CN116529068A - 预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板及成形品 - Google Patents
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Abstract
即使进行了拉深加工的情况下、也能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生。本发明的预涂钢板用镀覆钢板具有:钢板;和镀覆层,其位于前述钢板的单面或两面,含有0.5质量%以上且60.0质量%以下的铝、0.5质量%以上且15.0质量%以下的镁,余量为锌和杂质,在距离前述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上,或者锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
Description
技术领域
本发明涉及预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板及成形品。
背景技术
对作为预先实施了涂装的镀覆钢板的预涂镀覆钢板,要求耐蚀性、成形性、涂膜硬度(耐受伤性)、耐污物性、耐化学性、耐候性等很多性能。这些要求性能的顺序根据预涂镀覆钢板的用途而不同。例如对于空调室外机、热水器这种主要在室外使用的用途中使用的预涂镀覆钢板而言,上述那样的性能中、特别是成形性和耐蚀性是重要的。
对于这种预涂镀覆钢板而言,作为提高镀覆钢板与涂膜的密合性的方法,历来研究了很多技术。
例如以下的专利文献1中公开了,在拉深加工中、拉深成型部的涂膜不会损伤、剥离、压制成形性优异的预涂金属板。专利文献1中,为了得到没有剥离的压制成形性优异的预涂金属板,公开了下述要旨:优选涂膜具有特定的粘弹性曲线、涂膜树脂的数均分子量为10000以上、涂膜树脂的玻璃化转变温度(Tg)为25℃以上。
另外,以下的专利文献2中公开了,连续压制成形性优异、拉深加工部的端面部的室外耐蚀性优异的预涂金属板。专利文献2中,为了得到连续压制成形性优异的预涂金属板,公开了下述要旨:作为上述涂膜物性,涂膜的Tg为40~120℃、利用动态粘弹性测定装置测定的涂膜的橡胶状弹性范围中的贮存弹性模量的最小值为2×107Pa以下、涂膜的表面张力为28mN/m以下、涂膜表面的动摩擦系数为0.15以下是重要的。
另外,以下的专利文献3中公开了,在金属板的单面或两面具有1层或2层以上的涂膜层,最表层的涂膜的物性如下:Tg为5~30℃、23℃下的硬度按5mN载荷下的万能硬度计为2.5N/mm2以上、23℃下的断裂伸长率为100%以上,并且最表层的涂膜的镜面光泽度在入射角和受光角为60°的条件下测定时为60%以上的高光泽的预涂金属板。对于上述预涂金属板,专利文献3中存在下述要旨的记载:提供即使进行深拉成形、加工部也不易产生涂膜的光泽降低、压制成形性优异的涂装金属成形物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-217500号公报
专利文献2:日本特开平8-253883号公报
专利文献3:日本特开2007-44922号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明人等为了实现上述那样的预涂镀覆钢板的成形性和耐蚀性的进一步改善而进行了研究。其结果新判明,若使用预涂镀覆钢板、进行空调室外机顶板等的拉深加工,则在拉深成形部、产生被称为涂膜浮起的现象(由于微细的点状膨胀的集合体而涂膜粗糙的现象)。以下将产生这些现象的部位称为“涂膜浮起部”。由涂膜浮起部的截面观察可知,在预涂镀覆钢板的拉深成型时,对镀覆钢板的变形(压缩),涂膜不能追随而变得多余,在与镀覆钢板的密合性不足的部位,涂膜在上方剥离。
上述专利文献1的技术想要设定涂膜物性、抑制由于拉深加工时产生的拉深成型部的压缩应变所导致的涂膜的压曲。但是,本发明人等研究的结果推测,为了抑制涂膜的压曲,实际上除了涂膜物性以外,镀覆的硬度、镀覆的均匀性、化学转化处理覆膜的物性、加工形状等也为不能忽视的影响因子。专利文献1中不存在关于这些的涂膜物性以外的影响因子的记载。因此,关于本发明人等着眼的随着拉深加工产生的涂膜浮起部的涂膜的压曲抑制,专利文献1中还存在改善的余地。
另外,上述专利文献2的技术在想要规定涂膜物性而抑制由于拉深加工时的压缩应变所导致的涂膜的压曲方面,与上述专利文献1的发明相比没有变化。因此,关于本发明人等着眼的随着拉深加工产生的涂膜浮起部的涂膜的压曲抑制,专利文献2中还存在改善的余地。
进而,上述专利文献3的技术在想要通过仅规定涂膜物性而抑制由于压缩应变所导致的涂膜的压曲方面,与上述专利文献1及专利文献2相比也没有变化。因此,关于本发明人等着眼的随着拉深加工产生的涂膜浮起部的涂膜的压曲抑制,专利文献3中还存在改善的余地。
因此,本发明是鉴于上述问题而提出的,本发明的目的在于,提供即使进行了拉深加工的情况下、也能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板及成形品。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明人等深入研究,结果发现,如以下详细说明那样,作为预涂镀覆钢板的涂装原板的镀覆钢板的表面氧化状态对成形品的加工部的涂膜的密合性造成影响。
基于上述发现进一步进行研究结果完成的本发明的主旨如以下所述。
(1)一种预涂钢板用镀覆钢板,其具有:钢板;和镀覆层,其位于前述钢板的单面或两面,含有0.5质量%以上且60.0质量%以下的铝、0.5质量%以上且15.0质量%以下的镁,余量为锌和杂质,在距离前述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上,或者锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
(2)根据(1)所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,在距离前述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,前述镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上,并且前述锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
(3)根据(1)或(2)所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,在距离前述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例为1.3以上。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,前述镀覆层为Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si合金镀覆。
(5)一种预涂镀覆钢板,其具有:化学转化处理覆膜,其位于(1)~(4)中任一项所述的镀覆钢板的前述镀覆层上;和涂膜,其位于前述化学转化处理覆膜上,在从前述化学转化处理覆膜与前述镀覆层的界面向着前述镀覆层的内侧10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为0.30以下,或者锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
(6)根据(5)所述的预涂镀覆钢板,其中,在从前述化学转化处理覆膜与前述镀覆层的界面向着前述镀覆层的内侧10nm的深度处,前述镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为0.30以下,并且前述锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
(7)根据(5)或(6)所述的预涂镀覆钢板,其中,在从前述化学转化处理覆膜与前述镀覆层的界面向着前述镀覆层的内侧10nm的深度处,铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例为0.30以下。
(8)一种成形品,其为由(5)~(7)中任一项所述的预涂镀覆钢板形成的成形品,在前述成形品中的镀覆钢板的厚度与非成形加工部分相比增加5%以上的部分,利用SAICAS法将前述化学转化处理覆膜与前述涂膜的界面切削而测定的剥离强度为平均1.00kN/m以上,并且切削面积的20%以下为界面剥离形态,剩余部分的切削面积为前述涂膜内的内聚破坏形态。
(9)根据(8)所述的成形品,其中,前述成形品的镀覆层含有5%以上且15%以下的铝、2%以上且4%以下的镁。
发明的效果
如以上说明那样,根据本发明,能够提供即使进行拉深加工的情况下、也能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板及成形品。
附图说明
图1A为示意性地示出本发明的各实施方式的预涂钢板用镀覆钢板的结构的一例的说明图。
图1B为示意性地示出本发明的各实施方式的预涂钢板用镀覆钢板的结构的其他一例的说明图。
图2为用于对本发明的各实施方式的预涂钢板用镀覆钢板的镀覆层进行说明的说明图。
图3A为示意性地示出本发明的各实施方式的预涂镀覆钢板的结构的一例的说明图。
图3B为示意性地示出本发明的各实施方式的预涂镀覆钢板的结构的其他一例的说明图。
图4为用于对本发明的各实施方式的预涂镀覆钢板的镀覆层进行说明的说明图。
图5为示意性地示出本发明的各实施方式的成形品的结构的一例的说明图。
具体实施方式
以下参照随附附图的同时,对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是,本说明书和附图中,对具有实质上相同的功能结构的构成要素附加相同的附图标记,由此省略重复说明。
(对于本发明人等进行的研究)
以下在对本发明的实施方式的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品进行说明之前,详细说明对上述那样的涂膜浮起部进行的各种研究内容。
若本发明人等对将预涂镀覆钢板拉深成形加工而成的成形品进行涂膜浮起部的截面观察,则随着镀覆钢板的变形(压缩)而涂膜被压缩、观察到多余的涂膜在上方剥离的样子。若测定该部分的镀覆钢板部分的板厚,则与成形前的板厚相比增加,因此可知着眼的涂膜浮起部为镀覆钢板被压缩的部分。
另一方面,对于拉深成形加工时与模具摩擦而产生涂膜剥离的部分(即、由于机械的摩擦而产生剥离的部分);和涂膜虽然追随于涂装原板而伸长、但是由于伸长加工而应力集中于镀覆与涂膜的界面,结果密合性降低,由于模具滑动而产生涂膜剥离的部分(即、由于应力集中而产生剥离的部分),镀覆钢板的板厚与成形前相比减小。由上述结果可知,产生这些涂膜剥离的部分为镀覆钢板伸长的部分。但是,在拉深成形加工中,镀覆钢板的压缩和伸长并非分别单独产生而是同时产生,仅根据加工部位而压缩和伸长的程度不同。对于压缩超过伸长的部位,镀覆钢板的厚度与成形前相比增加。相反地对于伸长超过压缩的部位,镀覆钢板的厚度与成形前相比减小。
通常若随着成形加工时的镀覆钢板的变形而涂膜与镀覆界面的密合强度(剥离强度)降低,则产生涂膜浮起、涂膜剥离。
本发明人等进行研究的结果,作为确定涂膜浮起、涂膜剥离的产生的有无的因子,想到应该研究以下的(1)~(3)这3个影响因子的见解。认为若这些影响影子综合性地为良好的状态,则涂膜浮起、涂膜剥离得到抑制。
(1)伴随有压缩、伸长的加工后的镀覆表面的致密性(凹凸、龟裂的有无)
(2)伴随有压缩、伸长的加工后的借由化学转化处理覆膜的镀覆与底漆涂膜的密合性
(3)包括由于伴随有压缩、伸长的加工而变形的顶层涂膜在内的涂膜整体的状态(龟裂的有无、内部应力)
由于上述那样的涂膜浮起这种现象容易在锌系镀覆钢板(特别是含有铝、镁的锌系合金镀覆钢板)作为涂装原板的预涂镀覆钢板产生,因此本发明人等着眼于上述(1)及(2)所示那样的作为涂装原板的镀覆表面,进一步进行研究。
其结果,本发明人等发现,涂装原板的镀覆钢板的表面氧化状态对成形加工部的涂膜的密合性造成影响。在此,本发明人等着眼的镀覆钢板的表面氧化状态为(a)镀覆钢板表面的铝、镁的氧化物和氢氧化物的状态;和(b)镀覆钢板表面的锌的氧化物和氢氧化物的状态主要2种。
首先谈及(a)镀覆钢板表面的铝、镁的氧化物和氢氧化物的状态。
本发明人等研究的结果,得到下述发现:镀覆钢板表面的铝、镁的氧化物和氢氧化物的浓度低时,成形加工部的涂膜密合性升高。推定这是由于,对于含有铝、镁的锌系合金镀覆钢板而言,作为易氧化元素的铝、镁的氧化物和氢氧化物生成于表面,由此对脱脂液、化学转化处理液的润湿性降低,加工部涂膜密合性降低。
