JP5408384B2 - Painted steel - Google Patents

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Description

本発明は、塗装めっき鋼材に関する。
本願は、2011年8月24日に、日本に出願された特願2011−182890号、及び、2011年8月24日に、日本に出願された特願2011−182830号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a paint-plated steel material.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-182890 filed in Japan on August 24, 2011 and Japanese Patent Application No. 2011-182830 filed on August 24, 2011 in Japan. And the contents thereof are incorporated herein.

従来、建材、自動車用の材料、家電製品用の材料などの用途に、溶融Zn−Al系めっき鋼材が広く利用されてきた。なかでも55%アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板(ガルバリウム鋼板(登録商標))に代表される高アルミニウム(25〜75質量%)・亜鉛合金めっき鋼板は、通常の溶融亜鉛めっき鋼板に比較して耐食性が優れるため、需要拡大が続いている。また、近年、特に建材に対する更なる耐食性向上や加工性向上の要求を受けて、めっき層中へのMg等の添加による溶融Zn−Al系めっき鋼材の耐食性等の向上が図られている(特許文献1〜4参照)。   Conventionally, molten Zn—Al-based plated steel materials have been widely used for applications such as building materials, materials for automobiles, and materials for home appliances. Among them, high aluminum (25 to 75 mass%) / zinc alloy plated steel sheet represented by 55% aluminum / zinc alloy plated steel sheet (Galbarium steel sheet (registered trademark)) has corrosion resistance as compared with normal hot dip galvanized steel sheet. Because of its superiority, demand continues to expand. In recent years, in particular, in response to demands for further corrosion resistance improvement and workability improvement for building materials, improvement of corrosion resistance and the like of molten Zn-Al-based plated steel materials by adding Mg or the like to the plating layer has been attempted (patents). References 1-4).

しかし、Mgを含有する高アルミニウム・亜鉛合金めっき鋼板においては、めっき層の表面にしわが発生しやすく、このため表面外観の悪化が問題となっている。更にこのしわによってめっき層の表面に急峻な隆起が生じるため、めっき層に対して化成処理を施して化成処理層を形成したり、塗装等を施して被覆層を形成したりする場合には、前記化成処理層や被覆層の厚みが不均一になりやすい。このため、塗装等によるめっき鋼板の耐食性の向上が充分に発揮されないという問題がある。   However, in a high aluminum / zinc alloy-plated steel sheet containing Mg, wrinkles are likely to occur on the surface of the plating layer. Furthermore, since this wrinkle causes a steep bulge on the surface of the plating layer, when a chemical conversion treatment is applied to the plating layer to form a chemical conversion treatment layer, or a coating layer is applied to form a coating layer, The thickness of the chemical conversion treatment layer or the coating layer tends to be non-uniform. For this reason, there exists a problem that the improvement of the corrosion resistance of the plated steel plate by coating etc. is not fully exhibited.

例えば特許文献1には、質量%でSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなる溶融めっき層を表面に有するAl−Si−Mg−Zn系溶融Al基めっき鋼板が開示されている。特許文献1には、溶融めっき層が更にBeを0.002〜0.08%、Srを0〜0.1%含有し、或いはSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%、Beを0.003〜0.05%、Srを0〜0.1%含有し、或いはSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%、Beを0〜0.003%、Srを0.07〜1.7%含有し、或いはSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%、Beを0〜0.003%、Srを0.1〜1.0%含有し、或いはSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%、Beを0.003
〜0.08%、Srを0.1〜1.7%含有し、或いはSiを3〜13%、Mgを2〜8%、Znを2〜10%、Beを0.003〜0.05%、Srを0.1〜1.0%含有することが、開示されている。
For example, Patent Document 1 contains Al in a mass% containing 3 to 13% Si, 2 to 8% Mg, and 2 to 10% Zn, with the balance being a hot-dip plated layer consisting of Al and inevitable impurities. -Si-Mg-Zn based Al-plated steel sheet is disclosed. In Patent Document 1, the hot-dip plated layer further contains 0.002 to 0.08% of Be and 0 to 0.1% of Sr, or 3 to 13% of Si, 2 to 8% of Mg, and Zn. 2-10%, Be 0.003-0.05%, Sr 0-0.1%, or Si 3-13%, Mg 2-8%, Zn 2-10%, Be 0 to 0.003%, Sr 0.07 to 1.7%, or Si 3 to 13%, Mg 2 to 8%, Zn 2 to 10%, Be 0 to 0.003 %, Sr 0.1-1.0%, or Si 3-13%, Mg 2-8%, Zn 2-10%, Be 0.003
-0.08%, Sr 0.1-1.7%, or Si 3-13%, Mg 2-8%, Zn 2-10%, Be 0.003-0.05 %, Sr is contained 0.1 to 1.0%.

特許文献1で開示されている技術では、めっき層にMgを添加することで溶融めっき鋼材の耐食性の向上が図られているが、Mgの添加のためにめっき層にしわが生じやすい。特許文献1にはめっき層にSrやBeを添加することでMgの酸化を抑制し、その結果しわを抑制することも記載されている。しかし、しわの抑制は充分ではない。   In the technique disclosed in Patent Document 1, the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material is improved by adding Mg to the plating layer. However, wrinkles are likely to occur in the plating layer due to the addition of Mg. Patent Document 1 also describes that Mg oxidation is suppressed by adding Sr or Be to the plating layer, and as a result, wrinkles are suppressed. However, wrinkle suppression is not sufficient.

このようなめっき層に形成されるしわは、調質圧延処理などによっても充分に取り除くことは困難であり、溶融めっき鋼材の外観悪化の原因となっていた。   Such wrinkles formed in the plating layer are difficult to remove sufficiently even by a temper rolling process and the like, causing deterioration of the appearance of the hot-dip plated steel material.

また、従来の高アルミニウム(25〜75質量%)・亜鉛合金めっき鋼板は、めっき層の耐久性(めっき層の腐食速度)や耐赤錆性(鋼板から発生する赤錆を抑制する特性)、もしくは塗装めっき鋼板の切断端面部の耐赤錆性や耐塗膜膨れ性については改善がなされているが、塗装面の傷付き部及び下地の鋼材が変形した加工部の耐食性(めっき層が腐食し白錆が発生することによる外観の低下を抑制する性能(めっき層の耐白錆性)、又は腐食反応により塗装塗膜がふくれることを抑制する性能)の改善という観点に配慮がなされていない。特にその使用において加熱を受ける場合、及び長期の使用にて紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性の改善という観点に配慮がなされていない。   In addition, conventional high aluminum (25 to 75 mass%) and zinc alloy plated steel sheets are plated layer durability (corrosion rate of the plating layer), red rust resistance (characteristics that suppress red rust generated from the steel sheet), or coating Although the red rust resistance and paint film swell resistance of the cut end surface of the plated steel sheet have been improved, the corrosion resistance of the scratched part of the painted surface and the processed part where the underlying steel material has been deformed (corrosion of the plating layer and white rust) No consideration has been given to the viewpoint of improving the performance of suppressing the deterioration of the appearance due to the occurrence of rust (the white rust resistance of the plating layer) or the performance of suppressing the coating film from swelling due to the corrosion reaction. In particular, no consideration is given to the improvement of white rust resistance in the case of receiving heating during the use and in the case of receiving irradiation of ultraviolet rays in the long-term use.

日本国特開平11−279735号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-279735 日本国特許第3718479号公報Japanese Patent No. 3718479 国際公開第2008/025066号パンフレットInternational Publication No. 2008/025066 Pamphlet 日本国特開2007−284718号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-284718

本発明は上記事由に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、塗装面の傷付き部及び下地の鋼材が変形した加工部の耐食性が良好であり、加熱を受ける場合、及び長期の使用にて切断端面や傷付き部などにて下地処理層及びめっき層が露出し紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性が良好であり、且つめっき層起因の外観不良もなく、良好な外観を有する塗装めっき鋼材を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons. The purpose is to have good corrosion resistance of the scratched part of the painted surface and the processed part where the underlying steel material is deformed. An object of the present invention is to provide a coated plated steel material that has good white rust resistance when the treated layer and the plating layer are exposed and exposed to ultraviolet rays, and has a good appearance without any appearance defect due to the plating layer. .

本発明者らは上述の塗装めっき材表面の外観悪化の問題について、次のように考察した。Mgを含有する溶融めっき浴を用いた溶融めっき処理時に、Mgはめっき層を構成する他の元素に比較して酸化し易い元素なので、鋼材に付着した溶融めっき金属の表層でMgが大気中の酸素と反応してMg系酸化物が生成する。これに伴い、溶融めっき金属の表層でMgが濃化し、この溶融めっき金属の表層でMg系酸化皮膜(Mgを含む金属の酸化物から構成される皮膜)の形成が促進される。溶融めっき金属が冷却されて凝固する過程では、溶融めっき金属内部の凝固が完了する前に、前記Mg系酸化皮膜が形成されるため、溶融めっき金属の表層と内部との間で流動性の差異が生じる。このため、溶融めっき金属の内部が流動しても、表層のMg系酸化皮膜が追随しなくなり、その結果、発生するしわやタレが上層に施す塗装によって隠蔽しきれない場合に、外観不良が発生すると考えられる。   The present inventors considered the problem of the appearance deterioration of the above-mentioned coating plating material surface as follows. At the time of hot dipping using a hot dipping bath containing Mg, Mg is an element that oxidizes more easily than other elements that make up the plating layer. It reacts with oxygen to produce an Mg-based oxide. Accordingly, Mg is concentrated on the surface layer of the hot dip metal, and the formation of an Mg-based oxide film (a film made of an oxide of a metal containing Mg) is promoted on the surface layer of the hot dip metal. In the process where the hot dip metal is cooled and solidified, the Mg-based oxide film is formed before the solidification inside the hot dip metal is completed, so there is a difference in fluidity between the surface layer and the inside of the hot dip metal. Occurs. For this reason, even if the inside of the hot-dipped metal flows, the Mg-based oxide film on the surface layer does not follow, and as a result, the appearance defect occurs when the generated wrinkles and sagging cannot be concealed by the coating applied to the upper layer It is thought that.

そこで、本発明者らは、前記のような溶融めっき処理時の溶融めっき金属内の流動性の差異を抑制するために、鋭意研究し、しわやタレ等の外観悪化を抑制する手段を見出した。   Therefore, the present inventors have intensively studied in order to suppress the difference in fluidity in the hot dip metal during the hot dip treatment as described above, and have found a means for suppressing deterioration in appearance such as wrinkles and sagging. .

一方、それに伴って生じるめっき層の加工性の低下起因による、塗装後の加工部耐白錆性の低下を抑制することが可能な溶融めっき材の塗装下地処理に加えて、めっき金属中のZnやMgの犠牲防食作用によって生じる、特に加工が施された部分で発生し易い白錆の発生を抑制し、また加熱を受ける場合、及び長期の使用にて切断端面や傷付き部などにて下地処理層及びめっき層が露出し紫外線の照射を受けるなどの場合に発生し易くなる白錆を抑制し、長期に亘って美麗な外観を保持できる溶融めっき材の塗装下地処理を鋭意研究した結果、本発明の完成に至った。   On the other hand, in addition to the coating ground treatment of hot-dip plated material that can suppress the decrease in white rust resistance of the processed parts after coating due to the decrease in the workability of the plating layer that accompanies it, Zn in the plating metal Suppresses the occurrence of white rust that is likely to occur especially in processed parts due to sacrificial anticorrosive action of Mg and Mg. As a result of earnestly researching the coating ground treatment of hot dipped plating material that can suppress white rust that tends to occur when the treatment layer and plating layer are exposed and irradiated with ultraviolet rays, etc., and can maintain a beautiful appearance for a long time, The present invention has been completed.

すなわち、本発明の要旨を好ましい実施形態とともに示すと次のとおりである。
(1)本発明の第一の態様に係る塗装めっき鋼材は、鋼材と、この鋼材の表面上の被覆物と、を備え、前記被覆物が、前記鋼材から近い順に、めっき層と、前記めっき層の表面上の塗装下地処理層と、前記塗装下地処理層の表面上の有機被膜層とを有し、前記めっき層が構成元素としてAl、Zn、Si及びMgを含み、更にCrを含み、且つAl含有量が25〜75質量%、Mg含有量が0.1〜10質量%、Cr含有量が0.02〜1.0質量%であり、前記めっき層が0.2〜15体積%のSi−Mg相を含み、前記Si−Mg相中のMgの、前記めっき層中のMg全量に対する質量比率が3%以上100%以下であり、前記塗装下地処理層が、有機樹脂と、有機珪素化合物とを含み、前記有機珪素化合物は、アルキレン基と、シロキサン結合と、及び−SiRで表される架橋性官能基とを有し、R、R、及びRの内の2つは、それぞれアルコキシ基又はヒドロキシ基であり、前記R、前記R、及び前記Rの内の残りの1つは、アルコキシ基、又はヒドロキシ基、又はメチル基であり、前記有機樹脂100質量部に対し、前記有機珪素化合物が2〜1500質量部であり、前記有機被膜層の厚さが、0.2〜100μmである。
That is, it is as follows when the summary of this invention is shown with preferable embodiment.
(1) The coated plated steel material according to the first aspect of the present invention includes a steel material and a coating on a surface of the steel material, and the coating is in order from the steel material in the order closer to the steel material, and the plating. A coating ground treatment layer on the surface of the layer, and an organic coating layer on the surface of the coating ground treatment layer, the plating layer contains Al, Zn, Si and Mg as constituent elements, and further contains Cr, And Al content is 25-75 mass%, Mg content is 0.1-10 mass%, Cr content is 0.02-1.0 mass% , The said plating layer is 0.2-15 volume%. The mass ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer is 3% or more and 100% or less. The organosilicon compound includes an alkylene group and a siloxane. And a crosslinkable functional group represented by —SiR 1 R 2 R 3 , two of R 1 , R 2 , and R 3 are each an alkoxy group or a hydroxy group, The remaining one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group, a hydroxy group, or a methyl group, and the organosilicon compound is 2 to 100 parts by mass of the organic resin. 1500 parts by mass, and the thickness of the organic coating layer is 0.2 to 100 μm.

(2)上記(1)に記載の塗装めっき鋼材は、前記めっき層における表面より50nm深さの最外層内で、大きさが直径4mm、深さ50nmとなるいかなる領域においても、Mg含有量が0質量%以上60質量%未満であってもよい。   (2) The coated steel material described in (1) above has an Mg content in any region having a diameter of 4 mm and a depth of 50 nm in the outermost layer 50 nm deep from the surface of the plating layer. It may be 0% by mass or more and less than 60% by mass.

)上記(1)または(2)に記載の塗装めっき鋼材は、前記めっき層の表面における前記Si−Mg相の割合が、面積比率で、0%以上30%以下であってもよい。 ( 3 ) In the coated plated steel material according to the above (1) or (2) , the ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer may be an area ratio of 0% or more and 30% or less.

)上記(1)〜()のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層が、ジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上を含有してもよい。 ( 4 ) In the coated plated steel material according to any one of (1) to ( 3 ), the coating base treatment layer may contain one or more selected from a zirconium compound and a titanium compound.

)上記()に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層において、前記有機樹脂100質量部に対し、前記ジルコニウム化合物及び前記チタン化合物から選ばれる1種以上が50〜3333質量部であってもよい。 ( 5 ) In the coated plated steel material according to ( 4 ), 50 to 3333 parts by mass of one or more selected from the zirconium compound and the titanium compound are used in 100 parts by mass of the organic resin in the coating base treatment layer. It may be.

)上記()に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層において、前記有機樹脂100質量部に対し、前記ジルコニウム化合物及び前記チタン化合物から選ばれる1種以上が1〜50質量部であってもよい。 ( 6 ) In the coated plated steel material according to ( 4 ), 1 to 50 parts by mass of at least one selected from the zirconium compound and the titanium compound is used with respect to 100 parts by mass of the organic resin in the coating base treatment layer. It may be.

)上記(1)〜()のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、シリカ0.5〜100質量部を含有してもよい。 ( 7 ) In the coated plated steel material according to any one of (1) to ( 6 ), the coating base treatment layer further contains 0.5 to 100 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of the organic resin. You may contain.

)上記(1)〜()のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、燐酸化合物0.5〜40質量部を含有してもよい。 ( 8 ) The coated plated steel material according to any one of (1) to ( 7 ), wherein the coating base treatment layer further includes 0.5 to 40 parts by mass of a phosphoric acid compound with respect to 100 parts by mass of the organic resin. It may contain.

)上記(1)〜()のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、タンニン、タンニン酸、又は、タンニン酸塩1〜50質量部を含有してもよい。 ( 9 ) In the coated plated steel material according to any one of (1) to ( 8 ), the coating base treatment layer is further tannin, tannic acid, or tannic acid with respect to 100 parts by mass of the organic resin. You may contain 1-50 mass parts of salt.

10)上記(1)〜()のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、エッチング性弗化物0.5〜10質量部を含有してもよい。 ( 10 ) In the coated plated steel material according to any one of (1) to ( 9 ) above, the coating base treatment layer further has an etching fluoride of 0.5 to 10 with respect to 100 parts by mass of the organic resin. You may contain a mass part.

11)上記(1)〜(10)のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記有機被膜層が防錆顔料を含む下層と着色された上層の2層からなってもよい。 ( 11 ) The coated plated steel material according to any one of (1) to ( 10 ) may be composed of two layers, a lower layer in which the organic coating layer contains a rust preventive pigment and a colored upper layer.

12)上記(1)〜(11)のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材は、前記塗装下地処理層の付着量が10〜2000mg/mであってもよい。 ( 12 ) In the coated plated steel material according to any one of the above (1) to ( 11 ), the coating base treatment layer may have an adhesion amount of 10 to 2000 mg / m 2 .

上記(1)〜(12)に記載の態様によれば、塗装面の傷付き部及び下地の鋼材が変形した加工部の耐食性が良好であり、加熱を受ける場合、及び長期の使用にて紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性が良好であり、且つ表面のしわやタレの発生が抑制されて外観が良好な塗装めっき鋼材が提供される。 According to the aspects described in the above (1) to ( 12 ), the corrosion resistance of the scratched portion of the painted surface and the processed portion in which the underlying steel material is deformed is good, and when subjected to heating, and ultraviolet light for long-term use. Thus, a coated galvanized steel material having good white rust resistance in the case of receiving irradiation of the surface and having a good appearance with suppressed generation of wrinkles and sagging on the surface is provided.

本発明の実施形態における、溶融めっき処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the hot dipping processing apparatus in embodiment of this invention. 前記溶融めっき処理装置の他例を示す一部の概略図である。It is the one part schematic which shows the other example of the said hot dipping processing apparatus. 本発明の実施形態における、過時効処理に用いられる加熱装置の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the heating apparatus used for the overaging process in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、過時効処理に用いられる保温容器の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the heat retention container used for the overaging process in embodiment of this invention. 実施例の水準M5で得られた溶融めっき鋼板の切断面を電子顕微鏡により撮影して得られた画像である。It is the image obtained by image | photographing the cut surface of the hot dipped steel plate obtained by the level M5 of the Example with an electron microscope. 実施例の水準M5におけるSi−Mg相の元素分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the elemental-analysis result of the Si-Mg phase in the level M5 of an Example. 実施例の水準M5についての、グロー放電発光分光分析装置によるめっき層の深さ方向分析の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the depth direction analysis of the plating layer by the glow discharge emission-spectral-analysis apparatus about the level M5 of an Example. 実施例の水準M50についての、グロー放電発光分光分析装置によるめっき層の深さ方向分析の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the depth direction analysis of the plating layer by the glow discharge emission-spectral-analysis apparatus about the level M50 of an Example. 実施例の水準M5で得られた溶融めっき鋼板におけるめっき層の表面を電子顕微鏡により撮影して得られた画像である。It is the image obtained by image | photographing the surface of the plating layer in the hot dipped steel plate obtained by the level M5 of the Example with an electron microscope. 実施例の水準M5についての、めっき層の外観を撮影した写真を示す。The photograph which image | photographed the external appearance of the plating layer about the level M5 of an Example is shown. 参考例の水準M10についての、めっき層の外観を撮影した写真を示す。 The photograph which image | photographed the external appearance of the plating layer about the level M10 of a reference example is shown. 実施例の水準M62についての、めっき層の外観を撮影した光学顕微鏡写真を示す。The optical microscope photograph which image | photographed the external appearance of the plating layer about the level M62 of an Example is shown. 実施例の水準M5についての、めっき層の外観を撮影した光学顕微鏡写真を示す。The optical microscope photograph which image | photographed the external appearance of the plating layer about the level M5 of an Example is shown. 実施例の水準M50についての、めっき層の外観を撮影した写真を示す。The photograph which image | photographed the external appearance of the plating layer about the level M50 of an Example is shown. 実施例の水準M5の溶融めっき鋼板についての過時効処理評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the overaging treatment evaluation result about the hot dipped steel plate of the level M5 of an Example. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す概略図の一例である。It is an example of the schematic diagram which shows the layer structure of the coating plating steel materials in embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

[塗装めっき鋼材]
本実施形態に係る塗装めっき鋼材は、図11A〜図11Hに示すとおり、鋼材1と、この鋼材1の表面上の被覆物29とを備える。この被覆物29は、鋼材1から近い順に、アルミニウム・亜鉛合金めっき層23(以下、「めっき層23」という)と、めっき層23の表面上の塗装下地処理層24と、塗装下地処理層24の表面上の有機被膜層25とを有する。すなわち、鋼材1の表面上にめっき層23がめっきされ、更にその上層に塗装下地処理層24及び有機被膜層25が順次被覆されている。鋼材1としては、薄鋼板、厚鋼板、型鋼、鋼管、鋼線等の種々の部材が挙げられる。すなわち、鋼材1の形状は特に制限されない。めっき層23は、溶融めっき処理により形成される。
[Painted steel]
The paint-plated steel material according to this embodiment includes a steel material 1 and a covering 29 on the surface of the steel material 1 as shown in FIGS. 11A to 11H. The covering 29 includes, in order from the steel material 1, an aluminum / zinc alloy plating layer 23 (hereinafter referred to as “plating layer 23”), a paint ground treatment layer 24 on the surface of the plating layer 23, and a paint ground treatment layer 24. And an organic coating layer 25 on the surface. That is, the plating layer 23 is plated on the surface of the steel material 1, and the coating base treatment layer 24 and the organic coating layer 25 are sequentially coated thereon. Examples of the steel material 1 include various members such as a thin steel plate, a thick steel plate, a die steel, a steel pipe, and a steel wire. That is, the shape of the steel material 1 is not particularly limited. The plating layer 23 is formed by a hot dipping process.

[めっき層23]
めっき層23は、構成元素としてAl、Zn、Si及びMgを含む。めっき層23内のAl含有量は、25〜75質量%である。Mg含有量は、0.1〜10質量%である。このため、Alによって特にめっき層23の表面の耐食性が向上すると共に、Znによる犠牲防食作用によって特に溶融めっき鋼材の切断端面におけるエッジクリープが抑制されて、溶融めっき鋼材に高い耐食性が付与される。更に、Siによってめっき層23中のAlと鋼材1との間の過度の合金化が抑制され、めっき層23と鋼材1との間に介在する合金層26(後述)によって溶融めっき鋼材の加工性を損なうことが抑制される。更に、めっき層23がZnよりも卑な金属であるMgを含有することで、めっき層23の犠牲防食作用が強化され、溶融めっき鋼材の耐食性が更に向上する。
[Plating layer 23]
The plating layer 23 contains Al, Zn, Si, and Mg as constituent elements. The Al content in the plating layer 23 is 25 to 75% by mass. Mg content is 0.1-10 mass%. For this reason, the corrosion resistance of the surface of the plated layer 23 is improved particularly by Al, and the edge creep at the cut end face of the hot-dip plated steel material is particularly suppressed by the sacrificial anticorrosive action of Zn, and high corrosion resistance is imparted to the hot-dip plated steel material. Furthermore, excessive alloying between Al in the plating layer 23 and the steel material 1 is suppressed by Si, and the workability of the hot-dipped steel material by an alloy layer 26 (described later) interposed between the plating layer 23 and the steel material 1. It is suppressed that damages. Furthermore, the sacrificial anticorrosive action of the plating layer 23 is strengthened and the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material is further improved by including the Mg, which is a base metal than Zn, in the plating layer 23.

めっき層23は0.2〜15体積%のSi−Mg相を含む。Si−Mg相はSiとMgとの金属間化合物で構成される相であり、めっき層23中に分散して存在する。   The plating layer 23 includes 0.2 to 15% by volume of a Si—Mg phase. The Si—Mg phase is a phase composed of an intermetallic compound of Si and Mg, and is present dispersed in the plating layer 23.

めっき層23におけるSi−Mg相の体積割合は、めっき層23をその厚み方向に切断した場合の切断面におけるSi−Mg相の面積割合と等しい。めっき層23の切断面におけるSi−Mg相は、電子顕微鏡観察により明瞭に確認され得る。このため、切断面におけるSi−Mg相の面積割合を測定することで、めっき層23におけるSi−Mg相の体積割合を間接的に測定することができる。   The volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is equal to the area ratio of the Si—Mg phase in the cut surface when the plating layer 23 is cut in the thickness direction. The Si—Mg phase on the cut surface of the plating layer 23 can be clearly confirmed by observation with an electron microscope. For this reason, the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 can be indirectly measured by measuring the area ratio of the Si—Mg phase on the cut surface.

めっき層23中のSi−Mg相の体積割合が高いほど、めっき層23におけるしわの発生が抑制される。これは、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき金属が冷却されることで、凝固してめっき層23が形成されるプロセスにおいて、溶融めっき金属が完全に凝固する前にSi−Mg相が溶融めっき金属中で析出し、このSi−Mg相が溶融めっき金属の流動を抑制するためと考えられる。このSi−Mg相の体積割合は0.2〜10%であればより好ましく、0.4〜5%であれば更に好ましい。   As the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is higher, the generation of wrinkles in the plating layer 23 is suppressed. This is because in the process in which the hot-dip plated metal is cooled during the production of hot-dip plated steel material and solidifies to form the plated layer 23, the Si-Mg phase is hot-melted before the hot-dip plated metal is completely solidified. It is considered that the Si—Mg phase precipitates in the inside and suppresses the flow of the hot dipped metal. The volume ratio of the Si—Mg phase is more preferably 0.2 to 10%, and further preferably 0.4 to 5%.

めっき層23はSi−Mg相と、それ以外のZnとAlを含有する相により構成される。ZnとAlを含有する相は、主としてα−Al相(デンドライト組織)及びZn−Al−Mg共晶相(インターデンドライト組織)で構成される。ZnとAlを含有する相は、めっき層23の組成に応じて更にMg−Znから構成される相(Mg−Zn相)、Siから構成される相(Si相)、Fe−Al金属間化合物から構成される相(Fe−Al相)等、各種の相を含み得る。ZnとAlを含有する相は、めっき層23中のSi−Mg相を除いた部分を占める。従って、めっき層23におけるZnとAlを含有する相の体積割合は99.8〜85%の範囲、99.8〜90%の範囲であればより好ましく、99.6〜95%の範囲であれば更に好ましい。The plating layer 23 is composed of a Si—Mg phase and other phases containing Zn and Al. The phase containing Zn and Al is mainly composed of an α-Al phase (dendritic structure) and a Zn—Al—Mg eutectic phase (interdendrite structure). Phase is comprised of phase from the more Mg-Zn 2 depending on the composition of the plating layer 23 (Mg-Zn 2 phase), and phase from the Si (Si phase), Fe-Al metal containing Zn and Al Various phases such as a phase composed of an intermetallic compound (Fe—Al phase) can be included. The phase containing Zn and Al occupies the portion of the plating layer 23 excluding the Si—Mg phase. Therefore, the volume ratio of the phase containing Zn and Al in the plating layer 23 is more preferably in the range of 99.8 to 85% and in the range of 99.8 to 90%, and more preferably in the range of 99.6 to 95%. More preferred.

めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの質量比率は、3質量%以上100質量%以下である。Si−Mg相に含まれないMgは、ZnとAlを含有する相中に含まれる。ZnとAlを含有する相においては、Mgはα−Al相中、Zn−Al−Mg共晶相中、Mg−Zn相中、めっき表面に形成されるMg含有酸化物皮膜中等に含まれる。Mgがα−Al相中に含まれる場合には、α−Al相中にMgが固溶する。The mass ratio of Mg in the Si—Mg phase with respect to the total amount of Mg in the plating layer 23 is 3% by mass or more and 100% by mass or less. Mg not contained in the Si—Mg phase is contained in the phase containing Zn and Al. In the phase containing Zn and Al, Mg is contained in the α-Al phase, in the Zn-Al-Mg eutectic phase, in the Mg-Zn 2 phase, in the Mg-containing oxide film formed on the plating surface, etc. . When Mg is contained in the α-Al phase, Mg is dissolved in the α-Al phase.

めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの質量比率は、Si−Mg相がMgSiの化学量論組成を有しているとみなされた上で算出され得る。尚、実際にはSi−Mg相はSi及びMg以外のAl、Zn、Cr、Fe等の元素を少量含む可能性が有り、Si−Mg相中のSiとMgとの組成比も化学量論組成から若干変動している可能性があるが、これらを考慮してSi−Mg相中のMg量を厳密に決定することは非常に困難である。このため、本発明においては、めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの質量比率が決定される際に、前記の通り、Si−Mg相がMgSiの化学量論組成を有しているとみなされる。The mass ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer 23 can be calculated after the Si—Mg phase is regarded as having a stoichiometric composition of Mg 2 Si. Actually, the Si-Mg phase may contain a small amount of elements such as Al, Zn, Cr, and Fe other than Si and Mg, and the composition ratio of Si and Mg in the Si-Mg phase is also stoichiometric. Although there may be some variation from the composition, it is very difficult to strictly determine the amount of Mg in the Si—Mg phase in consideration of these. Therefore, in the present invention, when the mass ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer 23 is determined, as described above, the stoichiometric composition of the Si—Mg phase is Mg 2 Si. Is considered to have

めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの質量比率Rは、次の式(1)により算出される。
R=100×AMg/(M×CMG/100) …(1)
Rはめっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの質量比率(質量%)を、AMgはめっき層23の平面視単位面積当たりの、めっき層23中のSi−Mg相に含まれるMg含有量(g/m)を、Mはめっき層23の平面視単位面積当たりの、めっき層23の質量(g/m)を、CMGはめっき層23中の全Mgの含有量(質量%)を、それぞれ示す。ここで、めっき層23の平面視単位面積当たりの、めっき層23の質量Mとは、鋼板の表面を基準にして、鋼板の表面の上の単位面積当たりに付着するめっき層23の質量のことを言う。
The mass ratio R of Mg in the Si—Mg phase with respect to the total amount of Mg in the plating layer 23 is calculated by the following equation (1).
R = 100 × AMg / (M × CMG / 100) (1)
R is the mass ratio (mass%) of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer 23, and AMg is included in the Si—Mg phase in the plating layer 23 per unit area in plan view of the plating layer 23. Mg is the Mg content (g / m 2 ), M is the mass (g / m 2 ) of the plating layer 23 per unit area in plan view of the plating layer 23, and CMG is the total Mg content in the plating layer 23 (Mass%) is shown respectively. Here, the mass M of the plating layer 23 per unit area in plan view of the plating layer 23 refers to the mass of the plating layer 23 attached per unit area on the surface of the steel sheet, based on the surface of the steel sheet. Say.

AMgは、次の式(2)から算出される。
AMg=V×ρ×α …(2)
はめっき層23の平面視単位面積当たりの、めっき層23中のSi−Mg相の体積(m/m)を示す。ρはSi−Mg相の密度を示し、その値は1.94×10(g/m)である。αはSi−Mg相中のMgの含有質量比率を示し、その値は0.63である。
AMg is calculated from the following equation (2).
AMg = V 2 × ρ 2 × α (2)
V 2 represents the volume (m 3 / m 2 ) of the Si—Mg phase in the plating layer 23 per unit area in plan view of the plating layer 23. [rho 2 shows the density of Si-Mg phase and its value is 1.94 × 10 6 (g / m 3). α represents the mass ratio of Mg in the Si—Mg phase, and its value is 0.63.

は、次の式(3)から算出され得る。
=V×R/100 …(3)
はめっき層23の平面視単位面積あたりの、めっき層23の全体体積(m/m)を、Rはめっき層23中のSi−Mg相の体積比率(体積%)を、それぞれ示す。
V 2 can be calculated from the following equation (3).
V 2 = V 1 × R 2 /100 ... (3)
V 1 is the total volume (m 3 / m 2 ) of the plating layer 23 per unit area in plan view of the plating layer 23, R 2 is the volume ratio (volume%) of the Si—Mg phase in the plating layer 23, Each is shown.

は、次の式(4)から算出され得る。
=M/ρ …(4)
ρは、めっき層23全体の密度(g/m)を示す。ρの値は、めっき層23の組成に基づいてめっき層23の構成元素の常温での密度を加重平均することで算出される。
V 1 can be calculated from the following equation (4).
V 1 = M / ρ 1 (4)
ρ 1 indicates the density (g / m 3 ) of the entire plating layer 23. The value of ρ 1 is calculated by weighted averaging the densities of the constituent elements of the plating layer 23 at room temperature based on the composition of the plating layer 23.

本実施形態では、めっき層23中のMgが上記のように高い比率でSi−Mg相中に含まれる。このため、めっき層23の表層に存在するMg量が少なくなり、これによりめっき層23の表層におけるMg系酸化皮膜の形成が抑制される。従って、Mg系酸化皮膜に起因するめっき層23のしわが、抑制される。Mg全量に対するSi−Mg相中のMgの割合が多いほど、しわの発生が抑制される。この割合は5質量%以上であればより好ましく、20質量%以上であれば更に好ましく、50質量%以上であれば特に好ましい。Si−Mg相中のMgの、Mg全量に対する割合の上限は特に制限されず、この割合が100質量%であってもよい。   In this embodiment, Mg in the plating layer 23 is contained in the Si—Mg phase at a high ratio as described above. For this reason, the amount of Mg present in the surface layer of the plating layer 23 is reduced, thereby suppressing the formation of the Mg-based oxide film on the surface layer of the plating layer 23. Therefore, wrinkles of the plating layer 23 caused by the Mg-based oxide film are suppressed. As the proportion of Mg in the Si—Mg phase with respect to the total amount of Mg increases, the generation of wrinkles is suppressed. This ratio is more preferably 5% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. The upper limit of the ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg is not particularly limited, and this ratio may be 100% by mass.

