JPH11193486A - 亜鉛めっき方法 - Google Patents

亜鉛めっき方法

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JPH11193486A
JPH11193486A JP36964597A JP36964597A JPH11193486A JP H11193486 A JPH11193486 A JP H11193486A JP 36964597 A JP36964597 A JP 36964597A JP 36964597 A JP36964597 A JP 36964597A JP H11193486 A JPH11193486 A JP H11193486A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 亜鉛めっきを金属材料に施す電気めっきにお
いて、これまで疎かにされてきた労働環境を改善して労
働者を危険な作業から解放し、かつ、電流密度の影響を
受けにくい良好な均一電着性を得ることはもとより、優
れたツキマワリ性等を与える良好なめっき浴を提供す
る。 【解決手段】 亜鉛及び水酸化アルカリを含み、陽極に
鉄、ニッケル、ステンレス、チタン又はカーボンを用い
るめっき浴でめっきを行なう際に、このめっき浴に陽極
からの供給不足分の亜鉛を浸漬により溶解補給するめっ
き方法であって、構造式(1) 【化1】 等から成る群から選択される1種以上のポリマーを含む
めっき浴を用いる亜鉛めっき方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛めっきを金
属材料に施す電気めっきに関し、特殊陽極材料、特殊亜
鉛供給法、及び特殊浴溶解性ポリマーを組合せることに
より亜鉛めっきの特性が向上した電気めっき方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に鉄系材料・部品の防錆方法とし
て亜鉛めっきは最も広く一般的に利用されている。しか
し、亜鉛めっきされた鉄系材料・部品は、そのまま使用
すると亜鉛の錆である白錆がすぐに発生してしまうた
め、通常はさらに保護皮膜を形成させる事が一般的であ
る。亜鉛めっきに施される保護皮膜として最も一般的な
処理はクロメート皮膜処理であり、クロメート皮膜処理
は色調から光沢クロメート、有色クロメート、緑色クロ
メート、黒色クロメートなどに分類される。亜鉛めっき
の浴は酸性浴とアルカリ浴に大別され、全体的(広い電
流密度範囲での)光沢性、ピット防止、優れた均一電着
性、優れたレベリング性、効率を上げるための高亜鉛濃
度での使用可能性、良好なクロメート処理性、合金めっ
きにおける広い電流密度域での均一な合金比率など多数
の研究が古くからされている。
【0003】アルカリ亜鉛めっきは亜鉛と水酸化ナトリ
ウムなどの電導塩からなるが、光沢剤、添加剤やキレー
ト剤無しに使用されると粗くてスポンジ状の析出物とな
り実用的でない。シアンを含有したアルカリ浴は古くか
ら使用されているが、シアンの毒性と環境配慮の面から
シアンを使用しないアルカリめっき浴も20年以上前に
開発され現在に至っている(例えば、特公昭58−67
92)。シアンを使用しないめっき浴(以下ジンケート
浴)は特定の添加剤により、スポンジ状の析出を抑制
し、優れた光沢を得ている。近年は、融雪塩による激し
い腐食環境に対応するため研究の多くが耐食性の増進に
注がれ、より優れた耐食性を持つめっきとして亜鉛−
鉄、亜鉛−ニッケル、亜鉛−鉄−コバルトなどの合金め
っきが開発された。
【0004】電気めっきにおいて要求される特性の一つ
に耐食性があり他に、良好な外観(全体的(広い電流密
度範囲での)光沢性、ピット防止、レベリング性な
ど)、優れた均一電着性、効率を上げるための高亜鉛濃
度での使用可能性、良好なクロメート処理性、合金めっ
きにおける広い電流密度域での均一な合金比率などがあ
るが、耐食性の増進に研究が集中し、他の項目の研究が
やや疎かになっている。特定の光沢剤を含む改良された
亜鉛めっき浴を記載した、米国特許3853718、3
869358、3884774、4113583、41
69771、4229267、4730022、479
2038、5182006、5194410号を含む多
くの特許が出願されている。
【0005】亜鉛めっきに関する従来の研究はこれらの
めっき液、めっき液用添加剤、めっき被膜に関するもの
が大多数で、近年注目されている労働環境に関する物は
少ない。特にめっき業界は3K産業の一に数えられてい
るにもかかわらず、前述のめっきそのものに関する技術
革新の割に労働環境、特に安全衛生における検討・改善
は疎かになっている。本発明の対象を具体的に示すと陽
極の引き上げ、補給、投入、交換の作業を指すものであ
る。すなわちめっきラインは通常、箱形のめっき槽をつ
なげて設置されており、亜鉛の供給を兼ね5〜20kg
