JPS6092495A - 鋼の亜鉛電気メツキ法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、硫酸系水性亜鉛電解液による鋼の亜鉛電気メ
ツキ法に関する。

〔従来の技術〕

硫酸系水性亜鉛電解液中で陰極電着によって鋼表面に金
属亜鉛を被覆することは公知である。このように処理し
た鋼表面は、各種の気象条件下での屋外暴露に対して本
質的に改善された耐食性を示す。

塗料および類似の被覆材を更に塗布する場合、酸性リン
酸塩水溶液、特にリン酸亜鉛溶液で処理して、あらかじ
め亜鉛表面にリン酸塩層を被覆すれば有利であることが
わかっている。かくして、未処理のままラッカーを塗布
した亜鉛に比べて、デュプレックス系“ラッカー十亜鉛
”の付着性および耐食性が本質的に向上する。

非錯処理用リン酸塩浴は層形成に影響を及ぼす成分とし
て特に、ｌｌｉ鉛およびリン酸塩を含む。更に層形成の
改りのため、ニッケル、銅、カルシウム、マンガン４１
よびアルカリ金属といった別の陽イオンを添加すること
ができる。層形成を加速するため、例えば、硝酸塩、塩
素酸塩、亜硝酸塩、過酸化物およびｈ’ａ二ｌ−１：Ｉ
化合物の一群の酸化剤が併用される。更に、ｉｉＪ能な
添加物は、特にフッ化物、フッ化物錯体、塩化物、ポリ
ヒト′ロキシカルボン酸、リン酸塩錯体および界面活性
剤である。

浴は、浸漬、浸油／スプレーおよびスプレーの各操作で
、通常、３０〜７０℃において、例えば、０．５〜５分
間の処理時間使用される（　Ｗ、　Ｒａｕｓｃｈ、。

Ｄｉｅ　ｒ’ｂｏｓｐｌ＋ａＬｉｔ＋ｒｕＢ　Ｖｏｒ＋
ＭｅＬａｌｌｅｎ　（金属のリン酸塩処理）′、Ｉ’：
　、Ｇ　、　１．ｅｕｚｅ出版、Ｓａａｌｇａｕ　／Ｗ
ｉｉｒｔＬｅｍｌ＋ｅｒＨ、ｌ　！］　’７４年間）。

油膜および脂肪）模の刺着した亜鉛電気メツキ面をリン
酸塩処理する場合、リン酸塩処理前に、主にアルカリ水
溶液で脱脂する必要がある。脱脂とリン酸塩処理の間で
水洗を行う。

リン酸塩処理に続いて、水洗し、次いで、通常、不動態
化のための後洗浄により後処理を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

亜鉛メッキした鋼表面にリン酸塩処理を行った後、顕微
鏡で観察すると多くの場合、縁に結晶が堆積した酸洗ビ
ットとして認められる白色斑点が均一なリン酸塩被覆層
上に存在する。リン酸塩処理液の接触の間、亜鉛表面は
処理時間の増加とともに、実質的に完全にリン酸塩層で
覆われる。この場合、もちろん、未知の理由から、リン
酸塩溶液の腐食作用を続１ノで受ける径０．１〜ｌ　＋
ｕの点が残存する。酸洗ピットから多量の亜鉛イオンが
供給されるので、ピントの縁には、第三リン酸亜鉛が沈
澱してクレータの縁のように成長する。次いでラッカー
を塗布した際、斑点はラッカー膜内に小さい隆起として
現れ、費用のかかる研削作業を必要とする原因となる。

しかも、浄化−洗浄操作中に、亜鉛表面が局部的に腐食
され得る。特に浄化時、面に平行に数■■にわたって結
晶風解物が生ずる。

浄化中およびリン酸塩処理中に起り得る斑点生成は、特
殊組成の処理液によって抑制できる。しかしながら、こ
の方法は処理液の組成の変動範囲の制限を意味し、槌っ
て、別の目的、例えば、ラッカー付着性の改善、防食性
の向」−の達成に望ましい最適化を困デＫにする。従っ
て、斑点生成の少ないまたは全くないＩＩＩ！鉛メッキ
表面が要求されている。

本発明の１」的は、上述の欠点がなく、特に、後続の処
理の際に上述の斑点生成のない亜鉛電気メツキ法を提供
することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上述のＬ１的は、冒頭に述べた種類の方法において、本
発明にもとづき、硫黄の酸化数が＋５〜＋１である１挿
または２捕取」−の硫黄酸素酸を含む電解液を使用して
＋１１；鉛メンキを行うことによって、達成される。

