JP3364089B2 - 皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法 - Google Patents
皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外観や耐指紋性、
耐食性、耐黒変性、耐クロム溶出性などの各種皮膜特性
に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法の改
良に関する。
耐食性、耐黒変性、耐クロム溶出性などの各種皮膜特性
に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛めっきまたは亜鉛合金めっきされた
鋼材の防錆処理として、従来から種々のクロメート処理
技術が提案され、実用化されてきている。とくに近年で
は、クロメート処理鋼板が、樹脂塗装されずにそのまま
の状態で、家電や家具、自動車部品等に使用されるケー
スが増大しており、そのため、亜鉛めっき鋼材のクロメ
ート処理は、１次防錆ではなく最終防錆としての機能が
求められ、従来にも増して高度の耐食性が必要になって
きた。
鋼材の防錆処理として、従来から種々のクロメート処理
技術が提案され、実用化されてきている。とくに近年で
は、クロメート処理鋼板が、樹脂塗装されずにそのまま
の状態で、家電や家具、自動車部品等に使用されるケー
スが増大しており、そのため、亜鉛めっき鋼材のクロメ
ート処理は、１次防錆ではなく最終防錆としての機能が
求められ、従来にも増して高度の耐食性が必要になって
きた。
【０００３】この点に関し、亜鉛めっき鋼材に形成する
クロメート皮膜の防錆性を高める技術として、例えば、
クロメート処理液中にシリカゾルや３価のクロムイオン
（クロム還元物）を添加する方法が知られている（特公
昭42−14050 号公報、特公昭52−2851号公報参照）。
クロメート皮膜の防錆性を高める技術として、例えば、
クロメート処理液中にシリカゾルや３価のクロムイオン
（クロム還元物）を添加する方法が知られている（特公
昭42−14050 号公報、特公昭52−2851号公報参照）。
【０００４】しかしながら、上記従来技術にかかる方法
でクロメート処理されためっき鋼材は、クロメート特有
の黄色味（ｂ値が大）が強く、外観の秀麗性を重要視す
る需要家からはその改善が強く求められていた。また、
プレス等の後に実施されるアルカリ脱脂の際には、クロ
ムが溶出（Cr固定率が小さい場合）しやすく、脱脂槽中
に蓄積したクロムを排水時に処理するなどの環境対策が
必要になるという問題があった。
でクロメート処理されためっき鋼材は、クロメート特有
の黄色味（ｂ値が大）が強く、外観の秀麗性を重要視す
る需要家からはその改善が強く求められていた。また、
プレス等の後に実施されるアルカリ脱脂の際には、クロ
ムが溶出（Cr固定率が小さい場合）しやすく、脱脂槽中
に蓄積したクロムを排水時に処理するなどの環境対策が
必要になるという問題があった。
【０００５】これに対し、上記問題を解消し、クロムの
溶出がなくかつクメート特有の黄色味を少なくした耐食
性の優れたクロメート処理めっき鋼材の製造方法が、特
開平３−68783 号公報で提案されている。確かに、この
方法によれば、外観の秀麗性および耐食性の向上を同時
に満足できるクロメート処理めっき鋼材の製造が可能に
なるが、これらの性能を満足させるためには 220℃以上
の高温焼付けが必要であり、工業生産における製造コス
トの面で不利であった。
溶出がなくかつクメート特有の黄色味を少なくした耐食
性の優れたクロメート処理めっき鋼材の製造方法が、特
開平３−68783 号公報で提案されている。確かに、この
方法によれば、外観の秀麗性および耐食性の向上を同時
に満足できるクロメート処理めっき鋼材の製造が可能に
なるが、これらの性能を満足させるためには 220℃以上
の高温焼付けが必要であり、工業生産における製造コス
トの面で不利であった。
【０００６】一方で、クロメート皮膜の焼付温度に依存
することなくクロメート処理液中のクロム還元率を予め
60％以上とした従来技術がある。例えば、．特公昭54
−37567 号公報には、６価のクロムを70％以上３価クロ
ムに還元したクロム化合物を用いる技術が、．特開平
５−70968 号や特開平５−78857 号公報等には、クロム
