JP2024061121A - Surface-treated steel sheet - Google Patents
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Abstract
【課題】めっき層の表面に、文字やデザイン等をより簡易かつ明瞭に発現させることが可能な表面処理鋼板を提供する。【解決手段】鋼板と、鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、溶融めっき層の表面に形成された化成処理層と、を備え、溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、溶融めっき層には、所定の形状となるように配置されたパターン部と、非パターン部とが形成され、パターン部と非パターン部との色差ΔEが3.0以上であり、パターン部上にある化成処理層の厚みtPと、非パターン部上にある化成処理層の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が1.5以上である、表面処理鋼板を採用する。【選択図】なし[Problem] To provide a surface-treated steel sheet that allows characters, designs, etc. to be more easily and clearly expressed on the surface of a plating layer. [Solution] A surface-treated steel sheet is used that includes a steel sheet, a hot-dip plating layer formed on the surface of the steel sheet, and a chemical conversion coating layer formed on the surface of the hot-dip plating layer, the hot-dip plating layer containing, in average composition, Al: 0-90 mass %, Mg: 0-10 mass %, with the balance containing Zn and impurities, the hot-dip plating layer is formed with a patterned portion and a non-patterned portion that are arranged to have a predetermined shape, the color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion is 3.0 or more, and the film thickness ratio (tP/tB) of the thickness tP of the chemical conversion coating layer on the patterned portion to the thickness tB of the chemical conversion coating layer on the non-patterned portion is 1.5 or more. [Selected Figure] None
Description
本発明は、表面処理鋼板に関する。 The present invention relates to surface-treated steel sheets.
Zn-Al-Mg系溶融めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板に比べて高い耐食性を有するため、建材、家電、自動車分野等種々の製造業において広く使用されており、近年、その使用量が増加している。 Zn-Al-Mg hot-dip galvanized steel sheets have higher corrosion resistance than hot-dip galvanized steel sheets, and are therefore widely used in a variety of manufacturing industries, including building materials, home appliances, and the automotive sector, and their usage has been increasing in recent years.
ところで、めっき鋼板の溶融めっき層の表面に、文字、模様、デザイン画などを現すことを目的として、めっき層に印刷や塗装などの工程を施すことにより、文字、模様、デザイン画などを溶融めっき層の表面に現す場合がある。 By the way, in order to make characters, patterns, designs, etc. appear on the surface of the hot-dip plating layer of a plated steel sheet, the plating layer may be subjected to processes such as printing and painting, thereby making characters, patterns, designs, etc. appear on the surface of the hot-dip plating layer.
しかし、めっき層に印刷や塗装などの工程を行うと、文字やデザイン等を施すためのコストや時間が増大する問題がある。更に、印刷や塗装によって文字やデザイン等をめっき層の表面に現す場合は、需要者から高い支持を得ている金属光沢外観が失われるだけでなく、塗膜自体の経時劣化や塗膜の密着性の経時劣化の問題から、耐久性が劣り、時間とともに文字やデザイン等が消失してしまう恐れがある。また、めっき層表面にインクをスタンプすることで文字やデザイン等をめっき層の表面に現す場合は、コストや時間は比較的抑えられるものの、インクによってめっき層の耐食性が低下する懸念がある。 However, when processes such as printing and painting are performed on the plating layer, there is a problem that the cost and time required to apply letters, designs, etc. increase. Furthermore, when letters, designs, etc. are displayed on the surface of the plating layer by printing or painting, not only is the metallic luster appearance that is highly popular with consumers lost, but there is also the problem of deterioration of the coating film itself over time and of the adhesion of the coating film over time, resulting in poor durability and the risk of the letters, designs, etc. disappearing over time. Furthermore, when letters, designs, etc. are displayed on the surface of the plating layer by stamping ink onto the surface of the plating layer, although the cost and time are relatively low, there is a concern that the corrosion resistance of the plating layer may be reduced by the ink.
そこで、下記特許文献1には、Zn-Al-Mg系溶融めっき鋼板のめっき層の表面に、文字やデザイン等を現す技術が提案されている。
Therefore, the following
特許文献1に記載されたZn-Al-Mg系溶融めっき鋼板は、めっき層表面に第一領域および第二領域を設けるとともに、第一領域を、直線部、曲線部などからなる意図的な形状となるように配置することで、めっき層表面に文字やデザイン等を現すものである。当該Zn-Al-Mg系溶融めっき鋼板は、デザイン等の耐久性に優れるとともに、めっき層の耐食性にも優れるといった利点がある。しかしながら、特許文献1とは異なる見た目の文字やデザイン等を発現させたいという要望がある。
The Zn-Al-Mg hot-dip plated steel sheet described in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、めっき層の表面に、文字やデザイン等をより簡易かつ明瞭に発現させることが可能な表面処理鋼板を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a surface-treated steel sheet that makes it possible to more easily and clearly express letters, designs, etc. on the surface of the plating layer.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
[1] 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、前記溶融めっき層の表面に形成された化成処理層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記溶融めっき層には、所定の形状となるように配置されたパターン部と、非パターン部とが形成され、
前記パターン部と前記非パターン部との色差ΔEが3.0以上であり、
前記パターン部上にある前記化成処理層の厚みtPと、前記非パターン部上にある前記化成処理層の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が1.5以上である、表面処理鋼板。
[2] 前記パターン部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されていることを特徴とする[1]に記載の表面処理鋼板。
[3] 前記パターン部が、意図的に形成されたものであることを特徴とする[1]に記載の表面処理鋼板。
[4] 前記パターン部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されるとともに、前記パターン部が、意図的に形成されたものであることを特徴とする[1]に記載の表面処理鋼板。
[5] 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、前記溶融めっき層の表面に形成された化成処理層と、を備え、
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記化成処理層には、所定の形状となるように配置された厚膜部と、非厚膜部とが形成され、
前記化成処理層の前記厚膜部の厚みtPと、前記化成処理層の前記非厚膜部の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が、1.5以上である、表面処理鋼板。
[6] 前記厚膜部の厚みtPが0.2~25μmの範囲であり、前記非厚膜部の厚みtBが0.1~15μmの範囲である、[5]に記載の表面処理鋼板。
[7] 前記厚膜部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されていることを特徴とする[5]に記載の表面処理鋼板。
[8] 前記厚膜部が、意図的に形成されたものであることを特徴とする[5]に記載の表面処理鋼板。
[9] 前記厚膜部が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されるとともに、前記厚膜部が、意図的に形成されたものであることを特徴とする[5]に記載の表面処理鋼板。
[10] 前記溶融めっき層の付着量が鋼板両面合計で30~600g/m2である、請求項[1]乃至[9]の何れか一項に記載の表面処理鋼板。
[11] 前記溶融めっき層は、更に、平均組成で、下記A群、B群からなる群から選択される1種または2種を含有する、[1]乃至[9]の何れか一項に記載の表面処理鋼板。
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%
[12] 前記溶融めっき層が、質量%で、前記A群を含有する平均組成を有する[11]に記載の表面処理鋼板。
[13] 前記溶融めっき層が、質量%で、前記B群を含有する平均組成を有する[11]に記載の表面処理鋼板。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
[1] A steel sheet, a hot-dip galvanized layer formed on a surface of the steel sheet, and a chemical conversion coating layer formed on a surface of the hot-dip galvanized layer,
The hot-dip plating layer contains, in an average composition, Al: 0 to 90 mass%, Mg: 0 to 10 mass%, and the balance contains Zn and impurities,
The hot-dip plating layer has a pattern portion and a non-pattern portion arranged to have a predetermined shape,
a color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion is 3.0 or more;
A surface-treated steel sheet, wherein a thickness ratio ( tP / tB ) of a thickness tP of the chemical conversion layer on the patterned portion to a thickness tB of the chemical conversion layer on the non-patterned portion is 1.5 or more.
[2] The surface-treated steel sheet according to [1], characterized in that the pattern portion is arranged so as to have a shape that is any one of straight line portions, curved line portions, dot portions, figures, numbers, symbols, designs, and letters, or a combination of two or more of these.
[3] The surface-treated steel sheet according to [1], characterized in that the pattern portion is intentionally formed.
[4] The surface-treated steel sheet according to [1], characterized in that the pattern portion is arranged so as to have a shape that is one or a combination of two or more of straight line portions, curved portions, dot portions, figures, numbers, symbols, patterns, or letters, and the pattern portion is intentionally formed.
[5] A steel sheet, a hot-dip galvanized layer formed on a surface of the steel sheet, and a chemical conversion coating layer formed on a surface of the hot-dip galvanized layer,
The hot-dip plating layer contains, in an average composition, Al: 0 to 90 mass%, Mg: 0 to 10 mass%, and the balance contains Zn and impurities,
The chemical conversion layer has thick film portions and non-thick film portions arranged in a predetermined shape,
A surface-treated steel sheet, wherein a thickness ratio ( tP / tB ) of a thickness tP of the thick film portion of the chemical conversion layer to a thickness tB of the non-thick film portion of the chemical conversion layer is 1.5 or more.
[6] The surface-treated steel sheet according to [5], wherein the thick film portion has a thickness t P in the range of 0.2 to 25 μm, and the non-thick film portion has a thickness t B in the range of 0.1 to 15 μm.
[7] The surface-treated steel sheet according to [5], characterized in that the thick film portion is arranged so as to have a shape that is any one of straight line portions, curved portions, dot portions, figures, numbers, symbols, patterns, and letters, or a combination of two or more of these.
[8] The surface-treated steel sheet according to [5], wherein the thick film portion is intentionally formed.
[9] The surface-treated steel sheet according to [5], characterized in that the thick film portion is arranged so as to have a shape that is any one of straight line portions, curved portions, dot portions, figures, numbers, symbols, patterns, and letters, or a combination of two or more of these, and the thick film portion is intentionally formed.
[10] The surface-treated steel sheet according to any one of claims [1] to [9], wherein the coating weight of the hot-dip coating layer is 30 to 600 g/ m2 in total on both sides of the steel sheet.
[11] The surface-treated steel sheet according to any one of [1] to [9], wherein the hot-dip coating layer further contains, in an average composition, one or two selected from the group consisting of the following Group A and Group B:
[Group A] Si: 0.0001 to 2 mass%
[Group B] Ni, Ti, Zr, Sr, Fe, Sb, Pb, Sn, Ca, Co, Mn, P, B, Bi, Cr, Sc, Y, REM, Hf, C, any one or more of these, in a total content of 0.0001 to 2 mass%
[12] The surface-treated steel sheet according to [11], wherein the hot-dip plating layer has an average composition containing, in mass%, the Group A.
