JPH0369996B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は非メツキ面の化成処理性の向上を図
つた片面電気メツキ鋼板の製造方法に関する。 片面電気メツキ鋼板は、自動車用鋼板の分野に
おいて、高度の合理化要求に応える素材として最
近広く用いられるようになつた。 自動車用等に用いられるメツキ鋼板は、一般に
電着塗装を行いさらに中塗り、上塗り塗装を施し
て使用されるため、これらの塗装下地処理として
リン酸塩処理等の化成処理が行われるが通例であ
る。 この化成処理を行うに際しては、周知の如く被
処理金属面を清浄化し、化成皮膜結晶の核発生や
成長を阻害しないような性状としておく必要があ
る。しかし片面電気メツキ鋼板の非メツキ面は、
片面電気メツキする過程でメツキ液により腐食
し、その結果表面に生じる腐食生成物が前記化成
皮膜結晶の核発生等を阻害するので、非メツキ面
の良好な化成処理性を得るためには上記腐食生成
物の生成を防止するか又は生成した腐食物を化成
処理前に除去しておかなければならない。 上記非メツキ面の腐食生成物に対する対策とし
ては従来一般に、生成した腐食生成物をメツキ後
に除去する方法が行われている。すなわち、上記
腐食生成物の付着状態が極めて強固で、通常の簡
単な水洗等では完全除去が困難であるので、メ
ツキの後処理として特別に非メツキ面を機械的に
研磨する工程を設けて表面黄色層や腐食残存物等
を除去する方法、メツキ後酸中で電解酸洗して
腐食生成物を除去し、次いでZn等の特定の金属
の極微量を表面に分散して析出させてメツキし、
化成処理性を向上する方法等である。 しかしの表面研磨の方法では腐食生成物の完
全除去のためには多段の研磨設備を必要としコス
トが嵩むばかりでなく、仮に除去できたとしても
研磨の程度によつて化成処理の際の化成結晶の大
きさにムラを生じ化成処理性が損なわれるという
問題、また必然的に研磨痕が残り、程度によつて
は塗装性（塗装仕上がりの外観および耐食性）に
影響を及ぼす問題がある。また研磨後の水洗の際
に非メツキ面に残存する水膜により水酸化物の黄
色錆を生じ、このため化成処理性が劣化するとい
う問題もある。 の特定金属をメツキする方法は、非メツキ面
にのみ特定金属を析出させるためには、例えばラ
ジアルセルの如き特定の設備を必要とし経費が嵩
むばかりでなく、通常酸性のメツキ液が用いられ
るので、メツキ槽中で本来の片面メツキ皮膜の溶
解あるいは変色等が起こり、片面電気メツキ鋼板
の商品価値を大きく損じる恐れが多分にある。 そこで上記の従来方法に代えて非メツキ面
に、よりすぐれた化成処理性を付与し得るような
片面電気メツキ鋼板の製造方法の開発が望まれて
いた。 本発明は上記要望に応えるためになされたもの
であつて、従来の非メツキ面に生成した腐食生成
物を除去する方法に代えて、メツキ過程で非メツ
キ面にもメツキを施して腐食の発生を防止し、メ
ツキ後に非メツキ面を陽極とする電解処理を行つ
て前記メツキ皮膜を除去して非メツキ面の化成処
理性の向上を図るようにした片面電気メツキ鋼板
の製造方法を提供するものである。 本発明者らは、メツキ液中での非メツキ面の腐
食を防止して清浄化を保持し、化成処理性の向上
を図るべく種々実験、研究を重ねた。その結果、
メツキに際して非メツキ面にも陰極電流を流して
薄目付量のメツキを施すことにより、メツキ液中
での非メツキ面の腐食を完全に防止することがで
き、さらにメツキ処理後に非メツキ面を陽極とし
て電解することによつて前記非メツキ面のメツキ
皮膜を除去し得るとともに除去後の非メツキ面に
不働態皮膜が形成され、メツキ後の非メツキ面の
化成処理性を冷延鋼板並のすぐれた水準に保ち得
るという新たな事実を知見した。 非メツキ面にも陰極電流を流してメツキを施
し、さらにメツキ後に非メツキ面を陽極として電
解処理しようとするに際して、上記非メツキ面の
薄目付量のメツキを得るために必要とされる最適
の陰極電流密度は、ラインスピード、液流速、温
度、PH等のメツキ条件の変化により変動がある
が、基本的には次のような考え方のもとに決定さ
れる。すなわち、メツキ槽でメツキが行われるの
は、通過する鋼板に相対する陽電極が存在する区
間であり、存在しない区間ではメツキ液による腐
食が起こる。そこでこの腐食を防止するために必
要とするメツキの目付量は、最終メツキ槽出側の
