JP2954417B2 - 耐食性に優れた黒色表面処理鋼板とその製造方法 - Google Patents
耐食性に優れた黒色表面処理鋼板とその製造方法Info
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- JP2954417B2 JP2954417B2 JP4041503A JP4150392A JP2954417B2 JP 2954417 B2 JP2954417 B2 JP 2954417B2 JP 4041503 A JP4041503 A JP 4041503A JP 4150392 A JP4150392 A JP 4150392A JP 2954417 B2 JP2954417 B2 JP 2954417B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に亜鉛系めっき鋼板
が使用される分野において、装飾が必要な部材に用いら
れる黒色表面処理鋼板とその製造方法に関するものであ
る。
が使用される分野において、装飾が必要な部材に用いら
れる黒色表面処理鋼板とその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車，家電，建材分野に用いられる鋼
材に対しては、低コストかつ高性能の品質が一貫して要
求され続けている。近年では、需要家の工程で行なわれ
てきた前処理及び塗装を省略できるプレコート鋼板の導
入が低コスト化の観点から活発に行なわれている。こう
した要求に答えるため、従来は塗料を塗装したいわゆる
塗装鋼板が用いられてきたが、徹底したコストダウンの
追求や溶接性の観点から、低コストの薄膜着色鋼板の要
求が強くなってきた。色調としては、黒色系統のニーズ
が強く、優れた耐食性を有することも当然要求される。
鋼板に対する防錆性能も具備した黒色鋼板としては、亜
鉛めっきもしくは亜鉛合金めっき鋼板を下地とするもの
が挙げられる。例えば、特開昭５８−１５１４９０号，
１５１４９１号公報ではＮｉ，Ｃｏ，ＭｏとＺｎの合金
めっきを陽極処理して黒色化する，特開昭６０−１２１
２７５号公報ではＮｉ−Ｚｎ合金めっきを化学溶解して
黒色化する，特公平３−４０１１６号，４０１１７号公
報では亜鉛イオンと着色化イオン及び強酸化性イオンを
含む水溶液中で陰極電解により黒色皮膜を得る方法など
がそれぞれ開示されている。
材に対しては、低コストかつ高性能の品質が一貫して要
求され続けている。近年では、需要家の工程で行なわれ
てきた前処理及び塗装を省略できるプレコート鋼板の導
入が低コスト化の観点から活発に行なわれている。こう
した要求に答えるため、従来は塗料を塗装したいわゆる
塗装鋼板が用いられてきたが、徹底したコストダウンの
追求や溶接性の観点から、低コストの薄膜着色鋼板の要
求が強くなってきた。色調としては、黒色系統のニーズ
が強く、優れた耐食性を有することも当然要求される。
鋼板に対する防錆性能も具備した黒色鋼板としては、亜
鉛めっきもしくは亜鉛合金めっき鋼板を下地とするもの
が挙げられる。例えば、特開昭５８−１５１４９０号，
１５１４９１号公報ではＮｉ，Ｃｏ，ＭｏとＺｎの合金
めっきを陽極処理して黒色化する，特開昭６０−１２１
２７５号公報ではＮｉ−Ｚｎ合金めっきを化学溶解して
黒色化する，特公平３−４０１１６号，４０１１７号公
報では亜鉛イオンと着色化イオン及び強酸化性イオンを
含む水溶液中で陰極電解により黒色皮膜を得る方法など
がそれぞれ開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の黒色化技術は何
れも優れた方法であるが、陽極処理や化学溶解処理は下
地めっきを溶解酸化させて黒色化するものであり、下地
めっきにクラックが入り、耐食性が著しく低下する問題
がある。陰極処理は下地めっきによらない方法であるが
強酸化性イオンなど不安定なイオンを含むため、均一な
色調を得ることが困難である。本発明は、均一な色調と
