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ダイヤモンド微粒子を分散させた複合めっき液及びその製造方法 外国出願あり

国内特許コード P110004688
整理番号 S2010-0380-N0
掲載日 2011年8月10日
出願番号 特願2010-012598
公開番号 特開2011-149071
登録番号 特許第5435477号
出願日 平成22年1月22日(2010.1.22)
公開日 平成23年8月4日(2011.8.4)
登録日 平成25年12月20日(2013.12.20)
発明者
  • 小泉 将治
  • 佐々木 肇
  • 鈴木 寛
  • 坪川 紀夫
出願人
  • アイテック株式会社
  • 国立大学法人 新潟大学
発明の名称 ダイヤモンド微粒子を分散させた複合めっき液及びその製造方法 外国出願あり
発明の概要

【課題】本発明は、金属めっき皮膜中に平均粒径1nm~1000nmのダイヤモンド微粒子を均一に分散共析させ、耐摩耗性、自己潤滑性等の機能を付与することが可能な複合めっき液の製造方法を提供する。
【解決手段】親水性ポリマー又はイオン性官能基が導入された平均粒径1nm~1000nmのダイヤモンド微粒子をイオン性又は非イオン性の界面活性剤とともに分散させた分散液を金属めっき液に添加して、ダイヤモンド微粒子を安定して分散させた複合めっき液を製造する。
【選択図】図3

従来技術、競合技術の概要


ダイヤモンド微粒子であるナノダイヤモンドは、人工的には衝撃圧縮法や静圧法により製造され、その製造方法により得られる形態が異なり、多結晶、単結晶、クラスター等の異なるタイプのナノダイヤモンドが知られている。多結晶タイプのナノダイヤモンドは、球状の構造を有しているため、固体間の摺動面に適した材料と考えられる。



多結晶タイプのナノダイヤモンドは、一次粒子の粒径が5~20nmの焼結体であるが、一次粒子のままで安定に存在することは困難で、50~7,500nm程度の大きな凝集体となって存在している。そのため、こうしたナノダイヤモンドは、工業的に利用する際に液体中で分散させて使用されてきた。



めっき処理に微粒子を用いる場合には、水溶媒に微粒子を分散させて使用する方法が一般的である。例えば、金属めっき浴に、フッ素樹脂、ナイロン、ポリエチレン、黒鉛、フッ化黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ホウ素等の微粒子を分散した複合めっき浴が知られている。こうした複合めっき浴に被めっき体を浸漬させて複合めっきを行うことにより、被めっき体の表面に化学的に金属膜を析出させるとともに金属膜中に微粒子を共析させ、金属マトリックス中に微粒子を分散させた複合めっき膜を形成することができる。形成された複合めっき膜は、めっき金属の諸物性と共に、分散した微粒子の特性を併せ持つことになり、分散共析させる微粒子の種類により、低摩擦性、耐摩耗性、硬度等の様々な優れた特性をめっき膜に付与することができる。



しかしながら、分散させる微粒子として、ナノダイヤモンド等の炭素系材料、フッ素系樹脂、セラミック等の微粒子をめっき処理に用いる場合、撥水性及び疎水性が強く、そのままでは、金属めっき浴中に分散させることができないため、微粒子をめっき膜中に均一に分散共析させることは非常に困難である。



従来より、界面活性剤を分散助剤として用いて微粒子をめっき浴に分散させる方法が用いられている。分散助剤として用いられる界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、めっき浴のpHに対応してカチオン性を示す両性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤等が知られている。特許文献1では、ダイヤモンド粉末を混入しためっき液に、ノニオン系分散剤を添加してダイヤモンド粉末をめっき液中に分散させて複合めっきを行う点が記載されている。



界面活性剤を用いない方法としては、例えば、特許文献2では、ダイヤモンド微粒子を懸濁しためっき浴に酸素を含有する気体で撹拌しながら基材を浸漬して、ダイヤモンド微粒子を分散させためっき膜を形成する方法が記載されている。また、特許文献3では、ナノダイヤモンドに、導入剤としてポリエチレングリコールユニット含有高分子アゾ重合剤(AZOPEG)を用いてカチオン性官能基を導入して分散させた分散液で複合めっきを行う方法が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、ダイヤモンド微粒子を均一に分散させた複合めっき液及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、金属めっき液中に、親水性ポリマー又はイオン性官能基が導入されたダイヤモンド微粒子を界面活性剤とともに分散させた複合めっき液及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
アゾ系ラジカル開始剤と水系溶媒中で反応させてアニオン性官能基が導入されたダイヤモンド微粒子をカチオン性界面活性剤とともに分散させてpH3~8の範囲に調整した分散液を作製し、作製された分散液を金属めっき液に添加してpH3~5の範囲に調整し、ダイヤモンド微粒子を安定して分散させた複合めっき液を製造することを特徴とする複合めっき液の製造方法。
【請求項2】
前記ダイヤモンド微粒子の平均粒径が1nm~1000nmであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項3】
前記界面活性剤は、分子量が30,000~200,000である単独重合体又は共重合体の界面活性剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項4】
前記金属めっき液は、ニッケルイオン、コバルトイオン、銅イオン、金イオン、鉄イオン、パラジウムイオン、白金イオン、スズイオン及びロジウムイオンよりなる群から選ばれた1種又は2種以上の金属イオンを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
【請求項5】
請求項1から4のいずれかに記載された製造方法により製造されたことを特徴とする複合めっき液。
【請求項6】
前記ダイヤモンド微粒子の濃度が0.1g/リットル~20g/リットルであることを特徴とする請求項5に記載の複合めっき液。
【請求項7】
請求項1から4のいずれかに記載の製造方法により製造された複合めっき液を用いて基材表面にめっき処理を行うことにより、前記ダイヤモンド微粒子を金属マトリックス中に均一に分散させた複合めっき膜を形成することを特徴とする複合めっき方法。
【請求項8】
請求項7に記載の複合めっき方法により形成された複合めっき膜。
産業区分
  • 表面処理
  • 無機化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010012598thum.jpg
出願権利状態 登録
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