JP5130080B2 - リン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

Description

本発明は、色調が明るいリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板に関するものである。本発明の電気亜鉛めっき鋼板は、リン酸塩処理後の明度（Ｌ値）が高く、例えば、家庭用電気製品、配電盤、電話交換機パネル、自動車部品、建材等の素材として好適に使用できる。

リン酸亜鉛皮膜を有する電気亜鉛めっき鋼板（以下、「リン酸塩処理鋼板」と略称することがある。）は、上述の家庭用電気製品等に用いられる場合、白色塗料で塗装されることが多い。しかし、リン酸塩処理鋼板が黒ずんでいる（明度が低い）と、白色塗料を厚く塗布しなければならず、塗料量及びそのコストが増大する。そのためユーザーからは、明度の高いリン酸塩処理鋼板が要求されている。その要求はますます厳しくなっており、現在では、明度（Ｌ値）が７０．００以上のリン酸塩処理が求められている。そこでリン酸塩処理鋼板の明度を高める技術が、これまで提案されている。

例えば特許文献１は、リン酸亜鉛皮膜の明度に悪影響を及ぼすＮｉ量を適切に調整する技術を開示している。詳しくは特許文献１の技術では、リン酸亜鉛皮膜中のＮｉ量とＺｎ量との比、リン酸亜鉛付着量、及び亜鉛めっき中のＮｉ量を調整することによって、リン酸塩処理鋼板の明度を高く保っている。

一方、特許文献２及び３は、リン酸塩処理鋼板ではなく、クロメート処理またはノンクロメート処理鋼板の明度を改善する技術を開示している。詳しくは、これらの技術は、電気亜鉛めっき層の各結晶面の配向指数（特許文献２でのパラメータ）又は配向率（特許文献３でのパラメータ）を適切に制御することによって、亜鉛めっき層自体の明度を向上させている。
特開平１１−６１４３０号公報 特開平１０−１８０７８号公報 特開２００２−２５６４８０号公報

本発明の目的は、高い明度（特にＬ値が７０．００以上）のリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板を提供することにある。

上記課題を解決し得た本発明に係る色調が明るいリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板は、電気亜鉛めっき層の上にリン酸亜鉛皮膜を有し、前記電気亜鉛めっき層の結晶面（００・２）、（１０・０）及び（１０・１）の配向指数Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）が、下記式（１）〜（３）の要件を満たすところに要旨を有している。
４．０≦Ｉ_co（００・２） ・・・ （１）
０＜Ｉ_co（１０・０）≦０．０２０ ・・・ （２）
０＜Ｉ_co（１０・１）≦０．２０ ・・・ （３）
〔上記式中、
Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）は、結晶面（００・２）、（１０・０）、（１０・１）、（１０・２）、（１０・３）及び（１１・０）におけるＷｉｌｌｓｏｎの６面配向指数であり、
前記電気亜鉛めっき層の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ（ｈｋ・ｌ）とし、標準亜鉛粉末の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ_s（ｈｋ・ｌ）とした場合に下記式（４）〜（６）から計算される。
Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）＝ｉ（ｈｋ・ｌ）／ｉ_s（ｈｋ・ｌ） ・・・ （４）
ｉ（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ（００・２）＋Ｉ（１０・０）＋Ｉ（１０・１）＋Ｉ（１０・２）＋Ｉ（１０・３）＋Ｉ（１１・０）｝ ・・・ （５）
ｉ_s（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ_s（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ_s（００・２）＋Ｉ_s（１０・０）＋Ｉ_s（１０・１）＋Ｉ_s（１０・２）＋Ｉ_s（１０・３）＋Ｉ_s（１１・０）｝ ・・・ （６）〕

本発明の好ましい実施形態において、上記リン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板の明度（Ｌ値）は７０．００以上である。

本発明によれば、下地である電気亜鉛めっき層の結晶面の配向指数が適切に制御されているため、リン酸塩処理後の明度を高く維持することができる。その結果、ユーザーの厳しい要求を満たすことができる明度の高いリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板を提供することができた。

