JPH07268244A - 金属用表面処理剤及び金属の表面処理方法 - Google Patents

金属用表面処理剤及び金属の表面処理方法

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JPH07268244A
JPH07268244A JP8392394A JP8392394A JPH07268244A JP H07268244 A JPH07268244 A JP H07268244A JP 8392394 A JP8392394 A JP 8392394A JP 8392394 A JP8392394 A JP 8392394A JP H07268244 A JPH07268244 A JP H07268244A
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JP
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metal
metal substrate
substrate
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film
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JP8392394A
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English (en)
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Furanshisu Garunie
ガルニエ・フランシス
Fuiripe Ee
エー・フィリペ
Setsuo Akiyama
節夫 秋山
Masao Ogawa
雅男 小川
Eiji Ofuku
英治 大福
Toshio Naito
壽夫 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属基材の表面をポリマーで被覆するに先立
ち、上記金属基材と反応する基と上記ポリマーのモノマ
ーとグラフト重合反応する基とを有する芳香族チオール
又はその誘導体、好ましくはチオフェン環もしくはピロ
ール環を有する芳香族チオール誘導体又は下記式(1)
もしくは(2)で表されるフェニルチオール誘導体から
なる金属用表面処理剤で上記金属基材を表面処理する。 【化1】 (式中、RはH又はCH3、mは0〜5である。) 【効果】 本発明によれば、金属基材との密着性に優れ
ると共に、均質性、接着性、耐食性などに優れたポリマ
ー膜を金属基材上に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属用表面処理剤及び金
属の表面処理方法に関し、特に金属基材表面においてモ
ノマーを重合してポリマー膜を形成する際の前処理、金
属の防錆、接着、塗装のための前処理として好適な金属
用表面処理剤及び金属の表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属基材上でモノマーを重合して
ポリマー膜を形成する場合、金属基材表面を単に機械的
に研磨した後に重合反応を行ったり、或いはシランカッ
プリング剤やキレート剤のようなプライマーを金属基材
上に塗布した後、上記モノマーをグラフト重合反応させ
る方法などが採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来法では金属基材とこの基材上に堆積するポリマー膜と
の密着性が十分ではなく、その結果、重合反応法として
電気化学的方法を用いた場合、入力パワーの伝達効率が
低くなるため、グラフト重合反応の効率が低くなってし
まう。また、金属基材上に堆積したポリマー膜の分子鎖
が短いため、共役二重結合も短い構造のものとなり、こ
のため上記ポリマー膜は耐食性などの物性が劣るものと
なってしまう。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
金属基材との密着性に優れると共に、均質性、接着性、
耐食性などに優れたポリマー膜を金属基材上に形成する
ために予め金属を表面処理することに用いる金属用表面
処理剤及び金属の表面処理方法を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、金属基材の
表面をポリマーで被覆するに先立ち、上記金属基材と反
応する基と上記ポリマーのモノマーとグラフト重合反応
する基とを有する芳香族チオール又はその誘導体、好ま
しくはチオフェン環もしくはピロール環を有する芳香族
チオール誘導体又は下記式(1)もしくは(2)で表さ
れるフェニルチオール誘導体で上記金属基材を表面処理
した場合、このような前処理を施さない金属基材上に直
接ポリマー膜を堆積した場合と比較してポリマー膜の分
子鎖を長くすることができ、このため共役二重結合が成
長しやすくなるので、分子構造的により特性の優れたポ
リマー膜を得ることができ、このようなミクロな分子構
造レベルでのポリマー膜の優位性は、膜の均質性、接着
性、耐食性などのようなマクロ的な実用上の特性に反映
されることを見い出した。また、上記表面処理方法で表
面処理することにより、金属基材上にポリアニリン膜を
堆積することが可能となり、この場合、金属基材上に吸
着した芳香族チオール又はその誘導体はそのベンゼン環
に容易に−NH2を導入することができ、この−NH2
アニリンとがグラフト重合することにより、ポリアニリ
ンの膜を金属基材上に堆積することができ、この膜は良
好な導電膜となるばかりではなく、耐食性に優れた保護
膜ともなり得ることを知見し、本発明をなすに至った。
【0006】
【化2】 (式中、RはH又はCH3、mは0〜5である。)
【0007】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の金属用表面処理剤は、金属基材と反応する基と上
記ポリマーのモノマーとグラフト重合反応する基とを有
する芳香族チオール又はその誘導体からなるものであ
る。
【0008】ここで、上記2種の基を分子内に有する芳
香族チオール又はその誘導体としては、チオフェン環も
しくはピロール環を有する誘導体及び下記式(1)、
(2)で表されるフェニルチオール誘導体が挙げられ、
この中では下記式(1)及び(2)のフェニルチオール
誘導体を用いることが好ましい。
【0009】
【化3】
【0010】式中、RはH又はCH3であり、mは0〜
5であるが、特に0〜3であることが好ましい。
【0011】また、金属基材の表面をポリマーで被覆す
るに先立ち、上記芳香族チオール又はその誘導体で表面
処理することができる金属としては、Al,Ti,A
g,Pt,Fe,Zn,Cu,Co,Cr及びこれらの
金属の合金などが挙げられる。これらの金属はその表面
が酸化されていてもされていなくてもよく、金属表面が
酸化されている場合は、上記芳香族チオール又はその誘
導体は薄い層に吸着され、また、金属表面が酸化されて
いない場合は、上記芳香族チオール又はその誘導体は金
属表面に直接吸着される。
【0012】上記芳香族チオール又はその誘導体で金属
基材を表面処理するには、金属基材を液体状態の芳香族
チオール又はその誘導体中に浸漬し、これらの分子を金
属基材表面に吸着させることにより行われる。この場
合、上記浸漬は室温程度の液温で0.5〜60分間の条
件で行うことが好ましい。また、金属表面に直接反応さ
せたいときには、浸漬前又は浸漬中に金属表面を機械的
に研磨すればよい。
【0013】このようにして前処理が施された金属基材
上に導電性ポリマー膜をはじめとするポリマー膜を形成
する場合、通常の電気化学的方法又は化学的方法で所望
のポリマー膜を堆積することができる。この堆積は通常
の条件で行うことができ、電気化学的方法を用いる場
合、例えばLiClO4−CH3CN溶液中で重合を行う
ことができ、また、化学的な方法を用いる場合、CH3
CN又はCHCl2中でFeCl3(酸化剤)を併用して
重合を行うことができる。
【0014】この場合、ポリマー膜を形成するためのモ
ノマーとしてはチオフェン、ビチオフェン、ターチオフ
ェン等を用いることができる。また、金属基材上にポリ
アニリン膜を形成する場合はモノマーとしてはアニリン
を用いることができる。
【0015】このような本発明の金属の表面処理方法は
金属基材に下記の処理を施す際に適用することができ
る。 1.防舷材、ゴムを用いた防振材、ゴムを用いた免振材
等の金属部分の防錆処理のための前処理。 2.金属とゴムとの接着(金属表面に存在する−SH基
とゴム中のSとの加硫接着)の前処理。 3.金属と合成樹脂、金属と有機半導体、無機半導体と
有機半導体などの接合界面形成のための前処理。 4.金属基材表面に導電性ポリマー膜を形成する際の導
電性カップリング剤。
【0016】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0017】〔実施例1〜6、比較例1〕まず、表面が
酸化されているアルミニウム基材(100mm×10m
m×1mm)をチオフェノール(温度25℃)中に10
分間浸漬し、アルミニウム基材表面にチオフェノールを
吸着させた。次いで、電気化学的方法を用い、LiCl
4−CH3CN溶液中においてチオフェンをアルミニウ
ム基材上でグラフト重合させ、アルミニウム基材上にポ
リチオフェン膜(膜厚80nm)を形成した(実施例
1)。
【0018】アルミニウム基材として表面が酸化されて
いないものを用い、芳香族チオール又はその誘導体(前
処理剤)としてキシレンジチオールを用いた以外は実施
例1と同様にして同様の厚さのポリチオフェン膜を形成
した(実施例2〜4)。
【0019】また、表面が酸化されているアルミニウム
基材を用いた以外は実施例2〜4と同様にして同様の厚
さのポリチオフェン膜を形成した(実施例5,6)。
【0020】更に、比較のために、表面が酸化されたア
ルミニウム基板上に直接上記と同様の電気化学的方法で
ポリチオフェン膜(膜厚80nm)を形成した(比較例
1)。
