JP2021127475A

JP2021127475A - 表面処理鋼板および表面処理鋼板の製造方法

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Publication number: JP2021127475A
Application number: JP2020021411A
Authority: JP
Inventors: 雅典松野; Masanori Matsuno; 晋上野; Susumu Ueno
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2040-02-12
Also published as: JP7385119B2

Abstract

【課題】生産性が良好であり、かつ防眩性も高い、表面処理されためっき鋼板を提供すること。【解決手段】本発明は、鋼板と、前記鋼板の表面に配置されたＡｌ含有Ｚｎ系めっき層と、前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面を部分的に被覆する、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子と、を有し、表面の６０°光沢値が８０以下である、表面処理鋼板に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、表面処理鋼板および表面処理鋼板の製造方法に関する。

亜鉛（Ｚｎ）系めっき層の表面に無機系の化成処理皮膜を形成して、当該Ｚｎ系めっき層を有するめっき鋼板への白錆の発生を抑制する（耐食性を高める）方法が知られている（たとえば、特許文献１）。

また、Ｚｎ系めっき層の表面に有機樹脂皮膜を形成して、当該Ｚｎ系めっき層を有するめっき鋼板の耐食性を高める方法も知られている。このとき、めっき層の表面にリン酸塩の結晶を析出させてリン酸塩皮膜を形成し、上記リン酸塩皮膜の表面に、有機樹脂を含む皮膜をさらに形成することがある（たとえば、特許文献２）。特許文献２には、上記リン酸塩皮膜は、白錆の発生を抑制し、有機樹脂皮膜の密着性を高め、かつ、リン酸塩の結晶粒子が光を散乱させることによりＺｎ系めっき鋼板の光沢を低下させる（以下、めっき鋼板の光沢が低いことを単に「防眩性が高い」ともいう。）作用を有すると記載されている。

特開平１１−６１４３１号公報特開２０１２−０２１２０７号公報

特許文献１に記載のように、化成処理皮膜の形成によりめっき鋼板の耐食性を高めることができる。しかし、当該めっき鋼板の用途によっては、同時に、当該めっき鋼板の防眩性を高めることも、要求されている。

また、特許文献２に記載のように、リン酸塩の結晶によりめっき鋼板の防眩性を高めることができる。しかし、この方法では、リン酸塩皮膜を形成した後に、耐食性向上のために有機樹脂皮膜を形成する必要がある。これに対し、工程数を減らしてめっき鋼板の生産性を向上させることへの要求が存在する。

これらの事情に鑑み、本発明は、生産性が良好であり、かつ防眩性も高い、表面処理されためっき鋼板（以下、単に「表面処理鋼板」ともいう。）、および当該表面処理鋼板の製造方法を提供することを、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、鋼板と、前記鋼板の表面に配置されたＡｌ含有Ｚｎ系めっき層と、前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面を部分的に被覆する、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子と、を有し、表面の６０°光沢値が８０以下である、表面処理鋼板に関する。

また、上記課題を解決するための本発明の他の態様は、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層が鋼板の表面に配置されためっき鋼板を用意する工程と、前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面にリン酸塩を含有し、かつｐＨが１．５以上３．０以下である処理液を付与して、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子を前記表面に形成する工程と、を有する、表面処理鋼板の製造方法に関する。

本発明によれば、生産性が良好であり、かつ防眩性も高い表面処理鋼板、および当該表面処理鋼板の製造方法が提供される。

図１は、実施例における表面処理鋼板Ｎｏ．９のＡｌ含有亜鉛系めっき層の表面に形成された粒状物（リン酸塩化合物粒子）の、ＡＥＳ測定結果である。図２Ａは、実施例における表面処理鋼板Ｎｏ．９の表面の拡大写真であり、図２Ｂは、表面処理鋼板Ｎｏ．２４により形成された無機皮膜の表面の拡大写真である。

