JP2957356B2 - 高性能燃料タンク材 - Google Patents
高性能燃料タンク材Info
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- JP2957356B2 JP2957356B2 JP16905192A JP16905192A JP2957356B2 JP 2957356 B2 JP2957356 B2 JP 2957356B2 JP 16905192 A JP16905192 A JP 16905192A JP 16905192 A JP16905192 A JP 16905192A JP 2957356 B2 JP2957356 B2 JP 2957356B2
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- Japan
- Prior art keywords
- chromate
- steel sheet
- corrosion resistance
- test
- fuel tank
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の燃料用タンク素
材に関するものである。
材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在自動車のガソリンタンク材料として
は主としてターン（鉛−スズ合金）めっき鋼板が使用さ
れ、一部にクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板またはク
ロメート処理電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板が使用
されている。一方、近年社会情勢の変化と共に自動車用
燃料の多様化現象が生じている。即ち、地球環境問題に
関わるＮＯｘ発生量の減少を可能にするアルコール燃料
（主としてメタノール）の使用が換起され、実際米国カ
リフオルニア州では自動車メーカーに対して１９９６年
以降一定割合のガソリンとアルコール兼用自動車を発売
するよう義務付けられている。
は主としてターン（鉛−スズ合金）めっき鋼板が使用さ
れ、一部にクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板またはク
ロメート処理電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板が使用
されている。一方、近年社会情勢の変化と共に自動車用
燃料の多様化現象が生じている。即ち、地球環境問題に
関わるＮＯｘ発生量の減少を可能にするアルコール燃料
（主としてメタノール）の使用が換起され、実際米国カ
リフオルニア州では自動車メーカーに対して１９９６年
以降一定割合のガソリンとアルコール兼用自動車を発売
するよう義務付けられている。
【０００３】アルコール燃料は鉛を化学的に溶解するこ
とから現行のターンめっき鋼板は使用出来ない。またア
ルコール燃料は水分を吸収しやすいことから亜鉛の腐食
を促進させるので通常の亜鉛めっき鋼板や亜鉛系合金め
っき鋼板を使用することは困難である。また別の燃料問
題として自動車が様々な使われ方をする結果（即ち高温
・多湿地区での使用、海岸・塩害地区での使用、長期間
未使用など）ガソリンが変質してタンクを腐食させガソ
リンが漏れるという問題も起っている。（ガソリンの変
質はガソリンが化学変化し腐食性の強いギ酸や酢酸を生
じるためと言われている。）
とから現行のターンめっき鋼板は使用出来ない。またア
ルコール燃料は水分を吸収しやすいことから亜鉛の腐食
を促進させるので通常の亜鉛めっき鋼板や亜鉛系合金め
っき鋼板を使用することは困難である。また別の燃料問
題として自動車が様々な使われ方をする結果（即ち高温
・多湿地区での使用、海岸・塩害地区での使用、長期間
未使用など）ガソリンが変質してタンクを腐食させガソ
リンが漏れるという問題も起っている。（ガソリンの変
質はガソリンが化学変化し腐食性の強いギ酸や酢酸を生
じるためと言われている。）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題に対して
耐久性のあるタンク材料の開発が望まれるようになり、
溶融アルミ合金（アルミ−シリコン）めっき鋼板、スズ
めっき鋼板（ベース鋼板として普通鋼板ばかりでなくス
テンレス鋼板を用いる場合もある）、ステンレス鋼板、
ターン（鉛−スズ）合金めっき鋼板、または亜鉛−ニッ
