JPH02163385A - 塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 - Google Patents
塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板とその製造方法Info
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- JPH02163385A JPH02163385A JP31862188A JP31862188A JPH02163385A JP H02163385 A JPH02163385 A JP H02163385A JP 31862188 A JP31862188 A JP 31862188A JP 31862188 A JP31862188 A JP 31862188A JP H02163385 A JPH02163385 A JP H02163385A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/24—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds
- C23C22/33—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing hexavalent chromium compounds containing also phosphates
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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。
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)
本発明は外観が均一で耐食性および上塗塗料密着性(以
下塗料密着性)に優れたクロメート処理亜鉛もしくは亜
鉛合金めっき鋼板とその製造方法に関するものである。
下塗料密着性)に優れたクロメート処理亜鉛もしくは亜
鉛合金めっき鋼板とその製造方法に関するものである。
(従来技術と課題)
近年、無処理の鋼板を加工後めっきもしくは塗装して用
いていた部品を耐食性の良好なりロメート処理亜鉛系め
っき鋼板に替えることによってコストの低下および高品
質化することが盛んに行なわれている。従って、対象と
なるクロメート処理めっき鋼板は従来のクロメート処理
めっき鋼板に比較して遥かに高度な品質、例えば 1)
高級感の外114 2)加工後までも含めた高度の耐食
性 3)優れた表面特性(指紋が目立たない、傷が付き
にくい)4)難Cr溶解性 5)接合性(溶接、半田、
接着)6)優れた塗料密着性が要求される。特に塗料密
着性はシルク印刷と呼ばれる高精度の意匠塗装が含まれ
るため具備しなければならない重要な特性である。
いていた部品を耐食性の良好なりロメート処理亜鉛系め
っき鋼板に替えることによってコストの低下および高品
質化することが盛んに行なわれている。従って、対象と
なるクロメート処理めっき鋼板は従来のクロメート処理
めっき鋼板に比較して遥かに高度な品質、例えば 1)
高級感の外114 2)加工後までも含めた高度の耐食
性 3)優れた表面特性(指紋が目立たない、傷が付き
にくい)4)難Cr溶解性 5)接合性(溶接、半田、
接着)6)優れた塗料密着性が要求される。特に塗料密
着性はシルク印刷と呼ばれる高精度の意匠塗装が含まれ
るため具備しなければならない重要な特性である。
発明者等はこの目的のため還元クロム酸、シリカゾル、
りん酸を主成分とする無水洗タイプの塗布型クロメート
液を開発した(公開特許公報昭63−171685号)
、従来技術には無水クロム酸、シリカゾル、ピロりん酸
を用いる公告特許公報昭60−18751号や、目的が
異なるが三価クロムの多いクロム化合物とシリカ、りん
酸、フッ化物およびアクリル酸ポリマーから成る公開特
許公報昭61−136685号が公開されている。しか
し残念ながら1発明者らの物も含め本発明の目的を満足
したものではない。クロム酸とシリカゾルのクロメート
液にりん酸化合物を添加することによって耐食性に優れ
た無色の外観が得られる。しかし、塗料密着性が著しく
劣化する。公開特許公報昭61−136685号は、ク
ロム酸の成分の三価クロムが多く六価クロムが極端に少
ない塗膜に近い親水性被膜を得る方法である。
りん酸を主成分とする無水洗タイプの塗布型クロメート
液を開発した(公開特許公報昭63−171685号)
、従来技術には無水クロム酸、シリカゾル、ピロりん酸
を用いる公告特許公報昭60−18751号や、目的が
異なるが三価クロムの多いクロム化合物とシリカ、りん
酸、フッ化物およびアクリル酸ポリマーから成る公開特
許公報昭61−136685号が公開されている。しか
し残念ながら1発明者らの物も含め本発明の目的を満足
したものではない。クロム酸とシリカゾルのクロメート
液にりん酸化合物を添加することによって耐食性に優れ
た無色の外観が得られる。しかし、塗料密着性が著しく
劣化する。公開特許公報昭61−136685号は、ク
ロム酸の成分の三価クロムが多く六価クロムが極端に少
ない塗膜に近い親水性被膜を得る方法である。
また、フッ素化合物を含むこの成分系は浴の安定性が短
くゲル化や沈殿が生じやすい問題があり。
くゲル化や沈殿が生じやすい問題があり。
長期間の浴寿命が必要な製鉄メーカーの高速製造ライン
には使用できない1本発明は従来実施されていたユーザ
