脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法
【課題】脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供すること。
【解決手段】溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程と、調質圧延工程において調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液を接触させる、接触工程と、接触工程の後、鋼板を乾燥させる、乾燥工程と、を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法とする。
【解決手段】溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程と、調質圧延工程において調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液を接触させる、接触工程と、接触工程の後、鋼板を乾燥させる、乾燥工程と、を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車車体用鋼板として、防錆性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板が用いられてきた。溶融亜鉛系めっき鋼板のうち、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、プレス成形性に優れるため、自動車車体のドア等の車体外装用鋼板として使用されている。自動車メーカーにおける代表的な車体製造工程は、鋼板材料のブランキング工程、鋼板を油で洗浄する油洗工程、プレス成形工程、接合（接着、スポット溶接）工程、脱脂工程、化成処理工程、及び塗装工程を備えている。
【０００３】
車体製造の各工程のうち、脱脂工程は、表面にプレス油（又は防錆油若しくはこれらの混合物）が付着している鋼板をアルカリ脱脂液で洗浄する工程であり、このときの脱脂、洗浄が不十分であると、その後の化成処理性、塗装性に悪影響を及ぼす。しかしながら、近年においては、環境保護の観点から、脱脂工程で使用される脱脂液について、高い脱脂性能を要求することが困難となっている。従って、脱脂性に劣る脱脂液を用いて鋼板表面の油を洗浄した場合であっても、表面の油が容易に洗浄される鋼板、即ち脱脂性のよい鋼板とする必要がある。加えて、自動車メーカーでの旺盛な需要を背景に、プレス成形後から脱脂及び化成処理ラインを通すまで、１ヶ月以上放置される場合があり、その様な場合、油との吸着が著しくなり、脱脂性が著しく劣化する問題が発生する。そのため、いわゆる初期の脱脂性のみを評価していては、現在の自動車メーカーなどから合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して要望される性能を満足していないことが問題点としてあげられる。従って、目指すべき脱脂性とは、養生された条件での脱脂性を改善することである。
【０００４】
脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る方法としては、例えば、特許文献１に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にテフロン（「テフロン」は登録商標。以下同じ。）粒子を離散的に付着させる方法が開示されている。
【０００５】
また、めっき鋼板の摺動性の向上を目的として、めっき鋼板表面に酸化物層を形成させる場合において、脱脂性を向上させる技術が開示されている。例えば、特許文献２〜４には、調質圧延の後、鋼板表面を酸性溶液と接触させることで、鋼板表面に酸化物層を形成する方法が開示されている。具体的には、特許文献２に、特定の酸のナトリウム塩又はカリウム塩を含有するｐＨ７．０〜１２．０の水溶液で水洗する方法が、特許文献３に、リン濃度が０．５〜５０００ｐｐｍであるリン含有水溶液で水洗する方法が、特許文献４に、ｐＨ７を超えｐＨ１０未満である水溶液と接触させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３８６４８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６２６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１６２６７号公報
【特許文献４】特開２００７−９２０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、いずれの先行文献でも本発明の目指す脱脂性を十分満足する性能が得られなかった。加えて、特許文献１のように、テフロン粒子を鋼板表面に付着させた場合は、脱脂液で鋼板表面の油を洗浄する際、油とともにテフロン粒子も脱落し、脱脂液を汚染してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２〜４の方法においては、酸性溶液を用いて、鋼板表面に酸化物層を形成することが前提となっており、当該酸性溶液が鋼板表面に残存することによって、鋼板の脱脂性が低下する場合があった。そのため、酸化物層を形成させた後、鋼板表面に残存する酸性溶液を洗浄・中和しなければならなかった。鋼板表面に酸化物層を形成させない場合において、鋼板の脱脂性を優れたものとする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法については、従来、何ら開示されていない。そこで本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板の表面状態に関わらず、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板を製造可能な、溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、溶融亜鉛系めっき鋼板の脱脂性と製造工程との関係を調査したところ、調質圧延後に鋼板表面に接触する水が脱脂性に影響を及ぼすとわかった。より詳しくは、調質圧延直後にイオン交換水等のいわゆる純水を用いて水洗した場合には、鋼板の脱脂性が安定して良好とはならず、特定の条件の水溶液に鋼板を接触させることによって鋼板の脱脂性が極めて良好となるという知見を得て、水洗に用いる水溶液の成分・濃度と脱脂性との関係についてさらに調査し、上記水溶液の好ましい条件を特定した。
【０００９】
この理由は、以下のように考えられる。調質圧延後のめっき表面には、調質圧延の圧延ロールと接触することにより出現する活性面とロールと接触しない非活性面が混在する。このようなめっき表面に防錆油若しくはプレス洗浄油が塗布されると、油中に含まれる極圧添加剤等が特に活性面に強く吸着する。ここで、塗油前のめっき表面をＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素イオンとを含む水溶液で処理すると、めっき表面にＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素塩とが吸着して油中成分の吸着が抑制され、脱脂性が向上する。更にこの水溶液のｐＨが弱アルカリ域に調整されていると、めっき面が均一化され、安定して耐ステイン性が改善される。本発明はかかる知見、推定に基づいてなされたものである。
【００１０】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため、添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１１】
