JPS63213694A - 電気的用途の金属ワイヤ上に移動モードでニツケルの連続薄膜を電着するための方法及び装置 - 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】 本発明は、電気的用途の金属ワイヤ上に、大きさが調整
可能な小球の形態でニッケルの連続薄膜’（ＪＪ動モー
ドで電着するための方法及び装置に閏する。

本出願人名義の米国特許第４４９２６１５号明細書は、
長い金属を金属層で被覆する方法及び装置を開示してい
る。特にそれは直接にニッケルめ−）きする方法、即ち
中間層を適用せずに、直径が１．５〜３Ｉの間であり且
つ工業的に又は家庭内で使用されるアルミニウム又はそ
の合金の一つの導電１Ｎ上に直接にニッケルめっきをす
る方法に適用される。

該方法は、ワイヤから潤滑残油を取去った？・≧に、本
明細言中に於いては以降活性化槽と称する液体電流供給
手段にワイヤを通すことから成る。活性化槽の中では、
直流又はパルス状の電流の流れのためにワイヤは正に帯
電しており、且つ槽に３よれる酸１ヒ合物及び／又は塩
化合物の作用で、そのに面は、活性とされる後続の被覆
又はコーティング操作に中し分なく適したものとなる。

次いでワイヤをニッケルｙ）つき槽に通ずと、何様の電
流のために負に帯電して、連続３膜を形成するまて次第
にニッケルで被覆される。この方法ならば１分間に３０
０メートル近い速度で移動するワイヤ上に、厚さ数ミク
ロンであって、信頼性がある導電体を提供するためには
不可欠な特性である良好なレベルの粘着性及び低くて無
変化な接触抵抗を有するニソゲル薄膜と作製することが
可能である。薄膜の上記粘着性は、ニッケル被覆がめく
れたりはがれたりしないで直径０．７８＋ｏ＋ｏまで延
伸することがでさる程であった。

上記１Ｓ許は、活性（ヒタンク及びニッケルめ−）きタ
ンクが各々貝さ５メーＩ〜ル近くあり且つ、各）（が槽
中をワ（−’ｔ−が移動する経路全体に、ワイヤと平行
に延びる漏下又は平面状の電極を備えている小型装置ら
開示している。

直径ｌｌｌｌ１１１未満の幾本かのニッケルめっきアル
ミニウムワイヤによって形成してあるストランドから電
気テーブル３作製する１」的で、上記方法にワイー＼・
を所望の直径にするワイヤ延伸操作を追加して上記方法
を使用することを試みた。しかし断面を充分小さくした
ニッケル被覆に崩壊が発生し、得られるワイヤの接触抵
抗における不利な変動を生じるという困難が生じた。

この理由がら、本出願人はワイヤを直接より合わぜして
ワイヤ延伸操作を回避するために、細いワイヤを被覆す
る方法を提（！（することを試みた。

しかし粉末状堆積物又は非連続ｎｖＡとい−）た新たな
問題に遭遇した。

この問題点を肝決するために、如いてはいかなる寸法の
ワ・イヤにも解決策が適用されるように、本出願者は本
発明によって、電気的用途の金属ワイヤ上に、大きさが
調整可能な小球の形態でニッケルの連続３膜を移動モー
ドで電着するための方法念開発した。該方法では、油脂
を取り去った後に、電圧分かけた活性化槽に通ずことに
よってワイへ′を電流密度に当てて正に帯電させ、すす
ぎの後て、′工圧企かけた酸ニッケルめっき槽に通すこ
とによってワイヤを電流密度に当てて負に帯電させ、最
後にすずぎ模（ヤ及び乾燥操作を実施するものであって
、ワイヤの移動経路に沿って電流密度を変調させるたｙ
）に、ニッケルめっき槽の上流部分校び／又は活性化槽
の下流部分では電流密度含低減してあり且つニッケルめ
っき槽の酸性度が１）１１値１から５に調整してあるこ
とを特徴とする方法である。

従って、該方法は上記特許方法で使用している１段を包
３するが、それに特別な手段ら加えており、該特別手段
ではニッケルめつき槽中で、一方でワイヤに完全に密着
する小球という１１殊な形態でニッケルの堆積物を生じ
、そうして粉末状の堆積物を回避でき、また一方では、
ワイヤ」−に連続的なｔ皮層又はコーティングを施すよ
うに面記小球の大きさ及び分布を調整できる。活性化槽
に於いて、上記特別手段は、特にニッケルのための定着
中心（ｒｉｘｉＢ　ｃｅｎｔａｒ）を生成させることに
よって、ワイヤ表面の調製に有益であることが判明して
いる。

