JP7732151B2

JP7732151B2 - リン酸亜鉛処理鋼板の製造方法

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Publication number: JP7732151B2
Application number: JP2023200730A
Authority: JP
Inventors: 彰宏加瀬谷; 那央人伊藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2023-01-05
Filing date: 2023-11-28
Publication date: 2025-09-02
Anticipated expiration: 2043-11-28
Also published as: JP2024097292A

Description

本発明は、自動車、家電、建材等の用途に用いられるリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法に関する。

リン酸亜鉛系被膜を有する鋼板（以下、リン酸亜鉛処理鋼板と称す）は、プレス成形時の摺動抵抗が小さく、鋼板をプレス金型へ流入させやすいため、自動車車体用途を中心に用いられている。
リン酸亜鉛処理鋼板は、例えば、冷延鋼板上に亜鉛めっきを施した後、表面調整液を鋼板表面に吹き掛けリン酸亜鉛結晶の核となる物質を鋼板表面に散布した後、リン酸亜鉛処理を施してリン酸亜鉛被膜を形成させ製造される。リン酸亜鉛処理法としては、スプレー方式やコーター方式が挙げられる。

ここで、鋼板表面において化成ムラ（絞りムラ）が発生する問題がある。特に、鋼板のリン酸亜鉛処理法としてスプレー方式やコーター方式等はいずれも反応型の化成処理被膜（リン酸亜鉛被膜）形成であるため、鋼板表面において化成ムラが発生しやすい。
この問題を解決するために、従来、例えば、特許文献１に示すリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法が提案されている。

特許文献１に示すリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法は、亜鉛めっき鋼板の表面上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行った後、鋼板表面に吹き付け圧力：０．２０ＭＰａ以上で気体を吹き付け、次いで、リン酸亜鉛系処理液を鋼板表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成するものである。

特許文献１に示すリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法によれば、表面調整処理直後に鋼板表面に気体を吹き付けることにより表面調整液が鋼板表面に均一にレベリング（平滑化）され、その後のリン酸亜鉛被膜形成時において化成ムラが抑制される。その結果、表面性状に優れたリン酸亜鉛処理鋼板を製造することができる。

特開２０１８－１６８３５号公報

しかしながら、この従来の特許文献１に示すリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法にあっては、鋼板の板厚が０．３ｍｍ～３．３ｍｍの鋼板に関して、表面調整液の飛散によってリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラが残存し、当該化成ムラを抑制する対策としては十分ではなかった。特に、鋼板の板厚が２．３ｍｍ以上の厚物材については、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラが顕在化していた。

従って、本発明はこの従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、板厚が０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下の亜鉛系めっき鋼板を下地としたリン酸亜鉛処理鋼板について、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを適切に抑制し、表面外観品質に優れたリン酸亜鉛処理鋼板とすることができるリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、表面調整処理直後の鋼板の表面の状態に着目し、化成ムラの発生原因と対策を検討した。その結果、鋼板のリン酸亜鉛処理法としてのスプレー方式やコーター方式等では、主に圧延工程で鋼板に生じた波状の形状に起因して表面調整液の膜厚がわずかに変動し、それがリン酸亜鉛被膜形成時において絞り不良による化成ムラを引き起こしていることを知見した。また、そのような鋼板に生じた波状の形状の影響は、板厚が０．３ｍｍ～３．３ｍｍの鋼板、特に板厚が２．３ｍｍ以上の厚物材において顕在化していることを知見した。

そこで、本発明者らは、表面調整処理後において、リン酸亜鉛処理の前に、リンガーロールによって鋼板を押圧し、表面調整液の膜厚を均一化し、化成ムラの解消を試みた。当初、リンガーロールの押し付け圧力を２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度から３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２未満程度としてリンガーロールによって鋼板を押圧した。これは、表面調整液の膜厚を均一化するという思想に基づくものであり、平坦な鋼板上の表面調整液の膜厚を均一化する場合には、それで十分であり、これ以上のリンガーロールの押し付け圧力としても、膜厚の均一化効果は飽和していたずらに荷重増加に伴う電力の増加を招くのみであった。