めっき層23における表面より50nm深さの最外層内では、大きさが直径4mm(測定部径)、深さ50nmとなるいかなる領域においても、Mg含有量が0質量%以上60質量%未満であることが好ましい。このめっき層23の最外層におけるMg含有量は、グロー放電発光分光分析(GD-OES:Glow Discharge - Optical Emission Spectroscopy)により測定される。すなわち、より具体的な測定方法として、検出された各元素に由来するそれぞれのグロー放電強度を、既知の係数あるいは組成が既知の標準試料の測定値から求めた係数により換算して元素の質量比とし、一方で、深さ50nmに相当するグロー発光時間を標準試料により求め、Mgのグロー放電強度比を換算した質量比が、標準試料により求めた発光時間までのいかなる時点においても、0質量%以上60質量%未満であることとして測定される。   In the outermost layer having a depth of 50 nm from the surface of the plating layer 23, the Mg content is 0% by mass or more and less than 60% by mass in any region having a diameter of 4 mm (measurement part diameter) and a depth of 50 nm. It is preferable. The Mg content in the outermost layer of the plating layer 23 is measured by glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES). That is, as a more specific measurement method, the glow discharge intensity derived from each detected element is converted by a known coefficient or a coefficient obtained from a measured value of a standard sample whose composition is known, and the mass ratio of the elements On the other hand, the glow emission time corresponding to a depth of 50 nm is obtained from a standard sample, and the mass ratio obtained by converting the glow discharge intensity ratio of Mg is 0% by mass at any time point until the emission time obtained from the standard sample. It is measured as being above 60% by mass.

めっき層23の最外層でのMg含有量が少ないほど、Mg系酸化皮膜に起因するしわが抑制される。このMg含有量は、めっき層23の最外層における大きさが直径4mm、深さ50nmとなるいかなる領域でも、40質量%未満であればより好ましく、20質量%未満であれば更に好ましく、10質量%未満であれば特に好ましい。   As the Mg content in the outermost layer of the plating layer 23 is smaller, wrinkles due to the Mg-based oxide film are suppressed. This Mg content is more preferably less than 40% by mass, even more preferably less than 20% by mass, in any region where the outermost layer of the plating layer 23 has a diameter of 4 mm and a depth of 50 nm, more preferably less than 20% by mass. If it is less than%, it is especially preferable.

めっき層23の表面でのSi−Mg相の面積比率が30%以下であることが好ましい。めっき層23中にSi−Mg相が存在すると、めっき層23の表面ではSi−Mg相が薄く網目状に形成されやすくなり、このSi−Mg相の面積比率が大きいとめっき層23の外観が変化する。Si−Mg相のめっき表面分布状態が不均一な場合は、目視によってめっき層23の外観に光沢のムラが観察される。この光沢のムラは、タレと呼ばれる外観不良である。めっき層23の表面でのSi−Mg相の面積比率が30%以下であれば、タレが抑制され、めっき層23の外観が向上する。更に、めっき層23の表面にSi−Mg相が少ないことは、めっき層23の耐食性が長期に亘って維持されるためにも有効である。めっき層23の表面へのSi−Mg相の析出を抑制すると、相対的にはめっき層23内部へのSi−Mg相の析出量が増大する。そのため、めっき層23内部のMg量が多くなり、これによりめっき層23においてMgの犠牲防食作用が長期に亘って発揮されるようになり、これによりめっき層23の高い耐食性が長期に亘って維持されるようになる。めっき層23の外観向上及びめっき層23の耐食性の維持のためには、めっき層23の表面でのSi−Mg相の面積比率は、20%以下であればより好ましく、10%以下であれば更に好ましく、5%以下であれば特に好ましい。   The area ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 is preferably 30% or less. When the Si—Mg phase is present in the plating layer 23, the Si—Mg phase is likely to be formed thin and in a mesh shape on the surface of the plating layer 23. When the area ratio of the Si—Mg phase is large, the appearance of the plating layer 23 is improved. Change. When the distribution state of the plating surface of the Si—Mg phase is not uniform, uneven gloss is visually observed on the plating layer 23. This unevenness of gloss is an appearance defect called sagging. When the area ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 is 30% or less, sagging is suppressed and the appearance of the plating layer 23 is improved. Furthermore, the fact that the surface of the plating layer 23 has a small amount of Si—Mg phase is also effective for maintaining the corrosion resistance of the plating layer 23 over a long period of time. When the precipitation of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 is suppressed, the amount of precipitation of the Si—Mg phase in the plating layer 23 relatively increases. Therefore, the amount of Mg in the plating layer 23 increases, and thereby the sacrificial anticorrosive action of Mg is exerted in the plating layer 23 over a long period of time, thereby maintaining the high corrosion resistance of the plating layer 23 over a long period of time. Will come to be. In order to improve the appearance of the plating layer 23 and maintain the corrosion resistance of the plating layer 23, the area ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 is more preferably 20% or less, and is preferably 10% or less. More preferably, it is particularly preferably 5% or less.

めっき層23におけるMgの含有量は、上記の通り0.1〜10質量%の範囲である。Mgの含有量が0.1質量%未満であるとめっき層23の耐食性が充分に確保されなくなってしまう。この含有量が10質量%より多くなると耐食性の向上作用が飽和するだけでなく、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このMgの含有量は更に0.5質量%以上であることが好ましく、更に1.0質量%以上であることが好ましい。またこのMgの含有量は特に5.0質量%以下であることが好ましく、更に3.0質量%以下であることが好ましい。Mgの含有量が1.0〜3.0質量%の範囲であれば特に好ましい。   The Mg content in the plating layer 23 is in the range of 0.1 to 10% by mass as described above. If the Mg content is less than 0.1% by mass, the corrosion resistance of the plating layer 23 is not sufficiently ensured. If this content exceeds 10% by mass, not only the corrosion resistance improving action is saturated, but also dross is likely to occur in the hot dipping bath 2 during the production of hot dipped steel. The Mg content is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more. The Mg content is particularly preferably 5.0% by mass or less, and more preferably 3.0% by mass or less. It is particularly preferable if the Mg content is in the range of 1.0 to 3.0% by mass.

めっき層23におけるAlの含有量は25〜75質量%の範囲である。この含有量が25質量%以上であればめっき層23中のZn含有量が過剰とならず、めっき層23の表面における耐食性が充分に確保される。この含有量が75質量%以下であればZnによる犠牲防食効果が充分に発揮されると共にめっき層23の硬質化が抑制されて溶融めっき鋼材の加工性が高くなる。更に、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき金属の流動性が過度に低くならないようにすることでめっき層23のしわを更に抑制する観点からも、Alの含有量は75質量%以下である。このAlの含有量は特に45質量%以上であることが好ましい。またこのAlの含有量は特に65質量%以下であることが好ましい。Alの含有量が45〜65質量%の範囲であれば特に好ましい。   The content of Al in the plating layer 23 is in the range of 25 to 75% by mass. If this content is 25% by mass or more, the Zn content in the plating layer 23 is not excessive, and the corrosion resistance on the surface of the plating layer 23 is sufficiently ensured. If this content is 75% by mass or less, the sacrificial anticorrosive effect by Zn is sufficiently exhibited, and the hardening of the plating layer 23 is suppressed, so that the workability of the hot-dip plated steel material is improved. Furthermore, the content of Al is 75% by mass or less from the viewpoint of further suppressing wrinkles of the plating layer 23 by preventing the fluidity of the hot-dip plated metal from becoming excessively low during the production of hot-dip plated steel. The Al content is particularly preferably 45% by mass or more. The Al content is particularly preferably 65% by mass or less. It is particularly preferable if the Al content is in the range of 45 to 65 mass%.

めっき層23におけるSiの含有量は、Alの含有量に対して0.5〜10質量%の範囲であることが好ましい。SiのAlに対する含有量が0.5質量%以上であるとめっき層23中のAlと鋼材1との過度の合金化が充分に抑制される。この含有量が10質量%より多くなるとSiによる作用が飽和するだけでなく溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このSiの含有量は特に1.0質量%以上であることが好ましい。またこのSiの含有量は特に5.0質量%以下であることが好ましい。Siの含有量が1.0〜5.0質量%の範囲であれば特に好ましい。   The Si content in the plating layer 23 is preferably in the range of 0.5 to 10% by mass with respect to the Al content. When the content of Si with respect to Al is 0.5 mass% or more, excessive alloying between Al in the plating layer 23 and the steel material 1 is sufficiently suppressed. If this content exceeds 10% by mass, not only the action of Si is saturated but also dross is likely to occur in the hot dipping bath 2 during the production of hot dipped steel. The Si content is particularly preferably 1.0% by mass or more. The Si content is particularly preferably 5.0% by mass or less. It is particularly preferable if the Si content is in the range of 1.0 to 5.0 mass%.

更に、めっき層23中のSi:Mgの質量比が100:50〜100:300の範囲であることが好ましい。この場合、めっき層23中のSi−Mg層の形成が特に促進され、めっき層23におけるしわの発生が更に抑制される。このSi:Mgの質量比は更に100:70〜100:250であることが好ましく、更に100:100〜100:200であることが好ましい。   Furthermore, the mass ratio of Si: Mg in the plating layer 23 is preferably in the range of 100: 50 to 100: 300. In this case, the formation of the Si—Mg layer in the plating layer 23 is particularly promoted, and the generation of wrinkles in the plating layer 23 is further suppressed. The mass ratio of Si: Mg is preferably 100: 70 to 100: 250, and more preferably 100: 100 to 100: 200.

めっき層23は、構成元素として更にCrを含有する。Crによってめっき層23中のSi−Mg相の成長が促進され、めっき層23中のSi−Mg相の体積割合が高くなると共に、めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの割合が高くなる。これにより、めっき層23のしわが更に抑制される。めっき層23におけるCrの含有量は0.02〜1.0質量%の範囲である。めっき層23におけるCrの含有量が1.0質量%より多くなると前記作用が飽和するだけでなく、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このCrの含有量は特に0.05質量%以上であることが好ましい。またこのCrの含有量は特に0.5質量%以下であることが好ましい。このCrの含有量は、更に0.07〜0.2質量%の範囲であることが好ましい。 Plating layer 23, it further contains Cr as an element. The growth of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is promoted by Cr , the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is increased, and the amount of Mg in the Si—Mg phase with respect to the total amount of Mg in the plating layer 23 is increased. The ratio is high. Thereby, wrinkles of the plating layer 23 are further suppressed. The content of Cr in the plating layer 23 area by der of 0.02 to 1.0 wt%. When the Cr content in the plating layer 23 is more than 1.0 mass%, not only the action is saturated, but also dross is likely to occur in the hot dipping bath 2 during the production of hot dipped steel. The Cr content is particularly preferably 0.05% by mass or more. The Cr content is particularly preferably 0.5% by mass or less. The Cr content is preferably in the range of 0.07 to 0.2% by mass.

っき層23における表面より50nm深さの最外層内でのCrの含有量が100〜500質量ppmであることが好ましい。この場合、めっき層23の耐食性が更に向上する。これは、最外層にCrが存在するとめっき層23に不動態皮膜が形成され、このためにめっき層23のアノ−ド溶解が抑制されるためと考えられる。このCrの含有量は更に150〜450質量ppmであることが好ましく、更に200〜400質量ppmであることが好ましい。 The content of Cr in the outermost layer of 50nm depth from the surface in order Kkiso 23 is preferably 100 to 500 mass ppm. In this case, the corrosion resistance of the plating layer 23 is further improved. This is presumably because, when Cr is present in the outermost layer, a passive film is formed on the plating layer 23, and therefore, anodic dissolution of the plating layer 23 is suppressed. The content of Cr is preferably 150 to 450 ppm by mass, and more preferably 200 to 400 ppm by mass.

めっき層23と鋼材1との間にはAlとCrとを含有する合金層26が介在することが好ましい。本発明の実施形態で、合金層26はめっき層23と異なる層とみなされる。合金層26は、構成元素として、AlとCr以外に、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn等の種々の金属元素を含有してもよい。このような合金層26が存在すると、合金層26中のCrによってめっき層23中のSi−Mg相の成長が促進され、めっき層23中のSi−Mg相の体積割合が高くなると共に、めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの割合が高くなる。これにより、めっき層23のしわやタレが更に抑制される。特に、合金層26中のCrの含有割合の、めっき層23内のCrの含有割合に対する比が、2〜50であることが好ましい。この場合、めっき層23内の合金層26付近においてSi−Mg相の成長が促進されることで、めっき層23の表面でのSi
−Mg相の面積比率が低くなり、このためタレが更に抑制されると共にめっき層23の耐食性が更に長期に亘って維持される。合金層26中のCrの含有割合の、めっき層23内のCrの含有割合に対する比は、更に3〜40であることが好ましく、更に4〜25であることが好ましい。合金層26中のCr量は、めっき層23の断面をエネルギー分散型X線分析装置(EDS)を用いて測定することで導出され得る。
An alloy layer 26 containing Al and Cr is preferably interposed between the plating layer 23 and the steel material 1. In the embodiment of the present invention, the alloy layer 26 is regarded as a layer different from the plating layer 23. The alloy layer 26 may contain various metal elements such as Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Sn in addition to Al and Cr as constituent elements. When such an alloy layer 26 exists, the growth of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is promoted by Cr in the alloy layer 26, and the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 increases, and the plating is performed. The ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the layer 23 increases. Thereby, wrinkles and sagging of the plating layer 23 are further suppressed. In particular, the ratio of the Cr content in the alloy layer 26 to the Cr content in the plating layer 23 is preferably 2 to 50. In this case, Si—Mg phase growth is promoted in the vicinity of the alloy layer 26 in the plating layer 23, so that Si on the surface of the plating layer 23 is increased.
-The area ratio of the Mg phase is lowered, so that sagging is further suppressed and the corrosion resistance of the plating layer 23 is maintained for a longer period. The ratio of the Cr content in the alloy layer 26 to the Cr content in the plating layer 23 is preferably 3 to 40, and more preferably 4 to 25. The amount of Cr in the alloy layer 26 can be derived by measuring the cross section of the plating layer 23 using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS).

合金層26の厚みは0.05〜5μmの範囲であることが好ましい。この厚みが0.05μm以上であれば、合金層26による上記作用が効果的に発揮される。この厚みが5μm以下であれば、合金層26によって溶融めっき鋼材の加工性が損なわれにくくなる。   The thickness of the alloy layer 26 is preferably in the range of 0.05 to 5 μm. If this thickness is 0.05 μm or more, the above-described action by the alloy layer 26 is effectively exhibited. If this thickness is 5 μm or less, the workability of the hot-dip plated steel material is hardly impaired by the alloy layer 26.

めっき層23がCrを含有すると、めっき層23の加工後の耐食性も向上する。その理由は次の通りであると考えられる。めっき層23が厳しい加工を受けると、めっき層23にクラックが生じる場合がある。その際、クラックを通じてめっき層23内に水や酸素が浸入してしまい、めっき層23内の合金が直接腐食因子に晒されてしまう。しかし、めっき層23の特に表層に存在するCr並びに合金層26に存在するCrはめっき層23の腐食反応を抑制し、これによりクラックを起点とした腐食の拡大が抑制される。めっき層23の加工後の耐食性が特に向上するためには、めっき層23における表面より50nm深さの最外層内でのCrの含有量が300質量ppm以上であることが好ましく、特に200〜400質量ppmの範囲であることが好ましい。また、めっき層23の加工後の耐食性を特に向上させるためには、合金層26中のCrの含有割合の、めっき層23内のCrの含有割合に対する比が20以上であることが好ましく、特に20〜30の範囲であることが好ましい。   When the plating layer 23 contains Cr, the corrosion resistance after processing of the plating layer 23 is also improved. The reason is considered as follows. If the plating layer 23 is subjected to severe processing, cracks may occur in the plating layer 23. At that time, water and oxygen enter the plating layer 23 through the crack, and the alloy in the plating layer 23 is directly exposed to the corrosion factor. However, the Cr existing in the surface layer of the plating layer 23 and the Cr existing in the alloy layer 26 suppress the corrosion reaction of the plating layer 23, thereby suppressing the expansion of corrosion starting from cracks. In order to particularly improve the corrosion resistance after processing of the plating layer 23, the Cr content in the outermost layer 50 nm deeper than the surface of the plating layer 23 is preferably 300 ppm by mass or more, particularly 200 to 400. A range of mass ppm is preferred. Further, in order to particularly improve the corrosion resistance after processing of the plating layer 23, the ratio of the Cr content in the alloy layer 26 to the Cr content in the plating layer 23 is preferably 20 or more. A range of 20 to 30 is preferable.

めっき層23は構成元素として更にSrを含有することが好ましい。この場合、Srによってめっき層23中のSi−Mg層の形成が特に促進される。更に、Srによって、めっき層23の表層におけるMg系酸化皮膜の形成が抑制される。これは、Mg系酸化皮膜よりもSrの酸化膜の方が優先的に形成されやすくなることで、Mg系酸化皮膜の形成が阻害されるためであると考えられる。これにより、めっき層23におけるしわの発生が更に抑制される。めっき層23中のSrの含有量は1〜1000質量ppmの範囲であることが好ましい。このSrの含有量が1質量ppm未満であると上述の作用が発揮されなくなり、この含有量が1000質量ppmより多くなるとSrの作用が飽和してしまうだけでなく、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このSrの含有量は特に5質量ppm以上であることが好ましい。またこのSrの含有量は特に500質量ppm以下であることが好ましく、更に300質量ppm以下であることが好ましい。このSrの含有量は、更に20〜50質量ppmの範囲であることが好ましい。   The plating layer 23 preferably further contains Sr as a constituent element. In this case, the formation of the Si—Mg layer in the plating layer 23 is particularly promoted by Sr. Furthermore, the formation of the Mg-based oxide film on the surface layer of the plating layer 23 is suppressed by Sr. This is considered to be because the Sr oxide film is more preferentially formed than the Mg-based oxide film, thereby inhibiting the formation of the Mg-based oxide film. Thereby, generation | occurrence | production of the wrinkle in the plating layer 23 is further suppressed. The Sr content in the plating layer 23 is preferably in the range of 1 to 1000 ppm by mass. If the Sr content is less than 1 ppm by mass, the above-described effects will not be exhibited. If the Sr content exceeds 1000 ppm by mass, not only will the Sr effect be saturated, but also melted during the production of hot-dip galvanized steel. Dross is likely to occur in the plating bath 2. The Sr content is particularly preferably 5 ppm by mass or more. The Sr content is particularly preferably 500 ppm by mass or less, and more preferably 300 ppm by mass or less. The Sr content is preferably in the range of 20 to 50 ppm by mass.

めっき層23は構成元素として更にFeを含有することが好ましい。この場合、Feによってめっき層23中のSi−Mg層の形成が特に促進される。更に、Feはめっき層23のミクロ組織及びスパングル組織の微細化にも寄与し、これによりめっき層23の外観及び加工性が向上する。めっき層23におけるFeの含有量は0.1〜0.6質量%の範囲であることが好ましい。このFeの含有量が0.1質量%未満であるとめっき層23のミクロ組織及びスパングル組織が粗大化してめっき層23の外観が悪化すると共に加工性が悪化してしまう。この含有量が0.6質量%より多くなるとめっき層23のスパングルがあまりにも微細化し、或いは消失してしまってスパングルによる外観向上がなされなくなると共に、溶融めっき鋼材の製造時に溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってめっき層23の外観が更に悪化してしまう。このFeの含有量は特に0.2質量%以上であることが好ましい。またこのFeの含有量は特に0.5質量%以下であることが好ましい。Feの含有量が0.2〜0.5質量%の範囲であれば特に好ましい。めっき後、鋼板1表面に現れる花紋をスパングルと呼ぶ。   The plating layer 23 preferably further contains Fe as a constituent element. In this case, the formation of the Si—Mg layer in the plating layer 23 is particularly promoted by Fe. Furthermore, Fe also contributes to the refinement of the microstructure and spangle structure of the plating layer 23, thereby improving the appearance and workability of the plating layer 23. The Fe content in the plating layer 23 is preferably in the range of 0.1 to 0.6 mass%. When the Fe content is less than 0.1% by mass, the microstructure and spangle structure of the plating layer 23 are coarsened to deteriorate the appearance of the plating layer 23 and the workability. If the content exceeds 0.6% by mass, the spangles of the plating layer 23 become too fine or disappear, and the appearance of the spangles cannot be improved. Dross easily occurs and the appearance of the plating layer 23 is further deteriorated. The Fe content is particularly preferably 0.2% by mass or more. The Fe content is particularly preferably 0.5% by mass or less. It is particularly preferable if the Fe content is in the range of 0.2 to 0.5 mass%. The flower pattern that appears on the surface of the steel plate 1 after plating is called spangle.

めっき層23は、構成元素として更にアルカリ土類元素、Sc、Y、ランタノイド元素、Ti及びBから選択される元素を含有してもよい。   The plating layer 23 may further contain an element selected from an alkaline earth element, Sc, Y, a lanthanoid element, Ti and B as a constituent element.

アルカリ土類元素(Be、Ca、Ba、Ra)、Sc、Y、及びランタノイド元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu等)は、Srと同様の作用を発揮する。めっき層23におけるこれらの成分の含有量の総量は、質量比率で1.0質量%以下であることが好ましい。   Alkaline earth elements (Be, Ca, Ba, Ra), Sc, Y, and lanthanoid elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, etc.) exhibit the same action as Sr. The total content of these components in the plating layer 23 is preferably 1.0% by mass or less in terms of mass ratio.

Ti及びBのうち少なくとも一方をめっき層23が含有すると、めっき層23のα−Al相(デンドライト組織)が微細化することでスパングルが微細化し、このため、スパングルによるめっき層23の外観が向上する。更に、Ti及びBのうち少なくとも一方によりめっき層23でのしわの発生が更に抑制される。これは、Ti及びBの作用によりSi−Mg相も微細化し、この微細化したSi−Mg相が、溶融めっき金属が凝固してめっき層23が形成されるプロセスにおいて溶融めっき金属の流動を効果的に抑制するためと考えられる。更に、このようなめっき組織の微細化によって曲げ加工時のめっき層23内の応力の集中が緩和されて大きなクラックの発生等が抑制され、めっき層23の曲げ加工性が更に向上する。前記作用が発揮されるためには、溶融めっき浴2中のTi及びBの含有量の合計が、質量比率で0.0005〜0.1質量%の範囲であることが好ましい。このTi及びBの含有量の合計は特に0.001質量%以上であることが好ましい。またこのTi及びBの含有量の合計は特に0.05質量%以下であることが好ましい。Ti及びBの含有量の合計が0.001〜0.05質量%の範囲であれば特に好ましい。   When at least one of Ti and B is contained in the plating layer 23, the α-Al phase (dendritic structure) of the plating layer 23 is refined to make the spangle finer. For this reason, the appearance of the plating layer 23 by spangle is improved. To do. Furthermore, the generation of wrinkles in the plating layer 23 is further suppressed by at least one of Ti and B. This is because the Si-Mg phase is also refined by the action of Ti and B, and this refined Si-Mg phase is effective in the flow of the hot-dipped metal in the process in which the hot-dipped metal is solidified and the plated layer 23 is formed. It is thought that it is to suppress it. Furthermore, the refinement of the plating structure reduces the concentration of stress in the plating layer 23 during bending, thereby suppressing the occurrence of large cracks and the like, and further improving the bending workability of the plating layer 23. In order to exhibit the said effect | action, it is preferable that the sum total of content of Ti and B in the hot dipping bath 2 is the range of 0.0005-0.1 mass% by mass ratio. The total content of Ti and B is particularly preferably 0.001% by mass or more. The total content of Ti and B is particularly preferably 0.05% by mass or less. It is particularly preferable if the total content of Ti and B is in the range of 0.001 to 0.05 mass%.

Znは、めっき層23の構成元素全体のうち、Zn以外の構成元素を除いた残部を占める。   Zn occupies the rest of the constituent elements of the plating layer 23 excluding constituent elements other than Zn.

めっき層23は構成元素として上記以外の元素を含まないことが好ましい。特にめっき層23は、Al、Zn、Si、Mg、Cr、Sr、及びFeのみを構成元素として含有すること、或いは、Al、Zn、Si、Mg、Cr、Sr、及びFe、並びにアルカリ土類元素、Sc、Y、ランタノイド元素、Ti及びBから選択される元素のみを構成元素として含有することが、好ましい。   It is preferable that the plating layer 23 does not contain an element other than the above as a constituent element. In particular, the plating layer 23 contains only Al, Zn, Si, Mg, Cr, Sr, and Fe as constituent elements, or Al, Zn, Si, Mg, Cr, Sr, and Fe, and alkaline earth. It is preferable to contain only elements selected from the elements, Sc, Y, lanthanoid elements, Ti and B as constituent elements.

但し、言うまでもないが、めっき層23は、Pb、Cd、Cu、Mn等の不可避的不純物を含有してもよい。この不可避的不純物の含有量はできるだけ少ない方が好ましく、特にこの不可避的不純物の含有量の合計がめっき層23に対して質量比率で1質量%以下であることが好ましい。   Needless to say, however, the plating layer 23 may contain inevitable impurities such as Pb, Cd, Cu, and Mn. The content of the inevitable impurities is preferably as small as possible, and the total content of the inevitable impurities is particularly preferably 1% by mass or less with respect to the plating layer 23.

[塗装下地処理層24]
めっき層23の上層に被覆されている塗装下地処理層24は、有機樹脂と、アルキレン基、シロキサン結合及び下記一般式(X)で表される架橋性官能基を有する有機珪素化合物を必須の成分とする。
−SiR・・・・・・(X)
式中のR、R及びRは、互いに独立に、アルコキシ基又はヒドロキシ基を表す。また、R、R及びRのいずれか1つがメチル基で置換されていてもよい。すなわち、R、R、及びRの内の2つは、それぞれアルコキシ基又はヒドロキシ基であり、前記R、前記R、及び前記Rの内の残りの1つは、アルコキシ基、又はヒドロキシ基、又はメチル基である。
[Coated ground treatment layer 24]
The coating base treatment layer 24 coated on the upper layer of the plating layer 23 is an essential component of an organic resin and an organosilicon compound having an alkylene group, a siloxane bond, and a crosslinkable functional group represented by the following general formula (X). And
-SiR 1 R 2 R 3 (X)
R 1 , R 2 and R 3 in the formula each independently represent an alkoxy group or a hydroxy group. Further, any one of R 1 , R 2 and R 3 may be substituted with a methyl group. That is, two of R 1 , R 2 , and R 3 are each an alkoxy group or a hydroxy group, and the remaining one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group. Or a hydroxy group or a methyl group.

塗装下地処理層24の必須成分である有機樹脂は、腐食因子(水や酸素等)のバリヤー性に優れ、前記めっき層23の表層に形成されているMg系酸化皮膜やめっき層23のZnやMgの犠牲防食作用によって生じるZnやMgの初期腐食生成物の保持性にも優れる。その上に、有機樹脂は、塗装下地処理層24と前記めっき層23との密着性を向上させることに加えて、塗装下地処理層24に柔軟性を付与するとともに塗装下地処理層24がめっき鋼材の変形によく追随するのを可能にする。このため、有機樹脂を含有している塗装下地処理層24は、塗装めっき鋼材が加工されて変形した部位でも有機被膜層25の剥離や密着性低下などを防止するため、塗装下地処理層24がない塗装めっき鋼材に比べて格段に耐食性、特に耐白錆性が優れ、赤錆発生を遅らせる効果を有している。   The organic resin, which is an essential component of the coating base treatment layer 24, has excellent barrier properties against corrosion factors (water, oxygen, etc.), Mg-based oxide film formed on the surface layer of the plating layer 23, Zn of the plating layer 23, It also has excellent retention of Zn and Mg initial corrosion products produced by the sacrificial anticorrosive action of Mg. In addition, in addition to improving the adhesion between the coating ground treatment layer 24 and the plating layer 23, the organic resin imparts flexibility to the coating ground treatment layer 24, and the coating ground treatment layer 24 is plated steel material. Makes it possible to follow the deformation of For this reason, the coating ground treatment layer 24 containing the organic resin prevents the organic coating layer 25 from peeling off or lowering the adhesion even at the site where the coating plated steel material is processed and deformed. Compared to non-painted steel, it has much better corrosion resistance, especially white rust resistance, and has the effect of delaying the occurrence of red rust.

本発明のめっき層23はAlを25〜75質量%含有し、0.2〜15体積%のSi−Mg相を含む。前述したようにめっき層23中のSi−Mg相の体積割合が高いほど、めっき層23におけるしわの発生が抑制される一方で、Si−Mg相は硬くて脆いため、Si−Mg相がないめっき層23に比べると加工時にクラックが生じやすい。クラックが生じてもめっき層23中のZnやMgの犠牲防食作用が発揮されるため、耐赤錆性を損ねるものではないが、加工が施された部位にはZnやMgの腐食生成物である白錆が発生しやすくなる。また、クラックが生じたことにより上層の有機被膜との密着性が低下し、甚だしくは加工部の有機被膜が脱落することで水、酸素、塩分などの腐食促進物質がめっき層23に接触しやすくなることも白錆が発生しやすくなる要因である。塗装下地処理層24の必須成分である有機樹脂は、塗装下地処理層24に柔軟性やめっき層23及び上層の有機被膜との優れた密着性を付与するという特長も有している。すなわち、塗装下地処理層24を有する塗装めっき鋼材は、加工される際に生じる鋼材の変形(伸びや圧縮)への追従性に優れるために加工が施された部位においても、有機被膜全体にわたる亀裂や傷等の損傷を受けにくく、もし有機被膜に亀裂が生じてもその位置の有機被膜がめっき表面から脱落しにくく外観や耐食性(特に耐白錆性)を保持できる。   The plating layer 23 of the present invention contains 25 to 75% by mass of Al and contains 0.2 to 15% by volume of a Si—Mg phase. As described above, the higher the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is, the more the generation of wrinkles in the plating layer 23 is suppressed. On the other hand, the Si—Mg phase is hard and brittle, and thus there is no Si—Mg phase. Compared to the plated layer 23, cracks are likely to occur during processing. Even if a crack occurs, the sacrificial anticorrosive action of Zn and Mg in the plating layer 23 is exhibited, so that the red rust resistance is not impaired, but the processed part is a corrosion product of Zn or Mg. White rust is likely to occur. In addition, due to the occurrence of cracks, the adhesion with the upper organic film is lowered, and the organic film in the processed part is dropped off, so that corrosion promoting substances such as water, oxygen, and salt easily come into contact with the plating layer 23. It is also a factor that white rust is likely to occur. The organic resin, which is an essential component of the painted base treatment layer 24, also has the feature of imparting flexibility and excellent adhesion to the coating base treatment layer 24 to the plating layer 23 and the upper organic film. In other words, the coating-plated steel material having the coating ground treatment layer 24 has excellent followability to deformation (elongation and compression) of the steel material that occurs during processing, so that cracks throughout the organic coating also occur in the processed part. Even if a crack occurs in the organic coating, it is difficult for the organic coating at that position to fall off the plating surface, and the appearance and corrosion resistance (particularly white rust resistance) can be maintained.

一方、塗装下地処理層24のもう一種の必須成分である有機珪素化合物も、腐食因子(水や酸素等)のバリヤー性に優れる上に、前記めっき層23の表層に形成されているMg系酸化皮膜やめっき層23のZnやMgの犠牲防食作用によって生じるZnやMgの初期腐食生成物の保持性にも優れる。このため、有機珪素化合物を含有している塗装下地処理層24は、それがない溶融めっき鋼材に比べて格段に耐食性、特に耐白錆性が優れ、赤錆発生を遅らせる効果を有している。   On the other hand, the organosilicon compound, which is another essential component of the coating base treatment layer 24, is excellent in the barrier property of the corrosion factor (water, oxygen, etc.), and is also Mg-based oxidized formed on the surface layer of the plating layer 23. It also has excellent retention of the initial corrosion products of Zn and Mg produced by the sacrificial anticorrosive action of Zn and Mg in the coating and plating layer 23. For this reason, the coating ground treatment layer 24 containing an organosilicon compound has much more excellent corrosion resistance, particularly white rust resistance, and has the effect of delaying the occurrence of red rust as compared with a hot dipped steel material without it.

有機珪素化合物はさらに、柔軟性と硬度とのバランスに優れるという特長も有している。すなわち、有機珪素化合物を含有している塗装下地処理層24は前記めっき鋼材が加工される際に生じる鋼材の変形(伸びや圧縮)への追従性に優れ、加工が施された部位においても、塗装下地処理層24が亀裂や傷等の損傷を受けることなく均一に被覆しており、優れた耐食性、耐汚染性を保持できる上に、適度な硬度を有しているため、上層の有機被膜層25に傷がついた場合も、その傷がめっき層23にまで進展することを防止する効果も期待できる。   The organosilicon compound further has a feature that it has an excellent balance between flexibility and hardness. That is, the paint base treatment layer 24 containing an organosilicon compound is excellent in followability to deformation (elongation and compression) of the steel material that occurs when the plated steel material is processed, and even in the processed part, The coating base treatment layer 24 is uniformly coated without being damaged such as cracks and scratches, and can retain excellent corrosion resistance and stain resistance, and has an appropriate hardness, so that the upper organic coating film Even when the layer 25 is scratched, an effect of preventing the scratch from extending to the plating layer 23 can be expected.

有機樹脂と有機珪素化合物は、両者が相互に架橋することによってさらに緻密な被膜を形成し、腐食因子(水や酸素等)のバリヤー性や、めっき層23の表層に形成されているMg系酸化皮膜やめっき層23のZnやMgの犠牲防食作用によって生じるZnやMgの初期腐食生成物の保持性が高まることが期待できる。   The organic resin and the organosilicon compound form a denser film by cross-linking each other, and the barrier property of the corrosion factor (water, oxygen, etc.) and the Mg-based oxidation formed on the surface layer of the plating layer 23 It can be expected that the retention property of the initial corrosion product of Zn or Mg generated by the sacrificial anticorrosive action of Zn or Mg in the coating or plating layer 23 can be expected.

以下に、塗装下地処理層24の構成について説明する。   Below, the structure of the coating ground treatment layer 24 is demonstrated.

<有機樹脂について>
有機樹脂としては、特定の種類に限定されず、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、又はこれらの樹脂の変性体等を挙げることができる。このような有機樹脂としては、1種又は2種以上の有機樹脂(変性していないもの)を混合して用いてもよいし、少なくとも1種の有機樹脂の存在下で、少なくとも1種のその他の有機樹脂を変性することによって得られる有機樹脂を1種又は2種以上混合して用いてもよい。
<About organic resin>
The organic resin is not limited to a specific type, and examples thereof include a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyolefin resin, and modified products of these resins. As such an organic resin, one or two or more organic resins (unmodified) may be mixed and used, or in the presence of at least one organic resin, at least one other One or two or more organic resins obtained by modifying the organic resin may be used.

上記ポリエステル樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリカルボン酸成分及びポリオール成分からなるポリエステル原料を縮重合して得たものを使用することができる。また、このようにして得たポリエステル樹脂を水に溶解又は分散することで水系化したものも使用することができる。   It does not specifically limit as said polyester resin, For example, what was obtained by polycondensing the polyester raw material which consists of a polycarboxylic acid component and a polyol component can be used. In addition, it is also possible to use those obtained by dissolving or dispersing the polyester resin thus obtained in water.

上記ポリカルボン酸成分としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラフタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、無水コハク酸、乳酸、ドデセニルコハク酸、ドデセニル無水コハク酸、シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸、無水エンド酸等を挙げることができる。このようなポリカルボン酸成分としては、上記成分のうちの1種を使用してもよく、あるいは上記成分の複数種を使用してもよい。   Examples of the polycarboxylic acid component include phthalic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic acid, hexahydrophthalic anhydride, methyltetraphthalic acid, methyltetrahydrophthalic anhydride, and hymic anhydride. , Trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, succinic acid, Examples thereof include succinic anhydride, lactic acid, dodecenyl succinic acid, dodecenyl succinic anhydride, cyclohexane-1,4-dicarboxylic acid, and anhydrous endo acid. As such a polycarboxylic acid component, one of the above components may be used, or a plurality of the above components may be used.

