(57)【要約】【課題】  処理工程が煩雑でなく、工業生産性に富む電解または無電解の酸化アルミニウムめっき方法、及びそれに用いる酸化アルミニウムめっき液を提供する。【解決手段】  アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンから実質的になる酸化アルミニウムめっき液。前記酸化アルミニウムめっき液はアルコール９０~９９．８質量％、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物０．０２~１０質量％、及び不可避的不純物からなり、電解めっき用のものが好ましい。また前記めっき液により導電性の基体上に電解酸化アルミニウム皮膜を被覆する方法を提供できる。【選択図】        無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンから実質的になることを特徴とする酸化アルミニウムめっき液。
【請求項２】
アルコール９０~９９．８質量％、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物０．０２~１０質量％、及び不可避的不純物からなり、電解めっき用である請求項１に記載の酸化アルミニウムめっき液。
【請求項３】
アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンから実質的になる酸化アルミニウムめっき液により導電性の基体上に電解めっき法により酸化アルミニウム皮膜を被覆することを特徴とする酸化アルミニウムめっき方法。
【請求項４】
アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンと、還元剤とから実質的になることを特徴とする酸化アルミニウムめっき液。
【請求項５】
主要構成成分のアルコールと還元剤のジメチルアミンボランと硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物との総和を１００質量％としたとき、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物０．０２~１０質量％、ジメチルアミンボラン０．００５~０．１質量％、残部アルコール及び不可避的不純物からなり、無電解めっき用である請求項４に記載の酸化アルミニウムめっき液。
【請求項６】
アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンと、還元剤とから実質的になる酸化アルミニウムめっき液により基体上に無電解めっき法により酸化アルミニウム皮膜を被覆することを特徴とする酸化アルミニウムめっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸化アルミニウムめっき液及びそれを用いた酸化アルミニウムめっき方法に関し、特に電解めっきまたは無電解めっき用の酸化アルミニウムめっき液およびそれを用いた酸化アルミニウムめっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料などの被めっき処理物に酸化アルミニウム皮膜を生成させる方法としては乾式プロセスが一般的である。例えば特許文献１にはスパッタリング法により、特許文献２には蒸着法により、それぞれ酸化アルミニウム皮膜を被覆できることが開示されている。
特許文献３にはゾルゲル法により調整される金属酸化物前駆体のゾルに金属の無機塩を添加した液中に、導電性の基材を浸漬し、前記基材を陰極として通電してこの基材に前記金属酸化物前駆体を付着させ、この付着物を加熱処理することによって無機絶縁層（アルミナ層他）を形成することが開示されている。特に実施例１にはゾルを生成するためにエチルアルコールを添加することや、調整したゾルに対して硝酸アルミ６水和物を添加することが記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３２５９号公報（段落１、２０）
【特許文献２】特開２００３−１０５５２７号公報（請求項１）
【特許文献３】特開平５−１５１８２９号公報（請求項１、段落１９、段落４９~５２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のスパッタリング法や、特許文献２に記載の蒸着法等の乾式プロセスによる場合は成膜速度が遅く、立体的に入り組んだ形状の処理には不向きである。かつめっき処理のコストが高いという欠点があり、実用化の障害になっている。
特許文献３に記載のゾルゲル法による無機絶縁層の形成方法は処理工程が煩雑であり、工業生産効率が悪く、改良の余地を残すものである。  
【０００４】
従って、本発明が解決しようとする課題は、処理工程が煩雑でなく、工業生産性に富む電解または無電解の酸化アルミニウムめっき方法、及びそれに用いる酸化アルミニウムめっき液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の酸化アルミニウムめっき液は、アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンから実質的になることを特徴とする。
本発明に好適な酸化アルミニウムめっき液は、例えばアルコール９０~９９．８質量％、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物０．０２~１０質量％、及び不可避的不純物からなり、電解酸化アルミニウムめっき用のものである。
また前記酸化アルミニウムめっき液により導電性の基体上に電解めっき法により酸化アルミニウム皮膜を被覆できるので実用性が高い。
【０００６】
また本発明の酸化アルミニウムめっき液は、アルコールと、アルコール中に分散したアルミニウムイオン及び硝酸イオンと、還元剤とから実質的になることを特徴とする。
前記酸化アルミニウムめっき液として好適なものは、例えば主要構成成分のアルコールと還元剤のジメチルアミンボランと硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物との総和を１００質量％としたとき、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物０．０２~１０質量％、ジメチルアミンボラン０．００５~０．１質量％、残部アルコール及び不可避的不純物からなるものである。
