JP3486087B2 - アルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴及びめっきプロセス - Google Patents
アルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴及びめっきプロセスInfo
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Description
金ならびにこれらのめっきを金属材料に施す技術に関す
る物であり、特にケイ素化合物と浴溶解性ポリマーによ
り亜鉛および亜鉛系合金めっき特性を向上する物であ
る。
て亜鉛あるいは亜鉛系合金めっき(以下“亜鉛めっき”
と称す)は最も広く利用されている。亜鉛めっきの浴は
酸性浴とアルカリ浴に大別され、全体的(広い電流密度
範囲での)光沢性、ピット防止、優れたカバーリング
性、優れたレベリング性、効率を上げるための高亜鉛濃
度での使用可能性、良好なクロメート処理性、合金めっ
きにおける 広い電流密度域での均一な合金比率など多
数の研究が古くからされている。アルカリ亜鉛めっきは
亜鉛と水酸化ナトリウムなどの電導塩からなるが、光沢
剤、添加剤やキレート剤無しに使用されると粗くてスポ
ンジ状の析出物となり実用的でない。
用されているが、シアンの毒性と環境配慮の面からシア
ンを使用しないアルカリめっき浴も20年以上前に発明
され現在に至っている。すなわち、シアンを使用しない
めっき浴(以下ジンケート浴)はアミンとエピハロヒド
リンの反応物、ポリエチレンポリアミンなどの特定の添
加剤により、スポンジ状の析出を抑制し、優れた光沢を
得られる様に多くの改良がされてきた。しかし、光沢剤
に要求される性能(めっきに要求される性能)は単に強
い光沢が得られると言う物だけではない。外観上の美し
さ(光沢)が特定の電流密度部だけで得られるのではな
く、広い電流密度域で得られることはもとより、耐食
性、ツキマワリ性、レベリング性、優れた均一電着性、
ピット防止、クロメート処理性、被膜の密着性、亜鉛濃
度などの条件範囲が広いなどの多くの性能が求められ
る。合金めっきの場合は更に、広い電流密度域での均一
な合金比率が求められる。
応するため研究の多くが耐食性の増進に注がれ、より優
れた耐食性を持つめっきとして亜鉛−鉄、亜鉛−ニッケ
ル、亜鉛−鉄−コバルトなどの合金めっきの開発が熱心
にされている。これらの合金めっきはジンケート浴にア
ミンまたは有機酸のキレート剤と合金成分としての金属
ならびに特定の添加剤(光沢剤)から成り立っている。
合金めっきは耐食性という特性の大幅な向上に貢献した
が、ジンケート浴の元々の目的である環境問題という点
では新たな問題を含む物である。すなわち合金めっき液
中にはグルコン酸ソーダや各種アミンから成るキレート
剤を含有している。キレート剤はその名の通り、金属を
キレートする物であるため、これを含有する工業廃水の
重金属除去は困難な物となり、今日の厳しい排出規制を
クリヤーはするためには細心の注意が必要である。ま
た、これらのキレート剤は金属をキレートしていない場
合でも、排出規制における項目(COD、BOD)の規
制を受ける。
するためジンケート浴を開発し、市場に対応する添加剤
の改良行ってきたが合金めっきの出現により耐食性以外
の特性は10年以上前とほぼ同様の性能に留まってお
り、合金めっきにおいては新たな環境問題を抱えてい
る。特定の光沢剤を含む改良された亜鉛めっき浴を記載
した、米国特許3853718,3869358、38
84774、4113583、4169771、422
9267、4730022、4792038、5182
006、5194410号を含む多くの特許が出願され
ている。
っきにおいて要求される特性の良好な外観(全体的(広
い電流密度範囲での)光沢性、ピット防止、レベリング
性など)、優れた均一電着性、ツキマワリ性、効率を上
げるための高亜鉛濃度での使用あるいは高い浴温での使
用可能性、良好なクロメート処理性、合金めっきにおけ
る広い電流密度域での均一な合金比率、高い耐食性、良
好な廃水処理性を持つめっき浴を提供することにある。
た結果、従来技術における問題は、亜鉛、電導塩及びケ
イ素化合物を含有し、更に合金めっきの場合は合金成分
となる金属を含有するアルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用め
っき浴において、浴溶解性ポリマーとして構造式(1)
ピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2CH2)XOH
