JP2007039736A - 耐食性,後塗装性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リン酸塩皮膜を化成皮膜でシーリングした亜鉛系めっき鋼板であり、シランカップリング剤/シリカ微粒子=0.05〜0.5の混合処理液から化成皮膜が形成されている。シランカップリング剤の一部がシリカ微粒子表面に固定されており、核磁気共鳴分析ピーク面積比R:29Si(-O-)3/29Si(-O-)4が0.16〜5.0の範囲にあるようにシランカップリング剤-シリカ微粒子の結合量が調整されている。
【選択図】 なし
Description
本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、シランカップリング剤の結合によりシリカ皮膜に柔軟性をもたせ、加工後にもシリカ皮膜が層間剥離せず、優れた密着性で塗膜を形成できる亜鉛系めっき鋼板を提供することを目的とする。
シランカップリング剤/シリカ微粒子の混合物は、シランカップリング剤/シリカ微粒子の質量比を0.05〜0.5の範囲に調整している。シリカ微粒子は、好ましくは粒径が200nm以下である。
化成皮膜は、リン酸塩結晶の表面及びリン酸塩結晶間の基材表面に付着したシリカ微粒子で形成され、リン酸塩皮膜をシーリングする。基材表面から起立するリン酸塩結晶の平均高さをHとすると、H/2以下の膜厚で化成皮膜を形成することが好ましい。化成皮膜には、Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,Wの一種又は二種以上の化合物を含ませても良い。
リン酸塩処理された亜鉛系めっき鋼板1の表面を観察すると、リン酸塩皮膜となるリン酸塩結晶2が基材表面に析出している(図1)。リン酸塩結晶2は基材表面に直交する方向に沿って成長しており、隣り合うリン酸塩結晶2の間で基材表面がリン酸塩皮膜から露出する。隣り合うリン酸塩結晶2の隙間はシーリング時に析出するシリカ微粒子3で充填され、リン酸塩皮膜を介した基材表面の露出がなくなる。シリカ微粒子3は、リン酸塩結晶2の表面にも析出し、シリカ皮膜(化成皮膜)を形成する。
リン酸塩皮膜は,基材表面に対し面積比率:50%以上で形成することが好ましい。リン酸塩皮膜の被覆率は膜厚やリン酸塩結晶のサイズに影響されるが、50%以上の面積比率でリン酸塩皮膜を設けることにより十分な塗膜密着性,塗装後耐食性が得られる。
のシランカップリング剤をシリカゾルと混合し、80℃程度に加温すると、シリカ微粒子のSi原子にシランカップリング剤がシラノール結合し、有機官能基Xを外側に向けてシランカップリング剤がシリカ微粒子に固定される。外側に配向した有機官能基Xは、化成皮膜(シリカ皮膜)に柔軟性を付与し塗膜に対する親和性を向上させる。
表2中、シランカップリング剤Aはγ-アミノプロピルトリエトキシシラン(アミノ系),Bはγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(エポキシ系),CはA:B=1:1(モル比)の混合物を示す。
〔平坦部腐食試験〕
試験片の端面をシールし、JIS Z2371に準拠して35℃の5%NaCl水溶液を試験片表面に噴霧した。塩水噴霧を24時間又は72時間継続した後、試験片表面を観察し白錆発生状況を調査した。試験片表面に占める白錆の面積占有率が5面積%未満を◎,5〜10面積%を○,10〜30面積%を△,30〜50面積%を▲,50面積%以上を×として平坦部耐食性を評価した。
カッターナイフでクロスカットを深さ10〜20μmの疵を付けた後、同じ塩水噴霧を所定時間継続した後、試験片表面を観察し、疵部からの最大腐食幅を測定した。腐食幅が1mm以下を◎,1〜3mmを○,3〜5mmを△,5〜10mmを▲,10mm以上を×として疵部の耐食性を評価した。
溶剤系のアミノアルキッド塗料(アミラック1531:関西ペイント株式会社製)を化成処理後の亜鉛系めっき鋼板に塗布し加熱・乾燥することにより、乾燥膜厚:30μmの塗膜を形成した。塗装した亜鉛系めっき鋼板について、次の二法で塗膜密着性を調査した。
評価A(平坦部の塗膜密着性):塗装鋼板を90℃の熱水に2時間浸漬した後、JIS K5400の碁盤目法に準拠した試験で残存率:80%以上の塗膜を○,60〜80%を△,60%未満を×として塗膜密着性を評価した。
評価B(加工部の塗膜密着性):90℃の熱水に2時間浸漬した塗装鋼板をエリクセン5mm張出し加工した後、JIS K5400の碁盤目法に準拠した試験で残存率:80%以上の塗膜を○,60〜80%を△,60%未満を×として塗膜密着性を評価した。
Claims (3)
- 亜鉛めっき鋼板又は亜鉛合金めっき鋼板を基材とし、基材表面にリン酸塩皮膜が設けられ、リン酸塩皮膜の析出結晶表面及び隣り合う析出結晶間の基材表面にシランカップリング剤,シリカ微粒子の混合物が付着した化成皮膜が設けられており、
前記混合物は、シランカップリング剤/シリカ微粒子の配合比が0.05〜0.5の範囲にあり、シリカ微粒子の表面にシランカップリング剤の一部が結合し、シリカ微粒子表面に結合していないフリーのシランカップリング剤29Si(-O-)3とシリカ微粒子表面に結合しているシランカップリング剤29Si(-O-)4の核磁気共鳴分析(NMR)のピーク面積比R:29Si(-O-)3/29Si(-O-)4が0.16〜5.0の範囲にあることを特徴とする
耐食性,後塗装性に優れた亜鉛系めっき鋼板。 - 面積比率:50%以上で基材表面がリン酸塩皮膜で覆われている請求項1記載の亜鉛系めっき鋼板。
- 化成皮膜の膜厚は、基材表面から起立する析出結晶の平均高さの半分以下である請求項1又は2記載の亜鉛系めっき鋼板。
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