JPS5956568A - 片面めつき鋼板の製造方法 - 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】 本発明はめ−）き阻止剤を用いて片面めっき鋼板を製造
慣−る方法に関するものである。

最近、自動車用、滅庭電機器用あるいは建材用等の鋼板
上して、その片面にのみめっきを施して必要な耐食件を
実現し、併せて溶！妾件の改善を図った片面めっき鋼板
の要望が強くなった。片面めっき鋼板は心気めっき法に
よっても製造できるが、めっき速度が遅くコスト高にな
るので、めっき量の多い場合は・侍に溶融めっき法によ
る方が有利である。従来、浴融めつき法による片面めっ
き鋼板の製造方法としては、例えば亜鉛めっきの場合を
例にすれば、鋼板を二枚重ね合せ、その両端な溶接して
めっきし、その後両端を切り落す方法、ロールおよびカ
ーテン７０−塗布によって溶融亜鉛を鋼板の片面にのみ
めっきする方法、両面にめっきを施し、（−の後片面の
亜鉛を研削ある〜・は電解によって除去する方法、また
、予め鋼板の片面にめっき阻止剤を塗イＤしてめっきし
、後にめっき阻止剤の塗膜？除去する方法、さらには、
超音波あるいは電磁ボン、７″を利用してめつき浴面を
隆起させて片面のみめつきする方法等数多くの提案がな
されている。しかし、これらの方法は技術的に実施が困
難であったり、製造費が尚くなるなどの欠点があり、開
業的規模での生産に成功した例は殆んどない。

本発明はめつき阻止剤を使用する方法に関わるものであ
るかり、特にめつき阻止剤による方法に関して従来提案
され”Ｃいる片面亜鉛めっき方法ケ採り上げてみると、
めっき阻止剤として水スラリー（特公昭３９−４２０４
号）、アルカリ金属硅酸塩、アンモニウム硅酸塩を主成
分とする水スラリー（特開昭５３−４８０２９吋）、シ
リコン樹脂を主成分とする不めっき処理剤（特公昭５１
−８１０１号）、合成りん片状硅酸化合物の水スラリー
（ｌ特開昭５４−６４０２６号）ある（・はアルカリ土
類全表４酸化物（米国時訂第３１２１０１９号）などが
提案されて（・る。しかし、これりの従来技術には次の
ような欠点があ１）だ。

すなわち、めっき前に還元雰囲気焼鈍（約７００’Ｏ）
を行う連続溶融亜鉛めっき法にお（・ては、めっき阻止
剤塗物が焼鈍中に分解したり、一部で鋼板面かｔＢ、剥
離したりするため、鋼板の片面へのめつき付着イ光全に
防止すうことは困難であり、まためっき後鋼板が大気中
Ｃ＋浚化されることもあるので、このｌゾｆじ物／ｌ！
″還元丑還元機械的に除去することが心安であった１、
マた、めっき阻止剤によって鋼板の片面に形成した塗膜
は一般に剥離性が悪いので、鋼板面の外観ｋ　Ｊｉｌわ
ずに塗膜な゛児全に除去することは殆んど不可能で、そ
のＦ塗膜の除去に高い経費を必侠とした。本発明者等は
先に、鋼板の片面へのめつき（＝Ｊ着・ｋ防止し、しか
も剥離が容易なめつき阻止剤として、マグネシア、硼酸
、アルカリｊｄよびけい酸アルカリ塩の４成分を含む水
スラリー（特開昭５２　１４６７３０号）を、続いＣ１
’ｔｉｔらの４成分ＶＣチタニアｒｄよび水酸化チタニ
ウムの内１種を添加した５成分系スラリー（特開昭５５
〜１１９１５７号）？提案したが、これらの場曾におい
てもなお次のような欠点が残った。

すなわち、めっき前に還元雰囲気焼鈍を行う連続浴融亜
鉛めっき法において、溶融亜鉛浴がらの鋼板の引き上は
速度が速い場せ、または、加工性の優れた亜鉛めっき鋼
板を得るためにＡＩ　変態点以トの温度で焼鈍した場付
、めっき阻止剤塗膜−ＦにｊＩｌｉ鉛が付着し、経済的
に不利Ｃあるだけでなく、この付着亜鉛が鋼板の生産ラ
イン途中で剥離してラインを汚すことがあった。そこで
、本発明は、先に発明したマグネシア−硼酸−アルカリ
−けい酸アルカリ塩−チタニアおよび水酸化チタニウム
の１種に、アルミナ、水酸化アルミニウムおよびアルミ
ナゾルより成る群より選択された化合物を少なくとも一
種添加した水スラリーによってめっき阻止性はもちろん
特に焼成膜剥離性および剥離後鋼板面に浴融金属の残留
のない優れた片面めっき鋼板を製造しようとするもので
ある。

本発明のめつき阻止剤は、マグネシア、けい酸アルカリ
塩（Ｍ２Ｏｎ５ｊｏ２・ｍＨ２Ｏ、式中Ｍはアルカリ金
属を示す）、硼酸、アルカリ金属の水酸化物、チタニア
および水酸化チタニウムの内生なくとも１種に、さらに
、アルミナ、水酸化アルミニウムおよびアルミナ・ゾル
の内生なくとも１種の化合物を沈む６成分系水スラリー
である。

本発明者しは前記６成分からなる阻止剤スラリーを鋼板
に塗布し、片面めっき後該１泪止剤を除去する工程にお
いて１ｊＩ止剤被膜の性状と除去性を詳ホ１１に検討し
た結果、除去性に最も強い影響をもっている成分かマグ
ネシアであることをつきとめた。

本発明に使用されるマグネノアとは海水中かり回収され
た苦汁゛または２ｆσ水に直接消石灰を投入し、水酸化
マグネシウムに変換するかあるいは苦汁にＣＯ２ガスを
吹込んで炭酸マグネシウムに変換したあとろ過しロータ
リーキルンやパッチ炉Ｑ焼成したものを粉砕や分級工程
を経て製造される酸化マグネシウムを主成分とした粉体
の総称である。

マグネシアは原料の形態、焼成方法、焼成温度などによ
りその特性、すなわち粒度や表面積、反応性などが異な
る。一般には焼成温度が嶋くなるほど粒子同志の焼結が
起って粗大化し、粒度が大きく１表面積や反応性が小さ
くなることが知られて（・る。そこでまずマグネシアの
焼成温度と阻止剤剥離除去性を調べたところ、ｓ　ｏ　
ｏ　’ｃ〜１１００゛Ｃの範囲ご焼成温度が高いほど除
去性は改善することがわかった。焼成温度のｆ＝昇はマ
グネシアの粗大粒の占める割合が多くなることを７ドし
ている。

しかしながらマグネシアの粗大粒が多くなるにつれて阻
市剤剥離後の鋼板表面に溶融金属の残留が増えるという
不都合な現象の起ることが−ｒ田明した。

この原因はマグネシア中の粗大粒が阻止剤スラリー塗布
後の焼鈍工程において剥落して阻止剤被膜表面にめっき
前に微、Ｉｌｌな穴があくためＣあった。

以」二のような剥離除去性と品質上の欠陥の矛盾ｒ改善
するために研究を重ＪコだＪ−ころマグネシアの粒度分
布と阻止剤被膜の剥離除去性ｉ６よび剥離後の品質欠陥
すなわち溶融＜？属の残留の関係を・つきとめマグネシ
アの粒子として１μｍ以上が６０重ｌ救チ以ＦＣなけれ
ばならないことがわかった。

１μｍ以上の粒子が６０重殖チを超える場は数μｍ以上
の粗大粒も増え前述した品質欠陥が発生する。一方１０
重縫チ未満になると剥離除去性それ自身が劣化する。

次にこのように１μｍ以上の粒子を１０〜６０重量％含
むマグネシアの製造条件について検討したところ、原料
水酸化マグネシウムの粒径が小さいほどむしろ焼結がｉ
ｔ吟やすく極めて狭い温度範囲で急激に粗大化ｒること
が判明したため工業的に安定な製造粂佇としζ粒径の小
さい水酸化マグネシウムは１史えないことがわがつｌ、
二。この限界は水酸化マグネシラノ・の粒径が０．１μ
ｍであった。

原料水酸化マグネシウムの粒径が大きいほど焼結現象は
酸１賛となりマグネシアの粒度規制が容易になる。焼結
現象が緩慢になる理由は大きい粒子はど焼成中の粒子同
志の接触面が少ないためと考えつれる。たとえば０．１
〜０．４μｍの原料水酸化マグネシウムを使った場合そ
の焼成温度は８００〜１０００ないし１１０００の広い
範囲にわたって可能であるの圧対し０．１　μｍｍトド
は８５０　’Ｏ以ドに限定される。なおマグネシアの粒
度の測定は遠心沈降式粒度分布４１１ｊ定装置区（島津
製り℃所ＣＰ−５０形）な用いて行なった。

