JP3003110B2 - 色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板Info
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- JP3003110B2 JP3003110B2 JP4131322A JP13132292A JP3003110B2 JP 3003110 B2 JP3003110 B2 JP 3003110B2 JP 4131322 A JP4131322 A JP 4131322A JP 13132292 A JP13132292 A JP 13132292A JP 3003110 B2 JP3003110 B2 JP 3003110B2
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- chromate
- steel sheet
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- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として家電用に使用
される反応型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板に関す
るものである。
される反応型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】反応型クロメート処理した電気亜鉛めっ
き鋼板は、その優れた耐食性および加工時に潤滑性を付
与せしめうるため、家電用シャーシやモーターカバー等
に広く用いられている。この反応型クロメート処理した
電気亜鉛めっき鋼板は、鋼板をZnイオンを含有する溶液
中に浸漬し、負の電荷を印加することによって金属亜鉛
を電析せしめた後、６価のCrイオンを含有した反応型ク
ロメート溶液に接液することにより、金属亜鉛めっき層
を溶解し、同時に還元生成された３価のCrイオンと６価
のCrイオンからなるクロミュウムクロメートをゲル状に
析出させることにより、めっき上にクロメート皮膜を形
成せしめることによって製造される。ここで、耐食性は
めっき層上のクロメート皮膜付着量に比例して発揮され
るため、目的、用途によってさまざまなCr付着量の反応
型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板が製造されてい
る。
き鋼板は、その優れた耐食性および加工時に潤滑性を付
与せしめうるため、家電用シャーシやモーターカバー等
に広く用いられている。この反応型クロメート処理した
電気亜鉛めっき鋼板は、鋼板をZnイオンを含有する溶液
中に浸漬し、負の電荷を印加することによって金属亜鉛
を電析せしめた後、６価のCrイオンを含有した反応型ク
ロメート溶液に接液することにより、金属亜鉛めっき層
を溶解し、同時に還元生成された３価のCrイオンと６価
のCrイオンからなるクロミュウムクロメートをゲル状に
析出させることにより、めっき上にクロメート皮膜を形
成せしめることによって製造される。ここで、耐食性は
めっき層上のクロメート皮膜付着量に比例して発揮され
るため、目的、用途によってさまざまなCr付着量の反応
型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板が製造されてい
る。
【０００３】しかしながら、このようなCr付着量の異な
る反応型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を製造する
場合、Cr付着量の僅かな違いによって鋼板表面の色調が
著しく異なるという問題（金属表面技術協会編「金属表
面技術便覧」51-11-30、日刊工業新聞社、ｐ.756参照）
を本質的に抱えていた。このため、反応型クロメート処
理電気亜鉛めっき鋼板の色調は極めて不安定なものであ
ると同時に、鋼板上のCr付着量の僅少な差異が、著しい
色ムラを招来していた。特にCr量が70mg／ｍ2 から 100
mg／ｍ2 の範囲においては、鋼板表面が青味を帯びた干
渉色を呈する場合があり、プレス時等による油の付着汚
れが著しく目立ち、外観を損ねていた。
る反応型クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を製造する
場合、Cr付着量の僅かな違いによって鋼板表面の色調が
著しく異なるという問題（金属表面技術協会編「金属表
面技術便覧」51-11-30、日刊工業新聞社、ｐ.756参照）
を本質的に抱えていた。このため、反応型クロメート処
理電気亜鉛めっき鋼板の色調は極めて不安定なものであ
ると同時に、鋼板上のCr付着量の僅少な差異が、著しい
色ムラを招来していた。特にCr量が70mg／ｍ2 から 100
mg／ｍ2 の範囲においては、鋼板表面が青味を帯びた干
渉色を呈する場合があり、プレス時等による油の付着汚
れが著しく目立ち、外観を損ねていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決すべくなされたもので、色調の安定した反応型
クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を提供することを目
