JPS6144200A - 亜鉛系片面電気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】 〈産業上の利用分野） 本発明は亜鉛系片面？ｌｔ気めっき鋼板の製造方法に関
するものである。

〈従来技術とその問題点〉 近年、道路に散布される凍結防止剤による自動車車体の
腐食を防止するためＫ、亜鉛系１ｔ％めっき鋼板の使用
が増加している。この場合１両面ともめっきした鋼板で
は、溶接性や塗装後の外観に問題があるので１片面のみ
をめっきした鋼板を用いることが多い６片面めっき鋼板
の非めっき面ば化成処理性や塗装性において、冷延鋼板
と回等に優れていることが要求される。

しかし、亜鉛系？Ｉ！気めっき鋼板の製造においては、
めっき浴として硫酸浴や塩化物浴の酸性浴を用いること
から、非めっき面の酸食がさけられない、このため、非
めっき面は酸不溶酢物の蓄積や不純物の析出にともなっ
て汚れ、筋状のむらを発生したり、化成処理性の劣化を
きたすことがしばしば起こる。さらにめっき電流の廻り
込みによる非めっき面へのめっき析出も、化成処理性劣
化の一因であることが多い。

化成処理性劣化とは、均一なりん酸塩結晶が形成せずＫ
、一部にスケと称される結晶のない部分を生、じたり、
不均一な粗大結晶を生じたりするもので、塗′！Ｉｔ後
の耐食性や密着性の劣化、あるいは外観上の不均一をも
たらすことから品質上、ｆｆｉ要な問題となるものであ
る。そこで、この対策としてめっき後に非めっき面を陽
極として酸または塩類水溶液中で電解する。いわゆる電
解酸洗が行われる。

を解酸洗は、例えばＮａ２５０４水溶液を例にとれば、
鋼板表面で生成する８２　ＳＯ４による化学的効果、お
よび同時に発生する。２ガスによる物理的効果が相まっ
て、鋼板表面の清浄化に優れた効果を発揮するものであ
る。しかしながら、鋼板ストリップのめっきラインにお
いては、電解酸洗槽は実際上、１〜２槽しか設置されず
、この槽を通過する数秒あるいはそれ以下の短時間の間
に非めっき面を均一に清浄化するのは困難であった。

すなわち、汚れの除去が全般に不十分であったり、また
汚れた部分と清浄化された部分がまだらに混在するよう
な状態が応々にしてあられれた。

このような現象はＺｎ−Ｘｌなどの合金めっきを行う場
合、めっき中にＦｅより責な元素がＦｅ表面に祈出し、
汚れを発生しやすいことから、とくに起こりやすい、非
めっき面表面がこのような状態になると、化成処理性は
、均一性という点では、電解酸洗を行わない場合よりも
、むしろ劣り、きわめて大きい問題となるものである。

（発明の目的） 本発明の目的は、以上のような現状に鑑み、数秒あるい
はそれ以下の短時間の処理でも均一に清浄化された電解
酸洗表面を得、もって化成処理性のすぐれた非めっき面
を有する亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法を提供す
ることにある。

（発明の構成〉 本発明によれば、鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施し
た後、非めっき面を電解酸洗するに際し、めっき後鋼板
非めっき表面を水洗し、めっき液を除去したあと、いっ
たん乾燥し、しかるのち、　Ｎａ、　Ｋ、Ｌｉ、　Ｍｇ
、　Ａｌ、の硫酸塩またはりん酸塩のうち、１種あるい
は２ｓ以上を含むｐＨ４〜１３の水溶液中で、Ｗ４板と
液の相対速度を２．５■／ｓｅａ以下とし、かつ陽極電
流密度、２０＾／ｄ腸２以上で陽極処理することにより
、上記目的を達成することができる。また１本電解処理
を行ったあと、非めっき面を研磨材で研磨処理を行えば
、ざらに化成処理性を均一、良好にすることができる。

本発明の亜鉛系片面電気めっき鋼板の電解酸洗方法を以
下に詳細に説明する。

本発明における電解酸洗は、めっき後、非めっき面を水
洗し、めっき液を除去したあと、いったん乾燥してから
行わなければならない、なぜならば、水洗のみでは鋼板
表面に吸若しためっき液中のＩＩＬ敲酸が完全には除去
されず、Ｍ敲醜が残留した部分は不働態皮膜が形成され
ないため、電解酸洗により、オーバーエツチングになる
場合が応々にして起こるからである。このような現象は
エツチングされやすい燐添加鋼で、とくに起こりやすい
、水洗後、いったん表面を乾燥することにより、その過
程で残留遊離鹸は鋼板表面と反応し、全面に均一な不働
態皮膜を形成するため、その後の電解酸洗で均一なエツ
チングを行うことができる。

電解酸洗液は、Ｎａ、　　Ｋ、　Ｌｉ、　Ｋｇ、　Ａｌ
、の硫酸塩またはりん酸塩の少なくとも１種、を主成分
とする。上記金属イオンの析出電位は水素還元電位より
高いため、水溶液の電解では金属の析出が起こらない、
このため、浴中の金属イオン濃度の維持や陰極のメンテ
ナンスが容易であるとともＫ、陽極上で生成する酸と陰
極上で生成するアルカリとが当量関係でバランスし、浴
ｐＨの維持にとっても好適であるからである。