进而本发明人等对涂装原板的镀覆表面氧化状态与成形加工部的涂膜密合性之间的相关进行深入研究。其结果可知,对于镁,在镀覆层表面下10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的存在比例相对于镁的金属(换而言之、金属状态的镁)的存在比例为2.0以上时,能够得到成形加工部的良好的涂膜密合性。
尽管镁的表面氧化物的表面浓度小时是良好的,但是如上所述那样,对于镀覆层的表面附近的镁,氧化物和氢氧化物的比例相对于金属的比例为一定以上时良好的理由仍然没有明确。但是推定是由于,对于在成形加工部具有良好的涂膜密合性,利用酸处理、碱脱脂等进行的镁的金属、和镁的氧化物及氢氧化物这两者的溶解是必要的,另一方面,根据其溶解速度差、溶解后的沉积等,对于镁其自身,氧化物和氢氧化物的比例高时是良好的。
进而,本发明人等研究的结果也可知,对上述那样的含有铝和镁的锌系合金镀覆钢板,为了形成预涂钢板而实施化学转化处理和涂装的情况下,为了在成形加工部表现出良好的涂膜密合性,在镀覆层与化学转化处理覆膜的界面,铝、镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于这些元素的金属比例低一定以上时是良好的。
推测这是由于,因化学转化处理而镀覆层表面的铝、镁被溶解,另外,铝、镁的一部分被引进到化学转化处理覆膜中,由此推定对涂膜密合性造成不良影响的氧化物和氢氧化物的表面比例小是良好的。需要说明的是,铝、镁以什么样的形态被引进到化学转化处理覆膜中的详细内容不明确,但是推测如下:存在以氧化物/氢氧化物形式引进的情况、和以金属形式引进的情况这两者。
接着谈及(b)镀覆钢板表面的锌的氧化物和氢氧化物的状态。
本发明人等研究的结果,得到下述发现:镀覆钢板表面的锌的氧化物和氢氧化物的浓度低时,成形加工部的涂膜密合性升高。推定这是由于,锌的氧化物和氢氧化物与金属锌相比与脱脂液、化学转化处理液的润湿性高,因此通过这些氧化物和氢氧化物覆盖镀覆的表面,与化学转化处理覆膜层的密合性改善,作为结果,锌的氧化物和氢氧化物的量多时,成形加工后的涂膜密合性变得良好。
如此,在作为涂装原板的镀覆钢板的表面,锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例高时是良好的理由仍然没有明确。但是推定这是由于,对于在成形加工部具有良好的涂膜密合性,利用酸处理、碱脱脂等进行的锌的金属、和锌的氧化物及氢氧化物这两者的溶解是必要的,另一方面,根据其溶解速度差、溶解后的沉积等,对于锌其自身,氧化物和氢氧化物的比例高时是良好的。
另外也推测,对于锌系镀覆钢板中含有铝、镁的锌系镀覆钢板,由于铝、镁的溶解而相对地对锌的表面浓度造成影响。
进而,本发明人等研究的结果也可知,对上述那样的锌系镀覆钢板,为了形成预涂钢板而实施化学转化处理和涂装的情况下,为了在成形加工部表现出良好的涂膜密合性,在镀覆层与化学转化处理覆膜的界面,锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例高一定以上时是良好的。
基于以上那样的发现,本发明人等深入研究结果可以发现以下详细说明那样的用于实现适当的氧化物和氢氧化物的状态的酸处理、碱脱脂的条件。
进而,本发明人等对通过将上述的预涂镀覆钢板成形加工而得到的成形体,研究化学转化处理覆膜、涂膜(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜)与镀覆层的界面的剥离强度、剥离形态。以往的剥离试验中,可以测定预涂钢板的涂膜的剥离强度,但是不能正确地测定构成成形体的镀覆钢板的压缩部分和伸长部分的剥离强度、剥离形态。作为可以同时进行这些部分的测定的手法,本发明人等使用SAICAS法(表面和界面切削分析系统、Surface and Interfacial Cutting Analysis System)评价剥离强度、剥离形态。
SAICAS法为使用锐利的刀刃、从样品表面到基体与被粘接体的粘接界面以超低速度进行切削、测定剥离强度的方法。因此,在利用以往方法时难以测定的层叠多层膜的特定的层间的界面,能够实现剥离强度和剥离状态的观察。
成形体的镀覆钢板的压缩部分和伸长部分的样品制作不能在各部分单独进行。因此,本发明人等使用预涂钢板进行圆筒杯拉深加工,作为压缩优势的成形部分,着眼于与成形前的镀覆钢板的厚度相比、厚度增加的部分,并且作为伸长优势的成形部分,着眼于与成形前的镀覆钢板的厚度相比、厚度减小的部分。通过对这些部分两者使用SAICAS法进行测定,得到以下的发现。
即可知,对于不产生上述那样的涂膜浮起、涂膜剥离的由预涂镀覆钢板形成的成形体,涂膜的剥离形态均不是化学转化处理覆膜、涂膜(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜)与镀覆层的界面的界面剥离,而均形成涂膜(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜)的内聚破坏。
作为结果,可知同时满足以下的2个条件(i)、(ii)的情况下,能够得到没有涂膜剥离的由预涂镀覆钢板形成的成形品。
(i)利用SAICAS法得到的镀覆钢板的压缩部分(即、成形品中的镀覆钢板的厚度与成形前(也可以认为非成形加工部位)相比增加5%以上的部分)的剥离强度为平均1.00kN/m以上。
(ii)切削面积的20%以下为界面剥离形态、剩余部分的切削面积为涂膜内(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜内)的内聚破坏形态。
在此,界面剥离形态指的是化学转化处理覆膜的内聚破坏、化学转化处理覆膜与涂膜(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜)的界面剥离、或者化学转化处理覆膜与镀覆层的界面剥离中的任意一种或这些状态的复合形态。但是,化学转化处理覆膜的膜厚极薄,因此与镀覆层、涂膜(例如涂膜包含多层的情况下为底漆涂膜)一体化,不能目视区别上述的剥离形态。
以下对基于上述那样的发现完成的本发明的各实施方式的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品进行详细说明。
以下所示的本发明的第1实施方式为着眼于作为上述(a)谈及的镀覆钢板表面的铝、镁的氧化物、氢氧化物的状态的实施方式。另外,以下所示的本发明的第2实施方式为着眼于作为上述(b)谈及的镀覆钢板表面的锌的氧化物、氢氧化物的状态的实施方式。另外,以下所示的本发明的第3实施方式为着眼于镀覆钢板表面的锌、铝、镁的氧化物、氢氧化物的状态的实施方式。
《第1实施方式》
(对于预涂钢板用镀覆钢板)
首先参照图1A~图2的同时对本发明的第1实施方式的预涂钢板用镀覆钢板进行详细说明。
如图1A示意性地所示那样,本实施方式的镀覆钢板10具有成为基材的钢板101、和位于钢板的单面上的镀覆层103。另外,本实施方式的镀覆钢板10如图1B示意性地所示那样,镀覆层103可以位于成为基材的钢板101的两面。
<对于钢板101>
作为本实施方式的镀覆钢板10的基材使用的钢板101,根据镀覆钢板10所要求的机械强度等能够使用各种钢板。作为这种钢板101,可列举出例如Al镇静钢、含有Ti、Nb等的极低碳钢、在极低碳钢中还含有P、Si、Mn等强化元素的高强度钢等各种钢板。
另外,本实施方式的钢板101的厚度(图1A及图1B中的厚度d0)若根据镀覆钢板10所要求的机械强度等适当设定即可,例如可以设为0.2mm~2.0mm左右。
<对于镀覆层103>
本实施方式的镀覆层20如图1A及图1B示意性地所示那样为形成于钢板101的至少一面上的层,为了改善镀覆钢板10的耐蚀性而设置。以下首先对本实施方式的镀覆层103的化学组成进行说明。
本实施方式的镀覆层103为按质量%计、含有铝(Al):0.5%以上且60.0%以下、镁(Mg):0.5%以上且15.0%以下、并且余量为锌(Zn)和杂质的镀覆层。即,本实施方式的镀覆层103为Al-Mg-Zn系的三元系镀覆层。
[Al:0.5~60.0质量%]
本实施方式的Zn合金镀覆层103含有0.5质量%以上且60.0质量%以下的Al。通过Al的含量设为0.5质量%以上且60.0质量%以下,本实施方式的镀覆钢板10的耐蚀性改善,并且能够担保镀覆层103的密合性(更具体而言、与钢板101的密合性)。Al的含量小于0.5质量%的情况下,镀覆层103变脆而镀覆层103的密合性降低。Al的含量优选为5.0质量%以上。另一方面,Al的含量超过60.0质量%的情况下,镀覆钢板10的耐蚀性改善效果饱和。Al的含量优选为15.0质量%以下。
[Mg:0.5~15.0质量%]
本实施方式的镀覆层103含有0.5质量%以上且15.0质量%以下的Mg。通过Mg的含量设为0.5质量%以上且15.0质量%以下,本实施方式的镀覆钢板10的耐蚀性改善,并且能够担保镀覆层103的密合性(更具体而言、与钢板101的密合性)。Mg的含量小于0.5质量%的情况下,镀覆钢板10的耐蚀性改善效果不充分。Mg的含量优选为2.0质量%以上。另一方面,Mg的含量超过15.0质量%的情况下,镀覆层103变脆而镀覆层103的密合性降低。Mg的含量优选为4.0质量%以下。
[余量:Zn和杂质]
本实施方式的镀覆层103中,上述的成分以外的余量为Zn和杂质。另外,本实施方式的镀覆层103中,可以替代余量的Zn的一部分,以0质量%以上且2.0质量%以下的含量含有硅(Si)。
[Si:0~2.0质量%]
本实施方式的镀覆层103可以替代余量的Zn的一部分含有0质量%以上且2.0质量%以下的Si。通过Si的含量设为0质量%以上且2.0质量%以下,能够更切实地担保镀覆层103的密合性。Si的含量超过2.0质量%的情况下,镀覆层103的密合性改善效果有可能饱和。Si的含量更优选为1.6质量%以下。
进而,本实施方式的镀覆层103中,可以替代余量的Zn的一部分,单独或复合含有Fe、Sb、Pb等元素1质量%以下。
作为设置有具有上述那样的化学成分的镀覆层103的预涂钢板用镀覆钢板10,可列举出例如具有Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si合金镀覆层的镀覆钢板那样的熔融锌-铝-镁-硅合金镀覆钢板(例如日本制铁株式会社制“SuperDyma(注册商标)”、“ZAM(注册商标)”)等。
[对于镀覆层103的平均膜厚]
本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10中,镀覆层103的平均膜厚(图1A及图1B中的厚度d1)例如优选为6μm以上、更优选9μm以上。通过镀覆层103具有这种平均膜厚,能够更切实地担保预涂钢板用镀覆钢板10的耐蚀性。需要说明的是,镀覆层103的平均膜厚d1超过45μm的情况下,镀覆成本上升的影响增大到耐蚀性改善代价以上。因此,从经济性的观点考虑,优选镀覆层103的平均膜厚d1为45μm以下。
需要说明的是,镀覆层103的平均膜厚d1例如能够利用以下那样的重量法算出。即,将具有规定的面积(例如50mm×50mm)的镀覆钢板利用加入有抑制剂的盐酸溶解,通过溶解前后的重量差算出溶解重量。另外通过高频电感耦合等离子体(Inductively CoupledPlasma:ICP)发射光谱法测定/算出溶解液中含有的Al、Zn、Fe等元素重量比率,由该比率算出镀覆层的平均比重。将溶解重量除以平均比重、进而除以面积(或者两面镀覆的情况下为面积×2),由此算出镀覆层103的平均膜厚d1。
<镀覆层表面的镁和铝的状态>
基于先前说明的发现,对于本实施方式的镀覆层103,规定镀覆层103的表面中的镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态。
在此,在镀覆层103的表面,除了镁、铝的金属、氧化物、氢氧化物等以外,还有可能存在意外的各种杂质。因此,本实施方式中,如图2示意性地所示那样,在位于距离镀覆层103的表面的距离为10nm的深度的“位置A”处,特定镁、铝的金属、氧化物、氢氧化物的状态,设为镀覆层103的表面的这些物质的状态。
镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析通过X射线光电子能谱法(X-rayPhotoelectron Spectroscopy:XPS)特定。XPS分析使用ULVAC-PHI,INCORPORATED.制Quantum2000型,设为X射线源:Al Kα、X射线输出功率15kV、25W、测定范围:300×300μm见方、真空度:1.5×10-9Torr(1Torr为约133.3Pa)、检测准确度:45°。另外,用于深度分布分析的溅射设为离子种类:Ar+、加速电压:1kV、范围:1×1mm、溅射速率:2.7nm/分钟(SiO2换算)。基于上述溅射速率实施溅射,通过上述溅射特定的位置看作上述“位置A”。