ここで、酸化数とは、分子がイオンのみから成るとした
場合、１つの原子（硫黄原子）が有するであろう荷′屯
数を云う。

用語“硫酸系亜鉛電解液”とは、ｐＨ値が５以下で、亜
鉛以外に少なくとも可成りの量の硫酸イオンを含有する
電解液をいう。添加できるその他の陰イオンは、例えば
塩化物、凸１酸塩、クエン酸塩およびホウ酸である。電
解液は、その他の陽イオンとして、例えば、アンモニラ
ｌ１、アルカリ、アルミニウム、鉄、ニッケル、鉛、ア
ンチモン、スズ、アルカリ土類などを含むことができる
。その際、上記イオンは、電解液の性質を制御するため
意図的に電解液に添加されるか、使用する水、陽極また
は他の出所から偶然に電解液中に入る。

電解液は多くの場合、室温よりも高い温度で、例えば１
〜ｌ　００　Ａ　／ｄｍ”の陰極電流密度において使用
される。電解は、通常、厚さ２〜１５μｍの亜鉛層が析
出するまで行う。本方法は、帯鋼の亜鉛メッキの場合に
は連続的に実施するのが好ましい。しかし、本方法は、
ドラムに詰めた材料および棚に載せた材料の処理にも通
用できる。亜鉛メッキに続いて、水洗を行い、貯蔵およ
び発送の間の白錆生成を防止する適切な媒体、例えば水
性油エマジョンによって後処理を行う。亜鉛メンキした
帯鋼は多くの場合、表面の平滑化および／または加工性
の改笹のため、軽く後圧延される。

本発明の方法において使用される１〜５価の硫黄の酸素
酸は、酸、塩または酸無水物の形で電解液に加えること
ができる。

本発明の好ましい実施態様では、硫黄酸素酸として亜硫
酸（１１□ＳＯ，；酸化数４）、スルホ、１−シル酸（
１１□Ｓ０２；酸化数２）、曲ニチオン酸（１１□５２
０４；酸化数３）および／またはチオ硫酸（１１２５２
０３；酸化数２）あるいはこれらの塩または無水物を含
む電解液を使用して亜鉛メッキを行う。

更に、電解液中の硫黄酸素酸の濃度を０．０５〜１０ｇ
／β、好ましくは、０．１〜２．０　ｇ／ｊ！に保持す
れば有利である。

以下の実施例を参照し−Ｃ本発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

脂肪の（＝Ｊ着していないｉＲ＋光沢の深絞用鋼板を下
記の一般的作業↓：　Ｊｌｊにもとづいて処理した。

１）　酸洗い； １０重■％濃度のＨｇＳＯ４；Ｆｅ　（１）　５　ｇ／
Ｉｌ（硫酸塩として）　；Ｐｅ　（ＩＩＩ）　５　ｇ／
　１　（硫酸塩として）；室温において３秒間浸漬する
。

２）　水洗いと水切り； ３）　亜鉛電気メッキ； 対向電極として高純度亜鉛電極を使用し、静かに攪拌し
ながら５５℃において陰極電流密度２゜、Ａ／ｄｍ”で
、下記成分を含む電解液を用いζ行う。

電解時間８０秒間。

Ｚｎ　１２０ｇ／ｊ２（特級ＺｎＳＯ４’　７０ｚＯと
して）１１゜ＳＯ２（１００重量％濃度）４ｇ／１ｆＦ
ｅ　（ＩＩ）　０．３　ｇ／β　（硫酸塩として）Ｆｅ
　（Ｉｌｌ）　０．２　ｇ／　Ｒ（硫酸塩点して）添加
物（場合による） ４）　水洗い； ５）　完全脱塩水による洗浄および水切り；Ｇ）　乾燥
； 次いで、この亜鉛メッキした銅１４Ｓ、を次のように処
理した。

７）　下記成分を含む洗液によるアルカリ洗浄；ＮａＪ
４０ｔ　ＨＩ　（ｌ　ｊｌ□０　６．９１Ｊ　／　’Ｎ
８２ＳｉＯＨ１−５１１２１１２，３ｇ／　ｊ２Ｎａ５
Ｐ３０１ｏ　１．ｓｇ　／　’ Ｎａ４１＋２ｏ、　、１．！５１；　／　ｌＮａ３１’
０４１５　ｇ　／　’ｌ 界面活性剤　１．４　ｇ　／β ６０°Ｃにおいて５分間浸漬。

