JPH01178385A - 鉛クラッド鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐食性、遮音性等に優れ、屋根、壁、各種機器
に使用しうる鉛クラッド鋼板の製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

屋外で無塗装の状態で使用される屋根材、壁材として、
鉛板は永年にわたる使用実績を有する。

然しなから、単位面積当りの重量が大（鉛の比重は１１
．．３４）であったり、剛性が少ないので、構造部材と
しての強度を保証出来ないとか、一定の形状に加工して
も使用中に変形し易いとか、施工がやりにくいとかの欠
点を有する。

このため溶融鉛−錫合金めっき鋼板が使用される場合も
あるが、通常の使用環境下では鋼板に対して鉛−錫合金
めっき層が責な電位となるため、施工時あるいは実際の
使用に際して発生しうる疵が鋼板表面に達することのな
い様に、１ｏｙ程度の厚いめっき層を付与しなければな
らない。さらに加工に際してもめっき層を傷付けない様
、細心の注意が必要となる。もし鋼板素地が傷部で露出
すれば、鉛−錫合金めっき層は本来鋼板に対する犠牲陽
極とならないので、鋼板に孔明き腐食が発生するからで
ある。つまり、この様な腐食の生起するおそれのある場
合には、溶融鉛−錫合金めっき鋼板でも不十分で、１０
０μ程度以上の鉛層を表面層として有する鉛クラッド鋼
板が使用される。

従来、鉛クラッド鋼板の製造方法としては、例えば 文献Ｂｏｗｅｒｓ、Ｊ、Ｅ、　ａｎｄ　Ｇｏｏｄｗｉｎ
＋Ｃ，Ｊ、、“Ｔｈｅ　Ｐｒｅ−ｐａｒａｔｉｏｎ　ａ
ｎｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｌｅａｄ−ａｎｄ　Ｌｅ
ａｄ。

’　　Ａ１１ｏｙ　Ｃ１ａｄ　５ｔｅｅｌ　５ｈｅｅｔ
　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ＲｏｌｌＢｏｎｄｉｎｇ、
”　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎ５ｔｉｔｕ
ｔｅ　ｏｆＭｅｔａｌｓ、　　１９７０．　９８．　８
〜１６にあるごとく溶融鉛−錫合金めっき鋼板を基材と
し、冷間圧延で鉛をクラッドする方法が実用化されてい
る。或いは、全く別の方法として普通鋼板やステンレス
鋼板に鉛板を接着剤で接着した商品の実用例もある。

前述した従来の鉛クラッド鋼板の製造法においては、溶
融鉛−錫合金めっき鋼板を基材とするため下記の如き欠
点を有する。

■溶融鉛−錫合金めっき鋼板の製造そのものに大がかり
な溶融めっき装置が必要となる。

■基材のターンシートのめっき層は、クラッドする鉛と
鋼板の接着を強固にするための下地処理的役割を果たす
が、溶融めっきであるために、必要最低限のめっき量に
制御することが難しく、目的に対して過大なめっき量と
なる。このため、通常の溶融鉛−錫合金めっき鋼板はめ
っき層中の錫含有量が１０〜１５％であるが、高価な錫
を過剰に使用する事になる。錫含有率を減少させる事も
一法であるが、めっき層の密着性が低下してくる。

■鉛クラッドした面と反対面の表面は使用特性上、普通
鋼板またはステンレス鋼板のままが望ましい場合が多い
が鉛クラッドされるべき片面にのみめっきした溶融鉛−
錫合金めっき鋼板の製造は容易ではない。

■溶−鉛−錫合金めっき鋼板製造ラインにおいて溶融め
っきされる際、鋼板は熱処理を受ける事となるが、この
ためクラッド鋼板に使用特性上要求される最適の機械的
特性を付与することが面倒であったり、場合によっては
不可能となる。

一方、鉛板を接着剤で基板に接着した商品の場合には、
接着強度そのものが、前述のクラッド材より劣る。この
ため、実使用に際し、曲げ加工や切断で剥がれの問題が
起きやすい。或いは、切断面からの水の浸透による二次
密着不良が起き易い。

さらには、これら積層材同志を接合する時に、低融点の
有機樹脂が燃焼したり、溶融・流出し易いので、半田付
けやろう付けが困難であるなどの欠点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような従来の溶融鉛−錫合金めっ−き鋼板
を原板とする鉛クラッド鋼板の製造方法の有する上記■
〜■の問題点、あるいは接着剤を用いた積層剤の欠点、
を有利に解決するためになされたものである。

即ち、本発明によれば、簡易な設備で、より安価に、片
面は基材の表面のままのものも含め、強固な密着力と用
途上最適の機械的特性値を有する鉛クラッド鋼板の製造
が可能となる。

