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第4節 メジャーなニッケルメッキ(無光沢ニッケル、半光沢ニッケル、光沢ニッケル)とは



ニッケルメッキとは

​ニッケルメッキは、R.Boettger が1843 年に硫酸ニッケルと硫酸アンモニウムによるメッキ浴から得られた外観的に緻密なニッケルメッキが初めてであると言われています。

実際に工業的にニッケルメッキが行われたのは1869年のAdamsが初めてとされています。


1915 年には有名な0.P.Watts によるワット浴が開発されました。

その後pH管理法、低pHメッキ浴の使用、光沢ニッケルメッキ浴などが開発されています。


ニッケルの特徴は堅くて、薬品にも強く、色調も良く変色しにくく強磁性の金属です。

ニッケルは各種の金属素地に直接密着のよいメッキができるのでメッキに利用できる金属としては最も重要な金属となっています。


用途はクロムメッキや貴金属メッキの下地メッキとして使用されています。

またニッケルの適度な硬さや機械加工性の良さを利用して各種工業的な分野にも多用されています。

そのほか、機能めっきの分野では金、銀などが素材への拡散を防止するための下地メッキとしての利用、また強磁性も機能性で利用されています。


さらに、電鋳製品として、プラスチック成形金型、箔、各種メッシュ、ダイヤモンドドリ

ルなどの多くの用途に利用されています。

しかし、ニッケルは金属アレルギーの原因となり、特に近年ヨーロッパを中心に問題となってからは、皮膚に接する装飾部分へのニッケルメッキは減少しています。

 

(1)無光沢ニッケルメッキ

無光沢ニッケルメッキは、皮膜のつきまわり、柔軟性、耐食性、変色しないなど光沢ニッケルメッキに比べ良好で、現在は光沢よりも機能的用途に使われています。


(2)光沢ニッケルメッキ

光沢ニッケルメッキ浴は0.P.Watts 開発のワット浴に光沢剤を添加したものです。

光沢ニッケルメッキはレベリング(平滑化)作用が強く、クロムメッキや各種貴金属メッキともよく適合することから、これらの下地メッキとして用いられています。


光沢ニッケルメッキは1次光沢剤と2次光沢剤を併用して使用しています。

1次光沢剤は単独使用では充分なレベリング(平滑化)作用を得ることができませんが、2次光沢剤の効果を助け、また引っ張り応力を減少させる重要な作用を持っています。


2次光沢剤はレベリング(平滑化)作用、光沢作用が強く、1次光沢剤との併用で良好な光沢皮膜を得ることができます。

浴管理の注意点は、設備のバランスなど適正な場合は通常メッキ作業の進行に従って浴のpHが高くなっていきますので、作業前にpHを下げて適正範囲に調整してから処理を行います。


光沢ニッケルメッキ皮膜には、微量ではありますが硫黄が含有されるため、無光沢ニッケルメッキに比べ耐食性が劣ります。

また、硫黄は熱脆化の原因となるため、メッキ後熱処理を行なうものについては注意が必要です。

 

(3)半光沢ニッケルメッキ

半光沢ニッケルメッキは光沢ニッケルメッキと比べ外観美は劣りますが、耐食性は硫黄

の含有量が少ないため優れています。

また、耐食性向上を目的として、半光沢ニッケルメッキの上に光沢ニッケルメッキを重ねた2層ニッケルメッキや、2層ニッケルメッキ以上の耐食性をもたせるために、半光沢ニッケルメッキの上に高硫黄含有のトリニッケルストライクを行い、その上に光沢ニッケルメッキを行なった3層ニッケルメッキを行なう場合があります。


ニッケルは一般に硫黄含有量が多いはど標準電極電位が卑になる。硫黄含有量の違う皮膜を重ねるとその間に電位差が生じ、硫黄含有の多い皮膜が優先的に腐食されます。

つまり、2層ニッケルメッキでは、光沢ニッケルメッキ皮膜は半光沢ニッケルメッキ皮膜に比べ卑な電位となり、優先的に腐食されその結果半光沢ニッケルメッキ皮膜の下の母材は守られます。


3層ニッケルメッキでは光沢ニッケルメッキ皮膜が侵された後、腐食はトリニッケルメッキ皮膜で横に拡がり、半光沢ニッケルメッキ皮膜と母材は守られることになります。

(二層ニッケルメッキの厚さは20μm 以上でないと防食効果は少ないとされています。)


半光沢ニッケルメッキは、ワット浴に半光沢剤を添加して得られます。

半光沢剤は大別するとクマリン系と非クマリン系とがありますが、クマリン系は優れたレベリング作用があるが、臭気が強いので作業環境上好ましくなく、また、分解生成物のメリロット酸を生じ、液管理も頻雑なため最近ではほとんど使用されなくなりました。





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