JPH03126893A - 化成処理性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法 - 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、亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法に係り、特
にめっき面の化成処理性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板
の後処理方法に関するものである。

〈従来の技術〉 亜鉛系電気めっき鋼板は、素材の材質を劣化させること
なく高耐食性が実現できるため、自動車、家電、建材な
ど従来冷延綱板が使用されていた幅広い分野に用途が拡
大されつつある。

特に近年、高耐食性を目的として、Ｚｎ−Ｎｉ、ＺｎＦ
ｅなどの電気合金めっき鋼板が開発され、自動車車体へ
の防錆用めっき綱板の床用拡大が盛んに行われ、生産量
が著しく増加している。

しかし、現在亜鉛系電気めっき鋼板上にりん酸塩化成処
理時に生成するりん酸塩結晶は、１ｌｏｐｅｉｔｅ（Ｚ
ｎ３（１”０ａ）ｚ　＋　４１１！Ｏ）で、このＩＩｏ
ｐｅｉＬｅは冷延鋼板」二に生成するｒ’ｈｏｓｈｏｐ
ｈｙｌｌｉ　ｔａ（ＺｎｔＦｅ（１’０４）　１４１ｈ
Ｏ）に比べて塗料の密着性が劣るために、その使用部位
は車体内面側が主体で、車体外面側に用いることには問
題があった。

又、亜鉛系電気めっき鋼板は、そのめっき表層に不均一
な酸化皮膜を形成しやすく、以後のりん酸塩化成処理に
於いて、前記不均一な酸化皮膜に起因する化成処理むら
が生しやすく、この化成処理むらは後に施される塗装に
影響し、塗装仕上がり外観上、商品（ｌＩ値を著しく阻
害することがある。

近年、自動車の耐久性の観点から、自動車車体の外面側
にも亜鉛系電気めっきを施した両面めっき鋼板が採用さ
れつつあり、車体外面側に亜鉛系電気めっき鋼板を１采
用する場合、前記化成処理むら及び塗料の密着性が劣る
ことが障害となっている。

従来、この間苅を解決するために、例えば特開昭５６−
１３３４１１８号、特開昭５８−１１７９５号公報等に
みられる二層めっきによる方法が用いられている。

この技術は、！１１！鉛系めっきの上層にＦｃクリンチ
めっきを施し、耐食性は下層で、化成処理性は上層でと
役割を分担することにより、亜鉛系めっきの化成処理性
、塗装性の改善を行うものである。

しかしながらこの方法は、 ■　上層めっきにより二１ストアンプになる、■　目付
量が少ないため、上昇めっきのコントロールが難しい、 ■　電気的に卑な金属の上に責な金属をめっきするため
、上層めっき量が増加すると、下層金属の熔解量が増加
し、耐食性が低下する、■　ｎ種めっき液を使用するた
め、液の汚濁による品質劣化が発律する、 などの処理がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、塗装外観
が良好で、密着性の優れたりん酸塩化成処理を製造コス
トを上げることなく、能率的に行い（する化成処理性の
優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法を提供すること
を目的と）るものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者は、電気亜鉛、電気Ｚｎ−１１４合金などの亜
鉛系電気めっき鋼板の化成処理性について調査を行った
。

りん酸塩化成処理は塗装下地処理として、−次密着性、
耐温水密着性などの二次密着性を向−にさ一吐るもので
ある。−殻内には１１■述のように、冷延鋼板上に生成
するＰｈｏｓｐｔ＋ｎｐｈｙｌｌｔｔｅの密着性は良好
であるが、亜鉛系電気めっき鋼板上に生成するｈｏｐｏ
ｉ　Ｌｅは、アルカリ水溶液中で熔解しやすいため、耐
温水二次密着性が不良である。

しかし、数多くの亜鉛系電気めっきＭｕｉの耐温水二次
密着性試験を行うと、大半は密着性が不良であるが、一
部にｖ！！着性が良好なものがある。

この耐温水二次密着性の良好な亜鉛系電気めっき鋼板の
化成処理性を調査すると、同じｈｏｐｅｉＬｅであって
も、りん酸塩化成結晶がいずれも細かいという特徴があ
ることが明らかになった。

そこで本発明者は、亜鉛系電気めっき鋼板上に生成する
りん酸塩化成結晶が常に細かく、かつ均一になるめっき
面を得る方法について種々検耐を重ねた。その結果、亜
鉛系電気めっきを施した後、りん酸系電解液中に浸漬処
理し、めっき表層に生成する不均一な酸化皮膜を溶解除
去し、かつめっき面上に５〜３５１１ｇ／ポのりん酸亜
鉛皮膜を生成させることにより、化成処理性が著しく改
作されることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、綱仮に亜鉛系電気めっきを施した
のち、めっき面を全りん酸濃度が０，１モル／ｐ、以上
、１１１５．０以上の電解液中に浸漬処理し、めっき面
上に５〜・３５■／ボのりん酸亜鉛皮膜を生成すること
を特徴とする化成処理性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板
の製造方法である。

