JP2564524B2 - 電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法

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JP2564524B2 JP61236328A JP23632886A JP2564524B2 JP 2564524 B2 JP2564524 B2 JP 2564524B2 JP 61236328 A JP61236328 A JP 61236328A JP 23632886 A JP23632886 A JP 23632886A JP 2564524 B2 JP2564524 B2 JP 2564524B2
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【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル
合金めつき鋼板の製造方法に関するものである。
〔従来の技術とその問題点〕
鋼板の耐食性向上のために各種の合金めつき鋼板が開
発されている。これらの中で、電気亜鉛−ニツケル合金
めつき鋼板は、鋼板にニツケル含有率が8〜16wt%で、
めつき量が10〜40g/m2の電気亜鉛−ニツケル合金めつき
を行なつたもので、同一のめつき量の亜鉛めつき鋼板に
比べて数倍の耐食性を示すことから、その使用が拡大さ
れつつある。
ところで、電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の耐食
性を更に向上させるために、クロメート処理、次いで有
機樹脂被覆処理からなる下地処理を行なつたのちに、電
着塗装を行なうことが知られている。しかし、亜鉛−ニ
ツケル合金めつき鋼板では、電着塗装すると、下地処理
時には問題なかつた下地処理皮膜とめつき皮膜との密着
性が劣化して、電着塗膜が下地処理皮膜と一緒にめつき
皮膜から剥離し易くなるという難点があつた。
〔発明の目的〕
この発明は、上述の現状に鑑み、めつき鋼板に下地処
理後に電着塗装を行なつたときに、電着塗膜が下地処理
皮膜と一緒にめつき皮膜から剥離することがない、電着
塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板を容
易に製造することができる方法を提供することを目的と
するものである。
〔発明の概要〕
この発明の、電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル
合金めつき鋼板の製造方法は、鋼板に下層めつきとし
て、ニツケル含有率が8〜16wt%で、めつき量が10〜40
g/m2の電気亜鉛−ニツケル合金めつきを行ない、次い
で、前記下層めつき鋼板に上層めつきとして、ニツケル
含有率が80wt%超で、めつき量が0.01〜1g/m2未満の電
気亜鉛−ニツケル合金めつきを行なうことにより、クロ
メート処理および有機樹脂被覆処理からなる下地処理を
行つたときの下地処理皮膜とめつき皮膜との密着性を向
上させたことに特徴を有するものである。
〔発明の構成〕
以下、この発明の、電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニ
ツケル合金めつき鋼板の製造方法について詳述する。
本発明者等は、めつき鋼板に下地処理後に電着塗装を
行なつたときに、電着塗膜が下地処理皮膜と一緒にめつ
き皮膜から剥離することがない、電着塗装性に優れた電
気亜鉛−ニッケル合金めつき鋼板を得べく鋭意研究を重
ねた結果、次のことを知見した。
第2図は、従来の方法に係る電気亜鉛−ニツケル合金
めつき鋼板のめつき皮膜のオージエ分析結果を示すグラ
フである。第2図に示されるように、例えばスパツタ時
間50分で示される、めつき皮膜表層より下の定常部位置
での亜鉛とニツケルの原子数比は、亜鉛が0.46に対しニ
ツケルが0.43になつているのに対して、スパツタ時間30
分で示される、酸化皮膜直下のめつき皮膜表層位置での
亜鉛とニツケルの原子数比は、亜鉛が0.47に対しニツケ
ルが0.34になつており、めつき皮膜の表層部は、定常部
に比べて、ニツケルに対する亜鉛の割合いがよりリツチ
になつていることがわかる。
この原因は、次のように推定される。すなわち、鋼板
の電気めつき設備の1段は、第3図に示すように、めつ
き液1を収容しためつきセル2と、めつきセルで内にめ
つき液1を保持するダムロール3と、鋼板4に電流を流
すための、セル2外に設けられた陰極のコンダクタロー
ル5と、鋼板4をめつきするための、セル2内に設けら
れた溶性または不溶性の上下の陽極6とからなつてい
る。鋼板4のめつきは基本的には上下の陽極6間で行な
われ、そこでの適正なめつき電流密度に対応した適正な
ニツケル含有率を有するめつき皮膜が鋼板4の表面に形
成される。しかしながら、入側、出側のダムロール3と
陽極6との間に設備上スペースA部が存在する。このた
め、入側、出側のスペースA部で陽極6から鋼板4に漏
洩電流が流れ、鋼板4はスペースA部でもめつきされる
が、その漏洩電流の電流密度は適正なめつき電流密度に
比べるとかなり低い。一般に、合金めつきでは、めつき
電流密度はめつき浴組成やめつき浴の撹拌状態などと共
に、合金めつき皮膜の組成に大きな影響を与え、亜鉛−
ニツケル合金めつきにおいては、めつき電流密度の低下
に伴ないニツケル含有率が低下する。従つて、入側、出
側のスペースA部で形成されるめつき皮膜層は、ニツケ
ル含有率が低くなり、適正部に比べると亜鉛がよりリツ
チになつている。故に、めつきセル2を複数段経て得ら
れた亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板のめつき皮膜の表層
部は、その下の定常部に比べ亜鉛がよりリツチになる。
以上のように、電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の
めつき皮膜の表層部は、亜鉛がよりリツチになつてい
る。従つて、めつき皮膜の表層部には純亜鉛からなるη
相が析出、混在していて、このη相を形成する亜鉛の存
在が、電着塗装時に下地処理皮膜とめつき皮膜との密着
性に悪影響を与えて劣化させ、その結果、電着塗膜を下
地処理皮膜と一緒にめつき皮膜から剥離させ易くするの
であると思われる。
その理由は詳しくは不明であるが、次のように推定さ
れる。すなわち、電着塗装時には、めつき皮膜と下地処
理皮膜との界面で水素の発生が生じ、界面ではPHが高く
なつてアルカリ性を示すようになつていると考えられ
る。このため、めつき皮膜表層部のη相を形成する亜鉛
が溶解して、めつき皮膜と下地処理皮膜との密着性が劣
化し、電着塗膜が下地処理皮膜と一緒にめつき皮膜から
剥離するのである。
従つて、電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板のめつき
皮膜上に、更に、それ自体、純亜鉛からなるη相が析
出、混在することのない、ニツケル含有率が高い亜鉛−
ニツケル合金めつき皮膜を形成して、下のめつき皮膜を
覆つておけば、電着塗装時にめつき皮膜と下地処理皮膜
との密着性を劣化させることがなく、電着塗膜が下地処
理皮膜と一緒にめつき皮膜から剥離し易くなるのを防止
できることを見い出した。
そこで、この発明においては、従来の電気亜鉛−ニツ
ケル合金めつきを鋼板のめつきと同一の、ニツケル含有
率が8〜16wt%で、めつき量が10〜40g/m2の電気亜鉛−
ニツケル合金めつきを、下層めつきとして鋼板に行な
い、そして、その下層めつき鋼板に、ニツケル含有率が
80wt%超で、めつき量が0.01〜1g/m2未満の電気亜鉛−
ニツケル合金めつきを、上層めつきとして更に行なうも
のである。
ここで、下層めつきのニツケル含有率を8〜16wt%と
したのは、ニツケル含有率が8wt%未満では耐食性が劣
化し、また、ニツケル含有率が16wt%を超えるとめつき
が容易でなくなるからである。下層めつきのめつき量を
10〜40g/m2としたのは、めつき量が10g/m2未満では耐食
性が劣化し、また、めつき量が40g/m2を超えると耐食性
向上に比してコスト上昇が著しくなるからである。上層
めつきのニツケル含有率を80wt%超とするのは、ニツケ
ル含有率が80wt%超では、めつき皮膜中に純亜鉛からな
るη相が析出、混在することを確実に防止でき、且つ、
めつきが容易であるからである。上層めつきのめつき量
を0.01〜1g/m2未満とするのは、めつき量が0.01g未満で
は少な過ぎて、上層めつきを設けたことの効果がなく、
また、めつき量が1g/m2を超えると、ニツケル含有率の
異なる上層めつきと下層めつきとの間の電位差が大にな
つて、耐食性の劣化が無視し得なくなるからである。
上層めつきのニツケル含有率を80wt%超にするために
は、それに応じた所定のニツケル含有量となるように亜
鉛−ニツケル合金めつき浴組成を変更して、上層めつき
を行なえばよい。
しかし、本発明者等は、亜鉛−ニツケル合金めつきに
