JPS58110664A - 鋼帯の部分溶融金属めつき方法 - 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】 本発明は、予め、銅帯のめつき不要面にめっき防止膜を
形成させた後、銅帯を溶融めっき浴に浸漬するめつき方
法に係シ、特に銅帯の一部分のみ、例えば片面にめっき
を施す方法に関する。

鋼板・に耐食性を付与する目的のため、種々の耐食性皮
膜が鋼板表面に形成されることが多い。この場合、鋼板
の両面に耐食性皮膜を形成するのが一般的である。しか
し自動車用鋼板の如く、めっき後の塗装を行うものにつ
いては、めっき面へ塗装を施すと鮮映性が劣シ、商品価
値を著しく減じる。また、例えば、亜鉛めっき鋼板の溶
接性は亜鉛の融点と沸点の差が小さく、かつ熱伝導性が
大きいこと、また、電極を汚染しやすいことなどの理由
から好ましくない。上記のように鋼板表面に耐食性を付
与することは溶接性及び塗装後の鮮映性と相反する性質
をもっている。このため自動車用鋼板等では、鋼板の片
面のみにめっきを施し、耐食性を付与し、他面に対して
は塗装性、溶接性をもたせた、いわゆる片面めっき鋼板
が使用されつつある。

溶融金属めっき例えば溶融亜鉛めっきで片面亜鉛めっき
鋼板を製造する方法には、鋼板のめつき不要面にカーボ
ン層からなるめっき防止膜を形成する方法がある。この
方法はカーボン層が良好なめつき防止性能を有するのみ
ならず、めっき後鋼帯から容易に除去することができ、
片面めっきには大変有効である。

ところで、本発明者らの研究によれば、めっき処理の後
、即ち、溶融金属めっき浴から銅帯を引上げた後、銅帯
のめつき不要面が酸化現象を起すことが明らかとなった
。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、
高品質の部分溶融金属めっきが施された銅帯を能率的に
製造する方法を提供することにある。

本発明は、鋼帯のめつき不要面にめっき防止膜を形成し
、その後鋼帯を溶融金属めっき浴に浸漬する鋼帯の部分
溶融めっき方法において、銅帯のめつき不要面に酸化防
止皮膜からなる第１層とめつき防止膜からなる第２層を
形成することを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

鋼帯のめつき不要面に形成される酸化防止皮膜は素地鋼
板と反応して、外界から鋼板素地面に対して酸素の侵入
を実質的に遮断する緻密な皮膜を形成すれば良く、この
目的に合致する皮膜形成剤であれば使用できる。その中
でも鉄と化学反応を伴って緻密な皮膜を形成するり／酸
、金属リン酸塩、縮合金属リン酸塩あるいはそれらのリ
ン酸塩の変性リン酸塩等のリン酸塩群およびクロム酸、
重クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩およびシュウ酸
、シュウ酸塩などが酸化防止皮膜形成剤として望ましい
。また、上記リン酸塩群は水溶性でかつナトリウム、カ
リウム、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、クロム、チ
タン、鉄、銅、バリウム、マグネシウム、マンガンなど
の金属のリン酸塩、縮合リン酸塩あるいは変性リン酸塩
等が好適である。また、クロム酸塩、重クロム酸塩とし
ては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウ
ム塩が、さらにシュウ酸塩としてはナトリウム、カリウ
ム、アンモニウム、マグネシウム、鉄などの塩が好適で
ある。上記酸化防止皮膜形成剤は水溶液として鋼板のめ
つき不要面に直接塗布しても良いし、又、めっき防止膜
を形成するところのめつき防止剤中に添加して用いるこ
ともできる。酸化防止皮膜形成剤を鋼板に直接塗布すれ
ば、鋼板のめつき不要面に酸化防止皮膜の第１層ができ
、また、めっき防止剤中に添加した場合にも該防止剤中
の酸化防止皮膜形成剤が鋼板表面と反応して、同様に酸
化防止皮膜の第１層が形成される。

