電気亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置
【課題】 めっき層の視感が幅方向で異なること無く、表面外観の均一性に優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造装置を提供する。
【解決手段】 電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０は、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２１を水で洗浄する第２水洗装置２５と、めっき液によって素鋼板２１に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき装置２７との間に、素鋼板２１を、めっき液のｐＨ以上かつ水のｐＨ以下の酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段２６を含むように構成される。この酸性溶液には、めっき処理が施された電気亜鉛めっき鋼板２１ａを後水洗装置２８で洗浄した洗浄水が用いられる。
【解決手段】 電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０は、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２１を水で洗浄する第２水洗装置２５と、めっき液によって素鋼板２１に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき装置２７との間に、素鋼板２１を、めっき液のｐＨ以上かつ水のｐＨ以下の酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段２６を含むように構成される。この酸性溶液には、めっき処理が施された電気亜鉛めっき鋼板２１ａを後水洗装置２８で洗浄した洗浄水が用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛（Ｚｎ）系のめっき鋼板（以後、亜鉛めっき鋼板と呼ぶ）は、耐食性および加工性に優れ、また安価であることから、建材、自動車部材、家電部材、ガードレールなど種々の用途に用いられている。亜鉛めっき鋼板は、このように広汎な用途に利用されるので、用途に応じて種々のめっき付着量のものが求められている。一般的に、亜鉛めっき鋼板においては、耐食性に重点を置いて付着量を多くする場合、溶融亜鉛めっきが行われ、加工性に重点を置いて付着量を少なくする場合、電気亜鉛めっきが行われている。
【０００３】
図３は、電気亜鉛めっき鋼板の製造に用いる従来の電気亜鉛めっき鋼板製造装置１の構成を例示する図である。電気亜鉛めっき鋼板製造装置１は、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２の矢符９にて示す通板方向上流側から下流側に向って、大略、アルカリ脱脂装置３、第１水洗装置４、酸洗装置５、第２水洗装置６、電気亜鉛めっき装置７および後水洗装置８を、この順に備える。
【０００４】
以下、図３を参照して従来の電気亜鉛めっき鋼板の製造について説明する。不図示の巻戻し装置から巻戻された素鋼板２は、まずアルカリ脱脂装置３において鋼板表面の油脂分が洗浄除去される。次に、素鋼板２は、第１水洗装置４において、表面が水によって洗浄され、表面に残留しているアルカリ脱脂液などが、洗浄除去される。
【０００５】
水洗後の素鋼板２は、酸洗装置５において酸洗液によって酸洗され、表面が活性化される。活性化処理された素鋼板２は、第２水洗装置６において水によって洗浄され、表面に残留している酸洗液などが、洗浄除去される。第２水洗装置６で水洗された素鋼板２は、第２水洗装置６の出側に設けられる一対のリンガーロール１０ａ，１０ｂによって洗浄水の水切りが行われる。その後、素鋼板２は、電気亜鉛めっき装置７へ装入され、電気亜鉛めっき装置７に備わるめっき槽中に貯留されるめっき液中に浸漬され、不図示の電極を介して通電されることによって、電気亜鉛めっきが施される。
【０００６】
電気亜鉛めっきが施された素鋼板２は、電気亜鉛めっき鋼板２ａとなり、後水洗装置８において、その表面が水によって洗浄され、残留しているめっき液などが、洗浄除去される。なお、ここで、鋼板なる用語は、鋼帯をも含む意味に用いる。
【０００７】
前述のように、第２水洗装置６で水洗された素鋼板２は、水洗に用いられた水が表面に付着したまま電気亜鉛めっき装置７に持ちこまれてめっき液を希釈しないように、第２水洗装置６出側のリンガーロール１０ａ，１０ｂによって水切りされる。しかしながら、水切りは、常に充分行われるわけではなく、素鋼板２の幅方向端部付近の方が、幅方向中央部よりも水切りが不充分になる傾向がある。
【０００８】
図４は、水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａの斜視図である。図４には、素鋼板２の幅方向端部付近１１の方が、幅方向中央部１２よりも水切りが不充分な状態で、電気亜鉛めっき装置７によってめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａを示す。水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａには、幅方向端部付近１１と幅方向中央部１２とで、亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様が形成される。このような模様が形成された電気亜鉛めっき鋼板２ａは、外観不良として製品化することができないので、歩留を低下させるという問題がある。
【０００９】
電気亜鉛めっき鋼板の表面外観を向上する従来技術には、酸性めっき浴による電気亜鉛めっき工程に先立ち、酸性めっき浴と実質的に同一組成の酸性溶液によって、素鋼板表面を酸洗するものがある（特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、めっき工程前に施す酸洗に起因する素鋼板表面の不純物濃化層または酸化物層の除去不良、および肌荒れもしくは酸焼け（汚れ）の発生を防止することによって、電気亜鉛めっき鋼板の表面外観を改善するものである。すなわち、めっき処理前における素鋼板表面の機械的な表面形状もしくは酸焼け（汚れ）に起因する表面外観不良を改善するものである。
【００１１】
したがって、前述したような、素鋼板に機械的な表面形状不良もしくは汚れが無いにも関わらず、水洗の水切りが不充分であることに起因する亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様について、特許文献１では、全く言及しておらず、またその改善技術についても何ら開示していない。
【００１２】
また、電気亜鉛めっき鋼板の表面外観向上に関するもう一つの従来技術に、酸性のめっき液が、電気亜鉛めっき後の鋼板表面に残留し、電気亜鉛めっき層を再溶解することに起因する外観不良を改善するために、最終洗浄セクションに至る間の液のｐＨ値が段階的に高くなるようにｐＨ値を調整した洗浄水を使用し、最終洗浄セクションでは、中性の洗浄水で洗浄処理するものがある（特許文献２参照）。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示される技術も、めっき処理前の水洗の水切りが不充分であることに起因する亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様について、全く言及しておらず、またその改善技術についても何ら開示していない。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−１１０２９０号公報
