JP2002309175A - Electrolyte for forming polymer film and method for forming polymer film using the same - Google Patents

Electrolyte for forming polymer film and method for forming polymer film using the same

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JP2002309175A
JP2002309175A JP2001113673A JP2001113673A JP2002309175A JP 2002309175 A JP2002309175 A JP 2002309175A JP 2001113673 A JP2001113673 A JP 2001113673A JP 2001113673 A JP2001113673 A JP 2001113673A JP 2002309175 A JP2002309175 A JP 2002309175A
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polymer film
metal
forming
electrolyte
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JP2001113673A
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Yuka Kawamura
夕佳 河村
Tetsuji Kawakami
哲司 川上
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for electrolytic polymerization relieved from problems concerning workability, safety and hygiene heretofore caused by use of an alkylamine, a volatile liquid having a specific smell. SOLUTION: The electrolyte for forming a polymer film comprises a reagent capable of forming a complex with a metal constituting a main component of an electrode, and a polymerizable monomer, and has a hydrogen ion concentration index in the passivity range of the metal constituting the main component of the electrode, where the reagent is selected from at least one of a dicarboxylate, an α-hydroxycarboxylate, an α-amino acid and a nitrogen- containing heterocyclic compound.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属コイル、金属
箔、金属板、金属製部品等の被膜に使用する電解液に関
する。特に、電解重合法による有機高分子皮膜で使用す
る電解液に関する。
The present invention relates to an electrolytic solution used for coating a metal coil, a metal foil, a metal plate, a metal part and the like. In particular, the present invention relates to an electrolytic solution used for an organic polymer film formed by an electrolytic polymerization method.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子被膜金属材料は、電気絶縁性、耐
食性等に代表される、高分子材料が有する優れた性質が
金属に付与されるため、導線、電子部品、外装用部材等
として、エレクトロニクス分野において広く使用されて
いる。金属を高分子皮膜で被膜する方法としては、高分
子溶液塗布あるいはディップにより金属材料の表面へ高
分子層を形成した後、焼付けや電子線または紫外線によ
る硬化反応を実施し、強度、耐熱性ならびに耐食性を付
与する方法が一般的である。
2. Description of the Related Art A polymer-coated metal material is provided with excellent properties of a polymer material, such as electrical insulation and corrosion resistance, to a metal. Widely used in the electronics field. As a method of coating a metal with a polymer film, after forming a polymer layer on the surface of the metal material by applying a polymer solution or dipping, baking or curing reaction by electron beam or ultraviolet light, strength, heat resistance and A method of imparting corrosion resistance is generally used.

【0003】一方、金属などの電気伝導性を有する基材
上に選択的にポリマ皮膜を形成する方法の一つとして、
電解重合が挙げられる。電解重合による導体上への絶縁
性高分子薄膜の形成方法としては、エレクトロキミカ
アクタ、第22巻、第451〜457頁、1977年や
ジャーナル オブ アプライド エレクトロケミスト
リ、第9巻、第483〜493頁、1979年に記載の
方法がある。
[0003] On the other hand, as one of methods for selectively forming a polymer film on an electrically conductive substrate such as a metal,
Electropolymerization is mentioned. As a method of forming an insulating polymer thin film on a conductor by electrolytic polymerization, there is electrochemica.
Acta, Vol. 22, pp. 451-457, 1977, and Journal of Applied Electrochemistry, Vol. 9, pp. 483-493, 1979.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】電解重合には、基材を
陽極として電解を実施し電極上にて酸化したモノマを重
合させる電解酸化重合と、その逆にあたる電解還元重合
が存在するが、現在までより広く実施されているのは前
者である。金属に対してこの電解酸化重合を実施する場
合、電解時に導体を陽極として高電位に保持した際に、
電解液の水素イオン濃度ならびに金属種によってはその
表面の不動態化により電解電流が停止し、結果として、
形成されたポリマ皮膜は非常に薄く、実用性がない場合
がある。
There are two types of electrolytic polymerization, electrolytic oxidative polymerization in which electrolysis is carried out using a base material as an anode and the oxidized monomer is polymerized on the electrode, and the reverse, electrolytic reduction polymerization. The former is more widely practiced. When performing this electrolytic oxidation polymerization on metal, when the conductor is held at a high potential as an anode during electrolysis,
Depending on the hydrogen ion concentration of the electrolyte and the metal species, the passivation of the surface stops the electrolytic current, and as a result,
The formed polymer film is very thin and may not be practical.

【0005】これらの課題を解決する方法として、4位
が非置換であり、かつ2、3、5、6位が置換あるいは
非置換であるフェノール誘導体と、アルキルアミンを含
有するアルカリ性水溶液を使用し、フェノール誘導体の
電解酸化重合を行うことにより、金属上に電解重合ポリ
マ皮膜を形成する方法が開示されている(特開2000
−104014)。この方法では、アルカリ性水溶液中
にて不動態化した金属表面に、遷移金属イオンに対して
高い親和性を示しアルキルアミンが作用することによ
り、電解電流の停止が防止され、電解酸化重合が長時間
にわたって進行していると考えられる。
As a method for solving these problems, a phenol derivative in which the 4-position is unsubstituted and the 2, 3, 5, and 6-positions are substituted or unsubstituted, and an alkaline aqueous solution containing an alkylamine are used. Discloses a method of forming an electropolymerized polymer film on a metal by performing an electrolytic oxidation polymerization of a phenol derivative (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2000).
-104014). In this method, a high affinity for transition metal ions is exerted on the metal surface passivated in an alkaline aqueous solution, and the alkylamine acts on the surface, thereby preventing the termination of the electrolytic current and allowing the electrolytic oxidation polymerization to proceed for a long time. It is thought that it is progressing over.

【0006】しかし、上記方法では、溶解性の観点か
ら、特有の臭気を有する揮発性液体である低分子量のア
ルキルアミンを使用するため、作業性ならびに安全衛生
上の観点から取扱いに注意を要した。
However, in the above-mentioned method, since a low molecular weight alkylamine, which is a volatile liquid having a peculiar odor, is used from the viewpoint of solubility, care must be taken from the viewpoint of workability and safety and health. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、電極の主成
分を構成する金属に対して錯体形成能を有しかつ取り扱
いが容易な、電解重合に使用する化合物として、ジカル
ボン酸塩、α−ヒドロキシカルボン酸塩、α−アミノ
酸、または含窒素複素環化合物のうちの少なくとも1つ
から選択される化合物を使用した、ポリマ被膜形成用電
解液と、それを用いるポリマ被膜形成方法を提供する。
According to the present invention, dicarboxylates, α-carboxylates, etc. are used as compounds used in electrolytic polymerization, which have a complex forming ability with respect to the metal constituting the main component of the electrode and are easy to handle. Provided are an electrolyte for forming a polymer film using a compound selected from at least one of a hydroxycarboxylate, an α-amino acid and a nitrogen-containing heterocyclic compound, and a method for forming a polymer film using the same.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)まず、電極の主
成分を構成する金属に対して錯体形成能を有する薬剤と
重合性モノマとを含み、金属の不動態領域内の水素イオ
ン濃度指数を有する、ポリマ被膜形成用電解液について
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) First, a hydrogen ion concentration in a passive region of a metal containing a drug capable of forming a complex with a metal constituting a main component of an electrode and a polymerizable monomer is included. The polymer film forming electrolyte having an index will be described.

【0009】ポリマ被膜が形成する金属の不動態領域内
の水素イオン濃度指数を有する水溶液を使用することに
より、金属が溶解するのを抑制し、また、電解液に上記
薬剤を含有させることにより、金属表面に形成された不
動態層を溶解して不動態化による電解電流の停止を防ぐ
ことにより、電解重合が長時間に渡り進行する。この結
果、ポリマ皮膜による金属の選択的な被膜が可能であ
る。
[0009] By using an aqueous solution having a hydrogen ion concentration index in the passive region of the metal formed by the polymer film, the dissolution of the metal can be suppressed. By dissolving the passivation layer formed on the metal surface to prevent the stop of the electrolytic current due to passivation, the electrolytic polymerization proceeds for a long time. As a result, a selective coating of the metal with the polymer coating is possible.

