JP2657991B2 - 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 - Google Patents
電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法Info
- Publication number
- JP2657991B2 JP2657991B2 JP10309788A JP10309788A JP2657991B2 JP 2657991 B2 JP2657991 B2 JP 2657991B2 JP 10309788 A JP10309788 A JP 10309788A JP 10309788 A JP10309788 A JP 10309788A JP 2657991 B2 JP2657991 B2 JP 2657991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- aluminum
- bath
- mol
- halide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電流効率、導電率の高い電気アルミニウム
めっき浴とその浴によるめっき方法に関する。
めっき浴とその浴によるめっき方法に関する。
（従来技術） アルミニウムの電気めっきは、アルミニウムの酸素に
対する親和力が大きく、電位が水素より卑であるので、
水溶液系のめっき浴で行うことは困難である。このた
め、従来よりアルミニウムの電気めっきは、非水溶液系
のめっき浴、特に有機溶媒系のめっき浴で行なわれてい
る。
対する親和力が大きく、電位が水素より卑であるので、
水溶液系のめっき浴で行うことは困難である。このた
め、従来よりアルミニウムの電気めっきは、非水溶液系
のめっき浴、特に有機溶媒系のめっき浴で行なわれてい
る。
この有機溶媒系のめっき浴としては、AlCl3とLiAlH4
またはLiHとをエーテルに溶解したものやAlCl3とLiAlH4
とをTHF（テトラヒドロフラン）に溶解したものが代表
的なものである。しかし、これらのめっき浴は、いずれ
も浴中に非常に活性なLiAlH4やLiHを含んでいるため、
酸素や水分が存在すると、それらと反応して分解し、電
流効率が低下し、浴寿命も短くなってしまうものであっ
た。
またはLiHとをエーテルに溶解したものやAlCl3とLiAlH4
とをTHF（テトラヒドロフラン）に溶解したものが代表
的なものである。しかし、これらのめっき浴は、いずれ
も浴中に非常に活性なLiAlH4やLiHを含んでいるため、
酸素や水分が存在すると、それらと反応して分解し、電
流効率が低下し、浴寿命も短くなってしまうものであっ
た。
出願人は、先に電気アルミニウムめっき方法として、
アルミニウムハロゲン化物40〜80モル％とアルキルピリ
ジウムハロゲン化物（但し、アルキル基は炭素数が１〜
５のアルキル基）20〜60モル％との混合溶融塩浴または
この浴に芳香族炭化水素などの有機溶媒を添加した浴に
よる方法を提案した（特開昭62−70592号、特開昭62−7
0593号）。
アルミニウムハロゲン化物40〜80モル％とアルキルピリ
ジウムハロゲン化物（但し、アルキル基は炭素数が１〜
５のアルキル基）20〜60モル％との混合溶融塩浴または
この浴に芳香族炭化水素などの有機溶媒を添加した浴に
よる方法を提案した（特開昭62−70592号、特開昭62−7
0593号）。
このめっき浴は、常温で液体であり、また、発火等の
危険性がなく、しかも、陽極をアルミニウムにすると、
Alイオンが消費量に合わせて自動補給され、浴管理が簡
単であるため、他の方法より作業性に優れている。
危険性がなく、しかも、陽極をアルミニウムにすると、
Alイオンが消費量に合わせて自動補給され、浴管理が簡
単であるため、他の方法より作業性に優れている。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、アルミニウムは、３価の元素であるので、
短時間に所定めっき厚にするには、高電流密度でめっき
する必要がある。しかし、前記めっき浴は、10A/dm2以
上の電流密度でめっきすると、めっき層がめっき焼け
（灰色）になり、商品価値が低下してしまう。これは、
本発明者の検討によれば、カチオンが換言されるためで
あることが判明した。すなわち、アルミニウムハロゲン
化物とアルキルピリジウムハロゲン化物とは、浴中でAl
X4 -やAl2X7 -などのAl錯イオンとアルキルピリジウムカ
チオンに解離するが、後者のカチオンが、陰分極曲線に
より観察すると、Alの電析電位に対して−2V付近で還元
され、Al電析の際、電圧がかかりすぎると、カチオンの
還元反応が起こり、めっき焼けになるのである。このた
め、高電流密度でめっきした場合は、電流効率も低下し
てしまう。
短時間に所定めっき厚にするには、高電流密度でめっき
する必要がある。しかし、前記めっき浴は、10A/dm2以
上の電流密度でめっきすると、めっき層がめっき焼け
（灰色）になり、商品価値が低下してしまう。これは、
本発明者の検討によれば、カチオンが換言されるためで
あることが判明した。すなわち、アルミニウムハロゲン
化物とアルキルピリジウムハロゲン化物とは、浴中でAl
X4 -やAl2X7 -などのAl錯イオンとアルキルピリジウムカ
チオンに解離するが、後者のカチオンが、陰分極曲線に
より観察すると、Alの電析電位に対して−2V付近で還元
され、Al電析の際、電圧がかかりすぎると、カチオンの
還元反応が起こり、めっき焼けになるのである。このた
め、高電流密度でめっきした場合は、電流効率も低下し
てしまう。
本発明は、かかる点に鑑み、カチオンの還元電位がAl
電析電位より低い電気アルミニウムめっき浴およびその
浴によるめっき方法を提供するものである。
