JP2010156042A

JP2010156042A - 金属表面処理剤ならびにイミダゾール系化合物

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Publication number: JP2010156042A
Application number: JP2009269892A
Authority: JP
Inventors: Sumitaka Hirao; 純孝平尾; Hideki Kageyama; 秀樹蔭山
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP5610751B2

Abstract

【課題】高温下においても、金属の表面処理剤として用いた際の防錆性能に優れる金属表面処理剤の提供を目的とする。
【解決手段】下記一般式（１）で示されるイミダゾール系化合物を有効成分とすることを特徴とする金属表面処理剤。
【化１】

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はハロゲン原子であり、同一でも異なっていてもよい。Ｘは、アルキレン基、Ｙは、水素原子またはアルキル基を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、金属表面の防錆性能に優れた金属表面処理剤に関するものであり、とりわけプリント配線板の製造に有用な銅および銅合金の表面処理剤に関するものである。

従来、金属表面の防錆を目的として、イミダゾール骨格、ベンゾイミダゾール骨格、ベンゾトリアゾール骨格を有する化合物が、金属表面処理剤として用いられていた。
また、特に銅で形成される電気部品や、銅で回路が形成されるプリント配線板、その他銅のメッキを表面に形成した部品などにおいては、銅の表面は容易に腐食されて変色されるために、防錆剤を含む変色防止剤を塗布して腐食変色を防ぐことがおこなわれていた。

このような防錆性能を持った表面処理剤として、例えば、特許文献１には、ベンゾトリアゾール又はその誘導体からなる防錆剤が記載されており、また、特許文献２には、銅および銅合金の防錆剤、特にプリント配線板の銅回路部のプレフラックス処理剤として好適なイミダゾール系化合物が記載されている。

しかしながら、上記特許文献１および２に記載の表面処理剤は、変色防止や防食等の防錆効果を謳ってはいるものの、かかる効果に関する評価は行なわれていない。更に、現在では、防錆性の付与を目的として表面処理された金属の用途は、多種多様に広がっており、より厳しい条件下での使用にも耐えうる防錆性能が要求されている。したがって、上記特許文献１および２の表面処理剤の苛酷な条件下での防錆性能は未だ十分なものとは言えないものであった。

特開２００５−１７１３６６号公報特開平６−３２９６３５号公報

そこで、本発明ではこのような背景下において、高温条件下においても、金属の表面処理剤として用いた際の防錆性能に優れる金属表面処理剤の提供を目的とする。

しかるに本発明者等は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、従来表面処理剤として使用されていなかった、カルボキシアルキル基（又は、そのエステル体）で窒素原子上の水素が置換された特定構造のイミダゾール系化合物を含む表面処理剤が、高温条件下においても優れた防錆性能を発揮することを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の要旨は、下記一般式（１）で示されるイミダゾール系化合物を有効成分する金属表面処理剤である。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はハロゲン原子であり、同一でも異なっていてもよい。Ｘは、アルキレン基、Ｙは、水素原子またはアルキル基を表す。）

なお、金属表面処理剤中のイミダゾール骨格のＮ原子のローンペアは、金属表面の空軌道に配位し、薄い有機皮膜を形成し、金属表面を保護することで熱や湿気から金属酸化を防いでいると考えられている。本発明における一般式（１）で示されるイミダゾール系化合物は、分子内にカルボキシル基、カルボン酸エステル基を有するために、イミダゾール骨格が配位した分子とは別の分子と塩を形成することで強固な皮膜となり、防錆性の向上に寄与しているものと考えられる。

本発明の表面処理剤は、高温下における変色防止や防食等の防錆性能に優れるものである。

以下、本発明の構成につき詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。

本発明の金属表面処理剤は、下記一般式（１）で示されるイミダゾール系化合物（以下、単に「イミダゾール系化合物（Ａ）」と記すことがある。）を有効成分とするものである。
なお、本発明における「有効成分とする」とは、金属表面処理剤全量に対して、イミダゾール系化合物（Ａ）を通常０．０００００１重量％以上、好ましくは０．００００１重量％以上、特に好ましくは０．０００１重量％以上含有するものである。