あるいはこれ以上の重さの亜鉛板・亜鉛棒などが陽極と
してめっき槽の両側に設置されている。
【0006】陽極は電流の経路の一つであると同時に電
着で減少した亜鉛を補給する目的もあり、亜鉛の陽極板
は稼働している間は非常に都合の良い存在であるが、週
末や年末年始、夏期休業時などの休業時は電着による亜
鉛の消費が無いにも関わらず、めっき液が強アルカリ性
であるため、電気を流さなくとも亜鉛が溶解し、めっき
液中の亜鉛の濃度を管理範囲以上まで増加させ、めっき
不良の原因となるため、そのままでは非常に不都合であ
る。この不良を防ぐため、実際の現場では週末ごとに陽
極をめっき液から引き上げ、週始めに再度投入する作業
が繰り返されている。この作業は槽と槽との間の上部接
触部に作業員が立ち作業するのだが、重い陽極を取り扱
う割にこの作業スペースは約20cm幅しか無いことが
珍しくなく、常に転落の危険に曝されている状態であ
る。めっき液は先に述べたように強アルカリ性であるた
め、触れるだけで皮膚は溶解し、長時間接触していれば
身体が溶解により欠落することもあり得る。皮膚以上に
弱い存在である粘膜における損傷は更に酷く、例えば目
に入った場合に失明する危険性は非常に高い。また、め
っき槽の大きさは深さ2m以上になることも珍しくな
く、槽内に転落した場合は溺れるだけでなく、命さえ落
としかねない。
【0007】このような危険な作業である亜鉛陽極板の
引き上げ、交換、補給、吊り下げ作業を無くす考えは以
前から存在していた。例えば、陽極を鉄またはカーボン
のような不溶性電極を使用して亜鉛を別途供給する試み
として特公昭58−6792が挙げられるが、経時並び
に加熱時の密着不良(めっき剥離)が発生したり、この
ため一般の部品で必要とされる膜厚が得られないなどの
問題により工業的に実用可能なめっきは亜鉛濃度が1〜
2g/L前後のめっきとなりかつ、詳細な説明に記載さ
れているように用途としては鋼管用に限られ一般の部品
類をめっきする亜鉛濃度5g/L以上の比較的高い濃度
での適用は出来なかった。
【0008】亜鉛濃度が5g/L以上のめっき液におい
ても同様に亜鉛陽極を不溶性陽極へ置き換える試みはさ
れており、現実に工業的に利用されている技術としては
鉄製の籠に棒状、ブロック状又はボール状の亜鉛を投
入して籠ごと陽極とする。全体は亜鉛陽極であるが千
鳥に鉄陽極を混ぜて使用する、などがあるが、これらは
いずれも補助的に不溶性陽極を用いているに過ぎず、陽
極の主体はあくまでも亜鉛である。すなわち、いず
れの方法とも不溶性陽極に比べて亜鉛の表面積の方が大
きく、一般的には不溶性陽極の表面積は総陽極表面積の
30〜40%である。この範囲を越えて不溶性陽極が主
体になると多くの不具合が顕著に現れてくる。例えば、
先に述べた物性の低下、外観の変化、硝酸浸漬あるいは
クロメート処理時の暗色化である。また上記の方法に
おいては異種陽極の混在によりめっき槽内の電流分布が
不規則になり、結果として品質の安定しためっきを得る
ことが困難になるなどの問題が生ずる。本発明に従い亜
鉛陽極(主体)を不溶性陽極(主体)に変えることによ
り、前述の労働安全性の問題以外にもシャブリカスと呼
ばれる溶解残差物の処理や亜鉛陽極から発生するスラッ
ジの処理の軽減が可能であるにもかかわらず、現在でも
亜鉛陽極(亜鉛陽極主力)でめっきが行なわれているの
は、これらの問題が解決できなかったからである。
【0009】一般的(亜鉛濃度が比較的高い)ジンケー
ト亜鉛めっきは、めっき液中に不純金属が存在するとめ
っきに悪影響を及ぼすことが知られている。例えばME
TAL FINISHING誌1995年2月号に記載
されているように金属濃度の低い場合では0.1mg/
L、特に鉄やニッケルの場合は1〜10mg/L、の金
属含有により悪影響が認められる。これらの金属の溶解
量以上の量が存在するめっきとして亜鉛−鉄、亜鉛−ニ
ッケル、亜鉛−コバルト、亜鉛−鉄−コバルトなどの合
金めっきが実用化されているが、グルコン酸や酒石酸あ
るいはアミン類のキレート剤を必ず存在させ、これらに
関する特許(例えば特開平8−209379)によれば
キレート剤をかなり低い値まで使用しているが、事実上
50〜100g/L以上の多量添加は必須であり、その
使用濃度を低くして特定の量以下にすると、良好なめっ
き及びクロメート処理外観が得られないなどの不良が発
生してしまう。キレート剤は金属をキレートして離さな
いため、廃水処理時に亜鉛などの重金属排出規制値のク
リアーが困難であり、仮に金属を含まなくともCODや
BODなどの規制値をクリアーするのが困難である。
【0010】これは先に述べたジンケートめっきの歴史
的背景における開発目的(ノーシアン化により環境問題
に対応すること及び有毒物を排出しないこと)に反する
ことであるが、合金めっきにおいては現実的にはキレー
ト剤を除くことはできない。例えば特開平8−2093
79では実施例にグルコン酸塩を使用して効果を説明し
