(57)【要約】【課題】溶融亜鉛めっきの際の発煙を抑制して作業環境に優れ安全性が高いとともに不めっき部分の発生を抑制する溶融亜鉛めっき用フラックスおよびそれを用いた溶融亜鉛めっき材の製造方法を提供する。【解決手段】溶融亜鉛めっき用フラックスは、第２族元素の塩化物として塩化マグネシウムを含む。溶融亜鉛めっき材の製造方法は、上記溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて被めっき材を処理するフラックス処理工程Ｓ２０と、溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて処理された被めっき材を溶融亜鉛めっきすることにより溶融亜鉛めっき材を形成する溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２族元素の塩化物として塩化マグネシウムを含む溶融亜鉛めっき用フラックス。
【請求項２】
塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの少なくとも１種類を含む請求項１に記載の溶融亜鉛めっき用フラックス。
【請求項３】
界面活性剤を含む請求項１または請求項２に記載の溶融亜鉛めっき用フラックス。
【請求項４】
水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であって、前記水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物を含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき用フラックス。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて被めっき材を処理するフラックス処理工程と、
前記溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて処理された前記被めっき材を溶融亜鉛めっきすることにより溶融亜鉛めっき材を形成する溶融亜鉛めっき工程と、を含む溶融亜鉛めっき材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛めっき用フラックスおよびそれを用いた溶融亜鉛めっき材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被めっき材を溶融亜鉛めっき浴に浸漬した際の発煙を抑制するために、ＮＨ4Ｃｌ（塩化アンモニウム）を含まない溶融亜鉛めっき用フラックスが開発されている。
【０００３】
たとえば、特開２０１２−０４１５７７号公報（特許文献１）は、（ａ）ＺｎＣｌ2を５５〜８６重量％、（ｂ）ＮａＦ、ＫＦ、ＭｇＦ2、ＺｎＦ2、Ｎａ2ＳｉＦ6のいずれか１種類以上を合計で５〜３８重量％、（ｃ）アルカリ金属元素もしくはアルカリ土類金属元素の塩化物のいずれか１種類以上を合計で０〜３５重量％、からなる溶融亜鉛めっき用無煙フラックスを開示する。
【０００４】
また、特開２０１４−２０１７８９号公報（特許文献２）は、ＺｎＣｌ2とＫＣｌを主成分とし、ＫＣｌを４０〜６２ｍｏｌ％、残余をＺｎＣｌ2としてなる溶融亜鉛めっき用無煙フラックスを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０４１５７７号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０１７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２０１２−０４１５７７号公報（特許文献１）および特開２０１４−２０１７８９号公報（特許文献２）に開示された溶融亜鉛めっき用無煙フラックスは、ＮＨ4Ｃｌを含まないため溶融亜鉛めっきの際の発煙が抑制されてほぼ無くなる。しかしながら、特開２０１２−０４１５７７号公報（特許文献１）に開示された溶融亜鉛めっき用無煙フラックスは、主要成分として、ＺｎＣｌ2に加えてＮａＦ、ＫＦ、ＭｇＦ2、ＺｎＦ2、Ｎａ2ＳｉＦ6のいずれか１種類以上の腐食性の高いフッ化物を含むため、作業環境を劣悪にするという問題点があった。また、特開２０１４−２０１７８９号公報（特許文献２）に開示された溶融亜鉛めっき用無煙フラックスは、主要成分として、ＺｎＣｌ2に加えてＫＣｌを含むため、不めっき部分（めっきされない部分）が発生しやすいという問題点があった。さらに、ＺｎＣｌ2は、劇物に指定されており、また多量のＺｎイオンの摂取が生物に有害と考えられている。さらに、ＺｎＣｌ2は加熱すると分解して酸化亜鉛を含む有害なヒューム（粉塵）を発生するという問題点もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、溶融亜鉛めっきの際の発煙を抑制して作業環境に優れ安全性が高いとともに不めっき部分の発生を抑制する溶融亜鉛めっき用フラックスおよびそれを用いた溶融亜鉛めっき材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］本発明のある態様にかかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、第２族元素の塩化物として塩化マグネシウムを含む。
【０００９】
［２］上記態様にかかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの少なくとも１種類を含むことができる。
【００１０】
［３］上記態様にかかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、界面活性剤を含むことができる。
【００１１】
［４］上記態様にかかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であって、水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物を含むことができる。
【００１２】
［５］本発明の別の態様にかかる溶融亜鉛めっき材の製造方法は、上記態様にかかる溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて被めっき材を処理するフラックス処理工程と、溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて処理された被めっき材を溶融亜鉛めっきすることにより溶融亜鉛めっき材を形成する溶融亜鉛めっき工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶融亜鉛めっきの際の発煙を抑制して作業環境に優れ安全性が高いとともに不めっき部分の発生を抑制する溶融亜鉛めっき用フラックスおよびそれを用いた溶融亜鉛めっき材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、溶融亜鉛めっき材の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１：溶融亜鉛めっき用フラックス＞
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、第２族元素の塩化物としてＭｇＣｌ2（塩化マグネシウム）を含む。本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、ＭｇＣｌ2を含むため、発煙が抑制されるとともに不めっき部分の発生が抑制される溶融亜鉛めっきが可能となる。本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、ＮＨ4Ｃｌ（塩化アンモニウム）を含まないため、溶融亜鉛めっきの際の発煙が抑制され、作業環境に優れる。また、本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、ＺｎＣｌ2（塩化亜鉛）を含まないか、または、少なくとも主要成分として含まないため、有害なヒュームの発生が抑制され、作業環境に優れ安全性が高い。また、本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、腐食性の高いフッ化物を含まないため、作業環境に優れる。また、ＺｎＣｌ2とＫＣｌとを主要成分として含む従来の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いた溶融亜鉛めっきの際にしばしば現われる不めっき部分の発生が抑制される。
【００１６】
（塩化マグネシウム）
ＭｇＣｌ2は、以下の式（１）
ＭｇＣｌ2  →  Ｍｇ2+  ＋  ２Ｃｌ-                   （１）
に示すように、水溶液中で電離して、２価のＭｇイオンと塩化物イオンとを生成する。さらに、生成した２価のＭｇイオンの一部は、以下の式（２）
Ｍｇ2+  ＋  Ｈ2Ｏ  →  Ｍｇ(ＯＨ)+  ＋  Ｈ+          （２）
に示すように、水の電離により生成する水酸化物イオンと結合するため、水溶液中の水素イオン（ヒドロニウムイオンの意味。以下同じ。）が水酸化物イオンより過剰になる。ＭｇＣｌ2は、水溶液中で電離して、上記のように、水素イオン過剰による酸と塩化物イオンとが生成するため、溶融亜鉛めっき用フラックスとして高い機能を有する。すなわち、ＭｇＣｌ2は、水溶液中における酸および塩化物イオンの生成のため、被めっき材の表面の錆などを除去するとともに表面を活性化させて溶融亜鉛めっきを促進するという溶融亜鉛めっき用フラックスとしての機能を発揮することができる。さらに、ＭｇＣｌ2は、ＺｎＣｌ2のような劇物に指定されておらず加熱により有害なヒューム（粉塵）を発生することもない。
【００１７】
従来、溶融亜鉛めっき用フラックスに必要な物性として、溶融亜鉛めっきを行なうめっき温度（たとえば４３０℃〜５４０℃）において液体か気体であることが必要と考えられており、かかる考えから溶融亜鉛めっき用フラックスの主要成分としてＮＨ4Ｃｌ（融点３３８℃で分解）、ＺｎＣｌ2（融点２７５℃）が用いられていた。ＭｇＣｌ2は、融点が７１４℃であり、上記めっき温度で液体でも気体でもないにもかかわらず、溶融亜鉛めっき用フラックスとしての機能を発揮するメカニズムは、従来の考えで説明することができず、詳細は不明である。
【００１８】
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスに含まれるＭｇＣｌ2は、特に制限はないが、発煙が抑制されるとともに不めっき部分の発生が抑制される溶融亜鉛めっきを行ないやすい観点から、ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ（塩化マグネシウム６水和物）であることが好ましい。ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏの含有量は、溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生を抑制する観点から、１．５質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、６質量％以上がさらに好ましい。
【００１９】
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、第２族元素の塩化物としてＭｇＣｌ2（塩化マグネシウム）のみを含んでいてもよい。たとえば、ＭｇＣｌ2と水とからなる溶融亜鉛めっき用フラックスであってもよい。
【００２０】
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、第２族元素の塩化物としてのＭｇＣｌ2（塩化マグネシウム）以外に、塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの少なくとも１種類、界面活性剤、ならびに水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であって水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物の少なくともいずれかをさらに含んでいることが好ましい。それらを含むことにより、溶融亜鉛めっきの際のめっき特性（不めっき部分の発生の抑制、カス抜けの良さ、スプラッシュの抑制、外観の向上など）を総合的に向上することができる。
【００２１】
（塩化ナトリウムおよび塩化カリウムの少なくとも１種類）
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスにおいては、ＮａＣｌ（塩化ナトリウム）およびＫＣｌ（塩化カリウム）の少なくとも１種類をさらに含むことが好ましい。かかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、溶融亜鉛めっきの際のカス抜けを良くする。溶融亜鉛めっき用フラックスにＭｇＣｌ2とともに含まれるＮａＣｌおよびＫＣｌは、ＭｇＣｌ2の反応性を抑制することにより、カス抜け不良を抑制する。また、ＮａＣｌおよびＫＣｌは、水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であるため、溶融亜鉛めっきの際の不めっきの発生を抑制できる。さらに、ＮａＣｌおよびＫＣｌは、めっき温度よりも高い沸点を有するため、溶融亜鉛めっきの際の発煙を抑制する。ここで、ＭｇＣｌ2に対するＮａＣｌおよびＫＣｌの少なくとも１種類のモル比（Ｎａ＋Ｋ）／Ｍｇは、カス抜けを良くする観点から、０．０１以上が好ましく、１以上がより好ましく、不めっきの発生を抑制する観点から、５５以下が好ましく、４５以下がより好ましい。ここで、カスとは、溶融亜鉛めっき表面に付着する酸化亜鉛および／またはフラックスカスをいう。
【００２２】
（界面活性剤）
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスにおいては、界面活性剤をさらに含むことが好ましい。かかる溶融亜鉛めっき用フラックスは、被めっき材のフラックス付着量を低減することにより、溶融亜鉛めっきの際にスプラッシュを抑制する。かかる溶融亜鉛めっき用フラックスに含まれる界面活性剤は、スプラッシュを抑制する観点から、カチオン系界面活性剤が好ましく、アルキル第４級アンモニウム型界面活性剤がより好ましい。アルキル第４級アンモニウム型界面活性剤としては、たとえば、中央化学株式会社製ギルデオンＫＢＢなどが好適に挙げられる。界面活性剤の含有量は、溶融亜鉛めっきの際にスプラッシュを抑制する観点から、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましい。界面活性剤の含有量の上限は、特に制限はないが、界面活性剤が高価なため、コスト低減の観点から、１５質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。ここで、スプラッシュとは、溶融亜鉛めっきの際に溶融亜鉛浴に被めっき材を浸漬するときに発生する溶融亜鉛の飛散をいう。
【００２３】
（水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物）
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスにおいては、水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であって、水溶液にしたときのｐＨがＭｇＣｌ2（塩化マグネシウム）に比べて低い塩化物をさらに含むことが好ましい。かかる溶融亜鉛めっき用フラックスにおいては、フラックスの活性が高く、溶融亜鉛めっきの際に不めっき部分を発生させにくい。水溶液にすると塩化物イオンを放出する塩化物であって、水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物としては、たとえば、ＦｅＣｌ3（塩化第二鉄）、ＨＣｌ（塩酸）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ2）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）などが好適に挙げられる。フラックスの活性を高める観点から、上記塩化物の中でｐＨの低いＦｅＣｌ3、ＨＣｌが好ましい。これらの塩化物について、たとえば０．１モル／Ｌの水溶液におけるｐＨ実測値は、ＭｇＣｌ2の６．１に対して、ＦｅＣｌ3が１．６、ＨＣｌが１．０、ＺｎＣｌ2が５．６、ＣａＣｌ2が６．０であった。それらの塩化物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。水溶液にしたときのｐＨが塩化マグネシウムに比べて低い塩化物の含有量は、不めっき部分の発生を抑制する観点から、０．１質量％以上２０質量％以下が好ましく、０．４質量％以上１２質量％以下がより好ましい。また、これらの塩化物は、溶融亜鉛めっき用フラックスの活性を高めるため、使用後の溶融亜鉛めっき用フラックスを再活性化させるために後添加することもできる。特に、ＨＣｌおよびその水溶液は室温（２５℃）で液体状であるため、後添加するのに好適である。
【００２４】
（その他の成分）
本実施形態の溶融めっき用フラックスにおいては、溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生の抑制、カス抜けの良さ、外観の良さ、発煙の抑制、およびスプラッシュの発生の抑制の特性を有する限り、他の成分を含むことができる。
【００２５】
本実施形態の溶融亜鉛めっき用フラックスは、小型の被めっき材をめっきする小物めっきの場合でも、大型の被めっき材をめっきする大物めっきの場合でも、好適に用いることができる。小物めっきの場合は、後述のように、作業員の手作業により作業員から近距離で溶融亜鉛めっきが行われるため、スプラッシュが抑制されることが好ましい。大物めっきの場合は、後述のように、作業員の機械作業により作業員から遠距離で溶融亜鉛めっきが行われるため、スプラッシュが抑制されることは要求されない。
【００２６】
＜実施形態２：溶融亜鉛めっき材の製造方法＞
図１を参照して、本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法は、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて被めっき材を処理するフラックス処理工程Ｓ２０と、溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて処理された被めっき材を溶融亜鉛めっきすることにより溶融亜鉛めっき材を形成する溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０と、を含む。本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法は、溶融亜鉛めっきの際の発煙を抑制して優れた作業環境および高い安全性を確保するとともに不めっき部分の発生を抑制して溶融亜鉛めっき材を製造することができる。なお、上記のように、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスは、小型の被めっき材をめっきする小物めっきの場合でも、大型の被めっき材をめっきする大物めっきの場合でも、好適に用いることができる。
【００２７】
（前処理工程）
本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、溶融亜鉛めっきの際に不めっき部分を発生しにくくする観点から、フラックス処理工程Ｓ２０の前に、前処理工程Ｓ１０をさらに含むことが好ましい。前処理工程Ｓ１０は、特に制限はないが、溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生を抑制する観点から、脱脂工程Ｓ１１、第１水洗工程Ｓ１２、酸洗工程Ｓ１４、および第２水洗工程Ｓ１５を含むことが好ましく、さらに、第１水洗工程Ｓ１２と酸洗工程Ｓ１４との間に、ショットブラスト工程Ｓ１３を含むことが好ましい。小物めっきの場合は、ショットブラスト工程Ｓ１３が含まれる場合が多い。大物めっきの場合は、ショットブラスト工程Ｓ１３が含まれない場合が多い。
【００２８】
脱脂工程Ｓ１１では、被めっき材をたとえば７０℃以上１００℃以下に加熱したアルカリ脱脂液に浸漬して、被めっき材の表面に付着している油脂類の汚れを除去する。アルカリ脱脂液としては、たとえば、ＮａＯＨ水溶液、ＮａＯＨおよびｎＮａ2Ｏ・ｍＳｉＯ2（メタケイ酸ナトリウムやオルトケイ酸ナトリウムなどのケイ酸ナトリウム類）の混合水溶液などが用いられる。これにより、後述の酸洗工程Ｓ１４における酸洗性能を高めることができる。
【００２９】
第１水洗工程Ｓ１２では、脱脂後の被めっき材の表面に付着しているアルカリ脱脂液および油脂類を洗い流す。
ショットブラスト工程Ｓ１３では、第１水洗後の被めっき材の表面の酸化物、スラグおよび塗料などを除去する。これにより、めっき付着性を高めることができる。
【００３０】
酸洗工程Ｓ１４では、第１水洗後の被めっき材を酸洗液に浸漬して、被めっき材の表面の錆、スケールなどの酸化物を除去して、素地を露出させる。酸洗液としては、たとえば、１０℃以上４０℃以下の５質量％以上１５質量％以下の塩酸水溶液、４０℃以上６０℃以下に加温された５質量％以上１５質量％以下の硫酸水溶液などが用いられる。これにより、めっき付着性を高めることができる。
【００３１】
第２水洗工程Ｓ１５では、被めっき材の表面に付着している酸洗液を水で洗い流す。
（フラックス処理工程）
本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、上記の前処理工程Ｓ１０の後に、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて被めっき材を処理するフラックス処理工程Ｓ２０を含む。フラックス処理工程Ｓ２０は、酸洗工程Ｓ１４後からフラックス処理工程Ｓ２０前までに被めっき材に発生した錆を除去し、フラックス処理工程Ｓ２０後から溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０前まで被めっき材の錆の発生を抑制するとともに、溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０において、被めっき材と亜鉛との合金化反応を促進して、被めっき材と亜鉛との付着性を高めるために行なう。フラックス処理工程Ｓ２０では、素地が露出した被めっき材を、たとえば３０℃以上８０℃以下（大物めっきの場合）または８０℃以上（小物めっきの場合）に加熱した実施形態１のフラックスに浸漬して、被めっき材の素地表面にフラックス皮膜を形成する。
【００３２】
（乾燥工程）
本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、溶融亜鉛めっきの際のスプラッシュを抑制するために、フラックス処理工程Ｓ２０の後に、乾燥工程Ｓ３０を含むことが好ましい。乾燥工程Ｓ３０では、被めっき材の素地表面に形成されたフラックス皮膜を乾燥する。乾燥時間は、特に制限はないが、スプラッシュを抑制する観点から、１分以上が好ましい。なお、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスの成分および組成によっては、吸湿性の高いものがあるため、スプラッシュを抑制する観点から、大気中での自然放置ではなく、室温（たとえば２５℃）より高温を保持する乾燥装置内で放置することが必要になる場合がある。また、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックス（特に界面活性剤を含むもの）を用いることにより、フラックス処理工程Ｓ２０の後、乾燥工程Ｓ３０を省略して（たとえば、フラックス処理工程Ｓ２０の後連続してまたは１分未満内で）、溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０を行うことができる。
【００３３】
（溶融亜鉛めっき工程）
本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、上記の乾燥工程Ｓ３０の後（上記の乾燥工程Ｓ３０が省略される場合には上記のフラックス処理工程Ｓ２０後）に、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いて処理された被めっき材を溶融亜鉛めっきすることにより溶融亜鉛めっき材を形成する溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０を含む。溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０では、フラックス皮膜が形成された被めっき材を溶融亜鉛に浸漬して、被めっき材の表面に形成されたフラックス皮膜を脱離させるとともに被めっき材の表面にめっき皮膜を形成する。これにより、溶融亜鉛めっき材が得られる。本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、実施形態１の溶融亜鉛めっき用フラックスを用いてフラックス処理しているため、溶融亜鉛めっき工程Ｓ４０において、発煙を抑制して優れた作業環境および高い安全性を確保するとともに不めっき部分の発生を抑制して溶融亜鉛めっき材を製造することができる。めっき温度は、亜鉛の融点以上であれば特に制限はないが、高作業性およびめっき装置保護の観点から、一般に、大物めっきの場合が４３０℃〜４７５℃程度、小物めっきの場合が４７５℃〜５４０℃程度である。本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法において、製造される溶融亜鉛めっき材のめっき厚さは、従来の製造方法の場合と同様の厚さであり、従来の製造方法と同様にしてその厚さを調節することができる。ここで、小物めっきの場合、被めっき材が入った治具を作業員が手作業で近距離にあるめっき槽に浸漬する。また、大物めっきの場合、被めっき材が入った治具を作業員がクレーンなどを用いた機械作業により遠距離にあるめっき槽に浸漬する。
【００３４】
（後処理工程）
本実施形態の溶融亜鉛めっき材の製造方法においては、溶融亜鉛めっき材の外観をより高くする観点から、後処理工程（図示せず）をさらに含むことが好ましい。後処理工程は、特に制限はなく、小物めっきの場合、一般的に、たれ切り工程（余剰亜鉛除去工程）、後フラックス処理工程、冷却工程、仕上げ工程、および検査工程などを含む。ここで、たれ切り工程では、手払い仕上げおよび／または遠心分離機により余剰亜鉛を除去する。後フラックス処理工程では、ＮＨ4Ｃｌ（塩化アンモニウム）によりめっき表面を平滑にする。かかる後フラックス処理工程では、処理温度が８０℃〜１００℃程度とめっき温度に比べて著しく低いため、たとえば５質量％程度の低濃度のＮＨ4Ｃｌ水溶液が用いられる。冷却工程では、後フラックス処理後の溶融亜鉛めっき材をたとえば２０℃程度の室温の水で冷却することにより、被めっき材と亜鉛との合金化反応を終了させる。仕上げ工程では、たれ切り作業で除去できなかった使用上問題のある余剰亜鉛の固まりをグラインダーや手ヤスリなどで除去する。検査工程では、溶融亜鉛めっき材の上記のめっき特性について評価する。大物めっきの場合、一般的に、たれ切り工程および後フラックス処理工程が省略され、冷却工程、仕上げ工程、および検査工程が含まれるにすぎない。
【実施例】
【００３５】
（実施例Ｉ）
本実施例は、被めっき材としてＪＩＳ  Ｂ１１８０：２０１４に規定する型番Ｍ１６で長さ４５ｍｍの普通鋼（ＳＳ４００相当）製ボルトを溶融亜鉛めっきしたときの実施例である。
【００３６】
１．前処理
被めっき材を、以下のようにして前処理した（前処理工程）。まず、８０℃に加熱した１０質量％のＮａＯＨ水溶液からなるアルカリ脱脂液に２０分間浸漬することにより、被めっき材を脱脂した（脱脂工程）。次いで、脱脂した被めっき材を、３０℃の水に５分間浸漬することにより、被めっき材の脱脂液を洗い流した（第１水洗工程）。脱脂水洗後の被めっき材を、６０℃に加温した１０質量％の硫酸水溶液からなる酸洗液に１５分間浸漬することにより、被めっき材の素地を露出させた（酸洗工程）。次いで、酸洗した被めっき材を、３０℃の水に５分間〜１５分間浸漬することにより、被めっき材の酸洗液を洗い流した（第２水洗工程）。
【００３７】
２．フラックス処理
前処理した被めっき材を、表１〜表４に示す組成を有する溶融亜鉛めっき用フラックスを用いてフラックス処理した。表１〜表４に示す界面活性剤とは、中央化学株式会社製ギルデオンＫＢＢであった。具体的には、前処理した被めっき材を、９０℃に加熱したフラックスに１分間浸漬することにより、被めっき材にフラックス皮膜を形成した。
【００３８】
３．乾燥
フラックス皮膜が形成された被めっき材を温度１５℃〜３０℃および相対湿度３０％〜９０％の大気雰囲気中で２０分間静置することにより、被めっき材に形成されたフラックス皮膜を乾燥した。
【００３９】
４．溶融亜鉛めっき
フラックス皮膜が形成された被めっき材を、手作業で、５００℃に加熱された溶融亜鉛に１分間浸漬することにより、被めっき材のフラックス皮膜表面にめっき皮膜を形成した。こうして、溶融亜鉛めっき材を得た。溶融亜鉛めっきの際の発煙の発生の有無および程度、スプラッシュの発生の有無および程度を観察した。
【００４０】
５．後処理
めっき皮膜が形成された被めっき材を、たれ切り工程として、遠心分離機で１４００ｒｐｍで２秒間回転させた。その後、速やかに後フラックス処理工程として、８０℃以上に加熱した３〜８質量％の塩化アンモニウム水溶液に１秒以内浸漬し、その後、３０℃の冷却水に約１５秒浸漬させ、検査工程において、後述のめっき特性を評価した。
【００４１】
６．めっき特性
上記のようにして得られた溶融亜鉛めっき材について、めっき特性として、不めっき部分の発生量、カス抜けの不良量、外観、発煙の有無および程度、ならびにスプラッシュの有無および程度を評価して、表１〜表４にまとめた。ここで、不めっき部分の発生量の評価は、被めっき材に発生した最大の不めっき部分の最大径が２ｍｍ未満のものを小、２ｍｍ以上のものを大として、不めっき部分が発生した被めっき材の個数で評価した。すなわち、不めっき部分が発生した被めっき材の個数が少ないほど、また、不めっき部分が小さいほど、良い。また、カス抜けの不良量は、カス抜けの不良が発生した被めっき材の個数で評価した。すなわち、カス抜けの不良が発生した被めっき材の個数が少ないほどカス抜けが良い。また、外観の評価は、不めっき部分の有無、大小および個数、カス抜けの良否、ならびに表面状態を総合的に観察して、１（めっき不可）、２（外観不可）、３（外観可）、４（外観良）、および５（外観優）の５段階で評価した。また、発煙の有無および程度は、有無で評価した。また、スプラッシュの有無および程度は、有無で評価するとともに、程度は、めっき作業に支障を及ぼす可能性がないものを少量、めっき作業に支障を及ぼす可能性が有るものを多量とした。結果を表１〜表４にまとめた。なお、めっき厚さは、株式会社ケット化学研究所製の電磁膜厚計ＬＥ３７３により測定したところ、各例の平均値が５０μｍ〜８０μｍであった。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
【表２】
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【００４４】
【表３】
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【００４５】
【表４】
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【００４６】
表１〜表４を参照して、例Ｉ−Ｒ１と例Ｉ−１〜例Ｉ−４１とから、ＭｇＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスは、ＺｎＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスと同様に溶融亜鉛めっきの際の発煙が無く、ＺｎＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスに比べて溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生を抑制することが分かった。特に、例Ｉ−Ｒ１と例Ｉ−１〜例Ｉ−８との対比から、主要成分としてＭｇＣｌ2のみを含む溶融亜鉛めっき用フラックスでも、ＺｎＣｌ2を主要成分とする溶融亜鉛めっき用フラックスに比べて溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生を抑制することが分かった。また、例Ｉ−１〜例Ｉ−７と例Ｉ−９〜例Ｉ−１７との対比から、ＭｇＣｌ2に加えてＮａＣｌおよびＫＣｌの少なくとも１種類をさらに含む溶融亜鉛めっき用フラックスは、さらに溶融亜鉛めっきの際のカス抜けを良くすることが分かった。また、例Ｉ−８と例Ｉ−１８〜例Ｉ−２３との対比から、ＭｇＣｌ2に加えて界面活性剤をさらに含む溶融亜鉛めっき用フラックスは、さらに溶融亜鉛めっきの際のスプラッシュを抑制することが分かった。また、例Ｉ−３と例Ｉ−２４〜例Ｉ−３０との対比および例Ｉ−２２と例Ｉ−２３との対比から、ＭｇＣｌ2に加えて水溶液にしたときにｐＨがＭｇＣｌ2に比べて低い塩化物をさらに含む溶融亜鉛めっき用フラックスは、溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生をさらに抑制することが分かった。また、例Ｉ−３１〜例Ｉ−４１に示すように、ＭｇＣｌ2、ＮａＣｌおよびＫＣｌの少なくとも１種類、界面活性剤、および水溶液にしたときのｐＨがＭｇＣｌ2に比べて低い塩化物の含有量を適宜調整することにより、溶融亜鉛めっきの際に、不めっき部分の発生が抑制され、カス抜けがよく、発煙が無く、さらにスプラッシュが抑制される溶融亜鉛めっき用フラックスが得られることが分かった。
【００４７】
（実施例ＩＩ）
本実施例は、被めっき材としてＪＩＳ  Ｇ３１０１：２０１０に規定するアングルの一辺の長さが１００ｍｍおよびアングルの別の一辺の長さが８０ｍｍで幅１００ｍｍ×厚さ４．５ｍｍの大きさの一般構造用圧延鋼材ＳＳ４００製Ｌ型アングルを溶融亜鉛めっきしたときの実施例である。被めっき材として上記Ｌ型アングルを用いたこと、表５に示す組成を有する溶融亜鉛めっき用フラックスを用いたこと、例ＩＩ−Ｒ１および例ＩＩ−１については、上記の被めっき材を１個用いたこと、フラックス皮膜が形成された被めっき材の乾燥における静置時間を１０分間とし、かつ、後処理のたれ切りを手払いでしたこと、例ＩＩ−２〜例ＩＩ−４については、上記の被めっき材を３個用いたこと、フラックス皮膜が形成された被めっき材の乾燥における静置時間を６分間とし、乾燥後の被めっき材をクレーンを用いて４５６℃に加熱された溶融亜鉛に３分間浸漬し、かつ、後処理においてたれ切りおよび後フラックス処理工程を省略したこと以外は、実施例Ｉと同様にして、溶融亜鉛めっき材を得た。得られた溶融亜鉛めっき材のめっき特性として、不めっきの有無およぼ発煙の有無のみを評価した。実施例Ｉと同様に評価して、表５にまとめた。なお、めっき厚さは、各例の平均値が７０μｍ〜１００μｍであった。
【００４８】
【表５】
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【００４９】
表５を参照して、例ＩＩ−Ｒ１と例ＩＩ−１〜例ＩＩ−４とを対比して、被めっき材がＬ型アングルの場合であっても、ＭｇＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスは、主要成分としてＭｇＣｌ2のみを含む場合であっても、ＺｎＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスと同様に溶融亜鉛めっきの際の発煙が無く、ＺｎＣｌ2を主要成分として含む溶融亜鉛めっき用フラックスに比べて溶融亜鉛めっきの際の不めっき部分の発生を抑制することが分かった。なお、実施例Ｉの例Ｉ−２２においては界面活性剤０．５質量％で不めっき部分がわずかに発生したが、実施例ＩＩの例ＩＩ−４においては界面活性剤１．５質量％においても不めっき部分は発生しなかった。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１０  前処理工程
Ｓ１１  脱脂工程
Ｓ１２  第１水洗工程
Ｓ１３  ショットブラスト工程
Ｓ１４  酸洗工程
Ｓ１５  第２水洗工程
Ｓ２０  フラックス処理工程
Ｓ３０  乾燥工程
Ｓ４０  溶融亜鉛めっき工程
【図１】
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