JPH0637710B2 - 非めっき面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

非めっき面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製造方法

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JPH0637710B2
JPH0637710B2 JP63161034A JP16103488A JPH0637710B2 JP H0637710 B2 JPH0637710 B2 JP H0637710B2 JP 63161034 A JP63161034 A JP 63161034A JP 16103488 A JP16103488 A JP 16103488A JP H0637710 B2 JPH0637710 B2 JP H0637710B2
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亮一 向
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敏郎 市田
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は自動車車体外面として用いられる非めっき面の
外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製
造方法に関するものである。
<従来の技術> Zn,Zn−Ni,Zn−Feなどの片面亜鉛系めっき鋼板は自動
車車体の防錆用鋼板として多く使用されている。この場
合めっき面は車体の内面となり非めっき面は車体の外面
となる。従って非めっき面は外観および化成処理性の良
好なことが要求される。
従来このような片面めっきを製造する場合、非めっき面
にZn,Niなどの付き廻りがないようにめっき面側から漏
洩するめっき電流を遮断する工夫がなされていた。しか
し硫酸酸性のめっき浴を用いてめっきした場合、Zn,Ni
の付き廻りを最少にしても、自動車車体の外面に要求さ
れる高水準の外観及び化成処理性を満足するには至って
いなかった。その理由は非めっき面が不可避的にpHが
2.5以下のめっき液に接触するためFeが溶解し腐食生成
物及び不溶解性残さを生成するためと考えられる。
電流の遮断とめっき液との接触を防止する目的で非めっ
き面側がゴムロールと接触するように鋼板をゴムロール
に巻付けてめっきする方法が特開昭62-99495号公報に提
案されているが、これを実施してもめっき液との接触を
防止する効果は十分でなく、ロールに巻付けるために却
って鋼板の幅方向にFeの溶解の不均一を生じて外観ムラ
を生じていた。
その他にこれらの腐食生成物及び不溶解性残さをめっき
後に除去する方法としてpH4〜7の中性の水溶液中で非
めっき面を電解する方法が特公昭60− 28918号公報に提
案されている。しかし、この方法を用いても腐食生成物
及び不溶解性残さの除去効果が十分でないばかりか非め
っき面の反応性を害して化成処理不良を招くことがあっ
た。
<発明が解決しようとする課題> 本発明は硫酸酸性の亜鉛系めっき浴を用いて片面めっき
を行う場合に非めっき面がめっき液と接触することによ
る外観及び化成処理性が劣化する問題を一挙に解決した
経済的で操業の容易な片面亜鉛系めっき鋼板の製造方法
を提供するものである。
<課題解決するための手段> 本発明は硫酸酸性の亜鉛系めっき浴を用いて鋼板に片面
めっきを行うにあたり、非めっき面に腐食生成物あるい
は不溶解性残さを生成しないようめっき液以外の特定の
水溶液で非めっき面を湿潤状態に保つ方法を種々検討し
たところ、Znを10〜 200g/含みpHが3〜6の範囲に
ある水溶液で非めっき面を湿潤すると非めっき面表面に
水酸化亜鉛皮膜が形成され、腐食生成物及び不溶解性残
さの生成が少なく非めっき面の外観及び化成処理性の優
れた片面めっき鋼板を製造することができることの発見
に基づき構成されたものである。
即ち硫酸酸性の亜鉛系めっき浴にて鋼板に片面めっきを
行うに当たり、pHが3〜6でZnを10〜 200g/含む水
溶液で非めっき面を湿潤することを特徴とする非めっき
面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板
の製造方法であり、或は更に必要に応じてめっき処理後
に非めっき面をpHが2以下の水溶液で湿潤するか、ブラ
ッシングするか、又は、pHが2以下の水溶液で湿潤しさ
らにブラッシングすることによる非めっき面の外観及び
化成処理性の優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製造方法で
ある。
<作 用> 以下に本発明の具体的構成について処理工程の順に説明
する。
冷延鋼板及び熱延鋼板はアルカリ溶液中で脱脂され続い
て硫酸あるいは塩酸中で浸漬もしくは電解により活性化
される。その後片面に亜鉛系めっきが施される。めっき
浴はZnの単独あるいはZnとNi,Fe,Co,Mnの一種または
二種以上の金属を含んだpHが 2.5以下の硫酸酸性の水溶
