JP2021130738A - 防錆処理液および表面処理鋼板 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板の端面における耐食性をより高めることができる防錆処理液を提供すること。【解決手段】本発明は、リン酸化合物またはリン酸イオンと、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子またはそのイオンと、有機樹脂と、を含有する、鋼板の端面用の防錆処理液に関する。前記防錆処理液において、リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、モル比で、１．０以上であり、前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む。【選択図】なし

Description

本発明は、端面用防錆処理液および表面処理鋼板に関する。

従来、外装建材などの様々な用途において、鋼板や、鋼板の表面にＺｎ系めっき処理などを施しためっき鋼板が使用されている。これらのめっき鋼板は、そのままでは耐食性や耐変色性などが不十分な場合があるため、有機樹脂を含む化成処理皮膜をその表面に形成されることがある。

また、上記めっき鋼板は、成形加工品として使用されることも多い。めっき鋼板を成形加工するとき、成形により生じた端面や成形加工で生じた基材鋼板の露出部位などの耐食性などを高めるため、成形加工などの後に、端面または露出部位に化成処理皮膜を形成することがある。

リン酸塩皮膜の形成により鋼板の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）。特許文献１には、リン酸塩皮膜の形成に使用する処理液には、リン酸塩化合物に加えて、亜鉛（Ｚｎ）を配合することが通常である。また、特許文献１には、Ｚｎに加えて、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、アンチモン（Ｓｂ）、マンガン（Ｍｎ）、および各種アルカリ土類金属を配合してもよいことが記載されている。

特開平０１−２６３２８０号公報

リン酸塩化合物と、上記任意に添加される他の元素と、を含む処理液により、鋼板の端面または露出部位にリン酸塩皮膜を形成することは、公知である。しかし、鋼板の端面に形成する従来のリン酸塩皮膜に対して、鋼板の耐食性をより高めたいという要望が存在する。

上記事情に鑑み、本発明は、鋼板の端面における耐食性をより高めることができる防錆処理液、および端面における耐食性をより高められた表面処理鋼板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、リン酸イオンと、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子またはそのイオンと、有機樹脂と、を含有する、鋼板の端面用の防錆処理液に関する。前記防錆処理液において、リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、モル比で、１．０以上であり、前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む。

上記課題を解決するための本発明の別の態様は、リン酸イオンと、ＣａおよびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子またはそのイオンと、有機樹脂と、を含有する、鋼板の端面用の防錆処理液に関する。前記防錆処理液において、前記Ｃａまたはそのイオンの含有量に対する、前記Ｚｎまたはそのイオンの含有量の比は、モル比で、０．２以上１．２以下であり、リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、質量比で、１．５以上であり、前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、基材鋼板と、前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、を有する表面処理鋼板に関する。前記表面処理層は、リン酸塩と、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子と、を含有し、リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子の含有量の比は、モル比で、１．０以上である。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、基材鋼板と、前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、を有する表面処理鋼板に関する。前記表面処理層は、リン酸塩と、Ｚｎと、Ｃａと、を含有し、前記Ｃａの含有量に対する前記Ｚｎの含有量の比は、モル比で、０．２以上１．２以下であり、リン（Ｐ）の含有量に対する前記ＺｎおよびＣａを合計した含有量の比は、質量比で、１．５以上である。

本発明によれば、鋼板の端面における耐食性をより高めることができる防錆処理液、および端面における耐食性をより高められた表面処理鋼板を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態を説明する。

[防錆処理液]
本発明の一実施形態は、鋼板の端面を処理するための防錆処理液に関する。

上記防錆処理液は、リン酸化合物またはリン酸イオンと、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎなどの金属原子またはそのイオンと、を含有し、さらに有機樹脂を含有してもよい。

上記リン酸化合物は、上記防錆処理液を塗布および乾燥された鋼板の端面に析出する。これにより、上記リン酸化合物は、上記防錆処理液により形成される表面処理層中に粒状のリン酸塩結晶として含有されて、鋼板の端面の耐食性を高める。

