JP2002194567A - 電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

電気亜鉛めっき鋼板

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JP2002194567A
JP2002194567A JP2000394888A JP2000394888A JP2002194567A JP 2002194567 A JP2002194567 A JP 2002194567A JP 2000394888 A JP2000394888 A JP 2000394888A JP 2000394888 A JP2000394888 A JP 2000394888A JP 2002194567 A JP2002194567 A JP 2002194567A
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JP2000394888A
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Toru Imokawa
透 妹川
Satoshi Ando
聡 安藤
Yoshiharu Sugimoto
芳春 杉本
Junichi Inagaki
淳一 稲垣
Masaaki Yamashita
正明 山下
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原板の表面欠陥に起因する外観ムラの発生が
無い、表面外観に優れた電気亜鉛めっき鋼板を提供す
る。 【解決手段】 鋼板上に、第1層として、Fe:05〜
60%を含み残部実質的にNiからなるNi-Fe合金
層を形成し、その上層に第2層として、電気亜鉛めっき
層を形成した電気亜鉛めっき鋼板。望ましくは、Ni-
Fe合金層の付着量が10〜500mg/m2である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家電製品、自動
車、建材等の広範囲な用途で使用される電気亜鉛めっき
鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板は家電製品、自動
車、建材等の広い範囲で使用されており、特に近年は、
家電用途を中心に無塗装で使用される各種クロメート処
理電気亜鉛めっき鋼板の需要が増大している。この各種
クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板は無塗装で使用され
るために、外観ムラ等の表面欠陥が無く表面外観に優れ
た鋼板であることが要求される。めっき鋼板の外観ムラ
に関しては、めっき装置の不具合によって生じるものと
めっき原板の表面欠陥に起因するものとがある。前者の
めっき装置の不具合によって生ずる外観ムラについて
は、めっき装置の不具合を直すことにより改善される。
【0003】後者のめっき原板の表面欠陥に起因する外
観ムラの発生防止に関する技術としては、特開平8-1
20483号公報において、めっき初期に通常よりもZ
nイオン濃度を低くしためっき液を用い、通常の電流密
度よりも高い電流密度で少量のめっきを行った後に通常
のZnイオン濃度、通常の電流密度でめっきを行う方法
が、特開平8-120484号公報において、電流密度
を変えて3層めっきを行い、かつ、その第2層を逆電解
で溶解する方法がそれぞれ開示されている。また、めっ
き液へ各種添加剤を添加することにより外観ムラ発生を
防止する方法として、特開平9-256192号公報で
はフルオロ錯イオンを100〜5000ppm添加する
方法が、特開平9-195082号公報ではタリウムを
0.01〜10ppm添加する方法が、特開平8-15
8090号公報ではポリオキシアルキレンまたはそのア
ルキルエーテルを1〜500ppm添加する方法が、特
開平8-188899号公報ではSn、In、Bi、S
bを添加する方法がそれぞれ開示されている。
【0004】また、特開平7-76793号公報、特開
平8-49091号公報、特開平8-134688号公
報、特開平8-188898号公報では、原板上に電気
めっき法あるいは気相めっき法によりNi、Co、Cr、
Ti、Mn、Feその他種々の金属を付着させる方法が
開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8-120483号公報、特開平8-120484号公報
に開示される技術は非実用的手法であり、工業生産に適
用することは困難である。特開平9-256192号公
報、特開平9-195082号公報、特開平8-1580
90号公報、特開平8-188899号公報に開示され
る技術では外観ムラの発生防止は十分ではない。特開平
7-76793号公報、特開平8-49091号公報、特
開平8-134688号公報、特開平8-188898号
公報に開示される技術では、原板の表面欠陥に起因する
外観ムラを完全に防止することはできていない。即ち、
原板表面でのシリカ、アルミナ、チタニア等の濃化に起
因する線状の外観ムラに対しては、Ni以外の金属では
十分な効果が得られていない。また、Niはこの種の欠
陥に対し有効であるが、Niを付着させることにより、
原板表面でのグラファイトの濃化に起因する点状の外観
ムラが顕在化することが明らかとなってきた。以上のよ
うに、従来種々の工夫が試みられているが、めっき原板
の表面欠陥に起因する外観ムラ等の表面欠陥を完全に防
止できる電気亜鉛めっき鋼板の製造方法は未だ見出され
ておらず、工業的に原板の表面欠陥を完全に取り除くに
は至っていない。
【0006】本発明は、原板の表面欠陥に起因する外観
ムラの発生が無い、表面外観に優れた電気亜鉛めっき鋼
板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らが原板の表面
欠陥に起因する外観ムラの発生が無い、表面外観に優れ
た電気亜鉛めっき鋼板について検討した結果、鋼板上に
電気亜鉛めっきを施す前に、第一層として付着量及びF
eの含有量を制御したNi-Fe合金層を形成すること
により、線状・点状両者の外観ムラを有効に防止できる
ことを見出した。本発明はかかる知見に基づきなされた
もので、以下のような構成を有する。
【0008】[1]鋼板上に、第1層として、Fe:5〜
60%を含み残部実質的にNiからなるNi-Fe合金
層を形成し、その上層に第2層として、電気亜鉛めっき
層を形成したことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板。
【0009】[2]前記[1]において、Ni-Fe合金層
の付着量が10〜500mg/m2であることを特徴と
する電気亜鉛めっき鋼板。
【0010】なお、これらの手段において、「残部実質
的にFe」とは、本発明の作用効果を無くさない限り、
不可避不純物をはじめ、他の微量元素を含有するものが
本発明の範囲に含まれ得ることを意味する。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本願発明の詳細を述べる。
電気めっき後に発生する外観ムラとして特に問題になる
ものとして、めっき色調・光沢の違いに起因する線状の
外観ムラ及びめっきの一部が黒色化する点状の外観ムラ
の二種類が存在する。本発明者らは両者の外観ムラの抜
本的な解消法の開発を目指し、これらの外観ムラの発生
原因に関して検討を行った。その結果、まずこれらの外
観ムラは、原板表面に濃化した極微量のシリカ、アルミ
ナ、チタニア等の酸化物やグラファイトが原因であるこ
とを見出した。すなわち、これらが濃化した部分に析出
した亜鉛結晶は、濃化していない部分に析出した亜鉛結
晶に比べて凹凸が大きくなっており、そのために外観上
光沢が減少し、外観ムラとして観察されることが判明し
た。これらの部分では電気抵抗が高いために、亜鉛イオ
ンの還元反応、結晶核生成、結晶成長が影響を受け、非
濃化部とは亜鉛結晶の形態が異なるものと推定される。
以上のように、鋼板表面における酸化物やグラファイト
等の部分的な濃化を完全に解消すればこれらに起因する
外観ムラの発生を防止できるが、濃化量はいずれも極微
量であり、これらを完全に解消するのは不可能である。
そこで、本願発明者らはめっき原板に表面欠陥(酸化物
やグラファイト等の部分的な濃化)等が存在してもめっ
きの外観ムラが発生しない製造方法に関して検討を進め
た結果、鋼板上に電気亜鉛めっきを施す前に、第一層と
して付着量及びFeの含有量を制御したNi-Fe合金
層を形成することにより、線状・点状両者の外観ムラを
有効に防止できることを見出した。本発明においては、
鋼板上に、第1層として、Fe:5〜60%を含み残部
実質的にNiからなるNi-Fe合金層を形成する。第
1層として形成するNi−Fe合金層中に含まれるFe
の含有率は、5〜60%である。Feの含有率が5%未
満では、前述したグラファイトに起因する点状外観ムラ
が顕在化する。一方、60%を超えると、前述した酸化
物に起因する線状の外観ムラの抑制効果が不十分とな
る。なお、 Ni−Fe合金層中に含まれるFeの含有
率は20〜50%が更に望ましい。この範囲では、前述
した2種類の外観ムラを完全に防止することができる。
【0012】また、第1層として形成するNi-Fe合
金層の付着量は、10〜500mg/m2であることが
望ましい。この付着量が10mg/m2未満では、前述
した酸化物に起因する線状の外観ムラの抑制効果が不十
分となる可能性がある。付着量の上限については、外観
ムラの抑制効果からは特に制限されないが、付着量が5
00mg/m2を超えると製造コスト的に不利となるの
で、付着量の上限は500mg/m2とするのが好まし
い。また、250mg/m2を超えると耐食性が劣化
し、厳しい使用環境においては赤錆が発生しやすくなる
ため、付着量は250mg/m2以下がさらに望まし
い。鋼板上に第1層としてNi-Fe合金層を形成する
ことにより、原板表面における酸化物の濃化に起因する
外観ムラを防止するメカニズムについては、以下の様に
推定される。
【0013】Ni-Fe合金層は亜鉛と比較して均一被
覆性に優れ、シリカ、アルミナ、チタニア等の酸化物の
濃化部を非濃化部と同等に被覆するため、電気抵抗の不
均一が解消され、第2層として形成される亜鉛めっきの
結晶形態が均一化されると考えられる。鋼板上に第1層
としてNi-Fe合金層を形成することにより、原板表
面におけるグラファイトの濃化に起因する外観ムラを防
止するメカニズムについては明らかでないが、第1層と
してNi-Fe合金層を形成すると、第2層として形成
される亜鉛の結晶が均一に微細化され、外観ムラが解消
されものと考えられる。この外観ムラの改善効果はNi
-Fe合金に特有のものであり、例えばNi単体を第1
層として形成しても上記改善効果は得られず、この外観
ムラをかえって顕在化させることになる。
【0014】本発明における第1層のNi-Fe合金層
の形成方法としては特に限定されず、電気めっき法、N
2+イオン及びFe2+イオン含有水溶液への浸漬法、及
び気相めっき法等により実施可能である。ただし、操業
コスト及び皮膜付着量の制御等を考えると、電気めっき