上記ポリオール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、トリエチレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、2−メチル−3−メチル−1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノール−A、ダイマージオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等を挙げることができる。このようなポリオール成分としては、上記成分のうちの1種を使用してもよく、あるいは上記成分の複数種を使用してもよい。   Examples of the polyol component include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, triethylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-1,4-butanediol, 2-methyl-3-methyl-1,4- Butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedim Methanol, hydrogenated bisphenol-A, dimer diol, trimethylol ethane, trimethylo Trimethylolpropane, glycerin, and pentaerythritol and the like. As such a polyol component, one of the above components may be used, or a plurality of the above components may be used.

上記ポリウレタン樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させ、その後に更に鎖伸長剤によって鎖伸長して得られるもの等を挙げることができる。上記ポリオール化合物としては、1分子当たり2個以上の水酸基を含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ビスフェノールヒドロキシプロピルエーテル等のポリエーテルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオール、又はこれらの混合物が挙げられる。上記ポリイソシアネート化合物としては、1分子当たり2個以上のイソシアネート基を含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族イソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等の脂環族ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)等の芳香族ジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香脂肪族ジイソシアネート、又はこれらの混合物が挙げられる。上記鎖伸長剤としては、分子内に1個以上の活性水素を含有する化合物であれば特に限定されず、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等の脂肪族ポリアミンや、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミンや、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン等の脂環式ポリアミンや、ヒドラジン、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド等のヒドラジン類や、ヒドロキシエチルジエチレントリアミン、2−[(2−アミノエチル)アミノ]エタノール、3−アミノプロパンジオール等のアルカノールアミン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で、又は2種類以上を混合して使用することができる。   The polyurethane resin is not particularly limited, and examples thereof include those obtained by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound and then further chain-extending with a chain extender. The polyol compound is not particularly limited as long as it is a compound containing two or more hydroxyl groups per molecule. For example, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, triethylene Examples include glycols, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, polycarbonate polyols, polyester polyols, polyether polyols such as bisphenol hydroxypropyl ether, polyester amide polyols, acrylic polyols, polyurethane polyols, or mixtures thereof. The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it is a compound containing two or more isocyanate groups per molecule, and examples thereof include aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI) and fats such as isophorone diisocyanate (IPDI). An aromatic diisocyanate such as cyclic diisocyanate, tolylene diisocyanate (TDI), an araliphatic diisocyanate such as diphenylmethane diisocyanate (MDI), or a mixture thereof. The chain extender is not particularly limited as long as it is a compound containing one or more active hydrogens in the molecule. For example, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tetra Aliphatic polyamines such as ethylenepentamine, aromatic polyamines such as tolylenediamine, xylylenediamine, diaminodiphenylmethane, alicyclic polyamines such as diaminocyclohexylmethane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, Hydrazines such as hydrazine, succinic dihydrazide, adipic dihydrazide, phthalic dihydrazide, hydroxyethyldiethylenetriamine, 2-[(2-aminoethyl) amino] ethanol, 3-amino Alkanolamines such as propanediol and the like. These compounds can be used alone or in admixture of two or more.

上記エポキシ樹脂としては、特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールF型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を使用することができる。また、上記エポキシ樹脂としては、これらのエポキシ樹脂を界面活性剤で強制乳化して水系化したものや、これらのエポキシ樹脂をジエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン等のアミン化合物と反応させ、有機酸又は無機酸で中和して水系化したものや、これらのエポキシ樹脂の存在下で、高酸価アクリル樹脂をラジカル重合した後、アンモニアやアミン化合物等で中和して水系化したもの等も使用することができる。   The epoxy resin is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin, novolac type epoxy resin. An epoxy resin such as can be used. In addition, as the epoxy resin, those epoxy resins that are forcibly emulsified with a surfactant to be water-based, or these epoxy resins are reacted with an amine compound such as diethanolamine, N-methylethanolamine, an organic acid or Uses water neutralized with inorganic acids, or water-based by radical polymerization of high acid value acrylic resins in the presence of these epoxy resins and then neutralized with ammonia or amine compounds. can do.

上記アクリル樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートや、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートや、アルコキシシラン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルを、(メタ)アクリル酸と共に水中で重合開始剤を用いてラジカル重合することにより得られるものを挙げることができる。上記重合開始剤としては特に限定されず、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等を使用することができる。ここで、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートとメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリル酸」とはアクリル酸とメタクリル酸を意味する。   The acrylic resin is not particularly limited, and examples thereof include alkyl (meth) acrylates such as ethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate, and 2-hydroxyethyl (meth). What is obtained by radical polymerization of (meth) acrylic acid esters such as hydroxyalkyl (meth) acrylates such as acrylates and alkoxysilane (meth) acrylates in water together with (meth) acrylic acid using a polymerization initiator in water. Can be mentioned. The polymerization initiator is not particularly limited, and for example, persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, and azo compounds such as azobiscyanovaleric acid and azobisisobutyronitrile can be used. Here, “(meth) acrylate” means acrylate and methacrylate, and “(meth) acrylic acid” means acrylic acid and methacrylic acid.

上記ポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、例えば、エチレンとメタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸類とを高温高圧下でラジカル重合したのち、アンモニアやアミン化合物、KOH、NaOH、LiOH等の塩基性金属化合物、又は該金属化合物を含有するアンモニアやアミン化合物等で中和して水系化したもの等を挙げることができる。   The polyolefin resin is not particularly limited. For example, after radical polymerization of ethylene and unsaturated carboxylic acids such as methacrylic acid, acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid and the like at high temperature and high pressure, ammonia And basic metal compounds such as KOH, NaOH and LiOH, or those neutralized with ammonia or amine compounds containing the metal compound and converted to water.

また、有機樹脂は、構造中にエステル基、ウレタン基、及びウレア基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む樹脂を含有することが、塗装めっき鋼材としての耐食性と耐傷付き性を向上させる上で好ましい。塗装めっき鋼材としての耐食性を向上するためには、加工を受けた部位においても、塗装下地処理層24が亀裂等の損傷なく基材であるめっき鋼材を均一に被覆していること(加工性が優れること)や、腐食因子の透過性を抑制することが重要である。加えて、塗装下地処理層24とめっき表面との密着力が高いことが重要である。このような塗装下地処理層24を実現するためには、特定の樹脂構造を含有する有機樹脂を造膜成分として用いることが好適であり、具体的には、有機樹脂の樹脂構造中に上述したような特定の凝集エネルギーを持つ官能基を導入することで、塗膜の伸びと強度の両者を高次元に高め、且つ密着性や耐食性も高めることができる。   In addition, the organic resin contains a resin containing at least one functional group selected from an ester group, a urethane group, and a urea group in the structure in order to improve corrosion resistance and scratch resistance as a coated plated steel material. Is preferable. In order to improve the corrosion resistance of the coated plated steel material, it is necessary that the coated ground treatment layer 24 uniformly coats the plated steel material as a base material without damage such as cracks even in the processed part (the workability is improved). It is important to suppress the permeability of corrosion factors. In addition, it is important that the adhesion between the coating ground treatment layer 24 and the plating surface is high. In order to realize such a coating ground treatment layer 24, it is preferable to use an organic resin containing a specific resin structure as a film-forming component. Specifically, the above-described organic resin resin structure has been described above. By introducing such a functional group having a specific cohesive energy, both the elongation and strength of the coating film can be enhanced in a high dimension, and the adhesion and corrosion resistance can also be enhanced.

樹脂構造中にエステル基、ウレタン基、及びウレア基から選ばれる少なくとも1種の官能基を含む樹脂としては、特に限定されないが、例えば、エステル基を含有するポリエステル樹脂、ウレタン基を含有するポリウレタン樹脂、ウレタン基とウレア基の両者を含有するポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を混合して用いてもよい。例えば、エステル基を含有するポリエステル樹脂と、ウレタン基とウレア基の両者を含有するポリウレタン樹脂とを混合して得られる、エステル基、ウレタン基、及びウレア基の全てを含有するものを、有機樹脂として使用してもよい。   The resin containing at least one functional group selected from an ester group, a urethane group, and a urea group in the resin structure is not particularly limited. For example, a polyester resin containing an ester group, a polyurethane resin containing a urethane group And polyurethane resins containing both urethane groups and urea groups. You may use these 1 type or in mixture of 2 or more types. For example, an organic resin containing an ester group, a urethane group, and a urea group obtained by mixing a polyester resin containing an ester group and a polyurethane resin containing both a urethane group and a urea group. May be used as

<有機珪素化合物について>
有機珪素化合物は、アルキレン基、シロキサン結合、及び一般式(X)
−SiR・・・・・・(X)
(式中のR、R及びRは、互いに独立に、アルコキシ基又はヒドロキシ基を表す。また、R、R及びRのいずれか1つがメチル基で置換されていてもよい。すなわち、R、R、及びRの内の2つは、それぞれアルコキシ基又はヒドロキシ基であり、前記R、前記R、及び前記Rの内の残りの1つは、アルコキシ基、又はヒドロキシ基、又はメチル基である。)で表される架橋性官能基を含有する有機珪素化合物であり、塗装下地処理層24とめっき表面の密着力、及び塗装下地処理層24とさらに上層の有機被膜との密着力を高める。また、有機樹脂同士、又は、有機樹脂と後述するシリカ粒子とを架橋して塗装下地処理層24の強度や、水、酸素、塩分などの腐食促進物質の透過妨害性を高める。
<About organosilicon compounds>
The organosilicon compound has an alkylene group, a siloxane bond, and a general formula (X)
-SiR 1 R 2 R 3 (X)
(R 1 , R 2 and R 3 in the formula independently represent an alkoxy group or a hydroxy group. In addition, any one of R 1 , R 2 and R 3 may be substituted with a methyl group. That is, two of R 1 , R 2 , and R 3 are each an alkoxy group or a hydroxy group, and the remaining one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group An organic silicon compound containing a crosslinkable functional group represented by: a group, a hydroxy group, or a methyl group), an adhesion between the coating ground treatment layer 24 and the plating surface, and the coating ground treatment layer 24 and Increase adhesion with upper organic coating. In addition, the organic resins or the organic resin and silica particles to be described later are cross-linked to enhance the strength of the coating base treatment layer 24 and the permeation hindrance of corrosion promoting substances such as water, oxygen, and salt.

上記有機珪素化合物としては、アルキレン基、シロキサン結合及び上記一般式(X)で表される架橋性官能基を含有していれば、特に制限はないが、アルキレン基、シロキサン結合及び上記一般式(X)で表される架橋性官能基を含有し、且つ、水を主成分とする水性媒体中で安定に存在でき得るものであることが好ましい。更に、有機珪素化合物としては、アミノ基、エポキシ基、及びヒドロキシ基(上記一般式(X)に含まれ得るものとは別個のもの)から選ばれる少なくとも1種の架橋性官能基を含有することが、より架橋密度の高い緻密な皮膜を形成し、塗装めっき鋼材の耐食性を高める上で好ましい。加えて、これらの架橋性官能基は親水性を示すため、塗装下地処理層24を形成するための塗料組成物が水系塗料である場合、アミノ基、エポキシ基、及びヒドロキシ基から選ばれる少なくとも1種の架橋性官能基を含有することは、有機珪素化合物の水系溶媒中での安定性を高める上でも有利である。なお、本明細書における水系溶媒中での安定性とは、経時により水系溶媒中で凝集物や沈降物を発生しにくいことや、増粘やゲル化の現象が起こりにくいことを示す。   The organosilicon compound is not particularly limited as long as it contains an alkylene group, a siloxane bond, and a crosslinkable functional group represented by the general formula (X), but the alkylene group, the siloxane bond, and the general formula ( It is preferable that it contains the crosslinkable functional group represented by X) and can stably exist in an aqueous medium containing water as a main component. Furthermore, the organosilicon compound contains at least one crosslinkable functional group selected from an amino group, an epoxy group, and a hydroxy group (separate from those that can be included in the general formula (X)). However, it is preferable for forming a dense film having a higher crosslink density and enhancing the corrosion resistance of the coated plated steel material. In addition, since these crosslinkable functional groups exhibit hydrophilicity, when the coating composition for forming the coating base treatment layer 24 is a water-based coating, at least one selected from an amino group, an epoxy group, and a hydroxy group The inclusion of a kind of crosslinkable functional group is also advantageous for enhancing the stability of the organosilicon compound in an aqueous solvent. The stability in an aqueous solvent in the present specification indicates that it is difficult for aggregates and precipitates to be generated in an aqueous solvent over time, and that thickening and gelation are less likely to occur.

このような有機珪素化合物としては、シランカップリング剤の加水分解縮合物等を例示することができる。具体的なシランカップリング剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン等を挙げることができる。上記シランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As such an organosilicon compound, a hydrolysis condensate of a silane coupling agent can be exemplified. Specific examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxy. Silane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxy Propylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (A Noethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, bis (trimethoxysilyl) Propyl) amine, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethylbutylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxy Examples include silane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and bis (trimethoxysilyl) hexane. The said silane coupling agent may be used independently and may use 2 or more types together.

また、有機珪素化合物は、アミノ基を含有するシランカップリング剤と、エポキシ基を含有するシランカップリング剤との反応により得られるものであることが特に好ましい。アミノ基とエポキシ基との反応、及び、シランカップリング剤とシランカップリング剤の各々に含有されるアルコキシシリル基又はその部分加水分解生成物同士の反応により、架橋密度の高い緻密な皮膜を形成することが可能となり、これにより塗装溶融めっき鋼材の耐食性、耐傷付き性、耐汚染性を更に向上させることができる。アミノ基を含有するシランカップリング剤としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミンが例示でき、エポキシ基を含有するシランカップリング剤(BE)としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランが例示できる。   The organosilicon compound is particularly preferably obtained by a reaction between a silane coupling agent containing an amino group and a silane coupling agent containing an epoxy group. A dense film with a high crosslinking density is formed by the reaction between the amino group and the epoxy group, and the reaction between the alkoxysilyl group contained in each of the silane coupling agent and the silane coupling agent or the partial hydrolysis products thereof. This makes it possible to further improve the corrosion resistance, scratch resistance, and contamination resistance of the coated hot-dip plated steel material. Examples of the silane coupling agent containing an amino group include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- ( Aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, bis (trimethoxysilylpropyl) amine can be exemplified, and a silane coupling agent containing an epoxy group Examples of (BE) include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane.

アミノ基を含有するシランカップリング剤をBAとし、エポキシ基を含有するシランカップリング剤をBEとした場合のモル比BA/BEは、0.5以上2.5以下であることが好ましく、より好ましくは0.7以上1.6以下である。モル比BA/BEが0.5よりも小さいと、造膜性が低下し、耐食性向上効果が不十分となる場合があり、2.5よりも大きいと、耐水性が低下し、耐食性向上効果が不十分となる場合がある。   The molar ratio BA / BE when the silane coupling agent containing an amino group is BA and the silane coupling agent containing an epoxy group is BE is preferably 0.5 or more and 2.5 or less. Preferably they are 0.7 or more and 1.6 or less. When the molar ratio BA / BE is less than 0.5, the film-forming property is lowered and the corrosion resistance improving effect may be insufficient. When it is more than 2.5, the water resistance is lowered and the corrosion resistance improving effect is obtained. May become insufficient.

有機珪素化合物の数平均分子量は、1000以上10000以下であることが好ましく、より好ましくは2000以上10000以下である。ここでいう分子量の測定方法は特に限定するものではないが、TOF−MS法による直接測定およびクロマトグラフィー法による換算測定のいずれを用いてもよい。数平均分子量が1000未満であると、形成された皮膜の耐水性が低下し、耐アルカリ性や耐食性が低下する場合がある。一方、数平均分子量が10000より大きいと、有機珪素化合物を水を主成分とする水性媒体中に安定に溶解または分散させることが困難となり、塗装下地処理層形成用の塗料組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。有機珪素化合物の数平均分子量は、好ましくは2000以上5000以下である。   The number average molecular weight of the organosilicon compound is preferably 1000 or more and 10,000 or less, more preferably 2000 or more and 10,000 or less. Although the measuring method of molecular weight here is not specifically limited, Any of the direct measurement by TOF-MS method and the conversion measurement by the chromatography method may be used. When the number average molecular weight is less than 1000, the water resistance of the formed film is lowered, and the alkali resistance and corrosion resistance may be lowered. On the other hand, when the number average molecular weight is greater than 10,000, it is difficult to stably dissolve or disperse the organic silicon compound in an aqueous medium containing water as a main component, and the storage stability of the coating composition for forming the coating base treatment layer is difficult. May decrease. The number average molecular weight of the organosilicon compound is preferably 2000 or more and 5000 or less.

[塗装下地処理層24]
めっき層23の上層に被覆されている塗装下地処理層24は、有機樹脂及び有機珪素化合物に加えて、ジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上を造膜成分としてもよい。
[Coated ground treatment layer 24]
The coating ground treatment layer 24 coated on the upper layer of the plating layer 23 may contain one or more selected from a zirconium compound and a titanium compound as a film forming component in addition to the organic resin and the organic silicon compound.

塗装下地処理層24の成分であるジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上は、腐食因子(水や酸素等)のバリヤ−性(耐食性)に優れる上に、前記バリヤー性に優れる成分が無機結合を形成するために耐熱性や紫外線などのエネルギー線への耐久性にも優れる。また、めっき層23表面のAl酸化物及びMg酸化物との密着性も良好である。すなわち、前記ジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上を造膜成分とする塗装下地処理層24が被覆されている溶融めっき鋼材は耐白錆性、特に加熱を受ける場合、及び長期の使用にて紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性が良好であり、めっき層表面酸化物との密着性が高いことで長期間にわたって塗装下地処理層24及び上層の有機被膜層25を保持することで耐白錆性を長期間維持することができる。 One or more selected from the zirconium compound and the titanium compound, which are components of the coating ground treatment layer 24, are excellent in the barrier properties (corrosion resistance) of the corrosion factors (water, oxygen, etc.) and the components excellent in the barrier properties are inorganic. Excellent heat resistance and durability against energy rays such as ultraviolet rays to form bonds. Further, the adhesion with the Al oxide and Mg oxide on the surface of the plating layer 23 is also good. That is, the hot-dip galvanized steel material coated with the coating base treatment layer 24 having at least one selected from the zirconium compound and the titanium compound as a film-forming component is resistant to white rust, particularly when heated, and for long-term use. The white rust resistance in the case of receiving ultraviolet rays is good, and the adhesion to the plating layer surface oxide is high, so that the coating base treatment layer 24 and the upper organic coating layer 25 are retained for a long period of time. Therefore, white rust resistance can be maintained for a long time.

以下に、塗装下地処理層24の構成について説明する。   Below, the structure of the coating ground treatment layer 24 is demonstrated.

<ジルコニウム化合物及びチタン化合物について>
塗装下地処理層24形成用の処理薬剤に含有させるジルコニウム化合物及びチタン化合物として特に限定するものではないが、ジルコニウム化合物としては、例えば、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムフッ化水素酸、又はその塩等が挙げられる。これらのジルコニウム化合物のうち、ジルコニウムフッ化水素酸、又はその塩、炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物が耐食性の観点から好ましい。炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物としては特に限定するものではないが、例えば、炭酸ジルコニウム錯イオン〔Zr(CO(OH)−もしくは〔Zr(CO(OH)〕 のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩などが挙げられる。
<About zirconium compounds and titanium compounds>
Although it does not specifically limit as a zirconium compound and a titanium compound which are contained in the processing chemical | medical agent for coating ground surface treatment layer 24 formation, For example, as a zirconium compound, a zirconyl nitrate, a zirconyl acetate, a zirconyl sulfate, an ammonium zirconium carbonate, a potassium zirconium carbonate is mentioned. , Sodium zirconium carbonate, zirconium acetate, zirconium hydrofluoric acid, or a salt thereof. Among these zirconium compounds, zirconium hydrofluoric acid or a salt thereof, and a zirconium compound containing a zirconium carbonate complex ion are preferable from the viewpoint of corrosion resistance. Is not particularly restricted but includes zirconium compounds containing zirconium carbonate complex ions, for example, zirconium carbonate complex ions [Zr (CO 3) 2 (OH ) 2 ] 2 - or [Zr (CO 3) 3 (OH ) ] 3 - ammonium salts, potassium salts, sodium salts.

また、チタン化合物としては、例えば、シュウ酸チタンカリウム、硫酸チタニル、塩化チタン、チタンラクテート、チタンイソプロポキシド、チタン酸イソプロピル、チタンエトキシド、チタン2−エチル−1−ヘキサノラート、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラ−n−ブチル、チタニアゾル、チタンフッ化水素酸、又はその塩等が挙げられる。これらのチタン化合物のうち、チタニアゾルや、チタンラクテート、チタンフッ化水素酸又はその塩などが耐食性の観点から好ましい。 Examples of the titanium compound include titanium potassium oxalate, titanyl sulfate, titanium chloride, titanium lactate, titanium isopropoxide, isopropyl titanate, titanium ethoxide, titanium 2-ethyl-1-hexanolate, tetraisopropyl titanate, Examples thereof include tetra-n-butyl titanate, titania sol, titanium hydrofluoric acid, or a salt thereof. Of these titanium compounds, titania sol, titanium lactate, titanium hydrofluoric acid or a salt thereof are preferable from the viewpoint of corrosion resistance.

上記ジルコニウム化合物及びチタン化合物の配合量として、傷部耐食性を向上させるには、有機樹脂100質量部に1〜3333質量部が好ましい。その一方で、上記ジルコニウム化合物及びチタン化合物の配合量が多いと、下地処理成分中の無機成分の比率が高くなり塗装下地処理層24がもろくなり、加工を受けた場合の皮膜密着性が劣り耐食性が低下する場合があるので、加工部耐食性を重視する場合には、有機樹脂100質量部に1〜50質量部を更に好ましい配合量とすることもできる。ジルコニウム化合物及びチタン化合物が1質量部未満であると、腐食因子のバリヤー性(耐食性)が低いことにより、皮膜に傷がついた場合や塗装めっき鋼材の切断端面の耐食性が不十分となり、また、耐熱性及び紫外線などのエネルギー線への耐久性が不十分となる場合がある。3333質量部超であると、下地処理層が脆くなり皮膜曲げ部の被膜密着性が低下するために、曲げ加工部耐食性が不十分となる場合がある。 As a compounding quantity of the said zirconium compound and a titanium compound, in order to improve a flaw part corrosion resistance, 1-333 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of organic resins. On the other hand, if the amount of the zirconium compound and the titanium compound is large, the ratio of the inorganic component in the base treatment component becomes high, the coating base treatment layer 24 becomes brittle, and the film adhesion when processed is inferior, resulting in corrosion resistance. Therefore, when emphasizing the corrosion resistance of the processed part, 1 to 50 parts by mass can be further added to 100 parts by mass of the organic resin. When the zirconium compound and the titanium compound are less than 1 part by mass, the corrosion factor of the corrosion factor is low due to the low barrier property (corrosion resistance) of the corrosion factor. Heat resistance and durability to energy rays such as ultraviolet rays may be insufficient. If it exceeds 3333 parts by mass, the ground treatment layer becomes brittle and the film adhesion of the film bending part is lowered, so that the corrosion resistance of the bent part may be insufficient.

有機珪素化合物の製造方法としては、特に制限はないが、例えば、水中にシランカップリング剤を溶解又は分散し、所定の温度で所定時間攪拌し、加水分解縮合物の水性液を得る方法、シランカップリング剤加水分解縮合物等の有機珪素化合物を水中に溶解又は分散して水性液を得る方法、シランカップリング剤加水分解縮合物等の有機珪素化合物をメタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系有機溶剤中に溶解してアルコール系液を得る方法等が挙げられる。シランカップリング剤やその加水分解縮合物を水系媒体中に溶解又は分散させるために、適宜、酸、アルカリ、有機溶剤、界面活性剤等を添加してもよく、特に有機酸を添加し、pHを3〜6に調整することが貯蔵安定性の観点から好ましい。有機珪素化合物の水性液又はアルコール系液の固形分濃度は25質量%以下であることが好ましい。有機ケイ素化合物(B)の固形分濃度が25質量%を超えると、その水性液又はアルコール系液の貯蔵安定性が低下する場合がある。   The method for producing the organosilicon compound is not particularly limited. For example, a method in which a silane coupling agent is dissolved or dispersed in water and stirred at a predetermined temperature for a predetermined time to obtain an aqueous solution of a hydrolysis condensate, silane A method of obtaining an aqueous liquid by dissolving or dispersing an organic silicon compound such as a coupling agent hydrolysis condensate in water, an organic organic compound such as silane coupling agent hydrolysis condensate such as methanol, ethanol, isopropanol, etc. Examples thereof include a method of obtaining an alcoholic liquid by dissolving in a solvent. In order to dissolve or disperse the silane coupling agent and its hydrolysis condensate in an aqueous medium, an acid, an alkali, an organic solvent, a surfactant and the like may be added as appropriate, and in particular, an organic acid is added to adjust the pH. Is preferably 3 to 6 from the viewpoint of storage stability. The solid concentration of the organic silicon compound aqueous solution or alcohol-based solution is preferably 25% by mass or less. When the solid content concentration of the organosilicon compound (B) exceeds 25% by mass, the storage stability of the aqueous liquid or alcohol-based liquid may decrease.

上記有機珪素化合物の含有量は、有機樹脂100質量部に対して2〜1500質量部とする。2質量部未満であると、耐食性の向上効果が得られなかったり、塗装下地処理層24を形成するための塗料組成物の貯蔵安定性が低下したりする場合がある。一方、1500質量部超であると、十分な耐食性が得られない場合がある。   The content of the organosilicon compound is 2 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin. If it is less than 2 parts by mass, the effect of improving the corrosion resistance may not be obtained, or the storage stability of the coating composition for forming the coating base treatment layer 24 may be lowered. On the other hand, if it exceeds 1500 parts by mass, sufficient corrosion resistance may not be obtained.

<シリカ粒子について>
上記塗装下地処理層24は、更にシリカ粒子を含有することが好ましい。シリカ粒子を含有することで、更に耐食性を向上させることができる。
<About silica particles>
It is preferable that the coating ground treatment layer 24 further contains silica particles. By containing silica particles, the corrosion resistance can be further improved.

ここで、シリカ粒子含有量は、有機樹脂100質量部に対して0.5質量部以上100質量部以下であることが好ましい。0.5質量部未満であると、耐食性の向上効果が得られない場合があり、100質量部超では、塗装下地処理層24の凝集力が低下することで特に加工部において有機被膜の密着性が低下する場合がある。シリカ粒子の含有量は、さらに好ましくは有機樹脂100質量部に対して5〜50質量部、特に好ましくは10〜30質量部である。   Here, the silica particle content is preferably 0.5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organic resin. If the amount is less than 0.5 parts by mass, the effect of improving the corrosion resistance may not be obtained. If it exceeds 100 parts by mass, the cohesive strength of the coating ground treatment layer 24 decreases, and the adhesion of the organic coating particularly in the processed part. May decrease. The content of the silica particles is more preferably 5 to 50 parts by mass, particularly preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin.

シリカ粒子の種類としては、特に限定されず、例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカなどのシリカ粒子を挙げることができる。市販品としては、例えば、スノーテックスO、スノーテックスN、スノーテックスC、スノーテックスIPA−ST(日産化学工業社製)、アデライトAT−20N、アデライトAT−20A(旭電化工業社製)、アエロジル200(日本アエロジル社製)、機能性球状シリカHPSシリ−ズ(東亜合成社製)、Nipsilシリーズ(東ソー・シリカ社製)等を挙げることができる。   The type of silica particles is not particularly limited, and examples thereof include silica particles such as colloidal silica and fumed silica. Examples of commercially available products include Snowtex O, Snowtex N, Snowtex C, Snowtex IPA-ST (Nissan Chemical Industry Co., Ltd.), Adelite AT-20N, Adelite AT-20A (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Aerosil 200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), functional spherical silica HPS series (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), Nipsil series (manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.) and the like.

また、シリカ粒子として、平均粒子径5nm以上20nm以下の球状シリカ粒子を含有することが、耐食性を向上させる上で好ましい。球状シリカ粒子の平均粒子径が5nm未満であると、塗装下地処理層24を形成するための塗料組成物がゲル化する等の不具合を生じる場合があり、平均粒子径が20nm超であると、耐食性の向上効果が充分に得られない場合がある。   Moreover, it is preferable to contain spherical silica particles having an average particle diameter of 5 nm or more and 20 nm or less as silica particles in order to improve the corrosion resistance. If the average particle diameter of the spherical silica particles is less than 5 nm, the coating composition for forming the coating base treatment layer 24 may cause a problem such as gelation, and the average particle diameter is more than 20 nm. The effect of improving the corrosion resistance may not be sufficiently obtained.

<燐酸化合物について>
上記塗装下地処理層24は、更に燐酸化合物を含有することが耐食性を向上させる上で好ましい。燐酸化合物は燐酸イオンを放出する化合物であることが更に好ましい。燐酸化合物を含有させた場合には、塗装下地処理層24形成時、それを形成するための塗料組成物がめっき層23に接触した際、または塗装下地処理層24形成後に塗装下地処理層24から燐酸化合物由来の燐酸イオンが溶出した際に、めっき層23表面のMg系酸化皮膜と反応し、めっき層23表面に難溶性の燐酸Mg系皮膜を形成する。これにより、耐白錆性を大幅に向上させることができる。燐酸化合物が燐酸イオンを放出しない、すなわち環境中で非溶解性の場合は、非溶解性の燐酸化合物が水、酸素等の腐食因子の移動を阻害することにより耐食性を向上する。
<About phosphoric acid compounds>
The coating base treatment layer 24 preferably further contains a phosphoric acid compound in order to improve the corrosion resistance. More preferably, the phosphate compound is a compound that releases phosphate ions. In the case where the phosphoric acid compound is contained, when the coating base treatment layer 24 is formed, when the coating composition for forming the coating base layer contacts the plating layer 23 or after the formation of the coating base treatment layer 24, When the phosphate ion derived from the phosphate compound is eluted, it reacts with the Mg-based oxide film on the surface of the plating layer 23 to form a poorly soluble Mg-phosphate film on the surface of the plating layer 23. Thereby, white rust resistance can be improved significantly. When the phosphate compound does not release phosphate ions, that is, is insoluble in the environment, the insoluble phosphate compound improves the corrosion resistance by inhibiting the movement of corrosion factors such as water and oxygen.

燐酸化合物としては、特に限定されないが、例えば、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、三燐酸、四燐酸等の燐酸類及びこれらの塩や、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸類及びこれらの塩や、フィチン酸等の有機燐酸類及びこれらの塩等を挙げることができる。塩類のカチオン種としては特に制限されず、例えば、Cu、Co、Fe、Mn、Sn、V、Mg、Ba、Al、Ca、Sr、Nb、Y、Ni及びZn等が挙げられる。これらの燐酸化合物(D)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The phosphoric acid compound is not particularly limited. For example, phosphoric acids such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, tetraphosphoric acid, and salts thereof, aminotri (methylenephosphonic acid), 1-hydroxyethylidene-1, Examples thereof include phosphonic acids such as 1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and salts thereof, and organic phosphoric acids such as phytic acid and salts thereof. The salt cation species is not particularly limited, and examples thereof include Cu, Co, Fe, Mn, Sn, V, Mg, Ba, Al, Ca, Sr, Nb, Y, Ni, and Zn. These phosphoric acid compounds (D) may be used alone or in combination of two or more.

燐酸化合物の含有量は、塗装下地処理層24中に、前記有機樹脂100質量部に対し、燐酸化合物0.5〜40質量部であることが好ましく、より好ましくは2質量部〜15質量部である。燐酸化合物の含有量が0.5質量部未満であると、耐食性の向上効果が得られない場合があり、40質量部超であると、耐食性や加工部の塗膜密着性が低下したり、塗膜を形成するための塗料安定性が低下する(より具体的には、ゲル化や凝集物の沈殿等の不具合が発生する)場合がある。   The content of the phosphoric acid compound is preferably 0.5 to 40 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin in the coating base treatment layer 24. is there. If the content of the phosphoric acid compound is less than 0.5 parts by mass, the effect of improving the corrosion resistance may not be obtained, and if it is more than 40 parts by mass, the corrosion resistance and the coating film adhesion of the processed part may decrease. In some cases, the stability of the paint for forming the coating film is lowered (more specifically, problems such as gelation and precipitation of aggregates occur).

<タンニン、タンニン酸、又はタンニン酸塩について>
塗装下地処理層24は、更にタンニン、タンニン酸、又はタンニン酸塩を含有することが好ましい。
<About tannin, tannic acid, or tannate>
The coating base treatment layer 24 preferably further contains tannin, tannic acid, or tannate.

タンニン、タンニン酸又はタンニン酸塩は、広く植物界に分布する多数のフェノール性水酸基を有する複雑な構造の芳香族化合物の総称である。塗装下地処理層24で使用するタンニン、タンニン酸又はタンニン酸塩は、加水分解性タンニン酸でも縮合型タンニン酸でもよい。タンニンとしては、特に限定されず、例えば、ハマメリタンニン、カキタンニン、チャタンニン、五倍子タンニン、没食子タンニン、ミロバランタンニン、ジビジビタンニン、アルガロビラタンニン、バロニアタンニン、カテキンタンニン等を挙げることができる。タンニン酸又はタンニン酸塩はとしては、市販のもの、例えば、「タンニン酸エキスA」、「Bタンニン酸」、「Nタンニン酸」、「工用タンニン酸」、「精製タンニン酸」、「Hiタンニン酸」、「Fタンニン酸」、「局タンニン酸」(いずれも大日本製薬株式会社製)、「タンニン酸:AL」(富士化学工業株式会社製)等を使用することもできる。これらのタンニン、タンニン酸又はタンニン酸塩は、1種で使用しても良く、2種以上を併用してもよい。   Tannin, tannic acid, or tannate is a general term for aromatic compounds having a complex structure having a large number of phenolic hydroxyl groups widely distributed in the plant kingdom. The tannin, tannic acid or tannic acid salt used in the coating ground treatment layer 24 may be hydrolyzable tannic acid or condensed tannic acid. The tannin is not particularly limited, and examples thereof include hameli tannin, oyster tannin, chatannin, pentaploid tannin, gallic tannin, mylobalantannin, dibidi tannin, argarovira tannin, valonia tannin, catechin tannin and the like. Tannic acid or tannic acid salt is commercially available, for example, “tannic acid extract A”, “B tannic acid”, “N tannic acid”, “industrial tannic acid”, “purified tannic acid”, “Hi Tannic acid "," F tannic acid "," local tannic acid "(all manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.)," tannic acid: AL "(manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) and the like can also be used. These tannins, tannic acid or tannic acid salts may be used alone or in combination of two or more.

