JPS6324074A - 銅系金属の化成処理浴組成物 - 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、金属表面をリン酸塩浴中で化学的に処理して
、該金属表面にリン酸塩を主体とする不溶性化合物の被
膜を生成させ、金属表面に全屈の腐食防止、金属表面の
潤滑性向上、塗膜の密着性向上などを図る化合物処理に
関するものである。

更に、詳しく述べるならば、本発明は、薄（かつ均一な
化成被膜を銅系金属表面に形成する銅系金属の化成処理
浴組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

全屈の化成処理は従来鉄鋼を中心に検討され、防錆、密
着性向上、潤滑性付与などを目的としたリン酸塩処理お
よびクロメート処理が広範囲に行なわれ、工業的に重要
な技術になっている。

一方、銅は工業的に有用な金属材料であるが、酸に対し
て安定な金属であるため、酸への熔解反応で被膜形成反
応が進行する化成処理を工業的に安定して行なう方法の
開発は、鉄ｉｆＯ化成処理よりは遅れている。しかし、
リン酸被膜を銅系金属表面に形成する方法は今後工業的
に広〈実施される見込みがある。特に、リン酸イオン、
亜鉛イオン等、過酸化水素などの酸化剤などの鉄鋼で知
られている化成処理浴成分に、フン素を除くハロゲンイ
オンを添加した化成処理浴によれば、銅の表面に安定な
化成被膜を形成させることができることが公表され（特
開昭６１−２６７８３号）、今後、電線、ケーブルなど
の銅系金属部品４Ｅ’成処理の普及が期待される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、銅表面への化成被膜処理の効果の一つである
塗膜と銅との密着性の改善に関するものである。

化成被膜を塗膜密着性向上の手段として使用する場合、
化成被膜の組織は微細でありまた摸厚２よ薄い方が望ま
しい。例えば、化成被膜の付着量がより多くなるに伴っ
て、塗膜に働く外力により塗膜が剥離する前に化成被膜
の部分で破壊が生じ、結果的に塗膜と銅との密着性が低
下する。例えば、前述の特開昭６１−２６７８３号の方
法を本発明者等がさらに研究したところ１０ｇ／ｒｒ？
以上の付着量では塗膜の密着性の劣化傾向が認められた
。また、化成被膜の組織が粗いと、その上に塗布した塗
、使の厚みが不均一ソなるので塗膜に亀裂を生じやすい
。

一般に、銅表面への化成被膜の付着量が少なくなると、
均一で細かい化成被膜の形成は困難になる。

即ち、薄い化成被膜を作成しようとすると、銅表面に部
分的に化成被膜のない部分を生じたり、あるいは結晶の
大きさが不均一となり、細かくならず、塗膜との密着性
が不十分になる。

本発明者らは銅表面に付着量が少なくても、均一で細か
い化成被膜の結晶を生成させることのできる化成処理浴
について鋭意検討の結果、本発明に到達したのである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、リン酸イオン、金属イオン、酸性溶液中で銅
の／８解を促進する酸化剤を含んでなる化成処理浴中に
、カルボキシル基とアミノ基とを有する化合物をさらに
含有せしめてなる事を特徴とする銅系金属用の化成処理
浴組成物にある。

本発明で使用されるカルボキシル基とアミノ基とを有す
る化合物は上記化成処理浴に溶解して、化成被膜を微細
、均一にし、また塗膜との密着性を向上させる成分であ
る。カルボキシル基とアミノ基とを有する化合物として
は、アントラニル酸、アミノサリチル酸、アミノ酸の殆
ど全部、特にグリシン、アミノカプロン酸、バリン、ロ
イシン、り゛ルタミン酸、アスパラギン酸などの分子中
にこれらの基を有する有機化合物を用いる。これらの中
では、特にグリシン、アミノカプロン酸が入手の容易さ
及び価格の点で好ましい。

