JPH0474887A - 外観の優れた電気亜鉛めつき鋼板の製造方法 - Google Patents

外観の優れた電気亜鉛めつき鋼板の製造方法

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JPH0474887A
JPH0474887A JP18590990A JP18590990A JPH0474887A JP H0474887 A JPH0474887 A JP H0474887A JP 18590990 A JP18590990 A JP 18590990A JP 18590990 A JP18590990 A JP 18590990A JP H0474887 A JPH0474887 A JP H0474887A
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JP
Japan
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layer
sulfate
plating
electrogalvanized
electrogalvanizing
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JP18590990A
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English (en)
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Tsutomu Watanabe
勉 渡辺
Masaru Sagiyama
勝 鷺山
Masaki Kawabe
正樹 川辺
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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〕 この発明は、外観特に明度のすぐれた電気亜鉛めっき鋼
板の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
電気亜鉛めっき鋼板は、ストリップ状の鋼板を、電気亜
鉛めつき槽内の酸性電気亜鉛めっき浴中を連続的に移動
させ、電気亜鉛めっき槽内に配置された陽極板と移動中
の鋼板との間に、電気亜鉛めっき浴を通じて、鋼板を電
気亜鉛めっきすることにより製造される。
上述した電気亜鉛めっき浴としては、主に、硫酸を生成
分とする硫酸めっき浴、硫酸亜鉛と塩化亜鉛とを主成分
とする混合めっき浴、及び、塩化亜鉛を主成分とする塩
化めっき浴か使用されている。
ところで、近年、生産性の向上を図るために、高電流密
度による電気亜鉛めっきが、盛んに行われるようになっ
てきた。このような、高電流密度による電気亜鉛めっき
において、陽極板として自溶性の亜鉛陽極を使用すると
、陽極板の消耗か激しいために、その交換を頻繁に行わ
なければならない問題が生ずる。このために、陽極板と
して、殆ど交換の必要がない不溶性陽極が使用されてい
る。
このような不溶性陽極により電気亜鉛めっきを行うに際
し、電気亜鉛めっき浴として、硫酸亜鉛と塩化亜鉛とを
主成分とする混合めっき浴、または、塩化亜鉛を主成分
とする塩化めっき浴を使用すると、不溶性陽極から、有
害な塩素ガスが多量に発生する。従って、不溶性陽極に
より電気めっきを行う場合には、電気亜鉛めっき浴とし
て、硫酸亜鉛を主成分とする硫酸めっき浴が使用されて
いる。
硫酸めっき浴は、上述した混合めっき浴およびび塩化め
っき浴よりも、電気型導度が低い。このために、硫酸め
っき浴を使用する場合には、従来から、めっき浴に電導
度補助剤を添加することか行われている。このような電
導度補助剤は、めっき浴の電導度を高め、めっき電圧の
低下に寄与する。従って、電導度補助剤の添加により、
省電力化を図ることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
電導度補助剤が添加された硫酸めっき浴を使用し、特に
60^/di”以上の高電流密度で、鋼板に電気亜鉛め
っきを施すと、めっき鋼板の外観が若干黒みを帯びる。
その原因は、次の通りである。
即ち、硫酸めっき浴中に電導度補助剤を添加すると、め
っき浴の粘性係数が増大し、そして、陰極面における電
気泳動に関与して、限界電流密度に影響を及ぼし、限界
電流が低下する。このような、限界電流の低下は、めっ
き結晶の配向性に影響を及ぼす。即ち、低過電圧で析出
しやすい平滑な(OOO2)面を減少させ、ピラミッド
状の(1)EI!O)及び(IOTI)面を強く配向さ
せる。この結果、めっき結晶の凹凸が激しくなる。
めっき層の外観は、めっき結晶に影響され、めっき結晶
に凹凸があると、光を吸収しゃすくなるために、めっき
層の明度が低下する。
従って、電導度補助剤が添加された硫酸めっき浴を使用
し、高電流密度で鋼板に電気亜鉛めっきを施すと、めっ
き結晶に激しい凹凸が生じて、めっき層の明度が、L、
a、b表色系の明度指数り値で70〜80程度に低下す
る。
自動車用鋼板、家庭電気製品用鋼板などの、その表面に
塗装を施す電気亜鉛めっき鋼板の場合、または、塗装を
施さなくても、見えない部分に使用されるような外観が
問題にならない電気亜鉛めっき鋼板の場合には、上述し
たようにめっき層の明度が低くても、殆ど問題はない。
しかしながら、近年、需要が増大してきた、家庭電気製
品などの、見える部分に使用される、クロメート処理に
よって耐指紋性および耐食性に優れた特性が付与された
、その表面に塗装を施さない電気亜鉛めっき鋼板の場合
には、上述したようなめっき層の明度の低下は、重大な
製品欠陥になる。
電気亜鉛めっき鋼板の外観を改善する方法として、例え
ば、特開昭64−52099号公報には、電気亜鉛めっ
きが施された鋼板に対し調質圧延を施すことからなる方
法が開示されている。しかしながら、この方法の場合に
は、調質圧延によって、電気亜鉛めっき鋼板の材質か劣
化する問題か生ずる。
また、特開昭63−14890号公報には、電気亜鉛め
っき浴中に有機添加剤を添加し、このようなめっき浴に
よって、鋼板に電気亜鉛めっきを施すことかなる方法が
開示されている。しかしなから、この方法の場合には、
有機添加剤の濃度の連続管理が困難であり、且つ、不溶
性電極の寿命に悪影響を及ぼす問題が生ずる。
更に、上述した先行技術は、いずれも、めっき層の明度
の改善を目的にしたものではない。
従って、この発明の目的は、鋼板の表面上に、高電流密
度で電気亜鉛めっきを施しても、めっき層の明度が低下
することのない外観の優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造
方法を提供することにある。
〔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、硫酸亜鉛を主成分とし、電導度補助剤
を含有する酸性亜鉛電気めっき浴中において、鋼板の表
面上に、下層としての電気亜鉛めっき層を形成し、次い
で、硫酸亜鉛または硫酸亜鉛と硫酸アルミニウムとを主
成分とし、電導度補助剤を含有しない、別の酸性亜鉛電
気めっき浴中において、下層としての電気亜鉛めっき層
の上に、上層としての電気亜鉛めっき層を形成すれば、
外観特に明度のすぐれた電気亜鉛めっき鋼板を製造し得
ることを知見した。
この発明は、上述した知見に基いてなされたものであっ
て、硫酸亜鉛を主成分とし、電導度補助剤として、硫酸
ソーダ、硫酸アンモニウムおよび硫酸カリウムの少なく
とも1つを含有する酸性電気亜鉛めっき浴中において、
60A/d02以上の高電流密度により、鋼板の表面上
に、下層としての電気亜鉛めっき層を形成し、次いで、
硫酸亜鉛、または、硫酸亜鉛と硫酸アルミニウムとを主
成分とする、別の酸性電気亜鉛めっき浴中において、5
oA/d02以上の高電流密度により、下層としての電
気亜鉛めっき層の上に、l g/m2以上のめっき量を
育する、上層としての電気亜鉛めっき層を形成すること
に特徴を有するものである。
下層としての電気亜鉛めっき層のためのめっき浴として
は、硫酸亜鉛(ZnSo、・7H20)に、電導度補助
剤として、硫酸ソーダ(NaiSot) 、硫酸カリウ
ム(K2SO,) 、および、硫酸アンモニウム((N
H4)、SO,)の少なくとも1つを含有するめっき浴
を使用する。このような電導度補助剤は、めっき浴の電
