JP3056317B2 - Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法 - Google Patents
Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法Info
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- JP3056317B2 JP3056317B2 JP4029254A JP2925492A JP3056317B2 JP 3056317 B2 JP3056317 B2 JP 3056317B2 JP 4029254 A JP4029254 A JP 4029254A JP 2925492 A JP2925492 A JP 2925492A JP 3056317 B2 JP3056317 B2 JP 3056317B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続電気めっきライン
において不溶性陽極を用いて Zn-Ni合金めっき鋼板を製
造する際の、めっき浴への亜鉛イオンの補給方法に関す
るものである。
において不溶性陽極を用いて Zn-Ni合金めっき鋼板を製
造する際の、めっき浴への亜鉛イオンの補給方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車、家電製品等の耐食性向上
の要求が強く、表面処理鋼板の需要が増加している。こ
の高耐食性の要求に応えるため、鉄鋼メーカでは Zn-Ni
や Zn-Feなどの合金めっき鋼板を開発した。その中で Z
n-Niめっき鋼板は、裸の耐食性がZnめっき鋼板の５〜10
倍あるため、最も一般的な合金めっき鋼板として著しく
需要が増加している。
の要求が強く、表面処理鋼板の需要が増加している。こ
の高耐食性の要求に応えるため、鉄鋼メーカでは Zn-Ni
や Zn-Feなどの合金めっき鋼板を開発した。その中で Z
n-Niめっき鋼板は、裸の耐食性がZnめっき鋼板の５〜10
倍あるため、最も一般的な合金めっき鋼板として著しく
需要が増加している。
【０００３】こうした需要増に対処するには、効率的な
生産が可能である高電流密度による高速めっき法が必要
である。高速めっき法においては、陽極交換を頻繁にお
こなう可溶性陽極よりも、陽極交換のほとんどない不溶
性陽極を用いる方が有利である。しかし、不溶性陽極を
用いる場合には、めっきにより消費される金属イオンを
連続的に補給する必要がある。
生産が可能である高電流密度による高速めっき法が必要
である。高速めっき法においては、陽極交換を頻繁にお
こなう可溶性陽極よりも、陽極交換のほとんどない不溶
性陽極を用いる方が有利である。しかし、不溶性陽極を
用いる場合には、めっきにより消費される金属イオンを
連続的に補給する必要がある。
【０００４】めっきの高速化に伴い、めっき浴中の金属
イオンの消費速度が比例的に大きくなるため、金属イオ
ンの補給特に消費量（析出量）の多いZnイオンの補給を
低コストにて実施することが極めて重要になる。不溶性
陽極を用いる電気亜鉛めっき浴におけるZnイオンの補給
方法としては、次の２つの方法が一般的である。 亜鉛を炭酸塩など可溶性薬品の形でめっき液に溶解す
る方法。 亜鉛金属をめっき液と直接接触させることにより溶解
する方法。
イオンの消費速度が比例的に大きくなるため、金属イオ
ンの補給特に消費量（析出量）の多いZnイオンの補給を
低コストにて実施することが極めて重要になる。不溶性
陽極を用いる電気亜鉛めっき浴におけるZnイオンの補給
方法としては、次の２つの方法が一般的である。 亜鉛を炭酸塩など可溶性薬品の形でめっき液に溶解す
る方法。 亜鉛金属をめっき液と直接接触させることにより溶解
する方法。
【０００５】しかし、の方法は、の方法に比較して
溶解性が優れている反面、コストが高いという欠点があ
る。一方の方法は、コストは安いが溶解性が劣る欠点
がある。電気亜鉛めっき浴への金属亜鉛の溶解を促進さ
せる方法として、亜鉛や亜鉛合金をステンレスと接触さ
せる方法（特開昭55-32701号公報）、あるいは、亜鉛め
っき浴中に微量のNi2+またはFe3+イオンを存在させる方
法（特開昭61-600号公報、特開昭 61-3900号公報参照）
などが開示されている。これらの方法は、金属亜鉛にス
テンレス、Ni、Fe等亜鉛より貴な電位を持ちかつ水素過
電圧の小さな金属を接触させることにより、金属亜鉛の
溶解速度を速くしたものである。
溶解性が優れている反面、コストが高いという欠点があ
る。一方の方法は、コストは安いが溶解性が劣る欠点
がある。電気亜鉛めっき浴への金属亜鉛の溶解を促進さ
せる方法として、亜鉛や亜鉛合金をステンレスと接触さ
