JP2023553966A - black plated board - Google Patents
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Abstract
本発明は、ベース基板及びその上に析出させた層スタックを含む黒色めっき基板であって、層スタックがその表面に30nm以上の深さを有する化成層を含む黒色クロムめっき層を含む、黒色めっき基板において、化成層は金属クロムを含まないか、又は化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として最大でも2at%までの金属クロムしか含まないことを特徴とする、黒色めっき基板に関する。The invention relates to a black plated substrate comprising a base substrate and a layer stack deposited thereon, the layer stack comprising a black chrome plating layer on its surface comprising a conversion layer having a depth of 30 nm or more. The present invention relates to a black-plated substrate, characterized in that the conversion layer does not contain metallic chromium or only contains at most 2 at % of metallic chromium, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer.
Description
本発明は、ベース基板及びその上に析出させた層スタックを含む黒色めっき基板であって、層スタックがその表面に30nm以上の深さを有する化成層を含む黒色クロムめっき層を含む、黒色めっき基板において、化成層は金属クロムを含まないか、又は化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として最大でも2at%までの金属クロムしか含まないことを特徴とする、黒色めっき基板に関する。 The invention relates to a black plated substrate comprising a base substrate and a layer stack deposited thereon, the layer stack comprising a black chrome plating layer on its surface comprising a conversion layer having a depth of 30 nm or more. The present invention relates to a black-plated substrate, characterized in that the conversion layer does not contain metallic chromium or only contains at most 2 at % of metallic chromium, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer.
クロム層の最初期から、暗いクロム層への関心が見られた。暗い六価クロム層から始まり、現在では、より高い環境受容性のために、三価クロム層へと焦点が大きく変化している。 Interest in dark chromium layers has been observed since the earliest days of chromium layers. Starting with the dark hexavalent chromium layer, there is now a major shift in focus to the trivalent chromium layer for higher environmental acceptability.
通常、各クロム層、特に暗いクロム層は、L*a*b*色空間系を基準とする色値によって特徴付けられる。L*値が白色度(又は明度とも呼ばれる)を定義する一方で、a*及びb*値はそれぞれのクロム層の色を定義する。L*値100は拡散白(diffuse white)を定義し、L*値0は濃い黒である。a*及びb*の値は正及び負であることができ、a*値は緑(負)及び赤(正)の色を表し、b*値は青(負)及び黄(正)の色を表す。a*とb*の組み合わせが0の場合、無彩度の灰色を表し、L*値が低いほど(例えば50以下)濃い無彩度の黒に変わる。 Typically, each chrome layer, especially a dark chrome layer, is characterized by a color value relative to the L * a * b * color space system. The a * and b * values define the color of the respective chrome layer, while the L * value defines the whiteness (also called lightness). An L * value of 100 defines diffuse white, and an L * value of 0 is deep black. The values of a * and b * can be positive and negative, where the a * values represent the colors green (negative) and red (positive), and the b * values represent the colors blue (negative) and yellow (positive). represents. When the combination of a * and b * is 0, it represents an achromatic gray, and the lower the L * value (for example, 50 or less), the darker the achromatic black becomes.
それぞれの三価クロム水溶液電解浴の化学組成及び/又はその析出パラメータに応じて、多種多様なL*a*b*値を生成することができる。 Depending on the chemical composition of the respective aqueous trivalent chromium electrolytic bath and/or its deposition parameters, a wide variety of L * a * b * values can be generated.
分析により、このような濃い無彩度の黒色は、特に個々の電解黒色クロムめっき層(化成層又は表面改質層と呼ばれることもある)の外面に特定の表面改質を伴うことが多いことが示されている。 Analysis has shown that such deep achromatic black colors are often accompanied by certain surface modifications, especially on the outer surface of individual electrolytic black chromium plating layers (sometimes referred to as conversion layers or surface modification layers). It is shown.
米国特許出願公開第2020/094526(A1)号は、黒色めっき樹脂部品及びその製造方法について言及している。この文献はこのような表面改質層を含む黒色クロムめっき層を開示している。米国’526号は、表面改質層の厚さが、添加される薬剤Mの量(米国’526号、[0078]参照)及び印加される電流密度([0079]参照)と相関することを開示している。更に、米国’526号は、最大37.7nmの表面改質層の厚さを開示している(試料第1番参照)。 US Patent Application Publication No. 2020/094526 (A1) refers to black plated resin parts and methods of manufacturing the same. This document discloses a black chromium plating layer containing such a surface modification layer. US '526 teaches that the thickness of the surface-modified layer is correlated with the amount of agent M added (see US '526, [0078]) and the applied current density (see [0079]). Disclosed. Furthermore, US '526 discloses a surface modification layer thickness of up to 37.7 nm (see sample no. 1).
我々の調査は、黒色の長期安定性は、化成層の厚さが厚いほど良好に保たれることを示した。化成層の耐摩耗性は、化成層の厚さが厚くなるほど向上すると考えられる。これは、層の厚さが少なくとも十分な最小厚さを有していれば、黒色はより長く保たれ、例えば物理的接触から保護されることを意味する。更に、化成層の厚さが増すと、この層の硬度が増すことも想定される。 Our study showed that the long-term stability of black color is better preserved with thicker metamorphosed layers. It is thought that the wear resistance of the chemical conversion layer improves as the thickness of the chemical conversion layer increases. This means that if the layer thickness has at least a sufficient minimum thickness, the black color will last longer and be protected from physical contact, for example. Furthermore, it is also assumed that as the thickness of the conversion layer increases, the hardness of this layer increases.
したがって、改良された黒色めっき基板を提供することが常に求められている。 Therefore, there is a continuing need to provide improved black plated substrates.
したがって、本発明の目的は、光学的印象がより長い時間維持されるように、改善された色安定性及び耐摩耗性を有する化成層を含む黒色クロムめっき層を特に提供する、黒色めっき基板を提供することである。 It is therefore an object of the present invention to provide a black plated substrate, which in particular provides a black chrome plated layer comprising a conversion layer with improved color stability and wear resistance, so that the optical impression is maintained for a longer time. It is to provide.
これらの目的は、本発明、すなわち、ベース基板及びその上に析出させた層スタックを含む黒色めっき基板であって、層スタックが、
(a)ベース基板上に形成された1つ以上の中間めっき層と;
(b)1層以上の中間めっき層上に形成された黒色クロムめっき層と;
を含み、
- 黒色クロムめっき層は、
- L*a*b表色系に従い、L*値が55以下であり;
- 元素クロム、炭素、酸素を含み;
- その表面に、表面から1つ以上の中間めっき層に向かって測定した深さ30nm以上の化成層を含み;
- 前記化成層を含む総厚が100nm以上である;黒色めっき基板において、
化成層は金属クロムを含まないか、又は化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として最大でも2at%までの金属クロムしか含まないことを特徴とする、
黒色めっき基板によって解決される。
These objects meet the present invention, namely a black plated substrate comprising a base substrate and a layer stack deposited thereon, the layer stack comprising:
(a) one or more intermediate plating layers formed on a base substrate;
(b) a black chromium plating layer formed on one or more intermediate plating layers;
including;
- The black chrome plating layer is
- The L * value is 55 or less according to the L * a * b color system;
- Contains the elements chromium, carbon and oxygen;
- contains on its surface a chemical conversion layer with a depth of 30 nm or more, measured from the surface towards one or more intermediate plating layers;
- The total thickness including the chemical conversion layer is 100 nm or more; in a black plated substrate,
The conversion layer is characterized in that it does not contain metallic chromium or only contains at most 2 at % of metallic chromium, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer,
Solved by black plated substrate.