法によるのが望ましい。例えば、硫酸ニッケルと硫酸第
一鉄を含有する水溶液中で、電流密度1〜100A/d
2で電気めっき施すことにより形成することができ
る。本発明において、鋼板上に、第2層として、電気亜
鉛めっき層を形成する。電気亜鉛めっきの方法は特に限
定されない。めっき浴組成としては、硫酸浴、塩化物
浴、あるいは両者の混合浴などが挙げられる。また、め
っき浴中には、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、硫酸アルミニウム等の電導度
補助剤、光沢剤等を含有していても良い。また、pH
1.0〜4.5、浴温30〜70℃、電流密度10〜2
00A/dm2の一般的に行われている電気めっき条件
で行なうことができる。
【0015】以上より、原板の表面欠陥に起因する外観
ムラの発生が無い、表面外観に優れた電気亜鉛めっき鋼
板を得ることができる。
【0016】
【実施例】原板として、表面にシリカ、アルミナ、チタ
ニア等の濃化部が存在し、通常の亜鉛めっきを行なうと
線状の外観ムラを生じる冷延鋼板(原板A)及び表面に
グラファイトの濃化部が存在し、通常の亜鉛めっきを行
なうと点状の外観ムラを生じる冷延鋼板(原板B)の2
種を使用した。 上記2種類の原板上に、第1層として
付着量及びFe含有率を変化させたNi-Fe合金層
(Ni単体、Fe単体を含む)を下記の条件で電気めっ
き法により形成した。 ○めっき浴:Ni2+イオンとFe2+イオンを合計で1.
5mol/l含有する硫酸 酸性浴(pH2.0、温度
50℃) ○電流密度:50A/dm2 引き続き、下記の条件にて第2層の電気亜鉛めっき層を
形成した。 ○めっき浴:Zn2+イオン1.5mol/l含有する硫
酸酸性浴(pH2.0、温 度50℃) ○電流密度:50A/dm2 なお、比較として、第1層を形成せずに、直接亜鉛めっ
きを形成した試料も作製した。以上の条件で作製した電
気亜鉛めっき鋼板について、外観ムラの発生状況を目視
で確認した。なお、外観ムラ発生状況の評価は、◎:外
観ムラ全くなし、○:部分的に極く軽い外観ムラ発生、
△:全面に外観ムラ発生(やや軽い)、×:全面に外観
ムラ発生(重度)とした。
【0017】結果を表1、表2に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】表1によれば、鋼板上に、第1層として、
Fe:5〜60%を含み残部実質的にNiからなるNi
-Fe合金層、第2層として、電気亜鉛めっき層を形成
した本発明例においては、線状外観ムラ、点状外観ムラ
のいずれも発生せず(もしくは部分的に極く軽い外観ム
ラ発生)、優れた外観を有する亜鉛めっき鋼板が得られ
ることがわかる。また、Ni-Fe合金層の付着量を1
0〜500mg/m2とした本発明例では外観ムラ発生
に対して特に優れていることがわかる。
【0021】一方、表2によれば、比較例では、線状外
観ムラ、点状外観ムラのいずれか一つもしくは両方の外
観ムラが発生しており、外観が劣っていることがわか
る。
【0022】
【発明の効果】以上より、本願発明によれば、鋼板上
に、第1層として、Fe:5〜60%を含み残部実質的
にNiからなるNi-Fe合金層を形成し、第2層とし
て、電気亜鉛めっき層を形成することにより、 シリ
カ、アルミナ、チタニア、グラファイト等が部分的に濃
化した原板に電気亜鉛めっきを行っても、これらの表面
欠陥に起因する外観ムラの発生が無い、優れた外観を有
する亜鉛めっき鋼板が得られる。
【0023】また、本発明の外観ムラ発生防止効果はめ
っき後にクロメート処理(塗布型、反応型、電解型)
や、更にその上に樹脂被覆処理等を実施しても同様の効
果が得られ、家電製品、自動車、建材等の材料として最
適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 芳春 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K024 AA05 AA15 AB02 BA03 BB02 BB15 BB18 CA01 CA02 CA03 CA04 CA06 DA10 GA02 4K044 AA02 AB02 BA06 BA10 BB03 BC09 CA13 CA18

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板上に、第1層として、Fe:5〜6
    0%を含み残部実質的にNiからなるNi-Fe合金層
    を形成し、その上層に第2層として、電気亜鉛めっき層
    を形成したことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 Ni-Fe合金層の付着量が10〜50
    0mg/m2であることを特徴とする請求項1に記載の
    電気亜鉛めっき鋼板。
JP2000394888A 2000-12-26 2000-12-26 電気亜鉛めっき鋼板 Pending JP2002194567A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101207767B1 (ko) 2010-12-27 2012-12-03 주식회사 포스코 도금성이 우수한 고망간 고알루미늄 용융아연도금강판 및 그 제조방법
JP2013019039A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 美麗な電気亜鉛めっき鋼帯

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