JP2892435B2 - 亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板のクロメート処理方法 - Google Patents
亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板のクロメート処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合金化亜鉛めっき鋼板もしくは亜鉛めっき鋼
板の外観性に優れ、かつ耐食性が優れたクロメート処理
鋼板を製造する処理方法に関するものである。
板の外観性に優れ、かつ耐食性が優れたクロメート処理
鋼板を製造する処理方法に関するものである。
亜鉛めっき及び合金化亜鉛めっき鋼板は、防錆要求性
能の高まりにより使用用途が大幅に拡大している。塗装
部品については、従来一次防錆クロメート処理又は塗油
処理されていたものが、前処理省略及び塗装省略により
無塗装使用される鋼板が増加している。この様な鋼板製
造に関して、種々の表面処理方法が開発され、その大部
分はクロメート処理に属する方法である。付与性能とし
て耐食性のみならず、塗装性、耐指紋性、加工性、及び
溶接性等優れた特性を有する鋼板が製造されている。
能の高まりにより使用用途が大幅に拡大している。塗装
部品については、従来一次防錆クロメート処理又は塗油
処理されていたものが、前処理省略及び塗装省略により
無塗装使用される鋼板が増加している。この様な鋼板製
造に関して、種々の表面処理方法が開発され、その大部
分はクロメート処理に属する方法である。付与性能とし
て耐食性のみならず、塗装性、耐指紋性、加工性、及び
溶接性等優れた特性を有する鋼板が製造されている。
無塗装使用鋼板として、種々のクロメート処理のみの
場合と、クロメート処理後薄膜のクリヤー有機樹脂コー
ティングしたものが使用されている。
場合と、クロメート処理後薄膜のクリヤー有機樹脂コー
ティングしたものが使用されている。
従来のこの用途の鋼板は、機能上要求品質は満足され
るが、美観上必ずしも均一色調及び外観色で十分な鋼板
となっていない。特にクロメート処理である事よりクロ
メート特有の黄色味を帯びた外観色になっている。
るが、美観上必ずしも均一色調及び外観色で十分な鋼板
となっていない。特にクロメート処理である事よりクロ
メート特有の黄色味を帯びた外観色になっている。
公知技術の高速連続ライン製造方法で得られた無色ク
ロメート処理鋼板では、耐食性が不十分である。
ロメート処理鋼板では、耐食性が不十分である。
クロメート皮膜による耐食性は主としてCr6+による犠
牲防食作用とCr3+化合物の表面被覆性によるものであ
り、付着Cr量の量的要因が大きい。無色クロメート皮膜
時Cr付着量は20mg/m2以下であり、ライン速度120m/min
以上高速生産性のある反応クロメート及び電解クロメー
トではS.S.T＝24Hr程度である。
牲防食作用とCr3+化合物の表面被覆性によるものであ
り、付着Cr量の量的要因が大きい。無色クロメート皮膜
時Cr付着量は20mg/m2以下であり、ライン速度120m/min
以上高速生産性のある反応クロメート及び電解クロメー
トではS.S.T＝24Hr程度である。
従来の公知技術において亜鉛めっき及び合金化亜鉛め
っき無処理鋼板の外観色を生かす場合、一次防錆クロメ
ートとしては電気亜鉛めっきの場合Cr付着量は20mg/m2
以下であるがこの場合耐食性（S.S.T）が、通常24Hr以
下であり、無塗装用途には不十分である。
っき無処理鋼板の外観色を生かす場合、一次防錆クロメ
ートとしては電気亜鉛めっきの場合Cr付着量は20mg/m2
以下であるがこの場合耐食性（S.S.T）が、通常24Hr以
下であり、無塗装用途には不十分である。
耐食性を向上させた無色鋼板として塗布クロメートの
高温焼付処理又は一次防錆クロメート後薄膜のクリヤー
有機樹脂コーティング処理があるが、鋼板製造時のコス
ト及び高速処理性が不十分である。
高温焼付処理又は一次防錆クロメート後薄膜のクリヤー
有機樹脂コーティング処理があるが、鋼板製造時のコス
ト及び高速処理性が不十分である。
本発明は上記問題点より無処理鋼板の外観色で耐食性
の優れた鋼板を経済的に高速処理生産しうる処理方法を
提供する。
の優れた鋼板を経済的に高速処理生産しうる処理方法を
提供する。
本発明は、亜鉛めっき鋼板又は合金化亜鉛めっき鋼板
の表面に、クロメート処理を行い水洗して略無色のクロ
ミッククロメート皮膜を５〜20mg/m2又はリン酸クロム
皮膜を５〜40mg/m2（Cr換算）の不溶性クロメート皮膜
を化成させた後、その全表面に、Cr6+、Cr3+及びコロイ
ダルシリカを主成分とし、そのCr3+／Cr6+の重量比が1/
1〜1/20で、SiO2／全Crの重量比が10/1〜250/1に調整さ
れている水溶液を塗布し水洗することなく乾燥させ、Si
O2が30〜250mg/m2、Crが0.2〜3mg/m2の範囲に入る無色
皮膜を形成させることを特徴とするクロメート処理方法
である。
の表面に、クロメート処理を行い水洗して略無色のクロ
ミッククロメート皮膜を５〜20mg/m2又はリン酸クロム
皮膜を５〜40mg/m2（Cr換算）の不溶性クロメート皮膜
を化成させた後、その全表面に、Cr6+、Cr3+及びコロイ
ダルシリカを主成分とし、そのCr3+／Cr6+の重量比が1/
1〜1/20で、SiO2／全Crの重量比が10/1〜250/1に調整さ
れている水溶液を塗布し水洗することなく乾燥させ、Si
O2が30〜250mg/m2、Crが0.2〜3mg/m2の範囲に入る無色
皮膜を形成させることを特徴とするクロメート処理方法
である。
前記方法における水溶液を塗布する鋼板としては、亜
鉛めっき及び合金化亜鉛めっき鋼板である。外観上無色
を狙うために反応クロメートもしくは電解クロメート皮
膜時Cr付着量が有色にならない範囲の、無処理鋼板と同
等の外観色調を得る鋼板製造に係わる方法である。反応
クロメートの色調が上記範囲外の場合有色となり、目的
より逸する具体的数値としては、Cr付着量が上記範囲で
かつ色調測定値としてｂ値は1.5以下である。クロミッ
ククロメート皮膜の場合、20mg/m2以下とするのが好ま
しい。
鉛めっき及び合金化亜鉛めっき鋼板である。外観上無色
を狙うために反応クロメートもしくは電解クロメート皮
膜時Cr付着量が有色にならない範囲の、無処理鋼板と同
等の外観色調を得る鋼板製造に係わる方法である。反応
クロメートの色調が上記範囲外の場合有色となり、目的
より逸する具体的数値としては、Cr付着量が上記範囲で
かつ色調測定値としてｂ値は1.5以下である。クロミッ
ククロメート皮膜の場合、20mg/m2以下とするのが好ま
しい。
高速生産性を計るため、反応クロメート又は電解クロ
メート処理された鋼板を連続的に後処理して塗布乾燥す
るのが有用である。
メート処理された鋼板を連続的に後処理して塗布乾燥す
るのが有用である。
前記処理後の塗布乾燥方法として、ロールコーター
法、フラットロール絞り法、エアーナイフ絞り法、ミス
ト方法等種々あるが、高速生産性及び外観均一性から40
〜80℃に加温された処理液を0.1秒〜５秒シャワー又は
流しかけ後フラットロール絞り法又は、エアーナイフ絞
り法で鋼板上のCrの付着量＝0.2〜3ml/m2、SiO2付着量3
0〜250mg/m2に絞ったのち、乾燥されるものである。
法、フラットロール絞り法、エアーナイフ絞り法、ミス
ト方法等種々あるが、高速生産性及び外観均一性から40
〜80℃に加温された処理液を0.1秒〜５秒シャワー又は
流しかけ後フラットロール絞り法又は、エアーナイフ絞
り法で鋼板上のCrの付着量＝0.2〜3ml/m2、SiO2付着量3
0〜250mg/m2に絞ったのち、乾燥されるものである。
乾燥方法は、公知の方法でよく乾燥板温は乾燥後鋼板
が次のロール等に接触しクロム又はSiO2が転着しなけれ
ば特定しない。通常乾燥板温は40〜100℃である。
が次のロール等に接触しクロム又はSiO2が転着しなけれ
ば特定しない。通常乾燥板温は40〜100℃である。
当該処理液の成分について以下に説明する。
Cr6+化合物及びCr3+化合物については、無水クロム酸
水溶液の一部を還元する方法と、Cr6+化合物及びCr3+化
合物を利用し水溶液とする方法がある。Cr6+又はCr3+化
合物のアニオン成分としては NO3 -、PO4 3-……等ある。
水溶液の一部を還元する方法と、Cr6+化合物及びCr3+化
合物を利用し水溶液とする方法がある。Cr6+又はCr3+化
合物のアニオン成分としては NO3 -、PO4 3-……等ある。
無水クロム酸を還元してCr3+を生成する方法は公知の
有機又は無機還元剤による方法で作成する。
有機又は無機還元剤による方法で作成する。
Cr6+、Cr3+との混合液割合については、処理時、鋼板
表面とのCr6+→Cr3+還元反応でCr3+は増加傾向となるた
め、Cr3+／Cr6+＝1/1〜1/20が適切である。Cr3+／Cr6+
比が1/20より小さい場合、皮膜のCr溶出量が多くなるた
め適さない。又、Cr3+／Cr6+＝1/1以上の場合Cr3+が多
いため、耐食性向上が不十分である。又、pH的にコロイ
ダルシリカの安定性が不十分で凝集、沈降分離を起こし
易くなり、処理液安定性に劣る。
表面とのCr6+→Cr3+還元反応でCr3+は増加傾向となるた
め、Cr3+／Cr6+＝1/1〜1/20が適切である。Cr3+／Cr6+
比が1/20より小さい場合、皮膜のCr溶出量が多くなるた
め適さない。又、Cr3+／Cr6+＝1/1以上の場合Cr3+が多
いため、耐食性向上が不十分である。又、pH的にコロイ
ダルシリカの安定性が不十分で凝集、沈降分離を起こし
易くなり、処理液安定性に劣る。
上記クロム含有液だけの塗布乾燥は、公知の処理方法
で一般的に使用され外観上は無色であるが若干の耐食性
向上にとどまり、本発明のような大幅な耐食性向上は得
られない。大幅な耐食性向上はCr6+化合物及びCr3+化合
物からなる水溶液にコロイダルシリカを含有することに
より達成される。
で一般的に使用され外観上は無色であるが若干の耐食性
向上にとどまり、本発明のような大幅な耐食性向上は得
られない。大幅な耐食性向上はCr6+化合物及びCr3+化合
物からなる水溶液にコロイダルシリカを含有することに
より達成される。
耐食性向上に有効なコロイダルシリカ単独ではシリカ
の付着強度が低下し、パウダリング加工性、耐食性、密
着性が大幅に劣る。このため、クロム化合物とコロイダ
ルシリカの併用効果により本発明の目的性能が達成され
る。
の付着強度が低下し、パウダリング加工性、耐食性、密
着性が大幅に劣る。このため、クロム化合物とコロイダ
ルシリカの併用効果により本発明の目的性能が達成され
る。
使用するコロイダルシリカは液相又は気相シリカがあ
り、各々単独又は併用で水溶液のSiO2／全Cr＝10/1〜25
0/1の重量比になる様に添加される。処理液pH＝1.5〜3.
5で安定で凝集、沈降分離のないコロイダルシリカの種
類を選定しなければならない。市販されている種類とし
て日産化学製スノーテックス−Ｏ……等がある。
り、各々単独又は併用で水溶液のSiO2／全Cr＝10/1〜25
0/1の重量比になる様に添加される。処理液pH＝1.5〜3.
5で安定で凝集、沈降分離のないコロイダルシリカの種
類を選定しなければならない。市販されている種類とし
て日産化学製スノーテックス−Ｏ……等がある。
その他必要により各種添加剤を加える場合がある。添
加成分として、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Co2+等のカチオン及
びPO4 3-等のアニオンがある。添加濃度は、0.001〜2g/l
が望ましい。
加成分として、Zn2+、Fe2+、Ni2+、Co2+等のカチオン及
びPO4 3-等のアニオンがある。添加濃度は、0.001〜2g/l
が望ましい。
前記処理液成分の鋼板付着量は全Cr＝0.2〜3mg/m2、S
iO2＝30〜250mg/m2が、目的の外観、耐食性及び実用性
能でより適切である。
iO2＝30〜250mg/m2が、目的の外観、耐食性及び実用性
能でより適切である。
全Cr＝3mg/m2を越える有色となりやすく、SiO2＝250m
g/m2を越える実用性能で満足されない。
g/m2を越える実用性能で満足されない。
即ち、SiO2＝250mg/m2を越えるとSiO2の付着強度が低
下するためパウダリング性が劣りプレス加工時弊害とな
る。
下するためパウダリング性が劣りプレス加工時弊害とな
る。
全Cr＝0.2mg/m2未満、SiO2＝30mg/m2未満では耐食性
向上が不十分である。
向上が不十分である。
本発明は、亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板にクロメー
ト処理のみを施し、それを製品として市販されるもので
あるが、実際の用途では、インキ印刷又は一部意匠目的
で塗装を施す場合があり、塗装性も満足させなければな
らない。
ト処理のみを施し、それを製品として市販されるもので
あるが、実際の用途では、インキ印刷又は一部意匠目的
で塗装を施す場合があり、塗装性も満足させなければな
らない。
本発明のクロメート処理方法に関し、その実施例１〜
３を比較例１〜７と共に表１に示す。
３を比較例１〜７と共に表１に示す。
無水クロム酸200g/lをエチルアルコール還元でCr3+／
全Cr＝0.1になる様にした濃縮液を10gと20％コロイダル
シリカ250gを全量１になる様に水を加え後処理液を作
成する。
全Cr＝0.1になる様にした濃縮液を10gと20％コロイダル
シリカ250gを全量１になる様に水を加え後処理液を作
成する。
この様な液作成方法で表１にある水準のように全Cr＝
０〜5mg/m2、SiO2＝０〜1000mg/m2になる様に処理液を
調整し、実施例１はCr1mg/m2、SiO250mg/m2、実施例２
はCr0.5mg/m2、SiO2120mg/m2、実施例３はCr2mg/m2、Si
O240mg/m2とした場合である。
０〜5mg/m2、SiO2＝０〜1000mg/m2になる様に処理液を
調整し、実施例１はCr1mg/m2、SiO250mg/m2、実施例２
はCr0.5mg/m2、SiO2120mg/m2、実施例３はCr2mg/m2、Si
O240mg/m2とした場合である。
塗布する鋼板は直前に予め反応クロメート処理された
もの、即ち、市販の20/20の電気亜鉛めっき鋼板をトリ
クレン蒸気脱脂を行ない、酸化膜除去のため弱アルカリ
活性化処理を行なった後、日本パーカライジング社製の
ジンクロム357をCr6+濃度＝10ポイント、遊離酸度＝2.8
ポイント、50℃、４″でスプレー処理後水洗乾燥した、
Cr付着量＝10mg/m2のクロメート処理鋼板を使用する
（実施例１、比較例２、比較例４〜７）。実施例２では
Cr付着量＝15mg/m2、実施例３ではCr付着量＝5mg/m2の
クロメート処理鋼板を使用した。比較例１、３ではクロ
メート処理しない無処理の鋼板を使用した。
もの、即ち、市販の20/20の電気亜鉛めっき鋼板をトリ
クレン蒸気脱脂を行ない、酸化膜除去のため弱アルカリ
活性化処理を行なった後、日本パーカライジング社製の
ジンクロム357をCr6+濃度＝10ポイント、遊離酸度＝2.8
ポイント、50℃、４″でスプレー処理後水洗乾燥した、
Cr付着量＝10mg/m2のクロメート処理鋼板を使用する
（実施例１、比較例２、比較例４〜７）。実施例２では
Cr付着量＝15mg/m2、実施例３ではCr付着量＝5mg/m2の
クロメート処理鋼板を使用した。比較例１、３ではクロ
メート処理しない無処理の鋼板を使用した。
この鋼板に60℃に加温した本処理液をシャワーし、絞
り量＝1ml/m2のフラットリンガーロールで絞ったのち熱
風で乾燥し供試鋼板を作成した。
り量＝1ml/m2のフラットリンガーロールで絞ったのち熱
風で乾燥し供試鋼板を作成した。
評価方法は、外観色調として色差計にてｂ値,L値、光
沢度を測定する。
沢度を測定する。
耐食性は、エッヂ部をテープシールして塩水噴霧試験
を行ない白錆発生面積を測定する。
を行ない白錆発生面積を測定する。
加工性はパウダリング試験として連続プレステストに
よる剥離物質の堆積状況を観察した。
よる剥離物質の堆積状況を観察した。
塗装性として市販のメラミンアルキッド塗料をバーコ
ーダーにて25μ塗装焼付し一次密着性、二次密着性（沸
水2Hr浸漬後）試験で、ゴバン目及び衝撃試験で評価
し、100点満点で表示する。
ーダーにて25μ塗装焼付し一次密着性、二次密着性（沸
水2Hr浸漬後）試験で、ゴバン目及び衝撃試験で評価
し、100点満点で表示する。
第１図は前記実施例で使用したと同様の電気亜鉛めっ
き鋼板を使用し、同様の処理を行った場合の全Cr付着量
と色調との関係を示すグラフであり、同グラフから明ら
かなように、全Cr付着量が20mg/m2以下で、ｂ値が略1.5
以下が好ましい無色となるのである。同図において、１
は本発明の実施例１〜３に係る折れ線グラフ、２は比較
例４に代表される一般クロメートに係る折れ線グラフで
ある。
き鋼板を使用し、同様の処理を行った場合の全Cr付着量
と色調との関係を示すグラフであり、同グラフから明ら
かなように、全Cr付着量が20mg/m2以下で、ｂ値が略1.5
以下が好ましい無色となるのである。同図において、１
は本発明の実施例１〜３に係る折れ線グラフ、２は比較
例４に代表される一般クロメートに係る折れ線グラフで
ある。
又、第２図は前記処理後における72Hrの耐食性（S.S.
T.）を示すグラフである。
T.）を示すグラフである。
同図においても、１は実施例１〜３に係る折れ線グラ
フ、２は比較例４に代表される一般クロメートに係る折
れ線グラブである。
フ、２は比較例４に代表される一般クロメートに係る折
れ線グラブである。
表１に示すように比較例４との比較で本発明の後処理
方法によれば、第１図及び第２図から明らかように色調
が無処理後外観の目安であるｂ値＝1.5以下の低クロム
付着量域で既存の処理方法に比較し大幅に耐食性が向上
し塗装性も向上している事が理解できる。パウダリング
性は若干劣るが問題を生じるレベルではない。
方法によれば、第１図及び第２図から明らかように色調
が無処理後外観の目安であるｂ値＝1.5以下の低クロム
付着量域で既存の処理方法に比較し大幅に耐食性が向上
し塗装性も向上している事が理解できる。パウダリング
性は若干劣るが問題を生じるレベルではない。
以上説明したように本発明によれば、亜鉛又は合金化
亜鉛めっき鋼板のクロメート処理において、略無色の不
溶性クロメート皮膜を化成させた後に、特定範囲のCrと
SiO2を含む無色の皮膜を形成して２段皮膜とし、耐食性
及び塗装性に優れた無色のクロメート処理ができる。
亜鉛めっき鋼板のクロメート処理において、略無色の不
溶性クロメート皮膜を化成させた後に、特定範囲のCrと
SiO2を含む無色の皮膜を形成して２段皮膜とし、耐食性
及び塗装性に優れた無色のクロメート処理ができる。
第１図は本発明に係る実施例で使用したと同様の電気亜
鉛めっき鋼板を使用し、同様の処理を行った場合の全Cr
付着量と色調との関係を示すグラフ、第２図は第１図の
処理後における72Hrの耐食性（S.S.T.）を示すグラフで
ある。 １……実施例１〜３に係る色調の折れ線グラフ、２……
比較例４に代表される一般クロメートの色調に係る折れ
線グラフ
鉛めっき鋼板を使用し、同様の処理を行った場合の全Cr
付着量と色調との関係を示すグラフ、第２図は第１図の
処理後における72Hrの耐食性（S.S.T.）を示すグラフで
ある。 １……実施例１〜３に係る色調の折れ線グラフ、２……
比較例４に代表される一般クロメートの色調に係る折れ
線グラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 智之 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 吉原 敬久 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 関田 貴司 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 藤田 芳則 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭61−104086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−4880（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 C23C 28/00 B05D 3/10,7/14
Claims (1)
- 【請求項１】亜鉛めっき鋼板又は合金化亜鉛めっき鋼板
の表面に、クロメート処理を行い水洗して略無色のクロ
ミッククロメート皮膜を５〜20mg/m2又はリン酸クロム
皮膜を５〜40mg/m2（Cr換算）の不溶性クロメート皮膜
を化成させた後、その全表面に、Cr6+、Cr3+及びコロイ
ダルシリカを主成分とし、そのCr3+／Cr6+の重量比が1/
1〜1/20で、SiO2／全Crの重量比が10/1〜250/1に調整さ
れている水溶液を塗布し水洗することなく乾燥させ、Si
O2が30〜250mg/m2、Crが0.2〜3mg/m2の範囲に入る無色
皮膜を形成させることを特徴とするクロメート処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10143690A JP2892435B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板のクロメート処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10143690A JP2892435B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板のクロメート処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04377A JPH04377A (ja) | 1992-01-06 |
| JP2892435B2 true JP2892435B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=14300644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10143690A Expired - Fee Related JP2892435B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 亜鉛又は合金化亜鉛めっき鋼板のクロメート処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892435B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6085831B1 (ja) * | 2016-05-16 | 2017-03-01 | 日本表面化学株式会社 | 化成皮膜処理剤及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP10143690A patent/JP2892435B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH04377A (ja) | 1992-01-06 |
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