JPH1095436A

JPH1095436A - 燃料タンク用防錆鋼板

Info

Publication number: JPH1095436A
Application number: JP26788096A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Minami; 直孝南; Shigeyasu Morikawa; 茂保森川; Yuji Tomizuka; 雄二富塚; Yukio Uchida; 幸夫内田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-14

Abstract

(57)【要約】【課題】有機樹脂被膜を被覆したＡｌ系めっき鋼板
において、タンク製造の際のプレス加工性、抵抗溶接性
および加工部耐食性にも優れた燃料タンク用防錆鋼板を
提供する。【解決手段】有機樹脂にシリカ、クロム酸塩を添加
して、シリカ添加量を重量にて、シリカ／（有機樹脂＋
シリカ）＝０.０５〜０.４５に、また、クロム酸塩添加
量を金属クロム換算で０.１〜６０ｍｇ／ｍ²にするとと
もに、被膜厚を０.１〜３.０μｍにした。また、有機樹
脂被膜に高分子固体潤滑剤を添加して、添加量を重量に
て、高分子固体潤滑剤／（有機樹脂被膜＋高分子固体潤
滑剤）＝０.０１〜０.２０にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、劣化ガソリンやアルコ
−ルを含有する燃料の貯蔵に使用しても内面が腐食され
ず、また、タンク製造の際のプレス加工性、抵抗溶接性
および加工部耐食性にも優れた燃料タンク用防錆鋼板に
関する。

【０００２】

【従来技術】自動車などの燃料タンクは、通常、鋼板を
切断して、プレス加工により燃料タンク部材を製造した
後、燃料タンク部材をシ−ム溶接やスポット溶接で接合
する工程で製造されるので、燃料タンク材としては、プ
レス加工性、抵抗溶接性を必要とする。また、自動車に
装着中に内面が腐食されると、腐食生成物により燃料循
環系統の目詰まりが生じたり、著しい場合には穴あきが
発生するので、材質的に耐食性に優れたものである必要
がある。このような特性を備えたものとしては、溶融Ｐ
ｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板（特公昭５７−６１３３号公
報）や亜鉛めっき鋼板（特公昭５３−１９９８１号公
報）があり、従来より燃料タンクの製造に広く使用され
ている。

【０００３】しかし、溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板
は、燃料がガソリン単味であれば、優れた耐食性を発揮
するが、燃料がメタノ−ルやエタノ−ルのようなアルコ
−ル燃料あるいはこれとガソリンの混合燃料であると、
めっき層のＰｂ−Ｓｎ合金がアルコ−ルにより腐食され
る。また、亜鉛めっき鋼板は燃料に粗悪ガソリンを使用
して、長期間高温多湿環境に放置したりすると、ガソリ
ンの酸化劣化により腐食性の強い蟻酸や酢酸のような腐
食性有機酸が生じて、内面に白錆が発生する。

【０００４】そこで、このような問題のない燃料タンク
材として、ＡｌまたはＡｌ−Ｓｉ系合金めっきを施した
Ａｌ系めっき鋼板（特公平４−６８３９９号公報）また
はこれにエポキシ樹脂被覆を施した防錆鋼板（特開平６
−３０６６３８号公報）が提案されている。しかし、こ
れらの燃料タンク材はアルコ−ル燃料や腐食性有機酸に
対する耐食性に優れているものの、前者は燃料タンク部
材をＣｒ−Ｃｕ合金などの電極や電極輪（以下単に電極
という）でスポット溶接やシ−ム溶接すると、電極がめ
っき層のＡｌをピックアップして、表層が次第にＣｕ−
Ａｌ合金化し、脆くなるため、長時間連続溶接できなか
った。また、後者にしても、エポキシ樹脂が抵抗熱で瞬
時に分解、燃焼してしまい、電極がＡｌをピックアップ
し、同様の現象が生じるものであった。

【０００５】また、プレス加工で燃料タンク部材を製造
すると、上記両鋼板の加工部は酸化皮膜や樹脂被膜が除
去されて、表面が著しく活性化される場合があり、この
ような時にガソリン中に水分と共に微量の塩素（Ｃｌ^-
濃度；１０〜２００ｐｐｍ）が含まれていると、ガソリ
ン中の水分がｐＨ６〜８であっても、プレス加工部が腐
食される。さらに、Ａｌ系めっき層やエポキシ樹脂は潤
滑性が劣るため、絞り比を２.３以上にすると、材料が
破断する場合もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、劣化ガソリ
ン、アルコ−ルを含有するガソリンに対する耐食性を有
し、燃料タンク製造の際の抵抗溶接性、加工部耐食性お
よびプレス加工性に優れた燃料タンク用防錆鋼板を提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機樹脂被膜
を被覆したＡｌ系めっき鋼板において、有機樹脂被膜に
シリカ、クロム酸塩を添加して、シリカ添加量を重量比
にて、シリカ／（有機樹脂＋シリカ）＝０.０５〜０.４
５に、また、クロム酸塩添加量を金属クロム換算で０.
１〜６０ｍｇ／ｍ²にするとともに、被膜厚を０.１〜
３.０μｍにすることにより抵抗溶接性、加工部耐食性
を改善した。また、前記有機樹脂被膜に高分子固体潤滑
剤を添加して、添加量を重量比にて、高分子固体潤滑剤
／（有機樹脂被膜＋高分子固体潤滑剤）＝０.０１〜０.
２０にすることによりプレス加工性を改善した。

【０００８】

【作用】本発明者らは、有機樹脂被膜被覆Ａｌ系めっき
鋼板のプレス加工性、抵抗溶接性および加工部耐食性を
改善すべく種々検討した結果、電極によるＡｌピックア
ップは有機樹脂被膜中にシリカとクロム酸塩を添加すれ
ばよいことを見いだした。すなわち、シリカとクロム酸
塩を添加すると、溶接時に有機樹脂が分解、燃焼して
も、両者がめっき層表面に残存して、バリヤ−の働きを
するため、めっき層のＡｌが電極にピックアップされ
ず、電極の合金化が防止される。なお、シリカとして
は、シリカゾル、シリカ粉末などを用いればよく、クロ
ム酸塩はクロム酸ナトリウム、クロム酸アンモニウム、
クロム酸バリウム、クロム酸ストロンチウムのような水
溶性のものを用いればよい。

【０００９】また、本発明者らは、シリカとクロム酸塩
を複合添加すると、ガソリン中の微量塩素に対する加工
部耐食性も併せて改善されることを見いだした。シリカ
またはクロム酸塩の単独添加では耐食性改善効果は小さ
いが、両者を複合添加すると、大幅に向上する。

【００１０】有機樹脂被膜中へのシリカ添加は、ＳｉＯ
₂換算の重量比にて、シリカ／（有機樹脂＋シリカ）＝
０.０５〜０.４５になるようにする。０.０５未満であ
ると、めっき層Ａｌのピックアップ性や加工部耐食性が
有機樹脂単独被膜の場合よりあまり向上せず、０.４５
を超えると、クロム酸塩を同時に金属クロム換算で６０
ｍｇ／ｍ²添加した場合、被膜の潤滑性が低下して、プ
レス加工性が悪くなる。特に、０.４５を超えると、後
述のような高分子固体潤滑剤を添加しても、添加による
プレス加工性の向上が認められなくなる。シリカ添加量
を０.３０以上にすると、スポット溶接で連続４０００
打点以上可能になる。

【００１１】被膜中へのクロム酸塩添加量は、金属クロ
ム換算で０.１〜６０ｍｇ／ｍ²にする。０.１ｍｇ／ｍ²
未満ではめっき層Ａｌのピックアップ性や加工部耐食性
があまりなく、６０ｍｇ／ｍ²を超えると、シリカ添加
量が上記上限値の場合、プレス加工性が低下する。この
クロム酸塩の添加は好ましくは１〜４５ｍｇ／ｍ²、よ
り好ましくは３〜３０ｍｇ／ｍ²である。

【００１２】めっき層Ａｌのピックアップ性や加工部耐
食性は、シリカやクロム酸塩の添加量を増大させる程向
上するので、添加量が多い程好ましいが、添加量の増大
は上記のようにプレス加工性の低下を招き、燃料タンク
部材が絞り比の大きいものの場合、材料が破断する。そ
こで、本発明者らは、シリカやクロム酸塩の添加量が多
い状態でプレス加工性を高めるべく検討した結果、高分
子固体潤滑剤を添加すればよいことを見いだしたのであ
る。

【００１３】ここで、好ましい高分子固体潤滑剤として
は、連続プレス加工の際に金型温度が１００℃近くまで
上昇するので、その温度で溶融してしまっては潤滑性を
発揮しないので、融点が１００℃以上のもの、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、フッ素
樹脂（例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフル
オロエチレン）などの樹脂粉末が望ましい。また、粒径
は平均粒径で１.０〜２.５μｍのものを使用すれば、塗
膜より突出して、潤滑性を付与できる。高分子固体潤滑
剤は有機樹脂被膜中に均一に分散させる。なお、燃料タ
ンク部材の絞り比が小さいものの場合はこの高分子固体
潤滑剤を添加する必要がない。

【００１４】高分子固体潤滑剤の添加量は、重量比に
て、高分子固体潤滑剤／（有機樹脂被膜＋高分子固体潤
滑剤）＝０.０１〜０.２０、好ましくは０.０５〜０.１
５になるようにする。高分子固体潤滑剤は前記重量比で
０.３０程度まで被膜中に安定的に分散可能であるが、
このように多く分散させると、最終工程で燃料タンク外
面にチッピング対策として塗布する塩化ビニルなどの塗
料の密着性が低下してしまうので、添加量はこのような
問題の生じない０.２０以下にする。しかし、０.０１未
満では添加効果が小さくなるので、０.０１以上にす
る。

【００１５】被膜の有機樹脂は、特に制限はなく、エポ
キシ系、フェノキシ系、フェノ−ル系、ポリエステル
系、ポリウレタン系、フタル酸系、アクリル系、フッ
素、シリコ−ン系などの樹脂を使用できる。これらの樹
脂は１種または２種以上でもよいが、水系樹脂エマルジ
ョンをベ−スにしたものが好ましい。

【００１６】被膜厚は、０.１μｍ未満であると、シリ
カやクロム酸塩を添加してあってもめっき層Ａｌのピッ
クアップ性が向上せず、３.０μｍを超えると、被膜が
絶縁体になり、抵抗溶接が困難になるので、０.１〜３.
０μｍにする。なお、スポット溶接の場合はシ−ム溶接
のように電極で有機樹脂被膜を加圧して、薄くしないた
め、被膜厚が１.５μｍを超えると、抵抗溶接が困難に
なる。このため、スポット溶接の場合は被膜厚を０.１
〜１.５μｍ、好ましくは０.７〜１.３μｍにするのが
望ましい。

【００１７】有機樹脂被膜を被覆するＡｌ系めっき鋼板
としては、純Ａｌめっき鋼板、Ａｌ合金めっき鋼板のい
ずれでもよい。後者のめっき合金としては、Ａｌ−（３
〜１３％）Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ａｌ−Ｚｎ
−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金な
どが挙げられる。これらのＡｌ系めっき鋼板は溶融めっ
き法、蒸着めっき法、溶融塩めっき法のいずれで製造さ
れたものでもよいが、純Ａｌめっき鋼板は溶融めっき法
で製造すると、めっき層と鋼板との界面に延性の乏しい
Ｆｅ−Ａｌ合金層が厚く形成されるため、純Ａｌめっき
鋼板は蒸着めっき法または溶融塩めっき法で製造したも
のを用いるのが好ましい。一方、Ａｌ合金めっき鋼板は
安価な溶融めっき法で製造できるので、このめっき法で
製造したものを用いるのが好ましい。Ａｌ系めっき鋼板
は被膜密着性を高めるため、前処理として、金属Ｃｒ換
算で５〜１００ｍｇ／ｍ²のクロメ−ト皮膜を形成した
ものが好ましい。

【００１８】

【実施例】

実施例１極低炭素Ｔｉ添加冷延鋼板にＡｌ−９％Ｓｉ合金の溶融
めっきを施したＡｌ系めっき鋼板（板厚０.８ｍｍ、め
っき付着量８０ｇ／ｍ²）に、シリカゾル、クロム酸塩
を含有する水系有機樹脂組成物をバ−コ−ト法で塗布し
て、２００℃で１分間加熱することにより被膜を硬化さ
せ、表１に示す防錆鋼板を製造した。そして、得られた
防錆鋼板に対して次のような抵抗溶接性、耐食性および
プレス加工性の試験を実施した。この結果を表２に示
す。（１）抵抗溶接性試験試験片を２枚重ねて、Ｃｒ−Ｃｕ合金電極でスポット溶
接を行った。スポット溶接は各試験片について予め適性
電流範囲、適性加重を求めた後溶接する方法で行い、連
続４０００打点以上可能であったものを記号◎で、連続
４０００打点未満、３０００打点以上可能であったもの
を記号○で、連続３０００打点未満しか溶接できなかっ
たものを記号×で評価した。

【００１９】（２）耐食性試験試験片に円筒絞り加工（絞り比２.１、ブランク径φ８
４ｍｍ）を施した後、下記Ａ〜Ｃの試験液に浸漬して、
試験液を１週間毎に取り替えながら１０週間浸漬し、溶
出減量を測定した。そして、溶出減量が０.３ｇ／ｍ²未
満（試験液Ｃの場合は０.１５ｇ／ｍ²未満）のものを記
号◎で、０.３ｇ／ｍ²以上、０.５ｇ／ｍ²未満（試験液
Ｃの場合は０.１５ｇ／ｍ²以上、０.２５ｇ／ｍ²未満）
のものを記号○で、０.５ｇ／ｍ²以上（試験液Ｃの場合
は０.２５ｇ／ｍ²以上）のものを記号×で評価した。試験液Ａ；ガソリン５０％と水（蟻酸３５０ｐｐｍ含
有）５０％の混合液試験液Ｂ；メタノ−ル（蟻酸３５０ｐｐｍ含有）８５％
とガソリン１５％の混合液試験液Ｃ；ガソリン５０％と水（Ｃｌ^-５０ｐｐｍ含
有）５０％の混合液

【００２０】（３）プレス加工性試験試験片に円筒絞り加工（ポンチ径４０ｍｍ）を施して、
限界絞り比が２.１５以上のものを記号◎で、２.１５未
満、２.１以上のものを記号○で、２.１未満のものを記
号×で評価した。

【００２１】

【表１】（注１）シリカ添加量は重量によるシリカ／（有機樹脂
＋シリカ）である。（注２）クロム酸塩添加量（ｍｇ/ｍ²）は金属Ｃｒ換算
値である。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例２実施例１で使用したＡｌ系めっき鋼板にクロメ−ト処理
（クロム付着量２０ｍｇ／ｍ²）を施して、シリカゾ
ル、クロム酸塩およびポリエチレン樹脂粉末を含有する
水系有機樹脂組成物をバ−コ−ト法で塗布して、２００
℃で１分間加熱することにより被膜を硬化させ、表３に
示す防錆鋼板を製造した。そして、得られた防錆鋼板に
対して次のような抵抗溶接性、耐食性およびプレス加工
性の試験を実施した。この結果を表４に示す。

【００２４】（１）抵抗溶接性試験実施例１と同様に実施し、評価した。（２）耐食性試験試験片に円筒絞り加工（絞り比２.３、ブランク径φ８
４ｍｍ）を施した後、実施例１と同一条件で同様に溶出
減量を測定し、評価した。（３）プレス加工性試験試験片に円筒絞り加工（ポンチ径４０ｍｍ）を施して、
限界絞り比が２.３以上のものを記号○で、２.３未満の
ものを記号×で評価した。

【００２５】

【表３】（注１）シリカ添加量は重量によるシリカ／（有機樹脂
＋シリカ）である。（注２）クロム酸塩添加量（ｍｇ/ｍ²）は金属Ｃｒ換算
値である。（注３）ポリエチレン樹脂（PE）粉末添加量は重量によ
る高分子固体潤滑剤／（有機樹脂＋高分子固体潤滑剤）
である。

【００２６】

【表４】（注）比較例のＮｏ.１１とＮｏ.１５は絞り比２.３で
は加工できなかったため、耐食性試験を実施しなかっ
た。

【００２７】実施例３実施例２において、Ａｌ系めっき鋼板として、極低炭素
Ｔｉ添加冷延鋼板にＺｎ−５５％Ａｌ合金の溶融めっき
を施し（板厚０.８ｍｍ、めっき付着量８０ｇ／ｍ²）、
その後、クロメ−ト処理（クロム付着量２０ｍｇ／
ｍ²）を施したものを用いて、表３と同一の処理を施し
た。表５に抵抗溶接性、耐食性およびプレス加工性の試
験結果を示す。

【００２８】

【表５】（注）比較例のＮｏ.２１は絞り比２.３では加工できな
かったため、耐食性試験を実施しなかった。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の燃料タンク用防
錆鋼板は、被覆有機樹脂被膜中にシリカとクロム酸塩と
を添加したものであるが、抵抗溶接性、加工部耐食性が
向上している。また、被覆有機樹脂被膜中に高分子固体
潤滑剤をさらに添加したものは、プレス加工性が向上し
ている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田幸夫大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社技術研究所表面処理研究部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機樹脂被膜を被覆したＡｌ系めっき
鋼板において、有機樹脂被膜にシリカ、クロム酸塩を添
加して、シリカ添加量を重量にて、シリカ／（有機樹脂
＋シリカ）＝０.０５〜０.４５に、また、クロム酸塩添
加量を金属クロム換算で０.１〜６０ｍｇ／ｍ²にすると
ともに、被膜厚を０.１〜３.０μｍにしたことを特徴と
する燃料タンク用防錆鋼板。
【請求項２】請求項１の鋼板において、有機樹脂被
膜に高分子固体潤滑剤を添加して、添加量を重量にて、
高分子固体潤滑剤／（有機樹脂被膜＋高分子固体潤滑
剤）＝０.０１〜０.２０にしたことを特徴とする燃料タ
ンク用防錆鋼板。