陽極の存在しない区間において、メツキ皮膜がメ
ツキ液によりなくならない程度の薄目付量で十分
であり、前記薄目付量を得るに要する陰極電流密
度を最適とする。この理由は、前記メツキ皮膜
は、メツキ後非メツキ面を陽極とする電解処理に
より除去するものであるが、このメツキ皮膜が薄
目付である程電解による除去は容易であり、かつ
電解に要する陽極電流密度も小さくて済み、電力
費用の低減にもつながり有利となるからである。 次にメツキ後、非メツキ面を陽極とし、電解液
組成および液流速、PH、電流密度等の電解条件を
ラインスピードに対応して適正として電解する
と、非メツキ面に金属の溶解反応および激しい酸
素発生反応を生じ、これらの反応により非メツキ
面のメツキ皮膜は除去され、また上記電解によつ
てメツキ皮膜除去後の非メツキ面に不働態皮膜が
生成される。この不働態化によつて、電解後の水
洗時に発生する錆層の生成が効果的に阻止され
る。またこの不働態化された非メツキ面は化成処
理に際して、酸化物の緻密な薄膜である不働態皮
膜に不均一、局所的な溶解を生じ、アノード部、
カソード部の固定がなく、化成皮膜結晶の核発生
や成長がスムーズに進行し、良好な化成処理性を
示すことが明らかとなつた。 本発明は上記知見に基いてなされたもので、そ
の要旨とするところは、片面電気メツキ鋼板の製
造において、非メツキ面にも陰極電流を流して薄
目付量の電気メツキを行い、しかる後前記非メツ
キ面をPH８〜12の電解液中において陽極として電
解し、前記電解により非メツキ面に薄メツキ皮膜
を溶解・除去するとともに、非メツキ鋼板表面を
不働態化することにより、非メツキ面の化成処理
性を向上させることを特徴とする片面電気メツキ
鋼板の製造方法にある。 次に本発明の片面電気メツキ鋼板の製造方法を
図面に基いて説明する。 第１図は本発明方法の一例を示す片面電気メツ
キラインの模式図である。図において、アンコイ
ラー２から連続的に送り出される鋼板１は脱脂槽
３、水洗槽４を経て、メツキ槽５に入りメツキ面
に所要の片面電気メツキを施すとともに非メツキ
面にも薄目付量をメツキを施した後、水洗槽６を
経て処理槽７に入る。処理槽７において非メツキ
面を陽極とする電解を行つた後、水洗槽８、乾燥
装置９を経て再びコイラー１０でコイルに巻取ら
れて次工程に送られる。 第２図は上記メツキ槽５の縦断正面図であり、
図において、鋼板１は上側をメツキ面、下側を非
メツキ面として陰極に印加されて、槽５内のメツ
キ液１１中において上下に配設された陽電極１
２，１３の間の通板する。その際、上側の陽電極
１２からは常法に従つて所要の陰極電流（矢印１
４で示す）を流して所要の片面メツキを行うとと
もに、下側の陽電極１３からは非メツキ面の腐食
防止に必要な陰極電流（矢印１５で示す）を流し
て薄目付量のメツキを行うのである。 第１図に示した処理槽７中の電解液としては常
用のNa₂SO₄、Na₂SO₄＋NaOH、Na₂CO₃、
Na₂B₂O₇等の溶液が用いられ、Na₂SO₄、
Na₂CO₃、Na₂B₂O₇の濃度としては５〜15％程度
が好ましい。電解液の温度は35〜50℃程度が適当
である。電解液のPHは、非メツキ面を不働態化す
ることにより化成処理性を改善するために８〜12
の範囲内とする必要がある。PHが８未満になるか
又は12を超えると、非メツキ面の薄目付のメツキ
膜が溶解除去された後鋼板表面が不働態化するま
でに若干の溶解反応が生じ、鋼板自身の表面が溶
解され化成処理性を劣化させる。鋼板表面が溶解
されると化成処理性が劣化する原因については定
かでないが、化成処理も鋼板の溶解反応を利用し
たものであるから、電解により鋼板表面を溶解す
ると、“溶け易い”活性点を失なつてしまうこと
になり、化成皮膜生成がスムーズに進行しなくな
るためと考えらえる。 電解液のアニオン種（SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、
NO₃ ^-etc.）によつて不働態化のし易さにある程
度の差異はあるものの、一義的にはPHを上記範囲
に限定することにより、鋼板表面を速やかに不働
態化して化成処理性を良好に保つことが可能であ
る。また、電流密度は非メツキ面から薄メツキ皮
膜の除去および非メツキ面の不働態化に必要な電
解電流が得られる密度とする必要がある。この所
要の電流密度は、電解液の組成、PH、ラインスピ
