JPS6270592A - 電気アルミニウムめつき浴およびそのめつき浴によるめつき方法 - Google Patents

電気アルミニウムめつき浴およびそのめつき浴によるめつき方法

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JPS6270592A JP20814485A JP20814485A JPS6270592A JP S6270592 A JPS6270592 A JP S6270592A JP 20814485 A JP20814485 A JP 20814485A JP 20814485 A JP20814485 A JP 20814485A JP S6270592 A JPS6270592 A JP S6270592A
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Setsuko Takahashi
節子 高橋
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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) 本発明は浴寿命が長く、危険性も小さく、しかも安価で
電流効率も高い電気アルミニウムめっき浴およびそのめ
っき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なうことは困難である。このtこ
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、vflこ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、^IC1,とLi
^I11.またはLiftとをエーテルに溶解したもの
やAlCl3とLi^II’+4とをT 11 F (
テトラヒドロフラン)に溶解したものが代表的なもので
、これらのめっき浴によれば、純度、加工性および外観
の優れたアルミニウムめっきを行なうことができる。
(発明が解決しようとする問題、貞) しかしこれらのめっき俗はいずれも浴中に非常に活性な
LiΔIH,やL i It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。こ
のためめっきに際してはめっき浴が酸素や水分と接触し
ないように不活性〃スでシールしていたが、完全なシー
ルは困難なため、めっき時間が長くなるにつれて電流効
率の低下、浴特命の短縮化は避けられないものであった
またLiAlH4やLiHは酸素や水分と激しく反応す
るため、誤って酸素や水分が多量に混入すると、爆発の
危険性もあった。
さらにLi^IH,やLiHは高価なため、めっき費が
高くなり、価格的に用途が制限されでいた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、従来の非水溶液系電気アルミニウムめっき浴
には上記のような問題があった点に霞み、それらを解決
しためっき浴およびそのめっき浴によるめっき方法を提
供するものである。
本発明者らは上記のようなl!Jff題のないめっき浴
を開発すべく、種々研究した結果、アルミニウムへロテ
ン化合物トアルキルビリジニウムハロゲン化合物とから
なる溶融塩浴を開発したのである。
そしてこの溶融塩浴により効率よく外観良好な高純度の
アルミニウムめっきを行なうには特定の電解条件で行な
うことが必要であることを知見した。
すなわち本発明者らはアルミニウムハロゲン化合物(A
IX3、但LXハCl、Br、I)40−80 モル%
トフルキルビリノニウムハログン化合物(C5115N
−84゜但しRは炭素数1〜5のフルキル基、Xはハロ
ゲン原子)20〜60モル%とを溶融してなる電気アル
ミニウムめっき浴およびこのめっき浴を用い、乾燥無酸
素雰囲気中で直流電流またはパルス電流により浴温0〜
40℃、電流密度0.1〜10^/d@2の電解条件で
めっきすることを特徴とする電気アルミニウムめっき方
法を開発したのである。
本発明のめっき浴はアルミニウムハロゲン化合物とアル
キルピリジニウムハロゲン化合物との濃度が上記範囲に
あると、常温付近で液体となり、イオン解離するので、
アルミニウムの電気めっきがラムとプチルビリノニウム