ているが、その実施例5において低濃度のキレート剤で
は良好なめっき及びクロメート処理外観が得られないと
記載されている。静止めっきにおいてはこの記載が無
く、キレート剤が存在しなくとも良いようにも解釈し得
るが、そこに記載された実験結果及び一般的考察によれ
ばキレート剤は必須と考えられる。
【0011】すなわち一般的考察において合金成分の金
属濃度を増加させ、亜鉛濃度を低下させ、光沢剤やキレ
ート剤を低下させた場合、低電流密度部が不良外観とな
ることは珍しいことでなく、バレルめっきという被めっ
き物が移動するため加えた電流よりも実際の電流の効果
が低く出るめっきにより、良好なめっき及びクロメート
処理外観が得られない結果が、静止めっきの類似しため
っき組成においては現れなくとも、より合金成分が増加
した場合やキレート剤濃度を低下させた場合、静止めっ
きのめっき外観に現れることは十分予測できる。
【0012】すなわち特開平8−209379の実施例
2〜3(特に実施例3に顕著)に記載される条件と同実
施例5の条件の違いはめっき方法の他は4〜80ASF
(A/ft2 )かl〜10ASFの電流密度の違いであ
り、バレルめっきは静止めっきの電流密度幅の内、低電
流密度部側の約l/10に相当する事がわかる。言い換
えれば静止めっきはバレルめっきに比べ広くて高い電流
密度域を評価するため、その一部であるバレルめっきに
相当する部分の外観が判別しにくいだけであり、静止め
っきの低電流密度部にはバレルめっきに類似した不具合
があり、合金成分が増加したり、キレート剤濃度が低下
した場合にめっき外観・クロメート外観に悪影響が現れ
ると推定される。
【0013】また、本発明の実施例および比較例に示す
ように特開平8−209379に記載された実施例1〜
4の条件よりキレート剤であるグルコン酸ナトリウムを
削除しためっき液から得られためっきは本発明に比べ,
白くモヤがかかった外観、劣った光沢、クロメート処理
後の光沢不足及び暗色化などの現象が現れ、明らかに劣
る物であった。また、現在稼働している合金めっき方法
において、陽極に合金成分の陽極(亜鉛−鉄合金めっき
の場合は鉄板陽極、亜鉛−ニッケル合金めっきにおいて
はニッケル陽極)を用い、別槽にて亜鉛を供給する方法
を用いている場合もあるが、これらのめっきは存在する
異種金属(合金成分の金属)のめっきへの悪影響の抑制
あるいは安定化の為に専用のキレート剤を含有するめっ
き液を用いている上、得られるめっきも合金めっきであ
り、本発明のめっき液組成およびめっき皮膜とは類似し
ているが同一視できる物ではない。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
まで疎かにされてきた労働環境を改善して労働者を危険
な作業から解放し、かつ、電流密度の影響を受けにくい
良好な均一電着性を得ることはもとより、優れたツキマ
ワリ性を得ること、クロメート処理時の電流密度による
色調への影響を除くこと、種々のめっき繰作に対応でき
る広い亜鉛濃度幅で使用できる事の他に特に高電流密度
部における外観の光沢向上、レベリング性向上、ピット
防止効果の高いめっき浴を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、以下の方法により上述の目的を達成できることを
見出した。即ち本発明者らは、亜鉛及び水酸化アルカリ
を含み、陽極に鉄、ニッケル、ステンレス、チタン又は
カーボンを用いるめっき浴でめっきを行なう際に、この
めっき浴に陽極からの供給不足分の亜鉛を浸漬により溶
解補給するめっき方法であって、構造式(1)
【化9】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
ル、ブチル又はイソブチルを表わし、R3はCH2 、C
24 又はC36 を表わす)で表されるポリマー、構
造式(2)
【化10】 (式中、R1、R2は水素、メチル、エチル、イソプロ
ピル、ブチル、−CH2CH2 (OCH2 CH2X
H(Xは0〜5)又は−CH2 CH2 (OCCH2 CH
2X OH(Xは0〜5)を表わす)で表されるポリマ
ー、構造式(3)
【化11】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2 CH2 (OCH2 CH2x OH(Xは0〜
6)又は2−ヒドロキシルエチル−CH2 CH2 (OC
CH2 CH2x OH(Xは0〜6)を表わし、R5は
(CH22 −O−(CH22 、(CH22 −O−
(CH22 −O−(CH22 又はCH2 −CHOH
−CH2 −O−CH2 −CHOH−CH2 を表わし、n
は1以上であり、YはS又はOである)で表されるポリ
マー、構造式(4)
【化12】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2 CH2 (OCH2 CH2x OH(Xは0〜
