JPH01119684A - アルミニウムの防食表面処理法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウムの防食表面処理方法に係り、特
に、耐食性に優れた表面保護皮膜の形成に好適なアルミ
ニウムの表面処理法に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウムは大気中において、安定な酸化皮膜で覆わ
れているが、酸性及びアルカリ性環境下では腐食されや
すく、また、一般条件でも長期にわたって使用する場合
には、十分な耐食性を維持できない。従って、アルミニ
ウムの使用に関しては何らかの表面処理が必要である。

耐食を目的としたアルミニウムの表面処理方法には、無
機系溶液により処理する方法、及び、有機系溶液により
処理する方法がある。

無機系溶液処理として代表的なものは、電解質溶液中で
アルミニウムを陽極として電解する陽極酸化処理、クロ
ム酸塩、リン酸−クロム酸塩系等の溶液中に浸漬して、
化成皮膜をを生成させる化成処理等がある。

一方、有機系溶液処理には、塗装、及び、有機溶液によ
る浸漬処理がある。例えば、特開昭５０−４４９４５号
公報に記載のように、炭素原子数が１〜２０個で分子中
にカルボキシル基を１〜２０個もつ一般式−Ｃ０ＮＲＣ
Ｏ−で示される原子団を含む化合物を金属類に接触させ
る方法がある。また、特開昭５０−４４９４６号公報に
記載のように、一般式ＡＣＨ２ＣＨ２ＣＢ（Ｃ８Ｈ５）
ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨで示される置換エナント酸と脂肪
族アミンとを含む化合物を金属類に接触させる方法があ
る。さらに、特開昭５５−１１３３４８号公報に記載の
ように、半導体素子、及び、リードフレームの少なくと
も一方の表面にフルキシレート化合物を塗布した後、半
導体素子、及び、リードフレームを樹脂によって一体に
封止する方法がある。さらに、半導体素子、及び、これ
に対する電気的接続部材の一部の表面に金属−有機物の
化合物で構成した保護層を形成する方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般にアルミニウムの腐食特性は次のように知られてい
る。大気中にあるアルミニウムの表面は、自然に生成し
た薄い透明な酸化膜にっつまれている。この酸化膜の耐
食性は十分でなく、酸化膜が破壊されアルミニウムの素
地が露出すると腐食が発生する。

また、大気中に数ｐｐｍの塩素イオンが存在すると、孔
食が発生するといわれている。湿潤な環境では、表面の
酸化皮膜の孔に塩素イオンが吸着され、酸化皮膜を局部
的に溶かしてアルミニウム素地に達し、細かいピットを
作る。

これを解決すべ〈従来技術が提案されている。

しかし、上記従来技術のうち、無機系溶液処理である陽
極酸化処理、化成処理では、アルミニウム表面に強固な
皮膜を形成できる利点をもつ反面、処理浴中にクロムイ
オン、弗素イオン等の有害物質を含むため、環境汚染、
ならびに１人体に関する毒性、及び、廃水処理等の問題
が付随する。そのため、多大な設備を要し、電力の消費
が多く、経済的にも不利である。

一方、有機系溶液処理である有機溶液による浸漬処理法
は、比較的簡易で毒性の低い表面処理法として知られて
いる。その抑制作用機構は、陽イオンとなった有機物が
金属面の負荷電部分に吸着する物理的吸着、電子供与基
と金属との間の化学的吸着による。しかし、単純な吸着
のため、溶液中では抑制効果を示すが、別環境、例えば
、大気中などでは十分な耐食性を示さない。すなわち。

従来の有機系溶液の処理法は、処理剤とアルミニウムの
化学結合力までは考慮されておらず、アルミニウム表面
に緻密で強固な化合物皮膜を形成することができなかっ
た。

また、半導体素子、及び、リードフレームにアルミキレ
ートを塗布する方法は、酸化アルミニウム皮膜を形成す
ることを目的としているため、アルミキレート化合物が
耐食性向上に寄与していない。さらに、半導体素子及び
これに対する電気的接続部材の一部の表面に金属−有機
物の化合物で構成される保護層を形成する方法は、有機
物をトリアゾール類としているため、アルミニウムに対
するトリアゾール類の抑制効果は十分に満足するもので
はなかった。

そこで、発明者らは、金属とキレート化剤によるキレー
ト結合に着眼し、検討した結果、キレート結合により形
成された皮膜は、他の有機物処理に比べ、格段に高い耐
食性を示すことを見い出した。

本発明の目的は、アルミニウム表面にキレート結合によ
る耐食性の高い安定なキレート化合物皮膜を形成し、ア
ルミニウムの耐食性を向上させる防食表面処理法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、アルミニウム表面をキレート化剤であるク
ペロン（Ｎ−ニトリフェルヒドロキシルアミンアンモニ
ウム）と接触させ、耐食性の高いキレート化合物皮膜を
形成することにより達成される。

すなわち、本発明は、比較的簡便な有機溶液による処理
において、アルミニウムの吸着結合に比べ、格段に結合
力の大きいキレート結合により、アルミニウムと難溶性
錯体を形成させる。すなおち、アルミニウムのキレート
の安定度定数に着目し、安定度定数の大きいクペロンを
アルミニウムと接触させ、ＡＱ　（ｍ）−クペロンの緻
密なキレート皮膜を形成することにより、耐食性の高い
アルミニウムの防食表面処理法を提供するものである。

〔作用〕

クペロンは、次のような作用によりアルミニウムに高耐
食性を付与する。

すなわち、クペロンは中性ないし酸性溶液において、Ｎ
、Ｏ−配位の分子内錯塩であるクペロンキレートを形成
する。　　（（■）、（■））（ｍ） （ＩＶ） 上記のように形成されたＡＱ−クペロンキレ−１−の安
定度は大きく、このため、腐食性環境でも安定で、アル
ミニウム素地の保護作用が強いため。

高い耐食性を発揮する。

さらに、クペロンの水溶液のかわりに、アルコール等の
有機溶媒を用いると、次のような作用により、より一層
の耐食性が発揮される。すなわち、処理浴中に水分が存
在しないため、処理後の水分残留の影響は極めて小さい
。さらに、有機物は有機溶媒に溶解し易いので、揮発性
溶媒に溶かした溶液を使えば、処理後の洗浄工程の省力
化が図れる等、工程上の優れた利点がある。

クペロンはｐＨが３．０〜１０．０　に調整された溶液
中で最も安定なキレートを形成する。すなわち、上記の
ｐＨ範囲の処理浴中でアルミニウム表面に形成されるキ
レート化合物皮膜は、難溶性で保護力が高く、耐食性が
格段に向上する。

さらに、クペロンは、少なくとも、０．００１重量％含
有すれば、耐食性の高いキレート化合物皮膜が形成され
る。

このため、キレート化剤であるクペロンによる防食表面
処理法は、処理浴中のｐＨ１濃度の調整により、アルミ
ニウム表面に耐食性の高い皮膜を形成し、格段に高い耐
食性を得る。また、公害の問題も解決され、比較的簡便
で低コスト等の利点もある。

〔実施例〕

〈実施例１〉 ９９．９９％アルミニウム板（面積：１０ａ＆）を酢酸
−過塩素酸浴中で電解研磨し、水洗、乾燥したものを試
験片とした。この試験片を０．０１°重量％、ｐＨ９に
調整したクペロン水溶液中に、常温及び８０℃で十分量
浸漬し、水洗、乾燥した。

この試験片を８０℃の３％食塩水に浸漬し、二百時間腐
食試験した。その結果を第１表に示す。第′　　１表に
は比較例として、従来法の中で、トリ力ルバルリル酸−
Ｎ−メチルイミドについて、同様の表面処理を施したも
の、及び、表面処理を施さないアルミニウムについて試
験した結果も示す。

第１表より明らかなように、本発明によるクペロン処理
したアルミニウムは、処理しないものに比べ、腐食量が
格段に小さく、耐食性の高いキレート皮膜が形成されて
いることがわかる。それに対し、従来方法によるトリ力
ルバルリル酸−Ｎ−メチルイミドによる処理は、本発明
によるクペロン処理に比べ腐食量が大きく、十分な耐食
性を示してないことがわかる。

第１表 〔発〜明の効果〕 本発明によれば、簡便で、しかも、高い耐食性が得られ
るアルミニウムの表面処理法を提供することができる。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウムの防食表面処理法において、アルミニ
   ウムをクペロンを含有する処理溶液と接触させることを
   特徴とするアルミニウムの防食表面処理法。 ２、前記処理溶液はクペロンを、少なくとも、０．００
   １重量％含有し、その溶液のｐＨが３．０〜１２．０の
   範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のアルミニウムの防食表面処理法。