第１の本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程（Ｓ１）と、調質圧延工程において調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液に接触させる、接触工程（Ｓ２）と、当該接触工程の後、鋼板を乾燥させる、乾燥工程（Ｓ３）と、を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法（１０）である。
【００１２】
ここに、「調質圧延」とは、微少の圧下率で圧延する一般的なめっき鋼板の調質圧延をいい、めっき鋼板の形状制御、機械特性付与、光沢調整、粗さ付与等の目的で行われる。本発明においては、調質圧延後、酸水溶液処理を施さず、酸化物層を形成しなくてもよい。接触工程において「水溶液を接触させる」とは、溶融亜鉛系めっき鋼板のめっき表面と水溶液とが接触する状態をいい、接触方法としては特に限定されず、鋼板を水溶液に浸すことにより鋼板のめっき表面と水溶液とを接触させてもよいし、鋼板に水溶液を吹き付け、塗布すること等により接触させてもよい。「Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有」とは、純水中にＣａイオンおよび／またはＭｇイオンを生成するような試薬を添加することで調整しても良いし、河川や湖沼などの水を精製して工業用水として用いる場合では、結果的にこれらの成分を含有しているようなものとなっていれば良い。「炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有」とは、純水中に炭酸水素イオンを生成するような試薬を添加したり二酸化炭素を吹き込んだりすることで調整しても良いし、河川や湖沼などの水を精製して工業用水として用いる場合では、結果的に炭酸水素イオンの濃度が規定範囲内におさまっていれば良い。乾燥工程において「鋼板を乾燥させる」とは、接触工程の後、鋼板のめっき表面に存在する水分を乾燥させることを意味する。乾燥方法については鋼板を乾燥可能であれば特に限定されず、熱風装置、各種赤外線装置、電磁誘導装置、マイクロ波装置等による乾燥や、自然乾燥等、適宜選択される。
【００１３】
第１の本発明において、調質圧延工程と接触工程との間に、鋼板のめっき表面に酸化物層を意図的に形成する工程を含まないことが好ましい。
【００１４】
ここに、「酸化物層を意図的に形成する工程」とは、摺動性付与等、特定の目的を持って、鋼板のめっき表面に酸化物層を形成させる工程を意味する。
【００１５】
第１の本発明において、接触工程において使用される水溶液のｐＨが６以上１２以下であることが好ましい。
【００１６】
ここに、「水溶液のｐＨが６以上１２以下である」とは、例えば、塩酸や硫酸などを添加する、又は、炭酸ガスを吹き込むことによって、水溶液のｐＨを６以上１２以下に調整することを意味する。
【００１７】
第１の本発明において、接触工程の際、水溶液の液温が５℃以上５０℃以下であるとともに、鋼板のめっき表面と、水溶液とを、１秒以上５０秒以下接触させることが好ましい。
【００１８】
また、第１の本発明において、乾燥工程の後、鋼板の表面に防錆油を塗布する、防錆油塗布工程（Ｓ４）を備えることが好ましい。
【００１９】
さらに、第１の本発明において、溶融亜鉛系めっき鋼板が、合金化溶融亜鉛めっき鋼板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
第１の本発明によれば、接触工程において、溶融亜鉛系めっき鋼板のめっき表面に、所定量のＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素イオンとを含有する水溶液を接触させることによって、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板を提供することができる。該溶融亜鉛系めっき鋼板は脱脂性に劣る脱脂液を用いて洗浄することができる。また、該溶融亜鉛系めっき鋼板表面の酸化物層の有無に関わらず、鋼板の脱脂性を向上させることができる。
【００２１】
第１の本発明において、接触工程に用いられる水溶液のｐＨを、所定の範囲とすることで、めっき表面にＣａおよび／またはＭｇを適当に吸着させることができると考えられ、その結果安定して良好な脱脂性が得られる。
【００２２】
さらに、第１の本発明において溶融亜鉛系めっき鋼板をプレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板とすることで、自動車外装材等に好適に使用される、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
溶融亜鉛系めっき鋼板の製造においては、まず、製鋼、熱間圧延、冷間圧延、及び焼鈍等を経て製造された母材コイルを、連続炉にて加熱後、亜鉛を含むポット中に含浸させることで、亜鉛成分を鋼板表面に付着させ、その後空冷すること等によって、母材表面に亜鉛めっき被膜を形成させる。そして、表面に亜鉛めっき被膜を有する母材（以下、「めっき鋼帯」という。）を製造したのち、調質圧延や表面処理等を含む工程を経て、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板とされる。本発明に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法は、めっき鋼帯の調質圧延以後の工程を備えるものである。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す形態においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板について説明するが、本発明はこれに限定されず、種々の溶融亜鉛系めっき鋼板に適用可能である。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板（合金化されないていないもの）、Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板等に適用してもよい。
【００２５】
＜１．合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法１０＞
図１は、実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法１０（以下、「製造方法１０」という。）の各工程についてのフローチャートを示している。製造方法１０は、めっき鋼帯を調質圧延する、調質圧延工程Ｓ１と、調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇ、並びに、炭酸水素イオン、を所定量含有し、ｐＨが所定範囲内になるように調整した水溶液（以下、この水溶液を「本発明の水溶液」という。）を接触させる、接触工程Ｓ２と、当該接触工程Ｓ２の後、鋼板表面の水分を飛ばし、鋼板を乾燥させる、乾燥工程Ｓ３とを備えており、これらの工程を経ることで、脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。その後、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、防錆油塗布工程Ｓ４にて、その表面に防錆油が塗布され、錆びの発生が防止される。
【００２６】
