JPS59126800A - メツキ皮膜の電解除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、メッキ皮膜の電解除去方法に関し、さらに詳
細には、たとえば自動車用鋼板として多用される片面メ
ッキ鋼板の製造において特に好適に適用されるメッキ皮
膜の除去方法に関する。

一般に、電気メッキは、・非メッキ面とする側の電極を
無通電とするかちるいは撤去することによ一シ、容易に
片面のみにメッキを施すことができる。

ところが、との際、非メッキ面はメッキ液中を通過する
こととなり、このメッキ液が酸性であることが多いとこ
ろから、非メツキ面側の鋼表面がメッキ液によりエツチ
ングされる（以下酸やけという）ことが生じる。このた
め、鋼表面は黒変し、光沢を失なって商品価値を低下さ
せ、さらにリン酸塩処理等の化成処理性を著しく低下さ
せることになる。この酸やけにはメッキ浴中で生成する
　＼Ｆｅ３＋イオンが大きく影響することが知られてい
る。

そこで、従来より酸やけを軽減する方法として、メッキ
浴中に存在するＦｅ３＋イオンをキレート樹脂を用いて
除去することが行なわれている（特開昭５４−１２１２
４１号公−報）。しかしながら、酸やけは、Ｆｅ３＋イ
オンのほかＨ＋イオンあるいはメッキ浴として塩化浴を
使用する場合にはＣｔ−イオンによっても生じるので、
キレート樹脂によりＦｅ　　イオンの生成を抑制するの
みでは必ずしも完全に防止できるものではなかった。特
に、鉄系メッキたとえばＦｅ　−Ｚｎ合金メ、キ、Ｆｅ
−１ｉ合金メ、キ等の場合には、メッキ浴中に多量のＦ
ｅ３＋イオンカニ存在するため、キレート樹脂によって
もメッキ浴中のＦ　ｅ５＋イオンを除去し切れず、その
ため、たとえば２０００〜５０００ｐｐｍのＦｅ３＋イ
オン濃度のメッキ浴中でメッキが行なわれる。このため
、非メツキ面側では２〜３　ｆ／ｒｒ？・分あるいは鋼
種によっては（たとえばリン入り高張力鋼等）５〜８　
？／ｄ・分もの溶損が生じ、酸やけの程度は深刻である
。そして、いったんこのような酸やけが生じると、非メ
ッキ面の良好な外観と化成処理性を回復することは非常
に困難でちる。たとえば、酸やけ後の措置としては、酸
やけ部分を研削して除去し、酸やけを生じていない新鮮
な面を露出させることが考えられるが、上記の程度まで
酸やけしたものに対しては研削のみで酸やけ部分を除去
することはほとんど不可能である。

そこで、銅帯のメッキ面にメッキを施すに際して、銅帯
の非メッキ面にもメッキ皮膜を形成し、非メツキ面側の
鋼表面をメッキ液から保護することが考えられる。とこ
ろが、この非メツキ面側に形成した保護用のメッキ皮膜
を除去するためには、たとえば電解等を行なわなければ
ならないが、これには種々の問題がある。すなわち、メ
ッキ皮膜を電解により除去すること自体は公知であり、
これは、一般に１、メッキ除去面を陽極として電解液中
で電気分解することにより行なわれるが、片面メッキ鋼
帯の非メッキ面における保護メッキ皮膜を電解により除
去するとすれば、電解液としてどのようなものを使用す
るとしても、上記のように当然保護メッキ皮膜を形成す
る金属がイオンとして溶出することとなるので、これを
除去する必要がある。この金属イオンの除去方法として
は、電解に用いる電解液のＰＨにもよるが、一般にＰＨ
が２〜３の低ＰＨ域ではキレート樹脂等によシ除去する
が、あるいは電解液のＰＨを一度中性以上にして水酸化
物の形で沈澱除去する方法が考えられるが、コスト高と
なシ実際的でない。一方、ＰＨ６〜１０の中性または高
ＰＨ域では、溶出した金属イオンがちる濃度以上になる
と水酸化物となシ、沈澱除去が可能となるが、メッキ対
象面すなわち製品面に、特にＺｎメッキまたはＺｎ系合
金メッキの場合には水酸化物が付着し易く、コンダクタ
−ロール等で押し込み傷が生じる。さらに、電解液に溶
出した金属イオンは、特に低ＰＨ域において、電解除去
面（陽極）の対極すなわち陰極に電析することが生じる
。

