JPH06158390A - 塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents

塗装仕上がり性に優れた複層めっき鋼板及びその製造方法

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JPH06158390A
JPH06158390A JP32048992A JP32048992A JPH06158390A JP H06158390 A JPH06158390 A JP H06158390A JP 32048992 A JP32048992 A JP 32048992A JP 32048992 A JP32048992 A JP 32048992A JP H06158390 A JPH06158390 A JP H06158390A
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晃 平谷
Masaki Abe
雅樹 阿部
Masaru Sagiyama
勝 鷺山
Shigeru Chikada
滋 近田
Kiyoshige Mase
清芝 間瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】優れた塗装仕上がり性を得ることができる複層
めっき鋼板及びその製造方法を提供することにある。 【構成】少なくとも鋼板の一方の表面上に下層としての
亜鉛系めっき層を形成して亜鉛系めっき鋼板を作製し、
亜鉛系めっき層の上に上層としての鉄−亜鉛合金電気め
っき層を形成して複層めっき鋼板を製造するにあたり、
上層としての鉄−亜鉛合金電気めっき層は、めっき浴中
の亜鉛イオン濃度が1.5g/l以上、めっき浴のpH
が0.5〜2.0、電流密度が10〜200A/d
2 、及び相対流速が2m/s以上の範囲の条件で形成
され、上層めっき形成直後にその表面を強制洗浄する。
これにより上層めっき中及び表面に存在する酸化亜鉛、
水酸化亜鉛の付着量が亜鉛に換算して100mg/m2
以下である複層めっき鋼板が製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗装仕上がり性に優れ
た複層めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用鋼板としては、従来より優れた
防食性を有する亜鉛系めっき鋼板が用いられているが、
近時、塗装適合性(耐クレータリング性)、プレス成型
性等を改善するために、亜鉛系めっきの上に鉄−亜鉛系
などの上層めっきを行っている(特開昭63−1432
93号公報など)。
【0003】しかし、この上層めっきは、一般に亜鉛の
析出限界電流密度近くでめっきを行っているために、酸
化亜鉛、水酸化亜鉛がめっき中に析出する可能性があ
る。この酸化亜鉛、水酸化亜鉛は、上層めっき中のめっ
き液の流れ方向(鋼板の進行方向)に添ってすじ状に析
出する。このようにして析出した酸化亜鉛、水酸化亜鉛
は、電気抵抗が高いために、これらが上層めっき中又は
めっき表面に存在すると、場所により電気抵抗が異なる
結果となる。このような電気抵抗の不均一は、塗装前処
理であるリン酸塩処理を行った後も完全には解消されな
いため、これによって電着塗装時に電流分布が不均一と
なる。その結果、塗膜の膜厚が不均一となりすじ状のむ
らが発生する。このようなすじ状のむらは電着塗装表面
の約1mm 程度ピッチの凹凸であり、外観上の欠陥とな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、複層めっ
き鋼板の上層めっき中又はめっき表面に酸化亜鉛、水酸
化亜鉛が析出した場合には、塗装仕上がり性に劣る可能
性がある。しかし、従来はこのような観点から塗装仕上
がり性を検討した例はなく、安定して優れた塗装仕上が
り性を得るには至っていない。
【0005】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、酸化亜鉛、水酸化亜鉛の析出に
よるすじ状のむらの発生を抑制し、優れた塗装仕上がり
性を得ることができる複層めっき鋼板及びその製造方法
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、第1
に、少なくとも鋼板の一方の表面上に下層としての亜鉛
系めっき層が形成された亜鉛めっき系鋼板と、前記下層
としての亜鉛系めっき層の上に形成された上層としての
鉄−亜鉛合金電気めっき層とを具備する複層めっき鋼板
にであって、上層めっき中及びめっき表面に存在する酸
化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量が亜鉛に換算して100m
g/m2 以下であることを特徴とする塗装仕上がり性に
優れた複層めっき鋼板を提供する。
【0007】第2に、少なくとも鋼板の一方の表面上に
下層としての亜鉛系めっき層を形成して亜鉛系めっき鋼
板を作製し、前記下層としての亜鉛系めっき層の上に上
層としての鉄−亜鉛合金電気めっき層を形成する複層め
っき鋼板の製造方法にであって、前記上層としての鉄−
亜鉛合金電気めっき層は、めっき浴中の亜鉛イオン濃度
が1.5g/l以上、めっき浴のpHが0.5〜2.
0、電流密度が10〜200A/dm2 、及びめっき原
板の走行速度とめっき液噴出速度との和が2m/s以上
の範囲の条件で形成され、上層めっき形成直後に上層め
っき表面を強制洗浄することを特徴とする塗装仕上がり
性に優れた複層めっき鋼板の製造方法を提供する。
【0008】本願発明者らは、上層めっき中又はめっき
表面に付着した酸化亜鉛、水酸化亜鉛が塗装仕上がり性
に及ぼす影響について検討した結果、これらの量が亜鉛
に換算して100mg/m2 以下であればすじ状のむら
がない優れた塗装仕上がりが得られることを見出した。
さらに、このような複層めっき鋼板は、めっき浴中の亜
鉛イオン濃度、めっき浴のpH、電流密度、及びめっき
原板の走行速度とめっき液噴出速度との和を特定条件に
規定し、かつ上層めっき形成直後に上層めっき表面を強
制洗浄することにより得られることをも見出した。すな
わち、鉄−亜鉛合金電気めっきを行う過程では、亜鉛イ
オンは鋼板界面での水素発生によるpH上昇により、界
面で一旦、水酸化亜鉛を生成し、この水酸化亜鉛を介し
て金属となる。ある条件域では、水酸化亜鉛の生成によ
るpH緩衝作用のため、界面のpHはそれ以上に上昇し
ないが、めっき条件が厳しくなると、界面でのpHが更
に上昇し、生成した水酸化亜鉛がより安定となるため、
金属への還元が十分に起こらず、めっき中に酸化亜鉛、
水酸化亜鉛が析出すると考えられる。従って、金属への
還元が十分生じるように、上記めっき条件を適正な範囲
に規定すれば酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量を減少させ
ることができる。また、めっき層表面に付着した酸化亜
鉛及び水酸化亜鉛は強制洗浄により除去することが可能
である。従って、上述のようにめっき条件を一定範囲に
規定すると共に、強制洗浄を行うのである。上記構成を
有する本発明は本願発明者らのこのような知見に基づい
てなされたものである。以下、本発明について具体的に
説明する。
【0009】本発明の複層めっき鋼板は、通常の亜鉛め
っき鋼板における亜鉛系めっき層を下層として、その上
に上層としての鉄−亜鉛合金電気めっき層を形成したも
のであり、上層めっき中及びめっき表面に存在する酸化
亜鉛、水酸化亜鉛の付着量が亜鉛に換算して100mg
/m2 以下としたものである。本発明において、鋼板と
しては通常亜鉛系めっき鋼板に用いられるものであれば
よく、通常の冷延鋼板などが用いられる。
【0010】下層としての亜鉛系めっき層も特に限定さ
れるものではなく、純亜鉛はもちろんのこと、その他に
鉄、ニッケル、マンガン、クロム等の金属との合金めっ
き、さらにはシリカ、アルミナ等の酸化物を分散させた
複合めっきでも構わない。また、下層めっき自体が2層
以上の複層めっきでも構わない。また、亜鉛系めっき層
が鋼板の片側に形成されていても両側に形成されていて
も構わない。
【0011】上層めっきは鉄−亜鉛合金電気めっきであ
ればよいが、鉄含有量50%以上のものが好ましい。ま
た、めっき付着量は0.1〜10g/m2 の範囲である
ことが好ましい。
【0012】上層めっきにおいて、めっき中及びめっき
表面に存在する酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量は亜鉛に
換算して100mg/m2 以下に規定される。その付着
量がが亜鉛に換算して100mg/m2 以下であれば、
鋼板表面はそのほとんどが上層めっき後の空気酸化によ
り生成した酸化皮膜となるために、電気抵抗が不均一と
ならず、そのため、電着塗装時に電流分布の不均一が生
じない。従って塗装仕上がり性が向上するのである。次
に、このような複層めっき鋼板の製造方法について説明
する。
【0013】先ず、少なくとも鋼板の一方の表面上に下
層としての亜鉛系めっき層を形成して亜鉛系めっき鋼板
を作製する。この場合に亜鉛系めっき層は、電気めっき
法、溶融めっき法、気相めっき法等の各種の方法で形成
することができる。
【0014】上層としての鉄−亜鉛合金電気めっき層
は、めっき浴中の亜鉛イオン濃度が1.5g/l以上、
めっき浴のpHが0.5〜2.0、電流密度が10〜2
00A/dm2 、及びめっき原板の走行速度とめっき液
噴出速度との和(以下相対流速と記載する)が2m/s
以上の範囲の条件で形成される。
【0015】めっき浴中の亜鉛イオン濃度を1.5g/
l以上に規定したのは、めっき浴中の亜鉛イオン濃度が
1.5g/l未満では、水酸化亜鉛のpH緩衝作用が少
なく、界面のpHが上昇するため、酸化亜鉛、水酸化亜
鉛が析出し、塗装仕上がり性が劣化するからである。
【0016】めっき浴のpHを0.5〜2.0の範囲に
規定したのは、めっき浴のpHが2.0を越えると、界
面のpHが上昇しやすくなるため、酸化亜鉛、水酸化亜
鉛が析出し、塗装仕上がり性が劣化し、反対にpHが
0.5未満では水素発生が激しくなるため電解効率が低
下し、生産性が落ちるからである。
【0017】めっきの際の電流密度を10〜200A/
dm2 に規定したのは、電流密度が200A/dm2
越えると、水酸化亜鉛のpH緩衝作用以上に水素発生が
起こり界面のpHが上昇して酸化亜鉛、水酸化亜鉛が析
出し、塗装仕上がり性が劣化し、反対に電流密度が10
A/dm2 未満では生産性が悪くなり好ましくないから
である。
【0018】相対流速を2m/s以上としたのは、相対
流速が2m/s未満では、界面への亜鉛イオンの供給が
抑えられ、その結果水酸化亜鉛のpH緩衝作用が少なく
界面のpHが上昇するので、酸化亜鉛、水酸化亜鉛が析
出し、塗装仕上がり性が劣化するからである。
【0019】次に、上層めっき形成直後に上層めっき表
面を強制洗浄する。この場合の強制洗浄は、酸性溶液と
接触させるか、または高圧水により行うことができる。
これにより、めっき表面に生成した酸化亜鉛、水酸化亜
鉛を除去することができる。具体的には、上層めっき直
後に、pHが4以下の酸性溶液と接触させるか、または
スプレー圧力が1kg/cm2 以上、流量5l/min 以
上の条件で高圧洗浄することにより、十分な洗浄効果を
得ることができる。pHが4を越え、スプレー圧力が1
kg/cm2 未満、流量5l/min 未満の場合には、上
層めっき表面に生成した酸化亜鉛、水酸化亜鉛を十分に
除去することができない。
【0020】このように、上層のめっき条件を詳細に規
定し、さらに強制洗浄を行うことにより、上層めっき中
および上層めっき表面の酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量
を100mg/m2 以下とすることができる。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例と比較しなが
ら説明する。
【0022】下層として、下記(1)に示すような各種
の亜鉛系めっき鋼板を使用し、その表面上に下記(2)
および表1に示すような条件で、上層としての鉄−亜鉛
合金電気めっきを行い、その直後に下記(3)に示す条
件で強制洗浄して、表1に示すような複層めっき鋼板供
試体を作製した。表1中、実施例1〜10は本発明範囲
内の供試体、比較例1〜6は、比較のために本発明の範
囲外の条件で製造した供試体である。 (1)下層めっき種類、組成および付着量
【0023】EG:電気亜鉛めっき鋼板(40g/
2 )、GI:溶融亜鉛めっき鋼板(60g/m2 )、
GA:合金化溶融亜鉛めっき鋼板(10%Fe,残部Z
n;30g/m2 )、ZnFe: 電気亜鉛鉄合金めっき
鋼板(15%Fe,残部Zn;20g/m2 )、ZnN
i: 電気亜鉛ニッケル合金めっき鋼板(12%Ni,残
部Zn;30g/m2 )、Zn−SiO2 :シリカ分散
電気亜鉛めっき鋼板(2%SiO2 ,残部Zn40g/m
2 ) (2)上層めっき条件 浴組成:FeSO4 ・7H2 O/(ZnSO 4 ・7H2 O+FeSO4 ・7H2
O)=0.85 〜0.99 浴温度:50℃ (3)強制洗浄方法 A:pH:2.0の硫酸溶液に5秒間接触させた。 B:スプレー圧力1.5kg/cm2,流量6l/minの条件で高圧水
をスプレーした。
【0024】以上のようにして作成した複層めっき鋼板
の、上層めっき中の酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量を下
記(4)に示す方法で測定し、また、すべての供試体に
ついて、下記(5)に示す、塗装仕上がり性試験を行っ
た。それらの結果を表1に併記する。 (4)酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量測定方法
【0025】本発明供試体および比較用供試体の各々に
ついて、めっき層を5wt%ヨウ素−メタノール溶液で金
属成分のみを溶解し、未溶解物(酸化物、水酸化物)を
濾過し、1N塩酸で溶解して原子吸光法により亜鉛濃度を
分析した。 (5)塗装仕上がり性試験
【0026】本発明供試体および比較用供試体の各々の
表面状に、以下に示す条件でカチオン電着塗装を施し
た。なお、めっき表面の特性を強調するための、塗装前
処理であるリン酸塩処理を行わず、めっきままの状態で
塗装を行った。 電圧:10V×1分→260V×2分 浴温:25℃ 供試体面積/陽極面積:4/1 塗膜厚さ:20μm 焼き付け温度:170℃ 焼き付け時間:20分 上記のようにして電着塗装を施した供試体の塗膜に生じ
たムラ状欠陥の発生頻度を、目視によって調べ、下記の
ように評価した。 ○:ムラ状欠陥発生なし ×:ムラ状欠陥発生あり その結果も表1に示した。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、本発明範囲内の
供試体である実施例1〜10はいずれも塗装仕上がり性
が良好であることが確認された。これに対して、本発明
の範囲から外れる比較例1〜6はいずれもムラ状欠陥が
発生し、塗装仕上がり性が悪いことが確認された。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、酸化亜鉛、水酸化亜鉛
の析出によるすじ状のむらの発生を抑制し、優れた塗装
仕上がり性を得ることができる複層めっき鋼板及びその
製造方法が提供される。このように、本発明によって工
業上有用な効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷺山 勝 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 近田 滋 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 間瀬 清芝 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも鋼板の一方の表面上に下層と
    しての亜鉛系めっき層が形成された亜鉛系めっき鋼板
    と、前記下層としての亜鉛系めっき層の上に形成された
    上層としての鉄−亜鉛合金電気めっき層とを具備する複
    層めっき鋼板であって、上層めっき中及びめっき表面に
    存在する酸化亜鉛、水酸化亜鉛の付着量が亜鉛に換算し
    て100mg/m2 以下であることを特徴とする塗装仕
    上がり性に優れた複層めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 少なくとも鋼板の一方の表面上に下層と
    しての亜鉛系めっき層を形成して亜鉛系めっき鋼板を作
    製し、前記下層としての亜鉛系めっき層の上に上層とし
    ての鉄−亜鉛合金電気めっき層を形成する複層めっき鋼
    板の製造方法であって、前記上層としての鉄−亜鉛合金
    電気めっき層は、めっき浴中の亜鉛イオン濃度が1.5
    g/l以上、めっき浴のpHが0.5〜2.0、電流密
    度が10〜200A/dm2 、及びめっき原板の走行速
    度とめっき液噴出速度との和が2m/s以上の範囲の条
    件で形成され、上層めっき形成直後に上層めっき表面を
    強制洗浄することを特徴とする塗装仕上がり性に優れた
    複層めっき鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101406351B1 (ko) * 2012-12-21 2014-06-12 주식회사 포스코 표면외관이 우수한 전기아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전기아연도금강판

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KR101406351B1 (ko) * 2012-12-21 2014-06-12 주식회사 포스코 표면외관이 우수한 전기아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 전기아연도금강판

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