JPS648705B2 - - Google Patents

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JPS648705B2
JPS648705B2 JP58240277A JP24027783A JPS648705B2 JP S648705 B2 JPS648705 B2 JP S648705B2 JP 58240277 A JP58240277 A JP 58240277A JP 24027783 A JP24027783 A JP 24027783A JP S648705 B2 JPS648705 B2 JP S648705B2
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JP
Japan
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flux
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oil
surfactant
steel plate
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JP58240277A
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JPS60131959A (ja
Inventor
Shigemitsu Takai
Nobuhiko Hayashi
Masaru Yamamoto
Yoshio Hayashi
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/30Fluxes or coverings on molten baths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0038Apparatus characterised by the pre-treatment chambers located immediately upstream of the bath or occurring locally before the dipping process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾式溶融亜鉛めつきの前処理方法に
関し、特に被めつき鋼材表面に油脂類やそれに類
する汚れが付着していても健全なめつき層を形成
し得るようにしたものである。
フラツクス法による溶融亜鉛めつきにおいて
は、予め被めつき鋼材(鋼板、線材、釘、型物な
ど)の表面に付着している油脂類などの汚れを除
去する脱脂処理および表面スケール除去のための
酸洗処理により表面を浄化しておき、その表面に
フラツクス溶液を塗布し乾燥してフラツクス被覆
層を形成し、しかるのちめつき浴槽内に浸漬する
ことにより亜鉛めつきが施こされる。脱脂処理に
は、オルソ珪酸ソーダ、水酸化ナトリウム等のア
ルカリ脱脂剤が、また酸洗処理には、硫酸ないし
塩酸を主成分とする浴がそれぞれ汎用されてい
る。
フラツクス処理は、脱脂、酸洗処理により清浄
化された鋼材表面の活性を保持し、その表面に形
成されるめつき層の密着性、健全性を高めること
を目的とするもので、その処理は一般に塩化亜鉛
(ZnCl2)および塩化アンモニウム(NH4Cl)を
主成分とする水溶液に鋼材を浸漬することにより
行なわれる。
ところで、鋼材表面の脱脂処理が不十分で、表
面に油脂類が残存すると、その部分は油はじき現
象により濡れ性が悪く、フラツクス溶液の付着が
不十分となる。フラツクス溶液の付着が不十分で
あると、形成されるフラツクス被覆層が不完全な
ものとなるためその部分が不めつきとなつたり、
ピンホールなどの欠陥が発生し、健全なめつき層
を形成することができない。
本発明は、フラツクス被覆層を形成する際に界
面活性剤を使用することにより油脂類などの汚れ
に起因する上記問題を解決したものであり、鋼材
を溶融亜鉛めつきするに当り、非イオン界面活性
剤0.1W/W%以上が添加された、塩化亜鉛および
塩化アンモニウムを主成分とする水溶液であるフ
ラツクス溶液を、鋼材の表面に塗布し、乾燥して
フラツクスの被覆層を形成することを特徴とする
前処理法を提供する。
本発明によれば、第3図に示すように、鋼材1
の表面に油脂類などの油膜2が存在していてもフ
ラツクス溶液の塗膜3の形成には何らさしつかえ
はない。界面活性剤4の疎水基41と親水基42
がフラツクス溶液の塗膜3と油膜2との界面で一
定の配向をなし、フラツクス溶液の表面張力の低
下・濡れ性の向上により油膜表面でのフラツクス
溶液の油はじき現象が解消されるので、油膜2の
表面をも十分にフラツクス溶液の塗膜3で被覆す
ることができる。従つて、フラツクス溶液を塗布
したのち、これを適当な温度に加熱して乾燥すれ
ば、乾燥表面全体にわたつてムラのないフラツク
ス被覆層が形成されるので、その後の溶融亜鉛め
つきにおいては、不めつきやピンホールなどを生
じることがなく、密着性にすぐれた健全なめつき
層を形成することができる。鋼材表面の油脂類や
界面活性剤は分解温度が400〜500℃程度で、亜鉛
めつき浴(450〜500℃)導入時に分解・燃焼して
しまうので、めつき性に対しては何ら悪影響を生
じることはない。
界面活性剤としては、陰イオン系、陽イオン系
および非イオン系を市販品として入手できるが、
本発明において非イオン系を使用することとした
のは、非イオン系の使用により良好な洗浄効果が
安定に維持されるからである。すなわち、イオン
系または非イオン系のいずれの界面活性剤も親水
基と疎水基とによるフラツクス溶液の表面張力の
低下・濡れ性改善作用に相違はないけれども、熱
間圧延や冷間圧延等を経由してきた鋼材の表面に
は少なからぬ量の金属粉末が油脂類等と共に付着
しているため、例えばアニオン系を使用した場合
は、鋼材表面の付着金属分(Fe2+等)との反応
が生じて界面活性剤が余分に消耗されるのみなら
ず、その反応生成物である所謂金属せつけんの混
入によりフラツクス溶液が汚染され、フラツクス
溶液の洗浄作用が低下する原因となる。また、そ
の反応生成物が鋼材とともに溶融亜鉛めつき浴に
持ちこまれることによりめつき浴の汚染の原因と
もなる。本発明ではその界面活性剤として非イオ
ン系を使用することとしているので、上述の不都
合はなく、良好な洗浄作用が安定に維持され、ま
ためつき浴の汚染も少ない。
なお、本発明に使用される非イオン界面活性剤
の選択には特別の制限はなく、例えばポリオキシ
エチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレ
ンアルキルフエノールエーテル類、ポリオキシエ
チレンアルキルエステル類、ソルビタンアルキル
エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアル
キルエステル類等、よく知られた界面活性剤を適
宜使用することができる。
本発明によるフラツクス溶液の塗膜の形成は、
フラツクス溶液に界面活性剤を添加しておき、こ
れに鋼材を浸漬することにより達成される。フラ
ツクス溶液中の界面活性剤の濃度は少くとも0.1
w/w%であることが望まれる。実ラインにおい
ては、操業の安定性とコストの両面を考慮する
と、フラツクス溶液中の界面活性剤の適正な濃度
は約0.2〜0.4w/w%である。また、フラツクス溶
液のフラツクスの濃度は通常約15゜Be′とされてい
るが、界面活性剤を複合使用する本発明では、そ
れより低濃度であつてよく、例えば5〜6゜Be′程
度で十分である。なお、フラツクス溶液の塗膜形
成の別法として、まず界面活性剤を鋼材表面に塗
布し、ついで界面活性剤を含まないフラツクス溶
液に浸漬する方法によつてもよい。
フラツクス溶液の塗膜を形成したのち、その乾
燥処理は常法に従い、適温、例えば270〜300℃で
加熱することにより達成される。
本発明によるフラツクス被覆層の形成および界
面活性剤の添加効果の具体例について説明すれ
ば、下記8種の供試鋼板(A)〜(H)を準備し、非イオ
ン系界面活性剤0〜1.0w/w%を含むフラツクス
溶液に浸漬して塗膜を与え、ついで乾燥してフラ
ツクス層を形成したのち、溶融亜鉛めつきを行つ
た。
(1) 鋼板(A):牛脂系圧延油塗布(付着量200mg/
m2)、脱脂・酸洗処理なし。
(2) 鋼板(B):上記鋼板(A)と同じ油脂塗布。但し、
脱脂・酸洗処理実施。
(3) 鋼板(C):植物油系防錆油塗布(付着量1.3g/
m2)。脱脂・酸洗処理なし。
(4) 鋼板(D):上記鋼板(C)と同じ油脂塗布。但し、
脱脂・酸洗処理実施。
(5) 鋼板(E):鉱油系防錆油塗布(付着量1.5g/
m2)。脱脂・酸洗処理なし。
