(57)【要約】本発明は、ＳｉＯ２被膜を有している粒子、特に無機粒子が内包されており基材に付されている電着金属層と、機械部品を被覆しているその電着金属層の使用方法とに関するものである。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に付されており、粒子が内包されている電着金属層であって、前記粒子がＳｉＯ２被膜を有していることを特徴とする電着金属層。
【請求項２】
前記粒子が、前記電着金属層中に２０〜８０重量％含まれていることを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項３】
前記粒子が、硬質物質、特にビッカース硬度を最低でも２０ＧＰａとする物質を含有していることを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項４】
前記粒子が、粒径を０．０１〜４０μｍ、特に０．１〜１０μｍとすることを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項５】
前記電着金属層が、ニッケル層であることを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項６】
前記ＳｉＯ２被膜が、膜厚を１０〜１００ｎｍ、特に５０〜９０ｎｍとすることを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項７】
前記電着金属層中の前記粒子の濃度が、濃度勾配を有しないことを特徴とする請求項１に記載の電着金属層。
【請求項８】
機械部品、特にエンジン部品を、請求項１に記載の電着金属層で被覆することを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に付されており、粒子が内包されている電着金属層であって、その内包された粒子がＳｉＯ２（ケイ酸塩）被膜を有している電着金属層に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒子が内包された電着金属層は、よく知られている。衣類保護のために、硬質物質粒子が電着ニッケル層中に内包されているようなものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１によると、電着ニッケル層中、窒化ホウ素粒子と炭化ケイ素粒子を直に内包させることが、開示されている。
【０００４】
特許文献２にも、電着ニッケル層中、硬質物質を、内包させることが、記載されている。
【０００５】
特許文献３には、電着ニッケル層中に炭化ケイ素粒子を内包させることが記載されている。その方法によれば、硬質物質粒子だけでは安定な分散液を形成しないから、複合分散剤系が用いられている。この複合分散剤系によって、得られたニッケル層中で、その粒子の均一な分散が漸く成し得たのである。
【０００６】
硬質物質は、それの表面電位の所為で、水に分散し難く又は全く分散しない。そこで、硬質物質を分散状態に維持し続けるために複合分散剤系を用いる必要がある。
【０００７】
電着金属層とは全く関係ないが、ケイ酸塩で被膜された粒子が、知られている。例えば、特許文献４には、シラン化顔料と、それを用いて着色プラスチック素材の黄変を阻止する方法とに関するもので、大気、酸素、熱及び光の作用に対する顔料表面の安定化を増大させるということが、記載されている。また、顔料に対するシラン化合物の化学的吸着についても記載されている。その顔料の被膜は、インテンシブミキサ中で、特に溶媒や、その他の物質例えばカップリング剤やキャリア液を添加したとき、黄変阻止という効果を奏するためのものである。
【０００８】
さらに、特許文献５は、不透明基質に基づく多層状真珠光沢性顔料に関する出願で、証書用紙や包装の化学結合による着色、ポリマー材料や紙のレーザーマーキングなどについても検討されている。この文献には、約１０μｍ以上の粒子径を有する顔料で第３層を形成したとき、第３層の干渉色が観る角度に極めて依存するという顕著なカラーフロップを示すようになることが開示されている。
【０００９】
特許文献６には、ケイ酸塩の被膜を有する二酸化チタン粒子が開示されている。被膜形成時にケイ酸塩溶液の添加は、実質上、二酸化チタンの等電位点以上のｐＨで、特段エネルギーをかけることなく、行われる。
【００１０】
特許文献７は、ケイ酸塩の被膜を有する酸化鉄粒子が開示されている。
【００１１】
特許文献８は、二酸化ケイ素の被膜を有する酸化物粒子が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】独国特許出願公開第３５０３８５９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０３０１１３５号明細書
【特許文献３】米国特許第４４７９８５５号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第０４９２２２３号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１９８１７２８６号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第０２４５９８４号明細書