上記手段は、一方でニッケルめつき槽の上流部分及び／
又は活性化槽の下流部分の電流密度を低減することによ
って形成される。実際、単一電極であるか又は複数電極
であってもそれは槽に２ｒ＞つて規則的な配列で分布し
ており且つワイヤに平行であった従来の技術では、電流
密度は二ンゲルめっき槽の上流部分では非常に高くて、
特に電流密度のレベルはり・えられた電流の強度が増加
するのに比例して増加し、このことは堆積物の品質に有
害になり得ることが判明した。

本出願人は、基板に密着し且つ最高の状態で被覆する小
球の形態で、接触抵抗を低いレベルに押さえるニッケル
層を生成するためには、ニッケルｙ）つき槽の上流部分
の電流密着を低減する必要があることを見出だした。

改良の重点は電流密度の変化量のグラフ（ｐｒｏｆｉｌ
ｅ）を置き換えることにあって、該グラフは従来の方法
では固有であり、即ち槽の放電の入口から下降する曲線
であるが、本発明％方法では、それを規則的に上昇した
後になだらかに下降するグラフであって特に最大密度が
槽の全長の入口から部分の−から中間の間にあるように
置き換え。

最大密度と最小密度の差をできるだけ小さくするように
配置する。

これらの条件下では、小球の大きさが小さくなることで
ワイヤの被覆が高度となり、その結果接触抵抗のレベル
が著しく向上することが分かる。

本発明による手段は、また一方ではニッケルめっき槽の
酸性度をｐＨＨＩ３ら５の間に調整することを包含する
。その理由は本出願人は、この範囲であれば上記長所を
備えたニッケル小球の大きさを小さくすることが可能で
あることを見出だしたからである。特に酸性度のレベル
が増加する程よいが、これらの結果はｐＨ値２．５から
３．５の間で特に明らかに達成さノＬる。

槽の酸性度はニッケルめっき槽中の例えばスルファミン
酸の量を増やすことによって高くできるが、ニッケルめ
っき槽は上記１￥５１に記載してあるように、塩１にニ
ッケル及びオルＩ・ホウ酸ムまた３白し、−力活性化槽
は上記特許に記載してある５′）と同じ成分を３存する
。

本発明による方法は、例えば銅線といったいかなる金属
ワイヤにら適用されｔ′するが、電気的用途の、アルミ
ニウム又はそのｈ金の一つのワイヤのニッケルめっきに
は特に魅力的である。なぜならば、その比較的小さい比
質量とその為に重量か小さいので、例えば膝軸又は空伯
備晶に適・Ｊ−る、１うなケーブル製造のために銅と置
き換えるならば、エイ、ルギーを充分節約することがで
きるからである。

該方法は、同じ槽中に鉛直方向に整列した配列状に設置
してある複数のワイヤ又はストランドを同時にニッケル
めっきすることによって作製され得るス１〜ランド導線
及びケーブルの作製に適する強度な密着被覆を提供する
ので、特に小断面（１１未満）のスＩ・ランド又はワイ
ヤのニッケルめっきに適している。

本発明は上記方法を実施するための装置にも関する。

上記特許のように、該装置は、ワイヤが移動する方向に
、活性化槽を包含する第一タンクと、ずずぎ区画室と、
ニッケルめっき槽を包含する第二タンクとから成り、二
つのタンク各々は少なくとも二対の１扁平な電極を備え
ており、各対はワイヤの両側に設置してある電極の形態
であり且つ少なくとも一部がそれぞれの槽に浸してあっ
て、活性化槽の対は負の電流源に接続してあり且つニッ
ケルめっき槽の対は正の電流源に接続してある装置であ
る。そして、前記対の少なくとも一つの電極が可動性で
あり且つ少なくとも一つの隣接する対とワイヤとに対す
る距雛が調整可能であり、各前記電極及びワイ−Ｖの間
に電気的絶縁材料でできた少なくとも一つの可動性スク
リーンが設置してあることを１．？徴とする。