図２は、製造方法１０の各工程を備えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造ライン２０（以下、「製造ライン２０」という。）を概略的に示す図である。製造ライン２０には、調質圧延機２、テンションレベラー３、後処理手段４、乾燥手段５、出側ルーパー６、フライングシャー７、及び油塗布手段８が備えられている。これら２〜８を備える製造ライン２０上には合金化溶融亜鉛めっき鋼帯１（以下、「めっき鋼帯１」という。）が走行しており、各工程を経て、脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板３０（以下、「めっき鋼板３０」という。）とされる。
以下、図１、図２を参照しつつ、製造方法１０の各工程について、製造ライン２０とともに説明する。
【００２７】
（１．１．調質圧延工程Ｓ１）
調質圧延工程Ｓ１においては、めっき鋼帯１が調質圧延機２により圧延される。製造ライン２０においては、調質圧延機２としてスキンパスミルを用いている。めっき鋼帯１は、調質圧延機２により軽圧延されることで、機械的特性や表面の光沢等が適切なものに調整される。また、調質圧延工程Ｓ１においては、めっき鋼帯１のめっき被膜が調質圧延機２のロールに転着しないようにするため、調圧水（調圧液）が使用されることもある。この調質圧延工程で、ロールと接触した表面には活性面が出現した状態となる。
【００２８】
（１．２．接触工程Ｓ２）
接触工程Ｓ２（および後に詳述する乾燥工程Ｓ３）は、調質圧延Ｓ１から塗油工程Ｓ４の間のどのタイミングで行ってもよい。通常の連続溶融めっき鋼板製造ラインでは、調質圧延機２から油塗布手段８までの間に複数の水洗設備および乾燥設備を備えているが、本発明の接触工程Ｓ２（および乾燥工程Ｓ３）はこのような水洗および乾燥設備を利用することができる。例えば、調質圧延機２直後や後処理手段４内又は後処理手段４直後の水洗設備の一部または全部を利用して、本発明に係る水溶液をスプレーする等により（鋼板表面の洗浄目的も兼ねて）、鋼板表面に接触させることができる。また、ある水洗設備で本発明の水溶液を使用した後の水洗設備では純水を使ってもよい。以下では、接触工程Ｓ２が、調質圧延機２直後においてなされる場合を説明する。
【００２９】
調質圧延後のめっき鋼板表面の洗浄水としては、従来においては、イオン交換水等の純水が使用されていた。製造方法１０においては、洗浄水として、上記本発明の水溶液を使用している。
【００３０】
本実施形態にて使用される本発明の水溶液は、Ｃａおよび／またはＭｇが１５ｐｐｍ以上含有される。脱脂性向上の観点から、Ｃａおよび／またはＭｇの含有量の下限値は、好ましくは２０ｐｐｍ以上である。Ｃａおよび／またはＭｇの含有量の上限値は特に規定されないが、その溶解性の問題から２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましい。さらに、本実施形態にて使用される本発明の水溶液には炭酸水素イオンが６０ｐｐｍ以上含有される。炭酸水素イオン濃度が低い場合、炭酸塩及び炭酸水素塩の形成が充分にならず、後述する脱脂性を十分に改善できない。炭酸水素イオンの溶解度は対のカチオンであるＣａおよび／またはＭｇの量とのバランスで決定されるため、Ｃａおよび／またはＭｇが所定濃度以上に水溶液中に含有されることが肝要である。
【００３１】
本実施形態において使用される本発明の水溶液のｐＨは、６以上１２以下、好ましくは６．５以上１０以下、特に好ましくは６．５以上８以下とする。めっきとして使用される亜鉛は、両性金属であり、ｐＨが高すぎても低すぎても合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶出が起こる。合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面で亜鉛の溶出が起こると、Ｃａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンがめっき表面に吸着することを妨げると考えられる。安定した脱脂性を得るには本発明の水溶液を中性から弱アルカリ性とするのがよい。本発明の水溶液のｐＨの調整方法としては、酸性側に調整する場合は、例えば、塩酸や硫酸などの酸性溶液を添加することや炭酸ガスを吹き込むことなどが挙げられる。
【００３２】
また、本実施形態において使用される本発明の水溶液の液温は５℃以上５０℃以下であることが好ましく、５℃以上３０℃以下であることがより好ましく、５℃以上２０℃以下であることが特に好ましい。適切な液温とすることで、さらに脱脂性に優れためっき鋼板３０を製造することができる。液温度が高すぎると、本発明の水溶液中への二酸化炭素の溶解度が温度上昇により低下し、炭酸水素イオン溶解量の低下につながる。そのため、本発明の水溶液の温度はできるだけ低めに保つのがよい。
【００３３】
上記のように調整された本発明の水溶液により、めっき表面を洗浄することで、めっき表面から調圧水成分やめっき粉を除去できるとともに、めっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンからなる化合物または塩を吸着させることができると考えられる。そして、めっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇと、炭酸水素イオンとからなる化合物または塩が吸着することによって、めっき表面の水との濡れ性の向上、又は、防錆油の吸着性の低下を図れ、塗油された防錆油／めっき界面に脱脂液を呼び込みやすくなり、めっき鋼板の脱脂性を良好なものとすることができると考えられる。また、炭酸水素イオンがめっき表面の近傍でＣａおよび／またはＭｇと反応して炭酸塩又は炭酸水素塩を形成することで、Ｃａおよび／またはＭｇがめっき表面に吸着しやすくなると考えられる。
【００３４】
接触工程Ｓ２では、上述したように、めっき表面を洗浄するとともに、めっき鋼帯１のめっき表面にＣａおよび／またはＭｇが吸着されると考えられる。めっき鋼帯１のめっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇが吸着されるためには、洗浄時間（めっき表面と本発明の水溶液との接触時間）を１秒以上５０秒以下とすることが好ましい。１秒以下である場合、めっき表面に十分な量のＣａおよび／またはＭｇが吸着されないと考えられる。また、５０秒以上としても、めっき表面の表面調整効果は飽和し、脱脂性の改善についても一定となるため、効率が悪いと考えられる。
【００３５】
接触工程Ｓ２においては、めっき鋼帯１と本発明の水溶液とを接触させることができるものであれば手段は特に限定されず、本発明の水溶液をめっき鋼帯１に吹き付ける手段や、めっき鋼帯１を本発明の水溶液中に潜らせる手段等を挙げることができる。
【００３６】
（１．３．乾燥工程Ｓ３）
接触工程Ｓ２において、水溶液とめっき鋼帯１とを接触させた後、乾燥工程Ｓ３を経ることで、めっき鋼帯１表面から水溶液の水分は飛ばされ、めっき鋼帯１表面には、脱脂性に優れるめっき鋼板３０とする成分が残存した状態となる。乾燥工程Ｓ３においては乾燥装置が用いられ、当該乾燥装置は、製造ライン２０における乾燥手段５に相当する。乾燥手段５としては、熱風装置、各種赤外線装置、電磁誘導装置、マイクロ波装置等、一般的に使用される乾燥装置が用いられる。また、乾燥手段５を用いず、自然乾燥としてもよい。
【００３７】
めっき鋼帯１は、製造ライン２０において、乾燥工程Ｓ３の後、出側ルーパー６を経由し、フライングシャー７により走間せん断され、コイル状に巻き取られて、脱脂性に優れるめっき鋼板３０が製造される。尚、製造ライン２０において、出側ルーパー６はコイルを交換する際、めっき鋼帯１を一時的に留めておくことが可能な形態であれば、図示されたような形態でなくてもよい。また、製造ライン２０においてはシャーとしてフライングシャー８を例示したが、シャーリング可能な装置であれば特に限定されず、例えばストップカットシャーとしてもよい。
【００３８】
（１．４．防錆油塗布工程Ｓ４）
製造方法１０においては、めっき鋼板３０の錆びを防ぐため、さらに、防錆油塗布工程Ｓ４において、めっき鋼板３０の表面に防錆油が塗布されることが好ましい。防錆油塗布に使用される装置（製造ライン２０における油塗布手段８）としては、めっき鋼板３０の表面に防錆油を塗布することができる装置であれば特に限定されず、フォワードロール、リバースロール、グラビア、ドクターブレード、スロットダイやスプレーコート装置等を用いることができる。製造方法１０により製造されためっき鋼板３０は脱脂性に優れているため、防錆油塗布工程Ｓ４において、めっき鋼板３０の表面に防錆油が塗布されても、Ｃａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンからなる化合物または塩の吸着、亜鉛めっき表面の不働態化による防錆油に含まれる極圧添加剤などの成分の吸着を抑制でき当該防錆油はアルカリ脱脂液により容易に洗浄される。
【００３９】
（１．５．その他）
これまでの本発明の説明では、製造方法１０にかかる接触工程Ｓ２が、テンションレベラー３を経ためっき鋼帯１に施されるものとして説明したが、接触工程Ｓ２は調質圧延工程Ｓ１と乾燥工程Ｓ３との間にあれば特に制限されない。例えば、めっき鋼帯１が接触工程Ｓ２を経た後にテンションレベラー３を通過する形態であってもよい。
【００４０】
本発明にかかる製造方法１０によれば、溶融亜鉛系めっき鋼板表面の酸化物層の有無に関わらず、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板を製造することができる。また、製造方法１０は、脱脂性を付与する工程と洗浄工程とを一体化することができるので、工程数が削減され、プロセス全体の効率がよい。製造方法１０により製造された溶融亜鉛系めっき鋼板、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、長期間放置された場合でも脱脂性に優れるため、自動車製造工程における脱脂工程において、容易に鋼板表面の油を脱脂することができ、後に続く化成処理工程や塗装工程における、化成処理性、塗装性を良好なものとすることができる。
【実施例】
【００４１】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板から切り出した、７０ｍｍ×１５０ｍｍの供試材（以下、単に「供試材」という。）を複数用意し、それぞれ異なる成分を含有する水溶液、又はイオン交換水に浸漬し、表面調整した後、表面調整された各供試材の脱脂性を評価した。
【００４２】
（実施例１〜実施例７、比較例１〜５）
供試材を浸漬するための水溶液として、イオン交換水に、水酸化カルシウム、又は、水酸化マグネシウムを所定量添加した後、さらに塩酸又は硫酸を添加するか、若しくは、炭酸ガスを吹き込んでｐＨを調整することによって、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有するとともに、ｐＨを６以上１２以下とした水溶液を用いた場合を、実施例１〜実施例７とした。また、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ未満含有し、若しくは、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ未満含有する以外は実施例１〜実施例７と同様にした場合を比較例１〜５とした。これらの水溶液の成分を表１に示す。なお、表１中に示したＣａ、Ｍｇ、Ｃｌ、及び、ＳＯ４の濃度は、それぞれ、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、塩酸、及び、硫酸の添加量からの計算した値である。また、炭酸水素イオンの濃度は、ＪＩＳ Ｋ０１０１に規定される全炭酸滴定法により測定を行った値である。
【００４３】
（従来例１）
本発明の水溶液と比較するため、イオン交換水を用いた場合を従来例１とした。
【００４４】
（脱脂性評価）
実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液又はイオン交換水（従来例１）に、供試材を１分間浸漬し、引き上げてドライヤーで乾燥させた。その後、各供試材に防錆油（パーカー興産株式会社製 ５５０Ｓ）を１．５ｇ／ｍ２塗油した。塗油後は、同一鋼板を重ね合わせた状態で大気雰囲気の乾燥機中に入れ、６０℃で４日間養生した。なお、６０℃で４日間養生することは、常温で約１ヶ月放置することに相当する。
【００４５】
養生完了後、市販のアルカリ脱脂液（日本ペイント株式会社製 ＳＤ２８０Ｚ、ｐＨ＝１０．５、脱脂液温度４０℃）に２分間浸漬した。浸漬後、引き上げて直ちに水道水で３０秒間水洗した。水洗された供試材を略垂直に保ち、１０秒経過後の表面の水濡れ状態を目視で観察し、濡れている面積の割合（以下、この割合を「水濡れ面積率（％）」という。）を脱脂性の指標とした。この水濡れ面積率が高い方が、脱脂性が良好といえる。供試材と接触させた、実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液及びイオン交換の成分、並びに、供試材の水濡れ面積率を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１の結果より、本発明の水溶液（実施例１〜実施例７）を用いれば、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液やイオン交換水（従来例１）を用いた場合より水濡れ面積率が高くなることがわかる。すなわち、本発明の水溶液を用いることによって、めっき鋼板の表面の脱脂性が改善されることがわかる。
【００４８】
以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法もまた本発明の技術範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の製造方法１０に備えられる工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の製造方法１０が適用される製造ライン２０について概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１ 調質圧延工程
Ｓ２ 接触工程
Ｓ３ 乾燥工程
Ｓ４ 防錆油塗布工程
１ めっき鋼帯
２ 調質圧延機
３ テンションレベラー
４ 後処理手段
５ 乾燥手段
６ 出側ルーパー
７ フライングシャー
８ 油塗布手段
１０ めっき鋼板の製造方法
２０ 製造ライン
３０ めっき鋼板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車車体用鋼板として、防錆性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板が用いられてきた。溶融亜鉛系めっき鋼板のうち、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、プレス成形性に優れるため、自動車車体のドア等の車体外装用鋼板として使用されている。自動車メーカーにおける代表的な車体製造工程は、鋼板材料のブランキング工程、鋼板を油で洗浄する油洗工程、プレス成形工程、接合（接着、スポット溶接）工程、脱脂工程、化成処理工程、及び塗装工程を備えている。