また、Ｖｔ酸塩あるいはりん酸塩を選んだのは。

これらの水溶液電解では有害ガスの発生もなく、またＦ
ｅ面の洗浄力が強いからである。Ｉｊ１化物、弗化物あ
るいは硝酸Ｉ′！！等はハロゲンガスやＮＯｘ等の有毒
ガスの発生がある′ため、また炭酸塩、硼酸塩、有ａｍ
塩等は酸溶解力に劣るため、好ましくない。

電解浴のｐｌは４〜１３である必要がある。この理由は
、浴のｐＨが４未満あるいは１３を越えると、たとえ短
時間であっても、両性金属であるめっき面のＺｎの溶解
を生じ、外観上の、あるいは化虞悪理性や耐食性等品質
上の劣化をきたすからである。

さらに本発明においては、鋼板と電解液の相対速度を２
．５ａ／ｓｅａ以下と規定する。この理由は、相対速度
が早すぎると非めっき面表面で生成する酸が、Ｆｅ面か
らすぐに離脱してしまい、酸洗力が落ちて短時間のうち
に均一にＦｅ面を清浄化することが困難になるからであ
る。

ｔｊＳ１図は片面Ｚｎ−旧合金めっき鋼板の非めっき面
をｌ　ＯＯｇ／＠　１７）Ｎａ２　ＳＯ４水溶液（ｐＨ
７）中で陽極電解処理した場合の鋼板と液の相対速度と
電解後外観のｒ：ＪＪ係を示したものである。ＴｒｔＭ
前の非めっき面表面はスマットとＮｉの析出のため淡褐
色に汚れていた。これを１．５〜２．０秒という、ライ
ンでの実操業に相当する短時間で陽極電解した場合、電
解後表面の外観は鋼板と液の相対速度の影響を強く受け
、２．５■／ｓｅｅ以下の場合に表面が均一に清浄化さ
れることがわかる。

前述したようＫ、表面が不均一になることは必ず化成処
理むらを引き起こすことから結文４にさけなｔすればな
らないことであり、このためには鋼板と液の相対速度の
制御がきわめて重要といえる。

また、本発明においては電流密度を２　ＯＡ／ｄｍ２以
上で電解処理しなければならない、第２図は、第１図の
実験で用いたものと同じ片面Ｚｎ−Ｘ１重合的っき鋼板
の非め７き面を陽極電解した場合の、陽極電流密度と表
面白色度（色差計にて測定）との関係を示したものであ
る。浴はＨａ　Ｈ２ＰＯ４およびＮａ２　ＳＯ４の２種
類とし、いずれもｌ　ＯＯｇ／ｍでｐＨは６〜７に２１
！Ｉ！Ｆした。また電気量はすべて１００クーロン／ｄ
ｍ２に統一した。

この結果から１表面清浄度の指標となる白色度は同一電
気量で電解してもｉｔ電流密度影響を受け、２０Ａ／ｄ
■２以上で高いレベルを示すことがわかる。Ｌ５Ａ／ｄ
ｓ２以下で清浄化効果が低下するのは、醜化膜の破壊が
全面的でなくなったりあるいは０２ガスの発生にともな
う界面での撹拌力が低下するためではないかと考えられ
る。

なお以上の条件で処理した非めっき面の化或処理性はそ
れだけでも優れているが、さらにその後研心材で研唐す
ることにより、いっそう良好な水準となる。これはＭＩ
Ｂによってより活性な表面状Ｂとなるためである。研磨
材としてはＳｉＣや＾１２０３のような砥粒を含んだブ
ラシやスコッチブライト、あるいは研削ベルト等が応用
できる。

本発明における亜鉛系Ｎ、％めっきとはＺｎ１３よびＺ
ｎ−１１ｉ、　Ｚｎ−Ｆｅ等の合金めっき、さらにはこ
れらにＣ「やＣｏ等他の元素を添加したものを包含し、
硫醜浴、塩化物浴あるいはそれらの混合浴で酸性の液で
めっきされるものである。電解醜洗梢は水平型、たて型
あるいはラジアルセル等が用いられ、液温は室温〜７０
℃の間で任意に選択できる。浴温度は用いる薬剤の種類
により、非めっき面の清浄化効率が若干異なること、お
よび電気電導度が異なることから、いちがいには言えな
いが、おおむね５０ｇ／１以上であることが望ましい。

また、電解時１１ＪＩは数秒以下、例えば１秒という短
時間でも、非めっき面を清浄にすることが可能である。

電解処理を終ったあと、あるいはその後さらに研府処理
を行ったあと、鋼板は水洗、乾燥され、製品とされる。

（実　施　例） 以下に本発明の実施例について具体的に説す１する。

板厚０．７ｍｍの燐添加鋼板（Ｐ含有率０，１％）に水
平型めっき槽を用い１次の条件で片面ＺＩＩ−旧合金め
っきを施した。

（１）浴Ｍ１成　ＮｉＳＯ４６Ｈ２０２５０ｇ／費Ｚｎ
ＳＯ４７Ｈ２Ｏ１３０ｇ／１ Ｎａ２　Ｓ０４　　　　　　　　　４０　ｇ／ｘ（２）
浴ｐＨ１，６ （３）浴温　　　　　　　６０℃ （４）電流密度　　　　５０　Ａ／ｄ＋＋２（５）めっ
き時間　　　　１５ｓｅｃ （６）めっき目付量　　２０ｇ／ｍ２ 次ン）で水洗を行い、いったん乾爆後、引き続き、ｆＪ
ｔＪ１表に示した条件で非めっき面の電解酸洗を行い、
その後、水洗、乾燥した。

なお、一部は電解酸洗後スコッチブライト研磨を行いそ
の後、水洗、乾燥した。

この後、非めっき面の汚れやむらの有無を目視で判定す
るとともＫ、表面清浄度の指標として色差計による白色
度（Ｗ）および化学分析によるＮＩ付着量の分析を行っ
た。また、めっき面の汚れやむらの有無も目視で比較１
判定した。

このあと、日本バーカーライジング製のりん酸塩処理液
、ボンデライ）＃３０３０を用いて、ディップ方式によ
り、化成処理を行った。化成皮膜は目視および走査電顕
観察により、均一性、結晶の緻密さ、スケの有無等によ
って２ｆ価し、非めっき面については化成付着量も用足
した。これらの結果は第１表に示す。

比較例６に示しためっき後、電解処理をしない場合の非
めっき面は、汚れのため白色度が低く、ＮＩ付着量も多
い、また化成処理性も劣る。

しかし、本発明の実施例で示した電解処理をしたものは
白色度の上昇、ｌｌｉ＋を着量の大巾な減少に示される
ように表面の清浄度が向上し、化成処理性も優れている
。

一方、浴のｐＨが本発明ＷＡ＆！Ｉ］を超えた比較例１
および２は、めっき面の化成処理性が劣った。

また、鋼板と浴の相対速度、電流密度、めっき−木洗後
、電解までの乾燥等で本発明の範囲外である比較例３〜
５はいずれも、非めっき面の化成処理性が劣った。なお
、これら比較例の化成付着量が実施例より多いのは化成
皮膜結晶が粗大化したことによるものである。

（発明の効果〉 以上のことから、本発明の方法が１−１．５秒間という
ようなごく短時間の処理でも、非めっき面の化成処理性
をきわめて効果的に改善することがわかる。さらＫ、上
記電解酸洗処理後、研磨処理を行えば一層良好な非めっ
き面の化成第理性が得られる。

【図面の簡単な説明】

′：ＪＳｆ図は片面Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板の非めっ
き而をｌ１ａ２　ＳＯ４水溶液中で陽極電解処理した場
合の、ｍ板と液の相対速度と電解後表面外観の関係を示
したグラフである。 第２図は第１図のものと同じ片面めっき鋼板の非めっき
面を陽極電解処理した場合の電流密度と表面白色度との
関係を示したグラフである。 ＦＩＧ、　　１ ど　　　　ｆ岡　オ反と５夜のｊ目　り律　漣　度　（
ｍ／５ａｃ）ＦＩＧ、２ ｔ　　Ｊ　　ｖ＆　　（Ａ／ｄｒｒ？）手続−１ＩＴ１
１正書（自発） 特、庁長官　　志　賀　　　アＷｊ　　　珪６０年　１
旧°８２゜発りＪの名称 亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法 ３、補正をする者 １バ件との関係　　　特許出願人 住　　所　　兵庫県神戸市中央区北本町通１丁目１番２
８号名　称　　（１２５）川崎製鉄株式会社４代理人　
〒１０１１ｓ８ａｓ４−４４ｃ＋ａ住　　所　　東京都
千代田区岩木町３丁目２番２号明細書のｒ発明の詳細な
説明Ｊの欄 ６、補正の内容 明細書の第１５頁を別紙の通り補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した後、非め
   っき面を電解酸洗するに際し、めっき後、鋼板表面を水
   洗し、めっき液を除去したあと、いったん乾燥し、しか
   るのち、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、の硫酸塩または
   りん酸塩のうち、１種あるいは２種以上を含むｐＨ４〜
   １３の水溶液中で、鋼板と液の相対速度を２．５ｍ／ｓ
   ｅｃ以下とし、かつ陽極電流密度、２０Ａ／ｄｍ＾２以
   上で陽極処理することを特徴とする、亜鉛系片面電気め
   っき鋼板の製造方法。
2. （２）鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した後、非め
   っき面を電解酸洗するに際し、めっき後、鋼板表面を水
   洗し、めっき液を除去したあと、いったん乾燥し、しか
   るのち、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、の硫酸塩または
   りん酸塩のうち、１種あるいは２種以上を含むｐＨ４〜
   １３の水溶液中で、鋼板と液の相対速度を２．５ｍ／ｓ
   ｅｃ以下とし、かつ陽極電流密度、２０Ａ／ｄｍ＾２以
   上で陽極処理を行ったあと、非めっき面を研磨すること
   を特徴とする亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法。