非芳香族の有機溶媒からのアルミニウムおよび耐熱金属の電着
電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および非水溶性または非芳香族の有機溶媒に溶融された有機添加剤を含む混合物を含む。電気めっき溶液からの金属の電着は、電気めっき溶液を準備するステップと、カソード電流で導電性基板の上に電気めっき溶液から金属を電着させるステップを含む。電気めっきシステムは、電気めっき溶液を入れためっきチャンバと、電気めっきシステムに対する入口点と、電気めっきされる部品を入口点からめっきチャンバまで運ぶ運搬システムとを備える。電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および有機添加剤を含む混合物であり、混合物は非水性の非芳香族の有機溶媒に溶融されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年３月５日に米国出願の米国特許仮出願第６０／４５１，６３１号の特典を請求するものであり、その内容全体を本明細書に参照として援用する。
【０００２】
本方法は概して、電着コーティングに関する。より詳細には、本方法は、非芳香族の有機溶媒から電着によって得られる、アルミニウム、マグネシウム、およびチタン、タンタル、ジルコニウム、およびその合金などの耐熱金属の金属コーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
以下の本発明の背景の説明では、特定の構造および方法に言及するが、このような言及は必ずしもこれらの構造および方法が適用可能な法定規則に基づいて従来技術として限定する商品であると解釈すべきではない。出願人は、言及するあらゆる主題が本発明に関する従来技術を構成しないことを示す権利を保持している。
【０００４】
腐食および磨耗に対する表面保護を、鉄および非鉄金属に行うことができる。このような保護を得るのに適切な方法はコーティングである。例えば、航空業界では、カドミウム・コーティングが、着陸装置またはファスナなどの部品を腐食から保護するのに使用される。カドミウム・コーティングは、引っかかれたとしても保護を提供する犠牲的コーティングとして働く。しかし、カドミウムは取り扱いおよび処分の予防に影響を与える、シアン化合物系のめっき溶液から電着された有毒金属である。カドミウムの代替金属コーティングが必要である。
【０００５】
コーティングによって供給される保護の一態様は、カドミウム・コーティングの塩水電気化学的ポテンシャルが基材に対して負である結果である。したがって、カドミウムに適切な代替コーティング材料として、同様の、例えば、基材に対して負の塩水電気化学的ポテンシャルを備えた材料が挙げられる。例えば、亜鉛、マンガン、ベリリウム、およびマグネシウムが、コーティング内のカドミウムに換わる候補材料に含まれる。しかし、これらの候補材料には欠点がある。亜鉛は電気めっきを行うのが簡単であるが、環境に脆く、したがって高強度スチールには適していない。マンガンは水溶性方法によって電気めっきすることができるが、被曝により肺および神経に影響を及ぼす可能性がある。ベリリウムも同様に環境的欠点があり、マグネシウムはコーティング内で合金化されない場合、この応用例においてはかなり活性である。
【０００６】
アルミニウム、およびチタンなどの耐熱金属は、保護コーティング用およびカドミウム・コーティングに換わる代替候補である。アルミニウム・コーティングは、鉄金属部品に腐食に対する犠牲的保護バリアを提供することができる。耐熱金属コーティングは、腐食、浸食、磨耗、摩滅、および脆化などのメカニズムによる基材、例えば鉄および非鉄金属部品への損傷に対する保護バリアを提供することができる。
【０００７】
アルミニウム、およびチタンなどの耐熱金属は普通、塩化リチウム系のものなどの溶融塩浴成分、またはベンゼンおよびトルエン系のものなどの有毒有機溶媒から電気化学的に、または電気泳動によって得られる。これらの知られている方法は、品質および費用に関してマイナスの欠点がある。例えば、溶融塩浴方法はめっき中の脆化を避けることができるが、捕捉された塩はその結果腐食および脆化源となり得る。
【０００８】
アルミニウムおよび耐熱金属の金属コーティングはまた、他の方法でも得ることができる。例えば、アーク噴射などの物理的技術、アルミニウムのイオン真空蒸着などの物理的気相成長技術（あるいは、ＩＶＤとして知られる）、およびゾル・ゲルなどの化学技術、または有害有機溶媒からまたは溶融塩による電着を利用して、アルミニウムおよび耐熱金属のコーティングを形成することができる。
【０００９】
米国特許第４，１４５，２６１号は、トルエン、ベンジンを含む有機物、およびハロゲン化アルミニウムの混合物であるめっき溶液を開示している。米国特許第４，７５９，８３１号は、アルミニウムの電着用のロード・ロック隔離電解質チャンバを開示している。めっき溶液の性質、例えば環境面および空気にさらされた場合の汚染傾向により、この開示された溶液および過程を費用的に非効率的に、また環境および健康に対して潜在的に有害になる。
【００１０】
特開昭５５−１５８２８９号公報は、合成アルミニウム塩が溶解された、様々な低分子量の有機溶媒を開示している。しかし、コーティング性質に関する詳細は提供されていない。
【特許文献１】米国特許第４，１４５，２６１号公報
【特許文献２】米国特許第４，７５９，８３１号公報
【特許文献３】特開昭５５−１５８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、特に高強度スチールおよび航空応用例において、現在のカドミウム・コーティングに換わることができるコーティング技術の必要性がある。さらに、費用および時間効率もよく、環境的に安全で清潔なアルミニウム電着技術の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
金属の電着の例示的方法は、電気めっき溶液を準備するステップと、カソード電流で導電性基板の上に電気めっき溶液から金属を電着させるステップを含む。電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒（non-aqueous non-aromatic organic solvent）内に溶解した可溶性（soluble）金属塩および有機添加剤の混合物を含む。
【００１３】
例示的な電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および有機添加剤を含む混合物であり、混合物は非水性の非芳香族の有機溶媒に溶融されている。
【００１４】
電気めっきシステムの例示的実施形態は、電気めっき溶液を入れためっきチャンバと、電気めっきシステムに対する入口点と、電気めっきされる部品を入口点からめっきチャンバまで運ぶ運搬システムとを備える。電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および有機添加剤を含む混合物を含み、混合物は非水性の非芳香族の有機溶媒に溶融されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と合わせて読むことができ、同様の番号は同様の要素を示す。
【００１６】
非芳香族の有機溶媒の電着（non-aromatic organic solvent ＮＡＯＳ）は、そうでなければ従来の（水溶性）電気めっきによって得ることができない金属および合金を蒸着させることができる。（水溶液の水と同様に）溶液にはほとんどまたは全く水がないので、高張力強度材料の水素脆化が少なくなるまたは最小限に抑えられる。加えて、ＮＡＯＳ過程は、部品処理、いくつかの機器および方法の点で従来の電気めっきと同様のまたは同じ特徴を有し、典型的な電着設備においてＮＡＯＳの十分な置換が可能になる。