すなわち、直接通電方式を採る場合には固定した陰極に
析出してドロス等の問題を生じ、間接通電方式の場合に
は固定した陰極およびメッキ面に析出する問題がある。

そこで、本発明の目的は、陰極へのメッキ金属析出を防
止することができ、特に片面メッキ鋼板の製造に好適な
メッキ皮膜の電解除去方法を提供することにある。

すなわち、第１の発明は、メッキ皮膜の電解除去方法に
おいて、陰極を、陰イオン交換膜あるいは両性イオン交
換膜によシミ屑除去室から隔離形成した陰極室内に設置
し、メッキ皮膜の電解除去によシミ消液中に溶出するメ
ッキ金属が陰極に析出するのを防止するゴうにしたこと
を特徴とするものである。

第２の発明は、片面メッキ鋼帯の非メツキ面側に形成さ
れた保護メッキ皮膜を電解除去する方法において、電解
液としてメッキ液を使用するとともに、陰極を、陰イオ
ン交換膜あるいは両性イオン交換膜により電解除去室か
ら隔離形成した陰極室内に設置し、陰極に対しては銅帯
の非メッキ面すなわち電解除去面を対向させ陽極に対し
ては銅帯のメッキ面を対向させた状態で通電することに
よシ、上記非メッキ面を■に上記メッキ面をｅに帯電さ
せることによって、銅帯のメッキ面にはメッキを施しな
がら非メツキ面側のメッキ皮膜を除去することを特徴と
するものである。

上記したように、本発明では、メッキ皮膜の電解除去に
おいて、電解ｉ液中に溶出する金属イオンが陰極へ析出
す゛るのを防止するために、陰極を、陰イオン交換膜ま
たは両性イオン交換膜によシミ屑除去室から隔離した陰
極室中に設置している。

陰極室には、硫酸浴系のものとしてはＨ２ＳＯ４または
Ｎａ２ＳＯ４、塩化浴深のものとしてはＨＣｌまたはＮ
ａＣｔ等の電解質が満たされる。電解の進行につれて陰
極室ではＨ２の発生と共にＯ「イオンが生成される。そ
こで、硫酸浴系の場合にはＨ２ＳＯ４を、塩化浴深の場
合にはＨＣｔを添加することによシ陰極室中の電解液の
ｐＨを管理するとともに、順次生成されるＮａ２ＳＯ４
またはＮａ　ＣＬを回収する。一方、陽極となるメッキ
皮膜が存在する電解除去室では、電解の進行にしたがっ
て電解液中に溶出する金属イオン濃度が高くなるが、い
ま対極である陰極は陰イオン交換膜または両性イオン交
換膜により隔離されているので、電解液中に溶出した金
属イオンが陰極表面に析出１することはない。

また、本発明の電解除去法では、通電に伴なって電解液
中のｓｏ４”　（硫酸浴系の場合）またはＣｔ　　（塩
化浴深の場合）が陰極室へ移行すること、および陰極室
のＰＨが低下することが生じるので、陰極室中の８０４
′−イオンまたはＣｔ□およびＯＨ−イオンを回収して
電解除去室へ供給するようにしてもよい。電解除去室に
おける電解液がＮａ２ＳＯ４またはＮａＣｔである場合
には、それぞれ、陰極室で生成されるＮａ２５ｏ４１　
ＮａＯＨまたはＮａＣ７、ＮａＯＨを電解除去室へ供給
することによシ液の管理をすることができる。