せる方法（特開昭55-32701号公報）、あるいは、亜鉛め
っき浴中に微量のNi2+またはFe3+イオンを存在させる方
法（特開昭61-600号公報、特開昭 61-3900号公報参照）
などが開示されている。これらの方法は、金属亜鉛にス
テンレス、Ni、Fe等亜鉛より貴な電位を持ちかつ水素過
電圧の小さな金属を接触させることにより、金属亜鉛の
溶解速度を速くしたものである。
【０００６】Zn-Niめっき液中に亜鉛を供給する場合
は、炭酸塩などの薬品の形で行う。亜鉛金属をめっき液
と直接溶解する方法は、Znめっき液の場合上述のように
すでに実施されているが、 Zn-Niめっき液では行われて
いない。これは、めっき液中に存在する多量のNiの標準
還元電位がZnよりも 0.5Ｖ程度貴であるため、亜鉛が溶
解するとき、その金属表面にNiが析出し、経時とともに
亜鉛の溶解速度が低下するためである。
は、炭酸塩などの薬品の形で行う。亜鉛金属をめっき液
と直接溶解する方法は、Znめっき液の場合上述のように
すでに実施されているが、 Zn-Niめっき液では行われて
いない。これは、めっき液中に存在する多量のNiの標準
還元電位がZnよりも 0.5Ｖ程度貴であるため、亜鉛が溶
解するとき、その金属表面にNiが析出し、経時とともに
亜鉛の溶解速度が低下するためである。
【０００７】Niの析出を防止する方法として、特開昭 6
3-238300号公報が開示されているが、金属亜鉛を溶解す
るために、Co、Moなどを添加している。Co、Moなどの金
属は高価であり、また、 Zn-Niめっきに及ぼす影響が明
確ではなく、溶解のためにめっき液中に元素を添加する
ことには問題が残る。
3-238300号公報が開示されているが、金属亜鉛を溶解す
るために、Co、Moなどを添加している。Co、Moなどの金
属は高価であり、また、 Zn-Niめっきに及ぼす影響が明
確ではなく、溶解のためにめっき液中に元素を添加する
ことには問題が残る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決した、異種金属を添加するなどのめっき自身の品
質に影響を及ぼすことのない、 Zn-Niめっき浴への亜鉛
イオンの補給方法を提供することを目的とする。
を解決した、異種金属を添加するなどのめっき自身の品
質に影響を及ぼすことのない、 Zn-Niめっき浴への亜鉛
イオンの補給方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、 Zn-Ni系合金
電気めっき浴中に充填層を用いて金属亜鉛を溶解して亜
鉛イオンを補給する方法において、溶解に用いる金属亜
鉛の比表面積Ｘ（m2／kg）と、 Zn-Niめっき液の浴温Ｔ
（℃）を下記の条件で溶解することを特徴とする Zn-Ni
系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法である。
電気めっき浴中に充填層を用いて金属亜鉛を溶解して亜
鉛イオンを補給する方法において、溶解に用いる金属亜
鉛の比表面積Ｘ（m2／kg）と、 Zn-Niめっき液の浴温Ｔ
（℃）を下記の条件で溶解することを特徴とする Zn-Ni
系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法である。
【００１０】 −149.5logＸ−89.5≦Ｔ≦−149.5logＸ＋ 119.5
【００１１】
【作用】本発明者らは、 Zn-Ni合金めっき液への金属亜
鉛の溶解を鋭意検討した結果、亜鉛の溶解時に析出する
Niは、経時とともにその量が増し亜鉛の溶解速度を低下
させるが、めっき液温度と金属亜鉛の比表面積の大きさ
を適切にとると、亜鉛溶解が最後まで進行するという知
見を得て本発明を完成した。
鉛の溶解を鋭意検討した結果、亜鉛の溶解時に析出する
Niは、経時とともにその量が増し亜鉛の溶解速度を低下
させるが、めっき液温度と金属亜鉛の比表面積の大きさ
を適切にとると、亜鉛溶解が最後まで進行するという知
見を得て本発明を完成した。
【００１２】ここで、本発明者らが行った溶解速度の実
験結果を図１に示す。実験条件は以下のとおりである。 溶解液組成 ZnSO4 ・７H2O ：120g／ｌ NiSO4 ・６H2O ：250g／ｌ Na2SO4 ： 50g／ｌ 溶解液 pH ： 1.5 溶解液 液量 ： 10l ショット亜鉛 ：150g 50mmφの筒の中にショット亜鉛を充填し、下から１〜５
cm／sec の空塔速度で溶解液を流した。pHは、硫酸によ
りコントロールした。溶解時間は６時間として、溶解前
後の重量測定により溶解速度を求めた。
