JPH0372060A - 厚目付けＰｂ基合金メッキ鋼板ならびにその製造法 - 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 本発明は厚目付けＰｂ基合金メッキ鋼板ならびにその製
造法に係り、詳しくは、鋼板上にミクロボアをほとんど
含まない片面１５μｍ以上のＰｂ基台金を被覆してなる
厚目付けＰｂ基台金メッキ鋼板ならびにその製造法に係
る。

従　　来　　の　　技　　術 従来よりＰｂは酸、アルカリに対して耐ａ１１が大であ
ることから、屋外建材、船舶、化学薬品容器ばか多面的
に利用されている。しかし、Ｐｂは単独組成では使用さ
れず鋳造性、メッキ性を良好ならしめるため、Ｐｂ−３
ｎ、Ｐｂ８１％Ｐｂ−Ｆｅ等の合金ならびにこれらの複
合台金組成や硬度上昇させるため５ｔ）（ｔ！！微煽元
素添加のＰｂ基合金が使用されている。鋼板上にＰｂ基
合金を被覆する方法としては、（１）′；ｆＪ融浸漬メ
ッキ法、■電気メッキ法、■ＰＶＤ、ＣＶＤ等の方法を
含む広義な意味での蒸着メッキ法の３種に大別される。

しかし、これらのメッキ法の中で電気メッキ法ならびに
蒸着メッキ法はＰｂ基合金の被ｒｆＩ厚さに限界があり
、また、生産性を考慮したライン速度では数μｍのオー
ダーしか被覆しえない。経済性及び生産性の観点から溶
融浸漬メッキ法が最も一般的な方法である。Ｐｂ基台金
層はその使用環境下で十分な性能を発揮するためには、
十分な厚目付はメッキを行なうことが重要である。しか
し、一般にｐ　ｂ′Ｆｊ融メッキメッキ中で被ｆ！処理
されるため、メッキ槽より引出される際、鋼板上のメッ
キ層にはＰｂＯ若しくはＰ　ｊ）　０２による酸化物の
巻き込み、酸化物等境界でのミクロボアの発生が惹起さ
れる。このため、これらの酸化物の存在等によりｉ）１
食性が劣化するという問題ならびに酸化物を含むメッキ
浴においては厚目付けが困難であるという問題を有して
いる。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、どの
ような環境下にも使用可能な厚さ１５μｍ以上のＰｂ基
合金層を有する厚目付けＰｂｂ合金メッキ鋼板ならびに
その製造法を提案することを目的とする。

課題を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明は鋼板若しくは取付用穴を穿設した鋼
板の少なくとも片面に１０〜２５０ｍ　Ｑ　、’　Ｉ２
のＮｉ下地メッキ層と、このメッキ層上に少なくとも片
面に１５μｍ以上のＰｂ１合金合金メッキ液覆し、所望
により更にこのメッキ層上に有Ｒ塗料を塗装してなるこ
とを特徴とし、また、鋼板若しくは取付用穴を’Ｊ設し
た鋼板を酸若しくはアルカリ水溶液により表面を活性化
処理した後、酸洗浄を施しながらＮｉ下地メッキし、次
いで、このＮｉ下地メッキした鋼板を連続的にＰｂ基合
金溶融浴に浸漬し、この溶融浴上部に設けたハロゲン化
水素雰囲気を介して引き上げ冷即し巻き取ることを特徴
とする。

以下、図面に従い本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一つの実施例に係る素材の一例を示す
平面図であり、第２図は第１図の素材の成形物の一例を
示す斜視図であり、第３図は本発明を実施する際に用い
られる８置の一例を示す工程図であり、第４図は本発明
の実施例と比較例の腐食試ｗＡ結果を示すグラフである
。

符号１は鋼帯、２ａはアンコイラ、２ｂはコイラ、３は
アルカリ洗浄槽、３Ａは湯洗浄槽、４は電解酸洗浄槽、
４ａは湯洗浄槽、５はＮｉメッキ閤、５ａは湯洗浄槽、
６はフラックス槽、７は溶融メッキ槽、１０はＰｂ合金
浴、１５ａ。