[13] The surface-treated steel sheet according to [11], wherein the hot-dip plating layer has an average composition containing the B group in mass%.
本発明によれば、めっき層の表面に、文字やデザイン等をより簡易かつ明瞭に発現させることが可能な表面処理鋼板を提供できる。 The present invention provides a surface-treated steel sheet that allows characters, designs, etc. to be more easily and clearly expressed on the surface of the plating layer.
Zn-Al-Mg系溶融めっき鋼板のようなZn系めっき鋼板のめっき層には、例えば、塗装密着性の改善や表面の白錆の発生を抑制するために、化成処理層が形成される場合がある。従前のZn系めっき鋼板には、クロメート系化成処理層が備えられていたが、近年、環境保全に対する意識の高まりを受けて、化成処理層としてクロメートフリーの化成処理層が用いられている。 A chemical conversion coating layer may be formed on the plating layer of Zn-based plated steel sheets, such as Zn-Al-Mg-based hot-dip plated steel sheets, for example, to improve paint adhesion and suppress the occurrence of white rust on the surface. Previously, Zn-based plated steel sheets were provided with a chromate-based chemical conversion coating layer, but in recent years, in response to growing awareness of environmental conservation, chromate-free chemical conversion coating layers have been used as the chemical conversion coating layer.
化成処理層は、めっき層の全面において均一な厚みになるように形成することが一般的である。ところが、本発明者らが、めっき層上に化成処理層を形成する際に、一部分の厚みが他の部分よりも厚くなるように形成し、そのまま一定時間放置したところ、化成処理層を厚くした部分において、めっき層の表面がより黒色に近い色に変色していることが見出された。 The chemical conversion layer is generally formed to have a uniform thickness over the entire surface of the plating layer. However, when the inventors formed a chemical conversion layer on a plating layer so that some parts were thicker than others, and left it as is for a certain period of time, they found that in the parts where the chemical conversion layer was thicker, the surface of the plating layer had discolored to a color closer to black.
そこで、本発明者らが更に鋭意検討したところ、めっき層には着色処理等を施さないまま、化成処理層に所定の形状の厚膜部を設けるとともに所定時間放置することで、厚膜部の下のめっき層に、周囲より変色が促進された領域が形成可能であることを見出し、更に厚膜部の形状を任意に設定することで所望の意匠やデザインをめっき層に現すことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 After further intensive research, the inventors discovered that by providing a thick film section of a specified shape in the chemical conversion layer and leaving it for a specified period of time without applying any coloring treatment to the plating layer, it is possible to form an area in the plating layer below the thick film section where discoloration is accelerated compared to the surrounding area. They also discovered that by arbitrarily setting the shape of the thick film section, it is possible to create a desired design or design in the plating layer, which led to the completion of the present invention.
化成処理層の厚膜部に対応する箇所において周辺部よりもめっき層の変色が促進される原因は不明だが、化成処理層の厚膜部では、厚膜部以外の部分に比べて、化成処理層の表面からめっき層表面までの間の酸素の透過が阻害され、これにより、腐食反応におけるアノード領域となり、変色が促進された可能性がある。 The reason why discoloration of the plating layer is more accelerated in the areas corresponding to the thick film parts of the chemical conversion layer than in the surrounding areas is unclear, but in the thick film parts of the chemical conversion layer, oxygen transmission from the surface of the chemical conversion layer to the surface of the plating layer is inhibited compared to areas other than the thick film parts, which may have acted as an anode region in the corrosion reaction and accelerated discoloration.
以下、本発明の実施形態である表面処理鋼板について説明する。
本実施形態の表面処理鋼板は、鋼板と、鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、溶融めっき層の表面に形成された化成処理層と、を備え、溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、溶融めっき層には、所定の形状となるように配置されたパターン部と、非パターン部とが形成され、パターン部と非パターン部との色差ΔEが3.0以上であり、パターン部上にある化成処理層の厚みtPと、非パターン部上にある化成処理層の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が1.5以上の表面処理鋼板である。
Hereinafter, a surface-treated steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.
The surface-treated steel sheet of this embodiment comprises a steel sheet, a hot-dip plated layer formed on the surface of the steel sheet, and a chemical conversion treatment layer formed on the surface of the hot-dip plated layer, the hot-dip plated layer containing, in average composition, Al: 0-90 mass%, Mg: 0-10 mass%, with the balance containing Zn and impurities, the hot-dip plated layer is formed with a patterned portion and a non-patterned portion arranged to have a predetermined shape, the color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion is 3.0 or more, and the film thickness ratio (t P /t B ) of the thickness t P of the chemical conversion treatment layer on the patterned portion to the thickness t B of the chemical conversion treatment layer on the non-patterned portion is 1.5 or more.
また、上記の表面処理鋼板を得るための表面処理鋼板として、本実施形態は、鋼板と、鋼板の表面に形成された溶融めっき層と、溶融めっき層の表面に形成された化成処理層と、を備え、溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、化成処理層には、所定の形状となるように配置された厚膜部と、非厚膜部とが形成され、化成処理層の前記厚膜部の厚みtPと、前記化成処理層の前記非厚膜部の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が、1.5以上である表面処理鋼板を含む。 Further, as a surface-treated steel sheet for obtaining the above-mentioned surface-treated steel sheet, this embodiment includes a surface-treated steel sheet comprising a steel sheet, a hot-dip galvanized layer formed on the surface of the steel sheet, and a chemical conversion layer formed on the surface of the hot-dip galvanized layer, the hot-dip galvanized layer containing, in average composition, Al: 0-90 mass%, Mg: 0-10 mass%, with the balance containing Zn and impurities, the chemical conversion layer having a thick film portion and a non-thick film portion arranged to have a predetermined shape, and a film thickness ratio (t P /t B ) of a thickness t P of the thick film portion of the chemical conversion layer to a thickness t B of the non-thick film portion of the chemical conversion layer is 1.5 or more.
めっき層の下地となる鋼板は、材質に特に制限はない。詳細は後述するが、材質として、一般鋼などを特に制限はなく用いることができ、Alキルド鋼や一部の高合金鋼も適用することも可能であり、形状にも特に制限はない。鋼板に対して例えば後述する溶融めっき法を適用することで、本実施形態に係るめっき層が形成される。 There are no particular restrictions on the material of the steel sheet that serves as the base for the plating layer. As will be described in detail later, general steel and other materials can be used without particular restrictions, and Al-killed steel and some high alloy steels can also be used, and there are no particular restrictions on the shape. The plating layer according to this embodiment is formed by applying, for example, the hot-dip plating method described later to the steel sheet.
次に、めっき層の化学成分について説明する。
めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含む。好ましくは、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物からなる。
Next, the chemical components of the plating layer will be described.
The plating layer contains, in average composition, Al: 0-90 mass%, Mg: 0-10 mass%, and the balance Zn and impurities. Preferably, the plating layer contains Al: 0-90 mass%, Mg: 0-10 mass%, and the balance Zn and impurities.
更に、めっき層は、下記A群、B群からなる群から選択される1種または2種を含有してもよい。
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%
Furthermore, the plating layer may contain one or two types selected from the group consisting of Group A and Group B below.
[Group A] Si: 0.0001 to 2 mass%
[Group B] Ni, Ti, Zr, Sr, Fe, Sb, Pb, Sn, Ca, Co, Mn, P, B, Bi, Cr, Sc, Y, REM, Hf, C, any one or more of these, in a total content of 0.0001 to 2 mass%
Alの含有量は、平均組成で0~90質量%、好ましくは4~22質量%の範囲である。Alは、耐食性を確保するために含有させるとよい。めっき層中のAlの含有量が4質量%以上であれば、耐食性を向上させる効果がより高まる。90質量%以下であれば、めっき層を安定して形成できる。22質量%を超えると耐食性を向上させる効果が飽和する。耐食性の観点から、好ましくは5~20質量%とする。より好ましくは6~19質量%とする。 The Al content is in the range of 0 to 90 mass% in the average composition, preferably 4 to 22 mass%. Al is preferably included to ensure corrosion resistance. If the Al content in the plating layer is 4 mass% or more, the effect of improving corrosion resistance is enhanced. If it is 90 mass% or less, the plating layer can be formed stably. If it exceeds 22 mass%, the effect of improving corrosion resistance becomes saturated. From the viewpoint of corrosion resistance, it is preferably 5 to 20 mass%. More preferably, it is 6 to 19 mass%.
Mgの含有量は、平均組成で0~10質量%、好ましくは1~10質量%の範囲である。Mgは、耐食性を向上させるために含有させるとよい。めっき層中のMgの含有量が1質量%以上であれば、耐食性を向上させる効果がより高まる。10質量%を超えると、めっき層を溶融めっき法で形成する場合に、めっき浴でのドロス発生が著しくなり、安定的にめっき鋼板を製造するのが困難となる。耐食性とドロス発生のバランスの観点から、好ましくは1.5~8質量%とする。より好ましくは2~6質量%の範囲とする。 The Mg content is 0-10 mass% in the average composition, preferably 1-10 mass%. Mg is added to improve corrosion resistance. If the Mg content in the coating layer is 1 mass% or more, the effect of improving corrosion resistance is further enhanced. If it exceeds 10 mass%, when the coating layer is formed by hot-dip coating, dross generation in the coating bath becomes significant, making it difficult to stably manufacture coated steel sheets. From the viewpoint of the balance between corrosion resistance and dross generation, it is preferably 1.5-8 mass%. More preferably, it is in the range of 2-6 mass%.
なお、Al及びMgはそれぞれ0%であってもよい。すなわち、本実施形態の表面処理鋼板のめっき層は、Zn-Al-Mg系めっき層に限定されるものではなく、Zn-Al系めっき層であってもよく、亜鉛めっき層であってもよく、合金化亜鉛めっき層であってもよい。また、めっき層は、溶融めっき法により形成される溶融めっき層でもよい。 Note that Al and Mg may each be 0%. In other words, the plating layer of the surface-treated steel sheet of this embodiment is not limited to a Zn-Al-Mg plating layer, but may be a Zn-Al plating layer, a zinc plating layer, or a zinc alloy plating layer. The plating layer may also be a hot-dip plating layer formed by a hot-dip plating method.