的とする。
点を解決すべくなされたもので、色調の安定した反応型
クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気亜鉛めっ
き鋼板の表面上に、高さ50〜500nm の微細凸部を１×10
9 〜１×1012個／ｍ2 有するクロメート処理層を、クロ
ム換算で40〜150mg ／ｍ2 被覆してなることを特徴とす
る色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼
板である。
き鋼板の表面上に、高さ50〜500nm の微細凸部を１×10
9 〜１×1012個／ｍ2 有するクロメート処理層を、クロ
ム換算で40〜150mg ／ｍ2 被覆してなることを特徴とす
る色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼
板である。
【０００６】
【作用】一般に、クロメート被覆層自体は青色を主とし
て選択的に吸収するため、物体色としては、その余色で
あるところの黄色を呈する。したがって、付着量が増大
するにつれ、鋼板も黄色を呈するようになる。しかしな
がら、通常のクロメート処理を施した場合、Cr量が40mg
／ｍ2 から 150mg／ｍ2 範囲、特に70mg／ｍ2 から 120
mg／ｍ2 の範囲においては、鋼板表面が青味を帯びた干
渉色を呈することがある。これは、めっき層上のクロメ
ート層が均一かつ平行な薄膜として存在するため、いわ
ゆる等傾角干渉現象が生じるためである。すなわち、鋼
板表面に入射された光は、クロメート層を透過し、めっ
き表面で反射し、再びクロメート層を透過した成分と、
クロメート層表面で反射した成分の重ね合わせた光とし
て反射され、色としては青味を呈するのである。したが
って、色調を安定させるためには、この干渉作用を防止
する必要がある。
て選択的に吸収するため、物体色としては、その余色で
あるところの黄色を呈する。したがって、付着量が増大
するにつれ、鋼板も黄色を呈するようになる。しかしな
がら、通常のクロメート処理を施した場合、Cr量が40mg
／ｍ2 から 150mg／ｍ2 範囲、特に70mg／ｍ2 から 120
mg／ｍ2 の範囲においては、鋼板表面が青味を帯びた干
渉色を呈することがある。これは、めっき層上のクロメ
ート層が均一かつ平行な薄膜として存在するため、いわ
ゆる等傾角干渉現象が生じるためである。すなわち、鋼
板表面に入射された光は、クロメート層を透過し、めっ
き表面で反射し、再びクロメート層を透過した成分と、
クロメート層表面で反射した成分の重ね合わせた光とし
て反射され、色としては青味を呈するのである。したが
って、色調を安定させるためには、この干渉作用を防止
する必要がある。
【０００７】本発明者らはこの干渉色防止策について鋭
意研究した結果、クロメート処理電気めっき鋼板上に所
定の凸部を形成することによって、乱反射させることに
より、この問題を解決できることを見い出した。すなわ
ち、クロメート処理後の電気亜鉛めっき鋼板の任意表面
は高さ50〜500nm の凸部を１×109 〜１×1012個／ｍ2
有することにより、安定して黄色味を帯びた色調を得る
ものである。ここで、50nm未満の凸部では、干渉薄膜を
形成し、クロメート層の干渉作用を防止するに十分では
なく、500nm 超の凸部ではクロメート層の被覆率が十分
でなく、耐食性の劣化を招来する。
意研究した結果、クロメート処理電気めっき鋼板上に所
定の凸部を形成することによって、乱反射させることに
より、この問題を解決できることを見い出した。すなわ
ち、クロメート処理後の電気亜鉛めっき鋼板の任意表面
は高さ50〜500nm の凸部を１×109 〜１×1012個／ｍ2
有することにより、安定して黄色味を帯びた色調を得る
ものである。ここで、50nm未満の凸部では、干渉薄膜を
形成し、クロメート層の干渉作用を防止するに十分では
なく、500nm 超の凸部ではクロメート層の被覆率が十分
でなく、耐食性の劣化を招来する。
【０００８】また、凸部の個数が１×109 個／ｍ2 未満
であると、同じく干渉薄膜を形成し、クロメート層の干
渉作用を防止するに十分ではなく、１×1012個／ｍ2 超
であると外観が黒色を呈するようになり、かえって美観
を損なう。クロメート層の付着量としては、クロム換算
で40〜150mg ／ｍ2 のクロメート処理を施す。Cr量40mg
／ｍ2 未満では被覆が十分なされず、耐食性不良であ
り、150mg ／ｍ2 超の付着はこれ以上の耐食性改善効果
がみられず経済的でなく、また、著しい黄金色の色調を
呈し外観を損なう。
であると、同じく干渉薄膜を形成し、クロメート層の干
渉作用を防止するに十分ではなく、１×1012個／ｍ2 超
であると外観が黒色を呈するようになり、かえって美観
を損なう。クロメート層の付着量としては、クロム換算
で40〜150mg ／ｍ2 のクロメート処理を施す。Cr量40mg
／ｍ2 未満では被覆が十分なされず、耐食性不良であ
り、150mg ／ｍ2 超の付着はこれ以上の耐食性改善効果
がみられず経済的でなく、また、著しい黄金色の色調を
呈し外観を損なう。
【０００９】次に、本発明のめっき鋼板の製造法を説明
