JPS5941519B2 - 金属線条体の表面活性化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属線条体の表面に付着、吸着した油分、塵埃
、腐食生成物、有機物等の異物質を連続的に除去して、
表面を清浄化、活性化する方法に関する。

一般にメッキ塗装あるいは接合に際し、その前処理工程
において、金属表面に付着、吸着している油分、塵埃、
腐食生成物あるいは表面保護用の有機物被膜などを除去
してその表面を清浄、活性化する必要がある。

また金属の焼鈍時には、オイルステーンを防止するため
に加工過程で使用する潤滑油を除去する必要がある。従
来これら異物質を除去する方法としては苛性ソーダーな
どを主成分とするアルカリ性の高漉水溶液に被処理であ
る金属を浸漬する方法、あるいは該金属をアノードある
いはカソードとして電解的に処理する方法などがある。

これらの方法はいずれもアルカリ性液の浸透力やけん化
作用などにより、異物質を除去するものである。しかし
アルカリ液中で処理すると、金属が酸化したりあるいは
スマツトが付着しやすいとともにアルカリ分自体が金属
表面に付着しやすく、このアルカリ分は後続の水洗工程
でも除去し難い。このため従来はアルカリ液中での処理
工程のあとに酸溶液による中和工程を必要としている。
また金属の表面には油分、塵埃などのほかにアミンやそ
の塩類が付着していることが多い。

このアミン類は金属の加工潤滑剤中に極圧性向上などの
目的で利用されるのみならず、鉄鋼や銅などの金属製品
の腐食防止用として積極的に吸着されている。しかるに
これらアミン類を吸着した金属を上述したアルカリ液中
で処理した場合、吸着力が大きいため十分には除去され
ずその表面に残存する。

このためこの状態の金属をそのままメッキしても析出が
不均一となり、得られたメッキ層の密着力が不良となる
などの欠陥が生じてしまう。従つてメッキなど厳密な清
浄、活性化が要求される場合には上述したアルカリ性液
での処理後に機械的な研磨、さらには電解あるいは化学
的な溶解処理を要し、工程が煩雑化するとともに処理の
作業性が悪くなる欠点があつた。本発明は上述した事情
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは金属
線条体の表面に付着、吸着した異物質を簡単かつ十分に
除去することができる金属の表面活性化方法を提供する
ものである。

すなわち本発明はアルカリ性液を入れた第１の電解槽内
に直流電源の陰極と接続した陰極体を、酸性液を入れた
第２の電解槽内に直流電源の陽極と接続した陽極体をそ
れぞれ挿入し、該第１及び第２の電解槽に、異物質を付
着、吸着した金属線条体をこの順序で又は逆の順序で連
続的に通して第１の電解槽でのアノード処理と第２の電
解槽でのカソード処理とをおこなうことを特徴とする金
属線条体の表面活性化方法である。

ここでアルカリ性液を入れた第１の電解槽でのアノード
処理と、酸性液を入れた第２の電解槽でのカソード処理
とのいずれを先に行なうかは金属線条体の材質あるいは
活性化後に行なう例えばメツキ工程で使用する液の液性
などにより適宜選択される。

例えば後工程のメツキ工程で使用する処理液が酸性液の
場合はアルカリ性液でのアノード処理のあとに酸性液で
のカソード処理を行ない、処理液がアルカリ性液の場合
はこの逆の順序でおこなうのが好ましい。また金属線条
体として炭素分の多い鉄鋼を用いる場合には水素の吸蔵
性を考慮して酸性液でのカソード処理後にアルカリ性液
でのアノード処理をおこなうようにしてもよい。以下本
発明方法を図面を参照して詳細に説明する〇図面は本発
明方法に用いる電解装置を示し、この装置はアルカリ性
液を入れた第１の電解槽１に直流電源２の陰極側と接続
した陰極体３を挿入し、酸性液を入れた第２の電解槽４
に直流電源２の陽極側と接続した陽極体５を挿入してい
る。