めっき層には、A群の元素として、平均組成で0.0001~2質量%のSiを含有してもよい。Siは、めっき層の密着性を向上させるのに有効な元素である。Siをめっき層に0.0001質量%以上含有させることで、めっき層の密着性を向上させる効果が発現するため、Siを0.0001質量%以上含有させることが好ましい。一方、2質量%を超えてSiを含有させてもめっき密着性を向上させる効果が飽和するため、めっき層にSiを含有させる場合であっても、Siの含有量は2質量%以下とする。めっき密着性の観点からは、めっき層におけるSiの含有量は、0.0010~1質量%としてもよく、0.0100~0.8質量%としてもよい。 The plating layer may contain 0.0001 to 2 mass% Si as an element of group A in an average composition. Si is an effective element for improving the adhesion of the plating layer. By containing 0.0001 mass% or more of Si in the plating layer, the effect of improving the adhesion of the plating layer is realized, so it is preferable to contain 0.0001 mass% or more of Si. On the other hand, even if the plating layer contains Si, the effect of improving the plating adhesion is saturated even if the plating layer contains Si at a content of more than 2 mass%, so the Si content is set to 2 mass% or less. From the viewpoint of plating adhesion, the Si content in the plating layer may be 0.0010 to 1 mass%, or may be 0.0100 to 0.8 mass%.
めっき層中には、B群の元素として、平均組成で、Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cの1種又は2種以上を合計で0.0001~2質量%を含有していてもよい。これらの元素を含有することで、めっき層の耐食性を更に改善することができる。REMは、周期律表における原子番号57~71の希土類元素の1種または2種以上である。 The plating layer may contain, as elements of group B, one or more of the following elements in an average composition: Ni, Ti, Zr, Sr, Fe, Sb, Pb, Sn, Ca, Co, Mn, P, B, Bi, Cr, Sc, Y, REM, Hf, and C, in a total amount of 0.0001 to 2 mass%. By containing these elements, the corrosion resistance of the plating layer can be further improved. REM is one or more of the rare earth elements with atomic numbers 57 to 71 in the periodic table.
めっき層の化学成分の残部は、亜鉛及び不純物である。不純物には、亜鉛ほかの地金中に不可避的に含まれるもの、めっき浴中で、鋼が溶解することによって含まれるものがある。 The remainder of the chemical composition of the plating layer is zinc and impurities. Some impurities are inevitably contained in zinc and other base metals, while others are contained in the plating bath as the steel dissolves.
なお、めっき層の平均組成は、次のような方法で測定できる。まず、めっきを浸食しない塗膜剥離剤(例えば、三彩化工社製ネオリバーSP-751)で表層塗膜を除去した後に、インヒビタ(例えば、スギムラ化学工業社製ヒビロン)入りの塩酸でめっき層を溶解し、得られた溶液を誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析に供することで求めることができる。 The average composition of the plating layer can be measured by the following method. First, the surface coating is removed with a coating remover that does not corrode the plating (e.g., Neo River SP-751 manufactured by Sansai Kako Co., Ltd.), then the plating layer is dissolved with hydrochloric acid containing an inhibitor (e.g., Hibilon manufactured by Sugimura Chemical Industry Co., Ltd.), and the resulting solution is subjected to inductively coupled plasma (ICP) atomic emission spectrometry to determine the average composition.
本実施形態の化成処理層は、いわゆるクロメートフリーの化成処理層である。化成処理層は、特に限定されず、無機系の化成処理層であってもよく、有機系の化成処理層であってもよく、有機無機複合系の化成処理層であってもよい。本実施形態において、化成処理層の材質の違いは、パターン部、非パターン部の形成に特に影響することはない。 The chemical conversion layer in this embodiment is a so-called chromate-free chemical conversion layer. The chemical conversion layer is not particularly limited, and may be an inorganic chemical conversion layer, an organic chemical conversion layer, or an organic-inorganic composite chemical conversion layer. In this embodiment, differences in the material of the chemical conversion layer do not particularly affect the formation of the patterned portion and non-patterned portion.
例えば、有機系の化成処理層として、20質量%以上の樹脂と、1~20質量%の粒径5~200nmのシリカ粒子とが含有されている化成処置層を例示できる。更に、Cu、CoまたはFeを含有する顔料が含有されている化成処置層でもよい。この化成処理層は、樹脂、シリカ粒子、顔料を含有する水性組成物を、めっき層に塗布、乾燥することにより得られる皮膜である。 For example, an organic conversion treatment layer may be one that contains 20% or more by mass of resin and 1-20% by mass of silica particles with a particle size of 5-200 nm. Furthermore, the conversion treatment layer may contain a pigment containing Cu, Co or Fe. This conversion treatment layer is a coating obtained by applying an aqueous composition containing resin, silica particles and pigment to the plating layer and drying it.
有機系の化成処理層に含まれる樹脂は、一般的な樹脂であればよく、例えば、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、水溶性樹脂であってもよく、本来水不溶性でありながらエマルジョンやサスペンジョンのように水中に微分散された状態になりうる樹脂(水分散性樹脂)であってもよい。水溶性樹脂のほか、本来水不溶性でありながらエマルジョンやサスペンジョンのように水中に微分散された状態になりうる樹脂(水分散性樹脂)を含めて言う。特に、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂のうちのいずれか1種以上の樹脂を含むことが耐候性に優れるため好ましい。 The resin contained in the organic chemical conversion coating layer may be a common resin, such as polyolefin resin, fluororesin, acrylic resin, urethane resin, polyester resin, epoxy resin, or phenol resin. These resins may be water-soluble resins, or may be resins (water-dispersible resins) that are originally water-insoluble but can be finely dispersed in water, such as emulsions or suspensions. In addition to water-soluble resins, this term also includes resins (water-dispersible resins) that are originally water-insoluble but can be finely dispersed in water, such as emulsions or suspensions. In particular, it is preferable to contain one or more of the resins polyolefin resin, fluororesin, acrylic resin, and phenol resin, as these have excellent weather resistance.
樹脂は、化成処理層中に、20質量%以上の割合で含有させるとよい。樹脂の含有量を20質量%以上にすることで、化成処理層自体が脆くなることがなく、めっき層を安定して被覆することができる。なお、化成処理層には、樹脂、シリカ粒子及び顔料とともに、Nb化合物、リン酸化合物等の樹脂以外の成分を含有させる場合があるところ、樹脂の含有量は、これらの成分の残部としてよい。 The resin should be contained in the chemical conversion layer at a ratio of 20% by mass or more. By making the resin content 20% by mass or more, the chemical conversion layer itself does not become brittle, and the plating layer can be stably coated. Note that the chemical conversion layer may contain components other than resin, such as Nb compounds and phosphate compounds, in addition to the resin, silica particles, and pigments, and the resin content may be the remainder of these components.
シリカ粒子は、化成処理層の耐食性を向上させるために配合する。シリカ粒子としては、平均粒子径が5~200nmの範囲のものが好適である。シリカ粒子は、化成処理層中に1~20質量%の割合で含有させるとよい。シリカ粒子の含有量を1質量%以上にすることで、耐食性の向上効果が得られる。また、シリカ粒子の含有量を20質量%以下とすることで、化成処理層自体が脆くならず、めっき層を安定して被覆できる。平均粒子径5nm未満のシリカ粒子は入手自体が困難であり、平均粒径5nm未満のシリカ粒子を含む化成処理層は、事実上、作製・製造が困難であるため、シリカ粒子の平均粒径の下限は5nm以上にする。また、シリカ粒子の平均粒子径が200nmを超えると、化成処理層が白濁してめっき層の外観が損なわれるおそれがある。
Silica particles are added to improve the corrosion resistance of the chemical conversion layer. The silica particles preferably have an average particle size in the range of 5 to 200 nm. The silica particles should be contained in the chemical conversion layer at a ratio of 1 to 20 mass%. By making the content of
また、化成処理層の耐食性を向上させるために、シリカ粒子以外に、チタニア粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子等を含有させてもよい。 In addition, in order to improve the corrosion resistance of the chemical conversion coating layer, titania particles, alumina particles, zirconia particles, etc. may be contained in addition to silica particles.
化成処理層には、Cu、CoまたはFeを含有する顔料が含まれていてもよい。顔料としては、銅(II)フタロシアニン、コバルト(II)フタロシアニン、硫酸銅、硫酸コバルト、硫酸鉄または酸化鉄を挙げることができる。化成処理層中の顔料の含有量は、0.1~10質量%の範囲にすることが好ましい。 The chemical conversion layer may contain a pigment containing Cu, Co or Fe. Examples of the pigment include copper (II) phthalocyanine, cobalt (II) phthalocyanine, copper sulfate, cobalt sulfate, iron sulfate or iron oxide. The content of the pigment in the chemical conversion layer is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass.
化成処理層には、更に、Nb化合物、リン酸化合物のいずれか一方または両方が含まれていてもよい。Nb化合物、リン酸化合物を含有させた場合、Zn系めっき層の耐食性が向上する。 The chemical conversion layer may further contain either or both of an Nb compound and a phosphate compound. When an Nb compound or a phosphate compound is contained, the corrosion resistance of the Zn-based plating layer is improved.
Nb化合物やリン酸化合物は、合計で、化成処理層中に0.5~30質量%の割合で含有されるとよい。0.5質量%以上であれば耐食性の向上効果が得られ30質量%以下であれば化成処理層が脆くならず、めっき層を安定して被覆できる。 The total content of Nb compounds and phosphate compounds in the chemical conversion layer should be 0.5 to 30 mass%. If it is 0.5 mass% or more, the corrosion resistance is improved, and if it is 30 mass% or less, the chemical conversion layer does not become brittle and the plating layer can be stably coated.
化成処理層には、めっき層に対する密着性を向上させるために、シランカップリング剤、架橋性ジルコニウム化合物及び架橋性チタン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤を含有してもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The chemical conversion coating layer may contain at least one crosslinking agent selected from the group consisting of silane coupling agents, crosslinkable zirconium compounds, and crosslinkable titanium compounds in order to improve adhesion to the plating layer. These may be used alone or in combination of two or more.
上記シランカップリング剤、架橋性ジルコニウム化合物及び架橋性チタン化合物からなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤は、樹脂の固形分100質量%に対して0.1~50質量%含有することが好ましい。0.1質量%未満の場合、含有量が少なく密着性の向上効果が得られない場合があり、50質量%を超える量では水性組成物の安定性が低下する場合がある。 The content of at least one crosslinking agent selected from the group consisting of the silane coupling agent, crosslinkable zirconium compound, and crosslinkable titanium compound is preferably 0.1 to 50% by mass relative to 100% by mass of the solid content of the resin. If the content is less than 0.1% by mass, the content is too low and the effect of improving adhesion may not be obtained, and if the content exceeds 50% by mass, the stability of the aqueous composition may decrease.