還元率40〜80重量％のクロム化合物を用いる技術が、
．特公平６−96778 号公報には、６価／３価クロムイ
オン重量比が 0.1〜0.2 （還元率に換算すると33〜91
％）であるクロメート液が、．特開平５−331659号公
報には、６価／３価クロムイオン重量比が１／９〜４／
１（還元率に換算すると10〜80％）であるクロメート液
が、．特開平７−11454 号あるいは特公平８−983 号
公報には、それぞれCr3+／（Cr3+＋Cr6+）が 0.4〜1.0
あるいは 0.7〜0.98であるクロメート液が、開示されて
いる。
することなくクロメート処理液中のクロム還元率を予め
60％以上とした従来技術がある。例えば、．特公昭54
−37567 号公報には、６価のクロムを70％以上３価クロ
ムに還元したクロム化合物を用いる技術が、．特開平
５−70968 号や特開平５−78857 号公報等には、クロム
還元率40〜80重量％のクロム化合物を用いる技術が、
．特公平６−96778 号公報には、６価／３価クロムイ
オン重量比が 0.1〜0.2 （還元率に換算すると33〜91
％）であるクロメート液が、．特開平５−331659号公
報には、６価／３価クロムイオン重量比が１／９〜４／
１（還元率に換算すると10〜80％）であるクロメート液
が、．特開平７−11454 号あるいは特公平８−983 号
公報には、それぞれCr3+／（Cr3+＋Cr6+）が 0.4〜1.0
あるいは 0.7〜0.98であるクロメート液が、開示されて
いる。
【０００７】しかしながら、このような従来技術におい
て、クロム還元率を予め高めに設定し維持するために
は、Cr3+のゲル化を防止する必要があり、クロメート液
の長期安定性に欠けるという問題があった。例えば、特
公昭54−37567 号公報に開示しているように、上記クロ
メート液は、酸の添加がないと沈殿が生成し、一方、酸
が過剰にあると耐食性が劣化する。また、上記クロメー
ト液は、クロメート製品製造時の周囲の温度上昇により
不安定になり、クロメート液の長期安定性に欠けるだけ
でなく、酸が不溶性塩の形成量より過剰の場合には酸が
フリーとなり、焼付後に吸湿して製品外観の黒変化をも
たらすことになる。
て、クロム還元率を予め高めに設定し維持するために
は、Cr3+のゲル化を防止する必要があり、クロメート液
の長期安定性に欠けるという問題があった。例えば、特
公昭54−37567 号公報に開示しているように、上記クロ
メート液は、酸の添加がないと沈殿が生成し、一方、酸
が過剰にあると耐食性が劣化する。また、上記クロメー
ト液は、クロメート製品製造時の周囲の温度上昇により
不安定になり、クロメート液の長期安定性に欠けるだけ
でなく、酸が不溶性塩の形成量より過剰の場合には酸が
フリーとなり、焼付後に吸湿して製品外観の黒変化をも
たらすことになる。
【０００８】なお、Cr6+を還元する還元剤としては、例
えば、特開昭52−17341 号、特公昭60−39751 号、特公
昭61−58552 号、特開昭64−80522 号公報に、ショ糖や
グルコースなどの糖類、ポリエチレングリコールやグリ
セリンなどの多価アルコールなどが開示されている。
えば、特開昭52−17341 号、特公昭60−39751 号、特公
昭61−58552 号、特開昭64−80522 号公報に、ショ糖や
グルコースなどの糖類、ポリエチレングリコールやグリ
セリンなどの多価アルコールなどが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した各種従来技術を改良して製造コストの面で有利な技
術を提案することにあり、特に、クロメート処理液の長
期安定性を維持でき、220℃以上の高温焼付けをするこ
となく、外観や耐指紋性、耐食性、耐黒変性、耐Cr溶出
性などの各種皮膜特性に優れたクロメート処理皮膜をめ
っき鋼材表面に形成する技術を提供することにある。
した各種従来技術を改良して製造コストの面で有利な技
術を提案することにあり、特に、クロメート処理液の長
期安定性を維持でき、220℃以上の高温焼付けをするこ
となく、外観や耐指紋性、耐食性、耐黒変性、耐Cr溶出
性などの各種皮膜特性に優れたクロメート処理皮膜をめ
っき鋼材表面に形成する技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
を実現すべく鋭意研究を進めた結果、クロムイオンが安
