JPH06173073A - ジンケート型亜鉛合金めっき浴 - Google Patents

ジンケート型亜鉛合金めっき浴

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JPH06173073A
JPH06173073A JP32211892A JP32211892A JPH06173073A JP H06173073 A JPH06173073 A JP H06173073A JP 32211892 A JP32211892 A JP 32211892A JP 32211892 A JP32211892 A JP 32211892A JP H06173073 A JPH06173073 A JP H06173073A
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伸 安藤
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伸明 和田
Hidekazu Kondo
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐衝撃性に優れた亜鉛ニッケル合金めっき皮
膜を得ることができるとともに、光沢剤の成分バランス
が崩れ難いジンケート型亜鉛合金めっき浴を提供するこ
と。 【構成】 亜鉛化合物と、水酸化アルカリとニッケル
(II)塩と、該ニッケル(II)塩を可溶化するための錯
化剤と、主光沢剤を含有するジンケート型めっき浴。錯
化剤が、アミン化合物とモノグリシジルエーテル及び/
又はポリグリシジルエーテルとの反応生成物であり、主
光沢剤が、アルキル化高重合ポリアルキレンポリアミン
に複素環窒素化合物を付加させた複機能光沢剤である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は錯化剤の存在下でニッケ
ル(II)塩を含有させるとともに光沢剤を添加したジン
ケート型亜鉛合金めっき浴に関する。特に、めっき後に
二次加工(通常、塑性加工)が行なわれる際の耐衝撃性
も要求される鉄製構造物、例えば、エンジン回りにおけ
るカバー部品(絞り加工)やパイプ部品(曲げ加工)等
に好適なめっき浴に関する。
【0002】
【従来の技術】亜鉛めっき皮膜中にニッケル(Ni)を
共析させることにより、亜鉛めっき皮膜の耐食性が向上
することはよく知られている。そのため、ニッケルを共
析させ得る種々の亜鉛ニッケル合金めっき浴が提案され
ている。
【0003】亜鉛ニッケル合金を共析し得る代表的なめ
っき浴としては錯化剤を用いてニッケルの塩を含有させ
たジンケート型の亜鉛合金めっき浴が挙げられる。例え
ば、第70回学術講演大会要旨集(社団法人金属表面技
術協会)1984年、第28頁〜第29頁に開示されて
いる。
【0004】さて、亜鉛系めっきにおいては、耐食性を
向上させる等の目的でめっき後クロメート処理が施され
ることが多いが、ニッケルの共析率が高すぎると良好な
クロメート皮膜が得られない。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、ニッケ
ルの共析率の幅は、2〜20%に制限される必要があ
る。
【0005】また、外観面においては、めっき面は光沢
を有するものであることが望ましい。これは、クロメー
ト処理等の後処理後のめっき面の良否が処理前のめっき
面の光沢性によって大きく影響されるからである。
【0006】ところで、めっき工程においては被めっき
物の全面に亙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、凹凸のある被めっき物において
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、実用的な亜鉛合金めっき浴に要求される重要な条件
は広い電流密度で良好な光沢めっき皮膜が得られること
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。
【0007】上記したような従来の亜鉛ニッケル合金め
っき浴が実用に耐え得るものであるかどうかについて検
討した結果、これらの合金めっき浴においては、光沢め
っき皮膜の得られる電流密度範囲が狭いだけでなく、電
流密度の高低によって亜鉛に対するニッケルの共析率が
大きく変動することが判明した。
【0008】そこで、広い電流密度範囲で光沢めっき皮
膜が得られ、かつ電流密度の高低によるニッケルの共析
率の変動も小さくなるジンケート型亜鉛合金めっき浴
が、本願出願人と同一人にかかる出願において提案され
ている(特開昭62−238387号公報、特開平2−
141596号公報参照)。