上記リン酸化合物は、鋼板に対する防錆の作用を呈するリン酸塩を析出できれば、水溶性であっても非水溶性であってもよい。リン酸化合物は、リン酸であってもよいし、リン酸塩であってもよい。上記リン酸は、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。リン酸化合物においてリン酸イオンの対イオンとなる陽イオンの例には、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。

上記金属原子は、その一部が、リン酸と共析出する。また、上記金属原子は、上記共析出により消費されなかった他の一部が、酸化物または水酸化物となってリン酸塩結晶の間の空隙を充填して、表面処理層を緻密化する。このようにして表面処理層が緻密化されることにより、表面処理層を介しての水の浸透を抑制し、鋼板における赤錆の発生起点を減少して、鋼板の耐食性が高まる。

上記金属原子は、リン酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、酢酸塩およびシュウ酸塩などとして、上記防錆処理液に添加することができる。上記金属原子は、上記防錆処理液中で通常は解離してイオン化されているが、一部が塩のまま上記防錆処理液中に含まれていてもよい。

上記酸化物または水酸化物にリン酸塩の間の空間を充填させるため、上記防錆処理液における、リン原子（Ｐ）の含有量に対する上記金属原子またはそのイオンの含有量（金属量／Ｐ量）は、モル比で、１．０以上であることが好ましい。なお、上記リン原子は、通常、上記リン酸化合物に由来する。上記観点から、上記金属量／Ｐ量のモル比は、１．２以上であることがより好ましく、１．５以上であることがさらに好ましい。上記金属量／Ｐ量のモル比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、４．０以下であることが好ましい。

上記金属原子は、ＣａおよびＺｎを含むことが好ましい。本発明者らの新たな知見によれば、このとき、Ｃａに対するＺｎの添加量を調整することで、鋼板端面の耐食性をより高めることができる。具体的には、Ｃａまたはそのイオンの含有量に対する、Ｚｎまたはそのイオンの含有量の比（Ｚｎ／Ｃａ）は、モル比で、０．２以上１．２以下であることが好ましい。上記モル比を０．２以上とすることで、Ｚｎによる耐食性の向上効果が顕著となる。また、上記モル比を１．２以下とすることで、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくすることができる。上記観点から、上記モル比は、０．２以上１．０以下であることがより好ましく、０．２以上０．５以下であることがさらに好ましく、０．２以上０．３５以下であることが特に好ましい。

また、このとき、上記防錆処理液における、リン原子（Ｐ）の含有量に対する上記金属原子またはそのイオンの含有量（金属量／Ｐ量）は、質量比で、１．５以上であることが好ましい。Ｚｎ／Ｃａのモル比を上記範囲にしつつ、金属量／Ｐ量の質量比を１．５以上とすることで、防錆処理液中に十分な量の上記金属原子またはそのイオンを含有させ、上記酸化物または水酸化物がリン酸塩の間の空間を充填することによる、鋼板の耐食性の向上効果をより顕著にすることができる。上記観点からは、上記金属量／Ｐ量の質量比は、１．５以上であることがより好ましく、２．０以上であることがさらに好ましい。上記金属量／Ｐ量の質量比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、６．０以下であることが好ましい。

上記有機樹脂は、上記防錆処理液の塗布および乾燥により形成される表面処理層の膜構造を主に構成する。上記有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。

これらの有機樹脂のうち、上記防錆処理液は、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸イオンまたは金属成分のイオンとの混和安定性が高いため、上記防錆処理液の保存性および処理性をより高めることができる。

また、上記防錆処理液は、通常はｐＨが４以下である。このような酸性の処理液において、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は安定であって防錆処理液をゲル化させにくく、上記防錆処理液の保存性および塗布性をより高めることができる。

ところで、鋼板の切断端面に皮膜を形成しようとするとき、加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液をはじいてしまい、不連続な皮膜が形成されることがある。このような不連続な皮膜は、皮膜の隙間から赤錆を発生させやすく、耐食性を十分に高めにくい。これに対し、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高め得るため、上記不連続な皮膜の形成を抑制することもできる。