【特許文献７】米国特許第６４４０３２２号明細書
【特許文献８】独国特許発明第６９７０８０８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、粒子に不利な表面電位を考慮し、複合分散剤系を用いることなく、電着金属に均質に内包できる粒子を得ることを、目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するためになされた本発明の好ましい形態は、基材に付されており、粒子、好ましくは無機粒子が内包されている電着金属層であって、その粒子、好ましくは無機粒子が、ＳｉＯ２（ケイ酸塩）被膜を有していることを特徴としている。
【００１５】
特に、本発明を適用する金属層は、ケイ酸塩被膜を有する無機粒子を含んでいる。それによって一次粒子のゼータ電位を容易く調整することができ、その結果、電場中での分散性や均一性を向上させることができる。
【００１６】
この粒子のケイ酸塩被膜があることによって、他の方法では分散させ難い粒子、例えば水中で酸化還元活性を有するこのような粒子を、濃度勾配なくとも、電着金属層中で均質に分散させることができる。ケイ酸塩被膜を有する粒子は速やかに、水に分散する。このことは、酸化ジルコニウム、硫酸ジルコニル、炭化タングステン、窒化チタン、ホウ化チタン、炭化チタン、二酸化チタン、酸化アルミニウム（コランダム）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、グラファイト、ダイアモンド、窒化ホウ素（六方晶系ＢＮ）、窒化ケイ素、又は二硫化モリブデンのように、水系で分散し難い粒子又は全く分散しない粒子にとって、極めて重要なことである。
【００１７】
さらにこのことは、例えば、ほんの僅かの種類の溶媒中でしかも低濃度でのみ困難ながら漸く前処理できるに過ぎなかった所為で工業的な応用が限られていたカーボンナノチューブにも、応用できる。本発明に用いられている被膜によれば、このような物質は、電解槽中で容易く分散するので、電着金属層中でも分散して内包される。
【００１８】
無機粒子は、金属層中に、好ましくは２０〜８０重量％、一層好ましくは３０〜５０重量％内包されているものである。従来の方法では、その低分散性の所為で２０重量％未満の低含有量で、内包されたものが得られるだけであった。しかしケイ酸塩被膜によって、このような所望の粒子含有量を達成することができるようになったのである。このことは、電着金属層が、高い耐擦傷性や滑性を実質上付与することができるので、極めて有用である。
【００１９】
粒子は、硬質物質、特にビッカース硬度を最低でも２０ＧＰａとする物質を含有していることが、好ましい。予め分散させ難いこのような硬質物質であっても、電着金属層中、前記のような高濃度で、従来ではあり得ないほどの耐擦傷性を、付与することができるのである。
【００２０】
粒子は、粒子径を好ましくは０．０１〜４０μｍ、一層好ましくは０．１〜１０μｍとするものである。粒子径が大きすぎると、不都合な表面凹凸を生じてしまい、一方、粒子径が小さすぎると、粒子の相当数が、擬似アモルファス状になってしまい、結晶構造や結晶面が主に関与している滑性や硬度のような特徴を、被覆金属層の表面に、反映させることができなくなってしまう。
【００２１】
金属層は、ニッケル層であることが好ましい。ニッケル層であると、滑性を増強したり、特に耐擦傷性を増強したりすることができるからである。また、クロム層、銅層、又は真鍮や青銅のような合金層でも、同様に処理すると、電着させることができる。
【００２２】
内包されている無機粒子上の二酸化ケイ素被膜は、層厚を好ましくは２〜８００ｎｍ、一層好ましくは１０〜３００ｎｍとするものである。層厚が薄すぎると、ケイ酸塩被膜で付与された粒子の特性が、充分に現われなくなってしまう。一方、層厚が厚すぎると、粒子のゼータ電位が、未被覆粒子に固有のゼータ電位に、再近似するようになってしまい、そのため分散を、阻害してしまう。
【００２３】
金属層中の粒子の濃度は、濃度勾配を有しないことが好ましい。それによって、極めて均質な分散となる。その結果、使用中に、最外露出金属層が摩滅されても、耐擦傷性や滑性が一定に維持されたままとなる。
【００２４】
前記目的を達成するためになされた本発明の別な形態は、機械部品、特にエンジン部品を、被膜粒子含有金属層で被覆する使用方法である。
【実施例】
【００２５】
（実施例）
４０ｎｍ厚のケイ酸塩被膜で被覆された４．６８ｇのグラファイト（Ｄ９０：約１μｍ）を、１．７３ｍＬのＦＣ１３５（３Ｍ社から入手可能なフルオロ界面活性剤）及び１６ｍＬの水に、混合した。１時間後、０．９ｇのエムルシフィアー(emulsifier)ＯＰ２５（ＢＡＳＴ社製）と０．６９ｇのＦＣ１３５との混合物を、加えた。得られた混合物を、１．８Ｌの化学的ニッケル電解槽Ｎｉｃｈｅｍ  ＰＦ５５０−ＢＧ（アトテック  ドイチェランド社製）に加えた。それを８５℃に加熱すると、直ぐに電着が開始した。１時間後、電着試験が完了した。
【００２６】
（結果）
金属光沢性のニッケル層が得られた。
【国際調査報告】
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