ード等の電解条件により種々異なるが、例えば電
解液が15％、Na₂SO₄＋NaOH、PH８、ラインス
ピード100ｍ／ｓの電解条件では、80A／ｄm²の
電流密度を必要とするが、上記と同じラインスピ
ードで電解液に電解効率（通電流に対する不働態
化に要する電流の割合）の高い炭素イオンを含む
10％Na₂CO₃溶液を用いてPH12とすれば、所要の
電流密度は60A／ｄm²で十分となる。また同様の
ラインスピードで電解液に10％Na₂SO₄＋10％
Na₂CO₃を用いPH12とすれば、さらに電解効率は
高くなり40A／ｄm²の電流密度で十分となる。 次に本発明の実施例について説明する。 片面電気鉄−亜鉛メツキ鋼板の製造ラインにお
いて、メツキ浴組成を〔Fe²⁺〕／〔Fe²⁺〕＋〔Zn²⁺〕＝
0.65、 PH２、浴温50℃として900mm巾×0.8mm厚の冷延鋼
板に目付量35ｇ／m²の片面電気鉄−亜鉛メツキを
施すとともに、非メツキ面に目付量８ｇ／m²の同
様の薄メツキを施した後、第１図の処理槽７にて
非メツキ面を陽極とし、電解液組成、PHを種々に
変えてラインスピード100ｍ／ｓで、非メツキ面
の不働態化に十分な電流密度の電解電流を通して
電解処理を行い本発明例の供試材１〜４を得た。
また比較のため、上記と同様に片面電気鉄−亜鉛
メツキ鋼板を製造し、非メツキ面にメツキを施さ
ず、かつ電解処理を行わないで比較例の供試材５
を得た。ひきつづいて上記各供試材を市販のリン
酸亜鉛処理剤（BT3030商品名、日本パーカー社
製）に浸漬して化成処理を行い化成処理性の良否
を調査した。上記各供試材のメツキ後または電解
後の外観検査および化成処理性の調査結果を第１
表にまとめて示す。

【表】 表中、外観評価欄の○印は銀白色の美麗な不働
態皮膜が生成され良好なもの、×印は腐食生成物
による黒変個所が多く不良なものを示す。また化
成処理性評価欄の○印は化成結晶が微細でかつ緻
密に生成し良好なもの、×印は化成結晶が粗大で
かつまばらで不良なものを示す。 表に見る通り、比較例５はメツキ工程において
非メツキ面にメツキを施さなかつたため非メツキ
面に腐食生成物が多く付着して汚染されており、
化成処理性が不良であつた。また、比較例の１〜
５では電解液のPHが本発明の範囲外であるため全
部化成処理性が不良となつた。これに対し本発明
例はいずれも電解により非メツキ面のメツキ皮膜
が完全に除去されしかも除去後の非メツキ面には
美麗な不働態皮膜が生成され、良好な化成処理性
が得られた。本発明例１は電解液に15％の
Na₂SO₄溶液を用いた代表的な電解例であり、本
発明例２、３は電解液に電解効率の高い炭酸イオ
ンを含む溶液を用いて電流密度を低減させて電力
費用の節減を図つた電解例、本発明例４は電解液
に５％Na₂B₂O₇溶液を用いて電流密度の低減を
図つた例である。 以上の説明から明らかなように、本発明の片面
電気メツキ鋼板の製造方法は、メツキ工程におい
て非メツキ面にも薄目付量のメツキを施し、しか
る後非メツキ面を陽極とする電解処理を行うとい
う新規な方法で、清浄な非メツキ面が得られると
ともに、非メツキ面を不働態化することによつて
化成処理性にすぐれた非メツキ面を有する片面電
気メツキ鋼板が得られるので、片面電気メツキ鋼
板の品質の向上、製造コストの低減に顕著な効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する連続片面電気メ
ツキラインの一例を示す模式図、第２図は本発明
方法におけるメツキ槽の一例を示す説明図で縦断
正面図である。 １：鋼板、２：アンコイラー、３：脱脂槽、
４，６，８：水洗槽、７：処理槽、９：乾燥装
置、１０：リコイラー、１１：メツキ液、１２，
１３：陽電極、１４，１５：陰極電流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 片面電気メツキ鋼板の製造において、非メツ
   キ面にも陰極電流を流して薄目付量の電気メツキ
   を行い、しかる後前記非メツキ面をPH８〜12の電
   解液中において陽極として電解し、前記電解によ
   り非メツキ面の薄メツキ皮膜を溶解・除去すると
   ともに、非メツキ鋼板表面を不働態化することに
   より、非メツキ面の化成処理性を向上させること
   を特徴とする片面電気メツキ鋼板の製造方法。