JPS6135267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は表面層に鉛被覆がされており、その下
層の鋼板との接する面に亜鉛を含む被覆層を有し
ている構造の溶融鉛めつき鋼板の製造方法に関す
るものである。 通常、溶融鉛めつき鋼板はめつき浴中に錫を10
〜20重量％添加したpb−Sn合金浴を用いて製造
されている。この様に錫を添加する理由は鉛単独
では鋼の鉄と鉛とが全く反応しないので治金的結
合が行なわれないため鉛めつきができない。之に
対し、錫を添加する場合には鋼板の鉄と錫とが選
択的に反応してFe−Sn合金層を形成し、この合
金層上にPb−Sn合金が被覆される事により溶融
鉛めつき鋼板が製造されるのである。しかしピン
ホールの存在、不めつき部分の存在、密着不良な
ど製品の品質上の欠点があり、それらの欠陥を防
止するためには上記の錫添加量の状態を常に保持
しつつ鉛めつきを行なう必要があり、通常の鉛め
つき鋼板は錫を10〜15重量％含有させためつき浴
を用いて製造されている。けれどもこの方法は高
価な錫を多量に添加して製造が行なわれること、
および錫をたとえ10〜15重量％程度にまで添加し
た場合でもピンホールは旨無とならず、ピンホー
ルから赤錆の発生が起こるなど、製造コスト上お
よび品質上の点から問題が残つており工業的に有
利な鉛めつき鋼板およびその製造方法とは称し得
ないのが現状である。 また現在、鉛めつき鋼板は汎く各国で製造され
ているが、その製造方法は大部分が、錫を15〜20
重量％含有しているPb−Snめつき浴上の鋼板入
側にZncl₂−NH₄Cl系の溶融フアツクスを浮かべ
て製造を行なつている。この理由は鋼板を脱脂、
酸洗し、更に溶融フラツクス浴中を通過させて可
能な限り鋼板表面を清浄にしないと鉛そのものが
不活性な金属であるのでピンホールや不めつき部
などの発生という欠陥の減少を望み得ないためで
あると推定される。 すなわち乾式フラツクスを使用すると、フラツ
クス付着量自体が溶融フラツクス法に比して極め
て少量であり実質上溶融フラツクス法の場合の1/
３〜1/6量であると推定されること、また鋼板面は
フラツクス塗布後に乾燥させるために乾燥炉に数
本のロールを介してからめつき浴中へ入れられる
のでロールによるフラツクス塗面の汚れ、損傷を
受ける恐れがあることなどの結果、通常の鉛めつ
きにおいては湿式フラツクス方式が採用されてい
る。 しかしながら湿式フラツクス方式はフラツクス
のめつき浴中への持込量が多いので、めつき浴中
の溶融金属とフラツクスとの反応を充分に行なわ
せてフラツクスを分解させないと浸漬ロールが製
品に汚れ、ピンホール、不めつきなどを起こす原
因を与える結果となるので自らめつき速度が限定
され、乾式フラツクス方式の場合と比較してめつ
き速度が約1/2以下と遅くなる傾向にあり、この
事が湿式フラツクス方式の欠点でもある。 上記に鑑み本発明法においては乾式フラツクス
法を採用し、めつき速度を減少せしめることな
く、しかも上記した湿式フラツクス法の場合に発
生し易い欠陥を生じない製品を得る技術の開発に
成功したものである。 本発明法は以下の様な欠点を解消し工業的に有
利な鉛めつき鋼板およびその製造方法を提供する
ものであり、錫を意識的に添加する必要は全く無
く、ピンホールや不めつき部の殆んど存在しない
品質的に優れた鉛めつき鋼板の製出に成功したも
のである。 以下に本発明を詳細に説述する。 本発明はめつき槽内の溶融金属浴が２層から成
つており、下層は溶融鉛相であり、上層は溶融亜
鉛相であるが、溶融鉛と溶融亜鉛とが互に僅かに
固溶し合つていることはZn−Pb金属状態図から
事実である。 上記２相から成るめつき浴を用いてめつき作業
が行なわれるのであるが、唯単に清浄された鋼板
を上記めつき浴内の溶融亜鉛相、溶融鉛相および
溶融亜鉛相中を順次通過させるだけでは鋼板面に
〓〓〓〓〓
全く鉛めつきは行なわれない。この理由は鋼板の
鉄と鉛とが殆んど反応しない事、他方、亜鉛と鉄
とは互いに反応して（Fe−Zn）から成る金属間
化合物を形成して治金的な結合を起こすので、そ
の故に亜鉛めつきが行なわれるのである。 また前記した如き亜鉛と鉛との２相から成るめ
つき浴を用いる事により鉛めつき鋼板が得られる
可能性について考察すると、単純に鋼板のめつき
浴への入側および出側を鋼板が通過し得る溶融亜
鉛相を分離したスリツト状のいダクト（以下、仕