高耐食性を有する黒色表面処理鋼板と、これを得るため
の高速短時間かつ簡便な製造方法を提供するものであ
る。
れも優れた方法であるが、陽極処理や化学溶解処理は下
地めっきを溶解酸化させて黒色化するものであり、下地
めっきにクラックが入り、耐食性が著しく低下する問題
がある。陰極処理は下地めっきによらない方法であるが
強酸化性イオンなど不安定なイオンを含むため、均一な
色調を得ることが困難である。本発明は、均一な色調と
高耐食性を有する黒色表面処理鋼板と、これを得るため
の高速短時間かつ簡便な製造方法を提供するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、以下の
通りである。 （１）鋼板上にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１％以上か
つＣｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有するＺｎ系電
気めっき層，鉄族金属とＣｒの酸化物を含む黒色皮膜
層，及び該皮膜上にＣｒ付着量５ｍｇ／ｍ2 以上のクロ
メート皮膜，膜厚３μ以下のガードコートを有すること
を特徴とする耐食性に優れた黒色表面処理鋼板。 （２）鋼板にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１％以上かつ
Ｃｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有するＺｎ系電気
めっきを施し、その後、ｐＨ１〜３の水溶液中でスプレ
ーもしくは浸漬処理して、表面に黒色皮膜を形成させ、
さらに上層にクロメート処理を行ないガードコートを塗
布することを特徴とする耐食性に優れた黒色表面処理鋼
板の製造方法にある。
通りである。 （１）鋼板上にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１％以上か
つＣｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有するＺｎ系電
気めっき層，鉄族金属とＣｒの酸化物を含む黒色皮膜
層，及び該皮膜上にＣｒ付着量５ｍｇ／ｍ2 以上のクロ
メート皮膜，膜厚３μ以下のガードコートを有すること
を特徴とする耐食性に優れた黒色表面処理鋼板。 （２）鋼板にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１％以上かつ
Ｃｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有するＺｎ系電気
めっきを施し、その後、ｐＨ１〜３の水溶液中でスプレ
ーもしくは浸漬処理して、表面に黒色皮膜を形成させ、
さらに上層にクロメート処理を行ないガードコートを塗
布することを特徴とする耐食性に優れた黒色表面処理鋼
板の製造方法にある。
【０００５】
【作用】本発明の黒色表面処理鋼板は、Ｃｒ５％以上と
鉄族金属０．１％以上かつＣｒと鉄族金属を合計で３０
％以下含有する下地Ｚｎ系電気めっき層，鉄族金属とＣ
ｒの酸化物黒色皮膜層，及びＣｒ付着量５ｍｇ／ｍ2 以
上のクロメート皮膜層，膜厚３μ以下のガードコートの
４層から形成される。下地のＺｎ系電気めっき層は、黒
色化に必要なＣｒと鉄族金属を含有し、かつ高耐食性を
有する。めっき層中のＣｒ含有率は５％以上とする。Ｃ
ｒ１％以上で既に耐食性の向上が認められるが、５％以
上になると、従来公知のＺｎめっきはもとよりＺｎ−Ｎ
ｉ，Ｚｎ−Ｆｅなどの合金めっきを上回る高耐食性を発
揮するからである。例えば塩水噴霧試験を５００時間以
上行なっても容易に赤錆は発生しない。鉄族金属は０．
１％以上とする。０．１％未満では後述する黒色化処理
を行なっても、十分な黒色外観が得られない。Ｃｒと鉄
族金属の合計が多くなると加工性が低下するため、Ｃｒ
と鉄族金属の合計は３０％以下とする。また、鉄族金属