定状態にある還元率に予め設定したクロム酸化合物と液
相シリカを含むクロメート処理液に、有機還元剤を添加
することで、鋼板表面に塗布した皮膜中のCr6+が 150℃
以下の温度でも還元され、シリカとの脱水・縮合反応に
より強固なクロメート皮膜を形成することを知見し、本
発明に想到した。
を実現すべく鋭意研究を進めた結果、クロムイオンが安
定状態にある還元率に予め設定したクロム酸化合物と液
相シリカを含むクロメート処理液に、有機還元剤を添加
することで、鋼板表面に塗布した皮膜中のCr6+が 150℃
以下の温度でも還元され、シリカとの脱水・縮合反応に
より強固なクロメート皮膜を形成することを知見し、本
発明に想到した。
【００１１】すなわち、本発明にかかる皮膜特性に優れ
たクロメート処理めっき鋼材とその製造方法は、亜鉛ま
たは亜鉛合金めっき鋼材の表面に、クロム還元率（３価
クロム／全クロム（重量比））が0.3〜0.5のクロム酸化
合物を主成分とし、これに液相シリカを液相シリカ（Si
Ｏ2換算）／全クロム（重量比）で１〜６およびリン酸
をリン酸／全クロム（重量比）で0.3〜２の範囲で含有
する水溶液に、有機還元剤を有機還元剤／全クロム（重
量比）で0.1〜0.4の範囲で塗布直前に添加してなるクロ
メート処理液を塗布し、その後、80〜150℃の範囲で加
熱焼付けすることにより、金属クロムとしての付着量が
10〜100mg／m2 で、かつ、アルカリ脱脂後のクロム残存
率が90％以上であるクロメート皮膜を形成することを特
徴とする。なお、本発明においては、前記有機還元剤と
して、ジオール類の中から選ばれる少なくとも１種、お
よびまたは糖類の中から選ばれる少なくとも１種を用い
ることが望ましい。特に、ジオール類の中でも、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、トリメチレング
リコールおよび1,4−ブタンジオールを用いること、糖
類の中でも、グリセリン、ポリエチレングリコール、サ
ッカロース、ラクトース、しょ糖、ぶどう糖および果糖
を用いることがより望ましい。
たクロメート処理めっき鋼材とその製造方法は、亜鉛ま
たは亜鉛合金めっき鋼材の表面に、クロム還元率（３価
クロム／全クロム（重量比））が0.3〜0.5のクロム酸化
合物を主成分とし、これに液相シリカを液相シリカ（Si
Ｏ2換算）／全クロム（重量比）で１〜６およびリン酸
をリン酸／全クロム（重量比）で0.3〜２の範囲で含有
する水溶液に、有機還元剤を有機還元剤／全クロム（重
量比）で0.1〜0.4の範囲で塗布直前に添加してなるクロ
メート処理液を塗布し、その後、80〜150℃の範囲で加
熱焼付けすることにより、金属クロムとしての付着量が
10〜100mg／m2 で、かつ、アルカリ脱脂後のクロム残存
率が90％以上であるクロメート皮膜を形成することを特
徴とする。なお、本発明においては、前記有機還元剤と
して、ジオール類の中から選ばれる少なくとも１種、お
よびまたは糖類の中から選ばれる少なくとも１種を用い
ることが望ましい。特に、ジオール類の中でも、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、トリメチレング
リコールおよび1,4−ブタンジオールを用いること、糖
類の中でも、グリセリン、ポリエチレングリコール、サ
ッカロース、ラクトース、しょ糖、ぶどう糖および果糖
を用いることがより望ましい。
【００１２】
【発明の実施の態様】以下に本発明をさらに詳細に説明
する。まず液相シリカについて述べると、シリカをクロ
メート処理液中に添加することによって耐食性を向上さ
せ、またクロメート塗布ムラを防止させる効果のあるこ
とは既に公知である。しかしながら、全クロム量に対す
るSiO2量が０（無添加）もしくは１未満では、皮膜の耐
食性および耐指紋性が悪く、一方７を超えると、秀麗な
外観を保つためには 200℃を超える焼付温度にて焼付け
る必要があり、製造コストが嵩んで経済的でない。従っ
て、本発明において液相シリカの添加量は、液相シリカ
（SiO2換算）／全クロム（重量比）で１〜６の範囲とす
る。なお、この液相シリカは、水ガラスを出発原料にし
たものでコロイダルシリカ等の名称で市販されているも
のを用いることができ、シリカの粒径については特に限
定しないが、クロメート処理液中でのコロイドの安定性
が良好であり、凝集沈澱しないものを選定する必要があ
る。
する。まず液相シリカについて述べると、シリカをクロ
メート処理液中に添加することによって耐食性を向上さ
せ、またクロメート塗布ムラを防止させる効果のあるこ
とは既に公知である。しかしながら、全クロム量に対す
るSiO2量が０（無添加）もしくは１未満では、皮膜の耐
食性および耐指紋性が悪く、一方７を超えると、秀麗な
外観を保つためには 200℃を超える焼付温度にて焼付け
る必要があり、製造コストが嵩んで経済的でない。従っ
て、本発明において液相シリカの添加量は、液相シリカ
（SiO2換算）／全クロム（重量比）で１〜６の範囲とす
る。なお、この液相シリカは、水ガラスを出発原料にし
たものでコロイダルシリカ等の名称で市販されているも
のを用いることができ、シリカの粒径については特に限
定しないが、クロメート処理液中でのコロイドの安定性
が良好であり、凝集沈澱しないものを選定する必要があ
る。
【００１３】次に、リン酸について述べる。リン酸はク
ロメート液中のCr3+の安定性を増すのに効果があり、添
加によってクロメート処理後の鋼材の黄色味を抑制し、
外観を白色に維持する効果がある。しかしながら、重量
比で全クロムに対して 0.3未満では外観の白色化にほと
んど効果がなく、一方、 2.0を超えると耐食性が劣化す
るばかりでなく耐黒変性が悪化するので好ましくない。
したがって、本発明では、リン酸の添加量はリン酸（ H
3PO4）／全クロム（重量比）で 0.3〜2.0 の範囲に限定
した。
ロメート液中のCr3+の安定性を増すのに効果があり、添
加によってクロメート処理後の鋼材の黄色味を抑制し、
外観を白色に維持する効果がある。しかしながら、重量
比で全クロムに対して 0.3未満では外観の白色化にほと
んど効果がなく、一方、 2.0を超えると耐食性が劣化す
るばかりでなく耐黒変性が悪化するので好ましくない。
したがって、本発明では、リン酸の添加量はリン酸（ H
3PO4）／全クロム（重量比）で 0.3〜2.0 の範囲に限定
した。
【００１４】次に、クロム酸化合物について述べる。ク
ロム酸化合物は、クロメート処理において耐食性を確保
し、かつ均一に鋼材に塗布できるようにするために、通
常無水クロム酸を主体とした水溶液を用いるが、秀麗な
外観を得るためには、このクロム酸を還元してCr3+を一
定の割合で確保する必要がある。しかしながら、Cr還元
率（Cr3+／全クロム（重量比）) が30％未満ではクロメ
ート処理鋼材が黄色外観となって不良となり、一方、50
％を超えるとクロメート液がゲル化して不安定となり、
溶液の保管や塗布作業等に不都合が生じて工業生産には
不適切となる。したがって、本発明においてクロム酸化
合物は、予めメタノールなどの有機還元剤でCr還元率
（Cr3+／全クロム（重量比）) を30〜50％の範囲内にす
ることが必要である。この範囲では、クロム酸のイオン
種が電気的平衡により安定に存在しやすくなっているの
である。
ロム酸化合物は、クロメート処理において耐食性を確保
し、かつ均一に鋼材に塗布できるようにするために、通
常無水クロム酸を主体とした水溶液を用いるが、秀麗な
外観を得るためには、このクロム酸を還元してCr3+を一
定の割合で確保する必要がある。しかしながら、Cr還元
率（Cr3+／全クロム（重量比）) が30％未満ではクロメ
ート処理鋼材が黄色外観となって不良となり、一方、50
％を超えるとクロメート液がゲル化して不安定となり、
溶液の保管や塗布作業等に不都合が生じて工業生産には
不適切となる。したがって、本発明においてクロム酸化
合物は、予めメタノールなどの有機還元剤でCr還元率
（Cr3+／全クロム（重量比）) を30〜50％の範囲内にす
ることが必要である。この範囲では、クロム酸のイオン
種が電気的平衡により安定に存在しやすくなっているの
である。
【００１５】次に、有機還元剤について述べる。本発明
は、クロメート処理液を塗布する直前に、該クロメート
処理液中に有機還元剤、好ましくはエチレングリコール
やプロピレングリコールなどのジオール類、あるいはシ
ョ糖やぶどう糖、果糖などの糖類を添加することに特徴
がある。このことによって、皮膜特性に優れたクロメー
ト処理めっき鋼材を提供することができる。即ち、この
有機還元剤の添加によって、鋼材表面に塗布した皮膜中
のCr6+が還元され、シリカとの脱水・縮合反応により強
固なクロメート皮膜を形成するため、Cr6+による黄色味
が無くなり外観の秀麗性が向上する。また耐食性も上記
有機還元剤の添加によりさらに向上するのである。とく
に本発明では、これらの有機還元剤の添加に際し、クロ
メート処理液中のクロム酸は、予めCr還元率（Cr3+／全
クロム（重量比）) を30〜50％の範囲内にしておくこと
が必要条件である。なぜなら、未還元のクロム酸を主成
分とするクロメート処理液に還元剤を添加して予め高還
元率にすると、使用前の保存時にゲル化して使用に耐え
なくなってしまう。その点、予め還元されたクロム酸が
電気的に安定な状態になっていると（Cr還元率が30〜50
％の範囲内）、使用時に上記有機還元剤を添加すること
でゲル化に至るまでの時間を延長でき、また、保存時の
温度を30℃以下に保つことで、クロメート処理液の寿命
を伸ばすことができるからである。このように、本発明
は、クロメート処理めっき鋼材製造時におけるクロメー
ト処理液の安定性を確保するために、有機還元剤を塗布
直前に添加して使用し、焼付乾燥時にその還元剤が作用
するようにした点に特徴があり、これによって、リン酸
添加量を最小限に抑え、製品外観の黒変化を有効に防止
することができる。このような有機還元剤としては、エ
チレングリコールやプロピレングリコール, トリメチレ
ングリコール, 1,4−ブタンジオールなどのジオール類
の中から選ばれる少なくとも１種、およびまたはグリセ
リンやポリエチレングリコール（分子量は50〜500 位が
望ましい) ，サッカロース，ラクトース，しょ糖，ぶど
う糖, 果糖などの糖類の中から選ばれる少なくとも１種
を用いることが望ましく、その添加量は、有機還元剤／
全クロム（重量比）で 0.1〜0.4 とする。この理由は、
0.1 未満では外観等の皮膜特性の改善に効果がなく、0.
5 を超えると液安定性が悪くなり好ましくないからであ
る。特に、本発明における上記有機還元剤は、焼付乾燥
時に数十秒程度の短い時間で還元反応を行い得るような
視点から、その種類および量を限定したものである。
は、クロメート処理液を塗布する直前に、該クロメート
処理液中に有機還元剤、好ましくはエチレングリコール
やプロピレングリコールなどのジオール類、あるいはシ
ョ糖やぶどう糖、果糖などの糖類を添加することに特徴
がある。このことによって、皮膜特性に優れたクロメー
ト処理めっき鋼材を提供することができる。即ち、この
有機還元剤の添加によって、鋼材表面に塗布した皮膜中
のCr6+が還元され、シリカとの脱水・縮合反応により強
固なクロメート皮膜を形成するため、Cr6+による黄色味
が無くなり外観の秀麗性が向上する。また耐食性も上記
有機還元剤の添加によりさらに向上するのである。とく
に本発明では、これらの有機還元剤の添加に際し、クロ
メート処理液中のクロム酸は、予めCr還元率（Cr3+／全
クロム（重量比）) を30〜50％の範囲内にしておくこと
が必要条件である。なぜなら、未還元のクロム酸を主成
分とするクロメート処理液に還元剤を添加して予め高還
元率にすると、使用前の保存時にゲル化して使用に耐え
なくなってしまう。その点、予め還元されたクロム酸が
電気的に安定な状態になっていると（Cr還元率が30〜50
％の範囲内）、使用時に上記有機還元剤を添加すること
でゲル化に至るまでの時間を延長でき、また、保存時の
温度を30℃以下に保つことで、クロメート処理液の寿命
を伸ばすことができるからである。このように、本発明
は、クロメート処理めっき鋼材製造時におけるクロメー
ト処理液の安定性を確保するために、有機還元剤を塗布
直前に添加して使用し、焼付乾燥時にその還元剤が作用
するようにした点に特徴があり、これによって、リン酸
添加量を最小限に抑え、製品外観の黒変化を有効に防止
することができる。このような有機還元剤としては、エ
チレングリコールやプロピレングリコール, トリメチレ
ングリコール, 1,4−ブタンジオールなどのジオール類
の中から選ばれる少なくとも１種、およびまたはグリセ
リンやポリエチレングリコール（分子量は50〜500 位が
望ましい) ，サッカロース，ラクトース，しょ糖，ぶど
う糖, 果糖などの糖類の中から選ばれる少なくとも１種
を用いることが望ましく、その添加量は、有機還元剤／
全クロム（重量比）で 0.1〜0.4 とする。この理由は、
0.1 未満では外観等の皮膜特性の改善に効果がなく、0.
5 を超えると液安定性が悪くなり好ましくないからであ
る。特に、本発明における上記有機還元剤は、焼付乾燥
時に数十秒程度の短い時間で還元反応を行い得るような
視点から、その種類および量を限定したものである。
【００１６】なお、焼付け温度は、80℃未満ではクロメ
ート皮膜の乾燥が不十分であり、一方、 150℃を超える
と焼付炉長を長くしたり焼付速度を遅くしたりすること
から製造コストが嵩むので、80〜150 ℃の範囲に限定す
る。
ート皮膜の乾燥が不十分であり、一方、 150℃を超える
と焼付炉長を長くしたり焼付速度を遅くしたりすること
から製造コストが嵩むので、80〜150 ℃の範囲に限定す
る。
【００１７】クロメート皮膜の付着量は、金属クロムと
して10mg/m2 よりも少ないと耐食性を十分に確保でき
ず、一方、100mg/m2よりも多くなるとオーバースペック
となって製造コストが高くなり、また良好な外観が得ら
れなくなるため、10〜100mg/m2の範囲に限定する。
して10mg/m2 よりも少ないと耐食性を十分に確保でき
ず、一方、100mg/m2よりも多くなるとオーバースペック
となって製造コストが高くなり、また良好な外観が得ら
れなくなるため、10〜100mg/m2の範囲に限定する。
【００１８】また、本発明の対象とする鋼材は、溶融め
っき、電気めっきあるいは蒸着めっき等のめっき手段の
種類により限定されず、亜鉛またはZn−Ni, Zn−Fe, Zn
−Al, Zn−Crなどの２元合金、さらにはZn−Ni−Co, Zn
−Al−Crなどの多元合金などを広く含む亜鉛系合金めっ
きを施した鋼材であり、鋼材の種類は、鋼板、形鋼、鋼
管、線材などに適用でき、鋼材の種類により制限を受け
るものではない。
っき、電気めっきあるいは蒸着めっき等のめっき手段の
種類により限定されず、亜鉛またはZn−Ni, Zn−Fe, Zn
−Al, Zn−Crなどの２元合金、さらにはZn−Ni−Co, Zn
−Al−Crなどの多元合金などを広く含む亜鉛系合金めっ
きを施した鋼材であり、鋼材の種類は、鋼板、形鋼、鋼
管、線材などに適用でき、鋼材の種類により制限を受け
るものではない。
【００１９】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。目付量が20g/m2の電気亜鉛めっき鋼板の片面
に、無水クロム酸、蒸留水、メタノール、液相シリカ量
(スノーテックスＯ、粒径10〜20nm：日産化学製) およ
びリン酸を配合して表１に示す組成としたクロメート液
中に各種有機還元剤を所定量添加してなるクロメート処
理液を、バーコーターで塗布し、その後、所定の温度で
焼付けすることにより、表１に示すCr付着量のクロメー
ト皮膜を形成した。なお、比較例としては、表２に示す
ように、本発明範囲を逸脱する条件にて製造したクロメ
ート処理めっき鋼板と、クロメート液中に有機還元剤を
添加せずに高温焼付けによって製造したクロメート処理
めっき鋼板をとりあげた。
明する。目付量が20g/m2の電気亜鉛めっき鋼板の片面
に、無水クロム酸、蒸留水、メタノール、液相シリカ量
(スノーテックスＯ、粒径10〜20nm：日産化学製) およ
びリン酸を配合して表１に示す組成としたクロメート液
中に各種有機還元剤を所定量添加してなるクロメート処
理液を、バーコーターで塗布し、その後、所定の温度で
焼付けすることにより、表１に示すCr付着量のクロメー
ト皮膜を形成した。なお、比較例としては、表２に示す
ように、本発明範囲を逸脱する条件にて製造したクロメ
ート処理めっき鋼板と、クロメート液中に有機還元剤を
添加せずに高温焼付けによって製造したクロメート処理
めっき鋼板をとりあげた。
【００２０】このようにして得られた各クロメート処理
めっき鋼板の外観や耐指紋性、Cr溶出性，耐食性，耐黒
変性などの各種皮膜特性、および各クロメート処理液の
液安定性を評価し、その結果を表１，表２に併せて示
す。
めっき鋼板の外観や耐指紋性、Cr溶出性，耐食性，耐黒
変性などの各種皮膜特性、および各クロメート処理液の
液安定性を評価し、その結果を表１，表２に併せて示
す。
【００２１】表１，表２に示す結果から明らかなよう
に、本発明に従って製造したクロメート処理めっき鋼板
は、いずれも優れた皮膜特性（外観や耐指紋性、Cr溶出
性、耐食性、耐黒変性など）を有するものであった。ま
た、比較例13との比較では、より低い焼付温度でも有機
還元剤の添加によって優れた皮膜特性が得られることを
確認した。しかも、本発明にかかる組成のクロメート処
理液は液安定性に優れるので、クロメート処理めっき鋼
材の安定生産に有利である。
に、本発明に従って製造したクロメート処理めっき鋼板
は、いずれも優れた皮膜特性（外観や耐指紋性、Cr溶出
性、耐食性、耐黒変性など）を有するものであった。ま
た、比較例13との比較では、より低い焼付温度でも有機
還元剤の添加によって優れた皮膜特性が得られることを
確認した。しかも、本発明にかかる組成のクロメート処
理液は液安定性に優れるので、クロメート処理めっき鋼
材の安定生産に有利である。
【００２２】なお、外観は、色むらや黄色味を目視で評
価し、色むらや黄色味が強い外観であれば×, 色むらや
黄色味がやや判る程度であれば△, 色むらや黄色味があ
るかないかの程度であれば○, 色むらや黄色味が判らな
い程度であれば◎とした。耐指紋性は、白色ワセリン塗
布前後のΔＥ（下記式参照）で評価し、５以上であれば
×, ３〜５であれば△, １〜３であれば○, １以下であ
れば◎とした。
価し、色むらや黄色味が強い外観であれば×, 色むらや
黄色味がやや判る程度であれば△, 色むらや黄色味があ
るかないかの程度であれば○, 色むらや黄色味が判らな
い程度であれば◎とした。耐指紋性は、白色ワセリン塗
布前後のΔＥ（下記式参照）で評価し、５以上であれば
×, ３〜５であれば△, １〜３であれば○, １以下であ
れば◎とした。
【００２３】
【００２４】Cr溶出性は、アルカリ脱脂後のCr残存率で
評価し、70％以下であれば×, 70〜80％であれば△, 80
〜90％であれば○, 90％以上であれば◎とした。耐食性
は、塩水噴霧試験（ JIS Z 2371 に準ずる）で白錆発生
率が５％に達する時間で評価し、５％白錆発生時間が75
時間以内であれば×, 75〜150 時間であれば△, 150 〜
250 時間であれば○, 250 時間を超えるものは◎とし
た。耐黒変性は、湿度99％, 温度50℃の湿潤状態で14日
間保存し、試験前後のΔＬ（ΔＬ＝｜Ｌ2 −Ｌ1 ｜、Ｌ
1;試験前Ｌ値、Ｌ2;試験後Ｌ値）で評価した。その評価
は、５以上であれば×, ３〜５であれば△, １〜３であ
れば○, １以下であれば◎とした。液安定性は、クロメ
ート処理液を室温で２週間放置した後のゲル化の有無で
評価し、ゲル化が有れば×，ゲル化が無ければ○とし
た。
評価し、70％以下であれば×, 70〜80％であれば△, 80
〜90％であれば○, 90％以上であれば◎とした。耐食性
は、塩水噴霧試験（ JIS Z 2371 に準ずる）で白錆発生
率が５％に達する時間で評価し、５％白錆発生時間が75
時間以内であれば×, 75〜150 時間であれば△, 150 〜
250 時間であれば○, 250 時間を超えるものは◎とし
た。耐黒変性は、湿度99％, 温度50℃の湿潤状態で14日
間保存し、試験前後のΔＬ（ΔＬ＝｜Ｌ2 −Ｌ1 ｜、Ｌ
1;試験前Ｌ値、Ｌ2;試験後Ｌ値）で評価した。その評価
は、５以上であれば×, ３〜５であれば△, １〜３であ
れば○, １以下であれば◎とした。液安定性は、クロメ
ート処理液を室温で２週間放置した後のゲル化の有無で
評価し、ゲル化が有れば×，ゲル化が無ければ○とし
た。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
観や耐指紋性、耐食性、耐黒変性、耐Cr溶出性などの各
種皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材が、クロ
メート皮膜を 220℃以上の高温で焼付けすることなく製
造することが可能となる。しかも、本発明にかかる組成
のクロメート処理液は液安定性に優れ、クロメート処理
めっき鋼材の安定生産に有利である。
観や耐指紋性、耐食性、耐黒変性、耐Cr溶出性などの各
種皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材が、クロ
メート皮膜を 220℃以上の高温で焼付けすることなく製
造することが可能となる。しかも、本発明にかかる組成
のクロメート処理液は液安定性に優れ、クロメート処理
めっき鋼材の安定生産に有利である。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−176844（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−202479（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−311458（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−100272（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 22/00 - 22/86
