JP3156586B2 - 耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐白錆性、耐傷付
き性に優れ、かつ６価クロムを全く含有しない皮膜を施
した亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
き性に優れ、かつ６価クロムを全く含有しない皮膜を施
した亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、亜鉛系めっき鋼板は、電気め
っき、溶融めっきにより製造され、そのめっき皮膜の犠
牲防食性により地鉄の腐食を大きく抑制することができ
るため、広く使用されてきている。
っき、溶融めっきにより製造され、そのめっき皮膜の犠
牲防食性により地鉄の腐食を大きく抑制することができ
るため、広く使用されてきている。
【０００３】しかしながら、亜鉛系めっき鋼板はその使
用過程において亜鉛が腐食して白色の亜鉛錆が生じ、外
観品質が大きく低下してしまう。この白錆を抑制するた
めに、亜鉛系めっき後、種々の後処理が広く行われる。
この後処理の代表的な方法としては、クロム酸またはそ
の塩類を主成分として、その他種々の添加剤を加えたク
ロメート処理法が挙げられる。このクロメート処理法は
耐食性に優れ、かつ、比較的簡単に行うことができる経
済的な処理方法である。
用過程において亜鉛が腐食して白色の亜鉛錆が生じ、外
観品質が大きく低下してしまう。この白錆を抑制するた
めに、亜鉛系めっき後、種々の後処理が広く行われる。
この後処理の代表的な方法としては、クロム酸またはそ
の塩類を主成分として、その他種々の添加剤を加えたク
ロメート処理法が挙げられる。このクロメート処理法は
耐食性に優れ、かつ、比較的簡単に行うことができる経
済的な処理方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロメ
ート処理は毒性の高い６価クロムを使用するものであ
り、処理工程ではクロム酸塩の人体への悪影響や廃水処
理後のクロムスラッジの廃棄処理の問題、また、クロメ
ート処理後の製品からの６価クロムの溶出など種々の問
題を有している。
ート処理は毒性の高い６価クロムを使用するものであ
り、処理工程ではクロム酸塩の人体への悪影響や廃水処
理後のクロムスラッジの廃棄処理の問題、また、クロメ
ート処理後の製品からの６価クロムの溶出など種々の問
題を有している。
【０００５】このため、亜鉛系めっき鋼板の白錆の発生
を防止するために、クロメート処理によらない無公害の
処理技術が数多く提案されている。
を防止するために、クロメート処理によらない無公害の
処理技術が数多く提案されている。
【０００６】例えば、無機化合物、有機化合物、有機高
分子、あるいは、これらを組み合わせた溶液を用い、浸
漬、塗布、電解処理などの方法により薄膜を形成する方
法である。具体的には、以下に示すような技術が提案さ
れている。
分子、あるいは、これらを組み合わせた溶液を用い、浸
漬、塗布、電解処理などの方法により薄膜を形成する方
法である。具体的には、以下に示すような技術が提案さ
れている。
【０００７】（１）モリブデン、タングステンなどポリ
金属酸化物を用いる方法（例えば、特開昭５７−５８７
５号公報） （２）タンニン酸を用いた方法（例えば、特開昭５１−
７１２３３号公報） （３）３価クロムを使用し、６価クロムを含まない処理
液を用いた無公害のクロメート処理方法（例えば、特開
昭６１−５８７号公報） しかしながら、上記（１）の方法では、モリブデン、タ
ングステンなどのポリ金属酸化物の腐食に対する安定領
域はクロムのそれより狭く、クロメートと同程度の耐食
性を得ることは不可能である。
金属酸化物を用いる方法（例えば、特開昭５７−５８７
５号公報） （２）タンニン酸を用いた方法（例えば、特開昭５１−
７１２３３号公報） （３）３価クロムを使用し、６価クロムを含まない処理
液を用いた無公害のクロメート処理方法（例えば、特開
昭６１−５８７号公報） しかしながら、上記（１）の方法では、モリブデン、タ
ングステンなどのポリ金属酸化物の腐食に対する安定領
域はクロムのそれより狭く、クロメートと同程度の耐食
性を得ることは不可能である。
【０００８】また、上記（２）の方法では、十分な耐食
性を得ようとすると、タンニン酸による着色が生じると
いう問題がある。
性を得ようとすると、タンニン酸による着色が生じると
いう問題がある。
【０００９】さらに、上記（３）の方法では、処理時間
（反応時間）を比較的長くとる必要があり、また、その
耐食性も十分に高いとはいえない。
（反応時間）を比較的長くとる必要があり、また、その
耐食性も十分に高いとはいえない。
【００１０】また、耐食性に加え、皮膜が耐傷付き性も
有することが望ましい。近年家電メーカーでは最終製品
に無塗装の化成処理鋼板を使用する割合が増加してい
る。皮膜が耐傷付き性に劣る場合、加工・組立等の作業
解きに鋼板の表面に傷が付き、商品価値が大きく低下し
てしまう。
有することが望ましい。近年家電メーカーでは最終製品
に無塗装の化成処理鋼板を使用する割合が増加してい
る。皮膜が耐傷付き性に劣る場合、加工・組立等の作業
解きに鋼板の表面に傷が付き、商品価値が大きく低下し
てしまう。
【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、製造工程上および使用過程において安全で
無害な化成処理皮膜を形成し、もって耐白錆性と耐傷付
き性に優れた亜鉛系めっき鋼板を製造することができる
方法を提供することを目的とする。
のであって、製造工程上および使用過程において安全で
無害な化成処理皮膜を形成し、もって耐白錆性と耐傷付
き性に優れた亜鉛系めっき鋼板を製造することができる
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、第１に、ケイ酸エステルとアルミニウム
無機塩とをＡｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比として０．０１
５以上０．７５以下とし、さらに樹脂をその固形分の量
がアルミニウム無機塩中のＡｌ量とケイ酸エステル中の
Ｓｉ量の合計量に対し重量比で０．１以上２０以下にな
るように混合した溶液を、鋼板上に塗布した後、加熱乾
燥し、付着量が（Ａｌ＋Ｓｉ）金属換算で５０ｍｇ／ｍ
2 以上の皮膜を形成することを特徴とする耐白錆性と耐
傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供す
る。
決するために、第１に、ケイ酸エステルとアルミニウム
無機塩とをＡｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比として０．０１
５以上０．７５以下とし、さらに樹脂をその固形分の量
がアルミニウム無機塩中のＡｌ量とケイ酸エステル中の
Ｓｉ量の合計量に対し重量比で０．１以上２０以下にな
るように混合した溶液を、鋼板上に塗布した後、加熱乾
燥し、付着量が（Ａｌ＋Ｓｉ）金属換算で５０ｍｇ／ｍ
2 以上の皮膜を形成することを特徴とする耐白錆性と耐
傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供す
る。
【００１３】第２に、上記方法において、アルミニウム
無機塩として硝酸アルミニウムを用いることを特徴とす
る耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製
造方法を提供する。
無機塩として硝酸アルミニウムを用いることを特徴とす
る耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製
造方法を提供する。
【００１４】第３に、上記いずれかの方法において、加
熱乾燥温度を２００℃未満とすることを特徴とする耐白
錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法
を提供する。
熱乾燥温度を２００℃未満とすることを特徴とする耐白
錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法
を提供する。
【００１５】第４に、上記いずれかの方法において、前
記溶液が、ニッケル、コバルト、マグネシウムの無機塩
の１種または２種以上をＡｌに対するモル比で０．０１
以上、Ａｌと同モル数以下含有することを特徴とする耐
白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方
法を提供する。
記溶液が、ニッケル、コバルト、マグネシウムの無機塩
の１種または２種以上をＡｌに対するモル比で０．０１
以上、Ａｌと同モル数以下含有することを特徴とする耐
白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方
法を提供する。
【００１６】第５に、上記第１ないし第３のいずれかの
方法において、前記溶液が、リン酸またはリン酸化合物
を、リン酸のモル数として、アルミニウムとケイ酸エス
テルの合計モル数に対し、５％から２００％の範囲にな
るように含有することを特徴とする耐白錆性と耐傷付き
性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供する。
方法において、前記溶液が、リン酸またはリン酸化合物
を、リン酸のモル数として、アルミニウムとケイ酸エス
テルの合計モル数に対し、５％から２００％の範囲にな
るように含有することを特徴とする耐白錆性と耐傷付き
性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供する。
【００１７】第６に、上記第１ないし第３のいずれかの
方法において、前記溶液が、３価クロム化合物をクロム
金属モル数として、アルミニウムとケイ酸エステルの合
計モル数に対し、０．１倍から３倍の範囲になるように
含有することを特徴とする耐白錆性と耐傷付き性に優れ
た亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供する。
方法において、前記溶液が、３価クロム化合物をクロム
金属モル数として、アルミニウムとケイ酸エステルの合
計モル数に対し、０．１倍から３倍の範囲になるように
含有することを特徴とする耐白錆性と耐傷付き性に優れ
た亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明では、上述のように、ケイ
酸エステル、アルミニウムの無機塩、樹脂を含有した溶
液を鋼板上に塗布することにより、耐食性、耐傷付き性
に優れた皮膜を形成することができる。その理由につい
ては必ずしも明らかではないが、ケイ酸、アルミニウム
酸化物がネットワーク構造を形成し、緻密な複合酸化物
薄膜を形成し、白錆抑制能が得られるものと考えられ
る。また、皮膜中に樹脂を添加することにより皮膜表面
の摺動抵抗が低減し、耐傷付き性が向上するものと考え
られる。
酸エステル、アルミニウムの無機塩、樹脂を含有した溶
液を鋼板上に塗布することにより、耐食性、耐傷付き性
に優れた皮膜を形成することができる。その理由につい
ては必ずしも明らかではないが、ケイ酸、アルミニウム
酸化物がネットワーク構造を形成し、緻密な複合酸化物
薄膜を形成し、白錆抑制能が得られるものと考えられ
る。また、皮膜中に樹脂を添加することにより皮膜表面
の摺動抵抗が低減し、耐傷付き性が向上するものと考え
られる。
【００１９】アルミニウム無機塩としては、硝酸アルミ
ニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどを用
いることができるが、中でも硝酸アルミニウムが望まし
い。その理由は、現状では必ずしも明らかではないが、
硝酸根が皮膜のネットワーク構造を形成することを促進
する、またはこのようなネットワーク構造形成の障害と
ならないことなどが考えられる。
ニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどを用
いることができるが、中でも硝酸アルミニウムが望まし
い。その理由は、現状では必ずしも明らかではないが、
硝酸根が皮膜のネットワーク構造を形成することを促進
する、またはこのようなネットワーク構造形成の障害と
ならないことなどが考えられる。
【００２０】ケイ酸エステルとしては、例えば、メチル
シリケート、エチルシリケート、ｎ−ブチルシリケート
を使用することができる。コスト面から考慮すると、安
価であるエチルシリケートを用いることが好ましいが、
特に限定されるものではない。
シリケート、エチルシリケート、ｎ−ブチルシリケート
を使用することができる。コスト面から考慮すると、安
価であるエチルシリケートを用いることが好ましいが、
特に限定されるものではない。