(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH2CH2)X
OH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を表わす)で
表されるポリマー、構造式(2)
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上であり、YはS
又はOである)で表されるポリマー、構造式(3)
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上を表わし、Yは
S又はOを表わす)で表されるポリマー、構造式(4)
ル、イソプロピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2C
H2)XOH(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH
2CH2)XOH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を
表わし、YはO又はSを表わす)をモノマーとするポリ
マー、構造式(5)
又はイソブチルを表し、R3はCH2、C2H4又はC3H
6を表わす)で表されるポリマー、構造式(6)
以下のアルキルを表わす)で表されるポリマー、構造式
(7)
Cが5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオンを表
わし、YはS又はOを表わす)で表されるポリマー、及
び構造式(8)
炭素数が5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオン
を表わし、YはS又はOを表わす)で表されるポリマー
よりなる群から選択される1種以上のポリマーと、アル
デヒド、尿素又はその誘導体、ヘキシンジオール、アル
コールとアミンの反応物、ポリエチレンイミン、チオ尿
素誘導体及びベンジルピリジニウムカルボキシレートよ
りなる群から選択される1種以上の化合物とを含有し、
しかもキレート剤が不必要であることを特徴とするアル
カリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴により解決できるこ
とが判明した。
ル、イソプロピル、ブチル、−CH2 CH2 (OCH2
CH2 )X OH(Xは0〜5)又は−CH2 CH2(O
CCH2 CH2 )X OH(Xは0〜5)を表わし、nは
1以上を表わし、YはO又はSを表わす)をモノマーと
するポリマー、構造式(5)
又はイソブチルを表し、R3はCH2 、C2 H4 又はC
3 H6 を表わす)で表されるポリマー、構造式(6)
以下のアルキルを表わす)で表されるポリマー、構造式
(7)
Cが5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオンを表
わし、YはS又はOを表わす)で表されるポリマー、及
び構造式(8)
炭素数が5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオン
を表わし、YはS又はOを表わす)で表されるポリマー
から成る群から選択される1種以上を含有する亜鉛又は
亜鉛合金用めっき浴により解決することが判明した。
造式(1)のポリマーとしてローヌ・プーランから市販
されている「MIRAPOL(商標)100」、前記構
造式(2)のポリマーの例としては「MIRAPOL
(商標)WT」、前記構造式(3)のポリマーの例とし
ては「MIRAPOL(商標)AD−1」、前記構造式
(4)のポリマーの例としては「MIRAPOL(商
標)550」などがある。めっき浴中のこれらの浴溶解
性ポリマーの総量は0.1〜50g/Lが好ましい。ケ
イ素化合物としては特開平8−209393に記載され
ているように、コロイダルシリカ、パウダー状で水に分
散されるとコロイダルシリカに成るもの、ケイ酸塩(一
般式mMOx・nSiO2:Mは金属m、nは自然数、
xは1または2)など殆どのケイ素化合物が使用でき、
たとえば三号ケイ酸ソーダなどが使用可能である。
g/L、水酸化ナトリウムが30〜250g/L、好ま
しくは90〜150g/Lケイ素化合物が0.01〜2
00g/L好ましくは1〜150g/L、構造式(1)〜
(8)のポリマーが0.1〜50g/L好ましくは1〜
30g/L、アルデヒドとしてはバニリン、ベンズアル
デヒド、エチルバニリン、ベラトルアルデヒド、アニス
アルデヒドが比較的良好な光沢を付与する物であり0.