１５ｂは浸漬ロール、１６はダウンロール、２０はトッ
プロール、２５はしごき手段、３０は天蓋、３１はハロ
ゲン化水素吹付ノズル、３５は冷却手段、Ａ、Ｂは取付
用穴、１ａは県、１ｂは建材用渠を示す。

まず、第１図ならびに第２図にそれぞれ示される′Ｊｋ
１ａならびにｉ！材用１１ｔ）は取付用穴Ａ。

Ｂを所定位置に設けた銅帯から構成され、この銅帯の少
なくとも片面に１０〜２５０　ｍ　ＣＪ　／′ｌ’のＮ
ｉ下地メッキ層と、このメッキ層上に少なくとも片面に
１５μｍ以上のＰｂ基合金メッキ層とを設け、所望によ
りこのＰｂ基合金メッキ日上に有機塗料を塗装してなる
ものである。

この取付用穴Ａ、Ｂは耐食用建材用１１ｂとして使用す
る場合、天井主梁と吊具によって係止するためのもので
あり、この他、外壁下地と直接ビス止めする場合や同一
のＰｂ合合金メツ開園設けた鋼板を連接するためのもの
で、その使用目的に応じて設計される。このようなＰｂ
ｂ合金メッキ層を設けた耐食鋼は、例えば、第２図に示
す如く、略Ｔ字状断面をもつ建材用染１ｂとして加工し
使用される。この加工時鋼帯を定尺に切断し加工される
が、その切断部には耐食性を付与するＰｂｂ台金メッキ
層が存在しない。従って、端面がｇ食環境を回避できる
場合は有機塗料等の塗装の必壜はないが、切断面が腐食
環境下に置かれるような場合は有機塗料の塗装は効果的
である。

有Ｒ塗料としてはフッ素系、エポキシ系、アクリル系、
塩ビ系、ウレタン系等いずれの塗料であってもよく、こ
れらを１種または２種以上塗装することができる。とく
に、耐候性が要求される場合、フッ素系塗料の塗装が効
果的であり、その塗装は例えば、電着塗装により、カチ
オン電Ｗｆｆａ面への付き廻りが債れているので好まし
い。

次に、本発明を実施する際に用いられる装置の一例を第
３図によって説明する。

アンコイラ２ａに取付けた銅帯若しくは穴加工済み鋼帯
１は、アルカリ洗浄槽３、湯洗浄槽３ａ、次いで、電解
酸洗Ｉ！４、湯洗浄４ａを経て表面が活性される。次い
で、連続時のＮｉメッキ槽５に入り、ます、第１層とし
てのメッキ下地処理される。Ｎｉ皮膜厚さは耐食性の点
から少なくと５０，１μｍ以上は必要である。

Ｎｉメッキ浴を通過したのち湯洗浄５ａを経て、ＺｎＣ
ｌ２フラックス浴６を通過する。符号７は’；ｆＪＲメ
ッキ槽であり、溶融Ｐｂ基合金１０が浦留している。浸
漬ロール１５．１５は浴中の鋼帯の進行を円滑にするた
めの手段でＰｂ基合金１０浴中に浸漬される。鋼帯１は
浴中でＰｂ合金１０が両面に付着されつつトップロール
２０へ向って進行する。符号３１はハロゲン化水素の吹
付はノズルであって、この場合、天蓋３０に取付ける１
ｉＩｔ造とした。すなわち、ノズル３１はガス導入源と
流量計を介して接続され、適宜、Ｐｂ基合金浴面上にハ
ロゲン化水素を流出している。一方、天蓋３０はハロゲ
ン化水素の密閉手段であり、図示しないガス流出口を伴
い、浴面上の雰囲気を保ちつつある程度のガスを循環せ
しめる構造となっている。鋼帯１はここでＰｂＭｂ金を
片面ｌＣ１ｍ以上好ましくは１５μｍ以上の厚目付けが
行なわれ、冷却手段３５によって完全に固化される。ダ
ウンロール１６を経て鋼板はコイラ２ｂへと巻き取られ
る。