以下、本発明の一実施の形態を説明する。

１．表面処理鋼板
本実施の形態に係る表面処理鋼板は、めっき鋼板と、当該めっき鋼板の表面に配置されたリン酸塩化合物粒子と、を有する。以下、本実施の形態に係る化成処理鋼板の各構成要素について説明する。

［めっき鋼板］
上記めっき鋼板は、アルミニウム（Ａｌ）を含有する亜鉛（Ｚｎ）系めっき層（Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層）を有する、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき鋼板である。

上記めっき鋼板の下地となる上記鋼板（下地鋼板）の例には、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼および合金鋼が含まれる。当該下地鋼板が低炭素Ｔｉ添加鋼や低炭素Ｎｂ添加鋼などの深絞り用鋼板であることは、化成処理鋼板の加工性の向上の観点から好ましい。

上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層は、０.０５〜６０質量％のアルミニウムを含有することにより耐食性を高められた、Ｚｎ系めっき鋼板である。上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層は、耐食性をさらに高めるために、０．５〜４．０質量％のマグネシウム（Ｍｇ）や、ケイ素（Ｓｉ）などを含有してもよい。

上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の例には、Ａｌを５質量％程度含有するＺｎ合金による溶融５％Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板、ＡｌおよびＭｇを含有するＺｎ合金による溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎめっき鋼板、Ａｌ、ＭｇおよびＳｉを含有するＺｎ合金による溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｚｎめっき鋼板、Ａｌを５５質量％程度含有するＺｎ合金による溶融５５％Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板などが含まれる。

上記めっき鋼板の厚さは、表面処理鋼板の用途に応じて適宜に決めることができ、例えば０．２ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である。上記めっき鋼板は、例えば、平板でもよいし、波板でもよく、めっき鋼板の平面形状は、矩形でもよいし、矩形以外の形状であってもよい。

［リン酸塩化合物粒子］
上記リン酸塩化合物粒子は、上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に分散して配置された、リン酸塩およびＡｌを含有する粒子である。本実施形態では、この分散されたリン酸塩化合物粒子が、光を散乱することにより、めっき鋼板の防眩性を高める。

上記リン酸塩は、リン酸アニオンを有する化合物であって、難水溶性の結晶を形成できるものであれば特に限定されない。上記リン酸塩の例には、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸亜鉛鉄、およびリン酸亜鉛カルシウムなどが含まれる。ただし、上記リン酸塩の一部は、リン酸アルミニウムである。

上記Ａｌは、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層に由来するＡｌ原子であり、リン酸塩化合物粒子を形成するための処理液中に含有されていたリン酸と塩（リン酸アルミニウム）を形成している。本実施形態では、後述するように、従来の化成処理液よりもリン酸塩の量を増量し、かつ従来のリン酸塩処理液よりも硝酸イオンの量を減らした処理液を用いて、リン酸塩化合物粒子を形成している。上記処理液において、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層から溶出したＡｌイオン（Ａｌ^３＋）は、従来のリン酸塩処理液のように硝酸イオン（ＮＯ_３ ⁻）の還元反応に消費されることがなく、かわりにリン酸イオン（ＰＯ_３ ^４−）と塩を形成し、結晶化して析出する。このようにして、本実施形態では、従来の化成処理液による耐食性の向上と、リン酸塩化合物粒子の形成による防眩性の向上と、を単一の処理液により達成している。

上記リン酸塩化合物粒子中の上記Ａｌの含有量は、上記リン酸塩化合物粒子の全質量に対して３質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上３５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上３０質量％以下であることがさらに好ましい。上記Ａｌの含有量は、オージェ電子分光（ＡＥＳ）分析装置を用いて測定することができる。

なお、上記処理液によるリン酸塩化合物粒子の形成時に、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層からはＡｌイオンのほかにＺｎイオン（Ｚｎ^２＋）も溶出する。この溶出したＺｎイオンも、Ａｌイオンと同様にリン酸イオンと塩を形成し、結晶化して析出することがある。そのため、上記リン酸塩化合物粒子は、上記Ａｌに加えて、微量のＺｎも含有することが好ましい。

