JPH04246173A - 耐食性および意匠性に優れたCu系蒸着めっき金属材 - Google Patents

耐食性および意匠性に優れたCu系蒸着めっき金属材

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JPH04246173A
JPH04246173A JP2965291A JP2965291A JPH04246173A JP H04246173 A JPH04246173 A JP H04246173A JP 2965291 A JP2965291 A JP 2965291A JP 2965291 A JP2965291 A JP 2965291A JP H04246173 A JPH04246173 A JP H04246173A
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JP
Japan
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benzotriazole
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vapor
corrosion resistance
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Withdrawn
Application number
JP2965291A
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English (en)
Inventor
Makoto Terada
誠 寺田
Jiyunji Kawafuku
川福 純司
Atsushi Kato
淳 加藤
Atsushi Kihara
木原 敦史
Tsugumoto Ikeda
池田 貢基
Koji Irie
広司 入江
Touta Ayabe
綾部 東太
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築材料,家庭用電気
製品部材,自動車部品,室内装飾品等として有用な、高
耐食性と意匠性に優れたCu系蒸着めっき金属材に関す
るものである。
【0002】尚本発明においてめっき素材となる金属材
の種類は特に限定されず、一般鋼材,ステンレス鋼材,
高合金鋼材等の鉄基合金のほか、Al,Tiあるいはそ
れらの各種合金等が包含され、その形状も板状、管状、
棒状、線状など様々の形状のものが含まれる。
【0003】
【従来の技術】弱電部品や室内装飾品の如く意匠性(美
感)が要求される用途においては、めっき処理により美
感を高めた装飾製品が使用されている。中でもCuもし
くはCu合金めっき(以下、Cu系めっきということが
ある)は、真鍮めっきを始めとして特有の美しい金属色
を有しているところから広く利用されている。
【0004】Cu系めっきを行なう方法としては電気め
っき法、溶融めっき法、蒸着めっき法があるが、電気め
っき法には、湿式法で電解析出の可能な合金化元素に制
限があるばかりでなく、シアン浴の様な毒性の高いめっ
き浴を使用しなければならないことがあり、また溶融め
っき法では、高融点金属の使用が困難であるといった問
題に加えて、素地金属材に高い熱が加わるためその材料
特性が劣化するという難点がある。
【0005】これらに対し蒸着めっき法では、合金化元
素の種類が制限されることなく容易にCu系めっきを得
ることができ、しかも素地金属材をそれほど高温に加熱
する必要がないので素材の劣化も少なく、更には蒸着金
属に対する入熱量を調節することによって蒸着速度を自
由にコントロールできる、といった特徴を有していると
ころから、最近急速に普及してきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に蒸着めっき
法はCu系めっき法として優れたものであるが、反面、
Cu系蒸着めっきにはピンホール欠陥ができ易く、該欠
陥部から素地金属材の腐食が起こり易いという問題があ
る。
【0007】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、蒸着めっき層に若干のピ
ンホール欠陥が存在する場合であっても優れた耐食性を