本発明者は、電気亜鉛めっき層（下地めっき層）の上にリン酸亜鉛皮膜を有するリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板の明度を高めるため、下地めっき層の結晶配向指数に着目して検討をしてきた。前述した特許文献２や特許文献３のようなクロメート処理鋼板やノンクロメート処理鋼板では、下地めっき層の結晶配向性と処理鋼板の明度との関係について詳しく研究されているが、リン酸塩処理鋼板では、これまで、結晶配向指数と明度との関係について全く言及されていなかったからである。

特に、リン酸亜鉛皮膜は、前述した特許文献１にも詳しく記載しているが、ホパイト結晶と呼ばれる直径が約数μｍ程度のリン酸亜鉛結晶を主成分として含有する。そのため、リン酸塩処理後の鋼板の色調は、下地めっき層の色調による影響を受けず、リン酸亜鉛結晶の光学的特性に強く依存する。よって、リン酸塩処理鋼板の明度を高めるためには、下地の亜鉛めっき層ではなく、その上のリン酸亜鉛皮膜の明度を向上させる必要がある。この点で、特許文献２や特許文献３に記載されているように、下地である亜鉛めっき層自体の明度を高めることによって処理後の明度を向上させたクロメート処理鋼板やノンクロメート処理鋼板とは相違している。これらのクロメート処理鋼板やノンクロメート処理鋼板は、非結晶の透明薄膜皮膜を有しており、下地めっき層の色調がそのまま処理後の鋼板の色調に反映されるからである。従って、本発明で対象とするリン酸塩処理鋼板の明度を高めるためには、クロメート処理鋼板などの技術をそのまま転用することはできない。

本発明者が検討した結果、リン酸亜鉛皮膜の明度は、下地である電気亜鉛めっき層の特定結晶面の結晶構造と密接な関係を有しており、電気亜鉛めっき層の結晶面（００・２）、（１０・０）及び（１０・１）の配向指数Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）の全てを適切に制御すれば、リン酸塩処理後の明度が高く維持されることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明のリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板は、電気亜鉛めっき層の上にリン酸亜鉛皮膜を有しており、前記電気亜鉛めっき層の結晶面（００・２）、（１０・０）及び（１０・１）の配向指数Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）が、下記式（１）〜（３）の要件を満たすところに特徴がある。
４．０≦Ｉ_co（００・２） ・・・ （１）
０＜Ｉ_co（１０・０）≦０．０２０ ・・・ （２）
０＜Ｉ_co（１０・１）≦０．２０ ・・・ （３）

上記式中、Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）は、結晶面（００・２）、（１０・０）、（１０・１）、（１０・２）、（１０・３）及び（１１・０）におけるＷｉｌｌｓｏｎの６面配向指数である。そしてＩ_co（ｈｋ・ｌ）は、電気亜鉛めっき層の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ（ｈｋ・ｌ）とし、標準亜鉛粉末の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ_s（ｈｋ・ｌ）とした場合に、下記式（４）〜（６）から計算される。
Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）＝ｉ（ｈｋ・ｌ）／ｉ_s（ｈｋ・ｌ） ・・・ （４）
ｉ（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ（００・２）＋Ｉ（１０・０）＋Ｉ（１０・１）＋Ｉ（１０・２）＋Ｉ（１０・３）＋Ｉ（１１・０）｝ ・・・ （５）
ｉ_s（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ_s（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ_s（００・２）＋Ｉ_s（１０・０）＋Ｉ_s（１０・１）＋Ｉ_s（１０・２）＋Ｉ_s（１０・３）＋Ｉ_s（１１・０）｝ ・・・ （６）

例えばＩ_co（００・２）は、式（４）〜（６）の（ｈｋ・ｌ）に（００・２）を代入することによって、即ち下記のようにして計算することができる。
Ｉ_co（００・２）＝ｉ（００・２）／ｉ_s（００・２）
ｉ（００・２）＝Ｉ（００・２）／｛Ｉ（００・２）＋Ｉ（１０・０）＋Ｉ（１０・１）＋Ｉ（１０・２）＋Ｉ（１０・３）＋Ｉ（１１・０）｝
ｉ_s（００・２）＝Ｉ_s（００・２）／｛Ｉ_s（００・２）＋Ｉ_s（１０・０）＋Ｉ_s（１０・１）＋Ｉ_s（１０・２）＋Ｉ_s（１０・３）＋Ｉ_s（１１・０）｝

