JPH0693491A - 亜鉛および亜鉛合金を電着するための添加組成物、酸性亜鉛および亜鉛合金のメッキ浴、および方法 - Google Patents

亜鉛および亜鉛合金を電着するための添加組成物、酸性亜鉛および亜鉛合金のメッキ浴、および方法

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JPH0693491A
JPH0693491A JP4296058A JP29605892A JPH0693491A JP H0693491 A JPH0693491 A JP H0693491A JP 4296058 A JP4296058 A JP 4296058A JP 29605892 A JP29605892 A JP 29605892A JP H0693491 A JPH0693491 A JP H0693491A
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JP
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zinc
bath
plating bath
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carbon atoms
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JP4296058A
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Valerie M Canaris
エム. カナリス バレリー
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MATSUGIIN ROOKO Inc
Mcgean Rohco Inc
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MATSUGIIN ROOKO Inc
Mcgean Rohco Inc
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Publication date
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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
    • C25D3/22Electroplating: Baths therefor from solutions of zinc

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  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜鉛電着において、低電流密度で優れた光沢
および延性のある電着物を与える。 【構成】 添加組成物は、以下の(a)および(b)の
混合物を含有する: (a)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および
(b)下記の式(I)または(II)の化合物から選択
される、少なくとも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)nH (I) または S−[(R’O)nH]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
り、そしてそれぞれのnは独立して、1から約100ま
での整数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜鉛および亜鉛合金を
電着するための添加組成物、メッキ浴、および方法に関
する。さらに詳しくは、本発明は、ポリ(N−ビニル−
2−ピロリドン)とある種のイオウ含有化合物とを含有
する、添加組成物と亜鉛および亜鉛合金のメッキ浴とに
関する。
【0002】
【従来の技術】相当な関心が、金属表面に改良された腐
食保護を提供することに向けられてきた。この腐食保護
を提供する1つの方法は、表面に亜鉛被膜を電着するこ
とである。10年間、電気メッキされた亜鉛は、経済的
で高度な耐腐食被膜を提供するために、自動車工業に用
いられてきた。しかしながら、より高い品質および広範
囲の保証に対する今日の先例のない需要と共に、自動車
製造業者とその供給者はともに新しい被膜を開発しなけ
ればならなくなった。電気メッキ浴からの亜鉛析出物
は、改良された全体の光沢、許容される範囲の電流密度
および延性を提供するために改変されてきた。優良な全
体の性能はまた、亜鉛−コバルトおよび亜鉛−ニッケル
合金メッキによって証明されている。これらの合金は、
広範囲の耐腐食性を要求する自動車およびその他の応用
において、従来の亜鉛電気メッキの代用として導入され
ている。本明細書および請求項に用いられている「合
金」という用語は、微視的に均一または微視的に不均一
である、2つ以上の金属元素の混合物であると定義され
ている。
【0003】近年、メッキ領域における事業は、シアン
化物を含まないアルカリ浴の開発または酸性メッキ浴の
改良に集中している。本発明は、酸性亜鉛および亜鉛合