上記リン酸塩化合物粒子は、平均粒径が０.５μｍ以上１０.０μｍ以下であることが好ましい。上記平均粒径が０.５μｍ以上であると、リン酸塩化合物粒子による防眩性の向上効果をより十分に奏することができる。上記平均粒径が１０.０μｍ以下であると、本実施形態に関する表面処理鋼板を成形加工した際のリン酸塩化合物粒子の凝集破壊が生じにくい。上記観点から、上記リン酸塩化合物粒子は、平均粒径が１．０μｍ以上６．０μｍ以下であることがより好ましい。

また、リン酸塩化合物粒子の密着性を向上させる観点から、リン酸塩化合物粒子は、その基部が上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層に食い込んでいることが好ましい。めっき層に食い込むリン酸塩化合物粒子の結晶粒子の平均深さは、０.０５μｍ以上であることが好ましい。リン酸塩化合物粒子の食い込み深さは、クロム酸二アンモニウム水溶液を用いてリン酸塩の結晶粒子を除去した後、リン酸塩の結晶粒子の痕跡を、走査型レーザ顕微鏡を用いて観察することで測定できる。

また、上記リン酸塩化合物粒子は、付着量がＰ原子換算で３６ｍｇ／ｍ^２以上２１０ｍｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。上記付着量が３６ｍｇ／ｍ^２以上であると、リン酸塩化合物粒子による防眩性の向上、および耐食性の向上効果をより十分に奏することができる。上記付着量が１８０ｍｇ／ｍ^２以下であると、本実施形態に関する表面処理鋼板を成形加工した際のリン酸塩化合物粒子の凝集破壊が生じにくい。上記観点から、上記リン酸塩化合物粒子は、上記付着量が３６ｍｇ／ｍ^２以上１８０ｍｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、６０ｍｇ／ｍ^２以上１４０ｍｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。リン酸塩化合物粒子の付着量は、蛍光Ｘ線分析装置、ＩＣＰ分析装置などの元素分析装置を用いて測定することが可能である。

また、上記リン酸塩化合物粒子は、上記リン酸塩化合物粒子が形成されている面において、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面のうち１１％以上を被覆していることが好ましい。めっき層表面の被覆率が１１％以上であると、リン酸塩化合物粒子による防眩性の向上、および耐食性の向上効果をより十分に奏することができる。上記被覆率の上限は特に限定されないが、成形加工時のリン酸塩化合物粒子の凝集破壊を抑制する観点からは、９８％とすることができる。上記観点から、上記被覆率は、１１％以上６０％以下であることがより好ましく、１５％以上４０％以下であることがさらに好ましく、１５％以上２５％以下であることが特に好ましい。リン酸塩化合物粒子によるＡｌ含有Ｚｎ系めっき層表面の被覆率は、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層表面を撮像した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を画像解析することにより測定することができる。

［無機皮膜］
本実施形態に関する表面処理鋼板は、上記処理液により形成される無機皮膜が、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に配置されていてもよい。典型的には、本実施形態に関する表面処理鋼板は、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に、連続皮膜としての上記無機皮膜が配置されており、かつ、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に配置された上記リン酸塩化合物粒子が、上記無機皮膜の内部に、または上記無機皮膜の表面から突出して、形成されている。

上記無機皮膜は、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）などのバルブメタルのうち、一以上の金属元素を含むことが好ましい。これらのバルブメタルは、酸化物、水酸化物またはフッ化物などの塩として、無機皮膜中に含有される。

本実施形態では、これらのうち、特に耐食性の向上効果が高いことから、上記無機皮膜はＴｉまたはＺｒを含むことが好ましい。

また、上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面における、上記無機皮膜によるＴｉおよびＺｒの付着量に対する上記リン酸塩化合物粒子によるＰの付着量の比（Ｐ／（Ｔｉ＋Ｚｒ））は、質量比で、１．２以上であることが好ましい。ＴｉおよびＺｒに対するＰの量が上記範囲であると、上記処理液の付与により、より十分な量の上記リン酸塩化合物粒子が形成されるため、リン酸塩化合物粒子による防眩性の向上効果が十分に奏される。上記観点から、上記比率（Ｐ／（Ｔｉ＋Ｚｒ））は、１．２以上３．０以下であることがより好ましく、１．５以上２．５以下であることが特に好ましい。

