(57)【要約】【課題】  フラックスを使用せずに常温の鋼板に密着性及び外観性状の優れた溶融金属めっきを行うことが可能な溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】  鋼板１１に下地電気めっきを施した後に溶融金属めっきを行うに際し、溶融金属めっきの溶融金属に含有される金属であって、溶融金属めっきのめっき浴の温度よりも低い融点を有する第１の金属の電気めっきを下地電気めっきと溶融金属めっきの間に行なう。溶融金属は、第１の金属より酸素と結合し易い第２の金属を含み、更に、溶融金属めっきは溶融錫系めっきであり、第１の金属は錫であり、第２の金属を亜鉛とすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板に下地電気めっきを施した後に溶融金属めっきを行う溶融金属めっき鋼板の製造方法において、
前記溶融金属めっきの溶融金属に含有される金属であって、該溶融金属めっきのめっき浴の温度よりも低い融点を有する第１の金属の電気めっきを前記下地電気めっきと前記溶融金属めっきの間に行うことを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融金属には、前記第１の金属より酸素と結合し易い第２の金属が含まれていることを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融金属めっきは溶融錫系めっきであり、前記第１の金属は錫であり、前記第２の金属は亜鉛であることを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、錫の前記電気めっきの前記鋼板単位面積当たりの付着量は１ｇ／ｍ2 以上で１０ｇ／ｍ2 以下であることを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか１項に記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、錫の前記電気めっきを、電流密度Ｙ（単位：Ａ／ｄｍ2 ）とめっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘ（単位：ｇ／リットル）との間にＹ≦１．５Ｘの関係を満たして行うことを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融錫系めっきは錫の前記電気めっきが終了してから１６時間以内に行うことを特徴とする溶融金属めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属めっき鋼板の製造方法に係り、更に詳細には鋼板の表面に施した下地電気めっきの酸化を防止し活性を維持して溶融金属めっきを行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼板表面に溶融金属めっきを行う場合、鋼板表面から酸化物を除去して鋼板表面を活性な状態にし、鋼板表面が活性な状態のまま溶融金属中に浸漬させる必要がある。そこで、鋼板表面を活性な状態に維持する方法として、例えば、フラックス法とゼンジミア法が提案されている。
フラックス法は、フラックス（塩化物、弗化物の溶融塩や水溶液）を鋼板表面に塗布し、鋼板表面の酸化物を溶解させて除去して鋼板表面を活性化すると共に、活性化した鋼板表面をフラックスで覆ってめっき浴に入るまで活性な鋼板表面を維持する方法である。一方、ゼンジミア法は、還元雰囲気（例えば、水素−窒素雰囲気）中で加熱（例えば、４５０℃以上）し鋼板表面の酸化物を還元して活性化を図ると共に、めっき浴に入るまで鋼板表面を大気と遮断して活性な鋼板表面を維持する方法である。
【０００３】
フラックス法では、めっき浴に鋼板が入る直前にフラックスが鋼板表面に塗布されるため、フラックスは鋼板と共にめっき浴内に引き込まれる。引き込まれたフラックスは、めっき浴内で浮力により上昇して鋼板から離脱していくが、めっき浴内で鋼板の下側に位置するフラックスは、鋼板に遮られて浮上することができない。このため、フラックスは鋼板と共にめっき浴内のポットロール以降にまで持ち込まれる。そして、ポットロール以降に持ち込まれたフラックスは浮力により上昇して鋼板から離脱するが、その際に鋼板の形状矯正を目的に設置されたサポートロールと鋼板の間に入り込むフラックスが存在し、このフラックスは鋼板表面に圧着し鋼板外観を低下させるという問題が発生する。このため、鋼板表面からフラックスを掻き取るためのフラックス付着防止板を設置することが行われているが、このフラックス付着防止板に鋼板が接触することによる掻き疵が鋼板に生じ、注文外屑が発生するという問題が生じている。