なおＩ_co及びＩ_sの添え字である「ｃｏ」及び「ｓ」は、それぞれ「結晶配向（ｃｒｙｓｔａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」及び「標準（ｓｔａｎｄａｒｄ）」を表す。

電気亜鉛めっき層のＸ線回折ピーク強度値Ｉ（ｈｋ・ｌ）は、下記実施例に示す条件でＸ線回折を行うことよって求められる。また標準亜鉛粉末のＸ線回折ピーク強度値Ｉ_s（ｈｋ・ｌ）のデータは、ＡＳＴＭ（及びＪＣＰＤ）に記載されており、それを下記表１に転記する。本発明では、この表１に記載するＩ_s（ｈｋ・ｌ）の値を、上述の計算に用いることとする。従って、Ｘ線回折によって求められるＩ（ｈｋ・ｌ）の値、及び下記表１のＩ_s（ｈｋ・ｌ）の値から、上記Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）の値を計算することができる。

なお表１に記載の「指数面角度（ｄｅｇ）」とは、亜鉛六方晶の基底面と各ミラー指数面（結晶面）とのなす角度を意味する。そして六方晶の場合に、両結晶面のなす角度（ｄｅｇ）は、下記のようにして算出することができる。即ち
・格子定数：ａ，ｃ
・結晶面（ミラー指数面）：（ｈ₁ｋ₁・ｌ₁）と（ｈ₂ｋ₂・ｌ₂）
・両結晶面のなす角度：φ
とし、
・Ｘ＝ｈ₁×ｈ₂＋ｋ₁×ｋ₂＋［１／２×（ｈ₁×ｋ₂＋ｈ₂×ｋ₁）］＋［３／４×（ａ／ｃ）²×（ｌ₁×ｌ₂）］
・Ｙ＝ｈ₁ ²＋ｋ₁ ²＋（ｈ₁×ｋ₁）＋［３／４×（ａ／ｃ）²×（ｌ₁ ²）］
・Ｚ＝ｈ₂ ²＋ｋ₂ ²＋（ｈ₂×ｋ₂）＋［３／４×（ａ／ｃ）²×（ｌ₂ ²）］
とすると、
・ｃｏｓφ＝Ｘ／（Ｙ×Ｚ）^1/2
の関係式から、両結晶面のなす角度φ（ｄｅｇ）が算出される。この両結晶面のなす角度φの値は、必ず０〜９０°の範囲に入る。

本発明者らは、電気亜鉛めっき層の上記６面の配向指数に着目し、リン酸塩処理前の電気亜鉛めっき鋼板（めっきまま）での明度（Ｌ値）、さらにリン酸塩処理後の電気亜鉛めっき鋼板（リン酸塩処理鋼板）の明度（Ｌ値）を、それぞれ測定した。上記６面の配向指数のうち本発明で特定する面の配向指数と、めっきまま及びリン酸塩処理後の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフを、図１〜３に示す。これらのグラフは、いずれも後述する実施例の表２に示すデータに基づいて作成したものである。

図１は、電気亜鉛めっき層のＩ_co（００・２）と、めっきまま又はリン酸亜鉛処理後の鋼板の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフである。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大したグラフである。

同様に、図２は電気亜鉛めっき層のＩ_co（１０・０）との関係を示すグラフ、図３は電気亜鉛めっき層のＩ_co（１０・１）との関係を示すグラフである。

これらの図１〜図３に示すように、この実験で用いた電気亜鉛めっき鋼板はいずれも、めっきままの状態（図中、○）では明度（Ｌ値）が高く、これらの値と配向指数との間には相関が見られなかった。即ち電気亜鉛めっき層の前記６面の配向指数に応じて、めっきままの明度（Ｌ値）が増加したり、減少したりするという関係は見られなかった。

ところが、リン酸塩処理後（図中、●）の明度（Ｌ値）は、めっきままの場合と異なっており、図１〜図３に示すように、リン酸電気亜鉛めっき層の（００・２）、（１０・０）及び（１０・１）面の配向指数に強く影響を受けることが分かった。詳しくはＩ_co（００・２）が４．０未満である場合、Ｉ_co（１０・０）が０．０２０を超える場合、及びＩ_co（１０・１）が０．２０を超える場合はいずれも、リン酸塩処理後の明度が低下し、Ｌ値が７０．００未満となっている。即ち配向指数が上記式（１）〜（３）の要件を外れると、リン酸塩処理鋼板で７０．００以上の明度（Ｌ値）を達成することができない。

