JPH05112889A - Zincate-type zinc-iron alloy plating bath - Google Patents

Zincate-type zinc-iron alloy plating bath

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Publication number
JPH05112889A
JPH05112889A JP23221991A JP23221991A JPH05112889A JP H05112889 A JPH05112889 A JP H05112889A JP 23221991 A JP23221991 A JP 23221991A JP 23221991 A JP23221991 A JP 23221991A JP H05112889 A JPH05112889 A JP H05112889A
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JP
Japan
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alloy plating
plating bath
iron alloy
zincate
zinc
Prior art date
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Pending
Application number
JP23221991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Wada
伸明 和田
Shin Ando
伸 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Yuken Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yuken Kogyo Co Ltd filed Critical Yuken Kogyo Co Ltd
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Publication of JPH05112889A publication Critical patent/JPH05112889A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/565Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of zinc

Abstract

PURPOSE:To form a Zn-Fe alloy plating layer with the variation in the Fe coprecipitation rate reduced and to form a nice-looking black chromate film thereon without using Ag by adding an org. compd.-based brightener to the zincate-type Zn-Fe alloy plating bath. CONSTITUTION:A compd. formed by making a thiourea derivative shown by the general formula quaternary with a 1-4C alkylating agent and an alkylated polyalkylpolyamine obtained by partially alkylating the basic nitrogen atom of a polyalkylpolyamine with 1-3C alkyls are incorporated as a brightener into a Zn-Fe alloy plating bath consisting of an aq. soln. contg. a Zn source such as ZnO, an alkali metal hydroxide such as KOH and NaOH, a bior trivalent water-soluble Fe salt and the citrate, tartrate and ethanolamine as the complexing agent to solubilize the Fe salt. A Zn-Fe alloy plating film with the variation of Fe coprecipitation rate reduced and excellent in brightness is formed, and a black chromate film free of Ag is stably formed thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は錯化剤の存在下でFe
(II,III)の塩を含有させるとともに光沢剤を添
加したジンケート型亜鉛−鉄合金メッキ浴に関する。
This invention relates to Fe in the presence of complexing agents.
The present invention relates to a zincate-type zinc-iron alloy plating bath containing a salt of (II, III) and a brightener.

【0002】[0002]

【従来の技術】亜鉛メッキ被膜中に鉄(Fe)やニッケ
ル(Ni)を共析させることにより亜鉛メッキ被膜の耐
食性が向上することはよく知られている。そのため、F
eやNiを共析させ得る種々の亜鉛合金メッキ浴が提案
されている。
2. Description of the Related Art It is well known that the corrosion resistance of a galvanized coating is improved by co-depositing iron (Fe) or nickel (Ni) in the galvanized coating. Therefore, F
Various zinc alloy plating baths capable of co-depositing e and Ni have been proposed.

【0003】現在までに報告されている多くの亜鉛合金
メッキ浴のうち、Zn−Fe又はZn−Niの合金を析
出し得る代表的なメッキ浴としては錯化剤を用いてFe
やNiの塩を含有させたジンケート型の亜鉛合金メッキ
浴が挙げられる。この種の合金メッキ浴としては、例え
ば、特開昭60−181293号に開示されたものがあ
る。
Among many zinc alloy plating baths reported to date, a typical plating bath capable of precipitating Zn--Fe or Zn--Ni alloys uses a complexing agent Fe.
And a zincate type zinc alloy plating bath containing a salt of Ni or Ni. An example of this type of alloy plating bath is disclosed in JP-A-60-181293.

【0004】さて、亜鉛系メッキにおいては、耐食性を
向上させる等の目的でメッキ後クロメート処理が施され
ることが多いが、FeやNiの共析率が高すぎると良好
なクロメート被膜が得られない。逆に、共析率が低すぎ
る場合は耐食性向上機能が発揮されない。従って、Fe
やNiの共析率はかなり厳しく制御される必要がある。
そして、望ましい共析率の範囲はFeについては0.1 〜
5%、Niについては2〜20%であることが研究の結
果知られている。
[0004] In zinc-based plating, chromate treatment is often performed after plating for the purpose of improving corrosion resistance. However, if the eutectoid ratio of Fe or Ni is too high, a good chromate film can be obtained. Absent. On the other hand, if the eutectoid ratio is too low, the function of improving corrosion resistance will not be exhibited. Therefore, Fe
The eutectoid rate of Ni and Ni needs to be controlled quite strictly.
The desirable eutectoid ratio range is 0.1-0.1% for Fe.
It is known as a result of research that 5% and Ni are 2 to 20%.

【0005】また、外観面においては、メッキ面は光沢
を有するものであることが望ましい。これは、クロメー
ト処理等で代表される後処理の仕上がりの良否が処理前
のメッキ面の光沢性によって大きく影響されるからであ
る。
In terms of appearance, it is desirable that the plated surface has gloss. This is because the quality of the finish of the post-treatment represented by chromate treatment or the like is greatly affected by the glossiness of the plated surface before the treatment.

【0006】ところで、メッキ工程においては被メッキ
物の全面に亘って電流密度を均一にすることは技術的に
困難である。例えば、凹凸のある被メッキ物においては
凸部は凹部に比べて電流密度が高くなるが、この両部分
の電流密度を近似させることは困難である。従って、実
用的な亜鉛合金メッキ浴に要求される重要な条件は広い
電流密度範囲で良好な光沢メッキ被膜が得られることに
加え、広い電流密度範囲でほぼ一定の合金比率を確保し
得ることである。
In the plating process, it is technically difficult to make the current density uniform over the entire surface of the object to be plated. For example, in an object to be plated having irregularities, the convex portion has a higher current density than the concave portion, but it is difficult to approximate the current densities of both portions. Therefore, the important condition required for a practical zinc alloy plating bath is that a good bright plating film can be obtained in a wide current density range and that a substantially constant alloy ratio can be secured in a wide current density range. is there.

【0007】従来の種々の合金メッキ浴について検討し
た結果、上記合金メッキ浴に要求される条件は十分に満
たされていないことがわかった。そこで、この発明の発
明者によって従来の合金メッキ液の不十分な点を改良す
るために次のような亜鉛−鉄合金メッキ浴が開発され
た。この亜鉛−鉄合金メッキ浴は、Zn化合物、水酸化
アルカリ、Fe(II,III)の塩、これらの金属塩
を可溶化するための錯化剤、及び光沢剤を含有するジン
ケート型メッキ浴であって、光沢剤としてポリアルキレ
ンポリアミンの塩基性窒素原子がC1 〜C3のアルキル
基によって部分的にアルキル化されたアルキル化ポリア
ルキレンポリアミンを使用したものである。この亜鉛−
鉄合金メッキ浴については、特開昭62−23878号
公報に開示されている。そして、この亜鉛−鉄合金メッ
キ浴によれば、かなり広い電流密度範囲で光沢メッキ被
膜が得られ、かつ電流密度の高低によるFeの共析率の
変動も小さくなることがわかった。なお、この亜鉛−鉄
合金メッキ浴において良好なメッキ被膜が得られる電流
密度範囲は0.2 〜15A/dm2 である。
As a result of studying various conventional alloy plating baths, it was found that the conditions required for the above alloy plating baths were not sufficiently satisfied. Therefore, the inventor of the present invention has developed the following zinc-iron alloy plating bath in order to improve the deficiency of the conventional alloy plating solution. This zinc-iron alloy plating bath is a zincate type plating bath containing a Zn compound, an alkali hydroxide, a salt of Fe (II, III), a complexing agent for solubilizing these metal salts, and a brightening agent. Thus, an alkylated polyalkylene polyamine in which a basic nitrogen atom of the polyalkylene polyamine is partially alkylated by a C1 to C3 alkyl group is used as a brightener. This zinc-
The iron alloy plating bath is disclosed in JP-A-62-23878. It was also found that this zinc-iron alloy plating bath provided a bright plating film in a fairly wide current density range, and that the variation in the eutectoid ratio of Fe due to the high and low current densities was small. The current density range in which a good plating film can be obtained in this zinc-iron alloy plating bath is 0.2 to 15 A / dm 2 .

【0008】また、この発明の発明者は上記特開昭62
−23878号公報に開示された亜鉛−鉄合金メッキ浴
をさらに改良している。この亜鉛−鉄合金メッキ浴は、
Zn化合物、水酸化アルカリ、Fe(II,III)の
塩、これらの金属塩を可溶化するための錯化剤、及び光
沢剤を含有するジンケート型亜鉛−鉄合金メッキ浴にお
いて、光沢剤としてポリアルキレンポリアミンの塩基性
窒素原子がC1〜C3のアルキル基によって部分的にア
ルキル化されたアルキル化ポリアミンと、イミダゾール
もしくはその誘導体とエピハロヒドリンとの反応生成物
又はイミダゾールもしくはその誘導体とエピハロヒドリ
ンとを脂肪族アミンの存在下で反応させることによって
得られる反応生成物とを併用したものである。この改良
合金メッキ浴については特開平2−141596号に開
示されている。そして、この亜鉛−鉄合金メッキ浴によ
れば、使用可能な電流密度範囲がさらに広く(0.1−
20A/dm2 )なることがわかった。
Further, the inventor of the present invention is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 62-62
The zinc-iron alloy plating bath disclosed in Japanese Patent No. 23878 is further improved. This zinc-iron alloy plating bath is
In a zincate-type zinc-iron alloy plating bath containing a Zn compound, an alkali hydroxide, a salt of Fe (II, III), a complexing agent for solubilizing these metal salts, and a brightening agent, poly as a brightening agent. Alkylated polyamines in which the basic nitrogen atom of an alkylene polyamine is partially alkylated by a C1-C3 alkyl group, a reaction product of imidazole or a derivative thereof with epihalohydrin, or imidazole or a derivative thereof and epihalohydrin with an aliphatic amine In combination with the reaction product obtained by reacting in the presence of. This improved alloy plating bath is disclosed in JP-A-2-141596. According to this zinc-iron alloy plating bath, the usable current density range is further widened (0.1-
It was found to be 20 A / dm 2 ).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明の発明者によ
って、亜鉛−鉄合金メッキ浴は十分実用化可能なまでに
改良されてきたが、さらに改良の余地は残されている。
したがって、この発明の第1の目的は上記特開平2−1
41596号に開示されているメッキ浴をさらに改良す
ることである。さて、亜鉛合金メッキ皮膜に対しては、
その耐蝕性を向上させるために通常クロメート処理が施
される。従来の亜鉛−鉄合金メッキ浴では、特に光沢剤
組成の改善により、メッキ皮膜自体の高電流密度許容性
が拡大してきて、クロメート処理の中でも黄色クロメー
トや銀化合物を用いた黒色クロメート処理については、
メッキ皮膜自体の限界電流密度とほぼ同等の高電流密度
範囲まで処理可能である。ところで亜鉛−鉄合金メッキ
浴の他に無い利点として、黒色クロメートに於いて銀化
合物を含ませなくても黒色クロメート皮膜(以下、銀無
し黒色クロメート皮膜と称する)が得られる。この銀無
しクロメート皮膜は、亜鉛−鉄合金メッキで、鉄の共析
率が0.3−0.6%の範囲で特異的に得られるもの
で、銀化合物を含まない為、安価でしかもクロメート皮
膜中に銀を含まないので耐蝕性が劣化しないことにとど
まらず、クロメート皮膜に溌水性を持つ為、従来の黄色
クロメート皮膜に比べ、約2倍の耐蝕性が得られるので
あるが、従来の亜鉛−鉄合金メッキ浴では、高電流密度
範囲においてメッキ皮膜自体の外観は良くても、メッキ
皮膜中の共析有機物に阻害されて、均一な銀無し黒色ク
ロメート皮膜が形成されない欠点があった。一般的に、
クロメート皮膜の外観の良否と耐蝕性の優劣には相関関
係があり、良好なクロメート皮膜は耐蝕性が優れている
ことが知られているので、亜鉛−鉄合金メッキ皮膜を広
い電流密度範囲で電着しても良好な銀無しクロメート皮
膜を形成し得るメッキ浴の開発が嘱望されている。この
広い電流密度範囲とは、具体的に言えば、従来浴に於い
てメッキ皮膜自体と銀無し黒色クロメート以外は20A
/dm2 まで処理可能であったが、銀無しクロメートに
限っては10A/dm2 が限度であり、通常ラック・バ
レルメッキで使用するには、特にラック処理の場合、設
定平均電流密度は2−4A/dm2 で使用され、処理物
の形状(凹凸等)や極板との相対位置によって、処理物
の先端部には平均電流密度の4倍以上の電流密度が流
れ、銀無し黒色クロメートに対する許容限界が10A/
dm2 程度では、設定平均電流密度をかなり低くせざる
を得なかった。これに対し本発明では、通常のラック処
理の設定平均電流密度2−4A/dm2 を充分カバーし
得る様に、銀無し黒色クロメート皮膜形成について20
A/dm2 の高電流密度部分でも良好で均一なクロメー
ト仕上がりが得られるものとし、また合金メッキ自体と
銀無し黒色クロメート以外のクロメート処理では30A
/dm2 まで対応できることとした。したがって、この
発明の第2の目的は良好なクロメート皮膜(特に、銀無
し黒色クロメート皮膜)を形成させるのに適した亜鉛−
鉄合金メッキを得ることのできるメッキ浴を提供するこ
とである。
The inventor of the present invention has improved the zinc-iron alloy plating bath to the extent that it can be put to practical use, but there is still room for improvement.
Therefore, the first object of the present invention is to provide the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 2-1.
Further improvement of the plating bath disclosed in No. 41596. Now, for the zinc alloy plating film,
Chromate treatment is usually applied to improve its corrosion resistance. In the conventional zinc-iron alloy plating bath, by improving the brightener composition, the high current density tolerance of the plating film itself has been expanded, and among the chromate treatments, for the black chromate treatment using the yellow chromate or silver compound,
It is possible to process up to a high current density range that is almost equal to the limiting current density of the plating film itself. By the way, as an advantage other than the zinc-iron alloy plating bath, a black chromate film (hereinafter referred to as a silver-free black chromate film) can be obtained even if the black chromate does not contain a silver compound. This silver-free chromate film is a zinc-iron alloy plating and is specifically obtained in the range of iron eutectoid ratio of 0.3-0.6%. Since it contains no silver compound, it is inexpensive and chromate-free. The corrosion resistance does not deteriorate because silver is not contained in the film, and because the chromate film has water repellent properties, it has approximately twice the corrosion resistance as the conventional yellow chromate film. In the zinc-iron alloy plating bath, although the appearance of the plating film itself is good in the high current density range, there is a drawback that a uniform silver-free black chromate film is not formed due to the inhibition of the eutectoid organic substances in the plating film. Typically,
There is a correlation between the appearance of the chromate film and the superiority or inferiority of the corrosion resistance.It is known that a good chromate film has excellent corrosion resistance.Therefore, zinc-iron alloy plating film can be applied over a wide current density range. Development of a plating bath capable of forming a good silver-free chromate film even when worn is desired. This wide current density range is specifically 20 A except for the plating film itself and silver-free black chromate in the conventional bath.
/ Dm 2 until it had been possible treatment, only the silver without chromate is 10A / dm 2 is limited, for use in normal rack barrel plating, especially in the case of rack processing, setting the average current density is 2 -4A / dm 2 , depending on the shape (unevenness, etc.) of the object to be processed and the relative position to the electrode plate, a current density of 4 times the average current density or more flows at the tip of the object, resulting in black chromate without silver. Tolerance limit for 10A /
At about dm 2 , the set average current density had to be lowered considerably. On the other hand, in the present invention, the silver-free black chromate film is formed so as to sufficiently cover the set average current density of 2-4 A / dm 2 in the ordinary rack processing.
Good and uniform chromate finish should be obtained even in the high current density area of A / dm 2 , and 30A for alloy plating itself and chromate treatment other than silver-free black chromate.
/ Dm 2 can be supported. Therefore, a second object of the present invention is zinc-suitable for forming a good chromate film (in particular, a silver-free black chromate film).
It is to provide a plating bath capable of obtaining an iron alloy plating.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明のメッキ浴は、
Zn化合物と、水酸化アルカリと、Fe(II,II
I)の塩と、このFe塩を可溶可するための錯化剤と、
光沢剤とを含有するジンケート型亜鉛−鉄合金メッキ浴
であって、光沢剤が、
The plating bath of the present invention comprises:
Zn compound, alkali hydroxide, Fe (II, II
A salt of I) and a complexing agent for solubilizing the Fe salt,
A zincate-type zinc-iron alloy plating bath containing a brightener, wherein the brightener comprises:

【化2】 の一般式で示されるチオ尿素誘導体をC1−C4のアル
キル基を有するアルキル化剤によって四級化した化合物
と、ポリアルキレンポリアミンの塩基性窒素原子をC1
−C3のアルキル基によって部分的にアルキル化したア
ルキル化ポリアルキレンポリアミンとを含有している。
[Chemical 2] A compound obtained by quaternizing a thiourea derivative represented by the following general formula with an alkylating agent having a C1-C4 alkyl group and a basic nitrogen atom of a polyalkylenepolyamine
An alkylated polyalkylene polyamine partially alkylated with a -C3 alkyl group.

【0011】[0011]

【発明の効果】この発明の亜鉛−鉄合金メッキ浴によれ
ば、次のような効果が発揮される。 1)0.1−30A/dm2 という広い電流密度範囲に
おいて良好な光沢メッキ皮膜が得られる。 2)0.1−30A/dm2 という広い電流密度範囲内
において、鉄の共析率の変動が極めて小さい。 3)0.1−30A/dm2 の電流密度で得られるメッ
キ皮膜に関しては、銀無し黒色クロメート以外のクロメ
ート皮膜で、均一かつ外観の優れた皮膜を形成させるこ
とができる。 4)0.1−20A/dm2 の電流密度で得られるメッ
キ皮膜に対しては、良好な外観を有する銀無し黒色クロ
メート皮膜を形成させることができる。
According to the zinc-iron alloy plating bath of the present invention, the following effects are exhibited. 1) A good bright plating film can be obtained in a wide current density range of 0.1-30 A / dm 2 . 2) Within a wide current density range of 0.1-30 A / dm 2 , the variation in the eutectoid ratio of iron is extremely small. 3) With respect to the plating film obtained at a current density of 0.1-30 A / dm 2 , a chromate film other than silver-free black chromate can be formed to have a uniform and excellent appearance. 4) A silver-free black chromate film having a good appearance can be formed on a plating film obtained at a current density of 0.1-20 A / dm 2 .

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明の実施例について詳細に説明す
る。本発明のメッキ浴はZn化合物、水酸化アルカリ、
Fe(II,III)の塩及びこれらの金属塩を可溶化
するための錯化剤を含有するジンケート型浴を基本浴と
し、これに光沢剤を添加したものである。基本浴組成は
次の通りである。基本浴組成 亜鉛(Zn2+として) :5−40 g/
l 水酸化アルカリ(NaOH等) :30−200 g/
l 鉄(Fe2+又はFe3+として) :0.02−5 g/
l 錯化剤 :1−100 モル
/Feイオン1モル
EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described in detail. The plating bath of the present invention comprises a Zn compound, an alkali hydroxide,
A zincate type bath containing a salt of Fe (II, III) and a complexing agent for solubilizing these metal salts is used as a basic bath to which a brightening agent is added. The basic bath composition is as follows. Basic bath composition Zinc (as Zn 2+ ): 5-40 g /
l Alkali hydroxide (NaOH etc.): 30-200 g /
l Iron (as Fe 2+ or Fe 3+ ): 0.02-5 g /
l Complexing agent: 1-100 mol / Fe ion 1 mol

【0013】上記基本浴において、Zn化合物としては
通常ZnOを使用することができ、水酸化アルカリとし
てはNaOH、KOH等を使用することができる。ま
た、Feの塩としてはFe2 (SO4 3 ・72 O、F
eSO4 ・7H2 O、Fe(OH)3 、FeCI3 ・6
2 O、FeCI2・4H2 O等の使用が可能である。
さらに、上記Feの塩を可溶化するための錯化剤(キレ
ート剤)としては、クエン酸塩、酒石酸塩、グルコン酸
塩等のオキシカルボン酸塩類;モノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミノ
アルコール類;エチレンジアミン(EDA)、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン
類;エチレンジアミン四酢酸塩、ニトロ酢酸塩等のアミ
ノカルボン酸塩;ソルビット、ペンタエリトリトール等
の多価アルコール類;及びこれらの混合物より成る群か
ら選択されるものを使用することができるが、トリエタ
ノールアミンが望ましい。
In the above basic bath, ZnO can be usually used as the Zn compound, and NaOH, KOH or the like can be used as the alkali hydroxide. Further, as the Fe salt, Fe 2 (SO 4 ) 3・ 7 2 O, F
eSO 4 · 7H 2 O, Fe (OH) 3, FeCI 3 · 6
H 2 O, FeCI 2 .4H 2 O, etc. can be used.
Further, as the complexing agent (chelating agent) for solubilizing the Fe salt, oxycarboxylic acid salts such as citrate, tartrate and gluconate; monoethanolamine,
Amino alcohols such as diethanolamine and triethanolamine; Polyamines such as ethylenediamine (EDA), diethylenetriamine and triethylenetetramine; Aminocarboxylic acid salts such as ethylenediaminetetraacetic acid salt and nitroacetic acid salt; Polyhydric alcohols such as sorbit and pentaerythritol It is possible to use those selected from the group consisting of classes; and mixtures thereof, but triethanolamine is preferred.

【0014】さて、光沢剤としては次の3種類のものを
使用した。
The following three types of brighteners were used.

【化3】 の一般式で示されるチオ尿素誘導体をC1−C4のアル
キル基を有するアルキル化剤によって四級化した化合物
(以下光沢剤1と称する) ここに、上記一般式で示されるチオ尿素誘導体としては
チオカルバジド、ビスアミノエチルチオ尿素、N−アミ
ノエチル−N’−メチルアミノエチルチオ尿素、ビスメ
チルアミノエチルチオ尿素、N−メチルアミノエチル−
N’−ジメチルアミノエチルチオ尿素、ビスジメチルア
ミノエチルチオ尿素、ビスアミノプロピルチオ尿素、ビ
スメチルアミノプロピルチオ尿素、ビスジメチルアミノ
プロピルチオ尿素、ビスジメチルアミノブチルチオ尿素
等を使用することができる。また、アルキル化剤として
はCH3 Cl、CH3 Br、CH3 I、C2 5 Cl、
2 5 Br、C2 5 I、(CH3 2 SO4 、(C
2 5 2 SO4、C3 7 Cl、C3 7 Br、C3
7 I等を使用することができる。光沢剤1の添加量は
0.1−50g/l(望ましくは0.5−30g/l)
である。
[Chemical 3] A compound obtained by quaternizing a thiourea derivative represented by the general formula (1) with an alkylating agent having a C1-C4 alkyl group (hereinafter referred to as a brightener 1) is used as the thiourea derivative represented by the above general formula. , Bisaminoethylthiourea, N-aminoethyl-N'-methylaminoethylthiourea, bismethylaminoethylthiourea, N-methylaminoethyl-
N'-Dimethylaminoethylthiourea, bisdimethylaminoethylthiourea, bisaminopropylthiourea, bismethylaminopropylthiourea, bisdimethylaminopropylthiourea, bisdimethylaminobutylthiourea and the like can be used. Further, as the alkylating agent, CH 3 Cl, CH 3 Br, CH 3 I, C 2 H 5 Cl,
C 2 H 5 Br, C 2 H 5 I, (CH 3 ) 2 SO 4 , (C
2 H 5 ) 2 SO 4 , C 3 H 7 Cl, C 3 H 7 Br, C 3
H 7 I etc. can be used. The amount of brightener 1 added is 0.1-50 g / l (preferably 0.5-30 g / l)
Is.

【0015】ポリアルキレンポリアミンの塩基性窒素原
子をC1 〜C3のアルキル基を有するアルキル化剤によ
って部分的にアルキル化したアルキル化ポリアルキレン
ポリアミン(以下光沢剤2という) ここに、ポリアルキレンポリアミンとしては分子量30
0〜5000のもの、例えばポリエチレンイミン、ポリ
プロピレンイミン、ポリブチレンイミン等を使用するこ
とができ、アルキル化剤としてはC1 〜C3 の化合物、
例えばCH3 CI、CH3 Br、CH3 I、C2 5
r、C2 5 I、(CH32 SO4 、(C2 5 2
SO4 、C3 7 I、C3 7 CI、C3 7 Br等を
使用することができる。
An alkylated polyalkylene polyamine obtained by partially alkylating a basic nitrogen atom of the polyalkylene polyamine with an alkylating agent having a C1 to C3 alkyl group (hereinafter referred to as brightener 2) Molecular weight 30
0 to 5000, for example, polyethyleneimine, polypropyleneimine, polybutyleneimine, etc. can be used, and the alkylating agent is a C1 to C3 compound,
For example, CH 3 CI, CH 3 Br, CH 3 I, C 2 H 5 B
r, C 2 H 5 I, (CH 3 ) 2 SO 4 , (C 2 H 5 ) 2
SO 4 , C 3 H 7 I, C 3 H 7 CI, C 3 H 7 Br, etc. can be used.

【0016】イミダゾールもしくはその誘導体とエピハ
ロヒドリンとの反応生成物又はイミダゾールもしくはそ
の誘導体とエピハロヒドリンとを脂肪族アミンの存在下
で反応させることによって得られる反応生成物(以下光
沢剤3という) なお、以下に詳細に説明する光沢剤3は、本発明に於い
て光沢性を更に向上するために任意に使用し得る光沢助
剤成分の一つである。 ここに、イミダゾールの誘導体としては1−メチルイミ
ダゾール、1−エチルイミダゾール、2−メチルイミダ
ゾール、1,2− ジメチルイミダゾール、1−エチル
−2−メチルイミダゾール、1−ビニルイミダゾール、
2−メチル−1−ビニルイミダゾール、1−(2´−ヒ
ドロキシエチル)イミダゾール、1−(2´−ヒドロキ
シエチル)2−メチルイミダゾール等を使用することが
でき、エピハロヒドリンとしてはエピクロルヒドリン、
エピブロモヒドリン等を使用することができる。さら
に、脂肪族アミンとしてはメチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミ
ン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルア
ミン、トリプロピルアミン、エチレンアミン類(例え
ば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン)等を使
用することができる。
The reaction product of imidazole or its derivative with epihalohydrin or the reaction product obtained by reacting imidazole or its derivative with epihalohydrin in the presence of an aliphatic amine (hereinafter referred to as brightener 3) The brightening agent 3, which will be described in detail, is one of the brightening aid components that can be optionally used in the present invention to further improve the glossiness. Here, as a derivative of imidazole, 1-methylimidazole, 1-ethylimidazole, 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-ethyl-2-methylimidazole, 1-vinylimidazole,
2-Methyl-1-vinylimidazole, 1- (2′-hydroxyethyl) imidazole, 1- (2′-hydroxyethyl) 2-methylimidazole and the like can be used, and epichlorohydrin is used as the epihalohydrin,
Epibromohydrin or the like can be used. Further, as the aliphatic amine, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, ethyleneamines (for example, ethylenediamine, diethylenetriamine) and the like can be used.

【0017】光沢剤3と同様に、本発明のメッキ浴にお
いては、光沢性をさらに向上させるために、上記光沢剤
1・光沢剤2の組合せに対し、必要に応じて他の光沢助
剤を使用してもよい。この光沢助剤としてはポリビニル
アルコール(PVA)、ゼラチン等の水溶性高分子、チ
オ尿素等の硫黄化合物、アニスアルデヒド、ヘリオトロ
ピン、バニリン等の芳香族アルデヒド及びこれらの混合
物より成る群から選択されるものを使用することができ
る。
Similar to the brightener 3, in the plating bath of the present invention, in order to further improve the glossiness, other brightening aids may be added to the combination of the brightener 1 and the brightener 2 if necessary. May be used. The gloss aid is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), water-soluble polymers such as gelatin, sulfur compounds such as thiourea, aromatic aldehydes such as anisaldehyde, heliotropin and vanillin, and mixtures thereof. Things can be used.

【0018】次に、具体例を挙げてこの発明を説明す
る。光沢剤1の調製 3種類のチオ尿素誘導体を水100gに溶解させ、水冷
により50℃以下に冷却し、攪拌操作を行いながらその
溶液中にジメチル硫酸を30分かけて添加した。そし
て、攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、その状態で
2時間保持した後攪拌を中止して放冷することによって
反応生成物No. I−VIを得た。上記反応生成物No.I
−VIの調製に使用したチオ尿素誘導体の種類と、ジメ
チル硫酸の添加量を表1に示す。
Next, the present invention will be described with reference to specific examples. Preparation of Brightener 1 Three kinds of thiourea derivatives were dissolved in 100 g of water, cooled to 50 ° C. or lower by water cooling, and dimethylsulfate was added to the solution over 30 minutes while stirring. Then, the reaction product No. I-VI was obtained by heating to 80 ° C. while continuing stirring, maintaining the state for 2 hours, then stopping stirring and allowing to cool. The above reaction product No. I
Table 1 shows the types of thiourea derivatives used for the preparation of -VI and the amount of dimethylsulfate added.

【表1】 チオ尿素誘導体 ジメチル硫酸 反応生成物 名称 添加量 添加量 No. (g) (g) I チオカルバジド 22 150 II ビスアミノエチルチオ尿素 33 50 III ビスジメチルアミノプロピル チオ尿素 50 50 IV ビスアミノエチルチオ尿素 33 100 V ビスジメチルアミノ プロピルチオ尿素 50 100 VI ビスメチルアミノエチル チオ尿素 41 75 [Table 1] Thiourea derivative dimethylsulfate reaction product Name Addition amount Addition amount No. (g) (g) I Thiocarbazide 22 150 II Bisaminoethylthiourea 33 50 III Bisdimethylaminopropyl thiourea 50 50 IV Bisaminoethyl Thiourea 33 100 V Bisdimethylamino propylthiourea 50 100 VI Bismethylaminoethylthiourea 41 75

【0019】光沢剤2の調製 分子量の異なる3種類のポリエチレンイミンを水100
gに溶解させ、水冷及び撹拌の操作を行ないながらその
溶液中にジメチル硫酸を30分間かけて添加した。そし
て、撹拌を継続しながら80℃まで加熱し、その状態で
2時間保持した後撹拌を中止して放冷することによって
反応生成物NO. VII〜IXを得た。上記反応生成物の
調製に使用したポリエチレンイミンの分子量及び添加
量、及びジメチル硫酸の添加量を表2に示す。
Preparation of Brightening Agent 2 Three kinds of polyethyleneimine having different molecular weights were added to 100 parts of water.
g, and dimethylsulfate was added to the solution over 30 minutes while cooling with water and stirring. Then, the reaction products NO. VII to IX were obtained by heating to 80 ° C. while continuing stirring, maintaining the state for 2 hours, then stopping stirring and allowing to cool. Table 2 shows the molecular weight and the addition amount of polyethyleneimine and the addition amount of dimethylsulfate used for the preparation of the reaction product.

【表2】 ──────────────────────────── ポリエチレンイミン ジメチル硫酸 反応生成物 ────────── ─────── 平均分子量 添加量 添加量 NO. (g) (g) ──────────────────────────── VII 600 20 88 ──────────────────────────── VIII 1400 40 58 ──────────────────────────── IX 3000 40 58 ────────────────────────────[Table 2] ──────────────────────────── polyethyleneimine dimethylsulfuric acid reaction product ──────────── ────── Average molecular weight addition amount addition amount NO. (G) (g) ──────────────────────────── VII 600 20 88 ──────────────────────────── VIII 1400 40 58 ───────────────── ──────────── IX 3000 40 58 ─────────────────────────────

【0020】光沢剤3の調製 イミダゾール20gを水100gに溶解させ、水冷及び
撹拌の操作を行ないながらその溶液中にエピクロルヒド
リン27gを30分間かけて添加した。そして、撹拌を
継続しながら95℃まで加熱し、その状態で2時間保持
した後撹拌を中止して放冷することによって反応生成物
NO. Xを得た。
Preparation of Brightening Agent 3 20 g of imidazole was dissolved in 100 g of water, and 27 g of epichlorohydrin was added to the solution over 30 minutes while cooling with water and stirring. Then, the reaction product was heated to 95 ° C. with continuous stirring, kept in that state for 2 hours, then stopped stirring and allowed to cool.
I got NO. X.

【0021】Zn−Fe合金メッキ浴の調製 Zn化合物としてのZnO、水酸化アルカリとしてのN
aOH、Feの塩としてのFe2 (SO4 3 ・7H2
0、錯化剤としてのトリエタノールアミン、光沢剤とし
て光沢剤1、光沢剤2及び光沢助剤として光沢剤3とそ
の他の光沢助剤を含有する21種類(NO. 1〜21)の
ジンケト型Zn−Feの合金メッキ浴を調製した。ま
た、対照用メッキ浴として、光沢剤1を含まず、光沢剤
2のみを含む浴、光沢剤3のみを含む浴、及び光沢剤2
と光沢剤3の双方を含む浴(NO. 1’〜7’)を調製し
た。なお、光沢助剤(バニリン、ポリビニルアルコー
ル、チオ尿素)は適宜添加されている。上記各メッキ浴
の組成を表3〜表5に示す。なお、これらの表は紙面の
都合上3つに分割されたものであり、1つの表として読
まれるべきものである。
Preparation of Zn-Fe alloy plating bath ZnO as Zn compound, N as alkali hydroxide
aOH, Fe 2 (SO 4) as a salt of Fe 3 · 7H 2
21 kinds (NO. 1-21) of zincate type containing 0, triethanolamine as a complexing agent, brightening agent 1 as a brightening agent, brightening agent 2 and brightening agent 3 as a glossing auxiliary agent and other glossing auxiliary agents A Zn-Fe alloy plating bath was prepared. Further, as a control plating bath, a bath containing only the brightener 2 without the brightener 1, a bath containing only the brightener 3, and the brightener 2
A bath (NO. 1 ′ to 7 ′) containing both the brightener 3 and the brightener 3 was prepared. In addition, a gloss aid (vanillin, polyvinyl alcohol, thiourea) is appropriately added. The composition of each plating bath is shown in Tables 3-5. It should be noted that these tables are divided into three for convenience of space, and should be read as one table.

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】[0023]

【表4】 [Table 4]

【0024】[0024]

【表5】 [Table 5]

【0025】Zn−Fe合金メッキ 表3に示したメッキ浴を用いて、以下のメッキ条件でメ
ッキを行なった。メッキ条件 浴温度(℃) 25 通電時間(分) 10 陰極材料 磨き鉄板 陰極電流密度(A/dm2 ) 0.1 、0.5 、2、5 、10、2
0、30 陽極材料 鉄板 攪拌方法 カソードロッカー その結果得られたメッキ被膜における電流密度と外観と
の関係及び電流密度とFe共析率との関係を表6、表7
に示す。なお、外観は目視によるもの(表中に判定基準
を示している)であり、共析率はメッキ被膜を剥離して
原子吸光分析法により定量した値である。
Zn-Fe Alloy Plating Using the plating baths shown in Table 3, plating was performed under the following plating conditions. Plating conditions Bath temperature (° C) 25 Energization time (min) 10 Cathode material Polished iron plate Cathode current density (A / dm 2 ) 0.1, 0.5, 2, 5, 10, 2
0, 30 Anode material Iron plate Stirring method Cathode locker Tables 6 and 7 show the relationship between the current density and the appearance and the relationship between the current density and the Fe eutectoid ratio in the plating film obtained as a result.
Shown in. The appearance is by visual observation (the judgment criteria are shown in the table), and the eutectoid ratio is a value determined by atomic absorption spectrometry after removing the plated coating.

【0026】[0026]

【表6】 [Table 6]

【0027】[0027]

【表7】 [Table 7]

【0028】クロメート処理 上記条件で得られたメッキ皮膜に対して銀無し黒色クロ
メート皮膜を形成させるためにクロメート処理を行っ
た。クロメート浴は本願の出願人であるユケン工業株式
会社から「メタス・ウルトラメート銀無し637」とい
う商品名で市販されているクロメート処理液を100m
l/lに希釈して調製された。浴温度及び処理時間はそ
れぞれ20−25℃及び40−60秒である。なお、亜
鉛−鉄合金中の鉄含有率が0.3−0.6%以外では銀
無し黒色クロメート皮膜は得られないことが知られてい
るので、鉄含有率がこの範囲内にないメッキ皮膜(メッ
キ浴No. 1−8によって得られるもの)については対象
外とした。このようにして得られた銀無し黒色クロメー
ト皮膜の外観の目視測定結果を表8に示す。
Chromate treatment The plating film obtained under the above conditions was subjected to chromate treatment in order to form a silver-free black chromate film. For the chromate bath, a chromate treatment liquid commercially available under the trade name of "Metas Ultramate Silverless 637" from Yuken Kogyo Co., Ltd., which is the applicant of the present application, is 100 m.
It was prepared by diluting to 1 / l. Bath temperature and treatment time are 20-25 ° C and 40-60 seconds, respectively. It is known that a silver-free black chromate film cannot be obtained unless the iron content in the zinc-iron alloy is 0.3-0.6%. (Products obtained by plating bath No. 1-8) were excluded. Table 8 shows the results of visual measurement of the appearance of the silver-free black chromate film thus obtained.

【0029】[0029]

【表8】 [Table 8]

【0030】結果 表6からわかるように、No. 1−21の全ての浴につい
て0.1−30A/dm2 の全電流密度範囲において良
好な光沢メッキ皮膜が得られる。表7からわかるよう
に、No. 9−21の浴については電流密度の変化に伴う
Fe共析率の変動は極めて小さくなっている。また、表
6及び表8からわかるように、従来の浴から得られるメ
ッキ皮膜(特に高電流密度側のもの)については、光沢
性を有するものでも良好な銀無し黒色クロメート皮膜が
形成されないものもあるが、この発明のNo. 9−21の
浴から得られるメッキ皮膜については、全て良好な外観
を有する銀無し黒色クロメート皮膜が形成されている。
一般に良好な外観を有するクロメート皮膜は優れた耐蝕
性を発揮することが知られているので、この発明の浴か
ら得られる亜鉛−鉄合金メッキは耐蝕性の面からも優れ
たものと言えよう。さらに、表5及び表6においてNo.
11、14、17、20及び21の浴に注目するとわか
るが、この発明のメッキ浴ではバニリン(芳香族カルボ
ニル化合物)、ポリビニルアルコール、チオ尿素等の光
沢助剤を全く使用しなくても良好な亜鉛−鉄合金メッキ
皮膜が得られる。
Results As can be seen from Table 6, a good bright plating film can be obtained in the entire current density range of 0.1-30 A / dm 2 for all the baths No. 1-21. As can be seen from Table 7, in the bath of No. 9-21, the change in the Fe eutectoid rate with the change in the current density is extremely small. Further, as can be seen from Tables 6 and 8, among the plating films obtained from the conventional baths (especially those having a high current density side), those having glossiness but having no good silver-free black chromate film are not formed. However, with regard to the plating film obtained from the bath of No. 9-21 of the present invention, a silver-free black chromate film having a good appearance is formed.
Since it is generally known that a chromate film having a good appearance exhibits excellent corrosion resistance, it can be said that the zinc-iron alloy plating obtained from the bath of the present invention is also excellent in terms of corrosion resistance. Further, in Table 5 and Table 6, No.
As can be seen by paying attention to the baths 11, 14, 17, 20 and 21, the plating bath of the present invention is good even if no gloss auxiliary agent such as vanillin (aromatic carbonyl compound), polyvinyl alcohol or thiourea is used. A zinc-iron alloy plating film is obtained.

【0031】上記具体例は発明の内容をわかりやすく説
明するためのものであり、発明の範囲を制限するもので
はない。る。
The above specific examples are for explaining the content of the invention in an easy-to-understand manner, and do not limit the scope of the invention. It

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Zn化合物と、水酸化アルカリと、Fe
(II,III)の塩と、このFe塩を可溶化するため
の錯化剤と、光沢剤とを含有するジンケート型亜鉛−鉄
合金メッキ浴であって、前記光沢剤が、 【化1】 の一般式で示されるチオ尿素誘導体をC1−C4のアル
キル基を有するアルキル化剤によって四級化した化合物
と、ポリアルキレンポリアミンの塩基性窒素原子をC1
−C3のアルキル基によって部分的にアルキル化したア
ルキル化ポリアルキレンポリアミンとを含有するジンケ
ート型亜鉛−鉄合金メッキ浴。
1. A Zn compound, an alkali hydroxide, and Fe
A zincate-type zinc-iron alloy plating bath containing a salt of (II, III), a complexing agent for solubilizing the Fe salt, and a brightening agent, wherein the brightening agent is: A compound obtained by quaternizing a thiourea derivative represented by the following general formula with an alkylating agent having a C1-C4 alkyl group and a basic nitrogen atom of a polyalkylenepolyamine
A zincate-type zinc-iron alloy plating bath containing an alkylated polyalkylene polyamine partially alkylated with a C3 alkyl group.
JP23221991A 1991-08-19 1991-08-19 Zincate-type zinc-iron alloy plating bath Pending JPH05112889A (en)

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