【０００３】
車体製造の各工程のうち、脱脂工程は、表面にプレス油（又は防錆油若しくはこれらの混合物）が付着している鋼板をアルカリ脱脂液で洗浄する工程であり、このときの脱脂、洗浄が不十分であると、その後の化成処理性、塗装性に悪影響を及ぼす。しかしながら、近年においては、環境保護の観点から、脱脂工程で使用される脱脂液について、高い脱脂性能を要求することが困難となっている。従って、脱脂性に劣る脱脂液を用いて鋼板表面の油を洗浄した場合であっても、表面の油が容易に洗浄される鋼板、即ち脱脂性のよい鋼板とする必要がある。加えて、自動車メーカーでの旺盛な需要を背景に、プレス成形後から脱脂及び化成処理ラインを通すまで、１ヶ月以上放置される場合があり、その様な場合、油との吸着が著しくなり、脱脂性が著しく劣化する問題が発生する。そのため、いわゆる初期の脱脂性のみを評価していては、現在の自動車メーカーなどから合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して要望される性能を満足していないことが問題点としてあげられる。従って、目指すべき脱脂性とは、養生された条件での脱脂性を改善することである。
【０００４】
脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得る方法としては、例えば、特許文献１に、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にテフロン（「テフロン」は登録商標。以下同じ。）粒子を離散的に付着させる方法が開示されている。
【０００５】
また、めっき鋼板の摺動性の向上を目的として、めっき鋼板表面に酸化物層を形成させる場合において、脱脂性を向上させる技術が開示されている。例えば、特許文献２〜４には、調質圧延の後、鋼板表面を酸性溶液と接触させることで、鋼板表面に酸化物層を形成する方法が開示されている。具体的には、特許文献２に、特定の酸のナトリウム塩又はカリウム塩を含有するｐＨ７．０〜１２．０の水溶液で水洗する方法が、特許文献３に、リン濃度が０．５〜５０００ｐｐｍであるリン含有水溶液で水洗する方法が、特許文献４に、ｐＨ７を超えｐＨ１０未満である水溶液と接触させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３８６４８号公報
【特許文献２】特開２００７−１６２６６号公報
【特許文献３】特開２００７−１６２６７号公報
【特許文献４】特開２００７−９２０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、いずれの先行文献でも本発明の目指す脱脂性を十分満足する性能が得られなかった。加えて、特許文献１のように、テフロン粒子を鋼板表面に付着させた場合は、脱脂液で鋼板表面の油を洗浄する際、油とともにテフロン粒子も脱落し、脱脂液を汚染してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２〜４の方法においては、酸性溶液を用いて、鋼板表面に酸化物層を形成することが前提となっており、当該酸性溶液が鋼板表面に残存することによって、鋼板の脱脂性が低下する場合があった。そのため、酸化物層を形成させた後、鋼板表面に残存する酸性溶液を洗浄・中和しなければならなかった。鋼板表面に酸化物層を形成させない場合において、鋼板の脱脂性を優れたものとする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法については、従来、何ら開示されていない。そこで本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板の表面状態に関わらず、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板を製造可能な、溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、溶融亜鉛系めっき鋼板の脱脂性と製造工程との関係を調査したところ、調質圧延後に鋼板表面に接触する水が脱脂性に影響を及ぼすとわかった。より詳しくは、調質圧延直後にイオン交換水等のいわゆる純水を用いて水洗した場合には、鋼板の脱脂性が安定して良好とはならず、特定の条件の水溶液に鋼板を接触させることによって鋼板の脱脂性が極めて良好となるという知見を得て、水洗に用いる水溶液の成分・濃度と脱脂性との関係についてさらに調査し、上記水溶液の好ましい条件を特定した。
【０００９】
この理由は、以下のように考えられる。調質圧延後のめっき表面には、調質圧延の圧延ロールと接触することにより出現する活性面とロールと接触しない非活性面が混在する。このようなめっき表面に防錆油若しくはプレス洗浄油が塗布されると、油中に含まれる極圧添加剤等が特に活性面に強く吸着する。ここで、塗油前のめっき表面をＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素イオンとを含む水溶液で処理すると、めっき表面にＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素塩とが吸着して油中成分の吸着が抑制され、脱脂性が向上する。更にこの水溶液のｐＨが弱アルカリ域に調整されていると、めっき面が均一化され、安定して耐ステイン性が改善される。本発明はかかる知見、推定に基づいてなされたものである。
【００１０】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため、添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１１】
第１の本発明は、溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程（Ｓ１）と、調質圧延工程において調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液に接触させる、接触工程（Ｓ２）と、当該接触工程の後、鋼板を乾燥させる、乾燥工程（Ｓ３）と、を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法（１０）である。
【００１２】
ここに、「調質圧延」とは、微少の圧下率で圧延する一般的なめっき鋼板の調質圧延をいい、めっき鋼板の形状制御、機械特性付与、光沢調整、粗さ付与等の目的で行われる。本発明においては、調質圧延後、酸水溶液処理を施さず、酸化物層を形成しなくてもよい。接触工程において「水溶液を接触させる」とは、溶融亜鉛系めっき鋼板のめっき表面と水溶液とが接触する状態をいい、接触方法としては特に限定されず、鋼板を水溶液に浸すことにより鋼板のめっき表面と水溶液とを接触させてもよいし、鋼板に水溶液を吹き付け、塗布すること等により接触させてもよい。「Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有」とは、純水中にＣａイオンおよび／またはＭｇイオンを生成するような試薬を添加することで調整しても良いし、河川や湖沼などの水を精製して工業用水として用いる場合では、結果的にこれらの成分を含有しているようなものとなっていれば良い。「炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有」とは、純水中に炭酸水素イオンを生成するような試薬を添加したり二酸化炭素を吹き込んだりすることで調整しても良いし、河川や湖沼などの水を精製して工業用水として用いる場合では、結果的に炭酸水素イオンの濃度が規定範囲内におさまっていれば良い。乾燥工程において「鋼板を乾燥させる」とは、接触工程の後、鋼板のめっき表面に存在する水分を乾燥させることを意味する。乾燥方法については鋼板を乾燥可能であれば特に限定されず、熱風装置、各種赤外線装置、電磁誘導装置、マイクロ波装置等による乾燥や、自然乾燥等、適宜選択される。