切壁と呼ぶ）を、溶融鉛相から溶融亜鉛相上方の
大気中に跨がつて設け、この仕切壁内の溶融亜鉛
を汲み出して排除する事によつて直接鋼板が鉛相
に入り、鉛相から出る方式が簡単に採用できると
考えられるが、この場合も鋼板の鉄と鉛とが殆ん
ど反応しない事と、亜鉛と鉛との２相から成るめ
つき浴であるため溶融鉛相中に一定固溶量の亜鉛
が溶存しており、同時に溶融亜鉛相中にも鉛が一
定固溶量溶存して平衛状態にあり２相分離してい
る。この亜鉛が鋼板の鉄と反応し易く優先的に治
金的結合を惹き起こし専ら亜鉛めつき鋼板が得ら
れ、鉛は物理的にその表面に不均一に付着するの
みで、鉛めつき鋼板は得られないのである。 本発明は上記した様に亜鉛と鉛との２相から成
る溶融めつき浴を用いて確実に鉛めつき鋼板を得
る方法を種々検討する中で鋼板がこの様なめつき
浴中を通過する際に或る種の条件下でめつき浴中
で鋼板表面を均一にワイピングする事によつて鉛
が均一に付着して、その際得られた鉛めつき鋼板
の鉛層の下の被覆層に実質上、Fe−Zn合金層か
ら成る亜鉛合金被覆層の存在する事を見出した点
に端を発するものである。 本発明法は鉛めつき浴中に設けられているワイ
パーで処理金属面をワイピングする点に鉛めつき
作業上の重要特徴を有するものであり、この事は
以下に述べる如く溶融金属浴中に鋼板が入る際に
鋼板表面にはめつき性を阻害する物質が種々存在
しており、之等の物質を充分に機械的にワイピン
グして排除する点にある。 ワイピングする事によつてめつき層の下の被覆
層に亜鉛合金めつき層が確実に形成され、その上
の層に鉛めつき層の存在する優れた鉛めつき鋼板
が得られるのである。すなわち通常、めつき性を
阻害する物質が鋼表面に往々にして付着する場合
が多く、その程度に対応して不めつき、およびピ
ンホールなどの欠陥を確実に惹き起こす原因とな
るのである。従つてめつき浴中での亜鉛めつきの
形成は全く無く、また亜鉛合金めつき層が形成さ
れていない部分はその層上に鉛が被覆されないと
いう重大な欠点が生じるのである。例えば本発明
法におけるワイピングという手段を採らないで単
に鋼板を移送する目的と、鉛浴中で鋼板表面に形
成されている亜鉛層を絞る目的でスクイズロール
間を単に鋼板を通過させるだけで鉛めつきを行な
うと不めつきおよびピンホールなどの欠陥が多発
し、之等の欠陥部分には亜鉛めつき層と鉛めつき
層とが全く形成されておらず、寧ろその部分にめ
つき性を阻害する物質がロール絞りで除去できず
に、逆に押し込まれた形で残存している事が多い
のである。 本発明において好適に効果を挙げるためにはワ
イピングを行なう場合の面接は0.03〜10Kg/cm²で
あることが必要である。 なお、めつき性を阻害する物質は鋼板が酸洗、
水洗などの工程を経て大部分が表面清浄はされて
いるが鋼板表面に物理的に付着残存しているスマ
ツトおよびロール付着物の転写（介在物など）、
またフラツクス中に少量不可避的に含まれている
アルカリ土類金属、鉄、アルミニウムなどの酸化
物、更に鋼板がめつき浴中へ浸入する際に浴表面
に分解したフラツクスがアツシユ（亜鉛、鉄、ア
ルミニウム、鉛などの酸化物、塩化物）として浮
遊して存在している事、また浮遊ドロスなどであ
る。之等の物質は鋼板がめつき浴へ入る際に鋼板
表面へ付着していてめつき性を阻害させるのであ
る。 鉛めつき浴中に設置されたワイパーによつて鋼
板表面を均一にワイピングする事によつて極めて
容易に鉛が均一に付着するが、この方法によつて
得られた鉛めつき鋼板は鉛めつき層が実質上Fe
−Znから成る亜鉛合金めつき層の上に均一に層
状で被覆された構成であり、曲げ加工や絞り加工
で鉛めつき層および母材鋼素地からの剥離は全く
認められない事、また耐食性は硫酸の１規定水溶
液に５時間、常温下に浸漬しても殆んど重量変化
がない事から鉛としての優れた特性を具備してい
ると共にピンホールや不めつきが殆んど存在しな
いことも確認できたのである。 〓〓〓〓〓
また耐食性に関して５％食塩水溶液中に48時間
浸漬して通常市販のPb−Snめつき鋼板（めつき
付着厚さ６〜７μ）と比較試験した処、本発明に
よる鉛めつき鋼板（亜鉛めつき層、厚さ2.4μ、
鉛めつき層厚さ2.3μ）は局部的に僅かの白錆の
発生が認められたが、赤錆の発生は全く存在しな
いのに対し、比較のPb−Snめつき鋼板は点状の
赤錆が数点存在している事が確認された。 すなわち鋼素地の防錆効果は本発明の鉛めつき
