JPH0361392A - 低融点組成物およびその浴を用いる電気アルミニウムめっき方法 - Google Patents

低融点組成物およびその浴を用いる電気アルミニウムめっき方法

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JPH0361392A
JPH0361392A JP19386289A JP19386289A JPH0361392A JP H0361392 A JPH0361392 A JP H0361392A JP 19386289 A JP19386289 A JP 19386289A JP 19386289 A JP19386289 A JP 19386289A JP H0361392 A JPH0361392 A JP H0361392A
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JP
Japan
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aluminum
plating
bath
halide
melting point
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JP19386289A
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Shoichiro Mori
森 彰一郎
Kazuhiko Ida
和彦 井田
Hitoshi Suzuki
仁 鈴木
Setsuko Takahashi
節子 高橋
Isao Saeki
功 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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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、アルミニウムを含有する新規な低融点組成物
およびこの組成物を用いてアルミニウムを効率的に電気
めっきする方法に関する。
(従来の技術) 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、電位が水素より低いので、水l8
液系のめっき浴で行うことは困難である。このため、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、特に有機溶媒系のめっき浴で検討が行われている。
この有機溶媒系のめっき浴としては、塩化アルミニウム
とLiAj2H−またはLiHとをエーテルに:l 溶
解L タモ(1) ヤ、A、eC!2.とI−i A 
12 H4とをテトラヒドロフランに溶解したものが代
表的な一例である(例えば、D 、  E 、 COL
I Chら、J、Electrochem、、99巻(
6)、234頁)。しかし、これらのめっき浴はいずれ
も浴中に非常に活性なLiAj2H4またはLiH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、電流効率が低下したり、浴の寿命が短くな
ってしまう欠点があった。また、使用する有機溶媒の沸
点が低く、爆発や燃焼の危険性が高いという問題点を有
していた。
さらに、他の一例として、トリエチルアルミニウムとN
aFをトノレニンに溶解しためつきン谷も提案されてい
る(R,5uchentrunk。
Z、Werkstofftech、、12巻。
190頁)、シかしながら、この場合も危険性の高いト
リエチルアルミニウムの取り扱いが非常に問題であり、
実用化は困難であると考えられる。
(発明が解決しようとする課題) 上記の従来の技術では、アルミニウムをめっきするとい
う課題は一応成功しているものの、用いられる化学物質
の取り扱いの難しさから、実用化技術として広<一般に
利用できるものとは言い難い。
本発明は、取り扱いが容易でかつ効率的にアルミニウム
のめっきができる新しい電気アルミニウムめっき浴とそ
の浴を用いるめっき方法を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、アルミニウムハロゲン化物と、1.3−ジア
ルキルベンズイミダゾリウムハロゲン化物とを混合して
なる新規な低融点組成物であり、さらにこの新規な組成
物をめっき浴として用いる電気アルミニウムめっき方法