化成処理層には、更に、アミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物、そのブロック体、エポキシ化合物及びカルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも1種の架橋剤を含有してもよい。これらの架橋剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The chemical conversion layer may further contain at least one crosslinking agent selected from the group consisting of amino resins, polyisocyanate compounds, their blocks, epoxy compounds, and carbodiimide compounds. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
化成処理層には、めっき層の耐食性向上のために、バナジウム化合物、タングステン化合物及びモリブデン化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In order to improve the corrosion resistance of the plating layer, it is preferable that the chemical conversion layer contains at least one compound selected from the group consisting of vanadium compounds, tungsten compounds, and molybdenum compounds. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記バナジウム化合物、タングステン化合物及びモリブデン化合物からなる群より選択される少なくとも1種)は樹脂の固形分100質量%に対して0.01~20質量%含有することが好ましい。0.01質量%未満の場合、含有量が少なく耐食性の向上効果が得られない場合があり、20質量%を超える量では化成処理層が脆くなり耐食性が低下する場合がある。 The content of at least one compound selected from the group consisting of vanadium compounds, tungsten compounds, and molybdenum compounds is preferably 0.01 to 20% by mass relative to 100% by mass of the solid content of the resin. If the content is less than 0.01% by mass, the content is too low and the effect of improving corrosion resistance may not be obtained, and if the content exceeds 20% by mass, the chemical conversion coating layer may become brittle and the corrosion resistance may decrease.
更に、めっき層の片面当たりに対する化成処理層の付着量は、化成処理層の材質によらず、0.1~15g/m2であることが好ましい。付着量が0.1g/m2以上であれば、化成処理層の付着量が十分となり、めっき層の耐食性を向上できる。また、付着量が15g/m2以下であれば、化成処理層に顔料が含まれていたとしても、化成処理層表面での光の反射が少なくなり、めっき層の表面の金属外観を視認できる。更に好ましい付着量は、0.2~2g/m2である。 Furthermore, the deposition amount of the chemical conversion layer per one side of the plating layer is preferably 0.1 to 15 g/ m2 , regardless of the material of the chemical conversion layer. If the deposition amount is 0.1 g/ m2 or more, the deposition amount of the chemical conversion layer is sufficient, and the corrosion resistance of the plating layer can be improved. Furthermore, if the deposition amount is 15 g/ m2 or less, even if the chemical conversion layer contains a pigment, the reflection of light on the surface of the chemical conversion layer is reduced, and the metallic appearance of the surface of the plating layer can be visually recognized. A more preferable deposition amount is 0.2 to 2 g/ m2 .
なお、無機系または有機無機複合系の化成処理層としては、例えば、ジルコニウムとして10質量%以上のジルコニウム化合物(A1)と、バナジウムとして5質量%以上のバナジルイオン(VO2+)の塩として供給されるバナジル化合物(A2)とを含有する化成処理層を挙げることができる。この化成処理層における樹脂の含有量は0超~10質量%とされている。化成処理層は、ジルコニウム化合物(A1)およびバナジル化合物(A2)を必須の造膜成分とする。ジルコニウム化合物(A1)およびバナジル化合物(A2)を造膜成分とする化成処理層は、腐食因子である水や酸素等のバリヤー性、すなわち耐食性に優れる。 In addition, examples of inorganic or organic-inorganic composite chemical conversion coating layers include a chemical conversion coating layer containing a zirconium compound (A1) having 10% by mass or more of zirconium and a vanadyl compound (A2) supplied as a salt of vanadyl ions (VO 2+ ) having 5% by mass or more of vanadium. The resin content in this chemical conversion coating layer is more than 0 to 10% by mass. The chemical conversion coating layer contains the zirconium compound (A1) and the vanadyl compound (A2) as essential film-forming components. The chemical conversion coating layer containing the zirconium compound (A1) and the vanadyl compound (A2) as film-forming components has excellent barrier properties against corrosive factors such as water and oxygen, i.e., excellent corrosion resistance.
ジルコニウム化合物(A1)としては、例えば、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムフッ化水素酸、又はその塩等が挙げられる。これらのジルコニウム化合物のうち、ジルコニウムフッ化水素酸、又はその塩、炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物が耐食性の観点から好ましい。炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物としては特に限定するものではないが、例えば、炭酸ジルコニウム錯イオン〔Zr(CO3)2(OH)2〕2-もしくは〔Zr(CO3)3(OH)〕3-のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩などが挙げられる。 Examples of the zirconium compound (A1) include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, ammonium zirconium carbonate, potassium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, zirconium acetate, zirconium hydrofluoric acid, and salts thereof. Among these zirconium compounds, zirconium hydrofluoric acid and salts thereof, and zirconium compounds containing zirconium carbonate complex ions are preferred from the viewpoint of corrosion resistance. The zirconium compounds containing zirconium carbonate complex ions are not particularly limited, and examples thereof include ammonium salts, potassium salts, and sodium salts of zirconium carbonate complex ions [Zr(CO 3 ) 2 (OH) 2 ] 2- or [Zr(CO 3 ) 3 (OH)] 3- .
バナジル化合物(A2)は、バナジルイオン(VO2+)の塩として供給される化合物である。バナジルイオン(VO2+)は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸などの無機酸、若しくは蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸等の有機酸アニオンとの塩によって供給されるオキソバナジウムカチオンである。 The vanadyl compound (A2) is a compound supplied as a salt of vanadyl ion (VO 2+ ). The vanadyl ion (VO 2+ ) is an oxovanadium cation supplied as a salt with an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, or sulfuric acid, or an organic acid anion such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, or oxalic acid.
バナジル化合物(A2)として、オキソバナジウムカチオンと、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸などの無機酸アニオン又は蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、蓚酸等の有機酸アニオンとの塩や、グリコール酸バナジル、デヒドロアスコルビン酸バナジルのような、有機酸とバナジル化合物のキレートを例示できる。 Examples of vanadyl compounds (A2) include salts of oxovanadium cations with inorganic acid anions such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and sulfuric acid, or organic acid anions such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and oxalic acid, and chelates of organic acids and vanadyl compounds, such as vanadyl glycolate and vanadyl dehydroascorbate.
無機系の化成処理層には、更に、リン酸化合物、シリカ粒子、コバルト化合物、チタン化合物等を含有してもよい。 The inorganic chemical conversion coating layer may further contain phosphate compounds, silica particles, cobalt compounds, titanium compounds, etc.
次に、めっき層のパターン部および非パターン部、および、化成処理層の厚膜部及び非厚膜部について図1A及び図1Bを参照して説明する。 Next, the patterned and non-patterned portions of the plating layer, and the thick and non-thick portions of the chemical conversion layer will be described with reference to Figures 1A and 1B.
図1Aには、本実施形態の表面処理鋼板の断面模式図の一例を示す。図1Aに示す表面処理鋼板には、鋼板1と、鋼板1の表面に形成されためっき層2と、めっき層2の表面に形成された化成処理層3とが備えられている。図1Aでは、めっき層2の表面は、平坦な面とされている。
Figure 1A shows an example of a schematic cross-sectional view of a surface-treated steel sheet according to this embodiment. The surface-treated steel sheet shown in Figure 1A includes a
化成処理層3には、非厚膜部3bと、非膜厚部3bに対して膜厚が大きな厚膜部3aとが設けられている。厚膜部3aは、化成処理層3を平面視した場合に、所定の形状となるように配置されている。なお、平坦なめっき層2の上に厚膜部3a及び非厚膜部3bがあるため、化成処理層3の表面は平坦面ではなく、凹凸がある。
The
化成処理層3の厚膜部3aの厚みtPと、非厚膜部3bの厚みtBとの膜厚比(tP/tB)は1.5以上とされている。膜厚比(tP/tB)は1.75以上でもよく、2以上でもよい。また、膜厚比(tP/tB)は4以下でもよく、3以下でもよい。膜厚比を1.5以上にすることで、厚膜部3aの下に位置するめっき層2の表面に、変色領域が形成されるようになる。
The film thickness ratio ( tP / tB ) of the thickness tP of the