鋼板が極めて優れている事を立証できた訳であ
る。 なお本発明法によつて得られた鉛めつき鋼板の
鉛付着機構については今後の研究課題であるが、
溶融鉛相単独のめつき浴中でワイピングを行なつ
ても均一に鉛の被覆された鉛めつき鋼板が得られ
ないでピンホールや不めつきが目立つ事、均一に
鉛付着を行なわせるには錫の添加が必要であり
Fe−Sn合金属の生成が鉛被覆を行なう上での有
効な手段である事などから考えると、溶融亜鉛相
と溶融鉛相との２相から成るめつき浴において溶
融亜鉛相中に固溶して存在する鉛および溶融鉛相
中に固溶して存在する亜鉛の存在と、且つ本発明
に成る鉛めつき鋼板が実質的にFe−Znから成る
合金層上に鉛が均一に付着してめつきされている
事などから推定すると、鋼板がZn−Pbめつき浴
中に浸漬される事によつて形成される亜鉛合金め
つき層が溶融鉛相中で表面をワイピングされる事
によつて溶融状態にある亜鉛合金めつき層の上に
存在している鉛めつき阻害物質を拭い去つてFe
−Zn合金層の部分が露出すると同時に該鋼板表
面の活性度が上昇し、宛かもアンカーとしての機
能を発揮し、少量の亜鉛が固溶している鉛が鋼板
のFe−Zn合金層へ付着することを容易ならしめ
るためであると考えられる。この場合にワイピン
グによらずロールなどによつて表面をスクイズす
ると、既に記述した如くFe−Zn合金層の表面に
付着している溶融金属の除去が充分に行なわれ
ず、Fe−Zn合金層の面がめつき浴と直接接触で
きないために鉛めつきを円滑に達成し得ないので
ある。 以上、本発明による製品並びにその製造方法の
主なる特徴について記したが、更に具体的実施例
および対照例を図面を併用して詳細に説明し、最
後に実施例などの結果から本発明の傾向を要約説
明する。 実施例 １ 第１図は常法の酸洗（塩酸10重量％、常温）、
水洗、フラツクス処理（ZnCl₂−NH₄Cl系）、フラ
ツクスの乾燥などを予め施し表面を清浄化してあ
る鋼板１をめつき浴の上部にある溶融亜鉛相２へ
入れ、次いで溶融鉛相３へ入れ浸漬ロール５を通
過させる前の位置に設けてある溶融鉛相中の第１
次のワイパー４によつて鋼板１の両面を均一にワ
イピングした。この第１次のワイパー４は市販の
石綿アスベスト製の板であつて鋼板に対して面圧
0.1〜0.2Kg/cm²の軽い圧力下でワイピングした。
浸漬ロール５を経た鋼板１はめつき浴からの出側
の溶融鉛相３から溶融亜鉛相２上方の大気中に跨
つて設けた第２次のワパー６を通過して浴外に出
る経路によつて製造した。 第２次のワイパー６は市販の石綿アスベスト製
で鋼板１に対して面圧0.5〜0.8Kg/cm²の圧力下で
ワイピングした。 なおめつきに際して上記以外の諸条件は以下の
通り実施した。 溶融亜鉛浴の温度 430〜440℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.05重量％ 溶融鉛浴の温度 440〜460℃ 鋼板のめつき浴通過時間 ２秒間 以上の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。また、この製造し
た鉛めつき鋼板の諸特性は第１表の通りで優れた
ものであつた。 実施例 ２ 第２図は実施例１と同一条件で鋼板１を表面清
浄した後、めつき浴の溶融亜鉛相２へ入れ、この
溶融亜鉛相２から次の溶融鉛相３に移送する間の
位置に第１次のワイパー４が設けてあり、ここで
鋼板両面をワイピングした後、浸漬ロール５を経
て実施例１と同様第２次のワイパー６を通過させ
る事によつて鉛めつき鋼板を製造した。 なおワイパー４及び６は実施例１と同様、石綿
アスベスト製板を用い、面圧は第１次のワイパー
４が0.3〜0.35Kg/cm²、第２次のワイパー６が1.2〜
1.6Kg/cm²で実施した。 めつきに際して上記以外の諸条件は以下の通り
であつた。 溶融亜鉛浴の温度 440〜450℃ 〓〓〓〓〓
溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.02重量％ 溶融鉛浴の温度 460〜475℃ 鋼板のめつき浴通過時間 2.5秒間 上記条件によつて鉛が均一に鋼板表面に被覆さ
れた鉛めつき鋼板が製造できた。また、この様に
して製造した鉛めつき製品の諸特性は第１表に示
した如く優れたものであつた。 実施例 ３ 第３図は実施例１と同一条件で鋼板１を前処理
し、表面清浄を行なつた後、めつき浴の溶融亜鉛