クロリVとからなる溶融塩のめっき浴は犬のようにイオ
ン解離する。
またこのめっき浴は不燃性で、安定しているため、酸素
や水分と接触しても爆発などの心配がなり)。
本発明のめっき浴の場合も従来のめっき浴と同様アルミ
ニウムめっきはアルミニウムハロゲン化合物により行な
うのであるが、本発明の場合アルミニウムハロゲン化合
物は^1c1.に限定されず、^1Br)、^11.も
使用可能である。しがし^1c1.は安価であるほか、
刺激性も少ないことがら、安全面からも好ましい。
アルキルビリノニウムハロゲンイli4&J−1で1十
−アルキル基の炭素数が1〜5のものを使用するのが好
ましい。これはアルキル基の炭素数が6以上になると、
アルミニウムハロゲン化合物と混合した場合、常温で液
体になりにくくなるためである。
浴中のアルミニウムハロゲン化合物の濃度は40〜80
モル%にするのが好ましい。これはアルミニウムハロゲ
ン化合物が40モル%未満であると、前記イオン解離よ
り明らかなように、アルキルピリジニウムカチオン濃度
が高くなり、アルミニウム電析の際アルキルビリノニウ
ムヵチオン還元反応が同時に進行し、浴の劣化、電流効
率の低下およびめっき層の表面外観不良を招くからであ
る。また80モル%を越えると、浴の導電率が低くなり
、蒸気圧も高くなる。
アルミニウムハロゲン化合物の濃度をこのようにした場
合、アルキルピリジニウムハロゲン化合物はその残部で
あるので、濃度は20〜60モル%となる。
めっき浴は酸素や水分に触れても安全であるが、アルミ
ニ’7AM4オンの酸化を防止するため、めっきは乾燥
無酸素雰囲気中(たとえば乾燥N2やAr中)で行なう
のが好ましい。まr−電解条件は浴温0〜40℃で、直
流またはパルス電流を用いて、0.1〜10^/dm2
にすると効率よく高純度で、均一なめっきを什なうこと
ができる6浴温がO′Cより低いと、高電流密度でめっ
きすることが困難になり、逆に浴温を40゛Cより高く
して電流密度を10^/dL112より高くすると、め
っき層は灰色になるとともに、結晶も粗いデンドライト
結晶となり、外観、加工性が劣ってしまう。電流は直流
よりパルス電流の方が結晶が微細になり、加工性が良好
になる。
一般に連続めっきで均一なめっきを施すには、めっき浴
に^1イオンを補給して、浴中の^1イオンを一定に管
理する必要があるが、この場合本発明のめっき浴では陽
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^1イオンが自動的に補給されるので、好都合である
。たとえば^IcI、−RPC(プチルビリノニフムク
ロリド)系めっき浴でアルミニウム製陽極を使用してめ
っきすると、^1イオンは陽極より次のようにして自動
的に補給される。
^1+4CI−→^1CI4− + 3 e−^1+ 
7^IC1,−−4八12CI7−  + 3 e−添
付図面は陽極にアルミニウム板を使用して、浴温20±
2°C1電流密度1^/dJで鋼帯に連続めっきを施し
た場合の浴中^1イオン濃度変化を示したものであるが
、長時間めっきを続けてもへ1イオン濃度はほぼ一定に
保たれる。
陽極にTi−Pt系などの不溶性陽極を使用して連続め
っきする場合の^1イオンの補給は、AlC1,、^I
Br*、^lI、などのハロゲン化合物を補給すればよ
い。しかし不溶性陽極使用による連続めっきの場合、電
解時に陽極界面でハロゲンガス発生反応が起こって、浴
中のハロゲン成分が減少する。このため浴組成が変動し
、浴の寿命が短くなる。
以下実施例により本発明を説明する。
(実施例) 実施例1 冷延鋼板(板厚0,5aue)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のめっき前処理を施し
た後、乾燥して、直ちにあらかじめN2雰囲気に保って
おいた^IC+、60モル%とプチルビリノニウムクロ
リド40モル%からなる溶融塩めっき浴(浴温20℃)
に浸漬し、アルミニウムめっきを行なった。めっきは冷
延鋼板を陰極、アルミニウム板(純度99.993wt
%、板厚5ma+)を陽極として、直流により電流密度
1^/ cl tn 2で15分間行なった。
得られたアルミニウムめっき鋼板のめっき層は厚みが均
一で、白色を呈し、結晶はm密であった。
また鋼板に繰り返し折り曲げを施してもクラックや剥離
