JPH0331797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、片面亜鉛系電気メツキ鋼板の非メツ
キ面に生成する変色物質の除去と、該非メツキ面
のリン酸塩処理性を改善させる後処理方法に関す
るものである。 片面亜鉛系電気メツキ鋼板は自動車用外板材と
して車体寿命を伸ばすため主に用いられる。従来
の両面亜鉛メツキ鋼板は、塗装後の性能、特に耐
ブリスター性が悪く、塗装劣化が早期に起こる。
この様に亜鉛メツキ面は塗装劣化を起こすことか
ら、自動車の外板には、塗装を施こす外面をメツ
キをしない面として上記の塗装劣化を防止し、内
面を亜鉛系電気メツキ面として鋼板を防錆する片
面亜鉛メツキ鋼板が用いられている。 一方、メツキ面の耐食性をより向上させるため
に、厚メツキが求められる傾向にある。電気メツ
キではメツキ厚みが厚いほど大きな通電量が必要
となる。従つて、連続メツキラインで厚メツキの
鋼板を製造する場合、メツキラインの整流器の電
気容量から、メツキ厚みが厚いほどライン速度を
低下させる必要が生じる。電気メツキ液には電気
的に安定なところから、硫酸水溶液が主として用
いられているが、この様に低速で電気メツキをす
る場合にはメツキしない面（以下非メツキ面又は
鉄面という）がメツキ液中で複雑な酸化物を鉄面
上に形成し茶色や黒褐色に変色する（以下黒変と
いう）。これらの変色は片面亜鉛系電気メツキ鋼
板の非メツキ面の外観を著しく損うのみならず鉄
面のリン酸塩処理性を損い、塗装後の塗装性能を
劣化させる。 従来、この様な問題点を解決するために、 (1) 特開昭53−122631、特開昭53−122632の非メ
ツキ面に合成樹脂シートを被着してメツキ液と
接触をなくす方法。 (2) 特公昭55−46470の非メツキ面を陰極、陽極
と繰り返して通電を行ない非メツキ面を保護す
る方法などがあつた。 前記第(1)の方法は従来メツキラインの大巾な改
造を必要とすること、またメツキラインの各種ロ
ールと接触する合成樹脂シートが破損しやすく、
非メツキ面と合成樹脂シートの気密性を完全に保
つことが難しいなどの問題点があつた。 第(2)の方法は黒変防止に有効と思われるが、鉄
面が陰・陽両極性を受けるため、鉄面の従来あつ
たリン酸塩処理性が良好である表面酸化皮膜層が
変質してリン酸塩処理性を劣化させる。また、各
電解層内の電流分布は電極消耗の不均一や槽内流
速の不均一などで、陰極時にメツキされたメツキ
層が陽極時に陰極時と同じ電気量を流しても均一
に溶解するのは困難であり、メツキ層が一部残存
したり鉄面の溶解があるなど、完全な鉄面の保護
が出来ないなどの問題があつた。 そこで本発明者等は、従来の電気メツキ設備を
そのまま用い、鉄面の変色物質を工業的に容易に
かつメツキ面の損失及び品質を劣化させないで除
去し、鉄面の外観及びリン酸塩処理性能を改善す
ることを試みた。 その結果、鋼板に片面亜鉛系電気メツキを行な
つた後、非メツキ面を硫酸、塩酸、過塩素酸、炭
酸、ホウ酸、硝酸の一種又は二種以上と水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム
の一種または二種以上からなるPH３以上９未満の
水溶液中にて、陽極電流密度5A／ｄm²以上で電
解処理することにより、非メツキ面の黒変を除去
させると同時にリン酸塩処理性が改善できること
を見出した。以下、本発明の各条件について述べ
る。 本発明において極性は陽極性で黒変の電解除去
が可能であり、陰極性では黒変の除去は困難であ
る。 電流密度は5A／ｄm²以上で黒変の除去ができ
るが、５Ａ／ｄm²未満では黒変の除去が困難とな
