JPS60181293A - アルカリ性浴からの電気亜鉛−鉄合金めつき法 - 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】 不発明は、ジンケート浴（亜鉛・水酸化アルカリ浴）に
、錯化剤の存在のもと電析可能に鉄を溶解し、クロメー
ト処理が可能な、高耐食性電析皮膜を得ることのできる
。−アルカリ性浴からの鉄を含む電気亜鉛合金めっき法
に関する。

最近、電気亜鉛めっき製品は、光沢性の教書やクロメー
トの多様化などで装飾性の向上がはかられると同時に塩
害対策の曲から高耐食性が強く要望されるようになった
。

高耐食性を目的とした電気亜鉛めっき方法は。

すでに亜鉛−ニッケル、亜鉛−錫、亜鉛−マンガン、亜
鉛−クロムなど様々な金属との組０合せの合金めっきが
発表されＣいるが、その甲でも曲鉛−鉄合金めっきは耐
食性が優れているだけでなく。

鉄が安価であることから注目されている。

すでに、鉄を含む亜鉛の電気合金めつき鋼板の製造法に
ついては文献も多く、実用化の段階にあるが、いずれも
酸性浴からの電気めっきであり。

しかもフープ材のめっきを前提としており、主として塗
装下地に利用されている。そのため１種々のクロメート
処理を施して製品とする一般の電気曲始めつき製品の製
造には適さない。

才た。アルカリ性浴からの′厄気亜釦−鉄合金めっき法
に関しＣは　ｐＨ８〜１０で使用するビロリン酸浴が占
くから知られているが、この浴も電気めつき鋼板を対象
としたものであり、一般的めっき工場での電気亜鉛めっ
き製品の製造法としては実用化されていない。

本発明者らは、従来の′電気亜鉛めつき製品に劣らない
クロメート皮膜を施すことがＣきる尚耐食性亜鉛めっき
方法について研究実験を重ねた結果。

周知のアルカリ性ジンケート浴を基本組成として。

これに、錯化剤の存在のもとに電析可能に鉄イオンを溶
解せしめ、さらに、光沢剤を添加することにより、均一
で光沢のある。クロメート処理の可能な、高耐食性の亜
鉛−鉄合金皮膜を電析させることに成功したものである
。

従来の亜鉛めつき方法において、めっき浴中への鉄の混
入は不純金属としての害が多く、特にアルカリ性ジンケ
ート亜鉛めっき浴に８いては、叙ｐｐｚｎの鉄が混入す
ると光沢不良になるため、頻素な面鉛末処理を行い、こ
の不純金属を除去しなければならないことは周知の逼り
である。

本発明においては、鉄イオンを基本浴中に０．０２〜５
２μと、従来のジンケート亜鉛めつき浴のイメージから
は考えられないほど多量に浴解し、ざらに鉄イオンを宮
んた浴でも光沢の得られる除加剤を選足し、これを加え
ることにより、光沢性の優れた緻密な亜鉛−鉄合金めつ
き皮膜を電析させるものである。

この方法で得られる亜鉛−鉄合金めっき皮膜の腐實速度
は著しく５そく、耐食性が優れたものである。すなわち
、電析可能な鉄イオンを０．０２〜５Ｖμ含むアルカリ
性電気亜鉛めつき省力）らの電析皮膜中には、鉄成分０
．０２〜２０％を含有し、この電析皮膜の腐食電位が、
鉄を含まない亜鉛単独皮膜の腐食電位より責であるため
に腐食速度が遅く。

＾い耐食性を示すものである。

また９本発明の鉄を含む亜鉛めっき皮膜は、鉄を含まな
い純亜鉛めっき皮膜と同様ζこ、光沢クロメート、Ｍ色
りロメート、黒色クロメート、緑色クロメートなどを施
すことができることも、他の亜鉛合金めっき皮膜にみら
れない特長である。しかもこれらのクロメート処理を施
した亜鉛−鉄合金めっき皮膜は従来の、クロメートを施
した亜鉛単独めっき皮膜に比べて、数倍もの優れた耐食
性を得ることが可能である。

本発明の鉄を含む亜鉛合金めっきを、上記の特長を生か
して、従来の純亜鉛めっきの下地めっきとして、あるい
は、従来の純亜鉛めっき皮膜上への仕土げめつきとして
、施すことにより、優れた耐食性を得ることもできる。