【0009】この亜鉛ニッケル合金めっき浴は、亜鉛化
合物と、水酸化アルカリとニッケル(II)塩と、該ニッ
ケル(II)塩を可溶化するための錯化剤と、アルキル化
高重合ポリアルキレンポリアミンと複素環窒素系化合物
との二成分からなる主光沢剤を含有するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】昨今、亜鉛ニッケル合
金めっきの、上記エンジン回りにおけるカバー部品やパ
イプ部品、等の塑性加工時の耐衝撃性が要求される製品
への適用拡大化にともない、めっき皮膜に対して高度の
耐衝撃性の向上が要求されるようになってきた。
【0011】しかし、上記構成の亜鉛ニッケル合金めっ
き浴で形成しためっき皮膜は、上記要求を満足させるこ
とが困難であることが分かった。
【0012】また、主光沢剤が二成分からなるため各成
分の消耗速度が異なり、光沢剤の成分バランスを崩し易
く、光沢剤消耗に対する補給対応が面倒であった。
【0013】本発明は上記にかんがみて、耐衝撃性に優
れた亜鉛ニッケル合金めっき皮膜を得ることができると
ともに、光沢剤の成分バランスが崩れ難いジンケート型
亜鉛合金めっき浴を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構
成のジンケート型亜鉛合金めっき浴に想到した。
【0015】亜鉛化合物と、水酸化アルカリとニッケル
(II)塩と、該ニッケル(II)塩を可溶化するための錯
化剤と主光沢剤とを含有するジンケート型亜鉛合金めっ
き浴であって、錯化剤が、アミン化合物とモノグリシジ
ルエーテル及び/又はポリグリシジルエーテルとの反応
生成物であり、前記主光沢剤が、アルキル化高重合ポリ
アルキレンポリアミンに複素環窒素化合物を付加させた
複機能合成光沢剤である、ことを特徴とする。
【0016】
【手段の詳細な説明】 A.本発明のめっき浴は、亜鉛化合物、亜鉛化合物と、
水酸化アルカリとニッケル(II)塩と、該ニッケル(I
I)塩を可溶化するためのアミン系錯化剤と、アルキル
化高重合ポリアルキレンポリアミンと複素環窒素化合物
との二成分からなる主光沢剤を含有することを前提的要
件とする。
【0017】そして、ジンケート型浴としては、通常、
下記条件のものを使用する。
【0018】ジンケート浴条件 亜鉛イオン 4〜30g/L ニッケルイオン 0.5〜6g/L 水酸化アルカリ(NaOH) 30〜200g/L 錯化剤 ニッケル1モルにつき1〜50モル 温度 10〜60℃ ニッケル共析率 3〜10%(望ましくは4〜8%) PH 13以上の強アルカリ条件下 陰極電流効率 35〜95% 上記ジンケート浴において、亜鉛化合物としては通常Z
nOを使用することができ、水酸化アルカリとしてはN
aOH、KOH等を使用することができる。
【0019】また、ニッケル(II)塩としてはNiSO
4 ・6H2 O、NiCl2 ・6H2O、、Ni(OH)2
等の使用が可能である。
【0020】B.本発明の第一の特徴は、上記基本浴に
おいて、ニッケル塩を可溶化するための錯化剤(キレー
ト剤)が、アミン化合物とモノグリシジルエーテル及び
/又はポリグリシジルエーテルとの反応生成物であるこ
とを第一の特徴とする。
【0021】(1) 上記アミン化合物としては、エチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエ
チレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン(PEHA)、1,3−ジアミノプ
ロパン、ヒドロキシエチルエチレンジアミン等のポリア
ミン類:モノエタノールアミン、ジタノールアミン、ト
リエタノールアミン等のアミノアルコール類等を挙げる
ことができる。特に、DETA、PEHA等のポリアミ
ン類が、最適ニッケル共析率を、比較的低いニッケル濃
度で安定して得ることができるため、好適である。
【0022】(2) 上記モノグリシジルエーテル及びポリ
グリシジルエーテルとしては、メチルグリシジルエーテ
ル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエー
テル、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシル
グリシジルエーテル、グリシドール、ビス−(2、3−
エポキシプロピル)エーテル、等を使用可能である。
【0023】(3) この錯化剤であるアミン化合物誘導体
の配合量は、ニッケルイオン1モルに対して1〜50モ
ル、望ましく8〜24モルである。PEHAとメチルグ
リシジルエーテルとの反応生成物の場合、ニッケルイオ
ン1gに対して、45〜130gが望ましい。
【0024】錯化剤が過少では、Niイオンが浴中で不
安定化してしまい、ニッケルに対する抑制が不十分でニ
ッケル共析率が高くなり易い。錯化剤が過多となると、
皮膜への有機物吸着が増加して、黒色クロメートが高電
流密度部分に反応し難くなる。
【0025】C.本発明の第二の特徴は、主光沢剤とし
て、アルキル化高重合ポリアルキレンポリアミンに複素
環窒素化合物を付加させた単一合成化合物を使用するこ
とにある。
【0026】(1) 上記アルキル化高重合ポリアルキレン
ポリアミンとは、高重合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ものを言う。
【0027】ここで、高重合ポリアルキレンポリアミン
としては平均重合度10〜260(平均分子量500〜
11200)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 Cl、CH3 Br、CH3 I、C2
5 Br、C25 I、(CH32 SO4 、(C2
52 SO4 、C37 I、C37 Cl、C37
r等を使用することができる。
【0028】(2) 上記複素環窒素化合物としては、イミ
ダゾール系化合物、ピラゾール系化合物、ピロール系化
合物、等を挙げることができる。
【0029】ここでイミダゾール系化合物としては、イ
ミダゾールの他に、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、等を挙げることができる。
【0030】(3) 上記アルキル化高重合ポリアルキレン
ポリアミンに複素環窒素化合物を付加させる反応は、通
常、エピハロヒドリンを使用して行なう。
【0031】エピハロヒドリンとしては、エピクロロヒ
ドリン、エピブロモヒドリン等を使用することができ
る。
【0032】この単一合成物である複機能光沢剤の添加
量は、0.5〜50g/L(望ましくは1〜15g/
L)である。そして、主光沢剤成分を合成により単一化
することにより、光沢剤の消耗に対する補給対応が簡略
化され、従来二成分添加を行なっていたシステムに比し
て、浴中の主光沢剤の成分バランスが崩れ難い。
【0033】上記複機能光沢剤が過少では、下記各成分
の有する両機能を奏し難くなる。
【0034】アルキル化高重合ポリアルキレンポリア
ミンは、許容電流密度範囲を低電流密度側へ拡大すると
ともに、亜鉛に対するニッケルの共析率を安定化させる
機能を奏する。
【0035】複素環窒素化合物は、高電流密度側にお
けるコゲ等の異常析出を防止して良好なめっき皮膜の得
られる電流密度範囲を高電流密度側へ拡大するととも
に、ニッケルの共析率を安定化する機能を奏する。
【0036】逆に複機能光沢剤が過剰であると、皮膜へ
の有機物吸着が増加し、黒色クロメートが高電流密度部
分に反応しなくなるとともに、また、亜鉛に対する析出
抑制も強まる結果、過剰のためニッケル共析率が高くな
り過ぎる。
【0037】D.さらに、本発明のめっき浴において
は、光沢性をさらに向上させるために、上記2種類の光
沢剤の他に必要に応じて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、ヘリオトリピン、バニリン等の芳香
族アルテヒド及びこれらの混合物よりなる群から選択さ
れるものを使用することができる。そして、この光沢助
剤の添加剤は0.01〜30g/L(望ましくは、0.
05〜10g/L)である。
【0038】
【実施例】次に本発明の効果を確認するために行なった
実施例について、比較例とともに説明する。
【0039】A.実施例 (1) 錯化剤の合成 PEHA200gを純水830gに十分攪拌均一化した
ものに、50℃以下で、メチルグリシジルエーテル
(「エピオールM」:日本油脂株式会社製)76gを反
応させ、90℃にて2時間還流して合成した。
【0040】(2) 複機能光沢剤の合成 平均分子量10000のポリエチレンイミン500g
(「エポミンSP200」日本触媒化学工業株式会社
製)を純水920gに溶解させたものに、50℃以下で
ジメチル硫酸420gを添加して、80℃にて2時間加
熱還流して、アルキル化高重合ポリアルキレンポリアミ
ンを合成した。
【0041】該合成物に純水5970g及びイミダゾー
ル454gを加え、十分に攪拌均一化した後、50℃以
下でエピクロロヒドリン924gを加えて、ポリアルキ
レンポリアミンにイミダゾールを間接的に付加反応さ
せ、複機能光沢剤を合成した。
【0042】(3) 亜鉛ニッケル合金めっき浴の調製 上記のようにして合成した錯化剤及び合成光沢剤を使用
して、下記組成の亜鉛めっき浴を調製した。
【0043】ジンケート浴組成 亜鉛イオン 10g/L ニッケルイオン 1g/L NaOH 120g/L 合成錯化剤 65.4g/L 合成主光沢剤 2.74g/L 補助光沢剤 バニリン 0.05g/L チオ尿素 0.5g/L PVA 0.2g/L B.比較例 (1) 主光沢剤1の合成 平均分子量1200のポリエチレンイミン40g(「エ
ポミンSP012」日本触媒化学工業株式会社製)を水
100gに溶解させたものに、50℃以下でジメチル硫
酸を420g反応させて、80℃にて2時間過熱還流し
て、アルキル化高重合ポリアルキレンポリアミンを合成
した。
【0044】(2) 主光沢剤2の合成 トリエチルアミン11gとイミダゾール20gを水10
0gに溶解させたものに、攪拌しながら50℃以下でエ
ピクロロヒドリン41gを30分かけて添加する。さら
に、攪拌しながら95℃まで加熱して、2時間保持後、
放冷して主光沢剤2を得る。
【0045】(3) 上記のようにして合成した錯化剤及び
主光沢剤1・2を使用して、下記組成のジンケートめっ
き浴を調製した。
【0046】比較例のジンケートめっき浴は、下記組成
のものを使用した。
【0047】 亜鉛イオン 10g/L ニッケルイオン 1g/L NaOH 120g/L ジエチレントリアミン(錯化剤) 5.6g/L 主光沢剤1 4ml/L 主光沢剤2 3ml/L 補助光沢剤 バニリン 0.05g/L チオ尿素 0.5g/L PVA 0.2g/L C.亜鉛ニッケル合金めっき 上記で調製した実施例及び比較例の各ジンケートめっき
浴を用いて、浴温度:25℃、電流密度:2A/dm
2 、通電時間:35分の条件で製磨き鋼板( JISG 3141
記載のSPCC−B:70×150×0.6mmt)にめ
っきを行ない、各テストピースを調製した。
【0048】D.試験方法及び結果 その結果得られためっき皮膜について、めっき皮膜の密
着性をために、50cmの高さから200g鋼球を落下さ
せて、めっき皮膜の剥れの有無を目視観察した。実施例
は皮膜は剥れが発生しなかったたのに対し、比較例は皮
膜が剥れた。
【0049】なお、外観は、実施例、比較例ともに、全
面均一な光沢を呈していた。
【0050】
【発明の作用・効果】本発明のジンケート型亜鉛合金め
っき浴は、錯化剤が、アミン化合物とアミン化合物とモ
ノグリシジルエーテル及び/又はポリグリシジルエーテ
ルとの反応生成物であり、主光沢剤が、アルキル化高重
合ポリアルキレンポリアミンに複素環窒素化合物を付加
させた複機能合成光沢剤であることにより、前述の実施
例の如く、めっき皮膜の密着性が、従来の同様構成のジ
ンケート浴に比して大幅に向上する。また、従来のアル
キル化ポリアルキレンポリアミンと複素環窒素化合物の
2種の主光沢剤で、許容電流密度範囲を低電流密度側
へ拡大するとともに、亜鉛に対するニッケルの共析率を
安定化させる機能と、高電流密度側におけるコゲ等の
異常析出を防止して良好なめっき皮膜の得られる電流密
度範囲を高電流密度側へ拡大するとともに、ニッケルの
共析率を安定化する機能との、各機能を持たせていたの
を、それらの化合物を合成して単一化合物で複機能を持
たせるようにしたため、上記二成分の消耗速度差をなく
すことができ、めっき工程管理が容易となる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛化合物と、水酸化アルカリとニッケ
    ル(II)塩と、該ニッケル(II)塩を可溶化するための
    錯化剤と主光沢剤とを含有するジンケート型めっき浴で
    あって、 前記錯化剤が、アミン化合物とモノグリシジルエーテル
    及び/又はポリグリシジルエーテルとの反応生成物であ
    り、 前記主光沢剤が、アルキル化高重合ポリアルキレンポリ
    アミンに複素環窒素化合物を付加させた複機能光沢剤で
    ある、 ことを特徴とするジンケート型亜鉛合金めっき浴。
JP32211892A 1992-12-01 1992-12-01 ジンケート型亜鉛合金めっき浴 Expired - Lifetime JP2577689B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100349150B1 (ko) * 1997-12-13 2002-11-18 주식회사 포스코 표면품질과도금밀착성이양호한아연-니켈합금전기도금욕의첨가제및이를이용한아연-니켈전기합금도금강판제조방법

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KR100349150B1 (ko) * 1997-12-13 2002-11-18 주식회사 포스코 표면품질과도금밀착성이양호한아연-니켈합금전기도금욕의첨가제및이를이용한아연-니켈전기합금도금강판제조방법

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