JP2000256890A - 電気亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

電気亜鉛めっき鋼板の製造方法

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JP2000256890A
JP2000256890A JP11056660A JP5666099A JP2000256890A JP 2000256890 A JP2000256890 A JP 2000256890A JP 11056660 A JP11056660 A JP 11056660A JP 5666099 A JP5666099 A JP 5666099A JP 2000256890 A JP2000256890 A JP 2000256890A
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JP
Japan
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unevenness
steel sheet
plating
pas
zinc
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JP11056660A
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English (en)
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Takayuki Urakawa
隆之 浦川
Masaru Sagiyama
勝 鷺山
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原板の表面欠陥に起因するムラの発生が無
い、優れた外観を有する亜鉛めっき鋼板を製造する。 【解決手段】 鋼板に電気亜鉛めっき層を形成するに当
たって、1g/l以上、50g/l以下のジアリルジメチルアン
モニウムクロライド-二酸化イオウ共重合物(PAS)を添
加した酸性亜鉛めっき液を用いて電気めっきする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は原板に起因するム
ラ等の表面欠陥が無い電気亜鉛めっき鋼板の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板は家電製品、自動
車、建材等の広範な用途で使用されている。近年、家電
用途で無塗装で使用される各種クロメート処理電気亜鉛
めっきの需要が増大しており、重要な用途分野となって
いる。この用途では無塗装で使用されるために表面外観
に優れることが要求される。優れた表面外観の条件とし
ては、ムラ等の表面欠陥が無いことが第一である。
【0003】めっき鋼板のムラに関しては、めっき装置
の不具合によって生ずるムラとめっき原板の表面欠陥に
起因するムラがある。前者のムラについてはめっき装置
の不具合を直すことにより改善される。しかし、後者の
ムラについては原板の表面欠陥を改善すれば当然解消さ
れるはずであるが、工業的には原板の表面欠陥を完全に
取り除くことは困難であり、実際的な改善策は報告され
ていない。
【0004】原板の表面欠陥に起因する亜鉛めっき鋼板
のムラ発生防止に関する発明としては、特開平8-193293
号公報に示されているようにめっき前の工程である焼鈍
の雰囲気ガスの露点を制御する方法、特開平8-120483号
公報に示されているようにめっき初期に通常よりもZnイ
オン濃度を低くしためっき液を用い、通常の電流密度よ
りも高い電流密度で少量のめっきを行った後に通常のZn
イオン濃度、通常の電流密度でめっきを行う方法、特開
平8-120484号公報に示されているように電流密度を変え
て3層めっきを行い、かつ、その第2層を逆電解で溶解す
る方法等が開示されている。しかしながら、いずれの方
法も非実用的手法であり、工業生産に適用することは困
難である。
【0005】めっき液へ各種添加剤を添加することによ
るムラ発生防止方法の検討も行われている。特開平9-25
6192号公報にはフルオロ錯イオンを100〜5000ppm添加す
る方法が、特開平9-195082号公報にはタリウムを0.01〜
10ppm添加する方法、特開平8-158090号公報にはポリオ
キシアルキレンまたはそのアルキルエーテルを1〜500pp
m添加する方法、特開平8-188899号公報にはSn,In,Bi,Sb
を添加する方法等が開示されている。しかしながら、こ
れらの方法では十分な効果は期待できない。
【0006】以上のように、めっき原板の表面欠陥に起
因するムラ等の表面欠陥を防止できる電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法は未だ見出されていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本願発明の目的は、原
板の表面欠陥に起因するムラの発生が無い、優れた外観
を有する亜鉛めっき鋼板を製造する方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは原板の表
面欠陥に起因するムラに関して検討を行った。これらの
ムラの原因が原板表面に濃化した極微量のカーボン、シ
リカ、アルミナ、チタニア等であることを見出した。こ
れらが濃化した部分に析出した亜鉛結晶は濃化していな
い部分に析出した亜鉛結晶に比べて微細化しており、外
観差を生じてムラが観察されることが判明した。これら
が濃化した部分で亜鉛結晶が微細化する原因は明かでな
いが、これらの部分では酸化物生成等により電気抵抗が
増加していることが予想され、これが亜鉛イオンの還元
反応、結晶核生成、結晶成長に影響を与えているものと
考えられる。先にも述べたようにこれらのカーボンや酸
化物の偏析を完全に防止できればこれらに起因するムラ
の発生を防止できるが、偏析量は極微量であり、これを
完全に防止するのは不可能である。
【0009】そこで、本願発明者らはめっき原板にこれ
らの酸化物等が微量偏析していてもめっきムラが発生し
ない製造方法に関して検討を進めた結果、めっき液に少
量のジアリルジメチルアンモニウムクロライド-二酸化
イオウ共重合物を添加することによってめっきムラが発
生しなくなることを見出した。
【0010】ムラが発生しなくなる機構としては、PAS
が表面に吸着してZnの析出過電圧を増大させ、結晶粒が
微細化して、酸化物濃化部と非濃化部との結晶形態差が
少なくなることが考えられる。しかしながら、PASと同
様にZn結晶を微細化させる添加剤、例えば、ポリエチリ
ングリコール等を添加してもムラは発生することから、
PASに独自な効果であると考えられるが、その作用機構
は明確ではない。
【0011】本願発明は、前記知見から得られたもとで
あり、その要旨は、鋼板に電気亜鉛めっき層を形成する
に当たって、1g/l以上、50g/l以下のジアリルジメチル
アンモニウムクロライド-二酸化イオウ共重合物(以
下、PAS)を添加した酸性亜鉛めっき液を用いて電気め
っきすることを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方
法である。
【0012】本願発明によればめっきの外観の劣化もな
く、ムラが無い良好な外観を有する亜鉛めっきが得られ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本願発明の詳細を述べる。
【0014】酸性亜鉛めっき液に1g/l以上、50g/l以下
のPASを添加しためっき液を用いて電気めっきすること
により、カーボン、シリカ、アルミナ、チタニア等が原
板表面に偏析していてもこれに起因するめっきムラの発
生の無い電気亜鉛めっき鋼板を製造することが可能であ
る。PAS添加量が1g/l未満ではめっきムラ発生防止効果
が不十分であり、50g/lを超えて添加すると電解効率が
低下する。
【0015】酸性亜鉛めっき液としては、硫酸浴、塩化
浴の何れも使用できる。塩化物浴はめっき電圧が低い、
高電流密度電解が容易等の長所があるが、不溶性アノー
ドが使用出来ずアノード交換コストが高いという問題が
あるので、硫酸浴の方が望ましい。
【0016】酸性亜鉛めっき液には、PASのムラ防止効
果を減じない範囲でPAS以外の添加剤、例えば硫酸ナト
リウム等の伝導度補助剤、硫酸アンモニウム等のpH緩衝
剤、少量の金属イオン等を添加することも可能である。
【0017】めっき電流密度は特に制約されず、一般に
鋼板の電気亜鉛めっきとして工業生産される30〜150A/d
m2の電流密度はもちろん、更に高い電流密度、例えば20
0A/dm2でもムラ解消効果は得られる。
【0018】適用可能なめっき液pHはアノードシステム
により異なる。不溶性アノードを使用する場合はめっき
液pHは0.8〜2.5が望ましい。pH0.8未満ではめっき効率
が低く不適である。pH2.5を越えると亜鉛イオンの補給
反応である金属亜鉛・酸化亜鉛等の化学溶解反応速度が
大きく低下するためにイオン補給が困難となる。自溶性
アノードを使用する場合はpHは3.0〜5.0が望ましい。pH
3.0未満では亜鉛アノードの化学溶解反応速度が大きく
めっき液中の亜鉛イオン濃度が増加するために望ましく
ない。pH5.0を越えると水酸化亜鉛の沈澱が生成するた
めに不適である。
【0019】適用可能なめっき温度は特に制限されず、
一般に鋼板の電気亜鉛めっきにおいて適用される40〜60
℃で本願発明の効果が確認された。
【0020】
【実施例】原板にそれぞれカーボン(原板A)、シリカ
とアルミナ(原板B)、チタニア(原板C)の偏析があ
り、通常の亜鉛めっきを行うとスジ状のムラを生じる冷
延鋼板を通常の方法で電解脱脂、酸洗した後に、PAS添
加量の異なる酸性亜鉛めっき液を用いて10〜40g/m2の付
着量となるように電気亜鉛めっきを行った。めっき液組
成とめっき条件を表1に示す。
【0021】得られた電気亜鉛めっき鋼板のムラ発生状
況を目視で評価し、めっき層を酸剥離後原子吸光分析法
で測定した亜鉛めっき量と通電量とからめっき効率を求
めた。結果を表2に示した。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】表2の比較例A〜C,F,IはPAS無添加の場合
であり、原板のカーボン等の偏析によるスジ状ムラが発
生した。比較例D,G,JはPAS添加量が1g/l未満で、本発明
範囲よりも少ない場合であり、比較例A〜Cや比較例F,I
に比べてスジ状ムラは軽微であるが、その改善量は不充
分である。比較例E,H,KはPAS添加量が本発明範囲の50g/
lを超えて添加した場合であるが、原板偏析によるスジ
状ムラは認められないものの、めっき時の電解効率が大
きく減少した。
【0025】一方、発明例A〜Oでは、PAS添加量1g/l以
上、50g/l以下の範囲内でムラの発生は無く、良好な外
観を示した。また、電解効率の低下も認められなかっ
た。
【0026】なお、これらの発明例、比較例の亜鉛めっ
き鋼板上に反応型クロメート処理で20mg/m2のクロムを
付着させ、1.5μmの有機樹脂被覆を行った。これらの処
理によりムラはより明瞭になったが、そのムラ発生有無
は変化しなかった。
【0027】
【発明の効果】本願発明によれば、めっき液にジアリル
ジメチルアンモニウムクロライド-二酸化イオウ共重合
物を適量添加することにより、カーボン、シリカ、アル
ミナ、チタニア等が表面偏析した原板に電気亜鉛めっき
を行っても、これらの表面偏析に起因するムラの発生が
無い、優れた外観を有する亜鉛めっき鋼板を製造するこ
とが可能である。なお、本発明のムラ発生防止効果はめ
っき後にクロメート処理(塗布型、反応型、電解型)
や、更にその上に樹脂被覆処理等を実施しても同様に実
現される。
フロントページの続き Fターム(参考) 4K023 AA04 AA15 BA06 CB09 CB13 CB32 DA02 4K024 AA05 AB01 AB19 BA03 BC01 CA02 CA03 DB04 GA02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板に電気亜鉛めっき層を形成するに当
    たって、1g/l以上、50g/l以下のジアリルジメチルアン
    モニウムクロライド-二酸化イオウ共重合物(PAS)を添
    加した酸性亜鉛めっき液を用いて電気めっきすることを
    特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306799A (ja) * 2002-04-16 2003-10-31 Nippon Hyomen Kagaku Kk アルカリ性亜鉛系電気めっき方法
JP2006045621A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Ebara Udylite Kk めっき用レベリング剤、酸性銅めっき浴用添加剤組成物、酸性銅めっき浴および該めっき浴を用いるめっき方法
JP2011032528A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Jfe Steel Corp 化成処理電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

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