JP2940289B2 - 2つのめっき層を有する、耐黒変性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

2つのめっき層を有する、耐黒変性に優れた電気亜鉛めっき鋼板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、耐黒変性に優れた電
気亜鉛めっき鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気亜鉛めっき鋼板を無塗装で使用する
場合には、電気亜鉛めっき層の上に、クロメート処理に
よってクロメート被膜を形成することが行われている。
このようなクロメート被膜の形成によって、電気亜鉛め
っき鋼板の耐食性は大きく向上する。しかしながら、最
近、クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板に対する需要が
増大するに伴い、クロメート電気亜鉛電気めっき鋼板の
特性に対する需要家の要求項目が増加し、耐食性はもと
より、耐黒変性のような外観上の特性が重視されるよう
になってきた。
【0003】クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を積み
重ねた状態で貯蔵しておくと、その表面の一部または全
部が灰黒色に変色する、いわゆる黒変現象が生ずること
があり、商品価値が著しく低下する。このような電気亜
鉛めっき鋼板に発生する黒変現象の原因は、必ずしも明
らかではないが、電気亜鉛めっき層表面の腐食によるも
のと思われ、特に、電気亜鉛めっき層中の鉛(Pb) が、
黒変を促進するといわれている。
【0004】このような電気亜鉛めっき鋼板の黒変を防
止する方法として、特公昭62-45308号には、電気亜鉛め
っき浴中に存在する、不純物としての鉛の含有量を0.2p
pm以下にすることによって、耐黒変性を向上させる方法
が開示されている(以下、先行技術という)。更に、先
行技術には、電気亜鉛めっき浴中に、炭酸ストロンチウ
ムまたは亜鉛粒を添加し、硫酸ストロンチウムの沈澱と
鉛化合物との共沈現象、または、亜鉛粒上への鉛の置換
析出現象を利用して、電気亜鉛めっき浴中の鉛含有量を
0.2ppm以下に低減することが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術によっては、クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板の黒
変を防止することは困難である。その理由は、次の通り
である。本発明者等は、電気亜鉛めっき鋼板の耐黒変性
と、電気亜鉛めっき浴中の鉛含有量との相関性について
調べた。周知のように、電気亜鉛めっき層中における、
鉛等の不純物の含有量は、電気亜鉛めっき浴の成分およ
びめっき条件によって大きく左右される。即ち、電気亜
鉛めっき層中の鉛含有量は、電気亜鉛めっき浴の成分組
成、pH値、温度、めっき電流密度、めっき液の流動状態
によって大きく変化する。従って、電気亜鉛めっき浴中
の鉛含有量を0.2ppm以下にした場合でも、耐黒変性に劣
る場合が生じ、先行技術によっては、電気亜鉛めっき鋼
板の黒変を完全に防止することは不可能である。
【0006】更に、先行技術によれば、電気亜鉛めっき
浴中の鉛含有量を0.2ppm以下に低減するために、炭酸ス
トロンチムの添加装置および置換反応槽等の設備、なら
びに、除去生成物の分離装置を必要とし、更に、比確的
高価な炭酸ストロンチウムを多量に消費する。従って、
電気亜鉛めっき鋼板の製造コストの上昇が避けられな
い。
【0007】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、いかなる条件下で製造しても黒変が発生する
ことがない、耐黒変性に優れ、且つ、製造コストの上昇
を伴わず経済的に製造し得る電気亜鉛めっき鋼板を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、次の知
見を得た。即ち、電気亜鉛めっき鋼板に生ずる黒変は、
電気亜鉛めっき層中の鉛含有量に依存し、電気亜鉛めっ
き層中の鉛含有量を、10ppm 以下に規制すれば、いかな
る条件下で製造しても黒変が発生することはない。電気
亜鉛めっき層中の鉛含有量は、めっき浴中の鉛含有量の
みによって決まるものではなく、めっき電流密度、めっ
き液の流速、pH値およびめっき浴の成分組成等によって
決まる。従って、めっき浴中の鉛含有量をそれほど低減
させなくても、めっき条件によっては、めっき層中の鉛
含有量を、10ppm 以下に規制することができる。そし
て、電気亜鉛めっき鋼板に生ずる黒変は、電気亜鉛めっ
き層の表層の腐食現象によるものと思われるから、電気
亜鉛めっき層表層の鉛含有量を上記範囲に規制すれば、
電気亜鉛めっき鋼板の耐黒変性を改善し得る。
【0009】 この発明は、上記知見に基づいてなされ
たものであって、この発明の2つのめっき層を有する電
気亜鉛めっき鋼板は、鋼板の少なくとも1つの表面上に
形成された、めっき量が5から40g/m の範囲内で
ある、下層としての電気亜鉛めっき層と、前記下層とし
ての電気亜鉛めっき層の上に形成された、鉛含有量が1
0ppm以下であり、そして、めっき量が0.5から5
g/mの範囲内である、上層としての電気亜鉛めっき
層と、前記上層としての電気亜鉛めっき層の上に形成さ
れたクロメート被膜とからなることに特徴を有するもの
である。
【0010】
【作用】この発明においては、上層電気亜鉛めっき層中
の鉛含有量を、10ppm 以下に限定することが必要であ
る。このように、上層電気亜鉛めっき層中の鉛含有量
を、10ppm 以下に限定することにより、電気亜鉛めっき
浴の成分組成、電気亜鉛めっき条件およびクロメート処
理条件にかかわらず、耐黒変性に優れた電気亜鉛めっき
鋼板が得られる。なお、電気亜鉛めっき層中の鉛含有量
を、10ppm 以下にするためには、電気亜鉛めっき浴中の
鉛含有量を低減し、そして、電気亜鉛めっき層中に鉛が
析出しにくい条件でめっきすることが必要である。
【0011】更に、この発明においては、上層電気亜鉛
めっき層のめっき量を、0.5 から5g/m2の範囲内に限定
することが必要である。めっき量が0.5 g/m2未満では、
上層電気亜鉛めっき層によって、下層電気亜鉛めっき層
を十分に被覆することができず、黒変防止効果が不十分
になる。一方、めっき量が5g/m2を超えても、より以上
の効果は得られない。しかも、電気亜鉛めっき層中の鉛
含有量を10ppm 以下にするためには、上述したように、
電気亜鉛めっき層中に鉛が析出しにくい条件でめっきす
ることが必要であるので、めっき量が5g/m2を超える
と、上述しためっき処理のために、電気亜鉛めっき鋼板
の製造コストが上昇する問題が生ずる。
【0012】上述したように、この発明においては、上
層および下層の2層からなる電気亜鉛めっき層の、上層
電気亜鉛めっき層における鉛含有量を10ppm 以下に限定
し、そして、上層電気亜鉛めっき層のめっき量を、0.5
から5g/m2の範囲内に限定した。このように、上層電気
亜鉛めっき層を薄目付け量にしたことにより、上層電気
亜鉛めっき層の鉛含有量を低減するための、例えば炭酸
ストロンチウムの消費量を低減することができる。勿
論、下層電気亜鉛めっき層の鉛含有量を低減する必要は
なく、従って、下層電気亜鉛めっき層を形成するための
電気めっき浴中に、その鉛含有量を低減するための炭酸
ストロンチウムを添加することは不要である。上述した
ことから、この発明によれば、低コストで、耐黒変性に
優れた電気亜鉛めっき鋼板を製造することができる。
【0013】 下層電気亜鉛めっき層のめっき量は、
から40g/m の範囲内とすべきである。下層電気亜
鉛めっき層のめっき量が5g/m未満では、耐食性が
劣化するおそれが生ずる。一方、下層電気亜鉛めっき層
のめっき量が40g/mを超えると、プレス成形性が
劣化するおそれが生ずる。
【0014】
【実施例】次に、この発明を、実施例に基づいて説明す
る。冷延鋼板に対し、通常の方法で脱脂、酸洗を施した
後、表1に示したA、Bの2種類の電気亜鉛めっき浴の
何れかを使用して電気亜鉛めっきを施し、鋼板の表面上
に、表3および表4に示す、下層めっき層と、鉛含有量
が10ppm 以下で、めっき量が0.5 〜5g/m2の上層めっき
層とからなる2層の電気亜鉛めっき層を形成し、次い
で、表2に示したaまたはbの条件でクロメート処理を
施して、上層電気亜鉛めっき層の上にクロメート被膜を
形成した。かくして、本発明の電気亜鉛めっき鋼板の試
験片(以下、本発明試験片という)No. 1〜10を調製し
た。
【0015】比較のために、表3および表5に示す、上
層電気亜鉛めっき層中の鉛含有量またはそのめっき量が
本発明の範囲外である電気亜鉛めっき鋼板の試験片、お
よび、単層の亜鉛電気めっき鋼板の試験片(以下、比較
用試験片という)No. 1〜13を調製した。
【0016】表3〜5に、本発明試験片および比較用試
験片の各々における、電気亜鉛めっき時のめっき浴組
成、上層および下層のめっき時におけるめっき浴中の鉛
含有量、上層および下層のめっき層中の鉛含有量、めっ
き液流速、および、クロメート処理条件を示す。
【0017】
【0018】
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】
【表5】
【0022】上述した本発明試験片および比較用試験片
の各々の耐黒変性を、以下に述べる性能試験によって調
査し、その試験結果を表3〜5に併せて示す。
【0023】耐黒変性試験:本発明試験片および比較用
試験片の各々を複数枚積み重ね、積み重ねられた状態の
試験片に対し、温度50℃、RH95% の湿潤試験を60日間
施した。このような、湿潤試験の前後における各試験片
の白色度を、JIS Z 8730に準拠するLab 系で測定して白
色度の変化量(ΔL)を求め、得られた変化量(ΔL)
によって、下記により評価した。 ○:ΔL≧−2 ×:ΔL<−2
【0024】比較用試験片No. 1、2、4、6、7、9
においては、上層めっき層のめっき量が本発明の範囲を
外れて少ないために、上層めっき層の効果が十分に発揮
されず、耐黒変性が悪かった。比較用試験片No. 3、8
においては、上層めっき層中の鉛含有量が本発明の範囲
を外れて多いために、耐黒変性が悪かった。
【0025】比較用試験片No. 11〜12においては、電気
亜鉛めっき層が単層であり、且つ、めっき層中の鉛含有
量が10ppm を超えているために、耐黒変性が悪かった。
【0026】比較用試験片No. 13は、電気亜鉛めっき層
が単層ではあるが、めっき浴中の鉛含有量を0.1ppmまで
低減させてめっきを行った例である。比較用試験片No.
13においては、めっき層中の鉛含有量は7.5ppmであって
低く、耐黒変性は良好であった。しかしながら、めっき
層中の鉛含有量を、上述したように低減するために、め
っき浴中に、約40g/l の量の炭酸ストロンチウムを添加
しなければならなかった。
【0027】図1は、めっき浴中に対する炭酸ストロン
チウムの添加量と、めっき浴中の鉛含有量との関係を示
すグラフである。図1から、めっき浴中の鉛含有量を、
わずか0.4 ppm 低減するために、その100,000 倍の量の
炭酸ストロンチウムを添加する必要のあることが明らか
である。このように、多量の炭酸ストロンチウムを必要
とすることは極めて非効率的であり、製造コストが大幅
に上昇する問題が生ずる。
【0028】これに対して、亜鉛めっき層中の鉛含有量
が10ppm 以下である本発明供試体No. 1〜9において
は、めっき浴の成分組成、亜鉛めっき条件およびクロメ
ート処理条件にかかわらず、耐黒変性に優れていた。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、亜鉛めっき浴の成分組成、亜鉛めっき条件およびク
ロメート処理条件にかかわらず、耐黒変性に優れた電気
亜鉛めっき鋼板が得られる、工業上有用な効果がもたら
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】めっき浴中に対する炭酸ストロンチウムの添加
量と、めっき浴中の鉛含有量との関係を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 大熊 俊之 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 三好 達也 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 (56)参考文献 特開 平2−8374(JP,A) 特開 平4−285194(JP,A) 特開 平5−214579(JP,A) 特開 昭60−63385(JP,A) 特開 平1−119693(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 5/26 C25D 5/10 C25D 5/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の少なくとも1つの表面上に形成さ
    れた、めっき量が5から40g/m の範囲内である、
    下層としての電気亜鉛めっき層と、前記下層としての電
    気亜鉛めっき層の上に形成された、鉛含有量が10pp
    m以下であり、そして、めっき量が0.5から5g/m
    の範囲内である、上層としての電気亜鉛めっき層と、
    前記上層としての電気亜鉛めっき層の上に形成されたク
    ロメート被膜とからなることを特徴とする、2つのめっ
    き層を有する、耐黒変性に優れた亜鉛電気めっき鋼板。
JP5943992A 1992-02-13 1992-02-13 2つのめっき層を有する、耐黒変性に優れた電気亜鉛めっき鋼板 Expired - Fee Related JP2940289B2 (ja)

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