001〜50g/L好ましくは10〜5000mg/L
存在するめっき浴により良好めっき皮膜が提供される。
それぞれの量は亜鉛めっきか、合金めっきかで異なり、
合金めっきにおいても合金成分により適当な共析比率が
異なるため、それぞれに成分量が異なり一概には決定で
きない。例えば亜鉛めっきの場合、亜鉛5〜25g/
L、水酸化ナトリウム90〜150g/Lが一般的に良
好な皮膜が得られる範囲である。
ル、三価のクロムまたは銅が適当である。また、亜鉛−
鉄合金めっきの場合、亜鉛6〜20g/L、鉄0.00
1〜1.0g/L、水酸化ナトリウム85〜150g/
Lが均一な皮膜を得るのに一般的な範囲である。いずれ
の場合も、電流密度や浴温などの条件の影響を受けるた
め一概に決めることはできない。合金成分の供給方法に
制限はなく、硫酸鉄、塩化鉄、硫酸コバルト等の塩で供
給できる。
は、亜鉛および合金成分としての金属は析出金属とし
て、必須成分である電導塩としては水酸化ナトリウムが
好ましい。前記構造式(1)〜(8)のポリマーは添加
することによりめっき外観において均一な光沢、レベリ
ング、均一電着性、ツキマワリ性などの亜鉛めっきの基
本的な要求特性を向上するものである。ケイ素化合物が
合金成分をキレートするとは考えにくいが添加しためっ
き浴は、グルコン酸ソーダなどの廃水処理に弊害をもた
らすキレート剤を添加しなくとも、添加金属が浴中で安
定であり、均一な比率での析出を可能にするものであ
る。また従来のキレート剤を含有しためっき液では、高
温作業や長時間の使用によりキレート剤の変質・変性と
推定される液の色調変化やめっき外観の低下(無光沢黒
色外観不良の発生)、全体的な(殆どの電流密度域にお
ける)共析率の低下などが確認されるため多くのノウハ
ウを駆使し、細心の注意を払って狭いめっき条件の範囲
で使用しなければならなかったが、本発明ではこれらの
不良は確認されない。
金成分となる金属の添加量が少なくてすむという特徴が
ある。多くの合金めっきの特許の合金成分となる金属の
添加量の請求範囲は限りなく0に近い値から請求されて
いるが、現在実用化されている合金めっきの金属の総添
加量は約100〜2000mg/Lあるいはこれ以上で
ある。これに比べ本発明に依れば一桁小さな添加量(例
えば鉄10mg/L程度)でも可能である。また従来の
めっき浴は温度に対して弱く、30℃を越える条件での
めっきは工業的に実用に耐える物でなかったが、本発明
のめっき浴は耐温性に優れ30℃を越えるめっき条件で
も十分実用に耐える物である。
いと亜鉛以外の金属は不純金属として被膜外観や被膜物
性に悪影響を与える事が知られている。例えばMETA
LFINISHING誌1995年2月号に記載されて
いるように低い金属では0.1mg/L、鉄やニッケル
は1〜10mg/Lの含有により悪影響が認められる
が、本発明においては鉄やニッケルが1〜10mg/L
混入しても合金めっきとなり耐食性が向上する事はある
が外観などの低下を認めない。このことは本発明が合金
めっきとしてでは無く単なる亜鉛めっきとして考えた場
合、如何に管理が容易であるかを示す一つである。付け
加えるならば合金めっきの特許のほとんどはアミンまた
はグルコン酸ナトリウムなどの有機酸をキレート剤とし
て用いており、皆同じ物の様に感じられるが実用化され
ているキレート剤の対象金属選択性は高く、亜鉛−鉄合
金めっきで使用しているキレート剤を亜鉛−ニッケル浴
に添加しても、良好なめっきは得られない。よって従来
のキレート剤を亜鉛めっきに添加するだけでは特定の金
属に対し、良好な結果を得ることができるかもしれない
が、多種類の金属が混入すると思われる工業ラインにお
いて本発明に示す管理の容易性は得られない。
の他の特性も改善されている。例えばツキマワリ性は外
観の光沢などと比べ直接目に付かないため見落とされが
ちであるが、亜鉛めっきを評価するに当たり無視できな
い重要な性能である。ツキマワリ性とはより低い電流密
度域においても有効なめっきを得られる能力である。工
業的に行われているめっきはビーカーレベルと比べると
遥かに複雑な形状の部材をめっきするため、部材の表面
の電流密度は非常に広い電流密度となる。例えば0.1
〜10A/dm2 の電流密度域となる部材を処理する場
合
A/dm2 の範囲においては比較的均一電着性が優れ良
好であるが、0.5A/dm2 未満では突然膜厚が薄く
なりツキマワリ性が悪いため実用的であるとは言い難い
が、本発明ではこれらの能力に限らずピット防止性やク
ロメート処理性など従来の亜鉛めっきの問題点を解決す
る物である。
可能な公知の物質が添加可能である。これらの添加物と
して、例えばアミン系の光沢付与剤、レベリング剤、P
VA、ゼラチン、にかわ、ペプトンなどが挙げられる。
具体的には、ポリエチレンイミン、アミンとエピハロヒ
ドリンの反応物、アルコールとアミンとの反応物、アリ
ルスルホン酸塩、プロピンスルホン酸塩、ピニルスルホ
ン酸塩、アミノプロピン誘導体、ビスベンゼンスルホニ
ルイミド、ベンジルピリジニウムカルボキシレート、ヘ
キシンジオール、プロパギルアルコールなどがあり、添
