JP2019520480A - 金属表面の後処理用の水性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、金属表面の後処理用の水性組成物、その使用および金属表面を後処理するための方法に関する。
電子デバイスでは銀や銀合金が使用されているが、望ましくない曇りを生じた生成物を一時的に除去するために、完成品にさらに清浄化や研磨が必要となることは避けられない。日常的な大気条件に曝されると、銀や銀合金は、曇りとして知られる艶消しの暗色の被膜を形成することがよく知られている。金属や金属合金の曇りの防止は、多くの産業において困難な課題である。金属や金属合金の曇りは電子材料産業において特に問題となっており、曇りによって電子デバイスの部品間の電気的接触不良が生じることがある。
本発明の目的は、このような表面の曇りの防止を目的として、金属表面、特に銀または銀合金の効果的な後処理用の組成物を提供することであった。
本発明は、金属表面、好ましくは銀または銀合金表面の後処理用の水性組成物、その使用および方法を提供する。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
アルカンチオールと、
12〜18、好ましくは15のHLB値を有するアニオン性、カチオン性、非イオン性、両性または双性イオン性の界面活性剤と
を含有するとともに、一般式I:
R1は、−H、−CH3、−C2H5、−(C2H4O)p−H、−(C2H4O)p−CH3、−(C2H4O)p−CH(CH3)2、−(C2H4O)p−C(CH3)3であり、ここで、pは、1〜20の範囲の整数であり、好ましくは1〜10の範囲の整数であり、より好ましくは2〜6の範囲の整数であり、
R2は、HまたはCH3であり、好ましくはCH3であり、
nは、0〜3の範囲の整数であり、好ましくは1〜3の範囲の整数であり、さらにより好ましくは1または2であり、
mは、0、1または2の範囲の整数であり、好ましくは0である]の化合物をさらに含む水性組成物を提供する。
・曇り止め性が高まる(特にK2S試験により実証)、
・透明保護コーティングによって、高疎水性の表面特性が提供される、
・酸化剤を寄せつけない、
・組成物が透明であり、該組成物で処理された表面の外観に悪影響が生じることが防げられる、
・浸漬された銀表面上への自己組織化チオール単分子層の形成が促進されることにより、非極性被膜が生じる、
・銀表面処理後の疎水性アルカンチオール残分がリンス能力の向上を示し、油性残留物が効果的に除去される。
R3O(CH2CH2O)xH 式II
[式中、
R3は、炭素原子を6〜15個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、好ましくは炭素原子を8〜12個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、
xは、3〜15の範囲の整数であり、好ましくは7〜11の範囲の整数である]を有することができる。
R4O(CH2CH2O)yH 式III
[式中、
R4は、炭素原子を16〜20個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、好ましくは炭素原子を16〜18個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、
yは、2〜10の範囲の整数であり、好ましくは3〜6の範囲の整数である]を有することができる。
アルカンチオール:0.1〜5g/L、好ましくは0.5〜4g/L、
界面活性剤:2〜30g/L、好ましくは5〜20g/L、
式Iの化合物:1〜10g/L、好ましくは1〜5g/L、および
任意に、補助乳化剤:0.1〜5g/L、好ましくは0.5〜2g/L。
a.金属表面、特に銀または銀合金表面を準備するステップと、
b.前記金属表面、特に銀または銀合金表面を、先に記載した水性組成物と接触させるステップと
をこの順番で含む方法を対象とする。先に記載した水性組成物のいずれも使用することができる。
以下、実施例によって本発明を説明する。
水性組成物を準備するが、その際それぞれ、c.)一般式Iの化合物(化合物c1))の濃度を変化させるのに対し、他の成分の濃度は固定する。
a.アルカンチオール:オクタデカンチオール(CAS番号2885−00−9)
量:2.5g/L
b.界面活性剤:PEG−11 C10〜11オキソアルコールエトキシレート(CAS番号:78330−20−8)
量:17.5g/l
c.一般式Iの化合物:c1)2,5,8,11−テトラメチル−6−ドデシン−5,8−ジオールエトキシレート(CAS番号169117−72−0)を、2、3または4g/lの量で