【００１７】
金属の電着の例示的方法は、電気めっき溶液を準備するステップと、カソード電流で導電性基板の上に電気めっき溶液から金属を電着させるステップを含む。電気めっき溶液は、水溶性電気塩、および非水性の非芳香族の有機溶媒に溶解された有機添加剤の混合物を含む。
【００１８】
非水性の非芳香族の有機溶媒は、あらゆる適切な溶媒であってもよい。例えば、適切な溶媒は低分子量で非芳香族の有機溶媒を含む。この内容では、低分子量とは２００ｇ／分子以下のことを言う。このような溶媒は、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−ブタノール、および複数のＯＨ官能基を有する対応するアルコールなどのアルコール族、エタノアミン、およびアミンを含む。シュウ酸、クエン酸、クエン酸アンモニウムなどのカルボン酸を、支持電解質、または溶媒としても使用することができる。加えて、めっき電解質は、これらの適切な溶媒の２つ以上の組合せを有することができる。さらに、ケトン、アルデヒド、アルケン、アルキン、エーテル、アミド、および有毒芳香族成分などの他の族の有機溶媒を使用することができるが、これらの溶媒の毒性レベルによりあまり望ましくなくなる。
【００１９】
これらの溶媒の中に、可溶性（soluble）金属塩が溶解する。このような金属塩として、エトキシド（ethoxide）、プロポキシド（propoxide）、イソプロポキシド（isopropoxide）、ブトキシド（butoxide）、および対応するハロゲン化合物、リン酸塩、炭酸塩、および電着中にカソードで減少する金属イオンを提供することが可能な他の無機および有機化合物が挙げられる。金属塩は別個に存在していてもよく、または他の塩プラスそれらの混合物を使用することもできる。
【００２０】
例示的方法の電着用対象金属は、水溶液から簡単に電気めっきできない金属である。対象金属の例として、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、ニオビウム、オスミウム、ハフニウム、マグネシウム、およびこれらの金属のあらゆる組合せの合金、または上記溶媒に溶解できる塩からの他の金属が挙げられる。
【００２１】
電気めっき溶液中では、金属塩の濃度は、電着の操作温度で溶媒中のそれぞれの金属塩に対する飽和濃度の５％から１００％まで変化することができる。シュウ酸、リン酸、および他の低分子量の有機酸などの導電性添加剤を、このような電気めっき電解質に加えることもできる。この内容で、低分子量は２００ｇ／分子以下のことを言う。溶媒の導電性を増加させ、このような溶媒中に溶融するあらゆる有機および無機化合物を、単体または組み合わせて加えることができる。例えば、エタノール中には、水酸化ナトリウム、ホウ酸、塩化アンモニウム、炭酸カルシウム、ヨードナトリウム、フッ化アンモニウム、硝酸アルミニウム、ステアリン酸塩またはクロロハイドレイト、塩化アルミニウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸アルミニウムカリウムなど副産物が溶解可能である。
【００２２】
電解質汚染を最小限に抑えることにより、接着およびコーティング性能が助長される。めっき電解質の汚染は、蒸着不均一性、多孔性、かじり、孔食、気泡につながる可能性があり、また蒸着が全くなくなることになることさえある。空気、水、または溶液あるいは電着副産物で電解質の汚染を防ぐまたは最小限に抑える様々な方法がある。電解質濾過および人工空気（例えば、めっき溶液が格納されている場合）を両方とも、電着槽の適切な動作を維持するのを助けるのに利用することができる。例えば、水による汚染を最小限に抑えるように、電気めっき電解質を分子ふるい上で連続的に濾過することができる。この応用例に適切な分子ふるいは、３オングストローム分子ふるいである。別の例では、不活性雰囲気を少なくとも基板上の金属の電着中に、電気めっき溶液の上で維持することができる。不活性雰囲気は、例えば、雰囲気を実質的に酸素および湿気のない電気めっき溶液と接触させて維持することによって、酸素および水によって汚染を最小限に抑えることができる。例えば、酸素含有率は１〜１０ｐｐｍ、好ましくは５ｐｐｍより少なく、水含有率は１〜１０ｐｐｍ、好ましくは５ｐｐｍより少ないが、実際の条件は電着されている金属によって変わる。不活性雰囲気が使用される場合、不活性雰囲気は電気めっき溶液にわたって連続的に維持されることが好ましい。不活性雰囲気の例として、電気めっき槽の上で窒素雰囲気の電解質および／またはガス調整によるバブリング窒素が挙げられる。
【００２３】
別の例では、めっきチャンバ内を正圧（positive pressure）にすることは汚染を減少させるのに使用することができる。正圧は１気圧に維持されることが好ましいが、雰囲気は過程の感度およびめっきチャンバの設計によって、１気圧より低くても高くてもよい。
【００２４】
さらに別の例では、窒素などの不活性気体が充填され、適当な触媒により水および酸素を濾過して取り除いたグローブ・ボックス型または閉型の二重区画チャンバを、ＮＡＯＳに使用することができる。グローブ・ボックス型または閉型の二重区画チャンバ内の電気めっき溶液を単一の電解質槽として配置することができ、または別個のカソード液およびアノード液区画に分割することができる。別個のカソード液およびアノード液区画に分割することは、電気分解によるそれぞれの溶液の可能な分解が行われる場合に好ましい。カソード液およびアノード液区画が分割される場合、可能な分解は、例えば、チャンバ間の適切なイオン透過膜に含めることができる。電解質の分割を必要とするめっき化学反応では、適切なイオン透過膜は高分子膜であるが、様々な市販の完全透過または半透過膜を使用することができる。異なるアノードおよびカソード電解質を使用するように、膜分離を電極間で使用することもできる。
【００２５】
電着の例示的方法では、適切なアノード（anode）材料として、その表面上に絶縁バリアを形成しないことを条件に、電気めっきされているものと電気化学的に同一または同様である金属、または可溶性（solible）または不溶性（insolible）の電解質に対応する金属が挙げられる。電解質の組合せを避けるため、めっきが行われる金属を含む材料で形成された適切な不溶性アノードまたは水溶性アノードを使用することができる。あるいは、白金チタンなどの他のアノード材料、ＤＳＡタイプアノード、または他の不溶性であるが導電性の材料を使用することができる。
【００２６】
導電性基板での適切なカソード電流濃度は、電解質分解および電気めっきされる金属によって、０．０５から１０００アンペア／ｄｍ２の間で変化することができる。各ＮＡＯＳ過程では、電極表面比は、電解質の化学的均衡を維持するため、アノードから溶解された金属の量と電気めっきされる金属の均衡に到達するように決まる。
【００２７】
導電性基板は任意選択で、電着の前に作られた表面を有することもできる。例えば、表面は電気めっきの前にグリッド・ブラストされ、マスキングされ、その後アルカリまたは酸洗浄することができる。アルカリまたは酸洗浄後、あらゆる水性クリーナを取り除くために、導電性基板はアルコール浸漬または噴霧される。いくつかの例では、接着を助長するために、リバース・エッチを使用することができる。
【００２８】
電気めっき溶液、または溶液の一部のあらゆるタイプの攪拌を過程に組み込むことができる。例えば、移動または振動バスバー（bus-bar）、窒素または他の不活性気体バブリング、または超音波装置を使用することができる。
【００２９】
