JPS5920455A - 片面めつき鋼板の製造方法 - 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】 この発明はめつき阻止剤を用いて片面めっき鋼板を製造
する方法に関するものである。

最近、自動車用、家庭電機器用あるいは建材用などの鋼
板として、その片面にのみめっきを施して必要な耐食性
を実現し、併せて溶接性の改善を図った片面めっき鋼板
の要望が強くなった。

片面めっき鋼板は電気めっき法によっても製造できるが
、めっき速度が遅くコスト高になるので、めっき量の多
い場合は特に溶融めっき法による方が有利である。。

従来、溶融めっき法による片面めっき鋼板の製造方法と
しては、例えば亜鉛めっきの場合を例にとると、 鋼板を二枚重ね合わせ、その両側端を溶接してめっきし
、その後両側端を切り落す方法、ロールおよびカーテン
フロー塗布によって溶融亜鉛を鋼板の片面にのみめっき
する方法、両面にめっきを施し、その後片面の亜鉛を研
削あるいは電解によって除去する方法、 また、超音波あるいは電磁ポンプを利用してめつき浴面
を隆起させて片面のみめつきする方法、さらには、予め
鋼板の片面にめっき阻止剤を塗布してめっきし、後にめ
っき阻止剤の塗膜を除去する方法、など数多くの提案が
なされている。

しかし、これらの方法は何れも技術的に実施が困難であ
ったり、製造費が高くなるなどの欠点があり、商業的規
模での生産に成功した例は殆んどない。

この発明はこれらのうち最後にあげためつぎ阻止剤を使
用する方法の改良に関わるところ、これに関してこれま
でに提案された片面亜鉛めっき方法を採り上げてみると
めつき阻止剤として、水スラリー（特公昭３９−４２０
４号公報）、アルカリ金属けい酸塩、アンモニウムけい
酸塩を主成分とする水スラリー（特開昭５８−４８０２
９号公報）、シリコン樹脂を主成分とする不めっき処理
剤（特公昭５１−８１０１号公報）、合成りん片状けい
酸化合物の水スラリー（特開昭５４−６４０２６号公報
）、あるいはアルカリ土類金属酸化物（米国特許第３１
２１０１９号明細書）などが開示されている。しかし、
これらの従来技術には何れも次のような欠点があった。

すなわち、めっき前に還元雰囲気焼鈍（約７００℃）を
行う連続溶融亜鉛めっき法においては、めっき阻止剤塗
膜が焼鈍中に分解したり、一部で鋼板面からはく離した
りするため、鋼板の片面へのめっき付着を完全に防止す
ることは困難であり、まためっき後鋼板が大気中で酸化
されることもあるので、この酸化物を還元または機械的
に除去することが必要であった。また、めっき阻止剤に
よって鋼板の片面に形成した塗膜は一般には（離性が悪
いので、鋼板面の外観を損わずに塗膜を完全に除去する
ことは殆んど不可能で、その上塗膜の除去に高い経費を
必要とした。

発明者らは先に、鋼板の片面へのめつき付着を防止し、
しかもはく離が容易なめつき阻止剤として、マグネシア
と、硼酸と、アルカリおよびけい酸アルカリ塩の４成分
を含む水スラ！Ｊ−（％開昭５２−１４６７３０号公報
）を、続いて、それらの４成分にチタニアおよび水酸化
チタニウムの内一種を添加した５成分系スラリー（特開
昭５５−１１９１５７号公報）を提案したが、これらの
場合においてもなお次のような欠点が残った。

すなわち、めっき前に還元雰囲気焼鈍を行う連続溶融亜
鉛めっき法において、溶融亜鉛浴からの鋼板の引き上げ
速度が速い場合、または、加工性の優れた亜鉛めっき鋼
板を得るためにＡ□変態点以上の温度で焼鈍した場合に
おいて、 めっき阻止剤塗膜上に亜鉛が付着し、経済的に不利とな
ること、 さらに、この付着亜鉛が鋼板の生産ライン途中ではく離
してラインを汚すこと、 がそれである。