【0010】金属の酸化状態は、電解液の水素イオン濃
度指数ならびに電解電位により異なる。このため、電解
液として使用する水溶液の組成は、その水素イオン濃度
指数が、電解重合時の電位において金属の主構成成分が
不動態化する範囲となるように調整する必要がある。
[0010] The oxidation state of the metal depends on the hydrogen ion concentration index of the electrolytic solution and the electrolytic potential. For this reason, it is necessary to adjust the composition of the aqueous solution used as the electrolytic solution so that the hydrogen ion concentration index is in a range where the main component of the metal is passivated at the potential during the electrolytic polymerization.

【0011】上記の水溶液とは、溶媒として水を用い、
これにメタノール、エタノール、1−プロパノール、2
−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、タ
ーシャリーブチルアルコール、2−メトキシエタノー
ル、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノー
ル、エチレングリコールなどのアルコールや、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ド、NMP、プロピレンカーボネートなどの極性溶剤を
必要に応じて加え、これに重合性モノマ、および錯体形
成能を有する薬剤を添加したものを指す。
The above-mentioned aqueous solution uses water as a solvent,
Methanol, ethanol, 1-propanol, 2
-Alcohols such as propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butyl alcohol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol and ethylene glycol, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, NMP, propylene carbonate And a polar solvent such as a polymerizable monomer and a complex-forming agent.

【0012】重合性モノマは、水溶液に溶解し、電解重
合により高分子生成物を形成できるものであれば特に限
定されるものではないが、例えばピロール、トリアジン
チオールなどの複素環化合物、アニリン、フェノールな
どのヘテロ置換基を有する芳香族化合物、およびそれら
の誘導体などを使用することができる。重合性モノマの
濃度は、0.01〜10モル/l、好ましくは0.05
〜2モル/lである。
The polymerizable monomer is not particularly limited as long as it can be dissolved in an aqueous solution to form a polymer product by electrolytic polymerization. Examples thereof include heterocyclic compounds such as pyrrole and triazinethiol, aniline, and phenol. And aromatic compounds having a hetero substituent, derivatives thereof, and the like. The concentration of the polymerizable monomer is 0.01 to 10 mol / l, preferably 0.05 to 10 mol / l.
22 mol / l.

【0013】支持電解質は、硫酸、硝酸、塩酸、リン
酸、フッ酸等の酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化カルシウム、金属アルコラートなどのアルカ
リ、アルカリ金属ならびにアルカリ度類金属の塩化物、
過塩素酸塩、炭酸塩に代表される金属塩等の内から、電
解液に要求される水素イオン濃度指数に応じて適宜選定
される。支持電解質ならびに錯体形成能を有する薬剤の
濃度は、好ましくは0.01〜10モル/l、より好ま
しくは0.05〜2モル/lである。
The supporting electrolyte may be an acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid, or an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide or metal alcoholate, or a chloride of an alkali metal. ,
It is appropriately selected from metal salts represented by perchlorates and carbonates according to the hydrogen ion concentration index required for the electrolytic solution. The concentration of the supporting electrolyte and the drug capable of forming a complex is preferably 0.01 to 10 mol / l, more preferably 0.05 to 2 mol / l.

【0014】電極の主成分を構成する金属として、不動
態領域を有するものであれば特に限定されず、銅、亜
鉛、錫、ニッケル、鉄、マンガン、チタン、ジルコニウ
ム、タンタル、ニオブなどの金属を使用できる。また、
これらの金属を主成分とする電極には、これらの金属に
コーティングなどを施したものも含まれる。例えば、電
極の主成分を構成する金属が銅である場合、銅以外の金
属元素を含まない電気銅、無酸銅、無酸素銅などが電極
として使用でき、さらに、亜鉛、鉛、錫、リン、アルミ
ニウム、ニッケル、ケイ素、マンガン、ニッケル、ベリ
リウム、銅、カドミウム、クロム等の金属元素を含有す
るものも使用できる。
The metal constituting the main component of the electrode is not particularly limited as long as it has a passivation region. Can be used. Also,
The electrodes containing these metals as main components include those obtained by coating these metals. For example, when the metal constituting the main component of the electrode is copper, electrolytic copper containing no metal element other than copper, oxygen-free copper, oxygen-free copper, etc. can be used as the electrode, and further, zinc, lead, tin, phosphorus, and the like. And those containing metal elements such as aluminum, nickel, silicon, manganese, nickel, beryllium, copper, cadmium and chromium can also be used.

【0015】また、金属の形状については特に限定され
ず、線材、箔、板、コイル、モータやコンデンサ、トラ
ンス等の電子部品等、複雑な形状を有する物体に対して
も、均一なポリマ皮膜を表面に形成することが可能であ
る。電解重合反応の対向電極としては、鉄、ステンレ
ス、アルミニウム、パラジウム、白金、金、炭素など、
種々のものを用いることができる。
The shape of the metal is not particularly limited, and a uniform polymer film can be formed on an object having a complicated shape such as a wire, a foil, a plate, a coil, an electronic component such as a motor, a capacitor, and a transformer. It can be formed on the surface. As the counter electrode of the electrolytic polymerization reaction, iron, stainless steel, aluminum, palladium, platinum, gold, carbon, etc.
Various things can be used.

【0016】なお、より均一かつ物性の優れたポリマ皮
膜を形成するため、本発明と組み合わせて、前処理とし
て酸洗・電解洗浄など金属の洗浄工程、後処理として洗
浄工程、加熱・電子線照射・紫外線照射に代表される硬
化処理工程などを実施するとよい。
In addition, in order to form a polymer film having more uniform and excellent physical properties, in combination with the present invention, a metal cleaning step such as pickling and electrolytic cleaning as a pre-treatment, a cleaning step as a post-treatment, heating and electron beam irradiation -It is advisable to carry out a curing step represented by ultraviolet irradiation.

【0017】(実施の形態2)全生成定数βm,nは、金
属イオンMと錯形成剤Lとの反応により錯体MmLnが
形成される反応(数1)において、
(Embodiment 2) The total formation constant β m, n is determined by a reaction (Equation 1) in which a complex MmLn is formed by a reaction between a metal ion M and a complexing agent L.

【0018】[0018]

【数1】 (Equation 1)

【0019】下記の(数2)のように表される;It is represented as the following (Equation 2);

【0020】[0020]

【数2】 (Equation 2)

【0021】ここで、[M]は金属イオン濃度、[L]
は錯形成剤濃度、[MmLn]は錯体の濃度を示す。
Here, [M] is the metal ion concentration, [L]
Represents the complexing agent concentration, and [MmLn] represents the concentration of the complex.

【0022】錯体形成能を有する薬剤の作用は、金属表
面の不動態層を溶解することにより電解電流の停止を抑
制するところにある。錯体形成反応の全生成定数が非常
に小さい薬剤を使用した場合、この不動態層を溶解する
ことができないため電解電流が流れず、結果として電解
重合ポリマ皮膜の形成が進行しない。また逆に、錯体形
成反応の全生成定数が非常に大きい薬剤を使用した場
合、金属の溶出反応と電解重合反応が競争することによ
りポリマ皮膜の効率的な形成が困難となる、金属表面の
不動態層のみならず金属内部まで溶解が進行し損傷が大
きくなる、電解液中に溶出する金属イオンが増大し反応
制御が困難になるなどの問題が生じる。
The function of the agent capable of forming a complex is to suppress the stop of the electrolytic current by dissolving the passive layer on the metal surface. When a drug having a very small total formation constant of the complex formation reaction is used, the passivation layer cannot be dissolved, so that no electrolytic current flows, and as a result, the formation of the electropolymerized polymer film does not progress. Conversely, when a chemical having an extremely large total formation constant of the complex formation reaction is used, the metal elution reaction and the electropolymerization reaction compete with each other, making it difficult to form a polymer film efficiently. Dissolution proceeds not only in the active layer but also inside the metal to increase the damage, and there are problems such as an increase in metal ions eluted in the electrolytic solution, making it difficult to control the reaction.

