JP3288584B2 - 錫スラッジ抑制に優れた錫めっき浴 - Google Patents

錫スラッジ抑制に優れた錫めっき浴

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板上に錫めっき
を行う場合、即ち連続電気ブリキラインにおいて錫のス
ラッジ発生を抑制することが可能なめっき浴に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】電気ブリキラインはフェノールスルフォ
ン酸を主体とするフェロスタンラインと塩化物を主体と
するハロゲンラインに大別される。近年では、更に高生
産性の不溶性陽極を使用するフェロスタンラインが稼働
しており、また、排水公害の少ないメタンスルフォン酸
に代表されるアルカンスルフォン酸及び2−ヒドロキシ
エタン−1−スルフォン酸等に代表されるアルカノール
スルフォン酸浴を用いるめっき方法も新たに開発されて
いる(特公昭62−14639号公報,特公平2−41
589号公報)。不溶性陽極を用いる電気ブリキライン
では、錫スラッジの発生があり、特にアルカンスルフォ
ン酸を使用しためっき浴では不溶性陽極化は困難であり
特公平2−41589号公報では、錫酸化防止剤として
ジヒドロキシベンゼン化合物等を添加する方法または、
特開平5−156488号公報に示されるように、特殊
なアルカノールスルフォン酸を使用することが提案され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような錫
酸化防止剤の添加及び特殊な酸を使用してもなお、不溶
性陽極を用いる電気ブリキラインにおいて不可避となる
Feイオン及び硫酸根イオンの混入によって発生する錫
スラッジの抑制を可能とする錫めっき浴を提供するもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】以下、本発明について詳
細に述べる。本発明は不溶性陽極を使用する電気ブリキ
ラインにおいて、特に、錫めっき浴にアルカンスルフォ
ン酸または、アルカノールスルフォン酸を用いる場合、
不純物硫酸濃度及び鉄イオン濃度をある値以下に制限す
ることにより、錫スラッジの発生を抑制することを特徴
とするものである。
【0005】アルカンスルフォン酸または、アルカノー
ルスルフォン酸をベースとする錫めっき浴については、
特公昭62−14639号,特開昭63−161183
号,特公平2−41589号,特開平5−156488
号公報等に既に記載されているが、錫スラッジについて
は、特公平2−41589号公報では、ジヒドロキシベ
ンゼン化合物を添加する方法、特開平5−156488
号公報では、βアルカノールスルフォン酸を用いること
が記載されている。本発明者らは、錫スラッジの発生に
ついて錫めっき浴中の不純物イオンに着目した結果、先
ず、硫酸根イオン(SO4 2- )の存在により、スラッジ
発生が増加することと、更に、鋼板をめっきする際に不
可避となる鉄イオンの存在もスラッジ発生に影響を与え
ることを見出し、これらの不純物量を限定することによ
り、錫スラッジ発生の少ないめっき浴を提供することを
可能とした。
【0006】以下、本発明の請求範囲に述べた限定範囲
について説明する。本発明の錫めっき浴は不溶性陽極を
使用する電気ブリキラインで用いれば、その効果を最大
限に発揮することができる。一方、溶解性電極を使用す
るラインあるいは、鉄を基体にして錫めっきをバッチ方
式で電気めっきする場合等においても効果を得ることは
できる。先ず、錫イオン濃度の範囲であるが、一般的に
は酸性錫めっき浴では、Sn2+濃度として1〜200g
/lの範囲であり、下限はめっき最大電流密度、上限は
浴コストから限定される。次に、ベース酸となるアルカ
ンスルフォン酸または、アルカノールスルフォン酸の量
であるが、一般的には、錫イオン濃度と等量か多いもの
が通常であり、その濃度は最大電流密度によって決定さ
れる。
【0007】従って、下限は錫イオン濃度の下限1g/
lとし、上限は浴コストとの関係から300g/lが一
般的である。また、光沢剤については、平滑な錫めっき
皮膜を得る場合に必須であり、酸性錫めっき浴用として
一般的なエトキシ化αナフトール,エトキシ化αナフト
ールスルフォン酸,ポリエチレングリコール,酸化アル
キレン化合物等があり、その適量範囲は各々の添加剤の
種類と電流密度によって異なるが、0.01〜10g/
lの範囲が一般的であり、その下限は錫めっき皮膜の平
滑度、上限は最大電流密度とコストによって決定され