の含有率がＣｒ含有率より増えると鉄族金属の性質が強
くなるので、鉄族金属の含有率はＣｒ含有率未満，より
好ましくはＣｒ含有率の１／２以下が望ましい。ここで
鉄族金属とはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉを指し、単独もしくは複
合で用いてよい。耐食性への寄与及び黒色外観が得られ
やすいという点ではＮｉが最も好ましい。また、Ｃｒ析
出促進剤としてめっき浴中に加えられるカチオンポリマ
ーやポリオキシアルキレン誘導体をめっき層中に微量共
析させても差し支えなく、５％以下の共析率ならば緻密
で均一なめっき層が形成され成形性に有利である。
鉄族金属０．１％以上かつＣｒと鉄族金属を合計で３０
％以下含有する下地Ｚｎ系電気めっき層，鉄族金属とＣ
ｒの酸化物黒色皮膜層，及びＣｒ付着量５ｍｇ／ｍ2 以
上のクロメート皮膜層，膜厚３μ以下のガードコートの
４層から形成される。下地のＺｎ系電気めっき層は、黒
色化に必要なＣｒと鉄族金属を含有し、かつ高耐食性を
有する。めっき層中のＣｒ含有率は５％以上とする。Ｃ
ｒ１％以上で既に耐食性の向上が認められるが、５％以
上になると、従来公知のＺｎめっきはもとよりＺｎ−Ｎ
ｉ，Ｚｎ−Ｆｅなどの合金めっきを上回る高耐食性を発
揮するからである。例えば塩水噴霧試験を５００時間以
上行なっても容易に赤錆は発生しない。鉄族金属は０．
１％以上とする。０．１％未満では後述する黒色化処理
を行なっても、十分な黒色外観が得られない。Ｃｒと鉄
族金属の合計が多くなると加工性が低下するため、Ｃｒ
と鉄族金属の合計は３０％以下とする。また、鉄族金属
の含有率がＣｒ含有率より増えると鉄族金属の性質が強
くなるので、鉄族金属の含有率はＣｒ含有率未満，より
好ましくはＣｒ含有率の１／２以下が望ましい。ここで
鉄族金属とはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉを指し、単独もしくは複
合で用いてよい。耐食性への寄与及び黒色外観が得られ
やすいという点ではＮｉが最も好ましい。また、Ｃｒ析
出促進剤としてめっき浴中に加えられるカチオンポリマ
ーやポリオキシアルキレン誘導体をめっき層中に微量共
析させても差し支えなく、５％以下の共析率ならば緻密
で均一なめっき層が形成され成形性に有利である。
【０００６】黒色皮膜層は、上記Ｚｎ系電気めっき層を
酸性水溶液中でスプレーもしくは浸漬処理し、Ｚｎ系電
気めっき層の表面を黒色化することにより得られる。黒
色皮膜は鉄族金属とＣｒの酸化物を主体として構成さ
れ、これらが黒色外観を呈する。Ｚｎ系電気めっき層と
黒色皮膜層の量は特に限定されないが、黒色外観と耐食
性の観点からは、これらの合計量が５ｇ／ｍ2 以上で黒
色皮膜層の厚みが１／２以下であることが好ましい。ク
ロメート皮膜は，黒色皮膜とガードコートの密着性を強
固なものとし、耐食性，特に加工後の耐食性を向上させ
る。また黒色度の向上にも寄与する。クロメート付着量
は，Ｃｒ付着量として５ｍｇ／ｍ2 以上が好ましく、５
ｍｇ／ｍ2 未満では加工後の耐食性に対する効果は小さ
い。クロメート皮膜中には、皮膜性能を向上させる目的
でシリカ，チタニアなどの無機化合物ゾルや有機樹脂な
どを含有させてもよい。
酸性水溶液中でスプレーもしくは浸漬処理し、Ｚｎ系電
気めっき層の表面を黒色化することにより得られる。黒
色皮膜は鉄族金属とＣｒの酸化物を主体として構成さ
れ、これらが黒色外観を呈する。Ｚｎ系電気めっき層と
黒色皮膜層の量は特に限定されないが、黒色外観と耐食
性の観点からは、これらの合計量が５ｇ／ｍ2 以上で黒
色皮膜層の厚みが１／２以下であることが好ましい。ク
ロメート皮膜は，黒色皮膜とガードコートの密着性を強
固なものとし、耐食性，特に加工後の耐食性を向上させ
る。また黒色度の向上にも寄与する。クロメート付着量
は，Ｃｒ付着量として５ｍｇ／ｍ2 以上が好ましく、５