〈作　用〉 前述のように、本発明者は、亜鉛系電気めっきを施した
めっき面をりん酸電解液に浸漬処理することにより、め
っき面に付着している亜鉛酸化物が溶解除去され均一で
清浄なめっき面を得るとともに、置換析出によるりん酸
亜鉛皮膜を生成さ・Ｕることにより、化成処理性が著し
く改善されることを見出し、本発明に至った。すなわち
、亜鉛系電気めっきを施しためっき面の表層に生成した
亜鉛酸化物を除去し、めっき面の表層にりん酸層ｆ＋１
皮膜を置換析出させることにより、めっき面表層の活性
度を均一にせしめるのである。

亜鉛系電気めっきを工業的な規模で製造する場合、直列
に配置した複数のめっき槽で順次めっきすることにより
、高能率で所定のめっき（−Ｊ′ｒ？ｆｆｉの製品を製
造するのであるが、本発明においては、めっき朗−に生
成した不均一な亜鉛酸化物を、電気めっき設備の最終め
っき槽で電Ｍ液に浸漬処理することにより、表層の亜鉛
酸化物を熔解除去するとともにりん酸層鉛をめっき面表
層に置換析出させる。

電解液成分としては、Ｎａ、　Ｋ、　Ｍｇ、八！などの
りん酸塩の少なくとも１種を主成分とすれば良く、りん
酸塩または水酸化ナトリウム溶液を用いて、ｐＨを調整
するのが望ましい。

電解液の濃度は、全りん酸濃度として０．１モル／ｅ以
上とする。全りん酸濃度が０．１モル／ｌ未満では、り
ん酸層鉛皮膜の生成が少なく、りん酸塩化成処理性の改
善効果が小さくなる。また、濃度が０．１モル／ｌ未満
の場合には、熔解力が低下するため、浸漬処理時間を長
くとる必要があり、生産性の低下となり得策でない、ま
た、濃度の上限はりん酸塩の溶解度以下が望ましい。

電解液の１１１は、５．０以上で化成処理性の改善に効
果がある。　ｐｌ！　５．０未満では、めっき層の化学
溶解が著しく増加してめっき割れを起こし、耐食性の低
下をきたす。

なお、浸漬処理時間については、濃度、ρ１（との関係
で２〜１５秒のいずれでも良いが、浸漬時間を長くする
ことは電解液中に水酸化亜鉛が生成され、処理能力が低
下するため得策でない。

りん酸層鉛皮膜の生成量は５〜３５■／ボとする。

生成量が５■／　ｎｆ未満では、均一で細かいりん酸塩
化成結晶が得られず化成処理性の改善効果がない、また
、３６Ｉ＋１ｇ／ｍｌを超えると、りん酸塩化成結晶が
微細になりすぎ、適正なりん酸塩化成皮膜量が確保でき
なくなり、塗装後の一次密着性、耐温水密着性などの二
次密着性が悪くなるからである。

本発明におけるりん酸塩化成処理性が向上する理由とし
て、明確ではないが、亜鉛系電気めっきにおいて通電を
開始すると、鋼表面のｐＨが上♂して、まずＺｎ　（Ｏ
ｆｆ）　ｓ皮膜が生成し、このＺｎ（Ｏｆｆ）を皮膜を
通して電析が起こる。従って、めっき終了時にＺｎ　＜
０１ｌ）　ｚ皮膜は、めっき表面を覆っている。Ｚｎ（
０１１）、皮膜は電子電導性を有さないため、金属熔解
をｍｉｓし、化成処理性を低下さ一已る。

Ｚｎ　（０１１）　ｚ皮膜は非常に薄く、めっき直後の
板が濡れている状態では、ゲル状でめっき表面を屓って
いるだけである。従って、めっき検出口で水洗水を強く
めっき表面に当たると、その一部は除かれる。亜鉛系電
気めっき＃ＩＪ板の化成処理性の調査に於いて、化成処
理性のよいものがみられたのは、たまたまその部分がＺ
ｎ（Ｏｆｌ）を皮膜の少ない部分であったと准定できる
。しかし、めっき検出口で水洗水をめっき鋼板全体にま
んべんなく当てることは、設備の維持管理が極めて難し
く、安定した特性を得るのは不可能である。

ここで、めっきの最終セクションで本発明による浸漬処
理を行うことにより、めっき面に付着しているＺｎ（Ｏ
ｌｌ）、を亜鉛の溶解によってめっき表面から除くと、
同時にりん酸の置換析出が起き、Ｚｎ５（ＰＯ４）ア皮
膜が形成され、これがりん酸塩化成処理時の核となり、
適正なりん酸塩結晶を形成させる。

上記の反応は鋼板表面全体で起こり、表面のＺｎ　（０
１１）　！が均一に取り除かれ、かつりん酸層鉛皮膜が
形成された亜鉛系電気めっき鋼板が得られる。

Ｚｌｌ（０１１＞□が少なく、りん酸層鉛皮膜が形成し
た表面では、鋼板全体より金属熔解のりん酸塩化成処理
の初期反応が起こり、多数の結晶初Ｍ核が発生ｒるゆこ
れらの初期結晶は成長するが、その数が多いため、相互
に成長を阻害し７て緻密なりん酸塩化成結晶が得られる
。

〈実施例〉 次に本発明の詳細な説明する。

以下の実施例においては、いずれも板厚０．７篩の５ｐ
ｃｃ相当の冷延鋼板を使用してＺｎ−Ｎｉ合金めっきを
行った。

実施例Ａ （１１Ｚｎ−Ｈｌめっき浴＆［ｌ戒 Ｎ１５Ｏｎ・６１１．０ Ｚｎ　　ＳＯａ　・７１１１０ ａｓｏ４ ２５０　ｇ　／　Ｉ！。

１３０　ｇ　／　Ｎ ４０ｇ／ｌ １．８ ６０″Ｃ ３０Ａ、／ｄｊ ２０ｇ／ポ 冷延ｗ４仮を電気Ｚｎ （２）　　ｐＨ （３）浴温 （４）　　電流密度 （５）めっき日付情 これらのめっき条件にて、 Ｎｉ合金めっきを行ったのち、直ちに水洗を行い、板面
が濡れたまま引き続き表１に示した条件でめっき面の浸
漬処理を行い、その後水洗乾燥した。

この後、日本ペイント製のりん酸塩処理液グラノジンＳ
　Ｄ２５００　（Ｄ　Ｉ　Ｐ方式）を用い゛ζ化成処理
を行った。

電解液浸漬処理及び化成処理外観評価は、目視判定で下
記の評価基準で行った。

○：均一でむらなし △ニ一部にむらあり ×：全面にむら又は透けあり なお、化成皮膜結晶については、重量法（クロム酸アン
モン液使用）により皮膜付着量を求め、Ｓ　Ｕ！、Ｍ　
（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　［！Ｉｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ）を用いて結晶径を測定した。

耐温水二次密着性試験は、化成処理後、カチオン電着塗
装（パワートップｕ−３０、日本ペイント製）２０ｐＬ
中塗り３０μ、上塗り４０μ麿（ともにアミノアルキッ
ド系塗料、日本ペイント製）、以上合針９０ｎの３コー
ト塗装を行い、液温５０゛Ｃの純水中に２４０時間浸漬
後、塗膜面にナイフで素地に達する２ｍ角の基盤目を１
００個つけ、セロテープ圧着剥がしを行い、塗膜の残存
率（％）により評価した。結果を表１に示す。

実施例日 （＋１　　亜鉛浴組成 Ｚｎ５Ｏ＜　・７１１！０　　　　４００　ｇ　／　Ｉ
ＮａｔＳＯ４３５ｇ　／　１ （２）　　ｐＨ２，０ （３）浴温　　　　　　　　　　　５５°Ｃ（４）電流
密度　　　　　　　　　４０Ａ／ｄｄ（５）めっき目イ
寸ｆｆｉ　　　　　　　　２０ｇ／ｎｒこれらのめっき
条件にて、伶延鋼板を電気亜鉛めっき後、直ちに水洗を
行い、板面が個れたまま引き続き表２に示した条件でめ
っき面の浸漬処理を行い、その後水洗乾燥した。

電解液浸漬処理のめっき表面の外観、化成処理性、耐温
水二次密着性の試験方法及び評価基準は、実施例へと同
様である。結果を表２に示す。

〈発す１の効果〉 以上説明したように、本発明により、めっき面をりん酸
電解液中に浸漬処理することにより、化成処理後の４蜆
に優れ、緻密で細かいりん酸塩結晶を安定して製造コス
トを上げることなく、能率的に得ることができ、また、
耐温水二次密着性も優れているので、化成処理性の良好
な亜鉛系電気めっき鋼板を製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板に亜鉛系電気めっきを施したのち、めっき面を全り
   ん酸濃度が０．１モル／ｌ以上、ｐＨ５．０以上の電解
   液中に浸漬処理し、めっき面上に５〜３５ｍｇ／ｍ＾２
   のりん酸亜鉛皮膜を生成することを特徴とする化成処理
   性に優れた亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法。