タンニン、タンニン酸又はタンニン酸塩は、めっき層23に強固に密着する一方、樹脂、特に水性樹脂とも密着するので、塗装下地処理層24自身及びその上層の有機被膜層25のめっき表面への密着性を向上させる。下地のめっき鋼材が変形する場合も、その密着性により塗装下地処理層24自身及びその上層の有機被膜層25の剥離を防止するので、結果として加工部耐食性も向上する。タンニン、タンニン酸又はタンニン酸塩の含有量は、有機樹脂100質量部に対して1〜50質量部であることが好ましい。1質量部未満では添加の効果が少なく、50質量部を越えると加工部耐食性の低下や下地処理溶液の安定性が低下する場合がある。更に好ましい含有量は、有機樹脂100質量部に対して4〜20質量部である。   Tannin, tannic acid or tannic acid salt adheres firmly to the plating layer 23, but also adheres to a resin, particularly an aqueous resin, so that the coating base treatment layer 24 itself and the organic coating layer 25 as an upper layer adhere to the plating surface. Improve sexiness. Even when the base plated steel material is deformed, peeling of the coating base treatment layer 24 itself and the organic coating layer 25 as an upper layer is prevented by the adhesion, and as a result, the corrosion resistance of the processed part is also improved. The content of tannin, tannic acid or tannate is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin. If the amount is less than 1 part by mass, the effect of addition is small, and if it exceeds 50 parts by mass, the corrosion resistance of the processed part and the stability of the ground treatment solution may decrease. Furthermore, preferable content is 4-20 mass parts with respect to 100 mass parts of organic resins.

<エッチング性弗化物について>
塗装下地処理層24は、更にエッチング性弗化物を添加するとめっき表面との密着性が向上する。その結果として加工部の耐食性が向上する場合がある。ここでエッチング性弗化物としては、弗化亜鉛四水和物、ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物などを使用することができる。エッチング性弗化物の含有量は有機樹脂100質量部に対して0.5〜10質量部であることが好ましい。0.5質量部未満では添加の効果が少なく、10質量部を越えるとエッチングの効果が飽和して密着性が改善されないので不経済である。
<Etching fluoride>
The coating ground treatment layer 24 is further improved in adhesion with the plating surface by adding an etching fluoride. As a result, the corrosion resistance of the processed part may be improved. Here, as the etchable fluoride, zinc fluoride tetrahydrate, zinc hexafluorosilicate hexahydrate or the like can be used. The content of the etchable fluoride is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin. If it is less than 0.5 parts by mass, the effect of addition is small, and if it exceeds 10 parts by mass, the effect of etching is saturated and the adhesion is not improved, which is uneconomical.

<塗装下地処理層24の付着量>
塗装下地処理層24の付着量は特に限定されないが、10〜2000mg/mであることが好ましく、より好ましくは20〜1000mg/m、更に好ましくは20〜300mg/m、特に好ましくは40〜120mg/mである。塗装下地処理層24の付着量が10mg/m未満であると、十分な耐食性、塗膜密着性が得られないことがある。一方、塗装下地処理層24の付着量が2000mg/m超であると、経済的に不利であるばかりか、塗装下地処理層24が水系塗料から形成される場合にワキや付着量むら等の塗膜欠陥が発生することがあり、塗装めっき鋼材の工業製品としての外観や性能を安定して得ることができないことがある。また、塗装下地処理層24の凝集力が不足し、脆くなり、密着性や耐食性が低下する場合がある。
<Adhesion amount of coating ground treatment layer 24>
Although the adhesion amount of the coating ground treatment layer 24 is not particularly limited, it is preferably 10 to 2000 mg / m 2 , more preferably 20 to 1000 mg / m 2 , still more preferably 20 to 300 mg / m 2 , and particularly preferably 40. it is a ~120mg / m 2. When the adhesion amount of the coating ground treatment layer 24 is less than 10 mg / m 2 , sufficient corrosion resistance and coating film adhesion may not be obtained. On the other hand, when the coating amount of the coating ground treatment layer 24 is more than 2000 mg / m 2 , it is not only economically disadvantageous, but also when the coating ground treatment layer 24 is formed from a water-based paint, A coating film defect may occur, and the appearance and performance as an industrial product of the coated plated steel material may not be obtained stably. In addition, the cohesive force of the coating ground treatment layer 24 is insufficient and becomes brittle, and adhesion and corrosion resistance may be reduced.

塗装下地処理層24の付着量は、塗装前後のめっき鋼材の質量差を算出すること、塗装後の塗装下地処理層24を剥離した前後のめっき鋼材の質量差を算出すること、又は、塗膜を蛍光X線分析して予め皮膜中の含有量が分かっている元素の存在量を測定すること等、既存の手法から適切に選択した方法で求めればよい。   The adhesion amount of the coating ground treatment layer 24 is calculated by calculating the mass difference between the plated steel materials before and after coating, by calculating the mass difference between the plated steel materials before and after the coating ground coating layer 24 is peeled off, or by the coating film. May be obtained by a method appropriately selected from existing methods such as measuring the amount of an element whose content in the film is known in advance by fluorescent X-ray analysis.

[有機被膜層25]
本発明の各実施形態に係る塗装めっき鋼材は、めっき鋼材の片面又は両面に前記塗装下地処理層24を介して一層以上の有機被膜層25が被覆されているものである。あるいは、高い耐食性や有機被膜密着性が問われない部位においては、部分的に塗装下地処理層24及び有機被膜層25が省略されうる。
[Organic coating layer 25]
The coated plated steel material according to each embodiment of the present invention is one in which one or more organic coating layers 25 are coated on one or both surfaces of the plated steel material via the painted ground treatment layer 24. Alternatively, the coating ground treatment layer 24 and the organic coating layer 25 may be partially omitted in a portion where high corrosion resistance and organic coating adhesion are not questioned.

前記有機被膜層25の塗膜の主成分であるバインダ−樹脂は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂などが例として挙げられ、特に限定されないが、塗装溶融めっき鋼材が加工を受ける用途に使用される場合には、熱硬化型の樹脂がより好ましい。熱硬化型の樹脂としては、エポキシポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、メラミンポリエステル樹脂、ウレタンポリエステル樹脂などのポリエステル系樹脂やアクリル樹脂が挙げられ、これらは他の樹脂と比べて加工性が良く、厳しい加工の後にも塗膜層に亀裂が発生しにくい。   Examples of the binder resin that is a main component of the coating film of the organic coating layer 25 include polyester resin, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, melamine resin, and fluorine resin, and are not particularly limited. When the steel material is used for an application for processing, a thermosetting resin is more preferable. Examples of thermosetting resins include polyester resins such as epoxy polyester resins, polyester resins, melamine polyester resins, and urethane polyester resins, and acrylic resins. These resins have better processability than other resins and are difficult to process. Even afterwards, cracks are unlikely to occur in the coating layer.

上記有機被膜層25の主成分としてのポリエステル系樹脂としては特に限定されないが、一般に公知の多塩基酸と多価アルコールとのエステル化合物であって、一般に公知のエステル化反応によって合成されたものを使用することができる。   The polyester-based resin as the main component of the organic coating layer 25 is not particularly limited, but is a generally known ester compound of a polybasic acid and a polyhydric alcohol, which is generally synthesized by a known esterification reaction. Can be used.

上記多塩基酸としては特に限定されないが、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸、無水トリメット酸、マレイン酸、アジピン酸、フマル酸などを挙げることができる。これらの多塩基酸は、1種を使用してもよいし、複数種を併用してもよい。   The polybasic acid is not particularly limited, and examples thereof include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic anhydride, trimetic anhydride, maleic acid, adipic acid, and fumaric acid. These polybasic acids may use 1 type and may use multiple types together.

上記多価アルコールとしては特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ネオペンチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等を挙げることができる。これらの多価アルコールは、1種又は2種類以上を混合して用いてもよい。   The polyhydric alcohol is not particularly limited. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, neopentylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, Examples include 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, polytetramethylene ether glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, hexanetriol, pentaerythritol, dipentaerythritol, and the like. . These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリエステル系樹脂を用いるに当たって、硬化剤を配合すると、塗膜層の硬度が高くなり耐傷付き性が向上するため好ましい。硬化剤としては特に限定されないが、一般に公知のアミノ樹脂、ポリイソシアネート化合物のいずれか一方または双方を用いることができる。   In using the polyester resin, it is preferable to add a curing agent because the hardness of the coating layer is increased and the scratch resistance is improved. Although it does not specifically limit as a hardening | curing agent, Generally one or both of a well-known amino resin and a polyisocyanate compound can be used.

上記アミノ樹脂としては特に限定されないが、例えば、尿素、ベンゾグアナミン、メラミン等とホルムアルデヒドとの反応で得られる樹脂、及びこれらをアルコールによりアルキルエーテル化したものなどが使用できる。具体的には、メチル化尿素樹脂、n−ブチル化ベンゾグアナミン樹脂、メチル化メラミン樹脂、n−ブチル化メラミン樹脂、iso−ブチル化メラミン樹脂等を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as said amino resin, For example, the resin obtained by reaction of urea, a benzoguanamine, a melamine, etc., and formaldehyde, and those obtained by alkylating these with alcohol can be used. Specific examples include methylated urea resins, n-butylated benzoguanamine resins, methylated melamine resins, n-butylated melamine resins, iso-butylated melamine resins, and the like.

塗装溶融めっき鋼材の分野で広く用いられる樹脂は、ポリエステル系樹脂を主樹脂とし、メラミン系樹脂を硬化剤としたポリエステル/メラミン系樹脂である。なお、ここで言うメラミン系樹脂は、メチル化メラミン、n−ブチル化メラミン、iso−ブチル化メラミンのうちの少なくとも1種以上を示す。   Resins widely used in the field of painted hot-dip galvanized steel are polyester / melamine resins having a polyester resin as a main resin and a melamine resin as a curing agent. The melamine-based resin referred to here indicates at least one of methylated melamine, n-butylated melamine, and iso-butylated melamine.

上記ポリイソシアネート化合物としては特に限定されないが、例えば、フェノール、クレゾ−ル、芳香族第二級アミン、第三級アルコール、ラクタム、オキシム等のブロック剤でブロック化したイソシアネート化合物が好ましい。さらに好ましいポリイソシアネート化合物としては、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)及びその誘導体、TDI(トリレンジイソシアネート)及びその誘導体、MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)及びその誘導体、XDI(キシリレンジイソシアネート)及びその誘導体、IPDI(イソホロンジイソシアネート)及びその誘導体、TMDI(トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート)及びその誘導体、水添TDI及びその誘導体、水添MDI及びその誘導体、水添XDI及びその誘導体等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as said polyisocyanate compound, For example, the isocyanate compound blocked with blocking agents, such as a phenol, a cresol, aromatic secondary amine, tertiary alcohol, lactam, oxime, is preferable. More preferred polyisocyanate compounds include HDI (hexamethylene diisocyanate) and its derivatives, TDI (tolylene diisocyanate) and its derivatives, MDI (diphenylmethane diisocyanate) and its derivatives, XDI (xylylene diisocyanate) and its derivatives, IPDI (isophorone) Diisocyanate) and derivatives thereof, TMDI (trimethylhexamethylene diisocyanate) and derivatives thereof, hydrogenated TDI and derivatives thereof, hydrogenated MDI and derivatives thereof, hydrogenated XDI and derivatives thereof, and the like.

<有機被膜層25の塗膜構成>
本発明では、有機被膜層25の塗膜構成については特に限定はされず、一層の塗膜のみを有するものであってもよいし、二層以上の塗膜を有するものであってもよく、さらには一層の塗膜及び二層以上の塗膜が部分的に混在する構成でもよい。ただし、以下に説明するように、優れた意匠性や耐食性を確保するためには、二層以上の塗膜からなる塗膜層であることが好ましい。
<Coating composition of organic coating layer 25>
In the present invention, the coating composition of the organic coating layer 25 is not particularly limited, may have only a single coating film, or may have two or more coating films, Furthermore, the structure in which one layer of coating film and two or more layers of coating films are partially mixed may be used. However, as described below, in order to ensure excellent design properties and corrosion resistance, a coating layer composed of two or more coating layers is preferable.

有機被膜層25が二層以上の複層である場合には、少なくとも一層が防錆顔料を含有する層であることが、塗装溶融めっき鋼材の耐食性を高める上で好ましい。防錆顔料を含有する層は、他の層よりもめっき鋼材側に配置されることが耐食性を高める上でさらに好ましい。防錆顔料としては特に限定されないが、例えば、燐酸亜鉛、燐酸鉄、燐酸アルミニウム、亜燐酸亜鉛、トリポリ燐酸アルミニウムなどの燐酸系防錆顔料や、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸バリウムなどのモリブデン酸系防錆顔料や、酸化バナジウムなどのバナジウム系防錆顔料や、カルシウムシリケートなどのシリケート系防錆顔料や、水分散シリカ、ヒュームドシリカ、カルシウムイオン交換シリカなどのシリカ系防錆顔料や、フェロシリコンなどのフェロアロイ系防錆顔料などの一般に公知のクロメートフリー系防錆顔料、あるいは、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カリウム、クロム酸バリウム、クロム酸カルシウムなどの一般に公知のクロム系防錆顔料を用いることができる。ただし、近年の環境保全の観点から、本発明における防錆顔料としては、クロメートフリー系防錆顔料の使用がより好ましい。これらの防錆顔料は、単独で用いてもよく、複数種類を併用してもよい。   When the organic coating layer 25 is a multilayer of two or more layers, it is preferable that at least one layer is a layer containing a rust preventive pigment in order to improve the corrosion resistance of the coated hot-dip plated steel material. The layer containing the rust preventive pigment is more preferably arranged on the plated steel material side than the other layers in order to improve the corrosion resistance. Although it does not specifically limit as a rust preventive pigment, For example, phosphoric acid type rust preventive pigments, such as zinc phosphate, iron phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphite, aluminum tripolyphosphate, calcium molybdate, aluminum molybdate, barium molybdate, etc. Molybdate anticorrosion pigments, vanadium anticorrosion pigments such as vanadium oxide, silicate anticorrosion pigments such as calcium silicate, silica anticorrosion pigments such as water-dispersed silica, fumed silica, and calcium ion exchange silica Commonly known chromate-free rust preventive pigments such as ferroalloy rust preventive pigments such as ferrosilicon, or generally known chromium rust preventive pigments such as strontium chromate, potassium chromate, barium chromate and calcium chromate Can be used. However, from the viewpoint of environmental protection in recent years, it is more preferable to use a chromate-free rust preventive pigment as the rust preventive pigment in the present invention. These rust preventive pigments may be used alone or in combination of two or more.

防錆顔料の添加量は、有機被膜層25のうちの防錆顔料を含有している層の固形分基準で1質量%以上40質量%以下であることが好ましい。防錆顔料の添加量が1質量%未満では、耐食性の改良が十分でなく、40質量%超では、加工性が低下して、加工時に被膜層が脱落する場合があり、耐食性も劣る傾向にある。   The addition amount of the rust preventive pigment is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less based on the solid content of the organic coating layer 25 containing the rust preventive pigment. If the addition amount of the rust preventive pigment is less than 1% by mass, the improvement of the corrosion resistance is not sufficient, and if it exceeds 40% by mass, the processability is lowered and the coating layer may fall off during processing, and the corrosion resistance tends to be inferior. is there.

また、有機被膜層25が二層以上の複層である場合、少なくとも一層が着色顔料を含有する着色被膜層であることが、塗装めっき鋼材の意匠性を高める上で好ましい。最表層が着色顔料を含有する着色被膜層であってもよく、最表層は透過性の高い被膜からなり、その下層に着色被膜層が配置されていてもよい。   Moreover, when the organic coating layer 25 is a multilayer of two or more layers, it is preferable that at least one layer is a colored coating layer containing a color pigment in order to improve the design of the coated plated steel material. The outermost layer may be a colored coating layer containing a color pigment, and the outermost layer may be a highly permeable coating, and the colored coating layer may be disposed below the outermost layer.

着色顔料としては特に限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、ナフトールレッド、ジスアゾイエロー、ジスアゾピラゾロンオレンジなどの一般に公知のものを用いることができる。無機系顔料であっても、有機系顔料であってもよい。また、着色顔料として、アルミ顔料やニッケル顔料などの一般に公知のメタリック顔料を用いてもよく、粒状のもの、フレーク状のものいずれの形態のものを用いてもよい。これらの着色顔料は、単独で用いてもよく、複数種類を併用して用いてもよい。   The coloring pigment is not particularly limited, but generally known pigments such as titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, carbon black, phthalocyanine blue, naphthol red, disazo yellow, disazopyrazolone orange, etc. Can be used. It may be an inorganic pigment or an organic pigment. Further, as the coloring pigment, generally known metallic pigments such as aluminum pigments and nickel pigments may be used, and those in the form of granules or flakes may be used. These color pigments may be used alone or in combination of two or more.

着色顔料の添加量は、有機被膜層25のうちの着色顔料を含有している層の固形分基準で5質量%以上70質量%以下であることが好ましい。着色顔料の添加量が5質量%未満では、意図する意匠性(着色効果)が低下する場合があり、70質量%超では、被膜層の耐食性や耐加工性が劣る場合がある。   The addition amount of the color pigment is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less based on the solid content of the organic coating layer 25 containing the color pigment. If the addition amount of the color pigment is less than 5% by mass, the intended designability (coloring effect) may be lowered, and if it exceeds 70% by mass, the corrosion resistance and workability of the coating layer may be inferior.

有機被膜層25の厚みは、0.2〜100μmであることが好ましい。0.2μm未満では、有機被膜層25による着色、意匠付与、めっき鋼板の防錆のための腐食因子の遮断等の効果が不十分であり、100μm超では、被膜層による効果が飽和して不経済であるのみならず、被膜層表面に凹凸を生じやすく均一な外観を得ることが困難になったり、塗装めっき鋼板の加工部で有機被膜に割れを生じやすくなるなどの問題を生じる場合がある。有機被膜層25の厚みは、好ましくは3〜40μm、より好ましくは15〜40μmである。   The thickness of the organic coating layer 25 is preferably 0.2 to 100 μm. If the thickness is less than 0.2 μm, the effects such as coloring by the organic coating layer 25, imparting a design, and blocking of corrosion factors for rust prevention of the plated steel sheet are insufficient, and if it exceeds 100 μm, the effect by the coating layer is saturated and not effective. Not only is it economical, it may easily cause unevenness on the surface of the coating layer, making it difficult to obtain a uniform appearance, and may cause problems such as cracking of the organic coating at the processed parts of the coated steel sheet. . The thickness of the organic coating layer 25 is preferably 3 to 40 μm, more preferably 15 to 40 μm.

有機被膜層25の厚みは、有機被膜層25の断面観察や電磁膜厚計等の利用により測定できる。その他に、めっき鋼材の単位面積当りに付着した有機被膜層25の質量を、有機被膜層25の比重又は塗布溶液の乾燥後比重で除算して算出してもよい。有機被膜層25の付着質量は、塗装前後のめっき鋼材の質量差を算出すること、塗装後の有機被膜層25を剥離した前後のめっき鋼材の質量差を算出すること、又は、塗膜を蛍光X線分析して予め皮膜中の含有量が分かっている元素の存在量を測定すること等、既存の手法から適切に選択した方法で求めればよい。有機被膜層25の比重又は塗料の乾燥後比重は、単離した有機被膜層25の容積と質量を測定すること、適量の塗料を容器に取り乾燥させた後の容積と質量を測定すること、又は、有機被膜層25構成成分の配合量と各成分の既知の比重から計算すること等、既存の手法から適切に選択した方法で求めればよい。   The thickness of the organic coating layer 25 can be measured by observing a cross section of the organic coating layer 25 or using an electromagnetic film thickness meter. In addition, the mass of the organic coating layer 25 adhered per unit area of the plated steel material may be calculated by dividing by the specific gravity of the organic coating layer 25 or the specific gravity after drying of the coating solution. The adhesion mass of the organic coating layer 25 is calculated by calculating the mass difference between the plated steel materials before and after coating, calculating the mass difference between the plated steel materials before and after peeling the organic coating layer 25 after coating, or fluorescently coating the coating film. What is necessary is just to obtain | require by the method selected appropriately from the existing method, such as measuring the abundance of the element whose content in a film | membrane is known beforehand by X-ray analysis. The specific gravity of the organic coating layer 25 or the specific gravity after drying of the paint is to measure the volume and mass of the isolated organic coating layer 25, to measure the volume and mass after taking an appropriate amount of paint in a container and drying, Or what is necessary is just to obtain | require by the method selected appropriately from the existing method, such as calculating from the compounding quantity of the organic coating layer 25 structural component, and the known specific gravity of each component.

[前処理層28]
上記塗装下地処理層24の下層、すなわち、塗装下地処理層24と金属板との間には、更に前処理層28を設けることで、塗装下地処理層24と基材であるめっき鋼材との密着性を更に高め、塗装めっき鋼材の耐食性を更に高めることができる。前処理層28の組成は、特に限定されるものではないが、シランカップリング剤、架橋性ジルコニウム化合物、架橋性チタン化合物等を使用することが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[Pretreatment layer 28]
The pre-treatment layer 28 is further provided below the paint base treatment layer 24, that is, between the paint base treatment layer 24 and the metal plate, so that the paint base treatment layer 24 and the plated steel material as the base material adhere to each other. The corrosion resistance of the coated plated steel material can be further enhanced. The composition of the pretreatment layer 28 is not particularly limited, but it is preferable to use a silane coupling agent, a crosslinkable zirconium compound, a crosslinkable titanium compound, or the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記シランカップリング剤の種類としては、特に限定されないが、例えば、信越化学工業社、東レ・ダウコーニング社、チッソ社、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社等から販売されているビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカブトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The type of the silane coupling agent is not particularly limited. For example, vinyltrimethoxysilane sold by Shin-Etsu Chemical Co., Toray Dow Corning, Chisso, Momentive Performance Materials Japan, etc. , Vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane , Γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxy Sisilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (amino Ethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

上記架橋性ジルコニウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、硝酸ジルコニル、酢酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、炭酸ジルコニウムアンモニウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸ジルコニウムナトリウム、ジルコニウムアセテート等が挙げられる。これらの化合物のうち、炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物が好ましい。炭酸ジルコニウム錯イオンを含有するジルコニウム化合物としては、特に限定するものではないが、炭酸ジルコニウム錯イオン〔Zr(CO(OH)2−又は〔Zr(CO(OH)〕3−のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられる。これらの架橋性ジルコニウム化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。The crosslinkable zirconium compound is not particularly limited, and examples thereof include zirconyl nitrate, zirconyl acetate, zirconyl sulfate, ammonium zirconium carbonate, potassium zirconium carbonate, sodium zirconium carbonate, zirconium acetate and the like. Of these compounds, zirconium compounds containing zirconium carbonate complex ions are preferred. The zirconium compound containing zirconium carbonate complex ions is not particularly limited, zirconium carbonate complex ions [Zr (CO 3) 2 (OH ) 2 ] 2- or [Zr (CO 3) 3 (OH ) ] 3- ammonium salt, potassium salt, sodium salt and the like. These crosslinkable zirconium compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記架橋性チタン化合物としては、特に限定されないが、例えば、ジプロポキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシビス(ジエタノールアミナト)チタン、プロポキシトリス(ジエタノールアミナト)チタン、ジブトキシビス(トリエタノールアミナト)チタン、ジブトキシビス(ジエタノールアミナト)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ジブトキシビス(アセチルアセトナト)チタン、ジヒドロキシビス(ラクタト)チタンモノアンモニウム塩、ジヒドロキシビス(ラクタト)チタンジアンモニウム塩、プロパンジオキシチタンビス(エチルアセトアセテート)、オキソチタンビス(モノアンモニウムオキサレート)、イソプロピルトリ(N−アミドエチルアミノエチル)チタネート等を挙げることができる。これらの架橋性チタン化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Although it does not specifically limit as said crosslinkable titanium compound, For example, dipropoxy bis (triethanol aminato) titanium, dipropoxy bis (diethanol aminato) titanium, propoxy tris (diethanol aminato) titanium, dibutoxy bis (triethanol aminato) Titanium, Dibutoxybis (diethanolaminato) titanium, Dipropoxybis (acetylacetonato) titanium, Dibutoxybis (acetylacetonato) titanium, Dihydroxybis (lactato) titanium monoammonium salt, Dihydroxybis (lactato) titanium diammonium salt, Propane dioxy Examples include titanium bis (ethyl acetoacetate), oxotitanium bis (monoammonium oxalate), isopropyl tri (N-amidoethylaminoethyl) titanate, and the like. It is possible. These crosslinkable titanium compounds may be used alone or in combination of two or more.

[塗装めっき鋼材の製造方法]
本実施形態に係る塗装めっき鋼材は、鋼材1の表面上にアルミニウム・亜鉛合金めっきし、更にその上層に塗装下地処理層24と有機被膜層25を形成することで製造される。
[Manufacturing method of painted steel]
The coated plated steel material according to the present embodiment is manufactured by performing aluminum / zinc alloy plating on the surface of the steel material 1, and further forming the painted ground treatment layer 24 and the organic coating layer 25 on the upper layer.

[溶融めっき鋼材の製造方法]
好ましい実施形態では、溶融めっき鋼材の製造時に、めっき層23の構成元素の組成と一致する組成を有する溶融めっき浴2が準備される。溶融めっき処理により鋼材1とめっき層23との間に合金層26が形成されるが、それによる組成の変動は無視し得るほどに小さい。
[Method of manufacturing hot-dip galvanized steel]
In a preferred embodiment, a hot dipping bath 2 having a composition that matches the composition of the constituent elements of the plating layer 23 is prepared during the production of the hot dipped steel. Although the alloy layer 26 is formed between the steel material 1 and the plating layer 23 by the hot dipping process, the variation of the composition due to this is so small that it can be ignored.

本実施形態では、例えば25〜75質量%のAl、0.5〜10質量%のMg、0.02〜1.0質量%のCr、Alに対して0.5〜10質量%のSi、1〜1000質量ppmのSr、0.1〜1.0質量%のFe、及びZnを含有する溶融めっき浴2が準備される。Znは、溶融めっき浴2中の成分全体のうち、Zn以外の成分を除いた残部を占める。溶融めっき浴2中のSi:Mgの質量比は、100:50〜100:300の範囲であることが好ましい。   In this embodiment, for example, 25 to 75 mass% Al, 0.5 to 10 mass% Mg, 0.02 to 1.0 mass% Cr, 0.5 to 10 mass% Si with respect to Al, A hot dipping bath 2 containing 1-1000 ppm by mass of Sr, 0.1-1.0% by mass of Fe, and Zn is prepared. Zn occupies the rest of the components in the hot dipping bath 2 excluding components other than Zn. The mass ratio of Si: Mg in the hot dipping bath 2 is preferably in the range of 100: 50 to 100: 300.

溶融めっき浴2は、更にアルカリ土類元素、Sc、Y、ランタノイド元素、Ti、及びBから選択される成分を含有してもよい。これらの成分は、必要に応じて溶融めっき浴2中に含有される。溶融めっき浴2中におけるアルカリ土類元素(Be、Ca、Ba、Ra)、Sc、Y、及びランタノイド元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu等)の含有量の総量は、質量比率で1.0%以下であることが好ましい。溶融めっき浴2がTi及びBの少なくとも一方からなる成分を含有する場合、溶融めっき浴2中のTi及びBの含有量の合計は、質量比率で0.0005〜0.1%の範囲であることが好ましい。   The hot dipping bath 2 may further contain a component selected from alkaline earth elements, Sc, Y, lanthanoid elements, Ti, and B. These components are contained in the hot dipping bath 2 as necessary. The total content of alkaline earth elements (Be, Ca, Ba, Ra), Sc, Y, and lanthanoid elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, etc.) in the hot dipping bath 2 is The mass ratio is preferably 1.0% or less. When the hot dipping bath 2 contains a component consisting of at least one of Ti and B, the total content of Ti and B in the hot dipping bath 2 is in the range of 0.0005 to 0.1% by mass ratio. It is preferable.

溶融めっき浴2は、上記以外の成分を含まないことが好ましい。特に溶融めっき浴2はAl、Zn、Si、Mg、Cr、Sr、及びFeのみを含有することが好ましい。溶融めっき浴2は、Al、Zn、Si、Mg、Cr、Sr、及びFe、並びにアルカリ土類元素、Sc、Y、ランタノイド元素、Ti及びBから選択される元素のみを含有することも好ましい。   It is preferable that the hot dipping bath 2 does not contain components other than those described above. In particular, the hot dipping bath 2 preferably contains only Al, Zn, Si, Mg, Cr, Sr, and Fe. It is also preferable that the hot dipping bath 2 contains only an element selected from Al, Zn, Si, Mg, Cr, Sr, and Fe, and alkaline earth elements, Sc, Y, lanthanoid elements, Ti, and B.

例えば、溶融めっき浴2を準備するにあたり、溶融めっき浴2に、好ましくは質量比率でAlを25〜75%、Crを0.02〜1.0%、SiをAlに対して0.5〜10%、Mgを0.1〜0.5%、Feを0.1〜0.6%、Srを1〜500ppmの範囲で含有させ、或いは更にアルカリ土類元素、ランタノイド元素、Ti及びBから選択される成分を含有させ、残部をZnとすることが好ましい。   For example, when preparing the hot dipping bath 2, the hot dipping bath 2 is preferably 25 to 75% Al, 0.02 to 1.0% Cr, and 0.5 to 0.5% Si relative to Al. 10%, 0.1 to 0.5% Mg, 0.1 to 0.6% Fe, 1 to 500 ppm of Sr, or further from alkaline earth element, lanthanoid element, Ti and B It is preferable that the selected component is contained and the balance is Zn.

但し、言うまでもないが、溶融めっき浴2は、Pb、Cd、Cu、Mn等の不可避的不純物を含有してもよい。この不可避的不純物の含有量はできるだけ少ないことが好ましく、特にこの不可避的不純物の含有量の合計が溶融めっき浴2に対して質量比率で1質量%以下であることが好ましい。   However, it goes without saying that the hot dipping bath 2 may contain inevitable impurities such as Pb, Cd, Cu, and Mn. The content of the inevitable impurities is preferably as small as possible. In particular, the total content of the inevitable impurities is preferably 1% by mass or less with respect to the hot dipping bath 2 in mass ratio.

このような組成を有する溶融めっき浴2を用いて鋼材1に対して溶融めっき処理を施すと、Alによって特にめっき層23の表面の耐食性が向上すると共に、Znによる犠牲防食作用によって特に溶融めっき鋼材の切断端面におけるエッジクリープが抑制されて、溶融めっき鋼材に高い耐食性が付与される。   When the hot dip plating treatment 2 is performed on the steel material 1 using the hot dip plating bath 2 having such a composition, the corrosion resistance of the surface of the plating layer 23 is improved particularly by Al, and the hot dip galvanized steel material is particularly improved by the sacrificial anticorrosive action of Zn. Edge creep at the cut end face is suppressed, and high corrosion resistance is imparted to the hot-dip plated steel material.

更に、めっき層23がZnよりも卑な金属であるMgを含有することで、めっき層23の犠牲防食作用が更に強化され、溶融めっき鋼材の耐食性が更に向上する。   Furthermore, the sacrificial anticorrosive action of the plating layer 23 is further strengthened by the plating layer 23 containing Mg, which is a base metal rather than Zn, and the corrosion resistance of the hot dipped steel is further improved.

更に、溶融めっき処理により形成されるめっき層23には、しわが発生しにくくなる。従来、Mgを含有する溶融した金属(溶融めっき金属)が溶融めっき処理によって鋼材1に付着すると、この溶融めっき金属の表層でMgが濃化しやすくなり、このためにMg系酸化皮膜が形成され、このMg系酸化皮膜に起因してめっき層23にしわが発生しやすかった。しかしながら、上記組成を有する溶融めっき浴2が用いられることでめっき層23が形成されると、鋼材1に付着した溶融めっき金属の表層におけるMgの濃化が抑制され、溶融めっき金属が流動してもめっき層23の表面にしわが発生しにくくなる。更にこの溶融めっき金属内部の流動性が低減されて、溶融めっき金属の流動自体が抑制され、このため前記しわが更に発生しにくくなる。   Furthermore, wrinkles are less likely to occur in the plating layer 23 formed by the hot dipping process. Conventionally, when molten metal containing Mg (hot-plated metal) adheres to the steel material 1 by hot-dipping treatment, Mg tends to concentrate on the surface layer of this hot-plated metal, and for this reason, an Mg-based oxide film is formed. Due to this Mg-based oxide film, the plating layer 23 was likely to wrinkle. However, when the plating layer 23 is formed by using the hot dipping bath 2 having the above composition, the concentration of Mg in the surface layer of the hot dipped metal adhering to the steel material 1 is suppressed, and the hot dipped metal flows. Also, the surface of the plating layer 23 is less likely to wrinkle. Further, the fluidity inside the hot-dip plated metal is reduced, and the flow of the hot-plated metal itself is suppressed, so that the wrinkles are less likely to occur.

前記のようなMgの濃化及び溶融めっき金属の流動の抑制は、次の様な機序によりなされると考えられる。   It is considered that the Mg concentration and the suppression of the flow of the hot dip metal are performed by the following mechanism.

鋼材1の表面上に付着した溶融めっき金属が冷却されて凝固する過程で、まずα−Al相が初晶として析出し、デンドライト状に成長する。このようにAlリッチなα−Al相の凝固が進行すると、残部の溶融めっき金属中(すなわち、溶融めっき金属の未だ凝固していない成分中)のMgとSi濃度が除々に高くなる。次に鋼材1が冷却されてその温度が更に低下すると、残部の溶融めっき金属の中からSiを含有するSi含有相(Si−Mg相)が凝固析出する。このSi−Mg相は、上述の通りMgとSiとの合金で構成される相である。このSi−Mg相の析出・成長がCr、Fe及びSrによって促進される。このSi−Mg相に溶融めっき金属中のMgが取り込まれることで、溶融めっき金属の表層へのMgの移動が阻害され、この溶融めっき金属の表層でのMgの濃化が抑制される。   In the process in which the hot-dip plated metal adhering to the surface of the steel material 1 is cooled and solidified, the α-Al phase first precipitates as primary crystals and grows in a dendrite shape. As the solidification of the Al-rich α-Al phase progresses in this way, the Mg and Si concentrations in the remaining hot-dipped metal (that is, in the hot-dipped metal that has not yet solidified) gradually increase. Next, when the steel material 1 is cooled and the temperature thereof is further lowered, a Si-containing phase (Si-Mg phase) containing Si is solidified and precipitated from the remaining hot-dipped metal. This Si—Mg phase is a phase composed of an alloy of Mg and Si as described above. The precipitation and growth of this Si—Mg phase is promoted by Cr, Fe and Sr. When Mg in the hot-dipped metal is taken into this Si-Mg phase, the movement of Mg to the surface layer of the hot-dipped metal is inhibited, and the concentration of Mg on the surface layer of the hot-dipped metal is suppressed.

更に、溶融めっき金属中のSrもMgの濃化抑制に寄与する。これは溶融めっき金属中でSrは、Mgと同様に酸化しやすい元素であることから、SrがMgと競争的にめっき表面で酸化膜を形成し、結果としてMg系酸化皮膜の形成が抑制されるためであると考えられる。   Furthermore, Sr in the hot dipped metal also contributes to suppression of Mg concentration. This is because, in hot-dip metal, Sr is an element that is easily oxidized like Mg, so Sr forms an oxide film on the plating surface competitively with Mg, and as a result, formation of Mg-based oxide film is suppressed. This is considered to be because of this.

更に、前記のように初晶であるα−Al相以外の残部の溶融めっき金属中でSi−Mg相が凝固成長することで、溶融めっき金属が固液混相状態となり、このため溶融めっき金属自体の流動性が低下し、その結果としてめっき層表面のしわの発生が抑制される。   Furthermore, as described above, the Si—Mg phase solidifies and grows in the remaining hot dip metal other than the α-Al phase which is the primary crystal, so that the hot dip metal is in a solid-liquid mixed phase. As a result, the generation of wrinkles on the surface of the plating layer is suppressed.

Feはめっき層23のミクロ組織やスパングルを制御する上で重要である。Feがめっき層23の組織に影響を与える理由は、現時点では必ずしも明確ではないが、Feは溶融めっき金属中でSiと合金化し、この合金が溶融めっき金属の凝固時に凝固核となるためであると考えられる。   Fe is important in controlling the microstructure and spangle of the plating layer 23. The reason why Fe influences the structure of the plating layer 23 is not necessarily clear at the present time, but is because Fe is alloyed with Si in the hot-dipped metal, and this alloy becomes a solidification nucleus when the hot-dipped metal is solidified. it is conceivable that.

更に、SrはMgと同様に卑な元素であることから、Srによってめっき層23の犠牲防食作用が更に強化され、溶融めっき鋼材の耐食性が更に向上する。SrはSi相及びSi−Mg相の析出形態の針状化を抑制する作用も発揮し、このためSi相及びSi−Mg相が球状化して、めっき層23におけるクラックの発生が抑制される。   Furthermore, since Sr is a base element like Mg, the sacrificial anticorrosive action of the plating layer 23 is further strengthened by Sr, and the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material is further improved. Sr also exerts an action of suppressing the acicular formation of the Si phase and the Si—Mg phase. For this reason, the Si phase and the Si—Mg phase are spheroidized, and the occurrence of cracks in the plating layer 23 is suppressed.

溶融めっき処理時には、めっき層23と鋼材1との間に、溶融めっき金属中のAlの一部を含有する合金層26も形成される。例えば鋼材1に後述するプレめっきが施されていない場合には、溶融めっき浴2中のAlと鋼材1中のFeとを主体とするFe−Al系の合金層26が形成される。鋼材1に後述するプレめっきが施されている場合には、溶融めっき浴2中のAlとプレめっきの構成元素の一部或いは全部とを含み、或いは更に鋼材1中のFeを含む合金層26が形成される。   During the hot dipping process, an alloy layer 26 containing a part of Al in the hot dipped metal is also formed between the plating layer 23 and the steel material 1. For example, when pre-plating described later is not performed on the steel material 1, an Fe—Al based alloy layer 26 mainly composed of Al in the hot dipping bath 2 and Fe in the steel material 1 is formed. When pre-plating described later is applied to the steel material 1, the alloy layer 26 contains Al in the hot dipping bath 2 and some or all of the constituent elements of the pre-plating, or further contains Fe in the steel material 1. Is formed.

溶融めっき浴2がCrを含有する場合、合金層26は構成元素としてAlと共に更にCrを含む。合金層26は、溶融めっき浴2の組成、プレめっきの有無、鋼材1の組成などに応じて、構成元素として、AlとCr以外に、Si、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn等の種々の金属元素を含有し得る。   When the hot dipping bath 2 contains Cr, the alloy layer 26 further contains Cr as a constituent element together with Al. In addition to Al and Cr, the alloy layer 26 includes Si, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, as constituent elements, depending on the composition of the hot dipping bath 2, the presence or absence of pre-plating, the composition of the steel material 1, and the like. Various metal elements such as Sn can be contained.

合金層26中には、溶融めっき金属中のCrの一部がめっき層23中よりも高い濃度で含有されるようになる。このような合金層26が形成されると、合金層26中のCrによってめっき層23中のSi−Mg相の成長が促進され、めっき層23中のSi−Mg相の体積割合が高くなると共に、めっき層23中のMg全量に対するSi−Mg相中のMgの割合が高くなる。これにより、めっき層23のしわが更に抑制される。更に、合金層26が形成されることで、溶融めっき鋼材の耐食性が更に向上する。すなわち、めっき層23内の合金層26付近においてSi−Mg相の成長が促進されることで、めっき層23の表面でのSi−Mg相の面積比率が低くなり、このためめっき層23におけるタレが抑制されると共にめっき層23の耐食性が更に長期に亘って維持される。特に、合金層26中のCrの含有割合の、めっき層23内のCrの含有割合に対する比が、2〜50であることが好ましい。この合金層26中のCrの含有割合の、めっき層23内のCrの含有割合に対する比は、更に3〜40であることが好ましく、更に4〜25であることが好ましい。合金層26中のCr量は、めっき層23の断面をエネルギー分散型X線分析装置(EDS)を用いて測定することで導出され得る。   In the alloy layer 26, a part of Cr in the hot dip metal is contained at a higher concentration than in the plating layer 23. When such an alloy layer 26 is formed, the growth of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is promoted by Cr in the alloy layer 26, and the volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 increases. The ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer 23 is increased. Thereby, wrinkles of the plating layer 23 are further suppressed. Further, the formation of the alloy layer 26 further improves the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material. That is, the growth of the Si—Mg phase is promoted in the vicinity of the alloy layer 26 in the plating layer 23, thereby reducing the area ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23. Is suppressed, and the corrosion resistance of the plating layer 23 is maintained for a longer period of time. In particular, the ratio of the Cr content in the alloy layer 26 to the Cr content in the plating layer 23 is preferably 2 to 50. The ratio of the Cr content in the alloy layer 26 to the Cr content in the plating layer 23 is preferably 3 to 40, and more preferably 4 to 25. The amount of Cr in the alloy layer 26 can be derived by measuring the cross section of the plating layer 23 using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS).

合金層26の厚みが過大であると溶融めっき鋼材の加工性は低下するが、溶融めっき浴2中のSiの作用によって前記合金層26の過剰な成長が抑制され、このため、溶融めっき鋼材の良好な加工性が確保される。合金層26の厚みは0.05〜5μmの範囲であることが好ましい。合金層26の厚みが前記範囲であると、溶融めっき鋼材の耐食性が充分に向上すると共に、加工性も充分に向上する。   If the thickness of the alloy layer 26 is excessive, the workability of the hot dip plated steel material is lowered, but excessive growth of the alloy layer 26 is suppressed by the action of Si in the hot dip plating bath 2. Good workability is ensured. The thickness of the alloy layer 26 is preferably in the range of 0.05 to 5 μm. When the thickness of the alloy layer 26 is within the above range, the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material is sufficiently improved and the workability is also sufficiently improved.

更に、めっき層23内では、その表面付近でCrの濃度が一定範囲に保たれ、それに伴ってめっき層23の耐食性が更に向上する。この理由は、明確ではないが、Crが酸素と結合することでめっき層23の表面付近に複合酸化膜が形成されるためであると推測される。このようなめっき層23の耐食性向上のためには、めっき層における50nm深さの最外層内でのCrの含有量が100〜500質量ppmとなることが好ましい。   Further, in the plating layer 23, the concentration of Cr is maintained within a certain range near the surface, and accordingly, the corrosion resistance of the plating layer 23 is further improved. The reason for this is not clear, but it is presumed that a composite oxide film is formed in the vicinity of the surface of the plating layer 23 by combining Cr with oxygen. In order to improve the corrosion resistance of the plating layer 23, the Cr content in the outermost layer having a depth of 50 nm in the plating layer is preferably 100 to 500 ppm by mass.

溶融めっき浴2がCrを含有すると、めっき層23の折り曲げ加工変形後の耐食性も向上する。その理由は次の通りであると考えられる。厳しい折り曲げ加工変形を受けると、めっき層23及びめっき層23上の塗装皮膜にクラックが生じる場合がある。その際、クラックを通じてめっき層23内に水や酸素が浸入してしまい、めっき層23内の合金が直接腐食因子に晒されてしまう。しかし、めっき層23の特に表層に存在するCr並びに合金層26に存在するCrはめっき層23の腐食反応を抑制し、これによりクラックを起点とした腐食の拡大が抑制される。   When the hot dipping bath 2 contains Cr, the corrosion resistance after the bending deformation of the plating layer 23 is also improved. The reason is considered as follows. When subjected to severe bending deformation, cracks may occur in the plating layer 23 and the coating film on the plating layer 23. At that time, water and oxygen enter the plating layer 23 through the crack, and the alloy in the plating layer 23 is directly exposed to the corrosion factor. However, the Cr existing in the surface layer of the plating layer 23 and the Cr existing in the alloy layer 26 suppress the corrosion reaction of the plating layer 23, thereby suppressing the expansion of corrosion starting from cracks.

上記好ましい実施形態で扱われる溶融めっき金属は、七成分以上の元素を含む多元系溶融金属であり、その凝固過程は極めて複雑であって理論的に予測することは困難であるが、本発明者らは実験での観察等を通じて、上記重要な知見を得るに至った。   The hot-dip plated metal treated in the preferred embodiment is a multi-component molten metal containing elements of seven or more components, and its solidification process is extremely complicated and difficult to predict theoretically. Have obtained the above-mentioned important findings through observations in experiments and the like.

溶融めっき浴2の組成が上記のように調整されることで、上記の通りめっき層23におけるしわやタレの抑制、並びに溶融めっき鋼材の耐食性と加工性の確保が、達成され得る。   By adjusting the composition of the hot dipping bath 2 as described above, the suppression of wrinkles and sagging in the plated layer 23 and the securing of the corrosion resistance and workability of the hot dipped steel can be achieved as described above.

この溶融めっき浴2におけるAlの含有量が25%未満となると、めっき層23中のZn含有量が過剰となって、めっき層23の表面における耐食性が不充分となり、この含有量が75%より多くなるとZnによる犠牲防食効果が低下すると共にめっき層23が硬質化して溶融めっき鋼材の折り曲げ加工性が低下してしまう。更に、この含有量が75%より多くなると溶融めっき金属の流動性が大きくなってしまい、めっき層23におけるしわの発生が誘発されるおそれがある。このAlの含有量は特に45%以上であることが好ましい。またこのAlの含有量は特に65%以下であることが好ましい。特にAlの含有量が45〜65%の範囲であることが好ましい。   When the Al content in the hot dipping bath 2 is less than 25%, the Zn content in the plating layer 23 becomes excessive, and the corrosion resistance on the surface of the plating layer 23 becomes insufficient, and this content is more than 75%. If it increases, the sacrificial anticorrosive effect by Zn will fall, and the plating layer 23 will become hard and the bending workability of hot dipped steel will fall. Furthermore, if this content exceeds 75%, the fluidity of the hot-dip plated metal increases, and wrinkles may be generated in the plated layer 23. The Al content is particularly preferably 45% or more. The Al content is particularly preferably 65% or less. In particular, the Al content is preferably in the range of 45 to 65%.

溶融めっき浴2におけるCrの含有量が0.02%未満であれば、めっき層23の耐食性が充分に確保され難くなると共にめっき層23のしわやタレが充分に抑制され難くなり、この含有量が1.0%より多くなると耐食性の向上作用が飽和するだけでなく溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このCrの含有量は特に0.05%以上であることが好ましい。またこのCrの含有量は特に0.5%以下であることが好ましい。このCrの含有量は、更に0.07〜0.2%の範囲であることが好ましい。   If the Cr content in the hot dip plating bath 2 is less than 0.02%, the corrosion resistance of the plating layer 23 will not be sufficiently secured, and the wrinkles and sagging of the plating layer 23 will not be sufficiently suppressed. If it exceeds 1.0%, not only the effect of improving the corrosion resistance is saturated but also dross is likely to occur in the hot dipping bath 2. The Cr content is particularly preferably 0.05% or more. The Cr content is particularly preferably 0.5% or less. The Cr content is preferably in the range of 0.07 to 0.2%.

溶融めっき浴2におけるSiのAlに対する含有量が0.5%未満であると上述の作用が発揮されなくなり、この含有量が10%より多くなるとSiによる作用が飽和するだけでなく溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このSiの含有量は特に1.0%以上であることが好ましい。またこのSiの含有量は特に5.0%以下であることが好ましい。更にこのSiの含有量が1.0〜5.0%の範囲であることが好ましい。   When the content of Si with respect to Al in the hot dipping bath 2 is less than 0.5%, the above-described action is not exhibited. When this content exceeds 10%, not only the action of Si is saturated but also the hot dipping bath 2 Dross is likely to occur inside. The Si content is particularly preferably 1.0% or more. The Si content is particularly preferably 5.0% or less. Furthermore, the Si content is preferably in the range of 1.0 to 5.0%.

溶融めっき浴2におけるMgの含有量が0.1%未満であるとめっき層23の耐食性が充分に確保されなくなってしまい、この含有量が10%より多くなると耐食性の向上作用が飽和するだけでなく溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。このMgの含有量は更に0.5%以上であることが好ましく、更に1.0%以上であることが好ましい。またこのMgの含有量は特に5.0%以下であることが好ましく、更に3.0%以下であることが好ましい。特にMgの含有量が1.0〜3.0%の範囲であることが好ましい。   If the Mg content in the hot dipping bath 2 is less than 0.1%, the corrosion resistance of the plating layer 23 is not sufficiently secured, and if this content exceeds 10%, the corrosion resistance improving action is only saturated. And dross is likely to occur in the hot dipping bath 2. The Mg content is preferably 0.5% or more, and more preferably 1.0% or more. Further, the Mg content is particularly preferably 5.0% or less, and more preferably 3.0% or less. In particular, the Mg content is preferably in the range of 1.0 to 3.0%.

溶融めっき浴2におけるFeの含有量が0.1%未満であるとめっき層23のミクロ組織及びスパングル組織が粗大化してめっき層23の外観が悪化すると共に加工性が悪化するおそれがある。また、この含有量が0.6%より多くなるとめっき層23のスパングルがあまりにも微細化し、或いは消失してしまってスパングルによる外観向上がなされなくなると共に、溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。Feの含有量は特に0.2%以上であることが好ましい。Feの含有量は特に0.5%以下であることが好ましい。特にFeの含有量が0.2〜0.5%の範囲であることが好ましい。   If the Fe content in the hot dipping bath 2 is less than 0.1%, the microstructure and spangle structure of the plating layer 23 are coarsened, and the appearance of the plating layer 23 may be deteriorated and workability may be deteriorated. If the content exceeds 0.6%, the spangles of the plating layer 23 become too fine or disappear, and the appearance is not improved by spangles, and dross is likely to occur in the hot dipping bath 2. turn into. The Fe content is particularly preferably 0.2% or more. The Fe content is particularly preferably 0.5% or less. In particular, the Fe content is preferably in the range of 0.2 to 0.5%.

溶融めっき浴2におけるSrの含有量が1ppm未満であると上述の作用が発揮されなくなり、この含有量が500ppmより多くなるとSrの作用が飽和してしまうだけでなく、溶融めっき浴2中にドロスが発生しやすくなってしまう。Srの含有量は特に5ppm以上であることが好ましい。Srの含有量は特に300ppm以下であることが好ましい。Srの含有量は更に20〜50ppmの範囲であることが好ましい。   When the content of Sr in the hot dip plating bath 2 is less than 1 ppm, the above-mentioned action is not exhibited. When the content exceeds 500 ppm, not only does the action of Sr saturate, but also dross in the hot dip bath 2 is obtained. Is likely to occur. The Sr content is particularly preferably 5 ppm or more. The Sr content is particularly preferably 300 ppm or less. The Sr content is preferably in the range of 20 to 50 ppm.

溶融めっき浴2がアルカリ土類元素及びランタノイド元素から選択される成分を含有する場合、アルカリ土類元素(Be、Ca、Ba、Ra)、Sc、Y、及びランタノイド元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu等)は、Srと同様の作用を発揮する。溶融めっき浴2中におけるこれらの成分の含有量の総量は、上述の通り質量比率で1.0%以下であることが好ましい。   When the hot dipping bath 2 contains a component selected from alkaline earth elements and lanthanoid elements, alkaline earth elements (Be, Ca, Ba, Ra), Sc, Y, and lanthanoid elements (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, etc.) exhibit the same action as Sr. As described above, the total content of these components in the hot dipping bath 2 is preferably 1.0% or less.

溶融めっき浴2が特にCaを含有する場合には、溶融めっき浴2におけるドロスの発生が著しく抑制される。溶融めっき浴2がMgを含有する場合には、Mgの含有量が10質量%以下であってもある程度のドロスの発生は避けがたく、溶融めっき鋼材の良好な外観が確保されるためには溶融めっき浴2からのドロスの除去が必要となるが、溶融めっき浴2が更にCaを含有すると、Mgに起因するドロスの発生が著しく抑制される。これにより、溶融めっき鋼材の外観がドロスにより悪化することが更に抑制されると共に、溶融めっき浴2からドロスを除去するために要する手間が軽減される。溶融めっき浴2中のCaの含有量は100〜5000質量ppmの範囲であることが好ましい。この含有量が100質量ppm以上であることで、溶融めっき浴2中のドロスの発生が効果的に抑制される。Caの含有量が過剰であるとこのCaに起因するドロスが発生するおそれがあるが、Caの含有量が5000質量ppm以下であることで、Caに起因するドロスが抑制される。この含有量は更に200〜1000質量ppmの範囲であることが好ましい。   In particular, when the hot dipping bath 2 contains Ca, generation of dross in the hot dipping bath 2 is remarkably suppressed. In the case where the hot dipping bath 2 contains Mg, even if the Mg content is 10% by mass or less, a certain amount of dross is unavoidable, and in order to ensure a good appearance of the hot dipped steel. Although it is necessary to remove dross from the hot dipping bath 2, when the hot dipping bath 2 further contains Ca, dross generation due to Mg is remarkably suppressed. This further suppresses deterioration of the appearance of the hot dipped steel material due to dross, and reduces the effort required to remove the dross from the hot dipping bath 2. The Ca content in the hot dipping bath 2 is preferably in the range of 100 to 5000 ppm by mass. Generation | occurrence | production of the dross in the hot dipping bath 2 is suppressed effectively because this content is 100 mass ppm or more. If the Ca content is excessive, dross due to this Ca may occur, but if the Ca content is 5000 mass ppm or less, dross due to Ca is suppressed. This content is preferably in the range of 200 to 1000 ppm by mass.

Ti及びBのうち少なくとも一方を溶融めっき浴2中に含有させると、めっき層23のα−Al相(デンドライト組織)が微細化することでめっき層23のスパングルが微細化し、このため、スパングルによるめっき層23の外観が向上する。更に、めっき層23でのしわの発生が更に抑制される。これは、Ti及びBの作用によりSi−Mg相も微細化し、この微細化したSi−Mg相が、溶融めっき金属が凝固してめっき層23が形成されるプロセスにおいて溶融めっき金属の流動を効果的に抑制するためと考えられる。更に、このようなめっき組織の微細化によって曲げ加工時のめっき層23内の応力の集中が緩和されて大きなクラックの発生等が抑制され、曲げ加工性が更に向上する。前記作用が発揮されるためには、溶融めっき浴2中のTi及びBの含有量の合計が、質量比率で0.0005〜0.1%の範囲であることが好ましい。このTi及びBの含有量の合計は特に0.001%以上であることが好ましい。このTi及びBの含有量の合計は特に0.05%以下であることも好ましい。特にTi及びBの含有量の合計が0.001〜0.05%の範囲であることが好ましい。   When at least one of Ti and B is contained in the hot dipping bath 2, the spangle of the plating layer 23 is refined by refining the α-Al phase (dendritic structure) of the plating layer 23. The appearance of the plating layer 23 is improved. Furthermore, the generation of wrinkles in the plating layer 23 is further suppressed. This is because the Si-Mg phase is also refined by the action of Ti and B, and this refined Si-Mg phase is effective in the flow of the hot-dipped metal in the process in which the hot-dipped metal is solidified and the plated layer 23 is formed. It is thought that it is to suppress it. Furthermore, the refinement of the plating structure reduces the concentration of stress in the plating layer 23 during bending, thereby suppressing the occurrence of large cracks and the like, thereby further improving bending workability. In order to exhibit the said effect | action, it is preferable that the sum total of content of Ti and B in the hot dipping bath 2 is the range of 0.0005 to 0.1% by mass ratio. The total content of Ti and B is particularly preferably 0.001% or more. The total content of Ti and B is particularly preferably 0.05% or less. In particular, the total content of Ti and B is preferably in the range of 0.001 to 0.05%.

このような溶融めっき浴2を用いる溶融めっき処理によりめっき層23が形成される。このめっき層23においては、上記のとおり表層におけるMgの濃化が抑制される。これにより、上記のとおり、めっき層23における表面より50nm深さの最外層内で、大きさが直径4mm、深さ50nmとなるいかなる領域においても、Mg含有量が60質量%未満となることが好ましい。この場合、めっき層23の最外層でのMg系酸化皮膜の量が特に少なくなり、Mg系酸化皮膜に起因するしわが更に抑制される。最外層におけるMg含有量が少ないほど、Mg系酸化皮膜に起因するしわが抑制される。このMg含有量は、40質量%未満であればより好ましく、20質量%未満であれば更に好ましく、10質量%未満であれば特に好ましい。特にめっき層23の厚み50nmの最外層内に、Mg含有量が60質量%以上となる部分が存在しなくなることが好ましく、更にMg含有量が40質量%以上となる部分が存在しないことが好ましく、Mg含有量が20質量%以上となる部分が存在しなければ更に好ましい。   The plating layer 23 is formed by a hot dipping process using such a hot dipping bath 2. In the plating layer 23, Mg concentration in the surface layer is suppressed as described above. Thereby, as described above, the Mg content may be less than 60% by mass in any region having a diameter of 4 mm and a depth of 50 nm in the outermost layer 50 nm deep from the surface of the plating layer 23. preferable. In this case, the amount of the Mg-based oxide film in the outermost layer of the plating layer 23 is particularly reduced, and wrinkles due to the Mg-based oxide film are further suppressed. As the Mg content in the outermost layer decreases, wrinkles due to the Mg-based oxide film are suppressed. The Mg content is more preferably less than 40% by mass, even more preferably less than 20% by mass, and particularly preferably less than 10% by mass. In particular, in the outermost layer having a thickness of 50 nm of the plating layer 23, it is preferable that there is no portion where the Mg content is 60% by mass or more, and it is preferable that there is no portion where the Mg content is 40% by mass or more. More preferably, there is no portion where the Mg content is 20% by mass or more.

Mg含有量の物理的意味について説明する。化学量論組成のMgO酸化物中のMg含有量は約60質量%である。すなわち、Mg含有量が60質量%未満ということは、化学量論組成のMgO(MgO単独の酸化皮膜)が、めっき層23の最外層に存在せず、或いはこの化学量論組成のMgOの形成が著しく抑制されていることを意味する。本実施形態ではめっき層23の最外層におけるMgの過剰な酸化が抑制されることにより、MgO単独の酸化皮膜の形成が抑制される。めっき層23の最外層ではAl、Zn、Sr等のMg以外の元素の酸化物を少量もしくは多量に含有する複合酸化物が形成され、このため相対的にめっき層23の表層におけるMgの含有量が低下していると考えられる。   The physical meaning of the Mg content will be described. The Mg content in the stoichiometric MgO oxide is about 60% by mass. That is, when the Mg content is less than 60% by mass, the stoichiometric composition of MgO (MgO alone oxide film) is not present in the outermost layer of the plating layer 23, or the formation of MgO having the stoichiometric composition. Means that is significantly suppressed. In the present embodiment, excessive oxidation of Mg in the outermost layer of the plating layer 23 is suppressed, thereby suppressing the formation of an oxide film of MgO alone. In the outermost layer of the plating layer 23, a composite oxide containing a small amount or a large amount of an oxide of an element other than Mg such as Al, Zn, Sr, etc. is formed. Is thought to have declined.

めっき層23の最外層におけるMg含有量は、グロー放電発光分光分析装置(Glow Discharge spectrometer)を用いて分析をすることができる。精度の良い定量濃度分析値を得ることが困難である場合、めっき層23に含まれる複数の各元素の濃度曲線を比較することで、MgO単独の酸化皮膜がめっき層23の最外層に認められないことを確かめればよい。   The Mg content in the outermost layer of the plating layer 23 can be analyzed using a glow discharge emission spectrometer. When it is difficult to obtain an accurate quantitative concentration analysis value, an oxide film of MgO alone is recognized as the outermost layer of the plating layer 23 by comparing the concentration curves of a plurality of elements included in the plating layer 23. Just make sure you don't.

めっき層23中のSi−Mg相の体積割合は0.2〜15体積%の範囲であることが好ましい。このSi−Mg相の体積割合は0.2〜10%であればより好ましく、0.3〜8%であれば更に好ましく、0.4〜5%であれば特に好ましい。Si−Mg相がこのようにめっき層23中に存在すると、めっき層形成時のMgがSi−Mg相に充分に取り込まれると共に溶融めっき金属の流動がSi−Mg相によって充分阻害され、その結果、めっき層23のしわの発生が更に抑制される。   The volume ratio of the Si—Mg phase in the plating layer 23 is preferably in the range of 0.2 to 15% by volume. The volume ratio of the Si—Mg phase is more preferably 0.2 to 10%, further preferably 0.3 to 8%, and particularly preferably 0.4 to 5%. When the Si—Mg phase is present in the plating layer 23 as described above, Mg at the time of forming the plating layer is sufficiently taken into the Si—Mg phase, and the flow of the molten plating metal is sufficiently inhibited by the Si—Mg phase. Further, the generation of wrinkles in the plating layer 23 is further suppressed.

溶融めっき鋼材においては、上記のようにめっき層23の表面のしわが抑制されることによって、特にめっき層23の表面に、高さが200μmより大きいと共に急峻度が1.0よりも大きい隆起が存在しなくなることが好ましい。急峻度とは、(隆起の高さ(μm))÷(隆起の底面の幅(μm))で規定される値である。隆起の底面は、隆起の周囲の平坦面を含む仮想的な平面と隆起とが交わる箇所のことである。隆起の高さとは隆起の底面から隆起の先端までの高さである。急峻度が低い場合、めっき層23の外観が更に向上する。更に、めっき層23に重ねて後述するように塗装下地処理層24が形成される場合に、隆起が前記塗装下地処理層24を突き破ることが防止されると共に、前記塗装下地処理層24の厚みが容易に均一化され得るようになる。これにより、塗装溶融めっき鋼材の外観が向上すると共に、塗装下地処理層24層によって塗装溶融めっき鋼材が更に優れた耐食性等を発揮し得るようになる。   In the hot-dipped steel material, as described above, wrinkles on the surface of the plating layer 23 are suppressed, and in particular, the surface of the plating layer 23 has a bulge with a height greater than 200 μm and a steepness greater than 1.0. Preferably it no longer exists. The steepness is a value defined by (height of the ridge (μm)) ÷ (width of the bottom of the ridge (μm)). The bottom surface of the ridge is a portion where a virtual plane including a flat surface around the ridge and the ridge intersect. The height of the ridge is the height from the bottom of the ridge to the tip of the ridge. When the steepness is low, the appearance of the plating layer 23 is further improved. Furthermore, when the coating ground treatment layer 24 is formed over the plating layer 23 as described later, the ridge is prevented from breaking through the coating ground treatment layer 24, and the thickness of the coating ground treatment layer 24 is reduced. It can be easily uniformized. As a result, the appearance of the painted hot-dip plated steel material is improved, and the painted hot-dip plated steel material can exhibit further excellent corrosion resistance and the like due to the 24 coating base treatment layers.

このようなMgの濃化の程度、Si−Mg相の状態、合金層26の厚み及びめっき層23の表面の隆起の急峻度の調整は、鋼材1に上記組成の溶融めっき浴2を用いて溶融めっき処理を施すことで達成され得る。   Such adjustment of the degree of Mg concentration, the state of the Si-Mg phase, the thickness of the alloy layer 26, and the steepness of the bulge of the surface of the plating layer 23 can be achieved by using the hot-dip plating bath 2 having the above composition for the steel material 1. It can be achieved by applying a hot dipping process.

溶融めっき処理にあたっては、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Snから選択される少なくとも一種の成分を含有するプレめっき層27が形成されている鋼材1に、めっき層形成のための溶融めっき処理が施されてもよい。前記溶融めっき処理を施す前の鋼材1にプレめっき処理が施されることで、この鋼材1の表面上にプレめっき層27が形成される。このプレめっき層27によって、溶融めっき処理時の鋼材1と溶融めっき金属との濡れ性が向上し、鋼材1とめっき層23との間の密着性が改善する。   In the hot dipping process, the steel layer 1 on which the pre-plating layer 27 containing at least one component selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Sn is formed is formed to form a plating layer. The hot dipping process may be performed. The pre-plating process 27 is formed on the surface of this steel material 1 by performing the pre-plating process to the steel material 1 before performing the said hot dipping process. The pre-plated layer 27 improves the wettability between the steel material 1 and the hot-dip plated metal during the hot-dipping process, and improves the adhesion between the steel material 1 and the plated layer 23.

プレめっき層27は、プレめっき層27を構成する金属の種類に依存するが、めっき層23の表面外観や耐食性の更なる向上にも寄与する。例えばCrを含有するプレめっき層27が形成される場合、鋼材1とめっき層23との間でCrを含有する合金層26の形成が促進され、溶融めっき鋼材の耐食性が更に向上する。例えばFeやNiを含有するプレめっき層27が形成される場合、鋼材1と溶融めっき金属との濡れ性が向上してめっき層23の密着性が大きく改善し、更にSi−Mg相の析出が促進され、めっき層23の表面外観が更に向上する。Si−Mg相の析出の促進は、プレめっき層27と溶融めっき金属との反応に起因して生じると考えられる。   The pre-plating layer 27 depends on the type of metal constituting the pre-plating layer 27, but contributes to further improvement in the surface appearance and corrosion resistance of the plating layer 23. For example, when the pre-plating layer 27 containing Cr is formed, the formation of the alloy layer 26 containing Cr is promoted between the steel material 1 and the plating layer 23, and the corrosion resistance of the hot-dip plated steel material is further improved. For example, when the pre-plated layer 27 containing Fe or Ni is formed, the wettability between the steel material 1 and the hot-dip plated metal is improved, the adhesion of the plated layer 23 is greatly improved, and the precipitation of the Si—Mg phase is further improved. The surface appearance of the plating layer 23 is further improved. The acceleration of the precipitation of the Si—Mg phase is considered to occur due to the reaction between the pre-plated layer 27 and the hot-dip plated metal.

プレめっき層27の付着量は特に限定されないが、鋼材1の片面上での付着量が0.1〜3g/mの範囲であることが好ましい。この付着量が0.1g/m未満であれば、プレめっき層27による鋼材表面の被覆が困難であり、プレめっきによる改善効果が十分に発揮されない。またこの付着量が3g/mを超える場合は、改善効果が飽和するばかりでなく製造コスト高となる。Although the adhesion amount of the pre-plating layer 27 is not specifically limited, It is preferable that the adhesion amount on the one surface of the steel material 1 is 0.1-3 g / m < 2 >. If this adhesion amount is less than 0.1 g / m 2 , it is difficult to cover the surface of the steel material with the pre-plating layer 27, and the improvement effect by the pre-plating is not sufficiently exhibited. Moreover, when this adhesion amount exceeds 3 g / m < 2 >, not only the improvement effect is saturated but also the manufacturing cost becomes high.

以下に、鋼材1に対して溶融めっき処理を施すための溶融めっき処理装置の概要、並びに溶融めっき処理の好適な処理条件について説明する。   Below, the outline | summary of the hot dipping process apparatus for performing the hot dipping process with respect to the steel material 1, and the suitable process conditions of a hot dipping process are demonstrated.

処理対象である鋼材1は炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブデン鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、マンガン鋼などの鉄鋼から形成されている部材である。鋼材1としては、薄鋼板、厚鋼板、型鋼、鋼管、鋼線等の種々の部材が挙げられる。すなわち、鋼材1の形状は特に制限されない。   The steel material 1 to be treated is a member made of steel such as carbon steel, alloy steel, stainless steel, nickel chrome steel, nickel chrome molybdenum steel, chrome steel, chrome molybdenum steel, and manganese steel. Examples of the steel material 1 include various members such as a thin steel plate, a thick steel plate, a die steel, a steel pipe, and a steel wire. That is, the shape of the steel material 1 is not particularly limited.

鋼材1には、溶融めっき処理の前にフラックス処理が施されていてもよい。このフラックス処理により、鋼材1の溶融めっき浴2との濡れ性及び密着性が改善され得る。鋼材1には、溶融めっき浴2に浸漬される前に加熱焼鈍・還元処理が施されてもよいし、この処理が省略されてもよい。上記の通り鋼材1には溶融めっき処理の前にプレめっき処理が施されてもよい。   The steel material 1 may be subjected to a flux treatment before the hot dipping treatment. By this flux treatment, the wettability and adhesion of the steel material 1 to the hot dipping bath 2 can be improved. The steel material 1 may be subjected to a heat annealing / reduction treatment before being immersed in the hot dipping bath 2, or this treatment may be omitted. As described above, the steel material 1 may be pre-plated before the hot dipping process.

以下では、鋼材1として板材(鋼板1a)が採用される場合、すなわち溶融めっき鋼板が製造される場合の、溶融めっき鋼材(溶融めっき鋼板)の製造工程について説明する。   Below, the manufacturing process of the hot dipped steel material (hot-dipped steel plate) when a plate material (steel plate 1a) is adopted as the steel material 1, that is, when a hot-dipped steel plate is manufactured will be described.

図1に示される溶融めっき処理装置は、鋼板1aを連続的に搬送する搬送装置を備える。この搬送装置は、繰出機3、巻取機12、及び複数の搬送ロール15で構成されている。この搬送装置では、長尺な鋼板1aのコイル13(第一のコイル13)を繰出機3が保持する。この第一のコイル13が繰出機3で巻き解かれ、鋼板1aが搬送ロール15で支えられながら巻取機12まで搬送される。更にこの鋼板1aを巻取機12が巻回し、この巻取機12が鋼板1aのコイル14(第二のコイル14)を保持する。   The hot dipping treatment apparatus shown in FIG. 1 includes a transport device that continuously transports the steel plate 1a. The transport device includes a feeder 3, a winder 12, and a plurality of transport rolls 15. In this conveying apparatus, the feeder 3 holds the coil 13 (first coil 13) of the long steel plate 1a. The first coil 13 is unwound by the feeding machine 3, and the steel plate 1 a is conveyed to the winder 12 while being supported by the conveyance roll 15. Furthermore, the winder 12 winds the steel plate 1a, and the winder 12 holds the coil 14 (second coil 14) of the steel plate 1a.