ｍｇ／ｍ2 未満では加工後の耐食性に対する効果は小さ
い。クロメート皮膜中には、皮膜性能を向上させる目的
でシリカ，チタニアなどの無機化合物ゾルや有機樹脂な
どを含有させてもよい。
【０００７】ガードコートは、密着性，耐食性，黒色
度，の向上に寄与し、無機皮膜，有機皮膜，及びこれら
の複合皮膜が含まれる。無機皮膜としては，ケイ酸塩，
りん酸塩，ジルコン酸塩，チタン化合物を塗布し，焼き
付けた皮膜などが挙げられる。有機皮膜としては、水溶
性，水分散性，あるいは溶剤系の有機高分子化合物を硬
化剤と共に塗布し、焼付け硬化させた皮膜などが挙げら
れる。また、複合皮膜としては、溶剤系エポキシ樹脂や
水溶性オレフィンアクリル系樹脂を主体とする塗料中に
微細なシリカ粒子を分散させた塗料を塗布し、焼付け硬
化させた皮膜などが挙げられる。膜厚は外観及び溶接性
などに支障がないように考慮すると、３μ以下とする必
要があり、さらには０．３〜２μが好ましい。
度，の向上に寄与し、無機皮膜，有機皮膜，及びこれら
の複合皮膜が含まれる。無機皮膜としては，ケイ酸塩，
りん酸塩，ジルコン酸塩，チタン化合物を塗布し，焼き
付けた皮膜などが挙げられる。有機皮膜としては、水溶
性，水分散性，あるいは溶剤系の有機高分子化合物を硬
化剤と共に塗布し、焼付け硬化させた皮膜などが挙げら
れる。また、複合皮膜としては、溶剤系エポキシ樹脂や
水溶性オレフィンアクリル系樹脂を主体とする塗料中に
微細なシリカ粒子を分散させた塗料を塗布し、焼付け硬
化させた皮膜などが挙げられる。膜厚は外観及び溶接性
などに支障がないように考慮すると、３μ以下とする必
要があり、さらには０．３〜２μが好ましい。
【０００８】次に本発明の製造方法について述べる。Ｚ
ｎ系めっき中にＣｒを析出させる試みはＣｒ3+やＣｒ6+
イオンを用いて従来から行なわれているが、このような
単純浴からは微量のＣｒが析出するのみであり、Ｃｒ濃
度や電流密度の増加によって数％のＣｒを析出させて
も、加工性や電流効率の著しい低下を伴う。Ｃｒ3+イオ
ンを含むＺｎ系めっき浴中にカチオンポリマーもしくは
ポリオキシアルキレン誘導体をＣｒ析出促進剤として添
加することによりこの問題は解決され、５％以上という
多量のＣｒを含む高度の耐食性を有するめっきが得られ
る。めっき浴としては、硫酸塩浴，塩化物浴，これらの
混合浴何れも適用できる。その他のめっき条件について
は、特に制約はなく、例えば、Ｚｎ2+イオン，Ｃｒ3+イ
オン，鉄族金属２価イオンはそれぞれ１０〜１００ｇ／
ｌ，カチオンポリマーもしくはポリオキシアルキレン誘
導体を０．１〜１０ｇ／ｌを含むめっき浴を用いて、ｐ
Ｈ０．５〜３，浴温４０〜７０℃、液流速１ｍ／ｍｉｎ
以上，電流密度２０Ａ／ｄｍ2 以上の範囲で、目的とす
るめっき組成，電流効率を考慮して最適な条件を採用す
ることができる。カチオンポリマーとポリオキシアルキ
レン誘導体は単独もしくは複合で用いて差し支えない。
めっき浴中には、Ｎａ+ ，ＮＨ4 + などの電導度助剤，
あるいは耐食性をさらに向上させるためにＳｉＯ2 ，Ｔ
ｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 などの酸化物粒子やＢａＣｒＯ4 な
どのクロム酸塩粒子を添加してもよい。
ｎ系めっき中にＣｒを析出させる試みはＣｒ3+やＣｒ6+
イオンを用いて従来から行なわれているが、このような
単純浴からは微量のＣｒが析出するのみであり、Ｃｒ濃
度や電流密度の増加によって数％のＣｒを析出させて
も、加工性や電流効率の著しい低下を伴う。Ｃｒ3+イオ
ンを含むＺｎ系めっき浴中にカチオンポリマーもしくは
ポリオキシアルキレン誘導体をＣｒ析出促進剤として添
加することによりこの問題は解決され、５％以上という
多量のＣｒを含む高度の耐食性を有するめっきが得られ
る。めっき浴としては、硫酸塩浴，塩化物浴，これらの
混合浴何れも適用できる。その他のめっき条件について
は、特に制約はなく、例えば、Ｚｎ2+イオン，Ｃｒ3+イ