相２へ入れ、次いで溶融鉛相３へ入れ、この溶融
鉛相中で鋼製ウールを固めた第１次のワイパー４
で鋼板両面を面圧0.05〜0.07Kg/cm³でワイピング
した後、浸漬ロール５を経て溶融鉛相３中から鉛
浴面上の大気中に跨つて設けた石綿アスベスト製
ワイパーから成る第２次のワイパー６で面圧0.1
〜0.15Kg/cm²でワインピング処理し鉛めつき鋼板
を製造した。 なお第３図に示した通りめつき浴中に亜鉛移動
防止板８を設置すると共に鋼板のめつき浴からの
出側は溶融亜鉛相から鋼板出側に浸入する事を防
止するために設けた亜鉛仕切壁７があり、鋼板１
の出側のめつき浴は溶融鉛相３のみから成つてお
り、溶融亜鉛相２が溶融鉛相３の上部に存在して
いない状態のめつき浴構成で実施した。 めつきに際して上記以外の諸条件は以下の通り
であつた。 溶融亜鉛浴の温度 450〜460℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.12重量％ 溶融鉛浴の温度 460〜480℃ 鋼板のめつき浴通過時間 3.2秒間 上記条件によつて鉛が均一に鋼板表面に被覆さ
れた鉛めつき鋼板が製造できた。この鉛めつき製
品の諸特性は第１表に示した通り優れたものであ
つた。 実施例 ４ 第４図に示しためつき槽の構成から成るめつき
浴を用いて実施例１と同一条件で鋼板１を前処理
し、表面清浄した後、めつき浴の溶融亜鉛相２へ
入れ、次いで溶融鉛相３に入れて、この溶融鉛相
中で鋼製ウールを固めた第１次のワイパー４で鋼
板表面を面圧0.1〜0.12Kg/cm²でワイピングして
後、浸漬ロール５を経た後の溶融鉛相中で石綿ア
スベスト製ワイパーから成る第２次のワイパー６
で面圧0.05〜0.08Kg/cm²でワイピングする事によ
つて鉛めつき鋼板を製造した。 なお第４図に示した如く、めつき浴中に亜鉛移
動防止板８を設置すると共に鋼板めつき浴からの
出側は溶融鉛相３のみから成り、亜鉛仕切壁７が
あり、溶融亜鉛の鋼板出側の溶融鉛上に移動して
浮遊する事を防止したものである。鋼板出側の溶
融鉛相３上に溶融亜鉛相２が少量でも存在する
と、一度鉛めつきされたものが溶融亜鉛相２を通
過する際に容易に亜鉛と置換し部分的に亜鉛めつ
きされた鋼板となるのである。 めつきに際して上記以外の諸条件は以下の通り
であつた。 溶融亜鉛浴の温度 470〜475℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度
0.08〜0.1重量％ 溶融鉛浴の温度 480〜485℃ 鋼板のめつき浴通過時間 1.0秒間 めつき浴通過後、鉛被覆厚さを調整するために
燃焼排ガスを噴射ノズルから鋼板両側面に吹き付
け鉛付着量（目付）の制御をした。 吹付圧力 0.05Kg/cm² 以下の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。また、この鉛めつ
き製品の諸特性は第１表に示した如く優れたもの
であつた。 実施例 ５ 第５図に示した様なめつき浴の構成から成るめ
つき浴を用いて実施例１と同一条件で鋼板１を前
処理し、表面清浄した後、めつき浴の鋼板入側が
亜鉛仕切壁７で仕切られ溶融亜鉛相２が無く、溶
融鉛相３が存在する状態の浴で実施した。鋼板１
の溶融鉛相３に先ず入れ浸漬ロール５を経て後、
鋼板出側の溶融鉛相３から溶融亜鉛相２の上部の
大気中に跨がつて設けた石綿アスベスト製のワイ
パー６を面圧７〜９Kg/cm²を付加して通過させ
た。この経路を経る事によつて鉛めつき鋼板を製
造した。 なお、めつきに際して上記以外の諸条件は以下
の通りであつた。 溶融亜鉛浴の温度 430〜435℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度
0.00〜0.001重量％ 溶融鉛浴の温度 435〜440℃ 〓〓〓〓〓
鋼板のめつき浴通過時間 2.5秒間 以上の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。またこの製造によ
る鉛めつき製品の諸特性は第１表の通り優れたも
のであつた。 実施例 ６ 第６図に示した様なめつき浴の構成から成るめ
つき浴を用い実施例１と同一条件で鋼板１を前処
理し、表面清浄した後、鋼板１を実施例５と同様
めつき浴の溶融鉛相３から浸漬し、浸漬ロール５
を通過させた後、鋼板１のめつき浴からの出側の