6)又は2−ヒドロキシルエチル−CH2 CH2 (OC
CH2 CH2x OH(Xは0〜6)を表わし、R5は
(CH22 −O−(CH22 、(CH22 −O−
(CH22 −O−(CH22 又はCH2 −CHOH
−CH2 −O−CH2 −CHOH−CH2 を表わし、n
は1以上を表わし、YはS又はOを表わす)で表される
ポリマー、及び構造式(5)
【化13】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
ル、イソプロピル、ブチル、−CH2 CH2 (OCH2
CH2X OH(Xは0〜5)又は−CH2 CH2(O
CCH2 CH2X OH(Xは0〜5)を表わし、nは
1以上を表わし、YはO又はSを表わす)をモノマーと
するポリマー、構造式(6)
【化14】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素又は炭素数が10
以下のアルキル基を表わす)で表わされるポリマー、構
造式(7)
【化15】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
炭素数が5以下のアルキル基を表わし、YはS又はOを
表わし、Xは無機陰イオンを表わす)で表わされるポリ
マー、及び構造式(8)
【化16】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
炭素数が5以下のアルキル基を表わし、YはS又はOを
表わし、Xは無機陰イオンを表わす)で表わされるポリ
マーから成る群から選択される1種以上のポリマーを含
むめっき浴を用いて亜鉛又は亜鉛合金をめっきする方法
を発明した。
【0016】
【発明の実施の形態】従来技術における問題を解決する
ために鋭意検討の結果、本発明者はめっきの陽極に鉄、
ニッケル、ステンレス、チタン、カーボンなどの不溶性
電極を使用し、構造式(l)〜(8)に示す水溶性ポリ
マーを含有するめっき液でめっきを行い、不足分の亜鉛
を浸漬による溶解により補給することにより非常に危険
な作業から作業者を解放できるという効果を得ることが
できる上にこれに加えて、不純金属に強く、従来より優
れた光沢性、レベリング性、均一電着性、ツキマワリ性
をもっためっきが可能であることを見いだした。従来技
術で本発明の効果が得られなかった理由として例えば特
公昭58−6792の場合基本的に使用している添加剤
の性能が不足傾向であるだけでなく、陽極以外に溶解槽
においても鋼板などを用いて電池を形成し、めっき液
(添加剤)にとってより負荷の高い状態で行った事や電
池形成用の対極(鋼板など)からも鉄などが溶解したた
め鉄が蓄積しやすかったことが考えられる。本発明にお
いては対極を設置して電池を形成する必要が無く、浸漬
だけででもほぼ供給可能である為、めっき液(添加剤)
に対する負荷はほとんど無い。また、補給用の亜鉛表面
が置換されていればよりスムーズに供給可能である。付
け加えるならば本発明は特公昭58−6792で必要と
される溶解槽における綱板を用意したり、電池を形成さ
せる器具・設備を必要とせず、めっき槽の設計に問題が
ないならば溶解槽も必要としないため、経済的効果も大
きい。また、特公昭58−6792の実施例に示す溶解
槽に投入する鋼板の面積は1200dm2 (12m2
もあり、この大きさの鋼板を投入する溶解槽のサイズを
考えると、現代の省スペース感覚からずれている。
【0017】めっき液への負荷を考えたとき、陽極材料
からの溶出は十分予測される事であり、特に先に示した
ように鉄など、液中に存在した場合悪影響が認められる
物質を陽極に使用した場合、めっきに悪影響が出るであ
ろう事は十分予測される。本発明においてこれらの影響
が認められない理由として以下のことが考えられる。
不動態化皮膜が生成したため金属がめっき液中にほとん
ど溶解しなかったか、金属が不動態化被膜生成後、不動
態化皮膜が溶解しての溶け込みとなるため、実0の溶解
速度が非常に遅い。溶解しためっきへ影響を与えない
ほどの極微量の金属は被膜への析出やくみ出しに消費さ
れ、溶解による供給より消費の方が多いため、浴中濃度
が増加しない。めっき液に補給用の亜鉛が接している
ため、溶け込んだ金属が亜鉛表面に置換析出し、実質的
にめっき液中に不純金属はほとんど無い状態となる。な
どの理由によると推側する。従来技術の特公昭58−6
792では強制的に電池を形成するための効果が得に
くかったものと推側する。
【0018】特公昭58−6792が発表された当時は
ジンケートめっきの創生期であり、添加剤も改良の余地
を持つ初期の物であったため前述の問題も発生しやすか
った。その後、多くの添加剤が発表されたが、この中で
本発明の方法に適当な(本方法の効果を十分に発揮す
る)添加剤として構造式(l)〜(8)に示す水溶性ポ
リマーがある。これらは従来のめっき方法においてもあ