本発明の文脈では、装飾用途に重点が置かれる。したがって、本発明の文脈において、黒色めっき基板、したがって黒色クロムめっき層は、好ましくは、それぞれ装飾用黒色めっき基板及び装飾用黒色クロムめっき層を指す。したがって、黒色クロムめっき層は、好ましくは硬質黒色クロムめっき層ではない。 In the context of the present invention, the emphasis is on decorative applications. Therefore, in the context of the present invention, a black plated substrate and therefore a black chrome plated layer preferably refers to a decorative black plated substrate and a decorative black chrome plated layer, respectively. Therefore, the black chromium plating layer is preferably not a hard black chromium plating layer.
我々の実験は、それぞれのめっき方法で利用されるそれぞれの電解浴において、正しいめっき添加剤が使用されるだけでなく、特定の量(以下の例を参照)が使用される場合に、厚さが増加した化成層が得られることを示した。更に、このような所望の黒色クロムめっき層では、化成層中の金属クロム量は特に少なく、すなわち、2at%を超えないようである。その結果、比較的増加した(所望の)厚さの化成層が得られ、耐摩耗性及び耐研摩性がそれぞれ向上する。この結果、光学的黒知覚に関する寿命が向上した黒色めっき基板が得られる。 Our experiments show that in each electrolytic bath utilized in each plating method, not only is the correct plating additive used, but also that if a specific amount (see example below) is used, the thickness It was shown that a chemical stratification layer with an increased value can be obtained. Furthermore, in such a desired black chromium plating layer, the amount of metallic chromium in the conversion layer is likely to be particularly low, ie, not exceeding 2 at%. As a result, a relatively increased (desired) thickness of the conversion layer is obtained, which increases the abrasion resistance and the abrasion resistance, respectively. The result is a black plated substrate with improved lifetime in terms of optical black perception.
黒基板は、めっきプロセス、好ましくは電解めっきプロセスから得られる黒色クロムめっき層を含む。このプロセスは、黒色クロムめっき層が湿式化学めっきプロセスによって得られることを含む。換言すれば、黒色めっき基板及び黒色クロムめっき層(payer)はそれぞれ、物理的析出法、例えば蒸着によって得られるものではない。 The black substrate includes a black chrome plated layer obtained from a plating process, preferably an electrolytic plating process. This process involves a black chrome plating layer being obtained by a wet chemical plating process. In other words, the black-plated substrate and the black chrome-plated layer are not obtained by physical deposition methods, such as vapor deposition, respectively.
本発明は、特に、上記及び本文全体にわたって定義される化成層を含む個々の黒色クロムめっき層を有する、このような特別に設計された黒色めっき基板を指す。 The present invention specifically refers to such specially designed black plated substrates having individual black chrome plated layers including conversion layers as defined above and throughout the text.
本発明の黒色めっき基板は、ベース基板を含む。 The black plated substrate of the present invention includes a base substrate.
好ましいのは、ベース基板が、金属又は非金属ベース基板、好ましくは非金属ベース基板、最も好ましくはプラスチックベース基板を含む、好ましくは金属又は非金属ベース基板、好ましくは非金属ベース基板、最も好ましくはプラスチックベース基板である、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the base substrate comprises a metal or non-metal base substrate, preferably a non-metal base substrate, most preferably a plastic base substrate, preferably a metal or non-metal base substrate, preferably a non-metal base substrate, most preferably This is a black plated substrate of the present invention which is a plastic base substrate.
好ましいのは、金属ベース基板が、鉄含有金属ベース基板、好ましくは鉄ベース基板、最も好ましくは鋳鉄ベース基板である、本発明の黒色めっき基板である。好ましくは、鉄含有金属ベース基板は、真鍮ベース基板及び/又は亜鉛系ダイカストベース基板を含む。 Preferred is the black plated substrate of the present invention, wherein the metal base substrate is an iron-containing metal base substrate, preferably an iron-based substrate, most preferably a cast iron-based substrate. Preferably, the iron-containing metal base substrate includes a brass base substrate and/or a zinc-based die cast base substrate.
好ましいのは、非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板が、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン-ポリカーボネート(ABS-PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PU)、ポリエポキシド(PE)、ポリアクリレート、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルケトン(PEK)、それらの混合物、及び/又はそれらの複合体;好ましくは、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン-ポリカーボネート(ABS-PC)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PU)、ポリエポキシド(PE)、ポリアクリレート、それらの混合物、及び/又はそれらの複合体を含む、本発明の黒色めっき基板である。このようなプラスチックベース基板は、典型的に、自動車部品等の装飾用途、特にABS及びABS-PCに使用される。 Preferably, the non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate, is made of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylonitrile-butadiene-styrene-polycarbonate (ABS-PC), polypropylene (PP), polyamide (PA), polyurethane ( PU), polyepoxide (PE), polyacrylate, polyetherimide (PEI), polyetherketone (PEK), mixtures thereof, and/or composites thereof; preferably acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylonitrile - The black plated substrate of the present invention, comprising butadiene styrene-polycarbonate (ABS-PC), polyamide (PA), polyurethane (PU), polyepoxide (PE), polyacrylate, mixtures thereof, and/or composites thereof It is. Such plastic-based substrates are typically used for decorative applications such as automotive parts, especially ABS and ABS-PC.
本発明の黒色めっき基板は、ベース基板上に析出させた層スタックを更に含む。層スタックは、
(a)ベース基板上に形成された1つ以上の中間めっき層
を含む。
The black plated substrate of the present invention further includes a layer stack deposited on the base substrate. The layer stack is
(a) includes one or more intermediate plating layers formed on a base substrate.
好ましいのは、1つ以上の中間めっき層が、ニッケル層、ニッケル合金層、銅層、及び銅合金層からなる群から選択される1つ以上を含む、本発明の黒色めっき基板である。好ましくは、これらは順次的であり、一続きの中間めっき層を形成し、隣接している。 Preferred is the black plated substrate of the present invention, in which the one or more intermediate plated layers include one or more selected from the group consisting of a nickel layer, a nickel alloy layer, a copper layer, and a copper alloy layer. Preferably they are sequential, forming a series of intermediate plating layers, and are adjacent.
より好ましくは、層スタックは、2つ以上の中間めっき層を含み、最も好ましくは、銅及び/又は銅合金を含む少なくとも1つの中間層と、更にニッケル及び/又はニッケル合金を含む少なくとも1つの中間層とを含む。 More preferably, the layer stack comprises two or more intermediate plated layers, most preferably at least one intermediate layer comprising copper and/or copper alloys and further comprising at least one intermediate layer comprising nickel and/or nickel alloys. layer.
したがって、好ましいのは、順次的に互いの後に続く1つ以上の中間めっき層を含む層スタックである。 Preference is therefore given to layer stacks comprising one or more intermediate plating layers following one another in sequence.
