水性プラスチック材料で形成することが好ましい。とりわけPTFE等のフッ素樹脂が好ましい。消泡フィルターの代わりに、PTFE等のフッソ樹脂疎水性表面として有する材料で形成した撹拌翼を消泡装置12の内部に設けてこれを回転させ、泡沫を破泡することもできる。このように泡沫を物理的手段により破泡させることにより、めっき液の成分は消泡工程を経ても改変を受けないため、装置を一巡しためっき液はリサイクルしてそのまま使用することができる。

0051

消泡装置12で泡沫8は溶液に戻されてめっき液調整槽13で貯留される。泡沫から戻された溶液に対し、再利用のために、必要に応じて濾過組成の調整を行う。調整はめっき液調整槽13で実施できるが、調整は別途行い、めっき液調整槽13は専らめっき液の貯留用とすることもできる。使用済みのめっき液を排液するために、排液貯蔵槽及びめっき液調整槽から排液貯蔵槽へめっき液を移送する排液管を装置の一部として備えることもできる。

0052

めっき液調整槽13やめっき液供給部1を形成する材料は、電解質溶液であるめっき液に侵食されない材料であれば特に限定されない。通常、ガラス等が挙げられる。

0053

めっき液供給管3、泡沫移送管5及びめっき液輸送管14を形成する材料は、いずれも電解質溶液であるめっき液に侵食されない材料であれば特に限定されない。通常、ステンレス又はガラス製の管が使用される。

0054

本技術の実施形態において用いられる無電解めっき方法における無電解めっき条件ならびに電気めっき方法における電気めっきの条件は、無電解めっきあるいは電気めっきを行う金属の種類とめっき液の組成により適宜選択されるものであり、特に限定されるものではない。例えば、ワット浴を用いるニッケルめっきの場合、通常、使用するめっき液の濃度は、260g/l〜490g/l、好ましくは、300g/l〜400g/lである。また、めっき液のpHは、通常、1.5〜5.0、好ましくは、3.0〜4.8である。電気めっきの温度は、通常、40℃〜70℃、好ましくは、45℃〜60℃である。

0055

本発明の装置において、泡沫発生部7の壁面に洗浄液供給口を、泡沫移送管5と消泡装置12との間に洗浄液回収口をそれぞれ設け、本装置をめっき処理後の被めっき物の洗浄にも使用することができるように構築することが可能である。この場合は、めっき液やめっき液の泡沫が洗浄液混入によって組成が変更されることないよう、めっき液供給管3や消泡装置12等に開閉可能な蓋を設け、洗浄液による洗浄中はそれぞれの蓋を閉じるようにする。

0056

泡沫移送管5の流路を用いて、めっきに必要な前処理を行なうこともできる。めっきの前処理は、水洗脱脂、表面の酸化皮膜除去などからなるが、これらに使用する液の一部もしくは全てを泡沫化して用いてもよく、液のままで前処理を行なってもよい。

0057

本実施の形態が適用される電気めっき方法においては、合金めっきを行い、めっき皮膜の色調、磁性接合性、導電性の向上等を図ることが可能である。適用できる合金めっきとしては、例えば、Au合金、Ag合金、Cu合金等が挙げられる。さらに、Ni−P、Co−Mo、Co−Ti、Fe−Mo等が挙げられる。

0058

本実施の形態が適用される電気めっき方法は、金属部材の電気めっき以外に、例えば、陽極酸化被膜の形成、電解研磨電解加工電気泳動塗装電解精錬化成処理等の電気化学的表面処理に適用が可能である。

0059

本実施の形態が適用される電気めっき方法においては、アルミナ炭化珪素等の微粒末をめっき液中に分散させ、これらの微粒子をめっき金属の中へ共析させる複合めっきを行い、めっき皮膜の耐磨耗性潤滑性耐食性の向上等を図ることが可能である。複合めっきにおいて用いられる微粒末は、特に限定されないが、通常の複合めっきに用いられるものであれば使用することができる。

0060

微粒末の具体例としては、例えば、Al2O3、TiO2、SiO2等の金属酸化物ダイヤモンド、SiC、TiC、WC、黒鉛等の炭素化合物コランダム;PTFE等の高分子粉末等が挙げられる。本発明は、これらのいずれの金属又は合金の無電解めっきにも適用できる。

0061

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
本発明におけるその他の用語や概念は、当該分野において慣用的に使用される用語の意味に基づくものであり、本発明を実施するために使用する種々の技術は、特にその出典を明示した技術を除いては、公知の文献等に基づいて当業者であれば容易かつ確実に実施可能である。また、本明細書中引用した技術文献、特許公報及び特許出願明細書中の記載内容は、本発明の記載内容として参照されるものとする。
なお、実施例又は比較例中の部及び%は、特にことわらない限り、総て重量基準である。

0062

(1)被めっき物
4cm×6cm×0.1cmのアルミ板を、洗剤洗浄電解脱脂アルカリ脱脂を各5分間行ない、純水中で5分間超音波洗浄を行なった後、泡沫の流れでめっきする試験片はそのままめっきを施すこととし、溶液中で無電解めっきを施す試験片と同じく溶液中で電気めっきを施す試験片については、住友スリエム株式会社製の耐蝕テープを用いて中央の2cm×3cmの部分を残してマスキングしてめっきを施すこととした。