このように、従来の技術とは異なり、タンクに沿って規
則的に且つワイヤから等距離に配設される一つ又はそれ
以上の電極に代わって、本発明による装置は、一方で、
電極を相互に近（＝Ｉけるか又は１．７にタンクの端部
の一方で電極を遠ざけるか若しくは自由空間を残すため
に、タンクの長さく縦）方向に沿って変位するか、或い
は、被覆されるべきワイヤの方に多少なりとも電極を移
動させるために、タンクの上記とは別の次元方向に沿っ
て変位される対をなす電極によって形成されている。

この形態では、電極がない箇所では電流密度が低減し且
つワイヤの方に電極が近付くと電流密度が増大するとい
う事実を考慮すれば、ワイヤに沿った電流密度の変化量
のグラフを変調することが可能である。

特に上記グラフは、ニッケルめっきタンクの上流部分及
び／又は活性化タンクの下流部分に自由空間を残すか、
又は上記部分とは反対の部分でワイヤの方へ電極を移動
させることによって、得られる。

１［極を移動させるための特殊手段については、当業者
の知諾に基づきｆ’ｆＥ製され得る。

本発明による装置には、少なくとも一対の電極の各々と
ワイヤとの間にある少なくとも一つの可動性スクリーン
が更に存在する。スクリーンは電気絶縁材料からできて
おり、且つ活性化又はニッケルめっき槽に対して充分な
抵抗レベルを有するのが好ましい。スクリーンはワイヤ
から遠ざけたりワイヤに近付けたりして設置し、少なく
とも電極を一部マスクして槽を流れる電流のラインを中
断又は迂回さＵ゛、従って槽の正確な箇所での゛３Ｅ流
密度を低減することができる。

１−記グラフを作製−Ｊ−るために、スクリーンはニッ
ケルめ−）きタンクの上流部分及び／′又は活性化タン
クの下流部分に設置してある。しかし、可変直径の孔を
６市えたスクリーン分使用すれば、上記グラフに更によ
い効果を生じることができる。好適には、孔の数はタン
ク内のスクリーンの位置に従ってＩ耳変てあり、特に穴
の数はワイへ′が移動する方向に増加する。孔がないス
クリーン及び孔を有するスクリーンを組きわせることも
可能である。

上記形態の装置は、密封手段を備えて相互に並んだ適当
な開口を有し、端と端とを縦につなく閏１系にあるタン
クの壁を提供することによって、一本又はそれ以上ワイ
ヤの処理に適す。好適には、ワイヤと槽との間の交換を
促進するために、ポンプによって槽に循環を与えること
が可能である。

つまり装置は、ニッケルめっきタンクから伴出（ｅｎＬ
ｒａｉｎ）された槽を脱塩水によって除去するためのす
すぎ区画室によって完全なものとなり、ワイヤをぬらす
水は乾燥区画室で蒸発される。

タンク及びすすぎ区画室のアセンブリはモジュール要素
の形態であり、その長さ及び断面は、関連する被覆の問
題点に適用でき且つ相互に容易に剃［合わせられるよう
にしてある。

添付の図面を参照すれば本発明がより理解される。第１
図はニッケルｙ）つきタンクの透視図であって、中央対
称面のわずかに手前の位置の鉛直方向・Ｆ面に沿った、
タンクの長さ方向の断面図である。

第１図には平行六面体形のタンク１を示してあり、その
小さい面２には三つの孔３が開けてあ−）て、この孔３
を３木の金属ワイヤ又はストランド４が通って矢印５で
示す方向にニッケルめっき槽中を移動する。ワイヤ、１
の配列の両側には、垂直方向に設置してあり且つワイヤ
がタンクを通して移動する方向で次第にワイヤに近ｆ寸
く８個の電極７の内の４個を示す、電極７は正の電流源
（不図示）に接続してあり、ワイヤ４は負に帯電してあ
る。

電極とワイヤ４の配列との間には、ワイ−Ｓ’　４の配
列に平行で且つそれらの間は等間隔である８個のスクリ
ーン８の内の１１個を示す。ワイヤが移動する方向に最
θノの２個のスクリーン８は孔がないが、３番目のスク
リーンは６個の孔９を有し且つＱ後のスクリーンは１２
個の孔を存する。

電極及びスクリーンは、タンク中を長さ方向及び横方向
に変位させられる手段（不図示）によって槽中に息出し
てある。槽は、あふれ手段ｌＯからの流れによって与え
られ且つ槽を分配アセンブリ１１にポンプで組込むポン
プ（不図示）を用いて上向きに循環運動をしている。