各ＮＡＯＳ過程に対する電気めっき溶液温度を、溶媒表面張力がその気化圧力の約５０％（±１０％）以下である、または電気めっき溶液がめっき状態および効率を改善するように冷却されるように、調整することができる。例えば、電気めっき溶液は熱交換器または冷却器を使用することによって調整することができる。
【００３０】
電解質の蒸発は、高分子ボールなどの浮動装置を追加することによって、または蒸発を防止するが、部品を槽内に案内することができる液面の上部に化学化合物を添加することによって減らすことができる。
【００３１】
図１は電気めっきシステムの略図である。電気めっきシステム１００の例示的実施形態は、電気めっき溶液を入れるめっきチャンバ１０２と、電気めっきシステム１００への入口点１０４と、電気めっきする部品１０８を入口点１０４からめっきチャンバ１０２へ運ぶ運搬システム１０６とを備える。
【００３２】
めっきチャンバ１０２は、本明細書に論じるように、単一の電気めっき区画またはアノード液およびカソード液用の分割区画のいずれかを備える。図１に示すように、チャンバ１０２はその間のカソード液で基本的に互いに対向して配置された２つのアノード１１０、１１２を有する分割区画を含む。各アノード１１０、１１２は、膜１１４、１１６によってカソードから分離されている。
【００３３】
電気めっき溶液は、水分子の不純物を除去する分子ふるいを格納する外部チャンバ１１８を通した循環により連続して攪拌される。関連するポンプ（図示せず）は、電解質純度および合成を制御する助けとなるように、めっきチャンバ１０２と外部チャンバ１１８の間で電解質を循環および再利用するのを助ける。
【００３４】
さらに、不活性雰囲気はガス調整によって少なくともめっきチャンバ１０２内、好ましくは電気めっきシステム１００内に維持される。図１では、ガス調整は調整窒素ガス・タンク１２０として示されている。しかし、あらゆる適切な不活性雰囲気およびあらゆる適切な調整システムを使用することができる。普通、正圧、例えば約１気圧がめっきチャンバ１０２内で維持される。
【００３５】
電気めっきシステム１００への入口点１０４は部品１０８に対応するあらゆる適切な入口点であってもよく、十分な汚染物質と浴の蒸気の制御とを維持しながらめっきチャンバ１０２と整合することができる。例えば図１は、第１の外部ドア１２２および第２の内部ドア１２４を備える、エア・ロック・タイプの移動点として入口点１０４を示す。普通、外部ドア１２０および内部ドア１２２の動作は、電気めっきシステム１００の外側からめっきチャンバ１０２内への空気の導入を最小限に抑えるように、真空ポンプおよび不活性ガス埋め戻しバルブに合わせられる。
【００３６】
運搬システム１０６は、部品１０８を電着するようにめっきチャンバ１０２内の定位置に配置する。例えば、および図１に示すように、運搬システム１０６は部品１０８をカソード液内で、源１２６と電気的に接触するように配置する。ソース１２６は、電気化学的状態に依存して、グラビメトリック（gravimetric）またはポテンシオスタテック（potentiostatic）のいずれかであってよい。ソース１２６はまた、各アノード１１０、１１２と電気的に接触している。
【００３７】
運搬システム１０６は、部品１０８用のあらゆる適切な運搬システムを備えることができる。適切な運搬システムの例としては、水圧リフト、チェーン・リフト、コンベヤ、エレベータ・システム、システムを回転させるラックアップ・システムなどが挙げられる。例えば、大きな部品を蓄積させ、蓄積された位置から電気めっきすることができ、小さい部品をバレルめっきの方法でめっきすることができる。バレルめっきでは、部品は電気めっき溶液内で回転する回転かご内に配置され、それによって部品はめっき溶液内に完全に浸漬される。バレルめっきでは、蓄積ステップからの残りのめっきされなかった点が最小限にまで減らされ、部品全体が電気めっきされる。
【００３８】
ＮＡＯＳに基づくアルミニウムの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例１〜実施例３）に図示されている。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
ＮＡＯＳに基づくチタンの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例４）に図示されている。
【００４３】
【表４】
【００４４】
ＮＡＯＳに基づくタンタルの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例５）に図示されている。
【００４５】
【表５】
【００４６】
ＮＡＯＳに基づくジルコニウムの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例６）に図示されている。
【００４７】
【表６】
【００４８】
様々なアノード、カソード、および溶液化学物質を金属蒸着過程で使用することができるが、アルミニウムの好ましい電着過程では、アルミニウムアノード、優れた有機および無機アルミニウム塩、および他の導電性プロモータ化学物質が使用される。しかし、他の金属および耐熱金属は両方とも、同じ官能基の有機溶媒からの電着によって得られる。
【００４９】
電着方法の性質、および過程からの電気めっきされたアルミニウムの性能を分析した。複雑な構造上の均一なコーティング、および内径に対する検討事項である均一電解性は、カドミウム蒸着の均一電解性とほぼ等価であることが分かった。アルミニウム電気めっき過程は非水溶性であるので、この過程は高強度スチール内の水素脆化を引き起こす可能性のある、カソードでの自由水素を開放しない。さらに、また従来のカドミウムとは異なり、電気めっきされたアルミニウムは、硬度を普通の１０〜２５ビッカース硬度（Ｈｖ）から約５００Ｈｖのめっきされたままのコーティング硬度（この硬度範囲内でビッカース硬度用のＡＳＴＭ基準試験プロトコルを使用して）まで増加させるようにアノード化させて、製造中および使用中の両方の引っかき傷および損傷を減少させるのに貢献することができる。
【００５０】
本発明の応用例の中に、航空宇宙で行われる高強度スチール部品の上へのアルミニウム電着がある。ＮＡＯＳ過程は、基板がめっき溶液の化学物質による化学的攻撃の影響を受けやすくない限り、あらゆる導電性基板に行うことができる。
【００５１】
本発明を例示的な実施形態に関連して説明したが、特に説明していない追加、削除、変更、および置換を、頭記の特許請求の範囲に規定するような本発明の精神および範囲から逸脱することなく加えることができることは、当業者には理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電気めっきシステムの略図である。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年３月５日に米国出願の米国特許仮出願第６０／４５１，６３１号の特典を請求するものであり、その内容全体を本明細書に参照として援用する。
【０００２】
本方法は概して、電着コーティングに関する。より詳細には、本方法は、非芳香族の有機溶媒から電着によって得られる、アルミニウム、マグネシウム、およびチタン、タンタル、ジルコニウム、およびその合金などの耐熱金属の金属コーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
以下の本発明の背景の説明では、特定の構造および方法に言及するが、このような言及は必ずしもこれらの構造および方法が適用可能な法定規則に基づいて従来技術として限定する商品であると解釈すべきではない。出願人は、言及するあらゆる主題が本発明に関する従来技術を構成しないことを示す権利を保持している。
【０００４】
