JPH03166394A - 片面亜鉛系電気めつき鋼板の非めつき面の後処理方法 - 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】 産栗圭坐料徂発立 本発明は、片面亜鉛系電気めっき鋼板の非めっき面の後
処理方法に関し、詳しくは、片面亜鉛系電気めっき鋼板
の非めっき面に生或する変色物質を除去すると共に、そ
の非めっき面のリン酸塩処理性を向上させる後処理方法
に関する。

藍来生挟歪 亜鉛系めっき鋼板は、自動車車体の孔あき腐食を防止す
るために、多用されているが、非めっき鋼板に比べて、
塗装適合性にやや劣る。この塗装適合性は、塗装系及び
前処理であるリン酸塩処理を改良することによって、改
善されつつあるものの、非めっき鋼板と同一水準には達
していない。

そこで、従来、自動車外板用には、依然として、鋼板の
片面にのみ、亜鉛系めっきを施した片面亜鉛系めっき鋼
板が用いられている。

ところで、電気めっき法による片面亜鉛系めっき鋼板は
、鋼板をめっき浴に浸漬し、その鋼板の片面のみに陽極
を対向させて通電すると共に、非めっき面に電流が廻っ
て、めっきが付着しないように、エッジマスク等を用い
る方法が採用されている。しかし、かかる方法によって
も、非めっき面へのめっきの・付着を皆無とすることは
、実際上、不可能であって、非めっき面にも、めっきが
数■乃至数百ｍｇ　／　ｎ｛の割合で付着する。また、
非めっき面は、鋼板の片面めっきの後、水洗、乾燥され
るが、これらの過程において、この非めっき面には、鉄
酸化物や水酸化物を主或分とし、これらにめっき金属の
残留成分が混合して、茶褐色の変色被膜が形成される。

このような片面亜鉛系電気めっき鋼板の非めっき面上に
生或する変色被膜は、製品の外観を損なうのみならず、
塗装工程のうちの前処理であるリン酸塩処理の処理性を
著しく劣化させ、塗装後の性能にも有害な影響を及ぼす
ので、従来、鋼板のライン内又は別ラインにて変色被膜
の除去が行なわれている。

かかる変色被膜の除去の方法としては、従来、砥粒入リ
ブラシ等にて非めっき面を機械的に研磨する方法、電解
質溶液中で非めっき面を陽極電解する等の方法が知られ
ており、現実には、これらの一方又は両方が採用されて
いる。

例えば、特開昭５８−１３３３９５号公報には、後者の
電解質溶液中での陽極電解法として、鋼板に片面亜鉛系
電気めっきを施した後、非めっき面を硫酸、塩酸、過塩
素酸、炭酸、ホウ酸、硝酸等の１種又は２種以上と水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等
のアルカリ化合物の少なくとも１種を含有させたｐｌ＋
３〜９の処理液中にて陽極電流密度５Ａ／ｄｍ２以上で
電解処理する方法が記載されている。

しかし、この従来の方法によれば、非めっき面に電解処
理を長時間にわたって行なったとき、非めっき面から鉄
イオンや亜鉛イオン等が溶解し、これらが処理液中に蓄
積され、その濃度が経時的に増大することとなり、これ
らイオンの濃度がある限界を越えたとき、これらイオン
が陰極において還元されて、金属として析出し始める。

このようにして析出した金属は、ある程度の大きさに成
長すると、陰極から剥離し、鋼板上に落下し、ロール等
に噛み込まれて、鋼板に押し疵と呼ばれる欠陥を生しさ
せる。従って、上記従来の方法によれば、は、処理液の
使用可能時間が制限されざるを得ない。

更に、上記した従来の方法によって処理された非めっき
面は、前述したような変色被膜は除去されるので、鋼板
は、その外観上は、冷延鋼板と同じであるが、リン酸塩
処理性は、焼鈍ままの冷延鋼板に比べて劣る。即ち、焼
鈍ままの冷延鋼板においては、その戊分であるＭｎ，Ｐ
等が表面に濃化し、選択的酸化物層を形成して、これが
リン酸塩処理に際して、局部アノード・カソード対生戒
の核となって、反応を促進するが、上記従来の方法によ
って処理された非めっき面においては、選択的酸化物層
の生威がなく、表面が清浄にすぎるために、局部アノー
ド・カソード対が生成し難く、その結果、反応が進行し
ないからである。

が　　しよ゜と　る 本発明は、上記したような従来の片面亜鉛系電気めっき
鋼板の非めっき面の後処理方法における問題を解決する
ためになされたものであって、片面亜鉛系電気めっき鋼
板の非めっき面に生戒する変色物質を除去すると共に、
その非めっき面のリン酸塩処理性を向上させる後処理方
法を提供することを目的とする。

』　を”るための 本発明による片面亜鉛系めっき鋼板の非めっき面の後処
理方法は、鋼板に片面亜鉛系電気めっきを行なった後、
シュウ酸０．０２モル／Ｉ！．以上と水酸化ナトリウム
、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムから選ばれる
少なくとも１種のアルカリ化合物とを含有するｐＨ３〜
９の水性処理液中にて、上記亜鉛系めっき鋼板の非めっ
き面を陽極電流密度５Ａ／ｄｎ−ｒ以上にて電解処理を
行なうことを特徴とする。

本発明の方法において用いる水性処理液は、シュウ酸と
共に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化ア
ンモニウムから選ばれる少なくとも１種のアルカリ化合
物を含有している水溶液である。かかる水性処理液にお
いては、上記シ１ウ酸の少なくとも一部はシュウ酸イオ
ンに電離しており、また、アルカリ化合物もカリウムイ
オン、ナトリウムイオン、アンモニウムイオン等に電離
し、電解質溶液を形成しており、かくして、電解処理を
可能とする。

上記した水性処理液において、陰イオン或分がシュウ酸
イオンのみであって、導電率が低く、極間電圧が高くな
る場合は、処理液に硫酸、塩酸、過塩素酸、炭酸、ホウ
酸、硝酸、リン酸等の１種又は２種以上を加えて、導電
率を高めることができる。

このような処理液を用いて、非めっき面の陽極電解を行
なうときは、非めっき面上では、下記の反応が起こると
みられる。

２１１ｚＯ　−　Ｏｚ　＋　４Ｈ”″＋４　ｅ　−　　
　　　　　　　　（１）Ｍｅ　−＋　Ｍｅ”　＋　２ｅ
−　　　　　　　　　　　　　　（２）ここに、Ｍｅは
Ｆｅ，Ｚｎ又はＺｎの合金元素であって、例えば、Ｎｉ
，Ｍｎ，Ｃｏ等である。

かくして、非めっき面上の変色被膜は、上記のようにし
て発生する酸素ガス気泡による物理的な作用、非めっき
面近傍のｐＨ低下による変色被膜の溶解、更には、下地
鋼の溶解による変色被膜の浮き上がり等によって除去さ
れる。

本発明の方法においては、処理液はシュウ酸を含有する
。このシュウ酸の作用は、次のとおりである。上記した
反応によって生じた鉄、亜鉛等の金属イオン（Ｍｅ”）
は、シュウ酸イオンと反応して、水不溶性のシュウ酸塩
を形威し、沈殿を生じると共に、それらシュウ酸塩の一
部は、非めっき面にシュウ酸塩結晶として表面に付着す
る。このシュウ酸塩結晶は、リン酸塩処理時に非めっき
面に局部アノード・カソード対の形或を助け、かくして
、反応が促進されて、緻密で均一なリン酸塩結晶が形威
される。

更に、本発明の方法によれば、上記したように、金属イ
オンが水不溶性塩として沈殿するので、処理液中に金属
イオン濃度が増加することがなく、従って、陰極への金
属の析出も起こらない。

本発明においては、処理液中のシュウ酸濃度は、上述し
たリン酸塩処理性の向上と共に、陰極への金属の析出を
防止するために、０．０２モル／ｌ以上であることが必
要である。この濃度よりも少ないときは、シュウ酸塩結
晶の非めっき面への付着が少なく、リン酸塩処理性の改
善効果に乏しいのみならず、溶解する金属イオンのため
にシュウ酸イオンが早期に消費され、その結果、陰極へ
の金属析出が避けられないからである。

更に、本発明においては、処理液のｐＨは３〜９の範囲
であることが必要である。処理液のρＨが３よりも小さ
いときは、電解処理時の亜鉛系電気めっき面の溶解が多
くなり、シュウ酸の消費量が多くなる。しかし、ｐＨが
９を越えるときは、非めっき面上の変色被膜の除去が困
難となる。処理液のｐＨを３〜９の範囲とするには、処
理液における前記アルカリ化合物とシュウ酸の配合量を
適宜に選べばよい。既に説明したように、導電率の向上
や処理液の緩衝作用のために、めっき浴に硫酸、塩酸、
過塩素酸、炭酸、ホウ酸、硝酸、リン酸、これらのナト
リウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を加えてもよ
い。

本発明の方法によれば、上述したような処理液中にて、
亜鉛系めっき鋼板の非めっき面を陽極電流密度５Ａ／ｄ
ｎ−ｒ以上にて電解処理を行なう。陽極電流密度が５５
Ａ／ｄｒｒｒよりも小さいときは、非めっき面上の変色
被膜を効率的に除去することが困難である。他方、陽極
電流密度の上限値は、特に限定されるものではないが、
極間電圧の上昇やジュール熱によるめつき浴温の上昇等
を考慮して、通常、２００Ａ／ｄボ程度である。

このようにして、片面亜鉛系電気めっき鋼板の非めっき
面を陽極電解処理した後、鋼板を水洗し、乾燥し、通常
は、塗油して、製品とする．尚、非めっき面の陽極電解
処理の後、必要に応じて、砥粒入りブラシ等にて非めっ
き面を軽く研削して、変色被膜の除去効率を高めること
もできる。