溶融鉛相３から大気中に跨がつて設けた石綿アス
ベスト製のワイパー６で面圧2.5〜３Kg/cm²でワイ
ピングを行ない鉛被覆し、鉛めつき鋼板を製造し
た。 なお、めつきに際して上記以外の諸条件は以下
の通りであつた。 溶融亜鉛浴の温度 480〜490℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.18重量％ 溶融鉛浴の温度 500〜510℃ 鋼板のめつき浴通過時間 1.2秒間 以上の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。また、この鉛めつ
き製品の諸特性は第１表に示した如く優れたもの
であつた。 実施例 ７ 第７図に示しためつき浴の構成から成るめつき
浴を用い実施例１と同一条件で鋼板１を前処理し
表面清浄した後、鋼板１を実施例６と同様、めつ
き浴の溶融鉛相３から浸漬し、浸漬ロール５を通
過させた後、鋼板１のめつき浴からの出側の溶融
鉛相３中に設けた石綿アスベスト製のワイパー６
で面圧５〜７Kg/cm²でワイピングを行ない鉛被覆
した。めつき浴を通過してめつき浴外に出た鉛め
つき鋼板は浴上に設置してある圧縮空気を用いる
吹拭いノズルで圧力0.1〜0.12Kg/cm²の空気を吹き
付け鋼板幅方向に均一に目付量調整を行なつた。 めつきに際して上記以外の諸条件は以下の通り
であつた。 溶融亜鉛浴の温度 440〜445℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.10重量％ 溶融鉛浴の温度 450〜455℃ 鋼板のめつき浴通過時間 1.5秒間 以上の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。この鉛めつき製品
の諸特性値は第１表に記載した如く優れたもので
あつた。 実施例 ８ 第８図に示すめつき浴の構成から成るめつき浴
を用い実施例１と同一条件で鋼板１を前処理し、
表面清浄後、鋼板１を実施例７と同様、めつき浴
の溶融鉛相３から浸漬させ、溶融鉛相３中に設け
た第１次のワイパー４（石綿アスベスト製）で面
圧1.0〜1.2Kg/cm²でワイピング後、浸漬ロール５
を経て後、溶融鉛相３中に設けた第２次のワイパ
ー（石綿アスベスト製）で面圧0.3〜0.5Kg/cm²で
再びワイピングして鉛被覆させた、めつき浴通過
後、浴上に設置した実施例７と同一の吹拭いノズ
ルを用い空気圧0.07〜0.09Kg/cm²で鋼板幅方向に
均一に目付量調整を行なつた。 めつきに際して上記以外の諸条件は以下の通り
であつた。 溶融亜鉛浴の温度 440〜445℃ 溶融亜鉛浴中のアルミニウム濃度 0.05重量％ 溶融鉛浴の温度 450〜455℃ 鋼板のめつき浴通過時間 1.8秒間 以上の条件によつて鉛が均一に表面に被覆され
た鉛めつき鋼板が製造できた。また、この鉛めつ
き製品の諸特性は第１表の通り優れたものであつ
た。 比較例 １ 実施例１と同一のめつき浴の構成から成る浴を
用いまた、同一諸条件でワイパーを全く使用せ
ず、その代わりに浸漬ロールに２段のスクイズロ
ールを用い、まためつき浴からの鋼板出側には従
来から用いられているロールめつきでの絞りロー
ルを上部亜鉛相浴面位置に設置し鉛めつき鋼板の
製造を試みた。 この場合、第１表に記載した如き結果を得た。
すなわち硫酸試験で容易に溶解することから全く
鉛被覆されておらず、スパングルのある亜鉛めつ
き鋼板であつた。なお、この亜鉛めつき鋼板の表
面亜鉛層はアツシユが原因と考えられる白斑点が
あり、部分的に不めつきであつた。 比較例 ２ 実施例６と同一のめつき浴構成図から成る浴を
用い、また、同一諸条件で比較例１と同様の浸漬
ロール形式および鋼板の出側に絞りロールを用い
〓〓〓〓〓
鉛めつき鋼板を得る可く試みた。 この場合、第１表に結果を記載した通り、比較
例１と比較すると、鉛は被覆される傾向にはある
が極めて不完全な鉛めつき鋼板であり、肉眼で明
瞭な不めつき部やピンホールの多数散在が認めら
れ、良好部分が極めて少ないものであつた。なお
不めつきとピンホール部分とはアツシユやドロス
物が付着しており白斑点状に汚れていた。このア
ツシユを除いた部分は鉄の酸化物が存在してお
り、亜鉛めつき層は無かつた。この事は耐食試験
の一つである硫酸試験で腐食が著しいこと、また
耐塩水試験および塩水噴霧試験で赤錆の発生が顕
著である事から明瞭である。 以上の点から溶融金属浴相内にワイパーを設置
しない比較例の場合においては、めつき浴の構成
が変化すると亜鉛めつき鋼板となつたり、また鉛
が被覆される傾向にあつても不めつき、ピンホー
ルが目立ち、その不めつき部分にはアツシユが原
因と考えられる白斑点があり、めつきは全くされ
ないなど製品品質として不完全なものであつた。 以上、本発明の製造方法の詳細な実施例を基に
説明した。またそれぞれの実施条件によつて得ら
れる製品の特性は第１表に、めつき後の外観、め
つき層の厚さ（亜鉛層、鉛層の厚さ）、耐硫酸試
験および耐塩水試験などと対応して説明した通
り、本発明品は亜鉛めつき層と鉛めつき層とから
成つている２層めつき品であることは明瞭であ
り、見掛上は鉛めつき鋼板である事が判る。すな
わち、めつき表層部は鉛で覆われているため耐硫
酸試験において１規定硫酸常温浸漬でめつき層が
溶解して溶失する現象は殆んど認められず、浸漬
前後における重量変化は５時間の浸漬で0.03〜
0.08ｇ/m²と極めて少なかつた。 なお実施例５は鉛めつき層の厚さが他の例に比
べて稍々低く、1.2〜1.4μであつたため耐硫酸試
験で少し劣り局部的に素地の鉄が露出する個所が
認められた。しかし他の試験性能を併わせて総合
判断すると実用上、特に問題が無い事が判つた。 また耐塩水試験の結果は第１表に示した通り
で、総べて赤錆の発生は全く無く、素地の鉄の保
護作用は完全である事が判る。 以上、本発明により得られた製品の特性を紹介
した如く、表面層に鉛めつき層があり、その下に
亜鉛合金めつき層が介在する２層めつき層から成
つており、鉛めつき層は鉛の特性を充分発揮する
ものであり、その下層の亜鉛合金めつき層は母材
である鉄の保護すなわち金属が薄い場合に局部的
に欠陥のある個所から母材鉄が直接的な腐食原因
となるのを防止する作用を有しているなど従来に
はなかつた新規な溶融鉛めつき鋼板である事が明
瞭である。 なお実施例１〜４は鋼板のめつき浴への浸入が
溶融亜鉛浴から入つており、一方実施例５〜８は
鋼板が溶融鉛浴から入る方式を採つているが、得
られた製品のめつき層の性状、すなわち亜鉛合金
層と鉛層とから成る２層めつき形態を示す事は第
１表から明らかで、その製品性状には差異が存在
しない。この理由は鋼板が亜鉛浴から入る場合は
浸漬直後に当然の事ながら亜鉛めつきされて鋼板
がめつき浴中を移動するのであるが、めつき槽の
〔溶融亜鉛相−溶融鉛相〕、および溶融鉛相内に設
けられたワイパー材によつて予めめつきされて溶
融状態で鋼板に付着している亜鉛がワイピングさ
れ、その亜鉛の一部分が除去されると同時に鉛の
付着が認められ製品は２層形態を示すものと推定
される。 また鋼板が溶融鉛浴から入る場合には溶融鉛浴
中にその温度に応じた亜鉛が固溶しており（鉛浴
温度350〜500℃においてPb−Zn状態図から固溶
亜鉛量は1.0〜3.8重量％であり、温度上昇に伴な
い固溶量も増大するこ）この固溶亜鉛が鋼板の鉄
と選択的に反応し亜鉛合金層を形成する事が予測
でき、その亜鉛合金層表面をワイパー材によつて
ワイピングする事によつて前記と同様、亜鉛と鉛
とから成る２層形態を呈したものになつたものと
考えられる。 浴中で形成される亜鉛合金層の厚さは主にワイ
ピングする際の面圧、亜鉛浴温度、亜鉛浴中のア
ルミニウム濃度、鋼板の浴中通過時間および鉛浴
温度などによつて変化するものと推定できるが、
鋼板が亜鉛浴から入る場合には主に亜鉛中のアル
ミニウム温度の要因寄与率が高いと言える。すな
わち実施例３、４はアルミニウム濃度が0.08〜
0.12重量％と他の実施例１、２に比べて稍々高い
傾向にあり、之等の亜鉛合金層の厚さが1.0〜2.0
μと低い事、特に実施例３は鋼板の浴中通過時
間、第１次のワイパーの面圧が実施例４に比し前
者が長く、後者が低いに拘わらず亜鉛層の厚さに
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著しい差が認められない事によるものである。こ
の理由は亜鉛めつきにおいてアルミニウムはFe
−Zn合金層の成長を抑制する働きがあり、その
目的で添加されるものであり、アルミニウム添加
量が高いと合金層が少なく、比較的除去され易い
純亜鉛層から成つており、之がワイピングによつ
て容易に除去されるものと推定できる。 鋼板が溶融鉛浴から入る場合には鉛浴中の固溶
亜鉛は殆んどアルミニウムを含まない純亜鉛が固
溶しており鋼板に付着生成した亜鉛層は直ちに溶
融鉛浴中において合金化する傾向にあり、鋼板の
めつき浴通過時間および鉛浴温度が亜鉛層生成に
おける寄与率が高い傾向にあると言える。すなわ
ち実施例５はワイピングの面圧が７〜９Kg/cm²と
高いにも拘わらず亜鉛金合層の厚さが3.0〜4.0μ
と比較的高い値を示している事によつてワイピン
グの面圧よりも寧ろ鋼板のめつき浴通過時間が
2.5秒間と長いために実施例６、７、８と比べ
て、それ程著しい差が生じなかつたものと考察さ
れる。 以上述べた如く亜鉛めつき層の厚さの制御はめ
つき浴の構成によつて若干差異を生じるが、上記
した諸要因および寄与率を検討する事によつて調
整は可能である。なお亜鉛金合めつき層は浴中に
設けた第１次のワイパー、または第１次のワイパ
ーと第２次のワイパーとによつてワイピングされ
る際に鋼板表面に生成した亜鉛層のうち比較的除
去され易い純亜鉛から成る層が除去される関係が
あり、この亜鉛層は実質上、Fe−Zn合金層であ
り、鉄濃度が３〜10重量％程度の範囲である事を
確認した。 一方、鉛めつき層の厚さ制御は鋼板のめつき浴
からの出側のPb−Zn一大気に跨がつてワイパー
が設けられる場合、すなわち実施例１、２、３、
５、６においては鋼板出側に設けられた第２次の
ワイパーの面圧調整によつて容易にめつき厚さの
調整が可能であり、面圧が高い程、付着量が少な
くなる。また第２次のワイパーを溶融鉛相中に設
けた実施例４、７、８の場合には鋼板のめつき浴
通過後に設けた吹拭いノズルのガス圧力を調整す
る事によつて任意のめつき厚さに制御可能であ
る。 以上、めつき層の厚さ制御について説明した
が、めつき層の厚さは亜鉛合金層、鉛層共に可成
り自由に変化させ得るものである。 また本発明の主要構成要件を成しているワイパ
ー材質および鋼板面へのワイパー材の面圧は以下
の通りにすることによつて本発明の目的を好適に
達成する事ができる。 ワイパー材質は溶融亜鉛、溶融鉛に対して不活
性である鉱物性繊維固形物、石綿アスベストおよ
び耐食金属から成る金属繊維固形物、耐食金属な
どが使用可能であり、好ましくは鋼板の形状に沿
つて多少自在に変形すると同時に多少の圧縮によ
つても破壊される事がないものが良く、この点か
ら石綿アスベスト製パツト、鋼製ウール固形パツ
トおよび特殊鋼ウール固形パツトなどが好適であ
る。 鋼板に対するワイパー材の面圧は溶融金属中で
のワイピングが表面均一に接触する程度で鉛が確
実に付着するので特別に大きな面圧は必要なく、
0.03Kg/cm²以上あればよい。 なお上限は特に限定するものではなく、高い程
製品表面にスリ疵状のパターンが線状に認められ
る程度で実用上、大きない欠点はない。しかし工
業的見地から0.2〜10Kg/cm²の面圧が好ましい。 またワイピングを行なう位置は実施例を基に説
明すると、鋼板のめつき浴からの出側部分のめつ
き浴の構成が鉛と亜鉛とから成る２相形態を成し
ている場合、実施例１、２、５に見られる如く第
２次のワイパーは溶融鉛相から溶融亜鉛相上の大
気中に跨がつてワイパー材を設置する方式を採つ
ており、鋼板はワイパーで囲まれて亜鉛相と接触
する事なく、めつき浴中を通過させる構成であ
る。この理由は一旦鉛めつきされた鋼板がその
後、溶融亜鉛相を通過すると鉛（融点327℃）と
亜鉛（融点419℃）との融点が可成り異なつてお
り、この点から鉛が脱落し溶融し易い事および鉄
と亜鉛との親和力が鉄と鉛との場合に比べて高い
事などによつて容易に亜鉛と置換し亜鉛めつき鋼
板となるのを防止するためである。 なお鋼板のめつき浴からの出側部分のめつき浴
の構成が鉛単独のめつき浴構成である場合には実
施例３、４、６、７、８に見られる如く第２次の
ワイパー位置は亜鉛置換が無いので溶融鉛相から
大気中に跨がつてか、或いは溶融鉛相中かの何れ
でもよいのである。 更に第１次のワイパーの位置は実施例１、２、
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３、４、８に見られる如く主に溶融鉛相中に設置
されるか、溶融亜鉛相から溶融鉛相に跨がつて設
置し、ここで亜鉛の一部をワイパーで拭い去り亜
鉛から鉛へ置換させる作用をなさしめている。す
なわち第１次のワイパーは鉛めつき鋼板を得る上
の補助手段であり、鋼板幅全域に斑なく均一に鉛
を付着させるために行なうものである。 従つて之等の点から２段以上にワイパーを設置