腐食および磨耗に対する表面保護を、鉄および非鉄金属に行うことができる。このような保護を得るのに適切な方法はコーティングである。例えば、航空業界では、カドミウム・コーティングが、着陸装置またはファスナなどの部品を腐食から保護するのに使用される。カドミウム・コーティングは、引っかかれたとしても保護を提供する犠牲的コーティングとして働く。しかし、カドミウムは取り扱いおよび処分の予防に影響を与える、シアン化合物系のめっき溶液から電着された有毒金属である。カドミウムの代替金属コーティングが必要である。
【０００５】
コーティングによって供給される保護の一態様は、カドミウム・コーティングの塩水電気化学的ポテンシャルが基材に対して負である結果である。したがって、カドミウムに適切な代替コーティング材料として、同様の、例えば、基材に対して負の塩水電気化学的ポテンシャルを備えた材料が挙げられる。例えば、亜鉛、マンガン、ベリリウム、およびマグネシウムが、コーティング内のカドミウムに換わる候補材料に含まれる。しかし、これらの候補材料には欠点がある。亜鉛は電気めっきを行うのが簡単であるが、環境に脆く、したがって高強度スチールには適していない。マンガンは水溶性方法によって電気めっきすることができるが、被曝により肺および神経に影響を及ぼす可能性がある。ベリリウムも同様に環境的欠点があり、マグネシウムはコーティング内で合金化されない場合、この応用例においてはかなり活性である。
【０００６】
アルミニウム、およびチタンなどの耐熱金属は、保護コーティング用およびカドミウム・コーティングに換わる代替候補である。アルミニウム・コーティングは、鉄金属部品に腐食に対する犠牲的保護バリアを提供することができる。耐熱金属コーティングは、腐食、浸食、磨耗、摩滅、および脆化などのメカニズムによる基材、例えば鉄および非鉄金属部品への損傷に対する保護バリアを提供することができる。
【０００７】
アルミニウム、およびチタンなどの耐熱金属は普通、塩化リチウム系のものなどの溶融塩浴成分、またはベンゼンおよびトルエン系のものなどの有毒有機溶媒から電気化学的に、または電気泳動によって得られる。これらの知られている方法は、品質および費用に関してマイナスの欠点がある。例えば、溶融塩浴方法はめっき中の脆化を避けることができるが、捕捉された塩はその結果腐食および脆化源となり得る。
【０００８】
アルミニウムおよび耐熱金属の金属コーティングはまた、他の方法でも得ることができる。例えば、アーク噴射などの物理的技術、アルミニウムのイオン真空蒸着などの物理的気相成長技術（あるいは、ＩＶＤとして知られる）、およびゾル・ゲルなどの化学技術、または有害有機溶媒からまたは溶融塩による電着を利用して、アルミニウムおよび耐熱金属のコーティングを形成することができる。
【０００９】
米国特許第４，１４５，２６１号は、トルエン、ベンジンを含む有機物、およびハロゲン化アルミニウムの混合物であるめっき溶液を開示している。米国特許第４，７５９，８３１号は、アルミニウムの電着用のロード・ロック隔離電解質チャンバを開示している。めっき溶液の性質、例えば環境面および空気にさらされた場合の汚染傾向により、この開示された溶液および過程を費用的に非効率的に、また環境および健康に対して潜在的に有害になる。
【００１０】
特開昭５５−１５８２８９号公報は、合成アルミニウム塩が溶解された、様々な低分子量の有機溶媒を開示している。しかし、コーティング性質に関する詳細は提供されていない。
【特許文献１】米国特許第４，１４５，２６１号公報
【特許文献２】米国特許第４，７５９，８３１号公報
【特許文献３】特開昭５５−１５８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、特に高強度スチールおよび航空応用例において、現在のカドミウム・コーティングに換わることができるコーティング技術の必要性がある。さらに、費用および時間効率もよく、環境的に安全で清潔なアルミニウム電着技術の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
金属の電着の例示的方法は、電気めっき溶液を準備するステップと、カソード電流で導電性基板の上に電気めっき溶液から金属を電着させるステップを含む。電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒（non-aqueous non-aromatic organic solvent）内に溶解した可溶性（soluble）金属塩および有機添加剤の混合物を含む。
【００１３】
例示的な電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および有機添加剤を含む混合物であり、混合物は非水性の非芳香族の有機溶媒に溶融されている。
【００１４】
電気めっきシステムの例示的実施形態は、電気めっき溶液を入れためっきチャンバと、電気めっきシステムに対する入口点と、電気めっきされる部品を入口点からめっきチャンバまで運ぶ運搬システムとを備える。電気めっき溶液は、非水性の非芳香族の有機溶媒、および可溶性金属塩および有機添加剤を含む混合物を含み、混合物は非水性の非芳香族の有機溶媒に溶融されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面と合わせて読むことができ、同様の番号は同様の要素を示す。
【００１６】
非芳香族の有機溶媒の電着（non-aromatic organic solvent ＮＡＯＳ）は、そうでなければ従来の（水溶性）電気めっきによって得ることができない金属および合金を蒸着させることができる。（水溶液の水と同様に）溶液にはほとんどまたは全く水がないので、高張力強度材料の水素脆化が少なくなるまたは最小限に抑えられる。加えて、ＮＡＯＳ過程は、部品処理、いくつかの機器および方法の点で従来の電気めっきと同様のまたは同じ特徴を有し、典型的な電着設備においてＮＡＯＳの十分な置換が可能になる。
【００１７】
金属の電着の例示的方法は、電気めっき溶液を準備するステップと、カソード電流で導電性基板の上に電気めっき溶液から金属を電着させるステップを含む。電気めっき溶液は、水溶性電気塩、および非水性の非芳香族の有機溶媒に溶解された有機添加剤の混合物を含む。
【００１８】
非水性の非芳香族の有機溶媒は、あらゆる適切な溶媒であってもよい。例えば、適切な溶媒は低分子量で非芳香族の有機溶媒を含む。この内容では、低分子量とは２００ｇ／分子以下のことを言う。このような溶媒は、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−ブタノール、および複数のＯＨ官能基を有する対応するアルコールなどのアルコール族、エタノアミン、およびアミンを含む。シュウ酸、クエン酸、クエン酸アンモニウムなどのカルボン酸を、支持電解質、または溶媒としても使用することができる。加えて、めっき電解質は、これらの適切な溶媒の２つ以上の組合せを有することができる。さらに、ケトン、アルデヒド、アルケン、アルキン、エーテル、アミド、および有毒芳香族成分などの他の族の有機溶媒を使用することができるが、これらの溶媒の毒性レベルによりあまり望ましくなくなる。
【００１９】
これらの溶媒の中に、可溶性（soluble）金属塩が溶解する。このような金属塩として、エトキシド（ethoxide）、プロポキシド（propoxide）、イソプロポキシド（isopropoxide）、ブトキシド（butoxide）、および対応するハロゲン化合物、リン酸塩、炭酸塩、および電着中にカソードで減少する金属イオンを提供することが可能な他の無機および有機化合物が挙げられる。金属塩は別個に存在していてもよく、または他の塩プラスそれらの混合物を使用することもできる。
【００２０】
例示的方法の電着用対象金属は、水溶液から簡単に電気めっきできない金属である。対象金属の例として、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、ニオビウム、オスミウム、ハフニウム、マグネシウム、およびこれらの金属のあらゆる組合せの合金、または上記溶媒に溶解できる塩からの他の金属が挙げられる。
【００２１】
電気めっき溶液中では、金属塩の濃度は、電着の操作温度で溶媒中のそれぞれの金属塩に対する飽和濃度の５％から１００％まで変化することができる。シュウ酸、リン酸、および他の低分子量の有機酸などの導電性添加剤を、このような電気めっき電解質に加えることもできる。この内容で、低分子量は２００ｇ／分子以下のことを言う。溶媒の導電性を増加させ、このような溶媒中に溶融するあらゆる有機および無機化合物を、単体または組み合わせて加えることができる。例えば、エタノール中には、水酸化ナトリウム、ホウ酸、塩化アンモニウム、炭酸カルシウム、ヨードナトリウム、フッ化アンモニウム、硝酸アルミニウム、ステアリン酸塩またはクロロハイドレイト、塩化アルミニウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸アルミニウムカリウムなど副産物が溶解可能である。
【００２２】
電解質汚染を最小限に抑えることにより、接着およびコーティング性能が助長される。めっき電解質の汚染は、蒸着不均一性、多孔性、かじり、孔食、気泡につながる可能性があり、また蒸着が全くなくなることになることさえある。空気、水、または溶液あるいは電着副産物で電解質の汚染を防ぐまたは最小限に抑える様々な方法がある。電解質濾過および人工空気（例えば、めっき溶液が格納されている場合）を両方とも、電着槽の適切な動作を維持するのを助けるのに利用することができる。例えば、水による汚染を最小限に抑えるように、電気めっき電解質を分子ふるい上で連続的に濾過することができる。この応用例に適切な分子ふるいは、３オングストローム分子ふるいである。別の例では、不活性雰囲気を少なくとも基板上の金属の電着中に、電気めっき溶液の上で維持することができる。不活性雰囲気は、例えば、雰囲気を実質的に酸素および湿気のない電気めっき溶液と接触させて維持することによって、酸素および水によって汚染を最小限に抑えることができる。例えば、酸素含有率は１〜１０ｐｐｍ、好ましくは５ｐｐｍより少なく、水含有率は１〜１０ｐｐｍ、好ましくは５ｐｐｍより少ないが、実際の条件は電着されている金属によって変わる。不活性雰囲気が使用される場合、不活性雰囲気は電気めっき溶液にわたって連続的に維持されることが好ましい。不活性雰囲気の例として、電気めっき槽の上で窒素雰囲気の電解質および／またはガス調整によるバブリング窒素が挙げられる。
【００２３】
別の例では、めっきチャンバ内を正圧（positive pressure）にすることは汚染を減少させるのに使用することができる。正圧は１気圧に維持されることが好ましいが、雰囲気は過程の感度およびめっきチャンバの設計によって、１気圧より低くても高くてもよい。
【００２４】
さらに別の例では、窒素などの不活性気体が充填され、適当な触媒により水および酸素を濾過して取り除いたグローブ・ボックス型または閉型の二重区画チャンバを、ＮＡＯＳに使用することができる。グローブ・ボックス型または閉型の二重区画チャンバ内の電気めっき溶液を単一の電解質槽として配置することができ、または別個のカソード液およびアノード液区画に分割することができる。別個のカソード液およびアノード液区画に分割することは、電気分解によるそれぞれの溶液の可能な分解が行われる場合に好ましい。カソード液およびアノード液区画が分割される場合、可能な分解は、例えば、チャンバ間の適切なイオン透過膜に含めることができる。電解質の分割を必要とするめっき化学反応では、適切なイオン透過膜は高分子膜であるが、様々な市販の完全透過または半透過膜を使用することができる。異なるアノードおよびカソード電解質を使用するように、膜分離を電極間で使用することもできる。
【００２５】
電着の例示的方法では、適切なアノード（anode）材料として、その表面上に絶縁バリアを形成しないことを条件に、電気めっきされているものと電気化学的に同一または同様である金属、または可溶性（solible）または不溶性（insolible）の電解質に対応する金属が挙げられる。電解質の組合せを避けるため、めっきが行われる金属を含む材料で形成された適切な不溶性アノードまたは水溶性アノードを使用することができる。あるいは、白金チタンなどの他のアノード材料、ＤＳＡタイプアノード、または他の不溶性であるが導電性の材料を使用することができる。
【００２６】
導電性基板での適切なカソード電流濃度は、電解質分解および電気めっきされる金属によって、０．０５から１０００アンペア／ｄｍ２の間で変化することができる。各ＮＡＯＳ過程では、電極表面比は、電解質の化学的均衡を維持するため、アノードから溶解された金属の量と電気めっきされる金属の均衡に到達するように決まる。
【００２７】
導電性基板は任意選択で、電着の前に作られた表面を有することもできる。例えば、表面は電気めっきの前にグリッド・ブラストされ、マスキングされ、その後アルカリまたは酸洗浄することができる。アルカリまたは酸洗浄後、あらゆる水性クリーナを取り除くために、導電性基板はアルコール浸漬または噴霧される。いくつかの例では、接着を助長するために、リバース・エッチを使用することができる。
【００２８】
電気めっき溶液、または溶液の一部のあらゆるタイプの攪拌を過程に組み込むことができる。例えば、移動または振動バスバー（bus-bar）、窒素または他の不活性気体バブリング、または超音波装置を使用することができる。
【００２９】
各ＮＡＯＳ過程に対する電気めっき溶液温度を、溶媒表面張力がその気化圧力の約５０％（±１０％）以下である、または電気めっき溶液がめっき状態および効率を改善するように冷却されるように、調整することができる。例えば、電気めっき溶液は熱交換器または冷却器を使用することによって調整することができる。
【００３０】
電解質の蒸発は、高分子ボールなどの浮動装置を追加することによって、または蒸発を防止するが、部品を槽内に案内することができる液面の上部に化学化合物を添加することによって減らすことができる。
【００３１】
図１は電気めっきシステムの略図である。電気めっきシステム１００の例示的実施形態は、電気めっき溶液を入れるめっきチャンバ１０２と、電気めっきシステム１００への入口点１０４と、電気めっきする部品１０８を入口点１０４からめっきチャンバ１０２へ運ぶ運搬システム１０６とを備える。
【００３２】
めっきチャンバ１０２は、本明細書に論じるように、単一の電気めっき区画またはアノード液およびカソード液用の分割区画のいずれかを備える。図１に示すように、チャンバ１０２はその間のカソード液で基本的に互いに対向して配置された２つのアノード１１０、１１２を有する分割区画を含む。各アノード１１０、１１２は、膜１１４、１１６によってカソードから分離されている。
【００３３】
電気めっき溶液は、水分子の不純物を除去する分子ふるいを格納する外部チャンバ１１８を通した循環により連続して攪拌される。関連するポンプ（図示せず）は、電解質純度および合成を制御する助けとなるように、めっきチャンバ１０２と外部チャンバ１１８の間で電解質を循環および再利用するのを助ける。
【００３４】
さらに、不活性雰囲気はガス調整によって少なくともめっきチャンバ１０２内、好ましくは電気めっきシステム１００内に維持される。図１では、ガス調整は調整窒素ガス・タンク１２０として示されている。しかし、あらゆる適切な不活性雰囲気およびあらゆる適切な調整システムを使用することができる。普通、正圧、例えば約１気圧がめっきチャンバ１０２内で維持される。
【００３５】
