JPH036240B2 - - Google Patents
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- JPH036240B2 JPH036240B2 JP11988384A JP11988384A JPH036240B2 JP H036240 B2 JPH036240 B2 JP H036240B2 JP 11988384 A JP11988384 A JP 11988384A JP 11988384 A JP11988384 A JP 11988384A JP H036240 B2 JPH036240 B2 JP H036240B2
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Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
本発明は、電気亜鉛メツキ浴への亜鉛シヨツト
の溶解方法に関するものであり、特には金属亜鉛
溶解速度を上げる為に亜鉛より貴な電位を持ち且
つ水素過電圧の小さな金属であるニツケルを予備
溶存させることを特徴とする亜鉛シヨツト溶解方
法に関する。 鉄鋼材料の防食目的で電気亜鉛メツキが広く実
施されている。近時、自動車、家電製品、建築材
料、プラント材料等の分野での亜鉛メツキ鋼板の
需要増は著しく、特に自動車用途には厚亜鉛メツ
キ材が求められている。こうした需要増に対処す
るべく、従来の可溶性陽極を用いる電気亜鉛メツ
キ法よりも、不溶性陽極を用いて高電流密度下で
メツキを行う高速メツキ法が現在では脚光をあび
ている。不溶性陽極を用いての高速メツキ法で
は、メツキ浴中の亜鉛の消費に伴い亜鉛を補給す
ることが必要とされる。亜鉛補給に当つては、亜
鉛溶解が充分に速いものでなければならない。補
給亜鉛として炭酸亜鉛を用いる場合には迅速な溶
解が保証されるが、コスト増につき、現在では亜
鉛シヨツトを直接メツキ浴中に溶解する方式が考
慮されている。 しかしながら、金属亜鉛シヨツトの電気亜鉛メ
ツキ浴への溶解性は良好ではない。従つて、不溶
性陽極を用いる高速メツキ法を好適に実施する為
には、金属亜鉛シヨツトの溶解性向上のための対
策を確立する必要がある。その対策のためかなり
のコスト増を招くことは、安価な亜鉛シヨツトを
用いることの意義を失わしめる。例えば、液温を
上げることによつて、亜鉛シヨツトの溶解を促進
しうるが、液温の昇降の為のコストがかかり実用
的でない。 こうした事情の下で、本発明は、安価な、電気
亜鉛メツキ浴への亜鉛シヨツト溶解方法の確立を
目的とする。 金属が酸性溶液中に溶解する場合、その陰極反
応として次式の反応による水素の発生が不可欠で
ある。 H++e-=1/2H2 この反応が起こる電位は、反応が起こる電極面
により大きく影響を受ける。このため、水素過電
圧の大きい金属程溶解し難い。亜鉛の水素過電圧
はかなり大きい方に属しており、このため亜鉛シ
ヨツトの電気亜鉛メツキ浴への溶解速度が小さい
ものと考えられる。ちなみに、陰極電流密度=
10-3A/cm2、1N−HCl、室温での亜鉛の過電圧は
0.85であり、SnやCdと並んで非常に高い水準に
ある。従つて、金属亜鉛シヨツトに、Pt、Ni、
Fe等亜鉛より貴な電位を持ち且つ水素過電圧の
小さな金属を接触・共存させることにより、電気
亜鉛メツキ浴への溶解速度を大きくなしうるもの
と期待される。そこで、各種金属について検討を
重ねた。 その結果、亜鉛より貴な金属、特にNiのイオ
ンを微量メツキ浴中に存在させておくことにより
亜鉛シヨツトの溶解を促進しうることを判明し
た。 斯くして、本発明は、酸性電気亜鉛メツキ浴へ
の亜鉛シヨツトの溶解に際して、メツキ浴中に5
〜1000ppmのニツケルイオンを存在させることを
特徴とする亜鉛シヨツト溶解方法を提供する。 以下、本発明を実験例に基いて具体的に説明す
る。 不溶性陽極を用いる高速亜鉛メツキ法は現在の
ところ、 Zn: 100g/ Na2SO4: 30g/ free−H2SO4: 4.9g/ を基本的浴組成とし、ニツケル−亜鉛合金メツキ
の場合にはニツケルが100g/上記に追加され
たものを用いている。浴中のPHは0.8〜3.5程度そ
して浴温は40〜80℃範囲が代表的である。メツキ
浴液は循環使用される。不溶性陽極としては、例
えば、鉛合金、白金族合金等が使用される。 上記電気亜鉛メツキ浴を模擬して次の溶解試験
を行つた。試験においては、亜鉛シヨツト単味
(No.1)、Fe線、Ni片及びPt線を添加したもの
(No.2〜4)、FeSO4・6H2Oを予め溶解したもの
(No.5)及びNiSo4・6H2Oを予め溶解したもの
(No.6)が使用された: 1 溶解液基本条件 液組成 ZnSO4・7H2O:450g/(Zn:
102.4g/) Na2SO4(無水):30g/ free−H2SO4:4.9g/(Zn当量:3.27
g/) 液温度 55〜60℃ 液量 1l 2 供試最純亜鉛シヨツトの性状 粒径 2〜4mm 化学成分 Fe:15ppmPb:10ppmCd:6ppm 投入量 100g 3 試験方法 溶解液1lをビーカーに入れ、これをホツトプ
レートとにより、55〜60℃に保持しながら、こ
こに最純亜鉛シヨツト100gと所定量の添加剤
(金属又は金属塩)を投入し、液PH、free−
H2SO4濃度の経時変化、及び亜鉛シヨツト溶
解量を調べた。 なお、溶解時間は3Hrとし、溶解液は撹拌翼
にて430rpmにて撹拌を行なつた。 4 試験条件 各試験条件を表1にまとめて示す。
の溶解方法に関するものであり、特には金属亜鉛
溶解速度を上げる為に亜鉛より貴な電位を持ち且
つ水素過電圧の小さな金属であるニツケルを予備
溶存させることを特徴とする亜鉛シヨツト溶解方
法に関する。 鉄鋼材料の防食目的で電気亜鉛メツキが広く実
施されている。近時、自動車、家電製品、建築材
料、プラント材料等の分野での亜鉛メツキ鋼板の
需要増は著しく、特に自動車用途には厚亜鉛メツ
キ材が求められている。こうした需要増に対処す
るべく、従来の可溶性陽極を用いる電気亜鉛メツ
キ法よりも、不溶性陽極を用いて高電流密度下で
メツキを行う高速メツキ法が現在では脚光をあび
ている。不溶性陽極を用いての高速メツキ法で
は、メツキ浴中の亜鉛の消費に伴い亜鉛を補給す
ることが必要とされる。亜鉛補給に当つては、亜
鉛溶解が充分に速いものでなければならない。補
給亜鉛として炭酸亜鉛を用いる場合には迅速な溶
解が保証されるが、コスト増につき、現在では亜
鉛シヨツトを直接メツキ浴中に溶解する方式が考
慮されている。 しかしながら、金属亜鉛シヨツトの電気亜鉛メ
ツキ浴への溶解性は良好ではない。従つて、不溶
性陽極を用いる高速メツキ法を好適に実施する為
には、金属亜鉛シヨツトの溶解性向上のための対
策を確立する必要がある。その対策のためかなり
のコスト増を招くことは、安価な亜鉛シヨツトを
用いることの意義を失わしめる。例えば、液温を
上げることによつて、亜鉛シヨツトの溶解を促進
しうるが、液温の昇降の為のコストがかかり実用
的でない。 こうした事情の下で、本発明は、安価な、電気
亜鉛メツキ浴への亜鉛シヨツト溶解方法の確立を
目的とする。 金属が酸性溶液中に溶解する場合、その陰極反
応として次式の反応による水素の発生が不可欠で
ある。 H++e-=1/2H2 この反応が起こる電位は、反応が起こる電極面
により大きく影響を受ける。このため、水素過電
圧の大きい金属程溶解し難い。亜鉛の水素過電圧
はかなり大きい方に属しており、このため亜鉛シ
ヨツトの電気亜鉛メツキ浴への溶解速度が小さい
ものと考えられる。ちなみに、陰極電流密度=
10-3A/cm2、1N−HCl、室温での亜鉛の過電圧は
0.85であり、SnやCdと並んで非常に高い水準に
ある。従つて、金属亜鉛シヨツトに、Pt、Ni、
Fe等亜鉛より貴な電位を持ち且つ水素過電圧の
小さな金属を接触・共存させることにより、電気
亜鉛メツキ浴への溶解速度を大きくなしうるもの
と期待される。そこで、各種金属について検討を
重ねた。 その結果、亜鉛より貴な金属、特にNiのイオ
ンを微量メツキ浴中に存在させておくことにより
亜鉛シヨツトの溶解を促進しうることを判明し
た。 斯くして、本発明は、酸性電気亜鉛メツキ浴へ
の亜鉛シヨツトの溶解に際して、メツキ浴中に5
〜1000ppmのニツケルイオンを存在させることを
特徴とする亜鉛シヨツト溶解方法を提供する。 以下、本発明を実験例に基いて具体的に説明す
る。 不溶性陽極を用いる高速亜鉛メツキ法は現在の
ところ、 Zn: 100g/ Na2SO4: 30g/ free−H2SO4: 4.9g/ を基本的浴組成とし、ニツケル−亜鉛合金メツキ
の場合にはニツケルが100g/上記に追加され
たものを用いている。浴中のPHは0.8〜3.5程度そ
して浴温は40〜80℃範囲が代表的である。メツキ
浴液は循環使用される。不溶性陽極としては、例
えば、鉛合金、白金族合金等が使用される。 上記電気亜鉛メツキ浴を模擬して次の溶解試験
を行つた。試験においては、亜鉛シヨツト単味
(No.1)、Fe線、Ni片及びPt線を添加したもの
(No.2〜4)、FeSO4・6H2Oを予め溶解したもの
(No.5)及びNiSo4・6H2Oを予め溶解したもの
(No.6)が使用された: 1 溶解液基本条件 液組成 ZnSO4・7H2O:450g/(Zn:
102.4g/) Na2SO4(無水):30g/ free−H2SO4:4.9g/(Zn当量:3.27
g/) 液温度 55〜60℃ 液量 1l 2 供試最純亜鉛シヨツトの性状 粒径 2〜4mm 化学成分 Fe:15ppmPb:10ppmCd:6ppm 投入量 100g 3 試験方法 溶解液1lをビーカーに入れ、これをホツトプ
レートとにより、55〜60℃に保持しながら、こ
こに最純亜鉛シヨツト100gと所定量の添加剤
(金属又は金属塩)を投入し、液PH、free−
H2SO4濃度の経時変化、及び亜鉛シヨツト溶
解量を調べた。 なお、溶解時間は3Hrとし、溶解液は撹拌翼
にて430rpmにて撹拌を行なつた。 4 試験条件 各試験条件を表1にまとめて示す。
【表】
こうして為された溶解試験の結果を示す。次の
表2はNo.1−6における溶解時間3時間後の亜鉛
溶解量の実測値を示す。
表2はNo.1−6における溶解時間3時間後の亜鉛
溶解量の実測値を示す。
【表】
添付第1図は溶解後PHの経時変化を示すグラフ
である。溶解後PHは亜鉛溶解量を反映するもので
ある。 表2及び第1図から分かるように、最純亜鉛単
味溶解の場合に比較して、添加剤を添加した場合
は、いずれの場合も溶解速度が大きくなつている
が、中でもPt線を接触させた場合が最も効果が
大きく、次が、溶解液中に予めNiを溶解させた
場合が効果が大きい。 Niを金属として添加する場合(No.3)とイオ
ンとして添加する場合(No.6)とでは溶解速度は
全く異なる。Niにおいてはイオンとして存在さ
せる方がはるかに高い溶解速度を示すのに対し、
Feにおいては金属として添加する方が高い溶解
速度を示す。このように、Fe、Niという同種に
対してさえも、溶解現象は複雑な様相を呈し、予
知は仲々困難である。 以上の結果より、ZnシヨツトにPtを接触させ
た場合が最もZnの溶解速度が大きくなることが
分かつたが、この方法を実操業化する場合、イニ
シヤルコストが高いこと、またPtの摩耗による
消耗が考えられることから、実用性に乏しい。従
つて、Ptとの接触に準ずる高い溶解速度を示す
Ni予備溶解法が工業的には一番優れた亜鉛シヨ
ツト溶解法と結論づけられる。 表3及び第2図に、各溶解時間におけるZn溶
解量及び溶解液中のNi濃度、free−H2SO4濃度
を示す。 溶解開始後20分程度は、溶解速度は極めて小さ
いようであるが、その後は溶解時間3時間まで溶
解時間とともに、ほぼ直線的に溶解している。
である。溶解後PHは亜鉛溶解量を反映するもので
ある。 表2及び第1図から分かるように、最純亜鉛単
味溶解の場合に比較して、添加剤を添加した場合
は、いずれの場合も溶解速度が大きくなつている
が、中でもPt線を接触させた場合が最も効果が
大きく、次が、溶解液中に予めNiを溶解させた
場合が効果が大きい。 Niを金属として添加する場合(No.3)とイオ
ンとして添加する場合(No.6)とでは溶解速度は
全く異なる。Niにおいてはイオンとして存在さ
せる方がはるかに高い溶解速度を示すのに対し、
Feにおいては金属として添加する方が高い溶解