【００２１】樹脂としては、例えばポリエステル系、ウ
レタン系、ポリオレフィン系、アクリル系、アルキド
系、ビニル系、シリコン系、レテックス系のものを使用
することができるが、溶液中にて安定して分散すること
ができればよく、特に限定されるものではない。
レタン系、ポリオレフィン系、アクリル系、アルキド
系、ビニル系、シリコン系、レテックス系のものを使用
することができるが、溶液中にて安定して分散すること
ができればよく、特に限定されるものではない。
【００２２】ケイ酸エステルとアルミニウム無機塩との
割合は、Ａｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比で０．０１５以上
０．７５以下の範囲とする。これは、この値が０．０１
５より低いと耐食性が大きく低下して白錆抑制能力に問
題が生じ、０．７５を超える場合にも同様に白錆抑制能
力が不十分であるからである。ここで、このようにＡｌ
／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比によって耐食性が変化する理由
としては、得られた皮膜構造の緻密さに耐食性が依存す
るためと考えられる。
割合は、Ａｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比で０．０１５以上
０．７５以下の範囲とする。これは、この値が０．０１
５より低いと耐食性が大きく低下して白錆抑制能力に問
題が生じ、０．７５を超える場合にも同様に白錆抑制能
力が不十分であるからである。ここで、このようにＡｌ
／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比によって耐食性が変化する理由
としては、得られた皮膜構造の緻密さに耐食性が依存す
るためと考えられる。
【００２３】さらに樹脂をその固形分の量がアルミニウ
ム無機塩中のＡｌ量とケイ酸エステル中のＳｉ量の合計
量に対し重量比で０．１以上２０以下になるように混合
する。これは、この添加比が０．１未満であると耐傷付
き性の向上効果はほとんどみられず、逆に添加比が２０
を超えてもそれ以上の効果は得られないからである。
ム無機塩中のＡｌ量とケイ酸エステル中のＳｉ量の合計
量に対し重量比で０．１以上２０以下になるように混合
する。これは、この添加比が０．１未満であると耐傷付
き性の向上効果はほとんどみられず、逆に添加比が２０
を超えてもそれ以上の効果は得られないからである。
【００２４】また、本発明では、上記ケイ酸エステル、
アルミニウム無機塩、有機系固形潤滑剤の他に、ニッケ
ル、コバルト、マグネシウムの無機塩の１種または２種
以上をＡｌに対するモル比で０．０１以上、Ａｌと同モ
ル数以下の範囲で溶液中に含有させることが好ましい。
このようにニッケル、コバルト、マグネシウムの無機塩
を添加することにより、Ａｌ−Ｓｉ系皮膜の欠陥部（成
膜時に生じる欠陥、および鋼板の成形時に生じる比較的
小さい欠陥の両方を含む）における耐食性の低下を著し
く低減することができる。
アルミニウム無機塩、有機系固形潤滑剤の他に、ニッケ
ル、コバルト、マグネシウムの無機塩の１種または２種
以上をＡｌに対するモル比で０．０１以上、Ａｌと同モ
ル数以下の範囲で溶液中に含有させることが好ましい。
このようにニッケル、コバルト、マグネシウムの無機塩
を添加することにより、Ａｌ−Ｓｉ系皮膜の欠陥部（成
膜時に生じる欠陥、および鋼板の成形時に生じる比較的
小さい欠陥の両方を含む）における耐食性の低下を著し
く低減することができる。
【００２５】ここで、これら１種または２種以上の含有
量をＡｌに対するモル比で０．０１以上としたのは、こ
れより少量であると皮膜欠陥部の耐食性の低下を抑制す
る効果がほとんどみられないからであり、Ａｌと同モル
数以下としたのは、これを超えると皮膜中に占めるＡｌ
およびＳｉの割合が減少し、ニッケル、コバルト、マグ
ネシウムによってＡｌ−Ｓｉ系皮膜の造膜作用を妨害す
るようになり、被覆率の乏しい皮膜となって耐食性が劣
化するからである。
量をＡｌに対するモル比で０．０１以上としたのは、こ
れより少量であると皮膜欠陥部の耐食性の低下を抑制す
る効果がほとんどみられないからであり、Ａｌと同モル
数以下としたのは、これを超えると皮膜中に占めるＡｌ
およびＳｉの割合が減少し、ニッケル、コバルト、マグ
ネシウムによってＡｌ−Ｓｉ系皮膜の造膜作用を妨害す
るようになり、被覆率の乏しい皮膜となって耐食性が劣
化するからである。
【００２６】添加するニッケル、コバルト、マグネシウ
ムの無機塩としては、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などが挙
げられるが、特に制限されるものではない。
ムの無機塩としては、硝酸塩、硫酸塩、塩化物などが挙
げられるが、特に制限されるものではない。
【００２７】さらに、本発明では、リン酸またはリン酸
化合物はリン酸のモル数として、アルミニウムとケイ酸
エステルの合計のモル数に対し、５％から２００％の範
囲で溶液に含有されることが好ましい。これにより一層
耐白錆性を向上させることができる。
化合物はリン酸のモル数として、アルミニウムとケイ酸
エステルの合計のモル数に対し、５％から２００％の範
囲で溶液に含有されることが好ましい。これにより一層
耐白錆性を向上させることができる。
【００２８】ここで、この含有量を５％以上２００％以
下としたのは、５％未満であるとリン酸化合物添加によ
る効果がほとんど見られず、逆に２００％を超えると白
錆抑制効果がみられなくなるからである。この理由は２
００％を超えるとリン酸イオンが緻密なＡｌ−Ｓｉネッ
トワーク構造の成長を阻害し、皮膜欠陥を発生させるた
めと推測される。また、リン酸化合物の添加によって効
果が発揮されるメカニズムは、現状では必ずしも明らか
ではないが、リン酸化合物によるめっき表面の不活性化
や、リン酸化合物によるＡｌ−Ｓｉネットワーク構造の
強化などが考えられる。
下としたのは、５％未満であるとリン酸化合物添加によ
る効果がほとんど見られず、逆に２００％を超えると白
錆抑制効果がみられなくなるからである。この理由は２
００％を超えるとリン酸イオンが緻密なＡｌ−Ｓｉネッ
トワーク構造の成長を阻害し、皮膜欠陥を発生させるた
めと推測される。また、リン酸化合物の添加によって効
果が発揮されるメカニズムは、現状では必ずしも明らか
ではないが、リン酸化合物によるめっき表面の不活性化
や、リン酸化合物によるＡｌ−Ｓｉネットワーク構造の