【０００４】
また、ゼンジミア法では、還元雰囲気による鋼板表面の酸化物の還元を行うため、鋼板を、例えば、４５０℃以上に加熱する必要があるので、熱原単位が悪化して製造コストが上昇するという問題や、鋼板表面に施した下地めっきと鋼板の反応が進行して下地めっきの機能が低下するという問題が生じる。このため、溶融金属めっきの耐食性が低下する問題が発生する。
そこで、フラックス法やゼンジミア法に代わる方法として、鋼板に溶融金属めっきを行う前に、めっき金属と同種の金属を電気めっきする方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この方法は、めっき金属と同種の金属の電気めっきを鋼板表面に施すことにより、溶融金属めっきを行うまでの間に鋼板表面が酸化されるのを防止するものである。更に、めっき金属と同種の金属の電気めっきを行うため、後に行う溶融金属めっきの密着性を担保することができるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１５６０９３号公報
【特許文献２】特開平４−２５９３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、特許文献２に記載された方法で、例えば、錫−亜鉛の溶融めっきを行う場合、鋼板表面に錫−亜鉛の電気めっきを行う必要がある。そして、電気めっきの表面は溶融めっきが行われるまでの間に大気に触れて酸化されて酸化膜（ＳｎＯ／ＳｎＯ2 ／ＺｎＯ）が形成され、溶融めっきは表面に酸化膜が形成される。電気めっきされた鋼板がめっき浴内に浸漬されると、電気めっきの表面の酸化膜において、錫酸化物（ＳｎＯ、ＳｎＯ2 ）はめっき浴内の亜鉛により還元されるが、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）は還元されないため残留する。このため、溶融めっきを行った際の密着性が低下して、良好な溶融金属めっきが得られないという問題が生じる。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、フラックスを使用せずに常温の鋼板に密着性及び外観性状の優れた溶融金属めっきを行うことが可能な溶融金属めっき鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う請求項１記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、鋼板に下地電気めっきを施した後に溶融金属めっきを行う溶融金属めっき鋼板の製造方法において、
前記溶融金属めっきの溶融金属に含有される金属であって、該溶融金属めっきのめっき浴の温度よりも低い融点を有する第１の金属の電気めっきを前記下地電気めっきと前記溶融金属めっきの間に行う。
【０００９】
請求項２記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、請求項１記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融金属には、前記第１の金属より酸素と結合し易い第２の金属が含まれている。
【００１０】
請求項３記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、請求項２記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融金属めっきは溶融錫系めっきであり、前記第１の金属は錫であり、前記第２の金属は亜鉛である。
【００１１】
請求項４記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、請求項３記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、錫の前記電気めっき（以下、電気錫めっきともいう）の前記鋼板単位面積当たりの付着量は１ｇ／ｍ2 以上で１０ｇ／ｍ2 以下である。
【００１２】
電気錫めっきの鋼板単位面積当たりの付着量を変化させて溶融錫系めっきを行って得られる溶融金属めっき鋼板の表面性状を調査した結果を図２に示す。