活性化タンクについてもこのように表される。

本発明を、次の本発明の使用の実施例によって説明する
。

火遣干しＬ この実施例は、 一白径が１０００ｘ１２０ｘ１２０＋ｏ＋ｎであって、
容積８０リッ１−ルのリバースタンクからポンプで組み
入れた７０°Ｃの溶液９リットルが入った第一すすぎ区
真宗と、−ずすぎ区画室と、 一寸法が１０１００ｘ８０ｘ８０であり且つ４０ホルＩ
・で２００ＯＡ供給できる電流源の負端子に接続してあ
る電極と、電流密度を適当に選択して分配するために設
置された寸法１２０ｘ４０ｘ５＋ｎｉのポリプロピレン
のスクリーンとを備えた、内径ＩＱＯＯＸ１２０Ｘ１２
０１１＋１１１の活性化タンクであって、６１１□０含
有する塩化ニッケル１２５ｇ／ρとオルトホウ酸１２．
５ｇ／ρと、フッ化水素酸Ｇｃｍ３／１とを含有する４
５°Ｃの溶液が入れてあり、？ＨＪＩＬ　６　＋ａ３／
時間で上向きに循環している前記活性（ヒタンクと、 一第二すずぎ区画室と、 一活性化タンクと同じ電流源の正端子に接続してある電
極と、活性化タンクのらのと同じ−・１法のスクリーン
とを備えた、内径１０００ｘ１２０ｘ１２０＋＋ｏｎの
ニッケルめ−）きタンクであって、そのアセンブリは第
１図に示ず通りてあり、スルファミン酸ニッケル：１０
０ｇ／Ｌ！：、ｉ＝　（ヒ−Ｔ−ッ’Ｉ　ル３０ｇ／ｌ
　ト、　オルトホウ酸３０ｇ／２　）：＝をか在して、
ｐ＋＋値３．２を（Ｔする６５℃（’）　？８　ｌＩＶ
。

を入れてあり、！ｆｆｉ；ｉ！：６ｉ＋’／時間で上向
きに循環している前記タンクと、 一第三すずぎ区画室と、 一乾燥オーブン とを連続的に邑合する装置を使用する。

この装置を使用して、アルミニウム、協会基準で１３１
０．５０型、直径０．５Ｉｎ＋＋ｎのアルミニウムの５
本のワイヤ又はスＩ−ランドを同時に装置内を通して１
分間に５０メートルの速度で移動さゼ／と。

得られたスＩ〜ランド又はワイヤは各々、直径１、Ｏｐ
の小球の形態で平均の厚さ１．５１１Ｉｎのニッケルで
被覆された。これを第２図に３０００倍に拡大して示し
、従来の技術に相当する第３図と比較できるようにした
。第３図はかなり大きい小球（３／Ｊ）であり連続層を
形成していない。

ワイヤはより合わされて、５００ｇでの接触抵抗につい
てのテストを通して、１．５〜２…Ωの値を示した。一
方従来の技術では、該ワイヤは２ｍΩより大の１ｌｊｆ
が得られた。

実−に旧４２ 同じ装置を使用して、実施例１よりも小さい直径、即ち
直径０．３２−０．３０−０．２１０．２０及び０．１
５の５本のワイヤのアレイを、移動の速度は１分間に２
５〜５０メートルで処理すると、直径が１ミクロンより
小さい小球の形態で、接触抵抗のレベル１随Ω未満を有
する、平均の厚さ１．０μのニッケルの堆債物を得た。

。 これらのニッケルめっきワイヤをより計わせてケーブル
にして、次いで空車公認のＮ↑゛Ｉで絶縁した。

本発明は、いかなる直径、特に直径１ｍＩＩＩ未満の金
属ワイヤ特にアルミニウムのニッケルめっきに適用され
、スＩ−ランド１ヒ及びケーブル１ヒによって軽量且つ
信顆性のある導電体の製造を可能にし、該導電体は陸輸
又は空輸備品に使用するのには特に結方的であって、使
用される設備の重ｆｆ１ｆ！：軽減することによってエ
ネルギーが節約されることは非常に在利なことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はニッケルめっきタンクの透視図であって、中央
対称面のわずかに手前の位置の鉛直方向平面に沿ったそ
の長さ方向の断面図、第２図は本発明によるニッケルめ
っき層の拡大写真、第３図は＆を来の技術によるニッケ
ルめっき層の拡大写真である。 １・・・タンク、２・・・面、３，９・・・孔、・１・
・・ワイヤ、５・・・矢印、６・・・ニッケルめっき槽
、７・・・電極、８・・・スクリーン、１０・・・あふ
れ手段、１１り分配アセンフリ。