【0021】〔実施例7〜11、比較例2〕金属基材と
して、上記アルミニウム基材と同様のサイズで、表面が
酸化されていないチタン基材及び表面が酸化されている
チタン基材を用い、前処理剤としてチオクレゾールを用
いた以外は実施例1と同様にしてポリチオフェン膜(厚
さ40nm)をチタン基材上に形成した(実施例7,
8)。
【0022】また、表面が酸化されていないチタン基材
を用い、前処理剤としてキシレンジチオールを用いた以
外は実施例1と同様にしてポリチオフェン膜(厚さ40
nm)をチタン基材上に形成した(実施例9〜11)。
【0023】更に、比較のために、表面が酸化されたチ
タン基板上に直接実施例1と同様の電気化学的方法でポ
リチオフェン膜(膜厚40nm)を形成した(比較例
2)。
【0024】〔実施例12〜14、比較例3〕金属基材
として、上記アルミニウム基材と同様のサイズで、表面
が酸化されていない銀基材を用い、実施例1と同様にし
てキシレンジチオールを銀基材表面に吸着させた。次い
で、FeCl3(酸化剤)を併用したCH3CN中におい
て、化学的方法によってチオフェンを銀基材上でグラフ
ト重合させ、銀基材上にポリチオフェン膜(厚さ100
nm)を形成した(実施例12〜14)。
【0025】また、比較のために上記と同様の銀基材の
上に直接ポリチオフェン膜(厚さ100nm)を形成し
た(比較例3)。
【0026】〔実施例15〜22、比較例4〕金属基材
として、上記アルミニウム基材と同様のサイズで、表面
が酸化されていないプラチナ基材を用い、前処理剤とし
てチオフェノールを用いた以外は実施例1と同様にして
ポリチオフェン膜(厚さ20nm)を形成した(実施例
15)。
【0027】また、前処理剤としてチオクレゾール(実
施例16〜18)、チオキシレン(実施例19)、キシ
レンジチオール(実施例20〜22)を用いた以外は実
施例15と同様にしてポリチオフェン膜(厚さ20n
m)を形成した。
【0028】更に、比較のために、表面が酸化されたプ
ラチナ基板上に直接実施例1と同様の電気化学的方法で
ポリチオフェン膜(膜厚20nm)を形成した(比較例
4)。
【0029】次に、上記で得られたポリチオフェン膜に
ついて下記の方法で試験を行い、ポリチオフェン膜の各
種特性を比較した。結果を表1,2に示す。分子構造の評価 紫外光−可視光スペクトルのピークシフト(Δλ)と吸
収強度の相対変位(ΔO.D/O.D)、及びドーピン
グピークポテンシャル(ΔEox)を比較した。Δλ及
びΔO.D/O.Dの値が大きい程ポリマー鎖が長いこ
とを意味し、また、ΔEoxは共役系の長さを表し、Δ
Eoxの値が小さい程良好である。
【0030】なお、Δλ、ΔO.D/O.D、ΔEox
は下記式により求めた。 Δλ=λ(p)−λ(ref) ΔO.D/O.D=(O.D(p)−O.D(re
f))/O.D(ref) ΔEox=Eox(p)−Eox(ref) (式中、λは波長、O.Dは吸収強度、Eoxはドーピ
ングポテンシャル、pは前処理を行ったサンプルにおけ
る測定値、refは前処理を行わないサンプルにおける
測定値を示す。)
【0031】均質性 光学顕微鏡で観察し、下記基準に従って判定した。 ++++:極めて良い +++ :非常に良い ++ :良い + :比較的良い 0 :普通接着性 CH2Cl2中で超音波をかけ、次いでスコッチテープ
(商品名)を用いて剥離試験を行い、上記と同様の基準
に従って判定した。耐食性 金属基材がアルミニウム及びチタンの場合は1%HF、
銀の場合は10%HNO3を酸化剤として用い、各溶液
に24時間浸漬した後、目視判定し、上記と同様の基準
に従って判定した。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】表1,2の結果から、金属基板としてアル
ミニウムを用いた場合、チオフェノールによる前処理を
施した後にポリチオフェン膜を形成したサンプル(実施
例1)はΔλ、ΔO.D/O.D、ΔEoxの値からも
明らかなように、金属基板上に堆積したポリチオフェン
膜の分子構造が好ましいものとなっていると共に、膜の
均質性、接着性、耐食性等の実用特性も優れていること
がわかる。また、前処理剤としてキシレンジチオールを
用いたサンプル(実施例2〜6)においては、o−キシ
レンジチオールを用いたとき(実施例2)に、分子構造
の改善効果が優れた実用特性をもたらすことがわかる。
【0035】金属基板としてチタンを用いた場合m−チ
オクレゾールやo−キシレンジチオールで前処理したサ
ンプル(実施例7、実施例9)においては、分子構造の
改善効果及び実用特性が共に優れていることがわかる。
【0036】金属基板として銀を用いた場合、前処理を
施さないサンプル(比較例3)は重合率が低く、重合物
中にしばしば白い酸化物が認められ、ポリチオフェン膜
は非常に短い共役オリゴマーを含み、接着性を示さな
い。一方、キシレンジチオールで前処理したサンプル
(実施例12〜14)においては、長い共役鎖を有する
ポリチオフェン膜が形成され、従って、接着性、耐食性
などの実用特性も優れていることがわかる。