ケル系電気合金めっき鋼板に有機樹脂＋金属粉（アルミ
や亜鉛の粉末）混合皮膜を塗布した鋼板など各種の対策
材が提案されている。しかしいずれの材料もタンク材料
に必要な耐食性（タンク内面及び外面）、加工性（プレ
ス性）、溶接性、塗料密着性（タンク外面塗装性）を全
て満足する材料とは言えず、新たなる材料の開発が望ま
れている。
耐久性のあるタンク材料の開発が望まれるようになり、
溶融アルミ合金（アルミ−シリコン）めっき鋼板、スズ
めっき鋼板（ベース鋼板として普通鋼板ばかりでなくス
テンレス鋼板を用いる場合もある）、ステンレス鋼板、
ターン（鉛−スズ）合金めっき鋼板、または亜鉛−ニッ
ケル系電気合金めっき鋼板に有機樹脂＋金属粉（アルミ
や亜鉛の粉末）混合皮膜を塗布した鋼板など各種の対策
材が提案されている。しかしいずれの材料もタンク材料
に必要な耐食性（タンク内面及び外面）、加工性（プレ
ス性）、溶接性、塗料密着性（タンク外面塗装性）を全
て満足する材料とは言えず、新たなる材料の開発が望ま
れている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかるに本発明者等は新
しいタンク材料の開発について鋭意研究を重ねた結果、
アルコール燃料や劣化ガソリンに対して耐食性が優れか
つ外面塩害耐食性、加工性、溶接性、塗料密着性に優れ
た新しい材料を発明した。すなわち本発明の要旨とする
ところは、クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウ
ム、クロム酸鉛の防錆顔料粒子の１種または２種以上と
シリカ、硫化モリブデン、硫化鉛、硫酸バリウムの潤滑
剤粒子の１種または２種以上を含有する亜鉛系電気分散
めっき層を鋼板上にめっきしたのち、その上に６価クロ
ムと３価クロムを主成分とするクロメート皮膜層を施
し、さらにその上に０．５〜２．０μｍの有機樹脂皮膜
層を施したことを特徴とする自動車用燃料タンク材料に
ある。
しいタンク材料の開発について鋭意研究を重ねた結果、
アルコール燃料や劣化ガソリンに対して耐食性が優れか
つ外面塩害耐食性、加工性、溶接性、塗料密着性に優れ
た新しい材料を発明した。すなわち本発明の要旨とする
ところは、クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリウ
ム、クロム酸鉛の防錆顔料粒子の１種または２種以上と
シリカ、硫化モリブデン、硫化鉛、硫酸バリウムの潤滑
剤粒子の１種または２種以上を含有する亜鉛系電気分散
めっき層を鋼板上にめっきしたのち、その上に６価クロ
ムと３価クロムを主成分とするクロメート皮膜層を施
し、さらにその上に０．５〜２．０μｍの有機樹脂皮膜
層を施したことを特徴とする自動車用燃料タンク材料に
ある。
【０００６】以下本発明について詳細に説明する。本発
明は上述のように、クロム酸バリウムなどの防錆顔料と
硫化モリブデンなどの潤滑粒子を含む亜鉛系電気分散め
っき鋼板の上にクロメート皮膜を施し、更にその上に薄
い有機樹脂皮膜を施した３層構造の複合皮膜鋼板が自動
車燃料タンク材料として優れている技術的理由は次の通
りである。 （１）アルコール燃料及び劣化ガソリンに対する耐食性
（タンク内面耐食性） 本発明に係る分散めっき層中の防錆顔料は分解してＣｒ
6+を生じクロメートを生ずる。このめっき層中のクロメ
ートと中間層のクロメート皮膜が相乗して、劣化ガソリ
ン中のカルボン酸（ギ酸や酢酸）およびアルコール中の
ギ酸、塩素イオン、水分に対して高い耐食性を有する。
また、本発明材料は分散めっき層とクロメート皮膜と有
機皮膜の３層構造を持つことから、カルボン酸、塩素イ
オン、水分の侵入を防げるので、優れた耐食性を維持す
ることが出来るものである。
明は上述のように、クロム酸バリウムなどの防錆顔料と
硫化モリブデンなどの潤滑粒子を含む亜鉛系電気分散め
っき鋼板の上にクロメート皮膜を施し、更にその上に薄
い有機樹脂皮膜を施した３層構造の複合皮膜鋼板が自動
車燃料タンク材料として優れている技術的理由は次の通
りである。 （１）アルコール燃料及び劣化ガソリンに対する耐食性
（タンク内面耐食性） 本発明に係る分散めっき層中の防錆顔料は分解してＣｒ
6+を生じクロメートを生ずる。このめっき層中のクロメ
ートと中間層のクロメート皮膜が相乗して、劣化ガソリ
ン中のカルボン酸（ギ酸や酢酸）およびアルコール中の
ギ酸、塩素イオン、水分に対して高い耐食性を有する。
また、本発明材料は分散めっき層とクロメート皮膜と有
機皮膜の３層構造を持つことから、カルボン酸、塩素イ
オン、水分の侵入を防げるので、優れた耐食性を維持す