ここでアルカリ性液は苛性ソーダーや苛性カリなどの塩
基の少なくとも１種以上を水に溶解して得られ、塩基分
の濃度は少なくとも０．０１規定以上が好適である。

またこのアルカリ性液中に上記塩基のほかにリン酸塩、
炭酸塩、珪酸塩、有機酸塩などを添加して導電性を高め
るようにしてもよい。さらに少量の痒面活性剤の添加も
有効である。このアルカリ性液は高温ほど表面の清浄化
を促進できるので、５０℃以上の液温で処理するのが好
ましい。なお上記陰極体３は鉄や炭素などの不溶性の導
電物質で形成されている。他方第２の電解槽４に入れた
酸性液は硫酸、リン酸、ホウフツ酸、塩酸などの鉱酸や
、フルフアミン酸、酢酸、グリコール酸などの有機酸の
少なくとも１種以上を水に溶解して得られる。

酸分の濃度は少なくとも０．０１規定以上が好適である
。また酸性液中に上記酸分のほかに必要に応じて硫酸塩
、フツ化物、リン酸塩などを添加して導電性を高めるよ
うにしてもよい。さろに少量の界面活性剤、とくにポリ
オキシアルキレンアルキルフエニルエーテル類の添加も
有効である。なお上記陽極体５は鉛、フエライト、炭素
、白金被覆チタニウムなど不溶性の導電物質で形成され
ている。本発明は上述の如く配置された第１の電解槽１
及び第２の電解槽４内に鉄鋼、銅等の金属線条体６を順
次浸漬することにより、直流電源２に対して陰極体３、
アルカリ性液、金属線条体６、酸性液、陽極体５を直列
接続し、第１の電解槽１内でアルカリ性液によるアノー
ド処理をおこなつた後に、第２の電解槽４内で酸性液に
よるカソード処理を連続的におこなうものである。アル
カリ性液によるアノード処理をおこなうことにより、金
属線条体６に付着、吸着している異物質をアルカリ性液
の浸透力やけん化作用などにより除去する。しかしこの
アノード処理では異物質のうちとくに吸着力の大きなア
ミン類の除去が難かしく、また金属線条体６にアルカリ
分が付着している。このためこの後工程で酸性液による
カソード処理をおこない、アルカリ処理で除去できなか
つたアミン類等を除去するとともに付着したアルカリ分
を中和して金属線条体６の表面を十分に清浄、活性化す
るものである。酸性液によるカソード処理でアミン類を
良好に除去できる理由は明白ではないが、本発明者は酸
によるアミンの中和作用やカソード表面（金属線条体６
）から発生する水素の気泡発生力などが起因してアミン
類が除去されると推定している。このことは本発明者の
実，験により確認されている。

すなわちラウリルアミン１９／ｌを含む水溶液に浸漬し
て防錆処理した鋼板（▲１〜▲２）をＮａＯＨ５Ｏ９／
ｌ（５Ｎａ２Ｃ０３５０９／Ｉ！！とを含む５０℃のア
ルカリ性液と、Ｈ２ＳＯ４ｌＯＯ９／ｌとポリオキシエ
チレンノニルフエニルエーテルを主成分とする活性剤１
９／１１とを含む３０℃の酸性液とに順次浸漬して第１
表に示す電解処理条件でバツチ式に電解処理した。

このような処理を施した鋼板表面の水濡性を測定して吸
着アミンの除去程度を調べた。その結果を第１表に示す
。なおこの場合水濡性は純水滴の接触角をゴニオメータ
一式接触角測定器で測定したものである。次に本発明方
法と比較するために、ラウリルアミン１９／ｌを含む水
溶液に浸漬して防錆処理した鋼板（煮３〜▲６）をＮａ
ＯＨ５Ｏ９／ｌとＮａ２ＣＯ３５Ｏ９／ｌとを含む５０
℃のアルカリ性液中で第１表に示す処理条件で電解処理
し、酸性液でのカソード処理をおこなわなかつた。この
ように処理した鋼板の水濡性（接触角）を測定した。ま
た防錆処理した鋼板を単にアルカリ液中に浸漬したもの
（ｆ）．７）及び処理をしないもの（煮８）につき同様
に水濡性を測定した。これらの結果を第１表に併記する
。上表から明らかなように本発明によれば接触角がきわ
めて小さく、大部分のアミン類が除去されていることが
確認された。

