JPH10152792A

JPH10152792A - 外観の優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH10152792A
Application number: JP31050596A
Authority: JP
Inventors: Seiji Nakajima; 島清次中; Tsutomu Komori; 森務小; Kazuaki Kyono; 野一章京
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1998-06-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電気亜鉛めっき鋼板が本来有する、優れためっ
き密着性および耐食性を有するとともに、均一な表面外
観を有する、外観の優れた電気亜鉛めっき鋼板を得るこ
とができる方法の提供。【解決手段】めっき直前に、鋼板を酸洗減量低減剤を含
有する酸洗液を用いて酸洗処理し、さらに水洗処理を施
した後、電気亜鉛めっきを行う工程を有する外観の優れ
た電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法に関し、特に、電気亜鉛めっき鋼板が本来
有する、優れためっき密着性および耐食性を有するとと
もに、均一な表面外観を有する、外観の優れた電気亜鉛
めっき鋼板を得ることができる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板は、優れためっき密
着性および耐食性を有するため、家電製品の材料等の用
途を中心として広く用いられている。近年、需要家から
の塗装工程省略の要求に応えて、電気亜鉛めっきの上層
にクロメート処理やさらに樹脂被覆を施すことにより、
耐食性を向上させるのみならず、耐指紋性や潤滑性など
を付与した鋼板が開発され、家電製品の用途での使用が
急増している。しかし、これらの用途に用いられる電気
亜鉛めっき鋼板は、無塗装で使用される場合が多いた
め、従来の塗装を施して使用されためっき鋼板の場合に
は大きな問題とならなかった色調や外観への要求が非常
に厳しくなってきている。

【０００３】ところで、電気亜鉛めっき鋼板は、元来、
素材である鋼板表面の汚れ、酸化膜厚みの不均一、成分
の偏析、集合組織分布など種々の因子の影響を受け、筋
状の模様ができるなど均一な外観が得られにくいことが
知られている。しかしながら、その原因を特定できない
場合が多く、また特定できたとしても操業上の制約から
原因を除去できない場合がほとんどである。

【０００４】そこで、素材の影響を受けずに均一な外観
を得るための電気亜鉛めっき鋼板の製造方法として、
（１）めっき初期に高電流密度でＺｎめっきを行うなど
して、Ｚｎ結晶の核生成を均一化する方法（例えば、特
開平７−３１６８７８号公報）、（２）Ｚｎめっきを施
す前に、Ｎｉめっきなどのプレめっきを施す方法（例え
ば、特開平７−７６７９３号公報）、（３）めっき浴に
有機化合物を添加する方法（例えば、特開平８−１５８
０９０号公報）、（４）めっき前の酸洗減量を特定量以
上に規定する方法（例えば、特開平８−１０４９９５号
公報）などが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）の方法は、素材の影響を排除して外観を均一化す
る効果が極めて小さく、十分に前記問題を解決するもの
ではなかった。（２）の方法では、外観を均一化する効
果は若干見られるものの、電気亜鉛めっき鋼板が元来有
する良好なめっき密着性が失われる。そのため、従来、
電気亜鉛めっき鋼板が使用されてきた用途で使用するこ
とができない問題があった。また、（３）の方法につい
ても、外観は若干均一化するが、めっき密着性および耐
食性ともに著しく劣化するため使用に耐えないものしか
得られなかった。さらに、（４）の方法では、均一な外
観を得るどころか逆に素材の影響を増幅する場合があ
り、全く前記問題を解決することができなかった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、前記問題点を解
決し、電気亜鉛めっき鋼板が、本来有する優れためっき
密着性および耐食性等の特性に何ら影響を与えることな
く、均一な表面外観を有し、外観の優れた電気亜鉛めっ
き鋼板を製造することができる方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、電気亜鉛
めっき鋼板の外観が素材に起因して不均一となる原因に
ついて鋭意検討を行った。その結果、電気亜鉛めっき鋼
板の外観不良は、鋼板表面の汚れ、酸化膜厚みの不均
一、成分の偏析、集合組織分布等に起因する素地鋼板の
表面状態の不均一が原因であり、この鋼板の表面状態の
不均一は電気めっきラインに入る前の焼鈍工程以前から
存在している場合がほとんどであることを知見した。さ
らに、この不均一な鋼板表面を電気めっきライン内で行
われる通常の方法による脱脂処理や酸洗処理によって均
一化することは極めて困難であることも知見した。