【0037】金属基板としてプラチナを用いた場合、実
施例15〜22のいずれもの前処理によっても分子構造
の改善効果が大きいが、特にキシレンジチオールを前処
理剤として用いたサンプル(実施例20〜22)におい
て、特にその効果が大きいことがわかる。
【0038】また、図1に実施例1(アルミニウム基
板、チオフェノール使用)及び比較例1における上記波
長(λ)と吸収強度(O.D)との関係をそれぞれ曲線
A及びBで示し、図2に実施例9(チタン基板、o−キ
シレンジチオール使用)、実施例10(チタン基板、m
−キシレンジチオール使用)及び比較例2における波長
と吸収強度との関係をそれぞれ曲線C、D及びEで示
し、図3に実施例13(銀基板、o−キシレンジチオー
ル使用)及び比較例3における波長と吸収強度との関係
をそれぞれ曲線F及びGで示し、図4に実施例21(プ
ラチナ基板、o−キシレンジチオール使用)及び比較例
4における波長と吸収強度との関係をそれぞれ曲線H及
びIで示す。
【0039】図1〜4から、実施例においてはΔλとΔ
O.D/O.Dの増加がみられ、堆積ポリマーの共役チ
ェーンの鎖長が大きくなり、しかも膜の成長も促進され
たことがわかり、このようなミクロの構造特性の向上が
マクロな特性である膜の均質性、耐久性などにつながっ
ていることがわかる。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、金属基材との密着性に
優れると共に、均質性、接着性、耐食性などに優れたポ
リマー膜を金属基材上に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1及び比較例1における波長と
吸収強度との関係を示すグラフである。
【図2】本発明の実施例9、実施例10及び比較例2に
おける波長と吸収強度との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の実施例13及び比較例3における波長
と吸収強度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の実施例21及び比較例4における波長
と吸収強度との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23F 15/00 8414−4K C25D 9/02 (72)発明者 エー・フィリペ フランス国イアイス ルー エンリー−ド ナン2 ラボラトリー・デス・マテリオク ス・モレクレス シー.エヌ.アール.エ ス.内 (72)発明者 秋山 節夫 神奈川県相模原市宮下本町2の28の5 (72)発明者 小川 雅男 埼玉県川越市神明町42−27 (72)発明者 大福 英治 東京都昭島市松原町3−10−26−1105 (72)発明者 内藤 壽夫 神奈川県川崎市宮前区馬絹969−1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基材と反応する基と該金属基材を被
    覆するポリマーのモノマーとグラフト重合反応する基と
    を有する芳香族チオール又はその誘導体からなる金属用
    表面処理剤。
  2. 【請求項2】 上記芳香族チオール誘導体がチオフェン
    環もしくはピロール環を有する芳香族チオール誘導体又
    は下記式(1)もしくは(2)で表されるフェニルチオ
    ール誘導体である請求項1記載の金属表面処理剤。 【化1】 (式中、RはH又はCH3、mは0〜5である。)
  3. 【請求項3】 金属基材の表面をポリマーで被覆するに
    先立ち、請求項1又は2の金属用表面処理剤で上記金属
    基材を表面処理することを特徴とする金属の表面処理方
    法。
JP8392394A 1994-03-30 1994-03-30 金属用表面処理剤及び金属の表面処理方法 Pending JPH07268244A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130074312A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 GM Global Technology Operations LLC Method of joining magnesium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130074312A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 GM Global Technology Operations LLC Method of joining magnesium
US8966734B2 (en) * 2011-09-23 2015-03-03 GM Global Technology Operations LLC Method of joining magnesium

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