上記無機皮膜によるＴｉおよびＺｒの付着量は、ＴｉおよびＺｒ原子換算で３０ｍｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。上記付着量が３０ｍｇ／ｍ^２以上であると、ＴｉまたはＺｒが電子移動に対する抵抗体として作用することによる耐食性の向上効果をより十分に奏することができる。上記観点から、上記Ｔｉの付着量は、３０ｍｇ／ｍ^２以上７０ｍｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、３０ｍｇ／ｍ^２以上６０ｍｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。ＴｉおよびＺｒの付着量は、蛍光Ｘ線分析装置、ＩＣＰ分析装置などを用いて測定することが可能である。

［有機皮膜］
本実施形態に関する表面処理鋼板は、上記リン酸塩化合物粒子（および上記無機皮膜）を被覆する、有機樹脂を主成分とする有機皮膜を有してもよい。

上記有機樹脂は、亜鉛系めっき鋼板の表面処理に通常使用される有機樹脂であればよく、たとえば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、およびポリエステル樹脂などから、適宜選択することができる。これらの有機樹脂を含む有機皮膜は、上記塗装鋼板の耐食性および加工性を高めることができる。

これらのうち、耐食性および加工性をより高める観点からは、上記有機樹脂はウレタン樹脂またはポリエステル樹脂であることが好ましく、ウレタン樹脂であることがより好ましい。

上記有機皮膜は、上記バルブメタルのうち、一以上の金属元素を含むことが好ましい。これらのバルブメタルは、酸化物、水酸化物またはフッ化物などの塩として、有機皮膜中に含有される。

上記有機皮膜の膜厚は、３．０μｍ以上であることが好ましい。上記膜厚が３．０μｍ以上であると、有機皮膜を浸透した腐食因子がめっき層へ到達しにくくなり、表面処理鋼板の耐食性を十分に高めることができる。上記有機皮膜の膜厚の上限値は特に限定されないものの、１５μｍとすることができる。

上記有機皮膜は、有機顔料などを含む着色された皮膜であってもよいが、クリア皮膜であるときに、上記リン酸塩化合物粒子による防眩性の向上効果が顕著である。

上記構成を有する表面処理鋼板は、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に分散されて配置され、上記表面を部分的に被覆するリン酸塩化合物粒子により、光沢度が低下されている。これにより、上記表面処理鋼板の６０°光沢値は、８０以下となっている。上記６０°光沢値は、６０以下であることが好ましく、５０以下であることがより好ましく、４０以下であることがさらに好ましい。上記６０°光沢値は、ＪＩＳＫ５６００−４−５（１９９９年）に準拠して測定された値とする。

２．表面処理鋼板の製造方法
上述した表面処理鋼板は、上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に、リン酸塩を含有し、かつｐＨが１．５以上３．０以下である処理液を付与し、付与された処理液を乾燥させることによって製造することができる。

上記処理液の溶媒は、化成処理鋼板の製造時における防爆性の観点から、水性媒体であることが好ましい。上記水性媒体は、水を主成分とする液媒であり、例えば、水や水と水溶性有機溶剤との混合液などである。当該液媒の含有量は、化成処理液の塗布に適当な上述の固形分の濃度の範囲において、適宜に決めることが可能である。

上記処理液に含まれるリン酸塩のリン酸は、オルトリン酸などの通常のリン酸であってもよいし、ピロリン酸などの複合リン酸であってもよい。リン酸塩の陽イオンの例には、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、マンガンイオン、アルミニウムイオン、チタニウムイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオンおよび亜鉛イオンが含まれる。

