JPH04110496A - 亜鉛系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） 本発明は亜鉛系めっき鋼ＩＫの製造方法に係り、特に車
体用鋼板、家電用鋼板として好適な、外面側は化成処理
性と塗装変性能に優れ、内面側は面Ｉ食性に優れた亜鉛
系めっき鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 亜鉛系めっき鋼板は、冷延鋼板の加工性を損なわずに高
耐食性か実現でき、かつ量産化できるため、自動車２家
電、建材なと従来冷延鋼板か使用されていた幅広い分野
に用途か拡大されつつある。

近年では、寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の散
布塩に対する自動車の防錆対策として、Ｚｎ−ＮｉやＺ
ｎ−Ｆｅなとの電気合金めつき鋼板や、加工性、溶接性
の優れた合金化溶融めっき鋼板か開発され、自動車車体
の防錆鋼板としての適用か拡大している。

自動車車体の防錆鋼板として要求される特性は数多いか
、その中て化成処理性（燐酸塩処理）と燐酸塩化成処理
時に生成する・燐酸塩結晶はホパイｈ　（Ｚｎ３（ＰＯ
４）２４Ｈ□０）てあり、このホパイトは冷延ｔ４ｉ１
１　仮Ｊ二に生成するフ」−スフオフイライト（Ｚ　ｎ
　２Ｆ　６（ＰＯ，）２４Ｈ□０）に比較して耐アルカ
リ性か劣るため、亜鉛系めっき鋼板の耐水密着性や塗装
後耐食性なとの塗装変性能は不安定である。またホパイ
ト結品は不均一かつ大きくなりやすいことも塗装後性能
に悪影響を及はしている。

（発明か解決しようとする課題） 従来この問題を解決するために、例えは特開昭５８−１
．　］、　７９５号公報に記載の如＜、Ｚｎ−Ｎｉ合金
めっき上にＦｅ−Ｚｎ合金めっきを施したり、特開昭５
９２１１５９２号公報に記載の如く、亜鉛系めっき」二
にＦｅ−Ｐ合金めっきを施した２層めっきによる技術か
開示されている。

これらの技術は、亜鉛系めっき上にＦｅリッチの上層め
っきを施すことにより、冷延鋼板と同じく化成処理皮膜
としてフ十スフオフイライトを生成せしめ、結果的に塗
装後性能を向上せしめようとしたものである。

しかしこれらの方法では、」二層のＦｅリッチめっき層
か下層の亜鉛系めっき層に比較して電位的に貴であるた
め、上下層のめっき間で局部電池腐食を生しやすい、あ
るいは」二層めっき専用の設備か必要であり、かつ上層
めっきの組成、付着量の制ｉ卸か慣（シいなどの問題点
かある。

また特開昭６３　４５３８３号公報ては、亜鉛系電気め
っきに陽極電解処理を施すことて化成処理性を向上させ
る方法か開示されている。しかしこの方法たけては化成
処理性か不十分てあり、かつ電気量力筒ＱＣ／ｄｍ２以
上と大きいため、黒ずんたり黒筋か発生ずるなと陽極電
解処理後の外観に問題かある。

本発明は」１記従来技術の問題点を解決し、外面側は化
成処理性と塗装後性能に優れ、内面側は耐食性に優れた
亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、ます化成処理反応に関わる亜鉛系めっき
の最表面の状態と化成処理性の関係について検刺したと
ころ、化成結晶の不均一性やスケの発生は、最表面に付
着したクロメート皮膜に依存することかわかった。

通常車体用鋼板、家電用鋼板の外面側は、面１食性か重
要視されるため、めっき後クロメート処理等の後処理を
施すことか一般的である。しかしり四メート処理を施す
際に、化成処理性を重視する非クロメ−Ｉ・面にもクロ
メ−Ｉ・液が付着し、化成処理性を悪化させる。

そこで非クロメート面に付着したクロメート皮膜を除去
してやれは化成結晶は均一・になると推定し、この方法
について鋭意検ｔｊシたところ、燐酸第一塩と燐酸第二
塩のモル比が２対１〜１力１５の電解液中で、軽度の電
解剥離を行なうことか工業的に最良の方法であることを
見出した。以上のことにより均一かつ微細な結晶か得ら
れ、化成結晶のミクロ的な凹凸により塗装後性能も著し
く向上することを見出した。

本発明はこれら知見に基つくものてあり、その要旨とす
るところは次のとおりである。

（１）　　両面に亜鉛系めっきを施した鋼板の片面にク
ロメート皮膜を形成させ、次いで非クロメート面を・燐
酸第一塩と・燐酸第二塩のモル比が２対１〜］対５の電
解液中で電気量］〜１．ＯＣ／ｄｍ２の陽極電解処理を
行うことを特徴とする亜鉛系めっき鋼板の製造方法 （２）上記の電解液か全燐酸濃度１〜３モル／１２であ
る亜鉛系めっき鋼板の製造方法 である。