本発明の文脈において、用語「めっき」は、外部電気源を利用する析出及び外部電気源を利用しない析出を表す。したがって、好ましくは、電気めっきだけでなく、無電解めっき、例えば還元剤の助けを借りた無電解めっきも含む。 In the context of the present invention, the term "plating" refers to deposition with and without the aid of an external electrical source. Therefore, it preferably includes not only electroplating, but also electroless plating, for example with the aid of reducing agents.
好ましいのは、ベース基板上に形成される1つ以上の中間めっき層が、少なくとも1つの微孔質ニッケルめっき層(MPSニッケルめっき層とも呼ばれることがある)を含む、本発明の黒色めっき基板である。好ましくは、このような層は非導電性の微小粒子を含む。この条件は、最も好ましくは、ベース基板が非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板である場合に適用される。好ましくは、この中間めっき層は、存在する場合、黒色クロムめっき層に隣接する。 Preferably, the one or more intermediate plating layers formed on the base substrate include at least one microporous nickel plating layer (sometimes referred to as MPS nickel plating layer). be. Preferably, such a layer comprises electrically non-conductive microparticles. This condition most preferably applies when the base substrate is a non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate. Preferably, this intermediate plating layer, if present, is adjacent to the black chrome plating layer.
好ましいのは、ベース基板上に形成される1つ以上の中間めっき層が、少なくとも1つの光沢ニッケルめっき層又は少なくとも1つのサテンニッケルめっき層を含む、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、ベース基板が、非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板である場合に適用される。 Preferred are black plated substrates of the present invention in which the one or more intermediate plated layers formed on the base substrate include at least one bright nickel plated layer or at least one satin nickel plated layer. This condition most preferably applies when the base substrate is a non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate.
好ましいのは、ベース基板上に形成される1つ以上の中間めっき層が、少なくとも1つの半光沢ニッケルめっき層を含む、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、ベース基板が、非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板である場合に適用される。より好ましいのは、前記半光沢ニッケルめっき層が、前記光沢ニッケルめっき層又はサテンニッケルめっき層に追加して存在する、本発明の黒色めっき基板である。 Preferred are black plated substrates of the present invention in which the one or more intermediate plating layers formed on the base substrate include at least one semi-bright nickel plating layer. This condition most preferably applies when the base substrate is a non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate. More preferred is the black plated substrate of the present invention, in which the semi-bright nickel plating layer is present in addition to the bright nickel plating layer or the satin nickel plating layer.
好ましいのは、ベース基板上に形成される1つ以上の中間めっき層が、少なくとも1つのニッケル合金めっき層を含み、好ましくはベース基板に隣接する(すなわち、直接接触する)、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、ベース基板が、非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板である場合に適用される。 Preferably, the one or more intermediate plating layers formed on the base substrate include at least one nickel alloy plating layer, preferably adjacent to (i.e. in direct contact with) the base substrate. It is a board. This condition most preferably applies when the base substrate is a non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate.
好ましいのは、ベース基板上に形成される1つ以上の中間めっき層が、少なくとも1つの銅めっき層を含み、好ましくは、前述の少なくとも1つのニッケル合金めっき層に隣接する(すなわち、直接接触する)、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、ベース基板が、非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板である場合に適用される。 Preferably, the one or more intermediate plating layers formed on the base substrate include at least one copper plating layer, preferably adjacent to (i.e. in direct contact with) the aforementioned at least one nickel alloy plating layer. ), which is a black plated substrate of the present invention. This condition most preferably applies when the base substrate is a non-metallic base substrate, preferably a plastic base substrate.
非常に好ましいのは、
- 非金属ベース基板、好ましくはプラスチックベース基板、最も好ましくは、好ましいと前述したプラスチックベース基板と;
- 前記非金属ベース基板上(又は好ましいと規定した前述の好ましいベース基板上)に析出させた層スタックであって、前記非金属ベース基板から出発して、
- 任意選択で、ニッケル又はニッケル合金めっき層、好ましくは無電解ニッケル合金めっき層と;
- 銅めっき層、好ましくは電解銅めっき層と;
- 任意選択で、半光沢ニッケルめっき層と;
- 光沢ニッケルめっき層又はサテンニッケル層と;
- 任意選択で、微孔質ニッケルめっき層と;
- 本発明全体を通じて定義される黒色クロムめっき層と;
- 任意選択で、不動態化層及び/又は防指紋層と
を順次的に含む、層スタックと
を含む、本発明の黒色めっき基板である。
It is highly preferred that
- a non-metallic based substrate, preferably a plastic based substrate, most preferably a plastic based substrate as mentioned above as preferred;
- a layer stack deposited on said non-metallic base substrate (or on said preferred base substrate specified as preferred), starting from said non-metallic base substrate, comprising:
- optionally with a nickel or nickel alloy plating layer, preferably an electroless nickel alloy plating layer;
- a copper plating layer, preferably an electrolytic copper plating layer;
- optionally with a semi-bright nickel plating layer;
- with a bright nickel plating layer or a satin nickel layer;
- optionally with a microporous nickel plating layer;
- a black chrome plating layer as defined throughout the invention;
- a black plated substrate of the invention, comprising a layer stack, optionally sequentially comprising a passivation layer and/or an anti-fingerprint layer.
好ましくは、言及した個々の層に関する特徴及び好ましい特徴は、本発明のこの非常に好ましい黒色めっき基板における個々の層にも同様に適用される。更に、層スタックにおける追加の層、例えばパラジウムを含む活性化層は除外されず、1つ以上の中間めっき層の1つでもあり得る。 Preferably, the features and preferred features relating to the individual layers mentioned apply equally to the individual layers in this highly preferred black plated substrate of the invention. Furthermore, additional layers in the layer stack, for example an activation layer containing palladium, are not excluded and may also be one of the one or more intermediate plated layers.
好ましくは、黒色クロムめっき層(化成層を含む)又は不動態化層(存在し、黒色クロムめっき層の上に析出している場合)は、層スタックの最外層である。 Preferably, the black chrome plating layer (including conversion layer) or the passivation layer (if present and deposited over the black chrome plating layer) is the outermost layer of the layer stack.
好ましくは、任意選択の不動態化層は、三価クロムホスフェート及び/又は(好ましくは又は)マンガン種を含む。最も好ましくは、任意選択の不動態化層は、とりわけ黒色クロムめっき層のL*、a*、及びb*値に関して、黒色クロムめっき層の光学的外観に大きな影響を与えない。 Preferably, the optional passivation layer comprises trivalent chromium phosphate and/or (preferably or) manganese species. Most preferably, the optional passivation layer does not significantly affect the optical appearance of the black chrome plated layer, particularly with respect to the L * , a * , and b * values of the black chrome plated layer.
層スタックは、1つ以上の中間めっき層上に形成された黒色クロムめっき層を更に含む。一般に、黒色クロムめっき層が最外層の中間めっき層に隣接している、本発明の黒めっき基板が好ましい。黒色クロムめっき層は、好ましくは電解黒色クロムめっき層である。 The layer stack further includes a black chrome plating layer formed on the one or more intermediate plating layers. Generally, black plated substrates of the present invention are preferred, where the black chrome plated layer is adjacent to the outermost intermediate plated layer. The black chromium plating layer is preferably an electrolytic black chromium plating layer.