上記のようにして、本発明によれば、陰極へメッキ金属
を電析させることなく、有効にメッキ皮膜を電解除去す
ることができる。

本発明は片面メッキ鋼板の製造に好適に適用される。こ
の場合には、たとえば、銅帯のメッキ対象面すなわち製
品面に目的とするメッキを施すに際して非メツキ面側に
もメッキ皮膜を形成して非メツキ面側の銅帯表面をメッ
キ液から保護するようにし、その後非メツキ面上のメッ
キ皮膜を本発明方法によシミ屑除去するものである。し
たがって、この場合には、電解が進むにつれて電解液中
に増加する金属イオンが同じ電解液中に浸漬される製品
面に悪影響を及ぼすことが懸念される。しかしながら、
メッキ皮膜への通電方式を直接通電とすることによシ、
銅帯の製品面への析出を防止することができる。

一方、上記のような片面メッキ鋼板の製造において、電
解液として製品面へのメッキ液と実質的に同じメッキを
使用し、間接通電法を採用することによシ、銅帯の製品
面へメッキを施すとともに非メツキ面のメッキ皮膜を電
解除去することもできる。具体的に説明すると、たとえ
ば、複数個の７７キセルから成るメツキラインにおいて
、その最終セルにおいて鋼帯の非メツキ面側のメッキ皮
膜を電解除去する構成とし、この電解除去において間接
通電法を採用することにより、後に詳述するように銅帯
の製品面（目的とするメッキの対象面）にはメッキを施
すと同時に非メツキ面上の保護メッキ皮膜を電解除去す
るものである。

次に、本発明を図面を参照しながらさらに詳細に説明す
る。なお、以下の実施例では、本発明をＦｅ−Ｚｎ合金
メッキの片面メッキ鋼板製造に適用する場合を例にとシ
、電解液としては硫酸浴を使用するものとして説明する
。

第１図は本発明によるメッキ皮膜の電解除去方法の一例
を示す概念図である。通電方法としては直接通電法が採
用され、電解セル１の電解除去室２には鋼帯Ｃが設置さ
れ陽極として通電される。

鋼帯Ｃにはその製品面に目的とするＦｅ−Ｚｎ合金メッ
キ３が施されていると共に、その非メツキ面にメッキ液
から銅帯表面を保護するだめの保護メッキ皮膜４が形成
されており、鋼帯Ｃはその非メツキ面側の保護メッキ皮
膜４力Ｓ後述する陰極７に対向するように設置される。

電解セル１にはさらに陰イオン交換膜または両性イオン
交換膜から成る隔膜５が設置され電解除去室２から隔離
される陰極室６を形成し、たとえば鉛および／または白
金から成る陰極７がその中に設置される。電解除去用の
電解液としては、たとえばＩＭのＮａ２　Ｓｏ　４水溶
液（ｐＨ：　２　）が電解除去室２に満たされ、一方陰
極室６にはＨ２ＳＯ４水溶液（ｐＨ：　２　）が満たさ
れる。この条件において、たとえば８０　Ａ／ｄｍ２の
電流密度で連続的に電解除去を実施すると、鋼帯Ｃの非
メツキ面側の保護メ。

キ皮膜４のメッキ付着量が１　ｆＡｒ？程度である場合
には、１．５ｓｅｃ程度でメッキ皮膜４の除去が完了し
、０２ガスが発生することになる。

鋼帯Ｃの非メツキ面側の保護メッキ皮膜４を連続的に電
解除去するにつれて、電解除去室における電解液中には
Ｆｅ　　およびＺｎ　　イオンが徐々に増加するが、陰
極室６への移行は隔膜５によシ阻止されるので、陰極７
への析出は防止される。

さらに、電解除去の進行とともに、電解除去室２におけ
る電解液のＰＨは徐々に低下し、逆に陰極室における液
のＰＨは上昇する。そこで、第２図に示すように、陰極
室液循環タンク８および電解除去室液循環タンク９を設
けることが好ましい。すなわち、陰極室液を陰極室液循
環タンク９に抜き出し、ここにＨ２ＳＯ４を添加するこ
とにより陰極室液のＰＨを調整した上で陰極室６に循環
させるようにする。また、陰極室６で生成するＯＨ−イ
オンの一部すなわち陽極において電解除去後水の電気分
解に使用されて生成されたＨイオンに見合う量の陰極室
液を陰極室６から抜き出し電解除去室液循環タンク９へ
導くことによシ、電解除去室液のＰＨをコントロールす
るとともに、電解除去室２かｂ−ｓ極室６に移行した分
量のＳ０４′−を補給することができる。

