JPS6164442A - 溶接可能な高耐食性燃料容器用鋼板 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発８Ａは燃料容器用鋼板、ガソリン、アルコール燃料
、アルコールを含有するガソリンのごとき燃料を収容す
る容器材料として溶接性にすぐれた高耐食性燃料容器用
鋼板に関するものである。

（従来技術） 最近の石油事情の急死（石油コストの上昇および生産量
の減少）に伴って、自動車用燃料としてガソリンに代っ
て、メチルアルコールやエチルアルコールの如きアルコ
ール燃料或いはガンリンに対してメチルアルコール、エ
チルアルコール、メチルターシャリ−ブチルアルコール
（ＭＴＢＡ　）　等の如きアルコールを混入した燃料（
所謂、゛ガソホール）全代替燃料として使用することが
提案され実施されつつある。

これらのアルコール燃料或いはアルコール添加ガソリン
（ガソホール）の自動車燃料容器材料にＶｉ特開昭５０
−、２３３４５号公報、特開昭５１−１１５２４０号公
報など多くの特許公報で発表されているＰｂ　−Ｓｎ合
金被覆鋼板が使用されているが、その鋼板の耐食性を著
しく劣化せしめる問題があった。その原因はＰｂ　−Ｓ
ｎ合金鋼板はＰｂｔ−主体とするＰｂとＳｎの共晶合金
でその被覆層が構成されているために、例えば （１）　　Ｐｂ金属はメチルアルコールに著しく腐食さ
れるため、被覆層のＰｂ金属層の部分が腐食され易い。

（２）　　アルコール燃料又はアルコール添加ガソリン
が酸化されて主成さ几るアセトアルデヒド、酢酸（エチ
ルアルコールの酸化主成物）或いはフォルムアルデヒド
、ギ酸（メチルアルコールの酸化主成物）によって、Ｐ
ｂ金属が著しく腐食され、被覆層中のＰｂ金属層の部分
が腐食され易い。

（３）　　アルコールに含有される水分或いはアルコー
ルの酸化主成物によって、被覆層で形成されたピンホー
ル部から腐食を増大せしめる。

等の原因によって、Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼板はその
耐食性が著しく劣化せしめられる。

このため、このような燃料を収容する容器鋼板は、被覆
層のピンホールが少なく、またアルコールやアルコール
の酸化主成物（ホルムアルデヒド。

アセトアルデヒド、ギ酸、さく酸）に対して耐食性のす
ぐれた、高耐食性の素材が要求されることになる。又、
容器の外面に対しても、近年融雪塩の腐食問題からさら
に耐食性のすぐれた素材が要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこれらの状況に対処してなされたものであり、
Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼板のアルコール燃料又はアル
コール含有燃料に対する耐食性に関する問題点を解決す
ると共に、溶接性もすぐれた燃料容器用鋼板を提供する
ことを目的にしたものである。

さらに、本発明は、燃料容器外面の融雪塩に対してＰｂ
　−Ｓｎ合金メッキ鋼板の耐食性を一層向上せしめた燃
料容器用鋼板を提供することを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、Ｐｂｌ主成分にして３μ
％以上のＳｎヲ含むＰｂ　−Ｓｎ合金メッキを施した鋼
板の片面または両面に、アルミ、ステンレス。