金浴に関する。典型的に、酸性亜鉛メッキ浴は、塩化亜
鉛または硫酸亜鉛のような適当な無機亜鉛塩に基づいて
おり、その浴は通常、それに対応するアンモニウム塩の
ような緩衝剤を含有している。他の添加物は、延性、光
沢、均一電着性および隠蔽力を促進および改良するため
に、浴中に含有されている。界面活性剤は通常、結晶構
造を改良し、点食を減少させ、および他の添加物の溶解
度を上げるために含有されている。
【0004】酸性亜鉛浴の光沢剤は米国特許第3,920,52
8号に記載されており、その光沢剤は、ピロリジンまた
はピロリドンを含有する様々な複素環と直接に、あるい
はアルキレン基、ビニル基、カルボニル基またはフェニ
ル基を介して結合したカルボニル基またはスルホ基を有
する化合物である。
【0005】ポリビニルピロリドン(PVP)は、様々
な望ましい特性を与えるために亜鉛メッキ浴に混合され
ている。米国特許第4,397,717号は、ポリビニルピロリ
ドンを含有する様々な添加物を含むアルカリ性亜鉛電気
メッキ浴を記載している。酸性亜鉛メッキ浴でのポリビ
ニルピロリドンの使用は、米国特許第3,594,291号、第
3,891,520号、第3,919,056号、第4,226,682号および第
4,444,630号に記載されている。米国特許第3,594,291号
には、酸性亜鉛メッキ溶液用の光沢剤系が記載されてい
る。これはN−ポリビニルピロリドンと、アセトフェノ
ン、ベンザルアセトンなどのようなカルボニル化合物で
ある二次光沢剤との配合を含む。その浴中のポリビニル
ピロリドンの濃度は、約0.5から100g/Lの間で
ある。その配合は、個々の効果よりも高水準の光沢を提
供することが報告されている。ポリビニルピロリドン
は、米国特許第3,919,056号には酸性亜鉛メッキ浴中の
界面活性剤として記載されている。そして、米国特許第
4,226,682号は、1−フェニル−1−ペンテン−3−オ
ンのような光沢剤化合物を配合したPVPを含有する、
ある特定の分散剤の使用を記載している。
【0006】米国特許第2,495,668号は、銅を電着する
メッキ浴を記載している。ここで、そのメッキ浴は、シ
アン化銅に加えて、β−メルカプトエタノール、ジチオ
グリコール、β,β’-ジヒドロキシエチルスルフィドお
よびチオグリコール酸のようなイオウ化合物を含有す
る。一般式 RS(R’O)nH およびS[(R’O)n
H]2 を有するポリマーイオウ含有化合物が、米国特許
第4,229,268号に記載されている。ここでは上記化合物
が酸性亜鉛メッキ浴から平らで光沢のある亜鉛析出物を
提供するために有用であると記述されている。上記式中
では、Rは、約24個までの炭素原子を含有するアルキ
ル基であり、それぞれのR’は独立して、2個または3
個の炭素原子を含有するアルキレン基であり、それぞれ
のnは独立して、1から約100までの整数である。米
国特許第4,832,802号においては、これらのポリマーイ
オウ含有化合物は、少なくとも1つの特定のアセチレン
誘導体を、延性を改良する量だけ配合すると、平らで光
沢のある亜鉛−ニッケル合金析出物を析出させるのに有
用な、水性の酸性亜鉛−ニッケルメッキ浴用の添加組成
物を提供する。
【0007】
【発明の要旨】記載されている添加組成物は、以下の
(a)および(b)の混合物を含有する: (a)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および
(b)下記の式(I)または(II)の化合物から選択
される少なくとも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
り、それぞれのnは独立して、1から約100までの整
数である。
【0008】この添加組成物は、亜鉛、または、亜鉛イ
オンとニッケルおよびコバルトから選択される少なくと
も1つの添加金属との混合物を含有する酸性メッキ浴に
有用である。このメッキ浴はまた、塩素イオンまたは塩
素イオンと硫酸イオンとの混合物も含有している。本発
明のメッキ浴は、低電流密度で光沢があり、延性のある
電着物を提供する。
【0009】本発明の方法は、上記メッキ浴中で基体を
電気メッキすることを包含する。
【0010】
【発明の構成】本発明の添加組成物は、以下の(a)お
よび(b)の混合物を含有する: (a)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および
(b)下記の式(I)または(II)の化合物から選択
される少なくとも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
り、それぞれのnは独立して、1から約100までの整
数である。1つの実施態様において、添加組成物は、約
10から約90重量部のポリ(N−ビニル−2−ピロリ
ドン)および約10から約90重量部のイオウ含有成分
(b)を含有する。
【0011】本発明の添加組成物として有用なポリ(N
−ビニル−2−ピロリドン)は、次に示す一般式によっ
て特徴づけられるポリマーを含有する:
【0012】
【化1】
【0013】ここで、nは約50から約5000までの
整数である。ポリビニルピロリドンの重合度は決定的で
