TWI893441B - 表面處理鋼板 - Google Patents
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Abstract
本發明提供可得到優良的耐蝕性、與黏接劑之黏接性,及耐變黑性,並且可得到優良的耐結露變色性的表面處理鋼板。在本實施形態之表面處理鋼板中,鍍敷層按質量%計,含有Al:超過5.0~未達25.0%,及Mg:超過3.0~未達12.5%,剩餘部分係由65.0%以上之Zn及雜質構成。在鍍敷層上形成的化成被膜含有Zr、V、P,及Co與丙烯酸樹脂。化成被膜中之V質量[V]mg/m
2及P質量[P]mg/m
2符合式(1),鍍敷層之Mg含量[Mg]b質量%及V質量[V]mg/m
2符合式(2)
Description
本發明係關於表面具備鍍敷層及化成被膜的表面處理鋼板。
表面處理鋼板,具備:母材鋼板、形成在母材鋼板上的鍍敷層,及形成在鍍敷層上的被膜。表面處理鋼板被廣泛地利用在建材、汽車,及家電產品等用途。表面處理鋼板係藉由鍍敷層及被膜來提高耐蝕性。
作為提高表面處理鋼板之耐蝕性之被膜,有人提案藉由鉻酸鹽處理、磷酸鹽處理等化成處理而形成的由無機材料構成的被膜、有機樹脂被膜,及由無機材料及有機樹脂構成的被膜。
例如,日本特開2002-030460號公報(專利文獻1)及國際公開第2007/123276號(專利文獻2)中揭示由無機材料構成的被膜。專利文獻1中提案含有包含釩化合物,及選自鋯、鈦、鉬、鎢、錳及鈰中至少1種之金屬的金屬化合物的金屬表面處理劑。此外,專利文獻2中提案使用了含有鹼性鋯化合物、含有氧釩之化合物、磷酸化合物、鈷化合物、有機酸及水的處理液的經複合被膜處理之
含鋅鍍敷鋼材。
國際公開第2007/069783號(專利文獻3)及國際公開第2009/004684號(專利文獻4)中揭示有機樹脂被膜。專利文獻3中提案藉由由陰離子性水分散樹脂及矽酸鹼金屬鹽構成的金屬材料用表面處理劑而形成的有機樹脂被膜。此外,專利文獻4中提案藉由由碳酸鋯銨、4價釩化合物、有機膦酸、陰離子性水分散性丙烯酸樹脂構成的表面處理劑而形成的有機樹脂被膜。
日本特開2003-055777號公報(專利文獻5)及日本特開2005-097733號公報(專利文獻6)中揭示由無機材料及有機樹脂構成的被膜。專利文獻5中提案在Zn-Al-Mg-Si合金鍍敷上形成由鋯化合物、釩化合物構成的被膜的表面處理鋼板。此外,專利文獻6中提案在Zn-Al合金鍍敷上形成由釩化合物、磷酸化合物、金屬成分、以特定的單體成分構成的丙烯酸樹脂構成的被膜的表面處理鋼板。
具有此等被膜的表面處理鋼板可以提高耐蝕性。但是,此等表面處理鋼板,有時無法得到與黏接劑之充分的黏接性。並且,就外觀性之觀點而言,亦需要在表面處理鋼板中抑制變黑現象,亦即,提高耐變黑性。
因此,國際公開第2017/155028號(專利文獻7)中提案可得到耐蝕性以及與黏接劑之充分的黏接性,及充分的耐變黑性的表面處理鋼板。專利文獻7中揭示的表面處理鋼板具有鋼板、包含形成在鋼板上的鋅之鍍敷層,及形成在鍍敷層上的被膜。該被膜含有丙烯酸樹脂、鋯、
釩、磷及鈷,於被膜之剖面的表面至膜厚1/5之厚度為止之區域中,丙烯酸樹脂之面積率係80~100面積%,在由被膜之膜厚中心至表面側中膜厚1/10之厚度為止之區域,及膜厚中心至鍍敷層側中膜厚1/10之厚度為止之區域所構成的區域中,丙烯酸樹脂之面積率係5~50面積%。
[專利文獻1]日本特開2002-030460號公報
[專利文獻2]國際公開第2007/123276號
[專利文獻3]國際公開第2007/069783號
[專利文獻4]國際公開第2009/004684號
[專利文獻5]日本特開2003-055777號公報
[專利文獻6]日本特開2005-097733號公報
[專利文獻7]國際公開第2017/155028號
專利文獻7中揭示的表面處理鋼板,可得到充分的耐蝕性、與黏接劑之充分的黏接性,及充分的耐變黑性。
此外,表面處理鋼板在表面結露之情形下,有時在結露部分會發生變色之現象。在本說明書中,將如此之現象稱作「結露變色」。結露變色不會對於表面處理
鋼板之力學特性產生特殊的影響。但是,由於在結露部分會形成圖案,故表面處理鋼板之外觀性會降低。因此,在表面處理鋼板中,不容易發生結露變色者較佳。亦即,針對表面處理鋼板亦要求優良的耐結露變色性。
本發明之目的係提供可得到優良的耐蝕性、與黏接劑之優良的黏接性,及優良的耐變黑性,並且,可得到優良的耐結露變色性的表面處理鋼板。
本發明之表面處理鋼板,其具備:母材鋼板、形成在母材鋼板上的鍍敷層,及形成在鍍敷層上的化成被膜;鍍敷層之化學組成,按質量%計,含有:Al:超過5.0~未達25.0%、Mg:超過3.0~未達12.5%、Sn:0~3.00%、Bi:0~5.00%、In:0~2.00%、Ca:0~3.00%、Y:0~3.00%、La:0~3.00%、Ce:0~3.00%、Si:0~2.50%、
Cr:0~0.5%、Ti:0~0.5%、Ni:0~0.5%、Co:0~0.5%、V:0~0.5%、Nb:0~0.5%、Cu:0~0.5%、Mn:0~0.5%、Fe:0~5.0%、Sr:0~0.5%、Sb:0~0.5%、Pb:0~0.5%,及B:0~0.5%;剩餘部分係由65.0%以上之Zn及雜質組成;化成被膜含有Zr、V、P,及Co與丙烯酸樹脂;化成被膜之附著量係300~1000mg/m2;化成被膜中之V質量[V]mg/m2,及化成被膜中之P質量[P]mg/m2符合式(1);鍍敷層之化學組成之Mg含量[Mg]b質量%及上述V質量[V]mg/m2符合式(2);0.60≦[V]/[P]≦2.80 (1)
0<[V]/[Mg]b≦20.00 (2)。
本發明之表面處理鋼板可得到優良的耐蝕性、與黏接劑之優良的黏接性,及優良的耐變黑性,並且,可得到優良的耐結露變色性。
1:表面處理鋼板
10:母材鋼板
20:鍍敷層
30:化成被膜
200:搭接剪試驗體
100:試驗片
120:黏接劑
150:蓋板
[圖1]圖1係表面處理鋼板中的化成被膜及鍍敷層中之元素之輝光發射光譜(GDS光譜)之圖表。
[圖2]圖2係本實施形態之表面處理鋼板之垂直於壓延方向的剖面圖。
[圖3]圖3係實施例中之黏接性評價試驗中使用的搭接剪(Lap Shear)試驗體之側面圖。
本案發明人們為了解決上述課題,進行了調查及探討。其結果,本案發明人們得到以下見解。
形成有含有Zn作為主體,並且,含有以質量%計為超過5.0~未達25.0%之Al,及超過3.0~未達12.5%之Mg的鍍敷層之母材鋼板,若是在鍍敷層上形成的化成被膜含有Zr、V、P及Co與丙烯酸樹脂的話,則有得到優良的耐蝕性之可能性。
因此,針對具有上述構成的表面處理鋼板調查了耐蝕性、與黏接劑之黏接性、耐變黑性。其結果,本案發明人們進一步得到以下見解。
與黏接劑之黏接性係取決於上述組成之化成被膜之附著量。具體而言,化成被膜之附著量若為300~1000mg/m2,則在表面處理鋼板中可得到優良的黏接性。
並且,化成被膜中之V質量定義為[V](mg/m2)、P質量定義為[P](mg/m2)。此情形下,耐蝕性及耐變黑性會受到[V]/[P]之影響。具體而言,[V]/[P]若未達0.60,則無法得到充分的耐變黑性。此機制尚未明朗,但據認為P質量[P]若過多,為變黑原因的鍍敷之氧化反應會被促進。另一方面,[V]/[P]若超過2.80,則無法得到充分的耐蝕性。這是因為化成被膜中之P質量[P]若相對V質量[V]相對地減少,由P導致所形成的鈍化被膜之腐蝕抑制效果會變小。[V]/[P]若符合式(1),則可得到優良的耐蝕性及優良的耐變黑性。
0.60≦[V]/[P]≦2.80 (1)
但是,即使是具有上述構成的表面處理鋼板,有時依然無法得到充分的耐結露變色性。因此,本案發明人們進行了進一步探討。其結果,本案發明人們得到以下新的見解。
耐結露變色性會受到化成被膜中之V質量[V](mg/m2)與鍍敷層之化學組成之以質量%計之Mg含量[Mg]b(質量%)之影響。具體而言,化成被膜中之V質量[V](mg/m2)及鍍敷層中之Mg含量[Mg]b(質量%)若符合式(2),可得到充分的耐結露變色性。
0<[V]/[Mg]b≦20.00 (2)
以下,針對此點進行說明。
本案發明人們針對表面處理鋼板之表面,使用電子束微分析儀(EPMA)於產生結露變色的區域,及沒有產生結露變色的區域測定了主要的元素之濃度。其結果,在產生結露變色的區域,[V]/[Mg]b超過20.00。另一方面,沒有產生結露變色的區域,[V]/[Mg]b係超過0~20.00。因此,在形成Mg含量超過3.0%、在上述鍍敷層上含有V之上述化成被膜之情形,[V]/[Mg]b若為20.00以下,則可抑制結露變色之發生,可得到充分的耐結露變色性。
本實施形態之表面處理鋼板係基於以上技術思想而完成,具有以下構成。
第1構成之表面處理鋼板,其具備:母材鋼板、形成在母材鋼板上的鍍敷層,及形成在鍍敷層上的化成被膜;鍍敷層之化學組成,按質量%計,含有:Al:超過5.0~未達25.0%、Mg:超過3.0~未達12.5%、Sn:0~3.00%、Bi:0~5.00%、In:0~2.00%、Ca:0~3.00%、Y:0~3.00%、
