JPH01159382A - 化成処理鋼板 - Google Patents

化成処理鋼板

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JPH01159382A
JPH01159382A JP31529487A JP31529487A JPH01159382A JP H01159382 A JPH01159382 A JP H01159382A JP 31529487 A JP31529487 A JP 31529487A JP 31529487 A JP31529487 A JP 31529487A JP H01159382 A JPH01159382 A JP H01159382A
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仲沢 眞人
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米野 実
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 亜鉛めっき、または亜鉛系合金めっき鋼板上にクロメー
ト皮膜を生成させた表面処理鋼板に関するものである。
(従来の技術) 従来亜鉛めっき鋼板のクロメート処理としてクロムを主
成分として、Si、P、  有機樹脂を含む被膜を生成
させることは既知である。
例えば、Siとしてシリカを添加したものとして特公昭
61−58552.特公昭61−1508゜特開昭60
−130’/9.特公昭61−54880などがめる。
またPとしてりん酸を添加したものとして、特公昭53
−41621、またSiとPの双方を添加したものとし
て特公昭60−18751がある。これらは従来のCr
のみのクロメート皮膜の耐食性を更に向上させる他塗料
との密着性を付与することを目的としたものである。
(発明の解決しようとする問題点) 一方、近年家電製品、事務機器などに用いられる鋼板は
、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板を塗装せずに、また
は塗装して使用される。すなわち鋼板に必要な特性は無
塗装での耐食性や外観(色調、色むら)、製品製作中お
よび使用中に於いて指紋の着きにくいこと、更に塗装し
た時の塗料の密着性等々である。
古くからクロム酸処理によるクロメート皮膜は、単に耐
食性を付与するものであったが、上記の種々の特性が要
求されるに及んで、Si、P、金属イオンが処理液に添
加されるようになり、更に耐指紋性の向上のためには、
特開昭61−207579゜特開昭59−140050
などに示されるように、有機樹脂が添加されるようにな
った。
しかしながら、いずれも、要求される全ての性能を完全
に満たすことは出来ず、いくつかの性能のバランスをと
ることで対応しているに過ぎない。
本発明は上記の点に鑑み、亜鉛めっきおよび亜鉛系合金
めつき鋼板上のクロメート皮膜の耐食性、塗料密着性、
耐指紋性、色むらの全てを向上させたクロメート皮膜構
造を有する化成処理鋼板を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的は下記に示す構成の皮膜を、亜鉛または亜鉛系
合金めっき鋼板上に形成させることによって有利に成就
できる。すなわち亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板をC
rおよびPを含む第一層形成処理液で処理してcr/p
==o、 l 〜l O、Cr+P≧5〜/rr? の
第−層を形成させた後、PおよびSii含む第二層形成
処理液にて処理し、P / S i = 0.1〜10
、P+Si≧0.5 Ln97rd  の第二層を有す
ることを特徴とする化成処理鋼板である。
またさらに、必要に応じて第一層形成処理液中および第
−層成膜中に81または有機樹脂を含有させることを特
徴とするものである。