図２から、鋼板単位面積当たりの付着量が１ｇ／ｍ2 未満となるような電気錫めっきを施してから溶融錫系めっきを行うと、溶融金属めっき鋼板の表面にピンホールや、不めっき箇所が発生するのが判明した。これは、鋼板単位面積当たりの電気錫めっきの付着量が１ｇ／ｍ2 未満では、錫めっきによる大気の遮断効果が低下して下地電気めっきの表面が酸化され、下地電気めっきの活性が低下したためと考えられる。
【００１３】
一方、鋼板単位面積当たりの付着量が１０ｇ／ｍ2 を超える電気錫めっきを施してから溶融錫系めっきを行った場合でも、溶融金属めっき鋼板の表面にピンホールや、不めっき箇所が発生するのが判明した。これは、電気錫めっきの付着量が多いと、溶融錫系めっきのめっき浴内で付着した錫が全て溶融するのに要する時間が長くなって溶融金属めっきの処理時間内では融け残りが発生し、酸化膜の存在する錫めっきが残留することで溶融錫系めっきの付着を妨げたものと考えられる。
以上のことから、鋼板単位面積当たりの電気錫めっきの付着量を１ｇ／ｍ2 以上で１０ｇ／ｍ2 以下とした。なお、溶融金属めっき鋼板の表面性状が良好になる鋼板単位面積当たりの電気錫めっきの付着量は３ｇ／ｍ2 以上で５ｇ／ｍ2 以下の範囲である。
【００１４】
請求項５記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、請求項３及び４記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、錫の前記電気めっきを、電流密度Ｙ（単位：Ａ／ｄｍ2 ）とめっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘ（単位：ｇ／リットル）との間にＹ≦１．５Ｘの関係を満たして行う。
なお、電気錫めっきを行う際に流す電流の電流密度Ｙは、Ｙ≦１．５Ｘの関係を満たせばよいが、電流の安定性や電気めっき工程の生産性を考えると、電流密度Ｙは上限値（１．５Ｘ）に対して、例えば、５０〜９８％に設定するのがよい。
【００１５】
２価の錫イオン濃度が異なる（２０ｇ／リットル、３０ｇ／リットル、３５ｇ／リットル、４０グラム／リットル）めっき液において、種々の電流密度で電気錫めっきを行った後、溶融錫系めっきを行って得られる溶融金属めっき鋼板の表面性状を調査した。得られた結果の一部を図３〜図５に示す。
図３〜図５から判るように、電気錫めっきを行う際の電流密度が大きくなると不めっき箇所が発生するようになることが判る。一般に、錫の電気めっきにおいては、ある値以上の電流密度でめっきを行った場合、電気的に２価の錫イオンを消費する速度に対して、めっき液から下地電気めっきが施された鋼板界面への２価の錫イオンの物質移動速度が追いつかなくなって、電析する錫の形態がポーラスになることが知られている。従って、電気錫めっきの電流密度が大きい場合に不めっき箇所が発生したのは、電気錫めっきの形態がポーラスになったために下地電気めっきが大気と触れて表面が酸化され、活性が低下した下地電気めっき上に溶融錫系めっきを行ったためと考えられる。
【００１６】
図６に、縦軸に電気錫めっきを行う際の電流密度、横軸にめっき液中の２価の錫イオン濃度をとって、溶融金属めっき鋼板の表面性状の調査結果を示す。
図６から、めっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘに比例して、溶融金属めっき鋼板の表面性状が良好になる電流密度Ｙの範囲が存在することが判り、電流密度Ｙと２価の錫イオン濃度Ｘとの間にＹ≦１．５Ｘの関係が成立すれば、溶融金属めっき鋼板の表面性状が良好になることが判る。
【００１７】
請求項６記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法は、請求項３〜５記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、前記溶融錫系めっきは錫の前記電気めっきが終了してから１６時間以内に行う。
【００１８】
錫は融点が低く、常温でも酸化が進行するので、電気錫めっきの表面には酸化膜が形成される。酸化膜の厚みは、大気との接触時間に比例するため、電気錫めっきが終了してから溶融錫系めっきを行うまでの時間（仕掛り時間）が長くなると、電気錫めっきの表面に形成される酸化膜の厚みも大きくなる。
ここで、仕掛り時間を変化させて、溶融金属めっき鋼板の表面性状を調査した。その結果を、図７に示す。なお、鋼板として、ニッケルめっき、ニッケル−鉄めっきの各下地電気めっきを施した鋼板を使用した。
図７から、仕掛り時間が２０時間以上になるとピンホールの発生が認められることが判る。これは、仕掛り時間が長くなって酸化膜の厚みが大きくなると、溶融錫系めっきのめっき浴中の亜鉛による酸化膜の還元が不十分となって酸化膜が残留する状態で溶融錫系めっきが行われるためと考えられる。従って、図７から、溶融金属めっき鋼板の表面性状を良好にするには、仕掛り時間を１６時間以内にする必要がある。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜６記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法においては、鋼板の下地電気めっきの上に、溶融金属めっきの溶融金属に含有される金属であって溶融金属めっきのめっき浴の温度よりも低い融点を有する第１の金属の電気めっきを施すことにより第１の金属の電気めっきで下地電気めっきの酸化を防止して下地電気めっきの表面を活性な状態に保つことができ、また、電気めっきされた第１の金属の上から溶融金属めっきを行う際に、第１の金属を溶融させて下地電気めっきから離脱させ活性な下地電気めっきを出現させることができるので、フラックスを使用せずに常温の鋼板に密着性の優れた溶融金属めっきを行うことが可能になる。なお、第１の金属を溶融させ離脱させても、第１の金属は溶融金属めっきの溶融金属に含有されている金属なので、めっき浴の汚染を防止することが可能になる。
その結果、鋼板からのフラックス脱離不良による溶融金属めっき鋼板の外観不良の発生を防止することが可能になる。また、常温の鋼板に対して溶融金属めっきを行うことで加熱コストが発生しないため、熱原単位を低下させて鋼板の製造コストを低減することが可能になる。更に、常温の鋼板に対して溶融金属めっきを行うことで下地電気めっきと鋼板との反応を防止して下地電気めっきの機能を維持することができ、溶融金属めっきの耐食性を図ることが可能になる。
【００２０】
特に、請求項２記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法においては、溶融金属には、第１の金属より酸素と結合し易い第２の金属が含まれているので、めっきされた第１の金属の表面が大気に触れ酸化されることにより形成される酸化膜を第２の金属により還元することができ、酸化物を効率的に除去することが可能になる。
【００２１】
請求項３記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法においては、溶融金属めっきは溶融錫系めっきであり、第１の金属は錫であり、第２の金属は亜鉛であるので、鋼板に密着性のよい溶融錫系めっきを形成することが可能になる。
【００２２】
請求項４記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法において、電気錫めっきの鋼板単位面積当たりの付着量は１ｇ／ｍ2 以上で１０ｇ／ｍ2 以下であるので、鋼板の下地電気めっきが大気と接触するのを確実に防止することが可能になると共に、溶融金属めっきを行う際に電気めっきされた錫を短時間ですべて溶融させて離脱させることが可能になる。
【００２３】
請求項５記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法においては、電気錫めっきを、電流密度Ｙ（単位：Ａ／ｄｍ2 ）とめっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘ（単位：ｇ／リットル）との間にＹ≦１．５Ｘの関係を満たして行うので、緻密な電気錫めっきの層を形成することが可能になる。その結果、下地電気めっきと大気との遮断を確実に行うことができ、下地電気めっきの酸化を防止して、不めっき箇所の発生を防止することが可能になる。
【００２４】
請求項６記載の溶融金属めっき鋼板の製造方法においては、溶融錫系めっきは電気錫めっきが終了してから１６時間以内に行うので、錫の酸化を抑制して亜鉛による錫酸化物の還元を確実に行うことができ、ピンホール状の不めっき箇所が発生するのを防止することが可能になる。
また、溶融錫系めっきは電気錫めっきが終了してから１６時間以内に行えばよいので、下地電気めっきから溶融錫系めっきまでを連続して処理する連続製造設備を適用しても、下地電気めっきから電気錫めっきまでの各工程と溶融錫系めっき工程が分離したバッチ式製造設備を適用しても、溶融金属めっき鋼板の製造を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造方法を適用した溶融金属めっき鋼板の連続製造装置の説明図である。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造方法を適用した溶融金属めっき鋼板の連続製造装置１０は、図示しない焼鈍炉から排出した鋼板１１に下地電気めっきの一例である下地ニッケルめっきを施す電気ニッケルめっき装置１２と、下地ニッケルめっきが施された鋼板１１を搬送するロール群１３と、ロール群１３を通過した下地ニッケルめっきが施された鋼板１１に更に第１の金属の一例である錫の電気めっき、すなわち、電気錫めっきを行う電気錫めっき装置１４と、電気錫めっきが施された鋼板１１の表面を洗浄するリンス装置１５と、リンス装置１５で表面が洗浄された鋼板１１に対して溶融金属めっきとして溶融錫系めっきを施す溶融錫系めっき装置１６を有している。以下これらについて、詳細に説明する。
【００２６】
電気ニッケルめっき装置１２は、ニッケルめっき液を貯留する貯留槽１７と、鋼板１１の搬送方向を変えて貯留槽１７内に鋼板１１を導入する入り側ロール１８と、貯留槽１７から鋼板１１を排出させるために貯留槽１７内での鋼板１１の搬送方向を変えるシンクロール１９と、貯留槽１７から排出された鋼板１１を取り出すガイドロール２０を有している。更に、電気ニッケルめっき装置１２は、入り側ロール１８とシンクロール１９の間に隙間を開けて配置され搬送される鋼板１１を支持すると共に鋼板１１を負電位に保持する図示しないコンダクタロールと、各コンダクタロールの間に設けられ搬送される鋼板１１を隙間を開けて対向して挟む図示しない陽極を有している。
【００２７】
電気錫めっき装置１４は、錫めっき液を貯留する貯留槽２１と、鋼板１１の搬送方向を変えて貯留槽２１内に鋼板１１を導入する入り側ロール２２と、貯留槽２１から鋼板１１を排出させるために貯留槽２１内での鋼板１１の搬送方向を変えるシンクロール２３と、貯留槽２１から排出された鋼板１１を取り出すガイドロール２４を有している。また、電気錫めっき装置１４は、入り側ロール２２とシンクロール２３の間に隙間を開けて配置され搬送される鋼板１１を支持すると共に鋼板１１を負電位に保持する図示しないコンダクタロールと、各コンダクタロールの間に設けられ搬送される鋼板１１を隙間を開けて対向して挟む図示しない陽極を有している。
【００２８】
更に、電気錫めっき装置１４は、貯留槽２１内に貯留されている錫めっき液中の２価の錫イオン濃度を測定する図示しない濃度計と、２価の錫イオン濃度に応じて鋼板１１と陽極の間に流れる電流の密度を調整する図示しない電流密度調整器を有している。
２価の錫イオン濃度に応じて鋼板１１と陽極の間に流れる電流の密度を調整することにより、鋼板１１に施された下地ニッケルめっきの上に施す鋼板単位面積当たりの電気錫めっきの付着量及び電析する錫の形態を調整することができる。
【００２９】
リンス装置１５は、電気錫めっき装置１４から排出され表面に錫めっき液が付着している鋼板１１から錫めっき液を洗い流す洗浄水を貯留する貯留槽２５と、鋼板１１の搬送方向を変えて貯留槽２５内に鋼板１１を導入する入り側ロール２６と、貯留槽２５から鋼板１１を排出させるために貯留槽２５内での鋼板１１の搬送方向を変えるシンクロール２７と、貯留槽２５から排出された鋼板１１を取り出すガイドロール２８を有している。
【００３０】
溶融錫系めっき装置１６は、錫より酸素と結合し易い第２の金属の一例である亜鉛を含む溶融状態（例えば、温度が２９０℃）の錫−亜鉛合金、すなわち、めっき浴２９を保持しリンス装置１５から排出された鋼板１１を受け入れて浸漬するめっき槽２９ａと、鋼板１１をめっき浴２９から排出させるためにめっき浴２９内で鋼板１１の搬送方向を変えるポットロール３０と、めっき浴２９から排出される鋼板１１の方向を規制する１対のサポートロール３１と、鋼板１１の表面に過剰に付着している溶融状態の錫−亜鉛合金を絞り落すためのガス（例えば、窒素ガス等の不活性ガス）を鋼板１１の両面に吹き付ける１対のノズル３２を有している。
このような構成とすることにより、めっき浴２９内に鋼板１１を浸漬して排出させることにより、鋼板１１の両面に溶融状態の錫−亜鉛合金を付着させて溶融金属めっきを行うことができる。
【００３１】
次に、本発明の一実施の形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造方法について説明する。