する。本発明の出発材料は薄鋼板を用いる。所要の材質
を得るための熱処理を経た後、電気亜鉛めっきを施す。
電気亜鉛めっきは一般的に工業生産に用いられるめっき
浴中で行われる。すなわちZnイオンを含有し、電導性改
善および光沢付与を目的に必要に応じて添加される添加
剤から構成される。Znイオンの対イオンとしては一般的
に用いられる硫酸イオンであっても、塩素イオンであっ
てもよく、また、両者を混合した浴を用いても構わな
い。
する。本発明の出発材料は薄鋼板を用いる。所要の材質
を得るための熱処理を経た後、電気亜鉛めっきを施す。
電気亜鉛めっきは一般的に工業生産に用いられるめっき
浴中で行われる。すなわちZnイオンを含有し、電導性改
善および光沢付与を目的に必要に応じて添加される添加
剤から構成される。Znイオンの対イオンとしては一般的
に用いられる硫酸イオンであっても、塩素イオンであっ
てもよく、また、両者を混合した浴を用いても構わな
い。
【００１０】めっき槽としては、片面順次めっきである
カローセルめっき、両面同時めっきである水平セル、縦
型セルのいずれを用いても差し支えない。このようにし
て、電気亜鉛めっきを施された鋼板を水洗した後に、反
応型クロメート処理が施される。反応型クロメート処理
方法としては浸漬処理、スプレー処理いずれであっても
よく、両者を併用してもよい。
カローセルめっき、両面同時めっきである水平セル、縦
型セルのいずれを用いても差し支えない。このようにし
て、電気亜鉛めっきを施された鋼板を水洗した後に、反
応型クロメート処理が施される。反応型クロメート処理
方法としては浸漬処理、スプレー処理いずれであっても
よく、両者を併用してもよい。
【００１１】クロメート処理浴としては、６価Crイオン
を１〜20ｇ／l 含有した溶液を用いる。６価Crイオン
は、クロメート皮膜形成に対し、還元反応によってクロ
ムイオンを供給する基本成分であり、１ｇ／l 未満の場
合クロメート皮膜形成が十分行われず、20ｇ／l を越え
た場合、処理液中に沈澱を生じ易くなり、操業上好まし
くない。
を１〜20ｇ／l 含有した溶液を用いる。６価Crイオン
は、クロメート皮膜形成に対し、還元反応によってクロ
ムイオンを供給する基本成分であり、１ｇ／l 未満の場
合クロメート皮膜形成が十分行われず、20ｇ／l を越え
た場合、処理液中に沈澱を生じ易くなり、操業上好まし
くない。
【００１２】陰イオンとしては塩素イオン、フッ素イオ
ン、硝酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられ、これらを
単独もしくは複合して用いることができる。クロメート
処理層の表面に前述した凸部を形成するためには、例え
ばクロメート処理液中にZn2+イオンを10ｇ／ｌ以上含有
させる方法が使用できる。ただし、これにのみ限定する
ものではない。
ン、硝酸イオン、硫酸イオンなどが挙げられ、これらを
単独もしくは複合して用いることができる。クロメート
処理層の表面に前述した凸部を形成するためには、例え
ばクロメート処理液中にZn2+イオンを10ｇ／ｌ以上含有
させる方法が使用できる。ただし、これにのみ限定する
ものではない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。素材とし
て、板厚0.7mm の冷延鋼板ＳＰＣＣを用いた。電気亜鉛
めっきとしては、以下のめっき浴で、白金を対極とした
流動層セルを使用して行った。 めっき浴組成 ZnSO4 ・ 7H2O 430ｇ／ｌ K2SO4 30ｇ／ｌ Na2SO4 30ｇ／ｌ めっき浴 pH 1.5( H2SO4で調整) 浴温 60℃
て、板厚0.7mm の冷延鋼板ＳＰＣＣを用いた。電気亜鉛
めっきとしては、以下のめっき浴で、白金を対極とした
流動層セルを使用して行った。 めっき浴組成 ZnSO4 ・ 7H2O 430ｇ／ｌ K2SO4 30ｇ／ｌ Na2SO4 30ｇ／ｌ めっき浴 pH 1.5( H2SO4で調整) 浴温 60℃
【００１４】工程は、電解脱脂→５％硫酸酸洗→めっき
→水洗→乾燥（ドライヤー）の順であり、電流密度は 1
00Ａ／dm2 で付着量として20ｇ／ｍ2 になるよう行っ
た。めっき後の鋼板は直ちに、６価Crイオンを１〜20ｇ
／ｌ含有し、Zn2+イオンを10〜30ｇ／ｌ含有させた反応
型クロメート処理液を用いて、クロメート処理を施し
た。クロメート処理はスプレー処理で行い、処理後直ち
に水洗を行い、ドライヤーで乾燥した（本発明例：実験
番号No１〜８）。なお、比較のために、クロメート処理
液中の６価Crイオンを１ｇ／ｌ未満（比較例：実験番号
No９）または20ｇ／ｌ超え（比較例：実験番号No10）と
し、さらに、クロメート処理液中のZn2+イオンを10ｇ／
ｌ未満（比較例：実験番号No11）または30ｇ／ｌ超え
（比較例：実験番号No12）とし、上記本発明例と同様に
クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を作製した。
→水洗→乾燥（ドライヤー）の順であり、電流密度は 1
00Ａ／dm2 で付着量として20ｇ／ｍ2 になるよう行っ
た。めっき後の鋼板は直ちに、６価Crイオンを１〜20ｇ
／ｌ含有し、Zn2+イオンを10〜30ｇ／ｌ含有させた反応