電気めっきシステム１００への入口点１０４は部品１０８に対応するあらゆる適切な入口点であってもよく、十分な汚染物質と浴の蒸気の制御とを維持しながらめっきチャンバ１０２と整合することができる。例えば図１は、第１の外部ドア１２２および第２の内部ドア１２４を備える、エア・ロック・タイプの移動点として入口点１０４を示す。普通、外部ドア１２０および内部ドア１２２の動作は、電気めっきシステム１００の外側からめっきチャンバ１０２内への空気の導入を最小限に抑えるように、真空ポンプおよび不活性ガス埋め戻しバルブに合わせられる。
【００３６】
運搬システム１０６は、部品１０８を電着するようにめっきチャンバ１０２内の定位置に配置する。例えば、および図１に示すように、運搬システム１０６は部品１０８をカソード液内で、源１２６と電気的に接触するように配置する。ソース１２６は、電気化学的状態に依存して、グラビメトリック（gravimetric）またはポテンシオスタテック（potentiostatic）のいずれかであってよい。ソース１２６はまた、各アノード１１０、１１２と電気的に接触している。
【００３７】
運搬システム１０６は、部品１０８用のあらゆる適切な運搬システムを備えることができる。適切な運搬システムの例としては、水圧リフト、チェーン・リフト、コンベヤ、エレベータ・システム、システムを回転させるラックアップ・システムなどが挙げられる。例えば、大きな部品を蓄積させ、蓄積された位置から電気めっきすることができ、小さい部品をバレルめっきの方法でめっきすることができる。バレルめっきでは、部品は電気めっき溶液内で回転する回転かご内に配置され、それによって部品はめっき溶液内に完全に浸漬される。バレルめっきでは、蓄積ステップからの残りのめっきされなかった点が最小限にまで減らされ、部品全体が電気めっきされる。
【００３８】
ＮＡＯＳに基づくアルミニウムの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例１〜実施例３）に図示されている。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
ＮＡＯＳに基づくチタンの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例４）に図示されている。
【００４３】
【表４】
【００４４】
ＮＡＯＳに基づくタンタルの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例５）に図示されている。
【００４５】
【表５】
【００４６】
ＮＡＯＳに基づくジルコニウムの電気めっきを可能にする溶液が、以下の実施例（実施例６）に図示されている。
【００４７】
【表６】
【００４８】
様々なアノード、カソード、および溶液化学物質を金属蒸着過程で使用することができるが、アルミニウムの好ましい電着過程では、アルミニウムアノード、優れた有機および無機アルミニウム塩、および他の導電性プロモータ化学物質が使用される。しかし、他の金属および耐熱金属は両方とも、同じ官能基の有機溶媒からの電着によって得られる。
【００４９】
電着方法の性質、および過程からの電気めっきされたアルミニウムの性能を分析した。複雑な構造上の均一なコーティング、および内径に対する検討事項である均一電解性は、カドミウム蒸着の均一電解性とほぼ等価であることが分かった。アルミニウム電気めっき過程は非水溶性であるので、この過程は高強度スチール内の水素脆化を引き起こす可能性のある、カソードでの自由水素を開放しない。さらに、また従来のカドミウムとは異なり、電気めっきされたアルミニウムは、硬度を普通の１０〜２５ビッカース硬度（Ｈｖ）から約５００Ｈｖのめっきされたままのコーティング硬度（この硬度範囲内でビッカース硬度用のＡＳＴＭ基準試験プロトコルを使用して）まで増加させるようにアノード化させて、製造中および使用中の両方の引っかき傷および損傷を減少させるのに貢献することができる。
【００５０】
本発明の応用例の中に、航空宇宙で行われる高強度スチール部品の上へのアルミニウム電着がある。ＮＡＯＳ過程は、基板がめっき溶液の化学物質による化学的攻撃の影響を受けやすくない限り、あらゆる導電性基板に行うことができる。
【００５１】
本発明を例示的な実施形態に関連して説明したが、特に説明していない追加、削除、変更、および置換を、頭記の特許請求の範囲に規定するような本発明の精神および範囲から逸脱することなく加えることができることは、当業者には理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】電気めっきシステムの略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水性で非芳香族の有機溶媒中に溶解した可溶性（soluble）の金属塩と有機助剤との混合物を含む電気メッキ溶液を準備する工程と、
カソード電流下で前記電気メッキ溶液から導電性基板上に金属を電着する工程と、を有することを特徴とする金属の電着方法。
【請求項２】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属アルコキシドは、金属のエトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、対応するハロゲン化物、リン酸塩、炭酸塩、及びそれらの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属は、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、ニオブ、オスミウム、ハフニウム、マグネシウム、それらの合金及び組み合わせからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子量で非芳香族の有機溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、アルコールまたはアミンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アルコールは１つより多いＯＨ官能基を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−ブタノール、およびエタノールアミンからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電気メッキ溶液中の前記可溶性の金属塩の濃度は、電着の操作温度で、前記非水性で非芳香族の有機溶媒中における前記金属塩の飽和濃度の５％から１００％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
溶媒の伝導性を増加するために前記電気メッキ溶液の導電性の助剤を添加する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記導電性の助剤は低分子量で有機物の固体であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電性の助剤は、シュウ酸、クエン酸、クエン酸アンモニウム、または、前記金属の塩化物、五塩化物、四塩化物、または、前記電気メッキ溶液中に可溶な有機または無機の化合物であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