本兄明では、まず、−ヒ述した６成分系スラリーなよく
脱脂した鋼板の片面に塗布し、好ましくは２００６Ｃ以
Ｆの温度で乾燥を行う。塗布方法としてはロール塗装、
スプレー塗装、はけ塗りなど任意の方法によって良く、
塗布漬は乾燥後Ｊｋ曖ひ５〜３００ノ／ｒ７Ｌ′が適畦
である。塗布ｔｋが少なすぎて被覆が不完全であったり
、逆に多すき゛て乾燥時ンこ塗膜に割れが入ったりする
と、この被Ｏｉ面でのめっきを完全に防止イーることが
できな（・。また、２００’Ｑ以Ｆの低温乾燥で塗膜の
水分をＡ５元させることが′４ましいが、これは次に続
く焼鈍雰囲気を環元性に保つためと、急激な高温加熱に
よる塗膜の割れや剥離を防止するためである。

片面に均一な乾燥塗膜を形成させた後、その鋼板に通常
の連続溶融金属めっき法におけると同様に焼鈍（約７０
０〜９ｏｏ′ｃ）を施こし、鋼板温度をめつき浴温（亜
鉛めっき浴のＪＭ会は４６００Ｃ）近くまで冷却してか
らめっき浴に浸漬する。この間に、塗膜は焼鈍で一部が
流動してガラス状になり、次いで冷却時もしくはめっき
浴中で固体被覆となり、浴中での鋼板面とｄ融金属との
接触を阻止する。めっき浴から引き上げられた鋼板は片
面のみにめっきが施され、他の片ｌｉはめっきされず塗
膜によって被覆されている。

この塗膜は高融金属に対して濡れ性が極めて悪いので塗
膜上への溶融金ル４の付着は殆んど起きないが、まれに
ドロスが付着ｊにとがあるので、めっき後にがスワイビ
ングするのか良い。このガスワイピングも、ブタン、プ
ロパン等の燃焼ガスによればさらに理想的であるうまた
、この塗膜は極めて緻密であるため、めっき浴から引き
上げられてからの鋼板の空気酸化を完全に防止するとい
う重要な役割も果していることが判った。めっき後塗膜
を鋼板から除去しなレナればならないが、本発明のめつ
き阻止剤を使用した場せは、めっき浴から引き上けられ
た鋼板を約１００’Ｃ以上の温度から急冷することによ
って塗膜を容易に剥離できることが判明したつ急冷はめ
っきが凝固する前にスパングルナイズの調整を兼ねて行
っ℃も良いし、またその凝固後でも良く、さらには一度
徐冷したものを都合の良し・時に再加熱してから行って
も良い。

急冷の方法としては、水中に浸漬するのが容易かつ効果
的である。水中急冷することによって塗膜は鋼板面から
完全に剥離され、しかも全く酸化されず、圧延面そのま
まの鋼板面が得られることが実験によって判明した。ま
た、上記のような水冷による方法の他、＠ＩＷの繰り起
し曲げや研削。

４１Ｊｆ磨によっても塗膜を容易に剥離除去すりことが
Ｃきる。このような方法で塗膜剥離した後水洗および軽
度のブラッシングによる最終仕上洗浄を行えば、完全な
片面めっき鋼板が得しれる。

本発明によれば、従来の難点であった、剥離性の改善と
剥離後の鋼板面の溶融金属残留の矛盾をマグネシアの原
料および焼成条ｆ’トによる粒度規制によって解決し剥
離性が良好でかつ剥離後鋼板面に溶融金属残留のない完
全な片面めっき鋼板が容易に得られる。

本発明の上ボした効果は新規なめつき阻＋ｈ剤用塗布剤
の開発によって初めて得しれたものであるが、中でも最
も効果を示した１Ｍ１正剤は、粒径０，２〜０．３μｍ
の水酸化マグネシウムを９００〜１０００°Ｃで焼成し
たＭｇＯ１Ｏすに対し、加熱脱水残分（Ｍ２Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ２、ｎ　＝　０４５〜４　）とし−〔１〜３０９のけ
い酸アルカ１１倉水溶液、ｆ（３Ｈ０３として１〜３０
ｇの硼酸、Ｍ　ＯＨとして０．１〜２０９のアルカリ、
’ｒｉ０２とし−Ｃ１〜１０９のチタニア（ＴｉＯ２の
一部もしくは全部を同分子数の水酸化チタニウムで詩き
換えてもよい）、Ａｅ２０３として１〜１０９のアルミ
ナ（Ａ（３２０：＋の一部もしくは全部を回分１′−数
の水酸化アルミニウムあるいはアルミナ・フルで置き換
えＣもよい）を水に溶解ないし分散させた水スラリーで
あった。以Ｆ、実施例を挙げて本発明の詳細な説明する
。