d.補助乳化剤:アルコールC16〜18ポリアルキレングリコールエーテル(CAS番号68002−96−0)
量:2.5g/L。
水性組成物を準備し、その際、c.)一般式Iの化合物の以下の化合物:c2)2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールエトキシレート(CAS番号9014−85−1)およびc3)2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール(CAS番号126−86−3)を、同一の濃度で別々に使用した。
a.アルカンチオール:オクタデカンチオール(CAS番号2885−00−9)
量:2.5g/L
b.界面活性剤:PEG−11 C10〜11オキソアルコールエトキシレート(CAS番号:78330−20−8)
量:17.5g/l
c.一般式Iの化合物(c2またはc3):量:2g/l
d.補助乳化剤:アルコールC16〜18ポリアルキレングリコールエーテル(CAS番号68002−96−0)
量:2.5g/L。
比較水性組成物を準備した。該組成物は、a.、b.およびd.を含有し、一般式Iの化合物(c1〜c3)の濃度はゼロであり、他の濃度は上記の通りであった。
後処理を、銀めっき銅板に対して行った。銅表面を有するこれらの板を、以下のステップから準備することができる:
・銅板の準備
1.脱脂 Uniclean(登録商標)260(電気泳動アルカリ性洗浄剤)カソード7V/45℃/30秒間
2.活性化:Uniclean(登録商標)675(穏やかな酸性活性剤)浸漬/RT/30秒間
3.予備銀処理 Pre−silver(低銀濃縮溶液)カソード3V/RT/15秒間
4.銀処理 Silverlume Plus(光沢銀析出溶液)カソード1ASD/RT/5分間
またはAgO−56(工業用銀析出溶液)カソード1ASD/RT/5分間
またはArgalux(登録商標)NC mod.(シアン化物不含の光沢銀析出溶液)カソード0.8ASD/RT/5分間。
・高温のDI水でリンスし、
・低温のDI水でリンスし、そして
・圧縮空気で乾燥させた。
・後処理およびリンスを行った直後の残留物
・硫化物試験後の呈色および曇り。
・材料:ガラスビーカー
・化学薬品:硫化カリウム44%K2S、水中2%w/w
・温度:22±2℃
・浸漬時間:5〜10分間
・熟練者による評価
・色の強さに応じて
2.結果
2.1リンス能力試験
本発明の水性組成物は、比較水性組成物と比較してリンス能力の向上を示し、また本発明の水性組成物によって、油性残留物の問題が完全に排除される。Silverlume Plus、AgO−56およびArgalux(登録商標)NC mod.でめっきした銀表面を比較水性組成物で処理した場合、これらの表面が示すリンス能力は低かったが、これに対して本発明の水性組成物が示すリンス能力は非常に良好である。
本発明の水性組成物は、一般式Iの化合物(c1〜c3)を含有しない比較水性組成物と比較して曇り止め保護性の向上を示した。Silverlume Plus、AgO−56およびArgalux(登録商標)NC mod.としての銀めっき溶液から得られた未処理の銀表面が示す曇り止め保護性は、非常に低い。比較水性組成物で処理したこれらのめっき済み銀表面が示す硫化物試験後の退色は比較的低度であったのに対して、本発明の水性組成物で処理した表面は、退色をほとんどないしまったく示さない。
水性組成物条件:pH2.5、温度55℃、撹拌200RPM、浸漬処理1分間、リンスおよび乾燥。
水性組成物条件:pH2.5、温度55℃、撹拌200RPM、浸漬処理1分間、リンスおよび乾燥。
試験材料:工業用銀めっき表面(AgO−56(登録商標))
水性組成物条件:pH2.5、温度55℃、撹拌200RPM、浸漬1分間またはカソード0.5A/dm2 1分間、リンスおよび乾燥。
・本発明の水性組成物によって、以下の事項が向上する:
・浸漬された金属表面、特に銀の濡れ性、
・浸漬された銀表面への自己組織化チオール単分子層の形成による非極性被膜の生成および曇り止め性の向上、
・本発明の水性溶液で銀表面を処理した後の疎水性アルカンチオール残分のリンス、
・浸漬および電気泳動の使用は、金属めっき後の金属めっき表面の曇りを避けるのに適している。
Claims (15)
- アルカンチオールと、
12〜18のHLB値を有するアニオン性、カチオン性、非イオン性、両性または双性イオン性の界面活性剤と
を含有する、金属表面、好ましくは銀または銀合金表面の後処理用の水性組成物において、該水性組成物は、一般式I:
R1は、−H、−CH3、−C2H5、−(C2H4O)p−H、−(C2H4O)p−CH3、−(C2H4O)p−CH(CH3)2、−(C2H4O)p−C(CH3)3であり、ここで、pは、1〜20の範囲の整数であり、
R2は、HまたはCH3であり、
nは、0〜3の範囲の整数であり、
mは、0、1または2の範囲の整数である]の化合物をさらに含むことを特徴とする、水性組成物。 - 前記式Iの化合物において、mは、0であり、nは、0〜3の範囲にあり、R1は、独立して、−H、−CH3、−C2H5および−(C2H4O)p−Hからなる群から選択され、ここで、pは、2〜6の範囲にある、請求項1記載の水性組成物。
- 前記式Iの化合物は、2,3,6,7−テトラメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、2,5,8,11−テトラメチル−6−ドデシン−5,8−ジオールエトキシレート、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールエトキシレート、2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールビスポリオキシエチレンエーテルおよび2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオールからなる群から選択される、請求項1記載の水性組成物。
- 前記界面活性剤は、エトキシル化もしくはプロポキシル化アルキル、エトキシル化もしくはプロポキシル化アミン、エトキシル化もしくはプロポキシル化アミド、エトキシル化もしくはプロポキシル化アルコールまたはそれらの混合物である、請求項1から3までのいずれか1項記載の水性組成物。
- 前記界面活性剤は、一般式II
R3O(CH2CH2O)xH (II)
[式中、
R3は、炭素原子を6〜15個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、好ましくは炭素原子を8〜12個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、
xは、3〜15の範囲の整数であり、好ましくは7〜11の範囲の整数である]を有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の水性組成物。 - 前記アルカンチオールは、C10〜C20−アルカンチオールである、請求項1から5までのいずれか1項記載の水性組成物。
- 補助乳化剤を含有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の水性組成物。
- 前記補助乳化剤は、一般式III
R4O(CH2CH2O)yH (III)
[式中、
R4は、炭素原子を16〜20個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、好ましくは炭素原子を16〜18個有する直鎖または分枝鎖アルキル基であり、
yは、2〜10の範囲の整数であり、好ましくは3〜6の範囲の整数である]を有する、請求項7記載の水性組成物。 - 前記補助乳化剤は、ポリアルキレングリコールエーテルである、請求項7または8記載の水性組成物。
- クロメート不含でありかつ/または有機溶媒不含である、請求項1から9までのいずれか1項記載の水性組成物。
- 1〜10の範囲のpHを有する、請求項1から10までのいずれか1項記載の水性組成物。
- 金属の曇りを避けるための、金属表面、特に銀または銀合金表面の後処理用の請求項1から10までのいずれか1項記載の水性組成物の使用。
- 金属表面、特に銀または銀合金表面を後処理するための方法であって、
a.金属表面、特に銀または銀合金表面を準備するステップと、
b.前記金属表面、特に銀または銀合金表面を、請求項1から11までのいずれか1項記載の水性組成物と接触させるステップと
をこの順番で含む、方法。 - 前記ステップb.における接触を、浸漬としておよび/または吹付けによりおよび/または前記金属と請求項1から11までのいずれか1項記載の溶液との接触を可能にする他のいずれかの適切な方法により適用する、請求項13記載の方法。
- 前記金属を請求項1から11までのいずれか1項記載の溶液に浸漬させる場合には、前記ステップb.における接触を、前記金属表面、特に銀または銀合金表面と少なくとも1つの電極との間に電流を印加して行う、請求項13または14記載の方法。
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