JP2007277586A - めっき液、導電性素材および導電性素材の表面処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】銅塩と、有機ホスホン酸化合物と、アミン、α−アミノ酸、アンモニウムイオン、炭酸イオン、カルボン酸イオン、ジカルボン酸イオン、硫酸イオンおよびチオ硫酸イオンから選ばれる少なくとも1種の化合物またはイオンと、を含むめっき液、およびこのめっき液を用いた導電性素材の表面処理方法。
【選択図】無し
Description
銅塩と、
有機ホスホン酸化合物と、
アミン、α−アミノ酸、アンモニウムイオン、炭酸イオン、カルボン酸イオン、ジカルボン酸イオン、硫酸イオンおよびチオ硫酸イオンから選ばれる少なくとも1種の化合物またはイオンと、を含む。
上記いずれかのめっき液と、銅を含有する陽極と、を用いて、電解めっきを行い、導電性素材の表面に銅から成る保護膜を形成する。
本発明において、前記導電性素材は、導電性を有する材料から構成されている素材であればよく、特に限定されないが、好ましくは金属であり、より好ましくは金属磁石であり、さらに好ましくは希土類磁石である。希土類磁石としては、たとえば、R(ただし、RはY元素または希土類元素)、FeおよびBを含むR−Fe−B系希土類磁石が挙げられ、特に、Nd−Fe−B系希土類永久磁石が好ましく例示される。
しかも、本発明のめっき液は、銅塩および有機ホスホン酸化合物に加えて、上記所定の化合物またはイオンを含有する。そのため、繰り返しめっき処理を行った場合でも、密着性が高く、しかも、良好な外観を有する保護膜を安定して成膜することができる。
まず、導電性素材の1種である永久磁石について説明する。
永久磁石としては、特に限定されないが、R(ただし、RはYを含む希土類元素の1種以上)、FeおよびBを含むR−Fe−B系希土類磁石が好ましい。このR−Fe−B系希土類磁石において、R、FeおよびBの含有量は、好ましくは、5.5原子%≦R≦30原子%、42原子%≦Fe≦90原子%、2原子%≦B≦28原子%である。
Rとしては、Nd,Pr,Dy,Ho,Tbのうち少なくとも1種、あるいはさらに、La,Sm,Ce,Gd,Er,Eu,Pm,Tm,Yb,Lu,Yのうち1種以上を含むものが好ましい。
なお、Rとして2種以上の元素を用いる場合、原料としてミッシュメタル等の混合物を用いることもできる。
Rの含有量が少なすぎると、磁石の結晶構造がα−Feと同一構造の立方晶組織となるため、高い保持力(iHc)が得られず、多すぎると、Rリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度(Br)が低下する。
Feの含有量が少なすぎると、Brが低下し、多すぎると、iHcが低下する。
Bの含有量が少なすぎると、磁石の結晶構造が菱面体組織となるため保持力(iHc)が不十分であり、多すぎると、Bリッチな非磁性相が多くなるため、残留磁束密度(Br)が低下する。
まず、原料となる金属や合金を所望の組成となるように配合する。そして、配合した原料を、真空または不活性ガス雰囲気にて、溶解し、その後、鋳造し、所望の組成を有する合金を得る。鋳造方法としては、特に限定されないが、たとえば、ストリップキャスト法などが挙げられる。ストリップキャスト法とは、溶融し、液体状となった合金を、回転ロール上に供給することにより、合金薄板を連続的に鋳造する方法である。鋳造により得られる合金は、必ずしも、最終組成を有する単一の合金でなくても良く、たとえば、組成の異なる複数種の合金を混合したものであっても良い。また、合金の形状も特に限定されず、必ずしも薄板状である必要はなく、たとえば、インゴットであっても良い。
以下、この永久磁石に保護膜を形成する方法について説明する。
本実施形態においては、上記の永久磁石の表面に、本発明のめっき液を用いて電解めっきを行い、銅から成る保護膜を成膜する。
以下、本発明のめっき液について説明する。
本発明のめっき液は、
銅塩と、
有機ホスホン酸化合物と、
アミン、α−アミノ酸、アンモニウムイオン、炭酸イオン、カルボン酸イオン、ジカルボン酸イオン、硫酸イオンおよびチオ硫酸イオンから選ばれる少なくとも1種の化合物またはイオンと、
を少なくとも含む。
すなわち、従来においては有機ホスホン酸が強く銅イオンと錯体を作るため、Cu外観色を損ねることがあった。しかし、有機ホスホン酸とCuイオンとの錯体化を緩和するような所定の化合物が存在すると、Cuイオンの解離が容易になり良好な外観でめっきされやすくなる。
リン酸化合物としては、特に限定されないが、たとえば、ピロリン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウムなどが挙げられる。
水酸化物塩としては、特に限定されないが、たとえば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどが挙げられる。
次いで、上述した本発明のめっき液と、銅を含む陽極と、を使用して、たとえば、バレルめっき法やラックめっき法などにより、永久磁石の表面に保護膜を形成する。
本発明のめっき液を使用して形成した保護膜は、めっき時に磁石素材に対して置換反応が起こりにくく、密着性の良い膜である。
たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る導電性素材として、希土類磁石を例示したが、本発明に係る導電性素材としては、希土類磁石に限定されず、本発明のめっき液により表面処理することができる導電性素材であれば何でも良い。
粉末冶金法によって作成した14Nd−1Dy−7B−78Fe(数字は原子比)の組成をもつ焼結体を、Ar雰囲気中で600℃にて2時間、熱処理を施し、50×50×5(mm)の大きさに加工し、さらにバレル研磨処理により面取りを行なって永久磁石素体を得た。
リン酸銅0.3mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、炭酸ナトリウム0.5mol/l、水酸化ナトリウム2mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=9.0)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
酢酸第二銅0.5mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸0.1mol/l、アラニン0.5mol/l、水酸化カリウム2mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=12)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
水酸化銅2.0mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、硫酸アンモニウム1.0mol/l、水酸化カリウム2.0mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=10)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
酸化銅2.0mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、硫酸アンモニウム2.0mol/l、水酸化カリウム2.0mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=12)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
硫酸銅1.0mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、リン酸カリウム1.5mol/l、水酸化カリウム0.1mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=8.5)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
ピロリン酸銅0.5mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸0.5mol/l、チオ硫酸ナトリウム0.5mol/l、フマル酸0.5mol/l、水酸化カリウム2.0mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=9.0)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性、耐熱性および保護膜の密着性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプル、100バッチ目のサンプルのいずれも、点錆、フクレの発生は確認されず、また、特性低下率は、いずれも0.01%であり、さらに、引き剥がし力は、いずれも50MPa以上となり、良好な結果であった。
ピロリン酸銅めっき浴(ピロリン酸銅3水和物85g/l、ピロリン酸カリウム300g/l、アンモニア3ml/l、および光沢剤を含有し、pH=8.5のめっき浴)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプルおよび100バッチ目のサンプルのいずれも、点状に発錆を観測した。
リン酸銅0.3mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸0.5mol/l、水酸化カリウム2mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=7.0)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプルには、点錆、フクレの発生は確認されなかったが、100バッチ目のサンプルに、点状に発錆を観測した。
リン酸銅1.0mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、アンモニア2.1mol/l、水酸化カリウム2mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=9)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプルおよび100バッチ目のサンプルのいずれも、点状に発錆を観測した。
リン酸銅2.0mol/l、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸1.0mol/l、および光沢剤を含有するめっき浴(pH=8)を用いた以外は、実施例1と同様にして、100バッチのめっき処理を行い、100個のサンプルを得た。得られたサンプルについて、実施例1と同様にして、耐食性を評価した。その結果、1バッチ目のサンプルおよび100バッチ目のサンプルのいずれも、点状に発錆を観測した。
上記の実施例1〜7の結果より、本発明のめっき液を使用してめっき処理を行うことにより、繰り返しめっき処理を行った場合でも、めっき液の劣化を有効に防止することができ、密着性の高い保護膜を安定して成膜できることが確認できた。
一方、ピロリン酸銅めっき浴を使用した場合(比較例1)には、1バッチ目および100バッチ目のいずれのサンプルも耐食性に劣る結果となった。
また、所定の化合物またはイオンを含有していないめっき浴を使用した場合(比較例2,4)には、繰り返しめっき処理を行った場合に、耐食性に劣る結果となった。
さらに、所定の化合物またはイオンが多すぎる場合(比較例3)には、めっきむらが発生してしまい、1バッチ目および100バッチ目のいずれのサンプルも耐食性に劣る結果となった。
Claims (6)
- 銅塩と、
有機ホスホン酸化合物と、
アミン、α−アミノ酸、アンモニウムイオン、炭酸イオン、カルボン酸イオン、ジカルボン酸イオン、硫酸イオンおよびチオ硫酸イオンから選ばれる少なくとも1種の化合物またはイオンと、
を含むめっき液。 - 前記化合物またはイオンの含有量が、前記化合物またはイオン換算で、0.01〜2mol/lである請求項1に記載のめっき液。
- 前記めっき液のpHが、8〜12の範囲である請求項1または2に記載のめっき液。
- 前記めっき液が、リン酸化合物および水酸化物塩から選択される少なくとも1種を、さらに含んでいる請求項1〜3のいずれかに記載のめっき液。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のめっき液と、銅を含有する陽極と、を用いて、電解めっきを行い、導電性素材の表面に銅から成る保護膜を形成する導電性素材の表面処理方法。
- 前記導電性素材が、希土類磁石である請求項5に記載の導電性素材の表面処理方法。
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JP2010168626A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Okuno Chem Ind Co Ltd | 亜鉛含有金属又はマグネシウム含有金属からなる物品用ストライク銅めっき液 |
JP2014125679A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ishihara Chemical Co Ltd | 電気銅メッキ浴 |
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