【0023】以上の観点より、本発明で用いる薬剤は、
ジカルボン酸塩、α−ヒドロキシカルボン酸塩、α−ア
ミノ酸、含窒素複素環化合物よりなる群の少なくとも1
つが好ましい。
From the above viewpoint, the drug used in the present invention is:
At least one of the group consisting of dicarboxylates, α-hydroxycarboxylates, α-amino acids, and nitrogen-containing heterocyclic compounds
Are preferred.

【0024】一般に、金属との錯体形成反応の生成定数
が大きい化合物は、金属への配位性が強い極性置換基を
有するものが多い。ジカルボン酸塩は、水溶液中で電離
し、2価のジカルボン酸アニオンを生成する。このジカ
ルボン酸アニオンの2つのカルボキシル基の酸素が各種
遷移金属に強く配位してキレート錯体を形成するため、
金属との錯体形成反応の生成定数が大きい。
In general, many compounds having a large formation constant of a complex formation reaction with a metal have a polar substituent having strong coordination to the metal. The dicarboxylate ionizes in an aqueous solution to generate a divalent dicarboxylate anion. Since oxygen of two carboxyl groups of this dicarboxylate anion strongly coordinates to various transition metals to form a chelate complex,
The formation constant of the complex formation reaction with the metal is large.

【0025】α−ヒドロキシカルボン酸塩は、水溶液中
で電離し、α−ヒドロキシカルボン酸アニオンを生成す
る。このα−ヒドロキシカルボン酸アニオンは、カルボ
キシル基の酸素とヒドロキシル基の酸素が各種遷移金属
に強く配位しキレート錯体を形成する。
The α-hydroxycarboxylate is ionized in an aqueous solution to produce an α-hydroxycarboxylate anion. In the α-hydroxycarboxylic acid anion, oxygen of a carboxyl group and oxygen of a hydroxyl group are strongly coordinated to various transition metals to form a chelate complex.

【0026】α−アミノ酸は、水溶液中で電離し、水溶
液の水素イオン濃度指数に応じて、カルボキシルアニオ
ン、両性イオン、あるいはアンモニウムイオンを生成す
る。これらのイオンは、アミノ基の窒素とカルボキシル
基の酸素が各種遷移金属イオンに強く配位しキレート錯
体を形成するため、金属との錯体形成反応の生成定数が
大きい化合物が多い。
The α-amino acid is ionized in the aqueous solution, and generates a carboxyl anion, an amphoteric ion or an ammonium ion according to the hydrogen ion concentration index of the aqueous solution. Of these ions, the nitrogen of the amino group and the oxygen of the carboxyl group are strongly coordinated to various transition metal ions to form a chelate complex, so that many compounds have a large formation constant of the complex formation reaction with the metal.

【0027】含窒素複素環化合物中に存在する窒素原子
の非共有電子対は、本来各種遷移金属に対し強い配位性
を示す上、その環状構造のため非共有電子対の運動が抑
制され、より配位性が強まる。このため含窒素複素環化
合物には、金属との錯体形成反応の生成定数が大きい化
合物が多い。
The lone pair of a nitrogen atom present in a nitrogen-containing heterocyclic compound inherently exhibits strong coordination to various transition metals, and its cyclic structure suppresses the movement of the lone pair. Coordination is more enhanced. For this reason, many nitrogen-containing heterocyclic compounds have a large formation constant of a complex formation reaction with a metal.

【0028】また、ジカルボン酸塩は、蓚酸ナトリウ
ム、蓚酸カリウム、蓚酸アンモニウム、マロン酸ナトリ
ウム、マロン酸カリウム、マロン酸アンモニウム、コハ
ク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、コハク酸アンモニ
ウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、酒石酸アン
モニウム、フタル酸ナトリウム、フタル酸カリウム、ま
たはフタル酸アンモニウムが好ましい。
The dicarboxylates include sodium oxalate, potassium oxalate, ammonium oxalate, sodium malonate, potassium malonate, ammonium malonate, sodium succinate, potassium succinate, ammonium succinate, sodium tartrate, potassium tartrate, and tartaric acid. Ammonium, sodium phthalate, potassium phthalate, or ammonium phthalate is preferred.

【0029】錯体形成能を有する薬剤として使用される
ジカルボン酸塩の種類は、特に限定されるものではない
が、電解液として水溶液を使用することを考慮すると、
溶解性の観点から、本発明において使用するジカルボン
酸塩は分子量が小さいものが好ましい。また一般に、ジ
カルボン酸塩のジアルカリ金属塩ならびにジアンモニウ
ム塩は、水に対する良好な溶解性を示すことから、上記
の化合物のうち、被膜対象となる金属に対して適当な錯
体生成定数を示すものが好ましい。
The type of the dicarboxylate used as the agent having a complex-forming ability is not particularly limited, but considering the use of an aqueous solution as the electrolyte,
From the viewpoint of solubility, the dicarboxylate used in the present invention preferably has a small molecular weight. In general, dialkali metal salts and diammonium salts of dicarboxylates show good solubility in water, and therefore, among the above compounds, those showing an appropriate complex formation constant for the metal to be coated are preferred. preferable.

【0030】また、α−ヒドロキシカルボン酸塩は、グ
リコール酸ナトリウム、グリコール酸カリウム、グリコ
ール酸アンモニウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、
または乳酸アンモニウムが好ましい。
Further, α-hydroxycarboxylates include sodium glycolate, potassium glycolate, ammonium glycolate, sodium lactate, potassium lactate,
Alternatively, ammonium lactate is preferred.

【0031】錯体形成能を有する薬剤として使用される
α−ヒドロキシカルボン酸塩の種類は、特に限定される
ものではないが、先に述べたジカルボン酸塩と同様に、
電解液として使用する水溶液への溶解性の観点から,分
子量が小さいものが好ましい。また一般に、α−ヒドロ
キシカルボン酸のアルカリ金属塩ならびにアンモニウム
塩は、水に対する良好な溶解性を示すことから、本発明
に使用するα−ヒドロキシカルボン酸塩は、上に示した
化合物の中から、被膜対象となる金属に対して適当な錯
体生成定数を示すものが好ましい。
The kind of the α-hydroxycarboxylate used as the drug having a complex-forming ability is not particularly limited, but similar to the above-mentioned dicarboxylate,
From the viewpoint of solubility in an aqueous solution used as an electrolyte, those having a small molecular weight are preferred. In addition, generally, alkali metal salts and ammonium salts of α-hydroxycarboxylic acid show good solubility in water.Therefore, the α-hydroxycarboxylic acid salt used in the present invention is selected from the compounds shown above. Those exhibiting an appropriate complex formation constant for the metal to be coated are preferred.

【0032】また、α−アミノ酸は、グリシン、アラニ
ン、またはα−アミノ酪酸が好ましい。なぜなら、先に
述べているとおり,電解液として使用する水溶液に対す
る溶解性の観点から、分子量が小さいものが好ましいか
らである。したがって、本発明に使用するα−アミノ酸
は、上記の化合物のうち、被膜対象となる金属に対して
適当な錯体生成定数を示すものが好ましい。
The α-amino acid is preferably glycine, alanine or α-aminobutyric acid. This is because, as described above, those having a small molecular weight are preferable from the viewpoint of solubility in an aqueous solution used as an electrolytic solution. Therefore, the α-amino acid used in the present invention is preferably one of the above compounds that shows an appropriate complex formation constant for the metal to be coated.

