JPH03162598A - 光沢黒色鋼材の製造方法 - 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、光沢のある黒色めっき鋼材を高速で連続的に
製造する方法に関する． （従来の技術） 家電、複写機、情報通信機、自動車内装、内装用建材等
に広く使用されている黒色鋼板などの光′／Ｒ黒色鋼材
（以下、単に「黒色ｔｌＡｊＨ」という）は、メーカー
で鋼板を加工し塗装や電気めっきとクロメート処理を施
こすなどの方法で製品化している。

近年、工程省略、コスト低減の目的から鉄鋼メーカーで
は亜鉛系合金めっき材を後処理電解法などで黒色めっき
調板を製造するようになった．従来の黒色化処理法とし
ては、（；）黒色塗装法、（ｉｉ）黒色クロメート法、
　（　ｉｉｉ　）化学処理法（（ａ）特開昭５０　−　
５５５４６号公報、Ｃｂ）特開昭５２−７６２３７号公
報、（Ｃ）特開昭５２　−　７６２３８号公報、（ｄ）
特開昭６０１２１２７５号公報、（ｅ）特開昭６０−１
８１２７７号公報）、（ｉｖ）加熱処理法（特開昭５５
−９１９９３号公報、特開昭５６　−　２９３号公報）
、（ｖ）陽極電解処理法（特開昭５８　−　１５１４９
０号公報、特開昭５８−１５１４９１号公報）、（　ｖ
ｉ　）陰極電解処理法（特開昭６０−１９０５８８号公
報）がある． （発明が解決しようとする課題） しかるに（ｉ）黒色塗装法は塗装設備が必要であり、高
価な設備投資が必要となって、製造コストが高くなる． （ｉｉ）黒色クロメート法は反応時間が長く、電気めっ
きラインでの連続処理が不可能である．また薬剤も恨塩
を使用するために高価である。

（　ｉｉｉ　）化学処理法の（ａ）〜（Ｃ）では銅イオ
ンを使用する置換めっきの一種であり、処理液の温度、
濃度が反応速度に影響し、かつ処理液中にＺｎ等が溶解
するために高速ライン生産で均一な黒色処理をすること
ができない。また、黒化層も十分な皮膜強度が得られな
い。（ｄ）、（ｅ）は硝酸水溶液中で酸化反応させるも
ので、基本的には、（ａ）〜（Ｃ）と同しであり、処理
液中に、Ｚｎ，　Ｎｉ等が溶解し、短期間で処理液が劣
化する．また、形成された黒化層も黒色度が低く、青味
を帯びた色調しか得られない。

（ｉｖ）加熱処理法は設備が高価になり、かつ均一な加
熱コントロールが難しく、着色コントロールが困難であ
る． （ｖ）陽極電解処理法は、特開昭５８−１５１４９１号
公報、同５８−１５１４９０号公報において黒色化を電
気量でコントロールできる点が良いとしている。しかし
、電解液中にめっき金属がｉ８解し、液劣化を生しるこ
と、および、めっきした金属を再び熔解することになり
、経済的にも不利である。

（ｖｔ）陰極電解処理法は、（ｖ）の欠点であるめっき
層の溶解を除いた点で優れた処理法であるが、黒化層が
比較的厚くならないと黒色度が得られず、黒化層が厚く
なると強度、密着性が悪くなるという欠点がある。

このように、以上述べてきた従来技術では、高速で黒色
化できる陽極電解法は電解液中にＮｉ，　Ｚｎイオンが
蓄積し、電解液を交換する必要があるため高コストとな
り、一方、その欠点を除いた陰極電解法は皮膜を厚くす
る必要があり、厚くなると密着性が弱くなるという欠点
がある。

かくして、本発明は、上記した従来法における各欠点を
解決し、優れた黒色皮膜を有する鋼材の製造方法を提供
することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達戒するため、本発明者らはこれらの問題点
を検討した結果、電解法で液の汚れがない陰極法により
めっきすることに着目し、その欠点を克服すべく種々検
討を重ね、亜鉛合金めっき浴にタングステン酸を添加し
た浴で電解することにより′！１３着性に優れた光沢の
有る黒色鋼材を得ることができることを知見し、本発明
を完成するに至った。

ここに、本発明は、Ｚｎ系合金めっき浴にタングステン
酸を添加した浴で鋼材を５〜５００Ａ／ｄｍ２の電流密
度、電解ｉ１５０クーロン／ｄｍ２以上でめっきするこ
とよりなる光沢黒色鋼材の製造方法である。

このように、本発明方法によれば、鋼材に直接黒色処理
（めっき）ができるため薄くても黒色度に優れ、密着性
も良く、陰極黒色化した材料のように加工キズなどで下
地が露出するなどの欠点はない。

しかも、電解液の汚染しない陰極電解法で母材を溶解さ
せず黒色皮膜を直接得る方法では、黒色皮膜を得るに必
要な電気量は最小５０クーロン／ｄｔａ”で可能なため
秒単位の高速処理が可能で安定した光沢のある黒色皮膜
を得ることができる。