上記処理液における上記リン酸塩の含有量は、Ｐ原子換算で１２／Ｌ以上３０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。上記リン酸塩の含有量を１２ｇ／Ｌ以上とすることで、十分な量の上記リン酸塩化合物粒子を形成させ、作製される表面処理鋼板の防眩性をより十分に向上させることができる。上記観点から、上記リン酸塩の含有量は、１５ｇ／Ｌ以上２５ｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。

また、上記処理液は、上述したバルブメタル、特にはＴｉまたはジルコニウム（Ｚｒ）を含有することが好ましい。上記バルブメタルは、酸化物、水酸化物またはフッ化物などの塩として添加すればよい。たとえば、Ｔｉを含有させるとき、上記処理液には、Ｋ_ｎＴｉＦ_６（Ｋ：アルカリ金属またはアルカリ土類金属、ｎ：１または２）、Ｋ_２［ＴｉＯ（ＣＯＯ）_２］、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＯＳＯ_４、Ｔｉ（ＳＯ_４）_２、およびＴｉ（ＯＨ）_２などのＴｉ塩、または（ＮＨ_４）ＺｒＦ_６などのＺｒ塩を添加すればよい。

上記処理液における上記バルブメタル（特にはＴｉおよびＺｒ）の含有量は、バルブメタルの原子換算で５．０ｇ／Ｌ以上２０．０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。上記バルブメタルの含有量を５．０ｇ／Ｌ以上とすることで、十分な量の上記無機皮膜を形成させ、作製される表面処理鋼板の耐食性をより十分に向上させることができる。上記観点から、上記バルブメタルの含有量は、７．０ｇ／Ｌ以上１５．０ｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。

上記処理液がフッ素化合物を含有すると、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層からＡｌイオンを溶出させやすくして、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子をより十分に生成させることができる。上記観点から、上記処理液におけるフッ素（Ｆ）の含有量は、５ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｇ／Ｌ以上５０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１０ｇ／Ｌ以上２５ｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。上記フッ素は、バルブメタルのフッ化物の添加により処理液に含有させてもよいし、これらとは別のフッ化物の処理液に含有させてもよい。

上述したように、本実施形態では、硝酸イオンによるリン酸塩の結晶化を促進する従来のリン酸塩処理とは異なり、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層から溶出したＡｌイオンによりリン酸塩化合物粒子の形成を促進する。そのため、上記処理液は、硝酸イオンの含有量を低減させてもよく、たとえば硝酸イオンの含有量を１ｇ／Ｌ以下とすることができ、０．１ｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。

また、上記処理液は、ｐＨが１．５以上３．０以下であることが好ましい。硝酸などの有機酸を含有する従来の処理液は、通常、ｐＨがこれよりも小さい値となる。これに対し、上記処理液では、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層に由来するＡｌと処理液中のリンとが反応して生成するＡｌを含有するリン酸塩化合物を沈殿させて、めっき層の表面に粒子状に付着させている。ｐＨが１．５未満であると、上記Ａｌを含有するリン酸塩化合物が処理液中に溶解して沈殿しないため、リン酸塩化合物粒子が生成しにくい。なお、上記処理液が上述した含有量のフッ素（Ｆ）を含んでいると、ｐＨが１．５以上３．０以下であっても、Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層からＡｌイオンを溶出させやすくなり、十分な量のリン酸塩化合物粒子を生成させることができる。

また、上記処理液は、表面処理鋼板の耐食性をより高めるため、タンニン酸、シランカップリング剤およびコロイダルシリカをさらに含有してもよい。また、上記処理液は、表面処理鋼板の外観を調整するため、顔料および金属フレークなどをさらに含有してもよい。

また、上記処理液は、レオロジーコントロール剤、エッチング剤、リン酸塩またはバルブメタル以外の無機化合物および潤滑剤などをさらに含有してもよい。

上記エッチング剤は、上記めっき鋼板の表面を活性化し、化成処理皮膜のめっき鋼板への密着性の向上に寄与する。エッチング剤の例には、フッ化物が含まれる。上記無機化合物は、化成処理皮膜を緻密化して化成処理皮膜の耐水性の向上に寄与する。無機化合物の例には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｗ、Ｍｎ、Ｂ、ＳｉまたはＳｎの酸化物あるいはリン酸塩が含まれる。上記潤滑剤は、化成処理皮膜の潤滑性を高め、化成処理鋼板の加工性の向上に寄与する。潤滑剤の例には、二硫化モリブデンおよびタルクなどの無機潤滑剤が含まれる。