上記長期にわたっての鋼板の耐食性の向上、保存性、処理性および塗布性の向上、ならびに不連続な皮膜の形成の抑制効果をより高める観点からは、ノニオン性のウレタン樹脂がより好ましい。

上記ノニオン性のウレタン樹脂は、たとえば有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物としての構造を有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂は、表面処理層の製造の容易さおよび安全性の観点から、水溶性または水分散性のウレタン樹脂であることが好ましく、水分散性のウレタン樹脂であることがより好ましい。

上記ノニオン性のウレタン樹脂は、ノニオン性基として、ポリオキシエチレン基およびポリオキシプロピレン基などのポリオキシアルキレン基を有するウレタン樹脂であることが好ましい。上記ポリオキシアルキレン基は、防錆処理液の展延性をより高めやすい。このようなノニオン性のウレタン樹脂は、上記有機ポリイソシアネート化合物と、上記ポリオキシアルキレン基を有するポリオール化合物と、上記ポリオキシアルキレン基を有さないポリオール化合物と、を反応させて合成してもよい。あるいは、ポリエーテルアルコールとイソシアヌレートとを反応させ、その後にポリオール化合物と反応させて合成させてもよい。

上記有機ポリイソシアネート化合物の例には、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートが含まれる。脂肪族ジイソシアネートの例には、テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、およびトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが含まれる。脂環族ジイソシアネートの例には、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートおよびテトラメチルキシリレンジイソシアネートが含まれる。芳香族ジイソシアネートの例には、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびナフタレンジイソシアネートが含まれる。

なお、上記イソシアヌレートは、上記各種ジイソシアネートのイソシアヌレート三量化物であることが好ましく、脂肪族ジイソシアネート類のイソシアヌレート三量化物であることがより好ましい。

上記ポリオール化合物の例には、ポリオレフィンポリオールが含まれる。ポリオレフィンポリオールの例には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリアクリレートポリオールおよびポリブタジエンポリオールが含まれる。

上記ポリエーテルアルコールの例には、炭素数１以上１８以下のアルコールおよび炭素数１以上１８以下のアルキレングリコールのモノアルキルエーテルの、アルキレンオキサイド付加物が含まれる。

上記防錆処理液における上記有機樹脂の含有量は、上記防錆処理液の固形分の全質量に対して１０質量％以上であることが好ましい。上記範囲であれば、形成される表面処理層に十分な量の有機樹脂を含有させて、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくすることによる耐食性の向上効果をより十分に発揮させることができる。上記観点から、上記有機樹脂の含有量は、１５質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の含有量の上限は特に限定されないが、上記防錆処理液の塗布性を良好にする観点からは、８０質量％以下であることが好ましい。好ましくは、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂の含有量が上記範囲であり、より好ましくは、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂の含有量が上記範囲である。

上記防錆処理液の溶媒は、表面処理層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。上記防錆処理液の調製時には、上記有機樹脂の配合に、当該有機樹脂の水系エマルションや水溶性処理溶液を好適に用いることができる。このような水性の組成物は、引火点を有しないので、当該水性組成物を上記防錆処理液の材料に用いることは、防爆設備のない乾燥設備でも、当該表面処理層の製造を可能とすることから好ましい。

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、防錆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。

また、上記防錆処理液は、バルブメタル化合物、レオロジーコントロール剤、エッチング剤、無機化合物および潤滑剤などをさらに含有してもよい。

上記バルブメタル化合物は、表面処理層に自己修復性を付与し、表面処理層の耐食性のさらなる向上に寄与する。上記バルブメタルの例には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷが含まれる。バルブメタル化合物は、バルブメタルの酸化物、水酸化物およびフッ化物を含む、バルブメタルの塩であればよい。なお、上述した金属原子またはそのイオンの含有量には、これらバルブメタルまたはそのイオンの含有量は含まれない。

上記レオロジーコントロール剤は、例えば、上記防錆処理液中での固形分の沈降を防止し、当該固形分の分散性の向上に寄与する。上記レオロジーコントロール剤の例には、ウレタン、アクリル、ポリオレフィン、アマイド、アニオン系活性剤、ノニオン系活性剤、ポリカルボン酸、セルロース、メトローズ、およびウレアが含まれる。

上記エッチング剤は、上記鋼板の表面を活性化し、表面処理層の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、表面処理層をさらに緻密化して表面処理層の耐水性の向上に寄与する。無機化合物の例には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｂ、ＳｉおよびＳｎの、酸化物ならびに硝酸塩およびリン酸塩が含まれる。上記潤滑剤は、表面処理層の潤滑性を高める。上記潤滑剤の例には、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。

上記防錆処理液は、鋼板の端面に付与し、乾燥させることで、表面処理層を形成することができる。このとき、上記有機樹脂を含有しない上記防錆処理液により表面処理層を形成し、その後、上述した有機樹脂を含有する処理液により上記表面処理層を被覆する有機樹脂層を形成してもよいし、上記有機樹脂を含有する上記防錆処理液により、上記リン酸塩および金属原子を含有する表面処理層を形成してもよい。

上記塗布する鋼板の種類は特に限定されない。上記鋼板の例には、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、鋼板の加工性の向上の観点から好ましい。

上記鋼板は、基材鋼板の表面にめっき層が形成されためっき鋼板であってもよい。上記めっき鋼板の例には、亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼板、およびアルミニウムめっき鋼板が含まれる。このとき、上記防錆処理液は、加工により基材鋼板が露出した端面に付与し、乾燥される。

上記防錆処理液は、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などの公知の塗布方法によって上記鋼板の表面に塗布することができる。上記鋼板の表面に塗布された防錆処理液の乾燥は、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、上記防錆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。

［表面処理鋼板］
本発明の他の実施形態は、切断面に表面処理層が形成された表面処理鋼板に関する。

上記表面処理鋼板は、上述した鋼板（またはめっき鋼板）を基材鋼板として有し、上記基材鋼板の端面には、表面処理層が形成されている。なお、上記基材鋼板がめっき鋼板であるとき、当該めっき鋼板には、加工により切断面が形成されている。そして、上記表面処理層は、上記切断面に形成されている。

上記表面処理層は、リン酸塩と、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎなどの金属原子と、を含有し、さらに有機樹脂を含有してもよい。

上記リン酸塩は、上記鋼板の表面に析出した、リン酸塩の粒子である。

上記リン酸塩の粒子は、平均粒径が０．１μｍ以上５.０μｍ以下であることが好ましい。上記平均粒径が０．１μｍ以上であると、リン酸塩の粒子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。また、上記平均粒径が５.０μｍ以上であると、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。

また、上記リン酸塩の粒子は、上記表面処理層が配置されている面において、鋼板の端面の表面のうち２０％以上を被覆していることが好ましい。上記被覆率が２０％以上であると、リン酸塩の粒子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。上記被覆率の上限は特に限定されないが、さらなる成形加工時のリン酸塩の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。リン酸塩化合物粒子による端面の表面の被覆率は、上記端面の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。

上記金属原子は、上記リン酸塩と共析出して上記粒子内に含まれ、かつ、上記酸化物または水酸化物として、粒子の間の空間を充填する緻密な化成処理層を形成している。

上記酸化物または水酸化物にリン酸塩の間の空間を充填させるため、上記表面処理層における、リン原子（Ｐ）の含有量に対する上記金属原子の含有量（金属量／Ｐ量）は、モル比で、１．０以上であることが好ましい。なお、上記リン原子は、通常、上記リン酸塩に由来する。上記観点から、上記金属量／Ｐ量は、１．２以上であることがより好ましく、１．５以上であることがさらに好ましい。上記金属量／Ｐ量の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、４．０以下であることが好ましい。