加量としては0.01〜50g/Lが目安である。
はハルセル試験用試験板、50×100×1mmの鉄板
またはボルトを試験片として用いた。適当な前処理(脱
脂、脱スマットなど)を行った後、以下に示すそれぞれ
の処理を行った。実施例1 亜鉛11g/L、水酸化ナトリウム125g/L、三号
ケイ酸ソーダ85g/L、「MIRAPOL100」
2.5g/L、バニリン50mg/Lが含まれためっき
浴でハルセル試験を行った。2Aで15分電解した試験
片をクロム酸、リン酸を主成分とする緑色クロメートに
浸漬し不動態化処理としてクロメート処理を行った。均
一で光沢のある良好なめっきを得た。
ケイ酸ソーダ90g/L、「MIRAPOLWT」2g
/L、アニスアルデヒド55mg/Lが含まれためっき
浴でハルセル試験を行った。2Aで15分電解した試験
片をクロム酸、リン酸を主成分とする緑色クロメートに
浸漬しクロメート処理を行った。均一で光沢のある良好
なめっきを得た。「MIRAPOL WT」を「MIR
APOL550」または「MIRAPOL AD−1」
に変えても同様に良好な結果を得た。実施例3 亜鉛10.5g/L、水酸化ナトリウム110g/L、
三号ケイ酸ソーダ95g/L、構造式(5)のポリマー
2g/L、ベラトルアルデヒド65mg/Lが含まれた
めっき浴でハルセル試験を行った。2Aで15分電解し
た試験片をクロム酸、リン酸を主成分とする緑色クロメ
ートに浸漬しクロメート処理を行った。均一で光沢のあ
る良好なめっきを得た。
号ケイ酸ソーダ75g/L、構造式(8)のポリマー3
g/L、バニリン65mg/Lが含まれためっき浴でハ
ルセル試験を行った。2Aで15分 電解した試験片を
クロム酸、リン酸を主成分とする緑色クロメートに浸漬
しクロメート処理を行った。均一で光沢のある良好なめ
っきを得た。構造式(8)のポリマーを構造式(6)の
ポリマーまたは構造式(7)のポリマーに変えても同様
に良好な結果を得た。実施例5 亜鉛8g/L、水酸化ナトリウム110g/L、三号ケ
イ酸ソーダ80g/L、「MIRAPOL 550」2
g/L、構造式(6)のポリマー2.5g/L、バニリ
ン45mg/Lが含まれためっき浴でハルセル試験を行
った。2Aで15分電解した試験片をクロム酸、リン酸
を主成分とする緑色クロメートに浸漬しクロメート処理
を行った。均一で光沢のある良好なめっきを得た。
び「MIRAPOLAD−1」を3g/L、構造式
(7)のポリマー3g/L、三号ケイ酸ソーダ90g/
L、ベンジルピリジニウムカルボキシレート4g/L、
エチルバニリン0.05g/Lが含まれためっき浴でハ
ルセル試験を行った。2Aー20分電解した試験片の
0.1、0.5、1、2、3、5、10A/dm2 相当
部分の膜厚を膜厚計で測定したところ表1の結果を得
た。一般の添加剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・
コポリマー+ポリアミド)と比べ均一電着性・ツキマワ
リ性が優れていることを確認した。
よび「MIRAPOLWT」を3g/L、構造式(6)
のポリマー2g/L、三号ケイ酸ソーダ100g/L、
バニリン0.05g/Lが含まれためっき浴でハルセル
試験を行った。2Aー20分電解した試験片の0.1、
0.5、1、2、3、5、10A/dm2 相当部分の膜
厚を膜厚計で測定したところ表2の結果を得た。一般の
添加剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー
+ポリアミド+ホルマリン)と比べ均一電着性・ツキマ
ワリ性が優れていることを確認した。
よび「MIRAPOL550」を1g/L、構造式
(5)のポリマー2g/L、カタロイドSI−30(触
媒化成(株)製)150g/L、尿素誘導体0.5g/
L、バニリン40mg/Lが含まれためっき浴でハルセ
ル試験を行った。2Aで20分電解した試験片をクロム
酸、リン酸を主成分とする緑色クロメートに室温で浸漬
しクロメート処理を行った。一般の添加剤(イミダゾー
ル−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用
いた試験片は不均一な色調の処理外観となったが、本発
明は均一な外観を呈した。実施例9 酸化亜鉛9g/L、水酸化ナトリウム120g/Lおよ
び「MIRAPOLWT」を10g/L、構造式(5)
のポリマー2g/L、カタロイドSI−30(触媒化成
(株)製)140g/L、ベンジルピリジニウムカルボ
キシレート3g/L、バニリン20mg/Lが含まれた
めっき浴でハルセル試験を行った。2Aで20分電解し
た試験片をクロム酸、リン酸を主成分とする緑色クロメ
ートに室温で浸漬しクロメート処理を行った。一般の添
加剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+
ポリアミド)を用いた試験片は不均一な色調の処理外観
となったが、本発明は均一な外観を呈した。
よび「MIRAPOLADー1」を3g/L、カタロイ
ドSI−30(触媒化成(株)製)110g/L、構造
式(5)のポリマーを3g/L、尿素誘導体1g/L、