オン，鉄族金属２価イオンはそれぞれ１０〜１００ｇ／
ｌ，カチオンポリマーもしくはポリオキシアルキレン誘
導体を０．１〜１０ｇ／ｌを含むめっき浴を用いて、ｐ
Ｈ０．５〜３，浴温４０〜７０℃、液流速１ｍ／ｍｉｎ
以上，電流密度２０Ａ／ｄｍ2 以上の範囲で、目的とす
るめっき組成，電流効率を考慮して最適な条件を採用す
ることができる。カチオンポリマーとポリオキシアルキ
レン誘導体は単独もしくは複合で用いて差し支えない。
めっき浴中には、Ｎａ+ ，ＮＨ4 + などの電導度助剤，
あるいは耐食性をさらに向上させるためにＳｉＯ2 ，Ｔ
ｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 などの酸化物粒子やＢａＣｒＯ4 な
どのクロム酸塩粒子を添加してもよい。
【０００９】カチオンポリマーとしては、４級アミンの
重合物が特に効果的である。この場合、分子量は１０2
〜１０6 が望ましい。具体的には次に示すアミンポリマ
ーの内、ポリアミンスルホン（ＰＡＳと略），及びポリ
アミン（ＰＡと略）がＣｒ析出促進剤として最も効果的
である。この理由としては、アミン基による陰極面への
吸着作用とスルホン基へのＣｒ3+イオンの配位結合が寄
与していると考えられる。これらは基本的には次に示す
４級アミンの塩（アンモニウム塩）を主鎖に含むホモポ
リマーあるいはコポリマーで構成されている。
重合物が特に効果的である。この場合、分子量は１０2
〜１０6 が望ましい。具体的には次に示すアミンポリマ
ーの内、ポリアミンスルホン（ＰＡＳと略），及びポリ
アミン（ＰＡと略）がＣｒ析出促進剤として最も効果的
である。この理由としては、アミン基による陰極面への
吸着作用とスルホン基へのＣｒ3+イオンの配位結合が寄
与していると考えられる。これらは基本的には次に示す
４級アミンの塩（アンモニウム塩）を主鎖に含むホモポ
リマーあるいはコポリマーで構成されている。
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
【００１２】
【化３】
【００１３】この他、１，２，３級アミンのポリマーも
前述の４級アミンポリマーには及ばないがＣｒ析出促進
剤として効果がある。またポリオキシアルキレン誘導体
とは一般的に Ｒ2 −Ｏ−( Ｒ1 −Ｏ )n −Ｈ あるいは Ｒ2 −( Ｒ
1 −Ｏ )n −Ｈ Ｒ1 ：アルキレン基 Ｒ2 ：Ｈ，アルキル基，フェニル基，ナフチル基 ｎ＝１〜２０００ 具体的にはポリエチレングリコール（ＨＯ−（ＣＨ2 −
ＣＨ2 −Ｏ）n −Ｈ）などが挙げられる。
前述の４級アミンポリマーには及ばないがＣｒ析出促進
剤として効果がある。またポリオキシアルキレン誘導体
とは一般的に Ｒ2 −Ｏ−( Ｒ1 −Ｏ )n −Ｈ あるいは Ｒ2 −( Ｒ
1 −Ｏ )n −Ｈ Ｒ1 ：アルキレン基 Ｒ2 ：Ｈ，アルキル基，フェニル基，ナフチル基 ｎ＝１〜２０００ 具体的にはポリエチレングリコール（ＨＯ−（ＣＨ2 −
ＣＨ2 −Ｏ）n −Ｈ）などが挙げられる。
【００１４】本発明においては、鋼板上にこのようなＺ
ｎ系電気めっきを形成させた後、黒色化処理を行なう。
本黒色化処理の特徴は、ｐＨ１〜３の酸性水溶液中でス
プレーもしくは浸漬処理を行なう点にあり、高価な電解
設備を必要とせず、既存のラインに適用しやすい。ライ
ン構成により、スプレーと浸漬を併用しても差し支えな
い。かくすることにより、明度２０以下の黒色外観が得
られる。黒色化のメカニズムは、Ｚｎ系電気めっき層の
表層部分のＺｎが選択的に溶解し、その際、鉄族金属と
Ｃｒが酸化物となり、表面に微細な凹凸が形成され、黒
色外観を呈するものと推定される。ｐＨ１未満でも黒色
外観は得られるが、めっきの溶解量が多すぎて経済的で
はなく耐食性の低下も懸念される。ｐＨ３を超えると黒
色外観が得られにくくなる。ｐＨの調整に用いる薬剤は
特に限定されず、硫酸，塩酸，りん酸，硝酸などの酸類
を用いればよい。また酸性水溶液中には、Ｚｎ，Ｃｒ，
鉄族金属のイオンが存在していてもよいが、短時間で黒
色化させるためには、これらの総量を３０ｇ／ｌ以下に
管理することが好ましい。液温は特に限定されないが、
高温の方が比較的短時間で黒色外観が得られる。処理時
間は液温にもよるが、液温２０〜５０℃の場合には、５
〜３０秒で十分な黒色外観が得られる。
ｎ系電気めっきを形成させた後、黒色化処理を行なう。
本黒色化処理の特徴は、ｐＨ１〜３の酸性水溶液中でス
プレーもしくは浸漬処理を行なう点にあり、高価な電解
設備を必要とせず、既存のラインに適用しやすい。ライ
ン構成により、スプレーと浸漬を併用しても差し支えな
い。かくすることにより、明度２０以下の黒色外観が得
られる。黒色化のメカニズムは、Ｚｎ系電気めっき層の
表層部分のＺｎが選択的に溶解し、その際、鉄族金属と
Ｃｒが酸化物となり、表面に微細な凹凸が形成され、黒
色外観を呈するものと推定される。ｐＨ１未満でも黒色
外観は得られるが、めっきの溶解量が多すぎて経済的で
はなく耐食性の低下も懸念される。ｐＨ３を超えると黒
色外観が得られにくくなる。ｐＨの調整に用いる薬剤は
特に限定されず、硫酸，塩酸，りん酸，硝酸などの酸類
を用いればよい。また酸性水溶液中には、Ｚｎ，Ｃｒ，
鉄族金属のイオンが存在していてもよいが、短時間で黒
色化させるためには、これらの総量を３０ｇ／ｌ以下に
管理することが好ましい。液温は特に限定されないが、
高温の方が比較的短時間で黒色外観が得られる。処理時
間は液温にもよるが、液温２０〜５０℃の場合には、５
〜３０秒で十分な黒色外観が得られる。
【００１５】クロメート皮膜は、水溶性の化合物を主成
分とするクロメート液を塗布した後無水洗で乾燥する塗
布クロメート法もしくはクロメート液中で電解処理する
電解クロメート法で形成すればよい。クロメート液はク
ロム酸を主成分とし、必要に応じて３価のＣｒイオン，
シリカなどの無機化合物，塩素などの陰イオン，金属カ
チオン，有機樹脂などを添加した複合液を用いることが
できる。ガードコートの形成方法は特に限定されず、公
知のロールコート，ロール絞り，スプレー，エアーナイ
フ絞り，浸漬塗り，電解処理，静電塗布などで塗布した
後、熱風炉，電熱炉，紫外線などで焼付け硬化させれば
よい。
分とするクロメート液を塗布した後無水洗で乾燥する塗
布クロメート法もしくはクロメート液中で電解処理する
電解クロメート法で形成すればよい。クロメート液はク
ロム酸を主成分とし、必要に応じて３価のＣｒイオン，
シリカなどの無機化合物，塩素などの陰イオン，金属カ
チオン，有機樹脂などを添加した複合液を用いることが
できる。ガードコートの形成方法は特に限定されず、公
知のロールコート，ロール絞り，スプレー，エアーナイ
フ絞り，浸漬塗り，電解処理，静電塗布などで塗布した
後、熱風炉，電熱炉，紫外線などで焼付け硬化させれば
よい。
【００１６】
【実施例】冷延鋼板を、アルカリ脱脂し、５％硫酸水溶
液で酸洗した後、硫酸塩浴を用いてＣｒと鉄族金属を含
有するＺｎ系電気めっき層を施した。続いて、黒色化処
理を行ない、さらに上層にクロメート処理とガードコー
ト塗布を行なった。Ｚｎ系電気めっき層を形成させる際
に用いたＣｒ析出促進剤は、平均分子量３５００のポリ
アミンスルホン（ＰＡＳ），平均分子量１５００のポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）である。黒色化処理液の
ｐＨ調整は硫酸を用いた。クロメート処理はクロム酸と
シリカでなるクロメート液を塗布乾燥する塗布クロメー
ト，またはクロム酸中で電解処理する電解クロメートを
用いた。ガードコートとしては、溶剤系エポキシ樹脂と
シリカ粒子でなる塗料Ａ，もしくは水溶性オレフィンア
クリル系エマルジョンとシリカゾルでなる塗料Ｂを用
い、ロールコート塗装後、熱風炉でそれぞれ板温１７０
℃，１２０℃で焼き付けた。こうして得られた黒色表面
処理鋼板について、以下の性能評価を行なった。
液で酸洗した後、硫酸塩浴を用いてＣｒと鉄族金属を含
有するＺｎ系電気めっき層を施した。続いて、黒色化処
理を行ない、さらに上層にクロメート処理とガードコー
ト塗布を行なった。Ｚｎ系電気めっき層を形成させる際
に用いたＣｒ析出促進剤は、平均分子量３５００のポリ
アミンスルホン（ＰＡＳ），平均分子量１５００のポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）である。黒色化処理液の
ｐＨ調整は硫酸を用いた。クロメート処理はクロム酸と
シリカでなるクロメート液を塗布乾燥する塗布クロメー
ト，またはクロム酸中で電解処理する電解クロメートを
用いた。ガードコートとしては、溶剤系エポキシ樹脂と
シリカ粒子でなる塗料Ａ，もしくは水溶性オレフィンア
クリル系エマルジョンとシリカゾルでなる塗料Ｂを用
い、ロールコート塗装後、熱風炉でそれぞれ板温１７０
℃，１２０℃で焼き付けた。こうして得られた黒色表面
処理鋼板について、以下の性能評価を行なった。
【００１７】（１）黒色度 市販の色差計でＬ値を測定した。黒色度との関連では２
０以下が必要である。 ◎：Ｌ値１０以下 ○：Ｌ値２０以下 △：Ｌ値３０以下 ×：Ｌ値３０超
０以下が必要である。 ◎：Ｌ値１０以下 ○：Ｌ値２０以下 △：Ｌ値３０以下 ×：Ｌ値３０超
【００１８】（２）加工後耐食性 エリクセン試験機で６ｍｍの押出し加工を行ない、この
加工部について塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ ２３７１に
準拠）を２０００時間実施し、発錆面積で評価した。 ◎：赤錆発生無し ○：赤錆５％以下 △：赤錆１０％以下 ×：赤錆１０％超
加工部について塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ ２３７１に
準拠）を２０００時間実施し、発錆面積で評価した。 ◎：赤錆発生無し ○：赤錆５％以下 △：赤錆１０％以下 ×：赤錆１０％超
【００１９】（３）密着性 エリクセン６ｍｍ押出しを行ない、テーピング試験を実
施し、黒色皮膜の密着性を目視で評価した。 ◎：剥離無し ○：ごく軽微な剥離 △：点状に剥離 ×：完全剥離
施し、黒色皮膜の密着性を目視で評価した。 ◎：剥離無し ○：ごく軽微な剥離 △：点状に剥離 ×：完全剥離
【００２０】表１及び２に処理条件と性能評価結果を示
す。表１及び２において、本発明例１〜４と比較例１〜
２の黒色化処理は浸漬処理，本発明例５〜１２と比較例
３〜６の黒色化処理はスプレー処理とした。まず比較例
について説明すると、比較例１はＺｎ系電気めつき層中
のＣｒが少ないため十分な黒色外観が得えられず耐食性
も不足している。比較例２はＺｎ系電気めっき層中に鉄
族金属を含有しないため黒色度が不足している。比較例
３は黒色化処理液のｐＨが低いため必要以上にめっきの
溶解が進み、耐食性，密着性が低いレベルである。比較
例４は黒色化処理液のｐＨが高いため黒色外観が得られ
ていない。比較例５はクロメート皮膜量が少ないため耐
食性が十分ではない。比較例６はガードコートが施され
ていないため耐食性，密着性が不良である。これらに対
して、本発明例は十分な黒色外観が得られ、耐食性，密
着性も良好である。
す。表１及び２において、本発明例１〜４と比較例１〜
２の黒色化処理は浸漬処理，本発明例５〜１２と比較例
３〜６の黒色化処理はスプレー処理とした。まず比較例
について説明すると、比較例１はＺｎ系電気めつき層中
のＣｒが少ないため十分な黒色外観が得えられず耐食性
も不足している。比較例２はＺｎ系電気めっき層中に鉄
族金属を含有しないため黒色度が不足している。比較例
３は黒色化処理液のｐＨが低いため必要以上にめっきの
溶解が進み、耐食性，密着性が低いレベルである。比較
例４は黒色化処理液のｐＨが高いため黒色外観が得られ
ていない。比較例５はクロメート皮膜量が少ないため耐
食性が十分ではない。比較例６はガードコートが施され
ていないため耐食性，密着性が不良である。これらに対
して、本発明例は十分な黒色外観が得られ、耐食性，密
着性も良好である。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明は、Ｃｒと鉄族
金属を含有する耐食性，特に加工後耐食性に優れた黒色
表面処理鋼板とこれを容易に製造できる方法を提供する
ものであり、家電，建材用途などを中心に多くの需要が
ある黒色表面処理鋼板を供給する上で、極めて効果的で
ある。
金属を含有する耐食性，特に加工後耐食性に優れた黒色
表面処理鋼板とこれを容易に製造できる方法を提供する
ものであり、家電，建材用途などを中心に多くの需要が
ある黒色表面処理鋼板を供給する上で、極めて効果的で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼板上にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１
％以上かつＣｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有する
Ｚｎ系電気めっき層，鉄族金属とＣｒの酸化物を含む黒
色皮膜層，及び該皮膜上にＣｒ付着量５ｍｇ／ｍ2 以上
のクロメート皮膜，膜厚３μ以下のガードコートを有す
ることを特徴とする耐食性に優れた黒色表面処理鋼板。 - 【請求項２】 鋼板にＣｒ５％以上と鉄族金属０．１％
以上かつＣｒと鉄族金属を合計で３０％以下含有するＺ
ｎ系電気めっきを施し、その後、ｐＨ１〜３の水溶液中
でスプレーもしくは浸漬処理して、表面に黒色皮膜を形
成させ、さらに上層にクロメート処理を行ないガードコ
ートを塗布することを特徴とする耐食性に優れた黒色表
面処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041503A JP2954417B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 耐食性に優れた黒色表面処理鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041503A JP2954417B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 耐食性に優れた黒色表面処理鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239667A JPH05239667A (ja) | 1993-09-17 |
| JP2954417B2 true JP2954417B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=12610167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041503A Expired - Lifetime JP2954417B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 耐食性に優れた黒色表面処理鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2954417B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-27 JP JP4041503A patent/JP2954417B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05239667A (ja) | 1993-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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