化成処理層3の厚膜部3aの厚みtPは、0.2~25μmの範囲でもよく、0.3~10μmの範囲でもよく、0.4~3μmの範囲でもよい。非厚膜部3bの厚みtBは、0.1~15μmの範囲でもよく、0.2~6μmの範囲でもよく、0.2~1.5μmの範囲でもよい。厚膜部3aおよび非厚膜部3bの厚みが上述の範囲にあることで、本来の化成処理層としての機能、すなわち、めっき層の耐食性向上や塗装密着性の向上が図られるとともに、めっき層2にパターン部2a及び非パターン部2bを形成することが可能になる。
The thickness tP of the
化成処理層の厚膜部13aの厚みtPと、非厚膜部13bの厚みtBは、以下の方法によって測定・計算する。まず、本実施形態の表面処理鋼板から所定の大きさに切り出したサンプルの表面に対して、厚さ50nmの金蒸着層を形成する。次いで、金蒸着したサンプルを樹脂に埋め込み、サンプルの板厚方向の断面が露出するように研磨する。なお、金蒸着層の厚みは化成処理層と比較して無視できる程度に小さい。
The thickness tP of the
そして、サンプルの断面を走査電子顕微鏡を用いて5000倍の倍率で観察し、金蒸着層の形態を観察する。金蒸着は、埋込用の樹脂と化成処理層との境界を明確にするために実施するものである。すなわち、金蒸着層は、化成処理層の表面の形状に追従して付着するので、SEM観察により金蒸着層を確認することで、化成処理層を断面視した場合の化成処理層の表面の輪郭を確認することが可能になる。これにより、金蒸着層とめっき層とに挟まれた領域を化成処理層と特定することができ、特定された化成処理層の厚みをSEM画像から測定することが可能になる。このようにして、化成処理層の厚膜部13aの厚みtPと、非厚膜部13bの厚みtBをそれぞれ測定する。
Then, the cross section of the sample is observed at a magnification of 5000 times using a scanning electron microscope to observe the shape of the gold vapor deposition layer. The gold vapor deposition is performed to clarify the boundary between the embedding resin and the chemical conversion layer. That is, since the gold vapor deposition layer adheres following the shape of the surface of the chemical conversion layer, it is possible to confirm the outline of the surface of the chemical conversion layer when the chemical conversion layer is viewed in cross section by confirming the gold vapor deposition layer by SEM observation. This makes it possible to identify the area sandwiched between the gold vapor deposition layer and the plating layer as the chemical conversion layer, and to measure the thickness of the identified chemical conversion layer from the SEM image. In this way, the thickness t P of the
めっき層2の表面には、パターン部2aと、非パターン部2bとが形成されている。図1Aに示すように、パターン部2a及び非パターン部2bは、めっき層2の同一面上にある。パターン部2aは強い変色領域とされており、非パターン部2bはパターン部2aに比べて弱い変色領域とされている。また、パターン部2aは、めっき層2を平面視した場合に、所定の形状となるように配置されている。パターン部2aは、化成処理層3の厚膜部3aに対応する位置に形成されている。非パターン部2bは、化成処理層3の非厚膜部3bに対応する位置に形成されている。
A patterned
めっき層2の弱い変色領域(非パターン部2b)は、めっき層本来の外観に近い外観を呈している領域である。例えば、めっき層2がZn-Al-Mg系溶融めっき層である場合、弱い変色領域(非パターン部3b)は梨地状に近い外観を呈している。また、めっき層2がZn系溶融めっき層である場合、弱い変色領域(非パターン部2b)は亜鉛めっき層特有の外観に近い外観を呈している。
The weakly discolored areas (
これに対して、めっき層2の強い変色領域(パターン部2a)は、めっき層本来の外観に対して黒色に変色した外観を呈している。このため、めっき層2にパターン部2aと非パターン部2bとが形成されることにより、黒色に変色したパターン部2aの形状を、肉眼で把握することが可能になる。
In contrast, the strongly discolored areas (patterned
本実施形態では、強い変色領域(パターン部2a)と弱い変色領域(非パターン部2b)との色差ΔEが、3.0以上とされている。色差ΔEは、5.0以上でもよく、7.0以上でもよい。パターン部2aと非パターン部2bの色差ΔEが3.0以上であることにより、パターン部2aが肉眼で明瞭に識別される。色差ΔEの上限は限定する必要はないが、例えば、20以下でもよく、15以下でもよく、10以下でもよい。
In this embodiment, the color difference ΔE between the strongly discolored area (patterned
パターン部2aと非パターン部2bの色差ΔEは、JIS K 5600-4-6:1999に準拠して評価する。具体的には、パターン部2aと非パターン部2bのL*、a*、b*色空間の差異から色差を求める。測定領域が微小である場合は微小面分光色差計(日本電色工業株式会社製、VSS 7700)を用いることができる。色差(ΔE)は、以下の式によって算出する。
The color difference ΔE between the
ΔE={(L*
2-L*
1)2+(a*
2-a*
1)2+(b*
2-b*
1)2}1/2
ここで、L*
1、a*
1、b*
1は非パターン部の色空間L*a*b*の測定値、L*
2、a*
2、b*
2はパターン部の色空間L*a*b*の測定値である。
ΔE = {(L * 2 - L * 1 ) 2 + (a * 2 - a* 1 ) 2 + (b * 2 - b * 1 ) 2 } 1/2
Here, L * 1 , a * 1 , b * 1 are the measurement values of the color space L * a * b * of the non-patterned portion, and L * 2 , a * 2 , b * 2 are the measurement values of the color space L * a * b * of the patterned portion.
また、本実施形態の表面処理鋼板は、図1Aに示す形態に限られるものではなく、図1Bに示す形態であってもよい。 Furthermore, the surface-treated steel sheet of this embodiment is not limited to the form shown in FIG. 1A, but may also have the form shown in FIG. 1B.
図1Bに示す表面処理鋼板には、鋼板1と、鋼板の表面に形成されためっき層12と、めっき層12の表面に形成された化成処理層13とが備えられている。めっき層12の表面は、凹凸面とされている。
The surface-treated steel sheet shown in FIG. 1B includes a
めっき層12には、めっき厚が比較的薄い凹部12aと、めっき厚が比較的厚い凸部12bとが形成されている。このめっき層12の上に、化成処理層13がある。化成処理層13の上面13cは平坦面とされている。これにより、化成処理層13には、非厚膜部13bと、非膜厚部13bに対して膜厚が大きな厚膜部13aとが設けられる。厚膜部13aはめっき層12の凹部12a上にあり、非厚膜部13bはめっき層12の凸部12b上にある。化成処理層13の厚膜部13a及びめっき層12の凹部12aは、化成処理層13を平面視した場合に、所定の形状となるように配置されている。
The
図1Bにおける化成処理層13の厚膜部13aの厚みtPと、非厚膜部13bの厚みtBとの膜厚比(tP/tB)は、図1Aの場合と同様に、1.5以上、好ましくは1.75以上、更に好ましくは2以上である。膜厚比(tP/tB)は4以下でもよく、3以下でもよい。膜厚比(tP/tB)の限定理由も図1Aの場合と同様である。
The film thickness ratio ( tP / tB ) of the thickness tP of the
図1Aの場合と同様に、厚膜部13aの厚みtPは、0.2~25μmの範囲でもよく、0.3~10μmの範囲でもよく、0.4~3μmの範囲でもよい。非厚膜部13bの厚みtBは、0.1~15μmの範囲でもよく、0.2~6μmの範囲でもよく、0.2~1.5μmの範囲でもよい。厚み(tP、tB)の限定理由も図1Aの場合と同様である。
As in the case of Fig. 1A, the thickness tP of the
めっき層12の表面には、凹部12aと凸部12bとが形成されている。凹部12aは、強い変色領域とされており、パターン部とされる。凸部12bは、弱い変色領域とされており、非パターン部とされる。以下の説明では、凹部及びパターン部をともに符号12aで示す。また、凸部及び非パターン部をともに符号12bで示す。パターン部12a(凹部)は、めっき層12を平面視した場合に、所定の形状となるように配置されている。パターン部12aは、化成処理層13の厚膜部13aに対応する位置に形成されている。非パターン部12b(凸部)は、化成処理層13の非厚膜部13bに対応する位置に形成されている。
The surface of the
めっき層12の弱い変色領域(非パターン部12b)は、めっき層本来に近い外観を呈している領域である。図1Aの場合と同様に、めっき層がZn-Al-Mg系溶融めっき層である場合、弱い変色領域(非パターン部12b)は梨地状に近い外観を呈する。めっき層がZn系溶融めっき層である場合、弱い変色領域(非パターン部12b)は亜鉛めっき層特有の外観に近い外観を呈する。
The weakly discolored areas (
これに対して、めっき層12の強い変色領域(パターン部12a)は、めっき層本来の外観に対して黒色に変色した外観を呈する。このため、めっき層12にパターン部12aと非パターン部12bとが形成されることにより、黒色に変色したパターン部12aの形状を、肉眼で把握することが可能になる。
In contrast, the strongly discolored areas (patterned
図1Aの場合と同様に、強い変色領域(パターン部12a)と弱い変色領域(非パターン部12b)との色差ΔEが、3.0以上であることが好ましく、5.0以上でもよく、7.0以上でもよい。色差ΔEの限定理由も図1Aの場合と同様である。
As in the case of FIG. 1A, the color difference ΔE between the strongly discolored area (patterned
図1A及び図1Bにおけるパターン部2a、12aは、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されていることが好ましい。また、非パターン部2b、12bは、パターン部2a、12a以外の領域である。パターン部2a、12aの形状は、ドット抜けのように一部が欠けていても、全体として認識できれば、許容される。非パターン部2b、12bは、パターン部2a、12aの境界を縁取るような形状であってもよい。
The
めっき層2、12の表面に、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状が配置されている場合に、これらの領域をパターン部2a、12aとし、それ以外の領域を非パターン部2b、12bとすることができる。パターン部2a、12aと非パターン部2b、12bの境界は、肉眼で把握することができる。パターン部2a、12aと非パターン部2b、12bの境界は、光学顕微鏡や拡大鏡などによる拡大像から把握してもよい。
When the surface of the
パターン部2a、12aは、肉眼、拡大鏡下または顕微鏡下でパターン部2a、12aの存在を判別可能な程度の大きさに形成されるとよい。また、非パターン部2b、12bは、めっき層2、12の表面の大部分を占める領域であり、非パターン部2b、12b内にパターン部2a、12aが配置される場合がある。
The
パターン部2a、12aは、非パターン部2b、12b内において所定の形状に配置されている。具体的には、パターン部2a、12aは、非パターン部2b内おいて、直線部、曲線部、図形、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるように配置されている。パターン部2a、12aの形状を調整することによって、めっき層2、12の表面に、直線部、曲線部、図形、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状が現される。例えば、めっき層の表面には、パターン部2a、12aからなる文字列、数字列、記号、マーク、線図、デザイン画あるいはこれらの組合せ等が現される。この形状は、後述する製造方法によって意図的若しくは人工的に形成された形状であり、自然に形成されたものではない。
The patterned
パターン部2a、12a及び非パターン部2b、12bは、肉眼で識別可能であってもよく、拡大鏡下または顕微鏡下で識別可能であってもよい。拡大鏡下または顕微鏡下で識別可能とは、例えば、パターン部2a、12aで構成される形状が50倍以下の視野で識別可能であればよい。50倍以下の視野であれば、パターン部2a、12aと非パターン部2b、12bは、その外観の違いにより、識別可能である。パターン部2a、12aと非パターン部2b、12bは、好ましくは20倍以下、さらに好ましくは10倍以下、より好ましくは5倍以下で識別可能である。
The patterned
化成処理層3、13の厚膜部3a、13aおよび非厚膜部3b、13bの形状は、めっき層のパターン部2a、12aおよび非パターン部2b、12bの形状と同様なので、説明を省略する。
The shapes of the
本実施形態に係るめっき鋼板は、化成処理層の表面に、更にクリア塗装膜を有してもよい。ただし、化成処理層上にクリア塗装膜を形成する場合は、後述するようにめっき層にパターン部が明瞭に現れた後に形成するとよい。 The plated steel sheet according to this embodiment may further have a clear coating film on the surface of the chemical conversion layer. However, when forming a clear coating film on the chemical conversion layer, it is preferable to form it after the pattern portion clearly appears on the plating layer, as described below.