ー工程における塗装、めっきを省略出来る高性能のクロ
メート処理亜鉛めっき鋼板とその製造方法を提供するも
のである。
には使用できない1本発明は従来実施されていたユーザ
ー工程における塗装、めっきを省略出来る高性能のクロ
メート処理亜鉛めっき鋼板とその製造方法を提供するも
のである。
(課題を解決するための手段)
本発明は高度の品質を備えたクロメート処理めっき鋼板
を提供するものであり、次に示す被膜構造を有するもの
である。
を提供するものであり、次に示す被膜構造を有するもの
である。
(1)亜鉛系めっき鋼板の表面にクロメート液を塗布し
乾燥することによって得られるクロメート被1摸が、■
不溶性Cr/可溶性Crの比が70/30〜9515で
Cr換算20〜60I1g/m2の付着量・■5102
/Cr(クロム酸換算)比が172〜2/1のアモルフ
ァスシリカ [3]H3PO4/Cr(クロム酸換算)
比が1/2〜2/1のりん酸化合物■ポリアクリル酸/
SiO2比が0.1〜1.0のポリアクリル酸を主成分
として構成され、且つ。
乾燥することによって得られるクロメート被1摸が、■
不溶性Cr/可溶性Crの比が70/30〜9515で
Cr換算20〜60I1g/m2の付着量・■5102
/Cr(クロム酸換算)比が172〜2/1のアモルフ
ァスシリカ [3]H3PO4/Cr(クロム酸換算)
比が1/2〜2/1のりん酸化合物■ポリアクリル酸/
SiO2比が0.1〜1.0のポリアクリル酸を主成分
として構成され、且つ。
クロメート被膜の最表面層のC/ S i原子%比が8
〜40であることを特徴とする塗料密着性に優れた耐食
性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板0本発明が対象とす
る亜鉛系めっき鋼板は電気および溶融亜鉛めっき、電気
゛および溶融亜鉛合金めっき鋼板、合金は例えば鉄凡金
属と亜鉛、アルミと亜鉛の合金、また、複層亜鉛系めっ
き鋼板、溶射めつきも本発明に含まれる。
〜40であることを特徴とする塗料密着性に優れた耐食
性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板0本発明が対象とす
る亜鉛系めっき鋼板は電気および溶融亜鉛めっき、電気
゛および溶融亜鉛合金めっき鋼板、合金は例えば鉄凡金
属と亜鉛、アルミと亜鉛の合金、また、複層亜鉛系めっ
き鋼板、溶射めつきも本発明に含まれる。
上記クロメート処理亜鉛系めっき鋼板は以下に示す方法
によって得ることが出来る。
によって得ることが出来る。
(2)予めCr’ ”/ Cr’+比が4/6〜6/4
に還元されたクロム酸をCrO3換算で5〜30 gI
Q、全クロム酸をCrO3としてシリカゾルをSin、
/Cry、比が1/2〜2/1、H) P O4/ C
r (クロム酸換算)比が1/2〜2/1の正りん酸
1分子量が5万〜25万のポリアクリル酸をポリアクリ
ル酸/SiO2比が0.1〜1.0の水溶液を亜鉛系め
っき鋼板の表面にCr換算で20〜60mg/n?塗布
したのち到達板温40〜100℃に乾燥することを特徴
とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系
めっき鋼板の製造方法(3)シリカゾルが粒径2〜50
nmの球形もしくは凝集したSiO2である第2項記載
の塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっ
き鋼板の製造方法 (4)予めCr’ ”/ Cr’+比が4/6〜6/4
に還元されたクロム酸をCrO3換算で5〜30gIQ
、全クロム酸をCrO3としてシリカゾルをSin、/
Cr 03比が1/2〜2/1、H,PO4/Cr(ク
ロム酸換W)比が1/2〜2/1 の正りん酸、分子層
が5万〜25万のポリアクリル酸をポリアクリ/L[!
/5iOz比が0.1〜1.0pH=1〜3(7)水m
液を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布しCr換算で20〜
60mg/+d にガスナイフで付着量制御したのち1
0秒以内に到達板温40〜100℃に乾燥することを特
徴とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛
系めっき鋼板の製造方法。
に還元されたクロム酸をCrO3換算で5〜30 gI
Q、全クロム酸をCrO3としてシリカゾルをSin、
/Cry、比が1/2〜2/1、H) P O4/ C
r (クロム酸換算)比が1/2〜2/1の正りん酸
1分子量が5万〜25万のポリアクリル酸をポリアクリ
ル酸/SiO2比が0.1〜1.0の水溶液を亜鉛系め
っき鋼板の表面にCr換算で20〜60mg/n?塗布
したのち到達板温40〜100℃に乾燥することを特徴
とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系
めっき鋼板の製造方法(3)シリカゾルが粒径2〜50
nmの球形もしくは凝集したSiO2である第2項記載
の塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっ
き鋼板の製造方法 (4)予めCr’ ”/ Cr’+比が4/6〜6/4
に還元されたクロム酸をCrO3換算で5〜30gIQ
、全クロム酸をCrO3としてシリカゾルをSin、/
Cr 03比が1/2〜2/1、H,PO4/Cr(ク
ロム酸換W)比が1/2〜2/1 の正りん酸、分子層
が5万〜25万のポリアクリル酸をポリアクリ/L[!
/5iOz比が0.1〜1.0pH=1〜3(7)水m
液を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布しCr換算で20〜
60mg/+d にガスナイフで付着量制御したのち1
0秒以内に到達板温40〜100℃に乾燥することを特
徴とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛
系めっき鋼板の製造方法。
(作用)
本発明のクロメート被膜の作用機構について詳しく述べ
る。
る。
不溶性Cr (Ins、Cr)および可溶性Cr(So
l、Cr)は得られたクロメート処理被膜付きめっき鋼
板を沸騰水中で30分浸漬して溶解したCrを可溶性C
r、溶解しなかったCrを塩酸で全て溶解し測定し不溶
性Crとして本発明では定義する。また、クロメート被
膜の成分分析は化学分析結果から検量線を作成し、それ
に基ずき蛍光エックス線分析した。不溶性Cr/可溶性
Crの比は、すべての品質に対して影響する重要なファ
クターであり30/70〜9515が本発明の範囲であ
る。30/70未満では被膜中のクロムが溶解しやすく
また、十分な塗料密着性能が得られない。9515超で
は本発明のような薄い被膜においては耐食性に必要な六
価Crが不足するための耐食性が不十分である。本発明
の範囲内で性能バランスのとれたクロメート被膜が得ら
れるが、もっとも好ましい範囲は80/20〜90/1
0である。クロメートの付着量はCr換算で20〜6Q
+og/mが本発明の範囲である。2Qmg/m未満で
は、耐食性、耐指紋性が不十分であり60n+g/rr
1″超になると溶接性や塗料密着性が低下し、外観むら
がでやすくなる。
l、Cr)は得られたクロメート処理被膜付きめっき鋼
板を沸騰水中で30分浸漬して溶解したCrを可溶性C
r、溶解しなかったCrを塩酸で全て溶解し測定し不溶
性Crとして本発明では定義する。また、クロメート被
膜の成分分析は化学分析結果から検量線を作成し、それ
に基ずき蛍光エックス線分析した。不溶性Cr/可溶性
Crの比は、すべての品質に対して影響する重要なファ
クターであり30/70〜9515が本発明の範囲であ
る。30/70未満では被膜中のクロムが溶解しやすく
また、十分な塗料密着性能が得られない。9515超で
は本発明のような薄い被膜においては耐食性に必要な六
価Crが不足するための耐食性が不十分である。本発明
の範囲内で性能バランスのとれたクロメート被膜が得ら
れるが、もっとも好ましい範囲は80/20〜90/1
0である。クロメートの付着量はCr換算で20〜6Q
+og/mが本発明の範囲である。2Qmg/m未満で
は、耐食性、耐指紋性が不十分であり60n+g/rr
1″超になると溶接性や塗料密着性が低下し、外観むら
がでやすくなる。
本発明の範囲の付着量で耐食性、塗料密着性などの性能
に優れたクロメート被膜が得られる。最も好ましい範囲
としては40〜50mg/mである。
に優れたクロメート被膜が得られる。最も好ましい範囲
としては40〜50mg/mである。
シリカは全クロムをクロム酸換算としてSiO□/Cr
y、比で1/2〜2/lが本発明の範囲である。シリカ
はアモルファスであり、クロメート被膜の均一性、耐食
性、耐指紋性を確保するためには必要である。クロメー
ト液中のシリカ(ゾル)は負に帯′、aした微粒子であ
り、めっき表面での液の濡れ性を良くすると共にイオン
やポリマーを吸着し乾燥脱水によってシリカ同志や他の
成分と結合したクロメート被膜を構成する主要成分であ
る。被膜中のシリカは光を散乱させるため、むらを軽減
し色調を均一化する。Sin、/Cry3比が1/2未
満でiまその性能が得られi<2/1超では溶接性や後
述するように塗料密着性かえられない。もっとも好まし
いSiO2/CrO,比は1/1前後である。
y、比で1/2〜2/lが本発明の範囲である。シリカ
はアモルファスであり、クロメート被膜の均一性、耐食
性、耐指紋性を確保するためには必要である。クロメー
ト液中のシリカ(ゾル)は負に帯′、aした微粒子であ
り、めっき表面での液の濡れ性を良くすると共にイオン
やポリマーを吸着し乾燥脱水によってシリカ同志や他の
成分と結合したクロメート被膜を構成する主要成分であ
る。被膜中のシリカは光を散乱させるため、むらを軽減
し色調を均一化する。Sin、/Cry3比が1/2未
満でiまその性能が得られi<2/1超では溶接性や後
述するように塗料密着性かえられない。もっとも好まし
いSiO2/CrO,比は1/1前後である。
本発明は正りん酸換算としてI+、po、/cr(Cr
○、換算)比1/2〜2/1の割合でりん験化合物を被
膜中に含む。りん酸添加によりめっき表面とクロメート
液の反応が促進され界面に難溶性のりん酸塩化合物を形
成するため欠陥の少ないクロメート被膜となる。その結
果、耐食性に優れたクロメート被膜が得られる。また、
りん酸はめっき金属との反応によってクロムの還元を進
ませむらの目立ち難い無色の色調のクロメートにする効
果がある。しかし、 H3P O4/ Cr(Cr O
3換算)比が1/2未満ではりん酸の改善効果を実用的
なレベルに出来ず、また、2/1超では塗料密着性の劣
化や水に対して溶解性の高い被膜となる。もっとも好ま
しいH,PO4/Cr (Cr03換算)比は171〜
1.5/1の範囲である。 クロム酸、シリカゾルおよ
びりん酸のみでは性能バランスの良いクロメート被膜が
得られない。特に塗¥−F密着性が不十分である。
○、換算)比1/2〜2/1の割合でりん験化合物を被
膜中に含む。りん酸添加によりめっき表面とクロメート
液の反応が促進され界面に難溶性のりん酸塩化合物を形
成するため欠陥の少ないクロメート被膜となる。その結
果、耐食性に優れたクロメート被膜が得られる。また、
りん酸はめっき金属との反応によってクロムの還元を進
ませむらの目立ち難い無色の色調のクロメートにする効
果がある。しかし、 H3P O4/ Cr(Cr O
3換算)比が1/2未満ではりん酸の改善効果を実用的
なレベルに出来ず、また、2/1超では塗料密着性の劣
化や水に対して溶解性の高い被膜となる。もっとも好ま
しいH,PO4/Cr (Cr03換算)比は171〜
1.5/1の範囲である。 クロム酸、シリカゾルおよ
びりん酸のみでは性能バランスの良いクロメート被膜が
得られない。特に塗¥−F密着性が不十分である。
本発明はこの問題を解決するためにポリアクリル酸を被
膜中に含んでいる。ポリアクリル酸は分子牛にカルボキ
シル基を豊富に含むので上塗塗膜と水素結合により優れ
た密着性が得られる。しかしながら、水溶性ポリマーの
弊害がなく十分な水素結合を得るためには分子量は5万
から25万のポリアクリル酸を適正濃度複合させたクロ
メート液でなければならない。ポリアクリルr11はシ
リカと吸着し水素結合に有効なカルボキシル基をクロメ
ートの塗料密着性に有効な最表面に確保するためにはポ
リアクリル酸/シリカ比を0.1〜1.0にする必要が
ある。ポリアクリル酸/シリカ比が0.1未満では塗料
密着性に有効なポリマー濃度を確保出来ない。1.0超
ではクロメート液の粘度がアップしガスナイフ等のコー
チング方法においてむらが発生しやすい。また、被膜自
体が水に対して膨潤しやすくなり耐食性が低下し色調も
有機膜の暗い感じの外観になり好ましくない。
膜中に含んでいる。ポリアクリル酸は分子牛にカルボキ
シル基を豊富に含むので上塗塗膜と水素結合により優れ
た密着性が得られる。しかしながら、水溶性ポリマーの
弊害がなく十分な水素結合を得るためには分子量は5万
から25万のポリアクリル酸を適正濃度複合させたクロ
メート液でなければならない。ポリアクリルr11はシ
リカと吸着し水素結合に有効なカルボキシル基をクロメ
ートの塗料密着性に有効な最表面に確保するためにはポ
リアクリル酸/シリカ比を0.1〜1.0にする必要が
ある。ポリアクリル酸/シリカ比が0.1未満では塗料
密着性に有効なポリマー濃度を確保出来ない。1.0超
ではクロメート液の粘度がアップしガスナイフ等のコー
チング方法においてむらが発生しやすい。また、被膜自
体が水に対して膨潤しやすくなり耐食性が低下し色調も
有機膜の暗い感じの外観になり好ましくない。
本発明においては上塗塗料と接触するクロメート被膜の
最表層の組成を規定する。表面の組成を現在最も正確に
測定出来るオージェ分光分析によってC/ S Lの原
子%比を8〜40に制御する。
最表層の組成を規定する。表面の組成を現在最も正確に
測定出来るオージェ分光分析によってC/ S Lの原
子%比を8〜40に制御する。
C/ S iの原子%比が8未満では塗料密着性が不十
分である。40超では耐食性が劣化する。もっとも好ま
しい比は20〜30であり耐食性を低下させることなく
塗料密着性に必要なカルボキシル基が確保出来る。第1
図に実施例1の処理方法で得た電気亜鉛めっき鋼板のオ
ージェ電子分光分析によるクロメート最表面のC/ S
i原子%比と塗料密着性の関係をしめした。縦軸はメ
ラミンアルキッド焼付塗料(125’C20分)25ミ
クロン塗装した鋼板をJIS −2−7777のエリク
セン試験器にて9+m+加工し接M剤付きテープにて剥
難した後目視評価(10点満点で実際には8点以上で良
好と評価されている。)したものである。ポリアクリル
酸を含まないもしくはC/ S iの原子%比が8未満
のものは5点以下であるのに対しC/ S iの原子%
比8以上の材料は良好な塗料密着性を示した。 以下製
造方法について詳しく述べる。
分である。40超では耐食性が劣化する。もっとも好ま
しい比は20〜30であり耐食性を低下させることなく
塗料密着性に必要なカルボキシル基が確保出来る。第1
図に実施例1の処理方法で得た電気亜鉛めっき鋼板のオ
ージェ電子分光分析によるクロメート最表面のC/ S
i原子%比と塗料密着性の関係をしめした。縦軸はメ
ラミンアルキッド焼付塗料(125’C20分)25ミ
クロン塗装した鋼板をJIS −2−7777のエリク
セン試験器にて9+m+加工し接M剤付きテープにて剥
難した後目視評価(10点満点で実際には8点以上で良
好と評価されている。)したものである。ポリアクリル
酸を含まないもしくはC/ S iの原子%比が8未満
のものは5点以下であるのに対しC/ S iの原子%
比8以上の材料は良好な塗料密着性を示した。 以下製
造方法について詳しく述べる。
本発明は、クロムM、シリカゾル、りん酸およびポリア
クリル酸を主成分とするクロメート液をもちいる。クロ
ム酸は予め還元剤でCr”/Cr”比を4/6〜6/4
に還元したクロム酸液(還元クロムa)を用いる。この
場合1分解不十分の還元剤を極力少なくするため酸性で
高いクロム酸濃度液に還元剤を添加し時間をかけて調整
する。りん酸とクロム酸の濃厚溶液を用いても良い。還
元剤はでんぷん、果糖、蔗糖等の多糖類、U酸、蟻酸等
の有機酸、フェノール類、過酸化水素、亜りん酸、次亜
りん酸等の無機化合物を使用することが出来るC r3
”/ CrG+比はクロメート被膜の溶解性に直接影響
する。また、外観色調や、耐食性。
クリル酸を主成分とするクロメート液をもちいる。クロ
ム酸は予め還元剤でCr”/Cr”比を4/6〜6/4
に還元したクロム酸液(還元クロムa)を用いる。この
場合1分解不十分の還元剤を極力少なくするため酸性で
高いクロム酸濃度液に還元剤を添加し時間をかけて調整
する。りん酸とクロム酸の濃厚溶液を用いても良い。還
元剤はでんぷん、果糖、蔗糖等の多糖類、U酸、蟻酸等
の有機酸、フェノール類、過酸化水素、亜りん酸、次亜
りん酸等の無機化合物を使用することが出来るC r3
”/ CrG+比はクロメート被膜の溶解性に直接影響
する。また、外観色調や、耐食性。
↑料密着性に影響を与える。4/6未満では可溶性クロ
ムが多く、塗料密着性も十分なものが得られにくい。6
/4超では耐食性特に加工後の耐食性が不十分である。
ムが多く、塗料密着性も十分なものが得られにくい。6
/4超では耐食性特に加工後の耐食性が不十分である。
クロム酸の濃度はクロム付着M20〜60mg/rrr
が均一に得られやすくかつ、性能バランスの良いクロメ
ート被膜を得るため無水クロム酸換算で5〜30 gI
Q 好ましくは10〜15g/Qで用いる。
が均一に得られやすくかつ、性能バランスの良いクロメ
ート被膜を得るため無水クロム酸換算で5〜30 gI
Q 好ましくは10〜15g/Qで用いる。
シリカゾルはクロム酸に対して1/2〜2/1もっとも
このましい範囲は 1/1±0.25添加する。水に均
一に分散したコロイダルシリカを使用する。シリカはア
モルファスで粒径は1〜50nffiの球状コロイドも
しくは線状、塊状に凝集したコロイドが好ましい。シリ
カはクロメ−1〜の均一性、耐食性、M指紋性を向上さ
せまた。適量では塗料密着性を向上させるが多すぎると
溶接性、塗料密着性が劣化する。りん酸は、クロム酸に
たいして1/2〜2/1.最も好ましい範囲はl/1〜
1.5/1 に調合する。りん酸の作用はめっき表面
を軽度にエツチングし濡れ性を向上させ色調を無色系統
にすることにより均一な外観を提供する。更にめっき表
面に可溶性のりん酸塩を形成し耐食性を飛躍的に改善さ
せる。しかしながら、りん酸の添加によって塗料密着性
が著しく劣化する。
このましい範囲は 1/1±0.25添加する。水に均
一に分散したコロイダルシリカを使用する。シリカはア
モルファスで粒径は1〜50nffiの球状コロイドも
しくは線状、塊状に凝集したコロイドが好ましい。シリ
カはクロメ−1〜の均一性、耐食性、M指紋性を向上さ
せまた。適量では塗料密着性を向上させるが多すぎると
溶接性、塗料密着性が劣化する。りん酸は、クロム酸に
たいして1/2〜2/1.最も好ましい範囲はl/1〜
1.5/1 に調合する。りん酸の作用はめっき表面
を軽度にエツチングし濡れ性を向上させ色調を無色系統
にすることにより均一な外観を提供する。更にめっき表
面に可溶性のりん酸塩を形成し耐食性を飛躍的に改善さ
せる。しかしながら、りん酸の添加によって塗料密着性
が著しく劣化する。
ポリアクリル酸は塗料密着性を改善するために添加する
。ポリアクリル酸はクロメート液中にシリカとの比が0
.1/1〜1/1好ましくは0.2/1−0.5/1の
範囲で加える。ポリアクリル酸の効果は重合度が極めて
重要であり1分子量が5万〜25万好ましくは10±2
万のポリマーを用いる。添加量および分子量をあげると
塗料密着性の改善効果が大きいが、反対に耐食性および
外観むらが発生しやすい。以上述べたクロメート液を亜
鉛系めっき鋼板の表面にスプレーもしくは浸漬等の方法
で接触させた後カスナイフ、ロール絞りで付着量を調節
する。或いはロールコータ−あるいは静電塗布により直
接クロメート液を塗布する。
。ポリアクリル酸はクロメート液中にシリカとの比が0
.1/1〜1/1好ましくは0.2/1−0.5/1の
範囲で加える。ポリアクリル酸の効果は重合度が極めて
重要であり1分子量が5万〜25万好ましくは10±2
万のポリマーを用いる。添加量および分子量をあげると
塗料密着性の改善効果が大きいが、反対に耐食性および
外観むらが発生しやすい。以上述べたクロメート液を亜
鉛系めっき鋼板の表面にスプレーもしくは浸漬等の方法
で接触させた後カスナイフ、ロール絞りで付着量を調節
する。或いはロールコータ−あるいは静電塗布により直
接クロメート液を塗布する。
塗布後直ちに好ましくは10秒以内に熱風もしくは加熱
炉等の手段で到達板温40〜100℃に加熱する。40
℃未満では皮膜の硬化が不十分である。100℃超では
クロメート被膜にクラックが発生する。また、100℃
超ではポリアクリル酸がクロム酸により酸化分解し塗料
密着性およびi!jt食性に有効なCr’+が減少する
ため十分な耐食性が得られ難い。
炉等の手段で到達板温40〜100℃に加熱する。40
℃未満では皮膜の硬化が不十分である。100℃超では
クロメート被膜にクラックが発生する。また、100℃
超ではポリアクリル酸がクロム酸により酸化分解し塗料