る程度の性能を発揮していたが、実施例に示す様に本発
明による方法を用いれば更なる効果を発揮できる。
【0019】本発明のめっき浴において、亜鉛が3〜8
0g/L、好ましくは5〜20g/L、水酸化ナトリウ
ムが30〜350g/L、好ましくは90〜250g/
L、構造式(1)〜(8)のポリマーが0.1〜50g
/L、好ましくは1〜30g/L、存在するめっき浴に
より良好なめっき被膜が提供される。
【0020】また、従来使用されている添加剤成分の添
加を制限する物でなく、例えば本発明への珪素化合物や
アルデヒド類の添加は優れた光沢を得るために有効であ
る。珪素化合物としては、特開平8−209393に記
載されているように、コロイダルシリカ、パウダー状で
水に分散されるとコロイダルシリカになるもの、ケイ酸
塩(一般式mMOx ・nSiO2 :Mは金属、m、nは
自然数、xは1又は2を表わす)、例えば三号珪酸ソー
ダ等が使用可能である。珪素化合物は0.01〜200
g/L、好ましくは1〜150g/L、添加することが
できる。アルデヒドとしてはいかなるアルデヒドも使用
できるが、特にバニリン、ベンズアルデヒド、エチルバ
ニリン、ベラトルアルデヒド、アニスアルデヒドが好ま
しい。このアルデヒドを0.001〜50g/L、好ま
しくは0.01〜7g/L、添加することができる。
【0021】すでに述べているように不足分の亜鉛の補
給はめっき槽中への浸漬あるいは溶解相へ亜鉛を浸漬し
て行う。この際亜鉛表面が置換されていればよりスムー
ズに亜鉛が供給される。特公昭58−6792では電池
の対極として鋳鉄板やモリブデン鋼板が適当であり単な
る磨き鋼板やニッケルなどは効果が低いとされている
が、本発明では置換する金属は鉄やニッケルで十分であ
る。めっき槽中へ浸漬する場合の浸漬場所に特別な指定
は無く、比較的設置しやすい陽極ブスバーの端につるし
たり、物理的にめっきの障害になったり、バイポーラ現
象を起こしめっきに悪影響を及ぼす場所でなければ、め
っき槽の縁や隅等に設置可能である。別槽の溶解槽で亜
鉛を溶解する場合はポンプ等により常時めっき槽との間
を循環させるとが望ましく、必要により濾過器を途中に
組込むことが望ましい。投入する溶解用亜鉛の面積は被
めっき物の形状(めっき液の汲み出し)、生産量などの
要因を受けるため一概に決定できないが、概算では一回
あたりのめっき面積の約2〜3倍は必要と推測される。
以上の発明により従来の亜鉛めっき方法と比較しめっき
外観への効果だけでなく、非常に危険な作業から作業者
を解放し、労働環境の大幅な改善効果を得た。
【0022】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。試験
は100×l00×lmmの鉄板を試験片として用い
た。適当な前処理(脱脂、脱スマットなど)を行った
後、以下に示すそれぞれの処理を行った。実施例1 亜鉛濃度8g/L、水酸化ナトリウム110g/L、構
造式(l)の水溶性ポリマー1.5g/L、アニスアル
デヒド35mg/Lを含むめっき液で鉄板を陽極とし、
亜鉛を槽の縁に吊してめっきを行った。ついでクロム
酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメ
ート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロ
メート外観とも良好であった。実施例2 亜鉛濃度10g/L、水酸化ナトリウム100g/L、
構造式(2)の水溶性ポリマー3g/L、ベラトルアル
デヒド35mg/Lを含むめっき液でチタン板を陽極と
し、亜鉛を槽の縁に吊して2A/dm2 −15分のめっ
きを行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロ
メート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外
観・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であっ
た。
【0023】実施例3 亜鉛濃度7g/L、水酸化ナトリウム120g/L、構
造式(3)の水溶性ポリマーlg/L、バニリン40m
g/Lを含むめっき液でニッケル板を陽極とし、亜鉛を
槽の縁に吊して3A/dm2 −15分のめっきを行っ
た。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液
に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観・めっ
き皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。実施例4 亜鉛濃度9g/L、水酸化ナトリウム125g/L、構
造式(3)の水溶性ポリマー2.5g/Lを含むめっき
液でニッケル板を陽極とし、亜鉛を槽の縁に吊して2.
