JPH10147888A - 耐食性表面処理金属板 - Google Patents

耐食性表面処理金属板

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JPH10147888A
JPH10147888A JP30791496A JP30791496A JPH10147888A JP H10147888 A JPH10147888 A JP H10147888A JP 30791496 A JP30791496 A JP 30791496A JP 30791496 A JP30791496 A JP 30791496A JP H10147888 A JPH10147888 A JP H10147888A
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JP
Japan
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treated metal
metal plate
chromate
coating
lanthanum
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JP30791496A
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English (en)
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Hiromasa Shiyouji
浩雅 荘司
Kenichiro Tadokoro
健一郎 田所
Tadashi Sakon
正 佐近
Ikuo Jitsuhara
幾雄 実原
Yoshihiro Kaneda
善弘 兼田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐クロム溶出性に優れたクロメート処理金属
板を提供すること。 【解決手段】 クロメート処理された金属表面またはめ
っき表面に、希土類元素イオンと多価のオキソアニオン
で形成される無機重合体を被覆した、耐クロム溶出性に
優れた耐食性表面処理金属板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐クロム溶出性に
優れたクロメート処理金属板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車、家電製品、建材等の用途
に用いられる冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板および亜鉛系合
金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板などに防錆性を
付与するため等に、それらの表面にクロメート被膜を被
覆することが一般に行なわれている。このクロメート処
理としては、電解型クロメートや塗布型クロメートがあ
る。電解クロメートは、例えばクロム酸を主成分とし、
他に硫酸、燐酸、硼酸およびハロゲンなどの各種陰イオ
ンを添加した浴を用いて、金属板を陰極電解処理するこ
とにより行なわれてきた。また、塗布型クロメートは、
クロメート処理金属板からのクロムの溶出の問題があ
り、あらかじめ6価クロムの一部を3価に還元した溶液
や6価クロムと3価クロム比を特定化した溶液に無機コ
ロイドや無機アニオンを添加して処理液とし、金属板を
その中に浸漬したり、処理液を金属板にスプレーしたり
することにより行なわれてきた。
【0003】クロメート被膜の内、電解によって形成さ
れたクロメート被膜は6価クロムの溶出性は少ないもの
の防食性は十分とは言えず、特に加工時などの被膜損傷
が大きい場合、その耐食性は低下する。一方、塗布型ク
ロメート被膜により被覆された金属板の耐食性は高く、
特に加工部耐食性に優れているが、クロメート被膜から
の6価クロムの溶出が大きく問題となる。有機重合体を
被覆すれば6価クロムの溶出はかなり抑制されるものの
十分ではない。
【0004】また、有機樹脂被覆を形成するための処理
液として被膜成分である樹脂粒子をシンナー等の有機系
分散媒に懸濁させた樹脂エマルジョンが使用されてきた
が、有機溶剤の蒸発ガスによる作業環境の汚染や公害対
策等の困難な問題を伴うため、近時はその処理液として
有機溶剤分散系に代えて、水分散性の有機エマルジョン
が開発、市販されるようになった。しかしながら、有機
被膜処理液として、水分散性エマルジョンを使用し、こ
れをクロメート被膜表面に塗布するとクロメート被膜中
に含まれる6価クロムが、その表面に塗布された有機被
膜中に溶出することにより、ゲル化、固化による残渣の
生成を生じ、鋼板の外観を著しく損ねる場合がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような諸問題が付きまとう有機重合体に替えて、無機
重合体をマトリックスとすることで、生成被膜の脆化等
を抑えて平板耐食性および加工後耐食性、結露やアルカ
リ脱脂に対する難クロム溶出性等の特性に優れたクロメ
ート処理金属板に関する新たな技術を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】有機複合鋼板に代わるク
ロメート処理鋼板を設計すべく、本発明者らは鋭意検討
を重ねた結果、ランタンなどの希土類元素イオンと燐酸
などの多価のオキソアニオンで形成される無機重合体を
クロメート処理された金属表面またはめっき表面上に被
覆することにより、難クロム溶出性、かつ高耐食性の新
規でかつ画期的な化成処理被膜を得ることが可能となっ
たものである。
【0007】その発明の要旨とするところは、(1)ク
ロメート処理された金属表面またはめっき表面に、希土
類元素イオンと多価のオキソアニオンで形成される無機
重合体を被覆してなる耐食性表面処理金属板、(2)無
機重合体がランタンの燐酸化合物、燐酸水素化合物、ま
たはこれらの混合物である前記(1)記載の表面処理金
属板、(3)無機重合体がセリウムの燐酸化合物、燐酸
水素化合物、またはこれらの混合物である前記(1)記
載の表面処理金属板、(4)無機重合体がランタンおよ
びセリウムの燐酸化合物、燐酸水素化合物、またはこれ
らの混合物である前記(1)記載の表面処理金属板であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の表面処理金属板は、クロ
メート処理された金属表面またはめっき表面に、加工追
従性、バリヤー性を持った無機被覆層を有するもので、
難クロム溶出性でありながら、高耐食性を有している。
この無機被覆層はイットリウムやランタン等の希土類元
素イオンとほう酸や燐酸等の多価オキソアニオンから形
成され、その中でも特にランタン、セリウムの燐酸塩が
有用である。
【0009】ランタンの燐酸化合物もしくは燐酸水素化
合物もしくはそれらの混合物である被膜中のランタンイ
オンと燐酸イオン(燐酸水素化合物の場合、もしくはそ
れを含む混合物の場合については燐酸イオンに換算し
た)のモル比(ランタンイオン/燐酸イオン)は、2〜
1/100、好ましくは1/2〜1/50、さらに好ま
しくは1/5〜1/10である。2を超えると加工追従
性が十分ではなく、1/100未満では成膜性が低下す
る。また、ランタンの供給源は特に限定はしないが、酸
化ランタン、酢酸ランタン、炭酸ランタン、塩化ランタ
ン、ふっ化ランタンなどのランタン化合物が挙げられ、
経済性を考慮すると酸化ランタンが好ましい。また、ミ
ッシュメタルやその前駆体のように、不純物としてイッ
トリウムやネオジウムなどの希土類元素化合物が混在し
ていても特に悪影響を及ぼさない。
【0010】セリウムの燐酸化合物もしくは燐酸水素化
合物もしくはそれらの混合物である被膜中のセリウムイ
オンと燐酸イオン(燐酸水素化合物の場合、もしくはそ
れを含む混合物の場合については燐酸イオンに換算し
た)のモル比(セリウムイオン/燐酸イオン)は、2〜
1/100、好ましくは1〜1/50、さらに好ましく
は1/5〜1/15である。2を超えると加工追従性が
十分ではなく、1/100未満では成膜性が低下する。
また、セリウムの供給源は特に限定はしないが、燐酸セ
リウムや塩化セリウムが好ましい。さらに、セリウムの
供給源に含まれる不純物として、ランタンやイットリウ
ムなどのセリウム化合物以外の希土類元素化合物が混在
していても、セリウムが主たる成分であれば特に悪影響
を及ぼさない。
【0011】さらに被膜中に、マトリックスを構成する
オキソアニオン(ここでは燐酸イオン)以外のオキソア
ニオン、例えばバナジン酸イオン、モリブデン酸イオ
ン、タングステン酸イオン等が含有されても悪影響は及
ぼさない。無機被覆層の膜厚は0.01μm以上が好ま
しく、さらに好ましくは0.1μm以上である。0.0
1μm未満では耐食性が十分ではない。しかし、膜厚が
5μmを超えても耐食性はそれほど向上せず、経済性を
考慮すると5μmで十分である。
【0012】また、バリヤー性やクロム溶出性抑制を強
化するためにCa(OH)2 、CaCO3 、CaO、S
iO2、Cr23、Cr(OH)3、Zn3(PO42
3PO3、Ca2(PO43、CaSiO3、ZrSiO
3、AlPO4・nH2O、TiO2、Zr3PO4、Al2
3、H2SO4、NaHSO4、NaSO4、H3PO4
NaHPO4、Na2HPO4、Na3PO4などを添加し
てもよい。
【0013】金属表面への塗布方法としては、ロールコ
ーターによる塗布、リンガーロールによる塗布、浸漬お
よびエアナイフ絞りによる塗布、バーコーターによる塗
布、スプレーによる塗布、刷毛塗りなどの通常の方法が
使用可能である。この発明の対象となる金属板は特に限
定されないが、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛ー
鉄合金めっき鋼板、溶融亜鉛ーアルミニウムーマグネシ
ウム合金めっき鋼板、溶融アルミニウムーシリコン合金
めっき鋼板、溶融鉛ースズ合金めっき鋼板などの溶融め
っき鋼板や、電気亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛ーニッケル
合金めっき鋼板、電気亜鉛ー鉄合金めっき鋼板、電気亜
鉛ークロム合金めっきなどの電気めっき鋼板などの表面
処理鋼板、冷延鋼板や亜鉛、アルミニウムなどの金属板
などにクロメート処理を施したものである。
【0014】本発明の表面処理金属板の被膜の製造方法
としては、ランタン化合物と燐酸を十分に混合、熱処理
(100〜200℃、0.5〜24時間)し、得られた
無機重合体をクロメート処理された金属表面またはめっ
き表面に塗布する。この際、成膜性を高めるために適当
量の水を添加することもできる。塗布後は、乾燥および
熱処理(板温100〜200℃、30秒間〜1時間)を
行なうことにより目的のクロメート処理金属板を得る。
【0015】
【実施例】
(1)処理液の調製法 酸化ランタン32.6gと燐酸(85%)115.3g
を十分に混合した後、150℃で12時間加熱し、得ら
れた無機重合体を処理液Aとした。一方、燐酸セリウム
23.5gと燐酸(85%)115.3gを十分に混合
した後、150℃で12時間加熱し、得られた無機重合
体を処理液Bとした。
【0016】(2)被膜形成法 GI(溶融亜鉛めっき鋼板、めっき付着量:90g/m
2)、EG(電気亜鉛めっき鋼板、めっき付着量:20
g/m2)、AL(溶融アルミニウムーシリコン合金め
っき鋼板、めっき付着量:120g/m2、Al/Si
=90/10)であり、それぞれの基板上に部分還元ク
ロム酸をCrO3換算で30g/l、SiO2を40g/
l、燐酸を20g/l含有する処理浴を建浴し、鋼板上
に塗布、乾燥、硬化させクロメート被膜形成を行なった
(被膜中Cr量は、金属Crに換算して100mg/m
2である)。表1の処理液を上記クロメート被膜形成を
行った金属板上にバーコーターを用いて乾燥後の被膜厚
が1μmとなるように塗布し、板温100℃で1分間熱
処理した。比較例として、オレフィン/アクリル酸共重
合体樹脂(オレフィン/アクリル酸=16/84)50
g/l、コロイダルシリカ30g/lで建浴し、1μm
となるように塗布し、120℃で1分間熱処理した。
【0017】(3)被膜の性能評価法 (a)サンプルに5%、35℃の塩水を噴霧した後の錆
発生面積で耐食性評価を行なった。なお、噴霧期間はG
I、EGが10日間、ALが15日間で何れも白錆発生
率で測定した。 評点 ◎:錆発生率 0% ○:錆発生率 5%未満 △:錆発生率 5%以上、20%未満 ×:錆発生率 20%以上
【0018】(b)サンプルをエリクセン7mm加工
後、5%、35℃の塩水を噴霧した後の錆発生面積で耐
食性評価を行なった。なお、噴霧期間はGI、EGが1
0日間、ALが15日間で何れも白錆発生率で測定し
た。 評点 ◎:錆発生率 0% ○:錆発生率 5%未満 △:錆発生率 5%以上、20%未満 ×:錆発生率 20%以上
【0019】(c)クロム溶出性:サンプルを沸騰水に
30分間浸漬し、その前後でのクロム付着量の変化率
(ΔCr=クロム減少量/初期のクロム付着量)を測定
した。 ◎:ΔCr 5%未満 ○:ΔCr 5%以上、10%未満 △:ΔCr 10%以上、20%未満 ×:ΔCr 20%以上 結果を表1に示す。本発明の表面処理金属板は、比較例
に比べ同等以上の優れた性能を示し、特にクロム溶出が
少ないため環境適合性に優れた耐食性被膜としてその効
果を発揮するものである。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により処理を
施された金属板は、クロム溶出性、耐食性をいずれも高
いレベルで満足する優れたクロメート処理金属板を提供
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 実原 幾雄 神奈川県川崎市中原区井田3丁目35番1号 新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者 兼田 善弘 神奈川県川崎市中原区井田3丁目35番1号 新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロメート処理された金属表面またはめ
    っき表面に、希土類元素イオンと多価のオキソアニオン
    で形成される無機重合体を被覆してなることを特徴とす
    る耐食性表面処理金属板。
  2. 【請求項2】 無機重合体がランタンの燐酸化合物、燐
    酸水素化合物、またはこれらの混合物である請求項1記
    載の表面処理金属板。
  3. 【請求項3】 無機重合体がセリウムの燐酸化合物、燐
    酸水素化合物、またはこれらの混合物である請求項1記
    載の表面処理金属板。
  4. 【請求項4】 無機重合体がランタンおよびセリウムの
    燐酸化合物、燐酸水素化合物、またはこれらの混合物で
    ある請求項1記載の表面処理金属板。
JP30791496A 1996-11-19 1996-11-19 耐食性表面処理金属板 Withdrawn JPH10147888A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20040203