液が用いられる。この浴には必要に応じて硫酸ナトリウ
ム,硫酸アンモニウム,硫酸カリウム等と電導助剤及び
めっき品質の改良を目的とした添加剤が添加される。め
っき条件は通常ラインスピード10〜300mpm、液流速 0.5
〜3m/秒、浴温40〜70℃、電流密度20〜 300A/dm
2の範囲で行われる。めっき槽は堅型,水平型,ロール
巻付け型等があるが、本発明はどのタイプにも適用可能
であり、特にめっき液が非めっき面に廻り込むことの少
ないめっき槽の場合には本発明の効果は大きい。
非めっき面の湿潤処理は片面めっき時に非めっき面を湿
潤液で湿潤することにより実施される。湿潤液の組成は
Znを10〜 200g/含むpH3〜6の液であるが、Znは硫
酸塩,塩化物,硝酸塩,炭酸塩,水酸化物等どのような
形態であっても得られる効果は同じであり、pHは硫酸,
塩酸,硝酸,クエン酸,酢酸等どのような酸を用いて調
整しても効果は変わらない。第1図には脱脂,酸洗した
冷延鋼板を、pHを 4.5と一定にしZnを1〜 300g/の
範囲で添加した60℃の湿潤液に2分浸漬した場合の鋼板
の化成処理性を調査した結果を示す。Znが10g/未満
の範囲では浸漬後の鋼板の表面に黒褐色の錆が生成して
いるのが提案され、化成処理後にも錆の部分には化成皮
膜が形成されなかった。錆を生じた理由は鋼板の表面に
水酸化亜鉛の皮膜が十分に形成されなかったために、鋼
板表面で酸素還元反応を生じpHが中性域でるあるために
鉄の水酸化物の沈澱を生じたものと考えられる。Znが 2
00g/超の範囲では化成処理むらを生じた。この理由
は水酸化亜鉛皮膜が非常に厚く生成されたために反応性
が高くなり化成処理時の液流の不均一の影響を受けて化
成むらが生じたと考えられる。Znの含有量が10〜 200g
/の範囲では、非めっき面に腐食生成物及び不溶解性
残さの生成もなく外観及び化成処理性は非常に良好であ
った。
次に湿潤液のpHは3〜6の範囲に限定される。3未満で
はFeの溶解が多く腐食生成物及び不溶解性残さが生成す
るため色調が黒くなり化成処理皮膜の形成されないいわ
ゆるピンホールを生じ、6超では湿潤液の粘度が高くな
り鋼板表面での拡がり性が悪くなって均一に湿潤液を湿
潤出来なくなるからである。本発明の方法で湿潤処理を
行った場合非めっき面には薄い水酸化亜鉛皮膜が形成さ
れてFeの溶解がないので、外観及び化成処理性に優れる
と考えられる。
湿潤液にZn以外にNi,Fe,Co,Mnなどの金属が含まれる
ことがあっても発明の効果は何ら変わるものではない。
従って湿潤液はめっき液と全く別の液を新たに製造して
も良いし、めっき液のpHを調整して製造した液を用いて
も良い。この際、非めっき面に形成される水酸化亜鉛皮
膜にはこれらの金属塩が含まれるが外観及び化成処理性
を何ら損なうものではない。
めっき槽の形式により種々の湿潤方向がとり得るが、通
常は非めっき面へ湿潤液をスプレーすることにより実施
される。例えばロール巻付け形の場合、第2図に示すよ
うな方法でスプレーすることにより、良好な湿潤状態が
得られる。
湿潤処理だけで良好な外観と化成処理性が得られるが、
片面めっきの製造条件によっては厚い水酸化亜鉛皮膜が
形成されて外観を損なうことがある。この場合には湿潤
処理に引続きpH2以下の酸に浸漬するか、ブラッシング
するか、又はpH2以下の酸に浸漬後ブラッシングするこ
とにより水酸化亜鉛皮膜を除去することが望ましい。酸
浸漬を行う場合酸液のpHを2以下に定めた理由は2を超
えると水酸化亜鉛皮膜を溶解する効果が不十分であるか
らである。pHの下限は特に定めないが、強酸液で三秒以
上の長時間湿潤処理を行うと鋼板のFeを溶解し外観及び
化成処理性を損なうことがあるので処理時間を短くする
必要がある。
ブラッシングは炭化珪素あるいはアルミナ粒を含んだナ
イロンブラシで行うのが効果的である。この際めっき面
を過度に研削しないようにブラシの圧下,回転数を調整
する必要がある。ブラッシングは酸浸漬に連続して行っ
ても良い。
めっき後鋼板はリンスされ、熱風乾燥されて巻き取られ
る。通常鋼板は錆の発生を防止する目的で防錆油が塗油
されるが、引続き樹脂塗装される場合には無塗油で次工
程に行くこともある。
<実施例> 板厚 0.8mmの低炭バッチ焼鈍材を下記の条件で予備処理
した。
脱脂……NaOH 30g/、 界面活性剤添加 温度 70℃ 陰陽極電解 電解電流密度 5A/dm2 電解処理時間 3〜20秒 酸洗……硫酸 50g/、 温度 35℃ 浸漬時間 3〜20秒 次にロール巻付け型めっき槽と水平型槽を有する2つの
電気亜鉛めっきラインで夫々Zn−Niめっき及びZnの片面
めっきを行った。湿潤液のスプレー方法はロール巻付け
型の場合は第2図に示す通りで、水平型の場合はめっき
液レベルを下げ下面のみにめっき液が触れるようにして
下面をめっきし上面には湿潤液をスプレーした。次いで
夫々について、更にpH2以下の水溶液に浸漬時間、或は
ブラッシング処理を施したものを作成した。
製造条件は以下の通りである。
めっき……(1)Zn−Niめっき めっき浴 Zn 60g/ Ni 50g/ 硫酸ナトリウム 50g/ pH 1.8(硫酸酸性) 温度 60℃ 液流速 1m/秒(対向流) ラインスピード 80〜200mpm 電流密度 100〜180A/dm2 付着量 20〜30g/m2 湿潤条件……湿潤液 Zn 0〜60g/ Ni 50g/ pH2〜6(硫酸酸性) 酸浸漬 硫酸 pH0〜1.5 温度 30℃ ブラッシング アルミナ粒入 ナイロンブラシ めっき……(2)Znめっき めっき浴 Zn 90g/ 硫酸カリウム 20g/ pH 1.5(硫酸酸性) 温度 60℃ 液流速 1m/秒(対向流) ラインスピード 30〜150mpm 電流密度 120〜200A/dm2 付着量 30〜100 g/m2 湿潤条件……湿潤液 Zn 8〜 220g/ Fe 3g/ pH1.5〜7(硫酸酸性) 酸浸漬 硫酸 pH1〜2 温度 30℃ ブラッシング 炭化珪素粒入 ナイロンブラシ めっき後非めっき面の外観と化成処理性を以下の方法で
調査した。結果を表1に示す。
外観……日本電色工業株式会社製色差計SZ−Σ80により
L値を測定して色調を評価し、色調ムラを目視観察によ
り評価した。
評点は以下のようにつけた。
化成処理性……日本パーカライジング株式会社製パルボ
ンドL3020により化成処理を行い化成処理性をフェロキ
シル試験による1cm2当たりのピンホールの数と色調ム
ラは目視観察により評価した。評点は以下のようにつけ
た。
実施結果を表1に示す。発明例は何れも非めっき面の外
観に優れ且つ化成処理皮膜にピンホールが少なく外観も
良好である。
<発明の効果> 本発明により達成された非めっき面の外観及び化成処理
性は著しく優れており、製造も容易で経済的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は湿潤液のZn濃度が非めっき面の化成処理後の化
成処理皮膜のピンホールと色調ムラに及ぼす影響を示し
たグラフ、第2図はロール巻きつけ型の場合の概念図で
ある。 1……鋼板、 2……デフレクターロール、 3……ゴムロール、 4……コンダクターロール、 5……不溶性アノード、 6……スプレー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市田 敏郎 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭54−148144(JP,A) 特開 昭59−126788(JP,A) 特開 昭57−110692(JP,A) 特開 昭60−43499(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫酸酸性の亜鉛系めっき浴にて鋼板に片面
    めっきを行うに当たり、pHが3〜6でZnを10〜 200g/
    含む水溶液で非めっき面を湿潤することを特徴とする
    非めっき面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系め
    っき鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】めっき処理後に請求項1記載の非めっき面
    をpHが2以下の水溶液で湿潤することを特徴とする非め
    っき面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき
    鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】めっき処理後に請求項1に記載した非めっ
    き面をブラッシングすることを特徴とする非めっき面の
    外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製
    造方法。
  4. 【請求項4】めっき処理後に請求項1に記載した非めっ
    き面をpHが2以下の水溶液で湿潤し、さらに、該非めっ
    き面をブラッシングすることを特徴とする非めっき面の
    外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製
    造方法。
JP63161034A 1988-06-30 1988-06-30 非めっき面の外観及び化成処理性に優れた片面亜鉛系めっき鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0637710B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54148144A (en) * 1978-05-15 1979-11-20 Nippon Steel Corp Manufacture of one-sidedly electric galvanized steel plate
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JPS6043499A (ja) * 1983-08-17 1985-03-08 Kawasaki Steel Corp 亜鉛系片面電気めつき鋼板の製造方法

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