JPS5815541B2 - コウザイノ ヒヨウメンシヨリホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼材の表面処理法に関するものである従来、鋼
板の表面処理に多くの種類、方法があり、それらの中で
最も代表的なものはクロメート処理及びリン酸塩処理で
ある。

これらのうちクロメート処理は主に耐食性の向上を目的
とし、リン酸塩処理は塗料密着性を向上するために行な
われている。

これらはいずれも鋼板の中でも大部分はＳｎ、Ｚｎ、Ｃ
ｕ、その他メッキ製品の後処理に使用されてきた。

これに対し、本発明の表面処理法はメッキ製品の後処理
として使用し得る事ももちろんのこと、それ以外に層板
、ホット、中板、厚板、形鋼、線材、パイプなどの熱延
材（黒皮材）に処理して耐食性、塗料密着性などの特性
を向上する事が出来るという特長を有するものである。

周知の如（、中板、厚板などの製造時、平担塵をだすた
めにレベラーを通過させるが、その際に２次スケール（
黒皮スケール）にクラックが生じ屋内、外に放置してい
る間に赤錆が発生する。

又、９％Ｎｉ鋼その他一部特種鋼は圧延後ショツトブラ
スト処理されユーザーに渡すまで長期間放置されるが、
それら期間中に赤錆が生じ、製品価値をいちじるしく低
下させるとともに極端な場合、溶接時に赤錆部を研摩し
て除去しなければならないし、また、鋼板の塗装の際に
も赤錆の除去にきわめて苦慮している。

一方、層板は製造後防錆油を塗油して出荷されているが
、公害の面から油の使用は極力弁えられる傾向にあり、
また、これら層板に塗装する場合にはあらかじめ防錆油
を除去しなければならないが、本処理を行なった場合、
塗料密着性がきわめて良いため、これら手間を省略する
事ができる。

本発明は１次防錆及び塗料密着性を向上させるために開
発された表面処理方法で、鋼材の製造の最終工程に組込
む事によって鋼材が製造されてからユーザーが使用する
までの期間充分赤錆の発生を防止する事が出来る。

又塗料密着性もすぐれているため塗装に先立ち除去する
といった手間も省略できる。

更に、これまで主にメッキ製品の後処理として使用され
てきたクロメート処理は公害防止の面から極力廃止しよ
うとする傾向にあるが、現在のところクロメート処理に
代る耐食性向上のための新しい表面処理方法が開発され
ていないため、各工場では排水関係をクローズド化し、
クロムイオンが外部に排出するのを極力弁えるといった
公害対策を講じているが、これには膨大な設備と費用を
必要とする。

これに対し、本発明の処理液は無公害であるため、これ
らの面からも経済的なメリットはきわめて太きいものが
ある。

本発明の表面処理法は、希薄水ガラス溶液又はケイ酸ソ
ーダ溶液若しくはその混合溶液に特殊有機物を微量添加
した処理液を鋼材に塗布乾燥するというものである。

一般にケイ酸ソーダ、水ガラス、Ｎａ ２ ＣＯ３、Ｎ
ａＯＨなどはアノードインヒビターとして使用され、水
溶液中に微量添加して腐食を極力抑制するのに使用され
ている。

しかし、これらはあくまでも水溶液の中でのみ作用を示
し、これら溶液を鋼材に塗布した場合には耐食性はほと
んど示さず、例えば水ガラス溶液を塗布して耐食性を得
ようとする場合には、きわめて高濃度の水ガラス溶液を
塗布しなければならない。

また、多（の有機物が同様にインヒビターとして使用さ
れているが、これらは界面活性剤の１種で、代表的なも
のとしてトルイジン、β＋フチルアミン、α＋ソフトノ
リン、チオ尿素、アルキルジサルファイド、トリエタノ
ールアミン、モルホリン、オレ、イン酸ソーダ、安息香
酸ソーダ、その他きわめて多種にわたっているが、これ
らも水溶液中に適当量添加するとこれらが金属表面のカ
ソード部、アノード部に吸着し、腐食を抑制する。

しかし、これら有機インヒビターは無機系インヒビター
と同様、水溶液の中でのみ防食作用を示し、これら水溶
液を金属表面に塗布しても防食効果は得られなし・０ 本発明者等はこれら無機基及び有機系インヒビターの組
合せについて種々検討を行なった結果、水ガラスあるい
はケイ酸ソーダの希薄溶液に有機シランカップリング剤
を特定量添加すると、その相乗効果により、鋼材に塗布
するときわめて優れた耐食性及び塗料密着性を有する事
が判った。

これに対して有機シランカップリング剤を水、重リン酸
アルミ、ポリリン酸、その他無機系バインダーあるいは
各種水溶性樹脂にとかし鋼板に塗布、乾燥した場合、無
処理材と比べ耐食性は多少向上するか、あるいは差が認
められなかった。

また、水ガラスあるいはケイ酸ソーダ溶液に他の有機イ
ンヒビターを種々の濃度添加した液を鋼材に塗布すると
、有機インヒビターを入れない場合と比べ逆に耐食性は
やや劣る事が判った。

このように水ガラスあるいはケイ酸ソーダの１種又は２
種と有機シランカップリング剤の組合せの場合にのみ相
乗効果が生まれ、鋼材に塗布、乾燥して優れた被膜が得
られるものである。

第１表乃至第４表は水ガラスと有機シランカップリング
剤との組合せにおいて、両者の濃度を神様かえて厚板の
ショツトブラスト 食性及び塗料密着性を調べた結果である。

尚、本試験で使用した有機シランカップリング剤は γーメタアクリルオキシプロピルトリメタオキシシラン
（γ− である。

これら結果から明らかなように、水ガラスの濃度が０．
１％以上、かつ、有機シランカップリング剤の濃度が０
，１〜１０％添加するとよい。

尚、水ガラス濃度の上限値は、塗布のしやすさ、効果の
点から３０％程度に止めるのがよい。

これら結果はケイ酸ソーダ溶液に有機シランカップリン
グ剤を添加した場合にも同様の結果が得られた。

以上詳述したことから明らかな如く、本発明の鋼材の表
面処理法の特徴は次の通りである。

水ガラス、ケイ酸ソーダの１種又は２種を０．１％〜３
０％含む溶液に有機シランカップリング剤を０．１％〜
１０％含有せしめた処理液を各種鋼材表面に塗布、乾燥
することにより鋼材の耐食性、塗料密着性を向上させる
鋼材の表面処理法。

実施例 １ 水ガラス１％、有機シランカップリング剤１％の混合液
をスプレーで厚板（黒皮材）に塗布し、ロールで絞り乾
燥して被膜の特性を調査した。

尚、使用した有機シランカップリング剤はγ−リ゛リシ
ドオキシプロピルトリノタオギンシラン（ｒ −Ｇ １
ｙｃｉｄｏｘｙｐｒｏｐｙｌｔｒｉ ｍｅｔｈｏｘｙｓ
ｉ １ａｎｅ ）である。

これら処理材を６ケ月問屋外に曝露したが赤錆はまった
く認められなかった。

これに対し、無処理材は曝露後１週間で１部赤錆が生じ
、１ケ月後に大部分赤錆が生じた。

実施例 ２ ケイ酸ンーダ５％、有機シランカップリング剤３％の混
合液に時板を浸漬し、ロールで絞り、乾燥して被膜の特
性を調べた。

尚、使用した有機シランカップリング剤はｎ−β（アミ
ノエチル）γ−アミノプロピル・メチル・ディメトオキ
シ・シラン（ｎ−β（ａｍｉｎｏ ｅｔｈｙｌ ）
ｒ −ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｖｌ ｄｉｍ
ｅｔｈｏｘｙ ５ｉｌａｎｅ ）である。

耐食性はＪＩＳ−Ｚ−２３７１規格に準拠した塩水噴霧
試験（食塩濃度５％、槽内温度３５℃、噴霧圧力２０ｐ
ｓｉ）により２４時間後の発錆状況を肉眼で評価したが
、発錆はまったく認められなかった。

また、メラミン系（焼付温度１２０℃）、アクリル系（
焼付温度１８０℃）の焼付塗料を使用し、塗料密着評価
法はＪＩＳ−５４，００により描画、ゴバン目エリクセ
ン、衝撃、２丁折曲げの各試験を行なったが、剥離の形
跡はまったく認められなかった。

これに対し、従来のクロメート処理をしたものは塩水噴
霧試験を２４． ｈｒ 行なったものは１部に発錆が認
められた。

また、同じように塗料密着性試験を行なった結果、アク
リル系の焼付塗料では剥離の形跡は認められなかったが
、メラミン系塗料では１部剥離の形跡が認められた。

実施例 ３ 水ガラス３％、有機シランカップリング剤５％の混合液
に亜鉛メッキ板を浸漬後ロールで絞り、乾燥して被膜の
特性を調べた。

尚、使用した有機シランカップリング剤はヒニル・トリ
エトオキシシラン（ＶｉｎｙｌＴ ｒｉｅｔｈｏｘｙｓ
ｉｌａｎｅ ） である。

耐食性は実施例２と同様の塩水噴霧試験で１週間行なっ
たが発錆はまったく認められなかった。

また、塗料密着性についても実施例２と同一条件で評価
したが、剥離の形跡はまった（認められなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水ガラスあるいはケイ酸ソーダの１種あるいは２種
   を０．１％〜３０％含む溶液に、有機シランカップリン
   グ剤を０．１〜１０％含有せしめた処理液を鋼材に塗布
   し、乾燥する事を特徴とする鋼材の表面処理法。