【００１３】
第１の本発明において、調質圧延工程と接触工程との間に、鋼板のめっき表面に酸化物層を意図的に形成する工程を含まないことが好ましい。
【００１４】
ここに、「酸化物層を意図的に形成する工程」とは、摺動性付与等、特定の目的を持って、鋼板のめっき表面に酸化物層を形成させる工程を意味する。
【００１５】
第１の本発明において、接触工程において使用される水溶液のｐＨが６以上１２以下であることが好ましい。
【００１６】
ここに、「水溶液のｐＨが６以上１２以下である」とは、例えば、塩酸や硫酸などを添加する、又は、炭酸ガスを吹き込むことによって、水溶液のｐＨを６以上１２以下に調整することを意味する。
【００１７】
第１の本発明において、接触工程の際、水溶液の液温が５℃以上５０℃以下であるとともに、鋼板のめっき表面と、水溶液とを、１秒以上５０秒以下接触させることが好ましい。
【００１８】
また、第１の本発明において、乾燥工程の後、鋼板の表面に防錆油を塗布する、防錆油塗布工程（Ｓ４）を備えることが好ましい。
【００１９】
さらに、第１の本発明において、溶融亜鉛系めっき鋼板が、合金化溶融亜鉛めっき鋼板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
第１の本発明によれば、接触工程において、溶融亜鉛系めっき鋼板のめっき表面に、所定量のＣａおよび／またはＭｇと炭酸水素イオンとを含有する水溶液を接触させることによって、脱脂性に優れる溶融亜鉛系めっき鋼板を提供することができる。該溶融亜鉛系めっき鋼板は脱脂性に劣る脱脂液を用いて洗浄することができる。また、該溶融亜鉛系めっき鋼板表面の酸化物層の有無に関わらず、鋼板の脱脂性を向上させることができる。
【００２１】
第１の本発明において、接触工程に用いられる水溶液のｐＨを、所定の範囲とすることで、めっき表面にＣａおよび／またはＭｇを適当に吸着させることができると考えられ、その結果安定して良好な脱脂性が得られる。
【００２２】
さらに、第１の本発明において溶融亜鉛系めっき鋼板をプレス成形性に優れる合金化溶融亜鉛めっき鋼板とすることで、自動車外装材等に好適に使用される、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
溶融亜鉛系めっき鋼板の製造においては、まず、製鋼、熱間圧延、冷間圧延、及び焼鈍等を経て製造された母材コイルを、連続炉にて加熱後、亜鉛を含むポット中に含浸させることで、亜鉛成分を鋼板表面に付着させ、その後空冷すること等によって、母材表面に亜鉛めっき被膜を形成させる。そして、表面に亜鉛めっき被膜を有する母材（以下、「めっき鋼帯」という。）を製造したのち、調質圧延や表面処理等を含む工程を経て、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板とされる。本発明に係る溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法は、めっき鋼帯の調質圧延以後の工程を備えるものである。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す形態においては、合金化溶融亜鉛めっき鋼板について説明するが、本発明はこれに限定されず、種々の溶融亜鉛系めっき鋼板に適用可能である。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板（合金化されないていないもの）、Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板等に適用してもよい。
【００２５】
＜１．合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法１０＞
図１は、実施形態にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法１０（以下、「製造方法１０」という。）の各工程についてのフローチャートを示している。製造方法１０は、めっき鋼帯を調質圧延する、調質圧延工程Ｓ１と、調質圧延された鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇ、並びに、炭酸水素イオン、を所定量含有し、ｐＨが所定範囲内になるように調整した水溶液（以下、この水溶液を「本発明の水溶液」という。）を接触させる、接触工程Ｓ２と、当該接触工程Ｓ２の後、鋼板表面の水分を飛ばし、鋼板を乾燥させる、乾燥工程Ｓ３とを備えており、これらの工程を経ることで、脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。その後、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、防錆油塗布工程Ｓ４にて、その表面に防錆油が塗布され、錆びの発生が防止される。
【００２６】
図２は、製造方法１０の各工程を備えた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造ライン２０（以下、「製造ライン２０」という。）を概略的に示す図である。製造ライン２０には、調質圧延機２、テンションレベラー３、後処理手段４、乾燥手段５、出側ルーパー６、フライングシャー７、及び油塗布手段８が備えられている。これら２〜８を備える製造ライン２０上には合金化溶融亜鉛めっき鋼帯１（以下、「めっき鋼帯１」という。）が走行しており、各工程を経て、脱脂性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板３０（以下、「めっき鋼板３０」という。）とされる。
以下、図１、図２を参照しつつ、製造方法１０の各工程について、製造ライン２０とともに説明する。
【００２７】
（１．１．調質圧延工程Ｓ１）
調質圧延工程Ｓ１においては、めっき鋼帯１が調質圧延機２により圧延される。製造ライン２０においては、調質圧延機２としてスキンパスミルを用いている。めっき鋼帯１は、調質圧延機２により軽圧延されることで、機械的特性や表面の光沢等が適切なものに調整される。また、調質圧延工程Ｓ１においては、めっき鋼帯１のめっき被膜が調質圧延機２のロールに転着しないようにするため、調圧水（調圧液）が使用されることもある。この調質圧延工程で、ロールと接触した表面には活性面が出現した状態となる。
【００２８】
（１．２．接触工程Ｓ２）
接触工程Ｓ２（および後に詳述する乾燥工程Ｓ３）は、調質圧延Ｓ１から塗油工程Ｓ４の間のどのタイミングで行ってもよい。通常の連続溶融めっき鋼板製造ラインでは、調質圧延機２から油塗布手段８までの間に複数の水洗設備および乾燥設備を備えているが、本発明の接触工程Ｓ２（および乾燥工程Ｓ３）はこのような水洗および乾燥設備を利用することができる。例えば、調質圧延機２直後や後処理手段４内又は後処理手段４直後の水洗設備の一部または全部を利用して、本発明に係る水溶液をスプレーする等により（鋼板表面の洗浄目的も兼ねて）、鋼板表面に接触させることができる。また、ある水洗設備で本発明の水溶液を使用した後の水洗設備では純水を使ってもよい。以下では、接触工程Ｓ２が、調質圧延機２直後においてなされる場合を説明する。
【００２９】
調質圧延後のめっき鋼板表面の洗浄水としては、従来においては、イオン交換水等の純水が使用されていた。製造方法１０においては、洗浄水として、上記本発明の水溶液を使用している。
【００３０】
本実施形態にて使用される本発明の水溶液は、Ｃａおよび／またはＭｇが１５ｐｐｍ以上含有される。脱脂性向上の観点から、Ｃａおよび／またはＭｇの含有量の下限値は、好ましくは２０ｐｐｍ以上である。Ｃａおよび／またはＭｇの含有量の上限値は特に規定されないが、その溶解性の問題から２００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下がより好ましい。さらに、本実施形態にて使用される本発明の水溶液には炭酸水素イオンが６０ｐｐｍ以上含有される。炭酸水素イオン濃度が低い場合、炭酸塩及び炭酸水素塩の形成が充分にならず、後述する脱脂性を十分に改善できない。炭酸水素イオンの溶解度は対のカチオンであるＣａおよび／またはＭｇの量とのバランスで決定されるため、Ｃａおよび／またはＭｇが所定濃度以上に水溶液中に含有されることが肝要である。
【００３１】
本実施形態において使用される本発明の水溶液のｐＨは、６以上１２以下、好ましくは６．５以上１０以下、特に好ましくは６．５以上８以下とする。めっきとして使用される亜鉛は、両性金属であり、ｐＨが高すぎても低すぎても合金化溶融亜鉛めっき鋼板の溶出が起こる。合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面で亜鉛の溶出が起こると、Ｃａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンがめっき表面に吸着することを妨げると考えられる。安定した脱脂性を得るには本発明の水溶液を中性から弱アルカリ性とするのがよい。本発明の水溶液のｐＨの調整方法としては、酸性側に調整する場合は、例えば、塩酸や硫酸などの酸性溶液を添加することや炭酸ガスを吹き込むことなどが挙げられる。
【００３２】
また、本実施形態において使用される本発明の水溶液の液温は５℃以上５０℃以下であることが好ましく、５℃以上３０℃以下であることがより好ましく、５℃以上２０℃以下であることが特に好ましい。適切な液温とすることで、さらに脱脂性に優れためっき鋼板３０を製造することができる。液温度が高すぎると、本発明の水溶液中への二酸化炭素の溶解度が温度上昇により低下し、炭酸水素イオン溶解量の低下につながる。そのため、本発明の水溶液の温度はできるだけ低めに保つのがよい。
【００３３】
上記のように調整された本発明の水溶液により、めっき表面を洗浄することで、めっき表面から調圧水成分やめっき粉を除去できるとともに、めっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンからなる化合物または塩を吸着させることができると考えられる。そして、めっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇと、炭酸水素イオンとからなる化合物または塩が吸着することによって、めっき表面の水との濡れ性の向上、又は、防錆油の吸着性の低下を図れ、塗油された防錆油／めっき界面に脱脂液を呼び込みやすくなり、めっき鋼板の脱脂性を良好なものとすることができると考えられる。また、炭酸水素イオンがめっき表面の近傍でＣａおよび／またはＭｇと反応して炭酸塩又は炭酸水素塩を形成することで、Ｃａおよび／またはＭｇがめっき表面に吸着しやすくなると考えられる。
【００３４】
接触工程Ｓ２では、上述したように、めっき表面を洗浄するとともに、めっき鋼帯１のめっき表面にＣａおよび／またはＭｇが吸着されると考えられる。めっき鋼帯１のめっき表面に適当にＣａおよび／またはＭｇが吸着されるためには、洗浄時間（めっき表面と本発明の水溶液との接触時間）を１秒以上５０秒以下とすることが好ましい。１秒以下である場合、めっき表面に十分な量のＣａおよび／またはＭｇが吸着されないと考えられる。また、５０秒以上としても、めっき表面の表面調整効果は飽和し、脱脂性の改善についても一定となるため、効率が悪いと考えられる。
【００３５】
接触工程Ｓ２においては、めっき鋼帯１と本発明の水溶液とを接触させることができるものであれば手段は特に限定されず、本発明の水溶液をめっき鋼帯１に吹き付ける手段や、めっき鋼帯１を本発明の水溶液中に潜らせる手段等を挙げることができる。
【００３６】
（１．３．乾燥工程Ｓ３）
接触工程Ｓ２において、水溶液とめっき鋼帯１とを接触させた後、乾燥工程Ｓ３を経ることで、めっき鋼帯１表面から水溶液の水分は飛ばされ、めっき鋼帯１表面には、脱脂性に優れるめっき鋼板３０とする成分が残存した状態となる。乾燥工程Ｓ３においては乾燥装置が用いられ、当該乾燥装置は、製造ライン２０における乾燥手段５に相当する。乾燥手段５としては、熱風装置、各種赤外線装置、電磁誘導装置、マイクロ波装置等、一般的に使用される乾燥装置が用いられる。また、乾燥手段５を用いず、自然乾燥としてもよい。
【００３７】
めっき鋼帯１は、製造ライン２０において、乾燥工程Ｓ３の後、出側ルーパー６を経由し、フライングシャー７により走間せん断され、コイル状に巻き取られて、脱脂性に優れるめっき鋼板３０が製造される。尚、製造ライン２０において、出側ルーパー６はコイルを交換する際、めっき鋼帯１を一時的に留めておくことが可能な形態であれば、図示されたような形態でなくてもよい。また、製造ライン２０においてはシャーとしてフライングシャー８を例示したが、シャーリング可能な装置であれば特に限定されず、例えばストップカットシャーとしてもよい。
【００３８】
（１．４．防錆油塗布工程Ｓ４）
製造方法１０においては、めっき鋼板３０の錆びを防ぐため、さらに、防錆油塗布工程Ｓ４において、めっき鋼板３０の表面に防錆油が塗布されることが好ましい。防錆油塗布に使用される装置（製造ライン２０における油塗布手段８）としては、めっき鋼板３０の表面に防錆油を塗布することができる装置であれば特に限定されず、フォワードロール、リバースロール、グラビア、ドクターブレード、スロットダイやスプレーコート装置等を用いることができる。製造方法１０により製造されためっき鋼板３０は脱脂性に優れているため、防錆油塗布工程Ｓ４において、めっき鋼板３０の表面に防錆油が塗布されても、Ｃａおよび／またはＭｇ並びに炭酸水素イオンからなる化合物または塩の吸着、亜鉛めっき表面の不働態化による防錆油に含まれる極圧添加剤などの成分の吸着を抑制でき当該防錆油はアルカリ脱脂液により容易に洗浄される。
【００３９】
（１．５．その他）
これまでの本発明の説明では、製造方法１０にかかる接触工程Ｓ２が、テンションレベラー３を経ためっき鋼帯１に施されるものとして説明したが、接触工程Ｓ２は調質圧延工程Ｓ１と乾燥工程Ｓ３との間にあれば特に制限されない。例えば、めっき鋼帯１が接触工程Ｓ２を経た後にテンションレベラー３を通過する形態であってもよい。
【００４０】
本発明にかかる製造方法１０によれば、溶融亜鉛系めっき鋼板表面の酸化物層の有無に関わらず、脱脂性に優れた溶融亜鉛系めっき鋼板を製造することができる。また、製造方法１０は、脱脂性を付与する工程と洗浄工程とを一体化することができるので、工程数が削減され、プロセス全体の効率がよい。製造方法１０により製造された溶融亜鉛系めっき鋼板、特に合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、長期間放置された場合でも脱脂性に優れるため、自動車製造工程における脱脂工程において、容易に鋼板表面の油を脱脂することができ、後に続く化成処理工程や塗装工程における、化成処理性、塗装性を良好なものとすることができる。
【実施例】
【００４１】
合金化溶融亜鉛めっき鋼板から切り出した、７０ｍｍ×１５０ｍｍの供試材（以下、単に「供試材」という。）を複数用意し、それぞれ異なる成分を含有する水溶液、又はイオン交換水に浸漬し、表面調整した後、表面調整された各供試材の脱脂性を評価した。
【００４２】
（実施例１〜実施例７、比較例１〜５）
供試材を浸漬するための水溶液として、イオン交換水に、水酸化カルシウム、又は、水酸化マグネシウムを所定量添加した後、さらに塩酸又は硫酸を添加するか、若しくは、炭酸ガスを吹き込んでｐＨを調整することによって、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有するとともに、ｐＨを６以上１２以下とした水溶液を用いた場合を、実施例１〜実施例７とした。また、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ未満含有し、若しくは、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ未満含有する以外は実施例１〜実施例７と同様にした場合を比較例１〜５とした。これらの水溶液の成分を表１に示す。なお、表１中に示したＣａ、Ｍｇ、Ｃｌ、及び、ＳＯ４の濃度は、それぞれ、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、塩酸、及び、硫酸の添加量からの計算した値である。また、炭酸水素イオンの濃度は、ＪＩＳ Ｋ０１０１に規定される全炭酸滴定法により測定を行った値である。
【００４３】
（従来例１）
本発明の水溶液と比較するため、イオン交換水を用いた場合を従来例１とした。
【００４４】
（脱脂性評価）
実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液又はイオン交換水（従来例１）に、供試材を１分間浸漬し、引き上げてドライヤーで乾燥させた。その後、各供試材に防錆油（パーカー興産株式会社製 ５５０Ｓ）を１．５ｇ／ｍ２塗油した。塗油後は、同一鋼板を重ね合わせた状態で大気雰囲気の乾燥機中に入れ、６０℃で４日間養生した。なお、６０℃で４日間養生することは、常温で約１ヶ月放置することに相当する。
【００４５】
養生完了後、市販のアルカリ脱脂液（日本ペイント株式会社製 ＳＤ２８０Ｚ、ｐＨ＝１０．５、脱脂液温度４０℃）に２分間浸漬した。浸漬後、引き上げて直ちに水道水で３０秒間水洗した。水洗された供試材を略垂直に保ち、１０秒経過後の表面の水濡れ状態を目視で観察し、濡れている面積の割合（以下、この割合を「水濡れ面積率（％）」という。）を脱脂性の指標とした。この水濡れ面積率が高い方が、脱脂性が良好といえる。供試材と接触させた、実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液及びイオン交換の成分、並びに、供試材の水濡れ面積率を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１の結果より、本発明の水溶液（実施例１〜実施例７）を用いれば、比較例１〜比較例５にかかる各水溶液やイオン交換水（従来例１）を用いた場合より水濡れ面積率が高くなることがわかる。すなわち、本発明の水溶液を用いることによって、めっき鋼板の表面の脱脂性が改善されることがわかる。
【００４８】
以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法もまた本発明の技術範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の製造方法１０に備えられる工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の製造方法１０が適用される製造ライン２０について概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１ 調質圧延工程
Ｓ２ 接触工程
Ｓ３ 乾燥工程
Ｓ４ 防錆油塗布工程
１ めっき鋼帯
２ 調質圧延機
３ テンションレベラー
４ 後処理手段
５ 乾燥手段
６ 出側ルーパー
７ フライングシャー
８ 油塗布手段
１０ めっき鋼板の製造方法
２０ 製造ライン
３０ めっき鋼板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程と、
前記調質圧延工程において調質圧延された後の前記鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液を接触させる、接触工程と、
前記接触工程の後、前記鋼板を乾燥させる、乾燥工程と、
を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記調質圧延工程と前記接触工程との間に、前記鋼板のめっき表面に酸化物層を意図的に形成する工程を含まないことを特徴とする、請求項１に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記接触工程において使用される前記水溶液のｐＨが６以上１２以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記接触工程において、前記水溶液の液温が５℃以上５０℃以下であるとともに、前記鋼板のめっき表面と、前記水溶液とを、１秒以上５０秒以下接触させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記乾燥工程の後、前記鋼板の表面に防錆油を塗布する、防錆油塗布工程を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記溶融亜鉛系めっき鋼板が、合金化溶融亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項１】
溶融亜鉛系めっき鋼板を調質圧延する、調質圧延工程と、
前記調質圧延工程において調質圧延された後の前記鋼板のめっき表面に、Ｃａおよび／またはＭｇを１５ｐｐｍ以上含有し、かつ、炭酸水素イオンを６０ｐｐｍ以上含有する水溶液を接触させる、接触工程と、
前記接触工程の後、前記鋼板を乾燥させる、乾燥工程と、
を備えることを特徴とする溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記調質圧延工程と前記接触工程との間に、前記鋼板のめっき表面に酸化物層を意図的に形成する工程を含まないことを特徴とする、請求項１に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記接触工程において使用される前記水溶液のｐＨが６以上１２以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記接触工程において、前記水溶液の液温が５℃以上５０℃以下であるとともに、前記鋼板のめっき表面と、前記水溶液とを、１秒以上５０秒以下接触させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記乾燥工程の後、前記鋼板の表面に防錆油を塗布する、防錆油塗布工程を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記溶融亜鉛系めっき鋼板が、合金化溶融亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１９１３１９（Ｐ２００９−１９１３１９Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３５８１（Ｐ２００８−３３５８１）
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]