は発生せず、加工、密着性とも良好であった。
電流効率は通電量、めっき付着量より計算してみると、
100%であった。
実施例2 板厚0.5[omの冷延鋼板に実施例1と同要領でアル
ミニウムめっきを行なった。めっきはN2雰囲気に保っ
た浴温30°Cの^lc1.60モル%とメチlし?1
rプニウムりn II V A /1 z n、 Di
 Jlll rす> L 槓りk塩めっき浴に冷延鋼板
を浸漬して、該鋼板をl13ffi、アルミニウム板(
実施例1と同じ)を陽極として、直流により電流密度2
Δ/dm2で10分間行なった。
得られたアルミニウムめっき鋼板のめつき層高質は実施
例1と同様厚みが均一で、白色を呈し、結晶は緻密であ
った。また鋼板に繰り返し折り曲げを施してもクランク
や剥離は発生せず、加工、V着性とも良好であった。さ
らに電流効率も100%であった。
実施例3 板厚0.5■の冷延鋼板に実施例1と同要領でアルミニ
ウムめっきを行なった。めっきはAr雰囲気に保った浴
温20℃の^1Brz60モル%とプロピルピリジニウ
ムクロリド40モル%からなる溶融塩めっき浴に冷延@
坂を浸漬して、該鋼板を陰極、アルミニウム板(実施例
1と同じ)を陽極として、直流によI)電流密度1^/
d+o2で15分間行なった。
得られたアルミニウムめっき鋼板のめっき層高質は実施
例1と同様厚みが均一で、白色を呈し、結晶は緻密であ
った。また鋼板に繰り返し折り曲げを施してもクラック
や剥離は発生せず、加工、密着性とも良好であった。さ
らに電流効率も98%であった。
実施例4 板厚0.5mmの冷延鋼板に実施例1と同様にめっき前
処理、乾燥を施して、実施例1〜3の各めっき浴でパル
ス電流によりアルミニウムめっきを行なった。パルス電
流によるめっきはいずれのめっき浴の場合もデユーティ
−比1/10〜1./100、平均電流密度0.1〜1
0^/dlI12で行なったが、めっき層の厚みは均一
で、外観、加工性、密着性とも直流によりめっきした場
合と同一であった。
またCu合金、Ni合金へも上記同様にめっきしてみた
が、優れた層めっきが可能であった。
(効果) 以上の本発明のめっき浴は酸素や水分と激しく反応する
ような成分を含んでいないので、浴が命が長く、危険性
が小さい。またアルキルビリノニウムハロゲン化合物は
Li^I11.やLiHより安価で、電流効率も高いの
で、浴寿命の長いことと相俟ってめっき費を着しく低減
させることができる。
従って本発明のめっき浴を使用すれば、耐熱性、耐酸化
性、耐食性などの点から電気アルミニウムめっき素材や
製品を必要とする家電部品、ICl7−ド7レーム等の
電子部品、自動車部品、航空部品などの分野にそれらを
安価に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明のめっき浴で連続めっきする際、陽極
として、アルミニウム製陽極を用いて、長時間めっきし
た場合の浴中^1イオン濃度変化を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウムハロゲン化合物(AlX_3、但し
    XはCl、Br、I)40〜80モル%とアルキルピリ
    ジニウムハロゲン化合物(C_5H_5N−R−X、但
    しRは炭素数1〜5のアルキル基、Xはハロゲン原子)
    20〜60モル%とを溶融してなる電気アルミニウムめ
    っき浴。
  2. (2)アルミニウムハロゲン化合物(AlX_3、但し
    XはCl、Br、I)40〜80モル%とアルキルピリ
    ジニウムハロゲン化合物(C_5H_5N−R−X、但
    しRは炭素数1〜5のアルキル基、Xはハロゲン原子)
    20〜60モル%とを溶融してなる電気アルミニウムめ
    っき浴を用い、乾燥無酸素雰囲気中で直流電流またはパ
    ルス電流により浴温0〜40℃、電流密度0.1〜10
    A/dm^2の電解条件でめっきすることを特徴とする
    電気アルミニウムめっき方法。
  3. (3)陽極をアルミニウム製陽極にしてめっきすること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の電気アルミ
    ニウムめっき方法。
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