電析電位より低い電気アルミニウムめっき浴およびその
浴によるめっき方法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明者は、常温で液体となる溶融塩浴で、カチオン
の還元電位がAlの電析電位より低くなるめっき浴を開発
すべく、種々検討した結果、アルキルピリジウムハロゲ
ン化物の代わりに一般式［（R1）3N＋R2］X-（但し、R1
は炭素数１〜12のアルキル基、R2は炭素数１〜12のアル
キル基またはフェニルアルキル、Ｘはハロゲン原子）で
示される第四級アンモニウム塩を用いればよいことを見
出した。
の還元電位がAlの電析電位より低くなるめっき浴を開発
すべく、種々検討した結果、アルキルピリジウムハロゲ
ン化物の代わりに一般式［（R1）3N＋R2］X-（但し、R1
は炭素数１〜12のアルキル基、R2は炭素数１〜12のアル
キル基またはフェニルアルキル、Ｘはハロゲン原子）で
示される第四級アンモニウム塩を用いればよいことを見
出した。
すなわち、本発明は、アルミニウムハロゲン化物（Al
X3、但しＸはハロゲン原子）20〜80モル％と上記一般式
で示される第四級アンモニウム塩20〜80モル％とを混合
溶融してなる電気アルミニウムめっき浴により10A/dm2
以上の高電流密度でめっきしても、めっき焼けが発生せ
ず、電流効率が向上するようにした。
X3、但しＸはハロゲン原子）20〜80モル％と上記一般式
で示される第四級アンモニウム塩20〜80モル％とを混合
溶融してなる電気アルミニウムめっき浴により10A/dm2
以上の高電流密度でめっきしても、めっき焼けが発生せ
ず、電流効率が向上するようにした。
ここで、第四級アンモニウム塩のR1およびR2がアルキ
ル基である場合の炭素数をともに１〜12にしたのは、炭
素数がこれより多くなると、融点が高くなり、常温付近
での高電流密度めっきが困難になるためである。このア
ルキル基としては、直鎖、分枝鎖のものでもよい。ま
た、R2がフェニルアルキル［−（CH2）ｎ−phenyl］で
ある場合は、メチレン基のｎ数が１〜４のものが好まし
い。
ル基である場合の炭素数をともに１〜12にしたのは、炭
素数がこれより多くなると、融点が高くなり、常温付近
での高電流密度めっきが困難になるためである。このア
ルキル基としては、直鎖、分枝鎖のものでもよい。ま
た、R2がフェニルアルキル［−（CH2）ｎ−phenyl］で
ある場合は、メチレン基のｎ数が１〜４のものが好まし
い。
浴組成のアルミニウムハロゲン化物を20〜80モル％に
したのは、20モル％未満にすると、めっきする場合、Al
電析が起こらず、80モル％を越えると、浴の導電率が低
下するからである。
したのは、20モル％未満にすると、めっきする場合、Al
電析が起こらず、80モル％を越えると、浴の導電率が低
下するからである。
しかし、このめっき浴は、融点が従来の浴より低い
が、水溶液系めっき浴に比べると、粘性が高い。このた
め、導電率が低く、凹凸のある被めっき物をめっきする
場合、均一電着性が劣る。かかる場合には、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属のハロゲン化物を添加する
と、融点が低下して浴の粘性が低下し、導電率を高くで
きる。これらのハロゲン化物は、そのハロゲン原子がア
ルミニウムハロゲン化物のハロゲン原子と同じ物を通常
使用する。例えば、アルミニウムハロゲン化物として、
AlCl3を使用する場合は、LiCl、NaCl、CaCl2のような塩
化物を使用する。これらの塩化物は、浴中で金属イオン
と塩素イオンに解離するが、金属イオンは、酸化還元電
位がAlより卑であるので、Alが電析する際析出すること
はない。一方、塩素イオンは、AlとAlCl4 -やAl2Cl7 -な
どのAl錯イオンを形成する。
が、水溶液系めっき浴に比べると、粘性が高い。このた
め、導電率が低く、凹凸のある被めっき物をめっきする
場合、均一電着性が劣る。かかる場合には、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属のハロゲン化物を添加する
と、融点が低下して浴の粘性が低下し、導電率を高くで
きる。これらのハロゲン化物は、そのハロゲン原子がア
ルミニウムハロゲン化物のハロゲン原子と同じ物を通常
使用する。例えば、アルミニウムハロゲン化物として、
AlCl3を使用する場合は、LiCl、NaCl、CaCl2のような塩
化物を使用する。これらの塩化物は、浴中で金属イオン
と塩素イオンに解離するが、金属イオンは、酸化還元電
位がAlより卑であるので、Alが電析する際析出すること
はない。一方、塩素イオンは、AlとAlCl4 -やAl2Cl7 -な
どのAl錯イオンを形成する。
この融点低下用のハロゲン化物添加量は、AlCl3を20
〜80モル％に維持した状態で第四級アンモニウム塩を20
〜79モル％、ハロゲン化物を１〜60モル％の割合にす
る。
〜80モル％に維持した状態で第四級アンモニウム塩を20
〜79モル％、ハロゲン化物を１〜60モル％の割合にす
る。
低温でめっきする場合の浴の粘性を低下させる方法と
しては、有機溶媒を添加する方法によってもよい。この
場合、有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼ
ンなどのような芳香族炭化水素のものが好ましく、それ
らの１種または２種を、アルミニウム化物、第四級アン
モニウム塩、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物および有機溶媒の合計量を100vol％とした場
合、10〜75vol％となるように添加する。
しては、有機溶媒を添加する方法によってもよい。この
場合、有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼ
ンなどのような芳香族炭化水素のものが好ましく、それ
らの１種または２種を、アルミニウム化物、第四級アン
モニウム塩、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物および有機溶媒の合計量を100vol％とした場
合、10〜75vol％となるように添加する。
以上のアルカリ金属またはアルカリ土類金属ハロゲン
化物の添加と有機溶媒の添加は、併用してもよい。
化物の添加と有機溶媒の添加は、併用してもよい。
めっき浴は、酸素や空気に触れても安全であるが、ア
ルミニウム錯イオンの酸化防止のため、乾燥無酸素雰囲
気中（乾燥N2やAr中）で行うのが好ましい。また、電解
条件は、直流もしくはパルス電流により浴温０〜300
℃、直流密度0.01〜50A/dm2で行うと、電流効率がよ
く、均一にめっきすることができる。浴温が０℃より低
いと、均一にめっきできず、300℃より高くして電流密
度を50A/dm2より高くすると、第四級アンモニウムイオ
ンの還元が起こり、めっき層が灰色になるとともに、電
流効率も低下する。
ルミニウム錯イオンの酸化防止のため、乾燥無酸素雰囲
気中（乾燥N2やAr中）で行うのが好ましい。また、電解
条件は、直流もしくはパルス電流により浴温０〜300
℃、直流密度0.01〜50A/dm2で行うと、電流効率がよ
く、均一にめっきすることができる。浴温が０℃より低
いと、均一にめっきできず、300℃より高くして電流密
度を50A/dm2より高くすると、第四級アンモニウムイオ
ンの還元が起こり、めっき層が灰色になるとともに、電
流効率も低下する。
ストリップなどを均一に連続めっきする場合、めっき
浴にAlイオンを補給して、浴中のAlイオン濃度を一定の
範囲に保つ必要があるが、この場合、陽極をアルミニウ
ム製可溶性陽極にすると、通電量に応じてAlイオンが自
動補給され、AlCl3の補給によらなくてもAlイオン濃度
を一定の範囲に保つことができる。
浴にAlイオンを補給して、浴中のAlイオン濃度を一定の
範囲に保つ必要があるが、この場合、陽極をアルミニウ
ム製可溶性陽極にすると、通電量に応じてAlイオンが自
動補給され、AlCl3の補給によらなくてもAlイオン濃度
を一定の範囲に保つことができる。
（実施例） 板厚0.5mmの冷延鋼板に常法により溶剤蒸気洗浄、ア
ルカリ脱脂および酸洗などを施した後、乾燥して、直ち
に予めN2雰囲気に保っておいたAlCl3と第四級アンモニ
ウム塩の溶融塩浴、またはそれにアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属ハロゲン化物、有機溶媒を添加した浴
に浸漬し、冷延鋼板を陽極、Al板（純度99.99％、板厚1
mm）を陽極にして、直流によりAlめっきを行なった。第
１表にめっき浴組成、電解条件と得られたAlめっき鋼板
の関係を示す。
ルカリ脱脂および酸洗などを施した後、乾燥して、直ち
に予めN2雰囲気に保っておいたAlCl3と第四級アンモニ
ウム塩の溶融塩浴、またはそれにアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属ハロゲン化物、有機溶媒を添加した浴
に浸漬し、冷延鋼板を陽極、Al板（純度99.99％、板厚1
mm）を陽極にして、直流によりAlめっきを行なった。第
１表にめっき浴組成、電解条件と得られたAlめっき鋼板
の関係を示す。
（発明の効果） 以上のように、本発明のめっき浴は、高電流密度でめ
っきしても、カチオンが還元されないのでめっき焼けが
発生せず、電流効率も高くなる。また、アルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属のハロゲン化物や有機溶媒を添加
すると、導電率が向上するので、均一電着性にも優れて
いる。
っきしても、カチオンが還元されないのでめっき焼けが
発生せず、電流効率も高くなる。また、アルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属のハロゲン化物や有機溶媒を添加
すると、導電率が向上するので、均一電着性にも優れて
いる。
Claims (6)
- 【請求項１】アルミニウムハロゲン化物（AlX3、但しＸ
はハロゲン原子）20〜80モル％と一般式［（R1）3N
+R2］X-（但し、R1は炭素数１〜12のアルキル基、R2は
炭素数１〜12のアルキル基またはフェニルアルキル、Ｘ
はハロゲン原子）で示される第四級アンモニウム塩20〜
80モル％とを混合溶融してなる電気アルミニウムめっき
浴。 - 【請求項２】請求項１に記載のめっき浴にアルカリ金属
またはアルカリ土類金属のハロゲン化物を添加し、アル
ミニウムハロゲン化物を20〜80モル％、第四級アンモニ
ウム塩を20〜79モル％、アルカリ金属またはアルカリ土
類金属のハロゲン化物を１〜60モル％にした電気アルミ
ニウムめっき浴。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のめっき浴に有機
溶媒を添加した電気アルミニウムめっき浴。 - 【請求項４】アルミニウムハロゲン化物、第四級アンモ
ニウム塩、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のハロ
ゲン化物および有機溶媒の合計量を100vol％とした場
合、有機溶媒添加量を10〜75vol％にした請求項３に記
載の電気アルミニウムめっき浴。 - 【請求項５】請求項１〜４に記載のいずれかのめっき浴
を用いて、乾燥無酸素雰囲気中で直流もしくはパルス電
流により浴温０〜300℃、電流密度0.01〜50A/dm2の電解
条件でめっきする電気アルミニウムめっき方法。 - 【請求項６】陽極をアルミニウム製陽極にしてめっきす
る請求項５に記載の電気アルミニウムめっき方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309788A JP2657991B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10309788A JP2657991B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272788A JPH01272788A (ja) | 1989-10-31 |
| JP2657991B2 true JP2657991B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14345129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10309788A Expired - Lifetime JP2657991B2 (ja) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2657991B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141615A (en) * | 1990-07-16 | 1992-08-25 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Aluminum electroplating apparatus |
| US20130168258A1 (en) | 2010-09-30 | 2013-07-04 | Hitachi, Ltd. | Aluminum electroplating solution |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP10309788A patent/JP2657991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01272788A (ja) | 1989-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2662635B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 | |
| US3917517A (en) | Chromium plating electrolyte and method | |
| JP3302949B2 (ja) | 黒色ルテニウムめっき液 | |
| JPH0613758B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき方法 | |
| EP0323520B1 (en) | Process for electroplating metal plate with aluminum | |
| JP2657991B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 | |
| US4906342A (en) | Plating bath for electrodeposition of aluminum and plating process making use of the bath | |
| Parkinson | The electrodeposition of bright tin-nickel alloy plate | |
| US3729396A (en) | Rhodium plating composition and method for plating rhodium | |
| US3929611A (en) | Electrodepositing of aluminum | |
| JPH01104791A (ja) | アルミニウム電解箔の製造方法 | |
| US4560446A (en) | Method of electroplating, electroplated coating and use of the coating | |
| JPH0280589A (ja) | 電気タングステンめっき浴およびその浴によるめっき方法 | |
| JP2540110B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき方法 | |
| US3984291A (en) | Electrodeposition of tin-lead alloys and compositions therefor | |
| US6248228B1 (en) | Metal alloy halide electroplating baths | |
| JP2689274B2 (ja) | 電気アルミニウムめっき浴 | |
| US2690997A (en) | Electrodeposition of copper | |
| JP3061281B2 (ja) | Ａｌ―Ｍｎ合金電気めっき浴 | |
| JPH01272789A (ja) | 電気アルミニウムめっき浴およびその浴によるめっき方法 | |
| CA1324105C (en) | Process for electrodeposition of aluminum on metal sheet | |
| JP2719046B2 (ja) | 鋼製品の一面又は両面に電解メッキを施す方法及び装置 | |
| JPH01149988A (ja) | 電気ベリリウムめっき浴およびそのめっき浴によるめっき方法 | |
| JPH0297691A (ja) | 電気モリブデンめっき浴およびその浴によるめっき方法 | |
| JPH0196390A (ja) | 電解法による高純度クロムの作製法およびその電解浴 |