速度を示す。このように、Fe、Niという同種に
対してさえも、溶解現象は複雑な様相を呈し、予
知は仲々困難である。 以上の結果より、ZnシヨツトにPtを接触させ
た場合が最もZnの溶解速度が大きくなることが
分かつたが、この方法を実操業化する場合、イニ
シヤルコストが高いこと、またPtの摩耗による
消耗が考えられることから、実用性に乏しい。従
つて、Ptとの接触に準ずる高い溶解速度を示す
Ni予備溶解法が工業的には一番優れた亜鉛シヨ
ツト溶解法と結論づけられる。 表3及び第2図に、各溶解時間におけるZn溶
解量及び溶解液中のNi濃度、free−H2SO4濃度
を示す。 溶解開始後20分程度は、溶解速度は極めて小さ
いようであるが、その後は溶解時間3時間まで溶
解時間とともに、ほぼ直線的に溶解している。
【表】
試験結果では、予め添加したNi濃度の分析値
はほとんど変化していないがおそらく微細に析出
した微量のNiが水素発生の促進に寄与している
ものと考えられる。またこの方法では、溶解液中
のNiは、電解時にも通常のメツキ条件下の電流
密度では、ほとんど析出しないと考えられ、たと
えわずかに析出したとしてもメツキ皮膜の耐食性
等にはプラスになるものと考えられることから、
何ら障害を呈するものでない。 Niイオンの添加量は5ppm以上存在することが
溶解速度増大効果を奏する上で必要である。添加
量の上限は目的とする電気亜鉛メツキ製品の品質
に悪影響を与えない範囲(例えば、Znめつき板
の化成処理時の外観不良、塗装後の密着性不良を
起こし、さらに、経済的でなくなる。)である
1000ppmまでなら高くなしうる。 電気亜鉛メツキを行うメツキ工場においては、
この亜鉛単独メツキと併せて亜鉛−ニツケル合金
メツキを実施することが多い。亜鉛−ニツケル合
金メツキ浴は亜鉛とほぼ同量のニツケルを含有し
ている。こうした合金メツキ槽排出後の槽内には
ニツケルが必ず微量残留している。従つて、その
後で亜鉛単独メツキを実施することにより残留ニ
ツケルを亜鉛シヨツト溶解促進剤として有効活用
することができる。ニツケル添加の為の別個の手
段を購じる必要がなくなる。 実際のメツキ工場において、先ず合金メツキ液
を溶解調整し、それを次工程に送つた後のメツキ
槽において亜鉛単独メツキ浴を調整したところ10
〜30ppmのニツケルの存在が確認され、その後亜
鉛シヨツトの添加をスムーズに行うことができ
た。 さらに他の実施例として以下の試験を行つた。 メツキ槽につながる溶解槽3m3内に亜鉛メツキ
液(ZnSO4・7H2O450g/、Na2SO430g/
PH液温60℃)を2m3導入し、NiSO4・6H2OをNi
として500ppmを添加した。この上に最純亜鉛シ
ヨツト(約3mmφ)7Kgを徐々に添加し、撹拌翼
で撹拌した。1時間後には亜鉛シヨツトは完全に
溶解した。 また上記方法との比較として、以下の確認試験
をした。 実施例1と同要領で、亜鉛メツキ液にNiSO4・
6H2Oを添加せずに亜鉛シヨツト(約3mmφ)5
Kgを徐々に添加し、撹拌翼で撹拌した。約3時間
経過後でも亜鉛シヨツトは、大部分が溶解してい
なかつた。 以上、本発明は、亜鉛シヨツトの溶解速度を上
げる為のコスト負担の実質ない簡便な方法を提供
するものであり、今後益々需要の増大の予想され
る高速亜鉛メツキに有益な貢献をなすものであ
る。
はほとんど変化していないがおそらく微細に析出
した微量のNiが水素発生の促進に寄与している
ものと考えられる。またこの方法では、溶解液中
のNiは、電解時にも通常のメツキ条件下の電流
密度では、ほとんど析出しないと考えられ、たと
えわずかに析出したとしてもメツキ皮膜の耐食性
等にはプラスになるものと考えられることから、
何ら障害を呈するものでない。 Niイオンの添加量は5ppm以上存在することが
溶解速度増大効果を奏する上で必要である。添加
量の上限は目的とする電気亜鉛メツキ製品の品質
に悪影響を与えない範囲(例えば、Znめつき板
の化成処理時の外観不良、塗装後の密着性不良を
起こし、さらに、経済的でなくなる。)である
1000ppmまでなら高くなしうる。 電気亜鉛メツキを行うメツキ工場においては、
この亜鉛単独メツキと併せて亜鉛−ニツケル合金
メツキを実施することが多い。亜鉛−ニツケル合
金メツキ浴は亜鉛とほぼ同量のニツケルを含有し
ている。こうした合金メツキ槽排出後の槽内には
ニツケルが必ず微量残留している。従つて、その
後で亜鉛単独メツキを実施することにより残留ニ
ツケルを亜鉛シヨツト溶解促進剤として有効活用
することができる。ニツケル添加の為の別個の手
段を購じる必要がなくなる。 実際のメツキ工場において、先ず合金メツキ液
を溶解調整し、それを次工程に送つた後のメツキ
槽において亜鉛単独メツキ浴を調整したところ10
〜30ppmのニツケルの存在が確認され、その後亜
鉛シヨツトの添加をスムーズに行うことができ
た。 さらに他の実施例として以下の試験を行つた。 メツキ槽につながる溶解槽3m3内に亜鉛メツキ
液(ZnSO4・7H2O450g/、Na2SO430g/
PH液温60℃)を2m3導入し、NiSO4・6H2OをNi
として500ppmを添加した。この上に最純亜鉛シ
ヨツト(約3mmφ)7Kgを徐々に添加し、撹拌翼
で撹拌した。1時間後には亜鉛シヨツトは完全に
溶解した。 また上記方法との比較として、以下の確認試験
をした。 実施例1と同要領で、亜鉛メツキ液にNiSO4・
6H2Oを添加せずに亜鉛シヨツト(約3mmφ)5
Kgを徐々に添加し、撹拌翼で撹拌した。約3時間
経過後でも亜鉛シヨツトは、大部分が溶解してい
なかつた。 以上、本発明は、亜鉛シヨツトの溶解速度を上
げる為のコスト負担の実質ない簡便な方法を提供
するものであり、今後益々需要の増大の予想され
る高速亜鉛メツキに有益な貢献をなすものであ
る。
第1図は溶解試験No.1〜6における溶解後PHの
経時変化を示すグラフであり、第2図はニツケル
を予備溶解されたNo.6における亜鉛溶解量の経時
変化を示すグラフである。
経時変化を示すグラフであり、第2図はニツケル
を予備溶解されたNo.6における亜鉛溶解量の経時
変化を示すグラフである。
Claims (1)
- 1 酸性電気亜鉛メツキ浴への亜鉛シヨツトの溶
解に際して、メツキ浴中に5〜1000ppmのニツケ
ルイオンを存在させることを特徴とする亜鉛シヨ
ツト溶解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11988384A JPS61600A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 亜鉛シヨツト溶解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11988384A JPS61600A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 亜鉛シヨツト溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61600A JPS61600A (ja) | 1986-01-06 |
| JPH036240B2 true JPH036240B2 (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=14772592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11988384A Granted JPS61600A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | 亜鉛シヨツト溶解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61600A (ja) |
-
1984
- 1984-06-13 JP JP11988384A patent/JPS61600A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61600A (ja) | 1986-01-06 |
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