JPS5837192A - 片面亜鉛系電気メッキ鋼板の非メッキ面の後処理方法 - Google Patents

片面亜鉛系電気メッキ鋼板の非メッキ面の後処理方法

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JPS5837192A
JPS5837192A JP13660881A JP13660881A JPS5837192A JP S5837192 A JPS5837192 A JP S5837192A JP 13660881 A JP13660881 A JP 13660881A JP 13660881 A JP13660881 A JP 13660881A JP S5837192 A JPS5837192 A JP S5837192A
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Masaya Tsutsumi
堤 正也
Wataru Hotta
渉 堀田
Yoshiaki Hashimoto
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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】 本発明は片面電気亜鉛メッキ鋼板の非メッキ面に生成す
る変色物質の除去を該非メッキ面のリン酸塩処理性を改
善させる後処理方法に関するものである。
片面亜鉛メッキ鋼板は自動車用外板材として車体寿命を
伸ばすため主に用いられる。従来の両面亜鉛メッキ鋼板
は、塗装後の性能、特に耐ブリスター性が悪く、塗装劣
化が早期に起こる。この様に亜鉛メッキ面は塗装劣化を
起こすことから、自動車の外板には、塗装を施こす外面
をメッキをしない面として上記の塗装劣化を防止し、内
面を亜鉛メッキ面として鋼板を防錆する片面亜鉛メッキ
鋼板が用いられている。
一方、メッキ面の耐食性をより向上させるために、厚メ
ッキが求められる傾向にある。電気メッキではメッキ厚
みが厚いほど大きな通電量が必要となる。従って、連続
メツキラインで厚メッキの1鋼板を製造する場合、メツ
キラインの整流器の電気容量から、メッキ厚みが厚いほ
どライン速度を低下させる必要が生じる。電気メツキ液
には電気的に安定なところから、硫酸水溶液が主として
用いられているが、この様に低速で電気メッキをする場
合にはメッキしない面(以下非メッキ面又は鉄面という
〕がメッキ液中で複雑な酸化物を鉄面上に形成し茶色や
黒褐色に変色する・(以下黒変等いう)0これらの変色
は片面亜鉛メッキ鋼板の非メッキ面の外観を著しく損う
のみならず鉄面のリン酸塩処理性を損い、塗装後の塗装
性能を劣化させる。
従来、この様な問題点を解決するために、(1)特開昭
53−122631.特開昭53−122632の非メ
ッキ面に合成樹脂シートを被着してメッキ液と接触をな
くす方法。
(2)特公昭55−46470の非メッキ面を陰極、陽
極と繰り返して通電を行ない非メッキ面を保護する方法
などがあった。
前記第(1)の方法は従来メツキラインの大巾な改造を
必要とすること、またメツキラインの各種ロー”ルと接
触する合成樹脂シートが破損しゃすく、非メッキ面と合
成樹脂シートの気密性を完全に保つことが難しいなどの
問題点があった。
第(2)の方法は黒変防止に有効と思われるが、鉄面が
陰・陽画極性を受けるため、鉄面の従来あったリン酸塩
処理性が良好である表面酸化皮膜層が変質してリン酸塩
処理性を劣化させる。また、各電解槽内の電流分布は電
極消耗の不均一や槽内流速の不均一などで、陰極時にメ
ッキされたメッキ層が陽極時に陰極時と同じ電気量を流
しても均一に溶解するのは困難であり、メッキ層が一部
残存したり鉄面の溶解があるなど、完全な鉄面の保護が
出来ない々どの問題点があった。
そこで本発明者等は、従来の電気メツキ設備をそのまま
用い、鉄面の変色物質を工業的に容易にかつメッキ面の
損失及び品質を劣化させないで除去し・鉄面の外観及び
リン酸塩処理性能を改善することを試みた。
その結果、疏酸酸性水溶液中で鋼板に片面電気亜鉛メッ
キを行なった後、非メッキ面を全リン酸濃度が0.05
モル/1.水素イオン濃度(以下PHとする)4以上7
未満の溶液中において陽極電流密度2 A / a♂以
上で電解処理することにより、非メッキ面の黒変を除去
させると同時に○、o527d以下のリン酸鉄を非メツ
キ面上に生成させるととによりリン酸塩処理性が改善で
きることを見出した。以下、本発明の各条件について述
べる。
本発明法において極性は陽極性で黒変の電解除去が可能
であり、陰極性では黒変の除去は困難である。
電流密度は2A/dnl’以上で黒変の除去が出来るが
、2A/dr11″未満では黒変の除去が困難となると
同時にリン酸鉄の生成量が小さくなりリン酸塩処理性の
改善には、長時間を要するので2 A /drr1′以
上が必要である。電解電圧の上昇による電力ロスを考慮
すると100A/an?以下が望ましい。
PHについては、PH7以上では黒変の除去は困難であ
り、PH4未満では鋼板の溶解が増加してリン酸鉄の生
成を阻害するためリン酸塩処理性の向上は望めない。そ
とでPHは4以上7未満の範囲とした。
電解液成分については、リン酸イオンを含まない中性塩
電解液2例えば硫酸ナトリウム、塩化ナト、リウム。
フッ化ナトリウムなどでも上記PH範囲内で黒変の除去
は可能であるが・リン酸塩処理性の改善効果がなく、ま
た酸成分である硫酸、リン酸、硝酸、過塩素酸なども黒
変の除去は可能であるが、リン酸塩処理性の改善効果が
ない。
リン酸塩の濃度は全リン酸濃度として0.05モル/を
以上で黒変の除去とリン酸塩処理性が改善されるが0.
05モル/を未満になるとリン酸鉄の生成が困難となシ
リン酸塩処理性の改善効果が小さくなる。また上限はリ
ン酸塩の溶解度以下が望ましい。リン酸塩としては、す
/酸ナトリウムが適当であり、リン酸又は水酸化ナトリ
ウム溶液を用いてPHを調整するのが望ましい。
電解液の電導度を上げるために、Na2S 04 、 
(NH4)2so4等の強電解質塩を添加しても良いが
、リン酸塩処理性の改善効果を得るためには、全リン酸
濃度の%当量以下のアニオン濃度が望ましい。但し塩素
イオンなどのハロゲンイオンの濃度は0.01モル/を
以下が必要で、それを越えると電解処理後、鉄面に黄変
が生じて、リン酸塩処理性が悪くなる。
リン酸鉄の生成量がo、o5y/、/を越えると・非メ
ツキ面上の酸化皮膜量が増加することでリン酸塩処理性
が悪くなる。そこで本発明法では0.05V/ぜ以下と
する。
本発明の黒変除去およびリン酸塩処理性が向上する理由
は、明確でないが次の通りであ丸とみられる。
本発明における鉄面の電解時の電位は、甘木照合電極を
基準として約1.5v以上となシ、鉄面は過不動態域と
なる。
過不動態域での電極反応は次の式で示される。
+ 20H−+02+2H+2e    ・ ・・ −−(
]J    。
Fe →Fθ3++30      ・ ・ ・ ・ 
・(2)2Fe’+3H20→γFe2O3+6H++
6e H・(3)。    −3 Fe +PO4→FθPO4・・・・−(31’酸素発
生反応式(1)が主反応で、地鉄溶解反応式(2)と皮
膜形成反応式(3)が同時に起こる、リン酸イオンが存
在すると式(3)は式(3′)になる。
この過不動態域での黒変除去理由は、 (1)わずかな地鉄溶解により黒変皮膜が剥離すると共
に酸素ガス発生によるメカニカル作用によって一層黒変
皮膜除去が促進される。
(2)陽極界面は式(1)により水素イオンが多くなり
PHが低下して黒変皮膜が溶解する。
(3)アニオン(本発明の場合リン酸イオンフの吸着に
よって表面張力が低下し、黒変皮膜がコロイド化される
と共に高電位におかれ電気歪を受けて黒変皮膜が破壊す
ること等によるものとみられ、以上の反応が個々に・ま
たは複合して黒変が除去される。次にリン酸塩処理性の
向上について述べる。
焼鈍過程力どで形成された鋼板表面の酸化皮膜を酸洗な
どにより除去した鉄面ば、非常に安定した酸化皮膜が形
成されやすくなシ、リン酸塩処理性が悪くなる。本発明
は過不動態域での電解であり、リン酸イオンを含有する
ところから、式(3)の皮膜形成反応が起きF e P
 04皮膜が形成さ些て、これがリン酸塩処理時の核と
なり適正なリン酸塩結晶を形成させる。
