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JP2002371373A - 耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板 - Google Patents

耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板

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Publication number
JP2002371373A
JP2002371373A JP2001179777A JP2001179777A JP2002371373A JP 2002371373 A JP2002371373 A JP 2002371373A JP 2001179777 A JP2001179777 A JP 2001179777A JP 2001179777 A JP2001179777 A JP 2001179777A JP 2002371373 A JP2002371373 A JP 2002371373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
layer
steel sheet
parts
corrosion resistance
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001179777A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyokazu Ishizuka
清和 石塚
Hidetoshi Maoka
英敏 真岡
Toyoki Otani
豊樹 大谷
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel 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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2001179777A priority Critical patent/JP2002371373A/ja
Publication of JP2002371373A publication Critical patent/JP2002371373A/ja
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  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明では、クロムを用いずにクロメート処
理なみの、耐食性(耐白錆性)、密着性に優れた亜鉛系
メッキ鋼板を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の要旨は、亜鉛系メッキ鋼板上に
第1層として、多価金属の第一リン酸塩とシリカゾルと
ホスホン酸化合物の混合水溶液を塗布乾燥してなる0.
01〜1g/m2 の皮膜層を有し、第2層として有機皮
膜層を0.3〜2g/m2 有することを特徴とする耐食
性に優れた亜鉛系メッキ鋼板である。第1層皮膜が、多
価金属第一リン酸塩100重量部に対してシリカゾルを
10〜100重量部、ホスホン酸化合物を1〜100重
量部含有した水溶液を塗布乾燥したものであることが望
ましい。また第1層皮膜が、多価金属として、Mg,A
l,Ca,Zn,Mnの1種または2種以上を含有する
ことが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に家電用に用い
られる表面処理鋼板であって、その鋼板上に6価のクロ
ムをいっさい含まず、また製造工程においても6価クロ
ムの排出がいっさいなく、かつ従来の6価のクロムを含
むクロメート処理鋼板と同等の耐食性、塗料密着性を有
する亜鉛メッキ系鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】家電、建材、自動車用の鋼板には耐食性
の観点から亜鉛系のメッキ鋼板が広く用いられている。
しかし、亜鉛系メッキのみでは耐白錆性に劣り、また、
塗装下地として用いた場合、塗料との密着性が確保でき
ないため、クロメート処理やリン酸亜鉛処理が通常行わ
れる。クロメート処理の場合、白錆の抑制機能は大きい
が、塗料との密着性が、必ずしも十分ではない。それに
加えて、6価のクロムを多量に含むという問題もある。
【0003】一方、リン酸亜鉛処理の場合、塗料との密
着性は比較的良好であるが、裸で用いられた場合の白錆
抑制機能は極めて弱く、そのため、通常クロメート処理
同様の6価クロムを含む処理液でシーリング処理を施し
ている。亜鉛系メッキ上に第1層としてクロメート層を
形成し、更にその上層に有機被覆を施した鋼板も既知で
ある。この場合、6価クロムの溶出はないものの、クロ
メート処理を施しているため、含有量はゼロではなく、
更に製造工程においては、6価のクロム排出が避けられ
ないため、環境上好ましくないことに変わりはない。
【0004】これら問題の解決のため、クロメート処理
に代わる処理層を形成した亜鉛系メッキ鋼板が種々提案
されている。特開2000−129460号公報および
特開2001−11645号公報、特開2001−11
646号公報では、Mg等の金属イオンを含有するリン
酸塩とシリカゾル等の金属酸化物からなる処理層上に有
機皮膜層を設けたクロメートフリーの亜鉛系メッキ鋼板
が提案されている。これら鋼板は良好な未加工部耐食性
を有するものの、加工等によって皮膜が損傷した部分の
耐食性は十分でなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記欠点