次に、本実施形態の溶融めっき鋼板の製造方法を説明する。
本実施形態のめっき鋼板を溶融めっき法により製造するには、化学成分を調整した溶融めっき浴に鋼板を浸漬させることにより、溶融金属を鋼板表面に付着させる。次いで、鋼板をめっき浴から引き上げ、ガスワイピングにより付着量を制御した後に、溶融金属を凝固させる。このようにしてめっき層を形成した後に、めっき層表面に化成処理層を形成する。化成処理層を形成する際には、厚膜部と非厚膜部とを形成する。このようにして、厚膜部と非厚膜部とを有する化成処理層を備えためっき鋼板を製造する。更に、めっき鋼板を例えば、高湿度環境下で一ヶ月以上放置することにより、めっき層にパターン部と非パターン部とが形成されためっき鋼板が得られる。
Next, a method for producing the hot-dip plated steel sheet according to this embodiment will be described.
To manufacture the plated steel sheet of this embodiment by a hot-dip plating method, the steel sheet is immersed in a hot-dip plating bath with adjusted chemical composition to allow molten metal to adhere to the steel sheet surface. Next, the steel sheet is pulled out of the plating bath, and the amount of adhesion is controlled by gas wiping, after which the molten metal is solidified. After the plating layer is formed in this manner, a chemical conversion layer is formed on the plating layer surface. When forming the chemical conversion layer, a thick film portion and a non-thick film portion are formed. In this manner, a plated steel sheet provided with a chemical conversion layer having a thick film portion and a non-thick film portion is manufactured. Furthermore, by leaving the plated steel sheet for example in a high humidity environment for one month or more, a plated steel sheet having a pattern portion and a non-pattern portion formed in the plating layer is obtained.
以下、本実施形態の溶融めっき鋼板の製造方法をより詳細に説明する。以下の説明は、図1Aに示す表面処理鋼板の製造方法である。 The manufacturing method of the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment will be described in more detail below. The following description is of the manufacturing method of the surface-treated steel sheet shown in FIG. 1A.
まず、熱間圧延鋼板を製造し、必要に応じて熱延板焼鈍を行う。酸洗後、冷間圧延を行い、冷延板とする。冷延板を脱脂、水洗した後、焼鈍(冷延板焼鈍)し、焼鈍後の冷延板を溶融めっき浴に浸漬させて溶融めっき層を形成する。 First, a hot-rolled steel sheet is manufactured, and if necessary, hot-rolled sheet annealing is performed. After pickling, the sheet is cold-rolled to produce a cold-rolled sheet. The cold-rolled sheet is degreased, washed with water, and then annealed (cold-rolled sheet annealing). The annealed cold-rolled sheet is then immersed in a hot-dip plating bath to form a hot-dip plating layer.
次に、鋼板を、溶融めっき浴に浸漬させる。溶融めっき浴は、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部としてZnおよび不純物を含む。更に、溶融めっき浴は、Si:0.0001~2質量%を含有してもよい。更にまた、溶融めっき浴は、Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量%含有してもよい。なお、本実施形態の溶融めっき層の平均組成は、溶融めっき浴の組成とほぼ同じである。溶融めっき法は、鋼板を溶融めっき浴に連続通板させる連続式溶融めっき法でもよく、鋼板を溶融めっき浴に浸漬させてから引き上げるいわゆるどぶ漬けめっき法でもよい。 Next, the steel sheet is immersed in a hot-dip galvanizing bath. The hot-dip galvanizing bath contains 0-90% by mass of Al, 0-10% by mass of Mg, and the remainder contains Zn and impurities. The hot-dip galvanizing bath may further contain 0.0001-2% by mass of Si. The hot-dip galvanizing bath may further contain 0.0001-2% by mass of one or more of Ni, Ti, Zr, Sr, Fe, Sb, Pb, Sn, Ca, Co, Mn, P, B, Bi, Cr, Sc, Y, REM, Hf, and C in total. The average composition of the hot-dip galvanizing layer in this embodiment is almost the same as the composition of the hot-dip galvanizing bath. The hot-dip galvanizing method may be a continuous hot-dip galvanizing method in which the steel sheet is continuously passed through the hot-dip galvanizing bath, or may be a so-called dip galvanizing method in which the steel sheet is immersed in the hot-dip galvanizing bath and then pulled up.
溶融めっき浴の温度は、組成によって異なるが、例えば、400~500℃の範囲が好ましい。溶融めっき浴の温度がこの範囲であれば、所望の溶融めっき層を形成できるためである。
また、溶融めっき層の付着量は、溶融めっき浴から引き上げられた鋼板に対してガスワイピング等の手段で調整すればよい。溶融めっき層の付着量は、鋼板両面の合計の付着量が30~600g/m2の範囲になるように調整することが好ましい。付着量が30g/m2未満の場合、溶融めっき鋼板の耐食性が低下するので好ましくない。付着量が600g/m2超の場合、鋼板に付着した溶融金属の垂れが発生して、溶融めっき層の表面を平滑にすることができなくなるため好ましくない。
The temperature of the hot-dip galvanizing bath varies depending on the composition, but is preferably in the range of, for example, 400 to 500° C. This is because if the temperature of the hot-dip galvanizing bath is in this range, a desired hot-dip galvanized layer can be formed.
The adhesion weight of the hot-dip coating layer may be adjusted by means of gas wiping or the like on the steel sheet pulled up from the hot-dip coating bath. The adhesion weight of the hot-dip coating layer is preferably adjusted so that the total adhesion weight on both sides of the steel sheet is in the range of 30 to 600 g/ m2 . If the adhesion weight is less than 30 g/ m2 , the corrosion resistance of the hot-dip coated steel sheet decreases, which is not preferable. If the adhesion weight exceeds 600 g/ m2 , the molten metal attached to the steel sheet drips, making it impossible to smooth the surface of the hot-dip coating layer, which is not preferable.
溶融めっき層の付着量を調整した後、鋼板を冷却する。冷却条件は特に限定する必要はない。 After adjusting the coating weight of the hot-dip plating layer, the steel sheet is cooled. There is no need to limit the cooling conditions.
次に、溶融めっき層の表面に、厚膜部および非厚膜部を有する化成処理層を形成する。化成処理層は、例えば、上述の樹脂、シリカ粒子、顔料、Nb化合物、リン酸化合物等の成分を含有する水性組成物を、めっき層の表面に塗布、乾燥することにより得られるが、本実施形態では、厚膜部を形成するために、例えば、以下に説明するプロセスを行う。 Next, a chemical conversion layer having a thick film portion and a non-thick film portion is formed on the surface of the hot-dip plating layer. The chemical conversion layer can be obtained, for example, by applying an aqueous composition containing the above-mentioned resin, silica particles, pigment, Nb compound, phosphate compound, and other components to the surface of the plating layer and drying it. In this embodiment, in order to form the thick film portion, for example, the process described below is carried out.
なお、水性組成物には、造膜性を向上させ、より均一で平滑な皮膜を形成するために溶剤を用いてもよい。溶剤としては、塗料に一般的に用いられるものであれば、特に限定されず、例えば、レベリングの点から、アルコール系、ケトン系、エステル系、エーテル系の親水性溶剤等を挙げることができる。 A solvent may be used in the aqueous composition to improve film-forming properties and form a more uniform and smooth coating. The solvent is not particularly limited as long as it is one that is generally used in paints. For example, from the viewpoint of leveling, examples of the solvent include hydrophilic solvents such as alcohols, ketones, esters, and ethers.
化成処理層の形成方法の一例として、図2(a)に示すように、めっき層2の全面に、水性組成物を被覆させてから乾燥することにより、化成処理膜3Aを形成する。化成処理膜3Aを形成する際は、膜厚が、非厚膜部の厚みtBの範囲になるように調整するとよい。
2(a), an example of a method for forming the chemical conversion treatment layer is to coat the entire surface of the
化成処理膜3Aの形成の際の水性組成物の被覆方法は特に限定されず、一般に使用されるロールコート、エアスプレー、エアレススプレー、浸漬等を適宜採用することができる。 The method of coating the aqueous composition when forming the chemical conversion coating film 3A is not particularly limited, and commonly used methods such as roll coating, air spraying, airless spraying, and immersion can be used as appropriate.
次に、図2(b)に示すように、化成処理膜3Aの上に、化成処理膜3Bを形成する。なお、図2(b)は、化成処理膜3Bの形成途中の状態にある。化成処理膜3Bは、化成処理膜3Aの全面ではなく一部の上であって、めっき層2のパターン部の形成予定領域に形成する。このようにして、化成処理層3を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), a
化成処理膜3Bを形成後の化成処理層3には、化成処理膜3Aのみが積層された箇所と、化成処理膜3Aおよび3Bが積層された箇所とがある。図2(c)に示すように、化成処理膜3Aのみが積層された箇所が非厚膜部3bとなり、化成処理膜3Aおよび3Bが積層された箇所が厚膜部3aになる。
After the
化成処理膜3Bを形成する際には、化成処理膜3A、3Bの合計膜厚が、化成処理膜3Aの厚みに対して1.5倍以上になるように調整する。更に、化成処理膜3Bの形成方法は、例えば、水性組成物をノズルから吐出するインクジェット法でもよく、水性組成物を印刷法でもよい。
When forming the
化成処理層3の形成方法は、図2に示した例に限らず、例えば、図3に示す手順で形成してもよい。
The method for forming the
図3(a)に示すように、めっき層2の上に、化成処理膜3Cを形成する。化成処理膜3Cは、めっき層2のパターン部の形成予定領域に形成する。化成処理膜3Cの形成方法は、例えば、水性組成物をノズルから吐出するインクジェット法でもよく、水性組成物を印刷する印刷法でもよい。
As shown in FIG. 3(a), a chemical conversion film 3C is formed on the
次に、めっき層2および化成処理膜3Cを覆うように、化成処理膜3Dを形成する。化成処理膜3Dの形成方法は、ロールコート、エアスプレー、エアレススプレー等を適宜採用できる。化成処理膜3Dを形成する際は、その膜厚が、非厚膜部の厚みtBの範囲になるように、かつ、化成処理膜3C、3Dの合計膜厚が化成処理膜3Cの厚みの1.5倍以上になるように調整するとよい。
Next, a
化成処理膜3Dを形成後の化成処理層3には、化成処理膜3Dのみが積層された箇所と、化成処理膜3Cおよび3Dが積層された箇所とがある。図3(c)に示すように、化成処理膜3Dのみが積層された箇所が非厚膜部3bとなり、化成処理膜3Cおよび3Dが積層された箇所が厚膜部3aになる。
After the
図2および図3において、化成処理膜3B、3Cを形成する際には、これらの平面視形状が、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた意図的な形状となるように形成する。
In Figures 2 and 3, when forming the
なお、化成処理層の硬化性を高めるために、化成処理膜3A~3Dの形成前に、あらかじめ被塗布物であるめっき層2を加熱しておくか、化成処理層3の形成後に熱乾燥させてもよい。
In order to enhance the hardening of the chemical conversion layer, the plated
以上のようにして、厚膜部3a及び非厚膜部3bを有する化成処理層3と、めっき層2とを備えためっき鋼板を製造する。
In this manner, a plated steel sheet is manufactured that includes a
化成処理層3を形成直後のめっき鋼板のめっき層2には、パターン部が現れていない状態にある。このようなめっき鋼板を、例えば1ヶ月以上放置すると、化成処理層3の厚膜部3aの形成領域においてめっき層2の表面の変色がより進行することで、所定の形状のパターン部2aが現れる。めっき鋼板の放置期間中における雰囲気は大気中でよく、特別に制御された雰囲気にする必要はないが、高湿度である方が良い場合がある。また、放置期間中の雰囲気温度は、特別に制御された温度にする必要はなく、室内温度ないし室外温度のいずれでもよい。放置する場所は、屋内でも屋外でもどちらでもよい。
Immediately after the formation of the
このようにして、化成処理層3に厚膜部3a及び非厚膜部3bを有するとともに、めっき層2にパターン部2a及び非パターン部2bが形成されためっき鋼板が得られる。
In this way, a plated steel sheet is obtained in which the
また、本実施形態の表面処理鋼板の製造方法の別の例として、表面に凹部及び凸部を設けためっき層の上に化成処理層を形成し、その後、1ヶ月以上放置してもよい。 As another example of the method for manufacturing the surface-treated steel sheet of this embodiment, a chemical conversion layer may be formed on a plating layer having recesses and protrusions on the surface, and then the sheet may be left for one month or more.
すなわち、図4(a)に示すように、鋼板1に対して溶融めっき法によりめっき層12を形成する。溶融めっき法は、連続式溶融めっき法でもよく、どぶ漬けめっき法でもよい。めっき浴温度、溶融めっき層の付着量は、図2、図3の場合と同様でよい。
That is, as shown in FIG. 4(a), a
次に、図4(b)に示すように、めっき層12の表面に凹部2a及び凸部2bを設ける。例えば、所定のパターンになるように凹部2aを設け、凹部2a以外の領域を凸部2bとする。凹部2a及び凸部を設ける手段としては、凹凸パターンをロール面に設けた圧延ロールによってめっき層12を圧延して転写する方法、凹部を化学的にエッチングにより形成する方法、凹部を研削により形成する方法、などを例示できる。
Next, as shown in FIG. 4(b), recesses 2a and
次に、図4(c)に示すように、凹部2a及び凸部2bを設けためっき層12の表面に化成処理層13を形成する。化成処理層13は、例えば、上述の樹脂、シリカ粒子、顔料、Nb化合物、リン酸化合物等の成分を含有する水性組成物を、めっき層12の表面に塗布、乾燥することにより得られる。このとき、化成処理層13の上面13cが平坦になるように、化成処理層13の付着量を調整する。これにより、厚膜部13aおよび非厚膜部13bを有する化成処理層13が得られる。厚膜部13a及び非厚膜部13bの厚みtP、tBの調整は、めっき層12における凸部2bの上面から凹部12aの底面までの深さ、めっき層12の凸部12bの上に形成する化成処理層13の厚みを調整することにより行う。
Next, as shown in FIG. 4(c), a
以上のようにして、厚膜部13a及び非厚膜部13bを有する化成処理層13と、めっき層12とを備えためっき鋼板を製造する。
In this manner, a plated steel sheet is manufactured that includes a
化成処理層13を形成直後のめっき鋼板のめっき層12には、変色したパターン部が現れていない状態にある。このようなめっき鋼板を、例えば1ヶ月以上放置すると、化成処理層13の厚膜部13aの形成領域においてめっき層12の表面の変色がより進行することで、所定の形状の変色したパターン部12aが現れる。めっき鋼板の放置期間中における雰囲気および雰囲気温度は、図2、図3の場合と同様でよい。
Immediately after the formation of the
このようにして、化成処理層13に厚膜部13a及び非厚膜部13bを有するとともに、めっき層12にパターン部12a及び非パターン部12bが形成されためっき鋼板が得られる。
In this way, a plated steel sheet is obtained in which the
本実施形態のめっき鋼板は、めっき層に、変色度に強弱のある領域からなるパターン部と非パターン部とが形成されているので、パターン部と非パターン部とを容易に識別できる。形成されたパターン部及び非パターン部は、印刷や塗装によって形成されたものではないため、耐久性が高い。また、パターン部及び非パターン部が印刷や塗装によって形成されたものではないため、溶融めっき層の耐食性への影響もない。よって、本実施形態の溶融めっき鋼板は、耐食性に優れたものとなる。 The plated steel sheet of this embodiment has patterned and non-patterned parts in the plating layer, which are made up of areas with varying degrees of discoloration, making it easy to distinguish between the patterned and non-patterned parts. The patterned and non-patterned parts are not formed by printing or painting, and therefore are highly durable. In addition, because the patterned and non-patterned parts are not formed by printing or painting, there is no effect on the corrosion resistance of the hot-dip plating layer. Therefore, the hot-dip plated steel sheet of this embodiment has excellent corrosion resistance.
本実施形態によれば、所定の形状に成形したパターン部の耐久性が高く、耐食性等が好適なめっき特性を有するめっき鋼板を提供できる。特に本実施形態では、化成処理層を形成する際に、所定の形状の厚膜部と、厚膜部よりも膜厚が小さい非厚膜部とを設け、更に放置するという、比較的簡易な方法によって、めっき層の表面に、パターン部を形成することができ、しかも、パターン部の形状を意図的若しくは人工的な形状にすることができる。 According to this embodiment, a plated steel sheet can be provided in which the pattern portion formed into a predetermined shape has high durability and has favorable plating properties such as corrosion resistance. In particular, in this embodiment, when forming a chemical conversion treatment layer, a pattern portion can be formed on the surface of the plating layer by a relatively simple method in which a thick film portion of a predetermined shape and a non-thick film portion having a thickness smaller than that of the thick film portion are provided and then left as is, and further the shape of the pattern portion can be made intentional or artificial.
そして、本実施形態によれば、直線部、曲線部、ドット部、図形、数字、記号、模様若しくは文字のいずれか1種またはこれらのうちの2種以上を組合せた形状となるようにパターン部を配置できる。これにより、めっき層の表面に、印刷、塗装または研削を行うことなく様々な意匠、商標、その他の識別マークを表すことができ、めっき鋼板の出所の識別性やデザイン性等を高めることができる。また、パターン部によって、工程管理や在庫管理などに必要な情報や需要者が求める任意の情報を、めっき鋼板に付与することもできる。これにより、めっき鋼板の生産性の向上にも寄与することができる。 According to this embodiment, the pattern portion can be arranged to have a shape that is one or a combination of two or more of the following: straight lines, curved lines, dots, figures, numbers, symbols, patterns, or letters. This allows various designs, trademarks, and other identification marks to be presented on the surface of the plating layer without printing, painting, or grinding, thereby improving the identifiability of the origin of the plated steel sheet and the design quality, etc. Furthermore, the pattern portion can also provide the plated steel sheet with information necessary for process management, inventory management, and the like, or any information desired by consumers. This can also contribute to improving the productivity of plated steel sheets.
次に、本発明の実施例を説明する。冷間圧延後の鋼板に対して冷延板焼鈍を行い、焼鈍後の冷延板を溶融めっき浴に浸漬させてめっき層を形成した。 Next, an example of the present invention will be described. Cold-rolled steel sheets were annealed, and the annealed cold-rolled sheets were immersed in a hot-dip plating bath to form a plating layer.
次に、めっき層の表面に、化成処理層を形成した。化成処理層には、50mm間隔の格子状パターンよりなる厚膜部と、非厚膜部とを形成した。 Next, a chemical conversion layer was formed on the surface of the plating layer. The chemical conversion layer had thick film parts and non-thick film parts formed in a grid pattern spaced 50 mm apart.
化成処理層は、フタロシアニン顔料を含有する化成処理剤による化成処理を行うことにより形成した。化成処理剤としては、シラノール基及びアルコキシシリル基を有するポリウレタン樹脂粒子及びエチレン-不飽和カルボン酸共重合樹脂粒子と、酸化ケイ素粒子と、有機チタン化合物と、Cuフタロシアニンと、を有し、Cuフタロシアニン顔料の含有量が、ポリウレタン樹脂粒子とエチレン-不飽和カルボン酸共重合樹脂粒子との合計100質量部に対して、0.01~10質量部であり、Cuフタロシアニンの一次粒子径が0.01~1.0μmである水性被覆剤を用いた。 The chemical conversion treatment layer was formed by carrying out a chemical conversion treatment with a chemical conversion treatment agent containing a phthalocyanine pigment. The chemical conversion treatment agent used was an aqueous coating agent that contained polyurethane resin particles and ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin particles having silanol groups and alkoxysilyl groups, silicon oxide particles, an organic titanium compound, and Cu phthalocyanine, in which the content of the Cu phthalocyanine pigment was 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the polyurethane resin particles and the ethylene-unsaturated carboxylic acid copolymer resin particles, and the primary particle diameter of the Cu phthalocyanine was 0.01 to 1.0 μm.
また、比較例として、めっき層の形成後に、めっき層の表面に、インクジェット法により、50mm間隔の格子状パターンを印刷した。その後、化成処理層を形成した。このようにして、No.75のめっき鋼板を製造した。 As a comparative example, after the plating layer was formed, a grid pattern with 50 mm intervals was printed on the surface of the plating layer by the inkjet method. Then, a chemical conversion coating layer was formed. In this way, plated steel sheet No. 75 was manufactured.
以上のようにして得られためっき鋼板を、製鉄所内の屋内保管ヤードにて、大気中で1ヶ月間放置した。温度は特に制御せず、季節変動のままとした。環境温度の振れ幅は10~20℃の範囲であった。 The plated steel sheets obtained in this manner were left in the air for one month in an indoor storage yard within the steelworks. The temperature was not specifically controlled, but was left to fluctuate according to the season. The environmental temperature fluctuated within the range of 10 to 20°C.