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気的用途の金属ワイヤ上に、大きさが制御可能
   な小球の形態のニッケルの連続薄膜を移動モードで電着
   するために、油脂を取り去った後に、電圧をかけた活性
   化槽を通すことによってワイヤを電流密度に当てて正に
   帯電させ、すすぎの後で、電圧をかけたニッケルめっき
   槽を通すことによつてワイヤを電流密度に当てて負に帯
   電させ、最後にすすぎ操作及び乾燥操作を実施する方法
   であって、ワイヤの移動経路に沿って電流密度を変調さ
   せるために、ニッケルめっき槽の上流部分及び／又は活
   性化槽の下流部分では電流密度を低減し、且つニッケル
   めっき槽の酸性度がｐＨ値１から５の間に調整してある
   ことを特徴とする前記方法。
2. （２）ワイヤが移動する方向に電流密度を緩やかに増加
   させ次いで減少させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
3. （３）槽の最初の三分の一と中間との間で最大値を有す
   るように電流密度を増加させることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。
4. （４）小球の大きさを小さくするために、最大密度と最
   小密度との差違を小さくすることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の方法。
5. （５）堆積させる小球の大きさを小さくするために、ニ
   ッケルめっき槽の酸性度を高くすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）酸性度が２．２から３．５の間のｐＨ値であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
7. （７）電気的用途の、アルミニウム又はその合金の一つ
   のニッケルめっきワイヤであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
8. （８）直径が１ｍｍ未満のニッケルめっきワイヤである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の方法。
9. （９）ニッケルめっきワイヤが、次いでより合わされる
   少なくとも二つの分離したストランドの鉛直方向に整列
   した配列の形態であることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項に記載の方法。
10. （１０）特許請求の範囲第１項に記載の方法を実施する
    ためのものであり、ワイヤが移動する方向に、活性化槽
    を包含する第一タンクと、すすぎ区画室と、ニッケルめ
    っき槽を包含する第二タンクとから成っており、二つの
    タンク各々は少なくとも二対の偏平な電極を備えており
    、各対はワイヤの両側に設置してある電極の形態であり
    且つ少なくとも一部がそれぞれの槽に浸してあって、活
    性化槽の対は負の電流源に接続してあり且つニッケルめ
    っき槽の対は正の電流源に接続してある装置であって、
    前記対の少なくとも一つの電極が可動性であり且つ少な
    くとも一つの隣接する対とワイヤとに対する距離が調整
    可能であり、各前記電極及びワイヤの間に電気的絶縁材
    料でできた少なくとも一つの可動性スクリーンが設置し
    てあることを特徴とする前記装置。
11. （１１）隣接する対に対する距離が調整されてニッケル
    めっきタンクの上流部分及び／又は活性化タンクの下流
    部分に自由空間を残すことを特徴とする特許請求の範囲
    第１０項に記載の装置。
12. （１２）ワイヤに対する距離が調整されて、それがニッ
    ケルめっきタンクの上流部分及び／又は活性化タンクの
    下流部分でより大きいことを特徴とする特許請求の範囲
    第１０項に記載の装置。
13. （１３）スクリーンをニッケルめっきタンクの上流部分
    及び／又は活性化タンクの下流部分に設置することを特
    徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の装置。
14. （１４）スクリーンの少なくとも一つには孔を設けてあ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の装
    置。
15. （１５）孔の数がタンク中のスクリーンの位置によって
    可変であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に
    記載の装置。
16. （１６）孔の数が、ニッケルめっきタンクではワイヤが
    移動する方向に且つ活性化タンクではその反対方向に増
    加することを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載
    の装置。
17. （１７）ニッケルめっきタンクの後にはすすぎ区画室及
    び乾燥区画室があることを特徴とする特許請求の範囲第
    １０項に記載の装置。
18. （１８）タンク及び区画室がモジュール型の要素形態で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の
    装置。