以下更に本発明の製造法について詳しく説明する。

アルカリ洗浄槽３及び酸洗は常法のものと同様であり、
ＮａＯＨ水溶液、ＨＣＩ水溶液が代表的に利用される。

銅帯はかがる浴中にて表面油脂分が除去されかつ口Ｃｌ
浴にて酸化物が除去され活性化される。口Ｃ１浴では電
解エツチング５１！ｌ理を付与することにより、更に鋼
帯上の微小不純物が更に除去され、より良い活性面が得
られる。すなわら、目Ｇｌ浴中において鋼帯の通過方向
に陽極、陰他の２極を配し、これに電流負荷させること
によって不純物を除去する方法である。本発明の方法で
はＰｂ塁金合金層ｔＪ４帯との密着性向上の目的及びＰ
ｂｌｉＳ合金図のミクロボアがあっても、その影響を阻
止するためのＮｉ下地メッキを第１＠とする。このよう
なＮｉ下地メッキ層を設けることは、例えば、特公昭５
５−５１４２６号公報により知られているが、本発明は
この方法とは全く異なる方法で、また、その付ｓ邑も加
工性、メッキ密着性の侵れた新しい観点が変更している
。すなわち、アルカリ水溶液等のメッキ前処理によって
脱脂の済んだ銅帯は次に酸洗をうける。本発明ではこの
酸洗を受けながらＮｉメッキを行ないストライクニッケ
ルメッキ法を採用するものである。

この方法によると、銅帯の表面が非常にフレッシュであ
り、しがち、酸化されるチャンスがないため均一で密着
性の格段に優れたＮｉメッキができ、また、Ｎｉ、Ｓｎ
、Ｐｂ等のもろい合金を極力低く抑えるためにＮｉメッ
キ塑を１０〜３００ｍＱ／ｍ２好ましくは７０〜２５０
ｍＱ／印２の範囲にＮｉメッキの厚みをおさえると憬れ
た特性を発揮できる。このような前処理をうけた銅帯は
次にフラックス処理をう（ｊる。

この際、銅帯はＺｎＣｌ２を含む水溶液中を通過し、濡
れた状態で前記合金浴中に導入する。

ＺｎＣ１？水溶液はＰｂメッキのフラックス処理として
知られている。このフラックス処理により被メッキ面の
酸化物、Ｐｂ合金浴表面の酸化物を除き、Ｐｂ合金目の
密＠性が向上する。

Ｐｂ合金浴としては鉄若しくはＮｉと合金を形成し、か
つ、Ｐｂともに合金を形成する元素（Ｘ）が合金成分と
して有用で、この（Ｘ）は例えば、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｓｅ、
ＦｅＷが知らｈｒいる。これらの合金成分は１〜２０％
であることが重要で、１％未満であると銅帯とのＰｂ合
合否の密着度が不十チンであり、また、２０％を越える
とＰｂの耐食効果を減じ、更に、高価な希少金属出が増
し経済的でない。溶融保持温度は合金の融点＋１００℃
前後が好ましい。本発明者等が実施した例によると、Ｐ
ｂ−ｓｎ合金系が経済性の点及び＃１４帯とのメッキ性
が良好で、Ｓｎ１〜１５％の範囲ではメッキ浴の温度を
３５０〜３９０　Ｃに溶解保持することができる。

本発明の方法で最ち型費な点は、均質な厚いＰｂ合金を
メッキすることにある。

通常大気中での銅帯浸漬及び引き上げによれば、片面１
０μｍ　ｔＴｉＪ　＋ＩＡのＰｂ被覆が得られるが、Ｐ
ｂ被覆面は大気中の酸素によりＰｂＯ若しくはＰｂＯ２
が形成される。この際の酸化作用は銅帯の引き上げ直後
に起るものと推察されるが、史には、Ｐｂ浴而面のある
一定の深さまでｌ！Ｉ素が侵入しているものと考えられ
る。すなわち、鋼帯の浴中進入速度を１〜１２ｍ、、／
分に変化させた実験において、Ｐｂの目付崩は片面５〜
１０μｍ程度である。従って、酸素を含むＰｂ浴におい
ては鋼帯との濡れ性の悪化とも合いまって連続的合金間
の形成が阻害される。本発明の大きな特徴はＰｂ浴にハ
ロゲン化水素を導入することにある。事実、ハロゲン化
水素の導入により鋼帯進入速度８ｍ７７分でＰｂ金合金
一起に片面３０μｍ程度の厚目付けが可能となる。