上記一般式（１）中のＲ^１〜Ｒ^３は、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はハロゲン原子のいずれかである。

上記アルキル基は、置換基を有していてもよく、かかる置換基としては、通常ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられる。かかるアルキル基としては、通常、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１６、特に好ましくは炭素数１〜１２のものが用いられる。

上記フェニル基は置換基を有していてもよく、かかる置換基としては、通常ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基などが挙げられる。

上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。

かかるＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３は全て同一であってもよいし、一部又は全てが異なるものであってもよい。

上記一般式（１）中のＸは、アルキレン基であり、中でも、炭素数１〜１０のアルキレン基が好ましく、特には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基等の炭素数１〜４のアルキレン基が好ましく、更にはメチレン基、エチレン基が好ましい。
また、かかるアルキレン基は、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、スルファニル基、アリール基、ヘテロアリール基などの置換基を有するものであってもよい。

上記一般式（１）中のＹは、水素原子またはアルキル基であり、アルキル基としては、低級アルキル基が用いられ、通常炭素数１〜２０、好ましくは１〜１０のものが用いられ、これらの中でも、メチル基、エチル基であることが好ましい。

上記一般式（１）を満たすイミダゾール系化合物（Ａ）としては、具体的には、（１Ｈ−２−フェニルイミダール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２−フェニルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２−フェニルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸エチル、（１Ｈ−２−フェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸、（１Ｈ−２−フェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸メチル、（１Ｈ−２−フェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸エチル、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸メチル、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸エチル、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸メチル、（１Ｈ−２−ウンデシルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸エチル、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸メチル、（１Ｈ−２−エチル−４−メチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸エチル、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸メチル、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）プロピオン酸エチル等が挙げられるが、これらの中でも、防錆性能に優れる点で（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸、（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチルが好ましい。

イミダゾール系化合物（Ａ）の分子量としては、通常１００〜１０００であり、好ましくは１２０〜８００、特に好ましくは１５０〜６００である。かかる分子量が小さすぎると防錆被膜の耐熱性が劣る傾向があり、大きすぎると化合物の溶媒への溶解性が劣り、処理液の調整、防錆処理が困難になる傾向がある。

イミダゾール系化合物（Ａ）の製造方法に関しては、特に限定されるものではなく、例えば、下記反応式（[化３]参照）で示される１位無置換のイミダゾール系化合物をハロゲン化アルキルカルボン酸エステルを用いてアルキル化、次いでエステル基を加水分解する方法や、アミノ酸エステル、アルデヒド化合物、アンモニア、α‐ジケトン化合物との反応によりイミダゾール環を形成後、エステル基を加水分解する等の方法により製造することができる。

ここでは、上記アルキル化法について、簡単に説明する。
１位無置換イミダゾール系化合物、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムなどの無機塩基、トリエチルアミンなどの有機塩基及び有機溶媒との混合液に、攪拌下、クロロ酢酸メチル、ブロモ酢酸メチル、クロロプロピオン酸メチルなどのハロゲン化カルボン酸エステル、あるいはこれら化合物の有機溶媒の溶液を滴下した後、攪拌下反応させる。
上記有機溶媒としては、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ジオキサンなどのエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、アセトニトリルなどが挙げられる。

かかるアルキル化反応のハロゲン化カルボン酸エステルの仕込み量は、イミダゾール系化合物に対し、通常０．５〜５倍モル、好ましくは、０．７〜３倍モル、さらに好ましくは０．８〜２倍モルである。かかるハロゲン化カルボン酸エステルの仕込み量がこれより少なすぎると、未反応のイミダゾール系化合物が多くなり収率の低下、分離、精製が困難になる傾向があり、これより多すぎると、イミダゾール系化合物の４級塩などの副生物が多くなり、収率が低下する傾向がある。

かかるアルキル化反応の塩基の仕込み量はイミダゾール系化合物に対し、通常０．５〜１０倍モル、好ましくは０．７〜８倍モル、さらに好ましくは０．８〜６倍モルである。かかる塩基の使用量がこれより少なすぎると、収率が低下する傾向が見られ、多すぎても不経済であり好ましくない。

かかるアルキル化反応に使用する反応溶媒はイミダゾール系化合物に対して通常１〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは１〜２０重量％である。かかる溶媒の使用量がこれより少なすぎると、攪拌が困難になることや、４級塩の副生により収率が低下する傾向が見られ、これより使用量が多いと反応速度の低下、収率が低下する傾向が見られる。

かかるアルキル化反応の反応温度は、通常−２０〜１５０℃、好ましくは−１０〜１３０℃、さらに好ましくは０〜１２０℃である。かかる反応温度がこれより低すぎると反応を追い込むことができず収率が低下する傾向が見られ、これより高すぎると４級塩の副生などにより収率が低下する傾向が見られる。

かかるアルキル化反応の反応時間は、通常１分〜１００時間、好ましくは３分〜９０時間、さらに好ましくは５分〜８０時間である。かかる反応時間がこれより短いと反応が追い込めず低下する傾向が見られ、反応温度が長くなると、化合物が分解する傾向が見られる場合もある。

ここに記載したアルキル化反応の反応条件は一例を挙げているのみであり、用いるイミダゾール系化合物、ハロゲン化カルボン酸エステルにより異なり適宜調整することが可能である。

かかるアルキル化反応の反応終了後、加水し、そのまま加水分解しても、ろ過、濃縮、再結晶などの方法によりエステル体を単離した後、加水分解を行っても良い。

かかるアルキル化反応の後、エステル体を単離せずに続けて加水分解を行う際には、仕込んだイミダゾール系化合物に対し、通常０．０１〜２０重量％、好ましくは０．０５〜１５重量％、さらに好ましくは０．１〜１０重量％の水を加える。かかる加水量がこれより少なすぎると反応速度が遅く、収率が低下する傾向があり、多すぎるとイミダゾール系化合物が析出し収率が低下することがある。

かかる加水分解反応において、必要に応じて水酸化ナトリウムなどの無機塩基を反応系中にイミダゾール系化合物に対して通常０．５〜２０倍モル、好ましく０．８〜１０倍モル、さらに好ましくは０．９〜５倍モル含まれるように添加する。かかる塩基の量が少なすぎると加水分解反応が進まず、収率が低下する傾向があり、多すぎてもイミダゾール系化合物の分解などにより収率が低下する傾向がある。

かかる加水分解反応の反応温度は、通常０〜１５０℃、好ましくは５〜１２０℃、さらに好ましくは１０〜１００℃にて行う。かかる反応温度が低すぎる場合には、反応速度が遅く、収率が低下する傾向があり、高すぎるとイミダゾール系化合物の分解により収率が低下する傾向がある。

かかる加水分解反応の反応時間は、通常１分〜１００時間、好ましくは３分〜９０時間、さらに好ましくは５分〜８０時間である。かかる反応時間がこれより短いと十分に反応が進行せずに収率が低下する傾向が見られ、反応温度が長くなると、化合物が分解する傾向が見られる場合もある。

上記、エステル体を単離した場合にも、単離せずに加水分解反応をさせたときと同様に、塩基と水を加え、必要に応じてメタノール、エタノールなどのアルコール類、ＴＨＦ、ジオキサンなどのエーテル類などの有機溶媒を添加し、加水分解反応を行う。

かかる加水分解終了後、反応液を塩酸等の酸で中和、ろ過、抽出、晶析などの後処理により、目的とするイミダゾール系化合物（Ａ）を得るのである。

次に、上記イミダゾール系化合物（Ａ）を用いた金属表面処理剤について説明する。
なお、本発明における金属表面処理とは、金属表面の防錆処理を主とするものであるが、その他にも、金属表面の洗浄、エッチング処理、フラックス処理等も含むものである。

イミダゾール系化合物（Ａ）を表面処理剤として用いる場合には、イミダゾール系化合物（Ａ）を溶媒に溶解させて使用することが一般的であるが、固体のまま、又は気化、昇華させるなどして使用することもできる。

かかる溶媒としては、イミダゾール系化合物を完全に溶解させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミドなどのアミド類等を挙げることができるが、これらの中でも、取り扱いの容易さ、作業性の点で水、または水と混和する有機溶媒、もしくは水と有機溶媒との混合溶媒が特に好ましい。

イミダゾール系化合物（Ａ）の溶媒中での濃度としては、通常０．０００００１〜２０重量％であり、好ましくは０．００００１〜１０重量％、特に好ましくは０．０００１〜５重量％である。かかる濃度が濃すぎると不経済であり、薄すぎるとイミダゾール系化合物の有機被膜が十分に形成されない傾向がある。

本発明における表面処理剤は、イミダゾール系化合物（Ａ）以外に、有機酸や無機酸、アミン系化合物、無機塩基、金属塩、界面活性剤、キレート剤などを含有していてもよい。

かかる有機酸としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、ラウリル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、グリコール酸、グリオキシル酸、乳酸、リンゴ酸、安息香酸、メタンスルホン酸、アクリル酸等が挙げられる。

かかる無機酸としては、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸などが上げられる。

かかるアミン系化合物としては、例えばアンモニア、メチルアミン、エチルアミンなどのアルキルアミン、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２,４−ジフェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾールなどのアゾール類が挙げられる。

かかる無機塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどが挙げられる。

かかる金属塩としては、例えば、酢酸銅、塩化銅、臭化銅、硫酸銅、硝酸銅などの銅塩、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛などの亜鉛塩、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウムなどのハロゲン化アルカリ金属塩などが挙げられる。

ついで、本発明の金属表面処理剤を用いた金属の表面処理方法について説明する。

金属表面処理剤を用いて表面処理される金属としては、特に限定されるものではなく、公知一般の金属を用いることができるが、中でも銅、ニッケル、銀、亜鉛、鉄、アルミニウムまたはこれらの合金が、本発明の金属表面処理剤に対して好適であり、特に好ましくは、銅、銅合金である。

金属表面の処理方法については、処理する金属を上記イミダゾール系化合物を含んだ処理液に含浸したり、処理する金属に上記イミダゾール系化合物を含んだ処理液を吹き付けたり、スピンコーターを用いて塗布したりした後、乾燥、もしくは余分な処理液を水などにより洗浄後、乾燥する等の方法により処理することができる。

かかる処理温度は、通常１０〜８０℃、好ましくは１５〜７０℃、より好ましくは２０〜６０℃である。かかる処理温度が低すぎる場合には、金属表面へ十分な被膜を形成させることができない傾向があり、高すぎる場合にはイミダゾール系化合物の分解などが起こる可能性がある。

かかる処理時間は、通常１秒〜３０分、好ましくは５秒〜２５分、より好ましくは１０秒〜２０分である。かかる処理時間が短すぎると、金属表面へ十分な被膜を形成させることができない傾向があり、長すぎても、必要以上の被膜を形成させることで不経済であったり、分厚い被膜による導電性の低下などが起きる傾向がある。

表面処理された後の金属上の塗布膜の厚みに関しては、通常０．１ｎｍ〜２μｍであるが、表面処理された金属の用途、求められる性能により、適宜処理方法、条件を変えて膜厚をコントロールすることができる。

また、本発明は、下記一般式（２）、および（３）で示される新規イミダゾール系化合物も提供するものである。

（式中、Ｙは水素原子またはアルキル基である。）

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「％」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。