一方、図１〜３に示すように、配向指数が上記式（１）〜（３）の要件を単独で満たす場合であっても、リン酸塩処理後の明度（Ｌ値）が７０．００未満となる場合がある。例えば図１では、Ｉ_co（００・２）が４．０以上であっても、Ｌ値が７０．００未満となっている例が存在する。これは、リン酸塩処理鋼板の明度（Ｌ値）を７０．００以上にするためには、上記式（１）〜（３）の要件を１つのみ、または２つのみを満たすだけでは不充分であって、これらの３要件を全て満たす必要があることを示している。図１を参照すると、Ｉ_co（００・２）が４．０以上であっても、Ｌ値が７０．００未満となっている例は、式（２）及び／又は（３）の要件を満たさないため、リン酸塩処理鋼板の明度（Ｌ値）が７０．００未満となっている。

また、上記式（２）及び（３）に示すようにＩ_co（１０・０）及びＩ_co（１０・１）は０であってはならない。これらが０になると、リン酸塩処理後の明度（Ｌ値）が再び低下する（図２のＩ_co（１０・０）＝０のデータを参照）。

これらの現象は、上記式（１）〜（３）の要件の１つでも満たさない電気亜鉛めっき層の結晶構造は、その上に形成されるリン酸亜鉛皮膜の結晶構造に悪影響を及ぼし、リン酸亜鉛皮膜の明度を低下させるためであると推定される。一方、上記式（１）〜（３）の全ての要件を満たす電気亜鉛めっき層の結晶構造は、その上に形成されるリン酸亜鉛結晶のサイズ、形状及び向きに好影響を及ぼし、その結果、リン酸亜鉛皮膜が入射光を反射し易くなると考えられる。

一方、本発明で規定しない結晶面の配向指数、すなわち、Ｉ_co（１０・２）、Ｉ_co（１０・３）及びＩ_co（１１・０）とリン酸塩処理鋼板の明度（Ｌ値）との間には、後記する実施例に示すように、相関が見られなかった。

以上の基礎実験に基づき、本発明者は、結晶面（００・２）、（１０・０）、（１０・１）、（１０・２）、（１０・３）及び（１１・０）におけるＷｉｌｌｓｏｎの６面配向指数Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）の中でも、Ｉ_co（００・２）、Ｉ_co（１０・０）及びＩ_co（１０・１）に着目することにし、これら３つの配向指数を制御することによってリン酸亜鉛皮膜の明度（即ち、リン酸塩処理後の明度）を特に７０．００以上に高めることに成功した。本発明において、Ｉ_co（００・２）は好ましくは４．５以上であり、Ｉ_co（１０・０）は好ましくは０．０１５以下であり、Ｉ_co（１０・１）は好ましくは０．１５以下である。

次に、本発明に係るリン酸塩処理鋼板の製造方法について説明する。

電気亜鉛めっきが施される原板について、本発明では特に限定されないが、亜鉛めっき原板としては、一般に板厚が１ｍｍ程度の軟鋼（例えばＡｌキルド鋼、Ｔｉキルド鋼）などが用いられる。また高張力鋼板等の冷延鋼板、及び酸洗にて黒皮を除去した熱延鋼板などを使用することができる。まためっきを施す前に、常法に従って原板を脱脂することが好ましい。

次に電気亜鉛めっき条件について説明する。上記式（１）〜（３）の要件を満たすように電気亜鉛めっき層の結晶構造又は配向を制御するためには、めっき液に添加する支持電解質（導電性補助剤）を、適切に選択することが重要である。例えば、従来よく使用されているＮａ₂ＳＯ₄では、後記する実施例で実証したように、めっき層の構造制御が困難であった。よって本発明のリン酸塩処理鋼板を製造するための支持電解質としては、Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、ＫＣｌ及びＮａＣｌが好ましく、Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃がより好ましい。

また、めっき液の温度及びめっき液中のＮｉ濃度も重要である。具体的には、めっき液の温度を４０〜５０℃程度、めっき液中のＮｉ濃度を１３０〜２５０ｐｐｍ程度の範囲内に制御すれば、上記式（１）〜（３）の要件を満たす電気亜鉛めっき層が得られやすいことが分かった（後記する実施例を参照）。

更に、デキストリン、デキストラン及びアミロペクチンなどの高分子有機物などが、めっき液中に混入することは避けるべきである。これらの高分子有機物が混入すると、電気亜鉛めっき層の結晶配向がコントロールしにくくなる。

めっき液としては、酸性浴（例えば硫酸塩浴、塩化物浴）を使用できる。めっき液のｐＨは、めっき層の結晶配向、電流効率、及びめっきヤケ現象などを考慮すると、好ましくは０．５以上、好ましくは４以下（より好ましくは１未満）である。

電気亜鉛めっき層の結晶配向を制御するためには、上述の支持電解質、高分子有機物及びめっき液のｐＨが重要であって、これら以外のめっき条件は、他の問題（めっきヤケ等）を考慮して適宜選択することができる。例えばめっきに使用するセルとしては、縦型又は横型のいずれでも良い。また電気めっきの通電方法も、特に規定されず、公知の方法、例えば直流（定電流）めっき法又はパルスめっき法を採用することができる。相対流速は、例えば０．３〜５ｍ／秒である。なお「相対流速」とは、めっき液の流れ方向及びめっき原板の通板方向を考慮しためっき液の流速と、通板速度との差である。

めっき浴中の電流密度は、亜鉛めっきの付着速度を良好に確保するために、好ましくは３０Ａ／ｄｍ²以上、より好ましくは５０Ａ／ｄｍ²以上である。一方、電流密度があまりに高くなりすぎると、Ｚｎイオンの供給が間に合わなくなり、めっき外観が黒っぽく変色する「めっきヤケ」現象が生じる。そこで電流密度は、２００Ａ／ｄｍ²以下にすることが好ましい。

電気亜鉛めっき付着量は、好ましくは１ｇ／ｍ²以上（より好ましくは３ｇ／ｍ²以上）、好ましくは１００ｇ／ｍ²以下（より好ましくは６０ｇ／ｍ²以下、さらに好ましくは４０ｇ／ｍ²以下）である。電気亜鉛めっき付着量が少なすぎると、リン酸塩処理鋼板の耐食性が不充分である。逆に付着量が多すぎると、亜鉛めっきの製造コストが増大する。電気亜鉛めっきは、原板の片面だけに施しても良く、その両面に施しても良い。

上記のように電気亜鉛めっきを行なった後、リン酸亜鉛処理を施す。リン酸亜鉛処理液としては、Ｚｎイオン、Ｎｉイオン、リン酸イオン及び硝酸イオン等を含む市販の処理液を使用できる（例えば日本パーカライジング株式会社製「パルボンド−３３１２」等）。またリン酸亜鉛処理液に、アルカリ土類金属、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＳｂ等を微量で添加しても良く、またグルコン酸ソーダ及びポリエーテルなどの有機物を添加しても良い。そのためリン酸亜鉛皮膜は、これらに由来する不純物を含んでいても良い。リン酸亜鉛化成処理は、電気亜鉛めっき鋼板を処理液に浸漬して行っても良く、また処理液をスプレーして行っても良い。

リン酸亜鉛付着量は、好ましくは０．８ｇ／ｍ²以上（より好ましくは１．０ｇ／ｍ²以上）、好ましくは３．０ｇ／ｍ²以下（より好ましくは２．５ｇ／ｍ²以下）である。リン酸亜鉛付着量が多すぎると、リン酸亜鉛皮膜の耐剥離性および色調（特に明度）が低下する。一方、付着量が少なすぎると、リン酸亜鉛皮膜と塗膜との密着性が低下する傾向がある。