る。上限については電解電圧の上昇による電力ロ
スを考慮すると200A／ｄm²以下が望ましい。 PHについては、PH９以上では黒変の除去は困難
であり、PH３未満では鋼板の溶解が増加するため
リン酸塩処理性の向上は望めない。そこでPH３以
上９未満の範囲とした。 本発明の黒変除去およびリン酸塩処理性が向上
する理由は、明確でないが次の通りであるとみら
れる。 本発明における鉄面の電解時の電位は、甘汞照
合電極を基準として約1.5V以上となり、鉄面は
過不動態域となる。 過不動態域での電極反応は次の式で示される。 2OH^-→O₂＋2H⁺＋2e ……(1) Fe°→Fe³⁺＋3e ……(2) 2Fe°＋3H₂O→γFe₂O₃＋6H⁺＋6e ……(3) 酸素発生反応式(1)が主反応で、地鉄溶解反応式
(2)と皮膜形成反応式(3)が同時に起こる。 この過不動態域での黒変除去理由は、 (1) わずかな地鉄溶解により黒変皮膜が剥離する
と共に酸素ガス発生によるメカニカル作用によ
つて一層黒変皮膜除去が促進される。 (2) 陽極界面は式(1)により水素イオンが多くなり
PHが低下して黒変皮膜が溶解する。 (3) アニオンの吸着によつて表面張力が低下し、
黒変皮膜がコロイド化されると共に高電位にお
かれ電気歪を受けて黒変皮膜が破壊すること等
によるものとみられ、 以上の反応が個々に、または複合して黒変が除
去される。次にリン酸塩処理性の向上について述
べる。 焼鈍過程などで形成された鋼板表面の酸化皮膜
を酸洗などにより除去した鉄面は、非常に安定し
た酸化皮膜が形成されやすくなり、リン酸塩処理
性が悪くなる。本発明は過不動態域での電解であ
ることから、式(3)の皮膜形成反応が起り、これが
リン酸塩処理時の核となり適正なリン酸塩結晶を
形成させる。 次に本発明の詳細を実施例に基づいて説明す
る。 実施例 １ 第１図は従来技術による片面亜鉛系電気メツキ
装置の設備の設備配置図を示し、アンコイラー１
から捲戻されるストリツプは脱脂槽４で脱脂さ
れ、水洗槽５で水洗され、次に酸洗槽６で酸洗、
水洗槽７で水洗後、電気亜鉛メツキ槽８で片面メ
ツキされ、水洗槽９で水洗、乾燥機１０で乾燥さ
れリコイラー１２で捲取られる。なお図中２，１
１はシヤー、３は溶接機である。このようにし
て、第１図に示す連続電気亜鉛メツキ装置におい
て、帯鋼（巾1200mm、板厚0.8mm）をラインスピ
ード40ｍ／mmで片面に80ｇ／m²メツキしたとこ
ろ、メツキしない鉄面にメツキ槽出口で黒茶色の
変色が生じた。尚、メツキ液はZnSO₄・7H₂Oと
H₂SO₄およびNa₂SO₄を水に溶解したものを使用
している。 第２図は本発明による片面亜鉛系メツキの設備
装置である。従来技術による片面電気亜鉛メツキ
装置の設備配置図、第１図の水洗槽９のあとに電
解槽１３、水洗槽１４が設けられている。 電解槽１３の１例の詳細図を第３図に示す。 電極１５を鉄面に対置させる。１６は押えロー
ル、１７は通電ロールである。 第一表に本発明の実施例および比較例の結果を
示す。メツキ液はZnSO₄・7H₂O200ｇ／、
H₂SO₄25ｇ／、NaSO₄100ｇ／、PH1.0温度60
℃である。 電気処理後の鉄面の外観評価は、◎金属色、○
やや黄色味のある金属色、△黒変が一部残る、×
黒変が残る、とした。 リン酸塩の処理条件は、日本パーカーライシン
グ(株)製の薬剤を用いた。フアインクリーナー4349
の脱脂剤、濃度20ｇ／、処理温度55℃、処理時
間120秒、スプレー脱脂後、水洗したボンデライ
ト3118を用いて遊離酸度0.5〜0.7ポイント、全酸
度14〜15ポイント、促進剤濃度1.5〜2.0ポイント
に調整した液を用い、120秒間のスプレー処理し
た後、リン酸塩結晶の付着量及び結晶粒径を測定
した。 第１表に示すようにＡは一般冷延鋼板のリン酸
塩処理性を示し、この数値になれば適正と言え
る。Ｂは従来の片面メツキ鋼板の鉄面のリン酸塩
処理性を示し、Ａと比較して著しく劣つている。
酸類及びPHが３未満の比較例Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは外
観は改善されるがリン酸塩処理性は悪い。極性が
陰極である比較例Ｇ、Ｈは黒変がとれない。比較
例Ｐは電流密度が低く比較例ＱはPHが高く外観、
リン酸塩処理性とも悪い。 本発明例Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏは比較例
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｐ、Ｑに比較し良
好な外観とリン酸塩処理性を示している。 実施例 ２ 第２図に示す片面亜鉛系電気メツキ鋼板の製造
設備において、メツキ浴組成として、ZnSO₄・
7H₂O 200ｇ／、H₂SO₄ 10ｇ／、Na₂SO₄
100ｇ／、NiSO₄・6H₂O 160ｇ／、FeSO₄・
7H₂O 60ｇ／、Cr（SO₄）₃ 20ｇ／の硫酸性水
溶液でPH1.8、温度60℃のメツキ浴を用いた。 電解処理後の鉄面の評価およびリン酸塩処理条
件、評価基準は実施例１と同様である。 本発明例Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、鉄面の外観および
リン酸塩処理性が優れている。

【表】

【表】

【表】 次に本発明の利点を述べる。 (1) PHが比較的高いためメツキ面の溶出が著しく
小さく、亜鉛面の損失及び性能劣化がない。 (2) 鉄面の溶出が著しく小さく、電解液の劣化が
少ない。 (3) メツキ面、鉄の溶液が少ない事から、陰極で
ある電極材への電析が少ない。 (4) 酸洗に見られる酸洗後の黄変現象がない。 (5) リン酸イオンを含む中性塩は、緩衝作用が強
く、電解によるPH変化が少ない。 (6) 電解による有毒ガスの発生がない。 本発明は硫酸酸性水溶液を用いる亜鉛系合金片
面電気メツキ鋼板、例えばZn−Ni系、Zn−Ni−
Co系、Zn−Fe系、Zn−Ni−Fe系、Zn−Ni−Fe
−Cr系、Zn−Mn系、Zn−Mg系、Zn−Bi系など
の非メツキ面へも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は通常の片面電気メツキ装置の設備配置
図、第２図及び第３図は本発明実施例装置の設備
配置図である。 １……アンコイラー、２……シヤー、３……溶
接機、４……脱脂槽、５……水洗槽、６……酸洗
槽、７……水洗槽、８……電気メツキ槽、９……
水洗槽、１０……乾燥機、１１……シヤー、１２
……リコイラー、１３……電解槽、１４……水洗
槽、１５……電極、１６……押えロール、１７…
…通電ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼板に片面亜鉛系電気メツキを行なつた後、
   非メツキ面を硫酸、塩酸、過塩素酸、炭酸、ホウ
   酸、硝酸の一種又は二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の一種
   または二種以上からなるPH３以上９未満の水溶液
   中にて、陽極電流密度5A／ｄm²以上で電解処理
   を行ない非メツキ面の黒変を除去することを特徴
   とする片面亜鉛系電気メツキ鋼板の非メツキ面の
   後処理方法。