JPS6393900A - 亜鉛系片面電気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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法に関し、
特に非めっき面の化成処理性に優れた亜鉛系片面めっき
鋼板に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 近年、道路に散布にされる凍結防止剤による自動１ｊ車
体の腐食を防止するために、亜鉛系電気めっき鋼板の使
用が増加している。この場合、両面ともめっきした鋼板
では、溶接性や塗装後の外観に間ががあるので、片面の
みをめっきした鋼板を用いることが多い。片面めっき鋼
板の非めっき面は、化成処理性や塗装性において、冷延
鋼板と同等に優れていることが要求される。

しかし、亜鉛系電気めっき鋼板の製造においては、めっ
き浴として硫酸浴や塩化物浴の酸性浴を用いることから
、非めっき面の酸食が避けられない。このため、非めっ
き面は酸不溶屑物の蓄積や不純物の析出にイ下なって汚
れ、筋状のむらを発生したり、化成処理性の劣化をきた
すことがしばしば起こる。さらにめっき電流の廻り込み
による非めっき面のめっき析出も化成処理性劣化の一因
であることが多い。

化成処理性劣化とは、均一なりん酸塩結晶が形成せずに
、一部にスケと称される結晶のない部分を生じたり、不
均一な粗大結晶を生じたりするもので、塗装後の耐食性
や密着性の劣化、あるいは外観上の不均一をもたらすこ
とから品質上、重要な問題となるものである。そこで、
この対策としてめっき後に非めっき面を陽極として酸ま
たは塩類水溶液中で電解する、いわゆる電解酸洗が行わ
れる。

電解酸洗は、例えばＮａ２　ＳＯ４水♂液を例にとれば
、鋼板表面で生成するＨ２ＳＯ４による化学的効果、お
よび同時に発生する０２カスによる物理的効果とがあい
まって、鋼板表面の清浄化に優れた効果を発揮するもの
である。しかしながら、鋼板ストリップのめっきライン
においては、電解酸洗槽は実際上、１〜２糟しか設置さ
れず、この糟を通過する数秒あるいはそれ以上の短時間
の間に非めっき面を均一に清浄化するのは困難であった
。

すなわち汚れの除去が全般に不十分であったり、また汚
れた部分と清浄化された部分がまだらに混在するような
状態が応々にしてあられれた。

このような現象はＺｎ−ＮｉやＺｎ−Ｆｅなどの合金め
っきを行う場合、めっき中にｌ’ｃより貴な元素かＦｅ
表面に析出したり、Ｆｃの溶解が激しくなり汚れを発生
しやすいことから、とくに起こりやすい。非めっき面表
面がこのような状態になると化成処理性は均一性という
点では、電解酸洗を行わない場合よりも、むしろ劣り、
きわめて大きい問題となるものである。

本発明者らはこの問題を解決するために、従前に特開昭
６１−４４２００号、同６１−１０６８００号公報等に
おいて、非めっき面を電解酸洗する方法を提起した。こ
の技術は鋼板の片面に亜鉛系電気めっきを施した際、非
めっき面に蓄積する酸不溶解物や析出した不純物および
めっき電流の廻り込みによって生じためっき析出を、電
解酸洗をすることにより除去、清浄化し、非めっき面の
化成処理性の改善を行なう方法である。

しかしなから、かかる方法は、 （１）７に解酸洗後鋼板表面に付着している電解液を水
洗除去したのち、乾燥させるが、工業的規模で製造する
場合、鋼板表面は水洗、冷風乾燥では完全に乾燥しきれ
ない。従って、電解酸洗後、６０℃以上の温水で湯洗し
て鋼板板温を上げた後、ロール絞りにより水切りを行な
い、１００℃以上の熱風で乾燥させる。

このため、電解酸洗により清浄化され、きわめて活性な
状態になっている鋼板表面は、湯洗、乾燥した際に表面
が酸化され、この酸化皮膜の形成により化成処理性が劣
化する。

特に工業的規模における化成処理では、その処理浴管理
範囲が広いため、きわめて厳しい条件で処理されること
が多く、鋼板表面への酸化皮膜形成は、化成処理性に大
きく影響する。

（２）電解酸洗を行い、湯洗、熱風乾燥した後、鋼板表
面を研磨材で研磨しても、酸化皮膜は完全に均一には除
去されず、このため化成処理むらを起こす。

などの問題があった。

〈発明の目的〉 本発明は、上記１（情に鑑みてなされたものであり、電
解酸洗後の湯洗、熱風乾燥する際に生じる非めっき面の
酸化を防止し、もって化成処理性の優れた非めっき面を
有する片面亜鉛系電気めっき鋼板の製造方法を提供する
ことを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明者らは、片面亜鉛系電気めっき鋼板非めっき而の
ｌ、Ｃ解酸洗後の湯洗、熱風乾燥する際に生じる酸化を
防止し、もって化成処理性の優れた非めっき面を得る方
法について種々検討を重ねた結果、電解酸洗浴中に硼素
酸化物および／または硼素酸化物のアルカリ金属塩を添
加することがきわめて効果的であることを知見し、本発
明をするに至った。

本発明によれば、鋼板の片面に亜鉛系電気めっき鋼板を
施したあと、非めっき面を電解酸洗するに際し、めっき
後、鋼板表面を水洗し、めっき液を除去したあと、いっ
たん乾燥し、しかるのちＮａ、　Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、　八
１の硫酸塩またはりん酸塩のうち１稲あるいは２種以上
と、硼素酸化物および／または硼素酸化物のアルカリ金
属塩を硼素として１〜１０ｇ／Ｊ２とを含むｐＨ３〜９
の水溶液中で、鋼板と液の相対速度を２．５　ｍ／ｓｅ
ｃ以下とし、かつ陽極電流密度を２０　Ａ／ｄｍ２以上
で陽極処理することを特徴とする亜鉛系片面電気めっき
鋼板の製造方法が提供される。

本発明の亜鉛系片面電気めっき鋼板の電解酸洗方法を以
下に詳細に説明する。

本発明における電解酸洗は、めっき後、非めっき面を水
洗し、めっき液を除去した後、いったん乾燥してから行
わなければならない。なぜならば、水洗のみでは鋼板表
面に吸着しためっき液中の遊離酸が完全には除去されず
、遊ｍ酸が残留した部分は不働態皮膜が形成されないた
め、電解酸洗により、オーバーエツチングになる場合が
応々にして起こるからである。このような現象は、エツ
チングされやすいりん添加鋼で特に起こりやすい。水洗
後、いったん表面を乾燥することにより、その過程で残
留遊離酸は鋼板表面と反応し、全面に均一な不働態皮膜
を形成するため、その後の電解酸洗で均一なエツチング
を行うことができる。

電解酸洗液は、Ｎａ、　Ｋ、Ｌｉ、　Ｍｇ、＾１の硫酸
塩またはりん酸塩の少なくとも１種を主成分とする。

上記金属イオンの析出電位は水素還元電位より高いため
、水溶液の電解では金属の析出が起こらない。このため
、浴中の金属イオン濃度の維持や陰極のメンテナンスが
容易であるとともに、Ｎ：ｉ極上で生成する酸と陰極上
で生成するアルカリとが当量関係でバランスし、浴ｐＨ
の維持にとっても好適であるからである。

また、硫酸塩あるいはりん酸塩を選んだのは、これらの
水溶液電解では有害ガスの発生もなく、またＦｅ面の洗
浄力が強いからである。

そして、本発明の特徴として、上記電解酸洗液中に、硼
素酸化物および／または硼素酸化物のアルカリ塩を硼素
として１〜１０ｇ／ｆｉ添加する。硼素が１ｇ／１未満
では、非めっき面の酸化防止の効果がなく、１０ｇ／４
２を超えると非めっき面表面に付着した硼素酸化物が化
成処理前に施す脱脂で完全に除去できず、化成処理性が
劣化するからである。電解酸洗液中へ添加する硼素とし
ては、硼酸、硼酸ナトリウム、硼酸アルミニウム、硼酸
カリウム、硼酸マグネシウム、硼酸リチウムなど可溶性
の硼素酸化物およびまたは硼素酸化物のアルカリ塩など
かあげられる。

電解酸洗浴のｐＨは３〜９と規定する。ｐＨが３未満で
はＦｅ面のエツチングが激しく、オーバーエツチングに
なり、望ましくない。ｐ）Ｉが９を超えると非めっき面
の清浄化が不十分となり、化成処理性の劣化をきたすか
らである。

さらに、鋼板と電解液の相対速度は２．５ｍ／ｓｅｃ以
下が好ましい。この理由は、相対速度が２．５ｍ／ｓｅ
ｃ超では、非めっき面表面で生成する酸がＦｅ面からす
ぐに＝脱してしまい、酸洗力が落ちて短時間のうちに均
一にＦｃ面を洗浄化することが困難になるからである。

前述したように、表面が不均一になることは、必ず化成
処理むらを引き起こすことから絶対に避けなければなら
ないことであり、このためには鋼板と液の相対速度の制
御がきわめて重要である。

また、本発明においては電流密度を２０　Ａ／ｄｍ２以
上で電解処理しなければならない。この理由は２０　Ａ
／ｄｍ２未満では酸化膜の破壊の不均一あるいは０２ガ
スの界面での撹拌力低下によると思われる表面洗浄化能
力の低下が生じるからである。