次に酸化防止皮膜の第１層の上にはめつき防止膜が形成
され、層構造を有するめっき防止膜となる。めっき防止
膜としてはカーボン膜が有効である。カーボンとしては
カーボンの微粉末あるいは炭化水素の不完全燃焼炎で直
接形成するすすが好つき防止膜であるカーボン層を形成
するのが好適であり、これにより密着性の良好なめつき
防止膜を形成できる。また、めっき防止膜は熱的に安定
な無機微粉末を分散させた水ガラス溶液あるいはホウ砂
溶液を塗布した塗膜とその上に前記と同様にカーボン層
を形成した多層構造のものが、安定しためつき防止性能
が得られて好適である。さらに上記めっき防止膜はめつ
き後の除去性が良好であり、実用上好ましいめっき防止
膜である。なおこの場合においても、カーボン層は無機
微粉末を含む水ガラス層あるいはホウ砂層が実質的に湿
潤状態のうちに形成するのが最適である。また、カーボ
ン層と複合して形成されるめっき防止膜は、水ガラス溶
液またはほう砂水溶液に熱的に安定な無機微粉末を分散
させた塗布剤を鋼帯のめつき不要面に口・・ルコートま
たはスプレーなどの方法で塗布することによって形成さ
れる。水ガラス溶液は、通常原液と称されているケイ酸
アルカリ塩のしくけ加熱処理によりガラス化した後、微
密な皮膜が形成される濃度に適宜選択される。はう砂水
溶液は同様にして塗布作業性、密着性、皮膜性などを考
慮して一定の濃度で適宜使用される。水ガラス溶液また
はほう砂水溶液によって形成される皮膜は、銅帯に対す
る酸素の侵入を防止するとともに熱的に安定な無機微粉
末のバインダとして働く。したがって水ガラス溶液また
はほう砂水溶液に分散される無機微粉末の粒径、水ガラ
ス溶液などに対する添加量は、塗布作業性、密着性、皮
膜性などを考慮して選定すべきである。このような観点
から、無機微粉末の粒径は１．５μｍ以下であることが
好ましい。無機微粉末の粒径が、１．５μｍを超えると
水ガラス溶液などに対する添加量にもよるが、形成され
る第１のめつき防止膜の平滑性が低下し、このめっき防
止膜に付着されるすす面が粗くなシ、めっき浴から溶融
金属を引上げる事態が発生し易くなり、また形成される
第１のめつき防止膜に微細な空隙が発生するため酸素の
侵入を防止できなくなる。無機微粉末の粒径は１．５μ
ｍ以下であれば、本発明を実施する際特に支障はないが
、０．１μｍ以下の無機微粉末の製造は困難であるから
、実用上無機微粉末の粒径は０，１〜１．５μｍ程度で
あれば十分である。

水ガラス溶液またはほう砂水溶液に対する無機微粉末の
添加量は上述した塗布作業性、密着性。

皮膜性（酸素侵入防止性）の他に鋼帯からめつき防止膜
が剥離除去されやすいか否か（以下、単に除去性という
）によって決定される。すなわち、水ガラス溶液などに
対する無機、微粉末の添加量が多すぎると、塗布作業性
、密着性、皮膜性が低下し、また逆に少なすぎると除去
性が低下する。

ここで無機微粉末は、熱的に安定であることが必要であ
るが、具体的にはｓ　ｉｏ２．ｈｔ２ｏ３゜Ｃａｂ、に
２０．ＭｇＯ，Ｎａ、Ｏ，Ｔｉｏ、ＢｅＯおよびＬｉｔ
Ｏの群から選ばれる１種または２種以上の成分を含有す
るものが望ま、しい。このような成分を含有する熱的に
安定な無機微粉末として粘土微粉末を挙げることができ
る。粘土微粉末は、特にその粒径が０．１〜１．５μｍ
程度のものが容易に得られるので好都合である。

無機微粉末が分散された水ガラス溶液またはほう砂水溶
液の塗膜はカーボン粉末を付着せしめた後、乾燥によシ
固化もしくは加熱処理によって水ガラス成分またはほう
砂成分がガラス化され固相カーボン粉末は定形、無定形
炭素のいずれでも使用できる。カーボン粉末の粒径は大
きすぎると第１のめつき防止膜との接触面積が減り、密
着°性が低下するため、可能なかぎシ小さい方が好まし
い。

実用的には数μｍ以下であれば十分である。第２のめつ
き防止膜であるカーボン粉末を含むめっき防止膜の形成
は、スプレーあるいはロールコートなどを使用すること
によって目的は達せられる。