しかしながら、化成ムラは、リンガーロールの押し付け圧力が２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度から３．０ｋｇｆ／ｃｍ^２未満程度では、慢性的に発生しており、本発明者らが鋭意調査した結果、鋼板の形状は完全には平坦ではなく非平坦部で化成ムラが発生しやすく、また、化成ムラを抑制する最適なリンガーロールの押し付け圧力は、鋼板の板厚により決定づけられることを知見した。

このため、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法は、板厚が０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下の亜鉛系めっき鋼板を下地としたリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法であって、前記亜鉛系めっき鋼板の表面上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行う表面調整処理工程と、該表面調整処理工程の後、表面調整処理が施された前記亜鉛系めっき鋼板の表面にリンガーロールを押し付けて表面調整液の膜厚の均一化処理を行う膜厚均一化処理工程と、該膜厚均一化処理工程の後、リン酸亜鉛系処理液を表面調整液の膜厚均一化処理が施された前記亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成するリン酸亜鉛処理工程とを含み、前記膜厚均一化処理工程においては、前記リンガーロールの前記亜鉛系めっき鋼板に対する押し付け圧力を、当該押し付け圧力をＰ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］、亜鉛系めっき鋼板の板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、下記式の範囲に制御することを要旨とする。

０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０≦Ｐ≦０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０

本発明に係るリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法によれば、板厚が０．３ｍｍ～３．３ｍｍの鋼板についてリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを適切に抑制し、表面外観品質に優れたリン酸亜鉛処理鋼板とすることができる。

本発明の一実施形態に係るリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法が適用される化成処理設備の概略構成図である。図１に示す化成処理設備における処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

図１には、本発明の一実施形態に係るリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法が適用される化成処理設備の概略構成が示されている。
図１に示す化成処理設備１は、電気亜鉛メッキラインに備えられ、冷間圧延後焼鈍を施した鋼板Ｓ上に電気めっき設備５０で亜鉛めっき等を施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに化成処理被膜（リン酸亜鉛被膜）を形成するものである。これにより、リン酸亜鉛処理鋼板が製造される。

ここで、化成処理が施される下地鋼板としての亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍとしては、例えば、電気亜鉛めっきをした電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛―ニッケル合金めっき鋼板などが挙げられる。また、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍは、電気めっき設備５０を経ていない溶融めっきした溶融亜鉛めっき鋼板であってもよい。また、鋼板は冷延鋼板であるが、熱延鋼板であってもよい。

また、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚（鋼板Ｓの板厚）は、０．３ｍｍ以上とする。板厚が０．３ｍｍ未満では、板形状が波状になりにくく、本発明で対象とするリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラは生じ難い。一方、板厚が０．３ｍｍ以上では、波状の板形状不良が生じ、リン酸亜鉛処理法としてのスプレー方式やコーター方式ではリン酸亜鉛処理薬液の付着量の不均一性に起因してリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラにより表面外観不良が生じる。板厚が３．３ｍｍを超えると、本発明の方法（後述するリンガーロール２１の亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対する押し付け圧力の設定）を採用しても板形状の矯正が不十分となり、表面外観不良は十分には改善されない。従って、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚（鋼板Ｓの板厚）を０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下とした。

化成処理設備１は、表面調整処理装置１０と、膜厚均一化処理装置２０と、気体吹き付け装置３０と、リン酸亜鉛処理装置４０とを備えている。
表面調整処理装置１０は、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行うものである。リン酸亜鉛処理装置４０でリン酸亜鉛処理を行う前に表面調整処理を行うことで、リン酸亜鉛処理時にリン酸亜鉛系処理液とめっきとの反応性を増大させることができる。

表面調整処理装置１０は、表面調整液をスプレーする方法を用いており、上下で対をなす複数対の表面調整液吹き付けノズル１２を備えている。各対の表面調整液吹き付けノズル１２から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び下面のそれぞれに表面調整液を吹き付け、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び下面上に表面調整液を塗布する。なお、表面調整処理の方法としては、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍを表面調整液中に浸漬する方法であってもよい。

ここで、表面調整液中には、Ｔｉコロイドを含有することが好ましい。表面調整液中にＴｉコロイドを含有させることで、Ｔｉコロイドは分散性が高いためその後のリン酸亜鉛処理時に反応核となりリン酸亜鉛被膜を形成することができる。
なお、表面調整処理装置１０において、表面調整液吹き付けノズル１２の上流側には搬送ロール１１が設置されている。

また、膜厚均一化処理装置２０は、表面調整処理装置１０の下流側に設置され、表面調整処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）にリンガーロール２１を押し付けて表面調整液の膜厚の均一化処理を行う。
膜厚均一化処理装置２０は、上下から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍを所定の押し付け圧力で押圧するリンガーロール２１を備えている。リンガーロール２１は、上下から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍを所定の押し付け圧力で押圧し、表面調整処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に存在する表面調整液の膜厚の均一化処理を行う。

ここで、リンガーロール２１の亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対する押し付け圧力は、当該押し付け圧力をＰ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、下記式の範囲に制御される。

ここで、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を、「０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０」未満とすると、表面調整液の液絞りが不十分となる。これにより、リン酸亜鉛処理装置４０によるリン酸亜鉛系処理液の塗布に際し、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量が不均一となり、その不均一性に起因するリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラにより表面外観不良が生じる。これは、特に、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚が２．３ｍｍ以上の厚物材について、主に板形状が波状となる板形状不良が生じ、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量の不均一性に起因するリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラが顕著となる。このため、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を、「０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０」以上として、表面調整液の液絞りを十分なものとし、リン酸亜鉛系処理液の塗布に際し、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量を均一なものとし、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量の不均一性に起因するリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを防止している。一方、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を、「０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０」より大きくすると、過荷重によりリンガーロール２１が荒れたり、リンガーロール２１の荒れによりリンガーロール２１が荒れた状態で表面調整液が局所的に不均一な状態に均されることで梨肌状ムラと呼ばれるムラが鋼板表面に発生したりする。また、過荷重により過剰に表面調整液が液絞りされ、表面調整液が局所的に不均一な状態に均されることで化成ムラが発生する。リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を、０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０≦Ｐ≦０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０とすると、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚ｔに応じて亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの波状形状が矯正され、表面調整液の液絞りが適切になされて鋼板表面に付着する表面調整液の付着量がレベリングされる。これにより、リン酸亜鉛系処理液の塗布に際し、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量が均一化し、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを改善することができる。このため、本実施形態においては、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］を、０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０≦Ｐ≦０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０とした。

また、気体吹き付け装置３０は、膜厚均一化処理装置２０の下流側に設置され、表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に気体を吹き付ける。これにより、表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）の表面調整液が更に均一にレベリング（平滑化）される。このため、リン酸亜鉛系処理液の付着量の不均一性に起因するリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラをより抑制することができる。

気体吹き付け装置３０は、上下で対をなす気体吹き付けノズル３１を備えている。対の気体吹き付けノズル３１から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び裏面のそれぞれに気体を吹き付ける。
気体吹き付けノズル３１からの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び裏面への気体の吹き付け圧力は、０．２０ＭＰａ以上、特に０．３０ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下であることが好ましい。

また、気体吹き付けノズル３１から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び裏面へ吹き付けられる気体は、表面調整液の表面調整機能に実用上の影響を及ぼさない気体であれば適用可能であり、例えば、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン等が使用可能である。
また、リン酸亜鉛処理装置４０は、気体吹き付け装置３０の下流側に設置され、リン酸亜鉛系処理液を表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成する。

リン酸亜鉛処理装置４０は、リン酸亜鉛系処理液をスプレーする方法を用いており、上下で対をなす複数対のリン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル４２を備えている。各対のリン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル４２から亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び下面のそれぞれにリン酸亜鉛系処理液を吹き付け、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの上面及び下面上にリン酸亜鉛系処理液を塗布する。なお、リン酸亜鉛処理法としては、前述のスプレー方式の他、コーター方式であってもよい。

ここで、リン酸亜鉛系処理液としては、特に限定はしない。通常用いられているリン酸亜鉛系処理液を用いることができる。Ｚｎイオン、リン酸イオンの他に硝酸イオン、Ｆ化合物等を含有するものを用いることができる。Ｎｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｃｕ等を含有させることもできる。

なお、リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２以上３．０ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２未満では、リン酸亜鉛結晶が粗大化し、耐食性の低下や外観不良を招くおそれがある。一方、リン酸亜鉛系処理液の塗布量が３．０ｇ／ｍ^２を超えると、リン酸亜鉛処理鋼板の成形性やリン酸亜鉛被膜の密着性が低下する。このため、本実施形態においては、リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２以上３．０ｇ／ｍ^２以下とした。

なお、リン酸亜鉛処理装置４０において、リン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル４２の上流側には搬送ロール４１が設置され、リン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル４２の下流側には搬送ロール４３が設置されている。
リン酸亜鉛処理装置４０によってリン酸亜鉛被膜が形成された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍは、後工程に供され、リン酸亜鉛処理鋼板が製造される。

次に、本発明の一実施形態に係るリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法を表す化成処理設備における処理の流れを、図２に示すフローチャートを参照して説明する。図２は、図１に示す化成処理設備における処理の流れを説明するためのフローチャートである。

先ず、化成処理設備１によって化成処理を行う前に、冷間圧延後焼鈍を施した鋼板Ｓが電気めっき設備５０において亜鉛めっき等を施される。そして、亜鉛めっき等を施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍは、化成処理設備１によって化成処理が施される。

亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚は、０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下である。板厚が０．３ｍｍ未満では、板形状が波状になりにくく、本発明で対象とするリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラは生じ難い。一方、板厚が０．３ｍｍ以上では、波状の板形状不良が生じ、リン酸亜鉛処理法としてのスプレー方式やコーター方式ではリン酸亜鉛処理薬液の付着量の不均一性に起因してリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラにより表面外観不良が生じる。板厚が３．３ｍｍを超えると、本発明の方法（後述するリンガーロール２１の亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対する押し付け圧力の設定）を採用しても板形状の矯正が不十分となり、表面外観不良は十分には改善されない。従って、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚（鋼板Ｓの板厚）を０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下とした。

化成処理設備１における化成処理においては、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍは表面調整処理装置１０に搬送され、先ず、ステップＳ１において、表面調整処理装置１０が、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行う（表面調整処理工程）。

次いで、ステップＳ２において、ステップＳ１の後、膜厚均一化処理装置２０が、表面調整処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）にリンガーロール２１を押し付けて表面調整液の膜厚の均一化処理を行う（膜厚均一化処理工程）。

そして、この膜厚均一化処理工程においては、リンガーロール２１の亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対する押し付け圧力を、当該押し付け圧力をＰ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、前述の式の範囲に制御する。

これにより、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚ｔに応じて亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの波状形状が矯正され、表面調整液の液絞りが適切になされて鋼板表面に付着する表面調整液の付着量がレベリングされる。これにより、リン酸亜鉛系処理液の塗布に際し、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量が均一化し、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを改善することができる。このため、板厚が０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下の亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍを下地としたリン酸亜鉛処理鋼板について、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを適切に抑制し、表面外観品質に優れたリン酸亜鉛処理鋼板とすることができる。

次いで、ステップＳ３において、ステップＳ２の後、気体吹き付け装置３０が、表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に気体を吹き付ける（気体吹き付け工程）。

これにより、表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）の表面調整液が更に均一にレベリング（平滑化）される。このため、リン酸亜鉛系処理液の付着量の不均一性に起因するリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラをより抑制することができる。

次いで、ステップＳ４において、ステップＳ３の後、リン酸亜鉛処理装置４０が、リン酸亜鉛系処理液を表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成する（リン酸亜鉛処理工程）。

ここで、リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２以上３．０ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２未満では、リン酸亜鉛結晶が粗大化し、耐食性の低下や外観不良を招くおそれがある。一方、リン酸亜鉛系処理液の塗布量が３．０ｇ／ｍ^２を超えると、リン酸亜鉛処理鋼板の成形性やリン酸亜鉛被膜の密着性が低下する。このため、本実施形態においては、リン酸亜鉛系処理液の塗布量は１．０ｇ／ｍ^２以上３．０ｇ／ｍ^２以下とした。

これにより、化成処理設備１における処理が終了し、リン酸亜鉛被膜が形成された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍは、後工程に供され、リン酸亜鉛処理鋼板が製造される。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。

例えば、気体吹き付け装置３０及び気体吹き付け工程（ステップＳ３）を省略し、膜厚均一化処理装置２０で膜厚均一化処理（ステップＳ２）を行った直後にリン酸亜鉛処理装置４０でリン酸亜鉛処理（ステップＳ４）を行うようにしてもよい。この場合でも、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚ｔに応じて鋼板Ｓ_Ｍの波状形状が矯正され、表面調整液の液絞りが適切になされて鋼板表面に付着する表面調整液の付着量がレベリングされる。これにより、リン酸亜鉛系処理液の塗布に際し、当該リン酸亜鉛系処理液の付着量が均一化し、リン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを改善することができる。これにより、板厚が０．３ｍｍ～３．３ｍｍのリン酸亜鉛処理鋼板についてリン酸亜鉛被膜形成時における化成ムラを適切に抑制し、表面外観品質に優れたリン酸亜鉛処理鋼板とすることができる。

冷間圧延後焼鈍を施した板厚０．８ｍｍ、２．３ｍｍ、３．０ｍｍの鋼板Ｓ上に、電気めっき設備５０にて片面当たり付着量１８ｇ／ｍ^２、すなわち両面合計の付着量が３６ｇ／ｍ^２となるように電気亜鉛めっきを施した。
次いで、表面調整処理装置１０によって、電気亜鉛めっきを施した亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）上に表面調整液（チタンコロイド系処理液、日本パーカライジング（株）製ＰＬ－ＺＮ３．０ｇ／ｌ）を塗布することにより表面調整処理を行った。

次いで、膜厚均一化処理装置２０によって、表面調整処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）にリンガーロール２１を表２に示す押し付け圧力で押し付けて表面調整液の膜厚の均一化処理を行った。表２において「押し付け圧力の範囲」は、各板厚に対して前述の式で計算される数値範囲である。
次いで、気体吹き付け装置３０によって、表面調整液の膜厚均一化処理が施された亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に気体を吹き付けた。気体吹き付け装置３０の気体吹き付けノズル３１としてはスリット状のノズルを用いた。

次いで、リン酸亜鉛処理装置４０によって、表１に示す浴組成からなるリン酸亜鉛系処理液を亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成し、リン酸亜鉛処理鋼板を製造した。リン酸亜鉛系処理液の塗布量は表２に示す通りである。リン酸亜鉛処理装置４０においては、スプレー方式を用い、リン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル４２によってリン酸亜鉛系処理液を亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの表面（上面及び下面）に吹き付けた。

以上により得られたリン酸亜鉛処理鋼板に対して、鋼板表面のムラを目視にて観察し、梨肌状ムラ、絞り不良ムラの有無を確認した。ここで、梨肌状ムラとは、リンガーロール２１の荒れによりリンガーロール２１が荒れた状態で表面調整液が局所的に不均一な状態に均されることで発生するムラである。この梨肌状ムラは、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式で決定される押し付け圧力の上限値（すなわち前述の式の右辺の値）を超えると発生しやすい。また、絞り不良ムラとは、リンガーロール２１が表面調整液を絞り切れずに、鋼板上の一部の表面調整液がそのまますり抜け、リン酸亜鉛系処理液の付着量が不均一化し、リン酸亜鉛被膜形成時において発生する化成ムラである。この絞り不良ムラは、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（すなわち前述の式の左辺の値）未満であると発生しやすい。

以上により得られた結果を条件とともに表２に示す。

表２では、各ムラの判定において、○は均一でムラなし、×はムラありである。すべての評価結果がすべて○の場合を合格とした。
表２より、板厚が０．８ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを２．８ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．１）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（３．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満となっており、比較例を構成し、絞り不良ムラが発生した。

また、板厚が０．８ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを３．２ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．２）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（３．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満となっており、比較例を構成し、絞り不良ムラが発生した。
また、板厚が０．８ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを５．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．４）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の上限値（４．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）を超えており、比較例を構成し、梨肌状ムラが発生した。

一方、板厚が０．８ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを４．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．３）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の範囲（３．４～４．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）内であり、本発明例を構成し、梨肌状ムラ及び絞り不良ムラが発生せず、合格となった。
また、板厚が２．３ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．５）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（４．８ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満となっており、比較例を構成し、絞り不良ムラが発生した。

また、板厚が２．３ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを６．５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．７）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の上限値（５．８ｋｇｆ／ｃｍ^２）を超えており、比較例を構成し、梨肌状ムラが発生した。
一方、板厚が２．３ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを５．５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．６）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の範囲（４．８～５．８ｋｇｆ／ｃｍ^２）内であり、本発明例を構成し、梨肌状ムラ及び絞り不良ムラが発生せず、合格となった。

また、板厚が３．０ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを４．５ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．８）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（６．６ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満となっており、比較例を構成し、絞り不良ムラが発生した。
また、板厚が３．０ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを６．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．９）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の下限値（６．６ｋｇｆ／ｃｍ^２）未満となっており、比較例を構成し、絞り不良ムラが発生した。

一方、板厚が３．０ｍｍの亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍに対してリンガーロール２１の押し付け圧力Ｐを７．０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした場合（試験Ｎｏ．１０）、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の範囲（６．６～７．５ｋｇｆ／ｃｍ^２）内であり、本発明例を構成し、梨肌状ムラ及び絞り不良ムラが発生せず、合格となった。

なお、これら試験Ｎｏ．１～１０では、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚が０．８ｍｍ、２．３ｍｍ、３．０ｍｍに限定されているが、亜鉛系めっき鋼板Ｓ_Ｍの板厚が０．３ｍｍ～３．３ｍｍの範囲内のいずれの板厚の場合でも、良好な結果が得られることが確認されている。
また、リンガーロール２１の押し付け圧力Ｐが前述の式における押し付け圧力の範囲（０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０≦Ｐ≦０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０）内とした場合、梨肌状ムラ及び絞り不良ムラのすべてのムラによる歩留り率は０．０３％向上したことが確認されている。

１化成処理設備
１０表面調整処理装置
１１搬送ロール
１２表面調整液吹き付けノズル
２０膜厚均一化処理装置
２１リンガーロール
３０気体吹き付け装置
３１気体吹き付けノズル
４０リン酸亜鉛処理装置
４１搬送ロール
４２リン酸亜鉛系処理液吹き付けノズル
４３搬送ロール
５０電気めっき設備
Ｓ鋼板
Ｓ_Ｍ亜鉛系めっき鋼板

Claims

板厚が０．３ｍｍ以上３．３ｍｍ以下の亜鉛系めっき鋼板を下地としたリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法であって、
前記亜鉛系めっき鋼板の表面上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行う表面調整処理工程と、
該表面調整処理工程の後、表面調整処理が施された前記亜鉛系めっき鋼板の表面にリンガーロールを押し付けて表面調整液の膜厚の均一化処理を行う膜厚均一化処理工程と、
該膜厚均一化処理工程の後、リン酸亜鉛系処理液を表面調整液の膜厚均一化処理が施された前記亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成するリン酸亜鉛処理工程とを含み、
前記膜厚均一化処理工程においては、前記リンガーロールの前記亜鉛系めっき鋼板に対する押し付け圧力を、当該押し付け圧力をＰ［ｋｇｆ／ｃｍ^２］、亜鉛系めっき鋼板の板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、下記式の範囲に制御することを特徴とするリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。
０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋２．６０≦Ｐ≦０．２７ｔ^３－０．９０ｔ^２＋１．６０ｔ＋３．６０
前記リン酸亜鉛系処理液の塗布量を１．０ｇ／ｍ^２以上３．０ｇ／ｍ^２以下とすることを特徴とする請求項１に記載のリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。