カルボキシル基とアミン基を有する化合物の添加量は化
成処理浴に対し２０〜２０００　ｐｐｍ　（又は■／Ｌ
）添加すると効果が大である。添加量が２０ｐｐｍ以下
では、効果が顕著でなく、一方２０００ｐｐｍを越える
と化成処理浴の安定性が損なわれる傾向が生じる。

リン酸イオン、金属イオン、酸性溶液中で銅の熔解を促
進する酸化剤を含む化成処理浴に浸漬された銅系金属の
表面では、銅溶解およびハロゲン化第１銅の析出を基本
とするアノード反応と、リン酸塩の沈殿を基本とするカ
ソード反応が進行し、化成被膜の形成が起こる。かかる
化成被膜形成過程に、カルボキシル基とアミノ基を有す
る化合物が及ぼす影響は明らかではないが、化成被膜を
構成している結晶の発生数が多くなり、結晶成長速度が
低下し結果として均一で細かい化成被膜が作成されるも
のと推察される。本発明の化成処理浴中の銅の溶解を促
進する酸化剤は、例えば過酸化水素または亜硝酸イオン
等である。上述の特開昭６１−２６７８３号にしたがっ
て、金属イオンとしては脱水素反応により溶解度が減少
する、亜鉛、マンガン、鉄、カルシウム、マグネシウム
などを使用することができる。

化成処理浴組成については、上述の特開昭６１−２６７
８３号にしたがって、塩素イオン、臭素イオンまたはヨ
ウ素イオンあるいはこれらの２種以上の混合イオンを浴
に添加することにより化成被膜形成反応を安定化させる
ことができる。化成被膜を円滑に生成させる好ましい浴
組成の一例は、化成処理浴ＩＬ中にリン酸イオン２ｇ、
亜鉛イオン２ｇ、フッ素を除くハロゲンイオンを１ｇ以
上含有させたものである。この特開昭６１−２６７８３
号の化成処理浴の場合でも、カルボキシル基とアミノ基
を有する化合物は反応安定性を損なわず、より均一で細
かい化成被膜の形成を可能にする。また、酸化剤につい
ては特開昭６１−２６７８３号にしたがって、化成処理
浴の酸化還元電位（ＡｇＣ１電極電位）の設定により酸
化剤の銅溶解促進作用を化成被膜安定形成に好ましいも
のに調節することができる。

本発明者等はカルボキシル基とアミノ基を有する化合物
を添加した場合に化成被膜安定形成が可能な酸化還元電
位の範囲を研究したところ、４００ｍ　Ｖ、より望まし
くは５００…Ｖ以上が有効であることを見出した。特開
昭６１−２６７８３号の従来技術では均一な化成被膜を
得るためには、化成被膜の付着量は５〜Ｌｏｇ／ｎ？必
要であったが、本発明ではより緻密で均一な被膜を、被
膜付着ｆｆ１０．５〜５　ｇ／　ｌで得ることができる
。またこの従来技術では化成被膜はアモルファスないし
は結晶未発達状態であったが、本発明では結晶質もしく
はアモルファス混在結晶質であることが、電子顕微鏡観
察により認められた。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例と比較例を説明するが、本発明は
以下の実施例のみに限定されるものではない。

比較例１ 亜鉛イオン３２．５ｇ／Ｌ、塩素イオン３０ｇ／Ｌ。

リン酸イオン１０ｇ／Ｌ、過酸化水素Ｌｏｇ／Ｌの濃度
となるような化成処理浴を作成した。２×５關の軟鋼平
角線をアセトン脱脂した後、ゆっくりと攪拌した上記処
理浴中に３分間浸漬した。この時の化成処理浴は温度２
０℃、ｐＨ１，７、酸化還元電位５５０ｍＶ　（Ａｇ　
Ｃ１電極）であった。得られた化成被膜の表面を走査型
電子顕微鏡で観察した４００倍の写真を第２図に示した
。次に化成処理した平角線を１規定＋１ｃｆに１時間浸
漬する事により化成被膜を溶解させ、１規定Ｉ１１に１
時間浸漬前後の重量変化を調べ化成被膜の付着量を調べ
その付着量を表１に示した。