しても一向に差支えないのである。なお鋼板のめ
つき浴からの出側に設けた第２次のワイパー単独
の場合すなわちワイパーの位置を変え１段とした
場合でも実施例５、６、７の通り、もちろん本発
明の目的を達成する事はできる。 以上、本発明を製品の特性、製造方法などの点
から詳細に説明した如く、本発明はめつき浴にお
ける上部の溶融亜鉛相と下部の溶融鉛相との２相
から成つており、めつき浴中において限定した位
置で鋼板をワイパーによつてワイピングする事に
よつて鉛めつき鋼板ができ、そうして得られた鉛
めつき鋼板のめつき層の下層に実質上、Zn−Fe
合金層より成るい亜鉛合金めつき層を有してお
り、従来の存在していなかつた新規な鉛めつき鋼
板の開発および製造方法を提供するものである。 本発明による製品が耐酸化性の強い鉛が表面層
に在り、その下層に亜鉛合金めつき層が存在して
いる事から鋼素地の保護作用は従来の鉛めつき鋼
板に比し優れていることはもとより、比較的安価
に製造できる点から自動車用部材、電気部品への
応用は当然ながら多方面に渉る工業材料として有
用である。 〓〓〓〓〓

【表】 〓〓〓〓〓

【表】 【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施の態様を示す各種の場合の例
示であり、第１図は実施例１、第２図は実施例
２、第３図は実施例３、第４図は実施例４、第５
図は実施例５、第６図は実施例６、第７図は実施
例７、第８図は実施例８の場合をそれぞれ示す説
明用側断面図である。 図中、１……鋼板、２……溶融亜鉛相、３……
溶融鉛相、４……第１次のワイパー、５……浸漬
ロール、６……第２次のワイパー、７……亜鉛仕
切壁、８……亜鉛移動防止板。 〓〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部に溶融亜鉛相と、その下部に溶融鉛相と
   の２相より成るめつき浴を用い、めつき浴中ない
   し鉛めつき浴から大気中に跨がつて鋼板をワイパ
   ーにより面圧0.03〜10Kg/cm²でワイピングする事
   を特徴とする鉛めつき鋼板の製造方法。 ２ めつき浴への鋼板の入側、出側共にめつき浴
   上部の溶融亜鉛相、めつき浴下部の溶融鉛相の２
   相より成るめつき浴を用いた特許請求の範囲第１
   項記載の鉛めつき鋼板の製造方法。 ３ 仕切壁によつて、めつき浴からの鋼板出側の
   めつき浴上部溶融亜鉛相を分離して鋼板との接触
   を防ぎ、溶融鉛相のみと鋼板が接触するめつき浴
   を用いた特許請求の範囲第１項記載の鉛めつき鋼
   板の製造方法。 ４ 仕切壁によつて、めつき浴への鋼板入側のめ
   つき浴上部溶融亜鉛相を分離して鋼板との接触を
   絶ち、溶融鉛相のみと鋼板が接触するめつき浴を
   用いた特許請求の範囲第１項記載の鉛めつき鋼板
   の製造方法。 ５ 仕切壁によつて、めつき浴への鋼板入側およ
   びめつき浴からの鋼板出側の両者共、めつき浴上
   部の溶融亜鉛相を分離して鋼板との接触を絶ち、
   溶融鉛相のみと鋼板が接触するめつき浴を用いた
   特許請求の範囲第１項記載の鉛めつき鋼板の製造
   方法。 ６ 浸漬ロール後方に設けた溶融鉛相から該浴上
   の大気に跨がる位置のワイパーのみによつて鋼板
   のワイピングを行なう特許請求の範囲第１項記載
   の鉛めつき鋼板の製造方法。 ７ 浸漬ロールより前の溶融鉛相中に設けた第１
   次のワイパ−と、めつき浴から鋼板出側に設けた
   第２次のワイパーとによつて鋼板のワイピングを
   行なう特許請求の範囲第１項ないし第５項中の何
   れか１項に記載の鉛めつき鋼板の製造方法。 ８ 浸漬ロールより前の溶融亜鉛相から溶融鉛相
   に至る範囲内に設けた第１次のワイパーと、めつ
   き浴からの鋼板出側に設けた溶融鉛相から該浴上
   〓〓〓〓〓
   の大気に跨がる位置の第２次のワイパーとによつ
   て鋼板のワイピングを行なう特許請求の範囲第１
   項または第２項中の何れか１項に記載の鉛めつき
   鋼板の製造方法。 ９ 浸漬ロールより後方のワイパーが溶融鉛相中
   に設けられワイピングされる特許請求の範囲第５
   項に記載の鉛めつき鋼板の製造方法。 １０ 鋼板がめつき浴から出た後に加圧気体を吹
   拭いノズルにより吹付ける特許請求の範囲第１項
   ないし第９項中の何れか１項に記載の鉛めつき鋼
   板の製造方法。