次に本発明の詳細を実施例に基づいて説明する。
第1図は従来技術による片面電気亜鉛メッキ装置の設備
配置図を示し、アンコイラーユから捲戻されるストリッ
プは脱脂槽4で脱脂され、水洗槽5で水洗され、次に酸
洗槽6で酸洗、水洗槽7で水洗後、電気亜鉛メッキ槽8
で片面メッキされ、水洗槽9で水洗、乾燥機lO″′C
乾燥されリコイラー12で捲取られる。なお図中2.1
1はシャー、3は溶接機である。このようにして、第1
図に示す連続電気亜鉛メッキ装置において、帯鋼(巾1
200、、板厚0−8 mm )をラインスピード40
m/胴で片面にsof/rn”メッキしたところ、メッ
キしない鉄面にメッキ檜出口で焦茶色の変色が生じた。
尚、メッキ液はZnSO4・7)T2OとH2BO3お
よびNa2SO4を水に溶解したものを使用している。
第2図は本発明による片面電気亜鉛メッキの設備配置で
ある。従来技術による片面電気亜鉛メッキ装置の設備配
置図、第1図の水洗槽9のあとに電解槽13.水洗槽1
4が設けられている。
電解槽13の1例の詳細図を第3図に示す。
電極15を鉄面に対置させる。16は押えロール、17
は通電ロールである。
次表に本発明の実施例および比較例の結果を示す。メッ
キ液はZnSO4・7H202002/l、H2SO4
25 t / l + N a2 S 04 100 
t/ Z r P H1−0+温度60℃である。
電解処理後の鉄面の外観評価は、◎金属色、○やや黄色
味のある金属色、Δ黒変が一部残る。×黒変が残る、と
した°。
リン酸塩の処理条件は、日本バーカーライジング株制の
薬剤を用いた。ファインクリーナー−4349の脱脂剤
、濃度2o2/l、処理温度5−5℃、処理時間120
秒、スプレー脱脂後、水洗した後ボンデライ)311B
を用い遊離酸度o、5〜0.7ポイント、全酸度14〜
15ポイント、促進剤濃度1.5〜2.0ポイントに調
整した液を用い、120秒間スプレー処理した後、リン
酸塩結晶の付着量及び結晶粒径を測定した。
表に示すようにAは一般冷延鋼板のリン酸塩処理性を示
し、この数値になれば適正と言える。Bは便来の片面メ
ッキ鋼板の鉄面のリン酸塩処理性を示し・Aと比較して
著るしく劣っている。リン酸塩以外の比較例Cは外観が
改善されるが、リン酸塩処理性が悪い。酸類及びPHが
4未満の比較例り、E、Fは外観は改善されるがリン酸
塩処理性は悪い。極性が陰極である比較例G、Hは黒変
がとれない。比較例Pはリン酸イオン濃度に対し当量超
の硫酸イオン濃度がありリン酸塩処理性を若干悪くして
いる。比較例Qはリン酸イオン濃度が低くリン酸塩処理
性が劣化する。比較例1Rは電流密度が低く比較例Sは
PHが高く外観、リン酸塩処理性とも悪い。
本発明例I、J、に、L、M、N、Oは比較例B、C,
D、E、F、G、H,P、Q、R,Sに比較し良好な外
鉄とリン酸塩処理性を示している。
次に本発明の利点を述べる。
(1)、PHが比較的高いためメッキ面の溶出が著るし
く小さく、亜鉛面の損失及び性能劣化がない。
(2)鉄面の溶出が著るしく小さく、電解液の劣化が少
ない。
(3)メッキ面、鉄の溶出が少ない事から、陰極である
電極材への電析が少ない。
(4)酸洗に見られる酸洗後の黄変現象がない。
(5)リン酸イオンを含む中性塩は、緩衝作用が強く、
電解によるPH変化が少ない。
(6)電解による有毒ガスの発生がない。
本発明は硫酸酸性水溶液を用いる亜鉛系合金片面電気メ
ツキ鋼板9例えばZn−IJi系、zn−Ni−CO系
、Zn−Fe系、 Zn−N1−F’s系、 Z n−
N1L−Fe−C3r系などの非メッキ面への適用も可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は通常の片面電気メツキ装置の設備配置図・ 第2図及び第3図は本発明実−例装置の設備配置図であ
る。 1・・・・アンコイラ−2・・・シャー3・・・・溶接
機     4・・・脱脂槽5・・・・水洗槽    
 6・・・酸洗槽7・・・・水洗槽     8・・・
電気メツキ槽9・・・・水洗槽     10・・乾燥
機11・・・シャー     12・・リコイラー13
・・・電解槽     14・・・水洗槽15・・・電
極      16・・・押えロール17・・・通電ロ
ール 出 願 人 新日本製鐵株式会社 11!3図 手続補正書(自発) 昭和57年1月12日 特許庁長官 殿 L 事件の表示 昭和56年特許願第136608号2
 発明の名称 片面電気亜鉛メッキ鋼板の非メッキ面の
後処理方法 3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区大手町2丁目6番3号名 称
  (665)新日本製鐵株式会社代表者  武 1)
   豊 4代理人〒103 置 241−044i住 所  東
京都中央区日本橋本町1丁目14番2号明細書の発明の
名称、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の
簡単な説明の欄 補    正    書 L 発明の名称を次の通シ補正する。 片面亜鉛系電気メツキ鋼板の非メッキ面の後処理方法 2、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 3 明細書1頁15行目 [片面電気亜鉛メッキ]とあるのを 「片面亜負系電気メッキ」に訂正する。 4 明細書2頁1行目 「片面亜鉛メッキ」とあるのを 「片面亜鉛系電気メッキ」に訂正する。 5 明細書2頁8行目 「鉛メッキ」とあるのを 「鉛系電気メッキ」に訂正する。 6 明細書3頁4行目 「片面亜鉛メッキ」とあるのを 「片面亜鉛系電気メッキ」に訂正する。 7、 明細書4頁17行目〜18行目 「片面電気亜鉛メッキ」とあるのを 「片面亜鉛系電気メッキ」と訂正する。 a 明細書5頁1行〜2行目 「水素イオン濃度(以下PHとする)」 とあるのt−
rPHJに訂正する。 9 明細書5頁16行目 「10 oh/dm” J 金[20oA/af Jに
訂正する。 10  明細書9頁13行目と14行目の間に「′実施
例1」を挿入する。 11  明細書9頁14行目 1片面電気亜鉛メッキ」とあるのを 「片面亜鉛系電気メッキ」K訂正する。 12  明細書10頁10行目 [片面電気亜鉛メッキ]とあるのを 「片面亜鉛系電気メッキ」に訂正する。 13  明細書12頁末行以下に次の文を挿入する。 実施例2 第2図に示す片面亜鉛系電気メツキ鋼板の製造設備にお
いて、メッキ浴組成として、ZnSO4・7H2020
0f/4H2SO410f/L、 Na2SO4100
t/l、 Ni SO4・6 H2O160f/1%F
eSO4−7H20601/l、 Cr2(SO4)3
20?/lの硫酸性水溶液でPH1,8、温度60℃の
メッキ浴を用いた。 電解処理後の鉄面の評価およびリン酸塩処理条件、評価
基準は、実施例1と同様である。 次表の本発明例T、 U、 V、 Wは、鉄面の外観お
よびり/酸塩処理性が優れている。 別紙 上7未満の溶液中にて陽極電流密度2A/am’以上で
電解処理を行い、非メッキ面の黒変を除去させると同時
にno5r/m’以下のリン酸鉄皮膜を非メツキ面上に
生成させることを特徴とする片面亜鉛系電気メツキ鋼板
の非メツ、キ面の後処理方法 特開og5s−37192(8)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 硫酸酸性典鉛メッキ用水溶液中で鋼板に片面電気亜鉛メ
    ッキを行なった後、非メッキ面を全リン酸濃度が0.0
    5モル/を以上、水素イオン濃度4以上9未満の溶液中
    にて陽極電流密度2 h / drr1以上で電解処理
    を行ない、非メッキ面の黒変を除去させると同時にo、
    o5r/n?以下のリン酸鉄を非メツキ面上に生成させ
    ることを特徴とする片面電気亜鉛メッキ鋼板の非メッキ
    面の後処理方法
JP13660881A 1981-08-31 1981-08-31 片面亜鉛系電気メッキ鋼板の非メッキ面の後処理方法 Expired JPS6028918B2 (ja)

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Cited By (5)

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