これらアルカリ性液によるアノード処理、あるいは酸性
液によるカソード処理の処理時間や電流密度は実用的に
は１秒〜５分、０．１〜５０Ａ／Ｄｍ”が好ましく、こ
れらは金属線条件の移動速度や槽長あるいは電流値を変
更することにより適宜調整できる。

また本発明方法によれば被処理材である金属線条体６を
電解槽１，４内に連続通過せしめると無接触的に供電さ
れる。このため接触に伴なう機械的な損耗が起らず、金
属線条体６の表面に変形や外傷が全く発生しない。次に
本発明方法をメツキの前処理として用いた具体実施例に
ついて説明する。

まず実施例で用いる電解装置はＮａＯＨ５Ｏ９／ｌとＮ
ａ２ＣＯ３２５ｆ！／ｊの市販のノニオン系活性剤１９
／ｌとを？む５５℃のアルカリ性液を入れた槽長１ｍの
第１の電解槽１と、ホウフツ化水素酸５％と市販のノニ
オン系活性剤１９／ｌとを陰む２０℃の酸性液を入れた
槽長１ｍの第２の電解槽４とを順に配設し、鉄板からな
る陰極体３を第１の電解槽１に、フエライト焼結棒から
なる陽極体５を第２の電解槽４にそれぞれ挿入して構成
されている。

この第１の電解槽１内に、高級アルキルアミン（Ｃ８〜
，６）を主成分とする市販の防錆剤で処理された軟銅線
（０．８φ）を２ｍ／７！１ｍの線速で浸漬し（浸漬時
間約３５秒、電流密度約２．５Ａ／ＤＴｒＩ）．次いで
これを第２の電解槽４内に浸漬し（浸漬時間約３５秒、
電流密度約２．５Ａ／Ｄｒｒｌ）て軟銅線の表面を清浄
、活性化せしめた。

この場合各槽１，４の出口には清水の洗浄部をおいて液
の汚染を防止するようにした。また各電極体３，５はそ
れぞれ軟銅線に対して平行となるように配置しており、
直流電源２の電流は２Ａとした。このように処理された
軟銅線をホウフツ化錫２００９／ｌを主成分とする通常
の錫メツキ槽に通じて５Ａ／Ｄｍ２の電流密度で約１分
間浸漬し２，５μの錫メツキ層を形成した。

この錫メツキ銅線をＪＩＳＣ３ＯＯ２によるグローバー
テスト（多硫化ソーダーを主成分とする試験液に浸漬す
る試１験）でメツキ層の有孔度及び均一性を試験した。

この結果試験液に１０回浸漬しても黒点が起らず、メツ
キ層がピンホールなどの欠陥のない耐食性に優れたもの
であつた。比較例上記実施例において酸性液によるカソ
ード処理をおこなわずに、アルカリ性液によるアノード
処理のみをおこなつて、軟銅線を清浄、活性化した。

なおこの場合直流電源２の陽極端子は軟銅線のコイル端
に接続している。このように処理した軟銅線を実施例と
同様に錫メッキして、グローバーテストをした結果、５
回程度で黒点が発生し、メツキ層の品質が実施例のもの
より劣つていることがわかつた。

以上説明したように本発明によれば金属線条体の表面に
強固に付着した油分、アミン類などの異物質を簡単に除
去し線条体の表面を十分に清浄、活性化することができ
、メツキ等の前処理としてきわめて有効である。

しかも線条体には無接触で供電されるため線条体が変形
したり外傷が発生することがない。また従来の如く機械
的な研磨や溶解処理を必要としないので、金属ロスやこ
れに付随する環境汚染ら未然に防止できるなど顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の一実施例を示す説明図である。 １・・・・・・第１の電解槽、２・・・・・・直流電源
、３・・・・・・陰極体、４・・・・・・第２の電解槽
、５・・・・・・陽極体、６・・・・・・金属線条体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルカリ性液を入れた第１の電解槽内に、直流電源
   の陰極と接続した陰極体を、酸性液を入れた第２の電解
   槽内に、直流電源の陽極と接続した陽極体をそれぞれ挿
   入し、該第１及び第２の電解槽に、異物質を付着、吸着
   した金属線条体をこの順序で又は逆の順序で連続的に通
   して電解処理することを特徴とする金属線条体の表面活
   性化方法。