を解決し、クロメートフリーで耐食性(特に皮膜損傷部
の耐食性)、密着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、亜鉛系
メッキ鋼板上に第1層として、多価金属の第一リン酸塩
とシリカゾルとホスホン酸化合物の混合水溶液を塗布乾
燥してなる0.01〜1g/m2 の皮膜層を有し、第2
層として有機皮膜層を0.3〜2g/m2 有することを
特徴とする耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板である。第
1層皮膜が、多価金属第一リン酸塩100重量部に対し
てシリカゾルを10〜100重量部、ホスホン酸化合物
を1〜100重量部含有した水溶液を塗布乾燥したもの
であることが望ましい。また第1層皮膜が、多価金属と
して、Mg,Al,Ca,Zn,Mnの1種または2種
以上を含有することが望ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の亜鉛系メッキ鋼板は、亜
鉛系メッキ層上に、無機系の皮膜を有し、更にその上層
に有機被膜を有する複層の皮膜によって、クロメート処
理を施した場合と同等の耐食性、塗料密着性を実現する
ものである。ここで亜鉛系メッキとは、電気、溶融、蒸
着等その手段は限定されず、また純亜鉛メッキであって
も、亜鉛以外の金属、例えば、Ni,Co,Al,M
g,Mn等との合金メッキであってもよい。
【0008】亜鉛系メッキの上層に形成する皮膜は、多
価金属の第一リン酸塩とシリカゾルとホスホン酸化合物
が必須である。第一リン酸塩(重リン酸とも言う)のう
ち、Na塩、K塩、アンモニウム塩等では、形成される
皮膜に耐水性がないため、多価金属の塩であることが必
要である。特に、Mg塩、Al塩、Ca塩、Zn塩、M
n塩が好ましく、これらの1種でも、また2種以上の混
合でもよい。多価金属の第2,第3リン酸塩は水に不溶
であるため、用いることができないが、酸水溶液には可
溶であるため、リン酸に溶解して第1リン酸塩と同等組
成とすれば使用することができ、同等の効果が得られ
る。
【0009】シリカゾルは、形成される皮膜に耐水性を
与え、また上層の有機被膜との密着性を確保するため必
須である。多価金属の第一リン酸塩と金属酸化物ゾルの
比率の好ましい範囲は、多価金属の第一リン酸塩100
重量部に対して、シリカゾルが10〜100重量部の範
囲である。10重量部未満でも100重量部超でも、耐
食性が悪化しやすい。
【0010】ホスホン酸化合物は、良好な耐食性、特に
皮膜損傷部の耐食性付与に必須であり、多価金属の第一
リン酸塩とホスホン酸化合の比率の好ましい範囲は、多
価金属の第一リン酸塩100重量部に対して、ホスホン
酸化合物が1〜100重量部の範囲である。1重量部未
満でも100重量部超でも、耐食性が悪化しやすい。な
お、ホスホン酸化合物としては、1ヒドロキシエチリデ
ン1,1´ジホスホン酸、またはその塩、アミノトリメ
チレンホスホン酸、またはその塩、等を例示することが
できる。
【0011】前述の無機系皮膜の重量としては、0.0
1〜1g/m2 であることが必要であり、0.01g/
2 未満では、耐食性が不足し、一方、1g/m2 超と
しても上層に形成する有機被膜層との密着性が悪化し、
また耐水性も悪化するため、耐食性が不足する。皮膜の
乾燥温度は、板温で120〜200℃が望ましく、12
0℃未満では耐水性が悪化する場合があり、一方,20
0℃超では、皮膜にひび割れが生じ耐食性が悪化しやす
いとともに、乾燥設備の負荷が負荷も大きいため、好ま
しくない。
【0012】上記皮膜の上に、更に有機皮膜層を形成す
る。これによって、より耐水性、耐食性が向上するだけ
でなく、耐指紋性や、潤滑性も付与できる。有機皮膜層
は、0.3〜2g/m2 であることが必要であり、0.
3g/m2 未満では、耐食性が十分でない。また2g/
2 を超えると表面の電気抵抗が大きくなりすぎて好ま
しくない。有機皮膜層は、シリカゾルを添加することが
耐食性の点から好ましく、その組成は有機樹脂100重
量部に対して10〜50重量部であることが耐食性の観
点から最もこのましい。またその他の防錆添加剤やワッ
クス成分を含有させることもできる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。 (本発明例No.1〜No.3および比較例No.10
〜No.11)母材として電気亜鉛メッキ鋼板(板厚
0.7mm、目付量20g/m2 /片面)を用い、米山
化学工業社製の重リン酸Mg水溶液と日産化学社製のコ
ロイダルシリカと1ヒドロキシエチリデン1、1´ジホ
スホン酸とを、固形分重量比率で100:30:20と
なるように混合した塗布液をロールコーターで塗布し、
120℃で乾燥して、表1に示す様に0〜1.2g/m
2 の皮膜を形成した。この上に、更に、エチレン−アク
リル酸共重合系樹脂100重量部とコロイダルシリカ3
0重量部を混合した水溶液を塗布し100℃で乾燥して
0.7g/m2 の有機皮膜を形成した。なお、比較例N
o.10では、第1層皮膜を形成せずに直接前記有機皮
膜を形成した。
【0014】(本発明例No.4〜No.5および比較
例No.12)母材として電気亜鉛メッキ鋼板(板厚
0.7mm、目付量20g/m2 /片面)を用い、米山
化学工業社製の重リン酸Mg水溶液と日産化学社製のコ
ロイダルシリカと1ヒドロキシエチリデン1、1´ジホ
スホン酸とを、固形分重量比率で100:30:20と
なるように混合した塗布液をロールコーターで塗布し、
120℃で乾燥して、0.5g/m2 の皮膜を形成し
た。この上に、更に、エチレン−アクリル酸共重合系樹
脂100重量部とウレタン樹脂100重量部とコロイダ
ルシリカ30重量部を混合した水溶液を塗布し100℃
で乾燥して0.1〜2.0g/m2 の有機皮膜を形成し
た。
【0015】(本発明例No.6〜No.7および比較
例No.13)母材として電気亜鉛メッキ鋼板(板厚
0.7mm、目付量20g/m2 /片面)を用い、米山
化学工業社製の重リン酸Mg水溶液と日産化学社製のコ
ロイダルシリカと1ヒドロキシエチリデン1、1´ジホ
スホン酸とを、固形分重量比率で100:30:(0〜
100)となるように混合した塗布液をロールコーター
で塗布し、120℃で乾燥して、0.5g/m2 の皮膜
を形成した。この上に、更に、エチレン−アクリル酸共
重合系樹脂100重量部とコロイダルシリカ30重量部
を混合した水溶液を塗布し100℃で乾燥して0.7g
/m2 の有機皮膜を形成した。
【0016】(本発明例No.8〜No.9および比較
例No.14)母材として電気亜鉛メッキ鋼板(板厚
0.7mm、目付量20g/m2 /片面)を用い、米山
化学工業社製の重リン酸Mg水溶液と日産化学社製のコ
ロイダルシリカと1ヒドロキシエチリデン1、1´ジホ
スホン酸とを、固形分重量比率で100:(0〜10
0):20となるように混合した塗布液をロールコータ
ーで塗布し、120℃で乾燥して、0.5g/m2 の皮
膜を形成した。この上に、更に、エチレン−アクリル酸
共重合系樹脂100重量部とコロイダルシリカ30重量
部を混合した水溶液を塗布し100℃で乾燥して0.7
g/m2 の有機皮膜を形成した。
【0017】[評価方法] 「裸耐食性」;サンプル表面にカッターでクロスカット
疵を入れ(エッジと裏面はテープシール)、JIS−Z
−2371の塩水噴霧試験により、2日後の白錆および
変色の発生状況を観察した。(◎;カット疵線上のみ発
錆、○;発錆1mm未満/片側、△;発錆1〜10mm
/片側、×;発錆10mm/片側超、××;非カット部
からも発錆)
【0018】「密着性」;関西ペイント製アミラック#
1000を20μ塗装後、(一次密着性)1mm碁盤目
後エリクセン7mm押し出し、テープ剥離実施、(二次
密着性)沸騰水30分浸漬後、1mm碁盤目後エリクセ
ン7mm押し出し、テープ剥離実施。 剥離面積率で評価。(◎;全く剥離なし、○;カット疵
線状で軽微な剥離、△;剥離面積1〜20%、×;剥離
面積20%超) 表1に、結果を示すが、本発明例であるNo.1〜9
は、極めて優れた耐食性、塗料密着性を有していた。本
発明で規定する条件から外れる比較例No.10〜14
のものは、何らかの性能が悪化した。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によって、ク
ロムを一切使用せずに、耐食性(耐白錆性)、密着性と
もに優れた有機被覆亜鉛系メッキ鋼板が提供される。特
に本発明の鋼板は、皮膜損傷部についても従来技術には
ない優れた耐食性を保持している。
───────────────────────────────────────────────────── 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 大谷 豊樹 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 Fターム(参考) 4K026 AA02 AA12 AA22 BA03 BA04 BA05 BA12 BB06 BB08 CA16 CA24 CA37 CA39 CA41 DA02 DA11 DA15 DA16 EB08 4K044 AA02 AB02 BA10 BA17 BA21 BB04 BC02 BC04 CA16 CA18 CA53

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜鉛系メッキ鋼板上に第1層として、多
    価金属の第一リン酸塩とシリカゾルとホスホン酸化合物
    の混合水溶液を塗布乾燥してなる0.01〜1g/m2
    の皮膜層を有し、第2層として有機皮膜層を0.3〜2
    g/m2 有することを特徴とする耐食性に優れた亜鉛系
    メッキ鋼板。
  2. 【請求項2】 第1層皮膜が、多価金属第一リン酸塩1
    00重量部に対してシリカゾルを10〜100重量部、
    ホスホン酸化合物を1〜100重量部含有した水溶液を
    塗布乾燥したものである請求項1に記載の亜鉛系メッキ
    鋼板。
  3. 【請求項3】 第1層皮膜が、多価金属として、Mg,
    Al,Ca,Zn,Mnの1種または2種以上を含有す
    ることを特徴とする、請求項1〜2に記載の亜鉛系メッ
    キ鋼板。
  4. 【請求項4】 第2層の有機皮膜が、シリカゾルを有機
    樹脂100重量部に対して10〜50重量部含有するこ
    とを特徴とする請求項1〜3に記載の亜鉛系メッキ鋼
    板。
JP2001179777A 2001-06-14 2001-06-14 耐食性に優れた亜鉛系メッキ鋼板 Withdrawn JP2002371373A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109563630A (zh) * 2016-08-05 2019-04-02 株式会社神户制钢所 表面处理金属板、以及表面处理金属板的制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109563630A (zh) * 2016-08-05 2019-04-02 株式会社神户制钢所 表面处理金属板、以及表面处理金属板的制造方法
CN109563630B (zh) * 2016-08-05 2021-10-08 株式会社神户制钢所 表面处理金属板、以及表面处理金属板的制造方法

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Effective date: 20080902