0063

(2)無電解めっき液
マスキングした試験片のめっきには、奥野製薬工業株式会社製のニッケル無電解めっき液、トップコロンF−153Aを水1Lに対し100mLで溶解した溶液を用い、泡沫の流れを用いてめっきを施す場合には、これに界面活性剤として、ラウリル硫酸ナトリウムを溶液に対して0.1wt%添加したものを用いた。

0064

(3)電気めっき液
水1000部に、硫酸ニッケル240部、塩化ニッケル45部及び硼酸30部を溶解し、光沢剤(奥野製薬工業株式会社製アクNCF−MU)を添加し、pH4〜5に調整した溶液をマスキングした試験片のめっきに用いた。また、泡沫の流れを用いてめっきする場合には、この組成のめっき液に界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウムを溶液に対して0.1wt%添加したものを用いた。

0065

(4)実験装置
溶液中でめっきする場合には、めっき液の温度を所定の温度に保ち、充分に攪拌しながらめっきを行なった。
泡沫の流れを用いてめっきを行なう場合には、泡沫発生部における液面の高さを一定に保つようにし、泡沫発生部の底の部分に有効長さ5cm、孔径20μmのステンレス製フィルターを設置した泡沫発生フィルターに、0.4L/minの流量で空気を送り、ここで発生した泡沫を、斜め上を向いた泡沫移送管内の流路に送る。ここで、大部分の泡の径は0.4mm以下であり、平均径サイズは約0.2mmであって、発生する泡沫の10秒間における体積減少率が50%以下である。この流路は泡沫層の長さが約10cmの位置で矩形流路を水平となり、その後は斜め下方に向き、泡沫を液化する消泡装置へと泡沫を導く。水平部分の上部には2cm×3cmの開口部があり、この開口部の大きさに合わせたエチレンプロピレンサーモプラスチックエラストマーに高密度ポリエチレンを10重量%混合した材料からなるパッキング材が設置されている。ここに被めっき物のめっきを施す部分を軽く押し当てた後、泡沫を発生させ、泡沫が被めっき物のめっきを施す部分が5m/分以上の流速の泡沫の流れにさらされる状態でめっきを行なう。
電気めっきの場合には、この水平部分の下部に、2cm×2cmのニッケル板をおいてアノードと、定電流電源を用い、電流密度2A/dm2でめっきを行なった。

0066

(5)実施例1
先に用意したマスキングしてない試験片を泡沫の流路の開口部に押し当て、めっき液及び泡沫の温度を85℃に保つようにし、約1時間、無電解めっきを行ったのち、試験片を水洗、乾燥した。めっきは10回行なったが、いずれの試験片もめっき漏れは認められず、開口部の形状に従っためっきが施されていた。めっき部分では厚みムラはほとんど無く、綺麗な金属光沢を示した。また、ピットやピンホールは認められず、下記の比較例の場合と比べて、ピットやピンホールの発生は明確に抑制されていた。

0067

(6)実施例2
先に用意したマスキングしてない試験片を泡沫の流路の開口部に押し当て、めっき液及び泡沫の温度を50℃に保つようにし、約15分間、電流密度2A/dm2で電気めっきを行ったのち、試験片を水洗、乾燥した。めっきは10回行なったが、いずれの試験片もめっき漏れは認められず、開口部の形状に従っためっきが施されていた。めっき部分では厚みムラは±7%程度と良好で、綺麗な金属光沢を示した。また、ピットやピンホールは観察されず、下記の比較例の場合と比べて、ピットやピンホールの発生は明確に抑制されていた。

0068

(7)比較例1
先に用意したマスキングした試験片を、無電解めっき液を充分に攪拌しながら、85℃で約1時間、無電解めっきを行ったのち、試験片を水洗、乾燥した。めっきは10回行なった。中央の2cm×3cmの部分はきれいにめっきされていたが、いずれの試験片もマスキングはほとんどはがれ、その部分にもまだらにめっきされていた。また、僅かだがピンホールが観察された試験片が3枚あった。

実施例

0069

(8)比較例2
先に用意したマスキングした試験片を、電気めっき液を充分に攪拌しながら、50℃で約15分間、電気めっきを行ったのち、試験片を水洗、乾燥した。めっきは10回行なった。中央の2cm×3cmの部分はきれいにめっきされていたが、いずれの試験片もこの部分の周辺のマスキングが部分的にはがれ、マスキングがはがれた部分にもまだらにめっきされていた。厚みムラが±15%程度あり、光沢はやや鈍く、また、いずれの試験片にも数個のピンホールが観察された。

0070

1:めっき液供給部
2:気体供給部
3:めっき液供給管
4:気体供給管
5:泡沫移送管
6:泡沫発生フィルター
7:泡沫発生部
8:泡沫
9:被めっき物
10:パッキング
11:開口部
12:消泡装置
13:めっき液調整槽
14:めっき液輸送管
15:被覆物

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