分子ふるい上で前記電気メッキ溶液を連続的にろ過し、少なくとも電着の間前記電気メッキ溶液上を不活性雰囲気に維持する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不活性雰囲気は、前記電気メッキ溶液と接触する実質的に無酸素および無水蒸気の雰囲気を維持することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気メッキ溶液を分離したカソード液の区画と分離したアノード液の区画とに分ける工程を有し、前記カソード液の区画とアノード液の区画とは膜によって分離されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気メッキ溶液を撹拌する工程または電気メッキされている部分を撹拌する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記表面をグリットブラストし、前記表面をマスクし、アルカリ又は酸の洗浄溶液で洗浄し、前記洗浄溶液をアルコールの浸せきまたは噴霧によって除去することによって、前記導電性基板の表面を電着のために準備する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
非水性で非芳香族の有機溶媒と、
前記非水性で非芳香族の有機溶媒中に溶解した、可溶性の金属塩と有機助剤とを含む混合物と、
を有することを特徴とする電気メッキ溶液。
【請求項１９】
前記可溶性の金属塩は、アルミニウムの電着を許容するアルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２０】
前記可溶性の金属塩は、チタンの電着を許容するチタン塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２１】
前記可溶性の金属塩は、タンタルの電着を許容するタンタル塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２２】
前記可溶性の金属塩は、ジルコニウムの電着を許容するジルコニウム塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２３】
前記可溶性の金属塩は、高融点金属の電着を許容する少なくとも１つの高融点金属塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２４】
前記高融点金属は、モリブデン、タングステン、ニオブ、オスミウム、ハフニウム、それらの合金及び組み合わせであることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２５】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２６】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子量で非芳香族の溶媒であることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２７】
電気メッキ溶液を含むメッキチャンバーと、
電着システムへの入口点と、
前記入口点から前記メッキチャンバーまで電気メッキされるべき部分を搬送するための輸送システムとを有し、
前記電気メッキ溶液は、非水性で非芳香族の有機溶媒と、前記非水性で非芳香族の有機溶媒中で溶解され、可溶性の金属塩と有機助剤とを含む混合物とを含むことを特徴とする電着システム。
【請求項２８】
前記メッキチャンバーは、１つの電気メッキ区画、または、アノード液とカソード液とのために分けられた電気メッキ区画を含むことを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項２９】
前記メッキチャンバーは、本質的に互いに向かい合わせに配置されて、その間に前記カソード液を有する２つのアノードを有し、各アノードが前記カソード液から膜によって分離されている１つの分離した電気メッキ区画を含むことを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３０】
分子ふるいを収容する外部チャンバーを有し、
前記電気メッキ溶液は、連続的に前記外部チャンバーを通す循環によって撹拌されることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３１】
不活性ガス源と、前記不活性ガス源のガス調整によって少なくとも前記メッキチャンバー内を維持された不活性な雰囲気とを有することを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３２】
前記不活性な雰囲気は、正圧（positive pressure）状態に維持されていることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３３】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシ度であることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３４】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子で非芳香族の溶媒であることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項１】
非水性で非芳香族の有機溶媒中に溶解した可溶性（soluble）の金属塩と有機助剤との混合物を含む電気メッキ溶液を準備する工程と、
カソード電流下で前記電気メッキ溶液から導電性基板上に金属を電着する工程と、を有することを特徴とする金属の電着方法。
【請求項２】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属アルコキシドは、金属のエトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、対応するハロゲン化物、リン酸塩、炭酸塩、及びそれらの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属は、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、モリブデン、タングステン、ニオブ、オスミウム、ハフニウム、マグネシウム、それらの合金及び組み合わせからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子量で非芳香族の有機溶媒であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、アルコールまたはアミンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アルコールは１つより多いＯＨ官能基を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、２−ブタノール、およびエタノールアミンからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電気メッキ溶液中の前記可溶性の金属塩の濃度は、電着の操作温度で、前記非水性で非芳香族の有機溶媒中における前記金属塩の飽和濃度の５％から１００％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
溶媒の伝導性を増加するために前記電気メッキ溶液の導電性の助剤を添加する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記導電性の助剤は低分子量で有機物の固体であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電性の助剤は、シュウ酸、クエン酸、クエン酸アンモニウム、または、前記金属の塩化物、五塩化物、四塩化物、または、前記電気メッキ溶液中に可溶な有機または無機の化合物であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