本発明の文脈において、クロムめっき層は黒色である。この黒色は、好ましくは濃く暗い黒色として光学的に知覚される。最も好ましくは、黒色めっき基板全体がこのように知覚される。 In the context of the present invention, the chrome plating layer is black. This black color is preferably optically perceived as a deep, dark black. Most preferably, the entire black plated substrate is perceived this way.
最も好ましいのは、黒色クロムめっき層が三価クロム電解浴から得られる、本発明の黒めっき基板である。このことは、黒色クロムめっき層中のクロムの供給源が、三価状態のクロムであり、六価クロムからのものではないことを意味する。 Most preferred are the black plated substrates of the present invention, in which the black chromium plated layer is obtained from a trivalent chromium electrolytic bath. This means that the source of chromium in the black chromium plating layer is chromium in the trivalent state and not from hexavalent chromium.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、53以下、好ましくは51以下、より好ましくは50以下、更により好ましくは49以下、また更により好ましくは47以下、最も好ましくは45以下、また更に最も好ましくは43以下のL*値を有する、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは黒色めっき基板全体に同様に適用される。 Preferably, the black chromium plating layer is 53 or less, preferably 51 or less, more preferably 50 or less, even more preferably 49 or less, even more preferably 47 or less, most preferably 45 or less, and even more preferably The black plated substrate of the present invention has an L * value of 43 or less. This condition is most preferably applied equally to the entire black plated substrate.
より好ましくは、黒色クロムめっき層のL*値が、30~55、好ましくは32~53、より好ましくは34~51、更により好ましくは36~49、最も好ましくは38~47、更に最も好ましくは40~45の範囲である、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、黒色めっき基板全体に同様に適用される。 More preferably, the L * value of the black chrome plating layer is 30 to 55, preferably 32 to 53, more preferably 34 to 51, even more preferably 36 to 49, most preferably 38 to 47, even more preferably The black plated substrate of the present invention is in the range of 40 to 45. This condition most preferably applies equally to the entire black plated substrate.
より好ましいのは、黄色がかった、茶色がかった、青みがかった等の他の色の光学的知覚が減少した、又は全くない、濃く暗い黒色の光学的知覚である。このことは、濃く暗い黒色の光学的知覚は、最も好ましくは、無彩度の暗い黒色の光学的知覚であることを意味する。 More preferred is an optical perception of deep, dark black with reduced or no optical perception of other colors such as yellowish, brownish, bluish, etc. This means that the optical perception of a deep dark black is most preferably a saturated dark black optical perception.
したがって、好ましいのは、黒色クロムめっき層が、L*a*b表色系に従って、+7以下、+6以下、より好ましくは+5以下、更により好ましくは+4以下、最も好ましくは+3以下のb*値を有する、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、黒色めっき基板全体に同様に適用される。 Therefore, it is preferable that the black chrome plating layer has a b* value of +7 or less, +6 or less, more preferably +5 or less, even more preferably +4 or less, and most preferably +3 or less according to the L * a * b color system. It is a black plated substrate of the present invention having: This condition most preferably applies equally to the entire black plated substrate.
より好ましいのは、黒色クロムめっき層のb*値が、-6~+6、好ましくは-5~+5、より好ましくは-4~+4、更により好ましくは-3~+3、最も好ましくは-2~+2、更に最も好ましくは-1~+1の範囲である、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、黒色めっき基板全体に同様に適用される。 More preferably, the b * value of the black chromium plating layer is -6 to +6, preferably -5 to +5, more preferably -4 to +4, even more preferably -3 to +3, and most preferably -2 to +4. +2, more preferably in the range of -1 to +1, the black plated substrate of the present invention. This condition most preferably applies equally to the entire black plated substrate.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、L*a*b表色系に従って、+5以下、+4以下、より好ましくは+3以下、更により好ましくは+2以下、最も好ましくは+1以下のa*値を有する、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、黒色めっき基板全体に同様に適用される。 Preferably, the black chrome plating layer has an a* value of +5 or less, +4 or less, more preferably +3 or less, even more preferably +2 or less, and most preferably +1 or less according to the L * a * b color system. , a black plated substrate of the present invention. This condition most preferably applies equally to the entire black plated substrate.
より好ましいのは、黒色クロムめっき層のa*値が、-5~+5、好ましくは-4~+4、より好ましくは-3~+3、最も好ましくは-2~+2、更に最も好ましくは-1~+1の範囲である、本発明の黒色めっき基板である。この条件は、最も好ましくは、黒色めっき基板全体に同様に適用される。 More preferably, the a * value of the black chrome plating layer is -5 to +5, preferably -4 to +4, more preferably -3 to +3, most preferably -2 to +2, and even more preferably -1 to +3. The black plated substrate of the present invention has a range of +1. This condition most preferably applies equally to the entire black plated substrate.
黒色クロムめっき層は、典型的にクロムを含み、好ましくは主に金属状態である。 The black chrome plating layer typically contains chromium and is preferably in a predominantly metallic state.
したがって、好ましいのは、黒色クロムめっき層が、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、20at%~70at%、好ましくは25at%~63at%、より好ましくは29at%~56at%、更により好ましくは33at%~51at%、最も好ましくは35at%~47at%、更に最も好ましくは38at%~43at%の範囲の総量のクロムを含む、本発明の黒色めっき基板である。 Therefore, it is preferable that the black chromium plating layer contains 20 at% to 70 at%, preferably 25 at% to 63 at%, more preferably 29 at% to 56 at%, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the chemical conversion layer. %, even more preferably from 33 at% to 51 at%, most preferably from 35 at% to 47 at%, even most preferably from 38 at% to 43 at%.
上述したように、黒色クロムめっき層中のクロムの供給源は、好ましくは三価状態のクロムである。この操作には、典型的に、個々の三価クロムイオンを錯体化するために、個々の電解浴中で錯化剤を利用することが含まれる。典型的に、六価クロム源とは対照的に、上記の操作により、六価クロム源に由来するクロムめっき層と比較して、一定の炭素含有量が黒色クロムめっき層にもたらされる。 As mentioned above, the source of chromium in the black chromium plating layer is preferably chromium in the trivalent state. This operation typically involves utilizing complexing agents in individual electrolytic baths to complex individual trivalent chromium ions. Typically, in contrast to a hexavalent chromium source, the above operations provide a constant carbon content in the black chromium plating layer compared to a chromium plating layer derived from a hexavalent chromium source.
したがって、好ましいのは、黒色クロムめっき層が、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、5at%~40at%、好ましくは6at%~33at%、より好ましくは7at%~28at%、更により好ましくは8at%~24at%、最も好ましくは9at%~20at%、更に最も好ましくは10at%~16at%の範囲の総量の炭素を含む、本発明の黒色めっき基板である。 Therefore, it is preferable that the black chromium plating layer contains 5 at% to 40 at%, preferably 6 at% to 33 at%, more preferably 7 at% to 28 at%, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the chemical conversion layer. %, even more preferably from 8 at% to 24 at%, most preferably from 9 at% to 20 at%, even most preferably from 10 at% to 16 at%.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、12at%~40at%、好ましくは14at%~38at%、より好ましくは16at%~36at%、更により好ましくは18at%~34at%、最も好ましくは20at%~31at%、更に最も好ましくは22at%~28at%の範囲の総量の酸素を含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the black chromium plating layer is 12 at% to 40 at%, preferably 14 at% to 38 at%, more preferably 16 at% to 36 at%, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the chemical conversion layer. Even more preferably the black plated substrate of the present invention comprises a total amount of oxygen in the range of 18 at% to 34 at%, most preferably 20 at% to 31 at%, even most preferably 22 at% to 28 at%.