放置後のめっき鋼板について、めっき層にパターン部が現れているかどうかを確認し、パターン部が現れた場合は、パターン部と非パターン部の色差ΔEを測定した。パターン部及び非パターン部は、めっき層の表面を肉眼で観察することにより特定した。肉眼での特定が難しい場合は、拡大鏡や光学顕微鏡の拡大像を利用した。パターン部の判別が難しい例では、化成処理層の厚膜部に対応する箇所がパターン部であるとした。 After leaving the plated steel sheets, it was checked whether a patterned portion had appeared in the plating layer, and if a patterned portion had appeared, the color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion was measured. The patterned and non-patterned portions were identified by observing the surface of the plating layer with the naked eye. When identification with the naked eye was difficult, a magnifying glass or a magnified image with an optical microscope was used. In cases where it was difficult to distinguish the patterned portion, the area corresponding to the thick film portion of the chemical conversion coating layer was deemed to be the patterned portion.
色差ΔEは、JIS K 5600-4-6:1999に準拠して評価した。具体的には、パターン部2aと非パターン部2bのL*、a*、b*色空間の差異から色差を求めた。色差の測定は、微小面分光色差計(日本電色工業株式会社製、VSS 7700)を用いた。色差(ΔE)は、以下の式によって算出した。
The color difference ΔE was evaluated in accordance with JIS K 5600-4-6:1999. Specifically, the color difference was calculated from the difference in the L * , a * , b * color space between the
ΔE={(L*
2-L*
1)2+(a*
2-a*
1)2+(b*
2-b*
1)2}1/2
ここで、L*
1、a*
1、b*
1は非パターン部の色空間L*a*b*の測定値、L*
2、a*
2、b*
2はパターン部の色空間L*a*b*の測定値である。
ΔE = {(L * 2 - L * 1 ) 2 + (a * 2 - a* 1 ) 2 + (b * 2 - b * 1 ) 2 } 1/2
Here, L * 1 , a * 1 , b * 1 are the measurement values of the color space L * a * b * of the non-patterned portion, and L * 2 , a * 2 , b * 2 are the measurement values of the color space L * a * b * of the patterned portion.
化成処理層の厚膜部の厚みtPと、非厚膜部の厚みtBは、以下の方法によって測定した。溶融めっき鋼板から所定の大きさに切り出したサンプルの表面を50nmの厚さに金蒸着し、金蒸着したサンプルを樹脂に埋め込み、サンプルの板厚方向の断面が露出するように研磨した。サンプルの断面を走査電子顕微鏡を用いて5000倍の倍率で観察し、金蒸着層の形態を観察した。そして、金蒸着層とめっき層とに挟まれた領域を化成処理層と特定し、SEM画像から化成処理層の厚みtP、tBを測定した。 The thickness tP of the thick part of the chemical conversion layer and the thickness tB of the non-thick part were measured by the following method. The surface of a sample cut to a predetermined size from a hot-dip plated steel sheet was gold-vapor-deposited to a thickness of 50 nm, and the gold-vapor-deposited sample was embedded in resin and polished so that the cross section of the sample in the sheet thickness direction was exposed. The cross section of the sample was observed at a magnification of 5000 times using a scanning electron microscope to observe the form of the gold vapor-deposited layer. Then, the region sandwiched between the gold vapor-deposited layer and the plating layer was identified as the chemical conversion layer, and the thicknesses tP and tB of the chemical conversion layer were measured from the SEM image.
[識別性]
1ヶ月放置しためっき鋼板について、下記の判定基準に基づいて目視評価した。◎~△を合格とした。
[Distinguishing property]
After leaving the plated steel sheet for one month, it was visually evaluated according to the following criteria. ⊚ to △ were considered to be acceptable.
◎:5m先からでもパターン部を視認できる。
○:5m先からはパターン部を視認できないが、3m先からの視認性は高い。
△:3m先からはパターン部を視認できないが、1m先からの視認性は高い。
×:1m先からパターン部を視認できない。
⊚: The pattern can be seen from 5 m away.
◯: The pattern portion cannot be seen from 5 m away, but is highly visible from 3 m away.
Δ: The pattern portion cannot be seen from 3 m away, but visibility is high from 1 m away.
×: The pattern portion cannot be seen from 1 m away.
[耐食性]
試験板を150×70mmに切断し、JASO-M609に準拠した腐食促進試験CCTを30サイクル試験した後、錆発生状況を調査し、下記の判定基準に基づいて評価した。◎~△を合格とした。
◎:錆発生がなく、パターン部と非パターン部ともに美麗な意匠外観を維持している。
○:錆発生はないが、パターン部と非パターン部にごくわずかな意匠外観変化が認められる。
△:意匠外観がやや損なわれているが、パターン部と非パターン部が目視で区別できる。
×:パターン部と非パターン部の外観品位が著しく低下しており、目視で区別できない。
[Corrosion resistance]
The test plates were cut into 150 x 70 mm pieces and subjected to 30 cycles of accelerated corrosion testing (CCT) in accordance with JASO-M609. The occurrence of rust was then examined and evaluated according to the following criteria. A to B were deemed to be acceptable.
⊚: No rust occurs, and both the patterned and non-patterned parts maintain a beautiful design appearance.
◯: No rust was observed, but very slight changes in the design and appearance were observed in the pattern and non-pattern areas.
Δ: The design appearance is slightly impaired, but the patterned and non-patterned areas are visually distinguishable.
×: The appearance quality of the patterned and non-patterned portions is significantly deteriorated and cannot be distinguished by visual inspection.
表1A~表1Cに示すように、No.1~No.71の発明例は、めっき層の化学組成、化成処理層の膜厚比が本発明の範囲を満足するため、明瞭に変色した変色領域からなるパターン部が現れ、パターン部と非パターン部との色差ΔEが3.0以上になった。これにより、優れた識別性及び耐食性が得られた。 As shown in Tables 1A to 1C, in the invention examples No. 1 to No. 71, the chemical composition of the plating layer and the film thickness ratio of the chemical conversion coating layer satisfy the ranges of the present invention, so that a patterned portion consisting of a clearly discolored discolored area appears, and the color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion is 3.0 or more. This provides excellent distinguishability and corrosion resistance.
表1Cに示すように、No.72の比較例は、化成処理層の膜厚比が本発明の範囲を満足しなかったため、パターン部となる領域の変色が不十分となり、パターン部と非パターン部との色差ΔEが3.0未満になった。これにより、識別性が低下した。 As shown in Table 1C, in the comparative example No. 72, the film thickness ratio of the chemical conversion layer did not satisfy the range of the present invention, so the discoloration of the area that would become the patterned part was insufficient, and the color difference ΔE between the patterned part and the non-patterned part was less than 3.0. This reduced the distinguishability.
No.73の比較例は、めっき層のAl含有量が過剰であったため、めっき層の密着性が低下し、耐食性が不十分になった。 In the comparative example No. 73, the Al content of the plating layer was excessive, which reduced the adhesion of the plating layer and resulted in insufficient corrosion resistance.
No.74の比較例は、めっき層のMg含有量が過剰であったため、めっき層の密着性が低下し、耐食性が不十分になった。 In the comparative example No. 74, the Mg content in the plating layer was excessive, which reduced the adhesion of the plating layer and resulted in insufficient corrosion resistance.
No.75の比較例は、めっき層に対して印刷法によってパターン部を形成したため、パターン部の耐久性が十分ではなく、識別性が低下した。 In the comparative example No. 75, the pattern portion was formed on the plating layer by printing, so the durability of the pattern portion was insufficient and the identifiability was reduced.
1…鋼板、2…めっき層、2a…パターン部、2b…非パターン部、3…化成処理層、3a…厚膜部、3b…非厚膜部。 1...steel plate, 2...plating layer, 2a...patterned portion, 2b...non-patterned portion, 3...chemical conversion layer, 3a...thick film portion, 3b...non-thick film portion.
Claims (13)
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記溶融めっき層には、所定の形状となるように配置されたパターン部と、非パターン部とが形成され、
前記パターン部と前記非パターン部との色差ΔEが3.0以上であり、
前記パターン部上にある前記化成処理層の厚みtPと、前記非パターン部上にある前記化成処理層の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が1.5以上である、表面処理鋼板。 The present invention comprises a steel sheet, a hot-dip plating layer formed on a surface of the steel sheet, and a chemical conversion coating layer formed on a surface of the hot-dip plating layer,
The hot-dip plating layer contains, in an average composition, Al: 0 to 90 mass%, Mg: 0 to 10 mass%, and the balance contains Zn and impurities,
The hot-dip plating layer has a pattern portion and a non-pattern portion arranged to have a predetermined shape,
a color difference ΔE between the patterned portion and the non-patterned portion is 3.0 or more;
A surface-treated steel sheet, wherein a thickness ratio ( tP / tB ) of a thickness tP of the chemical conversion layer on the patterned portion to a thickness tB of the chemical conversion layer on the non-patterned portion is 1.5 or more.
前記溶融めっき層は、平均組成で、Al:0~90質量%、Mg:0~10質量%を含有し、残部がZnおよび不純物を含み、
前記化成処理層には、所定の形状となるように配置された厚膜部と、非厚膜部とが形成され、
前記化成処理層の前記厚膜部の厚みtPと、前記化成処理層の前記非厚膜部の厚みtBとの膜厚比(tP/tB)が、1.5以上である、表面処理鋼板。 The present invention comprises a steel sheet, a hot-dip plating layer formed on a surface of the steel sheet, and a chemical conversion coating layer formed on a surface of the hot-dip plating layer,
The hot-dip plating layer contains, in an average composition, Al: 0 to 90 mass%, Mg: 0 to 10 mass%, and the balance contains Zn and impurities,
The chemical conversion layer has thick film portions and non-thick film portions arranged in a predetermined shape,
A surface-treated steel sheet, wherein a thickness ratio ( tP / tB ) of a thickness tP of the thick film portion of the chemical conversion layer to a thickness tB of the non-thick film portion of the chemical conversion layer is 1.5 or more.
[A群]Si:0.0001~2質量%
[B群]Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、Cのいずれか1種または2種以上を、合計で0.0001~2質量% The surface-treated steel sheet according to claim 1 , wherein the hot-dip plating layer further contains, in an average composition, one or two selected from the group consisting of the following Group A and Group B:
[Group A] Si: 0.0001 to 2 mass%
[Group B] Ni, Ti, Zr, Sr, Fe, Sb, Pb, Sn, Ca, Co, Mn, P, B, Bi, Cr, Sc, Y, REM, Hf, C, any one or more of these, in a total content of 0.0001 to 2 mass%
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