そこで、発明者らは、上掲の特開昭５５−１１９１５９
公報に開示したところに加えて、アルミナ、水酸化アル
ミニウムおよびアルミナゾルのうちの少なくとも一種を
さらに添加した水スラリーを用い、とくにその粘度につ
き３０ポアズ以下に調整することによってめっき阻止性
、塗膜上溶融亜鉛の付着防止性のみならず、焼成後のは
く離除去性にも優れた片面めっき鋼板の製造に有利に適
合することを究明した。

この発明に適合するめつき阻止剤は、マグネシア（Ｍｇ
ｏ　）と、けい酸７　／Ｉ／カリ塩（Ｍ２Ｏ−ｎ５１ｏ
、　−ｍ、）ｉ　Ｏｐ式中Ｍはアルカリ金属）と、硼酸
（Ｈ８ＢＯ８）およびアルカリ金属の水酸化物と、さら
にチタニアおよび水酸化チタニウムの内少なくとも一種
ならびに、アルミナ、水酸化アルミニウムおよびアルミ
ナゾルの内少なくとも一種を含む６成分系になるー 発明者らは前記６成分からなる阻止剤クラ１ノーを鋼板
に塗布し片面めっき後水中急冷を施すことで該阻止剤を
除去する工程にお（・て、該スラ！ノーの粘度を種々に
かえて実験したところ、８０ポアズ以下としたときに、
きわだって、をまく離除去性がすぐれることを見い出し
た。

ここに、粘度の調整にあたって水クラ１ノー中の水分量
を加減することはまず常識的であるけれども水分を増や
すときには、塗膜の乾燥、焼鈍工程中に多量の水が塗膜
中から突沸し被覆率の悪−塗膜となるおそれがあり、め
っき工程で局所的なＺｎ付着が起ることが懸念される。

発明者らは阻止剤中のマグネシアの性質に注目して、こ
れにより上記の特性を調整し、水スラリー粘度を３０ポ
アズ以下にすることを試み、以下に示す成功を導くこと
ができた。

一般にマグネシアとは、海水中から回収された苦汁、ま
たは海水に直接消石灰を投入し、水酸化マグネシウムに
変換するかあるいは上記苦汁ＫＣＯ２ガスを吹込んだ炭
酸マグネシウムに変換したあとろ過し、ロータリーキル
ンやマツフル炉で焼成したものを、粉砕や分級工程を柱
て製造される酸化マグネシウムを主成分とする粉体の総
称である。

マグネシアは原料の形態、焼成方法または焼成温度など
の如何によりその特性、すなわち粒度、表面積、反応性
などが種々の性質を示し、水スラリーにしたときの粘性
もそのひとつである。

とくに水スラリーの粘度を３０ポアズ以下にするにはマ
グネシアを特定の製造法で製法する必要があり、たとえ
ば、マグネシアの焼成温度を９００℃以上好ましくは９
５０°Ｃ〜１０００℃とすること、水酸化マグネシウム
又は炭酸マグネシウムの粒径な予め大きく成長させたも
のを用いること、あるいは、得られたマグネシアの表面
層を強制的に水酸化マグネシウムに変換させること、な
どにより所期の目的が達成される。

この発明に従いめっき阻止剤としての水スラリーの粘度
を３０ポアズ以下にするとはく離性が向上する理由は明
らかでないが、阻止膜の亀裂が減少することに起因する
ものと思われる。すなわち溶融めっき後に前述したよう
に水中急冷などの方法により塗膜〜鋼板界面に歪応力を
かけることによりめっき阻止膜をはく離させるが、阻止
剤の粘性が高いときには焼鈍時の脱水過程での収縮に追
従できないで膜に亀裂が発生し役に立たなくなるばかり
でなく加えてかような、亀裂が発生するとその亀裂部で
応力がいち速く解消してしまうため剥離時に細かい亀裂
部で剥離不良が起ることとなる。

なお、粘度の測定は回転粘度計（ＲＩＯＮ　Ｃ０，１，
ＴＤＭｏｄｅｌ　ＶＴ−０２ＶＩＳＣＯＴＥ８ＴＥＲ）
で行なった。

この発明では、まず、上述した６成分系スラリーをよく
脱脂した鋼板の片面に塗布し、好ましくは２００℃の温
度で乾燥を行う。

塗布方法としては、ロール塗装、スプレー塗装、はけ塗
りなど任意の方法によって良く、塗布量は乾燥後重量で
５〜ｓ　ｏ　ｏ　ｇ７ｍ″が適量である。塗布量が少な
すぎて被覆が不完全であったり、逆に多すぎて乾燥時に
塗膜に割れが入ったりすると、この被膜面でのめっきを
完全に防止することができない。

また、２００℃以下低温乾燥で塗膜の水分を乾燥させる
ことが望ましいが、これは次に続く焼鈍雰囲気を還元性
に保つためと、急激な高温加熱による塗膜の割れや剥離
を防止するためである。

片面に均一な乾燥塗膜を形成させた後、その鋼板に通常
の連続溶融金属めっき法におけると同様に焼鈍（約７０
０〜９００℃）を施こし、鋼板温度をめつき浴温（亜鉛
めっき浴の場合は約４６０’Ｃ）近＜マチ冷却してから
めつき浴にｆｉｆｉする。

この間に、塗膜は焼鈍で一部が流動してガラス状になり
、次いで冷却時もしくはめつき浴中で固体被膜となり、
浴中での鋼板面と溶融金属との接触を阻止する。

めっき浴から引き上げられた鋼板は片面のみにめっきが
施され、他の片面はめつきされず塗膜によって被覆され
ている。

この塗膜は溶融金属に対して濡れ性が極めて悪いので塗
膜上への溶融金属の付着は殆んど起きないが、まれにド
ロスが付着することがあるので、めっき後にガスワイピ
ングするのが良い。このガスワイピングも、ブタン、プ
ロパン等の燃焼ガスによればさらに理想的である。

また、この塗膜は極めて緻密である〜ため、めっき浴か
ら引き上げられてからの鋼板の空気酸化を完全に防止す
るという重要な役割も果していることが判った。

めっき後塗膜を鋼板から除去しなければならないが、こ
の発明に従う上記粘度範囲の水スラリーよりなるめっき
阻止剤を使用した場合には、めっき浴から引き上げられ
た鋼板を約１００３以上の温度から急冷することによっ
て塗膜を容易にはく離できることが判明した。

この急冷はたとえば亜鉛めっきにおいてその凝固直前に
スパングルサイズの調整を兼ねて行って・も良いし、も
ちろん凝固後であっても良く、さらには一度徐冷したも
のを都合の良い時に再加熱してから行なっても良い。

急冷の方法としては水中に浸漬するのが容易かつ効果的
である。水中急冷することによって塗膜は鋼板面から完
全に剥離され、しかも鋼板は全く酸化されず、圧延面そ
のままの鋼板面が得られることが実験によって判明した
。

また、上記のような水冷による方法の他、軽度の繰り返
し曲げや研削、研磨によっても塗膜を容易にはく離除去
することができる。

このような方法で塗膜をはく離した後、水洗および軽度
のブラッシングによる最終仕上洗浄を行えば、完全な片
面めっき鋼板が得られる。

この発明によれば、従来の難点であった焼鈍後の塗膜表
面の割れやはく落を防止し虱溶融金属めっき浴に浸漬し
たときの微細なめつき付着を解消するとともに、その後
のは（離時に塗膜に有効な応力がかかるので、児璧に塗
膜がはく離し、完全な片面めっき鋼板が得られる。

上述した効果はこの発明に従う新規なめつき防止剤用塗
布剤の性状によって初めて得られるものであるが、中で
も最も効果を示した阻止剤は、９５０〜１０００℃で焼
成されたＭｇｏ　１０　ｇに対し、加熱脱水残分（Ｍ２
ｏ−ｎｓｔｏ、、ただしＭはアルカリ金属ｎ　＝　０．
５〜４）として１〜３０ｇのけい酸アルカリ塩水溶液、
Ｈ８ＢＯ３として１〜３０．９の硼酸、ＭＣ）Ｈとして
０・１〜２０．９のアルカリ、ＴｉＯ□として１−１０
９のチタニア（’Ｉ’１０．の一部もしくは全部を同分
子数の水酸化チタニウムで置き換えてもよい）、アルミ
ナとして１〜１０．９のＡ１２０８（Ａ１２０８の一部
もしくは全部を同分子数の水酸化アルミニウムあるいは
アルミナゾルで置き換えてもよい）を水に溶解ないし分
散させた水スラリー（粘度５〜２０ポアズ）であった。