在此,镁的氧化物及氢氧化物、和金属镁的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Mg KLL的295~325cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。同样地铝的氧化物及氢氧化物、和金属铝的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Al 2p的68~84cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。
本实施方式的镀覆层103中,如上所述特定的距离镀覆层的表面的距离为10nm的深度(图2的位置A)处的镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上。通过相对于金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例为2.0以上,即使将使用了具有本实施方式的镀覆层103的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板拉深加工时,成形加工部的良好的涂膜密合性也得到实现,能够抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述镁的氧化物和氢氧化物的存在比例小于2.0的情况下,不能表现出成形加工部的良好的涂膜密合性,不能抑制涂膜浮起部的产生。相对于上述金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例优选为4.0以上、更优选6.0以上。另外,相对于金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例的上限值实质上10.0左右成为上限。
另外,本实施方式的镀覆层103中,如上所述特定的距离镀覆层的表面的距离为10nm的深度(图2的位置A)处的铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例优选为1.3以上。通过相对于金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例为1.3以上,即使将使用了具有本实施方式的镀覆层103的镀覆钢板10的预涂镀覆钢板拉深加工时,成形加工部的更良好的涂膜密合性也得到实现,能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述铝的氧化物和氢氧化物的存在比例小于1.3的情况下,有可能不能表现出成形加工部的更良好的涂膜密合性。相对于上述金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例更优选为1.4以上、进一步优选2.0以上。另外,相对于金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例的上限值实质上10.0左右成为上限。
在此,利用XPS的测定对300μm×300μm这样尺寸的范围实施。另外,如上所述算出的存在比例指的是作为上述那样的测定范围的平均的值。
需要说明的是,对于本实施方式的镀覆钢板10,在镀覆层103中,只要关于镁的上述关系成立,就能够表现出成形加工部的良好的涂膜密合性。这是由于,镁与铝相比标准电极电位低,因此容易进行腐蚀,进一步抑制镁的腐蚀对提高成形加工部的涂膜密合性是有效的。
以上参照图1A~图2的同时对本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10进行详细说明。
以上说明那样的本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10例如可以如下所述制造。首先对所准备的钢板101的表面根据需要实施洗涤、脱脂等前处理。然后对根据需要实施了前处理的钢板101,适用通常的无氧化炉方式的热浸镀法,由此形成镀覆层。
接着,对形成有镀覆层的钢板,实施利用酸处理、碱处理或机械切削处理中的至少任意一种的后处理工序。由此,将镀覆层的表面改质、或将镀覆层的表面去除,从而满足先前谈及的关于XPS光谱的条件。
在此,准备具有所希望的化学成分的热浸镀锌浴(即、至少含有Al:0.5~60.0质量%、Mg:0.5~15.0质量%、并且余量为Zn和杂质的热浸镀锌浴),将上述镀覆浴的浴温控制于450℃左右。并且将所得到的钢板101浸渍于镀覆浴,以形成所希望的平均膜厚的方式在钢板的表面附着热浸镀锌。然后,将镀覆后的冷却速度控制于10℃/秒以上。由此可以形成镀覆层。
对如上那样得到的镀覆层,利用设定于上述那样的测定条件的XPS分析装置测定XPS光谱,并且通过酸处理、碱处理、机械切削处理等各种方法,将镀覆层的表面改质或去除直至先前谈及的关于XPS光谱的条件成立为止。由此,可以制造具有以上说明那样的镀覆层103的本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10。
在此,所适用的碱处理、酸处理、机械切削处理可以为任意一种,另外,也可以将这些处理各种组合。
例如进行碱处理的情况下,存在碱浓度越高、另外处理时间越长,则镀覆层表面的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例越升高的倾向。例如作为碱处理,使用市售的标准的原硅酸钠系(中碱型)脱脂液在50℃下喷雾的情况下,喷雾时间为10秒左右以下时,镀覆层表面的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例不能满足规定的条件,但是若延长喷雾时间则满足条件,若延长至2分钟左右则切实地满足条件。另外,若将该脱脂液的浓度设为2倍则30秒左右时切实地满足条件。理由不明确,但是认为如下:通过进行碱处理而金属镁成分溶解、变化为氧化物或氢氧化物、有可能再沉积于镀覆表面。
另外,例如进行酸处理的情况下,上述处理与碱处理不同,表现出将镀覆层表面的镁的氧化物和氢氧化物去除的效果。因此,通过在将附着于镀覆表面的污物成分去除的程度的弱的条件下进行处理,能够得到规定的条件。例如使用5%硫酸在50℃下喷雾的情况下,通过将喷雾时间设为5秒~10秒左右,镀覆层表面的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例可以满足规定条件。但是若长时间喷雾则不能满足条件。
另外,例如进行机械切削处理的情况下,上述处理表现出将镀覆层表面的金属镁和氧化物及氢氧化物中的任意一种均去除的效果。因此,优选使用尼龙刷、适当粒度的砂轮等,在将附着于镀覆表面的污物成分去除的程度的弱的条件下进行处理。机械切削处理后,水洗而将切削污物去除。
以上说明了各种处理方法的事例,各处理的条件根据所使用的钢板的镀覆层的初始的氧化状态变化。因此,若适当选择最合适的条件来制造本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10即可。
(对于预涂镀覆钢板)
接着,参照图3A~图4的同时,对使用了以上说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板进行详细说明。
如图3A示意性地所示那样,本实施方式的预涂镀覆钢板20,作为基材,使用先前说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10。上述预涂镀覆钢板20具有钢板101、位于钢板101的单面上的镀覆层201、位于镀覆层201上的化学转化处理覆膜203、和位于化学转化处理覆膜203上的涂膜205。另外,本实施方式的预涂镀覆钢板20如图3B示意性地所示那样,可以在钢板101的两面形成镀覆层201、化学转化处理覆膜203和涂膜205。
在此,本实施方式的预涂镀覆钢板20的钢板101具有与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10的钢板101相同的结构,发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
另外,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20的镀覆层201,随着后述的化学转化处理覆膜203的形成,在镀覆层201-化学转化处理覆膜203的界面附近,有可能产生各层中含有的原子等的相互扩散等。但是,对于镀覆层201的平均的化学组成,与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10中的镀覆层103相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
需要说明的是,以下对本实施方式的预涂镀覆钢板20的镀覆层201表现出的镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态进行说明。
<对于化学转化处理覆膜203>
本实施方式的化学转化处理覆膜203是位于镀覆层201上的覆膜层,为利用公知的脱脂工序和洗涤工序将附着于预涂钢板用镀覆钢板10的表面的油分等杂质和表面氧化物去除后、通过化学转化处理而形成的层。
本实施方式的化学转化处理覆膜203可以含有选自由树脂、硅烷偶联剂、锆化合物、二氧化硅、磷酸及其盐、氟化物、钒化合物、以及单宁或单宁酸组成的组中的任意一种以上。通过含有这些物质,化学转化处理液涂布后的成膜性、对水分、腐蚀性离子等腐蚀因子的覆膜的阻挡性(致密性)、和对镀覆面的覆膜密合性等改善,有助于覆膜的耐蚀性的水平提高。
特别是若化学转化处理覆膜203含有硅烷偶联剂、或锆化合物中的任意一种以上,则在覆膜203内形成交联结构、而强化与镀覆表面的键合。其结果,能够进一步改善覆膜的密合性、阻挡性。
另外,若化学转化处理覆膜203含有二氧化硅、磷酸及其盐、氟化物、或钒化合物中的任意一种以上,则这些化合物作为抑制剂发挥功能,在镀覆、钢表面形成沉淀覆膜、钝态覆膜。其结果,能够进一步改善耐蚀性。
以下列举出例子的同时对上述那样的化学转化处理覆膜203能够含有的各构成成分进行详细说明。
[树脂]
作为树脂,例如可以使用聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类树脂、聚烯烃树脂等公知的有机树脂。为了进一步提高与预涂钢板用镀覆钢板的密合性,优选使用分子链中具有强制部位、极性官能团的树脂(聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂等)中的至少一种。树脂可以单独使用或组合2种以上来使用。
化学转化处理覆膜203中的树脂的含量例如相对于覆膜固体成分、优选为0质量%以上且85质量%以下。树脂的含量更优选为0质量%以上且60质量%以下、进一步优选1质量%以上且40质量%以下。树脂的含量超过85质量%的情况下,存在其他的覆膜构成成分的比例降低、而耐蚀性以外的作为覆膜要求的性能降低的情况。
[硅烷偶联剂]
作为硅烷偶联剂,可列举出例如γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氨烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-苯胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、十八烷基二甲基[3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、十八烷基二甲基[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、十八烷基二甲基[3-(甲基二乙氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷等。用于形成化学转化处理覆膜203的化学转化处理剂中的硅烷偶联剂的添加量例如可以设为2~80g/L。硅烷偶联剂的添加量小于2g/L的情况下,与镀覆表面的密合性不足,涂膜的加工密合性有可能降低。另外,硅烷偶联剂的添加量超过80g/L的情况下,化学转化处理覆膜的内聚力不足,涂膜的加工密合性有可能降低。上述例示那样的硅烷偶联剂可以使用1种或组合2种以上来使用。
[锆化合物]