る。
【0008】本発明のポイントである、めっき浴中の不
純物硫酸濃度の限定範囲については、下限は0であって
全く不純物を含まないものが理想的であるが、現実的に
は一般的な検出限界である0.1ppmとなる。上限
は、錫イオン濃度、酸濃度、酸種等の条件によって変化
するが、最大でも0.1g/l未満とすることが望まし
い。硫酸濃度のコントロールについては、通常はベース
酸の製造時に除去することが重要となるが、めっき中に
混入した硫酸についてはイオンフィルターによる除去及
びめっき液の希釈法等により行われる。更に、鋼板をめ
っきする際に不可避となる酸性めっき浴中への鉄の溶解
による鉄イオン濃度の混入についても、錫スラッジ生成
を促進させる因子となるため、鉄イオン濃度についても
最大で、20g/l未満とすることが望ましい。
【0009】また、錫スラッジを抑制するための酸化防
止剤として、ジヒドロキシベンゼン化合物としてのカテ
コール,ヒドロキノン等が一般的であるが、これらの酸
化防止剤を併用することで更にスラッジ抑制の効果が得
られる。特に、電気ブリキラインでは不可避である鉄イ
オン混入の影響については、これらの酸化防止剤の効果
を損なう場合が多く、硫酸を含めた不純物量の低減によ
り本来のスラッジ抑制機能を発揮させることが可能とな
る。
【0010】これら、酸化防止添加剤については、その
種類により限定範囲は若干異なるが、一般的にはその効
果が発揮され始める量は0.001g/l以上であり、
上限はコストの関係から10.0g/lとされている。
なお、鉄イオン濃度については、鉄イオンによって錫ス
ラッジの生成を促進させるだけでなく、めっき外観に及
ぼす影響が大きく、20.0g/l以上では正常なめっ
き外観は得られなくなり、一般的には希釈によって調整
されている。
【0011】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の内容を説明
する。 (実施例1)通常の方法で冷間圧延、及び焼鈍された低
炭素冷延鋼板(表面粗度:0.25μRa ブライト仕
様)に通常の方法で脱脂・酸洗を行った後、(1)に示
す処理条件でSnめっきを施した後、各種評価試験に供
した。錫めっきの付着量はSn=2.8(g/m2 )と
した。 (1)Snメッキ 浴条件 Sn2+ : 20〜50 g/l メタンスルフォン酸 : 20〜80 g/l EN : 3〜5 g/l SO4 2- : 0.001〜0.01 g/l Fe2++Fe3+ : 5〜10 g/l カテコール : 1〜2 g/l メッキ条件 浴温度 :40〜50 ℃ 電流密度 : 2〜50 A/dm2
【0012】(実施例2)通常の方法で冷間圧延、及び
焼鈍された低炭素冷延鋼板(表面粗度:0.25μRa
ブライト仕様)に通常の方法で脱脂・酸洗を行った
後、(2)に示す処理条件でSnめっきを施した後、各
種評価試験に供した。錫めっきの付着量はSn=2.8
(g/m2 )とした。 (2)Snメッキ 浴条件 Sn2+ : 20〜50 g/l 2−ヒドロキシエタン −1−スルフォン酸 : 20〜80 g/l EN : 3〜5 g/l SO4 2- : 0.001〜0.01 g/l Fe2++Fe3+ : 5〜10 g/l メッキ条件 浴温度 :40〜50 ℃ 電流密度 : 2〜50 A/dm2
【0013】(実施例3)通常の方法で冷間圧延、及び
焼鈍された低炭素冷延鋼板(表面粗度:0.25μRa
ブライト仕様)に通常の方法で脱脂・酸洗を行った
後、(3)に示す処理条件でSnめっきを施した後、各
種評価試験に供した。錫めっきの付着量はSn=2.8
(g/m2 )とした。 (3)Snメッキ 浴条件 Sn2+ : 20〜50 g/l 2−ヒドロキシエタン −1−スルフォン酸 : 20〜80 g/l EN : 3〜5 g/l SO4 2- : 0.001〜0.01 g/l Fe2++Fe3+ : 5〜10 g/l カテコール : 1〜2 g/l メッキ条件 浴温度 :40〜50 ℃ 電流密度 : 2〜50 A/dm2
【0014】(実施例4)通常の方法で冷間圧延、及び
焼鈍された低炭素冷延鋼板(表面粗度:0.25μRa
ブライト仕様)に通常の方法で脱脂・酸洗を行った
後、(4)に示す処理条件でSnめっきを施した後、各
種評価試験に供した。錫めっきの付着量はSn=2.8
(g/m2 )とした。 (4)Snメッキ 浴条件 Sn2+ : 20〜60 g/l 2−ヒドロキシプロパ ン−1−スルフォン酸: 20〜100 g/l EN : 3〜5 g/l SO4 2- : 0.001〜0.01 g/l Fe2++Fe3+ : 5〜10 g/l メッキ条件 浴温度 :40〜50 ℃ 電流密度 : 2〜50 A/dm2