上記金属原子は、ＣａおよびＺｎを含むことが好ましい。Ｃａに対するＺｎの添加量を調整することで、鋼板端面の耐食性をより高めることができる。具体的には、Ｃａの含有量に対する、Ｚｎの含有量の比（Ｚｎ／Ｃａ）は、モル比で、０．２以上１．２以下であることが好ましい。上記モル比を０．２以上とすることで、Ｚｎによる耐食性の向上効果が顕著となる。また、上記モル比を１．２以下とすることで、表面処理層の形成不良を生じにくくすることができる。上記観点から、上記モル比は、０．２以上１．０以下であることがより好ましく、０．２以上０．５以下であることがさらに好ましく、０．２以上３．５以下であることが特に好ましい。

また、このとき、リン原子（Ｐ）の含有量に対する上記金属原子の含有量（金属量／Ｐ量）は、質量比で、１．５以上であることが好ましい。Ｚｎ／Ｃａのモル比を上記範囲にしつつ、金属量／Ｐ量の質量比を１．５以上とすることで、上記酸化物または水酸化物がリン酸塩の間の空間を充填することによる、鋼板の耐食性の向上効果をより顕著にすることができる。上記観点から、上記金属量／Ｐ量の質量比は、１．５以上であることがより好ましく、２．０以上であることがさらに好ましい。上記金属量／Ｐ量の質量比の上限は特に限定されないが、金属イオンが過剰になることによる表面処理層の形成不良を生じにくくする観点からは、６．０以下であることが好ましい。

上記表面処理層は、上記有機樹脂を含有してもよいし、実質的に含有していなくてもよい。なお、実質的に含有しないとは、たとえば表面処理層における上記有機樹脂の付着量が、０．１ｇ／ｍ^２以下であることを意味する。

上記有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。

上記表面処理層は、有機樹脂を含有するとき、これらの有機樹脂のうち、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。

また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高めて、鋼板の切断端面に加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液による不連続な皮膜の形成を抑制することができる。

上記表面処理層が上記有機樹脂を含有するとき、上記有機樹脂の付着量は、０．１ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。上記付着量が０．１ｇ／ｍ^２以上であれば、表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を有機樹脂が阻害する効果が顕著である。上記観点から、上記有機樹脂の付着量は、０．２ｇ／ｍ^２以上であることがより好ましく、０．３ｇ／ｍ^２以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の付着量の上限は特に限定されないが、３．０ｇ／ｍ^２以下であれば、上記表面処理層を形成するための防錆処理液の塗布性が良好である。

上記表面処理鋼板は、上記表面処理層における上記有機樹脂の含有の有無にかかわらず、上記表面処理層を被覆する有機樹脂層を有してもよい。

上記有機樹脂層は、上記表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を抑制し、これにより上記表面処理鋼板の耐食性をより顕著にする。

上記有機樹脂層を構成する有機樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。上記有機樹脂の例には、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂が含まれる。

上記表面処理層は、これらの有機樹脂のうち、ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂を含有する。上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、上記リン酸塩および金属原子を表面処理層から溶出させにくくし、鋼板の耐食性を長期にわたって高める。

また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、防錆処理液の展延性を高めて、鋼板の切断端面に加工時に塗布されて残存している加工油や汚れが防錆処理液による不連続な皮膜の形成を抑制することができる。
また、上記ノニオン性のウレタン樹脂またはカチオン性のウレタン樹脂は、典型的には酸性である防錆処理液との接触時に、防錆処理液が有機樹脂に溶け込んでゲル化することによる樹脂の白化または着色が生じにくい。

上記表面処理層を被覆する有機樹脂層の付着量は、０．１ｇ／ｍ^２以上であることが好ましい。上記付着量が０．１ｇ／ｍ^２以上であれば、表面処理層からの上記リン酸塩および金属原子の溶出を有機樹脂が阻害する効果が顕著である。上記観点から、上記有機樹脂の付着量は、０．２ｇ／ｍ^２以上であることがより好ましく、０．３ｇ／ｍ^２以上であることがさらに好ましい。上記有機樹脂の付着量の上限は特に限定されないが、３．０ｇ／ｍ^２以下であれば、上記有機樹脂層を形成するための処理液の塗布性が良好である。

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
［めっき鋼板の作製］
冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）に溶融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めっき鋼板を用意した。めっき鋼板の板厚は、３．２ｍｍであり、片面のめっき付着量は、６０ｇ／ｍ^２とした。