型クロメート処理液を用いて、クロメート処理を施し
た。クロメート処理はスプレー処理で行い、処理後直ち
に水洗を行い、ドライヤーで乾燥した（本発明例：実験
番号No１〜８）。なお、比較のために、クロメート処理
液中の６価Crイオンを１ｇ／ｌ未満（比較例：実験番号
No９）または20ｇ／ｌ超え（比較例：実験番号No10）と
し、さらに、クロメート処理液中のZn2+イオンを10ｇ／
ｌ未満（比較例：実験番号No11）または30ｇ／ｌ超え
（比較例：実験番号No12）とし、上記本発明例と同様に
クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板を作製した。
【００１５】クロメート処理後の色調は色差計（日本電
色工業社製ＴＣ−1800 ＳＺ−Σ80型）によりｂ値を測
色することにより行い、ｂ値が０未満を青、０以上を黄
色とした。また、クロメート処理後の表面凹凸は、原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ：米国デジタルインストルメンタル
社製 Ｎａｎｏ ＳｃｏｐｅII）を用いて測定し、50〜
500nm の凸部個数を計測した。
色工業社製ＴＣ−1800 ＳＺ−Σ80型）によりｂ値を測
色することにより行い、ｂ値が０未満を青、０以上を黄
色とした。また、クロメート処理後の表面凹凸は、原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ：米国デジタルインストルメンタル
社製 Ｎａｎｏ ＳｃｏｐｅII）を用いて測定し、50〜
500nm の凸部個数を計測した。
【００１６】耐食性は塩水噴霧試験後の白錆発生状態を
目視観察することによって行った。評価基準は次の通
り。 ○：白錆発生時間48時間以上 △：白錆発生時間24〜48時間 ×：白錆発生時間24時間未満 表１に結果を示した。
目視観察することによって行った。評価基準は次の通
り。 ○：白錆発生時間48時間以上 △：白錆発生時間24〜48時間 ×：白錆発生時間24時間未満 表１に結果を示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】表から明らかなように本発明例のクロメー
ト処理電気亜鉛めっき鋼板はいずれも安定した色調を示
した。
ト処理電気亜鉛めっき鋼板はいずれも安定した色調を示
した。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、色
調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板が
得られ、工業的価値は極めて高い。
調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板が
得られ、工業的価値は極めて高い。
フロントページの続き (72)発明者 本庄 徹 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (72)発明者 大和 康二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 電気亜鉛めっき鋼板の表面上に、高さ50
〜500nm の微細凸部を１×109 〜１×1012個／ｍ2 有す
るクロメート処理層を、クロム換算で40〜150mg ／ｍ2
被覆してなることを特徴とする色調安定性に優れたクロ
メート処理電気亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4131322A JP3003110B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4131322A JP3003110B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05302178A JPH05302178A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3003110B2 true JP3003110B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=15055247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4131322A Expired - Fee Related JP3003110B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 色調安定性に優れたクロメート処理電気亜鉛めっき鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003110B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP4131322A patent/JP3003110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05302178A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |