JP6569618B2 - リン酸亜鉛処理鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、家電、建材等の用途に用いられるリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法に関するものである。

リン酸亜鉛系被膜を有する鋼板（以下、リン酸亜鉛処理鋼板と称す）は、プレス成形時の摺動抵抗が小さく、鋼板をプレス金型へ流入させやすいため、自動車車体用途を中心に用いられている。

リン酸亜鉛処理鋼板は、例えば、冷延鋼板上に亜鉛めっきを施した後、表面調整液を鋼板表面に吹き掛けリン酸亜鉛結晶の核となる物質を鋼板表面に散布した後、リン酸亜鉛処理を施してリン酸亜鉛被膜を形成させ製造される。リン酸亜鉛処理法としては、スプレー方式やコーター方式が挙げられる。

しかしながら、鋼板表面において反応ムラが発生する問題がある。特に鋼板のリン酸亜鉛処理法としてスプレー方式やコーター方式等はいずれも反応型の化成処理被膜（リン酸亜鉛被膜）形成であるため、鋼板表面において反応ムラが発生しやすい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、反応ムラが軽減された表面性状に優れたリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

発明者らは、上記課題を解決するために、表面調整処理直後の鋼板表面の状態に着目した。そして、表面調整処理直後に鋼板表面に気体を吹き付けることにより表面調整液が鋼板表面に均一にレベリング（平滑化）され、その後のリン酸亜鉛被膜形成時において反応ムラが抑えられることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、以上の知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
[1] 亜鉛めっき鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行った後、鋼板表面に吹きつけ圧力：0.20MPa以上で気体を吹きつけ、次いで、リン酸亜鉛系処理液を鋼板表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成することを特徴とするリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。
［２］前記吹きつけ圧力は、0.30MPa以上0.40MPa以下であることを特徴とする上記［１］に記載のリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。
［３］スリット状のノズルを用いて鋼板表面に気体を吹きつけることを特徴とする上記［１］または［２］に記載のリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。
［４］前記表面調整液中には、Ｔｉコロイドを含有することを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。

本発明によれば、表面調整液やリン酸亜鉛系処理液の組成や製造条件を変更することなく、反応ムラを軽減することができる。その結果、表面性状に優れたリン酸亜鉛処理鋼板が製造できる。
表面性状性が大きく改善することが可能となるので、本発明のリン酸亜鉛処理鋼板は、自動車、家電、建材等に好適に用いることができる。

図１は、気体吹きつけによる鋼板表面状態を示す模式図である。

本発明の詳細を以下に説明する。

本発明のリン酸亜鉛処理鋼板は、亜鉛めっき鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面上に表面調整液を塗布し表面調整処理を行った後、鋼板表面に吹きつけ圧力：0.20MPa以上で気体を吹きつけ、次いで、リン酸亜鉛系処理液を鋼板表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成し、製造される。さらに、吹きつけ圧力は、0.30MPa以上0.40MPa以下であることが好ましい。

本発明では、表面調整処理を行った後に鋼板表面に吹きつけ圧力：0.20MPa以上で気体を吹き付けることを特徴とする。鋼板表面に吹きつけ圧力：0.20MPa以上で気体を吹き付けることで、鋼板上に付着した表面調整液を均一にレベリングし、リン酸亜鉛処理の反応ムラを抑制することが可能となる。吹きつけ圧力が0.20MPa未満では、表面調整液を均一にレベリングするのが不十分である。吹きつけ圧力が高いほどレベリングには有効である。この点から、吹きつけ圧力は0.30MPa以上が好ましい。一方、0.40MPaを超えると表面調整液が跳ねることでスプラッシュ状のムラが発生する場合がある。最適な外観が得る点から、吹きつけ圧力は0.40MPa以下が好ましい。

吹きつけ圧力は吹きつけ用ヘッダーの圧力であり、吹きつけノズル先端と鋼板との距離は10〜200mmとすることが望ましい。

吹きつけに用いる気体としては、使用する表面調整液の表面調整機能に実用上の影響を及ぼさない気体であれば適用可能である。窒素、ヘリウム、アルゴン等が使用可能である。コストと周囲環境への影響を考慮すると空気（エアー）が最も好適に使用可能である。

また、鋼板表面への気体の吹きつけのノズルの形状はどのようなものでも適用される。中でも、スリット状のノズルを用いることが好ましい。スリット状のノズルを用いることで、スプレー式のノズルと比較し、巾方向の気体吹付けが均一となる。

本発明に用いる亜鉛めっき鋼板または亜鉛系めっき鋼板は特に限定がなく、純亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌめっき鋼板やＺｎ−Ｎｉめっき鋼板等の合金めっき鋼板のいずれについても用いることができる。また、めっき処理方法についても特に限定がなく、電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき等いずれも用いることができる。

また、上述したように、本発明は、リン酸亜鉛処理鋼板の製造時に表面調整液を使用し表面調整処理を施しているものに対し適用される。

リン酸亜鉛系処理を行う前に表面調整処理を行うことで、リン酸亜鉛系処理時にリン酸亜鉛系処理液とめっきとの反応性を増大させることができる。

表面調整液中には、Ｔｉコロイドを含有することが好ましい。表面調整液中にＴｉコロイドを含有させることで、Ｔｉコロイドは分散性が高いためその後のリン酸亜鉛処理時の反応核となりリン酸亜鉛被膜を形成することができる。しかしながら、表面調整液中にＴｉコロイドを含有する場合、表面調整液が不均一な散布状態となれば、リン酸亜鉛結晶の付着量が局部的に不均一となり、リン酸亜鉛結晶の形に差異が生まれ易くなる。これに対して、本発明では、表面調整液が不均一な散布状態になったとしても、その直後に気体を吹き付けることで、表面調整液が均一にレベリングされ、その後のリン酸亜鉛処理時も反応ムラが抑えられた均一な反応状態になると考えられる（図１参照）。

表面調整処理の方法としては、めっき鋼板を表面調整液中に浸漬する方法、めっき鋼板に表面調整液をスプレーする方法等が挙げられる。

リン酸亜鉛系処理液としては、特に限定はしない。通常用いられるリン酸亜鉛系処理液を用いることができる。Ｚｎイオン、リン酸イオンの他に硝酸イオン、Ｆ化合物等を含有するものを用いることができる。Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕを含有させることもできる。

鋼板のリン酸亜鉛処理法としては、特に限定しない。スプレー方式やコーター方式等、従来から用いられている方法を好適に用いることができる。スプレーを用いてリン酸亜鉛被膜を形成することが好ましい。本発明は、実施例としてスプレー方式のリン酸亜鉛処理を行なっているが、原理上、コーター方式のリン酸亜鉛処理にも適用される。

本発明を実施例により更に詳細に説明する。
冷間圧延後焼鈍を施した板厚0.7〜0.8ｍｍの鋼板上に、付着量36ｇ/ｍ²となるように電気亜鉛めっきを施した。次いで、鋼板の表面上に表面調整液（チタンコロイド系処理液、日本パーカライジング（株）製ＰＬ−ＺＮ3.0g/L）を塗布し40℃に3秒浸漬させることで表面調整処理を行った。次いで、表２に示す吹きつけ圧力で鋼板表面に気体を吹きつけた。気体としては空気（エアー）を用いた。次いで、表１に示す浴組成からなるリン酸亜鉛系処理液を鋼板表面に吹き付けることで、リン酸亜鉛系被膜を1.5g/ｍ²形成しリン酸亜鉛処理鋼板を製造した。鋼板表面への気体吹きつけはスリット状のノズルを用いて、リン酸亜鉛系処理液の鋼板表面への吹き付けはスプレーを用いた。

以上により得られたリン酸亜鉛処理鋼板に対して、鋼板表面のムラを目視にて観察し、液飛散ムラ、梨肌状ムラ、絞り不良ムラの有無を確認した。なお、液飛散ムラとは、表面調整液のスプレー散布にて、液の散布が不均一であることで飛散状に発生するムラである。梨肌状ムラとは、表面調整セクションの後段絞りロールの荒れにより、ロールが荒れた状態で表面調整液が局所的に不均一な状態に均されることで発生するムラである。絞り不良ムラとは、表面調整セクションの後段絞りロールが表面調整液を絞りきれずに、鋼板上の一部の表面調整液がそのまますり抜けることで発生するムラである。また、各ムラの判定において、○は均一でムラなし、△は一部にムラ有り、×は全面にムラ有りである。全ての評価項目において、評価結果全てが○の場合、もしくは評価結果が△が一つで○が２つの場合を合格とした。

以上により得られた結果を条件と併せて表２に示す。

表２より、本発明例では、ムラが軽減されることが判明した。Ｎｏ１２は、使用上問題なないものの、エアー吹付け圧力が高く、液が飛散した後のようなスプラッシュ状ムラが若干発生していた。
特に吹きつけ圧力を0.30MPa以上0.40MPa以下とした場合に、液飛散ムラ、梨肌状ムラ、絞り不良ムラの全てのムラに対して、ムラなしとなっていた。

Claims (2)

1. 亜鉛めっき鋼板または亜鉛系めっき鋼板の表面上にＴｉコロイドを含有する表面調整液を塗布し表面調整処理を行った後、鋼板表面に吹きつけ圧力：0.20MPa以上0.40MPa以下で気体を吹きつけることで前記表面調整液を均一に平滑化し、次いで、リン酸亜鉛系処理液を鋼板表面に塗布することによりリン酸亜鉛被膜を形成することを特徴とするリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。
2. スリット状のノズルを用いて鋼板表面に気体を吹きつけることを特徴とする請求項１に記載のリン酸亜鉛処理鋼板の製造方法。