上記めっき鋼板を幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切り出したところ、切断により生じた端面の表面のうち約２０％の面積がめっき層で覆われており、残りの約８０％の面積は下地鋼が露出していた。

［処理液の調製］
表１に記載の材料を配合した処理液を調製した。

なお、有機樹脂としては、ノニオン性のウレタン樹脂として、ＤＩＣ社製のハイドランＡＰＸ−６０１を、カチオン性のウレタン樹脂として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス６５０を、アクリル樹脂として、ＤＩＣ社製のボンコート８４３０をそれぞれ用意し、これらのいずれかを配合した。

また、調整した処理液のｐＨは、硝酸の添加により２．０に調整した。処理液のｐＨは、堀場社製ｐＨメーターＦ−７１より測定した。

表１に、処理液１〜処理液１５に添加したリン酸、金属および有機樹脂の種類およびその濃度、ならびに金属量／Ｐ量、Ｚｎ量／Ｃａ量、および各処理液のｐＨを示す。

［評価］
（保存性）
処理液１〜処理液１５を常温で６０日間保管した。各水系処理液の保管前後の粘度変化量（保管後粘度から保管前粘度を差し引いた値）をフォードカップＮｏ.４により測定し、以下の基準で保存安定性を評価した。
◎ 粘度変化量は１０秒未満だった
〇 粘度変化量は１０秒以上だったが、使用に問題はなかった
× 粘度変化量は３０秒以上であり、増粘により塗布が困難だった

（耐食性）
上記めっき鋼板の上記端面に、６ｍｌ／ｍ^２の処理液１〜処理液１５を塗布し、常温で乾燥させて表面処理鋼板とし、これを試験片とした。

試験片を大気に３ヶ月間暴露して、１ヶ月経過後、２ヶ月経過後および３ヶ月経過後に、試験片端面に発生した赤錆の面積率を測定し、端面の全面積のうち赤錆発生面積率ＷＲ（赤錆が発生した面積／端面全面積）を求めて、以下の基準で端面部耐食性を評価した。
◎ 赤錆発生面積率ＷＲは１０％以下だった
〇 赤錆発生面積率ＷＲは１０％超３０％以下だった
△ 赤錆発生面積率ＷＲは３０％超５０％以下だった
× 赤錆発生面積率ＷＲは５０％超だった

表面処理層の形成に用いた処理液の種類、表面処理層中の金属量／Ｐ量（モル比および質量比）、ならびに各表面処理鋼板の評価を、表２に示す。

なお、本実験では、２ヶ月経過後の耐食性の評価が「△」であるものを、実用性のある耐食性が認められたとして、合格とした。

２．実験２

［有機処理液の調整］
有機処理液としては、ノニオン性のウレタン樹脂を含む有機処理液（有機処理液１）として、ＤＩＣ社製のハイドランＡＰＸ−６０１を、カチオン性のウレタン樹脂を含む有機処理液（有機処理液２）として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス６５０を、アクリル樹脂を含む有機処理液（有機処理液３）として、ＤＩＣ社製のボンコートＣＭ−８４０３を、アニオン性ウレタン樹脂を含む有機処理液（有機処理液４）として、第一工業製薬社製のスーパーフレックス１３０をそれぞれ用意した。

［評価］
（外観）
上記めっき鋼板の上記端面に、６ｍｌ／ｍ^２の処理液１３を塗布し、常温で乾燥させて、表面処理層を形成した。その後、表面処理層の表面に、６ｍｌ／ｍ^２の有機処理液１〜有機処理液４のいずれかを塗布し、塗布後のめっき鋼板の外観の変化の度合いを、以下の基準で評価した。
◎ 外観に目立った変化は見られなかった
○ 有機樹脂液を塗布した面積のうち、１０％以上３０％未満の面積で白化または変色がみられた
△ 有機樹脂液を塗布した面積のうち、３０％以上５０％未満の面積で白化または変色がみられた
× 有機樹脂液を塗布した面積のうち、５０％以上の面積で白化または変色がみられた