発揮し得る様なCu系蒸着めっき金属材を提供しようと
するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係るCu系蒸着めっき金属材の構成は
、素地金属材上にCuまたはCu合金よりなる蒸着めっ
き層が形成され、且つその上に、1〜500mg/m2
のベンゾトリアゾールと0.6 〜50g/m2の合成
樹脂を含む単層もしくは複層の被覆層が形成されたもの
であるところに要旨を有するものである。
【0009】
【作用】Cu系蒸着めっき金属材の耐食性が不足する理
由は、前述の如く蒸着めっき層にピンホール欠陥が存在
するためである。そこで若干のピンホール欠陥が存在す
る場合でも高耐食性を確保し得る様な改善技術を確立す
べく研究を進めた。その結果、Cu系蒸着めっき層上に
ベンゾトリアゾールと合成樹脂を含む被覆層を形成して
やれば、ピンホール欠陥に起因する腐食の進行が阻止さ
れ、優れた耐食性を示すCu系蒸着めっき金属材が得ら
れることが分かった。
【0010】即ちベンゾトリアゾールは、Cuと反応し
て水に不溶性の化合物[Cu(C6H4N3)2]を生
成するという特異な作用があり、この反応によりCu系
蒸着めっき層自体の腐食を抑制するばかりでなく、ピン
ホール欠陥部を通して素地金属に接触することにより素
地金属の腐食も著しく抑える。
【0011】こうしたベンゾトリアゾールによる腐食抑
制効果は、後記実施例でも明らかにする通り被覆層中に
1mg/m2以上のベンゾトリアゾールを存在させるこ
とによって有効に発揮される。但しこうした腐食抑制効
果は500mg/m2で飽和し、それ以上多くしても不
経済であるばかりでなく、Cu系蒸着めっき層に対する
被覆層の密着性が損なわれる恐れがでてくるので、全C
r付着量は500mg/m2程度以下に抑えるべきであ
る。腐食抑制効果と密着性の兼ね合いを考慮すると、よ
り好ましいベンゾトリアゾール含有量は0.6 〜50
mg/m2の範囲である。
【0012】次に合成樹脂は、上記ベンゾトリアゾール
を蒸着めっき層上に固定してその流出乃至溶出を阻止す
ると共に、めっき層への酸素や水の浸入を抑制して腐食
速度を更に抑える作用を有するものであり、こうした効
果は被覆層中における合成樹脂の付着量を0.6g/m
2以上とすることによって有効に発揮される。しかし合
成樹脂の上記効果は、その付着量が50g/m2程度で
飽和し、それ以上に付着量を増大することは無駄である
ばかりでなく、被覆層の厚膜化によって被覆の密着性が
低下し加工時に被覆が剥離し易くなるので、合成樹脂の
付着量は50g/m2以下に抑えるべきである。合成樹
脂のより好ましい付着量は1〜500g/m2の範囲で
ある。
【0013】合成樹脂の種類は特に限定されないが、一
般的なものとしては、たとえばポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系
樹脂等が挙げられ、これらは必要により2種以上を併用
することも可能である。
【0014】上記の様に本発明では、Cu系蒸着めっき
層上にクロメートと合成樹脂を夫々特定量含有する被覆
層を形成したところに特徴を有するものであり、その被
覆形態としては、まずCu蒸着めっき層上にベンゾトリ
アゾールを塗布してCuとの反応物を生成せしめ、更に
その上に合成樹脂を塗布して層状の被覆を形成する方法
と、ベンゾトリアゾールと合成樹脂とのブレンド物を単
層もしくは複層として被覆する方法があり、いずれの場
合も同様の効果を得ることができる。しかしベンゾトリ
アゾールのCu蒸着めっき層に対する腐食抑制作用を有
効に発揮させるうえでより好ましいのは、Cu系蒸着め
っき層上にまずベンゾトリアゾールを塗布してCuとの
反応物を形成し、その上を合成樹脂層で被覆したもので
ある。
【0015】尚本発明において蒸着めっき層を構成する
Cu系金属としては、純Cuの他、CuとZn,Al,
Sn,Ni,Pb等を含むCu基合金が例示され、これ
らは用途、目的に応じて適宜選択して使用することがで
きる。
【0016】また本発明で採用される蒸着めっき法とは
、広義の蒸着めっき法を意味するものであり、通常の真
空蒸着めっき法のほか、イオンプレーティング法、CV
D法、スパッタリング法等も本発明における蒸着めっき
法の範疇に含まれる。
【0017】
【実施例】実施例1 下記の条件で蒸着Cuめっき鋼板を作製し、該Cuめっ
き層の表面をベンゾトリアゾールで処理した後、更にそ
の上に合成樹脂を塗布した。
【0018】尚、蒸着Cuめっき鋼板の製造は、真空蒸
着室内に配置したるつぼ内にCuを装入して加熱蒸発さ
せると共に、その上方に帯状鋼板を走行させることによ
って行なった。Cuの加熱には電子線加熱を採用し、電
子線の出力を制御してCuの蒸発速度を一定に保つこと
により、Cuめっき付着量が約40g/m2となる様に
調節した。
【0019】またベンゾトリアゾール処理に当たっては
、ベンゾトリアゾール水溶液の濃度と絞り用ゴムロール
のロール間距離を変えることによってベンゾトリアゾー
ル付着量を調整することとし、ベンゾトリアゾールの付
着量は次の様にして求めた。即ち、まず処理液と同濃度
のベンゾトリアゾール溶液を準備し、ベンゾトリアゾー
ル量の1重量%に相当するNaClを加える。このNa
Cl添加処理液を用いて供試材と同じ蒸着めっき鋼板を
処理し、ベンゾトリアゾール処理材を得る。この処理材
を5%HCl水溶液に浸漬して処理皮膜を溶解した後、
ICP−MS(誘導結合プラズマ−質量分析法)によっ
てNa量を定量し、下記式によってベンゾトリアゾール
付着量を算出した。 [Naの定量値]×[処理液中のNa含有量に対するベ
ンゾトリアゾール含有量の比率](%)
【0020】合
成樹脂としては水溶性ポリエチレン系樹脂(製鉄化学製
商品名「ザイクセン−N」)を使用し、溶液濃度とバー
コーターの番手を選択することにより付着量を調整する
こととし、樹脂付着量は、塗膜剥離剤を用いて樹脂塗膜
を剥離除去し、剥離前・後の重量差から求めた。
【0021】蒸着めっき条件: 素地金属材…極低炭Alキルド鋼板(コイル)(厚さ0
.7mm ×幅150mm )めっき前処理…アルカリ
電解脱脂 鋼板予熱温度…400℃ 蒸着室真空度…5×10−4Torr めっき金属…Cu、40g/m2 ベンゾトリアゾール処理: 処理液…ベンゾトリアゾール水溶液(80℃)処理法…
浸漬→ロール絞り→80℃乾燥合成樹脂塗布: 処理剤…水溶性ポリエチレン系樹脂(同前)処理法…バ
ーコート→120℃乾燥
【0022】得られた各供試材(塗装処理鋼板)のベン
ゾトリアゾール付着量、合成樹脂付着量及び下記方法に
よって求めた耐食性(色差)を表1に一括して示す。ま
た耐食性に及ぼすベンゾトリアゾール付着量及び樹脂付
着量の影響を図1に示す。
【0023】耐食性試験(色差評価):各供試材を50
℃×98%RHの恒温恒湿室内に360時間放置し、試
験前・後の色差を日本電色製の「Σ80」によって求め
た。 ○:色差≦3 △:3<色差≦5 ×:色差>3 尚、色差が3以下であるものでは、目視観察による変色
は殆んど認められない。
【0024】
【表1】
【0025】表1及び図1からも明らかである様に、ベ
ンゾトリアゾール付着量及び樹脂付着量がいずれも本発
明の規定要件を満たす実施例(No. 1〜12)では
、色差が何れも3以下であって優れた耐食性を有してい
るのに対し、ベンゾトリアゾール付着量及び樹脂付着量
のいずれかが不足する比較例(No. 13〜29)の
色差は3を超えており、耐食性が不十分である。
【0026】またベンゾトリアゾール付着量及び樹脂付
着量のいずれかが規定範囲を超える比較例(No. 3
0〜37)では、実施例に比べてそれ以上の色差低減効
果が発揮される訳ではなく、むしろ付着量増大によるコ
ストアップ及びその後の加工時における皮膜剥離による
不利益の方が大きくなる。
【0027】実施例2 下記の条件で蒸着Cu−Al合金めっき鋼板を作製し、
その上にベンゾトリアゾール含有合成樹脂を塗布した。 尚蒸着Cu−Al合金めっき鋼板の製造は、図2に示す
如く真空蒸着室1内を走行する帯状鋼板2の下部に、る
つぼ3a,3bを並べて配置して夫々にCuとAlを装
入し、電子銃4から照射させる電子ビーム5によりこれ
らを加熱蒸発させて帯状鋼板2に蒸着させる方法を採用
した。図中、3はサポートロール、7は真空排気口を示
す。
【0028】このとき、電子銃4の出力を調節してCu
とAlの加熱蒸発量を一定に保つことにより、Al含量
が約2%で付着量が約20g/m2のCu−Al系蒸着
めっきを得た。
【0029】またベンゾトリアゾール含有合成樹脂とし
ては、実施例1で用いたのと同じ水溶性ポリエチレン系