La:0~3.00%、Ce:0~3.00%、Si:0~2.50%、Cr:0~0.5%、Ti:0~0.5%、Ni:0~0.5%、Co:0~0.5%、V:0~0.5%、Nb:0~0.5%、Cu:0~0.5%、Mn:0~0.5%、Fe:0~5.0%、Sr:0~0.5%、Sb:0~0.5%、Pb:0~0.5%,及B:0~0.5%;剩餘部分係由65.0%以上之Zn及雜質組成;化成被膜含有Zr、V、P,及Co與丙烯酸樹脂;化成被膜之附著量係300~1000mg/m2;化成被膜中之V質量[V]mg/m2,及化成被膜中之P質量[P]mg/m2符合式(1);鍍敷層之化學組成之Mg含量[Mg]b質量%及上述V質量[V]mg/m2符合式(2);0.60≦[V]/[P]≦2.80 (1)
0<[V]/[Mg]b≦20.00 (2)。
第2構成之表面處理鋼板,係如第1構成之表面處理鋼板,其進一步為,藉由使用輝光放電光發射光譜法之鍍敷層之深度方向之元素分析所得到的Mg濃度差△[Mg]質量%,及上述V質量[V]mg/m2符合式(3);△[Mg]×[V]≦200 (3)
其中,前述Mg濃度差△[Mg]質量%,係於鍍敷層之表層之Mg濃度[Mg]s質量%,與鍍敷層之化學組成之Mg含量[Mg]b質量%之差值。
圖1係從表面處理鋼板之化成被膜之表面朝向板厚方向實施輝光放電光發射光譜法所得到的、化成被膜及鍍敷層中之元素之輝光發射光譜(GDS光譜)之圖表。圖1之橫軸表示自表面之深度(測定時間)。縱軸表示各元素之濃度(發光強度)。
在圖1中,從表面處理鋼板之表面(橫軸中0的位置)到規定深度為止,碳(C)之發光強度高。C之發光強度高的區域,意指化成被膜之區域。另一方面,Mg及Al之發光強度高的區域,意指鍍敷層之區域。
參照圖1,本案發明人們注目到,在符合式(1)及式(2)的表面處理鋼板中,Mg濃化在與化成被膜接觸的鍍敷層之表層區域。並且,本案發明人們思考到,在符合式(1)及式(2)的表面處理鋼板中,若藉由鍍敷層之表層之Mg濃化量與化成被膜中之成分之相乘反應,是否可以
進一步抑制結露變色。因此,基於上述考察,本案發明人們進行了更進一步的探討。其結果,發現以下事項。
在符合式(1)及式(2)的表面處理鋼板中,鍍敷層中之Mg及化成被膜中之V會影響結露變色。如同圖1所示,減少鍍敷層之表層中之Mg濃度[Mg]s(質量%)與鍍敷層之化學組成之Mg含量[Mg]b(質量%)之差值,即減少Mg濃度差△[Mg]之情形、或稍微抑制化成被膜中之V質量[V]之情形,藉由Mg與V之相乘效果,結露變色會進一步受到抑制。
基於以上見解,本案發明人們進一步調查了鍍敷層之Mg濃度差△[Mg]、化成被膜中之V質量[V]與結露變色之關係。其結果,本案發明人們進一步發現以下見解。
鍍敷層之Mg濃度差△[Mg](質量%),及化成被膜中之V質量[V](mg/m2)若符合式(3),則在表面處理鋼板中,可得到優良的耐蝕性、與黏接劑之優良的黏接性,及優良的耐變黑性,且進一步可得到優良的耐結露變色性。
△[Mg]×[V]≦200 (3)
第3構成之表面處理鋼板,係如第1構成或第2構成之表面處理鋼板;鍍敷層之化學組成,按質量%計,含有選自由:Sn:0.01~3.00%、Bi:0.01~5.00%、
In:0.01~2.00%、Ca:0.01~3.00%、Y:0.01~3.00%、La:0.01~3.00%、Ce:0.01~3.00%、Si:0.01~2.50%、Cr:0.1~0.5%、Ti:0.1~0.5%、Ni:0.1~0.5%、Co:0.1~0.5%、V:0.1~0.5%、Nb:0.1~0.5%、Cu:0.1~0.5%、Mn:0.1~0.5%、Fe:0.1~5.0%、Sr:0.1~0.5%、Sb:0.1~0.5%、Pb:0.1~0.5%,及B:0.1~0.5%構成的群組中之1種以上。
以下,一邊參照圖式,一邊針對本實施形態之表面處理鋼板進行說明。在圖中,針對實質上相同的構成給予相同的符號,並省略其說明。除非另有規定,說明各元素之含量之情形之「%」意為質量%。
圖2係本實施形態之表面處理鋼板之垂直於壓延方向的剖面圖。參照圖2,表面處理鋼板1具備:母材鋼板10、鍍敷層20,及化成被膜30。鍍敷層20係形成在母材鋼板10之表面上。化成被膜30係形成在鍍敷層20之表面上。在母材鋼板10之單面亦可以形成有鍍敷層20,在母材鋼板10之兩面亦可以形成有鍍敷層20。在母材鋼板10之兩面形成有鍍敷層20之情形,化成被膜30亦可以僅形成在單面之鍍敷層20上,亦可以形成在兩面之鍍敷層20上。
母材鋼板10沒有特別限定。例如,可以係顯微組織主要由肥粒鐵構成的鋼板。可以係顯微組織主要由肥粒鐵及波來體(Pearlite)構成的鋼板。可以係顯微組織主要由肥粒鐵、麻田散鐵(Martensite)及變韌鐵(Bainite)之1種以上構成的鋼板。母材鋼板10之種類對於本實施形態之表面處理鋼板1之效果沒有特別影響。因此,母材鋼板10沒有特別限定。
鍍敷層20係形成在母材鋼板10之表面(單面或兩面)上。鍍敷層20按質量%計,含有Al:超過5.0~未達25.0%、Mg:超過3.0~未達12.5%,及Zn:65.0%以上。以下,針對各元素進行說明。
鋁(Al)係易氧化元素,藉由犠牲防蝕來提高鍍敷層20之耐蝕性。Al含量若為超過5.0~未達25.0%,則會充分地得到上述效果。
Al含量之適宜的下限係5.1%,更宜為7.5%,更宜為10.0%,更宜為12.0%。
Al含量之適宜的上限係24.9%,更宜為24.5%,更宜為24.0%,更宜為22.0%,更宜為20.0%。
Al含量之適宜的範圍,例如為5.1~24.9%,更宜為7.5~24.5%,更宜為10.0~24.0%,更宜為12.0~22.0%,更宜為12.0~20.0%。
鎂(Mg)係易氧化元素,藉由犠牲防蝕來提高鍍敷層20之耐蝕性。Mg含量若為超過3.0~未達12.5%,則會充分地得到上述效果。
Mg含量之適宜的下限係3.1%,更宜為3.5%,更宜為4.0%,更宜為4.5%,更宜為5.0%,更宜為5.5%。
Mg含量之適宜的上限係12.4%,更宜為12.0%,更宜為11.0%,更宜為10.0%。
Mg含量之適宜的範圍,例如為3.1~12.4%,更宜為3.5~12.0%,更宜為4.0~11.0%,更宜為4.5~10.0%,更宜為5.0~10.0%,更宜為5.5~10.0%。
本實施形態之鍍敷層20之化學組成之剩餘部分,係由65.0%以上之Zn,及雜質構成。
如上述,鍍敷層20主要含有Zn。具體而言,鍍敷層20以質量%計,含有65.0%以上之Zn。鍍敷層20之Zn含量以質量%計,若為65.0%以上,則會得到充分的耐蝕性。
Zn含量之適宜的下限係67.5%,更宜為70.0%。
Zn含量之適宜的上限係未達92.0%,更宜為90.0%,更宜為85.0%,更宜為80.0%。
Zn含量之適宜的範圍,例如為67.5~未達92.0%,更宜為70.0~90.0%,更宜為70.0~85.0%,更宜為70.0~80.0%。
上述雜質,意指在工業上製造表面處理鋼板1時,自鍍敷層20之原料或製造環境等混入,且在對於本實施形態所致之鍍敷層20不會產生不良影響之範圍內可容許者。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有選自以下第1群~第6群中之1種以上。
Sn:0~3.00%、Bi:0~5.00%,及In:0~2.00%
Ca:0~3.00%、Y:0~3.00%、La:0~3.00%,及Ce:0~3.00%
Si:0~2.50%
Cr:0~0.5%、Ti:0~0.5%、Ni:0~0.5%、Co:0~0.5%、V:0~0.5%、Nb:0~0.5%、Cu:0~0.5%,及Mn:0~0.5%
Fe:0~5.0%
Sr:0~0.5%、Sb:0~0.5%、Pb:0~0.5%,及B:0~0.5%
以下,針對第1群~第6群進行說明。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有選自由錫(Sn)、鉍(Bi)及、銦(In)構成的群組中之1種以上。此等元素係任意元素,亦可以不含有。亦即,Sn含量、Bi含量、In含量各自亦可以係0%。
含有之情形,此等元素會與Mg形成金屬間化合物。其結果,表面處理鋼板之耐蝕性會提高。即使含有少量的1種以上之Sn、Bi及In中任一者,則可獲得某種程度之上述效果。
但是,若此等元素含量過高,則即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,鍍敷浴之黏度仍會提高。此情形下,表面處理鋼板1之外觀品質會降低。
因此,Sn含量係0~3.00%,Bi含量係0~5.00%,In含量係0~2.00%。
Sn含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.01%,更宜為0.05%。Sn含量之適宜的上限係2.70%,更宜為2.50%,更宜為2.00%,更宜為1.70%。
Sn含量之適宜的範圍,例如為超過0~2.70%,更宜為0.01~2.50%,更宜為0.05~2.00%,更宜為0.05~1.70%。
Bi含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.01%,更宜為0.05%。Bi含量之適宜的上限係4.80%,更宜為4.50%,更宜為4.00%。
Bi含量之適宜的範圍,例如為超過0~4.80%,更宜為0.01~4.50%,更宜為0.05~4.00%。
In含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.01%,更宜為0.05%。In含量之適宜的上限係1.90%,更宜為1.80%,更宜為1.70%。
In含量之適宜的範圍,例如為超過0~1.90%,更宜為0.01~1.80%,更宜為0.05~1.70%。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有選自由鈣(Ca)、釔(Y)、鑭(La),及硒(Ce)構成的群組中之1種以上。此等元素皆為任意元素,亦可以不含有。亦即,此等元素含量亦可以係0%。
含有之情形,此等元素會在鍍敷層20中與Al及Zn形成金屬間化合物。其結果,會提高表面處理鋼板1之耐蝕性。即使含有少量的此等元素,仍可得到某種程度之上述效果。
但是,此等元素含量若過高,即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,氧化浮渣仍會增加。此情形下,表面處理鋼板1之外觀品質會降低。
因此,Ca含量係0~3.00%,Y含量係0~3.00%,La含量係0~3.00%,Ce含量係0~3.00%。
Ca、Y、La及Ce之各元素含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.01%,更宜為0.05%,更宜為0.10%。
Ca、Y、La及Ce之各元素含量之適宜的上限係2.80%,更宜為2.50%,更宜為2.00%。
Ca、Y、La及Ce之各元素含量之適宜的範圍,例如為超過0~2.80%,更宜為0.01~2.50%,更宜為0.05~2.00%,更宜為0.10~2.00%。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有矽(Si)。Si係任意元素,亦可以不含有。亦即,Si含量亦可以係0%。
含有之情形,Si會提高表面處理鋼板1之耐蝕性。即使含有少量的Si,仍可得到某種程度之上述效果。
但是,Si含量若過高,即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,鍍敷浴之黏度仍會提高。此情形下,表面處理鋼板1之外觀品質會降低。
因此,Si含量係0~2.50%。
Si含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.01%,更宜為0.05%,更宜為0.10%。
Si含量之適宜的上限係2.00%,更宜為1.50%,更宜為1.00%,更宜為0.50%。
Si含量之適宜的範圍,例如為超過0~2.00%,更宜為0.01~1.50%,更宜為0.05~1.00%,更宜為0.10~0.50%。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有選自由鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釩(V)、鈮
(Nb)、銅(Cu)及錳(Mn)構成的群組中之1種以上。此等元素皆為任意元素,亦可以不含有。亦即,此等元素含量亦可以係0%。
含有之情形,此等元素會提高表面處理鋼板1之外觀品質。此等元素進一步會在鍍敷層20中與Al形成金屬間化合物。其結果,表面處理鋼板1之耐蝕性會提高。即使含有少量的此等元素,仍可得到某種程度之上述效果。
但是,此等元素含量若過高,即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,鍍敷浴之黏度仍會提高。此情形下,表面處理鋼板1之外觀品質會降低。
因此,Cr含量係0~0.5%,Ti含量係0~0.5%,Ni含量係0~0.5%,Co含量係0~0.5%,V含量係0~0.5%,Nb含量係0~0.5%,Cu含量係0~0.5%,Mn含量係0~0.5%。
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之各元素含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.1%。
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之各元素含量之適宜的上限係未達0.5%,更宜為0.4%。
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、Cu及Mn之各元素含量之適宜的範圍,例如為超過0~未達0.5%,更宜為0.1~0.4%。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有Fe。亦即,Fe含量亦可以係0%。
含有之情形,Fe會提高鍍敷層20之硬度,提高表面處
理鋼板1之加工性。即使含有少量的Fe,仍可得到某種程度之上述效果。
但是,Fe含量若過高,即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,鍍敷層之硬度仍會過高。此情形下,表面處理鋼板1之加工性反而降低。
因此,Fe含量係0~5.0%。
Fe含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.1%,更宜為0.5%。
Fe含量之適宜的上限係4.5%,更宜為4.0%,更宜為3.5%。
Fe含量之適宜的範圍,例如為超過0~4.5%,更宜為0.1~4.0%,更宜為0.5~3.5%。
鍍敷層20之化學組成,代替Zn之一部分,進一步亦可含有選自由鍶(Sr)、銻(Sb)、鉛(Pb)及硼(B)構成的群組中之1種以上。此等元素皆為任意元素,亦可以不含有。亦即,此等元素含量亦可以係0%。
含有之情形,此等元素會提高鍍敷層20之金屬光澤,提高表面處理鋼板1之外觀品質。即使含有少量的此等元素,仍可得到某種程度之上述效果。
但是,此等元素含量若過高,即使其他元素含量在本實施形態之範圍內,氧化浮渣仍會增加。此情形下,表面處理鋼板1之外觀品質會降低。
因此,Sr含量係0~0.5%,Sb含量係0~0.5%,Pb含量係0~0.5%,B含量係0~0.5%。
Sr、Sb、Pb及B之各元素含量之適宜的下限係超過0%,更宜為0.1%。
Sr、Sb、Pb及B之各元素含量之適宜的上限係未達0.5%,更宜為0.4%。
Sr、Sb、Pb及B之各元素含量之適宜的範圍,例如為超過0~未達0.5%,更宜為0.1~0.4%。
鍍敷層20之附著量(mg/m2)沒有特別限定。鍍敷層20之適宜的附著量,例如,為20~500mg/m2。鍍敷層20之附著量之更適宜的下限係30mg/m2,更宜為40mg/m2,更宜為50mg/m2。鍍敷層20之附著量之適宜的上限係400mg/m2,更宜為300mg/m2,更宜為200mg/m2。鍍敷層20之附著量之適宜的範圍,例如為30~400mg/m2,更宜為40~300mg/m2,更宜為50~200mg/m2。
鍍敷層20之化學組成中之各元素之含量(質量%)及鍍敷層20之附著量(mg/m2),可以用以下方法測定。
首先,測定表面處理鋼板1之鍍敷層20之厚度及化成被膜30之厚度。
具體而言,係採取包含垂直於表面處理鋼板1之表面
之剖面,且將該剖面作為觀察面之試驗片。將觀察面進行鏡面研磨。鏡面研磨後之觀察面之中,以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察化成被膜30、鍍敷層20,及母材鋼板10之至少包含表層部分之區域。倍率設為400倍。
在觀察視野中,化成被膜30及鍍敷層20可以藉由對比來明確地區別。於觀察視野之任意5部位,求得鍍敷層20之厚度(μm)及化成被膜30之厚度(μm)。將求得的5部位之鍍敷層20之厚度之算術平均值,設為鍍敷層20之厚度(μm)。同樣地,將求得的5部位之化成被膜30之厚度之算術平均值,設為化成被膜30之厚度(μm)。
然後,從表面處理鋼板1採取複數之化成被膜30、鍍敷層20,及包含母材鋼板10之試驗片。以下,將此等試驗片稱作基本試驗片。基本試驗片之厚度係設為表面處理鋼板1之厚度。在1個基本試驗片中,以六亞甲基四胺鹽酸將鍍敷層20及化成被膜30全部溶解。針對溶解液實施由ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry;感應耦合電漿質譜儀)所為之元素分析。藉此,求得鍍敷層20及化成被膜30之總附著量(mg/m2),及鍍敷層20及化成被膜30中含有的各元素之質量(mg/m2)。
然後,使用另外的基本試驗片製作鍍敷層分析用試驗片。具體而言,係藉由研磨加工去除另外的基本試驗片之化成被膜30。此時,從基本試驗片之表面,藉由研磨加工去除化成被膜30之厚度+(鍍敷層20之厚度×0.05)μm深度。藉由以上方法,準備以鍍敷層20及母材鋼
板10構成的鍍敷層分析用試驗片。
在鍍敷層分析用試驗片中,以六亞甲基四胺鹽酸將鍍敷層20全部溶解。針對溶解液實施由ICP-MS所為之元素分析。藉此,求得鍍敷層20之暫定附著量(mg/m2),及鍍敷層20中含有的各元素之暫定質量(mg/m2)。
此處,鍍敷層分析用試驗片之鍍敷層20之厚度,相當於表面處理鋼板1之鍍敷層20之厚度之0.95倍。因此,將得到的鍍敷層20之暫定附著量(mg/m2)乘以1/0.95倍的值,定義為鍍敷層20之附著量(mg/m2)。
此外,將各元素之暫定質量(mg/m2)乘以1/0.95倍的值,定義為鍍敷層20中之各元素之質量(mg/m2)。
基於鍍敷層20之附著量(mg/m2)及鍍敷層20中之各元素之質量(mg/m2),求得鍍敷層20中之各元素之含量(質量%)。
化成被膜30係形成在鍍敷層20之表面上。化成被膜30含有Zr、V、P及Co與丙烯酸樹脂。
鋯(Zr)、釩(V)、磷(P)及鈷(Co),皆作為表面處理鋼板1之腐蝕抑制劑(Inhibitor)而產生作用,使表面處理鋼板1之耐蝕性提升。Zr、V、P及Co作為腐蝕抑制劑之功能會有效地發揮的腐蝕環境係各自不同的。因此,含有Zr、
V、P,及Co作為腐蝕抑制劑。藉此,在表面處理鋼板1中,可以抑制各種腐蝕環境下之腐蝕,可得到優良的耐蝕性。
化成被膜30中之Zr係與丙烯酸樹脂形成交聯結構。因此,化成被膜30具有優良的阻隔性。其結果,在表面處理鋼板1中,可得到優良的耐蝕性。據認為Zr進一步與鍍敷層20之表面形成Zr-O-M鍵結(M:鍍敷層中之金屬元素)。因此,Zr對於化成被膜30之鍍敷層20之密接性亦提高。
宜為化成被膜30中之Zr質量[Zr]係4.0~510.0mg/m2。每單位面積(1m2)之Zr質量[Zr]若為4.0mg/m2以上,則由化成被膜30中之Zr與鍍敷層20之表面之鍵結所致之密接性會進一步提高。並且,在化成被膜30中,藉由Zr與丙烯酸樹脂形成的交聯結構,化成被膜30之阻隔性會進一步提高,耐蝕性會進一步提高。Zr質量[Zr]若為510.0mg/m2以下,則可以抑制化成被膜30中發生裂痕,耐蝕性會進一步提高。
Zr質量[Zr]之更適宜的下限係50.0mg/m2,更宜為100.0mg/m2,更宜為120.0mg/m2。
Zr質量[Zr]之更適宜的上限係500.0mg/m2,更宜為400.0mg/m2,更宜為350.0mg/m2。
Zr質量[Zr]之適宜的範圍,例如,為50.0~500.0mg/m2,更宜為100.0~400.0mg/m2,更宜為120.0~350.0mg/m2。
化成被膜30中之V在腐蝕環境下會優先地溶出到鍍敷層20。藉此,會抑制由鍍敷層20之溶解所致之pH之上昇。其結果,表面處理鋼板1之耐蝕性會提高。
宜為化成被膜30中之V質量[V]係5.0~110.0mg/m2。每單位面積(1m2)之V質量[V]若為5.0mg/m2以上,則表面處理鋼板1之耐蝕性會進一步提高。V質量[V]若為110.0mg/m2以下,則表面處理鋼板1之耐結露變色性會進一步提高。
V質量[V]之適宜的下限係7.0mg/m2,更宜為10.0mg/m2,更宜為30.0mg/m2,更宜為50.0mg/m2。
V質量[V]之適宜的上限係100.0mg/m2,更宜為90.0mg/m2,更宜為80.0mg/m2。
V質量[V]之適宜的範圍,例如為7.0~100.0mg/m2,更宜為10.0~90.0mg/m2,更宜為30.0~80.0mg/m2,更宜為50.0~80.0mg/m2。
化成被膜30中之P會在鍍敷層20之表面形成磷酸鋅等之鈍化被膜。藉由該鈍化被膜,表面處理鋼板1之耐蝕性會提高。鈍化被膜,係鍍敷層20之一部分溶解而生成的金屬離子與P進行反應而生成。鈍化被膜係藉由以下方式形成:將含有成為化成被膜30之原料的P之水系表面處理藥
劑塗布到鍍敷層20之表面,及/或化成被膜30形成後在腐蝕環境下將鍍敷層20之一部分溶解。
宜為化成被膜30中之P質量[P]係20.0~200.0mg/m2。每單位面積(1m2)之P質量[P]若為20.0mg/m2以上,則表面處理鋼板1之耐蝕性會進一步提高。P質量[P]若為200.0mg/m2以下,則表面處理鋼板1之耐變黑性會進一步提高。
P質量[P]之適宜的下限係20.0mg/m2,更宜為30.0mg/m2,更宜為40.0mg/m2,更宜為50.0mg/m2。
P質量[P]之適宜的上限係190.0mg/m2,更宜為180.0mg/m2,更宜為150.0mg/m2,更宜為100.0mg/m2。
P質量[P]之適宜的範圍,例如為20.0~190.0mg/m2,更宜為30.0~180.0mg/m2,更宜為40.0~150.0mg/m2,更宜為50.0~100.0mg/m2。
化成被膜30中之Co會提升表面處理鋼板1之耐變黑性及耐蝕性。鍍敷層20中之Al及Mg在腐蝕環境下表現犠牲防蝕作用。此情形下,鍍敷層20中之Zn會在欠缺氧之狀態下氧化並變色成黑色。如此之現象稱作變黑現象。在鍍敷層20之中,變黑現象容易發生在容易溶解的部分。化成被膜30中之Co延緩鍍敷層20中之Zn之氧化速度(腐蝕速度)。藉此,變黑現象受到抑制,表面處理鋼板1之耐變黑性會提高。
宜為化成被膜30中之Co質量[Co]係1.0~20.0mg/m2。每單位面積(1m2)之Co質量[Co]若為1.0mg/m2以上,則表面處理鋼板1之耐變黑性會進一步提高。Co質量[Co]若為20.0mg/m2以下,則表面處理鋼板1之耐蝕性會進一步提高。
Co質量[Co]之適宜的下限係2.0mg/m2,更宜為3.0mg/m2,更宜為4.0mg/m2,更宜為5.0mg/m2。
Co質量[Co]之適宜的上限係15.0mg/m2,更宜為12.0mg/m2,更宜為10.0mg/m2,更宜為8.0mg/m2。
Co質量[Co]之適宜的範圍,例如為2.0~15.0mg/m2,更宜為3.0~12.0mg/m2,更宜為4.0~10.0mg/m2,更宜為5.0~8.0mg/m2。
化成被膜30中之Zr、V、P及Co質量,可以用以下方法測定。
依循上述[鍍敷層20之化學組成及附著量之測定方法]中記載之方法,求得鍍敷層20及化成被膜30中含有的各元素之質量(mg/m2)。並且,求得鍍敷層20中之各元素之質量(mg/m2)。
藉由從鍍敷層20及化成被膜30中含有的各元素之質量(mg/m2),減去鍍敷層20中之各元素之質量(mg/m2),求得化成被膜30中中含有的Zr質量
[Zr](mg/m2)、V質量[V](mg/m2)、P質量[P](mg/m2)及Co質量[Co](mg/m2)。
本實施形態中之「丙烯酸樹脂」,係含有(甲基)丙烯酸酯之聚合體的樹脂。宜為丙烯酸樹脂係含有(甲基)丙烯酸烷基酯之聚合體的樹脂。丙烯酸樹脂,可以係僅使(甲基)丙烯酸烷基酯聚合而成的聚合體,亦可以係使(甲基)丙烯酸烷基酯與其他的單體聚合而成的共聚體。本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意為「丙烯酸」或「甲基丙烯酸」。
丙烯酸樹脂會提高化成被膜30與黏接劑之黏接性。丙烯酸樹脂會進一步提高表面處理鋼板1之耐蝕性。
丙烯酸樹脂係(甲基)丙烯酸烷基酯與其他的單體之共聚體之情形,就共聚體而言,例如為苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)與丙烯腈(b4)之共聚體。
宜為丙烯酸樹脂係含有15~25質量%之苯乙烯(b1)、1~10質量%之(甲基)丙烯酸(b2)、40~58質量%之(甲基)丙烯酸烷基酯(b3),及20~38質量%之丙烯腈(b4)的共聚體。丙烯酸樹脂係上述共聚體之情形,與黏接劑之黏接性會進一步提高。此外,表面處理鋼板1之耐蝕性會進一步提高。
苯乙烯(b1)會提高化成被膜30之與黏接劑之黏接性。苯乙烯(b1)會進一步提高表面處理鋼板1之耐蝕性。相對於單體成分之全部質量(亦即,將丙烯酸樹脂設為100質量%之情形的)苯乙烯(b1)含量若為15質量%以上,則藉由苯乙烯(b1)而得到的上述效果會進一步提高。苯乙烯(b1)含量若為25質量%以下,則可以抑制化成被膜30過度地變硬。因此,化成被膜30之與黏接劑之黏接性會進一步提高,表面處理鋼板1之耐蝕性會進一步提高。因此,苯乙烯(b1)含量之適宜的範圍係15~25質量%。
苯乙烯(b1)含量之更適宜的下限係17質量%。苯乙烯(b1)含量之更適宜的上限係23質量%。苯乙烯(b1)含量之更適宜的範圍,例如為17~23質量%。
(甲基)丙烯酸(b2)會提高化成被膜30及鍍敷層20與黏接劑之黏接性,提高表面處理鋼板1之耐蝕性。相對於單體成分之全部質量(亦即,將丙烯酸樹脂設為100質量%之情形的)(甲基)丙烯酸(b2)含量若為1質量%以上,則藉由(甲基)丙烯酸(b2)得到的效果會進一步提高。(甲基)丙烯酸(b2)含量若為10質量%以下,則化成被膜30之耐水性會提高,其結果,耐蝕性會進一步提高。因此,(甲基)丙烯酸(b2)含量之適宜的範圍係1~10質量%。
(甲基)丙烯酸(b2)含量之更適宜的下限係2質量%。(甲基)丙烯酸(b2)含量之更適宜的上限係6質量%。(甲基)丙烯酸(b2)含量之更適宜的範圍,例如為2~6質量%。
(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)會提高表面處理鋼
板1之耐蝕性。相對於單體成分之全部質量(亦即,將丙烯酸樹脂設為100質量%之情形的)(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)若為40質量%以上,則耐蝕性會進一步提高。此外,(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)之含量若為58質量%以下,則耐蝕性會進一步提高。因此,(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)之適宜的範圍係40~58質量%。
