JPH04231492A

JPH04231492A - 低融点組成物及び電気亜鉛めっき方法

Info

Publication number: JPH04231492A
Application number: JP41533090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ida; 和彦井田; Hitoshi Suzuki; 仁鈴木; Asao Kominato; 小湊　あさを
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛を含有する新規な
低融点組成物及びこの組成物を用いて、室温あるいはそ
れに近い低温で陰極に高純度の亜鉛を効率的に電気めっ
きする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気亜鉛めっきは、水溶液系めっ
き液を用いる方法が古くから一般的に使用されている。しかしながら、これらの水溶液系のめっき液を用いた場
合には、必ず水素の発生を伴うので電流効率が低いとい
う欠点があり、また発生した水素が電析亜鉛被膜中に取
り込まれるので、得られた亜鉛に気孔を生じるという欠
点があった。

【０００３】このように、従来の技術には種々の課題が
あり、技術として未だ十分に完成されているとは言い難
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高電
流効率かつ高電流密度で亜鉛を析出させることができ、
品質が優れた高純度亜鉛を生産性よく得ることができる
低融点組成物及びこれを用いる電気亜鉛めっき方法を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、無水ハ
ロゲン化亜鉛と、次式：

【０００６】

【化２】

【０００７】（式中、Ｒ１　は、炭素数１〜１２のアル
キル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を表し、Ｒ
２　は、炭素数１〜６のアルキル基、シクロアルキル基
又はアラルキル基を表し、Ｒ３　及びＲ４　は、水素原
子又はＲ３　とＲ４　は、それぞれ結合する炭素原子と
共にベンゼン環を形成していてもよい）で示される１，
３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物とを混合溶
融したことを特徴とする低融点組成物である。

【０００８】本発明の第２は、無水ハロゲン化アルミニ
ウム２０〜８０モル％と前記の１，３−ジアルキルイミ
ダゾリウムハロゲン化物８０〜２０モル％とを混合溶融
した浴に無水ハロゲン化亜鉛を添加したことを特徴とす
る低融点組成物である。　　本発明の第３は、前記第１
の発明又は第２の発明の低融点組成物をめっき浴として
用い、陰極に亜鉛を析出させることを特徴とする電気亜
鉛めっき方法である。

【０００９】前記式で示される１，３−ジアルキルイミ
ダゾリウムハロゲン化物としては、例えば、１，３−ジ
メチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−３−メ
チルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチ
ルイミダゾリウムアイオダイド、１−ｎ−ブチル−３−
メチルイミダゾリウムクロライド、１−ベンジル−３−
メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メ
チルベンゾイミダゾリウムクロライド等を挙げることが
できる。

【００１０】本発明に用いる無水ハロゲン化亜鉛（Ｚｎ
Ｘ２　：式中、Ｘはハロゲン原子を表す）としては、無
水塩化亜鉛、無水臭化亜鉛、無水フッ化亜鉛等を挙げる
ことができる。

【００１１】本発明の組成物を用いた電解浴は、無水ハ
ロゲン化亜鉛１０〜９０モル％と１，３−ジアルキルイ
ミダゾリウムハロゲン化物９０〜１０モル％とを混合溶
融して製造することができる。この場合、無水ハロゲン
化亜鉛２０〜８０モル％と１，３−ジアルキルイミダゾ
リウムハロゲン化物８０〜２０モル％が電解浴として好
ましい。

【００１２】無水ハロゲン化亜鉛の濃度が低過ぎる系で
は、工業的に実施するために必要な電流密度が得難く、
一方、無水ハロゲン化亜鉛の濃度が高過ぎる系では、電
解浴の粘度が上昇する傾向があるので、電解浴として好
ましくない。

【００１３】本発明の低融点組成物を用いた電解浴の製
造方法は、例えば、次の２工程により行うことができる
。

【００１４】第１工程アルキルハライドと１−アルキルイミダゾ−ルとを反応
溶媒とともに撹拌機付きオ−トクレ−ブに仕込み、３０
〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃で四級化反応を
行う。反応後、溶媒及び未反応物を除去して、１，３−
ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物を得る。