【０００８】そこで、めっき前の鋼板表面を均一化する
ことにより電気亜鉛めっきの外観不良を防止する方法に
ついて鋭意検討を行った結果、酸洗液に、酸洗減量を減
少させる作用を有する酸洗減量低減剤を含有させること
が極めて有効であることを見出し、本発明に至った。

【０００９】すなわち、本発明は、めっき直前に、鋼板
を酸洗減量低減剤を含有する酸洗液を用いて酸洗処理
し、さらに水洗処理を施した後、電気亜鉛めっきを行う
工程を有する外観の優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造方
法を提供するものである。

【００１０】また、前記酸洗液が、酸洗減量低減剤を
０．００１〜５０ｇ／ｌ含むものであると、好ましい。

【００１１】以下、本発明の電気亜鉛めっき鋼板の製造
方法（以下、「本発明の方法」という）について詳細に
説明する。

【００１２】本発明の方法は、熱間圧延工程、酸洗工
程、冷間圧延工程、焼鈍工程等の常用の工程を経た鋼板
を被めっき材とし、この被めっき材に電気亜鉛めっき工
程において電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板
を製造する方法である。この電気亜鉛めっき工程におい
て、通常、被めっき材である鋼板の表面を清浄化するた
めの脱脂処理および水洗、さらに鋼板表面を活性化する
ための酸洗処理および水洗が行われ、これらの処理に引
き続き電気亜鉛めっきが行われる。ここで、本発明にお
いて行う酸洗処理は、電気亜鉛めっきの直前に鋼板表面
を活性化する目的で行われる酸洗処理を指すものであ
り、熱間圧延後に、いわゆる黒皮を除去するために行わ
れる酸洗工程を指すものとは異なるものである。

【００１３】本発明の方法において、電気亜鉛めっきの
直前に行われる酸洗処理は、酸洗減量低減剤を必須成分
として含有する酸洗液を用いて、被めっき材を処理する
ものである。用いられる酸洗減量低減剤は、酸洗減量を
減少させる作用を有する有機化合物である。

【００１４】酸洗液の成分として用いられる酸成分は、
特に限定されず、常用のものを用いることができる。例
えば、硫酸、塩酸、燐酸、硝酸、フッ酸等が挙げられ
る。また、酸洗液中の酸濃度は、常用の範囲でよく、特
に制限されない。例えば、純酸濃度として５〜５００ｇ
／ｌ程度である。また、酸洗液の温度は、常用の範囲で
よく、特に制限されず、例えば、常温〜９５℃の範囲で
よい。また、酸洗処理の時間は、めっき前の鋼板表面が
均一となる時間を、酸洗液の種類、酸の濃度、温度、酸
洗液が含有する酸洗減量低減剤の種類、含有量等に応じ
て適宜選択される。例えば、１秒〜１時間である。さら
に、酸洗液は一般に鉄イオンおよび不純物を含有してい
るが、本発明で用いる酸洗液もこれらを含有していても
よく、その量は特に限定されない。

【００１５】また、本発明において、酸洗減量低減剤と
して用いられる有機化合物が、酸洗減量を減少させる作
用を有するかどうかは、例えば、以下のような方法で容
易に確認することができる。すなわち、酸洗液の種類、
濃度、温度を一定とし、ここに同一条件で製造した鋼板
を一定時間浸漬し、浸漬前後の重量変化から酸洗減量
（ｇ／ｍ²）を測定する。有機化合物を添加しない場合
と比較して、添加した場合の方が酸洗減量が小さい値で
あれば、この有機化合物が酸洗減量を減少させる作用を
有することになる。

【００１６】本発明において、酸洗液に、酸洗減量低減
剤を含有する酸洗液を使用して酸洗処理を行うことによ
って、均一な外観の電気亜鉛めっき鋼板が得られる理由
について、完全に解明されたわけではないが、以下のよ
うに推察できる。すなわち、酸洗前の鋼板表面が不均一
であった場合、酸洗減量低減剤を含有しない酸洗液で酸
洗処理を行うと、鋼板の活性な部分と、不活性な部分と
で酸洗速度に差を生じ、その結果、酸洗処理により鋼板
表面のエッチング状態の差、表面濃化元素量の差、酸洗
スマット生成量の差などがさらに顕著となる。このた
め、めっきを行うと、形成されるめっき結晶の形状、大
きさ、配向性などが不均一となり、外観不良となる。一
方、酸洗減量低減剤として有機化合物を酸洗液に含有さ
せた場合、この有機化合物が酸洗時に鋼板表面の特定部
分に吸着することが推察され、酸洗減量を低減すると同
時に、酸洗後の鋼板表面を均一化し、その結果、均一な
めっき結晶が得られるものと考えられる。したがって、
本発明において酸洗液が含有する酸洗減量低減剤は、酸
洗減量を減少させる作用を有する有機化合物であること
が必須であるが、その目的は酸洗減量を減少させること
にあるのではなく、あくまでも酸洗後の鋼板表面を均一
化させることにある。

【００１７】酸洗減量低減剤として用いられる有機化合
物としては、酸洗減量を減少させ、酸洗後の鋼板表面を
均一化させる作用を有するものであれば、低分子化合物
でも高分子化合物でもよく、特に限定されない。例え
ば、アルデヒド類、アセチレニックアルコール類等の酸
素含有有機化合物、ピリジン類、キノリン類、脂肪族ア
ミン類等の窒素含有有機化合物、有機サルファイド類、
スルフォニウム化合物等の硫黄含有有機化合物、また、
酸素、窒素、硫黄などの２種以上を含有する、キノリノ
ール類、環状ケトアミン類、アルキルスルフォオキサイ
ド類、スルフォン酸類、チオ尿素類、有機チオシアネー
ト類、チアゾール類、チオモルホリン誘導体、スルフォ
ン化イミダゾリン類、あるいは燐含有有機化合物や三重
結合を有するアルキン類などが挙げられる。

【００１８】また、酸洗減量低減剤として、有機腐食抑
制剤として市販のものが好適に使用できる。例えば、ス
ギムラ化学工業（株）製のヒビロンＹ−３０、ヒビロン
Ｙ−３２、ヒビロンＹ−３２Ｌ、ヒビロンＹ−３２Ｌ
Ｋ、ヒビロンＹ−３６、ヒビロンＹ−３１Ｌ１、ヒビロ
ンＹ−３１００、ヒビロンＡ−６、ヒビロンＡ−８、ヒ
ビロンＰ−２、ヒビロンＹＳ−７、ヒビロンＹＮ−３、
ヒビロンＡＩ−１、ヒビロンＡ−５、ヒビロンＡ−５０
２、朝日化学工業（株）製のイビット１０５、イビット
１５５、イビット５３０、イビットＳ６００、イビット
Ｓ６００Ａ、イビットＳ６００Ｂ、イビット６００Ｌ、
イビット６００ＬＡＣ、イビット６００ＬＳＣ、イビッ
ト６００ＬＰＣ、イビット７００、イビット７００Ａ、
イビット７００ＢＫ、イビント７１０Ｎ、イビット８０
０などが挙げられる。さらにまた、酸洗減量を減少さ
せ、酸洗後の鋼板表面を均一化させる作用を有するもの
であればこれに限定されるものではない。本発明におい
て、酸洗減量低減剤は、１種単独で用いてもよいし、２
種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１９】本発明の方法において、酸洗液における酸
洗減量低減剤の合有量は、好ましくは０．００１〜５０
ｇ／ｌであり、特に好ましくは０．００２〜１０ｇ／ｌ
である。酸洗減量低減剤が０．００１ｇ／ｌ未満では均
一なめっき外観が得られず、５０ｇ／ｌを超えると効果
が飽和するため不経済であるばかりでなく、かえってめ
っきムラを生じたり、酸洗液の安定性を劣化させるなど
の問題を生じる場合がある。

【００２０】また、本発明の方法で用いられる酸洗液
は、酸洗減量低減剤として用いられる有機化合物の分散
性改善、酸洗液の安定性改善、発泡抑制、鋼板との濡れ
性改善などの目的で、必要に応じて、さらに界面活性
剤、消泡剤、有機溶剤等を含有してもよい。

【００２１】本発明の方法においては、酸洗処理後、水
洗処理を経て電気亜鉛めっきが行われる。この水洗処理
では、酸洗液中で鋼板表面に吸着した酸洗減量低減剤の
一部または全部が除去される。本発明では、上述のよう
に、酸洗減量低減剤の作用は酸洗後の鋼板表面を均一化
することにあり、従ってこの目的さえ達成すれば、酸洗
減量低減剤は、水洗処理により完全に除去されてもよ
く、または完全に除去されずにその一部が鋼板表面に吸
着したままめっきを行ってもよい。ただし、鋼板表面に
過剰の酸洗減量低減剤が吸着したまま残存していると、
この残存している有機化合物によるめっきムラを生じる
場合があるため、このような場合には水洗を強化したり
ブラシロールを使用するなどして有機化合物の残存量を
減少させる工夫が必要である。