８）　水洗い； ９）　リン酸チタン／リン酸二すトリウムの混合物２５
／７！を含む分１１シ液による活性化用前洗浄；４０゛
（シに打い゛（１分間浸漬。

１０　）　Ｉｌｌ鉛のリン酸塩処理；使用リン酸塩処理
ン容ンｔし、は、 Ｚｎｌ、５１　ｔｒ　／　ｅ Ｎｊ　１．υ０＋ｒ／　７＋ Ｎａ　４．ｌｔｏ　１；　／　１ １’２０５　１６．０１ｔ　ｙ　／　１ＩＣＩ（ｌａ　
３．０６　ｇ／　ρ ＮＯ，２，１９ｇ／ｅ ＣＩ　０．４０　ｔｓ　／　１ ｍ−二トロベンゼンスルボン酸ナトリウム０．６　ｇ／
ｊ！ を含み、かつ 遊離酸約１．８ポイント（ジメチル・イエローにより浴
試料１０ｍｊ！を滴定した際、０．Ｉ　Ｎ　Ｎａ０１１
約１．８ｎｌｌの消費量に相当する）及び全酸約２８ポ
イント（フェノールフタレインにより浴試料１０　ｍ　
７！を滴定した際、０．Ｉ　Ｎ　Ｎａ０１１約２８ｍ１
の消費量に相当する） を有する。

処理；６０℃において５分間浸漬 １１）　水洗い： １２）　完全脱塩水による洗浄；そして１３）　乾燥。

操作段階３）の亜鉛電解液に種々の四のチオ硫酸ナトリ
ウム、亜硫酸ナトリウム、亜ニチオン酸ナトリウムおよ
びボルムアルデヒ］゛スルボキシ／ｌｚ酸ナトリウムを
添加した。添加物の種類および里を、実験結果とともに
次表に示した。

−一表一 〔発明の効果〕 実験結果から明らかな如く、本発明の方法に槌っ“（、
硫黄の酸化数が＋５〜＋１である硫黄酸素酸の存在のも
とで亜鉛電気メッキを行うと、後続のリン酸塩処理に際
して実質的に斑点を生成させない亜鉛層が得られる。こ
の結果は、無機酸素酸を極少間使用した場合でさえ得ら
れる。ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムのみ
は、幾分多脂に添加する必要がある。

本発明の方法は要約して説明すると次の通りである。

鋼１の亜鉛電気メソ４・法において、硫黄の酸化数が＋
５〜＋１の１種または２種以上の硫黄酸素酸を含む硫酸
系水性電解液を使用する。作成された亜鉛メッキ層は、
後続の亜鉛のリン酸塩処理に際して、斑点のない均一・
なリン酸塩層を形成する。

適切な酸素酸は、酸、塩または酸無水物の状態の亜硫酸
（１１□Ｓ（Ｌ＋）　、スルホ；１−シル酸（１１□Ｓ
（１，）、亜ニチオン酸（１１２５２０４）および／ま
たはチオ硫酸（１１□５Ｊａ）である。電解液中の酸素
酸の濃度は、０．０５〜１０■〜１−Ａｆましくは０．
１〜２　ｇ　／　１とずべきである。

代理込　上屋　勝 常包芳男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、硫酸系水性亜鉛電解液による鋼の亜鉛電気メツキ法
   において、硫黄の酸化数が＋５〜＋１である１種または
   ２種以上の硫黄酸素酸を含む電解液を使用し”ζ亜鉛メ
   ッキを行うことを特徴とする鋼の亜鉛電気メソ：１−法
   。 ２、硫黄酸素酸として！ｌＩ！硫酸（１１□５Ｏ３）、
   スルホキシル酸（１１□ＳＯ□）、曲ニチオン酸（１１
   □５２０４）および／またはチオ硫酸（１１□５２（Ｉ
   ｓ）あるいはこれらの塩または無水物を含む電解液を使
   用して亜鉛メ・ツキを行うごとを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、硫黄酸素酸を０．１１５〜ｌ　（ｌ　ｇ　／　ｊ１
   ！の量で含む電解液を使用し°ｒ　ＩＩ＋；鉛メッキを
   行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の方法。 ４、硫黄酸素酸をＣ）、１〜２ｇ／ｊ！（Ｄ量で含む電
   解液を使用して亜鉛メッキを行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の方法。