以下１本発明についてさらに詳しく説明する。

本発明において使用される浴は、公害対策の面から背比
亜鉛電気めっき浴のノーシアン化浴として開発された。

公知のアルカリ性ジンケート亜鉛めっき浴を基本浴とし
て９これに錯化剤の存在のもとに゛、電着可能に鉄イオ
ンを溶解したものである。すなわち１本発明浴は亜鉛３
〜４０　ｆｌ／Ｌ　、水酸化アルカリ３０〜２８０ｆμ
、浴のｐＨ１３，０以上の強いアルカリ性であり、広い
濃度範囲で使用することができる。例えば、均−電着性
を重視する場合には、亜鉛３〜１３　ｆ／ｌ　、水酸化
アルカリ３０−１３０　ｔ／ｌの範囲が良く１回転めっ
きなどの電流効率９作業性を重視する場合には、亜鉛２
０〜４０　？／ｌ　、水酸化アルカリ１４０〜１８０１
μの範囲が好ましいなど。

目的に応じて浴濃度を選ぶことが可能である。

本発明に使用されるアルカリ性ジンケート電気唾鉛めっ
き浴は鉄イオンを溶解する能力が殆んどないため、錯化
剤の添加によって、必要な量の鉄イオンの溶解が行われ
るが、ここで開用される錯化剤はｐＩ（１３，０以上の
強アルカリ性において鉄イオンを電着可能な程度に錯化
し、安定した溶解を行うだけでなく、めっきに対して悪
影響を与えてはならない。

本発明の錯化剤として、クエン酸塩、酒石酸塩。

グルコン酸塩、グリコール酸塩、などのオキシカルボン
酸塩類、もしくは、モノエタノールアミン。

ジェタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミ
ノアルコール類、もしくは、エチレンジアミン、ジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリア
ミン類、もしくはエチレンジアミン四酢識塩、ニトロ三
酢暇塩などのアミノカルボン酸類、もしくはソルビット
、ペンタエリスリトールなどの多価アルコール類、もし
くはチオ尿素類などを１錘または２種以上を使用するこ
吉ができる。

これら錯化剤の存在のもとに電着０Ｔ能な鉄イオン０．
０２〜５７μを溶解せしめた浴から電析するめつき皮膜
中の鉄の含有量は０．０２〜２０％の範囲である。ここ
で鉄の電析含有量を限定したのは、鉄含有量が帆０２％
以下では亜鉛単独めっき皮膜と耐食性において差がなく
、また鉄含有量が２０１以上では、皮膜の耐食性が低下
するばかりか、クロメート皮膜化成も難しくｐす、亜鉛
めっき製品としての商品価値も得られないからである。

本発明におけるめっき浴への鉄の供給は、アルカリ性浴
であるため、賜物に鉄板を使っても、必要量を供給でき
ないため、鉄化合物として補給しなければならない。補
給に使うことのできる鉄化合物としては、　？ｌＪえば
水酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄。

リン酸鉄、シュウ酸鉄、クエン酸鉄などがある。

本発明の浴に使用することのできる光沢剤は。

従来のアルカリジンケート浴に使用される姫加物の中か
ら、鉄の析出割合が陰極電流密度の変動によって変化を
生じないものを選定しなければならない。すなわち、各
種アミン類とエピハロヒドリンの反応物を王坏に、バニ
リン、へりオトロピン。

アニスアルデヒドなどの芳香族アルデヒド類を１棟また
は２棟以−Ｆ９本発明に使用する浴に添加することによ
り、光沢性の優れた。均一電着性のよい、高耐食性亜鉛
−鉄合金めっき皮膜を得ることができる。

日本表面化学（株）で商品名Ｋ　−０８２１で市販して
いる光沢剤は、ジエチレントリアミンとエピクロルヒド
リンの反応物とアルデヒド類の混合物であるＯ 〔実施例１〕 浴組成 ば化能鉛　。。、μ 水酸化ナトリウム　１４０１μ 水酸化第２鉄　２ｖμ トリエタールアミン　１０　Ｓ’μ エチレンジアミン−エピクロルヒドリン反応物　３２μ
アニスアルデヒド　１２μ めっき条件 ｐＨ１，４ 温度　２炉Ｃ 陰極電流密度　３八〜 上記浴組成のアルカリ性ジンケート浴からの上記めっき
条件で、磨き鋼板（５０Ｘ　１５０　Ｘ　０．３Ｍ）に
５μの亜鉛−鉄合金めっきを施した結果、めっき皮膜の
外観は従来の亜鉛めっき浴から得られた皮膜に劣らない
、均一で光沢あるものであった。

また、このめっき皮膜中の鉄の含有量は５襲であり、そ
の耐食性を塩水Ｉ！Ｊｔ霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１
−）で従来の亜鉛めっき皮膜（５μ）と比較すると赤錆
発生までの時間は、鉄を含む亜鉛合金めっき皮膜では１
１２時間であったのに対して従来の亜鉛めっき皮膜は６
４時間で赤錆が発生した。この結果から、亜鉛−鉄合金
めっきの耐食性の良さが認められた。

〔実施例２〕 浴組成 酸化亜鉛　１０２μ 水敵化ナトリウム　１００２μ 硫酸第１鉄　０．５　Ｗμ ソルビット　１５２μ トリエチレンテトラミン−エピオール反応物　５２μバ
ニリン　２１μ めっき条件 ｐＨ１４ 温度　２５°Ｃ 陰極電流密度　３八〜 上記浴組成の鉄を含む亜鉛めっき浴を使用して。

上記条件で磨き鋼板（５０Ｘ　１５０　Ｘ　Ｏ，３１１
１ｍ　）に膜厚５μｍの鉄含有亜鉛合金めっき皮膜を析
出させ、１．２係の鉄を宮む光沢ある均一な亜鉛−鉄合
金めっき皮膜を得た。この皮膜にＭ色りロメート処理（
ジャスコ、ローメイ）４４＝６２日本表面化学社製１０
ｃｃ／１２５°Ｃ１１０秒）を施したところ、従来の亜
鉛めっき皮膜の有色クロメート皮膜と同様な美麗なりロ
メート皮膜を得ることができた。

このようにして得られた。鉄を宮む亜鉛合金めっきの有
色クロメート処理物と、従来の亜鉛めつき浴から、厚さ
５μｍの亜鉛めっき皮膜を電着させ。

有色クロメート処理（前出と同一）を施した処理物を、
塩水噴霧試験（、ｒｒｓ　−ｚ−２３７１）で耐食性比
較を行ったところ２下表の通り、亜鉛−鉄合金めっき皮
膜はクロメート皮膜を施すことにより、従来の亜鉛めつ
きでは得ることのできない、はるかに優れた耐食性が認
められた。

塩水噴霧試験（ＪＩＳ　−Ｚ−２３７１）〈いづれのめ
つき物も有色クロメート処理物〉〔実施例３〕 浴組成 酸化亜鉛　３０１／を 水酸化ナトリウム　１５０９μ シユウ酸第１鉄　０．８ｆμ ジエタノールアミン　３０２μ に−０８２１（日本表面化学製光沢剤）　６　ｃｃ／ｌ
めっき条件 ｐＨ１４ 温度　２８°Ｃ 陰極電流密度　２　、５に／ｄｎ？ 上記浴組成、めっき条件で磨き鋼板（５０Ｘ１５０Ｘ０
．３＋ｎｍ）に膜厚平均５μｍの亜鉛−鉄合金めっきを
析出させ、その合金比は、亜鉛９９゜０：鉄１であった
。このめっき皮膜に実施例１で使用した有色クロメート
処理を施した結果、光沢のある。美しいクロメート皮１
漠を得た。

このようにしτ得た。亜鉛合金めっきの有色クロメート
処理物と従来の背比亜鉛めつき浴から５μｍの亜鉛めっ
き皮膜を電着させ、有色クロメート処理（前出と同一）
を施した処理物を、　ＪＩＳに従い塩水噴霧試験で耐食
性比較を行ったところ、赤錆発生までの時間は亜鉛−鉄
合金めっきは１８２４時間、従来の亜鉛めっきは２６４
時間キ、犠鉛−鉄合金めっきの方が約７倍の耐食性を示
めした。

〔実施例４〕 １１− 浴組成 酸化亜鉛　１５１μ 水酸化ナトリウム　１３０　ｆμ 硫酸第１鉄　３２／ｌ エチレンジアミン四酢酸塩　３０　ｔμに−０８２１（
日本表面化学製光沢剤）　５　ＱＱ／ｌめつき条件 ｐＨ１４ 温度　２５°Ｃ 平均陰極電流密度　０．５Ａ／瞬 上記浴組成、めっき条件で、ボルト（Φ１０　Ｘ　３０
ｔｍ　）　１００ケをオートギルグー中で回転めっきを
行い、平均３μｍの平滑で美しい光沢ある。亜鉛−鉄合
金めっきを得た。この台金比は亜鉛９６；鉄４であった
。このようにして得られためっき皮膜に実施例１で使用
した有色クロメート処理を施した結果、干渉色の美麗な
りロメート皮膜が得られた。

同様な方法で、従来のジンケート浴から、亜鉛めっきを
行い、亜鉛−鉄合金めっきとの耐食性をＪＩＳに従い塩
水噴霧試験で耐食性を比較した結果。

１２− 赤錆発生までの時間は、亜鉛−鉄合金めっきの場合１１
０４時間、亜鉛めらきは１４４時間であった。

代理人　弁理士　横　１）　晋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）キレート剤で可溶化した鉄を０．０２〜５２μ含み
   、　ＰＨ１３，０以上のアルカリ性電気曲鉛めっき浴か
   ら電気めっきを金属部に施し、全析出金属重量の０．０
   ２〜２０チの鉄を含有する。耐食性のすぐれた亜鉛−鉄
   合金層を生成せしめることを特徴とするアルカリ性浴か
   らの電気亜鉛−鉄合金めっき法。