強化などが考えられる。
【００２９】リン酸化合物としては、例えば、リン酸第
１アンモニウム、リン酸第２アンモニウム、リン酸第３
アンモニウム、リン酸ナトリウムなどを使用することが
可能であるが、これらに限定されるものではない。
１アンモニウム、リン酸第２アンモニウム、リン酸第３
アンモニウム、リン酸ナトリウムなどを使用することが
可能であるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】さらにまた、本発明では、３価クロム化合
物（３価クロムイオン）をクロム金属モル数として、ア
ルミニウムとケイ酸エステルの合計のモル数に対し、
０．１倍から３倍の範囲で溶液に含有されることが好ま
しい。これによっても一層耐白錆性を向上させることが
できる。
物（３価クロムイオン）をクロム金属モル数として、ア
ルミニウムとケイ酸エステルの合計のモル数に対し、
０．１倍から３倍の範囲で溶液に含有されることが好ま
しい。これによっても一層耐白錆性を向上させることが
できる。
【００３１】ここで、その含有量を０．１倍から３倍の
範囲としたのは、０．１倍未満であるとクロム化合物添
加効果がほとんど見られず、逆に３倍を超えると白錆抑
制効果がみられなくなるからである。この理由は３倍を
超えるとクロムイオンが緻密なＡｌ−Ｓｉネットワーク
構造の成長を阻害し、皮膜欠陥を発生させるためと推測
される。また、３価クロム化合物の添加によって効果が
発揮されるメカニズムは、現状では必ずしも明らかでは
ないが、クロム化合物によるめっき表面の不活性化や、
クロム酸化物によるＡｌ−Ｓｉネットワーク構造の強化
などが考えられる。
範囲としたのは、０．１倍未満であるとクロム化合物添
加効果がほとんど見られず、逆に３倍を超えると白錆抑
制効果がみられなくなるからである。この理由は３倍を
超えるとクロムイオンが緻密なＡｌ−Ｓｉネットワーク
構造の成長を阻害し、皮膜欠陥を発生させるためと推測
される。また、３価クロム化合物の添加によって効果が
発揮されるメカニズムは、現状では必ずしも明らかでは
ないが、クロム化合物によるめっき表面の不活性化や、
クロム酸化物によるＡｌ−Ｓｉネットワーク構造の強化
などが考えられる。
【００３２】３価クロム化合物としては、例えば、硝酸
クロム、塩化クロム、硫酸クロム、酢酸クロムなどを使
用することが可能であるが、これらに限定されるもので
はない。
クロム、塩化クロム、硫酸クロム、酢酸クロムなどを使
用することが可能であるが、これらに限定されるもので
はない。
【００３３】溶液を形成するために用いる有機溶媒は特
に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、
ブタノール、プロパノール、メチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコール、
ジホルムアルデヒドメトキシエタノールなど、ケイ酸エ
ステル、アルミニウム塩、樹脂を溶解させ得る有機溶媒
を使用することができ、また、１，４ジオキサンのよう
な非極性の溶液でもアルコールのような極性溶媒と組み
合わせて使用することができる。また、水もアルコール
等と組み合わせて使用することができる。
に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、
ブタノール、プロパノール、メチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコール、
ジホルムアルデヒドメトキシエタノールなど、ケイ酸エ
ステル、アルミニウム塩、樹脂を溶解させ得る有機溶媒
を使用することができ、また、１，４ジオキサンのよう
な非極性の溶液でもアルコールのような極性溶媒と組み
合わせて使用することができる。また、水もアルコール
等と組み合わせて使用することができる。
【００３４】以上のような溶液を鋼板へ塗布する方法と
しては、ロールコーターを用いる方法、鋼板を溶液に浸
漬するかまたはめっき鋼板に溶液をスプレーした後、ロ
ールにより過剰な溶液を除去する方法を適用することが
できる。
しては、ロールコーターを用いる方法、鋼板を溶液に浸
漬するかまたはめっき鋼板に溶液をスプレーした後、ロ
ールにより過剰な溶液を除去する方法を適用することが
できる。
【００３５】このようにして溶液を塗布した後、加熱乾
燥を行うが、その際の温度は２００℃未満であることが
好ましい。鋼板への塗布後の熱処理温度はＡｌ−Ｓｉ系
皮膜の耐食性に影響を与え、２００℃以上であっても白
錆抑制能は得られるが、熱処理温度を上げていくことに
より耐食性が低下する傾向にある。これは有機溶媒の急
激な蒸発に伴い生じるピンホール数の増加や皮膜の硬質
化に伴うクラックの増加によるものと推測される。加熱
温度は、用いた溶媒が揮発可能であれば問題なく、その
下限は溶剤の揮発度により決定される。
燥を行うが、その際の温度は２００℃未満であることが
好ましい。鋼板への塗布後の熱処理温度はＡｌ−Ｓｉ系
皮膜の耐食性に影響を与え、２００℃以上であっても白
錆抑制能は得られるが、熱処理温度を上げていくことに
より耐食性が低下する傾向にある。これは有機溶媒の急
激な蒸発に伴い生じるピンホール数の増加や皮膜の硬質
化に伴うクラックの増加によるものと推測される。加熱
温度は、用いた溶媒が揮発可能であれば問題なく、その
下限は溶剤の揮発度により決定される。
【００３６】なお、本発明ではこのような皮膜が亜鉛系
めっき鋼板に施されるが、その処理温度は、亜鉛めっき
およびその基板である鋼板の熱拡散が急速に生じない温
度にする必要があり、約３５０℃が事実上の上限になる
と考えられる。
めっき鋼板に施されるが、その処理温度は、亜鉛めっき
およびその基板である鋼板の熱拡散が急速に生じない温
度にする必要があり、約３５０℃が事実上の上限になる
と考えられる。
【００３７】加熱乾燥後形成された皮膜の付着量は、
（Ａｌ＋Ｓｉ）金属換算で５０ｍｇ／ｍ2 以上である。
これは、５０ｍｇ／ｍ2 未満では耐食性が不十分である
からである。付着量の上限は特に存在しないが、付着量
が多くなりすぎると可撓性が劣化し、クラックや剥離が
生じやすくなるため、膜厚がおよそ１．０μｍとなる
１．０ｇ／ｍ2 程度以下が好ましい。
（Ａｌ＋Ｓｉ）金属換算で５０ｍｇ／ｍ2 以上である。
これは、５０ｍｇ／ｍ2 未満では耐食性が不十分である
からである。付着量の上限は特に存在しないが、付着量
が多くなりすぎると可撓性が劣化し、クラックや剥離が
生じやすくなるため、膜厚がおよそ１．０μｍとなる
１．０ｇ／ｍ2 程度以下が好ましい。
【００３８】本発明で適用される鋼板としては、各種亜
鉛系めっき鋼板を使用することができ、特に限定される
ものではない。例えば電気めっき法による亜鉛めっき鋼
板、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、溶融めっき法によ
る亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛系合金めっき鋼
板などが挙げられる。
鉛系めっき鋼板を使用することができ、特に限定される
ものではない。例えば電気めっき法による亜鉛めっき鋼
板、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、溶融めっき法によ
る亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛系合金めっき鋼
板などが挙げられる。
【００３９】
（第１実施例）板厚０．７ｍｍの付着量片面あたり２０
ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板、板厚０．７ｍｍの付着
量片面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛−ニッケル合金め
っき鋼板（ニッケル含有量１３％）、板厚０．７ｍｍの
付着量片面あたり６０ｇ／ｍ2の溶融亜鉛めっき鋼板、
板厚０．７ｍｍの付着量片面あたり４５ｇ／ｍ2 の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板、板厚０．７ｍｍの付着量片面あ
たり８０ｇ／ｍ2 の溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき
鋼板（アルミニウム含有量５５％）を用意し、表１に示
すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂を表２に示す
組成で溶解させたメチルセロソルブ溶液をロールコータ
ーによって塗布した後に、熱風乾燥炉により加熱温度を
変えて加熱処理を施し、実施例１〜３６および比較例１
〜８の皮膜を形成した。その際の加熱温度を表２に併記
した。この際の化成処理皮膜付着量は、処理液中の固形
成分量、またはロールコーターなどの塗布条件によって
変えることができる。
ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板、板厚０．７ｍｍの付着
量片面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛−ニッケル合金め
っき鋼板（ニッケル含有量１３％）、板厚０．７ｍｍの
付着量片面あたり６０ｇ／ｍ2の溶融亜鉛めっき鋼板、
板厚０．７ｍｍの付着量片面あたり４５ｇ／ｍ2 の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板、板厚０．７ｍｍの付着量片面あ
たり８０ｇ／ｍ2 の溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき
鋼板（アルミニウム含有量５５％）を用意し、表１に示
すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂を表２に示す
組成で溶解させたメチルセロソルブ溶液をロールコータ
ーによって塗布した後に、熱風乾燥炉により加熱温度を
変えて加熱処理を施し、実施例１〜３６および比較例１
〜８の皮膜を形成した。その際の加熱温度を表２に併記
した。この際の化成処理皮膜付着量は、処理液中の固形
成分量、またはロールコーターなどの塗布条件によって
変えることができる。
【００４０】鋼板に関しては、上記鋼板のうち、実施例
１〜３０、比較例１〜８は電気亜鉛めっき鋼板、実施例
３１〜３３は溶融亜鉛めっき鋼板、実施例３４は電気亜
鉛−ニッケル合金めっき鋼板、実施例３５は溶融アルミ
ニウム−亜鉛めっき鋼板、実施例３６は合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を用いた。
１〜３０、比較例１〜８は電気亜鉛めっき鋼板、実施例
３１〜３３は溶融亜鉛めっき鋼板、実施例３４は電気亜
鉛−ニッケル合金めっき鋼板、実施例３５は溶融アルミ
ニウム−亜鉛めっき鋼板、実施例３６は合金化溶融亜鉛
めっき鋼板を用いた。
【００４１】次に、このようにして作成したサンプルの
耐食性および耐傷付き性を以下に示す方法で評価し、併
せて表２に示した。
耐食性および耐傷付き性を以下に示す方法で評価し、併
せて表２に示した。
【００４２】（１）耐食性 各サンプルについて、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３
７１）を実施し、２４時間、４８時間後の白錆発生面積
率を調べ、これにより耐白錆性を評価した。
７１）を実施し、２４時間、４８時間後の白錆発生面積
率を調べ、これにより耐白錆性を評価した。
【００４３】なお、耐白錆性は以下の基準により評価し
た。
た。
【００４４】 白錆発生面積率 評価 ０％〜５％未満 ◎ ５％〜２５％未満 ○ ２５％〜５０％未満 △ ５０％〜８０％未満 × ８０％〜１００％ ×× （２）耐傷付き性試験 ドロービード試験機（雄ダイスの先端：１０Ｒ、水平押
し付け荷重：５０ｋｇ／ｍ2 、変形高さ：１ｍｍ）によ
り、各サンプルを変形させながら引き抜き、皮膜の剥離
状態およびサンプルに生じた傷の有無を目視により調
べ、以下の基準で評価した。
し付け荷重：５０ｋｇ／ｍ2 、変形高さ：１ｍｍ）によ
り、各サンプルを変形させながら引き抜き、皮膜の剥離
状態およびサンプルに生じた傷の有無を目視により調
べ、以下の基準で評価した。
【００４５】 状態 評価 剥離なし傷なし ◎ 剥離なし傷若干あり ○ 僅かに剥離かつ鋼板に傷発生 △ 著しく剥離かつ鋼板に傷発生 ×
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】表２に示すように、本発明の範囲内である
実施例１〜３６はいずれも良好な耐白錆性および耐傷付
き性を示したのに対し、比較例１〜８はいずれも耐白錆
性、耐傷付き性が悪いことが確認された。
実施例１〜３６はいずれも良好な耐白錆性および耐傷付
き性を示したのに対し、比較例１〜８はいずれも耐白錆
性、耐傷付き性が悪いことが確認された。
【００４８】（第２実施例）板厚０．７ｍｍの付着量片
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板上に、表３
に示すような、ケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂
を用い、溶媒として表３に示す種々のものを用いて、か
つ表４に示すようにＡｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）のモル比が
０．２、樹脂の固形分の量がアルミニウム無機塩中のＡ
ｌ量とケイ酸エステル中のＳｉ量の合計量に対し重量比
で３．０の一定値となるようにして含有した溶液をロー
ルコーターによって塗布した後に、熱風乾燥炉により加
熱処理を施し、実施例３７〜４３の皮膜を形成した。
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板上に、表３
に示すような、ケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂
を用い、溶媒として表３に示す種々のものを用いて、か
つ表４に示すようにＡｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）のモル比が
０．２、樹脂の固形分の量がアルミニウム無機塩中のＡ
ｌ量とケイ酸エステル中のＳｉ量の合計量に対し重量比
で３．０の一定値となるようにして含有した溶液をロー
ルコーターによって塗布した後に、熱風乾燥炉により加
熱処理を施し、実施例３７〜４３の皮膜を形成した。
【００４９】これらのサンプルについて、第１実施例と
同様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施
し、２４時間、４８時間後の白錆発生面積率を調べ、こ
れにより耐白錆を評価した。またさらに、各サンプルに
ついて、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。そ
の結果を表４に示す。なお、評価基準は第１実施例と同
様とした。
同様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施
し、２４時間、４８時間後の白錆発生面積率を調べ、こ
れにより耐白錆を評価した。またさらに、各サンプルに
ついて、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。そ
の結果を表４に示す。なお、評価基準は第１実施例と同
様とした。
【００５０】
【表３】
【００５１】
【表４】
【００５２】表４に示すように、本発明の範囲内であれ
ば、溶媒の種類にほとんど影響されずに良好な耐白錆性
および耐傷付き性を示すことが確認された。
ば、溶媒の種類にほとんど影響されずに良好な耐白錆性
および耐傷付き性を示すことが確認された。
【００５３】（第３実施例）板厚０．７ｍｍの付着量片
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表５に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂を溶
解させ、さらにマグネシウム、ニッケル、コバルトの無
機塩のいずれかを表６に示す組成で溶解させたメチルセ
ロソルブ溶液をロールコーターによって塗布した後に、
熱風乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施し、実
施例４４〜５８および比較例９〜１６の皮膜を形成し
た。その際の加熱温度を表６に併記した。この際の化成
処理皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、またはロー
ルコーターなどの塗布条件によって変えることができ
る。
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表５に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂を溶
解させ、さらにマグネシウム、ニッケル、コバルトの無
機塩のいずれかを表６に示す組成で溶解させたメチルセ
ロソルブ溶液をロールコーターによって塗布した後に、
熱風乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施し、実
施例４４〜５８および比較例９〜１６の皮膜を形成し
た。その際の加熱温度を表６に併記した。この際の化成
処理皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、またはロー
ルコーターなどの塗布条件によって変えることができ
る。
【００５４】次いで、これら各サンプルに対し第１実施
例と同様、耐食性、耐傷付き性を評価した。また、カッ
ト部の耐食性を評価するために、化成処理後のサンプル
表面にカッターナイフで地鉄に達する傷をつけ、塩水噴
霧試験２４時間後の白錆発生程度を調べた、その結果も
表６に併記する。
例と同様、耐食性、耐傷付き性を評価した。また、カッ
ト部の耐食性を評価するために、化成処理後のサンプル
表面にカッターナイフで地鉄に達する傷をつけ、塩水噴
霧試験２４時間後の白錆発生程度を調べた、その結果も
表６に併記する。
【００５５】なお、カット部の耐食性は、以下の基準で
評価した。
評価した。
【００５６】 カット部の錆発生状況 評価 ・白錆発生なし ◎ ・カット部の一部に白錆発生 ○ ・カット部の一部に白錆発生し △ 白錆が流れ始める ・カット部の一部に白錆発生し × 白錆が多量に流れる
【表５】
【００５７】
【表６】
【００５８】表６に示すように、本発明の範囲内である
実施例４４〜５８はいずれも良好な耐白錆性およびカッ
ト部の耐食性ならびに良好な耐傷付き性を示したのに対
し、比較例９〜１６はいずれも耐白錆性、カット部の耐
食性、耐傷付き性が悪いことが確認された。
実施例４４〜５８はいずれも良好な耐白錆性およびカッ
ト部の耐食性ならびに良好な耐傷付き性を示したのに対
し、比較例９〜１６はいずれも耐白錆性、カット部の耐
食性、耐傷付き性が悪いことが確認された。
【００５９】（第４実施例）板厚０．７ｍｍの付着量片