実施例１ 比較例１で用いた化成処理浴ＩＬに対しグリシンを０．
５ｇ添加し、比較例１と同様の方法で化成処理を行なっ
た。得られた化成被膜の走査型電子顕微鏡写真を第１図
に、化成被膜付着量を表１に示した。

線にエステルイミドワニス（口触スケネクタディ社製ア
イソミツドＲ）（）を膜厚５〜１０μｍになるように塗
布し、２００℃で２時間焼付した。次にエステルイミド
を塗布した平角線の害着性を、次に示す２つの方法で評
価した結果を表２に示した。

方法１）・・・平角線上に塗布したエステルイミドに２
婁嘗角の切込みを５つ入れ、粘着テープをその上に付着
させた。粘着テープを剥離した時、切込みを入れたエス
テルイミド塗膜が平角線よりはがれた個数を調べた。

方法２）・・・エステルイミドを塗布した平角線を切断
するまで伸長した時のエステルイミド塗膜の付着状態を
調べた。

以下余白 ＬＬ−北減几　　た・・　百の±−゛、デー注）　密着
性の評価基準 ○：　塗膜が剥離しない。

×：　塗膜の剥離が見られる。

表１に示されているように、従来の化成処理浴、本発明
の化成処理浴とも得られた化成被膜の付着量は４〜５　
ｇ／ｍの範囲にある。

第２図の電子顕微鏡写真を見ると従来の化成処理浴を用
いたものは、部分的に化成被膜のないところがあり、結
晶の大きさも５〜１０μｍと大きい。

一方、第１図に示されている本発明の化成処理浴を用い
たものは、化成被膜のない部分はなく、結晶の大きさも
１〜３μｍ、：！：細かく均一であり、従来の化成処理
浴のものより化成被膜が細か（均一である事は明らかで
ある。表１に示されるように本発明の化成被膜は従来の
化成処理浴より密着性が優れている。このような優れた
密着性が得られたのは、細かく均一な化成被膜結晶が成
長したためと考えられる。

比較例２ 比較例１で用いた化成処理浴ＩＬに対し、カルボキシル
基を有するが、アミン基を有しない化合物として安息香
酸を、またアミノ基を有するが、カルボキシル基を有し
ない化合物としてアニリンを、それぞれ０．５ｇ添加し
て、比較例１と同様な化成処理を行なったところ、比較
例１と同様な結果が得られ、同じ化合物中にカルボキシ
ル基とアミノ基がないと、本発明の効果が達成されない
ことが確かめられた。

〔発明の効果〕

以上に示されるように本発明の化成処理浴を用いれば、
化成被膜の付着量が少なくても、細かく均一な化成被膜
を銅系材料に生成させる事が出来、その工業的価値は大
きい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例により生成された化成被膜の走
査型電子顕微鏡組織を示す写真、第２図は従来例につい
て第１図と同様の組織を示す写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リン酸イオン、金属イオン、および酸性溶液中で銅
   の溶解を促進する酸化剤を含んでなる化成処理浴中に、
   カルボキシル基とアミノ基を有する化合物を含有せしめ
   てなることを特徴とする銅系金属の化成処理浴組成物。 ２、前記カルボキシル基とアミノ基を有する化合物を化
   成処理浴中に１０〜５０００ｐｐｍ含有せしめてなる特
   許請求の範囲第１項記載の銅系金属の化成処理浴組成物
   。 ３、前記カルボキシル基とアミノ基を有する化合物がア
   ミノ酸である特許請求の範囲第１項記載の銅系金属の化
   成処理浴組成物。 ４、アミノ酸がグリシンである特許請求の範囲第３項記
   載の銅系金属の化成処理浴組成物。 ５、アミノ酸がアミノカプロン酸である特許請求の範囲
   第３項記載の銅系金属の化成処理浴組成物。 ６、化成処理浴のｐＨが０．５〜３．５であり、また酸
   化還元電位（ＡｇＣｌ電極）が４００ｍＶ以上である特
   許請求の範囲第１項記載の銅系金属の化成処理浴組成物
   。