分子ふるい上で前記電気メッキ溶液を連続的にろ過し、少なくとも電着の間前記電気メッキ溶液上を不活性雰囲気に維持する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不活性雰囲気は、前記電気メッキ溶液と接触する実質的に無酸素および無水蒸気の雰囲気を維持することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気メッキ溶液を分離したカソード液の区画と分離したアノード液の区画とに分ける工程を有し、前記カソード液の区画とアノード液の区画とは膜によって分離されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気メッキ溶液を撹拌する工程または電気メッキされている部分を撹拌する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記表面をグリットブラストし、前記表面をマスクし、アルカリ又は酸の洗浄溶液で洗浄し、前記洗浄溶液をアルコールの浸せきまたは噴霧によって除去することによって、前記導電性基板の表面を電着のために準備する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
非水性で非芳香族の有機溶媒と、
前記非水性で非芳香族の有機溶媒中に溶解した、可溶性の金属塩と有機助剤とを含む混合物と、
を有することを特徴とする電気メッキ溶液。
【請求項１９】
前記可溶性の金属塩は、アルミニウムの電着を許容するアルミニウム塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２０】
前記可溶性の金属塩は、チタンの電着を許容するチタン塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２１】
前記可溶性の金属塩は、タンタルの電着を許容するタンタル塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２２】
前記可溶性の金属塩は、ジルコニウムの電着を許容するジルコニウム塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２３】
前記可溶性の金属塩は、高融点金属の電着を許容する少なくとも１つの高融点金属塩を含むことを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２４】
前記高融点金属は、モリブデン、タングステン、ニオブ、オスミウム、ハフニウム、それらの合金及び組み合わせであることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２５】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシドであることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２６】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子量で非芳香族の溶媒であることを特徴とする請求項１８に記載の電気メッキ溶液。
【請求項２７】
電気メッキ溶液を含むメッキチャンバーと、
電着システムへの入口点と、
前記入口点から前記メッキチャンバーまで電気メッキされるべき部分を搬送するための輸送システムとを有し、
前記電気メッキ溶液は、非水性で非芳香族の有機溶媒と、前記非水性で非芳香族の有機溶媒中で溶解され、可溶性の金属塩と有機助剤とを含む混合物とを含むことを特徴とする電着システム。
【請求項２８】
前記メッキチャンバーは、１つの電気メッキ区画、または、アノード液とカソード液とのために分けられた電気メッキ区画を含むことを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項２９】
前記メッキチャンバーは、本質的に互いに向かい合わせに配置されて、その間に前記カソード液を有する２つのアノードを有し、各アノードが前記カソード液から膜によって分離されている１つの分離した電気メッキ区画を含むことを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３０】
分子ふるいを収容する外部チャンバーを有し、
前記電気メッキ溶液は、連続的に前記外部チャンバーを通す循環によって撹拌されることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３１】
不活性ガス源と、前記不活性ガス源のガス調整によって少なくとも前記メッキチャンバー内を維持された不活性な雰囲気とを有することを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３２】
前記不活性な雰囲気は、正圧（positive pressure）状態に維持されていることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３３】
前記可溶性の金属塩は、金属アルコキシ度であることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【請求項３４】
前記非水性で非芳香族の有機溶媒は、低分子で非芳香族の溶媒であることを特徴とする請求項２７に記載の電着システム。
【図１】
【公表番号】特表２００６−５１９３１２（Ｐ２００６−５１９３１２Ａ）
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０４０６６（Ｐ２００６−５０４０６６）
【出願日】平成１６年３月５日（２００４．３．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００４／０００３２８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７９０５４
【国際公開日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（５０５３３４６９５）グローバル イオニックス インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＩＯＮＩＸ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２５ ＡＡ， Ｄｅ Ｌａｕｚｏｎ， Ｂｏｕｃｈｅｒｖｉｌｌｅ， Ｑｕｅｂｅｃ Ｊ４Ｂ １Ｅ７， ＣＡＮＡＤＡ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年３月５日（２００４．３．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００４／０００３２８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７９０５４
【国際公開日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（５０５３３４６９５）グローバル イオニックス インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＧＬＯＢＡＬ ＩＯＮＩＸ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】２５ ＡＡ， Ｄｅ Ｌａｕｚｏｎ， Ｂｏｕｃｈｅｒｖｉｌｌｅ， Ｑｕｅｂｅｃ Ｊ４Ｂ １Ｅ７， ＣＡＮＡＤＡ
【Ｆターム（参考）】
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