験結果を図１に示す。実験条件は以下のとおりである。 溶解液組成 ZnSO4 ・７H2O ：120g／ｌ NiSO4 ・６H2O ：250g／ｌ Na2SO4 ： 50g／ｌ 溶解液 pH ： 1.5 溶解液 液量 ： 10l ショット亜鉛 ：150g 50mmφの筒の中にショット亜鉛を充填し、下から１〜５
cm／sec の空塔速度で溶解液を流した。pHは、硫酸によ
りコントロールした。溶解時間は６時間として、溶解前
後の重量測定により溶解速度を求めた。
【００１３】図１の評価は、６時間の平均溶解速度が 7
0g／kg・hr（金属亜鉛１kg当りの単位時間当りの溶解
量）以上を良好（○）、 70g／kg・hr未満を不良（×）
として行った。ここで、６時間の平均溶解速度が 70g／
kg・hr以上を良好（○）、未満を不良（×）としたの
は、既存の鋼板の連続めっきラインに適用するには溶解
速度が高く、設備がコンパクトである必要があり、この
ような要請から平均溶解速度が70g/kg・hr以上必要とさ
れることによる。
0g／kg・hr（金属亜鉛１kg当りの単位時間当りの溶解
量）以上を良好（○）、 70g／kg・hr未満を不良（×）
として行った。ここで、６時間の平均溶解速度が 70g／
kg・hr以上を良好（○）、未満を不良（×）としたの
は、既存の鋼板の連続めっきラインに適用するには溶解
速度が高く、設備がコンパクトである必要があり、この
ような要請から平均溶解速度が70g/kg・hr以上必要とさ
れることによる。
【００１４】一方、金属亜鉛の溶解時には、不可避的に
Zn-Ni めっき液中のNiの置換析出が生じるが、この析出
したNiは、一般的に用いられている Zn-Niめっき液へは
化学溶解しないため、めっき液中のZnとNiの比率を一定
に保持するためには析出した分は別途炭酸ニッケルで添
加するか、この析出したNiをなんらかの方法でめっき液
中に溶解する必要がある。従って、投入した亜鉛量に対
して析出するNiの割合Ａが少ないほど余分な薬剤や付帯
設備が省略できるので好ましい。このような観点から金
属亜鉛溶解が工業的に優位となる臨界点か、この割合Ａ
がほぼ５重量％のときであるから、Ａ≦５wt％を良好
（○）、Ａ＞５wt％を不良（×）と評価した。
Zn-Ni めっき液中のNiの置換析出が生じるが、この析出
したNiは、一般的に用いられている Zn-Niめっき液へは
化学溶解しないため、めっき液中のZnとNiの比率を一定
に保持するためには析出した分は別途炭酸ニッケルで添
加するか、この析出したNiをなんらかの方法でめっき液
中に溶解する必要がある。従って、投入した亜鉛量に対
して析出するNiの割合Ａが少ないほど余分な薬剤や付帯
設備が省略できるので好ましい。このような観点から金
属亜鉛溶解が工業的に優位となる臨界点か、この割合Ａ
がほぼ５重量％のときであるから、Ａ≦５wt％を良好
（○）、Ａ＞５wt％を不良（×）と評価した。
【００１５】実験結果を図２に示す。比表面積が大きく
なるに従って、また、浴温が高くなるに従って割合Ａの
値は大きくなる。なお、図１〜３の比表面積は空気透過
法により求めた値である。本発明は、 Zn-Niめっき浴へ
の亜鉛イオン供給であるから、めっき浴の温度と著しく
かけ離れた温度で金属亜鉛を溶解すると、供給系とめっ
き系の間で液のやり取りをするとき、多大のエネルギー
が必要となるため、ランニングコストが高くなり経済上
問題である。従って、金属亜鉛の溶解時の液温は、15〜
60℃が望ましい。
なるに従って、また、浴温が高くなるに従って割合Ａの
値は大きくなる。なお、図１〜３の比表面積は空気透過
法により求めた値である。本発明は、 Zn-Niめっき浴へ
の亜鉛イオン供給であるから、めっき浴の温度と著しく
かけ離れた温度で金属亜鉛を溶解すると、供給系とめっ
き系の間で液のやり取りをするとき、多大のエネルギー
が必要となるため、ランニングコストが高くなり経済上
問題である。従って、金属亜鉛の溶解時の液温は、15〜
60℃が望ましい。
【００１６】溶解速度の観点より求めた図１およびNi析
出の観点より求めた図２を合わせて、 Zn-Niめっき液へ
の溶解の適正な範囲を図３に示す。なお、ここで述べた
Zn-Ni系合金めっきとは、Zn-Ni めっきおよび Zn-Niに
第３元素を添加しためっき例えば、Zn-Ni-Cr、Zn-Ni-Co
なども含む。
出の観点より求めた図２を合わせて、 Zn-Niめっき液へ
の溶解の適正な範囲を図３に示す。なお、ここで述べた
Zn-Ni系合金めっきとは、Zn-Ni めっきおよび Zn-Niに
第３元素を添加しためっき例えば、Zn-Ni-Cr、Zn-Ni-Co
なども含む。
【００１７】
【実施例】一般的に用いられる Zn-Niめっき液に対し
て、種々の比表面積の亜鉛ショットを溶解した結果を表
１に示す。表１に示されていない溶解条件は前述のとお
りで、pH調整等をおこなっている。本発明法により、溶
解速度が速く、しかも亜鉛表面に析出するNiの割合が低