密着性およびi!jt食性に有効なCr’+が減少する
ため十分な耐食性が得られ難い。
クロメート液の酸性度はめっき表面との反応および液安
定性においてpi(=1〜3が好ましい。
定性においてpi(=1〜3が好ましい。
また、クロメート液を建浴する時シリカとの吸着反応を
抑えるためポリアクリル酸を最後に添加することが好ま
しい。
抑えるためポリアクリル酸を最後に添加することが好ま
しい。
以下、実施例を述べる。
実施例における条件
(1)処理方法
冷延鋼帯(0,8mmX914m)を公知の方法でめっ
きした後、クロメート液をスプレーして塗布し、ガスナ
イフにてクロム付着量を調節した。直ちに3秒間直火炉
中を通過せしめ加熱した。到達板温は炉の出側にて測定
した。
きした後、クロメート液をスプレーして塗布し、ガスナ
イフにてクロム付着量を調節した。直ちに3秒間直火炉
中を通過せしめ加熱した。到達板温は炉の出側にて測定
した。
(2)被膜の分析
化学分析法によって検量線を作成した蛍光エックス線に
て測定した。全クロム、シリカ、りん酸はほとんど液組
成に等しかった。ポリアクリル酸については炭素を化学
分析で測定しポリアクリル酸/Cの係数を乗じて定量し
た。不溶性Cr (Ins。
て測定した。全クロム、シリカ、りん酸はほとんど液組
成に等しかった。ポリアクリル酸については炭素を化学
分析で測定しポリアクリル酸/Cの係数を乗じて定量し
た。不溶性Cr (Ins。
Cr)および可溶性Cr(Sol、Cr)は得られたク
ロメート処理被膜付きめっき鋼板を沸騰水中で30分浸
漬して溶解したCrを可溶性Cr、 flj解しなかっ
たCrを塩酸で全て溶解し測定し不溶性Crとして本発
明では定義する。
ロメート処理被膜付きめっき鋼板を沸騰水中で30分浸
漬して溶解したCrを可溶性Cr、 flj解しなかっ
たCrを塩酸で全て溶解し測定し不溶性Crとして本発
明では定義する。
(3)最表面のC/SiO,比はオージェ電子分光分析
にて表面を銀を基準にしてSi、Cr、P、○。
にて表面を銀を基準にしてSi、Cr、P、○。
Cを測定しオージェ指定の方法で原子百分率を計算し、
C/Si を算出した。
C/Si を算出した。
(4)評価方法
a)塗料密着性:市販のメラミンアルキッド焼付塗料を
バーコーターにて乾燥土膜厚を25μ狙いで塗装したの
ち125℃20分焼き付は塗装板を作成した。ついで、
JIS−Z−7777に指定されているエリクセン試
験方法に準じて9m絞った後、粘着テープにて剥離し外
観を目視にて評価した。評点:1(100%剥離)・・
・5(30%剥離)・・・10(剥離ゼロ)密着性とし
ては評点8以上が必要。
バーコーターにて乾燥土膜厚を25μ狙いで塗装したの
ち125℃20分焼き付は塗装板を作成した。ついで、
JIS−Z−7777に指定されているエリクセン試
験方法に準じて9m絞った後、粘着テープにて剥離し外
観を目視にて評価した。評点:1(100%剥離)・・
・5(30%剥離)・・・10(剥離ゼロ)密着性とし
ては評点8以上が必要。
b)#食性: JIS−Z−2371規定の塩水噴霧試
験により錆が5%発生した時間(Hrs)で評価した。
験により錆が5%発生した時間(Hrs)で評価した。
C)溶接性:直径6R1の銅1!極で試験片を挾み圧力
50kgの条件下で電気抵抗を測定した。1000μΩ
以下、500μΩ以下が1ましい。
50kgの条件下で電気抵抗を測定した。1000μΩ
以下、500μΩ以下が1ましい。
d)耐指紋性:官能試験で行なった。評点=1(激しく
目立つ)2(指紋が見える)3(はとんど見えない) e)YI値: JIS−7103で規定されている黄色
度を色差計にて測定したxyz値から計算した。数値が
大きいほど黄色度が強い。本発明では少なくともマイナ
ス値が望ましい。
目立つ)2(指紋が見える)3(はとんど見えない) e)YI値: JIS−7103で規定されている黄色
度を色差計にて測定したxyz値から計算した。数値が
大きいほど黄色度が強い。本発明では少なくともマイナ
ス値が望ましい。
f)外観:目視評価
その他:ポリアクリル酸の分子量はG C−M A S
S(質量分析°計)および極限粘度から測定した。
S(質量分析°計)および極限粘度から測定した。
実施例1
電気亜鉛めっきを3μ行なった後、第1表に示すクロメ
ート液(モ均粒径20nmのシリカゾルを使用)を用い
て処理した。結果を同表に示す。−1nlはポリアクリ
ル酸を添加しない比較例で耐食性等良好な性能を示すが
塗料密着性が評点4と低くバランスが悪い、Na2,3
,4.5はポリアクリル酸をポリアクリル酸/Sio2
比を0.1〜1.0になるように添加した本発明例であ
る。オージェによるC / S i比が20以上で耐食
性、塗料密着性のバランスの良い性能が得られた。Na
6,7,8゜9はSiO2の添加量の効果を実施した本
発明例である。オージェによるC / S j比がSi
O□の添加量に反比例して低くなるが8以上あり塗料密
着性は良好であった。しかし、NQIo、11はポリア
クリル酸/SiO2比が0.1未満の比較例で塗料密着
性は目標以下であった。Na 12〜14はクロム付着
量の効果を実施した例である。Nα12゜13は本発明
例で実用性能を満足しているがNα14はクロム付着量
が低すぎるため耐食性が不十分である。Na 15はポ
リアクリル酸を本発明の範囲以上に添加した比較例で外