前記酸化アルミニウムめっき液により、導電性の基体上に無電解めっき法により酸化アルミニウム皮膜を被覆できるので実用性が高い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理工程が煩雑でなく、工業生産性に富む電解または無電解の酸化アルミニウムめっき方法、及びそれに用いる酸化アルミニウムめっき液を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の酸化アルミニウムめっき液はアルコールを溶媒とするものである。アルコールとしてはエタノール、プロピルアルコールまたはメタノール等の公知のアルコールを使用することができる。溶媒のアルコール中に不可避に含有される水分は許容されるが、アルコール中の含有水分含有量の増加に従い、めっき中の水素ガス発生量が変化する。このとき水素ガスの発生が顕著になるとともに酸化アルミニウム皮膜の析出不良が起こるのでめっき液中の不可避的含有水分量は５質量％以下にするのが好ましい。
アルコール中に分散されるアルミニウムイオン及び硝酸イオンの供給源として、めっき液中に腐食性のイオンを混入させないために、硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物が好ましい。
【０００９】
電解めっき液、及び電解めっき条件について以下に説明する。
電解めっき液に占める硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物（好ましくは硝酸アルミニウム九水和物）の含有量は０．０２~１０質量％であるのが好ましい。硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物の濃度が０．０２質量％未満では酸化アルミニウムが事実上析出せず、陽極に使用するアルミニウム板が陽極酸化されて通電できなくなる。また硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物の濃度が１０質量％超となると、液の粘度が増すとともにアルコールに溶けにくくなる。
電流密度は０．１〜１０Ａ／ｄｍ２とするのが好ましく、２~５Ａ／ｄｍ２とするのがより好ましい。電流密度が０．１Ａ／ｄｍ２未満のときは酸化アルミニウム皮膜を被覆するのが困難であり、電流密度が１０Ａ／ｄｍ２超のときは水素ガスの発生が激しくなり、不均一な酸化アルミニウム被膜が析出する。即ちこの場合は析出した酸化アルミニウム被膜は絶縁体なので定電流でめっきしている間電圧は徐々に上昇をし続け、めっき処理時間の経過と伴に発泡が激しくなり、発泡個所より不均一な酸化アルミニウム皮膜が生成する。
【００１０】
無電解めっき液、及び無電解めっきについて以下に説明する。
無電解めっき液に占める硝酸アルミニウム及び／または硝酸アルミニウム水和物の含有量及びその限定理由は電解めっき液の場合と同様である。
無電解めっき液に添加される還元剤としては例えばジメチルアミンボラン（（ＣＨ３）２ＮＨ・ＢＨ２）が挙げられる。無電解めっき液中に占めるジメチルアミンボランの含有量は０．００５~０．１質量％とするのが好ましい。ジメチルアミンボランの含有量が０．００５質量％未満では還元剤としての効果が得られないという問題があり、０．１質量％超では添加の効果が飽和してしまう。
【実施例】
【００１１】
以下実施例により本発明を詳細に説明するが、それら実施例により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
（実施例１、比較例１）
導電性を有する基体片（ステンレス鋼；ＳＵＳ３０４製）表面に付着した油分を除去するために、基体片をアセトン中に浸漬して洗浄後取り出した。次に温風にて十分に乾燥した。硝酸アルミニウム・九水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）とエチルアルコール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）とを表１に記載の比率で混合し、電解めっき用のめっき液とした。このめっき液を満たして建浴後、陽極にアルミニウム板、陰極に表面を清浄化した前記基体片をセットし、表１に記載の電流密度で酸化アルミニウムめっき皮膜を前記基体片上に被覆した。この電解めっきの開始から電圧は徐々に上昇したが、電圧50Ｖに達した時点で定電圧として電解めっきを行った。なお、めっき時間は３分間とした。
【００１３】
【表１】
2005113208.tif 000002
【００１４】
実施例１のＮｏ．１のものでは干渉色を持つ酸化アルミニウム皮膜（平均膜厚30ｎｍ）が基体片上に被覆されていた。また実施例１のＮｏ．２のものでは白色の酸化アルミニウム皮膜（平均膜厚1μｍ）が基体片上に被覆されており、斜めから見ると特有の干渉色を呈していた。これら電解めっき品の表面をＥＤＸ−ＳＥＭにより分析した結果、基体成分以外にＡｌが検出され、酸化アルミニウム皮膜の生成を裏付ける結果が得られた。
比較例１のものでは基体片上に酸化アルミニウム皮膜は被覆されなかった。
【００１５】
（実施例２、比較例２）
硝酸アルミニウム・九水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）とエチルアルコール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）とを表２に記載の比率で混合し、電解めっき用のめっき液とした。かつ印加する電流密度を表２に記載の値とした以外は実施例１と同様にして基体片上に電解アルミニウムめっきを被覆することを試みた。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
表２より、実施例１のＮｏ．２１〜２３ではいずれも基体片上に白色の酸化アルミニウム皮膜が生成していた。
これに対し、比較例２のＮｏ．３１では基体片上に酸化アルミニウム皮膜は被覆されなかった。また比較例２のＮｏ．３２の場合は電解めっき処理中の気泡の発生が激しく、気泡発生部分に優先して酸化アルミニウム皮膜が生成したために酸化アルミニウム皮膜が基体片上に不均一に被覆されて外観不良になった。
【００１８】
（実施例３）
無電解めっき用酸化アルミニウムめっき液として、硝酸アルミニウム・九水和物（Ａｌ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）５．００質量％、エチルアルコール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）９４．９９質量％、及び還元剤としてジメチルアミンボラン０．０１質量％を混合し、無電解めっき液とした。この無電解めっき液に実施例１で用いたのと同じ基体片を所定時間浸漬し、取り出し、乾燥することにより干渉色を持つ酸化アルミニウム皮膜を基体片上に被膜することができた。