ることが出来るものである。
【０００７】（２）加工性 加工性については、最表面の薄有機皮膜によって鋼板の
すべり性を改善し、まためっき層が薄目付によって耐め
っき層剥離を改善し、プレス性を向上させるものであ
る。 （３）溶接性 溶接性については、最表面の有機皮膜の薄膜が、溶接機
電極圧下力および通電によって破壊され、溶接性を向上
させるものである。また、めっき層も亜鉛系薄目付から
電極の損耗も少ない。
すべり性を改善し、まためっき層が薄目付によって耐め
っき層剥離を改善し、プレス性を向上させるものであ
る。 （３）溶接性 溶接性については、最表面の有機皮膜の薄膜が、溶接機
電極圧下力および通電によって破壊され、溶接性を向上
させるものである。また、めっき層も亜鉛系薄目付から
電極の損耗も少ない。
【０００８】（４）塗料密着性（タンク外面塗装性） 最表面の有機皮膜はタンク外面に施される塗料になじみ
が良く、密着性が改善される。 （５）塩害耐食性（タンク外面耐食性） 塩害耐食性については、めっき層中の防錆顔料であるク
ロム化合物粒子が分解してクロメートを生じ、腐食環境
特に塩素イオンを含む環境で優れた耐食性を発揮する。
また、亜鉛系めっき層が塩素イオン環境において犠牲防
食作用を発揮する。
が良く、密着性が改善される。 （５）塩害耐食性（タンク外面耐食性） 塩害耐食性については、めっき層中の防錆顔料であるク
ロム化合物粒子が分解してクロメートを生じ、腐食環境
特に塩素イオンを含む環境で優れた耐食性を発揮する。
また、亜鉛系めっき層が塩素イオン環境において犠牲防
食作用を発揮する。
【０００９】更に本発明について具体的内容について詳
細に説明する。先ず分散めっきについてであるが、分散
めっき中に含まれる粒子は前述したように、耐食性を向
上する防錆顔料としてクロム酸鉛、クロム酸バリウム、
クロム酸ストロンチウムが選ばれる。また加工時鋼板の
滑り性を改善する潤滑剤粒子はシリカ、硫化モリブデ
ン、硫化鉛、硫酸バリウムが選ばれる。これら粒子のサ
イズは０．１〜１．５μｍが適正であり、小さ過ぎると
粉塵公害などを起し取扱いが困難である。また粒子が
１．５μｍを越えると分散めっき層中で粒子の均一分布
が得られなくなりめっき層の耐食性を劣化する。また同
時にプレス時型かじりを起しプレス性を低下する傾向に
ある。
細に説明する。先ず分散めっきについてであるが、分散
めっき中に含まれる粒子は前述したように、耐食性を向
上する防錆顔料としてクロム酸鉛、クロム酸バリウム、
クロム酸ストロンチウムが選ばれる。また加工時鋼板の
滑り性を改善する潤滑剤粒子はシリカ、硫化モリブデ
ン、硫化鉛、硫酸バリウムが選ばれる。これら粒子のサ
イズは０．１〜１．５μｍが適正であり、小さ過ぎると
粉塵公害などを起し取扱いが困難である。また粒子が
１．５μｍを越えると分散めっき層中で粒子の均一分布
が得られなくなりめっき層の耐食性を劣化する。また同
時にプレス時型かじりを起しプレス性を低下する傾向に
ある。
【００１０】分散めっきは亜鉛イオン、硫酸イオン、電
導性イオン（Ｎａ+ など）を含有する溶液中に上記粒子
を添加し懸濁させたのち通常の電気めっき法でめっきさ
れる。分散めっき層の目付量としては１０〜３０ｇ／ｍ
2 （厚み１．５〜５μｍ）が適正であり、目付量が１０
ｇ／ｍ2 未満では耐食性が不充分であり、また３０ｇ／
ｍ2 を越えるとプレス性が低下すると共に経済的にも不
利となる。また、めっき層中の分散粒子の含有率は２〜
１０重量％が良好である。分散粒子の割合が２％未満で
は耐食性およびプレス性が低下しまた１０％以上でもプ
レス性が低下する傾向にある。次に中間層のクロメート
皮膜についてクロメート皮膜生成法は電解クロメート
法、塗布型クロメート法のいずれでもよい。クロメート
皮膜の厚みは耐食性、溶接性に影響するがクロメート皮
膜中のＣｒ量として換算した場合１０〜５０ｍｇ／ｍ2
の範囲が適正である。Ｃｒ量が１０ｍｇ／ｍ2 未満の場
合耐食性が劣化し、５０ｍｇ／ｍ2 を越えると溶接性が
劣化する。
導性イオン（Ｎａ+ など）を含有する溶液中に上記粒子
を添加し懸濁させたのち通常の電気めっき法でめっきさ
れる。分散めっき層の目付量としては１０〜３０ｇ／ｍ
2 （厚み１．５〜５μｍ）が適正であり、目付量が１０
ｇ／ｍ2 未満では耐食性が不充分であり、また３０ｇ／
ｍ2 を越えるとプレス性が低下すると共に経済的にも不
利となる。また、めっき層中の分散粒子の含有率は２〜
１０重量％が良好である。分散粒子の割合が２％未満で
は耐食性およびプレス性が低下しまた１０％以上でもプ
レス性が低下する傾向にある。次に中間層のクロメート
皮膜についてクロメート皮膜生成法は電解クロメート
法、塗布型クロメート法のいずれでもよい。クロメート
皮膜の厚みは耐食性、溶接性に影響するがクロメート皮
膜中のＣｒ量として換算した場合１０〜５０ｍｇ／ｍ2
の範囲が適正である。Ｃｒ量が１０ｍｇ／ｍ2 未満の場
合耐食性が劣化し、５０ｍｇ／ｍ2 を越えると溶接性が
劣化する。
【００１１】次に鋼板の滑り性を改善する有機樹脂皮膜
について有機樹脂皮膜はアクリル系水溶性樹脂皮膜また
は溶剤型エポキシ系樹脂皮膜が一般的であるがどちらで
もよく、ポイントは有機皮膜厚みを０．５〜２．０μｍ
に制御することである。有機皮膜厚みが０．５μｍ未満
の場合耐食性・加工性が劣化する。また有機皮膜厚みが
２．０μｍを越えると溶接性が劣化する。
について有機樹脂皮膜はアクリル系水溶性樹脂皮膜また
は溶剤型エポキシ系樹脂皮膜が一般的であるがどちらで
もよく、ポイントは有機皮膜厚みを０．５〜２．０μｍ
に制御することである。有機皮膜厚みが０．５μｍ未満
の場合耐食性・加工性が劣化する。また有機皮膜厚みが
２．０μｍを越えると溶接性が劣化する。
【００１２】
【実施例】０．８ｍｍ厚みの低炭素冷延鋼板を用い、酸
性電気亜鉛めっき浴にて分散めっきを行なったのち（分
散剤ＢａＣｒＯ4 使用）ＣｒＯ3 −ＳＯ4 系電解クロメ
ート処理浴でクロメート皮膜を生成させ、引続きアクリ
ル系水溶性樹脂をバーコーター法にて塗布した。この分
散めっき有機複合鋼板のタンク内面耐食性試験、外面耐
食性試験、加工性試験、溶接性試験、塗料密着性試験を
実施した。比較材としては現行のターンめっき鋼板およ
びクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を用いた。評価試
験結果を表１に示すが、表１より本発明材料が全性能試
験において優れた性能を保持することが明らかである。
性電気亜鉛めっき浴にて分散めっきを行なったのち（分
散剤ＢａＣｒＯ4 使用）ＣｒＯ3 −ＳＯ4 系電解クロメ
ート処理浴でクロメート皮膜を生成させ、引続きアクリ
ル系水溶性樹脂をバーコーター法にて塗布した。この分
散めっき有機複合鋼板のタンク内面耐食性試験、外面耐
食性試験、加工性試験、溶接性試験、塗料密着性試験を
実施した。比較材としては現行のターンめっき鋼板およ
びクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を用いた。評価試
験結果を表１に示すが、表１より本発明材料が全性能試
験において優れた性能を保持することが明らかである。
【００１３】なお実施例による性能評価試験方法は次の
通りである。 （１）タンク内面耐食性試験 深さ３０ｍｍ、辺７０ｍｍの角筒加工容器に試験液１２
０ｍｌ（メタノール８０％、ガソリン１５％、水５％、
Ｃｌ- １００ｐｐｍ）を封入し５０℃雰囲気で１ケ月放
置した。評価は内面を観察し赤錆５０％以上発生：×、
赤錆若干発生：△、赤錆・白錆発生なし：○で評価し
た。 （２）外面耐食性試験（塩害環境耐食性試験） 平板試験片を用いて複合サイクル試験を実施した。複合
サイクル試験の内容は以下の通りで１サイクル／２４時
間を６０サイクル実施した。 塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、３５℃）：４時間→湿気槽
（湿度９８％以上、４９℃）：４時間→乾燥（湿度＜５
０％、８０℃）：４時間→冷凍（−２０℃）：４時間→
（切換えに各２時間を要す） 赤錆発生＞３０％：×、赤錆３０％以下：△、赤錆な
し：○
通りである。 （１）タンク内面耐食性試験 深さ３０ｍｍ、辺７０ｍｍの角筒加工容器に試験液１２
０ｍｌ（メタノール８０％、ガソリン１５％、水５％、
Ｃｌ- １００ｐｐｍ）を封入し５０℃雰囲気で１ケ月放
置した。評価は内面を観察し赤錆５０％以上発生：×、
赤錆若干発生：△、赤錆・白錆発生なし：○で評価し
た。 （２）外面耐食性試験（塩害環境耐食性試験） 平板試験片を用いて複合サイクル試験を実施した。複合
サイクル試験の内容は以下の通りで１サイクル／２４時
間を６０サイクル実施した。 塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、３５℃）：４時間→湿気槽
（湿度９８％以上、４９℃）：４時間→乾燥（湿度＜５
０％、８０℃）：４時間→冷凍（−２０℃）：４時間→
（切換えに各２時間を要す） 赤錆発生＞３０％：×、赤錆３０％以下：△、赤錆な
し：○
【００１４】（３）加工性試験（プレス性試験） 直径５０ｍｍの円筒型ポンチを使用し、しわ押え圧力５
００ｋｇで絞り加工。 限界絞り比２．２以上：○、２．２〜２．０：△、２．
０以下：× （４）溶接性試験 松下電器産業製ＹＲ−５００ＳＢ２スポット溶接機使
用。チップは先端径６ｍｍφ（Ａｌ2 Ｏ3 分散強化銅
製）を用い、圧下力２００ｋｇに溶接電流１１００Ａで
連続溶接。溶接性評価はナゲット径３．８ｍｍφになる
までの溶接打点数で示す。連続打点数＜１００0 点：
×、１０００〜２０００点：△、＞２０００点：○ （５）塗料密着性 エポキシフェノール系黒色塗料２００μｍ塗装・焼付後
デュポン衝撃試験（１０ｍｍ半円球ポンチ、おもり１ｋ
ｇ、高さ５０ｃｍより落下）。 塗膜剥離状況 剥離大：×、亀裂・剥離微小：△、異常
なし：○
００ｋｇで絞り加工。 限界絞り比２．２以上：○、２．２〜２．０：△、２．
０以下：× （４）溶接性試験 松下電器産業製ＹＲ−５００ＳＢ２スポット溶接機使
用。チップは先端径６ｍｍφ（Ａｌ2 Ｏ3 分散強化銅
製）を用い、圧下力２００ｋｇに溶接電流１１００Ａで
連続溶接。溶接性評価はナゲット径３．８ｍｍφになる
までの溶接打点数で示す。連続打点数＜１００0 点：
×、１０００〜２０００点：△、＞２０００点：○ （５）塗料密着性 エポキシフェノール系黒色塗料２００μｍ塗装・焼付後
デュポン衝撃試験（１０ｍｍ半円球ポンチ、おもり１ｋ
ｇ、高さ５０ｃｍより落下）。 塗膜剥離状況 剥離大：×、亀裂・剥離微小：△、異常
なし：○
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明はギ酸、酢
酸、塩素イオンおよび水分を含むアルコール燃料および
劣化ガソリンに対して長期耐食性を有すると共に塩害環
境に対する耐食性、プレス性、溶接性、塗料密着性にも
極めて優れている。
酸、塩素イオンおよび水分を含むアルコール燃料および
劣化ガソリンに対して長期耐食性を有すると共に塩害環
境に対する耐食性、プレス性、溶接性、塗料密着性にも
極めて優れている。
Claims (1)
- 【請求項１】 クロム酸ストロンチウム、クロム酸バリ
ウム、クロム酸鉛の防錆顔料粒子の１種または２種以上
とシリカ、硫化モリブデン、硫化鉛、硫酸バリウムの潤
滑剤粒子の１種または２種以上を含有する亜鉛系電気分
散めっき層を鋼板上にめっきしたのち、その上に６価ク
ロムと３価クロムを主成分とするクロメート皮膜層を施
し、さらにその上に０．５〜２．０μｍの有機樹脂皮膜
層を施したことを特徴とする自動車用燃料タンク材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16905192A JP2957356B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 高性能燃料タンク材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16905192A JP2957356B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 高性能燃料タンク材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610155A JPH0610155A (ja) | 1994-01-18 |
| JP2957356B2 true JP2957356B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=15879424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16905192A Expired - Lifetime JP2957356B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 高性能燃料タンク材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957356B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16905192A patent/JP2957356B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610155A (ja) | 1994-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990713 |