(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)含量之更適宜的下限係43質量%。(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)含量之更適宜的上限係55質量%。(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)含量之更適宜的範圍,例如為43~55質量%。
(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)係選自由例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸2-甲基己酯,及此等異構物構成的群組中之1種以上。宜為(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)係丙烯酸乙酯及/或丙烯酸丁酯。此情形下,耐蝕性會進一步提高。
丙烯腈(b4)會提高化成被膜30與黏接劑之黏接性。相對於單體成分之全部質量之(亦即,將丙烯酸樹脂設為100質量%之情形的)丙烯腈(b4)含量若為20質量%以上,則化成被膜30與黏接劑之黏接性會進一步提高。丙烯腈(b4)含量若為38質量%以下,則化成被膜30之耐水性會提高,耐蝕性會進一步提高。因此,丙烯腈(b4)之適宜的範圍係20~38質量%。
丙烯腈(b4)含量之更適宜的下限係22質量%。丙烯腈(b4)含量之更適宜的上限係35質量%。丙烯腈(b4)含量之
更適宜的範圍,例如為22~35質量%。
丙烯酸樹脂係共聚體之情形,可以係含有苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)、丙烯腈(b4)及其他含有乙烯基之單體的共聚體。
其他含有乙烯基之單體並無特別限定。其他含有乙烯基之單體,例如,選自由(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、乙氧基-二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)烯丙基醚、3-羥基丙基(甲基)烯丙基醚、4-羥基丁基(甲基)烯丙基醚、丙烯酸2-二甲基胺乙酯、丙烯醯胺、烯丙醇、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、巴豆酸、伊康酸、檸康酸、桂皮酸、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、烯丙基環氧丙基醚、(甲基)丙烯酸環氧丙酯、2-(1-氮丙啶基)丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸亞胺醇、丙烯醯嗎啉、甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯基甲苯、肉桂酸腈、(甲基)丙烯醯基乙基磷酸酯,及雙-(甲基)丙烯醯基乙基磷酸酯構成的群組中之1種以上。
宜為其他含有乙烯基之單體係由選自由丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、乙氧基-二乙二醇丙烯酸酯及丙烯醯胺構成的群組中之1種以上構成。此情形下,乳膠之安定性會提高。
本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」意為「丙烯酸酯」或「甲基丙烯酸酯」。「(甲基)烯丙基醚」意為
「烯丙基醚」或「烯丙基醚」。「(甲基)丙烯醯基」意為「丙烯醯基」或「甲基丙烯醯基」。
丙烯酸樹脂中之苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)、丙烯腈(b4)之各成分之含量(質量%),係藉由FT-IR反射法,具體而言,係藉由利用了高感度反射法(RAS法)的傅立葉轉換紅外線光譜法,如以下般進行測定。
從表面處理鋼板1採取包含化成被膜30的試驗片(以下,稱作樹脂成分分析用試驗片)。樹脂成分分析用試驗片之厚度,設為表面處理鋼板1之厚度。樹脂成分分析用試驗片之中,對於40mm×40mm之區域,以累計次數16次之條件,實施由傅立葉轉換紅外線光譜法所為之測定。此時,朝向化成被膜30之紅外光之入射角設為70~75°。藉由測定,製作橫軸作為波數(cm-1)、縱軸作為透射率(%)之紅外線吸收圖譜之圖表。
在紅外線吸收圖譜之圖表中,求得苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)、丙烯腈(b4)之主峰之高度。
然後,製作苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3),及丙烯腈(b4)之檢量線。例如,苯乙烯(b1)之情形,係製作化成被膜30中之苯乙烯
(b1)之含量(質量%)不同的複數之化成被膜樣本。對於製作後的化成被膜樣本,以與上述相同的條件實施由傅立葉轉換紅外線光譜法所為之測定,求得苯乙烯(b1)之主峰之高度。基於得到的主峰之高度,及化成被膜樣本中之苯乙烯(b1)含量,製作檢量線。關於(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3),及丙烯腈(b4),亦藉由與苯乙烯(b1)之情形同樣的方法製作檢量線。
基於在樹脂成分分析用試驗片得到的各成分之主峰之高度,及各成分之檢量線,求得苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3),及丙烯腈(b4)之含量(質量%)。
宜為丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度係-12~24℃。玻璃轉移溫度若為-12℃以上,則化成被膜30之耐蝕性會進一步提高。玻璃轉移溫度若為24℃以下,則與黏接劑之黏接性會進一步提高。丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度之適宜的下限係-10℃。丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度之適宜的上限係20℃。
丙烯酸樹脂之玻璃轉移溫度係用下式計算得出。
1/Tg(K)=W1/Tg1+W2/Tg2+...+Wn/Tgn (1)
此處,式中之Tg係丙烯酸樹脂(A)之玻璃轉移溫度(K),W1、W2、...、Wn(n係自然數),係構成丙烯酸樹脂的各單體之均聚物之含量(質量%),Tg1、Tg2、...、Tgn(n係自然數),係各單體之均聚物之玻璃轉移溫度。
化成被膜30全體之丙烯酸樹脂之適宜的含量係20.0~60.0質量%。丙烯酸樹脂含量若為20.0質量%以上,則會更有效地獲得藉由含有丙烯酸樹脂所得到的效果。丙烯酸樹脂含量若為60.0質量%以下,則藉由含有Zr及丙烯酸樹脂所導致之相乘效果,耐蝕性會進一步提高。
丙烯酸樹脂之含量之更適宜的下限係25.0質量%,更宜為30.0質量%。
丙烯酸樹脂之含量之更適宜的上限係55.0質量%,更宜為50.0質量%。
丙烯酸樹脂之含量之更適宜的範圍,例如為25.0~55.0質量%,更宜為30.0~50.0質量%。
化成被膜30中有無含有丙烯酸樹脂,及丙烯酸樹脂之含量(質量%),可以用以下方法確認。
從表面處理鋼板1採取包含化成被膜30、鍍敷層20及母材鋼板10的試驗片。試驗片之厚度設為表面處理鋼板1之厚度。
對於試驗片實施熱分解氣相層析質量分析法(GC-MS)分析。具體而言,係將試驗片以GC-MS裝置加熱至600℃。此時,化成被膜30中之樹脂會被熱分解,生成分解產物。將分解產物以GC-MS進行分析,確定分解產物
之種類及量。從分解產物之種類,可以確認有無化成被膜30中之丙烯酸樹脂。
基於經分析的分解產物之量,及化成被膜30之質量,求得化成被膜中之丙烯酸樹脂之含量(質量%)。化成被膜30之質量,可以從以[鍍敷層20之化學組成及附著量之測定方法]中記載之方法得到的鍍敷層20及化成被膜30之總附著量(mg/m2),及鍍敷層20之附著量(mg/m2)而求得。
化成被膜30之附著量係300~1000mg/m2。化成被膜30之附著量若未達300mg/m2,則形成後的化成被膜30會過薄。此情形下,黏接性會降低,耐蝕性亦會降低。另一方面,化成被膜30之附著量若超過1000mg/m2,則形成後的化成被膜30會過厚。此情形下,黏接性會降低。
化成被膜30之附著量若為300~1000mg/m2,則化成被膜30之厚度適當。因此,可得到充分的黏接性,且可得到充分的耐蝕性。
化成被膜30之附著量之適宜的下限係350mg/m2,更宜為400mg/m2,更宜為450mg/m2。
化成被膜30之附著量之適宜的上限係950mg/m2,更宜為900mg/m2,更宜為850mg/m2。
化成被膜30之附著量之適宜的範圍係350~950mg/m2,更宜為400~900mg/m2,更宜為450~850mg/m2。
化成被膜30之附著量可以用以下方法求得。
依循上述[鍍敷層20之化學組成及附著量之測定方法]中記載之方法,求得鍍敷層20及化成被膜30之總附著量(mg/m2)。並且,求得鍍敷層20中之附著量(mg/m2)。
從鍍敷層20及化成被膜30之總附著量(mg/m2)減去鍍敷層20中之附著量(mg/m2),求得化成被膜30之附著量(mg/m2)。
本實施形態之表面處理鋼板1中,化成被膜30中之V質量[V]mg/m2,及化成被膜30中之P質量[P]mg/m2符合式(1)。