さらに、鋼材を連続的に黒色化する方法として可能性の
ある方法には亜鉛系合金めっき材を陽極処理で熔解と酸
化の反応で黒色化する方法と直接亜鉛系合金めっき浴に
添加剤を使用して黒色めっきする方法があるが、本発明
方法は後汗の方法であり、タングステン酸を含む電解浴
中で陰極雷解ずることにより亜鉛系合金＋タングステン
酸化物の析出により光沢のある黒色皮膜を高速かつ連続
的に得ることができる． 本発明方法による処理の対象材料としては、廿通鋼材〈
板、棒、パイプなど〉、ステンレス鋼材などで通常のめ
っき可能な材料であればいずれであっても適用可能であ
る。連続処理を行うには鋼板を処理対象とするのがよい
。

（作用） 次に、本発明の構或について説明する。

本発明で用いる亜鉛系合金めっき浴とは、亜鉛を主戊分
に他成分としてニッケル、鉄、コハルトを含有するめっ
き浴を指す。

亜鉛系合金めっき浴に添加するタングステン酸は、酸性
めっき浴に溶解するものであればどのようなものでも良
いが、タングステン酸ソーダ、タングステン酸アンモニ
ウムが溶けやすい．めっき浴への添加量は特に制限ない
が、好ましくは０．５〜１００ｇ＃！である． 電２ｉｔ密度は５〜５００Ａ／ｄｍ２の範囲で実施可能
であるが、５　Ａ／ｄｍ２未満であれば黒色化せず、１
００　Ａ／ｄｍ２　ｇＪでは析出物がわ｝状となり密着
性の悪い皮膜となる．好ましくはｌＯ〜１００　Ａ／ｄ
ｍ２である。

電気量は５０クーロン／ｄｍ２以上であれば安定した黒
色皮膜となるが、５０クーロン／ｄｍ２未満であれば素
地面が完全にカバーされないため、黒色度の指標である
Ｌ値（明度）は高くなる．電気量の上限はいくらでもよ
いが、多くなると電解時間が長くなり非生産的でありま
た皮膜が厚くなるため、密着性が悪くなるなどの問題が
ある．実用上は好ましくは電気量は１００〜８００クー
ロン／ｄｍ２である．後処理としてのクロメート処理は
、黒色皮膜の耐食性を向上させるために行う．クロメー
トの種類は特に限定せず、例えば慣用の反応型クロメー
ト、塗布型クロメートのいずれでもよい。付着量はｃｒ
ｔＡ算で３〜２００ｍｇ／ａ”であり、３　ｍｇ７ｍ”
未満では耐食性効果が少なく、また２００ｓ＋ｇ／＋＊
”超では塗装密着性に問題を生しる． クロメート処理後の保護皮膜の塗装は耐食および耐摩耗
、耐指紋性能を向上させる目的で施こす処理で樹脂の種
類は特に限定しないが、オンラインでの実施する点から
は水溶性のアクリル、エボキシ等の樹脂の使用が好まし
い。水溶性樹脂以外にケイ酸ゾル塗付でも同様の効果が
見られる．付着量は乾燥皮膜重量で０．３〜３ｇ／ｍ２
が好まし＜　、０．３　ｇ７ｍ”未満では耐食、耐摩耗
、耐指紋性能が十分でなく、３　ｇ／ｓ”超では加工時
に皮膜２リ離などの問題を生じる． （実施例） 本発明を実施例によって具体的に説明する．第ｌ表に示
しためっき浴組成、めっき条件により実施をし、クロメ
ート皮膜の種類、付着量、保護皮膜も併せて記載した．
同様に比較例も第１表に示した． めっき浴に加える各合金戒分は硅酸塩として加え、他の
組成は硫酸アンモン８０ｇ／ｌである．浴のｐｌ１は２
．０、温度は５０℃で実施した．得られためっき材につ
いて、黒色度、耐食性（ＳＳＴ）および皮膜密着性を試
験し、結果を第２表にまとめて示す．表中、エリクセン
とあるのは、ＪＩＳＺ　２２４７記載の試験機でめっき
板を張り出しためっき皮膜ハクリ試験法である． 第２表 （次頁につづく） （第２表つづき） （発明の効果） 本発明は以上説明したとおり構戒されているので、すぐ
れた黒色度耐食性および塗料密着性を有する皮膜を簡単
に形戒することが可能となり、産業上益するところ極め
て大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ系合金めっき浴にタングステン酸を添加した
   浴で鋼材を５〜５００Ａ／ｄｍ＾２の電流密度、電解量
   ５０クーロン／ｄｍ＾２以上でめっきすることよりなる
   光沢黒色鋼材の製造方法。
2. （２）表面上に無水クロム酸を主成分とするクロメート
   処理をＣｒ換算で３〜２００ｍｇ／ｍ＾２の付着量だけ
   施こすことをさらに行う請求項１記載の光沢黒色鋼材の
   製造方法。（３）最上表面に保護皮膜として水溶性樹脂
   またはケイ酸ゾルを乾燥重量で０．３〜３ｇ／ｍ＾２塗
   布することさらに行う請求項２記載の光沢黒色鋼材の製
   造方法。