JP5950162B2 - アルミニウム膜の製造方法 - Google Patents
アルミニウム膜の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5950162B2 JP5950162B2 JP2012203815A JP2012203815A JP5950162B2 JP 5950162 B2 JP5950162 B2 JP 5950162B2 JP 2012203815 A JP2012203815 A JP 2012203815A JP 2012203815 A JP2012203815 A JP 2012203815A JP 5950162 B2 JP5950162 B2 JP 5950162B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- aluminum film
- component
- electrolyte
- phenanthroline
- 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.)
- Active
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 110
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 105
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 41
- PPQJCISYYXZCAE-UHFFFAOYSA-N 1,10-phenanthroline;hydrate Chemical compound O.C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 PPQJCISYYXZCAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 33
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 33
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 18
- -1 aluminum halide Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- BMQZYMYBQZGEEY-UHFFFAOYSA-M 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride Chemical compound [Cl-].CCN1C=C[N+](C)=C1 BMQZYMYBQZGEEY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 11
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- POKOASTYJWUQJG-UHFFFAOYSA-M 1-butylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+]1=CC=CC=C1 POKOASTYJWUQJG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCN1C=C[N+](C)=C1 FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PHCASOSWUQOQAG-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCC[N+]1=CC=CC(C)=C1 PHCASOSWUQOQAG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- AMFMJCAPWCXUEI-UHFFFAOYSA-M 1-ethylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+]1=CC=CC=C1 AMFMJCAPWCXUEI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- JDIIGWSSTNUWGK-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].[NH2+]1C=CN=C1 JDIIGWSSTNUWGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 2
- MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N N,N'-dimethylurea Chemical compound CNC(=O)NC MGJKQDOBUOMPEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000002659 electrodeposit Substances 0.000 description 2
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 2
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- JOLFMOZUQSZTML-UHFFFAOYSA-M 1-methyl-3-propylimidazol-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCN1C=C[N+](C)=C1 JOLFMOZUQSZTML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PDQAZBWRQCGBEV-UHFFFAOYSA-N Ethylenethiourea Chemical compound S=C1NCCN1 PDQAZBWRQCGBEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CECABOMBVQNBEC-UHFFFAOYSA-K aluminium iodide Chemical compound I[Al](I)I CECABOMBVQNBEC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PUGUQINMNYINPK-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 4-(2-chloroacetyl)piperazine-1-carboxylate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)N1CCN(C(=O)CCl)CC1 PUGUQINMNYINPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/12—Process control or regulation
- C25D21/14—Controlled addition of electrolyte components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
- C23C18/1601—Process or apparatus
- C23C18/1633—Process of electroless plating
- C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
- C23C18/165—Multilayered product
- C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/42—Electroplating: Baths therefor from solutions of light metals
- C25D3/44—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/66—Electroplating: Baths therefor from melts
- C25D3/665—Electroplating: Baths therefor from melts from ionic liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
- C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
なお、無水物の1,10−フェナントロリンは大気中の水分によっても一部が水和されてしまうため、無水物のみからなる1,10−フェナントロリンを得ることが困難である。このため、無水物の1,10−フェナントロリンを添加した場合においても、めっき液中には1,10−フェナントロリン一水和物も混入する。従来の方法で連続的にアルミニウム膜を製造し続けた場合に膜表面の平滑性が低下したのは、無水物の1,10−フェナントロリンに含まれていた一水和物が連続操業によって消費され、めっき液中の1,10−フェナントロリン一水和物の濃度が低下したことが原因であると考えられる。また、得られるアルミニウム膜の平滑性が低下した状態のめっき液を用いて更に連続的にアルミニウム膜を製造した場合、めっき液中の1,10−フェナントロリン濃度が変化しないことから、1,10−フェナントロリン無水物については通電によって消費されず、めっき液中に蓄積すると考えられる。
(1)電解液中で基材表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法であって、
前記電解液は、
(A)アルミニウムハロゲン化物と、
(B)アルキルピリジニウムハロゲン化物、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか1種以上の化合物と、
(C)1,10−フェナントロリン一水和物と、
不可避的不純物と、
を成分として含みからなり、
前記(A)成分と前記(B)成分の混合比はモル比で1:1〜3:1の範囲にあり、
前記電解液における前記1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を0.05g/L以上、7.5g/L以下の範囲になるように制御するアルミニウム膜の製造方法。
上記(1)に記載のアルミニウム膜の製造方法によれば、表面平滑性に優れ鏡面を有するアルミニウム膜を連続的に大量に製造することが可能となる。
(2)前記電解液におけるアルミニウムの析出による過電圧を測定して、
前記過電圧の測定値が設定範囲内になるように前記電解液への1,10−フェナントロリン一水和物の添加量を調整して前記電解液における前記1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を制御する上記(1)に記載のアルミニウム膜の製造方法。
上記(2)に記載の発明によれば、電解液中の1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を知ることができるため、電解液中の1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を容易に制御することが可能となる。
(3)前記(A)成分が塩化アルミニウムであり、かつ前記(B)成分が1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリドである上記(1)又は(2)に記載のアルミニウム膜の製造方法。
上記(3)に記載の発明によれば、より表面平滑性に優れたアルミニウム膜を連続的に大量に得ることができる。
(4)前記基材が、導電化処理された三次元網目構造を有する樹脂成形体である上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載のアルミニウム膜の製造方法。
上記(4)に記載の発明によれば、三次元網目構造を有する樹脂成形体の表面に平滑性に優れたアルミニウム膜を連続的に形成することができる。これにより得られる三次元網目構造を有する樹脂構造体から、リチウムイオン電池の正極等に利用可能なアルミニウム多孔体を得ることができる。
例えば、下記式(1)で表される化合物を好ましく用いることができる。
前記尿素化合物は上記の中でも、尿素、ジメチル尿素を特に好ましく用いることができる。
前記(B)成分を1とした場合の前記(A)成分のモル比が1未満の場合にはアルミニウムの電析反応が生じない。また、前記(B)成分を1とした場合の前記(A)成分のモル比が3を超える場合には、電解液中に塩化アルミニウムが析出し、アルミニウム膜に取り込まれ、膜の品質が低下する。
なお、本発明においてアルミニウム膜の表面が鏡面状であるとは、レーザー顕微鏡により測定されるアルミニウム膜表面の算術平均粗さRaが0.10μm以下であることをいう。
なお、過電圧とは、アルミニウムの理論析出電位と、実際にアルミニウムの析出が開始する電位との差の絶対値のことをいう。この過電圧を測定するには、まず、前記電解液中に陽極と陰極とを設け、両極間に電圧を印加してアルミニウムが析出し始める電位、即ち、電流が流れ始める電位を測定する。そして、この時の電位と、アルミニウムを基準とした理論電位(平衡電極電位)との電位差を過電圧として求めればよい。なお、前記陽極にはアルミニウムを使用し、前記陰極には例えば、白金、グラッシーカーボン等を使用すればよい。
前記含窒素複素環化合物としては、炭素原子数が3個〜14個の範囲内の化合物が好ましく、例えば、ベンゾトリアゾール、ピリジン、ピラジン、ビピリジン等を好ましく用いることができる。
前記硫黄含有複素環化合物としては、例えば、チオ尿素、エチレンチオ尿素、フェノチアジン等を好ましく用いることができる。
このとき、電流密度が2.0A/dm2以上、10.0A/dm2以下となるようにして基材表面にアルミニウムを電着させることが好ましい。電流密度が前記範囲内にあることにより、より平滑性に優れたアルミニウム膜を得ることができる。前記電流密度は、2.0A/dm2以上、6.0A/dm2以下であることがより好ましく、2.5A/dm2以上、4.0A/dm2以下であることが更に好ましい。
なお、以下では三次元網目状構造の多孔体を単に「多孔体」とも記載する。
気孔率=(1−(多孔質材の重量[g]/(多孔質材の体積[cm3]×素材密度)))×100[%]
また、気孔径は、樹脂成形体表面を顕微鏡写真等で拡大し、1インチ(25.4mm)あたりの気孔数をセル数として計数して、平均孔径=25.4mm/セル数として平均的な値を求める。
無電解めっきや気相法により樹脂表面に金属層を形成することにより、樹脂表面の導電率を高くすることができる。一方、導電率の観点からは多少劣るが、カーボン塗布による樹脂表面の導電化は、アルミニウム膜形成後のアルミニウム構造体にアルミニウム以外の金属を混入することなくできることから、金属として実質的にアルミニウムのみからなる構造体を製造することが可能となる。また安価に導電化できる利点もある。
前記三次元網目状構造を有する樹脂成形体を使用する場合に、多孔体中にカーボン粒子の塗布を均一に行うには、懸濁液が均一な懸濁状態を維持している必要がある。そのためには、懸濁液は20℃〜40℃に維持されていることが好ましい。懸濁液の温度を20℃以上に維持することにより、均一な懸濁状態を保つことができ、多孔体の網目構造をなす骨格の表面に粘結剤のみが集中して層をなすということがなくなり、均一にカーボン粒子の塗布を行うことができる。このようにして均一に塗布されたカーボン粒子の層は剥離し難いため、強固に密着した金属めっきの形成が可能となる。一方、懸濁液の温度が40℃以下であることにより、分散剤の蒸発を抑制することができるため、塗布処理時間の経過とともに懸濁液が濃縮され難くなる。
また、カーボン粒子の粒径は、0.01〜5μmで、好ましくは0.01〜0.5μmである。粒径が大きいと多孔質樹脂成形体の空孔を詰まらせたり、平滑なめっきを阻害したりする要因となり、小さすぎると十分な導電性を確保することが難しくなる。
(電解液)
塩化アルミニウム(AlCl3)と1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(EMIC)との混合比がモル比で2:1となるように混合して溶融塩を準備した。この溶融塩に1,10−フェナントロリン一水和物を3.0g/Lの濃度となるように添加して電解液を得た。
上記で用意した電解液を用いて基材の表面にアルミニウム膜を電着させた。
基材には銅(Cu)板(20mm×40mm×1mm)を用いた。そして、この基材を整流器の陰極側に接続し、対極のアルミニウム板(純度99.99%)を陽極側に接続した。電解液の温度が45℃となるようにし、また、電流密度が3.0A/dm2となるように制御した。
前記電解液中にアルミニウム電極(陽極)と白金電極(陰極)とを設けて前記過電圧を測定し、当該過電圧が105mV〜170mVの範囲になるように適宜1,10−フェナントロリン一水和物を電解液に添加して、1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を制御した。
基材の銅板の表面に20μmのアルミニウム膜が形成されたところで銅板を新たなものに交換し、同じ電解液のまま、続けて同様の手順で新たな銅板にアルミニウム膜の形成を行うという操作を繰り返した。
前記操作を繰り返し、50枚目の銅板の表面に形成されたアルミニウム膜の表面の算術平均粗さRaをレーザー顕微鏡により測定したところ、0.055μmと、非常に良好な鏡面状態であることが確認された。
基材として、導電化処理をした三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム膜の製造を行った。樹脂成形体には、厚み1mm、気孔率95%、1インチ当たりの気孔数(セル数)約50個の発泡ウレタン(100mm×30mm角)を用いた。導電化処理は発泡ウレタンをカーボン懸濁液に浸漬して乾燥させることにより行った。カーボン懸濁液の成分は、黒鉛とカーボンブラックを25%含み、樹脂バインダー、浸透剤、消泡剤を含むものとした。カーボンブラックの粒径は0.5μmとした。
基材の導電化処理した発泡ウレタンの表面に20μmのアルミニウム膜が形成されたところで基材を新たな発泡ウレタンに交換し、続けて同様の手順で新たな基材にアルミニウム膜の形成を行うという操作を繰り返した。
前記操作を繰り返し、50枚目の発泡ウレタンの表面に形成されたアルミニウム膜の表面の算術平均粗さRaをレーザー顕微鏡により測定したところ、0.10μmと、非常に良好な鏡面状態であることが確認された。
前記1,10−フェナントロリン一水和物の代わりに、1,10−フェナントロリン無水物を用いた以外は実施例1と同様にして銅板の表面にアルミニウム膜の形成を行った。
<アルミニウム膜の評価>
実施例1と同様にして、50枚目の銅板の表面に形成されたアルミニウム膜の表面の算術平均粗さRaをレーザー顕微鏡により測定したところ、0.75μmと、表面平滑性に優れていないことが確認された。
Claims (4)
- 電解液中で基材表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法であって、
前記電解液は、
(A)アルミニウムハロゲン化物と、
(B)アルキルピリジニウムハロゲン化物、アルキルイミダゾリウムハロゲン化物及び尿素化合物からなる群より選択されるいずれか1種以上の化合物と、
(C)1,10−フェナントロリン一水和物と、
不可避的不純物と、
からなり、
前記(A)成分と前記(B)成分の混合比はモル比で1:1〜3:1の範囲にあり、
前記電解液における前記1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を0.05g/L以上、7.5g/L以下の範囲になるように制御するアルミニウム膜の製造方法。 - 前記電解液におけるアルミニウムが電析する際の過電圧を測定して、
前記過電圧の測定値が設定範囲内になるように前記電解液への1,10−フェナントロリン一水和物の添加量を調整して前記電解液における前記1,10−フェナントロリン一水和物の濃度を制御する請求項1に記載のアルミニウム膜の製造方法。 - 前記(A)成分が塩化アルミニウムであり、かつ前記(B)成分が1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリドである請求項1又は2に記載のアルミニウム膜の製造方法。
- 前記基材が、導電化処理された三次元網目構造を有する樹脂成形体である請求項1〜3のいずれか一項に記載のアルミニウム膜の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012203815A JP5950162B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | アルミニウム膜の製造方法 |
KR1020157006639A KR20150054840A (ko) | 2012-09-18 | 2013-08-23 | 알루미늄막의 제조 방법 |
DE112013004530.3T DE112013004530T5 (de) | 2012-09-18 | 2013-08-23 | Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes |
US14/428,645 US20150233012A1 (en) | 2012-09-18 | 2013-08-23 | Method for producing aluminum film |
PCT/JP2013/072554 WO2014045798A1 (ja) | 2012-09-18 | 2013-08-23 | アルミニウム膜の製造方法 |
CN201380048581.XA CN104641022B (zh) | 2012-09-18 | 2013-08-23 | 铝膜的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012203815A JP5950162B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | アルミニウム膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014058715A JP2014058715A (ja) | 2014-04-03 |
JP5950162B2 true JP5950162B2 (ja) | 2016-07-13 |
Family
ID=50341121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012203815A Active JP5950162B2 (ja) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | アルミニウム膜の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150233012A1 (ja) |
JP (1) | JP5950162B2 (ja) |
KR (1) | KR20150054840A (ja) |
CN (1) | CN104641022B (ja) |
DE (1) | DE112013004530T5 (ja) |
WO (1) | WO2014045798A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11283110B2 (en) | 2018-12-27 | 2022-03-22 | Industrial Technology Research Institute | Electrolyte composition and metal-ion battery employing the same |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6143005B2 (ja) * | 2014-01-27 | 2017-06-07 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウムめっき液及びアルミニウム膜の製造方法 |
JP6287541B2 (ja) * | 2014-04-24 | 2018-03-07 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム電気めっき液の評価方法、アルミニウム電気めっき方法及びアルミニウム電気めっき物の製造方法 |
JP2016027190A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-02-18 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウムめっき液、アルミニウム膜の製造方法、及びアルミニウム多孔体 |
KR20160149522A (ko) | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 주식회사 에스제이테크 | 알루미늄 박막의 코팅방법과 이에 의해 제조된 알루미늄 코팅제품 |
CN106757198B (zh) * | 2016-12-16 | 2019-09-27 | 中色科技股份有限公司 | 一种制备多孔铝过程中具有均匀镀层且无裂纹产生的方法 |
KR20190132630A (ko) * | 2017-04-05 | 2019-11-28 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 알루미늄 다공체 및 알루미늄 다공체의 제조 방법 |
CN113913868B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-06-11 | 北京欧菲金太科技有限责任公司 | 一种离子液体电解质及其得到的6n超纯铝和制备方法 |
CN115058743B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-05-24 | 昆明理工大学 | 一种新型复合电解质及其低温电解精炼再生铝的方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07840B2 (ja) * | 1985-11-25 | 1995-01-11 | 大和特殊株式会社 | 電気めつき添加剤の管理方法並びにそのための装置 |
JP3221897B2 (ja) * | 1991-11-22 | 2001-10-22 | ディップソール株式会社 | 電気アルミニウムめっき液の精製方法およびめっき方法 |
US5804053A (en) * | 1995-12-07 | 1998-09-08 | Eltech Systems Corporation | Continuously electroplated foam of improved weight distribution |
JP4709575B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2011-06-22 | 福田金属箔粉工業株式会社 | 銅箔の粗面化処理方法及び粗面化処理液 |
JP2008195990A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Dipsol Chem Co Ltd | 電気アルミニウムめっき浴及びそれを用いためっき方法 |
DE102009035660A1 (de) * | 2009-07-30 | 2011-02-03 | Ewald Dörken Ag | Verfahren zur elektrochemischen Beschichtung eines Werkstücks |
US10030312B2 (en) * | 2009-10-14 | 2018-07-24 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrodeposited alloys and methods of making same using power pulses |
CN101914792B (zh) * | 2010-08-11 | 2012-07-04 | 浙江大学 | 一种Al-Cr合金涂层及其制备方法 |
CN101994128A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-03-30 | 昆明理工大学 | 采用离子液体低温电沉积制备Al-Ti合金或电镀Al-Ti合金的方法 |
JP2012144763A (ja) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体 |
CN102206841B (zh) * | 2011-04-28 | 2014-04-16 | 上海交通大学 | 铝基复合材料表面离子液体电沉积铝膜的制备方法 |
-
2012
- 2012-09-18 JP JP2012203815A patent/JP5950162B2/ja active Active
-
2013
- 2013-08-23 DE DE112013004530.3T patent/DE112013004530T5/de not_active Withdrawn
- 2013-08-23 WO PCT/JP2013/072554 patent/WO2014045798A1/ja active Application Filing
- 2013-08-23 CN CN201380048581.XA patent/CN104641022B/zh active Active
- 2013-08-23 KR KR1020157006639A patent/KR20150054840A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-08-23 US US14/428,645 patent/US20150233012A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11283110B2 (en) | 2018-12-27 | 2022-03-22 | Industrial Technology Research Institute | Electrolyte composition and metal-ion battery employing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014045798A1 (ja) | 2014-03-27 |
DE112013004530T5 (de) | 2015-05-28 |
CN104641022A (zh) | 2015-05-20 |
JP2014058715A (ja) | 2014-04-03 |
US20150233012A1 (en) | 2015-08-20 |
CN104641022B (zh) | 2016-12-07 |
KR20150054840A (ko) | 2015-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5950162B2 (ja) | アルミニウム膜の製造方法 | |
JP6202344B2 (ja) | アルミニウム膜の製造方法及びアルミニウム箔の製造方法 | |
Cherevko et al. | Impact of key deposition parameters on the morphology of silver foams prepared by dynamic hydrogen template deposition | |
TW201241243A (en) | Process for production of aluminum structure, and aluminum structure | |
US20150211143A1 (en) | Aluminum plating apparatus and method for producing aluminum film using same | |
Singh et al. | Electrodeposition of porous copper as a substrate for electrocatalytic material | |
JP6143005B2 (ja) | アルミニウムめっき液及びアルミニウム膜の製造方法 | |
WO2015198819A1 (ja) | アルミニウムめっき液、アルミニウム膜の製造方法、及びアルミニウム多孔体 | |
JP2012251211A (ja) | アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体 | |
JP2016000838A (ja) | アルミニウム膜、アルミニウム膜形成体、及びアルミニウム膜の製造方法 | |
Saravanan et al. | Nucleation of copper on mild steel in copper chloride (CuCl 2· 2H 2 O)–1-ethyl-3-methylimidazolium chloride [EMIM] Cl–ethylene glycol (EG) ionic liquid | |
WO2015111533A1 (ja) | アルミニウムめっき液、アルミニウム膜、樹脂構造体、アルミニウム多孔体、及びアルミニウム多孔体の製造方法 | |
JP5692233B2 (ja) | アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体 | |
US20210087701A1 (en) | Aluminum plating film and method for producing aluminum plating film | |
WO2015198626A1 (ja) | アルミニウムめっき液、アルミニウムめっき膜の製造方法、及びアルミニウム多孔体 | |
JP2016113638A (ja) | アルミニウム膜の製造方法 | |
US11180828B2 (en) | Aluminum porous body and method for producing aluminum porous body | |
WO2014038292A1 (ja) | アルミニウム膜の製造方法 | |
WO2019207964A1 (ja) | アルミニウム多孔体、電極、蓄電デバイス、およびアルミニウム多孔体の製造方法 | |
JP2014051692A (ja) | アルミニウム膜の製造方法 | |
JP2014051690A (ja) | アルミニウム膜の製造方法 | |
JP2017078181A (ja) | アルミニウム多孔体及びアルミニウム多孔体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150320 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160512 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160525 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5950162 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |