JPS586792B2

JPS586792B2 - アエンイオンノメツキヨクヘノキヨウキユウホウホウ

Info

Publication number: JPS586792B2
Application number: JP8356575A
Authority: JP
Inventors: 小林良治; 中原収; 林田英徳
Original assignee: Uemera Kogyo Co Ltd
Current assignee: Uemera Kogyo Co Ltd
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1983-02-07
Also published as: JPS527828A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、シアン化合物を含有しないアルカリ性亜鉛
メッキ浴（以下、アルカリ性ノーシアン浴と呼ぶ）を用
い、被メッキ物、好適には鋼管の内壁などに亜鉛メッキ
を施す際のメッキ浴への亜鉛イオンの供給方法に関する
ものである。

詳言すれば、金属亜鉛と単極電位が亜鉛よりも貴な金属
であり、かつメッキ液中での過電圧の低い、例えばＦｅ
，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属材料を配置し、該両金属
間において電池を形成させ、メッキ浴中または浴外で溶
解させた亜鉛イオンを供給し連続してメッキを行い得る
ようなしたメッキ浴への亜鉛イオンの供給方法に関する
ものである。

さて従来、亜鉛メッキは高濃度シアン浴、例えばシアン
化ナトリウム４０ｇ／ｌ、か性ソーダ８０ｇ／ｌ、
シアン化亜鉛６０ｇ／ｌといった組成の浴を用い、亜鉛
または鉄のいずれかを陽極として行なわれていた。

しかし、一般にシアンの無害化処理は困難であり、また
鉄陽極を用いた場合には、鉄シアン錯塩を形成し、シア
ンの処理を一段と困難となし、高額な処理設備を必要と
し、ランニングコストも上昇するなどの欠点があった。

最近、公害防止の観点から高濃度シアン浴に代えて、ア
ルカリ性ノーシアン浴の使用が激増してきた。

しかし、この浴を用い、例えば鋼管などの内壁に高シア
ン浴と同様の方法で亜鉛メッキを実施しようとすると、
多くの欠点が見出された。

すなわち、鋼管の中央に鋳造亜鉛の陽極棒を設置して連
続してメッキを行うような場合には、該陽極の表面に黒
灰色の被膜が発生し、これが電流の断続により脱落し、
メッキ面にザラ現象を起し、メッキ不良の原因を形成す
る。

また、陽極の電流密度を上昇させると、陽極面に黒灰色
被膜が形成し、メッキ中に陽極が溶解して、その表面積
が小さくなる場合にも前記したと同様の現象が発生し、
いずれの場合もメッキを継続すると陽極の不働態化が起
り、電流が全く流れなくなるという欠点があった。

しかしながら、このような現象は前記高濃度シアン浴に
おいては軽微であり、作業に支障が見られなかった。

その理由は、アルカリ性ノーシアン浴は、シアン浴に較
べて許容される陽極電流密度範囲がかなり狭いことと、
シアン化合物のような強力に錯化溶解作用をもつ錯化剤
が浴中に含有されていないためによるものと考え得る。

さらに、アルカリ性ノーシアン浴のその他の欠点は、亜
鉛棒を鋳造し、陽極として用いることの手数と、この棒
が作業中に溶解し、その表面積が小さくなると交換する
ことが必要であるため、鋳造費ならびに取換えのための
時間的損失を招く欠点もあった。

従って、アルカリ性ノーシアン浴においては亜鉛陽極に
代えて鉄またはカーボンのような不溶性陽極を使用する
ことが必要となる。

ところが、不溶性陽極を使用する場合に解決を要する重
要課題は、いかにしてメッキ浴に亜鉛イオンを補給する
かという点である。

従来鋼管の内壁メッキにアルカリ性ノーシアン浴が全く
使用されなかった理由は、その供給方法がなかったため
といっても過言ではない。

この発明は、上記難点を解消し、亜鉛イオンの浴への補
給を連続して行い得るような方法を確立し、これによっ
てアルカリ性ノーシアン浴を用いて鋼管内壁にも有効な
メッキを施し得るようなし得たものである。

さて、アルカリ性ノーシアン浴においては、なぜ亜鉛イ
オンの補給が困難であるかの点を説明する。

通常のアルカリ性ノーシアン浴は、Ｚｎ２＋４〜１３．
ｇ／ｌ、ＮａＯＨ７０〜１５０ｇ／ｌ、有機系添加剤２
〜３０ｍｌ／ｌからなっている。

この浴に亜鉛イオンを供給するには、メッキ浴に酸化亜
鉛を添加する方法が考えられる。

しかし上記した程度のか性ソーダ濃度では、酸化亜鉛は
溶解しない。

精々乳濁を起す程度である。現場作業の経験からは水６
００ｍｌ、か性ソーダ４００ｇおよび酸化亜鉛１００ｇ
を一度に混合し、か性ソーダの発熱を利用して始めて前
記酸化亜鉛の溶解は可能である。

すなわち、高温状態にある濃厚なか性ソーダ溶液を用い
ない限り酸化亜鉛は溶解できない。

しかしながら、アルカリ性ノーシアン浴において前記不
溶性陽極を使用して連続してメッキを行うと、浴中の亜
鉛は析出して減少し、一方、か性ソーダは汲み出しによ
ってその量が減少することが考えられる。

しかし厳重な管理の下では、汲み出しによる損失はほと
んどないと考え得る。

従って亜鉛イオンの供給には、別槽に酸化亜鉛と、か性
ソーダとを配合した濃いジンケート液を用意し、これを
浴に補給することが考えられる。

しかし、この方法によれば、常にか性ソーダの濃度が高
くなり、メッキ不良を引起す原因となる。

また亜鉛板をメッキ浴に浸漬する方法も考え得るがこの
ような方法は、後記の表のＮｏ．１に示した予備実験結
果からも期待できない方法である。

本発明者等は、アルカリ性ノーシアン浴に、不溶性陽極
を用いて連続メッキを行う場合のメッキ浴への亜鉛イオ
ンの供給方法について研究と実験とを続けてきた。

その結果、アルカリ性ノーシアン浴を用いる場合に亜鉛
と単極電位が亜鉛よりも責な金属であり、かつメッキ液
中での過電圧の低いいずれかの対極を設け、該両極の間
において電池を形成させ、メッキ浴中または浴外で溶解
させた亜鉛イオンを供給するようなせば、常に一定の亜
鉛イオンを浴に供給でき、長期間連続してメッキ作業を
行い得ることを確認できた。

さらに本発明を説明すると、前述の電池作用による亜鉛
の溶出力は、一般に亜鉛極と対極間の単極電位の差が大
きいほど速いと考えられていた。

しかし、発明者等の実験によれば、必らずしもそのよう
な結果とはならず、むしろ亜鉛極と対極として水奏の発
生が容易な極とを組合わせて、その間において電池を形
成させる方が亜鉛の溶出割合が大きいことを認めている
。

そして好適な対極としては水素電圧の低い素材例えばＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔなどのいわゆ
る単極電位が亜鉛よりも責な電極を用いることであり、
特に好適には鋳鉄、モリブデン鋼、酸化鉄などによりそ
の表面が被覆された鋼板である。

また、これら対極の表面は、鏡面であるよりも例えばホ
ーニング、ナシ地処理、溝切りなどを行い、できるだけ
その表面積を大きくしたものが有効である。

つぎに亜鉛極と対極との接触方法について述べると、亜
鉛スクラップまたはポールと対極材のスクラップとをカ
ゴか袋に混入し、メッキ浴に浸漬する方法が考えられる
。

しかし、亜鉛の溶解量を理論的に調整するには、一定の
表面積を有する亜鉛極および対極との回路の中間にスイ
ッチを設け、電池を形成する面積比から亜鉛の溶解量を
コントロールすることが望ましい。

また、アルカリ性ノーシアン浴において亜鉛の溶解量を
律則するパラメータとしてはアルカリ濃度、亜鉛極と対
極との面積比、対極の材質、濃度分極および温度がある
。

しかし現場作業においては、酸化亜鉛の溶解は、別槽に
亜鉛極と上記したような対極とを配置して行い、溶解し
た亜鉛イオンをポンプでメッキ槽に循環させるなどの方
式が望ましい。

さらに予備実験としてＺｎ２＋８ｇ／ｌとＮａＯＨ１０
０ｇ／ｌとからなるメッキ液の５００ｍｌ中に６０×６
０×５ｍｍの大きさの亜鉛極と、同一大きさの各材質か
らなる対極を置き、亜鉛極と対極の面積比を１：１に保
持し、温度を２５℃、５０℃の二段に変化させ、メッキ
液を静置または揺動させた場合および補足的に前記面積
比を１：２となし２５℃で亜鉛を溶解させた場合の各対
極による１７時間後の亜鉛の平均溶解量を測定してみた
。

結果は下表に示す通りである。

表から、一般的な予測に反して、前述のように、アルカ
リ亜鉛浴における電池作用による金属亜鉛の溶解速度は
、単極電位が最も大きい金（Ｎｏ．９）、白金（Ｎｏ．
８）を対極とするよりも水素廻電圧を下げる鉄、鋼板（
Ｎｏ．３，４，５）を対極とすると大きいことがわかる
。

すなわち、これらの金属を対極とすれば、低コストで効
率のよい亜鉛の溶解が可能となる。

また、対極の面積比と同様、浴の攪拌による効果も大き
い。

なお下記実施例に示した別槽を設けて溶液を循環する方
法が、攪拌効果を高めるためにも有効であることを知っ
た。

以下、本発明を実施例によって、さらに具体的に説明す
る。

実施例Ｚｎ２＋８ｇ／ｌ、ＮａＯＨ１００ｇ／ｌおよびヌージ
ン１５ｍｌ／ｌ（上村工業Ｋ．Ｋ製の添加剤の商品名で
ある。

）からなるアルカリ性ノーシアン浴１００００ｌを用い
、鉄棒を陽極として鋼管の内面メッキを行った。

亜鉛の析出量は１日当り約２００ｋｇであった。

上記亜鉛量を補給するため、メッキ槽とは別に３００ｌ
容の溶解槽を設け、これに亜鉛板３０００ｋｇ（全表面
積１２００ｄｍ２）と同じ表面積を有する高炭素鋼板と
を配置し、亜鉛板と該鋼板との間に電池を形成せしめて
亜鉛を溶解させ、また上記メッキ槽との間に濾過機を設
けて、この亜鉛をメッキ浴に循環させてみた。

その結果メッキ浴の亜鉛濃度を一定に保持でき、有効に
メッキを行うことができた。

なお、その際のメッキ浴の温度は２２〜２７℃であった
。

Claims

【特許請求の範囲】

１シアン化合物を含有しないアルカリ性亜鉛メッキ浴
を用い、メッキを行うに際し、該浴中または浴外の溶解
槽中に金属亜鉛と、単極電位が亜鉛よりも貴で、かつメ
ッキ液中での水素過電圧の低い対極とを設けて電池を形
成させ、溶解させた亜鉛イオンを浴内に供給し、連続し
てメッキを行ない得るようなしたことを特徴とするメッ
キ液への亜鉛イオンの供給方法。