作为锆化合物,可列举出例如正丙醇锆、正丁酸锆、四乙酰丙酮锆、单乙酰丙酮锆、双乙酰丙酮锆、单乙基乙酰乙酸锆、乙酰丙酮双乙基乙酰乙酸锆、乙酸锆、单硬脂酸锆、碳酸锆、碳酸锆铵、碳酸锆钾、碳酸锆钠等。用于形成化学转化处理覆膜203的化学转化处理剂中的锆化合物的添加量例如可以设为2~80g/L。锆化合物的添加量小于2g/L的情况下,与镀覆表面的密合性不足,涂膜的加工密合性有可能降低。另外,锆化合物的添加量超过80g/L的情况下,化学转化处理覆膜的内聚力不足,涂膜的加工密合性有可能降低。上述锆化合物可以单独使用或组合2种以上来使用。
[二氧化硅]
作为二氧化硅,例如可以使用日产化学株式会社制的“Snowtex N”、“Snowtex C”、“Snowtex UP”、“Snowtex PS”、株式会社ADEKA制的“ADELITE AT-20Q”等市售的硅胶、或Nippon Aerosil Co.,Ltd.制的Aerosil#300等粉末二氧化硅。二氧化硅可以根据所需要的预涂镀覆钢板的性能适当选择。用于形成化学转化处理覆膜203的化学转化处理剂中的二氧化硅的添加量优选设为1~40g/L。二氧化硅的添加量小于1g/L的情况下,涂膜的加工密合性有可能降低,二氧化硅的添加量超过40g/L的情况下,加工密合性和耐蚀性的效果饱和的可能性高,因此不经济。
[磷酸及其盐]
作为磷酸及其盐,可列举出例如正磷酸、偏磷酸、焦磷酸、三磷酸、四磷酸等磷酸类及它们的盐、磷酸三铵、磷酸氢二铵等铵盐、氨基三(亚甲基膦酸)、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)等膦酸类及它们的盐、植酸等有机磷酸类及它们的盐等。需要说明的是,对于磷酸盐,作为铵盐以外的盐,可列举出与Na、Mg、Al、K、Ca、Mn、Ni、Zn、Fe等的金属盐。磷酸及其盐可以单独使用或组合2种以上来使用。
需要说明的是,磷酸及其盐的含量相对于覆膜固体成分优选为0质量%以上且20质量%以下。磷酸及其盐的含量超过20质量%的情况下,覆膜变脆,将预涂镀覆钢板成形加工时的覆膜的加工密合性有可能降低。磷酸及其盐的含量更优选为1质量%以上且10质量%以下。
[氟化物]
作为氟化物,可列举出例如氟锆酸铵、氟硅酸铵、氟钛酸铵、氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化锂、氟钛酸、氟锆酸等。上述氟化物可以单独使用或组合2种以上来使用。
需要说明的是,氟化物的含量相对于覆膜固体成分优选为0质量%以上且20质量%以下。氟化物的含量超过20质量%的情况下,覆膜变脆,将预涂镀覆钢板成形加工时的覆膜的加工密合性有可能降低。氟化物的含量更优选为1质量%以上且10质量%以下。
[钒化合物]
作为钒化合物,可列举出例如将五氧化钒、偏钒酸、偏钒酸铵、偏钒酸钠、三氯氧化钒等5价的钒化合物利用还原剂还原到2~4价而成的钒化合物、三氧化钒、二氧化钒、硫酸氧钒、草酸氧钒、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒、三氯化钒、磷钼钒酸、硫酸钒、二氯化钒、氧化钒等氧化数4~2价的钒化合物等。上述钒化合物可以单独使用或组合2种以上来使用。
需要说明的是,钒化合物的含量相对于覆膜固体成分优选为0质量%以上且20质量%以下。钒化合物的含量超过20质量%的情况下,覆膜变脆,将预涂镀覆钢板成形加工时的覆膜的加工密合性有可能降低。钒化合物的含量更优选为1质量%以上且10质量%以下。
[单宁或单宁酸]
单宁或单宁酸可以使用可以水解的单宁、缩合单宁中的任意一种。作为单宁和单宁酸的例子,可列举出金缕梅单宁、五倍子单宁、没食子单宁、诃子的单宁、云实荚的单宁、鞣料(algarovilla)的单宁、橡椀的单宁、儿茶素等。用于形成化学转化处理覆膜203的化学转化处理剂中的单宁或单宁酸的添加量可以设为2~80g/L。单宁或单宁酸的添加量小于2g/L的情况下,与镀覆表面的密合性不足,涂膜的加工密合性有可能降低。另外,单宁或单宁酸的添加量超过80g/L的情况下,加工密合性不足的化学转化处理覆膜的内聚力不足,涂膜的加工密合性有可能降低。
另外,用于形成化学转化处理覆膜203的化学转化处理剂中,在不会损害性能的范围内,为了调整pH,可以添加酸、碱等。
将含有上述那样的各种成分的化学转化处理剂涂布于预涂钢板用镀覆钢板10的单面或两面上后,进行干燥而形成化学转化处理覆膜203。本实施方式的预涂钢板,优选每单面将10~1000mg/m2的化学转化处理覆膜形成于预涂钢板用镀覆钢板上。化学转化处理覆膜203的附着量更优选为20~800mg/m2、最优选50~600mg/m2。需要说明的是,对应于上述附着量的化学转化处理覆膜203的膜厚(图3A和图3B中的厚度d2)虽然取决于化学转化处理剂中含有的成分,但是大致为0.01~1μm左右。
<对于涂膜205>
本实施方式的涂膜205为形成于上述那样的化学转化处理覆膜203上的层。上述涂膜205可以如图3A和图3B示意性地所示那样通过单层构成、也可以通过2层以上的多层构成。
在此,涂膜205通过2层以上的多层构成的情况下,与化学转化处理覆膜203接触的涂膜也被称为底漆涂膜,大多为了担保涂膜205的整体、和化学转化处理覆膜203的密合性和耐蚀性而设置。另一方面,与上述底漆涂膜相比位于上侧的涂膜也被称为顶层涂膜,大多为了担保利用着色实现的设计性、阻挡性、其他的表面功能性而设置。
另外,涂膜205通过单层构成的情况下,上述涂膜205大多以表现出上述的底漆涂膜和顶层涂膜示出的至少任意一种功能的方式设置。
上述涂膜205至少含有树脂。另外,上述涂膜205优选还含有颜料。涂膜205中,除了这些成分以外,可以还含有流平剂、消泡剂、着色剂、粘度调整剂、紫外线吸收剂等各种添加剂。需要说明的是,用于形成涂膜205的涂布液优选在溶剂中分散或溶解上述各成分来得到。
以下为了对本实施方式的涂膜205所具有的结构进行更详细说明,为了方便而列举出涂膜205由底漆涂膜和顶层涂膜构成的情况作为例子,进行详细说明。
[底漆涂膜]
底漆涂膜的基底涂料若根据预涂镀覆钢板的使用环境、用途选择适当的基底涂料即可。作为基底涂料的树脂的种类,可以使用通常公知的树脂种类。作为这种树脂,可列举出例如聚丙烯酸类树脂、聚烯烃系树脂、聚氨酯系树脂、环氧系树脂、聚酯系树脂、聚缩丁醛系树脂、三聚氰胺系树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸类树脂等,这些树脂可以直接使用或组合来使用。另外,可以将这些树脂利用任意的固化剂固化。对于基底涂料,有机溶剂系、水系、或粉体系等中的任意一种形态均可以使用。
上述基底涂料优选含有防锈颜料,特别是更优选含有无铬酸盐防锈颜料。基底涂料中的无铬酸盐防锈颜料可以使用钙离子交换二氧化硅(作为俗称、也有时称为硅酸钙)、三聚磷酸铝、磷·钒颜料(PV颜料)、磷酸锌、磷酸铁、磷酸铝、钼酸钙、钼酸铝、钼酸钡、氧化钒、水分散二氧化硅、气相二氧化硅、正磷酸、焦磷酸、偏磷酸、连二磷酸、亚磷酸、次磷酸以及它们的盐等。上述防锈颜料的含量相对于涂膜固体成分例如优选为5~70质量%。防锈颜料的含量小于5质量%的情况下,除了有可能不能充分担保耐蚀性的效果之外,还有可能由于涂膜的刚性和内聚力降低、而在涂装镀覆钢板的加压加工时,涂膜表面与模具摩擦时容易产生涂膜剥离(即、作为物理剥离的涂膜刮伤(scuffing))。另外,防锈颜料的含量超过70质量%的情况下,加工性有可能降低。从耐蚀性、耐化学性和加工性的平衡的观点考虑,防锈颜料的含量更优选为15~70质量%、进一步优选20~50质量%。
作为固化剂,优选使用三聚氰胺树脂、脲树脂、苯并胍胺树脂等氨基树脂、或异氰酸酯化合物及其封端体。这些固化剂和树脂在干燥涂膜中的质量比,相对于树脂和固化剂的总量100质量份、优选固化剂为5~30质量份。固化剂的量为5质量份以下的情况下,有可能不能充分发挥密合性、耐蚀性,为30质量份以上的情况下,加工性、耐化学性有可能降低。
作为预涂镀覆钢板,通常成形前的底漆涂膜的膜厚为2μm以上且10μm以上。本实施方式中,底漆涂膜的膜厚也优选为2~10μm。底漆涂膜的膜厚小于2μm的情况下,有可能不能充分发挥作为预涂镀覆钢板要求的耐蚀性等功能。另一方面,底漆涂膜的膜厚超过10μm的情况下,涂膜的加工性有可能降低。
涂布含有构成上述那样的底漆涂膜的成分的底漆涂料组合物后,在150℃以上且低于300℃的温度下烧结,固化干燥。烧结温度低于150℃的情况下,有可能不能充分担保密合性,烧结温度为300℃以上的情况下,产生树脂成分的热劣化,加工性有可能降低。
需要说明的是,上述那样的底漆涂料组合物的涂布可以利用通常公知的涂布方法、例如辊涂、幕式流涂、空气喷雾、无空气喷雾、浸渍、棒涂、刷涂等进行。
[顶层涂膜]
顶层涂膜的基底涂料若根据预涂镀覆钢板的使用环境、用途选择适当的基底涂料即可。作为基底涂料的树脂的种类,能够使用通常公知的树脂种类。作为这种树脂,可列举出例如聚丙烯酸类树脂、聚烯烃系树脂、聚氨酯系树脂、环氧系树脂、聚酯系树脂、聚缩丁醛系树脂、三聚氰胺系树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸类树脂等,这些树脂可以直接使用或组合来使用。另外,可以将这些树脂利用任意的固化剂固化。对于基底涂料,有机溶剂系、水系、或粉体系等中的任意一种形态均可以使用。需要说明的是,对于顶层涂膜的基底涂料中含有的树脂,种类可以与底漆涂膜的基底涂膜中含有的树脂相同或不同。但是,若考虑到底漆涂膜与顶层涂膜之间的密合性,则优选使用彼此相同种类的树脂。
在成形加工性更苛刻的使用用途中,基底涂料优选含有高分子聚酯树脂和固化剂。作为高分子聚酯树脂,可以根据预涂镀覆钢板的用途选择,通常,作为溶剂系涂料使用的任意一种高分子聚酯系树脂均可以使用。上述高分子聚酯系树脂优选为通过2种以上的树脂单体的酯键构成主树脂的高分子聚酯树脂。
作为用于通过与上述高分子聚酯树脂的反应而形成热固性树脂涂膜的固化剂,可以使用三聚氰胺树脂、脲树脂、苯并胍胺树脂等氨基树脂、或异氰酸酯化合物及其封端体。这些固化剂和树脂在干燥涂膜中的质量比,相对于树脂和固化剂的总量100质量份、优选固化剂的量为10~35质量份。固化剂小于10质量份的情况下,有可能不能充分担保密合性、耐蚀性、耐溶剂性等,超过35质量份的情况下,加工性、耐化学性、耐冲击性有可能降低。
另外,顶层涂膜可以根据需要还含有颜料、经过表面修饰的金属粉、玻璃粉、分散剂、流平剂、蜡、骨料、氟树脂珠等添加剂、稀释溶剂等。
成形前的顶层涂膜的膜厚例如优选处于5~25μm的范围内。顶层涂膜通过多层构成的情况下,优选总膜厚处于5~25μm的范围内。
涂布顶层涂膜的涂料组合物后,在150℃以上且低于300℃的温度下烧结,固化干燥。烧结温度低于150℃的情况下,有可能不能充分担保各涂膜的密合性,烧结温度为300℃以上的情况下,产生以聚酯树脂成分为代表的树脂成分的热劣化,加工性有可能降低。
需要说明的是,底层涂料的涂布可以利用通常公知的涂布方法、例如辊涂、幕式流涂、空气喷雾、无空气喷雾、浸渍、棒涂、刷涂等进行。
以上对本实施方式的化学转化处理覆膜、底漆涂膜、顶层涂膜,通过用于形成各膜的化学转化处理剂、涂料组合物进行说明。通常将这些处理剂、组合物涂布于镀覆钢板的情况下,这些成分和所形成的覆膜的成分组成通常不同。例如对于化学转化处理剂,由于与镀覆钢板的反应、化学转化处理剂中的挥发成分的挥发等,而化学转化处理剂与涂布后的化学转化处理覆膜的组成不同,特定所形成的化学转化处理覆膜层的组成通常技术上是困难。另外,现实中技术上也难以通过机器分析等特定这种化学转化处理覆膜层的组成。这对于底漆涂膜、顶层涂膜而言也相同。因此,本实施方式中,通过特定化学转化处理剂、涂料组合物的组成,特定所形成的化学转化处理覆膜、底漆涂膜、顶层涂膜。
<镀覆层界面的镁和铝的状态>
基于先前说明的发现,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20,规定镀覆层201的界面(更具体而言、镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面)的镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态。
在此,本实施方式中,如图4示意性地所示那样,在位于从镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面向着镀覆层201的内侧10nm的深度的“位置B”处,特定镁、铝的金属、氧化物、氢氧化物的状态,设为镀覆层201的界面的这些物质的状态。
本实施方式中,镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面的位置,可以由通过对预涂镀覆钢板利用XPS进行分析而得到的预涂镀覆钢板的深度方向的元素分布特定。即,本实施方式中,将化学转化处理覆膜203中含有的元素设为标记物,相对于深度方向,上述标记物元素的强度减半处定义为镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面。
