JP5814048B2 - Method for producing black-plated steel sheet and method for producing molded body of black-plated steel sheet - Google Patents

Method for producing black-plated steel sheet and method for producing molded body of black-plated steel sheet Download PDF

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本発明は、黒色めっき鋼板の製造方法および黒色めっき鋼板の成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a black-plated steel sheet and a method for producing a molded body of a black-plated steel sheet.

建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などの分野では、意匠性などの観点から黒色の外観を有する鋼板のニーズが高まっている。鋼板の表面を黒色化する方法としては、鋼板の表面に黒色塗料を塗布して黒色塗膜を形成する方法がある。しかしながら、上記の分野では、耐食性の観点から溶融Znめっきや溶融Al含有Znめっき、溶融Al、Mg含有Znめっきなどのめっきを施しためっき鋼板が使用されることが多く、これらのめっき鋼板の表面は金属光沢のある銀白色の色調を有している。したがって、黒色塗料の塗布により意匠性の高い黒色外観を得るためには、塗膜を厚くして下地色を隠蔽しなければならず、塗装コストが高くなってしまう。また、このように塗膜を厚くすると、スポット溶接などの抵抗溶接を行うことができなくなってしまうという問題もある。   In the fields of building roofing materials, exterior materials, home appliances, automobiles, and the like, there is an increasing need for steel plates having a black appearance from the viewpoint of design and the like. As a method for blackening the surface of a steel plate, there is a method of forming a black coating film by applying a black paint to the surface of the steel plate. However, in the above fields, plated steel sheets plated with hot dip Zn plating, hot dip Al-containing Zn plating, hot Al, Mg-containing Zn plating, etc. are often used from the viewpoint of corrosion resistance. Has a silvery white color with metallic luster. Therefore, in order to obtain a black appearance with high designability by applying a black paint, the coating film must be thickened to conceal the base color, resulting in high coating costs. Further, when the coating film is thick in this way, there is a problem that resistance welding such as spot welding cannot be performed.

黒色塗膜を形成せずに、めっき鋼板の金属光沢および銀白色の色調を遮蔽する方法としては、めっき層そのものを黒色化する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、溶融Al含有Znめっき鋼板を高温多湿の雰囲気で水蒸気処理して、めっき層表層に薄い黒色皮膜を形成する方法が開示されている。   As a method of shielding the metallic luster and silver-white color tone of the plated steel sheet without forming a black coating film, a method of blackening the plating layer itself has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a method in which a molten Al-containing Zn-plated steel sheet is steam-treated in a high-temperature and high-humidity atmosphere to form a thin black film on the surface of the plating layer.

特開昭64−56881号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-56881

しかしながら、特許文献1に記載の黒色めっき鋼板は、黒色外観の保持性に劣るという問題があった。すなわち、特許文献1に記載の黒色めっき鋼板では、めっき層の表層にのみ黒色皮膜を形成しているため、黒色皮膜が少し削られただけで下層の銀白色のめっき層が露出してしまい、実用的ではなかった。   However, the black-plated steel sheet described in Patent Document 1 has a problem that it has poor black appearance retention. That is, in the black-plated steel sheet described in Patent Document 1, since the black film is formed only on the surface layer of the plating layer, the lower silver-white plating layer is exposed just by slightly removing the black film, It was not practical.

特許文献1に記載の技術において、黒色外観の保持性を向上させるためには、めっき層全体を黒色化することが考えられる。しかしながら、特許文献1に記載の技術において、めっき層全体を黒色化してしまうと、めっき層が脆化してしまうため、めっき層の密着性が低下するとともに、めっき鋼板の耐食性も低下してしまう(特許文献1、471ページ左上欄8〜11行目、右上欄14〜19行目参照)。   In the technique described in Patent Document 1, in order to improve the retention of the black appearance, it is conceivable to blacken the entire plating layer. However, in the technique described in Patent Document 1, if the entire plating layer is blackened, the plating layer becomes brittle, so that the adhesion of the plating layer is reduced and the corrosion resistance of the plated steel sheet is also reduced ( Patent Document 1, page 471, upper left column, 8th to 11th line, upper right column, 14th to 19th line).

以上のように、従来の黒色めっき鋼板では、黒色外観の保持性と加工性(めっき層の密着性)とを両立させることはできなかった。   As described above, the conventional black-plated steel sheet cannot achieve both black appearance retention and workability (plated layer adhesion).

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、黒色外観の保持性と加工性の両方に優れる黒色めっき鋼板を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the black plating steel plate which is excellent in both the retainability and workability of a black external appearance.

本発明者は、Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織を含むめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を原板として使用し、かつこのめっき鋼板を105℃以上の水蒸気で処理することで、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。 The present inventor uses a molten Al- and Mg-containing Zn-plated steel sheet having a plating layer containing a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg as an original sheet, and treats the plated steel sheet with steam at 105 ° C or higher. As a result, it was found that the above problems could be solved, and further studies were made to complete the present invention.