5A/dm2 −20分のめっきを行った。ついでクロム
酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメ
ート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロ
メート外観とも良好であった。
【0024】実施例5 亜鉛濃度13g/L、水酸化ナトリウム105g/L、
構造式(4)の水溶性ポリマーlg/L、エチルバニリ
ン30mg/Lを含むめっき液でステンレス板を陽極と
し、亜鉛を槽の縁に吊してめっきを行った。ついでクロ
ム酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロ
メート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・ク
ロメート外観とも良好であった。実施例6 亜鉛濃度15g/L、水酸化ナトリウム135g/L、
構造式(5)の水溶性ポリマー3.5g/L、エチルバ
ニリン30mg/Lを含むめっき液でカーボン棒を陽極
とし、亜鉛を槽の縁に吊してめっきを行った。ついでク
ロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、ク
ロメート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・
クロメート外観とも良好であった。
【0025】実施例7 亜鉛濃度10g/L、水酸化ナトリウム120g/L、
構造式(1)の水溶性ポリマー3g/L、構造式(3)
の水溶性ポリマー2g/L、アニスアルデヒド30mg
/Lを含むめっき液で鉄板を陽極とし、亜鉛を陽極ブス
バーの端に吊してめっきを行った。ついでクロム酸、硫
酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメート処
理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロメート
外観とも良好であった。100dm2 /L処理後も良好
な結果を得た。実施例8 亜鉛濃度8g/L、水酸化ナトリウム115g/L、構
造式(3)の水溶性ポリマー3g/L、構造式(5)の
水溶性ポリマーl.5g/L、アニスアルデヒド45m
g/Lを含むめっき液でニッケル板を陽極とし、亜鉛を
別槽に浸漬しポンプでめっき液を循環させながらめっき
を行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメ
ート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観
・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。
100dm2 /L処理後も良好な結果を得た。
【0026】実施例9 亜鉛濃度8g/L、水酸化ナトリウム115g/L、構
造式(3)の水溶性ポリマー3g/L、構造式(5)の
水溶性ポリマーl.5g/L、アニスアルデヒド45m
g/Lを含むめっき液でニッケル板を陽極とし、亜鉛を
別槽に浸漬しポンプでめっき液を循環させながらめっき
を行った。めっきに先立ち、鉄15mg/Lを溶解し亜
鉛表面に置換させたため亜鉛の投入量は実施例8の半分
とした。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメー
ト液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観・
めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。1
00dm2 /L処理後も良好な結果を得た。実施例10 亜鉛濃度7.5g/L、水酸化ナトリウム105g/
L、構造式(3)の水溶性ポリマー1.5g/Lを含む
めっき液で鉄板を陽極とし、亜鉛を槽の縁に吊してめっ
きを行った。ついでクロム酸、硫酸を含むクロメート液
に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観・めっ
き皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。100
dm2 /L処理後も良好な外観を得た。陽極を亜鉛板と
して比較テストを行ったところ、白くモヤがかかった外
観になり、本発明に比べ光沢が不足していた。クロメー
ト処理外観もやや光沢が鈍かった。100dm2 /L処
理後の外観は白いモヤが強くなり、さらに光沢が低下し
た。
【0027】実施例ll 亜鉛濃度が15g/L、水酸化ナトリウム濃度が13
9.5g/L、陽極がニッケルである以外は実施例10
と同様の試験を行った結果同様に良好な結果を得た。陽
極を亜鉛板とし比較テストを行ったところ、白くモヤが
かかった外観になり、本発明に比べ光沢が不足してい
た。クロメート処理外観もやや光沢が鈍かった。100
dm2 /L処理後の外観は白いモヤが強くなり、さらに
光沢が低下した。実施例12 亜鉛濃度7.5g/L、水酸化ナトリウム105g/
L、構造式(3)の水溶性ポリマー1.5g/L、鉄1
0mg/L、コバルト10mg/Lを含むめっき液で鉄
板を陽極としてめっきを行った。亜鉛は別に設けた溶解
槽により溶解し、ポンプによりめっき槽との間を循環さ
せ補給した。ついでクロム酸、硫酸を含むクロメート液
に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観・めっ
き皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。100
dm2 /L処理後も良好な外観を得た。さらに鉄として
40mg/L、コバルトとして65mg/Lを硫酸塩で
添加し、十分溶解混含した後めっきを行った処、同様に
良好な結果を得た。添加した金属が亜鉛表面に置換した
ため浴中存在量がほとんど無くなり悪影響が出なかった
物と考えられる。陽極を亜鉛板として比較テストを行っ
たところ、白くモヤがかかった外観になり、本発明に比
べ光沢が不足していた。クロメート処理外観を行った場
合硝酸活性化の工程及びクロメート処理により外観が暗
色化した。l00dm2 /L処理後およびさらに鉄とコ
バルトを添加した液から、めっきは外観はこれらの傾向
がさらに強くなり、従来知られている不純金属の影響を
確認した。
【0028】実施例13 亜鉛濃度が15g/L、水酸化ナトリウム濃度が14
2.5g/L、陽極がニッケルである以外は実施例12
と同様の試験を行った結果初期及びランニング後とも同
様に良好な結果を得た。さらに鉄を53mg/L、コバ
ルトを38mg/Lを添加した試験においても同様に良
好な結果を得た。陽極を亜鉛板とし比較テストを行った
ところ、実施例9の比較テストと同様に初期及びランニ
ング時ならびに金属添加時とも光沢不足や外観の暗色化
などの不良が認められた。実施例14 亜鉛濃度18g/L、水酸化ナトリウム155g/L、
構造式(2)の水溶性ポリマー1g/L、エチルバニリ
ン30mg/Lを含むめっき液でニッケル板を陽極と
し、亜鉛を別槽に浸漬してポンプでめっき液を循環させ
ながらバレルめっきを行った。めっきは25℃、10A
/dm2 、45分の条件で行った。ついでクロム酸、硫
酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメート処
理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロメート
外観とも良好であった。100kg/L処理後も良好な
結果を得た。陽極を亜鉛とし比較試験を行ったところ、
光沢不足や外観の暗色化などの不良となった。
【0029】実施例15 亜鉛濃度10g/L、水酸化ナトリウム125g/L、
構造式(2)の水溶性ポリマー1g/L、構造式(3)
の水溶性ポリマーl.5g/L、バニリン30mg/L
を含むめっき液で鉄板を陽極とし、亜鉛を別槽に浸漬し
てポンプでめっき液を循環させながらバレルめっきを行
った。めっきは25℃、15A/dm2、40分の条件
で行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメ
ート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外観
・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であった。
100kg/L処理後も良好な結果を得た。陽極を亜鉛
とし比較試験を行ったところ、光沢不足や外観の暗色化
などの不良となった。
【0030】実施例16 亜鉛濃度13.5g/L、水酸化ナトリウム115g/
L、構造式(6)の水溶性ポリマー2.5g/L、アニ
スアルデヒド35mg/Lを含むめっき液で鉄板を陽極
とし、亜鉛を槽の縁に吊してめっきを行った。ついでク
ロム酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、ク
ロメート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・
クロメート外観とも良好であった。実施例17 亜鉛濃度11g/L、水酸化ナトリウム105g/L、
構造式(7)の水溶性ポリマー3g/L、ベラトルアル
デヒド45mg/Lを含むめっき液でチタン板を陽極と
し、亜鉛を槽の縁に吊して2A/dm2 −15分のめっ
きを行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロ
メート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外
観・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であっ
た。
【0031】実施例18 亜鉛濃度7.5g/L、水酸化ナトリウム100g/
L、構造式(8)の水溶性ポリマー1.5g/L、バニ
リン35mg/Lを含むめっき液でニッケル板を陽極と
し、亜鉛を槽の縁に吊して3A/dm2 −15分のめっ
きを行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むクロ
メート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき外
観・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であっ
た。実施例19 亜鉛濃度8.5g/L、水酸化ナトリウム115g/
L、構造式(4)のポリマー3g/L、構造式(6)の
ポリマー1g/L、ポリアルキレンポリアミン1g/
L、バニリン60mg/Lを含むめっき液で鉄板を陽極
とし、亜鉛を槽の縁に吊して2A/dm2 −20分のめ
っきを行った。ついでクロム酸、硫酸、リン酸を含むク
ロメート液に浸漬し、クロメート処理を行った。めっき
外観・めっき皮膜物性・クロメート外観とも良好であっ
た。
【0032】実施例20 亜鉛濃度10.5g/L、水酸化ナトリウム115g/
L、構造式(3)のポリマー4g/L、構造式(8)の
ポリマー1.5g/L、ベンジルピリジニウムカルボキ
シレート1.5g/L、エチルバニリン50mg/Lを
含むめっき液で鉄板を陽極とし、亜鉛を槽の縁に吊して
2A/dm2 −20分のめっきを行った。ついでクロム
酸、硫酸、リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメ
ート処理を行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロ
メート外観とも良好であった。実施例21 亜鉛濃度11.5g/L、水酸化ナトリウム135g/
L、構造式(4)のポリマー3.5g/L、チオ尿素1
g/L、ベラトルアルデヒド50mg/Lを含むめっき