黒色めっき基板、特に黒色クロムめっき層を得るために、好ましくは、黒色クロムめっき層を析出させるための個々の電解浴に黒化剤が典型的に利用される。場合によっては、有機及び/又は無機黒化剤が好ましい。非常に好ましい無機黒化剤は、鉄含有化合物、好ましくは鉄イオン、最も好ましくは鉄(II)イオン、コバルト含有化合物、好ましくはコバルトイオン、最も好ましくはコバルト(II)イオン、チオシアン酸、及び/又はそれらの塩を含む。好ましい有機黒化化合物は、メチオニン及び/又はその塩を含む。好ましくは、無機黒化剤、最も好ましくは前記鉄含有化合物及びコバルト含有化合物が、黒色クロムめっき層に組み込まれる。 To obtain a black plated substrate, particularly a black chrome plated layer, preferably a blackening agent is typically utilized in the respective electrolytic bath for depositing the black chrome plated layer. In some cases organic and/or inorganic blackening agents are preferred. Highly preferred inorganic blackening agents are iron-containing compounds, preferably iron ions, most preferably iron(II) ions, cobalt-containing compounds, preferably cobalt ions, most preferably cobalt(II) ions, thiocyanate, and/or or their salts. Preferred organic blackening compounds include methionine and/or its salts. Preferably, an inorganic blackening agent, most preferably said iron-containing compound and cobalt-containing compound, is incorporated into the black chrome plating layer.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、好ましくは、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、5at%~23at%、好ましくは6at%~21at%、より好ましくは7at%~19at%、更により好ましくは8at%~17at%、最も好ましくは9at%~15at%、更に最も好ましくは10at%~13at%の範囲の総量の鉄を含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the black chromium plating layer preferably has a content of 5 at% to 23 at%, preferably 6 at% to 21 at%, more preferably 7 at% to The black plated substrate of the present invention comprises a total amount of iron in the range of 19 at%, even more preferably 8 at% to 17 at%, most preferably 9 at% to 15 at%, even most preferably 10 at% to 13 at%.
好ましいのは、前記鉄に対して代替的に又は追加的に(好ましくは代替的に)、黒色クロムめっき層が、好ましくは、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量に基づいて、5at%~23at%、好ましくは6at%~21at%、より好ましくは7at%~19at%、更により好ましくは8at%~17at%、最も好ましくは9at%~15at%、更に最も好ましくは10at%~13at%の範囲の総量でコバルトを含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, alternatively or additionally (preferably alternatively) to the iron, the black chromium plating layer preferably comprises, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the conversion layer, 5 at% to 23 at%, preferably 6 at% to 21 at%, more preferably 7 at% to 19 at%, even more preferably 8 at% to 17 at%, most preferably 9 at% to 15 at%, even most preferably 10 at% to 13 at%. The black plated substrate of the present invention comprises cobalt in a total amount in the range of %.
有機黒化剤は、典型的に、硫黄原子によって黒色クロムめっき層に組み込まれる。したがって、好ましいのは、黒色クロムめっき層が、好ましくは、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、0.1at%~10at%、好ましくは0.3at%~9at%、より好ましくは0.5at%~8at%、更により好ましくは0.7at%~7at%、最も好ましくは1at%~6at%、更に最も好ましくは1.3at%~5at%の範囲の総量の硫黄を含む、本発明の黒色めっき基板である。 Organic blackening agents are typically incorporated into the black chromium plating layer via sulfur atoms. Therefore, it is preferable that the black chromium plating layer is preferably 0.1 at% to 10 at%, preferably 0.3 at% to 9 at%, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the chemical conversion layer. More preferably a total amount of sulfur ranging from 0.5 at% to 8 at%, even more preferably from 0.7 at% to 7 at%, most preferably from 1 at% to 6 at%, even most preferably from 1.3 at% to 5 at%. The black plated substrate of the present invention includes:
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、好ましくは、化成層を含む黒色クロムめっき層中の原子の総量を基準として、0.1at%~10at%、好ましくは0.5at%~9at%、より好ましくは1at%~8at%、更により好ましくは1.5at%~7at%、最も好ましくは2at%~6at%、更に最も好ましくは2.5at%~5at%の範囲の総量の窒素を含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the black chromium plating layer is preferably from 0.1 at% to 10 at%, preferably from 0.5 at% to 9 at%, more preferably from 0.5 at% to 9 at%, based on the total amount of atoms in the black chromium plating layer including the chemical conversion layer. contains a total amount of nitrogen ranging from 1 at% to 8 at%, even more preferably from 1.5 at% to 7 at%, most preferably from 2 at% to 6 at%, even most preferably from 2.5 at% to 5 at%. This is a black plated board.
黒色クロムめっき層は、その表面に化成層を含む。本発明の文脈では、化成層は少なくとも30nmの深さ(又は厚さ)を有する。この深さ(又は厚さ)は、黒色めっき基板の比較的長い光学的寿命を維持するために、それぞれ最小の所望の耐摩耗性及び耐研磨性を実現するために有用な最小の深さ(又は厚さ)であると考えられる。 The black chrome plating layer includes a chemical conversion layer on its surface. In the context of the present invention, the conversion layer has a depth (or thickness) of at least 30 nm. This depth (or thickness) is the minimum depth (or thickness) useful to achieve the minimum desired abrasion and abrasion resistance, respectively, to maintain a relatively long optical life of the black plated substrate. or thickness).
好ましいのは、化成層が、32nm以上、好ましくは35nm以上、より好ましくは38nm以上、更により好ましくは41nm以上、また更により好ましくは44nm以上、最も好ましくは48nm以上、更に最も好ましくは51nm以上の深さを有する、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the chemical conversion layer has a thickness of at least 32 nm, preferably at least 35 nm, more preferably at least 38 nm, even more preferably at least 41 nm, even more preferably at least 44 nm, most preferably at least 48 nm, even more preferably at least 51 nm. 1 is a black plated substrate of the present invention having a depth.
好ましいのは、化成層が、90nm以下、好ましくは80nm以下、より好ましくは70nm以下、更により好ましくは66nm以下、また更により好ましくは62nm以下、最も好ましくは60nm以下の最大深さを有する、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the conversion layer has a maximum depth of 90 nm or less, preferably 80 nm or less, more preferably 70 nm or less, even more preferably 66 nm or less, and even more preferably 62 nm or less, most preferably 60 nm or less. This is a black plated substrate of the invention.