いため、極めて経済的な亜鉛溶解が可能である。
て、種々の比表面積の亜鉛ショットを溶解した結果を表
１に示す。表１に示されていない溶解条件は前述のとお
りで、pH調整等をおこなっている。本発明法により、溶
解速度が速く、しかも亜鉛表面に析出するNiの割合が低
いため、極めて経済的な亜鉛溶解が可能である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、連続電
気めっきラインにおいて不溶性陽極を用いて Zn-Ni合金
めっき鋼板を製造する際の、めっき浴への亜鉛イオンの
補給方法において、金属亜鉛の溶解速度が速く、しかも
亜鉛表面に析出するNiの割合が低いため、極めて経済的
な亜鉛溶解が可能である。また、異種金属を添加するな
どのめっきの品質に悪影響を及ぼすことなく、 Zn-Ni合
金めっき浴への亜鉛イオンの補給を効率的に行うことが
できる。
気めっきラインにおいて不溶性陽極を用いて Zn-Ni合金
めっき鋼板を製造する際の、めっき浴への亜鉛イオンの
補給方法において、金属亜鉛の溶解速度が速く、しかも
亜鉛表面に析出するNiの割合が低いため、極めて経済的
な亜鉛溶解が可能である。また、異種金属を添加するな
どのめっきの品質に悪影響を及ぼすことなく、 Zn-Ni合
金めっき浴への亜鉛イオンの補給を効率的に行うことが
できる。
【図１】金属亜鉛の溶解試験における溶解速度から、適
正な比表面積と浴温の関係を示したグラフである。
正な比表面積と浴温の関係を示したグラフである。
【図２】金属亜鉛の溶解試験におけるNi析出割合から、
適正な比表面積と浴温の関係を示したグラフである。
適正な比表面積と浴温の関係を示したグラフである。
【図３】本発明における Zn-Niめっき浴への金属亜鉛の
溶解条件の範囲を示したグラフである。
溶解条件の範囲を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25D 21/14
Claims (1)
- 【請求項１】 Zn-Ni系合金電気めっき浴中に充填層を
用いて金属亜鉛を溶解して亜鉛イオンを補給する方法に
おいて、溶解に用いる金属亜鉛の比表面積Ｘ（m2／kg）
と、 Zn-Niめっき液の浴温Ｔ（℃）を下記の条件で溶解
することを特徴とする Zn-Ni系合金電気めっき浴への亜
鉛イオンの補給方法。 −149.5logＸ−89.5≦Ｔ≦−149.5logＸ＋ 119.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4029254A JP3056317B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4029254A JP3056317B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05222597A JPH05222597A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3056317B2 true JP3056317B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=12271143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4029254A Expired - Fee Related JP3056317B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | Ｚｎ−Ｎｉ系合金電気めっき浴への亜鉛イオンの補給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056317B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101639751B1 (ko) * | 2015-11-26 | 2016-07-15 | 박승동 | 조립형 장식구 |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP4029254A patent/JP3056317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101639751B1 (ko) * | 2015-11-26 | 2016-07-15 | 박승동 | 조립형 장식구 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05222597A (ja) | 1993-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |