(57)【要約】【課題】水平型錫めっきラインにおいてめっき付着量を確実に制御するための手法を確立することによって、錫めっき鋼板を安定して製造する方法を提供する。【解決手段】複数のめっきセルを有し、その一部のセルを通電した水平型錫めっきラインに、鋼板を通して錫めっきを施すに際し、通電セルにおけるめっき付着量を、該通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量を予め目標錫めっき付着量に加算した量として錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のめっきセルを有し、その一部のセルを通電した水平型錫めっきラインに、鋼板を通して錫めっきを施す錫めっき鋼板の製造方法において、
通電セルにおけるめっき付着量を、該通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量を予め目標錫めっき付着量に加算した量として錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御することを特徴とする錫めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記めっきセルのｐＨが４以下であることを特徴とする請求項１に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記通電していないセルでの錫めっきの溶解量：α（ｇ／ｍ２）を、当該セルでの鋼板の浸漬時間：ｔ1（ｓ）および当該セルのめっき液のｐＨ：ｐＨ1から、下記式（1）に従って求めることを特徴とする請求項１または２に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
記
α＝（−0.004×ｐＨ1＋0.0370）×ｔ1----（1）
【請求項４】
複数のめっきセルを有する水平型錫めっきラインで鋼板の一方の面に錫めっきを施したのち、該鋼板にめっき液をスプレー供給しながら鋼板の表裏を反転し、その後鋼板の他方の面に錫めっきを施す錫めっき鋼板の製造方法において、
通電セルにおけるめっき付着量を、該通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量と、めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量とを予め目標錫めっき付着量に加算した量として錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御することを特徴とする錫めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記めっきセルのｐＨが４以下であることを特徴とする請求項４に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記通電していないセルでの錫めっきの溶解量：α（ｇ／ｍ２）を、当該セルでの鋼板の浸漬時間：ｔ1（ｓ）および当該セルのめっき液のｐＨ：ｐＨ1から、下記式（1）に従って求めるとともに、めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量β（ｇ／ｍ２）を、めっき液のスプレー供給時間：ｔ2およびスプレー供給されるめっき液のｐＨ：ｐＨ2から、下記式（2）に従って求めることを特徴とする請求項４または５に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
記
α＝（−0.004×ｐＨ1＋0.0370）×ｔ1----（1）
β＝（−0.0044×ｐＨ2＋0.0304）×ｔ2----（2）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のめっきセルを水平に並べた水平型めっきタンクを用いた水平型錫めっきラインにおいて、錫めっき鋼板を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な水平型めっきラインの構成を、図１に示すように、脱脂および酸洗された鋼板（ぶりき原板）１は、まず下段に配置した、複数のめっきセル２ａ〜２ｊを水平に並べた水平型めっきタンク２に入り、ここで下側に向けた鋼板１の片面に、錫めっきが施される。その後、該片面に錫めっきを施された鋼板１は、反転されたのち、上段に配置した、複数のめっきセル３ａ〜３ｊを水平に並べた水平型めっきタンク３に入り、反転後に下側に向いた鋼板１の他方の面に、錫めっきが施される。
【０００３】
この水平型錫めっきラインには、塩化第一錫と酸性ふっ化ナトリウムを主成分としたハロゲン浴またはメタンスルフォン酸（ＭＳＡ）浴が用いられ、これらのめっき液は、高電流密度での操業が可能であり、まためっきタンクが水平型で構造が比較的単純であるため、鋼板の通板制御が容易であり、錫めっき鋼板を高速で製造するのに適している。
【０００４】
そのために、水平型錫めっきラインでは、錫めっき付着量の異なった種々の錫めっき鋼板が製造されていて、錫めっき付着量および通板速度に応じて電解電流を通電する、めっきセル数を制御している。例えば、図１では、下段の10個のめっきセル２ａ〜２ｊのうちセル２ａおよび２ｂを通電し、上段の10個のめっきセル３ａ〜３ｊのうちセル３ｃおよび３ｄを通電しているが、このように通電するセルを選択して、主に錫めっき付着量の制御を行っている。なお、めっき液４は、各めっきセルと貯蔵タンク５との間で、例えばポンプを介して、循環供給されている。
【０００５】
かように、水平型錫めっきラインにおいては、通電セル数の増減によってめっき付着量を制御しているが、所期しためっき付着量を得ることが極めて難しいところに、水平型錫めっきラインにおける１つの問題があった。
【０００６】
ここに、電気めっきにおけるめっき付着量の制御については、例えば特許文献１および２に、めっき条件としてめっき電流を制御することが提案されている。
【特許文献１】特開昭63−282296号公報
【特許文献２】特開昭64−17890号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上掲の電気めっき一般のめっき付着量制御を水平型錫めっきラインに適用しても、実効効果は乏しいものであり、水平型錫めっきラインにおけるめっき付着量の制御は、未だ十分に実現されていないのが現状である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、水平型錫めっきラインにおいてめっき付着量を確実に制御するための手法を確立することによって、錫めっき鋼板を安定して製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、水平型錫めっきラインにおけるめっき付着量の制御について鋭意究明したところ、水平型錫めっきラインを構成する複数のめっきセルにおけるめっき条件を如何様に調整したとしても、めっき付着量制御が実現しない理由は、水平型錫めっきラインにおいては通電していないめっきセルにも鋼板が通ることから、この際に鋼板に形成されためっき層がめっき液で溶解されることが主原因であること、そして、ここでのめっき層の溶解を考慮することによって、めっき付着量の制御が水平型錫めっきラインにおいても可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
（1）複数のめっきセルを有し、その一部のセルを通電した水平型錫めっきラインに、鋼板を通して錫めっきを施す錫めっき鋼板の製造方法において、
通電セルにおけるめっき付着量を、該通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量を予め目標錫めっき付着量に加算した量として錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御することを特徴とする錫めっき鋼板の製造方法。
【００１１】
（2）前記めっきセルのｐＨが４以下であることを特徴とする上記（1）に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
【００１２】
（3）前記通電していないセルでの錫めっきの溶解量：α（ｇ／ｍ２）を、当該セルでの鋼板の浸漬時間：ｔ1（ｓ）および当該セルのめっき液のｐＨ：ｐＨ1から、下記式（1）に従って求めることを特徴とする上記（1）または（2）に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
記
α＝（−0.004×ｐＨ1＋0.0370）×ｔ1----（1）
【００１３】
（4）複数のめっきセルを有する水平型錫めっきラインで鋼板の一方の面に錫めっきを施したのち、該鋼板にめっき液をスプレー供給しながら鋼板の表裏を反転し、その後鋼板の他方の面に錫めっきを施す錫めっき鋼板の製造方法において、
通電セルにおけるめっき付着量を、該通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量と、めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量とを予め目標錫めっき付着量に加算した量として錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御することを特徴とする錫めっき鋼板の製造方法。
【００１４】
（5）前記めっきセルのｐＨが４以下であることを特徴とする上記（4）に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
【００１５】
（6）前記通電していないセルでの錫めっきの溶解量：α（ｇ／ｍ２）を、当該セルでの鋼板の浸漬時間：ｔ1（ｓ）および当該セルのめっき液のｐＨ：ｐＨ1から、下記式（1）に従って求めるとともに、めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量β（ｇ／ｍ２）を、めっき液のスプレー供給時間：ｔ2およびスプレー供給されるめっき液のｐＨ：ｐＨ2から、下記式（2）に従って求めることを特徴とする上記（4）または（5）に記載の錫めっき鋼板の製造方法。
記
α＝（−0.004×ｐＨ1＋0.0370）×ｔ1----（1）
β＝（−0.0044×ｐＨ2＋0.0304）×ｔ2----（2）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によって、水平型錫めっきラインにおいてめっき付着量を確実に制御するための手法が確立するため、所望のめっき付着量の錫めっきを有する鋼板を安定して提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
さて、水平型錫めっきラインにおいてめっき付着量を確実に制御することが難しいのは、上述したように、通電していないめっきセルを、めっき後の鋼板が通る際に、形成されためっき層がめっき液で溶解されることが主原因であり、従って、ここでのめっき層の溶解を考慮することが肝要である。そこで、本発明では、通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量を、予め目標錫めっき付着量に加算した、錫めっき付着量にて錫めっきを行うこととした。
【００１８】
すなわち、図１に示した水平型錫めっきラインを例に説明すると、このラインでの通電めっきセルは、まずめっきセル２ａおよび２ｂであり、その下流にあるめっきセル２ｃ〜２ｊ、３ａおよび３ｂは通電されていない。従って、通電されていないめっきセル２ｃ〜２ｊ、３ａおよび３ｂでの錫めっきの溶解量を、予め上流のめっきセル２ａおよび２ｂにおける、目標錫めっき付着量に加算した錫めっき付着量にて、めっきセル２ａおよび２ｂで錫めっきを行う。その後の工程においても同様に、通電めっきセル３ｃおよび３ｄの下流にある、通電されていないめっきセル３ｅ〜３ｊでの錫めっきの溶解量を、予め上流のめっきセル３ｃおよび３ｄにおける、目標錫めっき付着量に加算した錫めっき付着量にて、めっきセル３ｃおよび３ｄで錫めっきを行う。
【００１９】
かように、錫めっき付着量制御を阻害していた、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を、通電していないセルの上流の通電セルでのめっき付着量に予め上乗せすることによって、最終的には錫めっき付着量を目標範囲内に制御した錫めっき鋼板を得ることができる。
ここに、目標範囲とは、前記の目標錫めっき付着量に対して許容される上、下限の範囲の錫めっき付着量を言う。
【００２０】
ここで、通電していないセルでの錫めっきの溶解量について、セル内のめっき液のｐＨを種々に変化させた上で、該セルへの浸漬時間を１ｓに固定して調査した。その結果を、図２に示すように、通電していないセルでの錫めっきの溶解量：α（ｇ／ｍ２）は当該セルのめっき液のｐＨと相関があり、当該セルでの鋼板の浸漬時間：ｔ1（ｓ）および当該セルのめっき液のｐＨ：ｐＨ1から、次式（1）
α＝（−0.004×ｐＨ1＋0.0370）×ｔ1----（1）
に従って求められる。
【００２１】
従って、上記の式（1）に従って、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を求め、また通電していないセルが複数であれば各セルでの溶解量を合計し、かくして得られた溶解量を、上流の通電セルでのめっき付着量に予め上乗せすればよい。
【００２２】
なお、上式（1）によれば、通電していないセルでの錫めっきの溶解量は当該セルのめっき液のｐＨに比例しているから、めっきセル内のめっき液が同じｐＨである場合は、最初の通電セル（またはセル群）の下流にある全ての通電していないセルでの錫めっきの溶解量を合算し、これを最終的な目標めっき付着量に加算した結果に基づいて、全通電セルを対象としてめっき条件を調整すればよい。
一方、めっきセル内のめっき液のｐＨが異なる場合は、通電セル（またはセル群）と、その下流にある通電していないセル（またはセル群）とを組とし、この組毎に、下流にある通電していない各セルでの錫めっきの溶解量を合計したものを、上流の通電セル（またはセル群）における目標めっき付着量に加算しためっき付着量に基づいてめっき条件を調整すればよい。
【００２３】
また、水平型錫めっきラインでは、図１に示したように、下段の水平型めっきタンク２で一方の面にめっきを施された鋼板１は、反転されたのち、上段の水平型めっきタンク３にて、反転後に下側に向いた鋼板１の他方の面に錫めっきが施されるが、この鋼板の反転過程において、鋼板表面が乾燥して汚染されないように、図３に示すように、主にめっき液をノズル６からスプレー供給することが、一般的に行われている。
【００２４】