【特許文献２】特開平１１−９２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、めっき層の視感が幅方向で異なること無く、表面外観の均一性に優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らによる鋭意研究の結果によれば、このような視感が異なる不均一な模様は、めっき液中に装入された鋼板表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨが、端部付近と中央部とで異なることに因るものである。すなわち、めっきを施す前に行われる水洗の後の水切りが、必ずしも充分ではない場合、鋼板幅方向端部付近の方が、中央部よりも多量に水が残留する傾向にある。このような状態で、電気亜鉛めっき液中に鋼板が装入されると、一般的にｐＨ：１〜２に調整されているめっき液が、鋼板幅方向端部付近では大きく希釈されてｐＨが高くなり、鋼板幅方向中央部ではほとんど希釈されないのでｐＨが低くなる。したがって、鋼板幅方向端部付近ではめっき液のｐＨが高く、鋼板幅方向中央部ではめっき液のｐＨが低い状態でめっきされる。
【００１７】
本発明者らは、電気亜鉛めっきによって鋼板表面に形成される亜鉛めっき層の結晶成長方位は、めっき液のｐＨに対する依存性があり、鋼板幅方向におけるｐＨが異なることに起因して、端部付近と中央部とで結晶の成長方位が異なり、めっき後の視感が異なる不均一な模様が生じるとの知見を得、本発明に至ったものである。
【００１８】
本発明は、素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗ステップと、
水洗後かつ電気亜鉛めっき前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で素鋼板の表面を湿潤処理する湿潤処理ステップと、
酸性溶液で湿潤処理された素鋼板をめっき液によって電気亜鉛めっきを施すめっき処理ステップとを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００１９】
また本発明は、めっき処理ステップの後に電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗ステップを含み、
酸性溶液が、後水洗ステップで用いられた洗浄水であることを特徴とする。
また本発明は、酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造装置において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗手段と、
めっき液によって素鋼板に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段と、
水洗手段と電気亜鉛めっき手段との間に設けられ、水洗された素鋼板を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段とを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
【００２１】
また本発明は、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗手段をさらに含み、
酸性溶液が、後水洗手段によって洗浄に用いられた洗浄水であることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、湿潤処理手段で用いられる酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板は、水洗後、電気亜鉛めっきを施す前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で、その表面が湿潤処理される。このことによって、めっき液中に装入された素鋼板の表面付近に存在するめっき液は、鋼板幅方向におけるｐＨの差異が著しく緩和されるので、素鋼板の表面に形成される亜鉛めっき層の結晶成長方位が揃い、不均一な模様の発生が防止される。
【００２４】
また本発明によれば、酸性溶液として、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水洗する後水洗ステップで用いられた洗浄水が用いられる。このことによって、別途酸性溶液を調整するための材料および装置が不用になるので、装置をコンパクトにし、またコストを削減することができる。
【００２５】
また本発明によれば、酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であるので、めっき液に装入された素鋼板の表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨを一層確実に均一化することができる。
【００２６】
本発明によれば、めっき層における視感が異なる不均一な模様の発生を防止することのできる電気亜鉛めっき鋼板の製造装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態である電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０の構成を示す図である。電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０（以後、製造装置２０と略称する）は、素鋼板２１に電気亜鉛めっき処理を行って電気亜鉛めっき鋼板２１ａを製造することに用いられる。
【００２８】
製造装置２０は、アルカリ脱脂装置２２と、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２１を水で洗浄する水洗手段である第１水洗装置２３と、第１水洗装置２３で水洗された素鋼板２１を酸洗する酸洗装置２４と、酸洗後の素鋼板２１を水で洗浄する水洗手段である第２水洗装置２５と、めっき液によって素鋼板２１に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段である電気亜鉛めっき装置２７と、第２水洗装置２５と電気亜鉛めっき装置２７との間に設けられ、水洗された素鋼板２１を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段２６と、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２１ａを水で洗浄する後水洗手段である後水洗装置２８とを含む構成である。
【００２９】
素鋼板２１は、不図示の巻戻し装置から巻戻され、矢符２９にて示す方向に通板される過程において、各処理が施され、各処理が施されて電気亜鉛めっき鋼板２１ａとされた後、不図示の巻取り装置によって巻取られる。
【００３０】
アルカリ脱脂装置２２は、アルカリ脱脂液が貯留される脱脂槽２２ａと、脱脂槽２２ａ中に設けられる不図示の電極グリッドと、電極グリッド間に電圧を印加する不図示の電源とを含む構成である。アルカリ脱脂液には、公知のたとえば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などが用いられる。素鋼板２１は、脱脂槽２２ａ中に設けられ電圧が印加された電極グリッド間を通過する際に、電解脱脂洗浄され、その表面から油脂分が除去される。