このハロゲン化水素の作用はＰｂ＋７）ｕ化を防止する
と同時に、分解した水素が頂元性の雰囲気をもたらす。

ハロゲン化水素の導入によりＰｂ浴を引き上げたＰ　ｌ
）　７１１　ｉｉ　ＩＩの外観がざらに潰良となる。外
観不良の最大の要因は酸化鉛であり、鋼帯の進行方向に
対し横シマ状の欠陥となって表われる。すなわら、ＰＩ
）Ｏ若しくはＰｂＯ２のリッチなＰｂ合金が局部的に厚
く横シマ状に被覆され、かつ、横シマ状欠陥は鋼帯面上
に断続的に出現する。ハロゲン化水素の一例としてＨＣ
，ｌｊｆスはｌＩ済性及び取扱いの点で効果的である。

実験によると目Ｃｔガスはｏ、ｉｌ″分という極めて小
流畿でも効果を発１！するｉｆ、２１／分程度が安定し
たＰｂ目付溢及び外観品質のものが得られる。

この場合、次の反応により醇化物が除去される。

Ｐ　ｂ　Ｏ＋　２　ＨＣｌ　−Ｐ　ｔ）　Ｃｌ　２　＋
　Ｈ２０ハロゲン化水素雰囲気で引き上げられた銅帯は
Ｐｂ被ｆｉ層を伴い冷ＩＪ］ゾーンへと導入される。

冷却ゾーンは第２図に示すＰｂ合金１０の浴面からトッ
プロール２０内の距離を長大に設定して自然ｈＦＡする
方法と冷部手段３５による強制冷却のいずれが若しくは
両方を採用することができる。冷部手段３５は空冷、Ｎ
２ガス吹（＝ｊけといったガス冷部若しくは水冷が常法
として採用される。この冷Ｗゾーンにより被ｆｉＰｂ基
合金は完全に固化され、トップロール２０への付着や肉
厚り向の変形が防止される。トップロールからダウンロ
ール１６へ降下した鋼帯はコイラ２ｂによって巻き取ら
れる。

なお、ダウンロール１６とコイラ２ｂ間にフェルトＩＩ
Ａ雑布による鋼帯への表面しごき手段２５を介してもよ
く、この場合、Ｐｂｍ覆閤面に微弱な残留Ｐ　ｂＣｌ　
ｚは除去される。

実臆例 従来の耐食被覆鋼材としてｌｎメッキ鋼板＜　５０　Ｃ
Ｊ　ｒ　／　１１２＋ならびにＡｇ陽極酸化材の２種の
比較例と本発明のＰｂ１合金目を伴う鋼材及びＰｂ１合
金蒔に、更に、フッソ系有機塗装（片面２０ｕｍ）を施
した鋼材との＃４笈評１Ｉｌｉ結果を第４図に示した。

なお、本発明材は第１図に示す装置により製造したＮ　
ｉ　０．６ｕｍ％Ｐｂ−８％ｓｎ合金層面３０μｍを代
表例として図示し、腐食試験はＣｌ濃度１ｏｏｐｐｍと
なるようＣａ（ＯＣＪＮ２水溶液を７０℃に設定した。

ｇ富農浸漬によりＴＩ４食生成物占有面積率の変化をも
って評価の尺度とした。

第４図から明らかなように、本発明の材料は最終有機塗
装の有り無しいずれとも従来材に対して耐食性能にすぐ
れている。とりわけ、銅帯における取付用穴部近傍は、
Ｐｂ基合金の厚目付けが可能なことから従来の穴穿膜素
材にみられるこの部分の優先Ｍ食がなく、平坦部とほぼ
同様な耐食結果をもたらす。本発明の方法の大きな特徴
であるハロゲン化水素のメッキ浴への導入は外観品質の
向上及び従来の数μｍオーダのＰｂ台金目付は量に比べ
、１５μｍｕ上の厚目付けが可能なことから安価な鋼板
をベースとした耐食鋼板としてその産業上の利用価値は
極めて大きい。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したように、本発明は鋼板若しくは取付
用穴を穿設した鋼板の少なくとも片面に１０〜２５０ｍ
　ｇ　、’　ｍ２のＮｉ下地メッキ嗜と、このメッキ層
上に少なくとも片面に１５μｍ以上のＰｂ１合金合金メ
ッキ波覆し、所望により更にこのメッキ目上に有機塗料
を塗装してなることを特徴とし、また、鋼板若しくは取
付用穴を穿設した鋼板を酸若しくはアルカリ水溶液によ
り表面を活性化処理した後、酸洗浄を施しながらＮｉ下
地メッキし、次いで、このＮｉ下地メッキした鋼板を連
続的にＰｂｉ％合金溶融浴に浸漬し、この溶融浴上部に
設けたハロゲン化水素雰囲気を介して引き上げ冷却し巻
き取ることを特徴とする。

従って、本発明は鋼板の片面に１０〜１５０ｍ　Ｑ　／
　ｍ２のＮｉ下地層と１５μｍ以上の厚目付けＰｌ）基
合金のメッキ層が形成されているため、耐良性に優れ、
建材その他各種用途に好適に使用することができる。

また、酸洗浄を施しながらＮｉ下地メッキを行なった後
、Ｐｂ基合金溶融浴に浸漬し、ハロゲン化水素雰囲気を
介して引き上げ冷却するようにしたため、Ｐｂ基合金の
厚目付はメッキが安価に効率よく得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施例に係る素材の例を示す平
面図、第２図は第１図の素材の成形物の一例を示す斜視
図、第３図は本発明を実施する際に用いられる装置の一
例を示す工程図、第４図は本発明の実施例と比較例のｒ
ｇ４食試験結果を示すグラフである。 符号１・・・・・・ｗＡ帯 ２ａ・・・・・・アンコイ７ ２１）・・・・・・コイラ ３・・・・・・アルカリ洗浄槽 ３Ａ・・・・・・湯洗浄槽 ４・・・・・・電解酸洗浄槽 ４ａ・・・・・・湯洸′７ｐ槽 ５・・・・・・Ｎｉメッキ層 ５ａ・・・・・・湯洗浄槽 ６・・・・・・フラックス槽 ７・・・・・・溶融メッキ槽 １０・・・・・・Ｐｂ合金浴 １５ａ、１５ｂ・・・・・・浸漬ロール１６・・・・・
・ダウンロール ２０・・・・・・トップロール ２５・・・・・・しごき手段 ３０・・・・・・天蓋 ３１・・・・・・ハロゲン化水素吹付ノズル３５・・・
・・・冷却手段 Ａ、Ｂ・・・・・・取付用穴 １　ａ・・・・・・渠 １ｂ・・・・・・建材用渠

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鋼板若しくは取付用穴を穿設した鋼板の少なくとも
   片面に１０〜２５０ｍｇ／ｍ＾２のＮｉ下地メッキ層と
   、このメッキ層上に少なくとも片面に１５μｍ以上のＰ
   ｂ基合金メッキ層を被覆し、所望により更にこのメッキ
   層上に有機塗料を塗装してなることを特徴とする厚目付
   けＰｂ基合金メッキ鋼板。 ２）鋼板若しくは取付用穴を穿設した鋼板を酸若しくは
   アルカリ水溶液により表面を活性化処理した後、酸洗浄
   を施しながらＮｉ下地メッキし、次いで、このＮｉ下地
   メッキした鋼板を連続的にＰｂ基合金溶融浴に浸漬し、
   この溶融浴上部に設けたハロゲン化水素雰囲気を介して
   引き上げ冷却し巻き取ることを特徴とする厚目付けＰｂ
   基合金メッキ鋼板の製造法。