隔膜５としては、たとえばＮｅｏｓｅｐｔ、ａ　ＡＣＩ
（−４５Ｔ（徳山曹達（株）製）Ａｃｉｐｌｅｘ　ＣＡ
−１（旭化成（株）製）、Ｓｅｌｅｍｉｏｎ　ＡＭＶ（
旭硝子（株）製）を好適に使用することができる。

上記のようにして、本発明によれば、隔膜５によシ隔離
された陰極室６に陰極７を設置するようにしたので、保
護メッキ皮膜４から電解液中に溶出する金属イオンが陰
極に電析するのを防止しながら、保護メッキ皮膜４の電
解除去が可能となる。

また、鋼帯Ｃの非メッキ面は、メッキに際しては保護メ
ッキ４によシメッキ液から保護纏れ酸やけが防止されて
いるので、良好な表面性状特に良好な化成処理性および
外観を確保すること〃５できる。

なお、上記例でホ、本発明を片面メッキ鋼板の製造に適
用する場合を示したが、本方法はこれに限らず、全ての
メッキ皮膜の電解除去に応用することができる。

第３図は、本発明によるメッキ皮膜の電解除去方法の他
の例を示すもので、電解除去室２における電解液として
メッキ液を使用し、間接通電法によシメッキ皮膜の電解
除去を行なう場合の概念図である。この方法は、片面メ
ッキ鋼板の製造において、銅帯の製品面に目的とするメ
ッキを施すに際して銅帯の非メッキ面に保護メッキを施
してメッキ液による酸やけを防止し、後に保護メッキを
除去して片面メッキとする場合に特に好適である。

第３図の実施例では、メツキセルを電解セルとして使用
することができる。この場合、電解セルの中に陰イオン
交換膜または両性イオン交換膜力・ら成る隔膜５によっ
て隔離される陰極室６が設けられ、陰極室６の中に陰極
７が設置される。一方、隔膜５によって陰極室６と隔て
られた電解除去／メッキ室２′の中にはメッキ液が満た
され、その中に陽極１０が設置され、さらに、いま処理
の対象である鋼帯Ｃが非メッキ面のメッキ皮膜４を陰極
に対向させ製品面３を陽極１０に対向させた状態で設置
される。この状態で通電すると、陰極７に対向する非メ
ツキ面側が■に、陽極１０に対向する製品面側がｅに帯
電し、後に詳述するように陰極７と非メツキ面側との間
でメッキ皮膜４の電解除去が、陽極１０と製品面側との
間でメッキが行なわれることになる。

・Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキの場合を例にとってさらに具
体的に説明すると、電解除去／メッキ室に満たすメッキ
液としては、銅帯のメッキ面におけるメッキ皮膜を形成
するためのメッキ液たとえば、ＦｅＳＯ４−７Ｈ２０４
００ｆ／Ｉｔ　、　Ｚｎ５Ｏａ　　・７Ｈ２０１５０１
１１゜Ｎａ２５ｏ４６ｏ　Ｐ／Ｚの組成を持ち、ＰＨが
２でちるものが使用される。

また陽極１０．！：’しては、たとえばＰｂ−１％Ａｇ
合金から成るものが使用される。一方、陰極室液として
はたとえばＨ２ＳＯ４水溶液（ｐＨ：　２　）を使用し
、陰極７としてはたとえばタンタルに白金をクラッドし
たラス電極が使用される。また、陰極室６を電解除去／
メッキ室２′から隔離する隔膜５としては、陰イオン交
換膜であるＮｅｏｓｅｐｔａ　ＡＣＨ−４５Ｔ、Ａｃ１
ｐｌｅｘ　ＣＡ　−１及びＳｅｌｅｍｉｏｎ　ＡＭＶ等
が好適に使用される。

これらの条件において通電を行なうと、陰極に相対する
非メツキ面側のメッキ皮膜４ぞ除去されると・ともに、
鋼帯Ｃの製品面側にはＦｅ−Ｚｎの合金メッキ（Ｆｅ　
３０％）が析出する。一方、陰極室６には金属イオンの
漏洩がなく、陰極７への金属電析は防止される。