すなわち、本発明の第一は、以下の黒色めっき鋼板の製造方法に関する。
[1]Al:1.0〜22.0質量%、Mg:1.5〜10.0質量%を含む溶融Al、Mg含有Znめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備するステップと;前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を105℃以上の水蒸気に接触させるステップとを有し;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]の比率[Zn(O/O)]は、60〜2700の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]の比率[Al(O/O)]は、50〜200の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]の比率[Mg(O/O)]は、40〜240の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]の比率[Zn(OH/OH)]は、7〜270の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]の比率[Al(OH/OH)]は、8〜20の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]の比率[Mg(OH/OH)]は、10〜90の範囲内である、黒色めっき鋼板の製造方法。
[2]前記溶融Al、Mg含有Znめっき層は、Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織を含む、[1]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[3]前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に無機系皮膜を形成するステップをさらに有する、[1]または[2]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[4]前記無機系皮膜は、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの酸素酸塩、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのリン酸塩およびバルブメタルのフッ化物からなる群から選ばれる1種類または2種類以上の化合物を含む、[3]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[5]前記バルブメタルは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、SiおよびAlからなる群から選ばれる1種類または2種類以上の金属である、[4]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[6]前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に有機系樹脂皮膜を形成するステップをさらに有する、[1]または[2]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[7]前記有機系樹脂皮膜に含まれる有機樹脂は、エーテル系ポリオールおよびエステル系ポリオールからなるポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタン樹脂であり;前記ポリオール中の前記エーテル系ポリオールの割合は、5〜30質量%である、[6]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[8]前記有機系樹脂皮膜は、多価フェノールをさらに含む、[7]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[9]前記有機系樹脂皮膜は、潤滑剤を含む、[6]〜[8]のいずれか一項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[10]前記有機系樹脂皮膜は、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの酸素酸塩、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのリン酸塩およびバルブメタルのフッ化物からなる群から選ばれる1種類または2種類以上の化合物を含む、[6]〜[9]のいずれか一項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[11]前記バルブメタルは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、SiおよびAlからなる群から選ばれる1種類または2種類以上の金属である、[10]に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[12]前記有機系樹脂皮膜は、ラミネート層または塗布層である、[6]〜[11]のいずれか一項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
[13]前記有機系樹脂皮膜は、クリア塗膜である、[6]〜[12]のいずれか一項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
That is, the 1st of this invention is related with the manufacturing method of the following black plated steel plates.
[1] Step of preparing molten Al containing Mg: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: 1.5 to 10.0 mass%, molten Al having an Mg-containing Zn plating layer, and Mg-containing Zn-plated steel sheet And a step of bringing the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet into contact with water vapor at 105 ° C. or higher; the number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 ) on the surface of the plating layer before being brought into contact with water vapor The ratio [Zn (O / O 0 )] of the number of moles of Zn oxide [Zn (O)] in the surface layer of the plating layer after contacting with water vapor is in the range of 60 to 2700; The number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer after contact with water vapor [Al (O) relative to the number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer before contact with water vapor [Al (O 0 )] )] ratio [Al (O / O 0 of) is 50 In the range of 00; the number of moles of the plating layer surface of the oxide of Mg prior to contacting the water vapor [Mg (O 0)] for the oxides of the plated layer surface of the Mg after contacting the water vapor The ratio [Mg (O / O 0 )] of the number of moles of [Mg (O)] is in the range of 40 to 240; the number of moles of Zn hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Zn (OH 0)] for the ratio of the number of moles of the hydroxide of the plating layer surface of the Zn after contacting water vapor [Zn (OH)] [Zn (OH / OH 0)] is 7 270; Al water of the plating layer surface layer after contact with water vapor, relative to the number of moles of Al hydroxide [Al (OH 0 )] of the plating layer surface layer before contact with water vapor Oxide mole number [Al (OH)] ratio [Al (OH / OH 0 )] is in the range of 8 to 20; the number of moles of Mg hydroxide in the surface layer of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] The ratio [Mg (OH / OH 0 )] of the number of moles of Mg hydroxide [Mg (OH)] in the surface layer of the plating layer is in the range of 10 to 90.
[2] The method for producing a black-plated steel sheet according to [1], wherein the molten Al and Mg-containing Zn plating layer includes a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg.
[3] The method for producing a black-plated steel sheet according to [1] or [2], further comprising a step of forming an inorganic coating on the surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet.
[4] The inorganic coating is one kind selected from the group consisting of valve metal oxide, valve metal oxyacid salt, valve metal hydroxide, valve metal phosphate and valve metal fluoride. The manufacturing method of the black plating steel plate as described in [3] containing 2 or more types of compounds.
[5] The valve metal according to [4], wherein the valve metal is one or more metals selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Si, and Al. Manufacturing method of black plated steel sheet.
[6] The method for producing a black-plated steel sheet according to [1] or [2], further comprising a step of forming an organic resin film on a surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet.
[7] The organic resin contained in the organic resin film is a urethane resin obtained by reacting a polyol composed of an ether polyol and an ester polyol with a polyisocyanate; a ratio of the ether polyol in the polyol Is 5-30 mass%, The manufacturing method of the black plating steel plate as described in [6].
[8] The method for producing a black-plated steel sheet according to [7], wherein the organic resin film further contains a polyhydric phenol.
[9] The method for producing a black-plated steel sheet according to any one of [6] to [8], wherein the organic resin film includes a lubricant.
[10] The organic resin film is selected from the group consisting of valve metal oxide, valve metal oxyacid salt, valve metal hydroxide, valve metal phosphate, and valve metal fluoride. Or the manufacturing method of the black plating steel plate as described in any one of [6]-[9] containing 2 or more types of compounds.
[11] The valve metal according to [10], wherein the valve metal is one or more metals selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Si, and Al. Manufacturing method of black plated steel sheet.
[12] The method for producing a black-plated steel sheet according to any one of [6] to [11], wherein the organic resin film is a laminate layer or a coating layer.
[13] The method for producing a black-plated steel sheet according to any one of [6] to [12], wherein the organic resin film is a clear coating film.

また、本発明の第二は、以下の黒色めっき鋼板の成形体の製造方法に関する。
[14]Al:1.0〜22.0質量%、Mg:1.5〜10.0質量%を含む溶融Al、Mg含有Znめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備するステップと;前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を105℃以上の水蒸気に接触させるステップと、;前記水蒸気に接触させる前または接触させた後の前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を成形加工するステップとを有し;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]の比率[Zn(O/O)]は、60〜2700の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]の比率[Al(O/O)]は、50〜200の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]の比率[Mg(O/O)]は、40〜240の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]の比率[Zn(OH/OH)]は、7〜270の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]の比率[Al(OH/OH)]は、8〜20の範囲内であり;水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]の比率[Mg(OH/OH)]は、10〜90の範囲内である、黒色めっき鋼板の成形体の製造方法。
Moreover, the 2nd of this invention is related with the manufacturing method of the molded object of the following black plating steel plates.
[14] Step of preparing molten Al containing Mg: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: 1.5 to 10.0 mass%, molten Al having an Mg-containing Zn plating layer, and Mg-containing Zn-plated steel sheet A step of contacting the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet with water vapor of 105 ° C. or higher; and a step of forming the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after contacting with the water vapor The moles of Zn oxide on the surface of the plating layer after contact with water vapor relative to the number of moles of Zn oxide on the surface of the plating layer before contact with water vapor [Zn (O 0 )] The ratio [Zn (O / O 0 )] of the number [Zn (O)] is in the range of 60 to 2700; the number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Al ( Water for O 0 )] The ratio [Al (O / O 0 )] of the number of moles of Al oxide [Al (O)] in the surface layer of the plating layer after contact with steam is in the range of 50 to 200; The number of moles of Mg oxide [Mg (O)] on the surface of the plating layer after contacting with water vapor relative to the number of moles [Mg (O 0 )] of Mg oxide on the surface of the plating layer before The ratio [Mg (O / O 0 )] is in the range of 40 to 240; water vapor relative to the number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH 0 )] on the plating layer surface layer before contact with water vapor The ratio [Zn (OH / OH 0 )] of the number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH)] in the surface layer of the plating layer after being in contact with the metal is in the range of 7 to 270; number of moles of the hydroxide of the plating layer surface of the Al prior to the [Al (OH 0)] To, the ratio of the number of moles of the hydroxide of the plating layer surface of Al after contacting water vapor [Al (OH)] [Al (OH / OH 0)] is in the range of 8 to 20; The number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] with respect to the number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] The ratio [Mg (OH / OH 0 )] of (OH)] is in the range of 10 to 90.

本発明によれば、意匠性に優れた黒色の外観を有し、かつ黒色外観の保持性、加工性および耐食性に優れる黒色めっき鋼板およびその成形体を製造することができる。本発明により製造される黒色めっき鋼板は、意匠性、黒色外観の保持性、加工性および耐食性に優れているため、例えば建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などに使用されるめっき鋼板として有用である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can manufacture the black plating steel plate which has the black external appearance excellent in the designability, and is excellent in the retainability of black external appearance, workability, and corrosion resistance, and its molded object. The black-plated steel sheet produced by the present invention is excellent in design, black appearance retention, workability, and corrosion resistance, so that it is used for, for example, building roofing materials and exterior materials, home appliances, automobiles, etc. Useful as a steel sheet.