焼鈍炉から排出した鋼板１１の搬送方向を入り側ロール１８で変えて、鋼板１１をニッケルめっき液を貯留している貯留槽１７内に導入する。貯留槽１７内に進入した鋼板１１は、貯留槽１７内で隙間を開けて配置されたコンダクタロールで支持されながらコンダクタロールの間に設けられ隙間を開けて対向する陽極の間を通過する。このとき、陽極とコンダクターロールの間に電圧をかけて電流を流しておくと、ニッケルめっき液中のニッケルイオンが鋼板１１の表面に移動し付着して電気的に消費されることにより鋼板１１の表面にニッケルの下地電気めっきが施される。
ニッケルの下地電気めっきが施された鋼板１１はシンクロール１９で搬送方向を上向きに変えて貯留槽１７から排出され、ガイドロール２０を経由してロール群１３内に進入し、電気錫めっき装置１４に向けて搬送される。ここで、ニッケルの下地電気めっきの表面は、搬送中に大気と接触するため徐々に酸化されて、酸化膜が形成されていく。
【００３２】
ニッケルの下地電気めっきが施された鋼板１１はロール群１３を通過し入り側ロール２２で搬送方向を変えて、錫めっき液を貯留している貯留槽２１内に導入される。貯留槽２１内に進入した鋼板１１は、貯留槽２１内で隙間を開けて配置されたコンダクタロールで支持されながらコンダクタロールの間に設けられ隙間を開けて対向する陽極の間を通過する。
このとき、陽極とコンダクターロールの間に電圧をかけて電流を流しておくと、鋼板１１はコンダクターロールで支持されているため負電位になってニッケルの下地電気めっきの表面に形成されている酸化膜は陰極電解で還元されて、活性化しする。そして、活性化したニッケルの下地電気めっきの表面に錫めっき液中の錫イオンが移動し付着して電気的に消費されることによりニッケルの下地電気めっきの表面に電気錫めっきが施される。これによって、活性化したニッケルの下地電気めっきを電気錫めっきで保護することができる。
ニッケルの下地電気めっきの上に電気錫めっきが施された鋼板１１はシンクロール２３で搬送方向を上向きに変えて貯留槽２１から排出され、ガイドロール２４を経由してリンス装置１５に向けて搬送される。ここで、電気錫めっきの表面は、搬送中に大気と接触するため徐々に酸化されて、酸化膜が形成されていく。
【００３３】
ここで、貯留槽２１内に貯留されている錫めっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘ（ｇ／リットル）を濃度計で測定し、陽極から流す電流の電流密度Ｙ（Ａ／ｄｍ2 ）がＹ≦１．５Ｘとなるように電流密度調整器を用いて調整する。
これによって、錫イオン濃度Ｘに応じて電流密度Ｙを調整することにより、電析する錫の形態を緻密にすることができる。なお、電気錫めっきを行う際に流す電流の安定性や電気めっき工程の生産性を考えると、電流密度Ｙは上限値（１．５Ｘ）に対して、例えば、５０〜９８％の範囲に設定するのが好ましい。
【００３４】
更に、貯留槽２１内を搬送される鋼板１１の搬送速度に応じて、例えば、錫めっき液中の２価の錫イオン濃度Ｘ及び／又は電気錫めっきを行う際の電流密度Ｙを調整して、ニッケルの下地電気めっきの表面に施す電気錫めっきの付着量を、鋼板１１の単位面積当たり１ｇ／ｍ2 以上で１０ｇ／ｍ2 以下とする。
電気錫めっきの付着量を鋼板１１の単位面積当たり１ｇ／ｍ2 以上にすることで、鋼板１１が貯留槽２１から排出されて大気中を搬送される際に電気めっきされた錫の表面が酸化されても、活性化したニッケルの下地電気めっきを錫めっきで確実に保護することができる。
【００３５】
ニッケルの下地電気めっきの上に電気錫めっきが施された鋼板１１は入り側ロール２６で搬送方向を変えてリンス装置１５の貯留槽２５内に進入し、シンクロール２７で搬送方向を上向きに変えて貯留槽２５から排出して、ガイドロール２８経由して溶融錫系めっき装置１６に向かう。
ここで、貯留槽２５内に進入する鋼板１１の表面には錫めっき液が付着しているが、貯留槽２５内を通過している内に貯留されている水により錫めっき液が洗い流されて、鋼板１１の表面は徐々に清浄化されていき、貯留槽２５から排出した時点では、錫めっき液は鋼板１１の表面から完全に除去されている。一方、鋼板１１の表面には、錫が徐々に酸化されることにより酸化膜が形成される。なお、リンス装置１５から排出された鋼板１１は直ちに溶融錫系めっき装置１６に向かうので、錫の酸化を最小限に抑えることができる。
【００３６】
リンス装置１５から排出されて溶融錫系めっき装置１６に向かう鋼板１１は、めっき浴２９からの輻射熱で徐々に加熱され、鋼板１１は表面が完全に乾燥した状態で、めっき浴２９内に進入する。