ない。従って、ポリビニルピロリドンは、約4500か
ら約500,000の分子量を有し得る。1つの実施態
様において、式(III)中のnは、約90から約35
00である。例えば、約10,000から約30,000
の分子量を有するポリマーを用いると、満足な結果が得
られる。ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)は、GA
Fを含めて様々な原料として市販されている。例えばP
VP K−15 は、GAF Chemical Corp
orationから市販されているポリ(N−ビニル−
2−ピロリドン)である。
【0014】本発明の添加組成物およびメッキ浴に有用
であるとわかっているイオウ含有組成物は、下記の
(I)または(II)の一般式によって特徴づけられ
る: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは、水素または約24個までの炭素原子を含
有するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、
2個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
り、それぞれのnは独立して、1から約100までの整
数である。式(I)に従う組成物は、硫化水素、メルカ
プタンと、1から100モルのエチレンオキシドまたは
プロピレンオキシドまたはこのようなオキシドの混合物
とを反応させることによって調製され得る。一般にアル
カリ触媒は、縮合反応を促進する際に用いられる。アル
カリ触媒の例としては、アルカリ金属ヒドロキシド、オ
キシドおよびアルコラートがある。式(I)で表される
化合物の調製は、その開示が参考として援用されている
米国特許第2,494,610号中に、もっと詳細に記載されて
いる。
【0015】式(II)で表されるタイプの化合物は、
1モルの硫化水素、2−ヒドロキシエチルスルフィドま
たは3−ヒドロキシプロピルスルフィドと、1から10
0モルのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドま
たはこのようなオキシドの混合物とを反応させることに
よって調製され得る。もし、最初のイオウ化合物が硫化
水素ならば、最低2モルのオキシドが必要である。好ま
しくは、過剰のオキシドおよびアルカリ触媒を使用する
方がよい。
【0016】1つの好適な実施態様において、イオウ含
有組成物は、1モルの硫化水素または2−ヒドロキシエ
チルスルフィドと、100モルまでのエチレンオキシド
とから誘導される。例えば、1モルの2−ヒドロキシエ
チルスルフィドと21モルのエチレンオキシドとを反応
させることによって、有用な化合物が得られる。他の実
施態様において、硫化水素は6個から24個の炭素原子
を含有するメルカプタンに代用される。
【0017】本発明のメッキ浴に有用なタイプのイオウ
含有組成物は、GAFから一般商標名「PEGOL T
DG」で、およびAlcolac Companyから
一般商標名「SIPONIC」で市販されている。1つ
の例としてPEGOL TDG1250があり、これは
2−ヒドロキシエチルスルフィドを約28から30モル
のエチレンオキシドでエトキシル化させて得られた生成
物である。
【0018】本発明の添加組成物は、特に酸性亜鉛およ
び亜鉛合金電気メッキ浴において有用である。PVPお
よび前記のイオウ含有化合物を含有する添加組成物は、
低電流密度で改良された光沢および延性を示す亜鉛およ
び亜鉛合金析出物を生成する。
【0019】本発明の添加組成物を添加し得る水性の酸
性亜鉛および亜鉛合金メッキ浴は、従来の亜鉛およびア
ンモニウムを含有するメッキ浴、および当業者に公知で
あるアンモニウムを含まない酸性メッキ浴を含む。本発
明の亜鉛メッキ浴は遊離の亜鉛イオンを含有し、以下の
ものから調製され得る:硫酸亜鉛、塩化亜鉛、ホウフッ
化亜鉛、酢酸亜鉛、スルファミン酸亜鉛および/または
アルカンスルホン酸亜鉛、例えばメタンスルホン酸亜
鉛。メッキ浴の亜鉛イオン濃度は約5g/Lから約18
0g/Lの範囲であり、好ましくは約7.5から約10
0g/L、さらに好ましくは、約10から40g/Lで
ある。
【0020】メッキ浴が亜鉛合金メッキ浴である時、そ
の浴は亜鉛に加えてニッケルおよび/またはコバルトイ
オンを含有する。ニッケルイオンは水性のメッキ浴中
に、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、ホウフッ化ニッケ
ル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル、およびア
ルカンスルホン酸ニッケルの塩のような水溶性塩の形で
存在し得る。コバルトイオンが本発明の水性のメッキ浴
中に存在する時、コバルトは通常、硫酸コバルト、塩化
コバルト、ホウフッ化コバルト、スルファミン酸コバル
トおよび酢酸コバルトの形で存在する。メッキ浴中に存
在する時、ニッケルイオンおよびコバルトイオンは、通
常約10から約150g/Lの濃度で存在する。
【0021】本発明のメッキ浴は、通常、以下のような
1つ以上の導電性の塩を含有する:塩化ナトリウム、フ
ッ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化カリウム、フッ