(作用) 本発明において、発明者らは上記の諸性能が皮膜構成成
分によって如何なる影響を受けるかに関する詳細な検討
を行った。その結果Orは耐食性に有効だが色むらの原
因になり易く、外観を損う。
また塗料密着性、耐指紋性に不利である。81は特に塗
料−次密着性に有効だが、塗料二次密着性および耐指紋
性に不利、またPは耐食性と耐指紋性に有利だが塗料−
次密着性に不利であることが判明した。
塗料−次密着性とは、塗料を塗布した直後の鋼板表面と
、塗料との密着性を意味し、塗膜にナイフでIWrIR
のゴバン目100ケ(IOXIO)の切込みを入れ、接
着テープで剥離したときの剥離したゴバン目の数で評価
したものである。(ゴバン目テープ法)塗料二次密着性
とは、塗装した鋼板をある環境下で経時させた後の塗料
密着性を示し、本発明では、100%の湿気槽内に1週
間保持した後、ゴバン目テープ法にて評価したものであ
る。
ここで諸性能の内容をよく考えてみると、耐食性、色む
らなどはクロメート皮膜全体の性能であるのに対し、塗
料密着性や耐指紋性は、皮膜の最表層部分が示す性能で
あると考えられる。
つまり、最表層は塗料密着性と耐指紋性に有利な構成と
し、内層は耐食性にすぐれた構成にすれば塗料密着性、
耐指紋性、耐食性の全てを充たすことが可能となるはず
である。また色むらの原因となり易いCr成分を内層の
みに止めることにより、つまり最外層から除くことによ
り外観上の問題を解決できることになる。
本発明はこのような考え方に基き最外層(第二層)をP
と81のみの構成とし、内層(第−層)は耐食性に有効
なCrを含有する構成とすることにより従来のクロメー
ト皮膜の有していた問題点を全て解決したものである。
第−層(内層)は耐食性を保持するだめの層であるから
、 Crの存在は必須であり、更に耐食性に有効なPの
同時存在が望ましい。Cr/Pが01未満となると耐食
性が低下する。Cr/Pが10を超えると、耐食性がわ
ずかに低下する他、第二層(外層)の存在にも拘らず色
むらが発生し易くなり外観を損う。Cr+Pは5m9/
n?未満では耐食性が不足するのでIシ背以上必要であ
る。第一層形成処理液にS1を添加することも可能であ
るが、この場合も上記と同様の理由によりcr、/(p
+si)は0.1〜10Cr+P+Siは5m9/rr
?以上が必要である。また第一層形成処理液に水溶性ま
だは水分散性有機樹脂を添加することは、耐食性を更に
向上させる効果がある。
第二層(外層)は塗料−次密着性、塗料二次密着性、耐
指紋性を向上させ、更に第−層の色むら、色調を均一化
、無色化することを目的とする層である。塗料−次密着
性に有効なSiは、指紋も付着し易く耐指紋性は不良で
ある。更に吸湿後は、その表面に水分子の吸着が起り易
いと推定され、塗料二次密着性も不良となる。従って第
二層は、PおよびSiの混合層とすることによって塗料
−次密着性、塗料二次密着性、耐指紋性の全てを良好に
することが可能でめる。PおよびSiの適切な混合範囲
は、P/5i=O,1〜10の範囲である。p/s t
が0.1未満では塗料二次密着性、耐指紋性が不良とな
り、またP / S iが10を超えると塗料−次密着
性が悪くなる。p+siは耐指紋性を確保するために、
0.5JIQ/n? 以上必要である。o、 5In9
/rr?未満だと第二層としての効果が減少し、耐指紋
性が不良となる。
この第二層に有機樹脂を含有すること、第二層の上に更
に有機樹脂を塗布することも用途によっては有効となる
Crは前記特許にも記述されるように、無水クロム酸、
クロム酸塩、重クロム酸塩を水に溶解することで容易に
第一層形成処理液に含有させ、従って第−層成膜中に含
有させることが可能である。
この際、Crを3価に還元するために還元剤を添加し、
第−層成膜中の6価Crに対する3価Crの割合を増大
することも何ら支障はない。
Si  はシリカ粉、コロイダルシリカ、シランカップ
リング剤、各種ケイ酸塩を水に溶解または分散させるこ
とにより、またPはりん酸、ポリリン酸、りん酸塩を水