【００１５】前記反応溶媒としては、ベンゼン、トルエ
ン、ヘキサン等の炭化水素；水、メタノ−ル、エタノ−
ル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド等の極性溶媒を挙げることができる。

【００１６】第２工程第１工程で製造した１，３−ジアルキルイミダゾリウム
ハロゲン化物と無水ハロゲン化亜鉛の所定量を混合し、
不活性ガスの雰囲気下で加熱するか、適当な溶媒に１，
３−ジアルキルイミダゾリウムハロゲン化物と無水ハロ
ゲン化亜鉛を懸濁させて加熱混合した後、溶媒を除去す
ることにより目的の電解浴を製造することができる。

【００１７】高純度亜鉛の電解析出は、電解浴の安定性
の維持及びめっき性状等の点から、一般に乾燥無酸素雰
囲気下で行われる。電解条件としては、直流又はパルス
電流により、浴温０〜３００℃、電流密度０．０１〜５
０Ａ　／ｄｍ２　で行うと電流効率がよくかつ均一な析
出を行うことができる。浴温があまり低すぎると亜鉛の
電析速度が極端に低下し、また浴温が高すぎたり、極端
に電流密度が高すぎると、オニウムカチオンの分解、め
っき層の不均一化、さらには電流効率が低下するので好
ましくない。

【００１８】比較的低温で効率的に亜鉛の析出を行わせ
る場合、電解浴の粘度を低下させ、同時にイオン導電性
を高めるために、めっき浴に有機溶媒を添加する方法が
有効である。

【００１９】その有機溶媒としては、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、メタノ−ル、エタノ−ル、イソプロパ
ノ−ル、エチレングリコ−ル、アセトン、メチルエチル
ケトン、酢酸エチル、プロピレンカ−ボネ−ト、ガンマ
ブチロラクトン等の含酸素化合物；ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、１−メチル−２−ピロリジ
ノン等のアミド化合物；ジメチルスルホキシド、スルホ
ラン等の含イオウ化合物；ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、クロルベンゼン等の芳香族溶媒などの非水溶媒を挙
げることができる。中でも好ましいのは電気化学的に安
定性が高くかつ電解浴成分との反応性も低い非プロトン
系の溶媒である。

【００２０】これらの非水溶媒は、本発明の低融点組成
物に対して、５〜９５容量％添加して用いることができ
る。これらの非水溶媒は、めっき層の均一化を図るため
に有効であるが、さらにめっき層を均一化し、めっき層
を表面制御するために、微量の添加物、例えばアミン類
、リン系化合物或はポリオ−ル類等を電解浴に加えるこ
とができる。

【００２１】

【実施例】実施例１１−メチルイミダゾ−ル１．０モル（８２．１　ｇ）、
塩化エチル１．１モル（７１．０　ｇ）及び溶媒として
のメタノ−ル１００　ｇをガラス製オ−トクレ−ブに仕
込み、撹拌しながら１１０℃で４時間反応させた。

【００２２】反応生成物からロ−タリ−エバポレ−タを
用いて溶媒及び未反応物を除去し、固形物１４６．２　
ｇを得た。この固形物は、１−エチル−３−メチルイミ
ダゾリウムクロライドであり、１−メチルイミダゾ−ル
基準の反応収率は、９９．７モル％であった。

【００２３】得られた１−エチル−３−メチルイミダゾ
リウムクロライド１４．７　ｇ（０．１０モル）を窒素
雰囲気のガラス製容器に入れ、無水塩化亜鉛１３．６　
ｇ（０．１０モル）を徐々に混合し、９０℃に加熱した
。この際、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロラ
イドの固体界面で反応が起こり、徐々に液化が進行して
初期に発熱するので、反応温度が９０℃を超えないよう
に注意しながら無水塩化亜鉛を全量投入した。得られた
組成物は、常温で液体であり、電導度は８０℃で２２．
９　ｍＳ／ｃｍを示した。また、この系において、無水
塩化亜鉛と１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロ
ライドのモル比を０．８から１．５まで変化させた場合
の温度と電導度の関係を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】得られた組成物は、表１に示すように、全
モル比の範囲において５０℃で溶液状態であり、また、
高い電導度を示すことから、高純度亜鉛析出電解浴とし
て優れている。

