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JP2003221679A - 表面処理鋼板 - Google Patents

表面処理鋼板

Info

Publication number
JP2003221679A
JP2003221679A JP2002020937A JP2002020937A JP2003221679A JP 2003221679 A JP2003221679 A JP 2003221679A JP 2002020937 A JP2002020937 A JP 2002020937A JP 2002020937 A JP2002020937 A JP 2002020937A JP 2003221679 A JP2003221679 A JP 2003221679A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
sio
dry
water
dry sio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002020937A
Other languages
English (en)
Inventor
Takafumi Yamaji
隆文 山地
Akira Matsuzaki
晃 松崎
Keiji Yoshida
啓二 吉田
Masaaki Yamashita
正明 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2002020937A priority Critical patent/JP2003221679A/ja
Publication of JP2003221679A publication Critical patent/JP2003221679A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C23C28/3225Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機被覆鋼板の下地鋼板として優れた性能を
有し、有機被覆ライン内のロールを汚染することがな
く、また簡便且つ低コストに製造することができる表面
処理鋼板を提供する。 【解決手段】 亜鉛系めっき鋼板の表面に、乾式SiO
と水溶性有機樹脂とを含有し、Cr付着量が10〜1
00mg/m、乾式SiOとCrの質量比が2≦
[乾式SiO]/[Cr]≦6、乾式SiOと水溶
性有機樹脂の質量比が1≦[乾式SiO]/[水溶性
有機樹脂]≦10であるクロメート皮膜を有することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明が属する技術分野】本発明は、塗装鋼板や塩ビラ
ミネート鋼板などのような高度の皮膜密着性が要求され
る有機被覆鋼板の下地鋼板として好適な表面処理鋼板に
関する。 【0002】 【従来の技術】従来、塗装鋼板や塩ビラミネート鋼板な
どの下地鋼板としては、有機皮膜との密着性や耐食性を
確保するため、亜鉛めっき鋼板や亜鉛系合金めっき鋼板
の表面にリン酸塩処理又は塗布型クロメート処理を施し
た表面処理鋼板が用いられてきた。特に最近では、リン
酸塩処理よりも処理が容易である塗布型クロメート処理
を行うケースが増加している。 【0003】塗布型クロメート処理は、CrとSiO
を主成分とするクロメート処理液を用いるもので、Si
が有するシラノール基による効果とSiOによっ
てクロメート皮膜に微細な凹凸が形成されることによ
り、有機皮膜との間で高度な密着性を得ることが可能で
ある。特に、乾式SiOは微細な凹凸を形成する効果
が大きいため特に優れた密着性を得ることができる。こ
のため高度な密着性が必要とされる有機被覆用途の下地
には、乾式SiOを用いた塗布型クロメート処理が多
く用いられている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の塗布型
クロメート処理により形成される皮膜には下記のような
問題がある。すなわち、乾式SiOの添加により微細
な凹凸が形成されたクロメート皮膜は、有機皮膜で被覆
した場合に高度な密着性を発揮するものの、塗装ライン
や塩ビラミネートラインに通板した場合、塗装やラミネ
ートされる前にライン内のロールに鋼板面が接触した際
に皮膜の一部がロールに転写され、ロールが汚染されて
しまうという問題がある。この結果、この汚染されたロ
ールを通板する清浄な鋼板面にロールに堆積していた付
着物が転写され、最終的に有機被覆後の表面品質に悪影
響を及ぼしてしまう。このような問題をなくすためには
ロールの清掃を頻繁に行なえばよいが、操業性が著しく
低下することになる。 【0005】また、上記のようなロールの汚染をなくす
ためには、皮膜中の乾式SiOの添加量を少なくし、
表面の凹凸を小さくすることが有効であるが、乾式Si
の添加量を減少させると有機皮膜との密着性が低下
してしまう。また、亜鉛めっき表面にNi,Co等を付
着させた後、塗布型クロメートを行なうことにより密着
性を向上させることができるが、処理工程が複雑となる
ため生産性が低くなり、また製造コストも上昇する。 【0006】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、有機被覆鋼板の下地鋼板として
優れた性能を有するとともに、有機被覆ライン内のロー
ルを汚染することがなく、また簡便且つ低コストに製造
することができる表面処理鋼板を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するための本発明の表面処理鋼板は、亜鉛系めっき鋼板
の表面に、乾式SiOと水溶性有機樹脂とを含有し、
Cr付着量が10〜100mg/m、乾式SiO
Crの質量比が2≦[乾式SiO]/[Cr]≦6、
乾式SiOと水溶性有機樹脂の質量比が1≦[乾式S
iO]/[水溶性有機樹脂]≦10であるクロメート
皮膜を有することを特徴とする表面処理鋼板である。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細と限定理由を
説明する。本発明の表面処理鋼板は、亜鉛系めっき鋼板
の表面に乾式SiOと水溶性有機樹脂を含有し、これ
らの成分及びCrの割合が所定範囲に規制されたクロメ
ート皮膜を有する。 【0009】ここで、亜鉛系めっき鋼板としては、亜鉛
めっき鋼板や亜鉛系合金めっき鋼板を用いることがで
き、例えば、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼
板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、5%Al−Zn合金め
っき鋼板、55%Al−Zn合金めっき鋼板、Ni、F
e、Cr、Mn、Co、Al、Mg等の1種以上とZn
からなる亜鉛系合金めっき鋼板等が適用可能である。 【0010】クロメート皮膜中のCrは、めっき表面を
不動態化して耐食性を向上させるとともに、SiO
バインダーとして機能する成分である。CrとしてはC
とともにCr3+が含まれていることが必要であ
り、このため処理液の段階で両者を含んだ状態にしてお
くことが好ましい。その比率は、Cr還元率として30
〜70%のものを用いることが可能であるが、還元を行
なうためにリン酸等の鉱酸を用いることは有機皮膜との
密着性を低下させるため好ましくない。したがって、C
r還元率は鉱酸を用いることなく還元が可能な40〜5
0%とすることが望ましい。 【0011】クロメート皮膜中のCr付着量は有機被覆
後の特性に大きく影響し、10mg/m未満では耐食
性及び密着性が低下する。一方、100mg/mを超
えると可溶成分が多くなり、耐水密着性に劣る皮膜が形
成されてしまう。このためCr付着量は10〜100m
g/m、望ましくは20〜60mg/mとする。 【0012】クロメート皮膜中にはSiO成分として
乾式SiOが添加される。乾式SiOとは、四塩化
ケイ素(SiCl)を高温(1000℃以上)加水分
解する(2H+O+SiCl→SiO+4HC
l)ことにより生成したシリカである。SiOは有機
皮膜との密着性及び耐食性の向上に有効である。特に乾
式SiOによる効果が大きく、その添加量が多いほど
密着性が向上する。しかし、乾式SiOの添加が多く
なると製造ラインのロールに鋼板表面が触れた際に皮膜
の一部がロールに転写しやすくなる。クロメート皮膜中
にSiOとして乾式シリカのみを添加した場合、皮膜
中の乾式SiOとCrの質量比が[乾式SiO ]/
[Cr]<2では、ロールには転写しにくいものの有機
皮膜との密着性や耐食性に劣る皮膜が形成されてしま
い、一方、[乾式SiO]/[Cr]≧2では有機皮
膜との密着性や耐食性には優れるもののロールに転写し
やすい皮膜が形成されてしまう。 【0013】そこで、有機皮膜との密着性及び耐食性と
耐ロール転写性が両立するための添加物及びその添加量
を検討した結果、また、密着性を低下させることなく高
度の耐ロール転写性を得るためには、クロメート皮膜中
に水溶性有機樹脂を添加することが特に有効であること
が判った。これは、水溶性有機樹脂は乾式SiOに較
べて有機皮膜との密着性を向上させるような微細な凹凸
を形成する作用は小さいものの、水酸基等の官能基が多
いためSiOのバインダーとして機能して皮膜の凝集
力を高めるとともに、有機皮膜と化学的な密着作用が高
いため、密着性を低下させることなく耐ロール転写性を
向上させることができるためであると考えられる。 【0014】水溶性有機樹脂は乾式SiOとの質量比
で1≦[乾式SiO]/[水溶性有機樹脂]≦10を
満足する範囲で添加することが必要である。[乾式Si
]/[水溶性有機樹脂]<1では有機皮膜との密着
性に劣る。一方、[乾式SiO]/[水溶性有機樹
脂]>10では耐ロール転写性が劣る。また、両者のよ
り好ましい質量比は2≦[SiO]/[水溶性有機樹
脂]≦5である。また、水溶性有機樹脂としては、例え
ばノボラック樹脂を変性して水溶化したノボラックタイ
プ水溶性ポリオール樹脂などを用いることができる。 【0015】また、乾式SiOとCrとの質量比は2
≦[乾式SiO]/[Cr]≦6とする。[乾式Si
]/[Cr]<2では有機皮膜との密着性が劣り、
一方、[乾式SiO]/[Cr]>6では皮膜が厚く
なるために特に加工性に劣る皮膜となる。また両者のよ
り好ましい質量比は2≦[SiO]/[Cr]≦4で
ある。乾式SiOの粒子径は有機皮膜との密着性に大
きく影響し、平均粒子径が9〜14nmのものが最も優
れている。 【0016】また、亜鉛系めっき鋼板表面に上記クロメ
ート皮膜を形成する方法としては、Cr6+の一部を還
元したクロム酸と乾式SiO及び水溶性有機樹脂を添
加した処理液を用いることができる。これら添加成分の
なかでも乾式SiOは分散性が低く、且つその濃度に