【0033】また、含窒素複素環化合物は、ピリジン、
イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、フェナン
トロリンおよびこれらの誘導体が好ましい。なぜなら、
先に述べているとおり,電解液として使用する水溶液に
対する溶解性の観点から、分子量が小さいものが好まし
いからである。したがって、本発明に使用する含窒素複
素環化合物は、上記の化合物の中から、被膜対象となる
金属に対して適当な錯体生成定数を示すものが好まし
い。
Further, the nitrogen-containing heterocyclic compound is pyridine,
Preferred are imidazole, triazole, tetrazole, phenanthroline and derivatives thereof. Because
As described above, from the viewpoint of solubility in an aqueous solution used as an electrolytic solution, those having a small molecular weight are preferable. Therefore, the nitrogen-containing heterocyclic compound used in the present invention is preferably one of the above compounds that shows an appropriate complex formation constant for the metal to be coated.

【0034】(実施の形態3)銅は電気伝導性に優れ、
導線、コイル等電気・電子機器用導電材料として広く使
用される。先に述べた薬剤の多くは、銅に対して錯体形
成能を有するため、銅を含有する金属表面に形成される
酸化物からなる不動態層の溶解を効果的に進行させるこ
とができる。本発明の薬剤を使用することにより、電解
液中において作用電極である銅の不動態化が抑制され、
重合反応が効率よく進行する。この結果、良好な電解重
合ポリマ皮膜を金属表面に形成することができる。
(Embodiment 3) Copper is excellent in electric conductivity,
Widely used as conductive materials for electrical and electronic equipment such as conductors and coils. Many of the above-mentioned chemicals have a complex forming ability with copper, so that the dissolution of a passive layer formed of an oxide formed on the surface of a metal containing copper can be effectively advanced. By using the agent of the present invention, passivation of copper serving as a working electrode in the electrolytic solution is suppressed,
The polymerization reaction proceeds efficiently. As a result, a good electrolytic polymerized polymer film can be formed on the metal surface.

【0035】銅を主成分とする電極としては、銅以外の
金属元素を含まない電気銅、無酸銅、無酸素銅の他、亜
鉛、鉛、錫、リン、アルミニウム、ニッケル、ケイ素、
マンガン、ニッケル、ベリリウム、銅、カドミウム、ク
ロム等を含有するものを使用できる。また、水溶液の水
素イオン濃度指数は7から12であるのが好ましい。
Examples of the electrode containing copper as a main component include electrolytic copper containing no metal element other than copper, oxygen-free copper, oxygen-free copper, zinc, lead, tin, phosphorus, aluminum, nickel, silicon, and the like.
Those containing manganese, nickel, beryllium, copper, cadmium, chromium and the like can be used. Further, the hydrogen ion concentration index of the aqueous solution is preferably from 7 to 12.

【0036】図1に、Pourbaixにより作成され
た、銅の酸化状態と電解液の水素イオン濃度指数ならび
に電解電位との関係を示す(Atlas of Ele
ctrochemical Equilibria i
n Aqueous Solution,1966年よ
り引用)。図1において、縦軸は電位(V)、横軸は電
解液のpH、点線aは水素電極反応の平衡線(Eh=−
0.059pH)、点線bは酸素電極反応の平衡線(E
O2=1.23−0.059pH)である。図1より、銅
を酸化状態に保持した場合、銅が不動態化する電解液の
水素イオン濃度指数は7から12の範囲である。したが
って、本発明において銅を組成として有する金属を使用
する場合、電解液の水素イオン濃度指数は7から12の
範囲内とすることにより、効率的に被膜を行うことがで
きる。
FIG. 1 shows the relationship between the oxidation state of copper, the hydrogen ion concentration index of the electrolytic solution, and the electrolytic potential prepared by Pourbaix (Atlas of Ele).
trochemical Equilibria i
n Aqueous Solution, quoted from 1966). In FIG. 1, the vertical axis represents the potential (V), the horizontal axis represents the pH of the electrolytic solution, and the dotted line a represents the equilibrium line of the hydrogen electrode reaction (E h = −).
0.059 pH), dotted line b is the equilibrium line of the oxygen electrode reaction (E
O2 = 1.23-0.059 pH). According to FIG. 1, when copper is kept in an oxidized state, the hydrogen ion concentration index of the electrolytic solution in which copper is passivated is in the range of 7 to 12. Therefore, when a metal having a composition of copper is used in the present invention, the film can be efficiently formed by setting the hydrogen ion concentration index of the electrolytic solution in the range of 7 to 12.

【0037】銅を組成として有する金属を使用する場合
の支持電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、水酸化カルシウム、金属アルコラートなどのアル
カリ、アルカリ金属ならびにアルカリ度類金属の塩化
物、過塩素酸塩、炭酸塩に代表される金属塩などの中か
ら選定すればよい。また電解液中には、重合性モノマ、
支持電解質ならびに錯体形成能を有する薬剤以外に、水
素イオン濃度指数の変動を抑制するための添加剤を加え
てもよい。
When a metal having copper as a composition is used, the supporting electrolyte may be an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or a metal alcoholate, an alkali metal or an alkali metal chloride, or perchlorine. It may be selected from metal salts such as acid salts and carbonates. In the electrolyte, polymerizable monomers,
In addition to the supporting electrolyte and the agent capable of forming a complex, an additive for suppressing a change in the hydrogen ion concentration index may be added.

【0038】また、重合性モノマは、4位が非置換であ
り、かつ2、3、5、6位が置換あるいは非置換である
フェノール誘導体であることが好ましい。
The polymerizable monomer is preferably a phenol derivative in which the 4-position is unsubstituted and the 2, 3, 5, and 6-positions are substituted or unsubstituted.

【0039】4位が非置換でありかつ2、3、5、6位
が置換あるいは非置換であるフェノール誘導体は、2、
3、5、6位の置換基を特に限定するものではないが、
例えば炭素数1から12の飽和あるいは不飽和の脂肪
族、あるいは芳香族の炭化水素基やアルコキシ基、アル
コキシアルキル基、カルボニルアルキル基、カルボニル
オキシアルキル基、アミド基、アミノカルボニルアルキ
ル基、ヒドロキシアルキル基などを用いることができ
る。
The phenol derivative which is unsubstituted at the 4-position and substituted or unsubstituted at the positions 2, 3, 5, and 6 is
The substituents at positions 3, 5, and 6 are not particularly limited,
For example, a saturated or unsaturated aliphatic or aromatic hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, a carbonylalkyl group, a carbonyloxyalkyl group, an amide group, an aminocarbonylalkyl group, a hydroxyalkyl group Etc. can be used.

【0040】特に、2、3、5、6位のうち1つ以上が
置換であり、いずれかの置換基が炭素原子を2個以上有
するフェノール誘導体を使用した場合、得られる重合生
成物の膨潤により絶縁性生成物に起因する電解電流の減
少が抑制されるため、結果として十分な膜厚を有するポ
リマ皮膜が得られること、ポリマの分子構造が側鎖に立
体的にかさ高い置換基を有する直線状となるため可撓性
に優れることから、特に好ましい。
In particular, when a phenol derivative in which at least one of positions 2, 3, 5, and 6 is substituted and any of the substituents has two or more carbon atoms is used, the swelling of the resulting polymerization product As a result, a decrease in the electrolytic current caused by the insulating product is suppressed, so that a polymer film having a sufficient film thickness can be obtained, and the molecular structure of the polymer has a sterically bulky substituent in a side chain. It is particularly preferable because it has excellent flexibility because it is linear.

【0041】炭素原子を2個以上有する置換基の種類に
ついては、特に限定されず、例えば、エチル基、n−プ
ロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル
基、t−ブチル基などの飽和アルキル基、ビニル基、ア
リル基、アレニル基、プロパルギル基などの不飽和アル
キル基の他、フェニル基などの芳香族炭化水素基、アル
コキシ基、カルボニルアルキル基、カルボニルオキシア
ルキル基、アミド基などの置換基を用いることができ
る。また、炭素原子を2個以上有する置換基以外の置換
基の種類についても特に限定されない。
The type of the substituent having two or more carbon atoms is not particularly limited, and examples thereof include an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group and a t-butyl. Saturated alkyl group such as group, unsaturated alkyl group such as vinyl group, allyl group, allenyl group, propargyl group, aromatic hydrocarbon group such as phenyl group, alkoxy group, carbonylalkyl group, carbonyloxyalkyl group, amide Substituents such as groups can be used. In addition, the types of the substituents other than the substituent having two or more carbon atoms are not particularly limited.

【0042】電解重合反応における作用極の電極電位
は、使用する4位が非置換でありかつ2、3、5、6位
が置換あるいは非置換であるフェノール誘導体の化学構
造や、電解液組成等に依存するものである。この時、電
極間に印加する電圧を特に制限するものではない。
The electrode potential of the working electrode in the electropolymerization reaction may be determined based on the chemical structure of the phenol derivative used in which the 4-position is unsubstituted and the substituted, unsubstituted 2, 3, 5, and 6 positions, the composition of the electrolytic solution, and the like. It depends on. At this time, the voltage applied between the electrodes is not particularly limited.

【0043】また、フェノール誘導体は、2−アリルフ
ェノールが好ましい。2−アリルフェノールを重合性モ
ノマとして使用し電解重合を実施した場合、側鎖に反応
性の炭素−炭素間不飽和結合を有するポリマ皮膜が得ら
れる。このポリマ皮膜に対し必要に応じて過酸化物、ア
ゾ化合物、加硫剤等の開始剤を添加し、電解重合終了後
に加熱ないし電子線もしくは紫外線の照射等の後処理を
実施することにより、側鎖の炭素−炭素間不飽和結合の
ラジカル架橋反応が進行する。この結果、欠陥を有さず
強度の大きい、さらに電気絶縁性などの物性に優れたポ
リマ皮膜を得ることが可能となる。
The phenol derivative is preferably 2-allylphenol. When electrolytic polymerization is carried out using 2-allylphenol as a polymerizable monomer, a polymer film having a reactive carbon-carbon unsaturated bond in a side chain is obtained. An initiator such as a peroxide, an azo compound, or a vulcanizing agent is added to the polymer film, if necessary, and post-treatment such as heating or irradiation with an electron beam or ultraviolet light is performed after the completion of the electrolytic polymerization. The radical crosslinking reaction of the carbon-carbon unsaturated bond in the chain proceeds. As a result, it is possible to obtain a polymer film having no defect, high strength, and excellent physical properties such as electrical insulation.

【0044】また、重合性モノマには、ピロール並びに
その誘導体が好ましい。ピロール並びにその誘導体の電
解酸化により、導電性のポリマ皮膜が作用電極上に形成
される。生成物が導電性のため、印加電圧や電解時間に
より、ポリマ皮膜の制御が可能である。
As the polymerizable monomer, pyrrole and its derivatives are preferable. Electrolytic oxidation of pyrrole and its derivatives forms a conductive polymer film on the working electrode. Since the product is conductive, the polymer film can be controlled by the applied voltage and the electrolysis time.

【0045】ピロール誘導体の種類については、使用す
る水溶液に溶解性を示すものであれば特に限定されない
が、2−ピロールカルボン酸、2−ピロールカルボン酸
エステル、インドールなどを使用することができる。
The type of the pyrrole derivative is not particularly limited as long as it shows solubility in the aqueous solution to be used, but 2-pyrrolecarboxylic acid, 2-pyrrolecarboxylic acid ester, indole and the like can be used.

【0046】ピロール並びにその誘導体より得られた電
解重合ポリマ皮膜の導電性は、一般に皮膜中に含有され
るドーパント成分による電荷移動に起因するものであ
る。このため、ポリマ皮膜からドーパントを脱離させ、
ポリマ皮膜の導電性を低下させることにより、金属上の
被膜を絶縁化することも可能である。ドーパントの脱離
方法として、電解時と逆極性の電界の印加、チオ硫酸
塩、次亜硫酸塩等の還元性アニオンを成分として有する
化合物の溶液への接触、ならびにこれらの方法の併用等
が挙げられる。
The conductivity of an electropolymerized polymer film obtained from pyrrole or a derivative thereof is generally caused by charge transfer by a dopant component contained in the film. For this reason, the dopant is desorbed from the polymer film,
By reducing the conductivity of the polymer coating, it is also possible to make the coating on the metal insulative. Examples of the method for removing the dopant include application of an electric field having a polarity opposite to that of electrolysis, contact with a solution of a compound having a reducing anion such as thiosulfate and hyposulfite as a component, and a combination of these methods. .

【0047】また、重合性モノマには、アニリン並びに
その誘導体が好ましい。アニリン並びにその誘導体の電
解酸化により、導電性のポリマ皮膜が作用電極上に形成
される。ピロール同様生成物が導電性のため、印加電圧
や電解時間によるポリマ皮膜の膜厚制御が可能である。
As the polymerizable monomer, aniline and its derivatives are preferable. A conductive polymer film is formed on the working electrode by electrolytic oxidation of aniline and its derivatives. Since the product is conductive like pyrrole, the thickness of the polymer film can be controlled by the applied voltage and the electrolysis time.

【0048】アニリン誘導体の種類については、使用す
る水溶液に溶解性を示すものであれば特に限定されない
が、2−メチルアニリン、2−アミノ安息香酸、o−ア
ニシジンなどを使用することができる。
The type of the aniline derivative is not particularly limited as long as it shows solubility in the aqueous solution to be used, but 2-methylaniline, 2-aminobenzoic acid, o-anisidine and the like can be used.

【0049】アニリン並びにその誘導体より得られる電
解重合ポリマ皮膜の導電性は、先に述べた通り皮膜中に
含有されるドーパント成分による電荷移動に起因するも
のである。このため、ピロール並びにその誘導体を使用
した場合と同様の方法により、ポリマ皮膜中からドーパ
ントを脱離させ、金属上に形成された被膜を絶縁化する
ことが可能である。
The conductivity of the electropolymerized polymer film obtained from aniline and its derivatives is due to the charge transfer by the dopant component contained in the film as described above. For this reason, it is possible to desorb the dopant from the polymer film and to insulate the film formed on the metal by the same method as when pyrrole and its derivatives are used.

【0050】(実施の形態4)電気絶縁性の被膜部を有
する金属とは、いわゆるワニスの塗布などによって表面
に絶縁被膜されたエナメル線や、表面に酸化皮膜が形成
された金属などを指す。これらの表面被膜部に絶縁欠陥
が存在する場合、その欠陥部分は外部と導通しうるので
これを電極とする。先に述べた電解重合による被膜方法
の実施により、この欠陥部分に対し選択的にポリマ皮膜
を形成し、絶縁被膜を行うことができる。
(Embodiment 4) A metal having an electrically insulating coating portion refers to an enameled wire having an insulating coating on the surface by applying a so-called varnish, a metal having an oxide film formed on the surface, or the like. When an insulating defect exists in these surface coating portions, the defective portion can be electrically connected to the outside, and is used as an electrode. By performing the coating method by electrolytic polymerization described above, a polymer film can be selectively formed on the defective portion, and an insulating film can be formed.

【0051】また、上記のような電解液を使用すること
により、膜厚がサブミクロンから数μmまたは十数μm
といった範囲のポリマ皮膜を形成することができる。被
膜に欠陥がなく金属との密着性にも優れるため、より生
産性及び信頼性の高い絶縁被膜金属の製造が可能であ
る。例えば本発明を絶縁被膜電線に対して適用すると、
絶縁被膜の厚みが従来の被膜電線に比べて低減すること
が可能となる。このため、この電線を電子部品に適用す
ることにより、電子機器の小型化、高効率化に貢献する
ことができる。
Further, by using the above-mentioned electrolytic solution, the film thickness can be from submicron to several μm or tens of μm.
, Etc. can be formed. Since the coating has no defects and excellent adhesion to the metal, it is possible to manufacture an insulating coating metal with higher productivity and reliability. For example, when the present invention is applied to an insulated wire,
The thickness of the insulating coating can be reduced as compared with a conventional coated electric wire. Therefore, by applying this electric wire to an electronic component, it is possible to contribute to miniaturization and high efficiency of the electronic device.

【0052】[0052]

【実施例】(実施例1)銅板(5×60×0.1mmの
短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モル
濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸化
カリウム、および0.3モル濃度の酒石酸カリウムを
水:メタノール=75:25容量%の水性溶液に溶解
し、全容量を50ml(水素イオン濃度指数:11.
7)として作成した。ここで、水中における酒石酸カリ
ウムに由来する酒石酸アニオンの銅に対する錯体形成反
応の全生成定数の対数値は、6.51である。
EXAMPLES (Example 1) A copper plate (5 x 60 x 0.1 mm strip) was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.7 mol of 2-allylphenol, 0.7 mol of potassium hydroxide, and 0.3 mol of potassium tartrate in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume. , The total volume was 50 ml (hydrogen ion concentration index: 11.
7). Here, the logarithmic value of the total formation constant of the complex formation reaction of copper with the tartrate anion derived from potassium tartrate in water is 6.51.

【0053】この電解液に短冊状の銅板と白金板を浸漬
し、銅電極の電位がアノードとなるように両金属板間に
3Vの直流電圧を印加し、5分間電解を行った。その
後、銅電極を取り出し十分水洗後、150℃にて1時間
加熱処理した。
A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in the electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became an anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Thereafter, the copper electrode was taken out, sufficiently washed with water, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour.

【0054】被膜の形成は、電解重合前と後の重量の変
化量により確認した。すなわち、電解重合により電極上
に形成された被膜の重量をアリルフェノールのポリマー
の比重で除し、その値を銅板の浸漬面積で除した。その
結果、電極上に形成された膜厚は8μmであった。従っ
て、本実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有す
るといえる。
The formation of the coating was confirmed by the amount of change in weight before and after electrolytic polymerization. That is, the weight of the film formed on the electrode by electrolytic polymerization was divided by the specific gravity of the polymer of allylphenol, and the value was divided by the immersion area of the copper plate. As a result, the film thickness formed on the electrode was 8 μm. Therefore, it can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0055】また、被膜上に金被膜を形成させることに
より本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したと
ころ、5×1013Ωcmであった。このことにより、本
実施例の方法により形成した被膜は絶縁被膜として十分
に使用できることが確認できた。
The electrical insulation of the electrode formed in this example was measured by forming a gold film on the film, and found to be 5 × 10 13 Ωcm. Thus, it was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0056】(実施例2)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モ
ル濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸
化カリウム、および0.3モル濃度の乳酸ナトリウムを
水:メタノール=75:25容量%の水性溶液に溶解
し、全容量を50ml(水素イオン濃度指数11.9)
として作成した。ここで、水中における乳酸ナトリウム
に由来する乳酸アニオンの銅に対する錯体形成反応の全
生成定数の対数値は、4.85である。
(Example 2) Copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.7 mol of 2-allylphenol, 0.7 mol of potassium hydroxide, and 0.3 mol of sodium lactate in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume. , Total volume 50 ml (hydrogen ion concentration index 11.9)
Created as. Here, the logarithm of the total formation constant of the complex formation reaction of copper with the lactate anion derived from sodium lactate in water is 4.85.

【0057】この電解液に短冊状の銅板と白金板を浸漬
し、銅電極の電位がアノードとなるように両金属板間に
3Vの直流電圧を印加し、5分間電解を行った。その
後、銅電極を取り出し十分水洗後、150℃にて1時間
加熱処理した。
A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in this electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became an anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Thereafter, the copper electrode was taken out, sufficiently washed with water, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour.

【0058】本実施例で作成した被膜の膜厚を、実施例
1と同様に測定したところ、3.5μmであった。従っ
て、本実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有す
るといえる。
The thickness of the film formed in this example was measured in the same manner as in Example 1, and it was 3.5 μm. Therefore, it can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0059】また、被膜上に金皮膜を形成させることに
より本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したと
ころ、1×1013Ωcmであった。このことにより、本
実施例の方法により形成した被膜は絶縁被膜として十分
に使用できることが確認できた。
The electrical insulation of the electrode formed in this example by forming a gold film on the film was 1 × 10 13 Ωcm. Thus, it was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0060】(実施例3)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モ
ル濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸
化カリウム、および0.3モル濃度のグリシンを水:メ
タノール=75:25容量%の水性溶液に溶解し、全容
量を50ml(水素イオン濃度指数9.3)として作成
した。ここで、水中におけるグリシンの銅に対する錯体
形成反応の全生成定数の対数値は12.2である。
Example 3 Copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.7 molar 2-allylphenol, 0.7 molar potassium hydroxide, and 0.3 molar glycine in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume, The total volume was prepared as 50 ml (hydrogen ion concentration index: 9.3). Here, the logarithmic value of the total formation constant of the complex formation reaction of glycine with copper in water is 12.2.

【0061】この電解液に短冊状の銅板と白金板を浸漬
し、銅電極の電位がアノードとなるように両金属板間に
3Vの直流電圧を印加し、5分間電解を行った。その
後、銅電極を取り出し十分水洗後、150℃にて1時間
加熱処理した。
A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in the electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became an anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Thereafter, the copper electrode was taken out, sufficiently washed with water, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour.

【0062】本実施例で作成した被膜の膜厚を、実施例
1と同様に測定したところ、2.8μmであった。従っ
て、本実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有す
るといえる。
The thickness of the film formed in this example was measured in the same manner as in Example 1, and it was 2.8 μm. Therefore, it can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0063】また、被膜上に金皮膜を形成させることに
より本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したと
ころ、2×1013Ωcmであった。このことにより、本
実施例の方法により形成した被膜は絶縁被膜として十分
に使用できることが確認できた。
The electrical insulation of the electrode formed in this example by forming a gold film on the film was 2 × 10 13 Ωcm. Thus, it was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0064】(実施例4)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モ
ル濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸
化カリウム、および0.3モル濃度のピリジンを水:メ
タノール=75:25容量%の水性溶液に溶解し、全容
量を50ml(水素イオン濃度指数10.8)として作
成した。ここで、水中におけるピリジンの銅に対する錯
体形成反応の全生成定数の対数値は10.2である。こ
の電解液に短冊状の銅板と白金板を浸漬し、銅電極の電
位がアノードとなるように両金属板間に3Vの直流電圧
を印加し、5分間電解を行った。その後、銅電極を取り
出し十分水洗後、150℃にて1時間加熱処理した。
Example 4 Copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolytic solution is obtained by dissolving 0.7 mol of 2-allylphenol, 0.7 mol of potassium hydroxide, and 0.3 mol of pyridine in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume, The total volume was made 50 ml (hydrogen ion concentration index 10.8). Here, the logarithmic value of the total formation constant of the complex formation reaction of pyridine with copper in water is 10.2. A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in the electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became the anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Thereafter, the copper electrode was taken out, sufficiently washed with water, and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour.

【0065】本実施例で作成した被膜の膜厚を、実施例
1と同様に測定したところ、10μmであった。従っ
て、本実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有す
るといえる。
When the thickness of the film formed in this example was measured in the same manner as in Example 1, it was 10 μm. Therefore, it can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0066】また、被膜上に金皮膜を形成させることに
より本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したと
ころ、1×1014Ωcmであった。このことにより、本
実施例の方法により形成した被膜は絶縁被膜として十分
に使用できることが確認できた。
The electrical insulation of the electrode formed in this example by forming a gold film on the film was 1 × 10 14 Ωcm. Thus, it was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0067】(実施例5)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.5モ
ル濃度のピロール、0.1モル濃度の過塩素酸カリウ
ム、および0.3モル濃度の酒石酸カリウムを水:メタ
ノール=75:25容量%の水性溶液に溶解し、全容量
を50ml(水素イオン濃度指数10.2)として作成
した。この電極に短冊状の銅板と白金板を浸漬し、銅電
極の電位がアノードとなるように両金属板間に3Vの直
流電圧を印加し、5分間電解を行った。次いで銅電極を
取り出し、0.1モル濃度のチオ硫酸ナトリウム水溶液
で洗浄し、150℃にて1時間加熱処理した。
Example 5 A copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.5 mol of pyrrole, 0.1 mol of potassium perchlorate, and 0.3 mol of potassium tartrate in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume. The volume was set to 50 ml (hydrogen ion concentration index: 10.2). A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in this electrode, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became an anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Then, the copper electrode was taken out, washed with a 0.1 molar sodium thiosulfate aqueous solution, and heated at 150 ° C. for 1 hour.

【0068】本実施例で作成した被膜の膜厚を、実施例
1と同様に測定したところ、2μmであった。従って、
本実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有すると
いえる。
When the film thickness of the film formed in this example was measured in the same manner as in Example 1, it was 2 μm. Therefore,
It can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0069】また、被膜上に金皮膜を形成することによ
り本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したとこ
ろ、2×1013Ωcmであった。このことにより、本実
施例の方法により形成した被膜は絶縁被膜として十分に
使用できることが確認できた。
Further, the electrical insulation of the electrode formed in this example by forming a gold film on the film was 2 × 10 13 Ωcm. Thus, it was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0070】(実施例6)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.5モ
ル濃度のアニリン、0.1モル濃度の水酸化カリウム、
および0.3モル濃度の酒石酸カリウムを水:メタノー
ル=75:25容量%の水性溶液に溶解し、全容量を5
0ml(水素イオン濃度指数11.9)として作成し
た。この電解液に短冊状の銅板と白金板を浸漬し、銅電
極の電位がアノードとなるように両金属板間に3Vの直
流電圧を印加し、5分間電解を行った。次いで銅電極を
取り出し、0.1規定塩酸で洗浄し、150℃にて1時
間加熱処理した。
Example 6 A copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte solution is 0.5 molar aniline, 0.1 molar potassium hydroxide,
And 0.3 molar potassium tartrate are dissolved in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25 vol.
It was prepared as 0 ml (hydrogen ion concentration index: 11.9). A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in the electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became the anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. Next, the copper electrode was taken out, washed with 0.1 N hydrochloric acid, and heated at 150 ° C. for 1 hour.

【0071】本実施例で作成した被膜の膜厚は、実施例
1と同様に測定したところ3μmであった。従って、本
実施例で作成した被膜の膜厚は十分な厚みを有するとい
える。
The thickness of the film formed in this example was 3 μm when measured in the same manner as in Example 1. Therefore, it can be said that the thickness of the film formed in this example has a sufficient thickness.

【0072】また、被膜上に金皮膜を形成することによ
り本実施例で作成した電極の電気絶縁性を測定したとこ
ろ、1.5×1013Ωcmであった。このことにより、
本実施例の方法により作成した被膜は絶縁被膜として十
分に使用できることが確認できた。
The electrical insulation of the electrode formed in this example by forming a gold coating on the coating was 1.5 × 10 13 Ωcm. This allows
It was confirmed that the film formed by the method of this example can be sufficiently used as an insulating film.

【0073】(実施例7)本実施例では、本発明の電解
液を使用して、電極の一部にポリマ皮膜が選択的に形成
されたことについて説明する。
(Embodiment 7) In this embodiment, it will be described that a polymer film is selectively formed on a part of an electrode by using the electrolytic solution of the present invention.

【0074】エナメル被膜導線(直径1mm)を直径2
cmの輪状にした後、サンドペーパーでエナメル被膜の
一部分を削り取ることにより、絶縁欠陥部分を有する電
極を作成した。電解液として、0.7モル濃度の2−ア
リルフェノール、0.7モル濃度の水酸化カリウム、お
よび0.3モル濃度の酒石酸カリウムを水:メタノール
=75:25容量%の水性溶液に溶解したものを使用し
た。この電解液に、上記の電極と、対極として5×60
×0.1cmの短冊状白金板とを浸漬し、3Vの直流電
圧を両電極間に印加して10分間電解を行った。電解終
了後、電極を十分に水洗し、150℃にて1時間加熱処
理した。このことにより、黒色のポリマ皮膜が電極のエ
ナメル被膜除去部分に選択的に形成されたことが確認さ
れた。また、この電極と白金電極を0.1モル濃度の塩
化ナトリウム水溶液に浸漬し、両電極間の導通を調べた
ところ、絶縁性は良好であった。
An enamel-coated lead wire (diameter 1 mm) has a diameter 2
After forming an annular shape of cm, a part of the enamel coating was scraped off with sandpaper to prepare an electrode having an insulating defect portion. As an electrolyte, 0.7 molar 2-allylphenol, 0.7 molar potassium hydroxide, and 0.3 molar potassium tartrate were dissolved in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume. One used. The electrolyte was added to the above electrode and a 5 × 60 electrode as a counter electrode.
A 0.1 mm × 0.1 cm strip-shaped platinum plate was immersed, and a DC voltage of 3 V was applied between both electrodes to perform electrolysis for 10 minutes. After the electrolysis was completed, the electrode was sufficiently washed with water and heat-treated at 150 ° C. for 1 hour. This confirmed that the black polymer film was selectively formed on the portion of the electrode where the enamel film was removed. The electrode and the platinum electrode were immersed in a 0.1 molar sodium chloride aqueous solution, and the conduction between the two electrodes was examined. As a result, the insulation was good.

【0075】(比較例1)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モ
ル濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸
化カリウム、および0.3モル濃度のイミダゾールを
水:メタノール=75:25容量%の水性溶液に溶解
し、全容量を50ml(水素イオン濃度指数10.8)
として作成した。ここで、水中におけるイミダゾールの
銅に対する錯体形成反応の全生成定数の対数値は30で
ある。この電解液に、短冊状の銅板と白金板を浸漬し、
銅電極の電位がアノードとなるように両金属板間に3V
の直流電圧を印加し、5分間電解を行った。
Comparative Example 1 A copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.7 mol of 2-allylphenol, 0.7 mol of potassium hydroxide, and 0.3 mol of imidazole in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume, The total volume is 50 ml (hydrogen ion concentration index 10.8)
Created as. Here, the logarithmic value of the total formation constant of the complex formation reaction of imidazole with copper in water is 30. Immerse a strip of copper plate and platinum plate in this electrolyte,
3V between both metal plates so that the potential of the copper electrode becomes the anode
, And electrolysis was performed for 5 minutes.

【0076】銅電極を取り出し十分水洗したところ、銅
板表面はエッチングされており、ポリマ皮膜は全く形成
されなかった。
When the copper electrode was taken out and sufficiently washed with water, the surface of the copper plate was etched, and no polymer film was formed.