上記のようにして、本発明によれば、非メツキ面側のメ
ッキ皮膜４の電解除去において、非メツキ面側から溶出
した金属イオンが陰極７に析出するのを防止しながら、
非メツキ面側のメッキ皮膜４の除去と製品側のメッキ電
析を同時に行なうことができる。また、鋼帯Ｃの非メツ
キ面側キに際しては保護メッキ４によシメッキ液から保
護され酸やけが防止されているので、良好な表面性状特
に良好な化成処理性および外観を確保することができる
。

なお、第３図の例においても、本発明の電解除去の対象
となるのは、Ｆｅ−Ｚｎ合金メッキ皮膜に限らず、他の
Ｆｅ系メッキたとえばＦｅメ、キ、Ｆｅ　−Ｎｉメッキ
のほかＺｎ単独メッキ等いかなるメッキ皮膜であっても
よい。

第４図は、片面メッキ鋼板の連続製造ラインを示し、第
３図の電解除去方法の具体的な適用例を示すものである
。鋼帯Ｃは、まず複数個のメツキセル２０においてその
製品面に目的とするメッキを施されるとともに、非メツ
キ面側の鋼帯表面をメッキ皮膜から保護するために、非
メツキ面側においても保護メッキが施される。保護メッ
キの形成はライン中の全メツキセルにおいて行なっても
よく、１つおき、ちるいは２つおき等必要に応じて適当
な方法で行なうことができる。２１はメツキラインの後
段に設けられる電解除去／メツキセルを示し、鋼帯Ｃの
非メツキ面側に対向して陰極７を配し、鋼帯の製品側に
対向して陽極１０を配しての間接通電方式とするととも
に、陰極７を隔膜５により電解除去／メッキ室２′から
隔離するように構成されており、電解除去／メッキ室２
′にはメツキセル２０内と実質的に同じメッキ液が満た
されている。したがって、メツキラインを出た鋼帯Ｃが
この電解除去／メツキセル２１に送シ込まれると、第３
図にらいて説明したのと同様の原理によシ、そのメッキ
面に引き続きメッキが施されると同時に、非メッキ面に
おけるメッキ皮膜４が電解除去されることになる。この
ようにして得られる片面メッキ鋼板では、その非メツキ
面側における酸やけが防止されるので、メッキ処理前の
鋼板と実質的に同時の化成処理性を確保することができ
る。

【図面の簡単な説明】

メッキ皮膜の電解除去方法の他の実施例を示す概念図、
第４図は第３図の電解除去方法の適用例を示す説明図で
ある。 １・・・電解除去セル、２・・・電解除去室、３・・・
メッキ皮膜、４・・・保護メッキ皮膜、５・・・隔膜、
６・・・陰極室、７・・・陰極、８・・・陰極室液循環
タンク、９・・・電解除去室液循環タンク、１０・・・
陽極、２′・・・電解除去／メッキ室、２０・・・メツ
キセル、２１・・・電解除去セル。 第３図 第４図 第１図 コ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　メッキ皮膜の電解除去方法において、陰極を
   、陰イオン交換膜あるいは両性イオン交換膜により電解
   除去室から隔離形成した陰極室内に設厚し、メッキ皮膜
   の電解除去によシミ解液中に溶出するメッキ金属が陰極
   に析出するのを防止するよ゛うにしたことを特徴とする
   メッキ皮膜の電解除去方法。
2. （２）片面メッキ鋼帯のメッキに際し非メツキ面側に形
   成された保護メッキ皮膜を電解除去する方法において、
   電解除去室における電解液としてメッキ液を使用すると
   ともに、陰極を、陰イオン交換膜あるいは両性イオン交
   換膜によシミ屑除去室から隔離形成した陰極室内に設置
   し、陰極に対して銅帯の非メッキ面すなわち電解除去面
   を対向させかつ陽極に対して銅帯のメッキ面を対向させ
   た状態で通電することによシ、上記非メッキ面を■に上
   記メッキ面をｅに帯電させることによって、銅帯のメッ
   キ面にメッキを施す一方で、非メツキ面側のメッキ皮膜
   を除去することを特徴とするメッキ皮膜の電解除去方法
   。