液で鉄板を陽極とし、亜鉛を槽の縁に吊して2A/dm
2 −20分のめっきを行った。ついでクロム酸、硫酸、
リン酸を含むクロメート液に浸漬し、クロメート処理を
行った。めっき外観・めっき皮膜物性・クロメート外観
とも良好であった。比較例 亜鉛8g/L、水酸化ナトリウム100g/Lおよび一
般の添加剤(アミンとエピハロヒドリンからなるポリマ
ー)1g/L、バニリン35mg/Lのめっき液で陽極
に鉄板を用いてめっきを行った。亜鉛は鋳鉄と結ばれ電
池を形成するようにして別槽にて溶解され、ポンプによ
りめっき液の循環を行った。ついでクロム酸、硫酸、そ
の他の酸からなるクロメート液によりクロメート処理し
た。得られた皮膜の物性は悪く、外観の光沢も芳しくな
かった。硝酸活性化ならびにクロメートにより外観の暗
色化を確認した。100dm2 /Lランニング後も良化
を認めなかった。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛及び水酸化アルカリを含み、陽極を
    不溶性電極としためっき浴でめっきを行なう際に、この
    めっき浴に陽極からの供給不足分の亜鉛を浸漬により溶
    解補給するめっき方法であって、前記めっき浴が構造式
    (1) 【化1】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
    ル、ブチル又はイソブチルを表わし、R3はCH2 、C
    24 又はC36 を表わす)で表されるポリマー、構
    造式(2) 【化2】 (式中、R1、R2は水素、メチル、エチル、イソプロ
    ピル、ブチル、−CH2CH2 (OCH2 CH2X
    H(Xは0〜5)又は−CH2 CH2 (OCCH2 CH
    2X OH(Xは0〜5)を表わす)で表されるポリマ
    ー、構造式(3) 【化3】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
    チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
    −CH2 CH2 (OCH2 CH2x OH(Xは0〜
    6)又は2−ヒドロキシルエチル−CH2 CH2 (OC
    CH2 CH2x OH(Xは0〜6)を表わし、R5は
    (CH22 −O−(CH22 、(CH22 −O−
    (CH22 −O−(CH22 又はCH2 −CHOH
    −CH2 −O−CH2 −CHOH−CH2 を表わし、n
    は1以上であり、YはS又はOである)で表されるポリ
    マー、構造式(4) 【化4】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
    チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
    −CH2 CH2 (OCH2 CH2x OH(Xは0〜
    6)又は2−ヒドロキシルエチル−CH2 CH2 (OC
    CH2 CH2x OH(Xは0〜6)を表わし、R5は
    (CH22 −O−(CH22 、(CH22 −O−
    (CH22 −O−(CH22 又はCH2 −CHOH
    −CH2 −O−CH2 −CHOH−CH2 を表わし、n
    は1以上を表わし、YはS又はOを表わす)で表される
    ポリマー、構造式(5) 【化5】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
    ル、イソプロピル、ブチル、−CH2 CH2 (OCH2
    CH2X OH(Xは0〜5)又は−CH2 CH2(O
    CCH2 CH2X OH(Xは0〜5)を表わし、nは
    1以上を表わし、YはO又はSを表わす)をモノマーと
    するポリマー、構造式(6) 【化6】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素又は炭素数が10
    以下のアルキル基を表わす)で表わされるポリマー、構
    造式(7) 【化7】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
    炭素数が5以下のアルキル基を表わし、YはS又はOを
    表わし、Xは無機陰イオンを表わす)で表わされるポリ
    マー、及び構造式(8) 【化8】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
    炭素数が5以下のアルキル基を表わし、YはS又はOを
    表わし、Xは無機陰イオンを表わす)で表わされるポリ
    マーから成る群から選択される1種以上のポリマーを含
    むことを特徴とする亜鉛めっき方法。
  2. 【請求項2】 前記不溶性電極が鉄、ニッケル、ステン
    レス、チタン又はカーボンから成る請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 前記めっき浴が更にケイ素化合物を含む
    請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記亜鉛が金属置換されている亜鉛金属
    材料により供給される請求項1〜3のいずれか一の請求
    項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 めっき浴に陽極からの供給不足分の亜鉛
    を浸漬により溶解補給するためにめっき槽以外に溶解槽
    を備えているか又はめっき槽中に亜鉛を浸漬した場合に
    バイポーラ現象等によるめっきへの悪影響を及ぼさない
    構造である請求項1に記載の方法の実施に使用する亜鉛
    めっき槽。
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