バニリン60mg/Lが含まれためっき浴でハルセル試
験を行った。2A−10分電解した試験片の外観は平滑
で良好であった。一般の添加剤(イミダゾール−エピハ
ロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用いた場合は
高電流密度域にヤケ或いはコゲと呼ばれる不良外観を呈
した。実施例11 酸化亜鉛8g/L、水酸化ナトリウム110g/Lおよ
び「MIRAPOL100」を3g/L、カタロイドS
I−30(触媒化成(株)製)160g/L、構造式
(6)のポリマー3g/L、尿素0.2g/L、アニス
アルデヒド60mg/Lが含まれた40℃のめっき浴で
ハルセル試験を行った。2A−10分電解した試験片の
外観は平滑で良好であった。一般の添加剤(イミダゾー
ル−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用
いた場合は高電流密度域にヤケ或いはコゲと呼ばれる不
良およびピットのある外観を呈した。
よび「MIRAPOLWT」を3g、カタロイドSI−
30(触媒化成(株)製)100g/L、構造式(5)
のポリマー2g/L、アルコールとアミンの反応物1g
/L、尿素誘導体1g/L、バニリン50mg/Lが含
まれためっき浴でハルセル試験を行った。2Aー40分
電解した試験片の0.05、0.1、0.5、1、2、
3、5、10A/dm2 相当部分の膜厚を膜厚計で測定
した処、表3の結果を得た。一般の添加剤(イミダゾー
ル−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)と比
べ均一電着性・ツキマワリ性が優れていることを確認し
た。
よび「MIRAPOL550」を4g、三号ケイ酸ソー
ダ90g/L、構造式(7)のポリマー3g/L、ヘキ
シンジオール0.5g/L、尿素誘導体0.5g/L、
ベラトルアルデヒド60mg/Lが含まれためっき浴で
ハルセル試験を行った。2A−20分電解した試験片の
外観は平滑で良好であった。一般の添加剤(イミダゾー
ル−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用
いた場合は高電流密度域にヤケ或いはコゲと呼ばれる不
良外観および光沢の少ない筋状の不良外観をを呈した。実施例14 酸化亜鉛25g/L、水酸化ナトリウム180g/Lお
よび「MIRAPOL100」を3g/L、「MIRA
POL WT」を5g/L、三号ケイ酸ソーダ140g
/L、ベンジルピリジニウムカルボキシレート1g/
L、バニリン60mg/Lが含まれためっき浴でハルセ
ル試験を行った。2A−10分電解した試験片の外観は
平滑で良好であった。本発明の代わりに一般の添加剤
(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリ
アミド)を用いた場合は高電流密度域にヤケ或いはコゲ
と呼ばれる不良外観を呈した。
よび「MIRAPOL550」を2g/L、「MIRA
POL WT」を4g/L、構造式(5)のポリマー3
g/L、三号ケイ酸ソーダ120g/L、ポリエチレン
イミン2g/L、チオ尿素誘導体0.2g/L、ベラト
ルアルデヒド40mg/Lが含まれためっき浴でハルセ
ル試験を行った。2Aで20分電解した試験片をクロム
酸、リン酸を主成分とする緑色クロメートに室温で浸漬
しクロメート処理を行った。一般の添加剤(イミダゾー
ル−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用
いた試験片は不均一な色調の処理外観および、筋状の不
良めっき外観となったが、本発明は均一な外観を呈し
た。実施例16 酸化亜鉛15g/L、水酸化ナトリウム140g/Lお
よび三号ケイ酸ソーダ90g/L、「MIRAPOL
550」を4g/L、構造式(8)のポリマー2g/
L、バニリン50mg/L、鉄10mg/L、ニッケル
10mg/Lが含まれためっき浴でハルセル試験を行っ
た。2Aで20分電解した試験片をクロム酸、リン酸、
硫酸、無機塩を含む黒色クロメートに室温で浸漬しクロ
メート処理を行った。一般の添加剤(イミダゾール−エ
ピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用いた試
験片は干渉色を呈し均一な黒色外観が得られなかった。
また三号ケイ酸ソーダを添加しなかった試験片は、低電
流密度部が暗色化およびめっき被膜の密着性低下が確認
されたが、本発明は均一な外観を呈し密着性の低下も認
められなかった。
よび三号ケイ酸ソーダ150g/L、「MIRAPOL
550」を2g/L、「MIRAPOL WT」を4g
/L、構造式(6)のポリマー3g/L、ベンジルピリ
ジニウムカルボキシレート1g/L、ベラトルアルデヒ
ド40mg/Lが含まれためっき浴で回転めっきを行っ
た。浴温38℃で12A/kgー20分電解した試験片
をクロム酸、リン酸、硫酸、無機塩を含む黒色クロメー
トに室温で浸漬しクロメート処理を行った。一般の添加
剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポ
リアミド)を用いた試験片は光沢が少ない外観の上、低
電流部のめっき膜厚が不足し均一な黒色外観が得られな
かったが、本発明は光沢のある均一は外観を呈した。実施例18 酸化亜鉛10g/L、水酸化ナトリウム110g/Lお
よび三号ケイ酸ソーダ120g/L、「MIRAPOL
100」を2g/L、「MIRAPOL WT」を4g
/L、構造式(7)のポリマー3g/L、尿素誘導体1
g/L、ベラトルアルデヒド40mg/Lが含まれため
っき浴で回転めっきを行った。12A/kgで25分電
解した試験片をクロム酸、リン酸、硫酸、無機塩を含む
黒色クロメートに室温で浸漬しクロメート処理を行っ
た。本発明の代わりに一般の添加剤(イミダゾール−エ
ピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を用いた試
験片は低電流部のめっき膜厚が不足し均一な黒色外観が
得られなかったが、本発明は均一な外観を呈した。
び三号ケイ酸ソーダ130g/L、「MIRAPOL
WT」を3g、構造式(8)のポリマー2g/L、ヘキ
シンジオール0.5/L、バニリン50mg/L、鉄1
5mg/L、コバルト35mg/Lが含まれためっき浴
でハルセル試験を行った。3Aで15分電解した試験片
をクロム酸、リン酸、硫酸、無機塩を含む黒色クロメー
トに室温で浸漬しクロメート処理を行った。一般の添加
剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポ
リアミド)を用いた試験片は干渉色を呈し均一な黒色外
観が得られなかった。また三号ケイ酸ソーダを添加しな
かった試験片は、低電流密度部が暗色化およびめっき被
膜の密着性低下が確認されたが、本発明は均一は外観を
呈し密着性の低下も認められなかった。
びカタロイドSI−30(触媒化成(株)製)120g
/L、「MIRAPOL WT」を4g/L、尿素誘導
体1g/L、エチルバニリン40mg/L、鉄80mg
/L、コバルト100mg/Lが含まれためっき浴で回
転めっきを行った。8A/kgで35分電解した試験片
をクロム酸、リン酸、硫酸、無機塩を含む黒色クロメー
トに室温で浸漬しクロメート処理を行った。一般の添加
剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポ
リアミド)を用いた試験片は低電流密度部のめっき膜厚
が不足し均一な黒色外観が得られなかった。カタロイド
SI−30を添加しなかっためっきは不均一な共析が原
因と推定される不均一外観を示したが、本発明は均一は
外観を呈した。実施例21 酸化亜鉛17g/L、水酸化ナトリウム140g/Lお
よび三号ケイ酸ソーダ150g/L、「MIRAPOL
550」を2g/L、「MIRAPOL WT」を4g
/L、構造式(7)のポリマー3g/L、ベンジルピリ
ジニウムカルボキシレート1g/L、ベラトルアルデヒ
ド40mg/L、ニッケル1200mg/Lが含まれた
めっき浴で回転めっきを行った。12A/kgで20分
電解した試験片をクロム酸、リン酸、硫酸、無機塩を含
む黒色クロメートに室温で浸漬しクロメート処理を行っ
た。MIRAPOLの代わりに一般の添加剤(イミダゾ
ール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)を
用いた試験片は光沢の少ない外観の上、低電流部のめっ
き膜厚が不足し均一な黒色外観が得られなかった。三号
ケイ酸ソーダを添加しなかっためっきは不均一な共析が
原因と推定される不均一外観を示したが、本発明は均一
は外観を呈した。
び三号ケイ酸ソーダ130g/L、「MIRAPOL
100」を15g/L、構造式(8)のポリマー1g/
L、尿素誘導体2g/L、エチルバニリン40mg/
L、ニッケル1g/Lが含まれためっき浴でハルセル試
験を行った。2Aー20分電解した試験片の0.05、
0.1、0.5、1、2、3、5、10A/dm2 相当
部分のニッケルの共析率と膜厚を測定した処、表4(膜
厚)、表5(共析率)の結果を得た。一般の添加剤(イ
ミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミ
ド)およびミラポール100単独で三号ケイ酸ソーダが
含まれないめっき浴では良好なめっき外観すら得られ
ず、一部のニッケルは水酸化ニッケルとなり液に 溶解
せず浮遊した。比較のため一般の添加剤(イミダゾール
−エピハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)および
「MIRAPOL100」15g/Lのめっき液にはア
ミンまたはグルコン酸ソーダをキレート剤として添加し
た。
よびカタロイドSI−30 150g/L、「MIRA
POL WT」を10g/L、構造式(7)のポリマー
2g/L、ベンジルピリジニウムカルボキシレート1g
/L、バニリン40mg/L、鉄35mg/L、コバル
ト20mg/Lが含まれためっき浴でハルセル試験を行
った。2Aー20分電解した試験片の0.05、0.