導度を高め、めっき電圧の低下に寄与する。硫酸ソーダ
の含有量は、20〜100g/j2、硫酸アンモニウム
の含有量は、10〜60g/l、そして、硫酸カリウム
の含有量は、10〜70g/lであることが好ましい。
上層としての電気亜鉛めっき層のためのめっき浴として
は、硫酸亜鉛または硫酸亜鉛と硫酸アルミニウムとを主
成分とする酸性電気亜鉛めっき浴を使用する。このよう
な酸性電気亜鉛めっき浴によって電気メツキを行うとう
と、臨界電流の上昇に伴い、高電流密度域においても、
平滑な(0002)面を強く配向させる。従って、明度
の高い(L値・83以上)白色を帯びた外観が得られる
硫酸亜鉛と硫酸アルミニウムとを主成分とするめっき浴
によってめっきを行うと、めっき面の光沢度を上昇させ
ることができる。その理由は、次の通りである。即ち、
硫酸アルミニウムは、めっき時に、陰極界面でのphを
約6まで上昇させるが、そのときに、めっき層の表面に
水酸化アルミニウムの皮膜が形成される。これにより、
めっき結晶が微細化して、めっき面の光沢度を上昇させ
るものと思われる。
硫酸アルミニウムの含有量は、10から150g/lの
範囲ないに限定すべきである。硫酸アルミニウムの含有
量が10g/j7未満では、光沢度の上昇効果が少なく
、一方、150g//を超えると、めっきやけを生じ、
電導度が低下する。
めっき層を形成する際のめっき電流密度は、50^/d
i’以上であることが必要である。めっき重密度が50
^/dm”未満では、低過電圧のために、結晶が緻密に
ならず、明度を高めることができない。
上層としての電気亜鉛めっき層のめっき量は、I g/
ln”以上であることを必要とする。メツキ量がI g
/ln’未満では、下層を充分に被覆することかできず
、従って、明度を高めることができない。
上層としての電気亜鉛めっき層を形成するためのめっき
浴は、前述したように、硫酸亜鉛と塩化亜鉛とを主成分
とする酸性電気亜鉛めっき浴である。従って、自溶性の
亜鉛陽極を使用せざるを得ない。このために、陽極の交
換作業が必要になるので、上層の形成は、最終のめっき
槽で行うことが好ましい。
次に、この発明を、実施例にもとずいて説明する。
〔実施例1〕 10基の水平型めっき槽からなる水平型連続電気めっき
装置により、以下に述べるようにして、鋼板の表面に、
電気亜鉛めっきを施し、本発明の供試体Nα1−16を
調製した。
Nα1〜9めっき槽 めっき浴 硫酸亜鉛(ZnSO5・7H2)・・・・450g/l
硫酸ソーダ(Na2SO+)・−−・−・−70g/1
2閘極 不溶性陽極 1めっき槽当たり2本 長さ 1m/1本 Na10めっき槽 めっき浴 硫酸亜鉛(ZIISO,・7H20) ・−−−−45
0g#陽極 自溶性亜鉛陽極      2本 長さ 1m/1本 このようにして形成されためっき層の、L、 a、 b
表色系の明度指数りを、多光源分光測色計(スガ試験機
株式会社製MSC−IS−2B>を使用して測定し、そ
して、その光沢度(JIS Z8741 Gs(45)
)をデジル変角光度計(スガ試験機株式会社製VGV5
K)を使用して測定した。
第1表に、各供試体のめっき条件、明度指数および光沢
度を示す。
〔実施例2〕 Nα10めっき槽のめっき浴の成分を、下記のようにな
したほかは、実施例Jと同し方法により鋼板の表面に電
気亜鉛めっきを施し、本発明供試体Nα17〜32を調
製した。
硫酸亜鉛(ZnSO,−78,0) −−−−−450
gel硫酸アルミニウム(A l z(SO<)s  
・14−18H,O)60g/l 第2表に、各供試体のめっき条件、明度指数および光沢
度を示す。
〔比較例〕
実施例と同じめっき装置を使用し、以下に述べるように
して、鋼板の表面に電気亜鉛めっきを施し、比較用供試
体N(L l〜16を調製した。
Nα1〜10めっき槽 めっき浴 硫酸亜鉛(ZnS04・7H70)・・・・・450g
/l硫酸ソーダ(Na2SO+)・・・・・・・70g
/l陽極 不溶性陽極  1めっき槽当たり2本 長さ  1m/1本 このようにして形成されためっき層の、L、 a、 b
表色系の明度指数りを、多光源分光測色計(スガ試験機
株式会社製(MSC−Is−28)を使用して測定しそ
して、その光沢度CJIS Z8741 Gs(45)
)をデジル変角光度計(スガ試験機株式会社製VGV5
K)を使用して測定した。第3表に、各供試体のめっき
条件および明度指数を示す。
第3表から明らかなように、比較用供試体のめっき層の
明度は、70〜80で低(、その外観は、黒みを帯びて
いた。これに対し、第1表および第2表から明らかなよ
うに、本発明供試体のめっき層の明度は、85以上で高
く、美麗なめっき面が得られた。また、第2表から明ら
かなように、上層としてのめっき層の形成に、硫酸亜鉛
と硫酸アルミニウムとからなるめっき浴を使用した本発
明供試体N1)17〜32の光沢度は、36〜48で極
めて優れていた。
〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によれば、鋼板の表面上に
、高電流密度で電気亜鉛めっきを施しても、めっき層の
明度が低下することのない外観の優れた電気亜鉛めっき
鋼板を製造することができる工業上優れた効果がもたら
される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)硫酸亜鉛を主成分とし、電導度補助剤として、硫
    酸ソーダ、硫酸アンモニウムおよび硫酸カリウムの少な
    くとも1つを含有する酸性電気亜鉛めっき浴中において
    、60A/dm^2以上の高電流密度により、鋼板の表
    面上に、下層としての電気亜鉛めっき層を形成し、次い
    で、硫酸亜鉛を主成分とする、別の混合酸性電気亜鉛め
    っき浴中において、50A/dm^2以上の高電流密度
    により、下層としての電気亜鉛めっき層の上に、1g/
    m^2以上のめっき量を有する、上層としての電気亜鉛
    めつき層を形成することを特徴とする、外観の優れた電
    気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
  2. (2)硫酸亜鉛を主成分とし、電導度補助剤として、硫
    酸ソーダ、硫酸アンモニウムおよび硫酸カリウムの少な
    くとも1つを含有する酸性電気亜鉛めっき浴中において
    、60A/dm^2以上の高電流密度により、鋼板の表
    面上に、下層としての電気亜鉛めっき層を形成し、次い
    で、硫酸亜鉛と、そして、10〜150g/lの硫酸ア
    ルミニウムとを含有する、別の酸性電気亜鉛めっき浴中
    において、50A/dm^2以上の高電流密度により、
    下層としての電気亜鉛めっき層の上に、1g/m^2以
    上のめっき量を有する、上層としての電気亜鉛めつき層
    を形成することを特徴とする、外観の優れた電気亜鉛め
    っき鋼板の製造方法。
  3. (3)前記電導度補助剤としての、前記硫酸ソーダの含
    有量が、20〜100g/lであり、前記硫酸アンモニ
    ウムの含有量が、10〜60g/lであり、そして、前
    記カリウムの含有量が、10〜70g/lである、請求
    項1または2記載の方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08260189A (ja) * 1995-03-22 1996-10-08 Nippon Steel Corp リン酸塩処理後の均一外観性に優れた電気亜鉛めっき鋼板
JP2001115295A (ja) * 1996-07-04 2001-04-24 Kobe Steel Ltd 電気亜鉛系めっき鋼板およびその製法
JP2006316329A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Nippon Steel Corp 白色度の高い有機皮膜鋼板の製造方法
KR101133102B1 (ko) * 2009-11-17 2012-04-02 주식회사 포스코 황산욕 아연전기도금강판용 도금액
JP2021059779A (ja) * 2019-10-08 2021-04-15 Jfeスチール株式会社 電気亜鉛めっき鋼板および電気亜鉛めっき鋼板の製造方法

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