【００３１】
第１水洗装置２３は、水洗に用いる水を貯留する水洗槽２３ａを備える。アルカリ脱脂処理された素鋼板２１は、水洗槽２３ａに貯留された水の中を移送されることによって水洗される。なお第１水洗装置２３は、上記の構成に限定されることなく、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽までの配管と、水洗槽中の素鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから素鋼板に吹付けて素鋼板表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽に予め形成される排水口から回収するように構成されても良い。
【００３２】
酸洗装置２４は、たとえば硫酸水溶液などの酸洗液を貯留する酸洗槽２４ａを備える。第１水洗装置２３によって水洗された素鋼板２１は、酸洗槽２４ａに貯留される酸洗液の中を移送されることによって酸洗され、素鋼板表面の酸化スケール等が除去されるとともに活性化される。
【００３３】
第２水洗装置２５は、酸洗後の素鋼板表面に残留する酸洗液を、水で洗浄除去するための装置であり、水洗槽２５ａと、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽２５ａまでの配管と、水洗槽２５ａ中の素鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから素鋼板２１に吹付けて素鋼板表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽２５ａに予め形成される排水口から回収するように構成される。
【００３４】
湿潤処理手段２６は、本実施の形態では、その主要部が第２水洗装置２５の出側に設けられる。湿潤処理手段２６は、第２水洗装置２５の出側で、素鋼板２１の移送経路を挟んで１対が設けられるリンガーロール３１ａ，３１ｂと、リンガーロール３１ａ，３１ｂを臨むとともに素鋼板２１の移送経路を挟んで設けられる第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ（本実施の形態では２対）と、酸性溶液供給手段である後水洗装置２８と、後水洗装置２８と第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとを接続して酸性溶液の流路を成す酸性溶液管路３４と、酸性溶液管路３４の途中に設けられて酸性溶液を送給するポンプ３５とを含んで構成される。
【００３５】
リンガーロール３１ａ，３１ｂは、第２水洗装置２５によって水洗された素鋼板２１の水切りと、第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂからロール表面に対して噴射される酸性溶液を、水洗後の素鋼板２１へ塗布して湿潤させる処理とを行う。
【００３６】
リンガーロール３１ａ，３１ｂに対して噴射され、素鋼板２１に塗布される酸性溶液には、電気亜鉛めっきに用いられるめっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有するものが用いられる。好ましくは、酸性溶液のｐＨは、３以上、５以下である。
【００３７】
酸性溶液のｐＨが３未満では、特に不都合は無いけれども、詳細を後述する後水洗に用いた洗浄水を酸性溶液として利用することが困難になり、別途ｐＨを調整した酸性溶液を準備しなければならなくなるのでコスト面で不利を招く。酸性溶液のｐＨが５を超えると、めっき処理時における素鋼板２１の表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨを均一化する効果を充分に得ることができない。したがって、酸性溶液のｐＨを好ましくは３〜５とした。
【００３８】
なお、酸性溶液には、めっき液に含まれる酸成分を含有する水溶液を用いることが好ましい。たとえば、めっき液に硫酸成分が含まれるとき、酸性溶液には、硫酸成分を含有する水溶液を用いることが好ましい。酸性溶液は、素鋼板２１の表面に付着してめっき液中に持ちこまれるので、めっき液と酸性溶液との成分を共通化することによって、酸性溶液の混入によるめっき液組成の変化を抑制し、めっき品質の劣化を防止できるからである。
【００３９】
前述のように本実施の形態では、後水洗装置２８が、湿潤処理手段２６の一部を構成する。後水洗装置２８は、めっき処理が施された後の電気亜鉛めっき鋼板２１ａの表面に残留するめっき液を洗浄除去する装置である。後水洗装置２８は、第２水洗装置２５と同様の構成を有し、水洗槽２８ａと、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽２８ａまでの配管と、水洗槽２８ａ中の電気亜鉛めっき鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから電気亜鉛めっき鋼板２１ａに吹付けて表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽２８ａに予め形成される排水口から回収するように構成される。
【００４０】
本実施の形態では、酸性溶液として、水洗槽２８ａの排水口から回収される後水洗に用いた洗浄水が用いられる。排水口から回収される洗浄水をポンプ３５で第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂへ送給し、リンガーロール３１ａ，３１ｂに対して噴射する。なお、ポンプ３５と第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとの間の酸性溶液管路３４には、流量調整弁を設け、酸性溶液の噴射流量が調整できるようにしても良い。
【００４１】
電気亜鉛めっき手段である電気亜鉛めっき装置２７は、めっき液を貯留するめっき槽２７ａと、めっき槽２７ａ中に設けられる不図示のめっき電極と、めっき電極に電圧を印加する不図示のめっき電源とを備える。本実施の形態では、めっき液には、硫酸亜鉛と硫酸とを含む溶液が用いられ、そのｐＨが１〜２に調整される。
【００４２】
湿潤処理手段２６によって、酸性溶液で湿潤処理された素鋼板２１の表面には、リンガーロール３１ａ，３１ｂによる水切りが充分ではないとき、酸性溶液が残留する。しかしながら、酸性溶液は、ｐＨ：３〜５に調整され、めっき液のｐＨに近いｐＨを有するので、めっき液中に装入された素鋼板２１の幅方向端部付近と中央部とで希釈されるめっき液のｐＨにほとんど差異が生じない。したがって、素鋼板２１の表面に形成されるめっき層の亜鉛結晶の成長方位が、端部付近と中央部とで一致するので、視感の異なる不均一な模様の発生することが防止される。
【００４３】
前述した後水洗装置２８は、めっき処理が施された後の電気亜鉛めっき鋼板２１ａの表面に残留するめっき液を水洗除去するので、水洗に用いられた後の洗浄水は、めっき液に含まれる硫酸成分を含有し、酸性溶液として用いるのに好適なｐＨを有するようになる。
【００４４】
このように、後水洗装置２８において、電気亜鉛めっき鋼板２１ａの洗浄に用いた洗浄水を酸性溶液として使用することができるので、酸性溶液を供給するための別途装置を設ける必要がなくなるので、製造装置をコンパクトにすることができるとともに、製造装置のイニシャルコストおよび生産のランニングコストを低減することができる。
【００４５】
以下、製造装置２０における電気亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
不図示の巻戻し装置から巻戻された素鋼板２１は、アルカリ脱脂装置２２へ装入されてアルカリ電解洗浄され、表面の油脂分が除去される。アルカリ脱脂された素鋼板２１は、第１水洗装置２３へ装入され、表面に残留しているアルカリ脱脂液等が水で洗浄される。第１水洗装置２３における水洗後、素鋼板２１は、酸洗装置２４へ装入され、活性化される。
【００４６】
酸洗後、素鋼板２１は、第２水洗装置２５へ装入され、表面に残留している酸洗液等が水で洗浄される。水洗された素鋼板２１は、第２水洗装置２５の出側に設けられるリンガーロール３１ａ，３１ｂによって、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下のｐＨを有する酸性溶液が塗布されて湿潤処理される。この酸性溶液は、後水洗装置２８において電気亜鉛めっき鋼板２１を洗浄した後洗浄水が利用される。この後洗浄水は、ｐＨが３〜５の範囲にあり、ポンプ３５で送給されて酸性溶液管路３４内を流過し、第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂからリンガーロール３１ａ，３１ｂに吹付けられ、素鋼板２１に塗布される。
【００４７】
湿潤処理された素鋼板２１は、電気亜鉛めっき装置２７に備わるめっき槽２７ａに装入され、幅方向におけるめっき液のｐＨがほぼ均一な状態で、電気亜鉛めっきが施される。素鋼板２１は、めっきが施されて電気亜鉛めっき鋼板２１ａとなり、後水洗装置２８に装入される。電気亜鉛めっき鋼板２１ａは、後水洗装置２８において、表面に残留しているめっき液が水で洗浄される。この後洗浄水が、前述のように酸性溶液として利用される。
【００４８】
後水洗装置２８で洗浄された電気亜鉛めっき鋼板２１ａは、不図示の乾燥装置で乾燥され、巻取り装置で巻取られて、電気亜鉛めっき鋼板の製造が終了する。
【実施例】
【００４９】
以下本発明の実施例について説明する。
図１に示す製造装置２０を用い、酸性溶液のｐＨを変化させて電気亜鉛めっき鋼板を製造し、その外観を試験した。素鋼板として、厚さ：１．６ｍｍ、幅：１２１９ｍｍの日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ３１４１に規定されるＳＰＣＣを用い、速度：７０ｍ／ｍｉｎにて製造装置２０を通板させて電気亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００５０】
アルカリ脱脂装置２２、酸洗装置２４および電気亜鉛めっき装置２７に使用したアルカリ脱脂液、酸洗液およびめっき液の組成については、表１に合わせて示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
酸性溶液である後水洗における洗浄水のｐＨを次のようにして変化させた。上記速度で素鋼板を通板させた場合、後水洗装置２８で得られる後洗浄水のｐＨは４になる。ｐＨ４以外の後洗浄水は、水または硫酸を添加することによって調整した。後洗浄水に対して単位時間当りに添加混合する水または硫酸の量と、得られる後洗浄水のｐＨとの関係を予め試験して求めておき、後洗浄水のｐＨを、４よりも低くする場合には硫酸を添加し、４よりも高くする場合には水を添加することによって、意図的に３〜８まで変化させた。
【００５３】
それぞれのｐＨを有する後洗浄水（酸性溶液）を用いて湿潤処理した素鋼板に、付着量が２０ｇ／ｍ２になるように亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造した。製造後の電気亜鉛めっき鋼板を巻替装置で巻替えながらその表面を目視観察し、表面に不均一な模様が形成されているか否かを目視観察によって試験した。表面外観の評価基準を、以下のように設定した。
【００５４】
評価３：模様がなく極めて良好
評価２：極軽微な模様があるけれども品質上問題がない
評価１：模様があり品質上問題がある
評価０：はっきりとした模様があり使用に耐えない
【００５５】
評価結果を図２に示す。図２は、酸性溶液のｐＨと表面外観の評価結果との関係を示す図である。図２に示すように、酸性溶液のｐＨが５以下において、評価２以上の良好な品質の電気亜鉛めっき鋼板が得られた。
【００５６】
以上に述べたように、本実施の形態では、湿潤処理手段は、酸性溶液をリンガーロールに噴射し、リンガーロールによって素鋼板に塗布する構成であるけれども、これに限定されることなく、素鋼板に直接噴射する構成であっても良い。
【００５７】
また、酸性溶液には、後洗浄水が利用されるけれども、これに限定されることなく、たとえば硫酸等を水に混合してｐＨを調整した水溶液を用いても良い。このような別途調整した酸性溶液を用いる場合、湿潤処理手段は、酸性溶液を貯留する酸性溶液槽を準備し該槽中に素鋼板を浸漬するように構成されてもよい。また、酸性溶液は、硫酸成分を含む水溶液であるけれども、これに限定されることなく、塩酸等他の酸成分を含む水溶液であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の一形態である電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０の構成を示す図である。
【図２】酸性溶液のｐＨと表面外観の評価結果との関係を示す図である。
【図３】電気亜鉛めっき鋼板の製造に用いる従来の電気亜鉛めっき鋼板製造装置１の構成を例示する図である。
【図４】水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａの斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
２０ 電気亜鉛めっき鋼板の製造装置
２１ 素鋼板
２２ アルカリ脱脂装置
２３ 第１水洗装置
２４ 酸洗装置
２５ 第２水洗装置
２６ 湿潤処理手段
２７ 電気亜鉛めっき装置
２８ 後水洗装置
３１ リンガーロール
３２，３３ 噴射ノズル
３４ 酸性溶液管路
３５ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜鉛（Ｚｎ）系のめっき鋼板（以後、亜鉛めっき鋼板と呼ぶ）は、耐食性および加工性に優れ、また安価であることから、建材、自動車部材、家電部材、ガードレールなど種々の用途に用いられている。亜鉛めっき鋼板は、このように広汎な用途に利用されるので、用途に応じて種々のめっき付着量のものが求められている。一般的に、亜鉛めっき鋼板においては、耐食性に重点を置いて付着量を多くする場合、溶融亜鉛めっきが行われ、加工性に重点を置いて付着量を少なくする場合、電気亜鉛めっきが行われている。
【０００３】
図３は、電気亜鉛めっき鋼板の製造に用いる従来の電気亜鉛めっき鋼板製造装置１の構成を例示する図である。電気亜鉛めっき鋼板製造装置１は、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２の矢符９にて示す通板方向上流側から下流側に向って、大略、アルカリ脱脂装置３、第１水洗装置４、酸洗装置５、第２水洗装置６、電気亜鉛めっき装置７および後水洗装置８を、この順に備える。
【０００４】
以下、図３を参照して従来の電気亜鉛めっき鋼板の製造について説明する。不図示の巻戻し装置から巻戻された素鋼板２は、まずアルカリ脱脂装置３において鋼板表面の油脂分が洗浄除去される。次に、素鋼板２は、第１水洗装置４において、表面が水によって洗浄され、表面に残留しているアルカリ脱脂液などが、洗浄除去される。
【０００５】
水洗後の素鋼板２は、酸洗装置５において酸洗液によって酸洗され、表面が活性化される。活性化処理された素鋼板２は、第２水洗装置６において水によって洗浄され、表面に残留している酸洗液などが、洗浄除去される。第２水洗装置６で水洗された素鋼板２は、第２水洗装置６の出側に設けられる一対のリンガーロール１０ａ，１０ｂによって洗浄水の水切りが行われる。その後、素鋼板２は、電気亜鉛めっき装置７へ装入され、電気亜鉛めっき装置７に備わるめっき槽中に貯留されるめっき液中に浸漬され、不図示の電極を介して通電されることによって、電気亜鉛めっきが施される。
【０００６】
電気亜鉛めっきが施された素鋼板２は、電気亜鉛めっき鋼板２ａとなり、後水洗装置８において、その表面が水によって洗浄され、残留しているめっき液などが、洗浄除去される。なお、ここで、鋼板なる用語は、鋼帯をも含む意味に用いる。
【０００７】
前述のように、第２水洗装置６で水洗された素鋼板２は、水洗に用いられた水が表面に付着したまま電気亜鉛めっき装置７に持ちこまれてめっき液を希釈しないように、第２水洗装置６出側のリンガーロール１０ａ，１０ｂによって水切りされる。しかしながら、水切りは、常に充分行われるわけではなく、素鋼板２の幅方向端部付近の方が、幅方向中央部よりも水切りが不充分になる傾向がある。
【０００８】
図４は、水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａの斜視図である。図４には、素鋼板２の幅方向端部付近１１の方が、幅方向中央部１２よりも水切りが不充分な状態で、電気亜鉛めっき装置７によってめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａを示す。水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａには、幅方向端部付近１１と幅方向中央部１２とで、亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様が形成される。このような模様が形成された電気亜鉛めっき鋼板２ａは、外観不良として製品化することができないので、歩留を低下させるという問題がある。
【０００９】
電気亜鉛めっき鋼板の表面外観を向上する従来技術には、酸性めっき浴による電気亜鉛めっき工程に先立ち、酸性めっき浴と実質的に同一組成の酸性溶液によって、素鋼板表面を酸洗するものがある（特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、めっき工程前に施す酸洗に起因する素鋼板表面の不純物濃化層または酸化物層の除去不良、および肌荒れもしくは酸焼け（汚れ）の発生を防止することによって、電気亜鉛めっき鋼板の表面外観を改善するものである。すなわち、めっき処理前における素鋼板表面の機械的な表面形状もしくは酸焼け（汚れ）に起因する表面外観不良を改善するものである。
【００１１】
したがって、前述したような、素鋼板に機械的な表面形状不良もしくは汚れが無いにも関わらず、水洗の水切りが不充分であることに起因する亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様について、特許文献１では、全く言及しておらず、またその改善技術についても何ら開示していない。
【００１２】
また、電気亜鉛めっき鋼板の表面外観向上に関するもう一つの従来技術に、酸性のめっき液が、電気亜鉛めっき後の鋼板表面に残留し、電気亜鉛めっき層を再溶解することに起因する外観不良を改善するために、最終洗浄セクションに至る間の液のｐＨ値が段階的に高くなるようにｐＨ値を調整した洗浄水を使用し、最終洗浄セクションでは、中性の洗浄水で洗浄処理するものがある（特許文献２参照）。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示される技術も、めっき処理前の水洗の水切りが不充分であることに起因する亜鉛めっき層の視感が異なる不均一な模様について、全く言及しておらず、またその改善技術についても何ら開示していない。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−１１０２９０号公報
【特許文献２】特開平１１−９２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、めっき層の視感が幅方向で異なること無く、表面外観の均一性に優れた電気亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らによる鋭意研究の結果によれば、このような視感が異なる不均一な模様は、めっき液中に装入された鋼板表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨが、端部付近と中央部とで異なることに因るものである。すなわち、めっきを施す前に行われる水洗の後の水切りが、必ずしも充分ではない場合、鋼板幅方向端部付近の方が、中央部よりも多量に水が残留する傾向にある。このような状態で、電気亜鉛めっき液中に鋼板が装入されると、一般的にｐＨ：１〜２に調整されているめっき液が、鋼板幅方向端部付近では大きく希釈されてｐＨが高くなり、鋼板幅方向中央部ではほとんど希釈されないのでｐＨが低くなる。したがって、鋼板幅方向端部付近ではめっき液のｐＨが高く、鋼板幅方向中央部ではめっき液のｐＨが低い状態でめっきされる。
【００１７】
本発明者らは、電気亜鉛めっきによって鋼板表面に形成される亜鉛めっき層の結晶成長方位は、めっき液のｐＨに対する依存性があり、鋼板幅方向におけるｐＨが異なることに起因して、端部付近と中央部とで結晶の成長方位が異なり、めっき後の視感が異なる不均一な模様が生じるとの知見を得、本発明に至ったものである。
【００１８】
本発明は、素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗ステップと、
水洗後かつ電気亜鉛めっき前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で素鋼板の表面を湿潤処理する湿潤処理ステップと、
酸性溶液で湿潤処理された素鋼板をめっき液によって電気亜鉛めっきを施すめっき処理ステップとを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００１９】
また本発明は、めっき処理ステップの後に電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗ステップを含み、
酸性溶液が、後水洗ステップで用いられた洗浄水であることを特徴とする。
また本発明は、酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造装置において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗手段と、
めっき液によって素鋼板に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段と、
水洗手段と電気亜鉛めっき手段との間に設けられ、水洗された素鋼板を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段とを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造装置である。
【００２１】
また本発明は、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗手段をさらに含み、
酸性溶液が、後水洗手段によって洗浄に用いられた洗浄水であることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、湿潤処理手段で用いられる酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板は、水洗後、電気亜鉛めっきを施す前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で、その表面が湿潤処理される。このことによって、めっき液中に装入された素鋼板の表面付近に存在するめっき液は、鋼板幅方向におけるｐＨの差異が著しく緩和されるので、素鋼板の表面に形成される亜鉛めっき層の結晶成長方位が揃い、不均一な模様の発生が防止される。
【００２４】
また本発明によれば、酸性溶液として、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水洗する後水洗ステップで用いられた洗浄水が用いられる。このことによって、別途酸性溶液を調整するための材料および装置が不用になるので、装置をコンパクトにし、またコストを削減することができる。
【００２５】
また本発明によれば、酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であるので、めっき液に装入された素鋼板の表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨを一層確実に均一化することができる。
【００２６】
本発明によれば、めっき層における視感が異なる不均一な模様の発生を防止することのできる電気亜鉛めっき鋼板の製造装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態である電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０の構成を示す図である。電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０（以後、製造装置２０と略称する）は、素鋼板２１に電気亜鉛めっき処理を行って電気亜鉛めっき鋼板２１ａを製造することに用いられる。
【００２８】
製造装置２０は、アルカリ脱脂装置２２と、電気亜鉛めっきされるべき素鋼板２１を水で洗浄する水洗手段である第１水洗装置２３と、第１水洗装置２３で水洗された素鋼板２１を酸洗する酸洗装置２４と、酸洗後の素鋼板２１を水で洗浄する水洗手段である第２水洗装置２５と、めっき液によって素鋼板２１に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段である電気亜鉛めっき装置２７と、第２水洗装置２５と電気亜鉛めっき装置２７との間に設けられ、水洗された素鋼板２１を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段２６と、電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２１ａを水で洗浄する後水洗手段である後水洗装置２８とを含む構成である。
【００２９】
素鋼板２１は、不図示の巻戻し装置から巻戻され、矢符２９にて示す方向に通板される過程において、各処理が施され、各処理が施されて電気亜鉛めっき鋼板２１ａとされた後、不図示の巻取り装置によって巻取られる。
【００３０】
アルカリ脱脂装置２２は、アルカリ脱脂液が貯留される脱脂槽２２ａと、脱脂槽２２ａ中に設けられる不図示の電極グリッドと、電極グリッド間に電圧を印加する不図示の電源とを含む構成である。アルカリ脱脂液には、公知のたとえば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などが用いられる。素鋼板２１は、脱脂槽２２ａ中に設けられ電圧が印加された電極グリッド間を通過する際に、電解脱脂洗浄され、その表面から油脂分が除去される。
【００３１】
第１水洗装置２３は、水洗に用いる水を貯留する水洗槽２３ａを備える。アルカリ脱脂処理された素鋼板２１は、水洗槽２３ａに貯留された水の中を移送されることによって水洗される。なお第１水洗装置２３は、上記の構成に限定されることなく、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽までの配管と、水洗槽中の素鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから素鋼板に吹付けて素鋼板表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽に予め形成される排水口から回収するように構成されても良い。
【００３２】
酸洗装置２４は、たとえば硫酸水溶液などの酸洗液を貯留する酸洗槽２４ａを備える。第１水洗装置２３によって水洗された素鋼板２１は、酸洗槽２４ａに貯留される酸洗液の中を移送されることによって酸洗され、素鋼板表面の酸化スケール等が除去されるとともに活性化される。
【００３３】
第２水洗装置２５は、酸洗後の素鋼板表面に残留する酸洗液を、水で洗浄除去するための装置であり、水洗槽２５ａと、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽２５ａまでの配管と、水洗槽２５ａ中の素鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから素鋼板２１に吹付けて素鋼板表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽２５ａに予め形成される排水口から回収するように構成される。
【００３４】
湿潤処理手段２６は、本実施の形態では、その主要部が第２水洗装置２５の出側に設けられる。湿潤処理手段２６は、第２水洗装置２５の出側で、素鋼板２１の移送経路を挟んで１対が設けられるリンガーロール３１ａ，３１ｂと、リンガーロール３１ａ，３１ｂを臨むとともに素鋼板２１の移送経路を挟んで設けられる第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ（本実施の形態では２対）と、酸性溶液供給手段である後水洗装置２８と、後水洗装置２８と第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとを接続して酸性溶液の流路を成す酸性溶液管路３４と、酸性溶液管路３４の途中に設けられて酸性溶液を送給するポンプ３５とを含んで構成される。
【００３５】
リンガーロール３１ａ，３１ｂは、第２水洗装置２５によって水洗された素鋼板２１の水切りと、第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂからロール表面に対して噴射される酸性溶液を、水洗後の素鋼板２１へ塗布して湿潤させる処理とを行う。
【００３６】
リンガーロール３１ａ，３１ｂに対して噴射され、素鋼板２１に塗布される酸性溶液には、電気亜鉛めっきに用いられるめっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有するものが用いられる。好ましくは、酸性溶液のｐＨは、３以上、５以下である。
【００３７】
酸性溶液のｐＨが３未満では、特に不都合は無いけれども、詳細を後述する後水洗に用いた洗浄水を酸性溶液として利用することが困難になり、別途ｐＨを調整した酸性溶液を準備しなければならなくなるのでコスト面で不利を招く。酸性溶液のｐＨが５を超えると、めっき処理時における素鋼板２１の表面付近に存在するめっき液の鋼板幅方向におけるｐＨを均一化する効果を充分に得ることができない。したがって、酸性溶液のｐＨを好ましくは３〜５とした。
【００３８】
なお、酸性溶液には、めっき液に含まれる酸成分を含有する水溶液を用いることが好ましい。たとえば、めっき液に硫酸成分が含まれるとき、酸性溶液には、硫酸成分を含有する水溶液を用いることが好ましい。酸性溶液は、素鋼板２１の表面に付着してめっき液中に持ちこまれるので、めっき液と酸性溶液との成分を共通化することによって、酸性溶液の混入によるめっき液組成の変化を抑制し、めっき品質の劣化を防止できるからである。
【００３９】
前述のように本実施の形態では、後水洗装置２８が、湿潤処理手段２６の一部を構成する。後水洗装置２８は、めっき処理が施された後の電気亜鉛めっき鋼板２１ａの表面に残留するめっき液を洗浄除去する装置である。後水洗装置２８は、第２水洗装置２５と同様の構成を有し、水洗槽２８ａと、水を供給する水供給源と、水供給源と水洗槽２８ａまでの配管と、水洗槽２８ａ中の電気亜鉛めっき鋼板移送経路を挟んで設けられる水噴射ノズルとを設け、水供給源から供給される水を、ノズルから電気亜鉛めっき鋼板２１ａに吹付けて表面を水洗し、水洗後の水を水洗槽２８ａに予め形成される排水口から回収するように構成される。
【００４０】
本実施の形態では、酸性溶液として、水洗槽２８ａの排水口から回収される後水洗に用いた洗浄水が用いられる。排水口から回収される洗浄水をポンプ３５で第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂへ送給し、リンガーロール３１ａ，３１ｂに対して噴射する。なお、ポンプ３５と第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとの間の酸性溶液管路３４には、流量調整弁を設け、酸性溶液の噴射流量が調整できるようにしても良い。
【００４１】
電気亜鉛めっき手段である電気亜鉛めっき装置２７は、めっき液を貯留するめっき槽２７ａと、めっき槽２７ａ中に設けられる不図示のめっき電極と、めっき電極に電圧を印加する不図示のめっき電源とを備える。本実施の形態では、めっき液には、硫酸亜鉛と硫酸とを含む溶液が用いられ、そのｐＨが１〜２に調整される。
【００４２】
湿潤処理手段２６によって、酸性溶液で湿潤処理された素鋼板２１の表面には、リンガーロール３１ａ，３１ｂによる水切りが充分ではないとき、酸性溶液が残留する。しかしながら、酸性溶液は、ｐＨ：３〜５に調整され、めっき液のｐＨに近いｐＨを有するので、めっき液中に装入された素鋼板２１の幅方向端部付近と中央部とで希釈されるめっき液のｐＨにほとんど差異が生じない。したがって、素鋼板２１の表面に形成されるめっき層の亜鉛結晶の成長方位が、端部付近と中央部とで一致するので、視感の異なる不均一な模様の発生することが防止される。
【００４３】
前述した後水洗装置２８は、めっき処理が施された後の電気亜鉛めっき鋼板２１ａの表面に残留するめっき液を水洗除去するので、水洗に用いられた後の洗浄水は、めっき液に含まれる硫酸成分を含有し、酸性溶液として用いるのに好適なｐＨを有するようになる。
【００４４】
このように、後水洗装置２８において、電気亜鉛めっき鋼板２１ａの洗浄に用いた洗浄水を酸性溶液として使用することができるので、酸性溶液を供給するための別途装置を設ける必要がなくなるので、製造装置をコンパクトにすることができるとともに、製造装置のイニシャルコストおよび生産のランニングコストを低減することができる。
【００４５】
以下、製造装置２０における電気亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。
不図示の巻戻し装置から巻戻された素鋼板２１は、アルカリ脱脂装置２２へ装入されてアルカリ電解洗浄され、表面の油脂分が除去される。アルカリ脱脂された素鋼板２１は、第１水洗装置２３へ装入され、表面に残留しているアルカリ脱脂液等が水で洗浄される。第１水洗装置２３における水洗後、素鋼板２１は、酸洗装置２４へ装入され、活性化される。
【００４６】
酸洗後、素鋼板２１は、第２水洗装置２５へ装入され、表面に残留している酸洗液等が水で洗浄される。水洗された素鋼板２１は、第２水洗装置２５の出側に設けられるリンガーロール３１ａ，３１ｂによって、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下のｐＨを有する酸性溶液が塗布されて湿潤処理される。この酸性溶液は、後水洗装置２８において電気亜鉛めっき鋼板２１を洗浄した後洗浄水が利用される。この後洗浄水は、ｐＨが３〜５の範囲にあり、ポンプ３５で送給されて酸性溶液管路３４内を流過し、第１および第２噴射ノズル３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂからリンガーロール３１ａ，３１ｂに吹付けられ、素鋼板２１に塗布される。
【００４７】
湿潤処理された素鋼板２１は、電気亜鉛めっき装置２７に備わるめっき槽２７ａに装入され、幅方向におけるめっき液のｐＨがほぼ均一な状態で、電気亜鉛めっきが施される。素鋼板２１は、めっきが施されて電気亜鉛めっき鋼板２１ａとなり、後水洗装置２８に装入される。電気亜鉛めっき鋼板２１ａは、後水洗装置２８において、表面に残留しているめっき液が水で洗浄される。この後洗浄水が、前述のように酸性溶液として利用される。
【００４８】
後水洗装置２８で洗浄された電気亜鉛めっき鋼板２１ａは、不図示の乾燥装置で乾燥され、巻取り装置で巻取られて、電気亜鉛めっき鋼板の製造が終了する。
【実施例】
【００４９】
以下本発明の実施例について説明する。
図１に示す製造装置２０を用い、酸性溶液のｐＨを変化させて電気亜鉛めっき鋼板を製造し、その外観を試験した。素鋼板として、厚さ：１．６ｍｍ、幅：１２１９ｍｍの日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ３１４１に規定されるＳＰＣＣを用い、速度：７０ｍ／ｍｉｎにて製造装置２０を通板させて電気亜鉛めっき鋼板を製造した。
【００５０】
アルカリ脱脂装置２２、酸洗装置２４および電気亜鉛めっき装置２７に使用したアルカリ脱脂液、酸洗液およびめっき液の組成については、表１に合わせて示す。
【００５１】
【表１】
【００５２】
酸性溶液である後水洗における洗浄水のｐＨを次のようにして変化させた。上記速度で素鋼板を通板させた場合、後水洗装置２８で得られる後洗浄水のｐＨは４になる。ｐＨ４以外の後洗浄水は、水または硫酸を添加することによって調整した。後洗浄水に対して単位時間当りに添加混合する水または硫酸の量と、得られる後洗浄水のｐＨとの関係を予め試験して求めておき、後洗浄水のｐＨを、４よりも低くする場合には硫酸を添加し、４よりも高くする場合には水を添加することによって、意図的に３〜８まで変化させた。
【００５３】
それぞれのｐＨを有する後洗浄水（酸性溶液）を用いて湿潤処理した素鋼板に、付着量が２０ｇ／ｍ２になるように亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造した。製造後の電気亜鉛めっき鋼板を巻替装置で巻替えながらその表面を目視観察し、表面に不均一な模様が形成されているか否かを目視観察によって試験した。表面外観の評価基準を、以下のように設定した。
【００５４】
評価３：模様がなく極めて良好
評価２：極軽微な模様があるけれども品質上問題がない
評価１：模様があり品質上問題がある
評価０：はっきりとした模様があり使用に耐えない
【００５５】
評価結果を図２に示す。図２は、酸性溶液のｐＨと表面外観の評価結果との関係を示す図である。図２に示すように、酸性溶液のｐＨが５以下において、評価２以上の良好な品質の電気亜鉛めっき鋼板が得られた。
【００５６】
以上に述べたように、本実施の形態では、湿潤処理手段は、酸性溶液をリンガーロールに噴射し、リンガーロールによって素鋼板に塗布する構成であるけれども、これに限定されることなく、素鋼板に直接噴射する構成であっても良い。
【００５７】
また、酸性溶液には、後洗浄水が利用されるけれども、これに限定されることなく、たとえば硫酸等を水に混合してｐＨを調整した水溶液を用いても良い。このような別途調整した酸性溶液を用いる場合、湿潤処理手段は、酸性溶液を貯留する酸性溶液槽を準備し該槽中に素鋼板を浸漬するように構成されてもよい。また、酸性溶液は、硫酸成分を含む水溶液であるけれども、これに限定されることなく、塩酸等他の酸成分を含む水溶液であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の一形態である電気亜鉛めっき鋼板の製造装置２０の構成を示す図である。
【図２】酸性溶液のｐＨと表面外観の評価結果との関係を示す図である。
【図３】電気亜鉛めっき鋼板の製造に用いる従来の電気亜鉛めっき鋼板製造装置１の構成を例示する図である。
【図４】水切りが不充分な状態でめっきが施された電気亜鉛めっき鋼板２ａの斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
２０ 電気亜鉛めっき鋼板の製造装置
２１ 素鋼板
２２ アルカリ脱脂装置
２３ 第１水洗装置
２４ 酸洗装置
２５ 第２水洗装置
２６ 湿潤処理手段
２７ 電気亜鉛めっき装置
２８ 後水洗装置
３１ リンガーロール
３２，３３ 噴射ノズル
３４ 酸性溶液管路
３５ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗ステップと、
水洗後かつ電気亜鉛めっき前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で素鋼板の表面を湿潤処理する湿潤処理ステップと、
酸性溶液で湿潤処理された素鋼板をめっき液によって電気亜鉛めっきを施すめっき処理ステップとを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
めっき処理ステップの後に電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗ステップを含み、
酸性溶液が、後水洗ステップで用いられた洗浄水であることを特徴とする請求項１記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする請求項１または２記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造装置において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗手段と、
めっき液によって素鋼板に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段と、
水洗手段と電気亜鉛めっき手段との間に設けられ、水洗された素鋼板を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段とを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項５】
電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗手段をさらに含み、
酸性溶液が、後水洗手段によって洗浄に用いられた洗浄水であることを特徴とする請求項４記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項６】
酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする請求項４または５記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項１】
素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造方法において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗ステップと、
水洗後かつ電気亜鉛めっき前に、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で素鋼板の表面を湿潤処理する湿潤処理ステップと、
酸性溶液で湿潤処理された素鋼板をめっき液によって電気亜鉛めっきを施すめっき処理ステップとを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
めっき処理ステップの後に電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗ステップを含み、
酸性溶液が、後水洗ステップで用いられた洗浄水であることを特徴とする請求項１記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする請求項１または２記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
素鋼板に電気亜鉛めっきを施して電気亜鉛めっき鋼板を製造する電気亜鉛めっき鋼板の製造装置において、
電気亜鉛めっきされるべき素鋼板を水で洗浄する水洗手段と、
めっき液によって素鋼板に電気亜鉛めっきを施す電気亜鉛めっき手段と、
水洗手段と電気亜鉛めっき手段との間に設けられ、水洗された素鋼板を、めっき液のｐＨ以上、水のｐＨ以下であるｐＨを有する酸性溶液で湿潤処理する湿潤処理手段とを含むことを特徴とする電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項５】
電気亜鉛めっきが施された電気亜鉛めっき鋼板を水で洗浄する後水洗手段をさらに含み、
酸性溶液が、後水洗手段によって洗浄に用いられた洗浄水であることを特徴とする請求項４記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【請求項６】
酸性溶液のｐＨが、３以上、５以下であることを特徴とする請求項４または５記載の電気亜鉛めっき鋼板の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１９３８１８（Ｐ２００６−１９３８１８Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３７３（Ｐ２００５−９３７３）
【出願日】平成１７年１月１７日（２００５．１．１７）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１７日（２００５．１．１７）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
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