おいては、めつき浴組成を変更しないでもめつき電流密
度を変えることにより、めつき皮膜中のニツケル含有率
が変化し、転位電流密度より低い電流密度域では、ニツ
ケル含有率が大幅に高くなつて、ニツケル含有率が80wt
%超のめつき皮膜を得ることが可能であることを見い出
した。
第1図は、電気亜鉛−ニツケル合金めつきのめつき電
流密度とめつき皮膜中のニツケル含有率との関係を調べ
た結果の1例を示すグラフである。めつき浴は、8〜16
wt%の低いニツケル含有率を有する通常の亜鉛−ニツケ
ル合金めつき用の浴組成をもつめつき浴を使用した。
第1図に示されるように、この浴組成のめつき浴で
は、めつき電流密度7A/dm2が転位電流密度になつてお
り、転位電流密度の7A/dm2より低いめつき電流密度域で
は、ニツケルが優先的に析出して、めつき皮膜中のニツ
ケル含有率が80wt%超になつていることがわかる。従つ
て、この浴組成のめつき浴では、7A/dm2より低いめつき
電流密度で上層めつきを行なえば、ニツケル含有率が60
wt%以上の上層めつきが得られる。
以上のように、亜鉛−ニツケル合金めつき浴の浴組成
を変更しないでも、転位電流密度より低いめつき電流密
度で上層めつきを行なえば、ニツケル含有率が80wt%超
の上層めつきが容易に得られる。従つて、上層めつきは
この方法によつて行なつてもよく、その場合には、複数
段のめつきセルのうち最終段のめつきセルにおいて、転
位電流密度より低い電流密度でめつきを行なえばよい。
なお、転位電流密度はめつき浴組成、めつき条件等に
よつて異なるので、実施するめつき設備において、めつ
き電流密度を変えてめつきを行ない、そのときのめつき
電流密度とめつき皮膜中のニツケル含有率との関係を調
べて、予め転位電流密度を求めておく必要がある。しか
し、めつき浴組成、めつき条件等を大きく変えなけれ
ば、転位電流密度の変動は小さいので、一旦、転位電流
密度を求めて設定したならば、以後、その転位電流密度
に基づきめつき電流密度を定めて上層めつきをすること
ができる。
〔実施例〕
この発明を実施例により更に説明する。
実施例1 鋼板に電気亜鉛−ニツケル合金めつきの下層めつきを
行ない、次いで、下層めつき鋼板に、転位電流密度より
低いめつき電流密度によつて、この発明の範囲内の条件
で、電気亜鉛−ニツケル合金めつきの上層めつきを行な
つて、本発明めつき鋼板NO.1〜9を製造した。比較のた
めに、上記下層めつき鋼板と同様な下層めつき鋼板に、
転位電流密度より低いめつき電流密度または高いめつき
電流密度によつて、この発明の範囲外の条件で、電気亜
鉛−ニツケル合金めつきの上層めつきを行なうか、また
は、上層めつきを行なわずにそのままとして、比較めつ
き鋼板NO.1〜11を製造した。次に、これら本発明めつき
鋼板NO.1〜9および比較めつき鋼板NO.1〜11に、下地処
理として、クロメート処理、次いで有機樹脂被覆処理を
行ない、しかる後に電着塗装を行なつて、電着塗膜の剥
離性および電着塗装後の耐食性を調べた。
下層めつきの浴条件およびめつき条件は次の通りであ
つた。
めつき浴組成: めつき浴PH :1.3、 めつき浴温度 :50℃、 めつき電流密度:50A/dm2、 めつき量 :20g/m2. 上層めつきのめつき電流密度、めつき皮膜中のニツケ
ル含有率およびめつき量は、第1表に示す通りであつ
た。上層めっきのめっき浴条件は次の通りである。
めつき浴組成: NiSO4・6H2O:425g/ ZnSO4・7H2O:75g/ Na2SO4:50g/ めっき浴PH:3.0 めっき浴温度:50℃ クロメート処理は、市販の塗布型クロメート処理液
(例えばCr+比0.6で、CrO3として100g/とその他の微
量の添加剤を含む)を用いて、クロム付着量が50mg/m2
となるように行なつた。
有機樹脂被覆処理は、電着塗装が可能な有機樹脂の処
理液、例えばアクリルシリケート樹脂とエポキシシリケ
ート樹脂とを主成分とする処理液を用いて、固形分樹脂
量が1〜2g/m2となるように塗布、乾燥することにより
行なつた。
電着塗装はカチオンタイプの電着塗装で、日本ペイン
ト社製の市販電着塗料を用いて、20μmの標準塗装で行
なつた。通常は、電着塗装後に、 電着塗膜を水洗、熱風乾燥し、焼付を行なつてから、電
着塗膜の剥離性および電着塗装後耐食性を調べるが、条
件を厳しくするために、水洗後熱風乾燥に止め、電着塗
装後の焼付は行なわずに剥離性試験等に供した。
電着塗膜の剥離性試験は、粘着テープによる強制剥離
によつて行ない、めつき皮膜から下地処理皮膜と一緒に
剥離した電着塗膜の有無を調べた。
電着塗装後の耐食性試験は次のように行なつた。すな
わち、電着塗膜上からクロスカツトを入れたのち、35
℃、5wt%NaCl溶液を4時間噴霧する塩水噴霧試験→60
℃、2時間の熱風乾燥→50℃、湿度98%以上の湿潤環境
下に2時間放置する湿潤試験の、以上を1サイクルとし
て、100サイクル行なつた。そして、めつき鋼板中に開
いた穴の深さを測定して、穴の深さが0.2mm未満を良い
とし、0.2mm以上を悪いとして判定した。
電着塗膜の剥離性試験結果および電着塗装後の耐食性
試験結果を、先の第1表に併せて示す。
第1表に示されるように、本発明めつき鋼板NO.1〜9
では、亜鉛−ニツケル合金めつきの転位電流密度より低
いめつき電流密度でのめつきにより、この発明の範囲内
のニツケル含有率およびめつき量の上層めつきを行なつ
ているので、電着塗装性が良好で、電着塗膜が下地処理
皮膜と一緒にめつき皮膜から剥離することがなく、また
電着塗装後の耐食性も良い。これに対し、比較めつき鋼
板NO.1〜11では、上層めつきを行なわなかつたり、この
発明の範囲外のニツケル含有率またはめつき量の上層め
つきを行なつているので、電着塗装性が悪く、電着塗膜
が下地処理被膜と一緒にめつき皮膜から剥離したり、あ
るいは、電着塗装後の耐食性が悪かつたりしている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、めつき鋼板
に下地処理後に電着塗装を行なつたときに、電着塗膜が
下地処理皮膜と一緒にめつき皮膜から剥離することがな
い、電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき
鋼板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、電気亜鉛−ニツケル合金めつきのめつき電流
密度とめつき皮膜中のニツケル含有率との関係を示すグ
ラフ、第2図は、従来の方法に係る電気亜鉛−ニツケル
合金めつき鋼板のめつき皮膜のオージエ分析結果を示す
グラフ、第3図は、鋼板の電気めつき設備の1段の構成
を示す概略図である。図面において、 1……めつき液、2……めつきセル、 3……ダムロール、4……鋼板、 5……コンダクタロール、6……陽極、 A……スペース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 孝介 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 中西 洋一 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−91391(JP,A) 特開 昭61−170593(JP,A) 特開 昭60−141894(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板に下層めっきとして、ニッケル含有率
    8〜16wt%で、めっき量が10〜40g/m2の電気亜鉛−ニッ
    ケル合金めっきを行ない、次いで、前記下層めっき鋼板
    に上層めっきとして、ニッケル含有率が80wt%超で、め
    っき量が0.01〜1g/m2未満の電気亜鉛−ニッケル合金め
    っきを行うことにより、クロメート処理および有機樹脂
    比覆処理からなる下地処理を行ったときの下地処理皮膜
    とめっき皮膜との密着性を向上させたことを特徴とす
    る、電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニッケル合金めっき
    鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】前記上層めっきを、電気亜鉛−ニッケル合
    金めっきの転位電流密度より低いめっき電流密度で行う
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の電着塗
    装性に優れた電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板の製造
    方法。
JP61236328A 1986-10-06 1986-10-06 電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JP2564524B2 (ja)

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