ニッケル、コバルト、スズ、クロム、・グラファイトの
各粉末あるいはその合金粉末の１種または２種以上全塗
料不揮発分に対し重量％で３０％以上含有させた耐食性
塗料を被覆し、あるいはＰｂ−Ｓｎ合金メッキを施した
鋼板の片面に上記の耐食性塗料を被覆した他面にＺｎま
たＦ！、Ｚｎ系合金のメッキ層もしくはＺｎ粉末とＺｎ
系合金粉末の１種または２種とアルミ、ニッケル、コバ
ルト、スズ、クロム、鉄の各粉末あるいはその合金粉末
の１種または２種以上とを混合して塗料不揮発分に対し
重量％で６０−以上含有させた耐食性塗料のいずれか一
方全被覆した溶接可能な高耐食性燃料容器用鋼板である
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においてはまず鋼板表面憾溶接メッキ法或いは電
気メツキ法によｐ、Ｐｂ−Ｓｎ合金メッキを施す。この
Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼板は、鋼板表面を清浄、活性
化した状態で直接Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ処理がなされ
たものでもよく、又鋼板表面にＮｉ　、　Ｃｏ　＊　Ｃ
ｕ等の他金属又は合金を被覆処理した後ＫＰｂ−８ｎ合
金被覆処理がなされたものでもよい。

この場合のＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ層の厚さは、１〜１
０μ（好ましくは２．５〜７．５μ）がよい。

Ｐｂ　−Ｓｎ合金被覆層の厚さが１μ未満では、Ｐｂ−
８ｎ金属メ、キ層の極薄化に多くのピンホールが発生し
て耐食性を劣化させる傾向にある。一方、Ｐｂ　−Ｓｎ
合金メッキ層の厚さが１０μをこえるとその加工性を劣
化すると共に、経済性から好まし′くない。又、このＰ
ｂ　−Ｓｎ合金メッキ層は、特に規定するものでないが
、ピンホールの少ないメッキ層を形成するために、Ｓｎ
含有量が３〜２５％のＰｂ　−Ｓｎ合金被覆層を使用す
るのが好ましい。

次いで、これら鋼板表面に形成されたＰｂ　−Ｓｎ合金
メッキ層の片面または両面にアルミ、ステンレス、ニッ
ケル、コバルト、スズ、クロム、グラファイトの各粉末
あるいはその合金粉末の１糧または２種以上ｔ−塗料不
揮発分に対して３０重量％以上含有させた耐食性塗料を
ロールコータ−。

カーテン７０−コーター等を用いて被覆する。この場合
特に規定するものではないが、耐食性塗料を被覆する際
Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ層の表面をＮａＯＨの水溶液等
のようなアルカリを用いた表面活性化処理、Ｃｒｙ３．
　Ｃｒｙ、　−Ｈ３ＰＯ４水溶液等金用いた化成処理等
の前処理を施すと、塗料の密着性が著しく改善される。

アルミ、ステンレス等ハアルコール、アルコール含有撚
料、アルコール酸化物、ガソリン等に対して耐食性の良
好で、かつ導電性を有する素材であり、Ｐｂ　−Ｓｎ合
金メッキ層に被覆されて該メッキ層の耐食性と溶接性を
改善する効果がある。

しかしこの効果は、アルミ、ステンレスなどがアルコー
ル、アルコールの酸化物、ガソリンに対して溶解しにく
い（耐食性の良好な）樹脂系の塗料不揮発分、すなわち
、ポリテトラ・フルオエチレン、フルオリネイテッドエ
チレングロビレンコーポリマー、ポリフルオロアルコキ
シ　レジン、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレ
ン　クロロトリフルオエチレンコーポリマー、エチレン
テトーｙフルオロエチレン　コーホリマー、ホリビニー
ルリテン　フル第２イド、ポリビニールフルオライド。

ポリエーテルサルフオン、ポリメチルペーテン。

？リサルフォン、フェノキシ樹脂の１種または２種以上
の塗装用ビヒクルに対し、重量％で３０％以上含有され
た時に得られる。

また、アルコール燃料に使用制限される場合、例えばエ
チルアルコール燃料、２０チ以下のアルコールを混合し
たガソリン燃料等を対象とした場合には、上記樹脂系以
外にエポキシ（ｅｐｏｘｙ　）　。