観が不均一であった。
ート液(モ均粒径20nmのシリカゾルを使用)を用い
て処理した。結果を同表に示す。−1nlはポリアクリ
ル酸を添加しない比較例で耐食性等良好な性能を示すが
塗料密着性が評点4と低くバランスが悪い、Na2,3
,4.5はポリアクリル酸をポリアクリル酸/Sio2
比を0.1〜1.0になるように添加した本発明例であ
る。オージェによるC / S i比が20以上で耐食
性、塗料密着性のバランスの良い性能が得られた。Na
6,7,8゜9はSiO2の添加量の効果を実施した本
発明例である。オージェによるC / S j比がSi
O□の添加量に反比例して低くなるが8以上あり塗料密
着性は良好であった。しかし、NQIo、11はポリア
クリル酸/SiO2比が0.1未満の比較例で塗料密着
性は目標以下であった。Na 12〜14はクロム付着
量の効果を実施した例である。Nα12゜13は本発明
例で実用性能を満足しているがNα14はクロム付着量
が低すぎるため耐食性が不十分である。Na 15はポ
リアクリル酸を本発明の範囲以上に添加した比較例で外
観が不均一であった。
Nα16,17,18.19はポリアクリル酸の分子量
を比較した例である。N(116,17は分子量が低く
密着性が目標以下である。Nα18は本発明で実用性能
内であった。比較例のNα19は分子量が大きすぎ液の
粘性により外観が著しく劣化した。
を比較した例である。N(116,17は分子量が低く
密着性が目標以下である。Nα18は本発明で実用性能
内であった。比較例のNα19は分子量が大きすぎ液の
粘性により外観が著しく劣化した。
実施例2
電気亜鉛めっきを3μめっきした後、第2表のクロメー
ト処理(平均粒径20nmのシリカゾルを使用)を行な
い評価した。
ト処理(平均粒径20nmのシリカゾルを使用)を行な
い評価した。
Na 20〜22はクロム酸の還元率が本発明の範囲よ
り低い比較例である。可溶性クロムが多く塗料密着性も
不十分であろた。Nα23〜25は本発明範囲の例で良
好な結果を示した。Na26は還元率が高すぎ耐食性が
良くなかった。Nu 27〜29はクロム酸の濃度を比
較した本発明例で実用性能を満足している。Na 30
は外観にむらが若干発生していた。
り低い比較例である。可溶性クロムが多く塗料密着性も
不十分であろた。Nα23〜25は本発明範囲の例で良
好な結果を示した。Na26は還元率が高すぎ耐食性が
良くなかった。Nu 27〜29はクロム酸の濃度を比
較した本発明例で実用性能を満足している。Na 30
は外観にむらが若干発生していた。
実施例3
溶融亜鉛めっき25μめっきした後、実施例1のNa4
のクロメート処理を行なった。C/ S iは24で、
性能試験結果は塗料密着性が9点、耐食性は240時間
、均一外観の良好なりロメート処理めっき鋼板を得た。
のクロメート処理を行なった。C/ S iは24で、
性能試験結果は塗料密着性が9点、耐食性は240時間
、均一外観の良好なりロメート処理めっき鋼板を得た。
実施例4
溶融亜鉛めっき25μめっきした後、シリカゾルの粒径
が5,50nmの異なる実施例1のNn4のクロメート
処理を行なった。C/Siは20および24で、性能試
験結果は塗料密着性が9および8点、耐食性は240時
間、外観は5点および3点のほぼ均一の良好なりロメー
ト処理めっき鋼板を得た。
が5,50nmの異なる実施例1のNn4のクロメート
処理を行なった。C/Siは20および24で、性能試
験結果は塗料密着性が9および8点、耐食性は240時
間、外観は5点および3点のほぼ均一の良好なりロメー
ト処理めっき鋼板を得た。
実施例5
12%ニッケル亜鉛合金3μめっき、5%アルミニウム
亜鉛合金めっき鋼板に実施例1のNα4のクロメート処
理を行なった。C/ S iはいずれも20以上であり
、塗料密着性は9点であった。耐食性は塩水噴霧試験で
白鯖の発生を認めなかった。
亜鉛合金めっき鋼板に実施例1のNα4のクロメート処
理を行なった。C/ S iはいずれも20以上であり
、塗料密着性は9点であった。耐食性は塩水噴霧試験で
白鯖の発生を認めなかった。
(発明の効果)
本発明により従来の処理工程が簡略化されコストを安く
且つ性能の優れた製品が提供されることになる。また、
耐食性、塗料密着性、接合性に優れているので広範囲の
用途に適用できる。さらに、クロメート被膜薄く電気抵
抗が小さいことから電気製品分野で有利である。
且つ性能の優れた製品が提供されることになる。また、
耐食性、塗料密着性、接合性に優れているので広範囲の
用途に適用できる。さらに、クロメート被膜薄く電気抵
抗が小さいことから電気製品分野で有利である。
第1図は実施例1の方法で処理したクロメ−1〜被膜の
最表面をオージェ電子分光で炭素およびシリコンの原子
百分率を測定し炭素とシリコンの比(C/Si)と塗料
密着性の関係を示したものである。C/ S i比が8
以上で良好な塗料密着性(8点以上)が得られた。C/
S i比が・1以下では密着性が不十分である。
最表面をオージェ電子分光で炭素およびシリコンの原子
百分率を測定し炭素とシリコンの比(C/Si)と塗料
密着性の関係を示したものである。C/ S i比が8
以上で良好な塗料密着性(8点以上)が得られた。C/
S i比が・1以下では密着性が不十分である。
Claims (4)
- (1)亜鉛系めっき鋼板の表面にクロメート液を塗布し
乾燥することによって得られるクロメート被膜が、[1
]不溶性Cr/可溶性Crの比が70/30/〜95/
5でCr換算20〜60mg/m^2の付着量[2]S
iO_2/Cr(クロム酸換算)比が1/2〜2/1の
アモルファスシリカ[3]H_3PO_4/Cr(クロ
ム酸換算)比が1/2〜2/1のりん酸化合物[4]ポ
リアクリル酸/SiO_2比が0.1〜1.0のポリア
クリル酸を主成分として構成され、且つ、クロメート被
膜の最表面層のC/Si原子%比が8〜40であること
を特徴とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理
亜鉛系めっき鋼板 - (2)予めCr^3^+/Cr^6^+比が4/6〜6
/4に還元されたクロム酸をCrO_3換算で5〜30
g/l、全クロム酸をCrO_3としてシリカゾルをS
iO_2/CrO_3比が1/2〜2/1、H_3PO
_4/Cr(クロム酸換算)比が1/2〜2/1の正り
ん酸、分子量が5万〜25万のポリアクリル酸をポリア
クリル酸/SiO_2比が0.1〜1.0の水溶液を亜
鉛系めっき鋼板の表面にCr換算で20〜60mg/m
^2塗布したのち到達板温40〜100℃に乾燥するこ
とを特徴とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処
理亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - (3)シリカゾルが粒径2〜50nmの球形もしくは凝
集したSiO_2である第2項記載の塗料密着性に優れ
た耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - (4)予めCr^3^+/Cr^6^+比が4/6〜6
/4に還元されたクロム酸をCrO_3換算で5〜30
g/l、全クロム酸をCrO_3としてシリカゾルをS
iO_2/CrO_3比が1/2〜2/1、H_3PO
_4/Cr(クロム酸換算)比が1/2〜2/1の正り
ん酸、分子量が5万〜25万のポリアクリル酸をポリア
クリル酸/SiO_2比が0.1〜1.0pH=1〜3
の水溶液を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布しCr換算で
20〜60mg/m^2にガスナイフで付着量制御した
のち10秒以内に到達板温40〜100℃に乾燥するこ
とを特徴とする塗料密着性に優れた耐食性クロメート処
理亜鉛系めっき鋼板の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318621A JP2711559B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63318621A JP2711559B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163385A true JPH02163385A (ja) | 1990-06-22 |
| JP2711559B2 JP2711559B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=18101180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63318621A Expired - Fee Related JP2711559B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 塗料密着性に優れた耐食性クロメート処理亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711559B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102339466B1 (ko) * | 2019-10-22 | 2021-12-15 | 일진머티리얼즈 주식회사 | 그래핀용 전해동박 및 그의 제조방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270480A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Nippon Steel Corp | メツキ鋼板の有機複合クロメ−ト処理方法 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63318621A patent/JP2711559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270480A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-08 | Nippon Steel Corp | メツキ鋼板の有機複合クロメ−ト処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2711559B2 (ja) | 1998-02-10 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |