JPH02118096A - 化成処理性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法 - 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Ｚｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法に係り、
特にめっき而の化成処理性の改芒に関するものである。

〈従来の技術〉 Ｚｎ系電気めっきＮ板は、素材の材質を劣化させること
なく、高耐食性が実現できるため、自動車。

家電、建材等従来冷延鋼板が使用されていた幅広い分野
に用途が拡大されつつある。

特に近年、耐食性向上を目的としてＺｎ−Ｎｉ、Ｚｎｒ
ｅなどのＺｎ系合金電気めっき鋼板が開発され、自動車
車体の防錆用めっき鋼板等に通用され、その生産が著し
く増加している。

ところで、Ｚｎ系合金電気めっき鋼板上に、リン酸塩化
成処理時に生成するリン酸塩結晶はｂｏｐｅｉｔｅ　［
Ｚｎ５（ＰＯａ）ｚ　・４　Ｉ＋２０１で、このｈｏｐ
ｅｉ　ｔｅは冷延鋼板上に生成するｐｈｏｓｐｈｏｐｈ
ｙｌｌｉｔｅ　（Ｚｎ、Ｆｅ（ＰＯｎ）　！・４１１．
０１に比較して塗料の密着性が劣るために、その使用部
位は車体内面が主体で、車体外側に用いることには問題
があった。

そこで例えばＺｎ−Ｎｉめっき面に対して緻密な結晶を
持った塗膜密着性の良好な化成皮膜を形成させる方法と
して、所定付着ｍのＺｎ−Ｎｉめっきをした後、めっき
浴中に無１１１１電浸漬する方法が特開昭６２−２９．
１１９８号公報に開示されており、また本出願人は昭和
６２年特許願第２Ｚｎ９５５号として出願している。

しかしながらこれらの方法は、無通電浸漬をするためめ
っきセルを流用しなければならず、有効めっきセルが減
少し、生産性が低下する。また、所定時間の無通電浸漬
を必要とするため、その浸漬時間にライン速度が律速さ
れ、生産効率が悪くなる等の問題があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は以上のような問題点を解消した化成処理
性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の製造方法を提供
することである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは前記化成処理むらの原因について鋭意研究
調査を行った。

例えばＺｎ−旧合金電気めっきの化成むらの発生してい
るものは、水酸化亜鉛、酸化亜鉛等の被膜がめつき表層
に多くかつ不均一に生成しており、化成むらの発生のな
いものは、その生成量が少なくてしかも均一であること
をつきとめた。すなわち化成処理むらの原因は、めっき
表層に存在する水酸化亜鉛等の被膜が多く、しかも不均
一に生成していることにあり、これにより化成処理反応
に差異が生じ、化成むらが発生することが明らかになっ
た。

そこで、本発明者らは、既存のＺｎ系合金電気めっき設
備を何ら変更することなく、かつ既使用のめっき液の使
用を前提として、Ｚｎ系合金電気めっきの表層への水酸
化亜鉛等の被膜生成を１ｒｌｌ制し、かつ均一化する方
法について種々検討を重ねた。

その結果、本発明に到達したもので、すなわち本発明は
、鋼板にＺｎ系合金電気めっきを施すに当たり、まずほ
ぼ所定の日付量のＺｎ系合金電気めっきを施し、次いで
めっき面にさらに３１　ｌ　ｎ系合金電気めっきと同一
浴組成のめっき液にて電流密度：１〜１０八／ｄ−１付
着ｆｆｔ：　　０．１４１０イ以上のＺｎ系合金電気め
っきを施し、しかる後に水洗し°ζ、陽極電解処理する
ことを特徴とする化成処理性に優れたＺｎ系合金電気め
っき鋼板の製造方法である。

〈作　川〉 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明におけるＺｎ系合金電気めっき鋼板とは、Ｚｎを
主体とするＺｎ系合金めっき鋼板を広く含むもので、例
えばＺｎ−Ｎｉ系、　Ｚｒ＋−Ｆｅ系、　Ｚｎ−Ｍｎ系
、　Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｚｎ−Ａｔ系などの合金めっき、さ
らにはこれらを含む積層めっきがあり、それらにＣｏ、
　Ｃｒ。

Ｓｎ、　　Ｓｂ、　　　Ｖ、　　Ｆｅ、　　Ｔｉ、　　
Ｎｉ、　　Ｍｎ、　　　Ｐ、　　ＴＩ、　　八ｓ、　　
Ｐｂ。

＋１ｉ、　Ｉｎ、　Ｃｄ、　Ｉｒなどが不可避的に混入
あるいは故意に添加したものを包含し、硫酸浴、塩化物
浴あるいはそれらの混合浴でめっきされるものである。

通常、Ｚｎ系合金電気めっき鋼板を工業的に製造するに
は、電解脱脂、水洗１Ｍ洗、水洗等の前処理を行った後
、所定の組成の電解液を用い、数槽ないし十敗槽から成
るめっき槽でＩｔｌｉ次陰極処理し、所定の合金含有量
及び所定の付着−の電気めっき鋼板を製造する。

本発明においては、所定の合金含有量及びほぼ所定の付
着量のＺｎ系合金電気めっきを行った後、さらに例えば
めっき槽を後続してただちにその上に前段と同じめっき
液にて電流密度がｌ〜ＩＯＡ／ｄ−で付着量がＯ１Ｉｇ
／ｎτ以上のＺｎ系合金電気めっきを施した後、水洗し
、さらにその後陽極電解処理をするものである。そして
その後、通常の処理と同様であるが、ただちに被めっき
鋼板上に前記電解液を残すことなく、十分な水洗を行い
、乾燥されて製品とされる。

本発明の後続して行うＺｎ系合金電気めっきは電流密度
を１〜ＩＯＡ／ｄｍ２、付着量を０．１ｇ／Ｍ以上とす
る。

この理由は以下のとおりである。

電流密度を通常めっき時よりも低く、ＩＯＡ／ｄ艷以下
にすることにより、陰極への金属イオンの供給がおくれ
る。さらに陰極界面のｐＨ上昇が抑制され、水酸化亜鉛
のバリヤー層の生成が緩慢になる。

これらの相乗効果によってめっき表層への水酸化亜鉛等
の被膜生成が減少すると共に均一化され、それによって
めっき表層の活性度が均一になり、化成処理性が改善さ
れるのである。

ここで電流密度がＩＡ／ｄｊ未満または付着量が０．１
　ｇ／Ｉｄ未満では化成処理性の改善効果が少ない。一
方、電流密度がＩＯＡ／、Ｍを超えるとその効果がなく
なる。

また、付着量の上限は特に限定するものではないが、Ｉ
ＯＡ／ｄｉ以下の電流密度で付着量を多（するためには
めっき槽を数個使用するか、あるいはラインスピードを
低下させなければならないため、経済的に不利であり、
１ｇ／＋ｄ以下が好ましい。

次に、本発明ではこのようにＺｎ系合金電気めっきを施
した鋼板を水洗しさらに陽極電解処理を加えることによ
り、前述の化成処理性の劣化原因であるめっき表層の水
酸化亜鉛等の被膜をさらに完全に溶解除去し、化成処理
性をより一層改善するものである。

陽極処理は、電流密度を２Ａ／ｄｄ以上とするのが望ま
しい、２Ａ／ｄｄ未満ではめっき表層に生成している水
酸化亜鉛等の被膜の除去が十分になされず、また、工程
上長い時間が必要となり、経済的でない、電流密度の上
限は特に限定する必要はないが、電解電圧の上昇による
電力ロスを考慮すると１５０Ａ／ｄｄ以下が好ましい。

電気量は１０ク一ロン／ｄｄ以上でめっき表層に生成し
ている水酸化亜鉛等の被膜の除去が可能であり、ＩＯク
ーロン／ｄｄ未満では充分な効果が得られない、電気量
の上限はないが、電気量が増大すると、金１２Ｆｉ溶解
によりめっき目付量の低下が起こり、経済的でなく、５
００クーロン／ｄｄ以下が好ましい。

電解液のｐＨは特に限定する必要はないが、４以上が好
ましい、ｐ＋＋４未満では、めっき層の化学溶解が著し
く増加して、めっき目付量の低下が起こり、経済的でな
い。

電解液としては１１１４以上の電解液であれば、通常に
陽極電解液として用いられるものなら何でもよく、どの
ような成分を含んでいてもよいが、Ｎａ。

Ｋ、　Ｌｉ＋　ＭＬ　ＡＺ＋　Ｃａ、　Ｂｅ、　Ｂａな
どのりん酸塩、硫酸塩あるいはオキシ酸塩の少なくとも
１種を主成分として含むものが好ましく、りん酸、硫酸
、オキシ酸または水酸化ナトリウム溶液を用いてρＩＩ
を調整するのが望ましい、この理由は、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
は上記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
もに、陽極上で生成する酸と陽極上で生成するアルカリ
とが当量関係でバランスし、浴ｐｌ＋の維持にとっても
好適であるからである。