樹脂にベンゾトリアゾール水溶液を加えて混合したもの
を使用し、ベンゾトリアゾール添加量、溶液濃度及びバ
ーコーターの番手を変えることによりベンゾトリアゾー
ル付着量と樹脂付着量を調整した。
【0030】尚ベンゾトリアゾール付着量及び樹脂付着
量は、前記実施例と同様にして塗膜を剥離して剥離前・
後の重量差から全付着量を求めると共に、用いたベンゾ
トリアゾール含有樹脂液中のベンゾトリアゾール含有比
率を計算に加えて各付着量を算出した。
【0031】蒸着めっき条件は、素地金属材、めっき前
処理、鋼板予熱温度および蒸着室真空度を前例と同一と
し、めっき金属をCu−2%Al、20g/m2に変更
した。また塗布剤はベンゾトリアゾール含有水溶性ポリ
エチレン系樹脂とし、バーコート塗布後120℃で乾燥
した。
【0032】得られた各供試材(塗装処理鋼板)のベン
ゾトリアゾール付着量および合成樹脂付着量と耐食性(
色差)の関係を表2及び図3に一括して示す。
【0033】
【表2】
【0034】表2及び図3からも、前記表1及び図1で
得たのとほぼ同様の傾向を確認することができる。即ち
Cu系蒸着めっき層上に形成される保護皮膜は、ベンゾ
トリアゾールと合成樹脂の2層構造を有するものであっ
ても、またこれらが混合された単層構造のものであって
も、ベンゾトリアゾール付着量及び合成樹脂付着量が規
定要件を満たすものであれば同様の耐食性改善効果を発
揮し得ることが分かる。
【0035】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、ピ
ンホール欠陥の生じ易いCu系蒸着めっき層を、付着量
の特定されたベンゾトリアゾールと合成樹脂よりなる塗
膜で被覆することによって、耐食性が著しく改善され、
Cu系めっき金属材の有する優れた美感を長期間維持す
ることができるので、特に美感の求められる外板や各種
金属部品、装飾材料等として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得た各供試材における被覆層中のベ
ンゾトリアゾール付着量と合成樹脂付着量が耐食性(色
差)に与える影響を示したグラフである。
【図2】実施例2で採用したCu−Al蒸着めっき法を
示す概略説明図である。
【図3】実施例2で得た各供試材における被覆層中のベ
ンゾトリアゾール付着量と合成樹脂付着量が耐食性(色
差)に与える影響を示したグラフである。
【符号の説明】
1  真空蒸着室 2  帯状鋼板 3a  るつぼ 3b  るつぼ 4  電子銃 5  電子ビーム 6  サポートロール 7  真空排気口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  素地金属材上にCuまたはCu合金よ
    りなる蒸着めっき層が形成され、且つその上に、1〜5
    00mg/m2のベンゾトリアゾールと0.6 〜50
    g/m2の合成樹脂を含む単層もしくは複層の被覆層が
    形成されたものであることを特徴とする耐食性および意
    匠性に優れたCu系蒸着めっき金属材。
JP2965291A 1991-01-29 1991-01-29 耐食性および意匠性に優れたCu系蒸着めっき金属材 Withdrawn JPH04246173A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011191263A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Dowa Electronics Materials Co Ltd 金属粉表面のベンゾトリアゾールの定量方法
JPWO2021145344A1 (ja) * 2020-01-17 2021-07-22

Cited By (3)

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JP2011191263A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Dowa Electronics Materials Co Ltd 金属粉表面のベンゾトリアゾールの定量方法
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