フェノール（ｐｈｅｎｏｌ　）　、　４リエステル系樹
脂の１糧または２ｆｔ１以上を塗装用ビヒクルとして使
用してもよい。またこの場合の耐食性塗料被覆厚さは、
１〜３０μがよい。被覆厚さが１μ未満では、溶接性、
加工性の点では優れているが、Ｐｂ−Ｓｎ合金メッキ層
に被機層が充分でない時腐食環境によっては被覆欠陥部
からのＰｂ−Ｓｎ合金の溶解を生じ、目的とする耐食性
が得られない場合がある。また、塗膜厚さが３０μ厚さ
をこえると成形加工時に被覆層の部分的剥離（所側、パ
ウダリング）或いは俗接が困難等の欠点を生じる場合も
ある。中でも最っとも安定して問題ないのは、２〜１５
μの塗膜厚さである。

本発明は、上記のようにＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼板に
耐食性塗料を被覆した鋼板またその被覆面一をガソリン
等燃料接触側にして容器を大造して使用すると下記のよ
うなすぐれた効果を奏する。

Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ層は冷延鋼板、他の表面処理鋼
板等に比し、溶接性も良好で、燃料中に含有きれる水分
、Ｃｔ−イオン等に対する耐食性も極めてずぐれている
。

したがって、腐食環境に曝された場合耐食性塗料の被覆
層を通って侵入する水分、Ｃｔ−イオン等がＰｂ−８ｎ
ｎ全金メツキ表面に到達しても、該表面で主成される腐
食主成物が極めて少ないので、腐食主成物に起因する塗
膜（被Ｗ小フクレ（所謂、ブリスター）がなく、アルコ
ール系燃料、ガソリン等の水分が含有される腐食状況で
長期間曝されても塗料密着性（所謂、二次塗料密着性）
が確保され耐食寿命が延長化される。

また、Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ層は軟質で潤滑効果に富
むため、その表面に上記の如き耐食性塗料の被覆が設け
られても、良好な成形加工性が得られる。このように、
本発明は、下地メッキ層のＰｂ−Ｓｎ合金メッキとその
表面に塗装される耐食性塗料の被覆層の相剰効果によっ
て、溶接性が良好でかつアルコール、アルコール含有燃
料、ガソリン等の燃料に対する耐食性もすぐれた燃料容
器用素材である。

さらに本発明は、上記した本発明鋼板の一側すなわちＰ
ｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼板の′片面にアルミ。

ステンレス、二、ケル等の耐食性塗料を被覆した本発明
の他面に、ＺｎまたはＺｎ系合金メッキ層もしくはＺｎ
粉末とＺｎ系合金粉末の１種または２稲ドアルミ、ニッ
ケル、コバルト、スズ、クロム。

鉄の各粉末あるいはその合金粉末の１種または２種以上
とを混合して塗料不揮発分に含有させた耐食性塗料のい
ずれか一方を被覆した鋼板である。

特にＺｎまたはＺｎ系合金メッキ等施した面を燃料容器
の外面にして該容器を調造すると外面防食効果を奏して
、容器の外面耐食性が著しく向上する。

Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ層自体の耐食性は極めて良好で
あシ、特に、Ｃｔ−イオン、水分等に対する耐食性はす
ぐれている。

しかしながら、Ｐｂ　−Ｓｎ合金メッキ層は鋼に対して
電位的に貴（カソーディック）であるため、メッキ欠陥
部或いは成形加工時の疵付き、取扱い傷等によって地鉄
に達する欠陥部等から鋼自体の穿孔腐食を生じる危険性
がある。従って、Ｃｔ−。

水分等に対する耐食性が比較的良好でかつ、Ｐｂ−Ｓｎ
合金メッキ層より電位的に卑（アノ−ディック）なＺｎ
またはＺｎ系合金のメッキ層、もしくはＺｎまたはＺｎ
合金とアルミ、ニッケルなどを任意に混合して不揮発分
に含有させた耐食性塗料のいずれかを被覆することによ
ってＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ層自体及び前記の欠陥部等
の防食が可能となり、燃料容器外面からの腐食に対する
耐食寿命を著しく増加せしめる。

本発明においては、溶接性全重要視するため、Ｚｎ粉末
またはＺｎ合金粉末にアルミ、ニッケル等の塗料不揮発
分に対して含有される量が限定される。すなわち、燃料
容器に要求される溶接性能を確保するために塗料不揮発
分に対してＺｎ粉末或いはＺｎ合金粉末の含有量が６０
重量−以上、好ましくは８０重ｆ−以上含有される事が
必要である。

被覆層の厚みについては、１μ未満では、Ｐｂ−Ｓｎ合
金メッキ層表面非被覆部分を発生し易く充分な防食効果
が得られない場合がある一方、３０μ厚さをこえるとそ
の防食効果が飽和するとともに、溶接性、加工性の点か
ら好ましいものでない場合もある。

また塗料ビヒクルとしては、特に規定でれるものでなく
、前記の塗料不揮発分を用いてもよく、さらにアクリル
樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂等の１種又は２ａ
！以上混合した樹脂等を用いてもよい。

ま九、被覆の前処理法として、特に規定されるものでは
ないが、ＮａＯＨ水溶液等のアルカリを用いた表面活性
化処理、ＣｒＯ２，ＣｒＯ２−Ｈ３ＰＯ４水溶液等を用
いた化成処理等ｆ、施す事によって、塗料密着性が改善
される。

その被覆方法も限定する必要はなく、通常行なわれてい
るロールコータ−或いはカーテンフローコーター等の任
意の方法で行なえばよい。

同法に、塗装被覆焼付は条件についても、１００〜２３
０℃の温度範囲で、約３〜６０秒の加熱時間で、各々塗
料の種類、塗料に添加される硬化剤の種類被覆厚に応じ
て、燃料容器内面及び燃料容器外面を対象とした塗料と
も上記条件内で任意に選定され施される。

また亜鉛メッキ層或いはＺｎ合金メッキ層の被覆浮式は
、゛防食効果、成形加工性、溶接性から０．５〜１０μ
厚で、好ましくは１〜６μの厚さが望ましい。この場合
のＺｎ合金メッキはＺｎ〜（８〜２０　％　）　Ｎｉ系
、Ｚｎ〜（８〜２０　％　）Ｆｅ系、Ｚｎ　−（８〜２
０％）　Ｃｏ系の合金メッキ組成を使用するのがよい。

さらにＺｎ或いはＺｎ合金メッキ法については特に規定
されないが、電気メツキ法が有利である。すなわちＰｂ
　−Ｓｎ合金メッキ層は低融点であるため、Ｚｎ或いは
ｚｎ合金メッキ浴中に浸漬されるとＰｂ　−Ｓｎ合金メ
ッキ層の溶解が生じるので溶融メッキ法は好ましいもの
でなく、電気メツキ法を採用するのがよい。

しかしてまたＺｎ又はＺｎ合金メッキ層″ｆ、Ｐｂ−Ｓ
ｎ合金メッキ層の上面に施すことによって、道路凍結防
止用の散布塩、水分等によってＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ
層の欠陥部或いは加工時の庇部等からの腐食を防食する
のに極めて有効である。

上記したような本発明は、特にアルコール、アルコール
の酸化物、ガソリンに対してすぐれた耐食性を示すアル
ミ、ステンレス等の耐食性塗料を被覆した面を燃料容器
内面に使用することによって該内面の耐食性を確保し、
又、同時にＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ層表面に対して犠牲
防食能を有するＺｎメッキ層、　Ｚｎ合金メッキ層もし
くはＺｎ粉末またはＺｎ合金粉末とアルミ、ニッケル等
を含有した耐食性塗料欠被覆した面を燃料容器外面に使
用することによって容器自体の耐食寿命の延長を計るも
のであり、すなわち本発明は燃料容器用素材として極め
てすぐれた特性を有するものである。

燃料容器の製造過程におけるシーム溶接作業において、
電極に接触する燃料容器の外面に相当する面が有機被膜
層で構成されているよシ、金属メッキ層の場合の方が通
電性にすぐれるため溶接範囲を広く採用できるとともに
、電極への付着物が有機系被膜よシ少ないため電極寿命
が長く、連続溶接作業性がまさる等の効果が得られる。

また、燃料容器の内面に適用される片面に対する被覆層
の顔料がアルミ−スズ混合粉末、アルミ−ニッケル混合
粉末、アルミ−スズ−ニッケル混合粉末の場合が特に好
ましい。これは、燃料容器のシーム溶接部の一部が底部
になるような配置で自動車車体に取りつけられる場合に
おいて特に上記の被覆層が効果を発揮する。

燃料容器内面の塗装面同志の溶接は、溶接時の加圧力で
被覆層が破かいされる事によって、被覆層と下地のＰｂ
　−Ｓｎ合金メッキ層、鋼素地に通電されるとともに、
各々が溶融されて接合される。この場合、一般に溶接部
はＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ層が溶融され、再凝固される
時、必ずしもＰｂ　−Ｓｎメッキ層が溶融前の状態と同
゛じ様に均一に広がって凝固されるとは限らず鋼素地の
露出部を主成する事が多々発生する。従って、これらの
溶接部が底部に位置する燃料容器の配置方法が採用され
る場合には、燃料中に含有される分離した水分（％に、
アルコールとガソリンの混合燃料における含有される水
分の分離、ガソリン使用の場合における含有水分の分離
等）が底部にたまって赤錆を溶接部から発生せしめるこ
とがある。このような場合において、被覆層として被覆
効果のすぐれているアルミとスン、ニッケルこれらの混
合物を含有する塗料を用いる事によって、他の容器内面
の被覆層による被覆効果を確保するとともに、溶接部に
おいてはＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ層の溶融金属に対して
塗料が通電、溶解時に混合反応性に富む金属であるスズ
、ニッケルが塗膜層の溶接部からも供給される事になる
ので、溶接部の鋼素地の露出を抑制する効果が得られる
。而して、アルミに対して含まれるスズ、ニッケル、或
いはこれらの混合物の量は、種々検討の結果、５チ以上
、好ましくは１０チ以上で上記の改善効果がみられる事
が分った。

尚、本発明は、以上説明してきた様な被覆構成で使用し
てもよく、また燃料容器外面の装飾のために更に燃料容
器の成形後頁に塗装処理音節してもよいし、その外面層
が亜鉛又は亜鉛合金メッキ層の場合には上記塗装のため
の下地処理としてのクロメート系処理、リン酸塩系処理
を予じめ施しておいてもよいし、燃料容器成形後に施し
てもよい。

（実施例） 以下に、本発明の実施例について説明する。

実施例１ 冷延鋼板に電解脱脂、電解酸洗を施し、表面処理に適し
た表面清浄、活性化処理後、０．１μ厚さのＮｌメッキ
後に各々所定厚さのＰｂ　−Ｓｎ合金メッキを溶融メッ
キ法によシ行なった。冷却後Ｐｂ−８ｎ合金メッキ表面
を５０℃の５％ＮａＯＨ水溶液中で５秒間表面活性化処
理後、第１表に示す被覆処理を行なってから、各々の性
能評価試験を実施した。

第１表に示すように本発明のタンク内面にアルミ。

ニッケル、スズ、グラファイト等を含有する塗料が、又
、タンク外面にＺｎ又はＺｎ合金メッキ或いはＺｎ粉末
、Ｚｎ合金（Ａｔ、　Ｃｒ−Ｎ１　）粉末を含有する塗
料で塗装を行うとアルコール含有燃料タンクとして好適
であることが判った。尚性能評価試験は、以下の方法で
行なった。

■　評価試験■の角筒絞り材の燃料容器内面に相当する
面を内部として、第１表の燃料を充填、１２ケ間の静置
試験後の錆の発生状況より評価した。

■　ブランクサイズ５００　Ｘ　５００”’から高さ１
２０″′Ｉの角筒絞シヲ行ない、外面のウオール部に地
鉄に達するスクラッチ疵を入れ、下記サイクルのＣ，、
Ｃ，Ｔ。

試験（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｔｅ５ｔ　
）　ｆ　６０サイクルを行ない、スクラッチ部の穿孔深
さ、赤錆の発生状況よシ耐食性を評価した。ＣＣ，Ｔ、
の条件全第１図に示す。

■　直径７〜１２＋ｍ径の細石を圧力を５ｋｐ／ｃｔｎ
で１０秒間、ｔｃＪ当シクシ２Ｉ突するようにチッピン
グさせてから、上記のサイクルテスト条件で３０？イク
ルのテストヲ実施、チッピング部からの赤錆発生状況を
評価した。

■　ブランクサイズ０．８　Ｘ　５００　Ｘ　５００”
潤滑油塗布後、シワ押え圧力３０Ｔの条件で１５０×１
５０”角のＩンチで角筒絞シを行ない、絞り深さの限界
と角筒絞り材外面のカジリの発生状況より評価した。

■　板厚０．８ｍの試料を用いて、４１ｍ巾の台形電極
で加圧力４００に＃−ｆ、溶接速度２．５　ｍ／ｍｉｎ
、溶接時間２−２′″で、溶接範囲、ナゲツトの主成状
況、溶接部外観から評価を行なった・ 実施例２ 電気メツキ法により製造した第２表に示す各種のメッキ
厚さ、Ｓカ濃度で構成式れたＰｂ　−Ｓｎ合金メッキ鋼
板を用い、２＠２表に示す燃料容器内面を対象とした塗
装処理を施し、シーム溶接部が底部になるようなモデル
答器を作成し、その耐食性を第２表に示す腐食促進溶液
を用いて行なった。

第２表にその肝価結果金示すよりに、アルミ。

ニッケル、スズ或いはこれらの混合物が含有される塗料
を用いた場合にその耐食性能が良好である。

尚タンク底部内面の溶接部の耐食試験後の評価はタンク
底部より５０門巾の試片を切出し引張試験機で伸したの
ち溶接部近傍に赤錆の有無を調べ赤錆が存在した程合は
断面を研摩して顕微鏡にて腐食深さを調べて評価を行っ
念。

又溶接部以外に赤錆の発生有無及び錆発生部の腐食深嘔
の測定で評価を行った。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例におけるＣ、Ｃ，Ｔ、テストの条件を示
す説明図である。 噸、挑２−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐｂを主成分にして３％以上のＳｎを含むＰｂ−
   Ｓｎ合金メッキを施した鋼板の片面または両面に、アル
   ミ、ステンレス、ニッケル、コバルト、スズ、クロム、
   グラファイトの各粉末あるいはその合金粉末の１種また
   は２種以上を塗料不揮発分に対し重量％で３０％以上含
   有させた耐食性塗料を被覆したことを特徴とする溶接可
   能な高耐食性燃料容器用鋼板。
2. （２）Ｐｂを主成にして３％以上のＳｎを含むＰｂ−Ｓ
   ｎ合金メッキを施した鋼板の片面にアルミ、ステンレス
   、ニッケル、コバルト、スズ、クロム、グラファイトの
   各粉末あるいはその合金粉末の１種または２種以上を塗
   料不揮発分に対し重量％で３０％以上含有させた耐食性
   塗料を被覆し、他面にＺｎまたはＺｎ系合金のメッキ層
   もしくはＺｎ粉末とＺｎ系合金粉末の１種または２種と
   アルミ、ニッケル、コバルト、スズ、クロム、鉄の各粉
   末あるいはその合金粉末の１種または２種以上とを混合
   して塗料不揮発分に対し重量％で６０％以上含有させた
   耐食性塗料のいずれか一方を被覆したことを特徴とする
   溶接可能な高耐食性燃料容器用鋼板。