Claims (4)
- 【請求項１】亜鉛または亜鉛合金めっき鋼材の表面に、
クロム還元率（３価クロム／全クロム（重量比））が0.
3〜0.5のクロム酸化合物を主成分とし、これに液相シリ
カを液相シリカ（SiＯ2換算）／全クロム（重量比）で
１〜６およびリン酸をリン酸／全クロム（重量比）で0.
3〜２の範囲で含有する水溶液に、有機還元剤を有機還
元剤／全クロム（重量比）で0.1〜0.4の範囲で塗布直前
に添加してなるクロメート処理液を塗布し、その後、80
〜150℃の範囲で加熱焼付けすることにより、金属クロ
ムとしての付着量が10〜100mg／m2 で、かつ、アルカリ
脱脂後のクロム残存率が90％以上であるクロメート皮膜
を形成する、ことを特徴とする皮膜特性に優れたクロメ
ート処理めっき鋼材の製造方法。 - 【請求項２】前記有機還元剤として、ジオール類の中か
ら選ばれる少なくとも１種、およびまたは糖類の中から
選ばれる少なくとも１種を用いることを特徴とする、請
求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】亜鉛または亜鉛合金めっき鋼材の表面に金
属クロムとしての付着量が10〜100mg／m2のクロメート
皮膜を形成してなるクロメート処理めっき鋼材であっ
て、このクロメート皮膜は、クロム還元率（３価クロム
／全クロム（重量比））が0.3〜0.5のクロム酸化合物を
主成分とし、これに液相シリカを液相シリカ（SiＯ2換
算）／全クロム（重量比）で１〜６およびリン酸をリン
酸／全クロム（重量比）で0.3〜２の範囲で含有する水
溶液に、有機還元剤を有機還元剤／全クロム（重量比）
で0.1〜0.4の範囲で塗布直前に添加してなるクロメート
処理液の塗布，焼付けによって形成したものであり、か
つ、該クロメート皮膜のアルカリ脱脂後のクロム残存率
が90％以上であることを特徴とする皮膜特性に優れたク
ロメート処理めっき鋼材。 - 【請求項４】前記有機還元剤が、ジオール類の中から選
ばれる少なくとも１種、およびまたは糖類の中から選ば
れる少なくとも１種であることを特徴とする、請求項３
に記載のクロメート処理めっき鋼材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20343396A JP3364089B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20343396A JP3364089B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1046353A JPH1046353A (ja) | 1998-02-17 |
| JP3364089B2 true JP3364089B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=16474018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20343396A Expired - Fee Related JP3364089B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 皮膜特性に優れたクロメート処理めっき鋼材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364089B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5315677B2 (ja) | 2007-11-28 | 2013-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 燃料タンク用鋼板およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP20343396A patent/JP3364089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1046353A (ja) | 1998-02-17 |
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