リン酸塩処理鋼板のＩ_co（００・２）、Ｉ_co（１０・０）及びＩ_co（１０・０）は、リン酸亜鉛皮膜を除去した後、電気亜鉛めっき層をＸ線回折することによって求めることができる。詳しくは、まず重クロム酸アンモニウム２０質量部、２５質量％のアンモニア水４９０質量部、及び蒸留水を４９０質量部含有する溶解液を作製する。次いでこの溶解液を室温で調整した後、リン酸塩処理鋼板を１５分程度浸漬することによって、リン酸亜鉛皮膜を除去することができる。そしてリン酸亜鉛皮膜を除去した後、下記実施例で示す条件でＸ線回折を行うことよって、電気亜鉛めっき層の配向指数を算出することができる。

本発明のリン酸塩処理鋼板の明度（Ｌ値）は、好ましくは７０．００以上、より好ましくは７１以上である。本発明における明度（Ｌ値）は、下記実施例で示す測定法によって測定される値である。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

実験例１
〈めっき原板〉
Ａｌキルド冷延鋼板を、めっき原板として用いた。これを脱脂・酸洗してから、下記条件で電気亜鉛めっきを施した。

〈電気亜鉛めっきの条件〉
（１）めっき液（硫酸塩浴）組成
ＺｎＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ：３５０ｇ／Ｌ
Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃：１７０ｇ／Ｌ
Ｈ₂ＳＯ₄：２０ｇ／Ｌ
ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ：０〜０．９ｇ／Ｌ
ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ：９ｇ／Ｌ
Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃・９．５Ｈ₂Ｏ：１．８ｇ／Ｌ
Ｎａ₂ＭｏＯ₄・２Ｈ₂Ｏ：０．０３ｇ／Ｌ
４０質量％のＣｒ₂（ＳＯ₄）₃溶液：０．９ｇ／Ｌ
（２）電流密度：５０Ａ／ｄｍ²
（３）めっき液の温度：２０〜６０℃
（４）めっき液の相対流速：１．５ｍ／秒
（５）電極（陽極）：ＩｒＯ_x電極
（６）めっき浴のｐＨ：１未満
（７）亜鉛めっき付着量：２０ｇ／ｍ²
（８）亜鉛めっき面積：３００ｍｍ×１８０ｍｍ

〈Ｘ線回折の条件〉
上述のようにして作製した電気亜鉛めっき鋼鈑（めっきまま）について、下記条件のＸ線回折によって電気亜鉛めっき層の配向指数を算出した。
（１）装置：リガク社製 回転対陰極型Ｘ線回折装置
（２）ターゲット：Ｃｕ（平板モノクロ結晶による単色比；Ｃｕ−Ｋα線）
（３）管電圧：４０ｋＶ
（４）管電流：３００ｍＡ
（５）測定角：２θ ３０°〜８０°
（６）走査速度：２°／分
（７）サンプリング角度：０．０２°
（８）発散スリット：１°
（９）散乱スリット：１°
（１０）受光スリット：０．１５ｍｍ
（１１）試料面内回転：１００ｒｐｍ

〈リン酸亜鉛処理〉
上述のようにして作製した電気亜鉛めっき鋼鈑を、水道水で洗浄し、日本パーカライジング株式会社製のリン酸亜鉛処理液（パルボンド３３１２）に６０℃で５秒間浸漬した後、再び水洗し、乾燥することによってリン酸塩処理鋼板を作製した。
（１）ＴＡ（Ｔｏｔａｌ Ａｃｉｄ）：１７〜２０ポイント
（２）ＦＡ（Ｆｒｅｅ Ａｃｉｄ）：２．０〜２．５ポイント
（３）リン酸亜鉛付着量：１．８〜２．２ｇ／ｍ²

〈明度（Ｌ値）の測定条件〉
上述のようにして作製した電気亜鉛めっき鋼板（めっきまま）及びリン酸塩処理鋼板（リン酸亜鉛処理後）の明度（Ｌ値）を、色差計（ＳＺＳ−Σ９０：日本電色製）を用いてＪＩＳ−Ｚ−８７２２の０°−ｄ法に基づいて測定した。この０°−ｄ法は、光トラップを用いることにより正反射光成分は逃し正反射光以外の拡散反射光成分のみを積分球により集め、その積分強度にて白色度を評価するものである。

表２に、製造条件（めっき液温及びめっき液中のＮｉ濃度）と、上述のようにして測定した電気亜鉛めっき層の配向指数、めっきまま及びリン酸亜鉛処理後の明度（Ｌ値）及びリン酸亜鉛付着量を記載する。また表２に示す電気亜鉛めっき層の配向指数と、めっきまま又はリン酸亜鉛処理後の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフを、図１〜３に示す。

表２及び図１〜３から示されるように、上記式（１）〜（３）を満たすように電気亜鉛めっき層の配向指数を制御すれば、リン酸塩処理鋼板の明度（Ｌ値）を７０．００以上にすることができる。また支持電解質としてＡｌ₂（ＳＯ₄）₃を用い、めっき液の温度を４０〜５０℃、めっき液中のＮｉ濃度を１３０〜２５０ｐｐｍに制御すれば、上記式（１）〜（３）を満たすように配向指数を制御することができる。

参考例１（比較例）
支持電解質としてＡｌ₂（ＳＯ₄）₃の代わりにＮａ₂ＳＯ₄を８０ｇ／Ｌで使用したこと以外は、実施例１と同じ条件でリン酸塩処理鋼板を作製した。表３に、これらの製造条件（めっき液温及びめっき液中のＮｉ濃度）と、上述のようにして測定した電気亜鉛めっき層の配向指数（Ｉ_co（００・２）、Ｉ_co（１０・０）及びＩ_co（１０・１））、リン酸亜鉛処理後の明度（Ｌ値）及びリン酸亜鉛付着量を記載する。

表３に示すように、支持電解質としてＮａ₂ＳＯ₄を用いると、めっき液温及びめっき液中のＮｉ濃度を適切な範囲に調整しても、上記式（１）〜（３）の要件を満たすように電気亜鉛めっき層の配向指数を制御することは困難であり、リン酸塩処理鋼板の明度は、いずれも７０．００未満と低下した。

電気亜鉛めっき層のＩ_co（００・２）と、めっきまま又はリン酸亜鉛処理後の鋼板の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフである。図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大したグラフである。 電気亜鉛めっき層のＩ_co（１０・０）と、めっきまま又はリン酸亜鉛処理後の鋼板の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフである。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大したグラフである。 電気亜鉛めっき層のＩ_co（１０・１）と、めっきまま又はリン酸亜鉛処理後の鋼板の明度（Ｌ値）との関係を示すグラフである。図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大したグラフである。

Claims (2)

1. 電気亜鉛めっき層の上にリン酸亜鉛皮膜を有し、
   前記電気亜鉛めっき層の結晶面（００・２）、（１０・０）及び（１０・１）の配向指数Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）が、下記式（１）〜（３）の要件を満たすことを特徴とする色調が明るいリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板。
   ４．０≦Ｉ_co（００・２） ・・・ （１）
   ０＜Ｉ_co（１０・０）≦０．０２０ ・・・ （２）
   ０＜Ｉ_co（１０・１）≦０．２０ ・・・ （３）
   〔上記式中、
   Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）は、結晶面（００・２）、（１０・０）、（１０・１）、（１０・２）、（１０・３）及び（１１・０）におけるＷｉｌｌｓｏｎの６面配向指数であり、
   前記電気亜鉛めっき層の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ（ｈｋ・ｌ）とし、標準亜鉛粉末の各結晶面（ｈｋ・ｌ）のＸ線回折ピーク強度値（ｃｐｓ）をＩ_s（ｈｋ・ｌ）とした場合に下記式（４）〜（６）から計算される。
   Ｉ_co（ｈｋ・ｌ）＝ｉ（ｈｋ・ｌ）／ｉ_s（ｈｋ・ｌ） ・・・ （４）
   ｉ（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ（００・２）＋Ｉ（１０・０）＋Ｉ（１０・１）＋Ｉ（１０・２）＋Ｉ（１０・３）＋Ｉ（１１・０）｝ ・・・ （５）
   ｉ_s（ｈｋ・ｌ）＝Ｉ_s（ｈｋ・ｌ）／｛Ｉ_s（００・２）＋Ｉ_s（１０・０）＋Ｉ_s（１０・１）＋Ｉ_s（１０・２）＋Ｉ_s（１０・３）＋Ｉ_s（１１・０）｝ ・・・ （６）〕
2. 明度（Ｌ値）が７０．００以上である請求項１に記載のリン酸塩処理電気亜鉛めっき鋼板。

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