〔問題点を解決するための手段〕

厚い溶融鉛−錫合金めっき層の代替に、クラッドする鉛
と同一組成の薄い純鉛層を中間層とすること、該純鉛層
と鋼板の密着性を確保するために、鉛めっきの前に電気
ニッケルめっきまたは銅めっき層を設ける事が本発明の
特徴である。

即ち、本発明は第１図に示す如（普通鋼板またはステン
レス鋼板１上に、ニッケルめっきまたは銅めっき２をほ
どこした後、続いて鉛めっき３を順次施した後、鉛４を
冷間圧延で積層することを特徴とする鉛クラッド鋼板の
製造方法である。

公知の方法で脱脂・酸洗された鋼板に、まずニッケルま
たは銅めっきを施す。ステンレス鋼板は勿論、普通鋼板
でも酸洗後の鋼板表面は十分にめっき液に対する濡れ性
が確保されねばならない。

特定の脱脂・酸洗方法に限定する必要はないが、例えば
、Ｃ＝０．０５％、　Ｍｎ＝　０．２％＋’　５ｉ＝０
．０２％。

Ｐ　＝０．０１％、　　Ｓ＝０．０１％の普通鋼板の場
合には、オルソ珪酸ソーダ中で電解脱脂した後、５％の
希硫酸中で酸洗する。ステンレス鋼板の場合、フェライ
ト型あるいはオーステナイト型により、特に、Ｏｒ、Ｎ
ｉ、Ｓｉ含有量により被酸洗性が異なるが、例えば５Ｕ
Ｓ４３０　（フェライト型、Ｃｒ＝１８％、Ｎ１＝Ｏ％
）の場合には、１５−１％塩酸溶液（室温）中、ステン
レス鋼板を陰極とし、３Ａ／ｄｍ”Ｘ　５分間酸洗すれ
ば水濡れ性の良好な表面が得られた。

酸洗された鋼板は、酸洗液残渣が残留しないよう十分に
水洗された後、電気ニッケルめっきまたは銅めっきされ
る。これらめっき層の役割は、続いてめっきされる鉛め
っき層と基材である普通洞板またはステンレス鋼板の密
着性を確保することである。

従って、ニッケルまたは銅めっき層は、鋼板の全面を均
一に、素地の微小露出部が残らない様に被覆する事が必
要だが、この点さえ保証されればめっき量は少なくて良
い。めっき浴組成、温度、電流密度等のめっき条件も限
定の必要はな（、ＳＵＳ　４３０を基材として使用した
場合でも、１．０ｇ／ｒｒｆ程度のめっき量で十分に効
果が発揮された。

ニッケルまたは銅めっきを施す事なく、直接ＳＯＳ　４
３０上に鉛めっきをした場合、鉛めっき後、めっき層表
面を強く擦過すると鉛めっき層が剥離する。

この場合でも、鉛めっき後の鋼板を、１００″Ｃで数分
間の加熱処理を施すと、おそらくめっき層中の残留応力
が緩和される事によると思われるが、めっき層の剥離は
な（なる。しかし、この鋼板を基材にした鉛クラッド鋼
板で、ＯＴ折り曲げテススト、あるいは折り曲げテスト
後３％塩水浸漬（３０°Ｃ１７日間）試験に供すると、
鉛クラッド層の剥離が認められ実用上不適である。

以上の如く、ニッケルまたは銅めっき層は２次密着力の
確保に顕著な効果を発揮する。

ニッケルまたは銅めっきされた鋼板は引き続いて電気鉛
めっきされる。ニッケルまたは銅めっきと鉛めっきはか
ならずしも連続して行われる必要はなく、ニッケルまた
は銅めっき後の経時が鉛めっき層の下地への密着に悪影
響を及ぼさない限り、非連続処理も許容される。悪影響
がある場合でも、例えば鉛めっきの直前に塩酸による軽
度の酸洗や表面ブラッシング等の手段で密着性良好な鉛
めっきが可能ならば良い。電気鉛めっき層の役割は、鉛
クラッド層のニッケルまたは銅めっき済み下地鋼板への
密着力確保である。下地のニッケルまたは銅めっき層表
面が、鉛で均一に被覆される事が重要であり、この点さ
え保証されるならば、製造技術あるいは品質上、過大な
厚みのめっき層は必要でない。

鉛めっき液或いはめっき条件によっては鉛の均一電着性
が異なるので、−概に鉛めっき付着量の下限を決める事
は出来ないが、５ＵＳ４３０を原板とし、１．０ｇ／ｒ
ｒｆのニッケルまたは銅めっきを施した鋼板に１．０ｇ
／ｒｄの鉛めっきを施した場合の鉛めっき層の一次密着
力及び２次密着力は十分満足出来るレベルであった。

ニッケルまたは銅めっきおよびその上層に鉛めっきされ
た鋼板は、冷間圧延機で鉛クラッドされる。基材となる
予め鉛めっきされた鋼板及びクラッドされる鉛板表面に
、密着を阻害する汚れや鉛の安定な酸化膜が残存してい
ない事が重要である。

例えば、鉛めっき後数日以内にクラッド圧延が実施され
る場合には、鉛めっき鋼板の表面は、ナイロンやスコッ
チブライトで軽度にブラッシングする程度でよい。一方
、鉛板の方は当該鉛板の製法が電解法か鋳込み法かによ
って、表面の酸化状況は異なるが、酸化膜除去を完全に
行うとともに、露出した金属鉛の表面活性化を行うため
にワイヤーブラッシ、サンドペーパー等で強く研磨する
必要がある。

使用する鉛板の厚さ、冷間圧延の際の圧延率は下記の如
く決定される。

まず、最終の鉛クラッド鋼板製品として必要な鉛クラッ
ド層の厚さと基材の圧延率より圧延機入側における鉛板
の所定厚さが規定される。クラッド圧延鋼板の密着力は
、圧延時接着界面に生起されるクラッド材と被クラッド
材のファンデルワールス力により支配されると考えられ
る。鉛は柔らかい金属なので比較的低い圧延率でも、純
鉛新生面が界面に現れると考えられ、実際、見掛は上の
圧延率３０％程度で十分な密着力が得られた。

この時の見掛けの圧延率Ｒは下記の如く算出した。

ＳＯ３４３０基材においてＲ＝３０％の場合には、基材
の板厚減少率は高々１％、鉛板の板厚減少率は３５．８
％であった。従って、圧延前後で機械的特性値の変化は
殆ど認められなかった。

尚、第１図では便宜上片面のみクラッドした鋼板で且つ
他面には、ニッケルまたは銅めっき層及び鉛めっき層の
両層ともめっきされてない図を示したが、必要に応じて
、第１層および、又は第２層のめっき層が他面に施され
ている場合もあるは勿論である。また、両面クラッド鋼
板の製造も本発明によれば、容易に可能である。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例にもとづき具体的に説明する。

（実施例１） ０．６１１ＩＩｎのアルミキルド冷延鋼板（仮巾１６０
Ｍ、長さ２２０ｍｎ＋）を、４０°Ｃ，５％オルソ珪酸
ソーダ中、鋼板をマイナスとし、１０　Ａ／ｄｍ２．２
秒電解脱脂した後、十分水洗し、６０°Ｃ，５％硫酸中
で５秒浸漬酸洗した後、十分水洗し、下記条件で電気ニ
ッケルめっきしてから、さらに電気鉛めっきを施した。

■ニッケルめっき 塩化ニッケル２４０　ｇ／１２．塩酸１００ｇ／／！よ
り乍るめっき浴中、室温で電流密度は１０Ａ／ｄｍ”に
固定し、めっき時間を変えることにより付着量を変化さ
せた。十分水洗後、下記条件で鉛めっきを施した。

■鉛めっき ホウフッ化鉛Ｐｂ（ＢＦ２）ｚ　２８０　ｇ　／　Ｅ　
、ホウフッ化水素酸ＨＢＦａ　５０　ｇ／　ｌ＝　ホウ
酸２５　ｇ／Ｉｔ。

レゾルシノール３　ｇ／ｆよりなるめっき浴中、液温を
５０°Ｃ１電流密度は２０Ａ／ｄｍ”に固定し、めっき
時間を変えることにより付着量を変化させた。十分水洗
後、鉛クラッド用鋼板とした。

■鉛クラッド ２最冷間圧延機（ロール径３００ａｍφ）を用い、ニッ
ケルおよび鉛めっきを施したアルミキルド冷延鋼板上に
、厚さ２．０ＩＩＩｌｌの鋳造鉛板を冷間クラッドした
。

圧延荷重は９．０　ＴＯＮ／　１０胴とした。

（実施例２） 実施例１におけるニッケルめっき工程のみを、下記の如
く銅めっきに変えた。他条件は実施例１と同一である。

■銅めっき ビロリン酸銅９０ｇ／ｆ、金属銅３０ｇ／ｊ！。

ビロリン酸カリ３２０ｇ／Ｃアンモニア水（比重０．８
８）　４　ｃｃ／　１２　、硝酸カリ２０ｇ／ｇよりな
るめっき浴中、液温を５０°Ｃ１電流密度ハ４Ａ／ｄｌ
ＩＩ２に固定し、めっき時間を変えて、付着量を調整し
た。

（実施例３） ０、６１１１１１のＳＯ３４３０綱板（板巾１６０ｍｍ
、長さ２２０ｍｍ）を４０°Ｃ，５％オルソ珪酸ソーダ
中、鋼板をマイナスとし、ＩＯＡ／ｄｍ”、２秒電解脱
脂した後、十分水洗し、２０ｗｔ％塩酸中、鋼板をマイ
ナスとし、３　Ａ／ｄｎ＋ｚ、　１分間電解酸洗した後
、十分水洗し、電解時間以外は実施例１と同一条件で電
気ニッケルめっきしてから、さらに電気鉛めっきを施し
た。

■ニッケルめっき電解条件 １０　Ａ／ｄｎ＋”　Ｘ　１分　ニッケル付着量は１０
．２ｇ／ｒ＋ｆであった。

■鉛めっき電解条件 ５　Ａ／ｄｍ”　Ｘ　１分　ニッケル付着量は１２．５
　ｇ／ポであった。

■鉛クラッド 実施例１と同一の冷間圧延機（ロール径３０〇−φ）を
用い、ニッケルおよび鉛めっきを施したＳＯ５鋼板上に
、厚さ２．０　ｍｍの鋳造鉛板を冷間クラッドした。圧
延荷重を変化させる事により、圧延率の品質に及ぼす影
響を調査した。

（比較例１） 実施例３において、ニッケルめっきおよび鉛めっきを省
略、即ち酸洗のみ行って、鉛クラッドを試みた。圧延荷
重は、９．０　ＴＯＮ／　１０　ｆｆ１ｆｆｌとした。

（比較例２） 実施例３において、ニッケルめっきのみを省略、即ち酸
洗後、鉛めっきを行って、鉛クラッドを試みた。圧延荷
重は９．０ＴＯＮ　／　１０　ｍｍとした。

（比較例３） 実施例３において、鉛めっきのみを省略、即ち酸洗後、
ニッケルめっきを行って、鉛クラッドを試みた。圧延荷
重は９．０　ＴＯＮ／　１０　ａｍとした。

（比較例４） 実施例２において、鉛めっきのみを省略、即ち酸洗後、
銅めワきを行９て、鉛クラッドを試みた。

圧延荷重は９．０　ＴＯＮ７１０　ｍｍとした。

以上のサンプルについて、下記の方法で特にクラッド層
の密着力評価試験を実施した。

１）１８０度ビール試験 ２５＋ｎ＋ａ巾のクラッド鋼板サンプルを切り出し、１
８０度ビール試験でクラッド層の素地への密着を評価し
た。

２）ＯＴ曲げ戻し試験 クラッド層が内面側になる場合と、外面側になる場合の
それぞれについて、ＯＴ密着曲げ戻しを実施し、クラッ
ド層の素地との密着程度を断面方向から目視観察した。

３）塩水浸漬試験 ２）の曲げ戻し実施済み試験片を、３％食塩水（室温）
に２週間浸漬し、端面からの食塩水浸透に対する耐性を
評価した。

４）冷熱サイクル試験 ２）の曲げ戻し実施済み試験片を、８０℃の温水浸漬８
時間→−１０°Ｃの冷凍庫保管１６時間、を１サイクル
とする試験を１５サイクル実施し、主に曲げ戻し部での
クラッド層の素地への密着状況の変化を観察した。

各サンプルの評価結果をまとめて表１に記す。

前記表中、実施例２および比較例４は、ニッケルめっき
ではなく銅めっきを実施した時のデータである。

又、１８０＠Ｔビール試験における◎は、密着強度が十
分あり、鉛白体の破断に至る事を表す。他の０７曲げ戻
し、塩水浸漬試験、冷熱サイクル試験においては、◎は
試験前に比し何等異常の認められないもの、Δは折り曲
げ部位で鉛クラッド層の剥離が若干認められるもの、×
はクラッド層の剥離がはっきり認められる程度のものを
云う。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明した様に、素地鋼板を十分均一に被覆す
る量のニッケルまたは銅めっきを行った後、該第１層め
っきを十分均一に被覆する第２層のめっき層として鉛め
っきを施し、鉛を冷間圧延でクラッドする鉛クラッド鋼
板製造方法により、使用特性上要求される品質以上の一
次および二次密着性を発揮する鉛クラッド鋼板が得られ
た。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明によって得られた鉛クラッド鋼板の断
面を示す。 １・・・鋼板（普通鋼板または、ステンレス鋼板）。 ２・・・ニッケル又は銅めっき層、３・・・鉛めっき層
。 ４・・・鉛クラッド層。 ３・ フ グ。 多りクラッド屑 鉛めり六−所 ニラ〃し又１よ＠秒２４臂 噺り所でｎ可４東メジよ２ミｆン【坂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 普通鋼板またはステンレス鋼板上に、ニッケルめっきま
   たは銅めっきを施し、続いて鉛めっきを順次施した後、
   鉛を冷間圧延で積層することを特徴とする鉛クラッド鋼
   板の製造方法。