以下、実施例を挙げてこの発明の詳細な説明する。

実施例 海水から回収した苦汁から得られる水酸化マグネシウム
をロータリーキルンで８５０℃から１０００℃までの間
で焼成し各種のマグネシア・を製造した。これらのマグ
ネシアｌｏｇ、水ガラス１０　、！ｉ’　（Ｎａ　０１
８１０．分として４．５　ｆＪ　）Ｈ８ＢＯ３６１！、
ＮａＯＨ４１Ｔｉｅ２２．９．　Ａｌ５Ｏ１２，９゜水
１５．９の割合で分散させた水スラリーを調合した。夫
々のマグネシアの種類によってスラリーの粘度は８ポア
ズから５５ポアズまであった。

この水スラリーを普通のアルカリ脱脂および水洗で清浄
した冷延鋼板の片面に、ロール塗布により乾燥後塗膜量
として約５０　ｉ／ｍ”の塗布を行なった。塗布後大気
開放炉で１５０°Ｃの温度で１分間の低温乾燥、ｌＯ％
Ｈ，＋９０％Ｎ２雰囲気中で７００℃の温度で２分間の
焼鈍、同雰囲気中で約５３０℃までの冷却を、この順に
連続的に行い、さらに続いて鋼板を溶融亜鉛めっき浴に
浸漬した。

めっき条件は、浴組成を０．１８％Ａ／−Ｚｎ　、浴温
を４６５±５℃、また浸漬時間は３秒とした。

めっき後鋼板をめっき浴から引き上げめっき浴直上で窒
素ガスワイパーによりめっき量を調整し、続いて鋼板温
度が約８００°Ｃになった時に約２０℃の水中に鋼板を
浸漬して急冷した。

・　めっき後の鋼板は、片面は亜鉛めつ曇され、他・の
片面は塗膜で完全に被覆されていたが、水による急冷に
よって塗膜は一部または全部がはく離した。中には全く
は（離しないものもあった。

このはく離状況を水スラリーの粘度との関係で示したも
のが第１図である。第１図でわかるように水スラリーの
粘度が８０ポアズを超えるものははく離性が急激に劣化
することが知られた。

以上述べたようにしてこの発明によれば、めっき前に還
元雰囲気焼鈍を行う連続溶融めっき法に従う片面めっき
鋼板の製造に際して、該焼鈍およびめっき浴中浸漬の間
にめっき原板の片面に強固な密着性と耐亀裂性を維持す
ることができるめっき阻止被覆を形成して、これにめっ
き金属の付着なしに溶融金属めっきを成就し、しかもと
の被ａ。

はめつき後の急冷その他のはく離手段の適用で容易に全
面的なはく離除去をもたらし得て事前の美麗な圧延表面
が酸化のおそれなしに再復元されるので、片面めっき鋼
板の製造工程上と（に有利に実施例 ・４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明によるスラリー粘度とはく離除去性の
関係を示すグラフである。

特許出願人　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　マグネシアと、けい酸アルカリ塩と、硼酸およびア
   ルカリ金属の水酸化物と、さらにチタニウムおよび水酸
   化チタニウムの内少なくとも一種ならびにアルミナ、水
   酸化アルミニウムおよびアルミナゾルのうち少なくとも
   一種を含む水スラリーを、８０ポアズ以下の粘度に調整
   して鋼板の片面に塗布し、加熱乾燥した後該鋼板を、溶
   融金属めっき浴中に浸漬して鋼板の片面のみにめっきを
   施すことを特徴とする片面めっき鋼板の製造方法。