この溶融めっき処理装置では、前記搬送装置による鋼板1aの搬送経路の上流側から順に、加熱炉4、焼鈍・冷却部5、スナウト6、ポット7、噴射ノズル9、冷却装置10、調質圧延・形状矯正装置11が順次設けられている。加熱炉4は鋼板1aを加熱する。この加熱炉4は無酸化炉等で構成される。焼鈍・冷却部5は鋼板1aを加熱焼鈍し、それに続いて冷却する。この焼鈍・冷却部5は加熱炉4に連結されており、上流側に焼鈍炉が、下流側に冷却帯(冷却機)がそれぞれ設けられている。この焼鈍・冷却部5内は還元性雰囲気に保持されている。スナウト6はその内部で鋼板1aが搬送される筒状の部材であり、その一端が前記焼鈍・冷却部5に連結され、他端がポット7内の溶融めっき浴2内に配置される。スナウト6内は焼鈍・冷却部5内と同様に還元性雰囲気に保持される。ポット7は溶融めっき浴2を貯留する容器であり、その内部にはシンクロール8が配置されている。噴射ノズル9は鋼板1aに向けてガスを噴射する。噴射ノズル9はポット7の上方に配置される。この噴射ノズル9は、ポット7から引き上げられた鋼板1aの両面に向けてガスを噴射できる位置に配置される。冷却装置10は鋼板に付着している溶融めっき金属を冷却する。この冷却装置10としては、空冷機、ミスト冷却機等が設けられ、この冷却装置10で鋼板1aが冷却される。調質圧延・形状矯正装置11は、めっき層23が形成された鋼板1aの調質圧延及び形状矯正をおこなう。この調質圧延・形状矯正装置11は、鋼板1aに対して調質圧延をおこなうためのスキンパスミル等や、調質圧延後の鋼板1aに対して形状矯正をおこなうためのテンションレベラー等を備える。   In this hot dipping apparatus, the heating furnace 4, annealing / cooling section 5, snout 6, pot 7, injection nozzle 9, cooling device 10, temper rolling, Shape correction devices 11 are sequentially provided. The heating furnace 4 heats the steel plate 1a. The heating furnace 4 is constituted by a non-oxidizing furnace or the like. The annealing / cooling unit 5 heat-anneales the steel sheet 1a and subsequently cools it. The annealing / cooling section 5 is connected to the heating furnace 4, and an annealing furnace is provided on the upstream side, and a cooling zone (cooler) is provided on the downstream side. The annealing / cooling section 5 is maintained in a reducing atmosphere. The snout 6 is a cylindrical member in which the steel plate 1 a is conveyed. One end of the snout 6 is connected to the annealing / cooling unit 5 and the other end is disposed in the hot dipping bath 2 in the pot 7. The inside of the snout 6 is maintained in a reducing atmosphere as in the annealing / cooling section 5. The pot 7 is a container for storing the hot dipping bath 2, and a sink roll 8 is disposed therein. The injection nozzle 9 injects gas toward the steel plate 1a. The injection nozzle 9 is disposed above the pot 7. The injection nozzle 9 is disposed at a position where gas can be injected toward both surfaces of the steel plate 1 a pulled up from the pot 7. The cooling device 10 cools the hot dip plated metal adhering to the steel plate. As the cooling device 10, an air cooler, a mist cooler, or the like is provided, and the steel plate 1 a is cooled by the cooling device 10. The temper rolling / shape correction apparatus 11 performs temper rolling and shape correction of the steel sheet 1a on which the plating layer 23 is formed. The temper rolling / shape correcting apparatus 11 includes a skin pass mill for performing temper rolling on the steel plate 1a, a tension leveler for performing shape correction on the steel plate 1a after temper rolling, and the like.

この溶融めっき処理装置を用いた溶融めっき処理では、まず繰出機3から鋼板1aが巻き解かれて連続的に繰り出される。この鋼板1aが加熱炉4で加熱された後、還元性雰囲気の焼鈍・冷却部5に搬送され、焼鈍炉で焼き鈍されると同時に、鋼板1aの表面に付着している圧延油等の除去や酸化膜の還元除去などの表面の清浄化がなされた後、冷却帯で冷却される。次に、鋼板1aはスナウト6を通過し、更にポット7に侵入してこのポット7内の溶融めっき浴2中に浸漬される。鋼板1aはポット7内でシンクロール8に支えられることでその搬送方向が上方へ転換され、溶融めっき浴2から引き出される。これにより鋼板1aに溶融めっき金属が付着する。   In the hot dipping process using this hot dipping apparatus, the steel plate 1a is first unwound from the paying machine 3 and continuously drawn. After this steel plate 1a is heated in the heating furnace 4, it is transferred to the annealing / cooling section 5 in a reducing atmosphere and simultaneously annealed in the annealing furnace, and at the same time, removing rolling oil or the like adhering to the surface of the steel plate 1a. Then, after the surface is cleaned, such as reduction and removal of the oxide film, it is cooled in a cooling zone. Next, the steel plate 1 a passes through the snout 6 and further enters the pot 7 and is immersed in the hot dipping bath 2 in the pot 7. The steel plate 1a is supported by the sink roll 8 in the pot 7 so that its conveying direction is changed upward, and is drawn out from the hot dipping bath 2. Thereby, the hot dip metal adheres to the steel plate 1a.

次に、この鋼板1aの両面に噴射ノズル9からガスが噴射されることで、鋼板1aに付着した溶融めっき金属の付着量が調整される。このようなガスの噴射による付着量の調整方法をガスワイピング法という。この溶融めっき金属の付着量は鋼板1aの両面を併せて40〜200g/mの範囲に調整されることが好ましい。Next, the amount of adhesion of the hot dipped metal adhering to the steel plate 1a is adjusted by injecting gas from the injection nozzle 9 onto both surfaces of the steel plate 1a. Such a method for adjusting the amount of adhesion by gas injection is called a gas wiping method. It is preferable that the adhesion amount of the hot dipped metal is adjusted to a range of 40 to 200 g / m 2 by combining both surfaces of the steel plate 1a.

ガスワイピング法において鋼板1aへ噴射されるガス(ワイピングガス)の種類として、大気、窒素、アルゴン、ヘリウム、水蒸気等が挙げられる。これらのワイピングガスは予備加熱されてから鋼板1aへ噴射されてもよい。本実施形態では特定組成の溶融めっき浴2が用いられることで、溶融めっき金属中のMgの表面酸化濃化(溶融めっき金属の表層におけるMgの酸化並びにMg濃度の上昇)が本質的に抑制される。このため、たとえワイピングガス中に酸素が含まれ、若しくはワイピングガスの噴射に随伴する気流中に酸素が含まれていても、発明の効果を損なうことなくめっき付着量(鋼板1a上に付着している溶融めっき金属の量)の調整が可能となる。   Examples of the type of gas (wiping gas) injected to the steel sheet 1a in the gas wiping method include air, nitrogen, argon, helium, and water vapor. These wiping gases may be preheated and then injected to the steel sheet 1a. In this embodiment, by using the hot dipping bath 2 having a specific composition, the surface oxidation concentration of Mg in the hot dipped metal (oxidation of Mg on the surface of the hot dipped metal and an increase in the Mg concentration) is essentially suppressed. The Therefore, even if oxygen is included in the wiping gas or oxygen is included in the air flow accompanying the injection of the wiping gas, the plating adhesion amount (deposited on the steel plate 1a does not deteriorate the effect of the invention). It is possible to adjust the amount of hot-dip plated metal).

めっき付着量の調整方法は、勿論前記ガスワイピング法に限られず、種々の付着量制御法を適用することができる。ガスワイピング法以外の付着量制御法としては、例えば溶融めっき浴2の浴面直上に配置された一対のロール間に鋼板1aを通過させるロール絞り法、溶融めっき浴2から引き出された鋼板1aに近接して遮蔽板を配置してこの遮蔽板で溶融めっき金属を払拭する方法、鋼板1aに付着している溶融めっき金属に対して電磁力を用いて下方へ移動する力を加える電磁力ワイピング法、外的な力を加えず自然重力落下を利用してめっき付着量を調整する方法等が挙げられる。二種以上のめっき付着量の調整方法が組み合わされてもよい。   Of course, the method for adjusting the plating adhesion amount is not limited to the gas wiping method, and various adhesion amount control methods can be applied. Examples of the adhesion amount control method other than the gas wiping method include a roll drawing method in which the steel plate 1a is passed between a pair of rolls arranged immediately above the bath surface of the hot dipping bath 2, and a steel plate 1a drawn from the hot dipping bath 2. A method in which a shielding plate is disposed in the vicinity and the hot-dip plated metal is wiped off by this shielding plate, and an electromagnetic force wiping method in which a force that moves downward using electromagnetic force is applied to the hot-dip plated metal adhering to the steel plate 1a. And a method of adjusting the plating adhesion amount by using natural gravity drop without applying external force. Two or more plating adhesion amount adjusting methods may be combined.

次にこの鋼板1aは噴射ノズル9の配置位置よりも更に上方に搬送された後、二つの搬送ロール15に支えられることで下方へ折り返すように搬送される。すなわち鋼板1aは逆U字状の経路を搬送される。この逆U字状の経路において、鋼板1aが冷却装置10で空冷やミスト冷却等により冷却される。これにより、鋼板1aの表面上に付着した溶融めっき金属が凝固し、めっき層23が形成される。   Next, the steel plate 1a is transported further upward than the position where the injection nozzle 9 is disposed, and then supported by two transport rolls 15 so as to be folded downward. That is, the steel plate 1a is conveyed along an inverted U-shaped path. In this inverted U-shaped path, the steel plate 1a is cooled by the cooling device 10 by air cooling, mist cooling, or the like. Thereby, the hot-dip plated metal adhering to the surface of the steel plate 1a is solidified, and the plating layer 23 is formed.

冷却装置10によって冷却されることにより溶融めっき金属の凝固が完全に終了するためには、鋼板1a上が冷却装置10により、溶融めっき金属(或いはめっき層23)の表面温度が300℃以下になるまで冷却されることが好ましい。溶融めっき金属の表面温度は、例えば放射温度計などで測定される。このようにめっき層23が形成されるためには、この鋼板1aが溶融めっき浴2より引き出されてから鋼板1a上の溶融めっき金属の表面が300℃に冷却されるまでの間の冷却速度が5〜100℃/secの範囲であることが好ましい。鋼板1aの冷却速度を制御するために、冷却装置10が、鋼板1aの温度をその搬送方向及び板幅方向に沿って調節するための温度制御機能を備えることが好ましい。冷却装置10は、鋼板1aの搬送方向に沿って複数に分割されていてもよい。図1では、噴射ノズル9の配置位置よりも更に上方に搬送される経路において鋼板1aを冷却する一次冷却装置101と、一次冷却装置101よりも下流側で鋼板1aを冷却する二次冷却装置102とが設けられている。一次冷却装置101と二次冷却装置102とが更に複数に分割されていてもよい。この場合、例えば一次冷却装置101で鋼板1aを溶融めっき金属の表面が300℃或いはそれ以下の温度になるまで冷却し、更に二次冷却装置102で鋼板1aを、調質圧延・形状矯正装置11へ導入される際の温度が100℃以下となるように冷却することができる。   In order to complete the solidification of the hot-dipped metal by being cooled by the cooling device 10, the surface temperature of the hot-dipped metal (or the plating layer 23) is 300 ° C. or less by the cooling device 10 on the steel plate 1 a. It is preferable that it is cooled to. The surface temperature of the hot dip metal is measured with a radiation thermometer, for example. In order to form the plating layer 23 in this way, the cooling rate from when the steel plate 1a is drawn out from the hot dipping bath 2 until the surface of the hot dipped metal on the steel plate 1a is cooled to 300 ° C. A range of 5 to 100 ° C./sec is preferable. In order to control the cooling rate of the steel plate 1a, it is preferable that the cooling device 10 has a temperature control function for adjusting the temperature of the steel plate 1a along the conveying direction and the plate width direction. The cooling device 10 may be divided into a plurality along the conveying direction of the steel plate 1a. In FIG. 1, a primary cooling device 101 that cools the steel plate 1 a in a path that is transported further upward than the arrangement position of the injection nozzle 9, and a secondary cooling device 102 that cools the steel plate 1 a on the downstream side of the primary cooling device 101. And are provided. The primary cooling device 101 and the secondary cooling device 102 may be further divided into a plurality. In this case, for example, the primary cooling device 101 cools the steel plate 1a until the surface of the hot-dip metal reaches 300 ° C. or lower, and the secondary cooling device 102 further heats the steel plate 1a to the temper rolling / shape correcting device 11. It can cool so that the temperature at the time of being introduced into may become 100 ° C or less.

鋼板1aが冷却される過程では、鋼板1a上の溶融めっき金属の表面温度が500℃以上である間の溶融めっき金属の表面の冷却速度が50℃/sec以下であることが好ましい。この場合、めっき層23の表面におけるSi−Mg相の析出が特に抑制され、このためタレの発生が抑制される。この温度域での冷却速度がSi−Mg相の析出挙動に影響する理由は現時点で必ずしも明確ではないが、この温度域での冷却速度が速いと溶融めっき金属における厚み方向の温度勾配が大きくなり、このため温度がより低い溶融めっき金属の表面で優先的にMg−Si層の析出が促進されてしまい、その結果、めっき最表面でのSi−Mg相の析出量が多くなってしまうと考えられる。この温度域での冷却速度は、40℃/sec以下であれば更に好ましく、35℃/sec以下であれば特に好ましい。   In the process of cooling the steel plate 1a, it is preferable that the cooling rate of the surface of the hot dip metal on the steel plate 1a is 50 ° C./sec or lower while the surface temperature of the hot dip metal is 500 ° C. or higher. In this case, the precipitation of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 is particularly suppressed, so that the occurrence of sagging is suppressed. The reason why the cooling rate in this temperature range affects the precipitation behavior of the Si-Mg phase is not necessarily clear at this time, but if the cooling rate in this temperature range is fast, the temperature gradient in the thickness direction of the hot-dip plated metal becomes large. For this reason, the precipitation of the Mg—Si layer is promoted preferentially on the surface of the hot-dip plated metal at a lower temperature, and as a result, the precipitation amount of the Si—Mg phase on the outermost surface of the plating increases. It is done. The cooling rate in this temperature range is more preferably 40 ° C./sec or less, and particularly preferably 35 ° C./sec or less.

冷却後の鋼板1aには調質圧延・形状矯正装置11で調質圧延が施された後、形状矯正が施される。調質圧延による圧下率は0.3〜3%の範囲であることが好ましい。形状矯正による鋼板1aの伸び率は3%以下であることが好ましい。   The cooled steel sheet 1a is subjected to temper rolling by the temper rolling / shape correcting device 11 and then subjected to shape correction. The rolling reduction by temper rolling is preferably in the range of 0.3 to 3%. It is preferable that the elongation rate of the steel sheet 1a by shape correction is 3% or less.

続いて、鋼板1aは巻取機12で巻き取られ、この巻取機12で鋼板1aのコイル14が保持される。   Subsequently, the steel plate 1a is wound up by the winder 12, and the coil 14 of the steel plate 1a is held by the winder 12.

このような溶融めっき処理時においては、ポット7内の溶融めっき浴2の温度は、この溶融めっき浴2の凝固開始温度より高く且つ前記凝固開始温度よりも40℃高い温度以下の温度であることが好ましい。ポット7内の溶融めっき浴2の温度が、溶融めっき浴2の凝固開始温度より高く且つ前記凝固開始温度よりも25℃高い温度以下の温度であれば更に好ましい。このように溶融めっき浴2の温度の上限が制限されると、鋼板1aが溶融めっき浴2から引き出されてから、この鋼板1aに付着した溶融めっき金属が凝固するまでに要する時間が短縮される。その結果、鋼板1aに付着している溶融めっき金属が流動可能な状態にある時間も短縮され、このためめっき層23にしわが更に発生しにくくなる。前記溶融めっき浴2の温度が、溶融めっき浴2の凝固開始温度よりも20℃高い温度以下であれば、めっき層23におけるしわの発生が特に著しく抑制される。   At the time of such a hot dipping process, the temperature of the hot dipping bath 2 in the pot 7 is a temperature not higher than the solidification start temperature of the hot dipping bath 2 and 40 ° C. higher than the start solidification temperature. Is preferred. More preferably, the temperature of the hot dipping bath 2 in the pot 7 is a temperature not higher than the solidification start temperature of the hot dipping bath 2 and not higher than 25 ° C. above the solidification start temperature. When the upper limit of the temperature of the hot dipping bath 2 is limited in this way, the time required for the hot dipped metal adhering to the steel plate 1a to solidify after the steel plate 1a is drawn from the hot dipping bath 2 is shortened. . As a result, the time during which the hot-dip plated metal adhering to the steel plate 1a is in a flowable state is also shortened, so that wrinkles are less likely to occur in the plated layer 23. If the temperature of the hot dipping bath 2 is not higher than 20 ° C. higher than the solidification start temperature of the hot dipping bath 2, the generation of wrinkles in the plating layer 23 is remarkably suppressed.

鋼板1aが溶融めっき浴2から引き出される際には、非酸化性雰囲気又は低酸化性雰囲気中へ引き出されてもよく、更にこの非酸化性雰囲気又は低酸化性雰囲気中で鋼板1aに対してガスワイピング法による溶融めっき金属の付着量の調整が施されてもよい。そのためには、例えば図2に示すように、溶融めっき浴2から引き出された鋼材1の、溶融めっき浴2よりも上流側の搬送経路(溶融めっき浴2から上方へと向かう搬送経路)が、中空の部材22で囲まれると共に、この中空の部材22の内部が窒素ガスなどの非酸化性ガス又は低酸化性ガスで満たされることが好ましい。非酸化性ガス又は低酸化性ガスとは、大気と比較して酸素濃度が低いガスを意味する。非酸化性ガス又は低酸化性ガスの酸素濃度は1000ppm以下であることが好ましい。非酸化性ガス又は低酸化性ガスで満たされた雰囲気が、非酸化性雰囲気又は低酸化性雰囲気である。この雰囲気中では酸化反応が抑制される。噴射ノズル9は中空の部材22の内側に配置される。中空の部材22は、溶融めっき浴2内(溶融めっき浴2の上部)からこの溶融めっき浴2の上方に亘って、鋼材1の搬送経路を囲むように設けられている。更に、噴射ノズル9から噴射されるガスも、窒素ガスなどの非酸化性ガス又は低酸化性ガスであることが好ましい。この場合、溶融めっき浴2から引き出された鋼板1aは、非酸化性雰囲気又は低酸化性雰囲気に曝されるため、鋼板1aに付着した溶融めっき金属の酸化が抑制され、この溶融めっき金属の表層にMg系酸化皮膜が更に形成されにくくなる。このため、めっき層23におけるしわの発生が更に抑制される。中空の部材22が使用される代わりに、鋼板1aの搬送経路を含む溶融めっき処理装置の一部、或いは溶融めっき処理装置の全部が、非酸化性雰囲気又は低酸化性雰囲気中に配置されてもよい。   When the steel plate 1a is drawn out from the hot dipping bath 2, it may be drawn into a non-oxidizing atmosphere or a low-oxidizing atmosphere, and gas is further applied to the steel plate 1a in this non-oxidizing atmosphere or low-oxidizing atmosphere. Adjustment of the adhesion amount of the hot dip metal by the wiping method may be performed. For that purpose, for example, as shown in FIG. 2, the steel material 1 drawn from the hot dipping bath 2 has a transport path upstream of the hot dipping bath 2 (a transport path going upward from the hot dipping bath 2). It is preferable that the hollow member 22 is surrounded and the inside of the hollow member 22 is filled with a non-oxidizing gas such as nitrogen gas or a low oxidizing gas. A non-oxidizing gas or a low oxidizing gas means a gas having a lower oxygen concentration than the atmosphere. The oxygen concentration of the non-oxidizing gas or the low oxidizing gas is preferably 1000 ppm or less. The atmosphere filled with the non-oxidizing gas or the low oxidizing gas is a non-oxidizing atmosphere or a low oxidizing atmosphere. In this atmosphere, the oxidation reaction is suppressed. The injection nozzle 9 is disposed inside the hollow member 22. The hollow member 22 is provided so as to surround the conveyance path of the steel material 1 from the inside of the hot dipping bath 2 (upper part of the hot dipping bath 2) to the upper side of the hot dipping bath 2. Further, the gas injected from the injection nozzle 9 is also preferably a non-oxidizing gas such as nitrogen gas or a low oxidizing gas. In this case, since the steel plate 1a drawn from the hot dipping bath 2 is exposed to a non-oxidizing atmosphere or a low oxidizing atmosphere, the oxidation of the hot dipped metal adhering to the steel plate 1a is suppressed, and the surface layer of this hot dipped metal is suppressed. Further, the Mg-based oxide film is more difficult to be formed. For this reason, generation | occurrence | production of the wrinkle in the plating layer 23 is further suppressed. Instead of using the hollow member 22, even if a part of the hot dipping apparatus including the conveying path of the steel plate 1 a or the whole hot dipping apparatus is arranged in a non-oxidizing atmosphere or a low-oxidizing atmosphere. Good.

溶融めっき処理後の鋼板1aに対して、更に過時効処理が施されることも好ましい。この場合、溶融めっき鋼材の加工性が更に向上する。過時効処理は、鋼板1aを一定温度範囲内に一定時間保持することで施される。   It is also preferable that an overaging treatment is further performed on the steel plate 1a after the hot dipping treatment. In this case, the workability of the hot dipped steel is further improved. The overaging treatment is performed by holding the steel sheet 1a within a certain temperature range for a certain time.

図3A、3Bは、過時効処理に用いられる装置を示し、このうち図3Aは加熱装置を示す。そして、図3Bは保温容器20を示す。加熱装置は、溶融めっき処理後の鋼板1aが連続的に搬送される搬送装置を備える。この搬送装置は、溶融めっき処理装置における搬送装置と同様に繰出機16、巻取機17、及び複数の搬送ロール21で構成されている。この搬送装置による鋼板1aの搬送経路には、誘導加熱炉等の加熱炉18が設けられている。保温容器20は、内部に鋼板1aのコイル19が保持可能であり、且つ断熱性を有する容器であれば、特に制限されない。保温容器20は大型の容器(保温室)であってもよい。   3A and 3B show an apparatus used for overaging treatment, and FIG. 3A shows a heating apparatus. FIG. 3B shows the heat retaining container 20. A heating apparatus is provided with the conveying apparatus with which the steel plate 1a after a hot dipping process is conveyed continuously. Similar to the conveying device in the hot dipping treatment apparatus, the conveying device includes a feeding machine 16, a winder 17, and a plurality of conveying rolls 21. A heating furnace 18 such as an induction heating furnace is provided in the transport path of the steel plate 1a by the transport device. The heat retaining container 20 is not particularly limited as long as it can hold the coil 19 of the steel plate 1a and has heat insulation. The heat retaining container 20 may be a large container (a warming chamber).

鋼板1aに過時効処理が施される場合には、まず溶融めっき処理後の鋼板1aのコイル14が溶融めっき処理装置の巻取機12からクレーンや台車等で運搬され、加熱装置の繰出機16に保持される。加熱装置ではまず繰出機16から鋼板1aが巻き解かれて連続的に繰り出される。この鋼板1aは加熱炉18で過時効処理に適した温度まで加熱されてから、巻取機17で巻き取られ、この巻取機17で鋼板1aのコイル19が保持される。   When the steel plate 1a is over-aged, the coil 14 of the steel plate 1a after the hot dipping treatment is first transported from the winder 12 of the hot dipping treatment device by a crane, a carriage, or the like, and the heating device 16 is fed. Retained. In the heating device, the steel plate 1a is first unwound from the feeder 16 and continuously fed out. The steel plate 1a is heated to a temperature suitable for the overaging treatment in the heating furnace 18, and then wound up by the winder 17, and the coil 19 of the steel plate 1a is held by the winder 17.

続いて、鋼板1aのコイル19が巻取機17からクレーンや台車等で運搬されて、保温容器20内に保持される。この保温容器20内に前記鋼板1aのコイル19が一定時間保持されることで、鋼板1aに対して過時効処理が施される。   Subsequently, the coil 19 of the steel plate 1 a is transported from the winder 17 by a crane, a carriage, or the like and held in the heat retaining container 20. Since the coil 19 of the steel plate 1a is held in the heat retaining container 20 for a certain period of time, the overaging treatment is performed on the steel plate 1a.

本実施形態により鋼板1aの表面上に形成されるめっき層23はMgを含有し、めっき層23の表面には僅かながらMg系酸化皮膜が存在することから、過時効処理時に鋼板1aのコイルにおいてめっき層23同士が重ねられていても、めっき層23間で焼き付きや溶着が生じにくい。このため、たとえ過時効処理時の保温時間が長時間であり、或いは保温温度が高温であっても、焼き付きが生じにくくなり、鋼板1aに充分な過時効処理が施され得る。これにより溶融めっき鋼板の加工性を大きく向上すると共に過時効処理の効率が向上する。   The plating layer 23 formed on the surface of the steel plate 1a according to the present embodiment contains Mg, and a slight amount of Mg-based oxide film is present on the surface of the plating layer 23. Therefore, in the coil of the steel plate 1a during overaging treatment, Even if the plating layers 23 are overlapped with each other, seizure and welding hardly occur between the plating layers 23. For this reason, even if the heat retention time at the time of the overaging treatment is long, or even if the heat retention temperature is high, seizure hardly occurs, and sufficient overaging treatment can be performed on the steel sheet 1a. This greatly improves the workability of the hot-dip galvanized steel sheet and improves the efficiency of the overaging treatment.

過時効処理にあたっては、特に加熱装置による加熱後の鋼板1aの温度が180〜220℃の範囲であること、すなわち鋼板1aの温度が前記範囲内である状態で鋼板が保温容器外から保温容器内へ移されることが好ましい。保温容器内での鋼板1aの保持時間y(hr)は、下記式(5)を充足することが好ましい。
5.0×1022×t−10.0≦y≦7.0×1024×t−10.0 …(5)
(但し、150≦t≦250)
式(5)中のt(℃)は、前記保持時間y(hr)中における鋼板1aの温度(保持温度)であり、鋼板1aに温度変動が生じる場合にはその最低温度である。
In the overaging treatment, in particular, the temperature of the steel plate 1a after being heated by the heating device is in the range of 180 to 220 ° C., that is, the steel plate is in the temperature keeping container from the outside of the heat retaining container in the state where the temperature of the steel plate 1a is within the above range. Is preferably transferred to. It is preferable that the retention time y (hr) of the steel plate 1a in the heat insulation container satisfies the following formula (5).
5.0 × 10 22 × t −10.0 ≦ y ≦ 7.0 × 10 24 × t −10.0 (5)
(However, 150 ≦ t ≦ 250)
In the formula (5), t (° C.) is the temperature (holding temperature) of the steel plate 1a during the holding time y (hr), and is the lowest temperature when temperature fluctuation occurs in the steel plate 1a.

尚、本実施形態では、溶融めっき処理装置及び加熱装置が別個の装置であるが、溶融めっき処理装置が加熱炉18を備えることで溶融めっき処理装置が加熱装置を兼ねてもよい。これらの装置においては、必要に応じて種々の要素が追加、除去、置換等されることで適宜設計変更されてもよい。本実施形態による溶融めっき処理装置及び加熱装置は、鋼材1が鋼板1aである場合に適するが、溶融めっき処理装置、加熱装置等の構成は鋼材1の形状等に応じて種々設計変更が可能である。鋼材1に対してめっき前処理が施される場合には、このめっき前処理も、鋼材1の種類、形状等に応じて種々変更可能である。   In the present embodiment, the hot dip treatment apparatus and the heating device are separate devices, but the hot dip treatment apparatus may include the heating furnace 18 so that the hot dip treatment apparatus may also serve as the heating device. In these apparatuses, the design may be changed as appropriate by adding, removing, or replacing various elements as necessary. Although the hot dip treatment apparatus and the heating apparatus according to the present embodiment are suitable when the steel material 1 is the steel plate 1a, the design of the hot dip treatment apparatus, the heating apparatus, and the like can be variously changed according to the shape of the steel material 1 and the like. is there. When the pretreatment for plating is performed on the steel material 1, the pretreatment for plating can be variously changed according to the type, shape and the like of the steel material 1.

[塗装溶融めっき鋼材の製造方法]
本発明の各実施形態に係る塗装めっき鋼材は、上述した溶融めっき処理が施された鋼材の上層に上述した塗装下地処理層24と有機被膜層25を形成することにより製造する。また、前処理層28を設ける場合には、上述した溶融めっき処理が施された鋼材の上層に前処理層28を形成し、この前処理層28の表面に塗装下地処理層24を積層形成する。ここで、塗装下地処理層24と前処理層28を形成する際には、前処理層28を形成用のコーティング剤をめっき鋼材上に塗布し、乾燥焼付させて前処理層28を形成した後に、塗装下地処理層24を形成用の塗料組成物を前処理層28上に塗布し、乾燥焼付させてもよい。また、塗装下地処理層24形成用の塗料組成物と前処理層28形成用のコーティング剤とを、ウェットオンウェット又は多層同時塗布により基材めっき鋼材に塗布した後に、全塗料組成物を同時に乾燥焼付させてもよい。
[Production method of painted hot-dip galvanized steel]
The coated plated steel material according to each embodiment of the present invention is manufactured by forming the above-described painted base treatment layer 24 and the organic coating layer 25 on the upper layer of the steel material that has been subjected to the above-described hot dipping treatment. When the pretreatment layer 28 is provided, the pretreatment layer 28 is formed on the steel material that has been subjected to the above-described hot dipping treatment, and the coating base treatment layer 24 is laminated on the surface of the pretreatment layer 28. . Here, when forming the coating base treatment layer 24 and the pretreatment layer 28, after the coating agent for forming the pretreatment layer 28 is applied onto the plated steel material and dried and baked, the pretreatment layer 28 is formed. Alternatively, a coating composition for forming the coating base treatment layer 24 may be applied onto the pretreatment layer 28 and dried and baked. In addition, after the coating composition for forming the coating base treatment layer 24 and the coating agent for forming the pretreatment layer 28 are applied to the substrate-plated steel material by wet-on-wet or multi-layer simultaneous application, all the coating compositions are simultaneously dried. It may be baked.

また、前処理層28や塗装下地処理層24を形成する前に、前記めっき層23にニッケルめっき処理やコバルトめっき処理などが施されてもよいし、純水や各種有機溶剤液による洗浄や、酸、アルカリや各種エッチング剤を任意に含む水溶液や各種有機溶剤液による洗浄などが施されてもよい。このようにめっき層23の表面が洗浄されると、めっき層23の表層にMg系酸化皮膜が少量存在したり、めっき層23の表面に無機系及び有機系の汚れ等が付着していたりしても、これらのMg系酸化皮膜や汚れ等がめっき層23から除去され、これによりめっき層23と前処理層28や塗装下地処理層24との密着性が改善され得る。以下に、塗装下地処理層24と前処理層28と有機被膜層25の形成方法の詳細について述べる。   In addition, before forming the pretreatment layer 28 or the coating base treatment layer 24, the plating layer 23 may be subjected to nickel plating treatment, cobalt plating treatment, etc., washing with pure water or various organic solvent liquids, Cleaning with an aqueous solution or various organic solvent liquids optionally containing acid, alkali, or various etching agents may be performed. When the surface of the plating layer 23 is washed in this way, a small amount of Mg-based oxide film is present on the surface layer of the plating layer 23, or inorganic and organic stains are adhered to the surface of the plating layer 23. However, the Mg-based oxide film, dirt, and the like are removed from the plating layer 23, and thereby the adhesion between the plating layer 23 and the pretreatment layer 28 or the coating ground treatment layer 24 can be improved. Below, the detail of the formation method of the coating ground treatment layer 24, the pretreatment layer 28, and the organic coating layer 25 is described.

<塗装下地処理層24の形成方法>
塗装下地処理層24の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、水系溶媒又は有機溶剤系溶媒中に有機樹脂とシランカップリング剤とジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上を含有する塗料組成物をめっき鋼材上に塗布し、加熱乾燥することで形成することができる。水系溶媒を用いた処理薬剤(以後、「水系処理薬剤」と略す。)を用いると、有機溶剤系溶媒を用いた処理薬剤(以後、「有機溶剤系処理薬剤」と略す。)を使用するための塗装専用ラインを余分に通板する必要がなくなるため、製造コストを大幅に削減することが可能である上に、揮発性有機化合物(VOC)の排出も大幅に抑制できる等の環境面におけるメリットもあるため、水系処理薬剤を用いることが好ましい。ここで、水系処理薬剤で用いる水系溶媒とは、水が溶媒の主成分である溶媒であることを意味する。溶媒中に占める水の量は50質量%以上であることが好ましい。水以外の溶媒は有機溶剤系溶媒でもよいが、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則で定義される有機溶剤含有物(労働安全衛生法施行令の別表第六の二に掲げられた有機溶剤を重量の5%を超えて含有するもの)には該当しないものであることがより好ましい。また、有機溶剤系溶媒とは、有機溶剤が溶媒の主成分である溶媒であることを意味する。
<Formation method of the coating ground treatment layer 24>
The method for forming the coating ground treatment layer 24 is not particularly limited. For example, the paint contains one or more selected from an organic resin, a silane coupling agent, a zirconium compound, and a titanium compound in an aqueous solvent or an organic solvent solvent. It can form by apply | coating a composition on plating steel materials and heat-drying. When a treatment agent using an aqueous solvent (hereinafter abbreviated as “aqueous treatment agent”) is used, a treatment agent using an organic solvent solvent (hereinafter abbreviated as “organic solvent treatment agent”) is used. This eliminates the need to pass an extra line for painting, which can greatly reduce manufacturing costs and significantly reduce emissions of volatile organic compounds (VOC). Therefore, it is preferable to use an aqueous treatment chemical. Here, the aqueous solvent used in the aqueous treatment chemical means that water is a solvent that is a main component of the solvent. The amount of water in the solvent is preferably 50% by mass or more. Solvents other than water may be organic solvents, but those containing organic solvents as defined in the Occupational Safety and Health Act organic solvent poisoning prevention regulations (Organic solvents listed in Schedule 6-2 of the Ordinance for Enforcement of the Industrial Safety and Health Act) More preferably 5% of the weight). The organic solvent-based solvent means that the organic solvent is a solvent that is a main component of the solvent.

塗装下地処理層24を形成するための処理薬剤は、特定の方法に限定されず、任意の方法で得ることができる。一例として、好ましい処理薬剤を例に説明すれば、分散媒である水系溶媒又は有機溶剤系溶媒中に塗装下地処理層24の構成成分を添加し、ディスパーで攪拌し、溶解又は分散する方法が挙げられる。分散媒が水系溶媒の場合、各構成成分の溶解性又は分散性を向上させるために、必要に応じて、公知の親水性溶剤等、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール及びプロピレングリコールなどのアルコール類や、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのセロソルブ類や、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類や、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンなどのケトン類を添加してもよい。   The treatment chemical for forming the coating ground treatment layer 24 is not limited to a specific method, and can be obtained by any method. As an example, a preferable treatment agent will be described as an example. A method of adding a constituent component of the coating base treatment layer 24 to an aqueous solvent or an organic solvent solvent as a dispersion medium, stirring with a disper, and dissolving or dispersing. It is done. When the dispersion medium is an aqueous solvent, a known hydrophilic solvent, for example, ethanol, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol, propylene glycol, or the like is used as necessary to improve the solubility or dispersibility of each component. Alcohols, cellosolves such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone may be added.

