JP2010256215A

JP2010256215A - スズまたはスズ合金めっき層の剥離液及び定量分析方法

Info

Publication number: JP2010256215A
Application number: JP2009107802A
Authority: JP
Inventors: Masumi Kimura; 真澄木村; Atsushi Iizuka; 淳飯塚; Shigenori Emura; 繁則江村; Akira Yamaguchi; 亮山口
Original assignee: Meltex Inc; Yazaki Corp
Current assignee: Meltex Inc; Yazaki Corp
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】銅や黄銅からなる基材にスズめっき層を形成した試料から選択的にスズめっき層を溶解できるとともに、鉛の測定波長でのベースラインの変動を抑えてより正確に定量できる剥離液及び定量方法を提供する。
【解決手段】チオ尿素を０．１〜５質量％、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を５〜５０質量％含有する水溶液からなるスズめっき用剥離液を用いて、銅または黄銅からなる基材にスズめっき層を形成した試料からスズめっき層を選択的に溶解する。
【選択図】図１

Description

本発明は、銅または黄銅からなる基材に、スズまたはスズ合金からなるめっき層（以下、「スズめっき層」ともいう）を形成してなる試料からスズめっき層を剥離するための剥離液、並びにスズめっき層の定量分析する方法に関する。

電気機器や電子機器の電極や端子として銅や黄銅が広く使用されており、耐食性の向上や、接触抵抗の低減、挿入力の低減等の目的で、スズめっき層で被覆されることが多い。しかし、スズめっき層には、鉛やカドミウム、クロム等の環境負荷物質が混入していることがあり、それらの含有量を定量する必要がある。

スズめっき層の定量分析方法としては、簡便であることから、試料をめっき剥離液に浸漬してスズめっき層を溶解し、溶解分を含有するめっき剥離液について、ＩＣＰ−ＡＥＳ法（誘導結合プラズマ発光分光分析法）等により定量することが主流になっている。尚、このＩＣＰ−ＡＥＳ法については、「ＩＣＰ−ＡＥＳ、及びＸＲＦによるＳｎめっき層中のＰｂ定量分析方法の検討」（山本信雄、久留須一彦、第６７回分析化学討論会講演要旨集ｐ．１８９）等を参照することができる。

従って、めっき剥離液は、スズめっき層だけを選択的に溶解する必要があるが、基材の種類によっては、少なからず基材も溶解している。そのため、基材側にも測定対象の金属成分が含まれていると、その分を定量値から差し引く必要がある。しかし、測定精度を高めるためにスズめっき層の溶解量を多くしようとすると、基材の溶解量も多くなるため、測定対象の金属成分が基材側に多く含まれていると、めっき層における測定対象の金属成分の定量値がマイナスになることがあり、定量できない。

このような背景から、本出願人は先に、特許文献１において、ホウフッ化水素酸をホウ素元素換算で１．６質量％、ホウ素化合物をホウ素元素換算で０．２質量％以下、チオ尿素を１質量％以下の割合で含む水溶液からなるめっき剥離液がスズめっき層をより選択的に溶解できることを示している。

特開２００８−２８６６７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のめっき剥離液を用いてスズめっき層を溶解した液をＩＣＰ−ＡＥＳ法で測定すると、特に鉛の定量に通常使用される波長２２０．３５３ｎｍにおいて、ベースラインが大きく変動し、鉛が低濃度で含有する場合に測定誤差の原因になるおそれがある。

そこで本発明は、銅や黄銅からなる基材にスズめっき層を形成した試料から選択的にスズめっき層を溶解できるとともに、鉛の測定波長でのベースラインの変動を抑えてより正確に定量できる剥離液及び定量方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、下記のスズまたはスズ合金めっき用剥離液及び定量分析方法を提供する。
（１）銅または黄銅からなる基材に、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料、もしくは金属製の基材に、銅または黄銅からなる下地層を介して、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料から前記めっき層を剥離するための剥離液であって、チオ尿素を０．１〜５質量％、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を５〜５０質量％含有する水溶液であることを特徴とするスズめっき用剥離液。
（２）チオ尿素を１．３質量％含有する水溶液Ａと、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を６５〜７５質量％含有する水溶液Ｂとを、水溶液Ａ：水溶液Ｂ＝３：１の混合比で混合してなることを特徴とする上記（１）記載のスズめっき用剥離液。
（３）銅または黄銅からなる基材に、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料、もしくは金属製の基材に、銅または黄銅からなる下地層を介して、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料における前記めっき層の定量分析方法であって、上記（１）または（２）に記載のスズめっき用剥離液を前記試料に接触させて前記めっき層を溶解し、溶解分を含有する前記めっき剥離液について定量することを特徴とするスズまたはスズ合金めっき層の定量分析方法。

本発明のスズ層用剥離液によれば、実質的にスズめっき層のみを選択的に溶解することができるとともに、スズめっき層を溶解した液を定量分析するにあたり、鉛の測定波長である２２０．３５３ｎｍでのバースラインの変動が小さく、スズめっき層の定量をより正確に行なうことができる。

スズめっき用剥離液Ａの２１７．００ｎｍまたは２２０．３５３ｎｍにおいてブランクを測定したときのベースラインである。スズめっき用剥離液Ｂの２１７．００ｎｍまたは２２０．３５３ｎｍにおいてブランクを測定したときのベースラインである。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

本発明の定量方法は、基本的には従来と同様に、スズめっき層が形成された試料をスズめっき用剥離液に浸漬してスズめっき層を溶解し、溶解分を含有するスズめっき用剥離液を定量するが、その際、下記に示す特定組成のスズめっき用剥離液を用いる。