在此,用于深度分布分析的XPS的测定条件、和用于镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析的测定条件,与先前所示的预涂钢板用镀覆钢板10的XPS的测定条件相同。
即,镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析通过XPS特定。XPS分析使用ULVAC-PHI,INCORPORATED.制Quantum2000型,设为X射线源:Al Kα、X射线输出功率15kV、25W、测定范围:300×300μm见方、真空度:1.5×10-9Torr、检测准确度:45°。另外,用于深度分布分析的溅射设为离子种类:Ar+、加速电压:1kV、范围:1×1mm、溅射速率:2.7nm/分钟(SiO2换算)。基于上述溅射速率实施溅射,通过上述溅射特定的位置看作上述“位置B”。
在此,镁的氧化物及氢氧化物、和金属镁的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Mg KLL的295~325cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。同样地铝的氧化物及氢氧化物、和金属铝的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Al 2p的68~84cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。
在本实施方式的镀覆层201的界面,如上所述特定的距离镀覆层的界面的距离为10nm的深度(图4的位置B)处的镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为0.30以下。通过相对于金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例为0.30以下,即使将本实施方式的预涂镀覆钢板20拉深加工时,成形加工部的良好的涂膜密合性也得到实现,能够抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述镁的氧化物和氢氧化物的存在比例超过0.30的情况下,不能表现出成形加工部的良好的涂膜密合性,不能抑制涂膜浮起部的产生。相对于上述金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例优选为0.25以下、更优选0.20以下。另外,相对于金属镁的镁的氧化物和氢氧化物的存在比例的下限值实质上0.01左右成为下限。
另外,在本实施方式的镀覆层201的界面,如上所述特定的距离镀覆层的界面的距离为10nm的深度(图4的位置B)处的铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例优选为0.30以下。通过相对于金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例为0.30以下,即使将本实施方式的预涂镀覆钢板20拉深加工时,成形加工部的更良好的涂膜密合性也得到实现,能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述铝的氧化物和氢氧化物的存在比例超过0.30的情况下,有可能不能表现出成形加工部的更良好的涂膜密合性。相对于上述金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例更优选为0.25以下、进一步优选0.20以下。另外,相对于金属铝的铝的氧化物和氢氧化物的存在比例的上限值实质上0.01左右成为下限。
在此,利用XPS的测定对300μm×300μm这样尺寸的范围实施,如上所述算出的存在比例指的是作为上述那样的测定范围的平均的值。
以上参照图3A~图4的同时对本实施方式的预涂镀覆钢板20进行详细说明。
(对于成形品)
接着参照图5的同时对使用了以上说明那样的预涂镀覆钢板20的成形品进行详细说明。
如图5中示意性地示出一例那样,本实施方式的成形品30为通过对以上说明那样的预涂镀覆钢板20实施深拉加工、方筒加压加工等各种加工,以形成所希望的形状的方式成形而成。
在此,本实施方式的成形品30所具有的镀覆层的平均的化学组成与成为起源的预涂镀覆钢板20所具有的镀覆层201相同,因此含有0.5~60.0质量%的铝、和0.5~15.0质量%的镁。其中,本实施方式的成形品30所具有的镀覆层优选含有5质量%以上且15质量%以下的铝、2质量%以上且4质量%以下的镁。通过成形品30的镀覆层以上述那样的含量含有铝和镁,能够更切实地实现所希望的耐蚀性。需要说明的是,成形品30的镀覆层中的上述铝和镁以外的余量为源自外部环境的元素、锌和杂质。
作为本实施方式的成形品30的具体的形状,可列举出例如以空调室外机、热水器等主要在室外使用的物品为代表、各种部件所具有的各种形状。
用于将本实施方式的预涂镀覆钢板20加工而形成成形品的加工方法能够采用公知的各种方法。另外,对于其加工条件,若根据所使用的加工方法、成形品的形状等适当设定即可。
对作为上述那样的成形品的一例的空调室外机的顶板的加工,对于预涂镀覆钢板20而言可以说是苛刻的成型加工。根据空调各公司而加工的程度不同,但是均实施高速的方筒加压的1种、而将室外机的顶板成形。在顶板的四角的角部存在经过压缩加工的部分和经过伸长加工的部分。使用通常的预涂镀覆钢板的情况下,在压缩加工部频发涂膜浮起、在伸长加工部频发涂膜剥离。
但是,使用本实施方式的预涂镀覆钢板20作为原材料的情况下,在预涂镀覆钢板20的镀覆层界面,镁、铝的金属、氧化物和氢氧化物的状态得到适当控制,因此能够更切实地抑制涂膜浮起部和涂膜剥离的产生。
<对于利用SAICAS法得到的测定值>
对于由本实施方式的预涂镀覆钢板形成的成形品,规定通过对特定的部分利用SAICAS法进行测定而得到的剥离强度、和上述部分的剥离状态。
图5示意性地示出一例的本实施方式的成形品中,成形品的预涂镀覆钢板的厚度与成形前(也可以看作非成形加工部分)的厚度d相比、增加5%以上的部分(图5中,例如为利用虚线包围的部分,将厚度设为d’时,(d’-d)/d≥0.05的关系成立的部分),为通过加工而镀覆钢板被压缩、伸长,压缩超过伸长的部分。以下将这种厚度增加5%以上的部分称为“压缩部分”。这种压缩部分为在成形品中涂膜容易浮起的部分。
对于本实施方式的成形品中的预涂镀覆钢板的厚度与成形前相比增加5%以上的部分(即、压缩部分),化学转化处理覆膜与涂膜(涂膜由多层构成的情况下为底漆涂膜)之间的剥离强度利用SAICAS法测定,为平均1.00kN/m以上。并且,将上述压缩部分利用SAICAS法切削时,切削面积的20%以下形成界面剥离形态、剩余部分的切削面积形成涂膜内(涂膜由多层构成的情况下为底漆涂膜内)的内聚破坏形态。压缩部分不满足上述那样的关于剥离强度和剥离面积的条件全部的情况下,由于伴随有压缩的加工而化学转化处理覆膜被破坏,由此密合性降低。并且,涂膜的内部应力集中于化学转化处理覆膜与涂膜(涂膜由多层构成的情况下为底漆涂膜)的界面、或化学转化处理覆膜与镀覆层的界面,由此结果密合强度最低的部分的压缩加工时的涂膜密合性不足,产生涂膜浮起。
需要说明的是,若为成形品中的预涂镀覆钢板的厚度与成形前相比增加5%以上的部分,则在利用SAICAS法的测定结果中,没有发现由于该%的不同所导致的显著差异。
本实施方式的成形品中,利用SAICAS法得到的上述剥离强度优选为平均1.10kN/m以上、更优选1.20kN/m以上。需要说明的是,对于上述剥离强度的上限值,越高越良好。上述剥离强度实质上1.5kN/m左右成为上限。
另外,关于本实施方式的成形品的利用SAICAS法得到的压缩部分的切削面积,形成界面剥离状态的部分的比例优选为15%以下、更优选10%以下。需要说明的是,形成界面剥离状态的部分的比例的下限值越小越良好。形成界面剥离形态的部分的比例实质上0%成为下限。
[利用SAICAS法的剥离强度、剥离形态的测定方法]
对使用了预涂镀覆钢板的所着眼的成形品的利用SAICAS法得到的剥离强度和剥离形态如以下那样测定。
首先对所着眼的成形品,特定认为非成形加工部分的平坦部3处以上,对各平坦部,利用测微尺测定其总厚度(包含基板的镀覆钢板、表背面的涂膜)3次,算出其平均值。在特定的多处实施这种测定,进一步算出各处之间的平均值。将如此得到的多处之间的平均值设为所着眼的成形品中的成形前的预涂镀覆钢板的厚度(例如图5中的厚度d)。
另外,由认为实施深拉加工等各种成型加工的部分切出测定样品(大致20mm×20mm以上的尺寸),通过钢板矫正器(矫直机)平滑化。对所得到的测定样品,利用测微尺测定其总厚度(包含基板的镀覆钢板、表背面的涂膜),基于所得到的测定值和如上所述得到的成形前的预涂镀覆钢板的厚度,算出增加比率。如此得到的增加比率中、示出5%以上的值的部分设为成形品的压缩部位。需要说明的是,在以深拉加工为代表的各种成型加工中,对于上述那样的增加比率的值,11%左右成为上限。
对如此特定的压缩部分,使用能够利用SAICAS法的测定装置(例如DAIPLA WINTESCO.,LTD.制DN-GS型)的同时切削并测定涂膜的剥离强度和剥离形态。需要说明的是,SAICAS法中的切削方向成为与拉深成型后的钢板端线平行的方向。
需要说明的是,可以确认利用上述那样的方法算出的增加比率的值,与通过在上述那样的范围内、准备成形前后的预涂镀覆钢板、由成形前后的预涂镀覆钢板的表背面利用涂膜剥离剂脱离了涂膜的状态下测定的基板的厚度算出的值相比,没有发现差异。
利用SAICAS法的切削条件如以下所述。
作为切削刀,使用金刚石刀刃(0.3mm宽度),以水平速度1μm/sec.、垂直速度0.1μm/sec.的恒定速度模式实施倾斜切削后,在界面附近转换为仅水平移动,以200μm的长度切削,测定该水平移动时的平均剥离强度。对于转换为水平移动的深度位置,通过利用预实验特定界面位置(没有切削镀覆的极限的位置)来设定。在切削刀的水平移动中由于镀覆的凹凸而切削镀覆表面的情况,由于剥离强度瞬间异常升高而能够辨别。这种情况作为异常值除外、算出平均剥离强度。需要说明的是,测定次数设为n=3,将平均剥离强度的3个值的平均值设为剥离强度。
水平移动时的切削部分的界面剥离形态、内聚破坏形态的比率的测定方法如以下所述。
若对利用SAICAS法得到的切削部分的表面利用光学显微镜进行观察,则能够明确地区别各部位的剥离形态的不同。(A)在切削部分残留极薄的涂膜的情况下,发现由于涂膜中的树脂和颜料造成的着色,因此剥离形态可以判定为涂膜内的薄层内聚破坏。(B)切削部分为界面剥离的情况下,观察到基板的镀覆表面的外观。即使对上述部分照射光也没有发现强的反射,形成发黑的外观。另外,界面剥离的情况下,利用SAICAS法得到的剥离强度局部降低也成为判断材料。这是由于,切削刀的移动位置为界面正上方的涂膜内,但是界面的密合力低于涂膜的内聚力,因此剥离位置移动到界面的结果,产生界面剥离。(C)切削部分为镀覆层的内聚破坏的情况下,观察到金属光泽,若对上述部分照射光则强地反射,因此容易与界面剥离区别。另外,利用SAICAS法得到的剥离强度局部升高也成为判断材料。
拍摄利用SAICAS法的水平切削范围(尺寸300μm×200μm)的光学显微镜照片,通过上述判断基准特定相同范围内的涂膜的内聚破坏、界面剥离、和镀覆层的内聚破坏的部位,使用图像处理软件或透明的方格纸计测它们的面积。接着算出界面剥离的面积相对于由SAICAS法的水平切削范围除了镀覆层的内聚破坏之外的面积的比率。
以上参照图5的同时对本实施方式的成形品进行详细说明。
如以上说明那样,根据本实施方式,通过使用本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板,可以得到在拉深成形等加工部分不会产生涂膜浮起部、涂膜剥离的由预涂镀覆钢板和预涂钢板形成的成形体。
《第2实施方式》
(对于预涂钢板用镀覆钢板)
首先参照图1A~图2的同时对本发明的第2实施方式的预涂钢板用镀覆钢板进行详细说明。
如图1A示意性地所示那样,本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10具有成为基材的钢板101、和位于钢板的单面上的镀覆层103。另外,本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10如图1B示意性地所示那样,镀覆层103可以位于成为基材的钢板101的两面。
<对于钢板101>
对于作为本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10的基材使用的钢板101,具有与第1实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10中的钢板101相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
<对于镀覆层103>
本实施方式的镀覆层20如图1A及图1B示意性地所示那样为形成于钢板101的至少一面上的层,为了改善预涂钢板用镀覆钢板10的耐蚀性而设置。在此,对于本实施方式的镀覆层103的化学组成,具有与第1实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10的镀覆层103相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
[对于镀覆层103的平均膜厚]
另外,本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10中,对于镀覆层103的平均膜厚(图1A和图1B中的厚度d1),也与第1实施方式相同,因此以下省略详细的说明。
<镀覆层表面的锌的状态>
基于先前说明的发现,对于本实施方式的镀覆层103,规定镀覆层103的表面中的锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态。
在此,在镀覆层103的表面,除了锌的金属、氧化物、氢氧化物等以外,还有可能存在意外的各种杂质。因此,本实施方式中,也如图2示意性地所示那样,在位于距离镀覆层103的表面的距离为10nm的深度的“位置A”处,特定锌的金属、氧化物、氢氧化物的状态,设为镀覆层103的表面的这些物质的状态。
锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析通过XPS特定。XPS分析使用ULVAC-PHI,INCORPORATED.制Quantum2000型,设为X射线源:Al Kα、X射线输出功率15kV、25W、测定范围:300×300μm见方、真空度:1.5×10-9Torr、检测准确度:45°。另外,用于深度分布分析的溅射设为离子种类:Ar+、加速电压:1kV、范围:1×1mm、溅射速率:2.7nm/分钟(SiO2换算)。基于上述溅射速率实施溅射,通过上述溅射特定的位置看作上述“位置A”。
在此,锌的氧化物及氢氧化物、和金属锌的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Zn 2p的480~515cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。
本实施方式的镀覆层103中,如上所述特定的距离镀覆层的表面的距离为10nm的深度(图2的位置A)处的锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。通过相对于金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例为7.0以上,即使将使用了具有本实施方式的镀覆层103的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板拉深加工时,成形加工部的良好的涂膜密合性也得到实现,能够抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述锌的氧化物和氢氧化物的存在比例小于7.0的情况下,不能表现出成形加工部的良好的涂膜密合性,不能抑制涂膜浮起部的产生。相对于上述金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例优选为8.0以上、更优选9.0以上。另外,相对于金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例的上限值实质上20.0左右成为上限。
在此,利用XPS的测定对300μm×300μm这样尺寸的范围实施,如上所述算出的存在比例指的是作为上述那样的测定范围的平均的值。
以上参照图1A~图2的同时对本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10进行详细说明。
以上说明那样的本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10例如可以如下所述制造。首先对所准备的钢板101的表面根据需要实施洗涤、脱脂等前处理。然后对根据需要实施了前处理的钢板101,适用通常的无氧化炉方式的热浸镀法,由此形成镀覆层。
接着,对形成有镀覆层的钢板,实施利用酸处理、碱处理或机械切削处理中的至少任意一种的后处理工序。由此,将镀覆层的表面改质、或将镀覆层的表面去除,从而满足先前谈及的关于XPS光谱的条件。
在此,准备具有所希望的化学成分的热浸镀锌浴(即、至少含有Al:0.5~60.0质量%、Mg:0.5~15.0质量%、并且余量为Zn和杂质的热浸镀锌浴),将上述镀覆浴的浴温控制于450℃左右。并且将所得到的钢板101浸渍于镀覆浴,以形成所希望的平均膜厚的方式在钢板的表面附着热浸镀锌。然后,将镀覆后的冷却速度控制于10℃/秒以上。由此可以形成镀覆层。
对如上那样得到的镀覆层,利用设定于上述那样的测定条件的XPS分析装置测定XPS光谱,并且通过酸处理、碱处理、机械切削处理等各种方法,将镀覆层的表面改质或去除直至先前谈及的关于XPS光谱的条件成立为止。由此,可以制造具有以上说明那样的镀覆层103的本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10。
在此,所适用的碱处理、酸处理、机械切削处理可以为任意一种,另外,也可以将这些处理各种组合。
例如进行碱处理的情况下,存在碱浓度越高、另外处理时间越长,则镀覆层表面的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例越升高的倾向。例如作为碱处理,使用市售的标准的原硅酸钠系(中碱型)脱脂液在50℃下喷雾的情况下,喷雾时间为10秒左右以下时,镀覆层表面的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例不能满足规定的条件,但是若延长喷雾时间则满足条件,若延长至2分钟左右则切实地满足条件。另外,若将该脱脂液的浓度设为2倍则30秒左右时切实地满足条件。理由不明确,但是认为如下:通过进行碱处理而金属锌成分溶解、变化为氧化物或氢氧化物、有可能再沉积于镀覆表面。
另外,例如进行酸处理的情况下,上述处理与碱处理不同,表现出将镀覆层表面的锌的氧化物和氢氧化物去除的效果。因此,通过在将附着于镀覆表面的污物成分去除的程度的弱的条件下进行处理,能够得到规定的条件。例如使用5%硫酸在50℃下喷雾的情况下,通过将喷雾时间设为5秒~10秒左右,镀覆层表面的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例可以满足规定条件。但是若长时间喷雾则不能满足条件。
另外,例如进行机械切削处理的情况下,上述处理表现出将镀覆层表面的金属锌和氧化物及氢氧化物中的任意一种均去除的效果。因此,优选使用尼龙刷、适当粒度的砂轮等,在将附着于镀覆表面的污物成分去除的程度的弱的条件下进行处理。机械切削处理后,水洗而将切削污物去除。
以上说明了各种处理方法的事例,各处理的条件根据所使用的钢板的镀覆层的初始的氧化状态变化。因此,若适当选择最合适的条件来制造本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10即可。
(对于预涂镀覆钢板)
接着,参照图3A~图4的同时,对使用了以上说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板进行详细说明。
如图3A示意性地所示那样,本实施方式的预涂镀覆钢板20,作为基材,使用先前说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10。上述预涂镀覆钢板20具有钢板101、位于钢板101的单面上的镀覆层201、位于镀覆层201上的化学转化处理覆膜203、和位于化学转化处理覆膜203上的涂膜205。另外,本实施方式的预涂镀覆钢板20如图3B示意性地所示那样,可以在钢板101的两面形成镀覆层201、化学转化处理覆膜203和涂膜205。
在此,本实施方式的预涂镀覆钢板20中的钢板101具有与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10中的钢板101相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
另外,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20中的镀覆层201,随着后述的化学转化处理覆膜203的形成,在镀覆层201-化学转化处理覆膜203的界面附近,有可能产生各层中含有的原子等的相互扩散等。但是,对于镀覆层201的平均的化学组成,与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10中的镀覆层103相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
需要说明的是,以下对本实施方式的预涂镀覆钢板20的镀覆层201表现出的锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态进行说明。
<对于化学转化处理覆膜203>
本实施方式的化学转化处理覆膜203是位于镀覆层201上的覆膜层,为利用公知的脱脂工序和洗涤工序将附着于预涂钢板用镀覆钢板10的表面的油分等杂质和表面氧化物去除后、通过化学转化处理而形成的层。
对于本实施方式的化学转化处理覆膜203的详细的结构,与第1实施方式相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
<对于涂膜205>
本实施方式的涂膜205为形成于上述那样的化学转化处理覆膜203上的层。上述涂膜205可以如图3A和图3B示意性地所示那样通过单层构成、也可以通过2层以上的多层构成。在此,对于本实施方式的涂膜205的详细的结构,与第1实施方式相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
<镀覆层界面的锌的状态>
基于先前说明的发现,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20,规定镀覆层201的界面(更具体而言、镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面)的锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态。
在此,本实施方式中,如图4示意性地所示那样,在位于从镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面向着镀覆层201的内侧10nm的深度的“位置B”处,特定锌的金属、氧化物、氢氧化物的状态,设为镀覆层201的界面的这些物质的状态。
本实施方式中,镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面的位置,可以由通过对预涂镀覆钢板利用XPS进行分析而得到的预涂镀覆钢板的深度方向的元素分布特定。即,本实施方式中,将化学转化处理覆膜203中含有的元素设为标记物,相对于深度方向,上述标记物元素的强度减半处定义为镀覆层201与化学转化处理覆膜203的界面。
在此,用于深度分布分析的XPS的测定条件、和用于锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析的测定条件,与先前所示的预涂钢板用镀覆钢板10的XPS的测定条件相同。
即,锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析通过XPS特定。XPS分析使用ULVAC-PHI,INCORPORATED.制Quantum2000型,设为X射线源:Al Kα、X射线输出功率15kV、25W、测定范围:300×300μm见方、真空度:1.5×10-9Torr、检测准确度:45°。另外,用于深度分布分析的溅射设为离子种类:Ar+、加速电压:1kV、范围:1×1mm、溅射速率:2.7nm/分钟(SiO2换算)。基于上述溅射速率实施溅射,通过上述溅射特定的位置看作上述“位置B”。
在此,锌的氧化物及氢氧化物、和金属锌的比例(存在比例)的归属分离,通过基于Zn 2p的480~515cm-1的范围的窄谱,由归属于各物质(氧化物、氢氧化物、金属)的峰的强度比算出。
在本实施方式的镀覆层201的界面,如上所述特定的距离镀覆层的界面的距离为10nm的深度(图4的位置B)处的锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。通过相对于金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例为7.0以上,即使将本实施方式的预涂镀覆钢板20拉深加工时,成形加工部的良好的涂膜密合性也得到实现,能够抑制涂膜浮起部的产生。另一方面,上述锌的氧化物和氢氧化物的存在比例小于7.0的情况下,不能表现出成形加工部的良好的涂膜密合性,不能抑制涂膜浮起部的产生。相对于上述金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例优选为8.0以上、更优选9.0以上。另外,相对于金属锌的锌的氧化物和氢氧化物的存在比例的上限值实质上20.0左右成为上限。
在此,利用XPS的测定对300μm×300μm这样尺寸的范围实施,如上所述算出的存在比例指的是作为上述那样的测定范围的平均的值。
以上参照图3A~图4的同时对本实施方式的预涂镀覆钢板20进行详细说明。
(对于成形品)
接着参照图5的同时对使用了以上说明那样的预涂镀覆钢板20的成形品进行详细说明。
如图5中示意性地示出一例那样,本实施方式的成形品30为通过对以上说明那样的预涂镀覆钢板20实施深拉加工、方筒加压加工等各种加工,以形成所希望的形状的方式成形而成。
在此,本实施方式的成形品30所具有的镀覆层的平均的化学组成与成为起源的预涂镀覆钢板20所具有的镀覆层201相同,因此含有0.5~60.0质量%的铝、和0.5~15.0质量%的镁。其中,本实施方式的成形品30所具有的镀覆层优选含有5质量%以上且15质量%以下的铝、2质量%以上且4质量%以下的镁。通过成形品30的镀覆层以上述那样的含量含有铝和镁,能够更切实地实现所希望的耐蚀性。需要说明的是,成形品30的镀覆层中的上述铝和镁以外的余量为源自外部环境的元素、锌和杂质。
作为本实施方式的成形品30的具体的形状,可列举出例如以空调室外机、热水器等主要在室外使用的物品为代表、各种部件所具有的各种形状。
用于将本实施方式的预涂镀覆钢板20加工而形成成形品的加工方法能够采用公知的各种方法。另外,对于其加工条件,若根据所使用的加工方法、成形品的形状等适当设定即可。
对作为上述那样的成形品的一例的空调室外机的顶板的加工,对于预涂镀覆钢板20而言可以说是苛刻的成型加工。根据空调各公司而加工的程度不同,但是均实施高速的方筒加压的1种、而将室外机的顶板成形。在顶板的四角的角部存在经过压缩加工的部分和经过伸长加工的部分。使用通常的预涂镀覆钢板的情况下,在压缩加工部频发涂膜浮起、在伸长加工部频发涂膜剥离。
但是,使用本实施方式的预涂镀覆钢板20作为原材料的情况下,在预涂镀覆钢板20的镀覆层界面,锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态得到适当控制,因此能够更切实地抑制涂膜浮起部和涂膜剥离的产生。
<对于利用SAICAS法得到的测定值>
对于由本实施方式的预涂镀覆钢板形成的成形品,规定通过对特定的部分利用SAICAS法进行测定而得到的剥离强度、和上述部分的剥离状态。在此,对于利用SAICAS法的测定方法、和所得到的测定值所要求的条件,与第1实施方式中的记载相同,因此以下省略详细的说明。
如以上说明那样,根据本实施方式,通过使用本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板,可以得到在拉深成形等加工部分不会产生涂膜浮起部、涂膜剥离的由预涂镀覆钢板和预涂钢板形成的成形体。
《第3实施方式》
以下所示的本发明的第3实施方式为着眼于镀覆钢板表面的锌的氧化物、氢氧化物的状态、以及镀覆钢板表面的铝和镁的氧化物、氢氧化物的状态这两者的实施方式。
(对于预涂钢板用镀覆钢板)
如图1A示意性地所示那样,本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10具有成为基材的钢板101、和位于钢板的单面上的镀覆层103。另外,本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10如图1B示意性地所示那样,镀覆层103可以位于成为基材的钢板101的两面。
在此,对于作为本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10的基材使用的钢板101,具有与第1实施方式和第2实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10中的钢板101相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
另外,对于镀覆层103,除了着眼于锌的氧化物、氢氧化物的状态、以及镀覆钢板表面的铝和镁的氧化物、氢氧化物的状态这两者以外,也具有与第1实施方式和第2实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10中的镀覆层103相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
需要说明的是,对于铝以及镁的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析、和锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态分析的方法、以及所得到的分析结果应该满足的条件,如第1实施方式和第2实施方式中说明所述。
但是,本实施方式中,在距离镀覆层103的表面的距离为10nm的深度(即、图2的位置A)处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上、并且锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
通过形成上述那样的状态,即使将使用了具有本实施方式的镀覆层103的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板拉深加工时,成形加工部的更良好的涂膜密合性也得到实现,能够更切实地抑制涂膜浮起部的产生。
另外,镁以及锌的氧化物和氢氧化物的状态如上所述,进而铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例为1.3以上是更优选的。通过形成这种状态,即使将使用了具有本实施方式的镀覆层103的镀覆钢板10的预涂镀覆钢板拉深加工时,成形加工部的更进一步良好的涂膜密合性也得到实现,能够更进一步切实地抑制涂膜浮起部的产生。
以上参照图1A~图2的同时对本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板10进行详细说明。
上述预涂钢板用镀覆钢板10能够通过第1实施方式和第2实施方式中说明那样的制造方法制造。
在此,特别是进行了机械切削处理或酸处理之后,进行碱处理,由此能够更切实地实现本实施方式中的镀覆层的状态。认为这是由于,首先通过进行机械切削处理或酸处理,镀覆表面脱离而产生新鲜的新生面,通过在该状态下进行碱处理,更有效地实现锌和镁的氧化物或氢氧化物对镀覆表面的再沉积。
另外,首先在轻压条件下进行机械切削处理,将镀覆的凹凸部的凸部选择性地切削,然后进行碱处理,由此能够相对地升高铝的氧化物或氢氧化物的存在比例。认为这是由于,对于镀覆的凸部表面,铝的含有率高,因此通过上述部分的新生面的碱处理而铝的溶出增多,作为结果,铝的氧化物或氢氧化物的存在比例升高。
不限于该例,通过变化机械切削处理、酸处理、碱处理的顺序、条件,能够使锌、镁和铝的氧化物或氢氧化物的存在比例各种变化。
(对于预涂镀覆钢板)
接着,参照图3A~图4的同时,对使用了以上说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10的预涂镀覆钢板进行说明。
如图3A示意性地所示那样,本实施方式的预涂镀覆钢板20,作为基材,使用先前说明那样的预涂钢板用镀覆钢板10。上述预涂镀覆钢板20具有钢板101、位于钢板101的单面上的镀覆层201、位于镀覆层201上的化学转化处理覆膜203、和位于化学转化处理覆膜203上的涂膜205。另外,本实施方式的预涂镀覆钢板20如图3B示意性地所示那样,可以在钢板101的两面形成镀覆层201、化学转化处理覆膜203和涂膜205。
在此,本实施方式的预涂镀覆钢板20中的钢板101具有与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10中的钢板101相同的结构、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。
另外,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20中的镀覆层201,随着后述的化学转化处理覆膜203的形成,在镀覆层201-化学转化处理覆膜203的界面附近,有可能产生各层中含有的原子等的相互扩散等。但是,对于镀覆层201的平均的化学组成,与先前说明的预涂钢板用镀覆钢板10中的镀覆层103相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
另外,对于本实施方式的预涂镀覆钢板20的镀覆层201示出的镁、铝、锌的金属、氧化物和氢氧化物的状态和其测定方法,如第1实施方式和第2实施方式所示那样。
化学转化处理覆膜203和涂膜205位于上述镀覆层201的上方。对于本实施方式的化学转化处理覆膜203的详细结构,与第1实施方式和第2实施方式相同、发挥相同的效果。因此,以下省略详细的说明。另外,对于本实施方式的涂膜205的详细的结构,与第1实施方式和第2实施方式相同、发挥相同的效果。因此以下省略详细的说明。
以上参照图3A~图4的同时对本实施方式的预涂镀覆钢板20进行说明。
(对于成形品)
接着参照图5的同时对使用了以上说明那样的预涂镀覆钢板20的成形品进行说明。
如图5中示意性地示出一例那样,本实施方式的成形品30为通过对以上说明那样的预涂镀覆钢板20实施深拉加工、方筒加压加工等各种加工,以形成所希望的形状的方式成形而成。在此,对于成形品30的详细说明,如第1实施方式和第2实施方式中说明所述,因此以下省略详细的说明。
如以上说明那样,本实施方式中,通过使用本实施方式的预涂钢板用镀覆钢板,也可以得到在拉深成形等加工部分不会产生涂膜浮起部、涂膜剥离的由预涂镀覆钢板和预涂钢板形成的成形体。
实施例
以下示出实施例和比较例的同时对本发明的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品进行具体说明。需要说明的是,以下所示的实施例只不过是本发明的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品的一例,本发明的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品不限于下述例子。
《第1试验例》
以下所示的第1试验例为关于上述第1实施方式的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品的试验例。
(1.预涂钢板用镀覆钢板)
作为预涂钢板用镀覆钢板,使用市售的以下的5种的锌系镀覆钢板。通过对以下的锌系镀覆钢板的镀覆层使用各种酸溶液、碱溶液改变处理时间的同时进行处理,控制镀覆层表面(更具体而言,距离表面的距离为10nm的深度)处的镁和铝的氧化物和氢氧化物的比例。
A1:Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si熔融锌合金镀覆钢板(板厚0.60mm、镀覆附着量40g/m2)
A2:Zn-6%Al-3%Mg熔融锌合金镀覆钢板(板厚0.60mm、镀覆附着量40g/m2)
A3:Zn-55%Al-2%Mg-1.6%Si熔融锌合金镀覆钢板(板厚0.35mm、镀覆附着量75g/m2)
A4:热浸镀锌钢板(板厚0.60mm、镀覆附着量40g/m2)
A5:Zn-55%Al-1.6%Si熔融锌合金镀覆钢板(板厚0.35mm、镀覆附着量75g/m2)
(2.化学转化处理覆膜的成膜)
作为用于将化学转化处理覆膜成膜的涂装用组合物,使用以下。需要说明的是,调整各涂装用组合物中的各成分的添加量以处于先前说明的添加量的范围内。
S1:包含单宁酸、硅烷偶联剂、二氧化硅微粒、聚酯树脂的水系涂装用组合物
S2:包含硅烷偶联剂、磷酸盐、丙烯酸类树脂的水系用涂装组合物
S3:包含硅烷偶联剂、氟钛酸、氟锆酸、聚氨酯树脂的水系用涂装组合物
将上述S1~S3的涂装用组合物以形成规定的干燥时附着量的方式棒涂于上述预涂钢板用镀覆钢板后,利用热风炉,在金属表面达到温度70℃下干燥、风干。
本试验例中,主要制成包含底漆涂膜和顶层涂膜的2层型的涂膜,并且也形成不具有底漆涂膜、而仅包含顶层涂膜的单层型涂膜。
(3-1.底漆涂膜的成膜)
作为用于制造底漆涂膜的涂装用组合物,使用以下。
P1:聚酯/三聚氰胺树脂固化系组合物(Nippon Paint Industrial CoatingsCo.,Ltd.制FLC641)
P2:聚酯/异氰酸酯树脂固化系组合物(Nippon Paint Co.,Ltd.制FLC690)
P3:环氧/三聚氰胺树脂固化系组合物
将上述P1~P3以形成规定的干燥时膜厚(1~12μm)的方式棒涂于实施了上述的化学转化处理的预涂钢板用镀覆钢板后,利用热风炉在金属表面达到温度215℃下干燥。
(3-2.顶层涂膜的成膜)
作为用于将顶层涂膜成膜的涂装用组合物,使用以下。
T1:高分子聚酯/三聚氰胺树脂固化系组合物(Nippon Paint Co.,Ltd.制FLC7000)
T2:聚酯/三聚氰胺树脂固化系组合物(Nippon Paint Co.,Ltd.制FLC100HQ)
将上述T1或T2以形成规定的干燥时膜厚(4~30μm)的方式棒涂于形成有上述底漆涂膜的预涂钢板用镀覆钢板后,利用热风炉在金属表面达到温度230℃下干燥。
(4.镁、铝的相对于金属的氧化物部分和氢氧化物部分的比例)
对化学转化处理前的预涂钢板用镀覆钢板表面和涂膜形成后的预涂钢板用镀覆钢板界面,利用X射线光电子能谱法(XPS)进行观察,由距离表面、界面10nm溅射蚀刻的位置处的镁(基于Mg KLL的295~325cm-1的范围)和铝(基于Al 2p的68~84cm-1的范围)的氧化物部分和氢氧化物部分的峰强度的总和、与金属部分的峰强度之比,算出比例。
在此,XPS的测定条件和深度分布测定中的溅射速率如先前所示那样设定。
需要说明的是,化学转化处理覆膜与镀覆层的界面位置着眼于利用X射线光电子能谱法得到的预涂镀覆钢板的深度方向的硅的深度分布,对于深度方向,特定硅的强度减半的位置,设为化学转化处理覆膜与镀覆层的界面。
(5.性能评价)
使用利用上述方法制作的预涂锌镀覆钢板,进行圆筒杯拉深成形,对于预涂钢板用镀覆钢板的厚度与成形前相比增加5%以上的部分的化学转化处理覆膜与底漆涂膜的界面、或化学转化处理覆膜与镀覆层的界面剥离,利用SAICAS法切削,测定剥离强度和界面剥离形态。SAICAS法中使用的装置为DAIPLAWINTES CO.,LTD.制DN-GS型。
需要说明的是,圆筒杯拉深成形如以下那样实施。
对如上那样得到的预涂镀覆钢板,以测定对象面成为外侧的方式以拉深比2.0进行圆筒杯拉深成型,将该圆筒筒部的钢板端部附近利用金属剪等切出为充分的尺寸(大致20×20mm以上)后,利用钢板矫正器(矫直机)将钢板平滑化。通过先前说明的方法特定所得到的钢板片之中、厚度与成形前相比增加5%以上的部分,利用SAICAS法切削、测定所特定的部分的涂膜的剥离强度和剥离形态。需要说明的是,切削方向设为与拉深成型后的钢板端线平行的方向。
<剥离强度>
利用SAICAS的切削条件如以下所述。
使用金刚石刀刃(0.3mm宽度),以水平速度1μm/秒、垂直速度0.1μm/秒的恒定速度模式实施倾斜切削后,在界面附近转换为仅水平移动,以200μm的长度切削,测定该水平移动时的平均剥离强度。对于转换为水平移动的深度位置,通过利用预实验特定界面位置(没有切削镀覆层的极限的位置)来设定。在切削刀的水平移动中由于镀覆的凹凸而切削镀覆表面的情况,由于剥离强度瞬间异常升高而能够辨别。这种情况作为异常值除外、算出平均剥离强度。测定次数均设为n=3,将平均剥离强度的3个值的平均值设为剥离强度。
<界面剥离形态>
拍摄SAICAS的水平切削范围(300μm×200μm)的光学显微镜照片,通过前述判断基准特定相同范围内的底漆内聚破坏、界面剥离、和镀覆内聚破坏的部位,使用透明的方格纸计测它们的面积。接着算出界面剥离面积相对于由SAICAS法的水平切削范围除了镀覆的内聚破坏之外的面积的比例。
<成形品的镀覆层中的铝、镁含量>
对于如上那样得到的成形品的镀覆层,利用XPS(ULVAC-PHI,INCORPORATED.制Quantum2000型)测定铝和镁的含量。
<室外机顶板加工部的涂膜异常>
另外,对所得到的预涂镀覆钢板另行利用空调室外机的顶板用模具进行实际加压加工,对于角部,确认涂膜剥离的有无、以及涂膜浮起的状況。
评价利用放大镜对顶板角的加工部的压缩加工部4处进行观察,确认涂膜剥离的有无,并且对于涂膜浮起的状況,以以下的评分由4处的平均值进行评价。需要说明的是,以下的评分为每一个角的评分。
5:涂膜浮起部无
4:涂膜浮起部几个
3:涂膜浮起部10个以上
2:涂膜浮起部20个以上
1:涂膜浮起部20个以上并且有由于涂膜浮起部的连接所导致的剥离所得到的结果汇总示于以下的表1。
[表1]
对于实施例,成形前的镀覆板表面和涂装后镀覆钢板界面的镁、铝的相对于金属部分的氧化物部分和氢氧化物部分的比例、以及成形品的压缩部的利用SAICAS得到的剥离强度和剥离形态均满足基准,因此即使在空调室外机的顶板的实际加工中、也没有发现涂膜浮起、涂膜剥离的产生。
另一方面,对于比较例,成形前的镀覆板表面和涂装后镀覆钢板界面的镁、铝的相对于金属部分的氧化物部分和氢氧化物部分的比例、以及成形品的压缩部的利用SAICAS得到的剥离强度和剥离形态均不满足基准,因此在空调室外机的顶板的实际加工中、发现涂膜浮起、涂膜剥离的产生。
《第2试验例》
以下所示的第2试验例为关于上述第2实施方式的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品的试验例。
(1.预涂钢板用镀覆钢板)
与上述第1试验例同样地准备预涂钢板用镀覆钢板。
(2.化学转化处理覆膜的成膜)
对于所得到的预涂钢板用镀覆钢板,与上述第1试验例同样地形成化学转化处理覆膜。
本试验例中,主要制成包含底漆涂膜和顶层涂膜的2层型的涂膜,并且也形成不具有底漆涂膜、而仅包含顶层涂膜的单层型涂膜。
(3-1.底漆涂膜的成膜)
与上述第1试验例同样地将底漆涂膜成膜。
(3-2.顶层涂膜的成膜)
与上述第1试验例同样地将顶层涂膜成膜。
(4.锌的相对于金属的氧化物部分和氢氧化物部分的比例)
对化学转化处理前的预涂钢板用镀覆钢板表面和涂膜形成后的预涂钢板用镀覆钢板界面,利用X射线光电子能谱法(XPS)进行观察,由距离表面、界面10nm溅射蚀刻的位置处的锌(基于Zn 2p的480~515cm-1的范围)的氧化物部分和氢氧化物部分的峰强度的总和、与金属部分的峰强度之比,算出比例。
在此,XPS的测定条件和深度分布测定中的溅射速率如先前所示那样设定。
需要说明的是,化学转化处理覆膜与镀覆层的界面位置着眼于利用X射线光电子能谱法得到的预涂镀覆钢板的深度方向的硅的深度分布,对于深度方向,特定硅的强度减半的位置,设为化学转化处理覆膜与镀覆层的界面。
(5.性能评价)
与上述第1试验例同样地实施性能评价。评价方法和评价基准与第1试验例相同。
所得到的结果汇总示于以下的表2。
[表2]
对于实施例,成形前的镀覆板表面和涂装后镀覆钢板界面的锌的相对于金属部分的氧化物部分和氢氧化物部分的比例、以及成形品的压缩部的利用SAICAS得到的剥离强度和剥离形态均满足基准,因此即使在空调室外机的顶板的实际加工中、也没有发现涂膜浮起、涂膜剥离的产生。
另一方面,对于比较例,成形前的镀覆板表面和涂装后镀覆钢板界面的锌的相对于金属部分的氧化物部分和氢氧化物部分的比例、以及成形品的压缩部的利用SAICAS得到的剥离强度和剥离形态均不满足基准,因此在空调室外机的顶板的实际加工中、发现涂膜浮起、涂膜剥离的产生。
《第3试验例》
以下所示的第3试验例为关于上述第3实施方式的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品的试验例。
与上述第1试验例和第2试验例同样地准备预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品。对于所得到的预涂钢板用镀覆钢板、预涂镀覆钢板和成形品,根据第1试验例和第2试验例所示的测定方法和评价方法同样地进行评价。
所得到的结果汇总示于以下的表3。
[表3]
成形前的镀覆板表面和涂装后镀覆钢板界面的锌的相对于金属部分的氧化物部分和氢氧化物部分的比例、以及成形品的压缩部的利用SAICAS得到的剥离强度和剥离形态均满足基准,因此即使在空调室外机的顶板的实际加工中、也没有发现涂膜浮起、涂膜剥离的产生。
以上参照随附附图的同时对本发明的优选的实施方式进行详细说明,但是本发明不限于上述例子。若为具有本发明所属的技术领域中的通常的知识的技术人员,则在权利要求书中记载的技术思想的范畴内,能够想到各种变更例或修正例是显而易见的,对于它们而言,被理解当然属于本发明的技术范围。
附图标记说明
10 预涂钢板用镀覆钢板
20 预涂镀覆钢板
30 成形品
101 钢板
103,201 镀覆层
203 化学转化处理覆膜
205 涂膜
Claims (9)
1.一种预涂钢板用镀覆钢板,其具有:
钢板;和
镀覆层,其位于所述钢板的单面或两面,含有0.5质量%以上且60.0质量%以下的铝、0.5质量%以上且15.0质量%以下的镁,余量为锌和杂质,
在距离所述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上,或者锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
2.根据权利要求1所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,在距离所述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,所述镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为2.0以上,并且所述锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
3.根据权利要求1或2所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,在距离所述镀覆层的表面的距离为10nm的深度处,铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例为1.3以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的预涂钢板用镀覆钢板,其中,所述镀覆层为Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si合金镀覆。
5.一种预涂镀覆钢板,其具有:
化学转化处理覆膜,其位于权利要求1~4中任一项所述的镀覆钢板的所述镀覆层上;和
涂膜,其位于所述化学转化处理覆膜上,
在从所述化学转化处理覆膜与所述镀覆层的界面向着所述镀覆层的内侧10nm的深度处,镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为0.30以下,或者锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
6.根据权利要求5所述的预涂镀覆钢板,其中,在从所述化学转化处理覆膜与所述镀覆层的界面向着所述镀覆层的内侧10nm的深度处,所述镁的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属镁的比例为0.30以下,并且所述锌的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属锌的比例为7.0以上。
7.根据权利要求5或6所述的预涂镀覆钢板,其中,在从所述化学转化处理覆膜与所述镀覆层的界面向着所述镀覆层的内侧10nm的深度处,铝的氧化物和氢氧化物的比例相对于金属铝的比例为0.30以下。
8.一种成形品,其为由权利要求5~7中任一项所述的预涂镀覆钢板形成的成形品,
在所述成形品中的镀覆钢板的厚度与非成形加工部分相比增加5%以上的部分,利用SAICAS法将所述化学转化处理覆膜与所述涂膜的界面切削而测定的剥离强度为平均1.00kN/m以上,并且切削面积的20%以下为界面剥离形态,剩余部分的切削面积为所述涂膜内的内聚破坏形态。
9.根据权利要求8所述的成形品,其中,所述成形品的镀覆层含有5%以上且15%以下的铝、2%以上且4%以下的镁。
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