に添加することにより容易に第二層形成処理液の作成が
可能である。鋼板上への皮膜形成は浸漬−ロール絞り一
加熱乾燥、ロールコーティング、スプレーコーティング
など通常の塗布クロメートの全ゆる皮膜形成方法が適用
できる。但し第一層皮膜形成後、第二層皮膜形成までの
間に第一層皮膜を乾燥することがより望ましい。
本発明の化成処理は最表層が亜鉛または亜鉛系合金めっ
きである全ての鋼板に摘要できる。亜鉛めっきとは電気
亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、真空蒸着による亜鉛めっ
きなど全てを含む。亜鉛系合金めっきとは、亜鉛−ニッ
ケル、亜鉛−鉄、亜鉛−アルミなど亜鉛と他の金属1種
以上を含む全ゆる合金めつき、および、ケイ素、チタン
、アルミ、クロムなどの金属酸化物をめっき層中に分散
させたもの全てを含むものである。複数層のめつき層を
有する場合も最上層が上記亜鉛を含有するめつき層であ
れば適用が可能である。また、片面めっき、樹脂を間に
有する複合鋼板などへも同様に適用が可能である。
(実施例1) 電気亜鉛めっき鋼叡(亜鉛付着量20 y/l )を(
7)無水クロム酸12/l、りん酸1.5y/l(イ)
無水クロム酸21/l、りん(H3y/l(つ)無水ク
ロム酸2oy/l、  りん酸309/lに)無水クロ
ム酸40 f / l 、 りん酸60 ? / L(
3)無水クロム酸60 ? / L 、りん酸90 y
 / Lの5種類の水溶液に浸漬、ロール絞りの後、1
20℃炉内で3分間乾燥させて後、りん酸151 / 
L、コロイダルシリカ22/lを含む溶液に再度浸漬、
引き上げ後120°C炉内で2分間の乾燥を行った。こ
れらの材料の各層の皮膜組成と塩水噴霧試験の結果を第
1表に示す。
皮膜組成分析は20チ塩酸で皮膜を溶解し、原子吸光法
にて定量した。第1表に示した実験結果より、耐食性を
保持するためには第一層中にCr+Pが5 m9/d以
上必要であるこ々がわかる。
(実施例2) 電気亜鉛めっき鋼板(亜鉛付着量20 y / L )
を(効無水クロム酸2り/l、りん酸65y/l(−’
d無水クロム酸4 y / t、りん酸609 / L
(イ)無水クロム酸B’l/l、りん酸5at/lLつ
)実施例1の(つ)と同じ(至)無水クロム酸v、5y
/l、りん酸159/l(コ)無水クロム酸409/l
、りん酸79/l、(2)無水クロム酸50 t / 
L 、りん酸52/lの種類の水溶液にて処理し、実施
例1と同じ条件で乾燥、第二層処理を行った。
これらの材料の各層の皮膜組成と、塩水噴霧試験の結果
を第2表に示す。この結果より、耐食性を保持するため
には第一層中のCr / pの値が0.1以上、10以
下の範囲であることが必要であることがわかる。
(実施例3) 電気亜鉛めっき鋼板(亜鉛付着i 20 y / L 
)を実施例1(つ)に示す第一層形成処理液にて処理、
乾燥後、第二層形成処理液として(ロ)シん酸0.22
/1.  コロイダルシリカ3.ot/l(Aりん酸0
.32/l、コロイダルシリカ3.oy/l(→りん酸
0.5f/l、コロイダルシリカ2.6f/z(つ)シ
ん酸1.0 f / L、コロイダルシリカ2. Oy
 / t(1)りん酸1.8り/1.コロイダルシリカ
1.5f/l(Aりん酸3.ot/l、コロイダルシリ
カ0.49 / t(至)りん酸3.Of / t、コ
ロイダルシリカ0.3 y/Lを用いて処理、乾燥させ
て第二ノーを形成させた。
塗料密着性、耐指紋性評価結果を第3表に示す。
この結果より塗料−次密着性、塗料二次密着性、耐指紋
性のすべてを良好にするためには、第二層中のP/81
の値が0.1以上10以下の範囲であることが必要であ
ることがわかる。
(実施例4) 電気亜鉛めっき鋼板(亜鉛付着量20 y/rr? )
を実施例1に示す第一層形成処理液にて処理、乾燥後、
第二層形成処理液として(ン)りん酸o、 1s y/
1.、コロイダルシリカo、3f/L(ト)りん酸0.