海水から回収された苦汁から得られた粒径０．０２μｍ
〜０．４０μｍの水酸化マグネシウムをロータリーキル
ンで８００〜１１００’ｏまでの間で焼成し各種のマグ
ネ７アを製造した。得しれたマグネシアの粒度分布を測
定しｌ　１１ｍ以上の粒子の占める割合を示したのが第
１図Ｑある。水酸化マグネシウムの粒径が小さくなるに
したがって焼結が激しくなり０．１μｍ未満の原料では
狭い温度範囲で急速に粒子のａｔ犬化が起ることがわか
る。

このようにして得られたＭｇ０１０す、水がラス１（）
す（Ｎａ２（）２ＳｉＯ２分として４．５ノ）、Ｎａ０
１１４　Ｐ、１−Ｌｄ３０３６９、’ｆ’１０２２す、
Ａｇ２Ｏ３３ｇを適縫の水に溶解ないし分散させた水ス
ラリーを調曾しｔこ。この水スラリーを普通のアルカリ
脱脂および水洗で清浄にした冷延鋼板の片面に、ロール
塗布により乾燥後塗膜敵として約５０９７　ｍ’の塗布
を行った。塗布後、大気開放炉で１５０℃の温度で１分
間の低温乾燥、１０％）（２→−９０％Ｎ２　雰囲気中
で７００　”Ｃ！の温度で２分間の焼鈍、同雰囲気中で
約５３０　”Ｏまでの冷却を、この順に連続的に行い、
さらに続いて鋼板をＭ融亜鉛めっき浴に浸漬した。

めっき条件は、浴組成を０，１９％ｋ（３Ｚｎ　、浴温
を４６５±５゛Ｃ，また浸漬時１川は；３秒とした。

めっき後鋼板をめっき浴がら引き上げ、めっき浴面上で
窒素ガスワイパーによりめっき虻を調節し、繞いて鋼板
温度が約３００　’Ｃになった時に約２０′Ｃの水中に
鋼板を浸漬して急冷した。

急冷後の阻止膜の剥離性（剥離面積率で示し、１００％
とは完全剥離を示［）および、溶融Ｉ電照の剥離面での
残留の状況を観察して第２図に７ドしｔこ。剥離性良好
範囲はマグネシア中の１μｍ以トの粒子が１０％以上で
あれば得られるが、溶融Ｉ＋＋ｉ鉛は６０％を越えると
残留ｒることがわかる。

なお、水酸化マグネシウムのＡ２径が０．１μｍ未満で
も焼成後マグネシアの粒径分布が１μｍ以北１０〜６０
％の範囲もｌいことはないが、きわめて限られた範囲で
あり工業的にも再現性が困難なので本発明からは除外し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は水酸化マグネシウムの粒径と各焼成温ＩＫにお
けるマグネシアの１　ｔｔｍ以上の粒子の占める割合の
関係を示すグラフ、第２図はマグネシアの１１１ｍ以上
の粒子の占める割付と剥離面積率目よび剥離後の鋼板面
上の亜鉛残留の有無の関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マグネシア、ケイ酸アルカリ塩（Ｍ２Ｏ・ｎＳ　ｉ０２
   １１１ｒｆ２０　、式中Ｍはアルカリ金緘を不す）、硼
   酸、アルカリ金属の水酸化物、チタニアおよび水酸化チ
   タニウムの内少なくとも一種、さらにアルミナ、水酸化
   アルミナゾル、およびアルミナゾルの内少なくとも一禎
   を含む水スラリーを鋼板の片面に塗布し、加熱乾燥した
   後、溶融めっき浴中に浸ｒ＆して鋼板の片面のみにめっ
   きを施して片面めっき鋼板を製造するに際し、マグネシ
   ア原料とじで粒子−径０１μｍ以上の水酸化マグネシラ
   ノ・を焼成し、焼成後のマグネシアの水スラリー中の粒
   度構成がＩ　Ｊｉｍ以−にｌＯ〜６０重址チであること
   をＬＦ！ｊ徴とする片面めっき鋼板の製造方法。