＜化合物の製造方法＞
（製造例１）
（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸（Ａ−１）の合成
（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル８．０ｇ(２７ｍｍｏｌ)のメタノール２４ｍＬの溶液に、２５％水酸化ナトリウム水溶液９．２ｇ(５８ｍｍｏｌ)を加え、２５℃で１．５時間攪拌した。反応終了後、減圧下にメタノール分を留去し、２０％塩酸水溶液１０．９ｇ（５９ｍｍｏｌ）を加え中和した。析出した結晶を濾取し、水１０ｍＬで２回洗浄後、乾燥し、イミダゾール系化合物（Ａ−１）を６．６g（収率８６．３％）で得た。

LC-MS：[M+1]=279
¹H-NMR (DMSO-d₆)：4.9(s,2H),7.2〜7.8(m,11H)
¹³C-NMR (DMSO-d₆)：49.1，120.3，125.0，127.4，129.0，129.3，129.4，129.7，130.5，134.3，139.6，147.9，170.3

（製造例２）
（１Ｈ−２，４−ジフェニルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル（Ａ−２）の合成
２,４−ジフェニルイミダゾール２２．０ｇ(０．１ｍｏｌ)、及び炭酸カリウム４１．４g(０．３ｍｏl)のアセトニトリル１１０ｍＬ溶液に、クロロ酢酸メチル１６．２ｇ(０．１５ｍｏｌ)を加え、７０℃で５６時間攪拌した。不溶物をろ過、アセトニトリルで洗浄した後、ろ液と洗液を合わせて減圧下濃縮した。残渣に酢酸エチル６０ｍＬを加えて溶解させ、水３０ｍＬで２回洗浄した。酢酸エチル層を減圧下濃縮し、酢酸エチルで再結晶を行った。析出した結晶を濾取し、酢酸エチルで洗浄後乾燥し、イミダゾール系化合物（Ａ−２）を１６．７g（収率５７．２％）で得た。

LC-MS：[M+1]=293
¹H-NMR (DMSO-d₆)：3.7(s，3H)，5.0(s,2H),7.2〜7.8(m,11H)

（製造例３）
（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸（Ａ−３）の合成
（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル９．２ｇ(５０ｍｍｏｌ)の水３０ｍＬの溶液に、２０％水酸化ナトリウム水溶液２０ｇ(１００ｍｍｏｌ)を加え、２５℃で４時間攪拌した。反応終了後、２０％塩酸水溶液１８．２ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加え中和し、減圧下、濃縮乾固した。残渣にメタノールを２００ｍL加え、不溶物をろ過、除去した後、ろ液を濃縮乾固した。残渣をメタノール１５ｍＬで洗浄後、乾燥し、イミダゾール系化合物（Ａ−３）を７．１g（収率８３．６％）で得た。

LC-MS：[M+1]=169
¹H-NMR (D₂O)：2.1(s, 3H), 2.2(s, 3H), 2.5(s, 3H), 4.8(s, 2H)
¹³C-NMR (D₂O)：10.1, 11.0, 12.8, 50.4, 126.1, 128.6, 144.9

（製造例４）
（１Ｈ−２，４，５−トリメチルイミダゾール−１−イル）酢酸メチル（Ａ−４）の合成
２，４，５−トリメチルイミダゾール１１．０ｇ(０．１ｍｏｌ)のメタノール２５ｍL溶液に５ｍｏｌ／Ｌナトリウムメトキシド／メタノール溶液２０ｍＬ(０．１ｍｏｌ)を加え、溶解させた後、減圧下濃縮乾固した。残渣にＤＭＦ１１０ｍＬを加え、氷浴下にて冷却した。これにクロロ酢酸メチル１０．９ｇ(０．１ｍｏｌ)を３０分かけて滴下した。滴下終了後、氷浴をはずし、２３℃で２時間攪拌した後、反応液を減圧下濃縮した。残渣に酢酸エチル１００ｍLを加え、不溶物をろ過し、酢酸エチル５０ｍＬで洗浄した。得られた酢酸エチル層に更に酢酸エチル２００ｍLを添加した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液２５ｍＬ、次いで水２５ｍＬで洗浄した。得られた有機層を減圧下濃縮し、イミダゾール系化合物（Ａ−４）を１０．７ｇ（収率５８．８％）で得た。

LC-MS：[M+1]=183
¹H-NMR (DMSO-d₆)：1.9(s, 6H), 2.1(s, 3H), 3.7(s, 3H), 4.7(s, 2H)
¹³C-NMR (DMSO-d₆)：8.9, 13.1, 13.3, 45.2, 52.9, 122.4, 130.7, 142.9, 169.7

＜金属表面処理試験＞
上記で得られたイミダゾール系化合物（Ａ−１）〜（Ａ−４）、更に１，２，３−ベンゾトリアゾールについて、金属表面処理試験（耐熱試験）を行なった。

（実施例１）
銅板（山本鍍金試験器製：ハルセル用陰極板；B-60-P05）を酸性クリーナー：ＬＡＣ−４１（ロームアンドハース製）の２０％水溶液に４０℃で５分浸漬した後、純水に１分間浸漬し、次いで５％硫酸水溶液に３０℃、1分浸漬した。得られた銅板を濃度１００ｐｐｍのイミダゾール系化合物（Ａ−１）のイソプロピルアルコール溶液に３０℃、1分間浸漬し、次いで純水に1分浸漬洗浄した後、ドライヤーで乾燥させた。得られた銅板について、表面処理試験（耐熱試験）を行なった。評価結果は下記表１に示す。

（実施例２〜４）
実施例１において、イミダゾール系化合物（Ａ−１）の代わりに、イミダゾール系化合物（Ａ−２）〜（Ａ−４）を用い、表１に示した溶媒で１００ｐｐｍの試験液を調整した以外は同様にして、銅板を得た。次いで、表面処理試験（耐熱試験）を実施した。

（比較例１）
実施例１において、イミダゾール系化合物（Ａ−１）のイソプロピルアルコール溶液の代わりに、１，２，３−ベンゾトリアゾールの水溶液を用いた以外は同様にして、銅板を得た。次いで、表面処理試験（耐熱試験）を実施した。

（耐熱試験）
オーブン（ＳＡＫＵＲＡ社製：ＨＯＴ−ＡＩＲＳＴＥＲＩＬＩＺＥＲＨＥ−１１）を用いて、１５０℃で1時間加熱した。
・評価（目視判定）
１：変色なし、
２：僅かに変色、
３：少し変色、
４：明らかに変色、
５：ひどく変色

上記表１の結果より、実施例１〜４のイミダゾール系化合物（Ａ−１）〜（Ａ−４）は、比較例１のベンゾトリアゾール系化合物よりも優れた防錆性を示すことがわかる。
なお、耐熱試験は、通常の環境よりも過酷な条件下での表面処理試験であるため、化合物のもつ防錆性能の差がより顕著に現れる試験であると考えられる。

本発明の表面処理剤は、高温条件下においても、優れた防錆性能を示すものであるため、プリント配線板の製造における銅箔やリードフレーム用の処理剤、またはプレフラックス処理剤に非常に有用である。

Claims

下記一般式（１）で示されるイミダゾール系化合物を有効成分とすることを特徴とする金属表面処理剤。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^３は、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はハロゲン原子であり、同一でも異なっていてもよい。Ｘは、アルキレン基、Ｙは、水素原子またはアルキル基を表す。）
銅、ニッケル、銀、亜鉛、鉄、アルミニウムまたはこれらの合金から選ばれる金属に用いることを特徴とする請求項１記載の金属表面処理剤。
金属表面防錆剤として用いることを特徴とする請求項１または２記載の金属表面処理剤。
下記一般式（２）で示されるイミダゾール系化合物。

（式中、Ｙは水素原子またはアルキル基である）
下記一般式（３）で示されるイミダゾール系化合物。

（式中、Ｙは水素原子またはアルキル基である）