上記処理液は、ロールコート法、スピンコート法およびスプレー法などの方法により上記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に付与することが好ましい。上記処理液への上記めっき鋼板の浸漬は、めっき層の溶解量が多く、処理液中へのスラッジが多くなるため好ましくない。

上記めっき鋼板の表面に塗布された化成処理液の乾燥は、常温で行うことが可能であるが、生産性（連続操業）の観点から、５０℃以上で行うことが好ましく、１００℃以上で行うことがより好ましい。この乾燥温度は、上記化成処理液中の成分の熱分解を防止する観点から、３００℃以下であることが好ましい。

その後、必要に応じて、形成された上記リン酸塩化合物粒子（および上記無機皮膜）を被覆する、上記有機皮膜をさらに形成してもよい。

以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

１．実験１
［めっき鋼板Ａ〜めっき鋼板Ｃの作製］
冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）に溶融Ｚｎの溶融亜鉛めっきを施してなる溶融Ｚｎめっき鋼板（めっき鋼板Ａ）を用意した。当該溶融Ｚｎめっき鋼板は、通常、０．１質量％程度のＡｌを含有している。また、溶融Ｚｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇ合金の溶融合金めっきをＳＰＣＣに施してなる溶融６％Ａｌ−３％Ｍｇ−Ｚｎめっき鋼板（めっき鋼板Ｂ）を用意した。また、溶融Ｚｎ−１１質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇ合金の溶融合金めっきをＳＰＣＣに施してなる溶融１１％Ａｌ−３％Ｍｇ−Ｚｎめっき鋼板（めっき鋼板Ｃ）を用意した。めっき鋼板Ａ〜めっき鋼板Ｃの板厚は、いずれも３．２ｍｍであり、めっき鋼板Ａ〜めっき鋼板Ｃにおける片面のめっき付着量は、いずれも６０ｇ／ｍ^２とした。

［処理液の調製］
表１に記載のＰソースおよびＴｉソース、ならびに他の添加剤を配合した処理液を調製した。

めっき鋼板Ａ〜めっき鋼板Ｃのいずれかのめっき層の表面に、処理液１〜処理液７のいずれかをロールコーターで付与した。その後、めっき鋼板を水洗せずに１４０℃で乾燥させて、リン酸塩化合物粒子を上記めっき層の表面に形成した。ロールコーターによる各処理液の付与量を変化させて、リン酸塩およびＴｉまたはＺｒ化合物の付着量が異なる表面処理鋼板を作製した。

［評価］
（１）リン酸塩化合物粒子による表面の被覆率
それぞれの表面処理鋼板の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮像し、画像解析ソフト（ＩｍａｇｅＪ）により得られた画像を解析して、めっき層の表面における粒状物の割合（被覆率）を求めた。

（２）外観
それぞれの表面処理鋼板の、表面処理を施した側の表面の６０°鏡面光沢度Ｇ_６０を、ＪＩＳＺ８７４１で規定されている「鏡面光沢度−測定方法」に準拠し、株式会社村上色彩技術研究所製の光沢計、ＧＭＸ−２０３を用いて測定した。測定された光沢度をもとに、当該表面処理鋼板の外観を、以下の基準により評価した。
◎：Ｇ_６０が６０以下である
○：Ｇ_６０が６０超８０以下である
△：Ｇ_６０が８０超１００以下である
×：Ｇ_６０が１００超である

（３）耐食性
それぞれの表面処理鋼板の端面をシールして、ＪＩＳＺ２３７１（年）に準拠して、３５℃の５％ＮａＣｌ水溶液を、表面処理を施した表面に継続して噴霧した。塩水噴霧を１２０時間継続した後、当該噴霧された表面処理鋼板の表面を観察し、白錆が発生した面積の面積率を測定した。測定された面積率をもとに、当該表面処理鋼板の平坦部の耐食性を、以下の基準により評価した。
◎：白錆が発生した面積率は５％以下である
○：白錆が発生した面積率は５％超１０％以下である
△：白錆が発生した面積率は１０％超２０％以下である
×：白錆が発生した面積率は２０％超である

図１は、表面処理鋼板Ｎｏ．９のＡｌ含有亜鉛系めっき層の表面に形成された粒状物（リン酸塩化合物粒子）の、ＡＥＳ測定結果である。図１から明らかなように、この粒状物は、ＡｌおよびＺｎを含有するリン酸塩であることがわかる。なお、今回の実験で形成された他の粒状物も、ＡＥＳ測定の結果、同様にＡｌおよびＺｎを含有するリン酸塩であることがわかった。

図２Ａは、表面処理鋼板Ｎｏ．９の表面の拡大写真であり、図２Ｂは、面処理鋼板Ｎｏ．２４により形成された無機皮膜の表面の拡大写真である。図２Ａおよび図２Ｂから明らかなように、今回の実験で作製した表面処理鋼板は、Ａｌ含有亜鉛系めっき層の表面を部分的に被覆する粒状物を有し、これによりＧ_６０が低下したことがわかる。

また、表２から明らかなように、処理液の組成および付与量を調整することで、表面処理鋼板のＧ_６０を８０以下にして、表面処理鋼板の防眩性を十分に向上させることができた。

上記化成処理鋼板は、防眩性が十分に向上されているため、外装用建材および内装用建材などの様々な用途において有用である。たとえば、上記化成処理鋼板は、建築物の屋根材や外装材など、ビニールハウスまたは農業ハウス用の鋼管や形鋼、支柱、梁など、搬送用部材、遮音壁、防音壁、吸音壁、防雪壁、ガードレール、高欄、防護柵、支柱、鉄道車両用部材、架線用部材、電気設備用部材、安全環境用部材、構造用部材、太陽光架台およびエアコン室外機などの様々な用途に好適に使用され得る。

Claims

鋼板と、
前記鋼板の表面に配置されたＡｌ含有Ｚｎ系めっき層と、
前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面を部分的に被覆する、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子と、を有し、
表面の６０°光沢値が８０以下である、
表面処理鋼板。
前記リン酸塩化合物粒子は、前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面のうち１１％以上の面積を被覆する、請求項１に記載の表面処理鋼板。
前記リン酸塩化合物粒子は、Ｚｎを含有する、請求項１または２に記載の表面処理鋼板。
前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面を被覆する、ＴｉまたはＺｒを含む無機皮膜をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面におけるチタン（Ｔｉ）およびジルコニウム（Ｚｒ）の付着量に対するリン（Ｐ）の付着量の比率（Ｐ／（Ｔｉ＋Ｚｒ））は、質量比で、１．２以上である、請求項４に記載の表面処理鋼板。
前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面におけるチタン（Ｔｉ）およびジルコニウム（Ｚｒ）の付着量は、３０ｍｇ／ｍ^２以上である、請求項４または５に記載の表面処理鋼板。
Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層が鋼板の表面に配置されためっき鋼板を用意する工程と、
前記Ａｌ含有Ｚｎ系めっき層の表面に、リン酸塩を含有し、かつｐＨが１．５以上３．０以下である処理液を付与して、Ａｌを含有するリン酸塩化合物粒子を前記表面に形成する工程と、
を有する、表面処理鋼板の製造方法。
前記処理液は、ＴｉまたはＺｒをさらに含有する、請求項７に記載の表面処理鋼板の製造方法。
前記処理液におけるチタン（Ｔｉ）およびジルコニウム（Ｚｒ）の質量に対するリン（Ｐ）の質量の比率（Ｐ／（Ｔｉ＋Ｚｒ））は、１．２以上である、請求項８に記載の表面処理鋼板の製造方法。