化カリウム、硫酸カリウムおよび塩化アンモニウム、フ
ッ化アンモニウムおよび硫酸アンモニウム。この導電性
の塩はメッキ浴中に、約50から約300g/L、また
はそれ以上の範囲で存在する。本発明のメッキ浴は、塩
素イオンまたはフッ素イオンと硫酸イオンの混合物を含
有する。好ましくは、その浴は硫酸イオンではなく塩素
イオンを含有する方がよい。浴中の塩素イオン濃度は、
約50から200g/Lの範囲であり得る。しばしば、
塩素イオンの濃度は約100から175g/Lである。
【0022】ホウ酸は、pHおよび陰極膜を調整する弱
緩衝剤として働くために、本発明の酸性亜鉛および亜鉛
ニッケルメッキ浴中に含有され得る。ホウ酸はまた、析
出物を平らにするのにも有効であり、レベリング剤との
協同効果を有すると考えられている。浴中のホウ酸濃度
は決定的でなく、通常は約60g/Lまでの範囲であ
る。1つの実施態様において、メッキ浴中のホウ酸濃度
は約10から40g/Lである。
【0023】本発明の酸性浴の酸性度はpHが0から約
6.5または7まで変化し得る。pHは所望ならば、1
0%硫酸溶液のような酸溶液を添加することによって下
げることができる。もしもpHが所望の操作範囲より下
に下がるなら、水酸化アンモニウムまたは水酸化カリウ
ムを添加することによって上げることができる。酸性亜
鉛メッキ浴は、pHが約3または4から約6.5に操作
されるのが望ましい。
【0024】PVPおよび、本発明の酸性メッキ浴に含
有されている、前記の少なくとも1つのイオウ含有成分
を含有する本発明の添加組成物の量は、光沢のある亜鉛
析出物を提供するために十分な量である。添加組成物
は、前もって混合物として形成されてメッキ浴に加えら
れるか、または添加組成物の成分が個々に本発明のメッ
キ浴に加えられ得る。ポリ(N−ビニル−2−ピロリド
ン)および式(I)および/または(II)で特徴づけ
られるイオウ含有化合物を含有する本発明の酸性メッキ
浴は、どちらの技術によっても調製できる。従って通常
に調製されるメッキ浴は、約0.1から約10g/Lの
ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)および約0.1か
ら約15g/Lのイオウ含有化合物を含有する。
【0025】本発明の添加組成物が前もって形成されて
酸性メッキ浴に加えられる時、添加組成物は、水、およ
び以下の(a)および(b)を含有する水性の添加組成
物である: (a)約10から約60g/Lのポリ(N−ビニル−2
−ピロリドン)および(b)約25から約150g/L
の、式(I)および/または(II)の少なくとも1つ
のイオウ含有化合物。
【0026】上記の、水性の酸性メッキ浴から析出した
亜鉛および亜鉛合金の光沢は、浴にもまた、芳香族およ
びオレフィンのアルデヒド、ケトン、カルボン酸および
カルボン酸の塩のようなカルボニルを含有する化合物を
少なくとも1つ含有する時、改良される。その補充の光
沢剤は、広い範囲の電流密度にわたって最適のレベリン
グ効果を与える。次に述べる化合物は、本発明のメッキ
浴中の光沢剤として有用なカルボニルを含有する化合物
のタイプを示している。そして、これらのカルボニル化
合物には、アルデヒド、ケトンおよびカルボン酸、その
エステルおよび塩、特にオレフィン酸とカルボン酸、そ
のエステルおよび塩が含まれる:オルト−クロロベンズ
アルデヒド、パラ−クロロベンズアルデヒド、o−ヒド
ロキシベンズアルデヒド、アミノベンズアルデヒド、ベ
ラトルアルデヒド、ベンジリデンアセトン、クマリン、
3,4,5,6−テトラヒドロベンズアルデヒド、アセ
トフェノン、プロピオフェノン、フルフリリデンアセト
ン、3−メトキシベンザルアセトン、ベンズアルデヒ
ド、バニリン、ヒドロキシベンズアルデヒド、アニスア
ルデヒド、安息香酸、安息香酸ナトリウム、サリチル酸
ナトリウム、3−ピリジンカルボン酸(ニコチン酸)、
メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ナト
リウムなどが含まれる。1種以上の酸と1種以上のケト
ンの混合物もまた有用である。本発明の浴中に使用する
時、カルボニルを含有する光沢剤は約0.02から約5
g/Lの範囲で含有される。そのカルボニルを含有する
光沢剤は直接メッキ浴に添加され得る。またはその光沢
剤は本発明の添加組成物中に含有され、その組成物は、
その後本発明の酸性メッキ浴の調製中に添加されるかま
たは使用され得る。水性の添加組成物中に含有される
時、その添加組成物は、約50から約200g/Lのカ
ルボニル光沢剤を含有し得る。
【0027】本発明の水性の酸性メッキ浴から析出した
亜鉛および亜鉛合金の特性は、浴中、(または添加組成
物中)に少量の少なくとも1種の陰イオン性芳香族スル
ホン酸またはその塩を含有することによりさらに高めら
れる。これらの化合物は、ホルムアルデヒドと芳香族ス
ルホン酸、通常はナフタレンスルホン酸の重縮合によっ
て得られる。このタイプの重縮合生成物は公知の化合物
であり、生成は、例えば、Houben−Weylによ
る「Methoden Der Organishen Chemie」、XIV/2
巻、p.316のような文献中に記載されている。そし