【0015】(比較例1)実施例1においてSO4 2-
度を0.1g/lとした実施例であり、その他の項目は
実施例1と同じである。 (比較例2)実施例1においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て実施例1
と同じである。 (比較例3)比較例1においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て比較例1
と同じである。
【0016】(比較例4)実施例2においてSO4 2-
度を0.1g/lとした実施例であり、その他の項目は
実施例2と同じである。 (比較例5)実施例2においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て実施例2
と同じである。 (比較例6)比較例4においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て比較例4
と同じである。
【0017】(比較例7)実施例3においてSO4 2-
度を0.1g/lとした実施例であり、その他の項目は
実施例3と同じである。 (比較例8)実施例3においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て実施例3
と同じである。 (比較例9)比較例7においてFe2++Fe3+濃度を2
0g/lとした実施例であり、他の条件は全て比較例7
と同じである。
【0018】(比較例10)実施例4においてSO4 2-
濃度を0.1g/lとした実施例であり、その他の項目
は実施例4と同じである。 (比較例11)実施例4においてFe2++Fe3+濃度を
20g/lとした実施例であり、他の条件は全て比較例
4と同じである。 (比較例12)比較例10においてFe2++Fe3+濃度
を20g/lとした実施例であり、他の条件は全て比較
例10と同じである。
【0019】以上、本発明実施例、比較例を以下に示す
(a)及び(b)の評価テストに供し、特性を比較し
た。 (a)錫スラッジ生成量測定 不溶性陽極を用いて錫めっきを連続して約6時間行い、
めっき後の浴を濾過し、濾紙上に付着した残渣物を錫ス
ラッジとして重量測定を行った。 (b)めっき表面外観 実施例と比較例で示した条件で錫めっきを行い、表面外
観を判定し、ヤケのない良好な状態を〇、ヤケ発生状態
を×とした。以上、テスト結果を表1にまとめて示し
た。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】以上述べたように本発明は不溶性陽極を
用いた連続電気ブリキラインにおいて錫スラッジの少な
いめっき浴を提供するものであり、特に、補給錫の低減
によるコスト改善、錫イオン濃度アップによる高電流密
度操業を可能とすることによって安価な表面処理鋼板の
供給と生産性の向上並びに製造コストの低減をもたらす
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−48692(JP,A) 特開 平4−333590(JP,A) 特開 昭62−20893(JP,A) 特開 平5−156488(JP,A) 特開 昭63−161183(JP,A) 特公 昭62−14639(JP,B2) 特公 平2−41589(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 3/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫イオン濃度1〜200g/l、アルカ
    ンスルフォン酸または、アルカノールスルフォン酸1〜
    300g/l、光沢剤0.01〜10.0g/lからな
    る光沢錫めっき浴において、浴中の不純物硫酸濃度がS
    4 2- イオン濃度換算で0.1g/l未満及び、Feイ
    オン濃度の総量が20.0g/l未満であることを特徴
    とする錫スラッジ抑制に優れた錫めっき浴。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の錫めっき浴に更に酸化
    防止添加剤を0.001〜10.0g/l含有すること
    を特徴とする錫スラッジ抑制に優れた錫めっき浴。
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