【００２６】実施例２電解浴として、無水塩化亜鉛５０モル％及び１−エチル
−３−メチルイミダゾリウムクロライド５０モル％を用
い、電解条件として、浴温８０℃、電流密度１Ａ／ｄｍ
２、電解時間３０分、陽極として、９９．５％の亜鉛棒
を用いて、めっきを行なった。電流効率９５％以上でめ
っき層の厚みが１０μｍ　の緻密な亜鉛めっきを得た。得られた亜鉛の純度は９９．９５％であった。

【００２７】実施例３実施例１と同様にして調製した無水塩化亜鉛と１−エチ
ル−３−メチルイミダゾリウムクロライドのモル比が１
．０のめっき浴に、有機溶媒としてトルエンを１：１（
容量比）で混合した電解浴を調製した。この電解浴は、
６０℃で１８．９　ｍＳ／ｃｍの電導度を示し、トルエ
ンを混合しないものに比べ２倍以上の高い値を示した。

【００２８】この電解浴を用い、実施例２と同様の電解
方法で、浴温２５℃、電流密度０．５　Ａ／ｄｍ２、電
解時間６０分の電解条件の下に亜鉛めっきを行った。電
流効率９５％以上でめっき層の厚みが１０μｍ　の緻密
な亜鉛めっきを得た。得られた亜鉛の純度は９９．９５
％であった。

【００２９】実施例４塩化アルミニウム４６モル％及び１−エチル−３−メチ
ルイミダゾリウムクロライド５４モル％からなる組成物
に対し、１０重量％の無水塩化亜鉛を添加した電解浴を
用い、浴温２５℃、電流密度１　Ａ／ｄｍ２、電解時間
３０分の電解条件の下にめっきを行った。電流効率９５
％以上でめっき層の厚みが１０μｍ　の緻密な亜鉛めっ
きを得た。得られた亜鉛の純度は、９９．９５％であっ
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明の組成物によると、常温でも取り
扱いの容易な液体となり、また溶融状態でかなり高いイ
オン導電性を有しているので、高い電流効率でかつ高電
流密度で生産性良く、高純度の亜鉛めっきを得ることが
できる。

【００３１】本発明の方法によると、電解浴が非水溶液
であるので、水の電気分解による電流効率の低下がなく
、相対的に余裕のある電解条件で効率的に高純度亜鉛を
電解析出でき、効率よく、めっきを行うことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　無水ハロゲン化亜鉛と、次式：【化１
】（式中、Ｒ１　は、炭素数１〜１２のアルキル基、シク
ロアルキル基又はアラルキル基を表し、Ｒ２　は、炭素
数１〜６のアルキル基、シクロアルキル基又はアラルキ
ル基を表し、Ｒ３　及びＲ４　は、水素原子又はＲ３　
とＲ４　は、それぞれ結合する炭素原子と共にベンゼン
環を形成していてもよい）で示される１，３−ジアルキ
ルイミダゾリウムハロゲン化物とを混合溶融したことを
特徴とする低融点組成物。
【請求項２】　　無水ハロゲン化アルミニウム２０〜８
０モル％と請求項１の１，３−ジアルキルイミダゾリウ
ムハロゲン化物８０〜２０モル％とを混合溶融した浴に
無水ハロゲン化亜鉛を添加したことを特徴とする低融点
組成物。
【請求項３】請求項１又は請求項２の低融点組成物をめ
っき浴として用い、陰極に亜鉛を析出させることを特徴
とする電気亜鉛めっき方法。