て上記の記載は、ここに参考として取り入れられてい
る。酸性亜鉛浴中のこれらの縮合生成物の有用性は、米
国特許第3,878,069号および第4,075,066号に記載されて
いる。
【0028】これらの重縮合生成物を調製する一般法
は、ホルムアルデヒド溶液とナフタレンスルホン酸との
反応を包含し、この反応は、約60℃から約100℃の
温度でホルムアルデヒドの臭気が消えるまで行う。同様
の生成物が、ナフタレンホルムアルデヒド樹脂のスルホ
ン化により得られ得る。このようにして得られた縮合生
成物は、1つから3つのスルホン酸基を有し得るメチレ
ン架橋によって結合された2つ以上のナフタレンスルホ
ン酸を含有する。
【0029】用いられ得る芳香族スルホン酸のいくつか
の例は以下の通りである: DuPontから市販され
ている、テトラヒドロナフタレンスルホン酸の浴に可溶
な塩;Arco Chemical Companyから
一般商標名「Ultra wet」で市販されている、
キシレンスルホン酸の浴に可溶な塩;およびクミルスル
ホン酸の浴に可溶な塩。
【0030】これらの陰イオン性芳香族スルホン酸化合
物は、それらの酸の形で、またはナトリウム塩またはカ
リウム塩である水に可溶な塩として、メッキ浴に導入さ
れ得る。
【0031】これらのタイプの重縮合生成物は以下のと
ころで市販されている:GAFから一般商標名BLAN
COL N および BLANCOL DISPERSAN
T;BASFから商標名TAMOL NNO;Kokk
o Corporationから商標名DEMOL N;
およびStepan Chemical Company
から商標名STEPANTAN A。これらの縮合生成
物は、以下の量で本発明の浴中に含有される。それは、
メッキ浴中の他の成分に依存して変化し、一般に光沢を
改良する、メッキ浴の約0.1から約15g/Lの量で
ある。
【0032】本発明のメッキ浴はまた、少なくとも1種
の非イオン性エチレンオキシドおよび/またはプロピレ
ンオキシド縮合物の界面活性剤を含有し得る。これらの
界面活性剤は、エトキシル化アルキルフェノール、エト
キシル化脂肪族アルコール、エトキシル化脂肪酸、エト
キシル化脂肪酸アミド、ポリエチレンオキシド縮合物、
およびプロピレングリコールまたはエチレングリコール
ベースのエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの
ブロック共重合体からなる群から選択され得る。一般
に、界面活性剤は約40以上のエチレンオキシド単位ま
で含有する。本発明の浴中に含有される非イオン性界面
活性剤の量は広範囲で変化し得るが、好ましくは、浴中
に約0.5から10g/Lの縮合物を含有する。
【0033】エトキシル化アルキルフェノールは、下記
の式で表され得る:
【0034】
【化2】
【0035】ここで、Rは約20個までの炭素原子を含
有するアルキル基であり、nは約10から約30までの
整数である。好ましくは、アルキル基は約6個から20
個の炭素原子を含有する。このようなアルキル基の例と
して、オクチル、イソオクチル、ノニル、ドデシル、オ
クタデシルがある。エトキシル化アルキルフェノールは
以下のようないろいろな登録商標で市販されている:J
efferson Che−mical Co.から「S
urfonic」、Atlas Chemical I
ndustries,Inc.から「Renex」、お
よびGAF Corp-oration Chemica
l Productsから「Igepal」。
【0036】異なる分子量を有するポリエチレンオキシ
ドまたはポリエチレングリコール縮合物は、良い結果を
与えることがわかっている。このタイプの縮合物は下記
の一般式で表され得る: HO(CH2CH2O)nH (V) ここで、nは約5から約100以上の整数であり、それ
は当分野では公知である。それは、例えばUnion
Carbideから一般商標名がCarbowaxで市
販されている。特定の例はCarbowax No.10
00であり、これは分子量が約950から1050の範
囲であり、1分子当り20個から24個のエトキシ単位
を含有する。Carbowax No.4000は、分子
量が約3000から3700の範囲であり、1分子当り
68個から85個のエトキシ単位を含有する。
【0037】エトキシル化脂肪族アルコールは本発明の
メッキ浴中の界面活性剤として有用であり、下記の式で
表され得る: RO(CH2CH2O)n−H (VI) ここで、Rは約8個から24個までの炭素原子を含有す
るアルキル基であり、nは5から約30までの整数であ
る。脂肪族アルコールの好ましい例は、トリデシルオレ
イルおよびステアリルである。多くのエトキシル化脂肪
族アルコールが、Emery Industriesか
ら一般商標名「Trycol」で市販されている。特定
の例は、エトキシル化オレイルアルコールである「Tr
ycolOAL−23」である。
【0038】アルコキシル化アルコールもまたChem
ax,Inc.から一般商標名「Chemal」で市販
されている。例として、Chemal TDAはエトキ
シル化トリデシルアルコールであり、Chemal O
Aはエトキシル化オレイルアルコールであり、そしてC
hemal LAはエトキシル化ラウリルアルコールで