【0077】(比較例2)銅板(5×60×0.1mm
の短冊状)を電極として使用した。電解液は、0.7モ
ル濃度の2−アリルフェノール、0.7モル濃度の水酸
化カリウム、および0.3モル濃度の酢酸を水:メタノ
ール=75:25容量%の水性溶液に溶解し、全容量を
50ml(水素イオン濃度指数9.8)として作成し
た。ここで、水中における酢酸の銅に対する錯体形成反
応の全生成定数の対数値は3.2である。この電解液
に、短冊状の銅板と白金板を浸漬し、銅電極の電位がア
ノードとなるように両金属板間に3Vの直流電圧を印加
し、5分間電解を行った。銅電極を取り出し十分水洗し
たところ、銅板表面は金属光沢を保ったまま露出してお
り、ポリマ皮膜は全く形成されなかった。
Comparative Example 2 Copper plate (5 × 60 × 0.1 mm)
Was used as an electrode. The electrolyte was prepared by dissolving 0.7 mol of 2-allylphenol, 0.7 mol of potassium hydroxide, and 0.3 mol of acetic acid in an aqueous solution of water: methanol = 75: 25% by volume, The total volume was prepared as 50 ml (hydrogen ion concentration index: 9.8). Here, the logarithmic value of the total formation constant of the complex formation reaction of acetic acid with copper in water is 3.2. A strip-shaped copper plate and a platinum plate were immersed in this electrolytic solution, and a DC voltage of 3 V was applied between the two metal plates so that the potential of the copper electrode became the anode, and electrolysis was performed for 5 minutes. When the copper electrode was taken out and washed sufficiently with water, the surface of the copper plate was exposed while maintaining the metallic luster, and no polymer film was formed.

【0078】(本実施例と比較例との比較結果)上記実
施例と比較例の結果を、以下の(表1)にまとめた。
(Comparison results between the present embodiment and the comparative example) The results of the above embodiment and the comparative example are summarized in the following (Table 1).

【0079】[0079]

【表1】 [Table 1]

【0080】実施例の薬剤として、ジカルボン酸塩であ
る酒石酸カリウム(実施例1、5、および6)、α−ヒ
ドロキシカルボン酸である乳酸ナトリウム(実施例
2)、α−アミノ酸であるグリシン(実施例3)、含窒
素複素環化合物であるピリジン(実施例4)を使用し
た。一方、比較例では、上記以外の薬剤を使用した電解
液の例として、イミダゾール(比較例1)と酢酸(比較
例2)を使用した例を示した。
Examples of the chemicals used in the examples were potassium tartrate as a dicarboxylate (Examples 1, 5, and 6), sodium lactate as an α-hydroxycarboxylic acid (Example 2), and glycine as an α-amino acid (Example 2). Example 3), pyridine (Example 4) which is a nitrogen-containing heterocyclic compound was used. On the other hand, in the comparative example, an example in which imidazole (Comparative Example 1) and acetic acid (Comparative Example 2) were used as examples of the electrolytic solution using a chemical other than the above.

【0081】本実施例で薬剤として使用した酒石酸カリ
ウム、乳酸カリウム、グリシンは固体であるため、液体
と比べて取り扱いが容易であり、さらにグリシンはアミ
ノ酸であるため取り扱いの上で安全である。従って、本
発明により、従来の揮発性液体を使用する方法よりも容
易かつ安全に電解液を作成し、使用することができた。
また、このように作成した電解液を使用して、十分な絶
縁性を有する電極を作成できたことが確認できた。
Since potassium tartrate, potassium lactate, and glycine used as drugs in this example are solid, they are easier to handle than liquids, and glycine is an amino acid, so it is safe to handle. Therefore, according to the present invention, an electrolytic solution can be prepared and used more easily and safely than a conventional method using a volatile liquid.
In addition, it was confirmed that an electrode having a sufficient insulating property was able to be prepared using the electrolyte solution thus prepared.

【0082】[0082]

【発明の効果】上記のように、電極の主成分を構成する
金属に対して錯体形成能を有する薬剤として取り扱いが
容易な化合物を用いたポリマ被膜形成用電解液と、この
ポリマ被膜形成用電解液を使用するポリマ被膜方法を提
供することができた。
As described above, an electrolyte for forming a polymer film using a compound which is easy to handle as a chemical having an ability to form a complex with the metal constituting the main component of the electrode, and an electrolyte for forming the polymer film. It was possible to provide a polymer coating method using a liquid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】銅の酸化状態と、電解液の水素イオン濃度指数
および電解電位との関係を示す図
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the oxidation state of copper and the hydrogen ion concentration index and electrolytic potential of an electrolytic solution.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C25D 9/02 C25D 9/02 13/08 13/08 Fターム(参考) 4J038 DC001 DJ001 DK001 HA096 HA106 HA156 HA176 HA186 HA236 HA256 HA266 HA336 HA366 HA416 JA19 JA20 JA44 JA48 JA52 JB08 JB10 JB18 JB28 JB29 JB32 JB35 JB37 JC11 JC27 KA12 MA08 NA17 NA23 NA25 PA21 PC02Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C25D 9/02 C25D 9/02 13/08 13/08 F term (reference) 4J038 DC001 DJ001 DK001 HA096 HA106 HA156 HA176 HA186 HA236 HA256 HA266 HA336 HA366 HA416 JA19 JA20 JA44 JA48 JA52 JB08 JB10 JB18 JB28 JB29 JB32 JB35 JB37 JC11 JC27 KA12 MA08 NA17 NA23 NA25 PA21 PC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電極の主成分を構成する金属に対して錯
体形成能を有する薬剤と重合性モノマを含み、前記電極
の主成分を構成する金属の不動態領域内の水素イオン濃
度指数を有し、前記電極の表面に電解重合によりポリマ
被膜を形成させる機能を有するポリマ被膜形成用電解液
であって、前記薬剤が、ジカルボン酸塩、α−ヒドロキ
シカルボン酸塩、α−アミノ酸、および含窒素複素環化
合物のうちの少なくとも1つから選択される、ポリマ被
膜形成用電解液。
1. An electrode comprising a drug capable of forming a complex with a metal constituting a main component of an electrode and a polymerizable monomer, and having a hydrogen ion concentration index in a passive region of the metal constituting the main component of the electrode. An electrolyte for forming a polymer film having a function of forming a polymer film on the surface of the electrode by electrolytic polymerization, wherein the agent comprises a dicarboxylate, an α-hydroxycarboxylate, an α-amino acid, and a nitrogen-containing salt. An electrolyte for forming a polymer film, selected from at least one of heterocyclic compounds.
【請求項2】 前記電極の主成分を構成する金属が銅で
ある、請求項1に記載のポリマ被膜形成用電解液。
2. The electrolytic solution for forming a polymer film according to claim 1, wherein the metal constituting the main component of the electrode is copper.
【請求項3】 前記重合性モノマは、4位が非置換であ
って、かつ2、3、5、6位が置換もしくは非置換のフ
ェノール誘導体、またはピロールもしくはピロール誘導
体、またはアニリンもしくはアニリン誘導体である、請
求項1または2に記載のポリマ被膜形成用電解液。
3. The polymerizable monomer is a phenol derivative which is unsubstituted at the 4-position and is substituted or unsubstituted at the 2, 3, 5, 6-positions, or a pyrrole or a pyrrole derivative, or an aniline or an aniline derivative. The electrolytic solution for forming a polymer film according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記フェノール誘導体が2−アリルフェ
ノールである、請求項3に記載のポリマ被膜形成用電解
液。
4. The electrolytic solution according to claim 3, wherein the phenol derivative is 2-allylphenol.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のポリマ
被膜形成用電解液に金属を浸漬する工程、および前記金
属を電極として前記薬剤の電解重合を行う工程を包含す
る、ポリマ被膜形成方法。
5. A method for forming a polymer film, comprising: a step of immersing a metal in the electrolytic solution for forming a polymer film according to any one of claims 1 to 4; and a step of performing electropolymerization of the drug using the metal as an electrode. Method.
【請求項6】 前記ポリマ被膜形成用電解液に、前記水
素イオン濃度指数が7〜12の範囲になるように支持電
解質を添加する、請求項5に記載のポリマ被膜形成方
法。
6. The method according to claim 5, wherein a supporting electrolyte is added to the electrolyte for forming a polymer film so that the hydrogen ion concentration index is in the range of 7 to 12.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529620A (en) * 2004-03-04 2007-10-25 ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム Metal body coated with a coating layer containing an intrinsically conductive polymer
JP2011208016A (en) * 2009-03-31 2011-10-20 Arakawa Chem Ind Co Ltd Electroconductive polymer/dopant dispersion, electroconductive composition and electroconductive film

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