本発明の方法は、亜鉛系電気めっきを片面に施された鋼
板であれば、特に、限定されることなく、任意のものに
適用することができるが、亜鉛系の電気めっき種として
は、例えば、電気亜鉛めっきのほか、Ｚｎ−Ｎｉ，Ｚｎ
−Ｆｅ，Ｚｎ−ＣＯ％Ｚｎ−Ｍｎ，Ｚｎ−Ｃｒ等の電気
系合金電気めっき、アルミナ、シリカ、酸化チタン、有
機樹脂等の粉末を分散させた亜鉛系電気めっきを挙げる
ことができる。

発』レ１裾果 以上のように、本発明の方法によれば、片面亜鉛系電気
めっき鋼板の非めっき面の変色被膜をよく除去すること
ができ、しかも、リン酸塩処理性も改善され、その結果
、かかる鋼板は、塗装後の耐食性にすぐれる。

更に、本発明の方法によれば、陽極電解によって生或し
た鉄イオンや亜鉛イオン等がシュウ酸塩として析出沈殿
するので、これを濾別しつつ、新たにシュウ酸を処理液
に加えることによって、陽極への金属の析出がなく、ま
た、それに起因する押し疵の発生もなく、長期間にわた
って安定して、片面亜鉛系電気めっき鋼板の非めっき面
を処理することができる。

夫益班 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

電気亜鉛めっきライン（ＥＧＬ）にて、その片面にのみ
、電気亜鉛めっき（６０ｇ／ｒｄ）を行ない、水洗した
後、後処理を何ら施さずに乾燥して、厚さ０．　８　ｍ
ｍの片面電気亜鉛めっき鋼板を得、これを供試材とした
。

この供試材を１００Ｘ１８０ｍｍに裁断し、第１表に示
す種々の処理液中にて、液温３０゛Ｃ、陰極板として鉛
板を用いて、第１表に示す条件にて非めっき面をアノー
ド電解した。この後、ｔ！Ａ板を水洗し、乾燥して、非
めっき面処理鋼板を得た。

この鋼板について、非めっき面の外観とめつき面の外観
を目視にて観察した。その評価は次のとおりである。

韮要こｌ４■死生観 ○は変色被膜が完全に除去されて、金属光沢を有する。

Δは変色被膜が部分的に残存する。×は変色被膜が除去
されない。

汝２主凰型Δ且 ○は良好であって、処理液による溶解がない。

△は処理液による溶解が起こり、一部にむらが認められ
る。×はむらが著しい。

また、供試材に自動車用リン酸塩処理を行なって、その
外観を目視にて調べた。リン酸塩処理の条件及び外観の
評価は次のとおりである。

リン　声几　の リドリンＳＤ−４００　　（日本ペイント■製、以下、
同じ。）を４０℃で２０分間スプレーして脱脂し、フイ
キリジン５Ｎ−１０に室温で３０秒間浸漬して表面調整
し、グラジノンＤＰ−４０００に４０゜Ｃで２０分間浸
漬して被膜化或処理した。

この後、リン酸塩被膜を５０ｇ／ｆｆｉ無水クロム酸水
溶液に７０゜Ｃで１０分間浸漬して溶解させ、この浸漬
前後の重量減少から被膜付着量を求めた。

尚、このリン酸塩処理による被膜付着量は、冷延鋼板の
場合、通常、２〜３ｇ／ｎ｛である。

リン　声几　の ○は良好。△はむら又はすけが少しある。×はむら又は
すけが著しい。

結果を第１表に示す。比較例１においては、処理液中の
シュウ酸濃度が小さいため、非めっき面に変色被膜が一
部残存し、リン酸塩処理後に表面に一部むらがみられる
。比較例２においては、処理液のｐＨが１．５であるの
で、めっき面が一部溶解し、白色のシュウ酸塩結晶が析
出して、リン酸塩処理後に表面に一部むらがみられる。

また、比較例３では、処理液のｐＨが１０であって、変
色被膜が除去されない。比較例４においては、陽極電流
密度が低すぎるために、変色被膜が除去されない。

これらに対して、本発明によれば、非めっき面とめつき
面は、共に外観にすぐれ、しかも、リン酸塩処理性もす
ぐれている。

実施例１〜９においては、アルカリ化合物として水酸化
ナトリウムを用い、実施例１０〜１３では水酸化カリウ
ムや水酸化アンモニウムを用いており、また、これらに
ホウ酸ナトリウムやリン酸ナトリウムを併用しても、水
酸化ナトリウムを用いる場合と同櫟に変色被膜を除去す
ることができ、リン酸塩処理性もすぐれている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板に片面亜鉛系電気めつきを行なつた後、シユ
   ウ酸０．０２モル／ｌ以上と水酸化ナトリウム、水酸化
   カリウム及び水酸化アンモニウムから選ばれる少なくと
   も１種のアルカリ化合物とを含有するｐＨ３〜９の水性
   処理液中にて、上記亜鉛系めつき鋼板の非めつき面を陽
   極電流密度５Ａ／ｄｍ＾２以上にて電解処理を行なうこ
   とを特徴とする片面亜鉛系めつき鋼板の非めつき面の後
   処理方法。