ある。
【0039】界面活性剤もまた、下記の式で表されるエ
トキシル化脂肪酸となり得る: RC(O)−O(CH2CH2O)nH (VII) または下記の式で表されるエトキシル化脂肪酸アミド: RC(O)−N(H)(CH2CH2O)nH (VIII) ここで、Rは約8個から24個までの炭素原子を含有す
るアルキル炭素鎖であり、nは約5から約20までの整
数である。
【0040】エトキシル化脂肪酸は、エチレンオキシド
とオレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸などのよう
な脂肪酸とを反応させて得られ得る。エトキシル化脂肪
酸は、Armak Industries,Chemi
cal Divisionから登録商標「Ethofa
t」で市販されている。特定の例は:EthofatC
/15であり、これはココ酸(coco acid)をエチレン
オキシド5モルでエトキシル化している。そしてEth
ofat O/15およびO/20は、それぞれオレイ
ン酸をエチレンオキシド5モルおよび10モルで反応さ
せている。エトキシル化脂肪酸アミドは、エチレンオキ
シドとオレアミド、ステアルアミド、ココナッツ脂肪酸
アミドおよびラウリックアミドのような脂肪酸アミドを
反応させて得られ得る。エトキシル化脂肪酸アミドはま
た、エトキシル化アルキロールアミドと同一であるが、
以下のところから市販されている。例えば、Stepa
nChemial Companyから一般商標名Am
idox、およびArmakから登録商標ETHOMI
Dで市販されている。
【0041】本発明のメッキ浴に有用な非イオン性エト
キシル化界面活性剤のもう1つのタイプは、エチレング
リコールまたはプロピレングリコールのようなグリコー
ルベースのエチレンオキシドおよびプロピレンオキシド
のブロック共重合体である。エチレングリコールベース
の共重合体は一般に、エチレンオキシドとエチレングリ
コールとを反応させて親水性基を作成し、続いてこの中
間生成物とプロピレンオキシドとを縮合させて調製され
る。プロピレングリコールベースの共重合体は同様にし
て、プロピレンオキシドとプロピレングリコールとを反
応させて中間化合物を作成し、続いてこの中間化合物と
エチレンオキシドとを縮合させて調製される。前記共重
合体を作成するために用いるエチレンオキシドとプロピ
レンオキシドとの割合を変えることによって、その特性
は変化し得る。前記のタイプの共重合体は両方とも、B
ASF Wyandotteから一般商標PLURON
ICで市販されている。エチレングリコールベースの縮
合物は「R」シリーズであり、これらの化合物は、好ま
しくは分子中にポリオキシエチレンを約30から約80
%含有し、液体か固体のどちらかをとり得る。プロピレ
ングリコールベースの縮合物はBASF Wyando
tteでは一般に「F」、「L」、または「P」シリー
ズであり、これらはエチレンオキシドを約5から約80
%含有し得る。プロピレングリコールベースの共重合体
の「L」シリーズは液体であり、「F」シリーズは固体
であり、そして「P」シリーズはペーストである。固体
およびペーストは、それらが浴の組成物に可溶である
時、用いられ得る。これらのブロック共重合体の分子量
は約400から約14,000の範囲である。
【0042】本発明の酸性メッキ浴はまた、2−エチル
−1−ヘキサノールの硫酸エステルの浴に可溶な金属塩
を少量混合することにより改良され得る。これらのナト
リウム塩は、多くの販売店から市販されている。例え
ば、Niaset Corpo-rationからは商標
名NIAPROOF 08;The Henkel Ch
emicals Company(Canada)から
は商標名SULFO TAX CA;BASFからは商標
名LUGALVAN TC−EHS;などがある。これ
らの塩は、本発明のメッキ浴中に約0.1から約15g
/L含有され得る。
【0043】本発明の酸性メッキ浴は、約25℃から約
60℃の従来の温度で、平らで光沢がありそして延性の
ある亜鉛または亜鉛合金を基体上に析出させる。静止メ
ッキ浴は一般に、約25℃から約40℃のようにより低
い温度の範囲で操作される。一方、ストリップまたはワ
イヤーのメッキ用の高速メッキ浴は、約25℃から約6
0℃の全範囲にわたって操作され得る。本発明の浴はま
た、バレルメッキにも用いられ得る。もしその浴を攪拌
しなければならない時は、消泡剤を入れておかなければ
ならない。有用な消泡剤の例は、Dow Cornin
g Aと硫酸ナトリウムとの混合物である。
【0044】メッキ浴および添加組成物中のベンジリデ
ンアセトンの溶解性を改良するための溶媒もまた好まし
い。可溶化剤の例として次のものがある:2−メトキシ
エタノール;エチレングリコールエチルエーテル;プロ
ピレングリコールメチルエーテル;プロピレングリコー
ル−n−ブチルエーテル、およびブチルセロソルブ。
【0045】以下に、本発明の酸性浴の調製または保持
および/またはその浴の性能を改良するための、本発明
に従って調製および利用され得る添加組成物または濃縮
物の例を示す。
【0046】 〔添加組成物−1〕 PVP 50g エトキシル化(21ETO)2−ヒドロキシエチルスルフィド 50g 〔添加組成物−2〕 PVP 30g/L TDG−1250 75g/L 水 総量をlLにする量 〔添加組成物−3〕 PVP K−15 36g/L TDG−1250 86g/L 安息香酸ナトリウム 132g/L 水 総量をlLにする量 〔添加組成物−4〕 プロピレングリコールメチルエーテル 600cc ベンジリデンアセトン 60g/L Blancol N 0.34g/L PVP K−15 0.12g/L Chemal TDA−15 0.44g/L TDG−1250 0.29g/L 安息香酸ナトリウム 0.44g/L 水 総量をlLにする量 〔添加組成物−5〕 Chemal TDA−15 57.3g/L Blancol N 44.0g/L HClでpHを6.0から6.5にする 水 総量をlLにする量
【0047】
【実施例】以下の実施例1から10は、本発明に従っ
て、様々な添加組成物を添加し得る典型的な水性の酸性
亜鉛および亜鉛合金メッキ浴を説明している。
【0048】〔実施例1〕 塩化亜鉛 41.6g/L 塩化カリウム 229g/L ホウ酸 20g/L 〔実施例2〕 塩化亜鉛 105g/L 塩化カリウム 210g/L ホウ酸 20g/L 〔実施例3〕 塩化亜鉛 28g/L 塩化アンモニウム 202.5g/L 〔実施例4〕 塩化亜鉛 33.4g/L 塩化アンモニウム 60.75g/L 塩化カリウム 137.4g/L ホウ酸 38.75g/L 〔実施例5〕 塩化亜鉛 38.5g/L 塩化カリウム 67.5g/L 塩化アンモニウム 76.3g/L 塩化ナトリウム 56.4g/L ホウ酸 22.5g/L 〔実施例6〕 塩化亜鉛 20.8g/L 硫酸亜鉛一水和物 14.0g/L 硫酸カリウム 60.0g/L 塩化カリウム 114.5g/L ホウ酸 10.0g/L 〔実施例7〕 塩化亜鉛 100g/L 塩化ニッケル 155g/L 塩化アンモニウム 240g/L 濃水酸化アンモニウム溶液 75g/L 〔実施例8〕 塩化亜鉛 35g/L 硫酸ニッケル 102g/L 塩化アンモニウム 120g/L 濃水酸化アンモニウム溶液 40g/L 〔実施例9〕 塩化亜鉛 73g/L 塩化コバルト六水和物 32g/L 塩化ナトリウム 125g/L ホウ酸 30g/L 〔実施例10〕 塩化亜鉛 35g/L 塩化ニッケル六水和物 40g/L 塩化コバルト六水和物 20g/L ホウ酸 30g/L 以下の例は、本発明の水性の酸性メッキ浴を説明する。
この浴の有用性は、スチール性のフルセル(Hull
Cell)パネルを、電解液を267ml入れた電解用
のセル中でメッキすることにより証明されている。
【0049】 〔浴A〕 添加組成物−3を1%加えた実施例1の浴 および Chemal TDA−15 1.72g/L Blancol N 1.32g/L ベンジリデンアセトン 0.045g/L プロピレングリコールメチルエーテル 0.45g/L 〔浴B〕 実施例3の浴に以下のものを加えた浴 添加組成物3 1% 添加組成物4 0.75cc/L 添加組成物5 3% 温度110゜Fにおいて、機械的に攪拌しながら、2A
で5分間通電した後のフルセルパネルは、全体に延性お
よび光沢がある。 〔浴C〕 実施例4の浴に以下のものを加えた浴 添加組成物3 1% 添加組成物4 0.75cc/L 添加組成物5 3% 温度110゜Fにおいて、機械的に攪拌しながら、2A
で5分間通電した後のフルセルパネルは、全体に延性お
よび光沢があり、非常に低電流密度になる。 〔浴D〕 実施例5の浴に以下のものを加えた浴 添加組成物3 1% 添加組成物4 0.75cc/L 添加組成物5 3% 温度110゜Fにおいて、機械的に攪拌しながら、2A
で5分間通電した後のフルセルパネルは、全体に延性お
よび光沢があり、非常に低電流密度になる。 〔浴E〕 実施例6の浴に以下のものを加えた浴 添加組成物3 1% 添加組成物4 0.75cc/L 添加組成物5 3% 温度110゜Fにおいて、機械的に攪拌しながら、2A
で5分間通電した後のフルセルパネルは、全体に延性お
よび光沢があり、125A/ft2にまでなる。この結
果は、硫酸イオンは含有するが塩素イオンを含有しない
同様の浴においても改良される。
【0050】本発明はその好適な実施態様について説明
しているが、その様々な改変が明細書を読む当業者に自
明となることは明らである。従って、ここで開示した本
発明は、添付した特許請求の範囲に属するような改変を
も含むことを意図することは理解されるべきである。
【0051】添加組成物は、以下の(a)および(b)
の混合物を含有する: (a)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および
(b)下記の式(I)または(II)の化合物から選択
される、少なくとも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)nH (I) または S−[(R’O)nH]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
り、そして、それぞれのnは独立して、1から約100
までの整数である。
【0052】この添加組成物は、亜鉛、または亜鉛イオ
ンとニッケルおよびコバルトから選択される少なくとも
1つの他の金属との混合物を含有する酸性メッキ浴に有