最も望ましくは炭化水素を不完全燃焼させ、この燃焼炎
を直接、前記第１のめつき防止膜に吹きつけ、発生する
すすを付着せしめる方法が密着性、粉末の粒径、第１の
めつき防止膜の固相への変換の促進などの点で有利であ
る。

上記のように第１の被覆層として高密着性で、酸素の侵
入を防止する緻密な酸化防止皮膜を形成し、さらにその
上にめっき防止性にすぐれたカーボン粉末層を第１層が
湿潤状態のうちに形成するか、あるいは酸化防止皮膜の
第１層の上に熱的に安定な無機微粉末と水ガラスあるい
はホウ砂からなる層とカーボン層からなるめっき後の除
去性の高いめっき防止膜を形成して複合めっき防止膜と
するため、鋼板に対するめつき防止膜の密着性が改善さ
れ、さらに、合金化熱処理等によってもめつき不要面が
酸化されることがなく、また最終的にめっき防止膜を剥
離除去することが容易となり、高速にかつ高品質の部分
めっき鋼板が得られる。

次に添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第１
図は本発明の一実施例で用いためつき装置を示す断面略
図である。第１図において、鋼帯１はリバースコータ２
によって第１の後述の組放物３が塗布される。組成物３
は水ガラス溶液中にリン酸マグネシウムを溶解し、これ
に粒径０．１〜１６５μｍの粘土粉末が分散されている
。組成物３が塗布された銅帯には、該組成物が実質的に
湿潤状態のうち、すなわち完全な固相に変換する前にマ
スキングバーナ４ですすが被覆される。マスキングバー
ナ４には炭化水素、例えばプロパン、ブタン、アセチレ
ン、天然ガス等とともに酸素あるいは空気が供給されて
おシ、炭化水素と酸素あるいは空気の比率を適当に混合
することによって燃焼炎から効率的にすすが発生するよ
うになっている。炭化水素としては炭素原子含有率の高
いものが望ましく、アセチレンガスは特に効果的である
。またプロパンガスあるいはブタンガスは粒子の細い炭
素粉末が得られ、緻密な皮膜を形成できるという利点が
ある。この燃焼炎を前記組成物３からなる第１のめつき
防止膜上に吹きつけることによりすす皮膜を形成し、第
２のめつき防止膜を形成するものである。次に鋼帯１は
無酸化炉５に入る。無酸化炉５では銅帯のめつき面に付
着していた油などを燃焼させた後、スロート６を通シ還
元炉７では鋼帯のめつき面の酸化物が還元されて清浄に
される。次に鋼帯１は溶融金属めっき浴８に浸漬され、
ジンクロール９を経て大気中に引出され、気体噴射装置
１０によシめっき量が調節される。鋼帯１のめつき不要
面には水ガラスからなる第１のめつき防止膜とすすから
なる第２のめっき防止膜が形成されているため、めっき
金属８を引上げることもなく、また、大気中の酸素によ
るめっき不要面の酸化現象も起らない。次に鋼帯１は合
金化処理炉１１に入り、再び高温に保持、例えば亜鉛め
っきでは約５０００で１０〜６０秒保持され、その材質
が改善されるが、このような高温においても前記した如
くめっき防止膜が２層のため、めっき不要面の酸化は防
止される。合金化処理はめっき鋼帯の用途によシ施こさ
れる場合を施こす必要がない場合とがある。次に鋼帯１
は冷却装置１２により常温程度まで冷却された後、ブラ
ッシングロール１３によシ、めっき不要面の２層めっき
防止膜、すなわちカーボン粉末およびその他の固形成分
が研削除去され、片面めっき鋼帯が得られる。

第２図は他の実施例で用いためつき装置を示す断面略図
である。本実施例は基本的には第１図と同様であるが、
銅帯のめつき不要面に形成するめ第１の組成物３が塗布
される。次に、この第１の組成物が湿潤状態のうちに、
微細粉末噴射管１４により、その上にカーボン粉末１５
を吹付けて、第２の層を形成する。この場合にカーボン
粉末の平均粒径は１μｍ以下のものが好ましい。また、
吹付は圧力が高すぎると湿潤状態の第１の組成物の皮膜
が移動して膜厚のバラツキが生じることがあるので、そ
の場合は圧力調整パルプ１６でカーボン粉末の吹付は圧
力を調整するとよい。次に鋼帯１は無酸化炉５に入り、
以下第１図と同じ過程により片面めっき鋼帯が得られる
。

第３図は、更に他の実施例で用いためつき装置を示す断
面略図である。本実施例は基本的にはやはり第１図と同
様であるが、銅帯のめつき不要面に形成するめつき防止
膜の形成法が異なるものである。鋼帯１はリバースコー
タ２により、めっき不要面に組成物（Ａ）３が塗布され
る。上記組成物（４）はクロム酸水溶液である。組成物
囚が塗布された鋼帯１はリバースコータ１７により該組
成＊（４）の上にさらに組成物＠１８が塗布される。組
成物（ト）は水ガラス溶液中に平均粒径０．１〜１．５
μｍの粘土粉末が分散されている。次いで上記組成物０
が湿潤状態のうちにマスキングバーナ４によりすすが外
層として被覆され、固着される。次に鋼帯１は無酸化炉
５に入り、以下第１図と同じ過程により片面めっき鋼帯
が得られる。

次に第１図に示した方法によって亜鉛めっきを施した結
果を従来法の比較例と共に次表に示す。

本発明を適用すると、めっき浴から鋼板が引上げられる
時に起る溶融金属の引上げを防止し、かつ、めっき防止
膜の除去性が大きいために、めっき速度限界を２００ｍ
／Ｍ以上と従来法に比較して大幅に向上できる。

また、めっき防止膜のうち、第１層（下層）として皮膜
形成性の良い水ガラス、ホウ砂等に加えて鋼板との反応
性の高い金属リン酸塩群、クロム酸、重クロム酸、シュ
ウ酸あるいはこれらの塩等の酸化防止皮膜形成剤を添加
したことにより鋼板と大気中の酸素との接触を完全に遮
断し、合金化熱処理やアルミニウムめっき時等の高温条
件下においても鋼板のめつき不要面は実質的に酸化せず
、高品質の片面めっき鋼板が得られる。

本発明においてはアルミニウムのめつきについても実施
したが同様に良好な結果が得られた。

本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、亜鉛
、アルミニウム、鉛、錫などの溶融めっきに適用できる
。また本発明で云う部分溶融めっきとは銅帯の片面もし
くはその一部あるいは両面の一部分のめっきを意味する
。

以上、述べたように本発明によれば、高品質の部分溶融
めっき鋼帯を高速で生産性良く製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例で用いためつき装置
の断面略図である。 １・・・鋼帯、２・・・リバースコータ、３・・・酸化
防止剤を含む水ガラスなどのめつき防止剤、４・・・マ
スキングバーナ、５・・・無酸化炉、６・・・スロート
、７・・・還元炉、８・・・めっき浴、９・・・ジンク
ロール、１０・・・気体噴射装置、１１・・・合金化処
理炉、１２・・・冷却装置、１３・・・ブラシロール、
１４・・・微細粉末噴。 第１頁の続き ０発　明　者　片山喜一部 大阪市此花区桜島２丁目１番１７ １号日新製鋼株式会社阪神製造 所内 ０出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅帯のめつき不要面に酸化防止皮膜からなる第１層
   を形成し、次いでめっき防止膜からなる第２層を形成し
   た後、その鋼帯を溶融金属めっき浴に浸漬する工程を包
   含することを特徴とする銅帯の部分溶融金属めっき方法
   。 ２、前記めっき防止膜はカーボン層であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の鋼帯の部分溶融金属め
   っき方法。 ３、前記めっき防止膜は水ガラスあるいはホウ砂あるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鋼帯の部分
   溶融金属めっき方法。 ４、前記酸化防止膜は熱的に安定な無機微粉末を分散さ
   せた水ガラス溶液あるいはホウ砂溶液中に添加された酸
   化防止剤によって形成することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の銅帯の部分溶融金属めっき方法。 ５、前記酸化防止皮膜は鋼帯のめつき不要面に酸化防止
   剤を被覆処理して形成することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の鋼帯の部分溶融金属めっき方法。