（作　用） 本発明で対象どなる亜鉛系めっき鋼板とは、亜鉛めっき
もしくは亜鉛を主成分どする合金めっきや複合めっきを
指す。めっき方法は特に制約されないか、素材か鋼板な
ので高速大量生産に適した電気めっき、溶融めっきか有
利である。具体的には、電気亜鉛めっきや、Ｚｎ−Ｎｉ
、　Ｚｎ−Ｆｅ、　ＺｎＣｒ、　　Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｏ、
　　Ｚｎ−Ｎｉ−Ｆｅ、　　Ｚｎ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒな
との合金電気めっきや、これらに５ｉＯ７，ＴｉＯ２八
１２０，１なとの酸化物微粒子、　ＢａＣｒＯ４なとの
難溶性クロム酸化合物や高分子化合物などを含有させた
複合電気めっき、あるいは溶融亜鉛めっき２合金化溶融
亜鉛めっき、溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっきなどである。

めっき付着量やめっき生成は、特に制約されるものては
ない。鋼板にこれらの亜鉛系めっきを施した後、本発明
の処理を行なうことにより、外面は化成処理性と塗装後
性能に優れ、内面側は耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板
か得られる。この場合、亜鉛系めっきを施した後、連続
的に本発明の処理を行なうと効率的であるか、設備」二
これか困難な場合には、亜鉛系ぬっきと本発明の処理を
連続的に行なわなくても差し支えなく、またこのように
しても本発明の効果か変わるものではない。

まず第１の発明は、めっき面の片面にクロメート処理を
施し、非クロメート面を陽極として燐酸第一塩と燐酸第
二塩のモル比が２対１．−１ｔｔ５の電解液中て、電気
量１〜ＩＯＣ／ｄｍ″の陽極電解剥離１１を行なうこと
を特徴とする。

本発明においては、非クロメート面を陽極とすする電解
剥離て化成処理性の改善か可能である。

非クロメート面を陰極どする電解還元処理では、化成処
理性を阻害するクロメート皮膜の除去か不十分てあり、
不純物として金属イオンか存在すると、それか析出する
ためクロメート皮膜の除去は一層困難なものとなり、化
成処理性を改善することはてきない。

電解液のモル比については、燐酸第−塩１モルに対し燐
酸第二塩０．５モル未満ては、めっき層にワＩノか生じ
たりめっき面か黒変して塗装後性能か低下する。燐酸第
−塩１モルに対し燐酸第二塩５モル超ては、化成処理性
の改善効果か不十分てあり、電解液も不安定になる。

電気量については、ＬＣ／ｄｍ２未満ては化成処理性の
改善効果か不十分てあり、ＩＯＣ／ｄｍ’超ではめっき
面に黒筋や黒点を生じる懸念があり、めっき層そのもの
の溶解量も大きくなるので不利である。

電流密度については特に制約されず、電気量と通板条件
や設備条件に依存するたけであるか、生産性の点から０
．１Ａ／ｄｍ２以」−１電解電圧の」二昇による電力ロ
スや良好な外観を保持する点を考慮すると１．００Ａ／
ｄｍ２以下か好ましい。

第２の発明は、電解液の全燐酸濃度か１〜３モル／ｌで
あることを特徴とする。陽極電解剥離に用いる電解液と
しては、Ｎａ、、　Ｋ、　Ｉ、ｉ、　Ｍｇ、　Ｃａなと
の燐酸塩、硫酸塩、塩化物とするものか好ましい。

１モル／１未満ては化成処理性の改善効果か不十分てあ
り、２モル／１２超では沈澱の懸念を生じる。

また電解液の電導間を上げるために、硫酸す１〜リウム
や硫酸アンモニウムなとの強電解質塩を添加してもよい
か、化成処理性の改善効果を十分得るためには、・燐酸
イオン以外のアニオン濃度は全燐酸濃度の１／２当量以
下とするのか望ましい。電解液の温度は特に制約されな
いか、常温から６０°Ｃの間て選択てきる。

陽極電解剥離は水平式、縦型式、ラジアルセルなと周知
のいずれの方式で行なってもよい。

本発明は特に自動車車体の内面防錆側を亜鉛系めっき／
クロメー）・／有機皮膜という構成の有機複合めっきと
し、外面防錆側を亜鉛系めっきとする自動車車体用両面
防錆鋼板の後処理として極めて有効である。

（実施例） 以下本発明の実施例について述へる。

実施例−１ 既存電気めっきラインで０．８ｍｍ厚Ｘ１２］、９ｍｍ
幅の冷延鋼板の両面に、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきを施した
。

めっき浴としては、硫酸塩浴を用い、めっき液流速は１
００ｍ／ｍｉｎ　、付着量は片面２０ｇ／ｒｒｆ、Ｎｉ
組成は９〜１３％、電流密度は５０Ａ／ｄｍ’　とした
。

片面に電解クロメート皮膜を４０〜５０ｍｇ／ｒｒｆ形
成させ、水洗乾燥後クロメート皮膜上にエポキシ樹肥を
０７〜１．０μｍ塗布した。焼付、冷却後、連続的に陽
極電解剥離と水洗下での研削処理を行ない、最後に水洗
乾燥を行なった。

こうして得た試験片について化成処理性、塗装後性能、
塗装外観及び電解クロメート面の耐食性を評価した。さ
らに電解液の安定性についても評価した。

第１表にめっき後の後処理条件と評価結果をまとめて示
す。なお、評価基準は以下の通りである。

Ａ　化成処理性 浸漬型燐酸塩処理（処理時間２分）を行ない、燐酸塩皮
膜を評価した。

緻　密（１０μｒｎ以下）、スケ無し　◎密　　（１５
μｍ以下）、スケ無し　○やや粗く２５μｍ以下〉、ス
ケ無し　△粗　　（２５μｍ超）　、スケ有り　×Ｂ、
塗装塗装化 性能処理後、カチオン電着塗装２０μｍ（パワー１〜ツ
ブＵ　１００、日本ペイント製）、中型、上塗各３０μ
ｍ（ともにメラミンアルキド系塗料、関西ペイン）・製
）の３コー］・塗装を行ない、以下の試験に供した。

（１）耐水密着性 ４０°Ｃの蒸留水中に２４０時間浸漬後、２ｍｍ基盤回
テストを行ない、塗膜残存率（％）により評価した。

１００　　％　　、　◎ ９５％以上　　　０ ９０％以上　・　△ ９０％未満　　　× （２）塗装後耐食性 素地に達するクロスカッ１へ疵を入れ、下記のサイクル
腐食試験を５０ザイクル行ない、クロスカッ］・部のふ
くれ幅を評価した。

サイクル腐食試験 塩水噴霧（ＪＩＳ　Ｚ　２３７＋、）　　　：　２時間
湿　　潤（６０°Ｃ，Ｒ８９５％）　　２時間乾　　燥
（６０°Ｃ，Ｒ８４０％）　　４時間計価 ３ｍｍ以下　、　◎ ５ｍｍ以下　・　０ ７ｍｍ以下　　　　△ ７ｍｍ超　　　　　× Ｃめっき外観 目視によるめっき面の外観を評価した。

Ｄ、電解クロメート面の耐食性 塩水噴霧試験（Ｊ［Ｓ　Ｚ　２３７１）を行ない、白錆
発生までの時間を測定した。

Ｅ　電解液の安定性 電解液建浴後０°Ｃて２４時間保管した後、沈澱の存無
を目視観察した。

第１表で、比較例１−３１は極性か（−）であり、化成
処理性、塗装後性能か不良である。比較例１−２８　は
電解液の全・埼酸濃度か、比較例１１■ ２９、３０は電解液のモル比が、比較例］、　−３２，
３３は電解時の電気量かそれぞれ適正範囲を外れている
ので、化成処理性、′塗装後性能か不十分である。

これらの比較例に刻して本発明例１−１〜２７は、化成
処理性、塗装後性能ともに良好である。

実施例−２ 種々の亜鉛系めっき鋼板に対して本発明の処理を施し、
実施例−１と同様の評価を行なった。第２表にこの結果
をまとめて示す。

本発明例２−１〜９と比較例２−１３〜２１は電気亜鉛
系めっきてあり、付着量は２０ｇ／ｎｉである。

本発明例　２−１Ｏ〜１２と比較例２−２２〜２１１は
溶融亜鉛系めっきてあり、付着量は４５ｇ／醒である。

比較例２−１４．　１．５．１９は極性か（−）てあり
、陽極電解剥離になっていないため、化成処理性塗装後
性能か不良である。比較例２１．３．１６〜１８２０〜
２４は陽極剥離の電解液もしくは電解条件か適正範囲を
外れているのて化成処理性、塗装後性能か不十分である
。

これらの比較例に対して、本発明例２−１〜１２は、化
成処理・ｉ生、塗装後・性能ともに良好である。

（発明の効果） 以上述べたように本発明の製造方法によれば、片面は化
成処理性と塗装後件能に優れ、他の片面は耐食性に優れ
た亜鉛系めっき鋼板か得られ、車体用鋼板、家電用鋼板
の製造方法として好適である。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 自発手続補正書 平成２年１０月３日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両面に亜鉛系めっきを施した鋼板の片面にクロメ
   ート皮膜を形成させ、次いで非クロメート面を燐酸第一
   塩と燐酸第二塩のモル比が２対１〜１対５の電解液中で
   電気量１〜１０Ｃ／ｄｍ＾２の陽極電解処理を行うこと
   を特徴とする亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
2. （２）電解液が全燐酸濃度１〜３モル／ｌである請求項
   （１）記載の亜鉛系めっき鋼板の製造方法。