電解液の主剤の成分濃度は、りん酸塩水溶液を用いる場
合は全りん酸濃度として０．１モル／ｅ以上とするのが
好ましい、また、硫酸塩又はオキシ酸塩を主剤とする水
溶液を用いる場合も電解液の濃度は、それぞれ主剤とす
る全硫酸濃度又は全オキシ酸１度として０．１モル／ｊ
２以上とするのが好ましい、この理由は、電解液の成分
濃度が０．１モル／Ｉ！未満では化成処理性を改善する
効果が小さくなるためである。また、上限はりん酸塩、
硫酸塩、あるいはオキシ酸塩の溶解度以下が望ましい。

また本発明は片面めっき、あるいは両面めっきをもその
対象としていることは当然である。

〈実施例〉 次に本発明を実施例に基づいて説明する。

板厚０．７鴫の５ｐｃｃ相当の冷延鋼板を使用し、めっ
きした、なお、めっき条件は以下の通りである。

Ｚｎ−Ｎｉ浴＆１１成 ρＩＩ　　　　　　　　　：１．５ 浴　　　′／Ｈ：６０°Ｃ 電流密度　　：５０Ａ／ｄｊ めっき時間　：　１５ｓｅｃ めっき目付ｆｆｔ　：　２０　ｇ　／　ｎ（（Ｎｉ含有
率１２％）めっき後ただちに後続して上記と同じ組成の
めっき浴を用い、第１表に示すように陰極処理を行い、
その後、水洗した後、陽極電解処理を行った後、水洗乾
燥した。

化成処理は、日本ペイント製のりん酸塩部ｒ！ｌ液グラ
ノジンＳ　０２０００　（デイツプ方式）を用いて行っ
た。化成処理性の評価は、外観を目視判定するとともに
、各々ｌＯケ所ずつランダムに走査型電顕観察を行い、
均一性、結晶の緻密さ等によって評価した。このときの
化成皮膜の評価基準は以下の通りである。

化成皮膜外観評価： ５・・・外観は均一でむらはなく、結晶も１０個所とも
均一で緻密。

４・・・外観は均一でむらはないが、結晶が２個所やや
不均一 ３・・・外観は均一でむらはないが、結晶が４個所やや
不均一 ２・・・外観は一部にむらがあり、結晶は１０個所とも
不均一で、そのうち５個所は粗大粒と微細粒の混粒。

■・・・外観は全面にむらがあり、結晶は１０個所とも
粗大粒と微細粒の混粒。

耐温水二次密着性試験は、化成処−理後カチオン電着塗
装（パワートップＵ−３０．日本ペイント製）２０ｐｍ
、中塗り３０ｎ、上塗り４０−（ともにアミノアキッド
系塗料１日本ペイント製）９合計９０Ｉｒｍの３コート
塗装を行い、液温５０℃の純水中に２４０時間浸漬後、
１０個所について塗膜面にナイフで素地に達する２ａｎ
四方の基盤目状の傷を１００個つけ、セロハンテープ剥
離を２回行い、塗膜の残存率（％）を求めた。耐水二次
密着性の評価は下記の通りである。

５・・・１０個所の塗膜残存率の平均値が　１００％４
・・・　　　　　　　　　　　　　　９０〜９９％３・
・・　　　　　　　　　　　　　　７０〜８９％２・・
・　　　　　　　　　　　　　　５０〜６９％１・・・
　　　　　　　　　　　　　　５０％未満それぞれの結
果を第１表に示す。

本発明の実施例はいずれも比較例に比べて優れた化成処
理性と耐水二次密着性を示した。

〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明によれば、既存のＺｎ系合
金電気めっき設備をなんら変更することなく、生産性を
低下させることなく、かつ数便用のめっき液を使用して
化成処理性を容易に改善することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板にＺｎ系合金電気めっきを施すに当たり、まずほぼ
   所定の目付量のＺｎ系合金電気めっきを施し、次いでめ
   っき面にさらに該Ｚｎ系合金電気めっきと同一浴組成の
   めっき液にて電流密度：１〜１０Ａ／ｄｍ＾２、付着量
   ：０．１ｇ／ｍ＾２以上のＺｎ系合金電気めっきを施し
   、しかる後に水洗して、陽極電解処理を施すことを特徴
   とする化成処理性に優れたＺｎ系合金電気めっき鋼板の
   製造方法。