本発明における亜鉛系電気めっきとはＺｎおよびＺｎ−
Ｎｉ、　　Ｚｎ−Ｆｅの合金めっき、さらにはこれらに
ＣｒやＧｏ、　Ｔｉ等他の元素を添加したものを包含し
、硫酸浴、塩化物浴あるいはそれらの混合浴で酸性の液
でめっきされるものである。電解酸洗槽は水平型、たて
型あるいはラジアルセル等が用いられ、液温は室温〜７
０℃の間で任意に選択できる。浴濃度は用いる薬剤の種
類により、非めっき面の清浄化効率が若干具なること、
および電気型導度が異なることから、いちがいには言え
ないが、おおむね５０ｇ／ｆ１以上であることが望まし
い。

また、電解時間は数秒以下、例えば１秒という短時間で
も、非めっき面を清浄にすることか可能である。

電解処理を終ったあと、あるいはその後さらに研磨処理
を行ったあと、鋼板は水洗、乾燥され、製品とされる。

〈実　施　例〉 以下に本発明の実施例について具体的に説明する。

（実施例および比較例〕 板厚０．７ｍＩＩ＋のりん添加鋼板（Ｐ含有率０．１％
）を使用し、以下の条件で片面Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきを
施した。

（１）浴組成　　ＮｉＳＯ４・６１１２０　　２５０　
　ｇ／ｌＺｎＳＯ４＋　７１１２０　　１３０　　ｇ／
ｎＮａ２　Ｓ０４　　　　　　４０　　ｇｉｒｌ（２）
浴ｐＨ１，６ （３）浴ｆｊＬ６０　　℃ （４）電流密度　　　　　　　　　　５０　　Ａ／ｄｍ
”（５）めっき時間　　　　　　　　　１５ｓｅｃ（６
）めっき目イ寸量　　　　　　　　２０ｇ／ｒｎ”次い
で水洗を行い、いったん乾燥後、引き続き、表１に示し
た条件で非めっき面の電解酸洗を行い、その後、７０℃
の湯水で５　ｓｅｃ間湯洗し、１００℃の熱風で乾燥し
た。

なお、一部は電解酸洗後スコッチブライト研磨を行い、
その後水洗乾燥した。

電解酸洗後の非めっき面の汚れやむらの有無を目視で判
定するとともに、Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ
）により０（酸素）のＸ線強度および化学分析によりＮ
ｉ付着量の分析を行った。結果を表１に示す。

このときの評価方法は、以下の通りである。

■電解後表面外観評価： ５：均一でむら、汚れがなく、表面酸化による黄変もな
い ４：均一でむら、汚れがないが、表面が酸化し、やや黄
変 ３：均一でむら、汚れかないか、表面が酸化し、黄変 ２ニ一部にむら、汚れあり １：全面にむら、汚れあり この後、日本ペイント族のりん酸塩処理液グラノジン５
Ｄ２０００を用いて、ディップ方式により、化成処理を
行った。化成処理条件は、工業的規模で処理される管理
範囲内での変動を勘案し、処理液の遊Ｍ酸度を高＜　（
ＦＡ＝　１．０）　シ、最も厳しくした。化成皮膜の評
価は、目視で判定するとともに、各々５カ所ずつランダ
ムに走査型電顕観察を行い、重量法（クロム酸アンモン
液使用）により皮１漠付着量を求めた。結果を表１に示
す。

このときの評価方法は、以下の通りである。

■化成皮膜外観評価： ５：外観は均一でむらはなく、結晶も５カ所とも均一で
緻密、スケや粗大粒はなし ４：外観はほぼ均一でむらはないが、２カ所の結晶がや
や不均一で混粒、スケや極端な粗大粒はなし ３：外観はほぼ均一でむらはないが、４カ所の結晶がや
や不均一で混粒、スケや極端な粗大粒はなし ２：外観は一部にむら、スケがあり、３カ所の結晶がス
ケや極端な粗大粒あり １：外観は全面にむらまたはスケがあり、結晶は５カ所
ともスケや粗大粒多い 〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明によれば、電解酸洗後の湯
洗、熱風乾燥時に生じるＦｅ面の酸化を防止することか
でき、化成処理後の外観に優れ、緻密で細かいりん酸塩
結晶が得られる。よって１〜２秒間というような短時間
の処理で、非めっき面の化成処理性の良好な片面亜鉛系
電気めっき鋼板の製造方法が得られるという効果がある
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の片面に亜鉛系電気めっき鋼板を施したあと
   、非めっき面を電解酸洗するに際し、めっき後、鋼板表
   面を水洗し、めっき液を除去したあと、いったん乾燥し
   、しかるのちＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌの硫酸塩また
   はりん酸塩のうち１種あるいは２種以上と、硼素酸化物
   および／または硼素酸化物のアルカリ金属塩を硼素とし
   て１〜１０ｇ／ｌとを含むｐＨ３〜９の水溶液中で、鋼
   板と液の相対速度を２．５ｍ／ｓｅｃ以下とし、かつ陽
   極電流密度を２０Ａ／ｄｍ＾２以上で陽極処理すること
   を特徴とする亜鉛系片面電気めっき鋼板の製造方法。