[发明专利]胶或明胶浓度和分子量分布的测试方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种测试溶液中、特别是铜电解液中少量存在的(动物)胶或明胶的浓度和分子量分布的方法。特别是，本发明涉及一种使得测试分子量小至2500以下的组分的浓度和分子量分布成为可能的测试方法。

背景技术

在粗铜的电解精炼或铜箔的生产中所用的电解液经常含有少量的(动物)胶或明胶(下文中有时概括地统称为胶)作为一种添加剂。电解液中的胶用来控制电沉积铜比如铜箔的物理性能，例如机械强度、表面晶体结构、粗糙度以及硬度。为了生产出稳定质量的产品，控制电解液中的胶浓度非常重要。

据说胶的分子尺寸对铜的电沉积是有影响的。再说，在高浓度硫酸和电解作用下，胶很快分解成低分子量的成分。由于这些原因，知道胶的分子量分布也很重要。

迄今提出的用来测量铜电解液中少量胶浓度的方法包括电化学技术，例如：一种方法包括测量极化强度(例如见日本特开平8-304338)，还有一种方法包括沉淀少量的铜到旋转电极上然后再溶解铜，还有一种染料吸附方法包括在滤纸上收集胶，用一种染料将胶染色，然后测试吸光度(例如见特开平6-337247)。

然而，诸如8-304338所述那样的电化学方法易受共存物质的影响。6-337247所教示的染料吸附方法的缺点在于，具有20,000以下分子量的胶不可能被定量收集。另外，迄今所提出的方法没有一个能提供胶的分子量分布信息。而且，许多传统的测试方法是在电解液中电解质组分共存的条件下进行的，或者即使在测试前先对试样进行预处理以除去电解液中电解质成分，这样的预处理是费时的，并且很可能同时发生胶分解。因此，这些方法在分析条件下是难以正确评价胶的存在状态。

在电解液中的主要成分硫酸铜的影响下，测试胶的低分子量部分被认为很困难。然而这样低分子量的胶由于对铜箔等的物理性质有影响而受到关注，因此开发这样一种测试方法迫在眉睫。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种测试溶解在溶液中的胶或明胶，特别是低分子量(＜2500)的(动物)胶或明胶的浓度和分子量分布的有效方法。

作为研究的结果，本发明者发现可以通过将高效液相色谱(下文中简称“HPLC”)和柱转换技术结合使用以实现上述目的。

在上述发现的基础上，本发明提供了一种测试包含在电解液中的胶或明胶浓度和分子量分布的方法，其包括结合使用柱转换的HPLC。

本发明的方法使得测试溶液中的胶或明胶，特别是低分子量的胶或明胶的浓度和分子量分布成为可能，它将对找出电解或电镀的最适宜条件非常有益，从而对生产的铜箔的诸如伸长性、抗张强度、粗度等类似的物理性质实现有效的控制。

附图的简要说明

图1是表示本发明的测试方法的一个实例的流程图。

图2是表示本发明的测试方法中所用的仪器的示意图。

图3是实施例1中铜电解精炼所用的电解液的色谱图。

图4是从图3的色谱图得到的胶的分子量分布。

图5是实施例2中的铜电解液的色谱图。

图6是实施例2中所用的胶分子量校正曲线。

图7是表示测试实施例1中胶浓度和铜箔抗张强度之间的关系图。

本发明的详细描述

在本发明中，溶液中特别是电解液中的胶的浓度和分子量分布通过用HPLC、特别是凝胶渗透色谱(下文中简称“GPC”)进行测试。图1中的流程图表示了本测试方法的一个例子。

在图1中，含胶的溶液被用作试样。尤其优选采用铜箔生产中的铜电解液。其他用途的铜电解液和其他电解液也可以采用。同时，本测试方法也适用于铜电镀浴或其他电镀浴。

在一个优选实施方案中，使用含有3体积％以上的乙腈和97体积％以下的浓度为0.002到0.01M的稀硫酸的混合溶液作为流动相。通过使用这种流动相，阻止了胶吸附到柱子中尺寸排除模式的吸附剂上，保证了测试的精确性。如果乙腈的浓度少于3％(体积)，阻止胶吸附的效果不够。足够高的乙腈浓度使效果保持较好，但是太高的乙腈浓度会负面影响柱子中尺寸排除模式的吸附剂。优选的乙腈浓度是从5％到20％(体积)。