より好ましいのは、化成層が、30nm~90nm、好ましくは32nm~85nm、より好ましくは35nm~80nm、更により好ましくは38nm~70nm、また更により好ましくは41nm~66nm、最も好ましくは44nm~62nm、更に最も好ましくは48nm~60nmの範囲の深さを有する、本発明の黒色めっき基板である。 More preferably, the chemical layer has a thickness of 30nm to 90nm, preferably 32nm to 85nm, more preferably 35nm to 80nm, even more preferably 38nm to 70nm, and even more preferably 41nm to 66nm, most preferably 44nm to 62nm, More preferably, the black plated substrate of the present invention has a depth in the range of 48 nm to 60 nm.
黒色めっき基板において、化成層を除く黒色クロムめっき層は、好ましくは、化成層の深さ(又は厚さ)よりも高い厚さを有する。好ましくは、化成層を除く黒色クロムめっき層は、化成層の厚さの少なくとも2倍、好ましくは少なくとも3倍、より好ましくは少なくとも4~5倍、更により好ましくは少なくとも6~7倍、最も好ましくは少なくとも8~9倍、更に最も好ましくは少なくとも10倍である。 In the black plated substrate, the black chromium plating layer excluding the chemical conversion layer preferably has a thickness higher than the depth (or thickness) of the chemical conversion layer. Preferably, the black chrome plating layer excluding the conversion layer is at least twice the thickness of the conversion layer, preferably at least 3 times, more preferably at least 4 to 5 times, even more preferably at least 6 to 7 times, most preferably is at least 8-9 times, more preferably at least 10 times.
好ましくは、化成層の深さ又は厚さは、B.R.Strohmeier、Surface and Interface Analysis、15巻、51~56頁、(1990)に従って決定される。 Preferably, the depth or thickness of the conversion layer is B. R. Strohmeier, Surface and Interface Analysis, Vol. 15, pp. 51-56, (1990).
好ましいのは、前記黒色クロムめっき層が、130nm以上、好ましくは160nm以上、より好ましくは190nm以上、更により好ましくは220nm以上、また更により好ましくは250nm以上、最も好ましくは275nm以上、更に最も好ましくは300nm以上の、前記化成層を含めた総厚さを有する、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the black chromium plating layer has a thickness of 130 nm or more, preferably 160 nm or more, more preferably 190 nm or more, even more preferably 220 nm or more, even more preferably 250 nm or more, most preferably 275 nm or more, and even more preferably The black plated substrate of the present invention has a total thickness including the chemical conversion layer of 300 nm or more.
より好ましいのは、黒色クロムめっき層が、100nm~1000nm、好ましくは130nm~900nm、より好ましくは160nm~800nm、更により好ましくは190nm~700nm、また更により好ましくは220nm~600nm、最も好ましくは250nm~500nm、更に最も好ましくは275nm~400nmの範囲の総厚さを有する、本発明の黒色めっき基板である。このような総厚さは、典型的には、それぞれの黒色めっき基板が定期的に触れられ、及び/又は時々拭き取りによって清掃されたとしても、個々の黒色めっき基板の典型的な寿命にわたって優れた色安定性を実現する。 More preferably, the black chromium plating layer has a thickness of 100 nm to 1000 nm, preferably 130 nm to 900 nm, more preferably 160 nm to 800 nm, even more preferably 190 nm to 700 nm, and even more preferably 220 nm to 600 nm, most preferably 250 nm to The black plated substrate of the present invention has a total thickness of 500 nm, more preferably in the range of 275 nm to 400 nm. Such total thickness typically lasts well over the typical lifespan of an individual black plated substrate, even if the respective black plated substrate is regularly touched and/or occasionally cleaned by wiping. Achieve color stability.
更に、本発明の文脈では、化成層中に金属クロムを全く含まないか、又はごく少量しか含まないことが望まれる。化成層の深さは、化成層中の金属クロム量と相関することが示されており、金属クロム量を減らすと深さが増すようである。理論に束縛されることは望まないが、これは特定の量の特定の黒化剤の組み合わせの結果であると思われる(実施例を参照)。 Furthermore, in the context of the present invention, it is desired to contain no or only small amounts of metallic chromium in the conversion layer. The depth of the conversion layer has been shown to be correlated with the amount of metallic chromium in the conversion layer, and decreasing the amount of metallic chromium appears to increase the depth. Without wishing to be bound by theory, it is believed that this is a result of the combination of specific blackening agents in specific amounts (see Examples).
好ましいのは、化成層が、化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として、金属クロムを含まないか、又は最大でも1.7at%までの金属クロムしか含まず;好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも1.5at%までの金属クロムしか含まず;より好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも1.2at%までの金属クロムしか含まず、更により好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも1at%までの金属クロムしか含まず、また更により好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも0.8at%までの金属クロムしか含まず、最も好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも0.5at%までの金属クロムしか含まず、また最も好ましくは、金属クロムを含まないか、又は最大でも0.3at%までの金属クロムしか含まない、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the conversion layer is free of metallic chromium or contains only up to 1.7 at% metallic chromium, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer; or contains at most 1.5 at% chromium metal; more preferably no chromium metal or at most 1.2 at% chromium metal; even more preferably , contains no metallic chromium or contains only up to 1 at % metallic chromium, and even more preferably contains no metallic chromium or contains only up to 0.8 at % metallic chromium, most preferably Preferably, it is free of metallic chromium or contains only up to 0.5 at% metallic chromium, and most preferably it is free of metallic chromium or contains only up to 0.3 at% metallic chromium. This is the black plated substrate of the present invention.
最小量の金属クロム(又は金属クロムなし)の他に、化成層は更に、水酸化クロム及び酸化クロムを含む。最も好ましくは、クロムは、最大2at%(0at%を含む)までの金属クロム、水酸化クロム及び酸化クロムの形態でのみ存在する。したがって、より好ましくは、化成層は、化成層中のクロム種を基準として、上記のクロムから構成される。 Besides a minimal amount of metallic chromium (or no metallic chromium), the conversion layer also contains chromium hydroxide and chromium oxide. Most preferably, chromium is present only in the form of metallic chromium, chromium hydroxide and chromium oxide up to a maximum of 2 at% (including 0 at%). Therefore, more preferably, the conversion layer is composed of the above-described chromium based on the chromium species in the conversion layer.
好ましいのは、化成層が、好ましくは、化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として、40at%~75at%、好ましくは46at%~70at%、より好ましくは50at%~66at%、最も好ましくは54at%~62at%の範囲の総量で、水酸化クロムの形態のクロムを含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the conversion layer preferably contains from 40 at% to 75 at%, preferably from 46 at% to 70 at%, more preferably from 50 at% to 66 at%, most preferably from 40 at% to 75 at%, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer. The black plated substrate of the present invention preferably comprises chromium in the form of chromium hydroxide in a total amount ranging from 54 at% to 62 at%.
好ましいのは、化成層が、好ましくは、化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として、25at%~55at%、好ましくは29at%~51at%、より好ましくは32at%~48at%、最も好ましくは35at%~45at%の範囲の総量で、酸化クロムの形態のクロムを含む、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, the conversion layer preferably contains from 25 at% to 55 at%, preferably from 29 at% to 51 at%, more preferably from 32 at% to 48 at%, most preferably from 32 at% to 48 at%, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer. The black plated substrate of the present invention preferably comprises chromium in the form of chromium oxide in a total amount in the range of 35 at% to 45 at%.