めっき浴２９内に進入した鋼板１１は、その表面に形成されている電気錫めっきが溶融状態の錫−亜鉛合金と接触する。そして、電気錫めっき装置１４から排出されてめっき浴２９に進入するまでの間に酸化されて形成した酸化膜は、錫−亜鉛合金中の亜鉛により還元（ＳｎＯ＋Ｚｎ→Ｓｎ＋ＺｎＯ）されて除去される。また、錫の融点が２３２℃、めっき浴２９の温度が２９０℃であるため、未酸化の錫は、めっき浴２９の熱により融解する。
【００３７】
ここで、鋼板単位面積当たりの電気錫めっきの付着量を１０ｇ／ｍ2 以下にしているため、鋼板１１がめっき浴２９内に進入しポットロール３０で搬送方向を上向きに変えてサポートロール３１を介してめっき浴２９から排出されるまでの間に未酸化の錫めっきは全て融解して活性なニッケルの下地電気めっきが現れ、この活性なニッケルの下地電気めっきの上に溶融状態の錫−亜鉛合金が付着する。
活性なニッケルの下地電気めっきの上に溶融状態の錫−亜鉛合金を付着させた鋼板１１は、サポートロール３１によって排出方向が規制されてめっき浴２９から排出される。そして、鋼板１１の表面に過剰に付着している溶融状態の錫−亜鉛合金はノズル３２から吹き出すガスにより絞り落されて、適正付着量に調整され、次工程に搬送される。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の溶融金属めっき鋼板の製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、下地電気めっきとしてニッケルめっきを行ったが、ニッケル−鉄系のめっきを行ってもよい。
また、本実施の形態は下地電気めっき工程から溶融錫系めっき工程までの各工程が連続する連続製造設備を適用した場合について説明したが、連続製造設備のリンス装置と溶融錫系めっき装置の間を分断し、下地電気めっきから電気錫めっきの各工程と溶融錫系めっき工程が分離したバッチ式製造設備を適用して溶融金属めっき鋼板の製造を行うことができる。この場合、電気錫めっきが終了して錫めっき液を貯留している貯留槽から鋼板が排出されて、溶融錫系めっきを行うめっき浴に浸漬されるまでの時間を１６時間以内にする必要がある。
溶融錫系めっきを電気錫めっきが終了してから１６時間以内に行うことにより、電気錫めっきの表面に形成される酸化膜の厚み抑制を行って、めっき浴に浸漬した際に亜鉛により酸化膜を完全に還元して除去することができるようになる。その結果、活性なニッケルの下地電気めっきを出現させて、この活性なニッケルの下地電気めっきの上に溶融錫系めっきを行うことができ、常温の鋼板１１に密着性の優れた溶融錫系めっきを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る溶融金属めっき鋼板の製造方法を適用した溶融金属めっき鋼板の連続製造装置の説明図である。
【図２】電気錫めっきの鋼板単位面積当たりの付着量と溶融錫系めっき鋼板の表面性状の関係を示すグラフである。
【図３】２価の錫イオン濃度が２０ｇ／リットルのめっき液を使用した電気錫めっきの電流密度と溶融錫系めっき鋼板のめっき状況の関係を示すグラフである。
【図４】２価の錫イオン濃度が３０ｇ／リットルのめっき液を使用した電気錫めっきの電流密度と溶融錫系めっき鋼板のめっき状況の関係を示すグラフである。
【図５】２価の錫イオン濃度が４０ｇ／リットルのめっき液を使用した電気錫めっきの電流密度と溶融錫系めっき鋼板のめっき状況の関係を示すグラフである。
【図６】電気錫めっきの錫イオン濃度及び電流密度と溶融錫系めっき鋼板のめっき状況との関係を示すグラフである。
【図７】電気錫めっきが終了してから溶融錫系めっきを行うまでの仕掛り時間と、溶融錫系めっき鋼板のめっき状況の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０：溶融金属めっき鋼板の連続製造装置、１１：鋼板、１２：電気ニッケルめっき装置、１３：ロール群、１４：電気錫めっき装置、１５：リンス装置、１６：溶融錫系めっき装置、１７：貯留槽、１８：入り側ロール、１９：シンクロール、２０：ガイドロール、２１：貯留槽、２２：入り側ロール、２３：シンクロール、２４：ガイドロール、２５：貯留槽、２６：入り側ロール、２７：シンクロール、２８：ガイドロール、２９：めっき浴、２９ａ：めっき槽、３０：ポットロール、３１：サポートロール、３２：ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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