(6) 鋼板(F):上記鋼板(E)と同じ油脂塗布。但し、
脱脂・酸洗処理実施。
(7) 鋼板(G):無塗油。脱脂・酸洗処理なし。
(8) 鋼板(H):無塗油。脱脂・酸洗処理実施。
※脱脂処理:オルソ珪酸ソーダ30g/溶液
(液温80℃)に5秒間浸漬。
※酸洗処理:塩酸15%(液温25%)に7秒間浸
漬。
※フラツクス処理:ZnCl2+NH4Clを主成分と
する水溶液(濃度15゜Be′液温60℃)に2秒間浸
漬。界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルフ
エノールエーテル類、界面活性剤添加量:0〜
1.0w/w%。
上記各供試鋼板(A)〜(H)のめつき品質を第1図に
示す。図中の各マークは次のとおりである。
●:鋼材(A)、〇:鋼板(B)、▲:鋼板(C)、△:鋼
板(D)、▼:酸板(E)、▽:酸板(F)、■:鋼板(G)、
□:鋼板(H)。
図に示されるように、圧延油や防錆油を塗布し
た鋼板に対して界面活性剤を含まない従来のフラ
ツクス溶液による処理を行つた場合は、たとえ脱
脂・酸洗を実施例しても、めつき層にピンホール
や不めつきが発生している。これに対し、非イオ
ン界面活性剤を0.1%以上含むフラツクス溶液を
用いて処理すると、油脂類が塗布された鋼板に対
しても、脱脂・酸洗処理の有無を問わず、不めつ
き、ピンホール等のない健全なめつき層が形成さ
れることがわかる。
本発明の実施例として、第2図に示すごとき連
続溶融亜鉛めつきライン(但し、脱脂工程なし)
において、ペイオフリール10から鋼板1を巻出
しながら、酸洗槽11で酸洗したのち、水洗槽1
2で鋼板表面の付着酸洗液を洗い流し、ついで非
イオン界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキル
フエノールエーテル類)を含むフラツクス溶液槽
13に通板してフラツクス溶液の塗膜を与えたの
ち乾燥炉14にて塗膜を加熱乾燥し、しかるのち
溶融亜鉛めつき浴槽15に通板してめつき層を形
成しロール16に巻取つた。酸洗液は塩酸15%の
常温液、フラツクス溶液はZnCl2とNH4Clを主成
分とする濃度15゜Be′、液温60℃の水溶液で、非イ
オン界面活性剤の含有量は0.3w/w%とした。な
お、ペイオフリールから巻出された直後の鋼帯表
面には実験のために、鉱物油ベースおよび植物油
ベースの防錆油、有機系スキンパス油をそれぞれ
1g/m2以上塗布した。この溶融亜鉛めつきにて
得られためつき鋼板のいづれも、ピンホールや不
めつきなどはなく健全なめつき品質を有すること
が確認された。
以上のように本発明によれば、鋼材表面の油脂
類、その他これに類する汚れの存否にかかわら
ず、鋼材表面全体に所要のフラツクス被覆層を形
成することができるので、密着性に富む健全な溶
融亜鉛めつき層を有するめつき製品が得られる。
従つて、完全な脱脂処理の必要がないばかりか、
脱脂処理そのものを省略してもさしつかえない。
また、界面活性剤によりフラツクス溶液の密着性
がすぐれるので、鋼材表面の油脂類の付着が少な
い場合は、フラツクス溶液のフラツクス成分濃度
をも従来に比し大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフラツクス溶液の界面活性剤の濃度と
めつき品質の関係を示すグラフ、第2図は溶融亜
鉛めつきラインの工程概要図、第3図は本発明に
よりフラツクス処理した後の鋼材表面層の模式的
断面説明図である。 1:鋼材、2:油膜、3:フラツクス溶液の塗
膜、11:酸洗槽、13:フラツクス溶液槽、1
4:乾燥炉、15:溶融亜鉛めつき槽。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋼材を溶融亜鉛めつきするにあたり、非イオ
    ン界面活性剤0.1W/W%以上が添加された、塩化
    亜鉛および塩化アンモニウムを主成分とする水溶
    液であるフラツクス溶液を、鋼材の表面に塗布
    し、乾燥してフラツクス被覆層を形成することを
    特徴とする乾式溶融亜鉛めつきの前処理方法。
JP58240277A 1983-12-19 1983-12-19 乾式溶融亜鉛めつきの前処理方法 Granted JPS60131959A (ja)

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