1、0.5、1、2、3、5、10A/dm2 相当部分
の膜厚を測定した処、表6(膜厚)の結果を得た。一般
の添加剤(イミダゾール−エピハロヒドリン・コポリマ
ー+ポリアミド)およびミラポールWT単独で三号ケイ
酸ソーダが含まれないめっき浴では良好なめっき外観す
ら得られないため一般の添加剤(イミダゾール−エピハ
ロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)および「MIR
APOL WT」10g/Lのめっき液にはアミンまた
はグルコン酸ソーダをキレート剤として添加した。
よび三号ケイ酸ソーダ100g/L、「MIRAPOL
100」を20g/L、構造式(5)のポリマー1g
/L、尿素誘導体3g/L、エチルバニリン40mg/
L、ニッケル1g/Lが含まれためっき浴でボルトを回
転めっきした。めっきは11A/kg、35分、38℃
の条件で行った。一般の添加剤(イミダゾール− エピ
ハロヒドリン・コポリマー+ポリアミド)およびミラポ
ール100単独で三号ケイ酸ソーダが含まれないめっき
浴では良好なめっき外観すら得られなかったが、本発明
はめっき外観はもとよりクロメート処理においても均一
で良好な被膜を得た。実施例25 酸化亜鉛15g/L、水酸化ナトリウム120g/Lお
よび三号ケイ酸ソーダ130g/L、「MIRAPOL
WT」を20g/L、鉄35mg/L、コバルト15
mg/Lが含まれためっき浴でボルトを回転めっきし
た。めっきは10A/kg、35分、38℃の条件で行
った。一般の添加剤(イミダゾール−エピハロヒドリン
・コポリマー+ポリアミド)およびMIRAPOL W
T単独で三号ケイ酸ソーダが含まれないめっき浴では良
好なめっき外観すら得られなかったが、本発明はめっき
外観はもとよりクロメート処理においても均一で良好な
被膜を得た。同様の結果が100kg/Lのボルトを処
理後も得られた。
三号ケイ酸ソーダ120g/L、「MIRAPOL W
T」15g/Lを浴組成とするめっき浴に鉄10mg/
Lあるいはニッケル20mg/Lあるいは銅5mg/L
を添加しめっきをおこなった処、良好な被膜が得られ
た。三号ケイ酸ソーダを添加しない添加剤(PIRAP
OL WTまたは一般の添加剤)だけのめっき液では低
電流密度部の光沢低下などの不良めっきとなった。
Claims (6)
- 【請求項1】 亜鉛、電導塩及びケイ素化合物を含有
し、更に合金めっきの場合は合金成分となる金属を含有
するアルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴において、
浴溶解性ポリマーとして構造式(1) 【化1】 (式中、R1、R2は水素、メチル、エチル、イソプロ
ピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2CH2)XOH
(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH2CH2)X
OH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を表わす) で表されるポリマー、構造式(2) 【化2】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上であり、YはS
又はOである) で表されるポリマー、構造式(3) 【化3】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上を表わし、Yは
S又はOを表わす) で表されるポリマー、構造式(4) 【化4】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
ル、イソプロピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2C
H2)XOH(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH
2CH2)XOH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を
表わし、YはO又はSを表わす) をモノマーとするポリマー、構造式(5) 【化5】 (式中、R1又はR2は水素、メチル、エチル、ブチル
又はイソブチルを表し、R3はCH2、C2H4又はC3H
6を表わす) で表されるポリマー、構造式(6) 【化6】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素又は炭素数が10
以下のアルキルを表わす) で表されるポリマー、構造式(7) 【化7】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
Cが5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオンを表
わし、YはS又はOを表わす) で表されるポリマー、及び構造式(8) 【化8】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
炭素数が5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオン
を表わし、YはS又はOを表わす) で表されるポリマーよりなる群から選択される1種以上
のポリマーと、アルデヒド、尿素又はその誘導体、ヘキ
シンジオール、アルコールとアミンの反応物、ポリエチ
レンイミン、チオ尿素誘導体及びベンジルピリジニウム
カルボキシレートよりなる群から選択される1種以上の
化合物とを含有し、しかもキレート剤が不必要であるこ
とを特徴とするアルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき
浴。 - 【請求項2】 前記電導塩が水酸化ナトリウムであり、
亜鉛を3〜80g/L、水酸化ナトリウムを30〜25
0g/L、ケイ素化合物を0.01〜200g/L及び
浴溶解性ポリマーを0.1〜50g/L含有する請求項
1に記載の亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴。 - 【請求項3】 前記合金成分となる金属が鉄、コバル
ト、ニッケル、三価のクロム又は銅である請求項1又は
2に記載の亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴。 - 【請求項4】 導電性の基材を請求項1〜3のいずれか
一の請求項に記載の亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴に浸漬
し、前記基材表面に所望の厚さのめっきを施すめっきプ
ロセス。 - 【請求項5】 前記めっきを施した後、更に不動態化処
理を施す請求項4に記載のめっきプロセス。 - 【請求項6】 溶解性ポリマーとして構造式(1) 【化9】 (式中、R1、R2は水素、メチル、エチル、イソプロ
ピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2CH2)XOH
(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH2CH2)X
OH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を表わす) で表されるポリマー、構造式(2) 【化10】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上であり、YはS
又はOである) で表されるポリマー、構造式(3) 【化11】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素、メ
チル、エチル、イソプロピル、2−ヒドロキシルエチル
−CH2CH2(OCH2CH2)xOH(xは0〜6)又
は2−ヒドロキシルエチル−CH2CH2(OCCH2C
H2)xOH(xは0〜6)を表わし、R5は(CH2)2
−O−(CH2)2、(CH2)2−O−(CH2)2−O−
(CH2)2又はCH2−CHOH−CH2−O−CH2−
CHOH−CH2を表わし、nは1以上を表わし、Yは
S又はOを表わす) で表されるポリマー、構造式(4) 【化12】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素、メチル、エチ
ル、イソプロピル、ブチル、−CH2CH2(OCH2C
H2)XOH(xは0〜5)又は−CH2CH2(OCCH
2CH2)XOH(xは0〜5)を表わし、nは1以上を
表わし、YはO又はSを表わす) をモノマーとするポリマー、構造式(5) 【化13】 (式中、R1又はR2は水素、メチル、エチル、ブチル又
はイソブチルを表し、R3はCH2、C2H4又はC3H6を
表わす) で表されるポリマー、構造式(6) 【化14】 (式中、R1及びR2はそれぞれ水素又は炭素数が10
以下のアルキルを表わす) で表されるポリマー、構造式(7) 【化15】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
Cが5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオンを表
わし、YはS又はOを表わす) で表されるポリマー、及び構造式(8) 【化16】 (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ水素又は
炭素数が5以下のアルキルを表わし、Xは無機陰イオン
を表わし、YはS又はOを表わす) で表されるポリマーより成る群から選択される1種以上
のポリマーと、ケイ素化合物とを含有する亜鉛又は亜鉛
合金用めっき浴のための添加剤であって、更にアルデヒ
ド、尿素又はその誘導体、ヘキシンジオール、アルコー
ルとアミンの反応物、ポリエチレンイミン、チオ尿素誘
導体及びベンジルピリジニウムカルボキシレートよりな
る群から選択される1種以上の化合物を含有し、前記浴
溶解性ポリマーの総量が10〜950g/kgであるこ
とを特徴とするアルカリ性亜鉛又は亜鉛合金用めっき浴
のための添加剤。
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- 1997-12-29 JP JP36964797A patent/JP3486087B2/ja not_active Expired - Lifetime
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