このように、鋼板の反転工程が通電しためっきセルの下流にある場合は、このめっき液のスプレー供給による吹き付け過程においても錫めっきが溶解するため、このめっき液の吹き付けによる錫めっきの溶解量も考慮する必要がある。従って、上記した通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量に加えて、めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量とを、予め目標錫めっき付着量に加算した、錫めっき付着量にて錫めっきを行って、最終錫めっき付着量を目標範囲内に制御することが肝要である。
【００２５】
ここで、スプレー供給による錫めっきの溶解量について、スプレー供給されるめっき液のｐＨを種々に変化させた上で、めっき液のスプレー供給時間を１ｓに固定して調査した。その結果を、図４に示すように、スプレー供給による錫めっきの溶解量β（ｇ／ｍ２）はスプレー供給されるめっき液のｐＨと相関があり、めっき液のスプレー供給時間ｔ2（ｓ）およびスプレー供給されるめっき液のｐＨ：ｐＨ2から、次式
β＝（−0.0044×ｐＨ2＋0.0304）×ｔ2
に従って求められる。
【００２６】
そして、上記の式に従って求めた、スプレー供給による錫めっきの溶解量を、上記した通電セルの下流にある通電していないセルでの錫めっきの溶解量とともに、上流の通電セルでのめっき付着量に予め上乗せすれば、錫めっき付着量を目標範囲内に制御することが可能となる。
【実施例１】
【００２７】
図５に示す水平型錫めっきライン（めっきセル長：各２５００mm）において、ぶりき原板（低炭素鋼板）の表裏面に、下記の条件にて錫めっきを表１に示す目標めっき付着量の下で施すに当たり、表２に示す通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を、表３に示すように行った。かくして得られた、錫めっき鋼板について、めっき付着量について調査した結果を、表４に示す。また、比較として、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を行わない場合について、同様にめっき付着量を調査した。この比較例における、無通電セルによる溶解量を表５に、実測しためっき付着量を表６に示す。なお、鋼板の反転過程において、純水を供給して鋼板の乾燥を防止した。
記
めっき液組成：
塩化第一すず：75ｇ／ｌ
弗化ナトリウム：25ｇ／ｌ
弗化水素カリウム：55ｇ／ｌ
塩化ナトリウム：45ｇ／ｌ
Sn2+:36ｇ／ｌ
Sn4+:1ｇ／ｌ
ｐＨ：3.5
添加剤（界面活性剤）：１〜２ｇ／ｌ
温度：65℃
電流密度：60〜70Ａ／ｄｍ2
通板速度：3333 mm／ｓ (200m/min)
【００２８】
【表１】
2005272871.tif 000002
【００２９】
【表２】
2005272871.tif 000003
【００３０】
【表３】
2005272871.tif 000004
【００３１】
【表４】
2005272871.tif 000005
【００３２】
【表５】
2005272871.tif 000006
【００３３】
【表６】
2005272871.tif 000007
【実施例２】
【００３４】
図６に示す水平型錫めっきライン（めっきセル長：各2500mm）において、ぶりき原板（低炭素鋼板）の表裏面に、下記の条件にて錫めっきを表７に示す目標めっき付着量の下で施すに当たり、表８に示す通電していないセルでの錫めっきの溶解量並びにめっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量を加味した補正を、表９に示すように行った。かくして得られた、錫めっき鋼板について、めっき付着量について調査した結果を、表１０に示す。また、比較として、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を行わない場合について、同様にめっき付着量を調査した。この比較例における、無通電セルによる溶解量を表１１に、実測しためっき付着量を表１２に示す。
記
めっき液組成：
塩化第一すず：75ｇ／ｌ
弗化ナトリウム：25ｇ／ｌ
弗化水素カリウム：55ｇ／ｌ
塩化ナトリウム：45ｇ／ｌ
Sn2+:36ｇ／ｌ
Sn4+:1ｇ／ｌ
添加剤（界面活性剤）：１〜２ｇ／ｌ
ｐＨ：3.5
温度：65℃
電流密度：60〜70Ａ／ｄｍ2
通板速度：3333 mm／ｓ (200m/min)
反転時スプレー供給めっき液のｐＨ：3.5
反転時めっき液スプレー供給時間：1.14ｓ
【００３５】
【表７】
2005272871.tif 000008
【００３６】
【表８】
2005272871.tif 000009
【００３７】
【表９】
2005272871.tif 000010
【００３８】
【表１０】
2005272871.tif 000011
【００３９】
【表１１】
2005272871.tif 000012
【００４０】
【表１２】
2005272871.tif 000013
【実施例３】
【００４１】
図５に示す水平型錫めっきライン（めっきセル長：各2500mm）において、ぶりき原板（低炭素鋼板）の表裏面に、下記の条件にて錫めっきを表１３に示す目標めっき付着量の下で施すに当たり、表１４に示す通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を、表１５に示すように行った。かくして得られた、錫めっき鋼板について、めっき付着量について調査した結果を、表１６に示す。また、比較として、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を行わない場合について、同様にめっき付着量を調査した。この比較例における、無通電セルによる溶解量を表１７に、実測しためっき付着量を表１８に示す。なお、鋼板の反転過程において、純水を供給して鋼板の乾燥を防止した。
記
めっき液組成：
メタンスルフォン酸：20〜50ml／l
Sn2+:20〜30ｇ／ｌ
光沢剤:40〜60ml／l
酸化防止剤（錫イオンの酸化防止）：15〜25ml／l
H2SO4 (96mass％)：0.5〜1.6ml／l
ｐＨ：1.0
電流密度：60〜70Ａ／ｄｍ2
通板速度：3333 mm／ｓ (200m/min)
【００４２】
【表１３】
2005272871.tif 000014
【００４３】
【表１４】
2005272871.tif 000015
【００４４】
【表１５】
2005272871.tif 000016
【００４５】
【表１６】
2005272871.tif 000017
【００４６】
【表１７】
2005272871.tif 000018
【００４７】
【表１８】
2005272871.tif 000019
【実施例４】
【００４８】
図６に示す水平型錫めっきライン（めっきセル長：各2500mm）において、ぶりき原板（低炭素鋼板）の表裏面に、下記の条件にて錫めっき表１９に示す目標めっき付着量の下でを施すに当たり、表２０に示す通電していないセルでの錫めっきの溶解量並びにめっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解量を加味した補正を、表２１に示すように行った。かくして得られた、錫めっき鋼板について、めっき付着量について調査した結果を、表２２に示す。また、比較として、通電していないセルでの錫めっきの溶解量を加味した補正を行わない場合について、同様にめっき付着量を調査した。この比較例における、無通電セルによる溶解量を表２３に、実測しためっき付着量を表２４に示す。
記
めっき液組成：
メタンスルフォン酸：20〜50ml／l
Sn2+:20〜30ｇ／ｌ
光沢剤:40〜60ml／l
酸化防止剤（錫イオンの酸化防止）：15〜25ml／l
H2SO4 (96mass％)：0.5〜1.6ml／l
ｐＨ：1.0
電流密度：60〜70Ａ／ｄｍ2
通板速度：3333 mm／ｓ (200m/min)
反転時スプレー供給めっき液のｐＨ：1.0
反転時めっき液スプレー供給時間：1.14ｓ
【００４９】
【表１９】
2005272871.tif 000020
【００５０】
【表２０】
2005272871.tif 000021
【００５１】
【表２１】
2005272871.tif 000022
【００５２】
【表２２】
2005272871.tif 000023
【００５３】
【表２３】
2005272871.tif 000024
【００５４】
【表２４】
2005272871.tif 000025
【００５５】
以上に示す様に実施例では水平型めっきラインにおいて、めっき付着量を確実に制御することができた。一方、比較例では通電しないセル又はめっき液スプレーによる溶解によってめっき付着量の制御が不充分であった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ハロゲン浴およびＭＳＡ浴について説明したが、これら以外にもフェロスタン浴（フェノールスルフォン酸すず浴）、アルカリ浴（すず酸ソーダ、苛性ソーダ浴）を用いた水平型すずめっき方法への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】水平型すずめっきラインの構成を示す図である。
【図２】通電していないセルでの錫めっきの溶解速度を示す図である。
【図３】水平型すずめっきラインの別の構成を示す図である。
【図４】めっき液のスプレー供給による錫めっきの溶解速度を示す図である。
【図５】実施例１と２に用いた水平型すずめっきラインの構成を示す図である。
【図６】実施例２と４に用いた水平型すずめっきラインの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  鋼板
２、３  水平型めっきタンク
２ａ〜２ｊ、３ａ〜３ｊ  めっきセル
４  めっき液
５  貯留タンク
【図１】
2005272871.tif 000026
【図２】
2005272871.tif 000027
【図３】
2005272871.tif 000028
【図４】
2005272871.tif 000029
【図５】
2005272871.tif 000030
【図６】
2005272871.tif 000031