用である。そのメッキ浴もまた塩素イオン、または塩素
イオンと硫酸イオンとの混合物を含有する。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の(a)および(b)の混合物を含
    有する添加組成物: (a)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および
    (b)下記の式(I)または(II)の化合物から選択
    される少なくとも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
    するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
    個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
    り、そしてそれぞれのnは独立して、1から約100ま
    での整数である。
  2. 【請求項2】 前記混合物が約10から約90重量部の
    (a)と約10から90重量部の(b)とを含有する、
    請求項1に記載の添加組成物。
  3. 【請求項3】 (c)少なくとも1つの芳香族カルボニ
    ルを含有する化合物をさらに含有する、請求項1に記載
    の添加組成物。
  4. 【請求項4】 前記芳香族カルボニルを含有する化合物
    (c)が、芳香族カルボン酸またはその浴に可溶な塩で
    ある、請求項3に記載の添加組成物。
  5. 【請求項5】 水および以下の(a)および(b)を含
    有する、水性の酸性亜鉛および亜鉛合金の電気メッキ浴
    用の水性の添加組成物: (a)約10から約60g/Lのポリ(N−ビニル−2
    −ピロリドン)、および(b)約25から約150g/
    Lの下記の式(I)または(II)で示される少なくと
    も1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
    するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
    個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
    り、それぞれのnは独立して、1から約100までの整
    数である。
  6. 【請求項6】 (c)50から200g/Lの少なくと
    も1つの芳香族カルボン酸またはその浴に可溶な塩をさ
    らに含有する、請求項5に記載の水性の添加組成物。
  7. 【請求項7】 基体上に亜鉛または亜鉛合金を電着する
    ための水性の酸性メッキ浴であって、水および以下の
    (a)、(b)、(c)および(d)を含有する水性の
    酸性メッキ浴: (a)亜鉛イオン、または亜鉛イオンとニッケルおよび
    コバルトから選択される少なくとも1つの他の金属との
    混合物、 (b)塩素イオン、または塩素イオンと硫酸イオンとの
    混合物、 (c)ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、および (d)下記の式(I)または(II)で示される少なく
    とも1つのイオウ含有化合物: RS(R’O)n H (I) または S−[(R’O)n H]2 (II) ここで、Rは水素または約24個までの炭素原子を含有
    するアルキル基であり、それぞれのR’は独立して、2
    個または3個の炭素原子を含有するアルキレン基であ
    り、それぞれのnは独立して、1から約100までの整
    数である。
  8. 【請求項8】 1モルの硫化水素または2−ヒドロキシ
    エチルスルフィドと約150モルまでのエチレンオキシ
    ドまたはプロピレンオキシドとを反応させることにより
    前記イオウ含有化合物が調製される、請求項7に記載の
    メッキ浴。
  9. 【請求項9】 (e)少なくとも1つの芳香族カルボニ
    ルを含有する化合物をさらに含有する、請求項7に記載
    のメッキ浴。
  10. 【請求項10】 前記芳香族カルボニルを含有する化合
    物が、芳香族アルデヒド、ケトンまたはカルボン酸、ま
    たはその浴に可溶な塩である、請求項9に記載のメッキ
    浴。
  11. 【請求項11】 芳香族カルボニルを含有する化合物
    が、芳香族カルボン酸またはその浴に可溶な塩である、
    請求項9に記載のメッキ浴。
  12. 【請求項12】 少なくとも1つの消泡剤をさらに含有
    する、請求項7に記載のメッキ浴。
  13. 【請求項13】 前記浴が、芳香族カルボン酸またはそ
    の浴に可溶な塩と芳香族ケトンとの混合物を含有する、
    請求項9に記載のメッキ浴。
  14. 【請求項14】 基体上に光沢のある亜鉛または亜鉛合
    金被膜を電着する方法であって、請求項1に記載の、添
    加組成物を含有する水性の酸性亜鉛または亜鉛合金メッ
    キ浴中で該基体を電気メッキすることを包含する、方
    法。
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