3 f / L。
コロイダルシリカo、ay/z(つ)りん酸19/L、
コロイダルシリカ29/l(ト)りん酸2.5y/l、
コロイダルシリカ5y/を因りん酸10f/l。
コロイダルシリカ209/li用いて処理、乾燥させて
第二層を形成させた。耐指紋性評価結果を第4表に示す
。この結果から、耐指紋性を確保するためには第2層と
してSi+Pが0.5 Lu9/rrt′以上必要であ
ることがわかる。
(実施例5) 電気亜鉛めっき鋼板(亜鉛付着量20 f/rr?) 
 を(ロ)無水クロム酸1t/l、9んflit、1f
/l、コロイダルシリカ1り/lCヌ)無水クロム酸2
 y7t。
りん酸2 f/l、コロイダルシリカ1.8y/lに)
無水クロム酸2oy/l、シん酸20 y / L、コ
ロイダルシリカ18F、’t(z)無水クロム酸2 f
/l、りん酸55f/L、コロイダルシリカlof/L
(ハ)無水クロム酸4り/l、9ん酸53 y / t
、コロイダルシリカ1of/l(ヒ)無水クロム酸20
2/l、りん酸10 y / L、コロイダルシリカ3
01/l(j)無水クロム酸+oy7t、りん酸39/
l、コロイダルシリカ57/l(へ)無水クロム酸50
77t、υん11!2 y / L 、コロイダルシリ
カ52/lの第−層処理液にて処理、乾燥後、実施例1
と同様の第二層処理を行い、耐食性、塗料−次密着性、
塗料二次密着性、耐指紋性をしらべた結果を第5表に示
す。
この結果より、第一層中に81を含む場合には、耐食性
を保持するためにCr + P + Siが5呼/W?
以上必要であり、かつCr/P十Siの値が0.1以上
10以下の範囲であることが必要であることがわかる。
第1表 間貸ない白錆発生面積で評価 5:5%以内   4:10〜5% 3:20〜lO%
2:50〜20% 1:50%以上 (発明の効果) 本発明は、耐食性を目的とする第−層と、塗料密着性お
よび耐指紋性を目的とする第二層とに機能分分離、分担
させ第二層(上層)にはCrを含まないことにより、塗
料密着性と耐指紋性とを向上させたものである。従って
第−層と第二層を総合することにより、耐食性、塗料密
着性、耐指紋性の全てにすぐれた性能を有する化成処理
鋼板を提供する。
代理人 弁理士  吉 島   寧 手続補正書 昭和63年5月1q日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)亜鉛または亜鉛系合金めつき鋼板を、Crおよび
    Pを含む第一層形成処理液で処理してCr/P=0.1
    〜10、Cr+P≧5mg/m^2の第一層皮膜を形成
    させた後、PおよびSiを含む第二層形成処理液にて処
    理し、P/Si=0.1〜10、P+Si≧0.5mg
    /m^2の第二層皮膜を有することを特徴とする化成処
    理鋼板。
  2. (2)亜鉛または亜鉛系合金めつき鋼板をCr、Pおよ
    びSiを含む第一層形成処理液で処理してCr/(P+
    Si)=0.1〜10、Cr+P+Si≧5mg/m^
    2の第一層皮膜を形成させた後、PおよびSiを含む第
    二層形成処理液にて処理し、P/Si=0.1〜10、
    P+Si≧0.5mg/m^2の第二層皮膜を有するこ
    とを特徴とする化成処理鋼板。
  3. (3)第一層形成処理液中および第一層皮膜中に水溶性
    または水分散性有機樹脂を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項または第2項記載の化成処理鋼板。
JP31529487A 1987-12-15 1987-12-15 化成処理鋼板 Granted JPH01159382A (ja)

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