よっては処理液が高粘度となり塗布性が低下するおそれ
があるため、処理液に対して十分に機械的な撹拌を施す
とともに塗布しやすい濃度に調整することが好ましい。
上記処理液をロールコーター等を用いてめっき鋼板面に
均一に塗布した後、水洗することなく加熱乾燥すればよ
い。加熱乾燥では、誘導加熱等を用いて例えば120℃
以上に加熱する。 【0017】 【実施例】[実施例1]亜鉛めっき鋼板(板厚0.5m
m、めっき量Z27)に表1に示す皮膜組成に準じた組
成の処理液をロールコーターにより塗布し、水洗するこ
となく板温120℃で加熱乾燥して供試材とした。処理
液のCr還元率は40%とし、燐酸等の鉱酸を含まない
処理液を用いた。また、乾式SiOには日本エアロジ
ル(株)製の“アエロジル200”(商品名)、有機樹
脂にはノニオン性ノボラックタイプ水溶性ポリオール
(水酸基数160)を用いた。 【0018】耐ロール転写性の評価は、各供試材500
0mをゴムロールに通板した後、ロール付着物を粘着テ
ープにより採取し、蛍光X線によりそのテープのCr検
出強度を測定し、下記評価基準より皮膜がロールに転写
した程度を評価した。 ◎:Cr検出強度50cps未満 ○:Cr検出強度50cps以上、200cps未満 △:Cr検出強度200cps以上、1000cps未
満 ×:Cr検出強度1000cps以上 【0019】密着性の評価は、供試材表面にアクリル系
接着剤を厚さ3μmとなるよう塗布した後、塩ビフィル
ムを板温200℃で熱圧着したものをJIS5号引張り
試験片に加工し、これを20%延伸した後、フィルムに
ノッチを入れた状態で4T曲げを行い、ノッチ部からの
フィルム剥離幅を測定し、下記基準により評価した。 ◎:ノッチ部からの剥離なし又はノッチ部からの剥離幅
0.5mm以下 ○:ノッチ部からの剥離幅0.6mm以上、1mm以下 △:ノッチ部からの剥離幅1.1mm以上、2mm以下 ×:ノッチ部からの剥離幅2.1mm以上 【0020】以上の性能評価試験の結果を表1に示す。
No.1〜No.3は水溶性有機樹脂を添加しなかった
例であり、[乾式SiO]/[Cr]が2以上となる
と耐ロール転写性が低下し、2未満では密着性に劣る皮
膜となる。No.4は、[乾式SiO]/[水溶性有
機樹脂]が本発明範囲未満の例であり、密着性が劣って
いる。No.7は[乾式SiO]/[水溶性有機樹
脂]が本発明範囲を超え、しかも[乾式SiO]/
[Cr]も本発明範囲を超えた例であり、耐ロール転写
性、密着性がいずれも劣っている。No.10は乾式S
iOを添加しなかった例であり、耐ロール転写性には
優れるものの密着性に劣っている。No.11はCr付
着量が本発明範囲未満の例、No.13はCr付着量が
本発明範囲を超えた例であり、いずれも密着性が劣って
いる。これに対して本発明例であるNo.5、No.
6、No.8、No.9、No.12は、優れた耐ロー
ル転写性と密着性が得られている。 【0021】 【表1】 【0022】 【発明の効果】以上述べたように本発明の表面処理鋼板
は、有機皮膜との高度な密着性が得られるとともに、皮
膜がライン内のロールに転写しにくいためライン内のロ
ール面を清浄に保つことができ、このため表面品質に優
れた有機被覆鋼板を連続的に製造することが可能とな
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 28/00 C23C 28/00 C (72)発明者 吉田 啓二 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4J038 DA041 EA011 HA216 HA446 NA03 NA12 PC02 4K026 AA02 AA07 AA12 AA13 AA22 BA06 BB07 CA16 CA19 CA20 CA39 CA41 DA02 DA11 4K044 AA02 AB02 BA10 BA14 BA15 BA21 BB03 BC04 CA11 CA18 CA53 CA62

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 亜鉛系めっき鋼板の表面に、乾式SiO
    と水溶性有機樹脂とを含有し、Cr付着量が10〜1
    00mg/m、乾式SiOとCrの質量比が2≦
    [乾式SiO]/[Cr]≦6、乾式SiOと水溶
    性有機樹脂の質量比が1≦[乾式SiO]/[水溶性
    有機樹脂]≦10であるクロメート皮膜を有することを
    特徴とする表面処理鋼板。
JP2002020937A 2002-01-30 2002-01-30 表面処理鋼板 Pending JP2003221679A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102741454A (zh) * 2010-01-29 2012-10-17 日本帕卡濑精株式会社 金属表面处理剂及金属表面处理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102741454A (zh) * 2010-01-29 2012-10-17 日本帕卡濑精株式会社 金属表面处理剂及金属表面处理方法
CN102741454B (zh) * 2010-01-29 2015-01-21 日本帕卡濑精株式会社 金属表面处理剂及金属表面处理方法

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