【００２２】本発明の方法においては、酸洗処理および
水洗処理後、常法にしたがって電気亜鉛めっきを行い、
電気亜鉛めっき鋼板を得ることができる。電気亜鉛めっ
きの浴組成やめっき条件については、何ら限定されるも
のではなく、公知の方法がすべて適用可能である。例え
ば、めっき浴組成としては、硫酸浴、塩化物浴、硫酸浴
と塩化物浴の混合浴などが挙げられ、めっき浴中のＺｎ
イオン濃度は０．１〜３ｍｏｌ／ｌとすればよい。めっ
き浴は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム等の電導助剤、Ｎｉイオン、Ｆｅイオ
ン、Ｐｂイオン等の金属イオン、硫酸アルミニウム等の
無機光沢剤、ポリエチレングリコール等の有機光沢剤な
どを含有してもよく、または含有しなくてもよい。めっ
き条件としては、例えば、めっき浴のｐＨを０．５〜
５．０、めっき浴の温度を３０〜７０℃、めっき液の流
速を０．１〜５．０ｍ／ｓ、電流密度を５〜３００Ａ／
ｄｍ ²、めっき付着量を５〜２００ｇ／ｍ²とすればよ
い。

【００２３】また、電気亜鉛めっきの上層には、耐食性
や塗料密着性の改善、耐指紋性や潤滑性の付与などの目
的に応じて、リン酸塩処理、クロメート処理などの化成
処理や樹脂被覆を施してもよい。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例により、
本発明をより具体的に説明する。

【００２５】（実施例１〜６２、比較例１〜４）各例に
おいて、全幅および全長にわたってスケールが発生した
熱間圧延コイルを、実操業ラインに供給し、酸洗工程、
冷間圧延工程および焼鈍工程まで、順を追って行った。
得られた焼鈍コイルから１００ｍｍ×１７５ｍｍ、およ
び板厚１．０ｍｍのセミ極低炭素鋼板からなるめっき原
板を多数枚切り出して試料とした。このめっき原板試料
を、アルカリ電解脱脂→水洗→酸洗→水洗→電気亜鉛め
っきの順に処理することにより電気亜鉛めっき鋼板を作
製した。

【００２６】アルカリ電解処理およびそれに続く水洗処
理は、下記の条件で行った。アルカリ電解処理浴組成：ＮａＯＨ３０ｇ／ｌパクナ２５Ｋ（ユケン工業（株）製）５ｇ／ｌ浴温：７０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ²（鋼板を陽極とする）処理時間：５秒水洗処理水道水を１０秒間スプレーしながら、鋼板表面を亀の子
タワシを用いて１０往復擦った。

【００２７】また、酸洗処理における酸洗液の種類、濃
度、温度、酸洗液中の酸洗減量低減剤の種類、含有量を
表１に示す。酸洗処理は、鋼板を酸洗液に浸漬すること
により行い、浸漬時間は５秒とした。酸洗後の水洗は、
水道水を１０秒間スプレーすることにより行った。電気
亜鉛めっきは流動槽めっきセルを用いて、以下の条件に
より行った。

【００２８】得られた電気亜鉛めっき鋼板の外観を、外
観不良発生率に基づいて下記の基準で評価した。結果を
表１に示す。 ◎ ：外観不良発生率〜５％未満 ○ ：外観不良発生率５％以上〜２０％未満 △ ：外観不良発生率２０％以上〜４０％未満 × ：外観不良発生率４０％以上〜

【００２９】また、予め、同じ焼鈍コイルの全幅、全長
から抜き取っためっき原板を用いて、酸洗減量低減剤を
含有しない酸洗液を使用して酸洗処理を行った以外は、
前記と同様の電解脱脂、酸洗処理後、電気亜鉛めっきを
行った結果、どのめっき原板を用いても素材に起因する
筋状の外観不良が生じることを確認した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】表１から明らかなように、本発明の製造方
法によって作製した電気亜鉛めっき鋼板はいずれも外観
に優れるものである。

【００３５】

【発明の効果】本発明の電気亜鉛めっき鋼板の製造方法
によれば、電気亜鉛めっき鋼板が本来有する、優れため
っき密着性および耐食性を有するとともに、均一な表面
外観を有する、外観の優れた電気亜鉛めっき鋼板を得る
ことができる。そのため、本発明の方法は、工業的に極
めて価値の高いものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき直前に、鋼板を酸洗減量低減剤を含
有する酸洗液を用いて酸洗処理し、さらに水洗処理を施
した後、電気亜鉛めっきを行う工程を有する外観の優れ
た電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】前記酸洗液が、酸洗減量低減剤を０．００
１〜５０ｇ／ｌ含むものである請求項１に記載の電気亜
鉛めっき鋼板の製造方法。