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表７に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂、リ
ン酸化合物を表８に示す組成で溶解させたメチルセロソ
ルブ溶液をロールコーターによって塗布した後に、熱風
乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施し、実施例
５９〜７３および比較例１７〜２２の皮膜を形成した。
その際の加熱温度を表８に併記した。この際の化成処理
皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、またはロールコ
ーターなどの塗布条件によって変えることができる。
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表７に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂、リ
ン酸化合物を表８に示す組成で溶解させたメチルセロソ
ルブ溶液をロールコーターによって塗布した後に、熱風
乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施し、実施例
５９〜７３および比較例１７〜２２の皮膜を形成した。
その際の加熱温度を表８に併記した。この際の化成処理
皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、またはロールコ
ーターなどの塗布条件によって変えることができる。
【００６０】これらサンプルについて、第１実施例と同
様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施し、
４８時間、７２時間後の白錆発生面積率を調べ、これに
より耐白錆性を評価した。またさらに、各サンプルに対
し、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。その結
果を表８に示す。なお、評価基準は第１実施例と同様と
した。
様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施し、
４８時間、７２時間後の白錆発生面積率を調べ、これに
より耐白錆性を評価した。またさらに、各サンプルに対
し、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。その結
果を表８に示す。なお、評価基準は第１実施例と同様と
した。
【００６１】
【表７】
【００６２】
【表８】
【００６３】表８に示すように、本発明の範囲内である
実施例５９〜７３はいずれも良好な耐白錆性および耐傷
付き性を示した。これに対して比較例のうちリン酸化合
物が適正範囲外である比較例１７〜１９は耐白錆性が悪
く、また樹脂が適正範囲外である比較例２０〜２２は耐
傷付き性が悪いことが確認された。
実施例５９〜７３はいずれも良好な耐白錆性および耐傷
付き性を示した。これに対して比較例のうちリン酸化合
物が適正範囲外である比較例１７〜１９は耐白錆性が悪
く、また樹脂が適正範囲外である比較例２０〜２２は耐
傷付き性が悪いことが確認された。
【００６４】（第５実施例）板厚０．７ｍｍの付着量片
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表９に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂、３
価クロム化合物を表１０に示す組成で溶解させたメチル
セロソルブ溶液をロールコーターによって塗布した後
に、熱風乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施
し、実施例７４〜８７および比較例２３〜２８の皮膜を
形成した。その際の加熱温度を表１０に併記した。この
際の化成処理皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、ま
たはロールコーターなどの塗布条件によって変えること
ができる。
面あたり２０ｇ／ｍ2 の電気亜鉛めっき鋼板を用意し、
表９に示すケイ酸エステル、アルミニウム塩、樹脂、３
価クロム化合物を表１０に示す組成で溶解させたメチル
セロソルブ溶液をロールコーターによって塗布した後
に、熱風乾燥炉により加熱温度を変えて加熱処理を施
し、実施例７４〜８７および比較例２３〜２８の皮膜を
形成した。その際の加熱温度を表１０に併記した。この
際の化成処理皮膜付着量は、処理液中の固形成分量、ま
たはロールコーターなどの塗布条件によって変えること
ができる。
【００６５】これらサンプルについて、第１実施例と同
様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施し、
４８時間、７２時間後の白錆発生面積率を調べ、これに
より耐白錆性を評価した。またさらに、各サンプルに対
し、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。その結
果を表１０に示す。なお、評価基準は第１実施例と同様
とした。
様、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を実施し、
４８時間、７２時間後の白錆発生面積率を調べ、これに
より耐白錆性を評価した。またさらに、各サンプルに対
し、第１実施例と同様に耐傷付き性を評価した。その結
果を表１０に示す。なお、評価基準は第１実施例と同様
とした。
【００６６】
【表９】
【００６７】
【表１０】
【００６８】表１０に示すように、本発明の範囲内であ
る実施例７４〜８７はいずれも良好な耐白錆性および耐
傷付き性を示した。これに対して比較例のうち３価クロ
ム化合物が適正範囲外である比較例２３〜２５は耐白錆
性が悪く、また樹脂が適正範囲外である比較例２６〜２
８は耐傷付き性が悪いことが確認された。
る実施例７４〜８７はいずれも良好な耐白錆性および耐
傷付き性を示した。これに対して比較例のうち３価クロ
ム化合物が適正範囲外である比較例２３〜２５は耐白錆
性が悪く、また樹脂が適正範囲外である比較例２６〜２
８は耐傷付き性が悪いことが確認された。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ケイ酸エステル、アルミニウムの無機塩、樹脂を一定範
囲内で含有した溶液を鋼板に塗布し、その後加熱乾燥す
る工程により化成処理皮膜を形成するので、製造工程上
および使用過程において安全で無害かつ衛生的であり、
またこのようにして形成された化成処理皮膜は皮膜健全
部における白錆抑制能力および耐傷付き性に優れる。し
たがって、本発明は工業上極めて有用である。
ケイ酸エステル、アルミニウムの無機塩、樹脂を一定範
囲内で含有した溶液を鋼板に塗布し、その後加熱乾燥す
る工程により化成処理皮膜を形成するので、製造工程上
および使用過程において安全で無害かつ衛生的であり、
またこのようにして形成された化成処理皮膜は皮膜健全
部における白錆抑制能力および耐傷付き性に優れる。し
たがって、本発明は工業上極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−118989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−177377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−102934（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−35682（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 B05D 7/14
Claims (6)
- 【請求項１】 ケイ酸エステルとアルミニウム無機塩と
をＡｌ／（Ａｌ＋Ｓｉ）モル比として０．０１５以上
０．７５以下とし、さらに樹脂をその固形分の量がアル
ミニウム無機塩中のＡｌ量とケイ酸エステル中のＳｉ量
の合計量に対し重量比で０．１以上２０以下になるよう
に混合した溶液を、鋼板上に塗布した後、加熱乾燥し、
付着量が（Ａｌ＋Ｓｉ）金属換算で５０ｍｇ／ｍ2 以上
の皮膜を形成することを特徴とする耐白錆性と耐傷付き
性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 アルミニウム無機塩として硝酸アルミニ
ウムを用いることを特徴とする請求項１に記載の耐白錆
性と耐傷付きつき性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方
法。 - 【請求項３】 加熱乾燥温度を２００℃未満とすること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐白錆性
と耐傷付きつき性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方
法。 - 【請求項４】 前記溶液が、ニッケル、コバルト、マグ
ネシウムの無機塩の１種または２種以上をＡｌに対する
モル比で０．０１以上、Ａｌと同モル数以下含有するこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項
に記載の耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼
板の製造方法。 - 【請求項５】 前記溶液が、リン酸またはリン酸化合物
を、リン酸のモル数として、アルミニウムとケイ酸エス
テルの合計モル数に対し、５％から２００％の範囲にな
るように含有することを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれか１項に記載の耐白錆性と耐傷付き性に優
れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項６】 前記溶液が、３価クロム化合物をクロム
金属モル数として、アルミニウムとケイ酸エステルの合
計モル数に対し、０．１倍から３倍の範囲になるように
含有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１項に記載の耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛
系めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11334496A JP3156586B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11334496A JP3156586B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296279A JPH09296279A (ja) | 1997-11-18 |
| JP3156586B2 true JP3156586B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=14609874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11334496A Expired - Fee Related JP3156586B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐白錆性と耐傷付き性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156586B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10223022A1 (de) * | 2002-05-22 | 2003-12-11 | Christoph Schulz | Konversionsschicht für aus Zink oder aus zinkhaltigen Legierungen bestehende Untergründe |
| JP5380846B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2014-01-08 | 日本軽金属株式会社 | 曲げ加工性に優れた塗装鋼材 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11334496A patent/JP3156586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09296279A (ja) | 1997-11-18 |
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