スズめっき用剥離液は、チオ尿素を０．１〜５質量％、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を５〜５０質量％含有する水溶液である。好ましくは、チオ尿素を１．３質量％含有する水溶液Ａと、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を６５〜７５質量％含有する水溶液Ｂとを、水溶液Ａ：水溶液Ｂ＝３：１の混合比で混合した液である。ここで、アルキルスルホン酸及びアルカノールスルホン酸は、炭素数１〜２のものが好ましく、例えばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、イセチオン酸が好適である。

測定精度を高めるためにはスズめっき層の溶出量が多いほど好ましいため、スズめっき用剥離液との接触は、基材が露出するまで行なう。尚、基材の露出は、目視により十分可能である。

そして、スズめっき層の溶解分を含有するめっき剥離液について、定量分析を行なう。定量分析は、簡便で、高精度の定量ができる等の理由から、ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析法）を行なうことが好ましい。本発明では、特にスズめっき層中の環境負荷物質である鉛、カドミウム、クロムの定量を目的とするが、鉛の測定波長２２０．３５３ｎｍでのベースラインの変動が従来の剥離液を用いた場合よりも小さくなり、測定誤差が小さく、より正確な定量が可能になる。

本発明で用いる上記のめっき剥離液は、銅、並びに黄銅成分である亜鉛を、測定に影響を与えるレベルまで溶解せず、実質的にスズめっき層のみを溶解する。従って、測定値をそのままスズめっき層における含有量と見做して問題ない。

尚、本発明のスズめっき用剥離液は銅及び黄銅を溶解しないため、銅や黄銅からなる基材にスズめっき層が形成された試料の他に、銅や黄銅以外の金属製基材で、銅や黄銅を下地層としてその上にスズめっき層を形成した試料にも適用できる。

以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（試験１）
黄銅基材上にスズめっき層を形成した試料１、黄銅基材上に銅下地層を介してスズめっき層を形成した試料２、鉄系基材上に銅下地層を介してスズめっき層を形成した試料３〜５を用意し、メルテックス株式会社製「メルストリップＨＮ−３００９Ａ」（チオ尿素１．３質量％水溶液）３部に対し、メルテックス株式会社製「メルストリップＨＮ−３００９Ｂ」（アルキルスルホン酸６５〜７５質量％水溶液）１部を加えて混合したスズめっき用剥離液Ａに浸漬した。そして、硫黄基材または銅下地が露出した時点で試料を取り出し、スズめっき層を溶解した後の剥離液ＡについてＩＣＰ−ＡＥＳによりスズの定量を行なった。

また、比較のために、特許文献１に記載のスズめっき用剥離液Ｂ（ホウフッ化水素酸をホウ素元素換算で１．６質量％、ホウ素化合物をホウ素元素換算で０．２質量％以下、チオ尿素を１質量％以下の割合で含む水溶液）を用いて、同様に試料のスズめっき層を溶解し、スズめっき層を溶解した後の剥離液ＢについてＩＣＰ−ＡＥＳによりスズの定量を行なった。

定量結果を表１に示すが、本発明に従うスズめっき用剥離液Ａは、スズめっき用剥離液Ｂとほぼ同等の定量結果が得られており、スズめっき層のみを選択的に溶解していることがわかる。

（試験２）
鉛を０ｐｐｍ（ブランク）、０．２ｐｐｍ、０．４ｐｐｍ及び１．０ｐｐｍ含有する水溶液を調製し、試験１で用いたスズめっき用剥離液Ａまたはスズめっき用剥離液Ｂを同量づつ加え、波長２１７．００ｎｍまたは２３０．３５３ｎｍにて鉛の吸光度を測定し、相対標準偏差を求めた。

結果を表２に示すが、本発明に従うスズめっき用剥離液Ａは総じて偏差が少なく、特に低鉛濃度でのベースラインの変動が少ないことがわかる。とりわけ、鉛０ｐｐｍ（ブランク）における波長２２０．３５３ｎｍではスズめっき用剥離液Ｂの約１／９と極めて変動が小さくなっている。

また、図１にスズめっき用剥離液Ａの２１７．００ｎｍまたは２２０．３５３ｎｍにおいてブランクを測定したときのベースライン、図２にスズめっき用剥離液Ｂの２１７．００ｎｍまたは２２０．３５３ｎｍにおいてブランクを測定したときのベースラインをそれぞれ示すが、スズめっき用剥離液Ａの方がベースラインの変動が小さいのがわかる。

Claims

銅または黄銅からなる基材に、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料、もしくは金属製の基材に、銅または黄銅からなる下地層を介して、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料から前記めっき層を剥離するための剥離液であって、
チオ尿素を０．１〜５質量％、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を５〜５０質量％含有する水溶液であることを特徴とするスズめっき用剥離液。
チオ尿素を１．３質量％含有する水溶液Ａと、アルキルスルホン酸またはアルカノールスルホン酸を６５〜７５質量％含有する水溶液Ｂとを、水溶液Ａ：水溶液Ｂ＝３：１の混合比で混合してなることを特徴とする請求項１記載のスズめっき用剥離液。
銅または黄銅からなる基材に、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料、もしくは金属製の基材に、銅または黄銅からなる下地層を介して、スズまたはスズ合金からなるめっき層を形成してなる試料における前記めっき層の定量分析方法であって、
請求項１または２に記載のスズめっき用剥離液を前記試料に接触させて前記めっき層を溶解し、溶解分を含有する前記めっき剥離液について定量することを特徴とするスズまたはスズ合金めっき層の定量分析方法。