（耐食性）
上記めっき鋼板の上記端面に、６ｍｌ／ｍ^２の処理液１３を塗布し、常温で乾燥させて、表面処理層を形成した。その後、表面処理層の表面に、６ｍｌ／ｍ^２の有機処理液１〜有機処理液４のいずれかを塗布し、常温で乾燥させて、有機樹脂層を形成した。

試験片を大気に３ヶ月間暴露して、１ヶ月経過後、２ヶ月経過後および３ヶ月経過後に、試験片端面に発生した赤錆の面積率を測定し、端面の全面積のうち赤錆発生面積率ＷＲ（赤錆が発生した面積／端面全面積）を求めて、以下の基準で端面部耐食性を評価した。
◎ 赤錆発生面積率ＷＲは１０％以下だった
〇 赤錆発生面積率ＷＲは１０％超３０％以下だった
△ 赤錆発生面積率ＷＲは３０％超５０％以下だった
× 赤錆発生面積率ＷＲは５０％超だった

表面処理層の形成に用いた処理液の種類、表面処理層中の金属量／Ｐ量（モル比および質量比）、Ｚｎ量／Ｃａ量ならびに各表面処理鋼板の評価を、表３に示す。

本発明の処理液および表面処理鋼板は、鋼板の端面、および成形加工等により基材鋼板が露出しためっき鋼板の端面における耐食性をより高めることができる。たとえば、本発明の処理液および表面処理鋼板は、１）ビニールハウスまたは農業ハウス用の鋼管、形鋼、支柱、梁、搬送用部材、２）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、３）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、太陽光架台などの用途に使用する鋼板に好適に使用されうる。

Claims (11)

1. リン酸イオンと、
   Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子またはそのイオンと、
   有機樹脂と、
   を含有し、
   リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、モル比で、１．０以上であり、
   前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む、
   鋼板の端面用の防錆処理液。
2. リン酸イオンと、
   ＣａおよびＺｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子またはそのイオンと、
   有機樹脂と、
   を含有し、
   前記Ｃａまたはそのイオンの含有量に対する、前記Ｚｎまたはそのイオンの含有量の比は、モル比で、０．２以上１．２以下であり、
   リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子またはそのイオンの含有量の比は、質量比で、１．５以上であり、
   前記有機樹脂は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む、
   鋼板の端面用の防錆処理液。
3. 前記有機樹脂は、ノニオン性のウレタン樹脂含む、請求項１または２に記載の防錆処理液。
4. 前記有機樹脂の含有量は、固形分の全質量に対して１０質量％以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の防錆処理液。
5. ｐＨが４．０以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の防錆処理液。
6. 基材鋼板と、
   前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、
   を有し、
   前記表面処理層は、リン酸塩と、Ｃａ、Ｚｎ、ＭｇおよびＭｎからなる群から選択される少なくとも１種類の金属原子と、を含有し、
   リン原子（Ｐ）の含有量に対する、前記金属原子の含有量の比は、モル比で、１．０以上である、
   表面処理鋼板。
7. 基材鋼板と、
   前記基材鋼板の端面または切断面に配置された表面処理層と、
   を有し、
   前記表面処理層は、リン酸塩と、Ｚｎと、Ｃａと、を含有し、
   前記Ｃａの含有量に対する前記Ｚｎの含有量の比は、モル比で、０．２以上１．２以下であり、
   リン（Ｐ）の含有量に対する前記ＺｎおよびＣａを合計した含有量の比は、質量比で、１．５以上である、
   表面処理鋼板。
8. 前記表面処理層は、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む、請求項６または７に記載の表面処理鋼板。
9. 前記表面処理層は、ノニオン性のウレタン樹脂を含む、請求項８に記載の表面処理鋼板。
10. 前記表面処理層を被覆する、カチオン性のウレタン樹脂またはノニオン性のウレタン樹脂を含む有機樹脂層を有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の表面処理鋼板。
11. 前記有機樹脂層は、ノニオン性のウレタン樹脂を含む、請求項１０に記載の表面処理鋼板。