上記処理薬剤のめっき鋼材への塗布方法としては、特に制限されることなく、公知の任意の方法を用いることができる。例えば、塗布方法として、ロールコート、カーテン塗装、スプレー塗布、バーコート、浸漬、静電塗布などを利用可能である。   The method for applying the treatment agent to the plated steel material is not particularly limited, and any known method can be used. For example, roll coating, curtain coating, spray coating, bar coating, dipping, electrostatic coating, or the like can be used as a coating method.

処理薬剤から塗装下地処理層24を形成する際の加熱乾燥方法としては、特に制限されることなく、任意の方法で行うことができる。例えば、処理薬剤を塗布する前に予めめっき鋼材を加熱しておくか、塗布後にめっき鋼材を加熱するか、あるいはこれらを組み合わせて乾燥を行うことができる。加熱方法にも特に制限はなく、熱風、誘導加熱、近赤外線、直火等を単独又は組み合わせて使用して、処理薬剤を乾燥させて焼付けることができる。乾燥焼付温度は、到達板温で60℃〜250℃であることが好ましく、80℃〜150℃であることが最も好ましい。到達板温が60℃未満であると、塗膜の造膜及び溶媒成分の脱離が不十分で、耐食性及びめっき層23又は有機被膜層25との密着性が不十分となることがあり、250℃超であると、焼付硬化が過剰になり、あるいは塗装下地処理層24が必要以上に酸化されることにより、耐食性及びめっき層23又は有機被膜層25との密着性が不十分となることがある。乾燥焼付時間(加熱時間)は1秒〜60秒であることが好ましく、3秒〜20秒であることが更に好ましい。乾燥焼付時間が1秒未満であると、塗膜の造膜及び溶媒成分の脱離が不十分で耐食性及びめっき層23又は有機被膜層25との密着性が不十分となることがあり、60秒超であると、生産性が低下する。   The heating and drying method for forming the coating base treatment layer 24 from the treatment chemical is not particularly limited and can be performed by any method. For example, the plating steel material can be heated in advance before applying the treatment agent, the plating steel material can be heated after application, or a combination thereof can be used for drying. There is no restriction | limiting in particular also in a heating method, A processing chemical | medical agent can be dried and baked using hot air, induction heating, near infrared rays, a direct fire, etc. individually or in combination. The dry baking temperature is preferably 60 ° C. to 250 ° C., most preferably 80 ° C. to 150 ° C. in terms of ultimate plate temperature. When the ultimate plate temperature is less than 60 ° C., the film formation of the coating film and the desorption of the solvent component are insufficient, and the corrosion resistance and the adhesion with the plating layer 23 or the organic coating layer 25 may be insufficient. If it exceeds 250 ° C., the bake-curing becomes excessive, or the coating ground treatment layer 24 is oxidized more than necessary, resulting in insufficient corrosion resistance and adhesion with the plating layer 23 or the organic coating layer 25. There is. The drying baking time (heating time) is preferably 1 second to 60 seconds, and more preferably 3 seconds to 20 seconds. If the dry baking time is less than 1 second, the film formation of the coating film and the desorption of the solvent component are insufficient, and the corrosion resistance and the adhesion with the plating layer 23 or the organic coating layer 25 may be insufficient. If it exceeds 2 seconds, the productivity decreases.

<有機被膜層25の形成方法>
有機被膜層25の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、水系溶媒又は有機溶剤系溶媒中にバインダー樹脂又はその前駆体、着色顔料、防錆顔料を含有する塗料をめっき鋼材上に塗布し、加熱、紫外線などのエネルギー照射、溶媒の揮発、又は左記のいずれかの手段のうち二種以上の組み合わせにより形成することができる。水系溶媒を用いた塗料(以後、「水系塗料」と略す。)を用いると、有機溶剤系溶媒を用いた塗料(以後、「有機溶剤系塗料」と略す。)を使用するための塗装専用ラインを余分に通板する必要がなくなる可能性があり、その場合は製造コストを大幅に削減することが可能である上に、揮発性有機化合物(VOC)の排出も大幅に抑制できる等の環境面におけるメリットもあるため、水系塗料を用いることが好ましい。ここで、水系塗料で用いられる水系溶媒とは、水が溶媒の主成分である溶媒であることを意味する。溶媒中に占める水の量は50質量%以上であることが好ましい。水以外の溶媒は有機溶剤系溶媒でもよいが、労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規則で定義される有機溶剤含有物(労働安全衛生法施行令の別表第六の二に掲げられた有機溶剤を重量の5%を超えて含有するもの)には該当しないものであることがより好ましい。また、有機溶剤系溶媒とは、有機溶剤が溶媒の主成分である溶媒であることを意味する。
<Formation method of the organic coating layer 25>
A method for forming the organic coating layer 25 is not particularly limited. For example, a coating containing a binder resin or a precursor thereof, a color pigment, and an antirust pigment in an aqueous solvent or an organic solvent solvent is applied onto the plated steel material. , Heating, irradiation with energy such as ultraviolet rays, volatilization of the solvent, or a combination of two or more of the following means. When using paints that use water-based solvents (hereinafter abbreviated as “water-based paints”), paint-only lines for using paints that use organic solvent-based solvents (hereinafter abbreviated as “organic solvent-based paints”) There is a possibility that it will not be necessary to pass an extra plate, in which case the manufacturing cost can be greatly reduced and the emission of volatile organic compounds (VOC) can be greatly suppressed. It is preferable to use a water-based paint because there is a merit in the above. Here, the aqueous solvent used in the aqueous coating means that water is a solvent that is a main component of the solvent. The amount of water in the solvent is preferably 50% by mass or more. Solvents other than water may be organic solvents, but those containing organic solvents as defined in the Occupational Safety and Health Act organic solvent poisoning prevention regulations (Organic solvents listed in Schedule 6-2 of the Ordinance for Enforcement of the Industrial Safety and Health Act) More preferably 5% of the weight). The organic solvent-based solvent means that the organic solvent is a solvent that is a main component of the solvent.

有機被膜層25を形成するための塗料は、特定の方法に限定されず、任意の方法で得ることができる。一例として、好ましい塗料を例に説明すれば、分散媒である水系溶媒又は有機溶剤系溶媒中に有機被膜層25の構成成分を添加し、ディスパーで攪拌し、溶解又は分散する方法が挙げられる。分散媒が水系溶媒の場合、各構成成分の溶解性又は分散性を向上させるために、必要に応じて、公知の親水性溶剤等、例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、t−ブチルアルコール及びプロピレングリコールなどのアルコール類や、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのセロソルブ類や、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類や、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンなどのケトン類を添加してもよい。   The coating material for forming the organic coating layer 25 is not limited to a specific method, and can be obtained by any method. As an example, a preferable coating material will be described as an example. A method of adding a constituent component of the organic coating layer 25 to an aqueous solvent or an organic solvent solvent that is a dispersion medium, stirring with a disper, and dissolving or dispersing. When the dispersion medium is an aqueous solvent, a known hydrophilic solvent, for example, ethanol, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol, propylene glycol, or the like is used as necessary to improve the solubility or dispersibility of each component. Alcohols, cellosolves such as ethylene glycol monobutyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone may be added.

上記塗料の塗布方法としては、特に制限されることなく、公知の任意の方法を用いることができる。例えば、塗布方法として、ロールコート、カーテン塗装、スプレー塗布、バーコート、浸漬、静電塗布などを利用可能である。塗料が粉体塗料である場合は、粉体塗装、静電粉体塗装、あるいは流動床塗装などを利用可能である。   The method for applying the paint is not particularly limited, and any known method can be used. For example, roll coating, curtain coating, spray coating, bar coating, dipping, electrostatic coating, or the like can be used as a coating method. When the coating is a powder coating, powder coating, electrostatic powder coating, fluidized bed coating, or the like can be used.

塗料から有機被膜層25を形成する際の硬化・成膜方法としては、特に制限されることなく、任意の方法で行うことができる。例えば、塗料組成物を塗布する前に予めめっき鋼材を加熱しておくか、塗布後にめっき鋼材を加熱するか、あるいはこれらを組み合わせる、さらには、紫外線などのエネルギー照射、溶媒の揮発、乃至は左記のいずれかの手段のうち二種以上の組み合わせにて硬化・成膜を行うことができる。加熱方法にも特に制限はなく、熱風、誘導加熱、近赤外線、直火等を単独又は組み合わせて使用して、塗料を乾燥させて焼付けることができる。加熱により硬化・成膜を行う場合、乾燥焼付温度は、到達板温で100℃〜250℃であることが好ましく、120℃〜230℃であることが更に好ましく、130℃〜220℃であることが最も好ましい。到達板温が100℃未満であると、塗膜の造膜が不十分で、耐食性、耐傷付き性、耐汚染性が低下することがあり、250℃超であると、焼付硬化が過剰になり、耐食性が低下することがある。乾燥焼付時間(加熱時間)は1秒〜60秒であることが好ましく、3秒〜20秒であることが更に好ましい。乾燥焼付時間が1秒未満であると、塗膜の造膜が不十分で、耐食性、耐傷付き性、耐汚染性が低下することがあり、60秒超であると、生産性が低下する。   The curing / film formation method for forming the organic coating layer 25 from a paint is not particularly limited and can be performed by any method. For example, the plated steel material is heated in advance before the coating composition is applied, or the plated steel material is heated after the application, or a combination thereof. Furthermore, irradiation with energy such as ultraviolet rays, solvent volatilization, or Curing and film formation can be performed by a combination of two or more of any of these means. There is no restriction | limiting in particular also in a heating method, A coating material can be dried and baked using hot air, induction heating, near infrared rays, a direct fire, etc. individually or in combination. In the case of performing curing and film formation by heating, the drying baking temperature is preferably 100 ° C to 250 ° C in terms of ultimate plate temperature, more preferably 120 ° C to 230 ° C, and 130 ° C to 220 ° C. Is most preferred. If the ultimate plate temperature is less than 100 ° C., the coating film is not sufficiently formed, and the corrosion resistance, scratch resistance, and contamination resistance may decrease. If it exceeds 250 ° C., bake hardening will be excessive. Corrosion resistance may decrease. The drying baking time (heating time) is preferably 1 second to 60 seconds, and more preferably 3 seconds to 20 seconds. When the dry baking time is less than 1 second, the coating film is not sufficiently formed, and the corrosion resistance, scratch resistance, and stain resistance may decrease. If it exceeds 60 seconds, the productivity decreases.

<前処理層28の形成方法>
前処理層28は、前処理層28を形成するためのコーティング剤をめっき鋼材の少なくとも片面に塗布し、加熱乾燥することで形成される。コーティング剤の塗布方法に特に制限はないが、公知のロールコート、スプレー塗布、バーコート、浸漬、静電塗布等を適宜使用することができる。焼付乾燥方法に特に制限はなく、あらかじめめっき鋼材を加熱しておくか、塗布後にめっき鋼材を加熱するか、あるいはこれらを組み合わせて乾燥を行ってもよい。加熱方法に特に制限はなく、熱風、誘導加熱、近赤外線、直火等を単独又は組み合わせて使用することができる。焼付乾燥温度については、到達温度で60℃〜150℃であることが好ましい。到達温度が60℃未満であると、乾燥が不十分で、塗膜と基材めっき鋼材との密着性や塗装めっき鋼材の耐食性が低下することがあり、150℃超であると、塗膜と基材めっき鋼材との密着性が低下することがある。より好ましい到達温度は70℃〜130℃である。
<Method for Forming Pretreatment Layer 28>
The pretreatment layer 28 is formed by applying a coating agent for forming the pretreatment layer 28 to at least one surface of the plated steel material and drying by heating. Although there is no restriction | limiting in particular in the coating method of a coating agent, Well-known roll coating, spray coating, bar coating, immersion, electrostatic coating, etc. can be used suitably. There is no restriction | limiting in particular in the baking drying method, A plating steel material is heated previously, a plating steel material is heated after application | coating, or you may dry combining these. There is no restriction | limiting in particular in a heating method, A hot air, induction heating, near infrared rays, a direct fire, etc. can be used individually or in combination. About baking baking temperature, it is preferable that it is 60 to 150 degreeC by ultimate temperature. If the ultimate temperature is less than 60 ° C, drying may be insufficient, and the adhesion between the coating film and the base-plated steel material or the corrosion resistance of the coating-plated steel material may be reduced. Adhesion with the base-plated steel may be reduced. A more preferable ultimate temperature is 70 ° C to 130 ° C.

本実施形態により製造される塗装めっき鋼材は、めっき層23のしわやタレ発生に伴うめっき表面の凹凸が抑制されていることから、従来の高Al含有、且つMg含有めっき鋼材と比較して外観が良好である。また、塗装下地処理層24の効果により、従来の高Al含有、且つMg含有めっき鋼材では考慮されていなかった、特に塗装面の傷付き部及び下地の鋼材が変形した加工部の耐食性にも優れる。さらに、加熱を受ける場合、及び長期の使用にて紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性にも優れる。   The coated plated steel material produced according to the present embodiment has an appearance that is less than the conventional high Al content and Mg content plated steel material because the plating surface unevenness caused by wrinkles and sagging of the plated layer 23 is suppressed. Is good. In addition, due to the effect of the coating base treatment layer 24, the corrosion resistance of the scratched portion of the painted surface and the processed portion in which the base steel material is deformed, which has not been considered in the conventional high Al-containing and Mg-containing plated steel materials, is also excellent. . Furthermore, it is excellent in white rust resistance when it is heated and when it is irradiated with ultraviolet rays after long-term use.

この塗装めっき鋼材は、建材、自動車用の材料、家電製品用の材料、その他各種の用途に採用されることができ、特に加工部耐食性が要求される用途に好適に採用されることができる。   This coated plated steel material can be used for building materials, materials for automobiles, materials for household electrical appliances, and other various applications, and can be suitably used particularly for applications requiring processed portion corrosion resistance.

図11A〜図11Hに本発明の実施形態における、塗装めっき鋼材の層構造を示す。図11Aは、鋼材1、めっき層23、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Bは、鋼材1、合金層26、めっき層23、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Cは、鋼材1、プレめっき層27、めっき層23、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Dは、鋼材1、めっき層23、前処理層28、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Eは、鋼材1、プレめっき層27、合金層26、めっき層23、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Fは、鋼材1、合金層26、めっき層23、前処理層28、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Gは、鋼材1、プレめっき層27、めっき層23、前処理層28、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。図11Hは、鋼材1、プレめっき層27、合金層26、めっき層23、前処理層28、塗装下地処理層24、有機被膜層25で形成される層構造を示す。   FIG. 11A to FIG. 11H show the layer structure of the coated plated steel material in the embodiment of the present invention. FIG. 11A shows a layer structure formed by the steel material 1, the plating layer 23, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11B shows a layer structure formed of the steel material 1, the alloy layer 26, the plating layer 23, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11C shows a layer structure formed by the steel material 1, the pre-plating layer 27, the plating layer 23, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11D shows a layer structure formed by the steel material 1, the plating layer 23, the pretreatment layer 28, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11E shows a layer structure formed of the steel material 1, the pre-plated layer 27, the alloy layer 26, the plated layer 23, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11F shows a layer structure formed by the steel material 1, the alloy layer 26, the plating layer 23, the pretreatment layer 28, the coating base treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11G shows a layer structure formed by the steel material 1, the pre-plating layer 27, the plating layer 23, the pretreatment layer 28, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25. FIG. 11H shows a layer structure formed by the steel material 1, the pre-plated layer 27, the alloy layer 26, the plated layer 23, the pretreatment layer 28, the coating ground treatment layer 24, and the organic coating layer 25.

溶融めっき鋼板を使用した実施例により本発明を更に説明する。しかし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   The invention is further illustrated by examples using hot dip plated steel sheets. However, the present invention is not limited to the following examples.

(1)溶融めっき鋼板(溶融めっき鋼材)
まず、溶融めっき鋼板の作製方法、及びそれにより得られた溶融めっき鋼板の評価試験方法、試験結果について説明する。
(1) Hot dipped steel sheet (hot dipped steel)
First, a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet, an evaluation test method for the hot-dip galvanized steel sheet obtained, and a test result will be described.

[1.1.溶融めっき鋼板の作製方法]
鋼材1として厚み0.80mm、幅1000mmの長尺の鋼板1a(低炭素アルミニウムキルド鋼製)を用いた。この鋼板1aに対し、図1に示す溶融めっき処理装置を用いて、溶融めっき処理を施した。処理条件は表1〜表3に示すとおりである。表1〜表3に示される凝固開始温度は、Zn−Al二元系の浴の状態図の液相曲線から導き出した値であり、表1〜表3に示す各溶融めっき浴組成におけるAlの含有量に対応する値である。なお、水準M68、M69では、鋼鈑1aに溶融めっき処理を施す前に、Niプレめっきを施すことで、水準M68では付着量(片面)0.5g/m2、水準M69では付着量(片面)2.0g/m2のプレめっき層27を形成した。水準M70では、Zn−10%Crプレめっき処理を施し、付着量(片面)1.0g/m2のプレめっき層27を形成した。他の実施例及び比較例ではプレめっき処理を施さなかった。
[1.1. Method for producing hot-dip galvanized steel sheet]
As the steel material 1, a long steel plate 1a (made of low carbon aluminum killed steel) having a thickness of 0.80 mm and a width of 1000 mm was used. The steel sheet 1a was subjected to a hot dipping process using the hot dipping apparatus shown in FIG. The processing conditions are as shown in Tables 1 to 3. The solidification start temperature shown in Tables 1 to 3 is a value derived from the liquid phase curve of the phase diagram of the Zn-Al binary bath, and Al in each hot dipping bath composition shown in Tables 1 to 3 It is a value corresponding to the content. In levels M68 and M69, Ni pre-plating was performed before steel plate 1a was hot-plated, so that level M68 had an adhesion amount (single side) of 0.5 g / m 2 , and level M69 had an adhesion amount (single side) ) A pre-plated layer 27 of 2.0 g / m 2 was formed. In the level M70, the Zn-10% Cr pre-plating process was performed and the pre-plating layer 27 of the adhesion amount (one side) 1.0g / m < 2 > was formed. In other examples and comparative examples, no pre-plating treatment was performed.

鋼板1aの溶融めっき浴2への侵入時の温度は580℃とした。鋼板1aを溶融めっき浴2から引き出す際には空気雰囲気中に引き出し、ガスワイピングも空気雰囲気中で施した。但し、水準M71については、溶融めっき浴2より上流側の鋼板1aの搬送経路をシールボックス(中空の部材22)で囲むと共に、このシールボックスの内部に噴射ノズル9を配置し、このシールボックスの内部を窒素雰囲気とすると共に、中空の部材22の内側で窒素ガスによるガスワイピングをおこなった。   The temperature at the time of penetration of the steel plate 1a into the hot dipping bath 2 was 580 ° C. When the steel plate 1a was pulled out from the hot dipping bath 2, it was pulled out in an air atmosphere and gas wiping was also performed in the air atmosphere. However, for level M71, the transport path of the steel plate 1a upstream from the hot dipping bath 2 is surrounded by a seal box (hollow member 22), and an injection nozzle 9 is disposed inside the seal box. The inside was made into a nitrogen atmosphere, and gas wiping with nitrogen gas was performed inside the hollow member 22.

冷却装置10では、鋼板1aを、溶融めっき金属(めっき層23)の表面温度が300℃になるまで冷却した。冷却時の冷却速度は45℃/secとした。但し、水準M76、M77については溶融めっき金属の表面温度が500℃以上である温度域での冷却速度を変更し、この過程における、水準M76での冷却速度を38℃/sec、水準M77での冷却速度を28℃/secとした。   In the cooling device 10, the steel plate 1a was cooled until the surface temperature of the hot dipped metal (plating layer 23) reached 300 ° C. The cooling rate during cooling was 45 ° C./sec. However, for the levels M76 and M77, the cooling rate in the temperature range where the surface temperature of the hot-dip plated metal is 500 ° C. or higher is changed, and in this process, the cooling rate at the level M76 is 38 ° C./sec. The cooling rate was 28 ° C./sec.

調質圧延時の圧下率は1%、形状矯正時の鋼板1aの伸び率は1%とした。   The rolling reduction during temper rolling was 1%, and the elongation of the steel sheet 1a during shape correction was 1%.

[1.2.溶融めっき鋼板の評価試験]
前記溶融めっき鋼板の作製で得られた溶融めっき鋼板について、次の評価試験をおこなった。
[1.2. Evaluation test of hot dipped steel sheet]
The following evaluation test was performed on the hot-dip galvanized steel sheet obtained by producing the hot-dip galvanized steel sheet.

(1.2.1.Si−Mg相の体積比率評価)
溶融めっき鋼板を厚み方向に切断してサンプルを得た。このサンプルを、その切断面が表出するように樹脂に埋め込んだ後、切断面を鏡面状に研磨した。この切断面を電子顕微鏡により観察したところ、この切断面には、めっき層23にSi−Mg相が分布している様子が明瞭に現れた。
(1.2.1. Volume ratio evaluation of Si-Mg phase)
Samples were obtained by cutting the hot-dip plated steel sheet in the thickness direction. The sample was embedded in resin so that the cut surface was exposed, and then the cut surface was polished into a mirror surface. When this cut surface was observed with an electron microscope, a state in which the Si—Mg phase was distributed in the plating layer 23 clearly appeared on the cut surface.

水準M5で得られた溶融めっき鋼板の切断面を電子顕微鏡により撮影して得られた画像を、図4Aに示す。更に、Si−Mg相の析出が認められた部分について、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)を用いて元素分析を行った。その結果を図4Bに示す。この結果によると、MgとSiの2元素のみが強く検出されていることが分かる。O(酸素)も検出されているが、これは、サンプル作製段階でサンプルに吸着した酸素が検出されたためである。   FIG. 4A shows an image obtained by photographing the cut surface of the hot-dip steel sheet obtained at level M5 with an electron microscope. Furthermore, the elemental analysis was performed about the part by which precipitation of Si-Mg phase was recognized using the energy dispersive X-ray analyzer (EDS). The result is shown in FIG. 4B. According to this result, it can be seen that only two elements of Mg and Si are strongly detected. O (oxygen) is also detected because oxygen adsorbed on the sample was detected in the sample preparation stage.

めっき層23の切断面における、厚み方向と直交する方向の長さが20mmの範囲について、撮像画像に基づく画像解析を行うことで、この切断面におけるSi−Mg相の面積率(%)を測定した。Si−Mg相は濃い灰色の色調を示し、他の相と明確に区別されるため、画像解析により容易に判別することが可能であった。   The area ratio (%) of the Si—Mg phase in the cut surface is measured by performing image analysis based on the captured image in a range where the length in the direction orthogonal to the thickness direction is 20 mm in the cut surface of the plating layer 23. did. Since the Si-Mg phase has a dark gray color tone and is clearly distinguished from other phases, it can be easily discriminated by image analysis.

これにより得られた面積率(%)がSi−Mg相の体積比率と一致するとみなして、Si−Mg相の体積比率を評価した。その結果を表4〜表6に示す。   The volume ratio of the Si—Mg phase was evaluated assuming that the area ratio (%) obtained by this was the same as the volume ratio of the Si—Mg phase. The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.2.全Mg量に対するSi−Mg相中のMg量の質量比率評価)
上述の式(1)〜(4)により、めっき層23における全Mg量に対するSi−Mg相中のMg量の質量比率(表4〜表6中のMg量質量比率)を算出した。その結果を表4〜表6に示す。
(1.2.2. Mass ratio evaluation of the amount of Mg in the Si-Mg phase with respect to the total amount of Mg)
From the above formulas (1) to (4), the mass ratio of the amount of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer 23 (the mass ratio of Mg in Tables 4 to 6) was calculated. The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.3.表層Mg量評価)
溶融めっき鋼板におけるめっき層23に含まれる成分の、深さ方向(めっき層23の厚み方向)の元素分析を、グロー放電発光分光分析(GD-OES:Glow Discharge - Optical Emission Spectroscopy)によりおこなった。測定にあたっては、測定領域の直径を4mm、出力を35W、測定雰囲気をArガス、測定圧力を600Pa、放電モードをノーマルスパッタ、Duty Cycle0.1、分析時間を80秒、サンプリング時間を0.02sec/pointとする条件で、めっき層23に含まれる元素の発光強度を測定した。得られた発光強度値を定量濃度値(質量%濃度)に換算する為、成分濃度が既知の7000系Al合金、鉄鋼材料等の標準試料の元素分析も別途おこなった。尚、通常、GD-OESデータは、発光強度のスパッタ時間に対する変化の形であるため、測定終了後のサンプルの断面観察によりスパッタ深さを測定し、このスパッタ深さを合計スパッタ時間で除することでスパッタ速度を算出し、GD-OES深さ方向プロファイルにおけるめっき層23の深さ位置を特定した。
(1.2.3. Surface Mg amount evaluation)
Elemental analysis in the depth direction (thickness direction of the plated layer 23) of the components contained in the plated layer 23 in the hot-dip plated steel sheet was performed by glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES). In the measurement, the diameter of the measurement area is 4 mm, the output is 35 W, the measurement atmosphere is Ar gas, the measurement pressure is 600 Pa, the discharge mode is normal sputtering, Duty Cycle 0.1, the analysis time is 80 seconds, the sampling time is 0.02 sec / The emission intensity of the element contained in the plating layer 23 was measured under the condition of “point”. In order to convert the obtained emission intensity value into a quantitative concentration value (mass% concentration), elemental analysis of standard samples such as 7000 series Al alloys and steel materials with known component concentrations was also performed separately. In addition, since the GD-OES data is usually in the form of changes in the emission intensity with respect to the sputtering time, the sputter depth is measured by observing the cross section of the sample after the measurement is completed, and this sputter depth is divided by the total sputter time. Thus, the sputtering rate was calculated, and the depth position of the plating layer 23 in the GD-OES depth direction profile was specified.

水準M5及び水準M50については、分析結果をそれぞれ図5A及び図5Bに示す。これによると、水準M50ではめっき層23の表層においてMgの濃度が急激に上昇していることが確認できる。   The analysis results for the level M5 and the level M50 are shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. According to this, at the level M50, it can be confirmed that the Mg concentration in the surface layer of the plating layer 23 is rapidly increased.

この結果に基づき、めっき層23における50nm深さの最外層内での、大きさが直径4mm、深さ50nmとなる領域における、Mgの含有量を導出した。その結果を表4〜表6に示す。   Based on this result, the Mg content in a region where the diameter is 4 mm and the depth is 50 nm in the outermost layer having a depth of 50 nm in the plating layer 23 was derived. The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.4.表層Cr量評価)
表層Mg量評価の場合と同様にして、GD−OESにより、大きさが直径4mmで、めっき層23最表面から深さ50nmとなる領域におけるCr発光強度の積分値を測定した。同様に、めっき層23全体のCr発光強度の積分値も測定し、更にこの値に対する、前記領域におけるCr発光強度の積分値の比を求めた。このCr発光強度の積分値の比と、ICPによるめっき層23全体のCr量の化学分析値とに基づいて、大きさが直径4mmで、めっき層23最表面から深さ50nmとなる領域における、Crの含有量を算出した。その結果を表4〜表6に示す。
(1.2.4. Surface Cr content evaluation)
In the same manner as in the evaluation of the surface layer Mg amount, an integrated value of Cr emission intensity in a region having a diameter of 4 mm and a depth of 50 nm from the outermost surface of the plating layer 23 was measured by GD-OES. Similarly, the integrated value of the Cr emission intensity of the entire plating layer 23 was also measured, and the ratio of the integrated value of the Cr emission intensity in the region to this value was obtained. Based on the ratio of the integrated value of the Cr emission intensity and the chemical analysis value of the Cr amount of the entire plated layer 23 by ICP, the size is 4 mm in diameter and the depth is 50 nm from the outermost surface of the plated layer 23. The Cr content was calculated. The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.5.めっき層表面のSi−Mg相の面積比率の評価)
めっき層23の表面を電子顕微鏡により観察した。水準M5について、めっき層23の表面を電子顕微鏡により撮影した写真を図6に示す。この観察結果によれば、めっき層23の表面にSi−Mg相が分布している様子が確認できる。この結果に基づいて、めっき層23の表面におけるSi−Mg相の面積を測定し、これに基づいて、めっき層23表面におけるSi−Mg相の面積比率を算出した。その結果を表4〜表6に示す。
(1.2.5. Evaluation of the area ratio of the Si—Mg phase on the plating layer surface)
The surface of the plating layer 23 was observed with an electron microscope. A photograph of the surface of the plating layer 23 taken with an electron microscope for the level M5 is shown in FIG. According to this observation result, it can be confirmed that the Si—Mg phase is distributed on the surface of the plating layer 23. Based on this result, the area of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 was measured, and based on this, the area ratio of the Si—Mg phase on the surface of the plating layer 23 was calculated. The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.6.合金層26の評価)
溶融めっき鋼板を厚み方向に切断してサンプルを得た。このサンプルを、その切断面が表出するように樹脂に埋め込んだ後、切断面を鏡面状に研磨した。この切断面には、めっき層23と鋼板1aとの界面に介在する合金層26が現れた。この合金層26の厚みを測定した。さらに研磨面から収束イオンビーム装置により、研磨面の10μm×20μm部分をサンプリングし、50nm厚み以下に加工したマイクロサンプルを作製した。このマイクロサンプルについて、エネルギー分散型X線分析装置(EDS)を用い、加速電圧200kV、プローブ径1nmの条件で、合金層26内のCr濃度を定量分析した。
(1.2.6. Evaluation of Alloy Layer 26)
Samples were obtained by cutting the hot-dip plated steel sheet in the thickness direction. The sample was embedded in resin so that the cut surface was exposed, and then the cut surface was polished into a mirror surface. On this cut surface, an alloy layer 26 present at the interface between the plating layer 23 and the steel plate 1a appeared. The thickness of the alloy layer 26 was measured. Further, a 10 μm × 20 μm portion of the polished surface was sampled from the polished surface with a focused ion beam apparatus, and a micro sample processed to a thickness of 50 nm or less was produced. With respect to this micro sample, the Cr concentration in the alloy layer 26 was quantitatively analyzed using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) under the conditions of an acceleration voltage of 200 kV and a probe diameter of 1 nm.

この結果に基づき、合金層26内でのCrの質量割合の、めっき層23内でのCrの質量割合に対する比を算出した(表4〜表6中のCr含有比率)。その結果を表4〜表6に示す。   Based on this result, the ratio of the mass ratio of Cr in the alloy layer 26 to the mass ratio of Cr in the plating layer 23 was calculated (Cr content ratio in Tables 4 to 6). The results are shown in Tables 4-6.

(1.2.7.外観評価)
溶融めっき鋼板におけるめっき層23の表面の外観を目視及び光学顕微鏡により観察した。図7Aは水準M5におけるめっき層23の表面を撮影した写真を示す。図7Bは水準M10におけるめっき層23の表面を撮影した写真を示す。図8Aは水準M62におけるめっき層23の表面の光学顕微鏡写真を示す。図8Bは水準M5におけるめっき層23の表面の光学顕微鏡写真を示す。図9は水準M50におけるめっき層23の外観を撮影した写真を示す。
(1.2.7. Appearance evaluation)
The appearance of the surface of the plating layer 23 in the hot dip plated steel sheet was observed visually and with an optical microscope. FIG. 7A shows a photograph of the surface of the plating layer 23 at level M5. FIG. 7B shows a photograph of the surface of the plating layer 23 at level M10. FIG. 8A shows an optical micrograph of the surface of the plating layer 23 at the level M62. FIG. 8B shows an optical micrograph of the surface of the plating layer 23 at the level M5. FIG. 9 shows a photograph of the appearance of the plating layer 23 at the level M50.

この観察結果に基づいて、めっき層23の表面のしわの程度を、下記基準により評価した。その結果を表4〜表6に示す。なお、この観察結果で認められるめっき層23の表面のしわ、タレ、ドロス付着及びスパングルサイズによる凹凸の程度は、塗装めっき鋼材の表面にも反映されるので、本観察結果は塗装めっき鋼材表面の状態としてとらえることもできる。
5:しわが認められない。
4:しわが軽微(図7Aに示される程度のしわ)。
3:しわが小程度(しわの程度が4と2の間程度の評価の場合)。
2:しわが中程度(図7Bに示されるよりは良好)。
1:しわが著しい(図7Bに示される程度のしわ)。
Based on this observation result, the degree of wrinkles on the surface of the plating layer 23 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 4-6. In addition, since the degree of unevenness due to wrinkles, sagging, dross adhesion, and spangle size on the surface of the plated layer 23 observed in this observation result is also reflected in the surface of the coated plated steel material, this observation result is It can also be taken as a state.
5: Wrinkles are not recognized.
4: Wrinkles are slight (wrinkles as shown in FIG. 7A).
3: Wrinkles are small (in the case of evaluation where the level of wrinkles is between 4 and 2).
2: Wrinkle is moderate (better than shown in FIG. 7B).
1: Wrinkles are remarkable (wrinkles as shown in FIG. 7B).

更に、この観察結果に基づいて、めっき層23の表面のタレの程度を、下記基準により評価した。その結果を表4〜表6に示す。
2:タレが認められない。
1:タレが認められる(図9に示される程度のタレ)。
Furthermore, based on this observation result, the degree of sagging on the surface of the plating layer 23 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 4-6.
2: Sagging is not recognized.
1: Sagging is observed (sagging as shown in FIG. 9).

更に、この観察結果に基づいて、めっき層23に付着しているドロスの程度を、下記基準により評価した。その結果を表4〜表6に示す。
2:めっき層23の表面に、凹凸を伴うドロスの付着がなく、或いは凹凸を伴うドロスの付着が1m2あたり5箇所未満認められる。
1:めっき層23の表面に、凹凸を伴うドロスの付着が1m2あたり5箇所以上認められる。
Furthermore, based on this observation result, the degree of dross adhering to the plating layer 23 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 4-6.
2: There is no adhesion of dross with unevenness on the surface of the plating layer 23, or adhesion of dross with unevenness is recognized at less than 5 locations per 1 m 2 .
1: The adhesion of dross with unevenness is observed on the surface of the plating layer 23 at 5 or more per 1 m 2 .

更に、しわ、タレ、及びドロスを除くめっき層23の外観的な特徴を観察したところ、水準M78ではスパングルの粗大化が認められた(表6のその他の欄参照)。   Furthermore, when the appearance characteristics of the plating layer 23 excluding wrinkles, sagging, and dross were observed, coarsening of spangles was observed at the level M78 (see other columns in Table 6).

(1.2.8.過時効処理評価)
水準M5の溶融めっき鋼板のコイルに対し、保温温度t(℃)及び保温時間y(hr)を変化させて、過時効処理を施した。その結果を下記のように評価した。
3:コイルにめっき層間で凝着が生じず、且つ加工性が向上した。
2:コイルにめっき層間で凝着が生じないが、加工性は改善しない。
1:コイルにめっき層間で凝着が生じた。
(1.2.8. Overaging treatment evaluation)
The coil of the hot-dip plated steel sheet of level M5 was subjected to overaging treatment by changing the heat retention temperature t (° C.) and the heat retention time y (hr). The results were evaluated as follows.
3: Adhesion did not occur between the plating layers in the coil, and the workability was improved.
2: Adhesion does not occur between the plating layers in the coil, but the workability is not improved.
1: Adhesion occurred between the plating layers in the coil.

この結果を図10のグラフに示す。このグラフ中の横軸は保温温度t(℃)、縦軸は保温時間y(hr)の各試験条件を示す。このグラフ中の試験時の保温温度t(℃)及び保温時間y(hr)に対応する位置に、その保温温度及び保温時間における評価結果を示している。グラフ中の破線で挟まれている領域は、保温温度t(℃)及び保温時間y(hr)が下記式(5)を充足する領域である。
5.0×1022×t−10.0≦y≦7.0×1024×t−10.0 …(5)
(但し、150≦t≦250)
The result is shown in the graph of FIG. In this graph, the horizontal axis indicates the test conditions of the heat retention temperature t (° C.) and the vertical axis indicates the heat retention time y (hr). In this graph, the evaluation results for the heat retention temperature and the heat retention time are shown at positions corresponding to the heat retention temperature t (° C.) and the heat retention time y (hr) during the test. A region sandwiched by broken lines in the graph is a region where the heat retention temperature t (° C.) and the heat retention time y (hr) satisfy the following formula (5).
5.0 × 10 22 × t −10.0 ≦ y ≦ 7.0 × 10 24 × t −10.0 (5)
(However, 150 ≦ t ≦ 250)

(2)塗装めっき鋼材
続いて、塗装めっき鋼材の作製方法、及びそれにより得られた塗装めっき鋼材の評価試験方法、試験結果について説明する。塗装めっき鋼材は、[1.1.溶融めっき鋼板の作製方法]で作成した溶融めっき鋼板の上に塗装下地処理層24およびその上層として一層以上の有機被膜層25を形成することにより作製する。
(2) Paint-plated steel material Next, a method for producing a paint-plated steel material, an evaluation test method for the paint-plated steel material obtained thereby, and test results will be described. Painted steel materials [1.1. It is prepared by forming the coating base treatment layer 24 and one or more organic coating layers 25 as the upper layer on the hot-dip steel plate prepared in [Method of manufacturing hot-dip steel plate].

[2.1.塗装めっき鋼材の作製]
(2.1.1.塗装下地処理層24の形成)
塗装下地処理層24を形成するための塗料組成物は、表7に示す有機樹脂と、表8に示す有機珪素化合物と、表9に示すシリカ粒子と、表10に示す燐酸化合物(D)と、表11に示すタンニン又はタンニン酸塩と、表12に示すエッチング性弗化物及び前処理層28と、表13に示すジルコニウム化合物及びチタン化合物とを、表19〜28に示す配合量(固形分の質量部)で配合し、塗料用分散機を用いて攪拌することで調製した。前記[1.1]で作製した溶融めっき鋼板の表面に、上記塗料組成物を所定の付着量になるようにロールコーターで塗装し、所定の到達板温度になるように加熱乾燥し、塗装下地処理層24の被膜を形成した。前記塗装下地処理層24の被膜構成及び被膜の付着量、塗装下地処理層24塗布のPMT(到達板温度)も表19〜28に示す。一部の例では、表12に示す前処理層28を形成した。なお、表8に示す有機珪素化合物のうち、B4〜B19は、アミノ基含有シランカップリング剤をBAとして、エポキシ基含有シランカップリング剤をBEとした場合、表8に示すBA/BEモル比で反応させて生成される有機珪素化合物であり、それらの分子量は、反応させて生成された有機珪素化合物の分子量を記す。
[2.1. Preparation of coated plated steel]
(2.1.1. Formation of coating base treatment layer 24)
The coating composition for forming the coating ground treatment layer 24 includes an organic resin shown in Table 7, an organic silicon compound shown in Table 8, silica particles shown in Table 9, and a phosphoric acid compound (D) shown in Table 10. The tannin or tannate shown in Table 11, the etching fluoride and pretreatment layer 28 shown in Table 12, the zirconium compound and the titanium compound shown in Table 13 are blended in amounts (solid content) shown in Tables 19 to 28. And then agitation using a paint disperser. The surface of the hot dip plated steel sheet prepared in [1.1] is coated with a roll coater so as to have a predetermined adhesion amount, and is dried by heating to a predetermined ultimate plate temperature. A film of the treatment layer 24 was formed. Tables 19 to 28 also show the coating composition and coating amount of the coating base treatment layer 24 and the PMT (arrival plate temperature) applied to the coating base treatment layer 24. In some examples, the pretreatment layer 28 shown in Table 12 was formed. Of the organosilicon compounds shown in Table 8, B4 to B19 are BA / BE molar ratios shown in Table 8 when the amino group-containing silane coupling agent is BA and the epoxy group-containing silane coupling agent is BE. The molecular weights of the organosilicon compounds produced by the reaction are the molecular weights of the organosilicon compounds produced by the reaction.

(2.1.2.有機被膜層25用の塗料組成物)
有機被膜層25を形成するための塗料組成物は、表14に示すバインダー樹脂と、表15に示す着色顔料と、表16に示す防錆顔料とを、表17に示す配合量(固形分の質量部)で配合し、塗料用分散機を用いて攪拌することで調製した。必要に応じて、シクロヘキサノンとソルベッソ150を質量比1:1で混合した混合溶剤で希釈して、塗装できる粘度に調整した。なお、以下において、有機被膜層25が二層以上からなる場合、これらの有機被膜層25を塗装下地処理層24に近い順に下層被膜、上層被膜、及び最上層被膜と呼び、これらを形成するための塗料をそれぞれ下層塗料、上層塗料及び最上層塗料と呼ぶ。
(2.1.2. Coating composition for organic coating layer 25)
The coating composition for forming the organic coating layer 25 comprises a binder resin shown in Table 14, a color pigment shown in Table 15, and a rust preventive pigment shown in Table 16 in a blending amount (solid content) shown in Table 17. (Part by mass) and prepared by stirring using a disperser for paint. As needed, it diluted with the mixed solvent which mixed cyclohexanone and Solvesso 150 by mass ratio 1: 1, and adjusted to the viscosity which can be painted. In the following, when the organic coating layer 25 is composed of two or more layers, these organic coating layers 25 are referred to as a lower layer coating, an upper layer coating, and an uppermost layer coating in order from the coating base treatment layer 24 to form these layers. These paints are called the lower paint, the upper paint and the uppermost paint, respectively.

表14に示したバインダー樹脂のうちペレット、フレーク、シート形状のものは有機溶剤(エッソ石油(株)製ソルベッソ150とシクロヘキサノンを質量比で1:1の割合で混合したもの)に溶解して使用した。表14のポリエステル樹脂H1及びH2には、硬化剤のメラミン系樹脂としてメチル化メラミン(三井サイテック(株)製サイメル303)を30%(樹脂固形分に対する質量%)添加し、更に反応触媒として、三井サイテック(株)製キャタリスト602を1.0%(全樹脂固形分に対する質量%)添加した。   Of the binder resins shown in Table 14, pellets, flakes, and sheet-shaped ones are used by dissolving in an organic solvent (a mixture of Esso Petroleum's Solvesso 150 and cyclohexanone in a mass ratio of 1: 1). did. To the polyester resins H1 and H2 of Table 14, 30% (mass% based on resin solids) of methylated melamine (Mitsui Cytec Co., Ltd.) was added as a melamine resin as a curing agent, and as a reaction catalyst, 1.0% (mass% based on the total resin solids) of Catalyst 602 manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. was added.

(2.1.3.塗装めっき鋼材)
前記(2.1.1)で形成した塗装下地処理層24の上層に、前記(2.1.2)の下層塗料を所定の膜厚になるようにロールコーターで塗装し、めっき鋼材の到達板温が210℃となる条件で加熱乾燥し、下層被膜を形成させた。次に、下層被膜の上層に、上層塗料を所定の膜厚になるようにローラーカーテンコーターで塗装し、めっき鋼材の到達板温が230℃となる条件で加熱乾燥し、二層からなる塗膜層を形成させることで塗装めっき鋼材を得た。なお、有機被膜が一層からなる場合は下層被膜の形成手順を省略した。このように得た塗装めっき鋼材の被膜構成及び被膜の膜厚を表18に示す。
(2.1.3. Painted steel)
The lower layer paint of (2.1.2) is applied to the upper layer of the coating ground treatment layer 24 formed in (2.1.1) with a roll coater so as to have a predetermined film thickness, and the arrival of the plated steel material It heat-dried on the conditions which plate | board temperature becomes 210 degreeC, and the lower layer film was formed. Next, the upper layer coating is applied to the upper layer of the lower layer coating with a roller curtain coater so as to have a predetermined film thickness, and is dried by heating under the condition that the reached plate temperature of the plated steel material is 230 ° C. Painted steel was obtained by forming a layer. In addition, when the organic film was composed of one layer, the formation procedure of the lower layer film was omitted. Table 18 shows the coating composition and the film thickness of the coating-plated steel material thus obtained.

三層からなる有機被膜の塗装めっき鋼材の場合は、前記(2.1.3)の下層被膜の上層に、2種の上層塗料をスライドホッパー式のカーテンコーターで積層塗装し、めっき鋼材の到達板温が230℃となる条件で加熱乾燥し、三層からなる有機被膜を形成させることで塗装めっき鋼材を得た。この場合、三層の有機被膜のうち最も上層に配置される被膜を最上層被膜、最上層被膜と下層被膜の中間に配置される被膜を上層被膜と呼ぶ。前記塗装めっき鋼材の被膜構成及び被膜の膜厚を表18に示す。   In the case of coated steel with three layers of organic coating, two types of upper layer paints are laminated on the upper layer of the lower coating of (2.1.3) above using a slide hopper curtain coater to reach the plated steel. The plate-plated steel material was obtained by heat-drying on the conditions which plate temperature becomes 230 degreeC, and forming the organic membrane which consists of three layers. In this case, the film disposed in the uppermost layer among the three organic film layers is referred to as the uppermost layer film, and the film disposed between the uppermost layer film and the lower layer film is referred to as the upper layer film. Table 18 shows the coating composition and the film thickness of the coated plated steel material.

(2.1.4.評価試験)
前記(2.1.3)で得た塗装めっき鋼材から、70mm×150mmサイズの試験片を切り出し、外観評価、曝露試験による加工部耐食性評価、曝露試験による平面傷付け部耐食性(表29〜表37中の傷部耐食性)、曲げ部の有機被膜密着性(表29〜表37中の有機被膜密着性)及び温水浸漬後の曲げ部の有機被膜密着性(表29〜表37中の耐水密着性)を下記に示す評価方法及び評価基準にて評価した。その評価結果を表29〜表37に示す。また、外観評価、曝露試験による加工部耐食性評価、曝露試験による平面傷付け部耐食性(表38中の傷部耐食性)、曲げ部の有機被膜密着性(表38中の有機被膜密着性)、温水浸漬後の曲げ部の有機被膜密着性(表38中の耐水密着性)、曝露試験による端面耐食性評価、塩水噴霧試験による加工部耐食性(表38中のSST加工)、及び曲げ部の有機被膜密着性(表38中の曲げ部密着性)を下記に示す評価方法及び評価基準にて評価した。その評価結果を表38に示す。
(2.1.4. Evaluation test)
A test piece of 70 mm × 150 mm size was cut out from the coated plated steel material obtained in (2.1.3) above, appearance evaluation, processed portion corrosion resistance evaluation by exposure test, and plane scratched portion corrosion resistance by exposure test (Tables 29 to 37). Corrosion resistance in scratches), organic film adhesion at the bent part (organic film adhesion in Tables 29 to 37), and organic film adhesion at the bent part after immersion in warm water (water resistant adhesion in Tables 29 to 37) ) Was evaluated by the following evaluation method and evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 29 to Table 37. In addition, appearance evaluation, corrosion resistance evaluation of processed parts by exposure test, corrosion resistance of scratched parts by exposure test (corrosion resistance of scratches in Table 38), organic film adhesion of bent parts (organic film adhesion in Table 38), immersion in hot water Organic film adhesion at the later bending part (water adhesion in Table 38), end face corrosion resistance evaluation by exposure test, processed part corrosion resistance by salt spray test (SST processing in Table 38), and organic coating adhesion at the bending part (Bend part adhesion in Table 38) was evaluated by the following evaluation method and evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 38.

〔外観評価〕
塗装めっき鋼板の表面の外観を、めっき表面と同様に目視及び光学顕微鏡により観察した。
[Appearance evaluation]
The appearance of the surface of the coated plated steel sheet was observed visually and with an optical microscope in the same manner as the plated surface.

この観察結果に基づいて、塗装表面のしわの程度を、下記基準により評価した。その結果を表29〜表37及び、表38に示す。なお、この観察結果で認められる塗装表面のしわ、タレ、ドロス付着及びスパングルサイズによる凹凸の程度は、下地のめっき表面を反映するので、本観察結果はめっき表面観察の結果と同等であった。   Based on this observation result, the degree of wrinkles on the painted surface was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 29 to Table 37 and Table 38. In addition, since the degree of unevenness due to wrinkles, sagging, dross adhesion and spangle size on the coating surface recognized in this observation result reflects the underlying plating surface, this observation result was equivalent to the plating surface observation result.

表29〜表37及び、表38における評点はつぎのとおりである。本発明の実施例は評点2以上とした。
1:下記評点にて1相当のしわが認められる場合。
2:下記評点にて1相当のタレまたはドロスが認められる場合。
3:上記1、2のいずれにもあてはまらない場合。
塗装表面(有機被膜層25の表面)のしわは、下記基準により評価した。
5:しわが認められない。
4:しわが軽微(図7Aに示される程度のしわ)。
3:しわが小程度(しわの程度が4と2の間程度の評価の場合)。
2:しわが中程度(図7Bに示されるよりは良好)。
1:しわが著しい(図7Bに示される程度のしわ)。
The scores in Tables 29 to 37 and Table 38 are as follows. In the examples of the present invention, the score was 2 or more.
1: When a wrinkle equivalent to 1 is recognized in the following score.
2: When sacrificing or dross equivalent to 1 is observed according to the following score.
3: When neither of the above 1 or 2 applies.
The wrinkles on the painted surface (the surface of the organic coating layer 25) were evaluated according to the following criteria.
5: Wrinkles are not recognized.
4: Wrinkles are slight (wrinkles as shown in FIG. 7A).
3: Wrinkles are small (in the case of evaluation where the level of wrinkles is between 4 and 2).
2: Wrinkle is moderate (better than shown in FIG. 7B).
1: Wrinkles are remarkable (wrinkles as shown in FIG. 7B).

塗装表面(有機被膜層25の表面)のタレは、下記基準により評価した。
2:タレが認められない。
1:タレが認められる(図9に示される程度のタレ)。
The sagging of the painted surface (the surface of the organic coating layer 25) was evaluated according to the following criteria.
2: Sagging is not recognized.
1: Sagging is observed (sagging as shown in FIG. 9).

塗装表面(有機被膜層25の表面)のドロスは、この観察結果に基づいて、有機被膜層25の表面にて観察されうるめっき層23に付着しているドロスの程度を、下記基準により評価した。
2:めっき層23の表面に、凹凸を伴うドロスの付着がなく、或いは凹凸を伴うドロスの付着が1m2あたり5箇所未満認められる。
1:めっき層23の表面に、凹凸を伴うドロスの付着が1m2あたり5箇所以上認められる。
Based on the observation result, the dross on the coating surface (the surface of the organic coating layer 25) was evaluated based on the following criteria for the degree of dross attached to the plating layer 23 that can be observed on the surface of the organic coating layer 25. .
2: There is no adhesion of dross with unevenness on the surface of the plating layer 23, or adhesion of dross with unevenness is recognized at less than 5 locations per 1 m 2 .
1: The adhesion of dross with unevenness is observed on the surface of the plating layer 23 at 5 or more per 1 m 2 .

〔曝露試験による加工部耐食性〕
前記試験片の中央部にエリクセン試験機(JIS Z 2247のA寸法に準拠)にて5mm押し出し加工したのち、端面をテープシールし、ISO9223基準でC4相当の環境にて、JIS D 0205準拠の条件、すなわち角度35度で南面するように設置し、3年間経過後の錆の発生状況を確認し、下記のように評点をつけた。
5:白錆発生面積が1%未満。
4:白錆発生面積が1%以上、5%未満。
3:白錆発生面積が5%以上、10%未満。
2:白錆発生面積が10%以上、30%未満。
1:白錆発生面積が30%以上、あるいは赤錆発生が認められる。
[Corrosion resistance of processed parts by exposure test]
After extruding 5mm in the center of the test piece with an Erichsen tester (conforming to dimension A of JIS Z 2247), the end face is tape-sealed, and in an environment equivalent to C4 in accordance with ISO 9223, the conditions conforming to JIS D 0205 That is, it was installed so as to face south at an angle of 35 degrees, and the occurrence of rust after 3 years was confirmed and scored as follows.
5: White rust generation area is less than 1%.
4: The area where white rust occurs is 1% or more and less than 5%.
3: White rust generation area is 5% or more and less than 10%.
2: White rust generation area is 10% or more and less than 30%.
1: White rust generation area is 30% or more, or red rust generation is observed.

〔曝露試験による平面傷付け部耐食性〕
前記試験片の中央部にNTカッターにより地鉄に達するX字型の傷を付けたのち、端面をテープシールし、ISO9223基準でC4相当の環境にて、JIS D 0205準拠の条件、すなわち角度35度で南面するように設置し、3年間経過後の錆の発生状況を確認し、下記のごとく評点をつけた。
5:評点1に対して1/4以下の膨れ幅。
4:評点1に対して1/3以下の膨れ幅。
3:評点1に対して1/2以下の膨れ幅。
2:評点1に対して2/3以下の膨れ幅。
1:最も著しい膨れ幅、ないしは前面から明確に観察されうる赤錆の発生。
[Corrosion resistance of flat scratched surface by exposure test]
After an X-shaped scratch reaching the iron core with an NT cutter is made at the center of the test piece, the end face is tape-sealed, and in an environment equivalent to C4 based on ISO 9223, a condition conforming to JIS D 0205, that is, an angle of 35 It was installed so that it would face south, and the rust generation status after 3 years was confirmed.
5: Swelling width of 1/4 or less with respect to the rating 1.
4: Swelling width of 1/3 or less with respect to rating 1.
3: Swelling width of 1/2 or less with respect to the score 1.
2: Swelling width of 2/3 or less with respect to rating 1.
1: Generation of red rust that can be clearly observed from the most remarkable swollen width or front surface.

〔曲げ部の有機被膜密着性〕
JIS G 3322に準拠して、有機被膜を外側になるように厚さ0.8mmの板2枚を曲げの内側間隔として曲げ試験を行い、被膜に生じた割れ及び曲げ部にセロテープ(登録商標)を貼り付けた後に剥離した際に脱落した有機被膜の状況を観察し、下記の評価基準で評価した。
4:明確な割れは認めず。
3:微細な割れを認めた。
2:明確な割れ、あるいは微量の被膜の脱落。
1:明確な被膜の脱落。
[Adhesiveness of organic coating at bent part]
In accordance with JIS G 3322, a bending test was conducted with two plates with a thickness of 0.8 mm so that the organic coating would be on the outside, and the cello tape (registered trademark) was applied to the cracks and bends that occurred in the coating. The state of the organic film that had fallen off when the film was peeled off was observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
4: Clear cracks are not recognized.
3: Fine cracks were observed.
2: Clear cracking or removal of a small amount of film.
1: Clear film removal.

〔温水浸漬後の曲げ部の有機被膜密着性〕
試験片の端面をテープシールし、80℃のイオン交換水中に40時間浸漬した後、JIS G 3322に準拠して、有機被膜を外側になるように厚さ0.8mmの板4枚を曲げの内側間隔として曲げ試験を行い、被膜に生じた割れ及び曲げ部にセロテープ(登録商標)を貼り付けた後に剥離した際に脱落した有機被膜の状況を観察し、下記の評価基準で評価した。
4:明確な割れは認めず。
3:微細な割れを認めた。
2:明確な割れ、あるいは微量の被膜の脱落。
1:明確な被膜の脱落。
[Adhesion of organic coating on bent part after immersion in hot water]
After tape-sealing the end face of the test piece and immersing it in ion exchange water at 80 ° C. for 40 hours, in accordance with JIS G 3322, bending 4 pieces of a 0.8 mm thick plate with the organic coating on the outside A bending test was conducted as the inner spacing, and the state of the organic coating that had fallen off when the cellotape (registered trademark) was applied to the crack and the bent portion after peeling was observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
4: Clear cracks are not recognized.
3: Fine cracks were observed.
2: Clear cracking or removal of a small amount of film.
1: Clear film removal.

表29〜表37に示すように、本発明の実施例は、いずれの評価試験においても評点2点以上の優れた外観、曝露試験による加工部耐食性、曝露試験による平面傷付け部耐食性、曲げ部の有機被膜密着性及び温水浸漬後の曲げ部の有機被膜密着性を示した。一方、溶融めっき層の内容が本発明の範囲を外れた比較例1〜比較例4は耐食性に劣り、比較例5〜比較例10は外観が劣っていた。比較例16、比較例17は、溶融めっき層に含有されるMg量が0.1質量%未満であるために加工部乃至傷部の耐食性が劣る。下地処理皮膜のない比較例11は加工部耐食性と有機被膜の耐水密着性に劣った。有機樹脂に対する有機珪素化合物の比率が過少な比較例12は、傷部耐食性に劣った。有機樹脂に対する有機珪素化合物の比率が過剰な比較例13は、加工部耐食性と耐水密着性に劣った。有機被膜の厚みが薄すぎる比較例14は、加工部耐食性及び傷部耐食性に劣った。有機被膜の厚みが厚すぎる比較例15は、曲げ加工にて有機被膜に亀裂が入りやすく、有機被膜密着性に劣った。   As shown in Tables 29 to 37, the examples of the present invention are excellent in appearance in two or more points in any evaluation test, processed part corrosion resistance by exposure test, plane scratched part corrosion resistance by exposure test, bending part The organic film adhesion and the organic film adhesion of the bent portion after immersion in warm water were shown. On the other hand, Comparative Example 1 to Comparative Example 4 in which the content of the hot-dip plating layer was out of the scope of the present invention was inferior in corrosion resistance, and Comparative Examples 5 to 10 were inferior in appearance. In Comparative Example 16 and Comparative Example 17, the corrosion resistance of the processed part or the scratched part is inferior because the amount of Mg contained in the hot-dip plated layer is less than 0.1% by mass. Comparative Example 11 without the base treatment film was inferior in the processed part corrosion resistance and the water adhesion of the organic film. In Comparative Example 12, in which the ratio of the organosilicon compound to the organic resin was too low, the scratch corrosion resistance was poor. Comparative Example 13 in which the ratio of the organosilicon compound to the organic resin was excessive was inferior in the processed portion corrosion resistance and water resistance adhesion. Comparative Example 14 in which the thickness of the organic coating was too thin was inferior in processed part corrosion resistance and scratched part corrosion resistance. In Comparative Example 15 in which the thickness of the organic coating was too thick, the organic coating was easily cracked by bending, and the organic coating adhesion was poor.

〔曝露試験による端面耐食性〕
前記試験片の長辺をバリが下向きとなるようにシャー切断した試片の短辺及び試片取り付け用の穴の周りを防食シールした状態で、ISO9223基準でC4相当の環境にて、JIS D 0205準拠の条件、すなわち角度35度で南面するように設置し、3年間経過後の端面からの錆の膨れ幅及び赤錆発生状況を確認し、下記のように評点をつけた。
5:評点1に対して1/4以下の膨れ幅。
4:評点1に対して1/3以下の膨れ幅。
3:評点1に対して1/2以下の膨れ幅。
2:評点1に対して2/3以下の膨れ幅。
1:最も著しい膨れ幅、ないしは前面から明確に観察されうる赤錆の発生。
[End surface corrosion resistance by exposure test]
JIS D in an environment equivalent to C4 based on ISO 9223 standard, with the short side of the test piece cut with a shear cut so that the burrs face downward and the hole around the test piece are anti-corrosive sealed. It was installed so as to face south at an angle of 35 degrees under the conditions of 0205, and the rust expansion width from the end face after three years and the occurrence of red rust were confirmed, and the following ratings were given.
5: Swelling width of 1/4 or less with respect to the rating 1.
4: Swelling width of 1/3 or less with respect to rating 1.
3: Swelling width of 1/2 or less with respect to the score 1.
2: Swelling width of 2/3 or less with respect to rating 1.
1: Generation of red rust that can be clearly observed from the most remarkable swollen width or front surface.

〔塩水噴霧試験による加工部耐食性〕
前記試験片の中央部にエリクセン試験機(JIS Z 2247のA寸法に準拠)にて6mm押し出し加工したのち、端面をテープシールし、JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験(Salt Spray Test)を240時間、1000時間行い、エリクセン加工を施した部分の各々の試験時間における錆発生状況を観察し、下記の評価基準で評価した。
5:白錆発生面積が1%未満。
4:白錆発生面積が1%以上、5%未満。
3:白錆発生面積が5%以上、10%未満。
2:白錆発生面積が10%以上、30%未満。
1:白錆発生面積が30%以上。
[Corrosion resistance of processed parts by salt spray test]
The test piece was extruded 6 mm by an Erichsen tester (conforming to A dimension of JIS Z 2247) at the center of the test piece, the end face was tape-sealed, and a salt spray test compliant with JIS Z 2371 was conducted. It was performed for 1000 hours, and the rust generation state at each test time of the part subjected to Erichsen processing was observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
5: White rust generation area is less than 1%.
4: The area where white rust occurs is 1% or more and less than 5%.
3: White rust generation area is 5% or more and less than 10%.
2: White rust generation area is 10% or more and less than 30%.
1: White rust generation area is 30% or more.

〔曲げ部の有機被膜密着性〕
JIS G 3322に準拠して、有機被膜を外側になるように厚さ0.8mmの板4枚を曲げの内側間隔として曲げ試験を行い、被膜に生じた割れ及び曲げ部にセロテープ(登録商標)を貼り付けた後に剥離した際に脱落した有機被膜の状況を観察し、下記の評価基準で評価した。
4:明確な割れは認めず。
3:微細な割れを認めた。
2:明確な割れ、あるいは微量の被膜の脱落。
1:明確な被膜の脱落。
[Adhesiveness of organic coating at bent part]
In accordance with JIS G 3322, a bending test was carried out with 4 sheets of 0.8 mm thick so that the organic coating would be on the outside, and the tape was applied to the cracks and bends that occurred in the coating. The state of the organic film that had fallen off when the film was peeled off was observed and evaluated according to the following evaluation criteria.
4: Clear cracks are not recognized.
3: Fine cracks were observed.
2: Clear cracking or removal of a small amount of film.
1: Clear film removal.

表38に示すように、本発明の実施例は、いずれの評価試験においても評点2点以上の優れた外観、端面耐食性、加工部耐食性、及び有機被膜密着性を示した。   As shown in Table 38, the Examples of the present invention showed excellent appearance, end surface corrosion resistance, processed part corrosion resistance, and organic coating adhesion in two or more points in any evaluation test.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想定し得ることは明らかであり、それらについても当然に発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be envisaged within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the invention. Is done.

本発明によれば、塗装面の傷付き部及び下地の鋼材が変形した加工部の耐食性が良好であり、加熱を受ける場合、及び長期の使用にて紫外線の照射を受けるなどの場合の耐白錆性が良好であり、且つ表面のしわやタレの発生が抑制されて外観が良好な塗装めっき鋼材が提供される。 According to the present invention, the corrosion resistance of the scratched part of the painted surface and the processed part in which the underlying steel material is deformed is good, and is resistant to whitening when subjected to heating or when irradiated with ultraviolet rays over a long period of use. Provided is a coated plated steel material that has good rusting properties, and suppresses the generation of wrinkles and sagging on the surface and has a good appearance.

1:鋼材
1a:鋼板
2:溶融めっき浴
3:繰出機
4:加熱炉
5:焼鈍・冷却部
6:スナウト
7:ポット
8:シンクロール
9:噴射ノズル
10:冷却装置
11:調質圧延・形状矯正装置
12:巻取機
13:コイル(第一のコイル)
14:コイル(第二のコイル)
15:搬送ロール
16:繰出機
17:巻取機
18:加熱炉
19:コイル
20:保温容器
21:搬送ロール
22:中空の部材
23:アルミニウム・亜鉛合金めっき層(めっき層)
24:塗装下地処理層
25:有機被膜層
26:合金層
27:プレめっき層
28:前処理層
29:被覆物
101:一次冷却装置
102:二次冷却装置
1: Steel material 1a: Steel plate 2: Hot dipping bath 3: Feeder 4: Heating furnace 5: Annealing / cooling section 6: Snout 7: Pot 8: Sink roll 9: Injection nozzle 10: Cooling device 11: Temper rolling / shape Straightening device 12: Winding machine 13: Coil (first coil)
14: Coil (second coil)
15: Conveying roll 16: Feeding machine 17: Winding machine 18: Heating furnace 19: Coil 20: Insulating container 21: Conveying roll 22: Hollow member 23: Aluminum / zinc alloy plating layer (plating layer)
24: Paint base treatment layer 25: Organic coating layer 26: Alloy layer 27: Pre-plating layer 28: Pretreatment layer 29: Coating 101: Primary cooling device 102: Secondary cooling device

Claims (12)

鋼材と、
この鋼材の表面上の被覆物と、
を備え、
前記被覆物が、前記鋼材から近い順に、めっき層と、前記めっき層の表面上の塗装下地処理層と、前記塗装下地処理層の表面上の有機被膜層とを有し、
前記めっき層が構成元素としてAl、Zn、Si及びMgを含み、更にCrを含み、且つAl含有量が25〜75質量%、Mg含有量が0.1〜10質量%、Cr含有量が0.02〜1.0質量%であり、
前記めっき層が0.2〜15体積%のSi−Mg相を含み、
前記Si−Mg相中のMgの、前記めっき層中のMg全量に対する質量比率が3%以上100%以下であり、
前記塗装下地処理層が、有機樹脂と、有機珪素化合物とを含み、
前記有機珪素化合物は、アルキレン基と、シロキサン結合と、及び−SiRで表される架橋性官能基とを有し、
、R、及びRの内の2つは、それぞれアルコキシ基又はヒドロキシ基であり、
前記R、前記R、及び前記Rの内の残りの1つは、アルコキシ基、又はヒドロキシ基、又はメチル基であり、
前記有機樹脂100質量部に対し、前記有機珪素化合物が2〜1500質量部であり、
前記有機被膜層の厚さが、0.2〜100μmである
ことを特徴とする塗装めっき鋼材。
Steel,
A coating on the surface of this steel,
With
The coating has, in order from the steel material, a plating layer, a coating ground treatment layer on the surface of the plating layer, and an organic coating layer on the surface of the coating ground treatment layer,
The plating layer contains Al, Zn, Si, and Mg as constituent elements, and further contains Cr. The Al content is 25 to 75% by mass, the Mg content is 0.1 to 10% by mass, and the Cr content is 0. 0.02 to 1.0 mass%,
The plating layer includes 0.2 to 15% by volume of a Si-Mg phase;
The mass ratio of Mg in the Si—Mg phase to the total amount of Mg in the plating layer is 3% or more and 100% or less,
The coating ground treatment layer contains an organic resin and an organosilicon compound,
The organosilicon compound has an alkylene group, a siloxane bond, and a crosslinkable functional group represented by -SiR 1 R 2 R 3 .
Two of R 1 , R 2 , and R 3 are each an alkoxy group or a hydroxy group;
The remaining one of R 1 , R 2 , and R 3 is an alkoxy group, a hydroxy group, or a methyl group,
The organic silicon compound is 2 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin,
A paint-plated steel material, wherein the organic coating layer has a thickness of 0.2 to 100 µm.
前記めっき層における表面より50nm深さの最外層内で、大きさが直径4mm、深さ50nmとなるいかなる領域においても、Mg含有量が0質量%以上60質量%未満である
ことを特徴とする請求項1に記載の塗装めっき鋼材。
The Mg content is 0% by mass or more and less than 60% by mass in any region having a diameter of 4 mm and a depth of 50 nm in the outermost layer having a depth of 50 nm from the surface of the plating layer. The paint-plated steel material according to claim 1.
前記めっき層の表面における前記Si−Mg相の割合が、面積比率で、0%以上30%以下である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の塗装めっき鋼材。
The ratio of the Si-Mg phase on the surface of the plating layer is an area ratio of 0% or more and 30% or less, and the coated plated steel material according to claim 1 or 2.
前記塗装下地処理層が、ジルコニウム化合物及びチタン化合物から選ばれる1種以上を含有する
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
The said coating ground-treatment layer contains 1 or more types chosen from a zirconium compound and a titanium compound, The coating plating steel materials of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記塗装下地処理層において、前記有機樹脂100質量部に対し、前記ジルコニウム化合物及び前記チタン化合物から選ばれる1種以上が50〜3333質量部である
ことを特徴とする請求項に記載の塗装めっき鋼材。
5. The coating plating according to claim 4 , wherein in the coating ground treatment layer, one or more selected from the zirconium compound and the titanium compound is 50 to 3333 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin. Steel material.
前記塗装下地処理層において、前記有機樹脂100質量部に対し、前記ジルコニウム化合物及び前記チタン化合物から選ばれる1種以上が1〜50質量部である
ことを特徴とする請求項に記載の塗装めっき鋼材。
5. The coating plating according to claim 4 , wherein one or more selected from the zirconium compound and the titanium compound is 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic resin in the coating base treatment layer. Steel material.
前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、シリカ0.5〜100質量部を含有する
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
The said coating ground-treatment layer contains 0.5-100 mass parts of silicas further with respect to 100 mass parts of said organic resins, The coating plating steel materials of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、燐酸化合物0.5〜40質量部を含有する
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
The paint undercoating layer further said to organic resin 100 parts by weight, paint plating steel according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it contains a phosphate compound 0.5 to 40 parts by weight .
前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、タンニン、タンニン酸、又は、タンニン酸塩1〜50質量部を含有することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。 The said coating ground-treatment layer contains tannin, tannic acid, or 1-50 mass parts of tannic acid salts with respect to 100 mass parts of said organic resins further, The any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. Painted steel as described in 1. 前記塗装下地処理層が、更に前記有機樹脂100質量部に対し、エッチング性弗化物0.5〜10質量部を含有する
ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
The paint undercoating layer further with respect to the organic resin 100 parts by weight paint according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it contains 0.5 to 10 parts by etching property fluoride Plated steel.
前記有機被膜層が防錆顔料を含む下層と着色された上層の2層からなる
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
The said organic coating layer consists of two layers, the lower layer containing a rust preventive pigment, and the colored upper layer, The coating plating steel materials of any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.
前記塗装下地処理層の付着量が10〜2000mg/mである
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の塗装めっき鋼材。
Paint plating steel according to any one of claims 1 to 11, the amount of deposition of the paint undercoating layer is characterized by a 10~2000mg / m 2.
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