0.60≦[V]/[P]≦2.80 (1)
將F1定義如下。
F1=[V]/[P]
F1若為未達0.60,則相對於化成被膜30中之V質量[V],P質量[P]會過剩地多。此情形下,表面處理鋼板1之耐變黑性會降低。據認為相對於V質量[V],P質量[P]若過多,則為變黑原因的鍍敷之氧化反應會被促進。另一方面,F1若超過2.80,則無法得到充分的耐蝕性。這是因為相對於V質量[V],P質量[P]若過少,則藉由P所形成的鈍化被膜之腐蝕抑制效果會降低。F1若為0.60~2.80,則可得
到優良的耐變黑性及優良的耐蝕性。
F1之適宜的下限係0.65,更宜為0.70,更宜為0.80。
F1之適宜的上限係2.40,更宜為2.00,更宜為1.80。
F1之適宜的範圍,例如為0.65~2.40,更宜為0.70~2.00,更宜為0.80~1.80。
另外,化成被膜30中之V質量[V](mg/m2),及P質量[P](mg/m2),可以用上述[化成被膜30中之Zr質量、V質量、P質量及Co質量之測定方法]中記載之方法求得。
本實施形態之表面處理鋼板1中,進一步,將鍍敷層20之化學組成之Mg含量定義為[Mg]b(質量%)時,Mg含量[Mg]b(質量%)及化成被膜30之V質量[V](mg/m2)符合式(2)。
0<[V]/[Mg]b≦20.00 (2)
將F2定義如下。
F2=[V]/[Mg]b
鍍敷層20之化學組成之Mg含量超過3.0質量%之情形,化成被膜30中之V質量[V]相對於鍍敷層20中之Mg含量[Mg]b若高,則會發生結露變色。具體而言,F2若超過20.00,則化成被膜30中之V質量相對於鍍敷層20中之Mg質量會過剩地提高。此情形下,無法得到充分的耐結露變色性。F2若為超過0~20.00,則在表面處理鋼板1中,可得
到優良的耐結露變色性。
F2之適宜的下限係5.00,更宜為6.00,更宜為7.00。
F2之適宜的上限係19.00,更宜為18.00,更宜為17.00。
F2之適宜的範圍,例如為5.00~19.00,更宜為6.00~18.00,更宜為7.00~17.00。
本實施形態之表面處理鋼板1中,鍍敷層20及化成被膜30具有上述化學組成,化成被膜30之附著量係300~1000mg/m2,並且,符合式(1)及式(2)。因此,本實施形態之表面處理鋼板1中,可得到充分的耐蝕性、與黏接劑之充分的黏接性及充分的耐變黑性,並且,可得到充分的耐結露變色性。
本實施形態之在表面處理鋼板1中,將藉由使用輝光放電光發射光譜法的鍍敷層20之深度方向之元素分析所得到的,鍍敷層20之表層中之Mg濃度[Mg]s質量%與鍍敷層20之化學組成之Mg含量[Mg]b質量%之差值,定義為Mg濃度差△[Mg](質量%)。
宜為本實施形態之表面處理鋼板1中,進一步為Mg濃度差△[Mg](質量%),及V質量[V](mg/m2)符合式(3)。
△[Mg]×[V]≦200 (3)
將F3定義如下。
F3=△[Mg]×[V]
鍍敷層20之Mg濃度差△[Mg],及化成被膜30中之V質量[V]會相乘地影響耐結露變色性。若Mg濃度差△[Mg]低,V質量[V]少的話,則藉由鍍敷層20之表層之濃化Mg與化成被膜30中之V濃度之相乘作用,耐結露變色性會進一步提高。因此,F3係耐結露變色性之指標。
F3若為200以下,則可以充分地抑制鍍敷層20之表層之濃化Mg與化成被膜30中之V之相互作用。其結果,耐結露變色性會顯著地提高。
F3之更適宜的上限係180,更宜為160,更宜為150,更宜為140,更宜為130,更宜為120。
F3之下限並無特別限定。F3之適宜的下限係例如為5,更宜為10,更宜為20,更宜為25,更宜為30。
F3之更適宜的範圍,例如為5~180,更宜為10~160,更宜為20~150,更宜為25~140,更宜為30~130,更宜為30~120。
鍍敷層20之表層之Mg濃度差△[Mg]可以用以下方法求得。
從表面處理鋼板1採取試驗片。試驗片包含母材鋼板10、鍍敷層20及化成被膜30。試驗片之厚度係設為表面處理鋼板之厚度。從試驗片之化成被膜30之表面朝向母材鋼
板10之板厚方向實施輝光放電光發射光譜法,測定Mg及C之輝光發射光譜(GDS光譜)。具體而言,係使用高頻輝光發射光譜裝置(GD-OES、Rigaku股份有限公司製之商品名:GDA750),在氬氣環境下(Ar壓力:3hPa),將試驗片作為陰極,施加輸出30W之電力,測定Mg之GDS光譜及C之GDS光譜。測定面積設為4mm,測定時間設為100秒,測定間隔設為0.025秒。
參照圖1,將得到的Mg之GDS光譜及C之GDS光譜交叉的位置P0,設為鍍敷層20之表面(亦即,化成被膜30與鍍敷層20之界面)。將自鍍敷層20之表面之測定時間10秒以內之區域SF,定義為鍍敷層20之表層區域SF。將在鍍敷層20之表層區域SF的Mg濃度之最大值,設為Mg濃度[Mg]s(質量%)。此外,將以[鍍敷層20之化學組成及附著量之測定方法]得到的鍍敷層20之化學組成中之Mg含量設為[Mg]b(質量%)。
使用得到的Mg濃度[Mg]s及Mg含量[Mg]b,藉由下式求得Mg濃度差△[Mg](質量%)。
△[Mg]=[Mg]s-[Mg]b
會與表面處理鋼板1之化成被膜30得到良好的黏接性之黏接劑,例如可舉例:矽氧系(包含改性丙烯酸、改性環氧)、環氧系、丙烯酸樹脂系、酚系、聚氨酯系、乙酸乙烯酯系、氰基丙烯酸酯系、苯乙烯-丁二烯橡膠系者
等。
另外,透過黏接劑黏接在表面處理鋼板1之化成被膜30上的材料沒有特別限定。上述材料,例如,鋼板、灰泥、浮法玻璃(Float glass)、陶瓷磚、瓷磚,及MDF(medium-density fiberboard:中密度纖維板)等。
說明本實施形態之表面處理鋼板之製造方法之一例。具有上述構成的表面處理鋼板,亦可以藉由之後說明的製造方法以外之其他製造方法製造。但是,之後說明的製造方法係由本實施形態所為之表面處理鋼板之製造方法之適宜的一例。
本實施形態之表面處理鋼板之製造方法之一例,包含以下步驟。
(步驟1)母材鋼板準備步驟
(步驟2)鍍敷層形成步驟
(步驟3)表皮輥軋(Skin pass rolling)步驟
(步驟4)化成被膜形成步驟
以下,針對步驟1~步驟4進行說明。
母材鋼板準備步驟係準備上述母材鋼板10。母材鋼板10可以係由第三者所供給者。
鍍敷層形成步驟係對於母材鋼板10實施鍍敷處理(熔融鍍敷處理),在母材鋼板10之表面上形成鍍敷層20。具體而言,係準備鍍敷浴。因應所形成的鍍敷層20之組成,調整鍍敷浴之組成。將母材鋼板10浸漬在鍍敷浴中一定時間後,將母材鋼板10以周知的方法從鍍敷浴拉起。例如,在鍍敷浴中配置沉降輥。在鍍敷浴中浸漬後的母材鋼板10,係藉由沉降輥將其進行方向轉換成上方。
從鍍敷浴拉起後的母材鋼板10之表面附著著鍍敷。以周知的氣體擦拭(Gas wiping)裝置,調整附著在母材鋼板10的鍍敷之附著量。將從鍍敷浴拉起後的附著在母材鋼板10的鍍敷冷卻。藉由冷卻使鍍敷凝固並形成鍍敷層20。
鍍敷層形成步驟,宜為符合以下製造條件1。
從鍍敷浴拉起後的具鍍敷之母材鋼板10之表面溫度,其由450℃至340℃之平均冷卻速度CR1設為16~46℃/秒,由340℃至250℃之平均冷卻速度CR2設為21~51℃/秒。
若為平均冷卻速度CR1係16℃/秒以上,平均冷卻速度CR2係21℃/秒以上,則凝固後之鍍敷層20之組織會變得細微。因此,鍍敷層20之表層中之Mg濃化會被充
分地抑制,Mg濃度差△[Mg]會充分地降低。其結果,F3符合式(3)。
平均冷卻速度CR1之上限,及平均冷卻速度CR2之上限沒有特別限制。平均冷卻速度CR1之適宜的上限係46℃/秒。平均冷卻速度CR2之適宜的上限係51℃/秒。
表皮輥軋步驟,係對於鍍敷層形成步驟後之鋼板實施表皮輥軋。表皮輥軋,係使用具有一對表皮輥(Skin pass roll)之軋台,使形成有鍍敷層20的鋼板進行冷軋。
表皮輥軋步驟,宜為符合以下製造條件2及製造條件3。
將表皮輥之表面於轉軸方向之算術平均粗糙度Ra設為1.0~5.0μm,於表皮輥軋之壓下力P(t)設為100~500t。
平均冷卻速度CR1及CR2(℃/秒)、表皮輥之表面之算術平均粗糙度Ra(μm),及於表皮輥軋之壓下力P(t)符合式(A)。
(CR1+CR2)/{2(Ra×P)}≧0.020 (A)
以下,針對製造條件2及製造條件3進行說明。
表皮輥之表面粗糙度會影響鍍敷層20之表層之Mg濃化。算術平均粗糙度Ra若為5.0μm以下,則鍍敷層20之表面粗糙度會充分地被抑制。此情形下,在鍍敷層20之表層之Mg之過度濃化會受到抑制,Mg濃度差△[Mg]會充分地降低。其結果,F3符合式(3)。因此,宜為表皮輥之表面之算術平均粗糙度Ra係5.0μm以下。
算術平均粗糙度Ra係用以下方法進行測定。
各自針對一對表皮輥,依循JIS B 0601:2013測定表面之轉軸方向之算術平均粗糙度Ra。算術平均粗糙度Ra之測定中使用接觸式之粗糙度計。作為由粗糙度曲線計算而得的條件,設為截止值λc:80mm、截止值λs:80μm、測定速度:0.5mm/秒、基準長度:1mm、評價長度:10mm。於各表皮輥得到的算術平均粗糙度(合計2個)之算術平均值,定義為算術平均粗糙度Ra(μm)。
在Mg濃度差△[Mg]之觀點中,算術平均粗糙度Ra之下限並無特別限定。但是,算術平均粗糙度Ra若過度地小,則鍍敷層20所形成的母材鋼板10會難以咬住表皮輥。因此,算術平均粗糙度Ra之下限係1.0μm。
於表皮輥軋之壓下力P會影響鍍敷層20之表層之Mg濃化。壓下力P若為100~500t,則鍍敷層20之表層
中之Mg之濃化會充分地被抑制,Mg濃度差△[Mg]會充分地降低。其結果,F3符合式(3)。因此,宜為壓下力P係100~500t。
FA定義如下。
FA=(CR1+CR2)/{2(Ra×P)}
FA係關於鍍敷層20之表層之Mg濃化之指標。如上述,平均冷卻速度CR1及CR2、算術平均粗糙度Ra,及壓下力P會影響Mg濃度差△[Mg]。FA若為0.020以上,則以符合製造條件1及製造條件2為前提,製造後之表面處理鋼板1之鍍敷層20之表層之Mg濃度差△[Mg]會充分地降低。其結果,F3符合式(3)。
化成被膜形成步驟,係準備含有化成被膜30中包含的各成分之水系表面處理藥劑。將經準備的水系表面處理藥劑塗布在鍍敷層20上。將經塗布的水系表面處理藥劑乾燥,在鍍敷層20上形成化成被膜30。
水系表面處理藥劑含有Zr、V、P、及Co與丙烯酸樹脂。水系表面處理藥劑含有例如丙烯酸樹脂(A)、碳酸鋯化合物(B)、釩化合物(C)、磷化合物(D)、鈷化合物(E)及
水,水系表面處理藥劑之pH係8.0~11.0。
丙烯酸樹脂(A)係藉由將水系表面處理藥劑塗布並乾燥,而成為化成被膜30中含有的丙烯酸樹脂。水系表面處理藥劑中之丙烯酸樹脂(A)之適宜的含量,相對於水系表面處理藥劑之全部固體成分係20.0~60.0質量%。此處,「相對於全部固體成分」,意指在水系表面處理藥劑中,將水以外之成分以質量%計設為100.0%時之質量%。水系表面處理藥劑中之丙烯酸樹脂(A)含量之更適宜的下限係25.0%。水系表面處理藥劑中之丙烯酸樹脂(A)含量之更適宜的上限係40.0%。水系表面處理藥劑中之丙烯酸樹脂(A)含量之更適宜的範圍係25.0~40.0%。
水系表面處理藥劑中含有的丙烯酸樹脂(A)之聚合方法並無特別限定。可以使用例如懸浮聚合、乳化聚合,及溶液聚合法,使丙烯酸樹脂(A)聚合。使丙烯酸樹脂(A)聚合時,亦可以使用溶劑及/或聚合起始劑。聚合起始劑沒有特別限制。聚合起始劑係例如偶氮系化合物、過氧化物系化合物等自由基聚合起始劑。聚合起始劑宜為相對於丙烯酸樹脂之全部固體成分,使用0.1~10質量%。反應溫度及反應時間係周知的條件為佳。反應溫度,例如,係常溫~200℃,反應時間係30分鐘~8小時。
水系表面處理藥劑中之碳酸鋯化合物(B)係藉由將水系表面處理藥劑塗布並乾燥,而與丙烯酸樹脂(A)進行交聯反應。其結果,會形成具有Zr與丙烯酸樹脂(A)之交聯結構之化成被膜30。碳酸鋯化合物(B)中,進一步,在將水系表面處理藥劑塗布並乾燥時碳酸離子會揮發。並且,剩餘的Zr彼此會透過氧而鍵結,進行高分子量化。其結果,-Zr-OH基會與鍍敷層20之表面形成Zr-O-M鍵結(M:鍍敷層中之金屬元素)。
碳酸鋯化合物(B)之種類沒有特別限定。碳酸鋯化合物(B),例如,選自由碳酸鋯、碳酸鋯銨、碳酸鋯鉀,及碳酸鋯鈉構成的群組中之1種以上。宜為碳酸鋯化合物(B)係碳酸鋯及/或碳酸鋯銨。此情形下,耐蝕性會進一步提高。
水系表面處理藥劑中含有的釩化合物(C),例如,選自由將五氧化釩(V2O5)、偏釩酸(HVO3)、偏釩酸銨、偏釩酸鈉、氧三氯化釩(VOCl3)等5價之釩化合物以還原劑還原成2~4價者、三氧化釩(V2O3)、二氧化釩(VO2)、氧硫酸釩(VOSO4)、草酸氧釩[VO(COO)2]、乙醯丙酮釩氧[VO(OC(CH3)=CHCOCH3)2]、乙醯丙酮釩[V(OC(CH3)=CHCOCH3)3]、三氯化釩(VCl3)、磷釩鉬酸{H15-X[PV12-xMoxO40]‧nH2O(6<x<12,n<30)}、硫酸釩(VSO4‧8H2O)、二氯化釩(VCl2),及氧化釩(VO)等氧化數
4~2價之釩化合物構成的群組中之1種以上。
水系表面處理藥劑中含有的磷化合物(D),例如,具有含有磷的酸基之無機酸陰離子,及/或具有含有磷的酸基之有機酸陰離子。
具有含有磷的酸基之無機酸陰離子,例如,選自由正磷酸、偏磷酸、縮合磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、四磷酸、六偏磷酸等無機酸之至少1個氫游離後的無機酸陰離子,及此等之鹽類構成的群組中之1種以上。
具有含有磷的酸基之有機酸陰離子,例如,選自由1-羥基甲烷-1,1-二膦酸、1-羥基乙烷-1,1-二膦酸、1-羥基丙烷-1,1-二膦酸、1-羥基乙烯-1,1-二膦酸、2-羥基磷醯基乙酸、胺基三(亞甲基膦酸)、乙烯二胺-N,N,N’,N’-四(亞甲基膦酸)、六亞甲基二胺-N,N,N’,N’-四(亞甲基膦酸)、二乙烯三胺-N,N,N’,N”,N”-五(亞甲基膦酸)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、肌醇六膦酸、植酸等有機膦酸、有機磷酸等之至少1個氫游離後的有機酸陰離子,及此等之鹽類構成的群組中之1種以上。
水系表面處理藥劑中含有的鈷化合物(E),例如,選自由硫酸鈷、硝酸鈷,及碳酸鈷構成的群組中之1種以上。
水系表面處理藥劑亦可含有潤滑劑。亦即,潤滑劑係任意成分。含有之情形,潤滑劑會提高表面處理鋼板1之耐刮傷性。潤滑劑,例如,選自由聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟,及氧化聚丙烯蠟構成的群組中之1種以上。
宜為水系表面處理藥劑之pH係8.0~11.0。水系表面處理藥劑之pH若為8.0以上,則碳酸鋯化合物(B)會安定地溶解在水系表面處理藥劑中。另一方面,水系表面處理藥劑之pH若為11.0以下,則將水系表面處理藥劑塗布在鍍敷層20時,可以抑制鍍敷層20過剩地溶解。進一步pH若為上述範圍內,則水系表面處理藥劑會安定。水系表面處理藥劑之pH之更適宜的下限係8.5。水系表面處理藥劑之pH之更適宜的上限係10.0。水系表面處理藥劑之pH之更適宜的範圍係8.0~11.0。水系表面處理藥劑之pH,例如,可以使用東亞DKK股份有限公司製(HM-30R)於測定溫度25℃進行測定。
水系表面處理藥劑之pH之調整中使用的調整劑沒有特別限定。調整劑,例如,選自由氨、碳酸胍、碳酸、乙酸,及氫氟酸構成的群組中之1種以上。
水系表面處理藥劑,係藉由將上述成分以去離子水、蒸餾水等水進行混合而得到。
水系表面處理藥劑中,因應需要,亦可添加、醇、酮、賽珞蘇系之水溶性溶劑、界面活性劑、消泡
劑、調平劑、抗菌抗黴劑、增稠劑、用以提升熔接性之導電性物質、用以提升設計性之著色顏料、消光材料等。此等成分之添加量,宜為相對於水系表面處理藥劑之全部固體成分為未達5質量%。
將上述水系表面處理藥劑以周知的方法塗布在鍍敷層20之表面上而形成塗膜。例如,使用輥塗機塗布水系表面處理藥劑。此情形下,調整輥塗機之周速比而可以調整塗膜之膜厚。以化成被膜30之附著量成為300~1000mg/m2之方式,調整塗膜之膜厚。在鍍敷層20之表面上形成塗膜後,將塗膜乾燥。
藉由以上步驟製造本實施形態之表面處理鋼板1。
藉由實施例更具體地說明本實施形態之表面處理鋼板之效果。以下實施例中之條件,係用以確認本實施形態之表面處理鋼板之實施可能性及效果而採用的一條件例。因此,本實施形態之表面處理鋼板不受限於該一條件例。
準備形成有具有表1(表1-1及表1-2)中記載之化學組成的鍍敷層之母材鋼板。
鍍敷層係藉由熔融鍍敷處理而形成。鍍敷層之附著量係在40~300mg/m2之範圍內。
另外,在熔融鍍敷處理中,從鍍敷浴拉起後的鋼板之表面溫度於450~340℃之平均冷卻速度CR1(℃/秒),及
於340~250℃之平均冷卻速度CR2(℃/秒),係如表2所示。
針對形成了鍍敷層的鋼板實施表皮輥軋。表皮輥軋中使用的表皮輥之算術平均粗糙度Ra(μm),及壓下力P(t)係如表2所示。並且,FA值(=(CR1+CR2)/{2(Ra×P)})係如表2所示。
用以下方法準備表3所示之摻合比之水系表面處理藥劑。使用螺旋槳攪拌機並對於攪拌中之一定量之去離子水中添加表3所示之各成分,以固體成分濃度成為15質量%之方式製備。水系表面處理藥劑之pH係調整成8.0~11.0。水系表面處理藥劑之pH之調整劑係使用碳酸及/或氨。
表3所示之各成分之種類係調整如下。
按表5所示之比率,使用表4中表示為縮寫的苯乙烯(b1)、(甲基)丙烯酸(b2)、(甲基)丙烯酸烷基酯(b3)、丙烯腈(b4),得到表5所示之A1~A17之共聚體(丙烯酸樹脂)。另外,表3之水系表面處理藥劑中之丙烯酸樹脂之含量,係相對於水系表面處理藥劑之全部固體成分之質量(質量%)。
作為Zr化合物、V化合物、P化合物及Co化合物,準備以下化合物。
[Zr化合物]
作為Zr化合物,準備以下3個化合物。
B1:碳酸鋯鉀
B2:碳酸鋯銨
B3:氟鋯酸銨
[V化合物]
C1:乙醯丙酮釩
C2:草酸氧釩
[P化合物]
D1:磷酸
D2:1-羥基乙烷-1,1-二膦酸
[Co化合物]
E1:碳酸鈷
E2:硝酸鈷
將在兩面形成有表1(表1-1及表1-2)所示之各試驗編號之鍍敷層的鋼板,使用脫脂劑(Nihon Parkerizing(股)製鹼性脫脂劑、商品名:Fine Cleaner-E6406)予以脫脂(20g/L建浴、60℃)。然後,使用噴霧進行10秒鐘水洗(噴霧壓50kPa)。
在脫脂後的兩面具有鍍敷層之鋼板之兩面,塗布表3所示之水系表面處理藥劑。具體而言,係使用輥塗機塗布水系表面處理藥劑。此時,調整輥塗機之周速比並調整塗膜之膜厚。將鍍敷層上形成有塗膜的鋼板,使用溫風循環型烘箱(加熱爐)一邊對於塗膜上供給熱風一邊進行加熱,使形成在鍍敷層上的塗膜乾燥。
藉由以上步驟,製造各試驗編號之表面處理鋼板。另外,各試驗編號之表面處理鋼板之板厚係2.3mm。
針對各試驗編號之表面處理鋼板,實施以下評價試驗。
(試驗1)鍍敷層之化學組成分析試驗
(試驗2)化成被膜之附著量測定試驗
(試驗3)[V]及[P]測定試驗
(試驗4)Mg濃度差△[Mg]測定試驗
(試驗5)耐蝕性評價試驗
(試驗6)黏接性評價試驗
(試驗7)耐變黑性評價試驗
(試驗8)耐結露變色性評價試驗
以下,針對試驗1~試驗8進行說明。
基於上述[鍍敷層20之化學組成及附著量之測定方法]中記載之方法,求得各試驗編號之鍍敷層之化學組成中之各元素含量(質量%)。其結果,各試驗編號之鍍敷層之化學組成係如表1(表1-1及表1-2)所示。
基於上述[化成被膜30之附著量之測定方法]中記載之方法,測定各試驗編號之化成被膜之附著量。得到的結果表示於表6中之「化成被膜附著量(mg/m2)」欄。
基於上述[化成被膜30中之Zr質量、V質量、P質量及Co質量之測定方法]中記載之方法,求得化成被膜中之V質量[V](mg/m2)及P質量[P](mg/m2)。使用得到的V質量[V]、P質量[P],求得F1(=[V]/[P])。並且,使用鍍敷層之化學組
成之Mg含量[Mg]b及V質量[V],求得F2(=[V]/[Mg]b)。得到的V質量[V](mg/m2)、P質量[P](mg/m2)、F1值,及F2值表示於表6。
另外,基於[化成被膜30中之Zr質量、V質量、P質量及Co質量之測定方法],及[化成被膜30中之丙烯酸樹脂之確認方法及含量測定方法]測定化成被膜之成分之結果,在任一試驗編號中,化成被膜皆含有Zr、V、P,及Co與丙烯酸樹脂。並且,化成被膜中之Zr含量(質量%)、V含量(質量%)、P含量(質量%)、Co含量(質量%)及丙烯酸樹脂含量(質量%)係如表3所示。並且,基於[化成被膜30中之丙烯酸樹脂中之各成分之含量之測定方法]中記載之方法,求得化成被膜30中之丙烯酸樹脂中之各成分之含量。其結果,丙烯酸樹脂之各成分之含量係如表5所示。
基於上述[Mg濃度差△[Mg]之測定方法]中記載之方法,求得Mg濃度差△[Mg](質量%)。並且,基於得到的Mg濃度差△[Mg](質量%),及化成被膜中之V質量[V](mg/m2),求得F3(=△[Mg]×[V])。得到的Mg濃度差△[Mg](質量%)表示於表6中之「△[Mg](質量%)」欄。並且,得到的F3值表示於表6之「F3」欄。
從各試驗編號之表面處理鋼板採取平板試驗片。平板試驗片之尺寸設為50mm×100mm×板厚。針對平板試驗片,實施240小時之依循JIS Z 2371:2015的鹽水噴霧試驗。觀察試驗後之平板試驗片之表面,求得白鏽之面積率。基於得到的白鏽之面積率,評價如下。
E(Excellent):白鏽之面積率係5.0%以下
B(Bad):白鏽之面積率係超過5.0%
得到的結果表示於表6中之「耐蝕性」欄。
針對每個試驗編號,從表面處理鋼板採取2個試驗片。試驗片之尺寸係寬度:25mm、厚度:板厚、長度:100mm。
如圖3所示,以2片試驗片100之端部重疊之方式予以配置,在2片試驗片100重疊的部分塗布黏接劑120。黏接部分面積設為寬度:25mm×長度:12.5mm。黏接劑係使用丙烯酸系黏接劑HARDLOC(Denka股份有限公司製、商品名:c355-20)。塗布黏接劑並將2片試驗片100如圖3所示般黏接後,在各試驗片100之端部配置蓋板150,製作搭接剪(Lap Shear)試驗體200。
使用製成的搭接剪(Lap Shear)試驗體實施拉伸剪切試驗。此時,夾頭間距離設為112.5mm,拉伸速度設為2mm/分鐘。藉由以上條件之拉伸剪切試驗,求得拉伸剪切荷重(N)。
基於得到的拉伸剪切荷重,評價如下。
E:拉伸剪切荷重係5.2×103N以上
B:拉伸剪切荷重係未達5.2×103N
得到的結果表示於表6中之「黏接性」欄。
從各試驗編號之表面處理鋼板採取50mm×100mm×板厚之試驗片。使用恆溫恆濕試驗機,在70℃、相對濕度(RH)85%之環境下,將試驗片靜置144小時。
針對試驗前之試驗片之表面,及試驗後之試驗片之表面,求得L*值、a*值,及b*值。具體而言,係針對試驗前之試驗片之表面,及試驗後之試驗片之表面,使用CIE標準光源D65作為光源,設為視野角度10°,藉由SCE方法按CIELAB表示色求得L*值、a*值,及b*值。另外,SCE方法之定義係規定於JIS Z 8722:2009。基於試驗前後之L*值、a*值,及b*值,藉由下式求得色差△E*。
△E*={(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2}1/2
△L*=試驗後之L*-試驗前之L*
△a*=試驗後之a*-試驗前之a*
△b*=試驗後之b*-試驗前之b*
另外,試驗前後之L*值、a*值,及b*值係使用柯尼卡美能達股份有限公司製之色度計(商品名:CM-2600d)。
基於得到的△E*,將耐變黑性評價如下。
E:△E*≦3.0
B:△E*>3.0
得到的結果表示於表6中之「耐變黑性」欄。
從各試驗編號之表面處理鋼板採取50mm×100mm×板厚之試驗片。在試驗片之表面滴加6滴純水。此時,每1滴都滴加在個別的區域。將滴加後之試驗片在常溫、大氣中放置12小時,使水滴乾燥。觀察經過12小時後之試驗片之表面,在12個之滴加區域之中,確認有多少變色的區域。因應變色區域之數目,將耐結露變色性評價如下。
E:變色區域係2個以下。
G:變色區域係3~5個。
B:變色區域係6個以上。
得到的結果表示於表6中之「耐結露變色性」欄。
參照表6,試驗編號1~44之表面處理鋼板中,鍍敷層之化學組成係適當,化成被膜含有Zr、V、P及Co與丙烯酸樹脂。並且,化成被膜之附著量係適當,F1、F2亦係適當。因此,可得到優良的耐蝕性、與黏接劑之優良的黏接性,及優良的耐變黑性,並且,可得到優良的耐結露變色性。
尤其是,試驗編號1~35之表面處理鋼板符合適宜的製造條件1~3。因此,F1及F2係適當,並且,F3係
適當。因此,相較於試驗編號36~44,進一步可得到優良的耐結露變色性。
另一方面,試驗編號45及46中,化成被膜之附著量過少。因此,無法得到充分的耐蝕性及充分的黏接性。
試驗編號47及48中,化成被膜之附著量過多。因此,無法得到充分的黏接性。
試驗編號49及50中,F1過低。因此,無法得到充分的耐變黑性。
試驗編號51及52中,F1過高。因此,無法得到充分的耐蝕性。
試驗編號53及54中,F2過高。因此,無法得到充分的結露變色性。
試驗編號55中,鍍敷層中之Mg含量低。因此,無法得到充分的耐蝕性。
以上已說明本發明之實施之形態。但是,上述實施之形態僅是用以實施本發明之示例。因此,本發明不限定於上述實施之形態,在不偏離其要旨之範圍內可以適當變更並實施上述實施之形態。
1:表面處理鋼板
10:母材鋼板
20:鍍敷層
30:化成被膜
Claims (2)
- 一種表面處理鋼板,其具備: 母材鋼板、 形成在前述母材鋼板上的鍍敷層,及 形成在前述鍍敷層上的化成被膜; 前述鍍敷層之化學組成,按質量%計,含有: Al:超過5.0~未達25.0%、 Mg:超過3.0~未達12.5%、 Sn:0~3.00%、 Bi:0~5.00%、 In:0~2.00%、 Ca:0~3.00%、 Y:0~3.00%、 La:0~3.00%、 Ce:0~3.00%、 Si:0~2.50%、 Cr:0~0.5%、 Ti:0~0.5%、 Ni:0~0.5%、 Co:0~0.5%、 V:0~0.5%、 Nb:0~0.5%、 Cu:0~0.5%、 Mn:0~0.5%、 Fe:0~5.0%、 Sr:0~0.5%、 Sb:0~0.5%、 Pb:0~0.5%,及 B:0~0.5%; 剩餘部分係由65.0%以上之Zn及雜質組成; 前述化成被膜含有Zr、V、P,及Co與丙烯酸樹脂; 前述化成被膜之附著量係300~1000mg/m 2; 前述化成被膜中之V質量[V]mg/m 2,及前述化成被膜中之P質量[P]mg/m 2符合式(1); 前述鍍敷層之化學組成之Mg含量[Mg]b質量%及前述V質量[V]mg/m 2符合式(2); 藉由使用輝光放電光發射光譜法之前述鍍敷層之深度方向之元素分析所得到的Mg濃度差Δ[Mg]質量%,及前述V質量[V]mg/m 2符合式(3); 其中,前述Mg濃度差Δ[Mg]質量%,係於前述鍍敷層之表層之Mg濃度[Mg]s質量%,與前述鍍敷層之化學組成之前述Mg含量[Mg]b質量%之差值。
- 如請求項1之表面處理鋼板; 前述鍍敷層之化學組成,按質量%計,含有選自由: Sn:0.01~3.00%、 Bi:0.01~5.00%、 In:0.01~2.00%、 Ca:0.01~3.00%、 Y:0.01~3.00%、 La:0.01~3.00%、 Ce:0.01~3.00%、 Si:0.01~2.50%、 Cr:0.1~0.5%、 Ti:0.1~0.5%、 Ni:0.1~0.5%、 Co:0.1~0.5%、 V:0.1~0.5%、 Nb:0.1~0.5%、 Cu:0.1~0.5%、 Mn:0.1~0.5%、 Fe:0.1~5.0%、 Sr:0.1~0.5%、 Sb:0.1~0.5%、 Pb:0.1~0.5%,及 B:0.1~0.5%構成之群組中之1種以上。
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