より好ましくは、化成層は、酸化クロム及び水酸化クロムを含み、水酸化クロムは酸化クロムよりも総量が多い。この点も、本発明による黒色めっき基板の非常に好ましい特徴であることが、独自の実験により示されている(下記の実施例を参照)。 More preferably, the conversion layer includes chromium oxide and chromium hydroxide, with the total amount of chromium hydroxide being greater than the chromium oxide. This point has also been shown by independent experiments to be a highly desirable feature of the black plated substrate according to the invention (see Examples below).
好ましいのは、化成層では、元素酸素に対する元素クロムの原子比が1未満であり、及び/又は、好ましくは及び、化成層を含まない黒色クロムめっき層では、元素酸素に対する元素クロムの原子比が1より大きい、本発明の黒色めっき基板である。 Preferably, in the chemical conversion layer, the atomic ratio of elemental chromium to elemental oxygen is less than 1, and/or preferably and in the black chromium plating layer, which does not include a chemical conversion layer, the atomic ratio of elemental chromium to elemental oxygen is less than 1. The black plated substrate of the present invention is larger than 1.
場合によっては、黒色クロムめっき層が、粒子、好ましくはナノ粒子を含む、本発明の黒色めっき基板が好ましい。好ましい粒子は、ケイ素、アルミニウム及び炭素からなる群から選択される1つ以上の化学元素、好ましくはケイ素及びアルミニウム、最も好ましくはアルミニウムを含む。 In some cases, black plated substrates of the present invention are preferred, in which the black chrome plated layer comprises particles, preferably nanoparticles. Preferred particles contain one or more chemical elements selected from the group consisting of silicon, aluminum and carbon, preferably silicon and aluminum, most preferably aluminum.
好ましくは、粒子は、1000nm未満、好ましくは500nm未満の粒径を有し、より好ましくは、粒子の少なくとも90%が500nm未満の粒径を有し、最も好ましくは、粒子の少なくとも90%が150nm未満の粒径を有する。 Preferably the particles have a particle size of less than 1000 nm, preferably less than 500 nm, more preferably at least 90% of the particles have a particle size of less than 500 nm, most preferably at least 90% of the particles have a particle size of less than 150 nm. with a particle size less than or equal to
好ましくは、粒子は、体積基準で100nm以下、好ましくは80nm以下、より好ましくは60nm以下、更により好ましくは50nm以下、最も好ましくは40nm以下、非常に最も好ましくは30nm以下、更に最も好ましくは25nm以下の平均粒径D50を有する。 Preferably, the particles are 100 nm or less, preferably 80 nm or less, more preferably 60 nm or less, even more preferably 50 nm or less, most preferably 40 nm or less, very most preferably 30 nm or less, even most preferably 25 nm or less on a volume basis. It has an average particle size D 50 of .
最も好ましくは、粒子は酸化アルミニウムを含み、好ましくは酸化アルミニウム粒子である。 Most preferably the particles include aluminum oxide, preferably aluminum oxide particles.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、亜鉛を実質的に含まない、好ましくは亜鉛を含まない、本発明の黒色めっき基板である。より好ましくは、層スタック全体が亜鉛を実質的に含まない、好ましくは含まない。 Preferred is the black plated substrate of the present invention in which the black chromium plated layer does not substantially contain zinc, preferably does not contain zinc. More preferably, the entire layer stack is substantially free of zinc, preferably free of zinc.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、フッ素を実質的に含まない、好ましくはフッ素を含まない、本発明の黒色めっき基板である。より好ましくは、層スタック全体がフッ素を実質的に含まない、好ましくは含まない。 Preferred is the black plated substrate of the present invention in which the black chromium plated layer does not substantially contain fluorine, preferably does not contain fluorine. More preferably, the entire layer stack is substantially free of fluorine, preferably free of fluorine.
好ましいのは、黒色クロムめっき層が、アルミニウムを実質的に含まない、好ましくは含まない、本発明の黒色めっき基板である。より好ましくは、層スタック全体がアルミニウムを実質的に含まない、好ましくは含まない。 Preferred is the black plated substrate of the present invention in which the black chromium plated layer does not substantially contain, preferably does not contain aluminum. More preferably, the entire layer stack is substantially free, preferably free of aluminum.
本発明の精神は、本明細書の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲を限定することなく、以下の実施例において更に説明される。 The spirit of the invention is further illustrated in the following examples, without limiting the scope of the invention, which is defined in the claims herein.
基板として、黒色クロムめっき層の析出前に以下のとおりに前処理したABSプラークを使用した: As a substrate, an ABS plaque was used, which was pretreated as follows before the deposition of the black chrome plating layer:
第1の工程において、ABSプラークをUniclean(登録商標)151(Atotech社の製品)で50℃にて5分間洗浄した。 In the first step, the ABS plaques were washed with Uniclean® 151 (a product of Atotech) for 5 minutes at 50°C.
第2の工程において、洗浄した基板を約70℃にて約10分間、クロム-硫酸エッチングに供した。以後の工程において、エッチングされた基板をコロイド状パラジウムの助けを借りて活性化した。 In the second step, the cleaned substrate was subjected to chromium-sulfuric acid etching at about 70° C. for about 10 minutes. In a subsequent step, the etched substrate was activated with the help of colloidal palladium.
第3の工程において、活性化された基板を無電解ニッケルめっき工程(10分、40℃)に供し、続いて10体積%の硫酸浸漬工程及び無電解銅めっき工程を実施した。 In the third step, the activated substrate was subjected to an electroless nickel plating step (10 minutes, 40° C.), followed by a 10 volume % sulfuric acid immersion step and an electroless copper plating step.
第4工程において、銅めっき基板を電解銅めっき工程(25℃、50分、4A/dm2)に更に供した。 In the fourth step, the copper-plated substrate was further subjected to an electrolytic copper plating step (25° C., 50 minutes, 4 A/dm 2 ).
第5の工程において、電解銅めっき基板を半光沢ニッケルめっき工程(55℃、15分、4A/dm2)に供し、続いて光沢ニッケルめっき工程(55℃、25分、4A/dm2)に供した。 In the fifth step, the electrolytic copper plated substrate is subjected to a semi-bright nickel plating process (55°C, 15 minutes, 4A/dm 2 ), followed by a bright nickel plating process (55°C, 25 minutes, 4A/dm 2 ). provided.
第6の工程において、光沢ニッケルめっき基板を微孔質ニッケル層めっき工程(55℃、4分、3A/dm2)に供した。 In the sixth step, the bright nickel-plated substrate was subjected to a microporous nickel layer plating step (55° C., 4 minutes, 3 A/dm 2 ).
第7の工程において、黒色クロムめっき層を浸漬するために、以下の水性の(すなわち、唯一の溶媒が水であった)三価クロム電解浴を使用した:
約20g/L~25g/LのCr3+イオン(塩基性硫酸クロムとして提供)、
約30g/L~45g/Lのギ酸、
約60g/Lのホウ酸、
Tbl1のチオシアン酸カリウム、
Tbl1のメチオニン、
約10g/Lの臭化アンモニウム、
約100g/Lの塩化アンモニウム、
約100g/Lの塩化カリウム、及び
約0.5g/LのFeSO4・7 H2O。
In the seventh step, the following aqueous (i.e., the only solvent was water) trivalent chromium electrolytic bath was used to immerse the black chromium plating layer:
approximately 20 g/L to 25 g/L Cr 3+ ions (provided as basic chromium sulfate);
Formic acid of about 30g/L to 45g/L,
Approximately 60g/L boric acid,
Tbl1 potassium thiocyanate,
methionine of Tbl1,
about 10 g/L ammonium bromide,
about 100 g/L ammonium chloride,
About 100 g/L potassium chloride and about 0.5 g/L FeSO 4.7 H 2 O.
電解浴は、少量(最大4g/L)のサッカリン及び5g/L~50g/LのS含有ジオールを更に含んでいた。 The electrolytic bath further contained small amounts (up to 4 g/L) of saccharin and 5 g/L to 50 g/L of S-containing diol.
pH値を3.2に調整した。 The pH value was adjusted to 3.2.
以後の工程において、電気めっきを約3分間実施し、約10A/dm2の電流密度を得た。個々の電解浴の温度は約35℃であった。空気撹拌により撹拌を行った。その結果、均一に分布した黒色クロムめっき層を析出した。 In subsequent steps, electroplating was performed for about 3 minutes to obtain a current density of about 10 A/dm 2 . The temperature of each electrolytic bath was approximately 35°C. Stirring was performed by air stirring. As a result, a uniformly distributed black chromium plating layer was deposited.
更に、黒色クロムめっき層でめっきした基板を、過マンガン酸塩を含む不動態化組成物に供した。 Additionally, the substrate plated with the black chrome plating layer was subjected to a passivating composition containing permanganate.
第8の工程において、基板をすすぎ工程において熱水(80℃)に10分間浸漬した。これは実施例E及びCE1に適用され、実施例CE2ではこのような浸漬は行わなかった。 In the eighth step, the substrate was immersed in hot water (80° C.) for 10 minutes in a rinsing step. This applied to Examples E and CE1; in Example CE2 no such immersion was performed.
その後、L*a*b*色空間システムによるL*a*b*値を決定した(Konica Minolta社製CM-700 D分光光度計;CIE標準照明器D65及び10°標準観測器)。分光光度計の較正は、白黒標準を用いて行った。 Thereafter, the L * a * b * value according to the L * a * b * color space system was determined (Konica Minolta CM-700 D spectrophotometer; CIE standard illuminator D65 and 10° standard observer). Calibration of the spectrophotometer was performed using black and white standards.
さらに、BESSYシンクロトロン(Berlin)で実施のHAXPES測定を実施した(光子エネルギー:6000eV;分析器:ScientaOmicron社製EW4000;ピーク分解能は、米国特許出願公開第2020/094526(A1)号、[0070]に概説されている通りとした)。結果を以下のTable 1(表1)に要約する。 Furthermore, HAXPES measurements were carried out at the BESSY synchrotron (Berlin) (photon energy: 6000 eV; analyzer: EW4000 manufactured by ScientaOmicron; peak resolution was determined by U.S. Patent Application Publication No. 2020/094526 (A1), [0070] (as outlined in ). The results are summarized in Table 1 below.
Table 1(表1)において、「E」は本発明による実施例を示し、「CE」は比較例を示す。 In Table 1, "E" indicates an example according to the present invention, and "CE" indicates a comparative example.
Table 1(表1)は、メチオニン及びチオシアン酸カリウムの全含有量が(Eの435mmol/LからCE2の251mmol/Lへ)減少すると、それに対応して化成層の層厚が(Eの55nmからCE2の25nmへ)減少することを示している。 Table 1 shows that as the total content of methionine and potassium thiocyanate decreases (from 435 mmol/L for E to 251 mmol/L for CE2), the layer thickness of the conversion layer correspondingly decreases (from 55 nm for E to 251 mmol/L for CE2). CE2 to 25 nm).
これとは対照的に、クロム金属の相対量が増加すると、化成層の層厚が減少する。 In contrast, as the relative amount of chromium metal increases, the layer thickness of the conversion layer decreases.
比較例CE2は、比較例CE1に行った80℃の熱水への浸漬を行わなかった。Table 1(表1)からわかるように、主にメチオニンとチオシアン酸カリウムの合計総量が、化成層の厚さに大きな影響を与えるようである。 Comparative Example CE2 did not undergo immersion in 80° C. hot water, which was done in Comparative Example CE1. As can be seen from Table 1, the total amount of methionine and potassium thiocyanate seems to have a large effect on the thickness of the conversion layer.
さらに、本発明による実施例Eのみが、酸化クロムよりも水酸化クロムの相対的総量が多いことを示している。 Furthermore, only Example E according to the invention shows a higher relative total amount of chromium hydroxide than chromium oxide.
結果として、上記の実施例は、特に高い化成層の厚さが、化成層中の著しく低いクロム金属量と相関することを示している。 As a result, the above examples show that a particularly high conversion layer thickness correlates with a significantly lower chromium metal content in the conversion layer.
さらなる試験において、集中的な洗浄に供された実施例Eの黒色クロムめっき層は、望ましくない摩耗に対してより長く保護され、したがって、比較例CE1及びCE2の黒色クロムめっき層の場合よりも暗色の安定性が良好であった。黒色クロムめっき層から化成層を少なくともほぼ除去した場合、化成層の下でより明るい黒色が現れることが観察された。 In further tests, the black chrome plating layer of Example E that was subjected to intensive cleaning was protected longer against unwanted abrasion and therefore had a darker color than in the case of the black chrome plating layers of Comparative Examples CE1 and CE2. The stability was good. It has been observed that when the conversion layer is at least substantially removed from the black chrome plating layer, a brighter black appears below the conversion layer.
Claims (15)
(a)ベース基板上に形成された1つ以上の中間めっき層と;
(b)1つ以上の中間めっき層上に形成された黒色クロムめっき層と;
を含み、
黒色クロムめっき層は、
L*a*b表色系に従い、L*値が55以下であり;
元素クロム、炭素、および酸素を含み;
その表面に、表面から1つ以上の中間めっき層に向かって測定した深さ30nm以上の化成層を含み;
前記化成層を含む総厚が100nm以上である;
黒色めっき基板において、
化成層は金属クロムを含まないか、又は化成層中の元素クロム及びクロム原子の総数を基準として最大でも2at%までの金属クロムしか含まないことを特徴とする、
黒色めっき基板。 A black plated substrate comprising a base substrate and a layer stack deposited thereon, the layer stack comprising:
(a) one or more intermediate plating layers formed on a base substrate;
(b) a black chrome plating layer formed on one or more intermediate plating layers;
including;
The black chrome plating layer is
According to the L * a * b color system, the L * value is 55 or less;
Contains the elements chromium, carbon, and oxygen;
The surface includes a chemical conversion layer with a depth of 30 nm or more measured from the surface toward one or more intermediate plating layers;
The total thickness including the chemical conversion layer is 100 nm or more;
On black plated substrate,
The conversion layer is characterized in that it does not contain metallic chromium or only contains at most 2 at % of metallic chromium, based on the total number of elemental chromium and chromium atoms in the conversion layer,
Black plated board.
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