である。
本発明による新規な組成物の特徴の一つは、ふたつの化
合物の広い組成範囲において低融点化合物を形成し、常
温においても取り扱いの容易な液体となること、また、
第二の特徴として、この新規な組成物は溶融状態におい
てかなり高いイオン伝導性を有していることである。
すなわち、これらの特徴はめっき浴としての優れた重要
な基本的特徴であり、新規な組成物は電気アルミニウム
めっき浴として非常に優れた特性を有するものであると
いえる。
ここで述べる1、3−ジアルキルベンズイミダゾリウム
ハロゲン化物は、次の一般式で示される化合物である。
(式中、R’およびR2はそれぞれ炭素IJ[l〜6の
アルキル基を表し、X−は陰イオンを表す)1.3−ジ
アルキルベンズイミダゾリウムハロゲン化物の具体的な
例としては、1.3−ジメチルベンズイミダゾリウムブ
ロマイド、1.3−ジメチルベンズイミダゾリウムアイ
オダイド、l−メチル−3−エチルベンズイミダゾリウ
ムブロマイド、l−メチル−3−エチルベンズイミダゾ
リウムクロライド、1−メチル−3−ブチルベンズイミ
ダゾリウムフルオライド、l−エチル−3−プロピルベ
ンズイミダゾリウムブロマイドなどを挙げることができ
る。
また、アルミニウムハロゲン化物とは、A42X、(X
はハロゲン原子を表す)で示される化合物で、具体的に
はA I F s 、 A Q CQ 3、A Q B
 r 3および/II3を挙げることができる。
本発明によるアルミニウムを含有する新規な組成物は、
アルミニウムハロゲン化物と、1.3−ジアルキルベン
ズイミダゾリウムハロゲン化物とを混合溶融することに
より製造される。この場合、20〜80モル%のアルミ
ニウムハロゲン化物と、80〜20モル%の1.3−ジ
アルキルベンズイミダゾリウムハロゲン化物を混合する
ことにより、低融点組成物とすることができる。例えば
、塩化アルミニウムと1−メチル−3−エチルベンズイ
ミダゾリウムブロマイドとの組成物では、塩化アルミニ
ウム濃度が55〜80モル%の全域において、常温で液
体であり、かなり低粘度のものが得られる。
なお、上記組成物をめっき浴として電気アルミニウムめ
っきを効率的に実施するために、好ましい組成比は、ア
ルミニウムハロゲン化物が50〜75モル%で、1.3
−ジアルキルベンズイミダゾリウムハロゲン化物が25
〜50モル%、より好ましくはアルミニウムハロゲン化
物が55〜70モル%で、13−ジアルキルベンズイミ
ダゾリウムハロゲン化物が30〜45モル%である。ア
ルミニウムハロゲン化物が少なすぎる系では1.3−ジ
アルキルベンズイミダゾリウムカチオンの分解と思われ
る反応が起り、また、アルミニウムハロゲン化物が多す
ぎる系ではめつき浴の粘度が上昇する傾向があるので、
好ましくなし)。
新規な組成物の製造は一般に以下に述べる二工程からな
る方法によって行うことができる。
第1工程として、アルキルハライドと1−アルキルベン
ズイミダゾールとを反応溶媒とともに撹拌機つきオート
クレーブに仕込み、30〜200℃、好ましくは50−
150℃で反応させ、四級化させる0反応後、溶媒およ
び未反応物を除去して1.3−ジアルキルベンズイミダ
ゾリウムハロゲン化物を得る。この場合の反応溶媒とし
ては、ベンゼン、トルエン、ヘキサンなどの炭化水素溶
媒、水、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン
、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの
極性溶媒などが使用可能である。
第2工程では、第1工程で製造した1、3−ジアルキル
ベンズイミダゾリウムハロゲン化物とアルミニウムハロ
ゲン化物を所定の量混合し、不活性ガスの雰囲気下で加
熱するか、適当な溶媒に両者を懸濁させた状態で加熱混
合したのち、溶媒を除去することにより目的の電気アル
ミニウムめっき浴を製造することができる。いずれの場
合に6、混合時にかなりの発熱を伴うので、反応温度が
暴走しないように注意する必要がある。
電気アルミニウムめっきは、めっき浴の安定性の維持お
よびめっき性状などの点から、 ff1Qに乾燥無酸素
雰囲気下で行われる。めっき条件としては、直流もしく
はパルス電流により浴温O〜300℃、電流密度0.0
1〜50A/dm2で行うと、電流効率がよくかつ均一
なめっきをすることができる。浴温か低すぎると均一な
めっきとならず、また浴温が高すぎたり、電流密度が高
すぎると、1.3−ジアルキルベンズイミダゾリウムカ
チオンの分解、めっき層の不均一化、さらには電流効率
の低下が起り好ましくない。
ストリップなどを均一に連続めつきする場合、めっき浴
にへβイオンを補給して、洛中のAI2イオン濃度を一
定の範囲に保つ必要があるが、この場合、陽極をアルミ
ニウム製可溶性電極にすると通電量に応じてAJ2イオ
ンが自動的に補給され、ハロゲン化アルミニウムの補給
によらずどもAffイオン濃度を一定の範囲に保つこと
ができる。
低温で効率的にめっきする場合、めっき浴の粘度を低下
させるために、めっき浴に有機溶媒を添加する方法が有
効である。この場合、有機溶媒としてベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロルベンゼンなどの不活性溶媒が好ま
しく、通常5ないし100Vol−を添加して用いられ
る。
また、めっき浴の導電率をあげるために、あるいはアル
ミニウムめっき層の均一化を図るために、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属のハロゲン化物を添加する方法
も効果的である。この場Δ アL−hII全匣主t−L
土アルカリ十類全圧のハロゲン化物の例として、LiC
ff、NaCl2、NaF、CaCffzなどを挙げる
ことができ、通常これらの化合物をめっき浴に0.1〜
30モル%添加して用いられる。
(実施例1) l−メチルベンズイミダゾール1.0モル(132,2
g)と臭化エチル1.1モル(tt9.9g)および溶
媒としメタノール100gをステンレス製オートクレー
ブに仕込み、撹拌しながら90℃で5時間反応させた。
反応生成物からロータリーエバポレーターを用いて溶媒
および未反応物を留去し、固形物236.7gを得た。
この固形物はl−メチル−3−エチルベンズイミダゾリ
ウムブロマイドであり、l−メチルベンズイミダゾール
基準の反応収率は98モル%であった。
次に、得られたl−メチル−3−エチルベンズイミダゾ
リウムブロマイド24.1g (0,10モル)を窒素
雰囲気中でガラス製反応器に入れ、塩化アルミニウム2
6.6g ((L 20モル)を徐々に混合した。塩化
アルミニウムを投入することにより1−メチル−3−エ
チルベンズイミダゾリウムブロマイドとの固体界面で反
応が起り、徐々に液化が進行するが、この反応は発熱を
伴うので、反応温度が80°Cを超えないように注意し
ながら塩化アルミニウムを全量投入した。この混合物は
常温で液体であり、電導塵は25°Cで2.6mS/c
mを示した6また、この系において、塩化アルミニウム
と1−メチル−3−エチルベンズイミダゾリウムブロマ
イドのモル比をlから2まで変化させた場合の温度と電
導塵の関係は表1に示すようになり、全モル比の範囲に
おいて常温で溶液状態であり、また高い電導塵を示すこ
とから、電気アルミニウムめっきン谷としてfiれてい
る。
表1 モル比と電導塵の関係 モル比 1.0 1.5 2.0 温度25 (°C)    1.0  1.7  2.
630         1.4    2.0   
 3.140         2.6    3.6
    4.650         4.3    
5.5    6.460         6.1 
   7.5    8.5(実施例2.3および4) 実施例1と同様の反応方法により、1−メチルベンズイ
ミグゾールと塩化エチルからl−メチル−3−エチルベ
ンズイミダゾリウムクロライド(実施例2)、l−イソ
プロピルベンズイミダゾールとエチルブロマイドからl
−イソプロピル−3−エチルベンズイミダゾリウムブロ
マイド(実施例3)を合成した。
これらの四級塩を実施例1と同様の方法により塩化アル
ミニウムと混合し、塩化アルミニウムと四級塩のモル比
が2.0の組成物を調製した。これらの組成物の電導塵
を測定した結果を表2に示した。
さらに、臭化アルミニウムと実施例1で合成したl−メ
チル−3−エチルベンズイミダゾリウムブロマイドのモ
ル比が2.0の組成物を調製しく実施例4)、電導塵を
測定した結果を表2に示した。
表2 各種組成物の電導塵 (実施例5) 板厚0.5mmの冷延鋼板に常法により溶媒蒸気洗浄、
アルカリ脱脂および酸洗などを施したものを乾燥後、直
ちに予め窒素雰囲気に保っておいた上記の実施例に示し
た組成物を電気アルミニウムめっき浴として、これに浸
漬した。
その後、冷延鋼板を陰極、アルミニウム板(純度99.
99%、板厚1.On+n+)を陽極にして、直流によ
り冷延鋼板にアルミニウムめっきを行った。
めっき浴として実施例1の塩化アルミニウムとl−メチ
ル−3−エチルベンズイミダゾリウムブロマイドのモル
比が2.0の組成物のめっき浴を用い、電解条件として
浴温25℃、電流密度LA/dm”、電解時間30分で
めっきを行ったところ、電流効率95%以上でめっき層
の厚み6ミクロンの緻密なアルミニウムめっきが得られ
た。
(実施例6) 宝胞伶1″)17里−制出1eイPア1シ5ニカ八P1
−1羊ルー3−エチルベンズイミダゾリウムクロライド
のモル比が2.0の組成物のめっき浴を用い、実施例5
と同様な方法で冷延鋼板にアルミニウムめっきを行った
電解条件として浴温50℃、電流密度 4A/dm2.電解時間lO分でめっきを行ったところ
、電流効率95%以上でめっき層の厚み8ミクロンの緻
密なアルミニウムめっきが得られた。
(実施例7) 実施例3に記載の塩化アルミニウムと1−イソプロピル
−3−エチルベンズイミダゾリウムブロマイドのモル比
が2.0の組成物と有機溶媒としてトルエンをl:1 
(容量比)で混合しためつき浴を調製した。このめっき
浴は25°Cで8. 1ms/cmの電導度を示し、ト
ルエンを混合しないものに比ベロ倍以上高い値を示した
このめっき浴を用い、実施例5で行っためっき方法と同
様にしてアルミニウムめっきを行った。
電解条件として浴温25℃、電流密度 LA/dm”、電解時間30分でめっきを行ったヒころ
、電流効率95%以上でめっき層の厚み6ミクロンの緻
密で光沢性のあるアルミニウムめっきが得られた。
(発明の効果) 本発明によれば、高い電流効率でかつ高電流密度で生産
性良くアルミニウムめっきが可能である。
さらに、本発明の電気アルミニウムめっき浴とその浴に
よるめっき方法において、陽極にアルミニウムを使用す
ると、めっきによって消費されたAβイオンが陽極から
のAff溶解によって自動的に補給されるので、浴管理
が簡単であり、この点においても他の方法よりも作業性
が優れている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウムハロゲン化物と、次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1およびR^2はそれぞれ炭素数1〜6の
    アルキル基を表し、X^−は陰イオンを表す)で示され
    る1,3−ジアルキルベンズイミダゾリウムハロゲン化
    物とを混合してなる低融点組成物。
  2. (2)請求項1記載の低融点組成物をめっき浴として用
    いる電気アルミニウムめっき方法。
JP19386289A 1989-05-18 1989-07-28 低融点組成物およびその浴を用いる電気アルミニウムめっき方法 Pending JPH0361392A (ja)

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JP19386289A JPH0361392A (ja) 1989-07-28 1989-07-28 低融点組成物およびその浴を用いる電気アルミニウムめっき方法
US07/523,361 US5041194A (en) 1989-05-18 1990-05-15 Aluminum electroplating method
DE69007163T DE69007163T2 (de) 1989-05-18 1990-05-18 Verfahren zur Elektroplattierung von Aluminium.
EP90109469A EP0398358B1 (en) 1989-05-18 1990-05-18 Aluminum electroplating method

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006161154A (ja) * 2004-11-09 2006-06-22 Hitachi Metals Ltd 電解アルミニウムめっき液
US20130168258A1 (en) * 2010-09-30 2013-07-04 Hitachi, Ltd. Aluminum electroplating solution

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006161154A (ja) * 2004-11-09 2006-06-22 Hitachi Metals Ltd 電解アルミニウムめっき液
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