水蒸気に接触させる前の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板のめっき層の断面を示す電子顕微鏡写真Electron micrograph showing the cross section of the plated layer of molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before contact with water vapor 水蒸気に接触させた後の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板のめっき層の断面を示す電子顕微鏡写真Electron micrograph showing the cross section of the plated layer of molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet after contact with water vapor

1.黒色めっき鋼板の製造方法
本発明の黒色めっき鋼板の製造方法は、1)溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板(以下「めっき鋼板」ともいう)を準備する第1のステップと、2)溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を水蒸気に接触させる第2のステップとを有する。さらに、任意のステップとして、第2のステップの前または後に3)溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に無機系皮膜または有機系樹脂皮膜を形成するステップを有していてもよい。
1. Method for Producing Black Plated Steel Sheet The method for producing the black plated steel sheet of the present invention includes 1) a first step of preparing molten Al, Mg-containing Zn plated steel sheet (hereinafter also referred to as “plated steel sheet”), and 2) molten Al, And a second step of bringing the Mg-containing Zn-plated steel sheet into contact with water vapor. Furthermore, as an optional step, it may have a step of 3) forming an inorganic film or an organic resin film on the surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after the second step.

[第1のステップ]
第1のステップでは、溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備する。
[First step]
In the first step, a molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet is prepared.

溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板は、Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織を含むめっき層を有する。Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織を形成している各相(Al相、Zn相およびZnMg相)は、それぞれ不規則な大きさおよび形状をしており、互いに入り組んでいる(図1参照)。三元共晶組織中のAl相は、Al−Zn−Mgの三元系平衡状態図における高温でのAl”相(Znを固溶するAl固溶体であり、少量のMgを含む)に由来するものである。この高温でのAl”相は、常温では通常は微細なAl相と微細なZn相に分離して現れる。三元共晶組織中のZn相は、少量のAlを固溶し、場合によってはさらにMgを固溶するZn固溶体である。三元共晶組織中のZnMg相は、Zn−Mgの二元系平衡状態図におけるZnが約84質量%の点付近に存在する金属間化合物相である。 The molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet has a plating layer containing a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg. Each phase (Al phase, Zn phase, and Zn 2 Mg phase) forming the ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg has an irregular size and shape, and is intricate with each other. (See FIG. 1). The Al phase in the ternary eutectic structure is derived from the Al "phase at high temperature in the Al-Zn-Mg ternary equilibrium diagram (Al solid solution that dissolves Zn and contains a small amount of Mg). The Al "phase at high temperature usually appears separated into a fine Al phase and a fine Zn phase at room temperature. The Zn phase in the ternary eutectic structure is a Zn solid solution in which a small amount of Al is dissolved, and in some cases, Mg is further dissolved. The Zn 2 Mg phase in the ternary eutectic structure is an intermetallic compound phase in the vicinity of a point where Zn is about 84% by mass in the Zn—Mg binary equilibrium diagram.

三元共晶組織を含むめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板は、例えばAlが1.0〜22.0質量%、Mgが1.5〜10.0質量%、残部が実質的にZnの合金めっき浴を用いた溶融めっき法で製造されうる。このようにすることで、Al:1.0〜22.0質量%、Mg:1.5〜10.0質量%、残部:Znおよび不可避不純物からなり、三元共晶組織を含むめっき層を形成することができる。また、基材鋼板とめっき層との密着性を向上させるために、基材鋼板とめっき層との界面におけるAl−Fe合金層の成長を抑制できるSiを0.005〜2.0質量%の範囲でめっき浴に添加してもよい。さらに、外観および耐食性に悪影響を与えるZn11Mg相の生成および成長を抑制するために、Ti、B、Ti−B合金、Ti含有化合物またはB含有化合物をめっき浴に添加してもよい。これらの化合物の添加量は、Tiが0.001〜0.1質量%の範囲内となるように、Bが0.001〜0.045質量%の範囲内となるように設定することが好ましい。TiまたはBを過剰量添加すると、めっき層に析出物を成長させるおそれがある。 The molten Al- and Mg-containing Zn-plated steel sheet having a plating layer containing a ternary eutectic structure, for example, Al is 1.0 to 22.0 mass%, Mg is 1.5 to 10.0 mass%, and the balance is substantially Further, it can be manufactured by a hot dipping method using a Zn alloy plating bath. By doing in this way, the plating layer which consists of Al: 1.0-22.0 mass%, Mg: 1.5-10.0 mass%, remainder: Zn and an unavoidable impurity, and contains a ternary eutectic structure. Can be formed. Moreover, in order to improve the adhesiveness of a base-material steel plate and a plating layer, Si which can suppress the growth of the Al-Fe alloy layer in the interface of a base-material steel plate and a plating layer is 0.005-2.0 mass%. A range may be added to the plating bath. Furthermore, Ti, B, Ti—B alloy, Ti-containing compound or B-containing compound may be added to the plating bath in order to suppress the formation and growth of Zn 11 Mg 2 phase that adversely affect the appearance and corrosion resistance. The amount of these compounds added is preferably set so that B is in the range of 0.001 to 0.045% by mass such that Ti is in the range of 0.001 to 0.1% by mass. . If an excessive amount of Ti or B is added, there is a possibility that precipitates grow on the plating layer.

上記組成のめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板は、溶融Al含有Znめっき鋼板よりも耐食性に優れている。また、上記組成のめっき層では、Zn、AlおよびMgがAl/Zn/ZnMgの三元共晶組織として存在している。 The molten Al- and Mg-containing Zn-plated steel sheet having a plating layer having the above composition is superior in corrosion resistance to the molten Al-containing Zn-plated steel sheet. In the plating layer having the above composition, Zn, Al, and Mg are present as a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg.

めっき層のAl含有量は1.0〜22.0質量%の範囲内が好ましく、Mg含有量は1.5〜10.0質量%の範囲内が好ましい。Al含有量およびMg含有量が上記範囲から外れた場合、水蒸気に接触させた後のめっき層の密着性が低下してしまう。   The Al content of the plating layer is preferably in the range of 1.0 to 22.0 mass%, and the Mg content is preferably in the range of 1.5 to 10.0 mass%. When the Al content and the Mg content are out of the above ranges, the adhesion of the plating layer after being brought into contact with water vapor is lowered.

めっき層の厚みは、特に限定されないが、1〜100μmの範囲内が好ましい。めっき層の厚みが1μm未満の場合、取り扱い時に基材鋼板に到達するキズが入りやすくなるため、黒色外観の保持性および耐食性が低下するおそれがある。一方、めっき層の厚みが100μm超の場合、圧縮を受けた際のめっき層と基材鋼板の延性が異なるため、加工部においてめっき層と基材鋼板とが剥離してしまうおそれがある。   Although the thickness of a plating layer is not specifically limited, The inside of the range of 1-100 micrometers is preferable. When the thickness of the plating layer is less than 1 μm, scratches that reach the base steel sheet during handling are likely to enter, so that the black appearance retention and corrosion resistance may be lowered. On the other hand, when the thickness of the plating layer exceeds 100 μm, since the ductility of the plating layer and the base steel plate when subjected to compression is different, the plating layer and the base steel plate may be peeled off at the processed portion.

溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の基材鋼板の種類は、特に限定されない。たとえば、基材鋼板としては、低炭素鋼や中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼などからなる鋼板を使用することができる。良好なプレス成形性が必要とされる場合は、低炭素Ti添加鋼、低炭素Nb添加鋼などからなる深絞り用鋼板が基材鋼板として好ましい。   The kind of the base steel plate of the molten Al, Mg-containing Zn plated steel plate is not particularly limited. For example, as the base steel plate, a steel plate made of low carbon steel, medium carbon steel, high carbon steel, alloy steel, or the like can be used. When good press formability is required, a steel sheet for deep drawing made of low carbon Ti-added steel, low carbon Nb-added steel, or the like is preferable as the base steel sheet.

[第2のステップ]
第2のステップでは、第1のステップで準備しためっき鋼板を水蒸気に接触させて、めっき層を黒色化する。この工程により、めっき層表面の明度(L値)を60以下にまで低下させることができる。めっき層表面の明度(L値)は、分光型色差計を用いて測定される。
[Second step]
In the second step, the plated steel sheet prepared in the first step is brought into contact with water vapor to blacken the plating layer. By this step, the lightness (L value) of the plating layer surface can be reduced to 60 or less. The lightness (L value) of the plating layer surface is measured using a spectroscopic color difference meter.

めっき鋼板を水蒸気に接触させる際の水蒸気の温度は、105℃以上が好ましく、105〜350℃の範囲内がより好ましい。水蒸気の温度が105℃未満の場合、めっき層の表層部分のみ黒色化され、黒色外観の保持性を十分に向上させることができない。一方、水蒸気の温度が350℃超の場合、めっき層の組成が変化して、めっき鋼板の耐食性および密着性が低下してしまうおそれがある。   The temperature of water vapor when the plated steel sheet is brought into contact with water vapor is preferably 105 ° C. or higher, and more preferably in the range of 105 to 350 ° C. When the temperature of the water vapor is less than 105 ° C., only the surface layer portion of the plating layer is blackened, and the black appearance retention cannot be sufficiently improved. On the other hand, when the temperature of water vapor exceeds 350 ° C., the composition of the plating layer may change, and the corrosion resistance and adhesion of the plated steel sheet may be reduced.

めっき鋼板を水蒸気に接触させる際の水蒸気の相対湿度は、30%〜100%の範囲内が好ましい。すなわち、めっき鋼板に接触させる105℃以上の水蒸気は、相対湿度100%未満の加熱水蒸気であってもよいし、相対湿度100%の飽和水蒸気であってもよい。水蒸気の相対湿度が30%未満の場合、十分に黒色化するためには水蒸気に接触させる時間を長くしなければならなくなり、生産性が低下してしまう。   The relative humidity of water vapor when the plated steel sheet is brought into contact with water vapor is preferably in the range of 30% to 100%. That is, the steam at 105 ° C. or higher that is brought into contact with the plated steel sheet may be heated steam having a relative humidity of less than 100% or saturated steam having a relative humidity of 100%. When the relative humidity of water vapor is less than 30%, in order to sufficiently blacken, it is necessary to lengthen the time for contact with water vapor, and productivity is lowered.

めっき鋼板を水蒸気に接触させる際の水蒸気の気圧は、特に限定されず、常圧(大気圧)であってもよいし、加圧されていてもよい。常圧(大気圧)下において、所定の温度および相対湿度に調整された水蒸気をめっき鋼板に吹き付けた場合、吐出口とめっき鋼板との距離や周辺温度に応じて水蒸気の温度および相対湿度が変化してしまうおそれがある。このような問題を回避するためには、所定の温度および相対湿度に調整された密閉容器中において、めっき鋼板を水蒸気に接触させることが好ましい。   The atmospheric pressure of water vapor when bringing the plated steel sheet into contact with water vapor is not particularly limited, and may be normal pressure (atmospheric pressure) or may be pressurized. Under normal pressure (atmospheric pressure), when water vapor adjusted to the specified temperature and relative humidity is sprayed onto the plated steel sheet, the temperature and relative humidity of the water vapor change depending on the distance between the outlet and the plated steel sheet and the ambient temperature. There is a risk of it. In order to avoid such a problem, it is preferable to bring the plated steel sheet into contact with water vapor in a closed container adjusted to a predetermined temperature and relative humidity.

めっき鋼板を水蒸気に接触させる時間は、水蒸気の温度や相対湿度、めっき層の組成などに応じて適宜設定すればよい。たとえば、めっき層中のMgの含有量が多いほど、短時間でめっき層を黒色化することができる。通常、105〜350℃、相対湿度30〜100%の水蒸気をめっき鋼板に0.017〜120時間程度接触させることで、めっき層表面の明度(L値)を60以下にまで低下させることができる。   What is necessary is just to set suitably the time which makes a plated steel plate contact with water vapor | steam according to the temperature of water vapor | steam, relative humidity, a composition of a plating layer, etc. FIG. For example, the plating layer can be blackened in a shorter time as the content of Mg in the plating layer is larger. Usually, the brightness (L value) of the surface of the plating layer can be reduced to 60 or less by bringing steam having a temperature of 105 to 350 ° C. and a relative humidity of 30 to 100% into contact with the plated steel sheet for about 0.017 to 120 hours. .

第2のステップにおいて、めっき鋼板を水蒸気に接触させると(酸化処理)、めっき層中にZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が生成される。第2のステップにおいて、めっき層が黒色化するメカニズムは不明であるが、めっき層中にZn、Al、Mgの酸化物および/または水酸化物が生成されることが関与していると推察される。一つの仮説としては、めっき鋼板を水蒸気に接触させることで、めっき層中に酸素欠乏型の欠陥構造を有するZn、Al、Mgの酸化物または水酸化物(例えば、ZnO1−x)が生成して、めっき層が黒色化することが考えられる(内田幸夫ほか,「Zn−Al系合金溶融めっき鋼板の黒変皮膜」,鉄と鋼(日本鉄鋼協会会誌),第72年第8号,1013〜1020ページ;甲田満ほか,「Zn−4%Al系溶融めっき鋼板の黒変化機構およびその抑制法」,日新製鋼技報,第63号,77〜88ページ参照)。 In the second step, when the plated steel sheet is brought into contact with water vapor (oxidation treatment), oxides and hydroxides of Zn, Al, and Mg are generated in the plating layer. In the second step, the mechanism of blackening of the plating layer is unknown, but it is assumed that the formation of oxides and / or hydroxides of Zn, Al, Mg in the plating layer is involved. The One hypothesis is that Zn, Al, Mg oxide or hydroxide (eg, ZnO 1-x ) having an oxygen-deficient defect structure is formed in the plating layer by bringing the plated steel sheet into contact with water vapor. It is considered that the plating layer is blackened (Yukio Uchida et al., “Blackening film of Zn-Al alloy hot-dip plated steel sheet”, Iron and Steel (Journal of the Iron and Steel Institute of Japan), No. 72, No. 72, 1013-1020; see Mitsuru Koda, et al., “The mechanism of black change in Zn-4% Al-based hot-dip galvanized steel sheet and its suppression method”, Nisshin Steel Technical Report, 63, pages 77-88).

上述のように、めっき鋼板を水蒸気に接触させると、めっき層の黒色化に寄与すると思われるZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物がめっき層中に生成されるが、めっき層中のZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が過剰に生成されると、めっき鋼板の耐食性が低下してしまうおそれがある。一方、めっき層中のZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物の生成量が過少量の場合は、めっき層を十分に黒色化することができない。   As described above, when the plated steel sheet is brought into contact with water vapor, oxides and hydroxides of Zn, Al, Mg, which are thought to contribute to the blackening of the plating layer, are generated in the plating layer. If the oxides and hydroxides of Zn, Al, and Mg are excessively produced, the corrosion resistance of the plated steel sheet may be reduced. On the other hand, when the production amount of Zn, Al, Mg oxide and hydroxide in the plating layer is too small, the plating layer cannot be sufficiently blackened.

したがって、水蒸気に接触させる前のめっき層表層の酸化物または水酸化物のモル数に対する、水蒸気に接触させた後のめっき層表層の酸化物または水酸化物のモル数の比率が、以下の範囲内となるように、過熱水蒸気の温度や相対湿度、気圧、処理時間などを調整することが好ましい。酸化物または水酸化物の比率を以下の範囲内とすることで、耐食性を維持しつつ、めっき層を十分に黒色化することができる。
Zn(O/O):60〜2700
Al(O/O):50〜200
Mg(O/O):40〜240
Zn(OH/OH):7〜270
Al(OH/OH):8〜20
Mg(OH/OH):10〜90
Therefore, the ratio of the number of moles of oxide or hydroxide of the plating layer surface layer after contacting with water vapor to the number of moles of oxide or hydroxide of the plating layer surface layer before contacting with water vapor is in the following range. It is preferable to adjust the temperature, relative humidity, atmospheric pressure, treatment time, etc. of the superheated steam so as to be inside. By setting the ratio of the oxide or hydroxide within the following range, the plating layer can be sufficiently blackened while maintaining the corrosion resistance.
Zn (O / O 0 ): 60-2700
Al (O / O 0 ): 50 to 200
Mg (O / O 0 ): 40-240
Zn (OH / OH 0 ): 7 to 270
Al (OH / OH 0 ): 8-20
Mg (OH / OH 0 ): 10 to 90

ここで、[Zn(O/O)]は、水蒸気に接触させる前のめっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]に対する、水蒸気に接触させた後のめっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]の比率を意味する。また、[Zn(OH/OH)]は、水蒸気に接触させる前のめっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後のめっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]の比率を意味する。Al、Mgについても同様である。また、「めっき層表層」とは、めっき層の表面から0.05〜0.10μmの部分を意味する。 Here, [Zn (O / O 0 )] is the plating layer surface layer after contact with water vapor with respect to the number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 )] in the plating layer surface layer before contact with water vapor It means the ratio of the number of moles of Zn oxide [Zn (O)]. [Zn (OH / OH 0 )] is the plating layer surface layer after contact with water vapor with respect to the number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH 0 )] in the plating layer surface layer before contact with water vapor. The number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH)]. The same applies to Al and Mg. The “plating layer surface layer” means a portion of 0.05 to 0.10 μm from the surface of the plating layer.

水蒸気に接触させる前後のめっき層表層の酸化物または水酸化物のモル数の比率は、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)を用いて、めっき層の表面から鋼板側に向けて深さ方向にGaイオンを照射し、深さ0.05〜0.10μmのめっき層に含まれる酸化物および水酸化物の平均二次イオン数を測定することで算出される。   The ratio of the number of moles of oxide or hydroxide on the surface of the plating layer before and after contact with water vapor is measured from the surface of the plating layer toward the steel plate using a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS). The Ga ions are irradiated in the depth direction, and the average number of secondary ions of oxides and hydroxides contained in the plating layer having a depth of 0.05 to 0.10 μm is measured.

めっき鋼板を水蒸気に接触させると、最初はめっき層の表層においてZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が生成され、時間の経過とともにめっき層の内部においてもZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が生成される。めっき鋼板を水蒸気に接触させる時間が短い場合、めっき層の表層のみにおいてZn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が生成され、めっき層の表層のみが黒色化する。このようにめっき層の表層のみが黒色化した黒色化めっき鋼板は、黒色化した表層部分が少し削られただけでその下に位置する銀白色の部分が露出してしまい、黒色外観の保持性に劣る。   When the plated steel sheet is brought into contact with water vapor, Zn, Al, Mg oxides and hydroxides are initially generated in the surface layer of the plating layer, and Zn, Al, Mg oxides are also formed inside the plating layer over time. And hydroxide is produced. When the time for which the plated steel sheet is brought into contact with water vapor is short, oxides and hydroxides of Zn, Al, Mg are generated only in the surface layer of the plating layer, and only the surface layer of the plating layer is blackened. As described above, the blackened plated steel sheet in which only the surface layer of the plating layer is blackened, the silvery white portion located under the blackened surface layer portion is exposed even if the blackened surface layer portion is slightly shaved, and the black appearance is retained. Inferior to

したがって、黒色外観の保持性を十分に確保するためには、めっき層の表面側の少なくとも20%の部分において、Zn、Al、Mgの酸化物および水酸化物が十分に生成されるまで、めっき鋼板を水蒸気に接触させることが好ましい。ここで「めっき層の表面側の20%の部分」とは、例えばめっき層の厚みが10μmの場合の、表面側の厚み2μmの部分を意味する。   Therefore, in order to sufficiently secure the black appearance, plating is performed until Zn, Al, Mg oxides and hydroxides are sufficiently generated in at least 20% of the surface side of the plating layer. It is preferable to bring the steel sheet into contact with water vapor. Here, the “20% portion on the surface side of the plating layer” means a portion having a thickness of 2 μm on the surface side when the thickness of the plating layer is 10 μm, for example.

より具体的には、めっき層の表面側の20%の部分において、Zn相は、どの点においても酸素を1質量%以上含有しており、Al相は、どの点においても酸素を10質量%以上含有しており、ZnMg相は、どの点においても酸素を5質量%以上含有していることが好ましい。各相における酸素の含有量が上記下限値未満の場合、黒色外観の保持性が十分ではない場合がある。めっき層の各部位における酸素の含有量は、エネルギー分散形X線分光器(EDX)を用いて測定することができる。 More specifically, in the 20% portion on the surface side of the plating layer, the Zn phase contains 1% by mass or more of oxygen at any point, and the Al phase contains 10% by mass of oxygen at any point. The Zn 2 Mg phase is preferably contained at least 5% by mass of oxygen at any point. When the oxygen content in each phase is less than the above lower limit, the black appearance may not be sufficiently retained. The oxygen content in each part of the plating layer can be measured using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX).

[第3のステップ]
第2のステップの前または後に任意に行われる第3のステップでは、溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に無機系皮膜または有機系樹脂皮膜を形成する。無機系皮膜および有機系樹脂皮膜は、黒色めっき鋼板の耐食性や耐カジリ性(黒色外観の保持性)などを向上させる。
[Third step]
In the third step optionally performed before or after the second step, an inorganic coating or an organic resin coating is formed on the surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet. The inorganic coating and the organic resin coating improve the corrosion resistance and galling resistance (retainability of black appearance) of the black-plated steel sheet.

(無機系皮膜)
無機系皮膜は、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの酸素酸塩、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのリン酸塩およびバルブメタルのフッ化物からなる群から選ばれる1種類または2種類以上の化合物(以下「バルブメタル化合物」ともいう)を含むものが好ましい。バルブメタル化合物を含ませることで、環境負荷を小さくしつつ、優れたバリア作用を付与することができる。バルブメタルとは、その酸化物が高い絶縁抵抗を示す金属をいう。バルブメタルとしては、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、SiおよびAlからなる群から選ばれる1種類または2種類以上の金属が挙げられる。バルブメタル化合物としては公知のものを用いてよい。
(Inorganic coating)
The inorganic coating is one or more kinds selected from the group consisting of valve metal oxides, valve metal oxyacid salts, valve metal hydroxides, valve metal phosphates and valve metal fluorides. Those containing a compound (hereinafter also referred to as “valve metal compound”) are preferred. By including the valve metal compound, it is possible to provide an excellent barrier action while reducing the environmental load. Valve metal refers to a metal whose oxide exhibits high insulation resistance. Examples of the valve metal include one or more metals selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Si, and Al. Known valve metal compounds may be used.

また、バルブメタルの可溶性フッ化物を無機系皮膜に含ませることで、自己修復作用を付与することができる。バルブメタルのフッ化物は、雰囲気中の水分に溶け出した後、皮膜欠陥部から露出しているめっき鋼板の表面に難溶性の酸化物または水酸化物となって再析出し、皮膜欠陥部を埋める。無機系皮膜にバルブメタルの可溶性フッ化物を含ませるには、無機系塗料にバルブメタルの可溶性フッ化物を添加してもよいし、バルブメタル化合物とは別に(NH)Fなどの可溶性フッ化物を添加してもよい。 Moreover, a self-repairing action can be imparted by including a soluble fluoride of valve metal in the inorganic coating. The valve metal fluoride dissolves in the moisture in the atmosphere and then re-precipitates as a sparingly soluble oxide or hydroxide on the surface of the plated steel plate exposed from the film defect. fill in. In order to include the soluble fluoride of valve metal in the inorganic coating, the soluble fluoride of valve metal may be added to the inorganic coating, or soluble fluoride such as (NH 4 ) F separately from the valve metal compound May be added.

無機系皮膜は、さらに可溶性または難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩を含んでいてもよい。可溶性のリン酸塩は、無機系皮膜から皮膜欠陥部に溶出し、めっき鋼板の金属と反応して不溶性リン酸塩となることで、バルブメタルの可溶性フッ化物による自己修復作用を補完する。また、難溶性のリン酸塩は、無機系皮膜中に分散して皮膜強度を向上させる。可溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩に含まれる金属の例には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Mnが含まれる。難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩に含まれる金属の例には、Al、Ti、Zr、Hf、Znが含まれる。   The inorganic film may further contain a soluble or hardly soluble metal phosphate or composite phosphate. Soluble phosphate elutes from the inorganic film to the film defect and reacts with the metal of the plated steel sheet to become insoluble phosphate, thereby complementing the self-repairing action of the valve metal with soluble fluoride. In addition, the hardly soluble phosphate is dispersed in the inorganic film to improve the film strength. Examples of the metal contained in the soluble metal phosphate or composite phosphate include alkali metals, alkaline earth metals, and Mn. Examples of the metal contained in the hardly soluble metal phosphate or the composite phosphate include Al, Ti, Zr, Hf, and Zn.

無機系皮膜は、公知の方法で形成されうる。たとえば、バルブメタル化合物などを含む無機系塗料を、水蒸気に接触させる前または接触させた後の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に塗布し、水洗せずに乾燥させればよい。塗布方法の例には、ロールコート法、スピンコート法、スプレー法などが含まれる。無機系塗料にバルブメタル化合物を添加する場合は、無機系塗料中においてバルブメタル化合物が安定して存在できるように、キレート作用のある有機酸を無機系塗料に添加してもよい。有機酸の例には、タンニン酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、乳酸および酢酸が含まれる。   The inorganic film can be formed by a known method. For example, an inorganic paint containing a valve metal compound or the like may be applied to the surface of the molten Al or Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after contact with water vapor and dried without being washed with water. Examples of the coating method include a roll coating method, a spin coating method, and a spray method. When a valve metal compound is added to the inorganic paint, an organic acid having a chelating action may be added to the inorganic paint so that the valve metal compound can be stably present in the inorganic paint. Examples of organic acids include tannic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, lactic acid and acetic acid.

(有機系樹脂皮膜)
有機系樹脂皮膜を構成する有機樹脂は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれらの樹脂の組み合わせ、あるいはこれらの樹脂の共重合体または変性物などである。これらの柔軟性のある有機樹脂を用いることで、黒色めっき鋼板を成形加工する際にクラックの発生を抑制することができ、耐食性を向上させることができる。また、有機系樹脂皮膜にバルブメタル化合物を含ませる場合に、バルブメタル化合物を有機系樹脂皮膜(有機樹脂マトリックス)中に分散させることができる(後述)。
(Organic resin film)
The organic resin constituting the organic resin film is urethane resin, epoxy resin, olefin resin, styrene resin, polyester resin, acrylic resin, fluorine resin, or a combination of these resins, or these resins. Or a modified product thereof. By using these flexible organic resins, generation of cracks can be suppressed when forming a black-plated steel sheet, and corrosion resistance can be improved. Further, when the valve resin compound is included in the organic resin film, the valve metal compound can be dispersed in the organic resin film (organic resin matrix) (described later).

有機系樹脂皮膜は、潤滑剤を含むものが好ましい。潤滑剤を含ませることで、耐カジリ性を向上させることができる。潤滑剤の種類は、特に限定されず、公知のものから選択すればよい。潤滑剤の例には、フッ素系やポリエチレン系、スチレン系などの有機ワックス、二硫化モリブデンやタルクなどの無機潤滑剤が含まれる。   The organic resin film preferably contains a lubricant. By including the lubricant, galling resistance can be improved. The type of the lubricant is not particularly limited and may be selected from known ones. Examples of the lubricant include organic waxes such as fluorine, polyethylene, and styrene, and inorganic lubricants such as molybdenum disulfide and talc.

有機系樹脂皮膜は、無機系皮膜と同様に、前述のバルブメタル化合物を含むものが好ましい。バルブメタル化合物を含ませることで、環境負荷を小さくしつつ、優れたバリア作用を付与することができる。   The organic resin film preferably contains the aforementioned valve metal compound, similarly to the inorganic film. By including the valve metal compound, it is possible to provide an excellent barrier action while reducing the environmental load.

また、有機系樹脂皮膜は、無機系皮膜と同様に、さらに可溶性または難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩を含んでいてもよい。可溶性のリン酸塩は、有機系樹脂皮膜から皮膜欠陥部に溶出し、めっき鋼板の金属と反応して不溶性リン酸塩となることで、バルブメタルの可溶性フッ化物による自己修復作用を補完する。また、難溶性のリン酸塩は、有機系樹脂皮膜中に分散して皮膜強度を向上させる。   Further, the organic resin film may further contain a soluble or hardly soluble metal phosphate or composite phosphate, similarly to the inorganic film. Soluble phosphate is eluted from the organic resin film to the film defect portion and reacts with the metal of the plated steel sheet to become insoluble phosphate, thereby complementing the self-repairing action of the valve metal with soluble fluoride. Further, the hardly soluble phosphate is dispersed in the organic resin film to improve the film strength.

有機系樹脂皮膜がバルブメタル化合物やリン酸塩を含む場合、通常は、めっき鋼板と有機系樹脂皮膜との間に界面反応層が形成される。界面反応層は、有機系塗料に含まれるフッ化物またはリン酸塩とめっき鋼板に含まれる金属またはバルブメタルとの反応生成物であるフッ化亜鉛、リン酸亜鉛、バルブメタルのフッ化物、リン酸塩などからなる緻密層である。界面反応層は、優れた環境遮蔽能を有し、雰囲気中の腐食性成分がめっき鋼板に到達することを妨げる。一方、有機系樹脂皮膜では、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのフッ化物、リン酸塩などの粒子が有機樹脂マトリックス中に分散している。バルブメタルの酸化物などの粒子は、有機樹脂マトリックス中に三次元的に分散しているため、有機樹脂マトリックスを浸透してきた水分などの腐食性成分を捕捉することができる。その結果、有機系樹脂皮膜は、界面反応層に到達する腐食性成分を大幅に減少することができる。これら有機系樹脂皮膜および界面反応層により、優れた防食効果が発揮される。   When the organic resin film contains a valve metal compound or a phosphate, an interface reaction layer is usually formed between the plated steel sheet and the organic resin film. Interfacial reaction layer consists of zinc fluoride, zinc phosphate, valve metal fluoride, phosphoric acid, which is a reaction product of fluoride or phosphate contained in organic paint and metal or valve metal contained in plated steel sheet It is a dense layer made of salt. The interface reaction layer has an excellent environmental shielding ability and prevents corrosive components in the atmosphere from reaching the plated steel sheet. On the other hand, in the organic resin film, particles of valve metal oxide, valve metal hydroxide, valve metal fluoride, phosphate, and the like are dispersed in the organic resin matrix. Since particles such as valve metal oxide are three-dimensionally dispersed in the organic resin matrix, corrosive components such as moisture that have permeated the organic resin matrix can be captured. As a result, the organic resin film can greatly reduce the corrosive components reaching the interface reaction layer. An excellent anticorrosive effect is exhibited by the organic resin film and the interface reaction layer.

たとえば、有機系樹脂皮膜は、柔軟性に優れるウレタン系樹脂を含むウレタン系樹脂皮膜である。ウレタン系樹脂皮膜を構成するウレタン系樹脂は、ポリオールとポリイソシアネートを反応させることで得られるが、ウレタン系樹脂皮膜を形成した後に、黒色の色調を付与するために水蒸気処理を行う場合、ポリオールは、エーテル系ポリオール(エーテル結合を含むポリオール)およびエステル系ポリオール(エステル結合を含むポリオール)を所定の割合で組み合わせて使用することが好ましい。   For example, the organic resin film is a urethane resin film containing a urethane resin having excellent flexibility. The urethane-based resin constituting the urethane-based resin film is obtained by reacting a polyol and a polyisocyanate, but after forming the urethane-based resin film, when performing steam treatment to give a black color tone, the polyol is It is preferable to use an ether polyol (polyol containing an ether bond) and an ester polyol (polyol containing an ester bond) in combination at a predetermined ratio.

ポリオールとしてエステル系ポリオールのみを使用してウレタン系樹脂皮膜を形成した場合、ウレタン系樹脂中のエステル結合が水蒸気によって加水分解されてしまうため、耐食性を十分に向上させることができない。一方、ポリオールとしてエーテル系ポリオールのみを使用してウレタン系樹脂皮膜を形成した場合、めっき鋼板との密着性が十分ではなく、耐食性を十分に向上させることができない。これに対し、本発明者らは、エーテル系ポリオールおよびエステル系ポリオールを所定の割合で組み合わせて使用することで、両者の長所を活かし、かつ短所を補い合わせて、めっき鋼板の耐食性を顕著に向上させうることを見出した。これによれば、ウレタン系樹脂皮膜を形成した後に、黒色の色調を付与するために水蒸気処理を行っても、ウレタン系樹脂皮膜による耐食性の向上効果を維持することができる。すなわち、黒色の色調を有し、かつ耐食性に優れた黒色めっき鋼板を製造することができる。   When a urethane-based resin film is formed using only an ester-based polyol as a polyol, the ester bond in the urethane-based resin is hydrolyzed by water vapor, so that the corrosion resistance cannot be sufficiently improved. On the other hand, when a urethane-based resin film is formed using only an ether-based polyol as the polyol, the adhesion with the plated steel sheet is not sufficient, and the corrosion resistance cannot be sufficiently improved. In contrast, the present inventors use ether polyols and ester polyols in combination at a predetermined ratio, taking advantage of both and making up for the disadvantages, thereby significantly improving the corrosion resistance of the plated steel sheet. I found out that I could make it. According to this, even if it performs a water vapor | steam process in order to provide a black color tone after forming a urethane type resin film, the corrosion-resistant improvement effect by a urethane type resin film can be maintained. That is, a black-plated steel sheet having a black color tone and excellent corrosion resistance can be produced.

エーテル系ポリオールの種類は、特に限定されず、公知のものから適宜選択すればよい。エーテル系ポリオールの例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物のような直鎖状ポリアルキレンポリオールなどが含まれる。   The kind of ether polyol is not particularly limited, and may be appropriately selected from known ones. Examples of the ether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, linear polyalkylene polyol such as ethylene oxide or propylene oxide adduct of glycerin, and the like.

エステル系ポリオールの種類も、特に限定されず、公知のものから適宜選択すればよい。たとえば、エステル系ポリオールとしては、二塩基酸および低分子ポリオールを反応させて得られる、分子鎖中にヒドロキシ基を有する線状ポリエステルを使用できる。二塩基酸の例には、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、イソフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テレフタル酸、ジメチルテレフタレート、イタコン酸、フマル酸、無水マレイン酸、または前記各酸のエステル類が含まれる。   The kind of ester polyol is not particularly limited, and may be appropriately selected from known ones. For example, as the ester polyol, a linear polyester having a hydroxy group in the molecular chain obtained by reacting a dibasic acid and a low molecular polyol can be used. Examples of dibasic acids include adipic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, isophthalic acid, hexahydrophthalic anhydride, terephthalic acid, dimethyl terephthalate, itaconic acid, fumaric acid, maleic anhydride, Esters are included.

エーテル系ポリオールおよびエステル系ポリオールからなるポリオール中におけるエーテル系ポリオールの割合は、5〜30質量%の範囲内であることが好ましい。エーテル系ポリオールの割合が5質量%未満である場合、エステル系ポリオールの比率が過剰に増加するため、ウレタン系樹脂皮膜が加水分解されやすくなり、耐食性を十分に向上させることができないおそれがある。一方、エーテル系ポリオールの割合が30質量%超である場合、エーテル系ポリオールの比率が過剰に増加するため、めっき鋼板との密着性が低下し、耐食性を十分に向上させることができないおそれがある。   The ratio of the ether-based polyol in the polyol composed of the ether-based polyol and the ester-based polyol is preferably in the range of 5 to 30% by mass. When the ratio of the ether-based polyol is less than 5% by mass, the ratio of the ester-based polyol is excessively increased, so that the urethane-based resin film is easily hydrolyzed, and the corrosion resistance may not be sufficiently improved. On the other hand, when the ratio of the ether-based polyol is more than 30% by mass, the ratio of the ether-based polyol is excessively increased, so that the adhesion with the plated steel sheet is lowered and the corrosion resistance may not be sufficiently improved. .

ポリイソシアネートの種類は、特に限定されず、公知のものから適宜選択すればよい。たとえば、ポリイソシアネートとして、芳香族環を有するポリイソシアネート化合物を使用することができる。芳香族環を有するポリイソシアネート化合物の例には、ヘキサメチレンジイソシアネート、o−、m−またはp−フェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート、芳香族環が水素添加された2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメチルー4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジメチルベンゼン、ω,ω’−ジイソシアネート−1,3−ジメチルベンゼンなどが含まれる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The kind of polyisocyanate is not particularly limited, and may be appropriately selected from known ones. For example, a polyisocyanate compound having an aromatic ring can be used as the polyisocyanate. Examples of polyisocyanate compounds having an aromatic ring include hexamethylene diisocyanate, o-, m- or p-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, 2 hydrogenated aromatic rings. , 4- or 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate, ω, ω′-diisocyanate-1,4-dimethylbenzene, ω , Ω′-diisocyanate-1,3-dimethylbenzene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記のウレタン系樹脂皮膜は、多価フェノールをさらに含んでいることが好ましい。ウレタン系樹脂皮膜が多価フェノールを含む場合、めっき鋼板と多価フェノールとの界面に、これらを強固に密着させる多価フェノールの濃化層が形成される。したがって、ウレタン系樹脂皮膜に多価フェノールを配合することで、ウレタン系樹脂皮膜の耐食性をさらに向上させることができる。   The urethane resin film preferably further contains a polyhydric phenol. When the urethane-based resin film contains a polyhydric phenol, a concentrated layer of polyhydric phenol is formed at the interface between the plated steel plate and the polyhydric phenol to firmly adhere them. Therefore, the corrosion resistance of the urethane resin film can be further improved by blending polyhydric phenol into the urethane resin film.

多価フェノールの種類は、特に限定されず、公知のものから適宜選択すればよい。多価フェノールの例には、タンニン酸、没食子酸、ハイドロキノン、カテコール、フロログルシノールが含まれる。また、ウレタン系樹脂皮膜中の多価フェノールの配合量は、0.2〜30質量%の範囲内が好ましい。多価フェノールの配合量が0.2質量%未満である場合、多価フェノールの効果を十分に発揮させることができない。一方、多価フェノールの配合量が30質量%超であった場合、塗料の安定性が低下するおそれがある。   The kind of polyhydric phenol is not particularly limited, and may be appropriately selected from known ones. Examples of the polyhydric phenol include tannic acid, gallic acid, hydroquinone, catechol, and phloroglucinol. Moreover, the compounding quantity of the polyhydric phenol in a urethane type resin film has the preferable inside of the range of 0.2-30 mass%. When the blending amount of the polyhydric phenol is less than 0.2% by mass, the effect of the polyhydric phenol cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, when the blending amount of the polyhydric phenol is more than 30% by mass, the stability of the paint may be lowered.

有機系樹脂皮膜は、塗布層であってもよいし、ラミネート層であってもよい。また、有機系樹脂皮膜は、黒色めっき鋼板の黒色外観を生かす観点からは、クリア塗膜であることが好ましい。   The organic resin film may be a coating layer or a laminate layer. Moreover, it is preferable that an organic type resin film is a clear coating film from a viewpoint of utilizing the black external appearance of a black plating steel plate.

有機系樹脂皮膜は、公知の方法で形成されうる。たとえば、有機系樹脂皮膜が塗布層である場合は、有機樹脂やバルブメタル化合物などを含む有機系塗料を、水蒸気に接触させる前または接触させた後の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に塗布し、水洗せずに乾燥させればよい。塗布方法の例には、ロールコート法、スピンコート法、スプレー法などが含まれる。有機系塗料にバルブメタル化合物を添加する場合は、有機系塗料中においてバルブメタル化合物が安定して存在できるように、キレート作用のある有機酸を有機系塗料に添加してもよい。有機樹脂やバルブメタル化合物、フッ化物、リン酸塩などを含む有機系塗料をめっき鋼板の表面に塗布した場合、フッ素イオンやリン酸イオンなどの無機陰イオンとめっき鋼板に含まれる金属またはバルブメタルとの反応生成物からなる皮膜(界面反応層)がめっき鋼板の表面に優先的にかつ緻密に形成され、その上にバルブメタルの酸化物、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのフッ化物、リン酸塩などの粒子が分散した有機系樹脂皮膜が形成される。一方、有機系樹脂皮膜がラミネート層である場合は、めっき鋼板の表面にバルブメタル化合物などを含む有機樹脂フィルムを積層すればよい。   The organic resin film can be formed by a known method. For example, when the organic resin film is a coating layer, an organic paint containing an organic resin or a valve metal compound is applied to the surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after contacting with water vapor. What is necessary is just to apply | coat and to dry without washing with water. Examples of the coating method include a roll coating method, a spin coating method, and a spray method. When a valve metal compound is added to the organic paint, an organic acid having a chelating action may be added to the organic paint so that the valve metal compound can be stably present in the organic paint. When an organic paint containing an organic resin, valve metal compound, fluoride, phosphate, etc. is applied to the surface of the plated steel sheet, inorganic anions such as fluorine ions and phosphate ions and metal or valve metal contained in the plated steel sheet A film (interfacial reaction layer) consisting of a reaction product with the above is formed preferentially and densely on the surface of the plated steel plate, on which a valve metal oxide, a valve metal hydroxide, a valve metal fluoride, An organic resin film in which particles such as phosphate are dispersed is formed. On the other hand, when the organic resin film is a laminate layer, an organic resin film containing a valve metal compound or the like may be laminated on the surface of the plated steel sheet.

以上の手順により、めっき層を黒色化して、黒色外観の保持性および加工性に優れる黒色めっき鋼板を製造することができる。   By the above procedure, the plating layer can be blackened to produce a black-plated steel sheet having excellent black appearance and workability.

本発明の製造方法は、水蒸気を用いて黒色化するため、環境に負荷をかけずに黒色めっき鋼板を製造することができる。   Since the manufacturing method of the present invention is blackened using water vapor, a black-plated steel sheet can be manufactured without imposing a load on the environment.

また、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板では、黒色の色調を付与すると考えられる成分(Zn、Al、Mgの酸化物および/または水酸化物)が、めっき層の表面だけでなく内部にも存在する。したがって、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板は、めっき層の表面が削れても黒色の外観を維持することができ、黒色外観の保持性に優れている。   Further, in the black plated steel sheet obtained by the production method of the present invention, the component (Zn, Al, Mg oxide and / or hydroxide) considered to impart a black color tone is not only the surface of the plating layer. It also exists inside. Therefore, the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention can maintain a black appearance even if the surface of the plating layer is scraped, and has excellent black appearance retention.

また、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板では、黒色の色調を付与すると考えられる成分(Zn、Al、Mgの酸化物および/または水酸化物)が、1つの皮膜を形成することなくめっき層中に分散している。したがって、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板は、めっき層の密着性が低下することはなく、加工性に優れている。もちろん、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板は、通常の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板と同様の優れた耐食性も有している。   In addition, in the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention, a component (Zn, Al, Mg oxide and / or hydroxide) considered to impart a black color tone forms one film. And dispersed in the plating layer. Therefore, the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention is excellent in workability without lowering the adhesion of the plating layer. Of course, the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention also has excellent corrosion resistance similar to that of ordinary molten Al and Mg-containing Zn-plated steel sheets.

また、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板は、塗膜を形成していないため、通常の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板と同様にスポット溶接をすることも可能である。   Moreover, since the black plating steel plate obtained by the manufacturing method of this invention has not formed the coating film, it is also possible to perform spot welding similarly to a normal molten Al and Mg containing Zn plating steel plate.

2.黒色めっき鋼板の成形体の製造方法
本発明の黒色めっき鋼板の成形体の製造方法は、1)溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備する第1のステップと、2)溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を水蒸気に接触させる第2のステップと、3)第2のステップの前または後に溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を成形加工する第3ステップとを有する。
2. Method for Producing Black Plated Steel Sheet Molded Body The method for producing the black plated steel sheet according to the present invention includes 1) a first step of preparing a molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet, and 2) a molten Al, Mg-containing Zn. A second step of bringing the plated steel sheet into contact with water vapor; and 3) a third step of forming the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after the second step.

[第1のステップおよび第2のステップ]
第1のステップおよび第2のステップは、上述の黒色めっき鋼板の製造方法の第1のステップおよび第2のステップと同一のステップである。
[First step and second step]
The first step and the second step are the same steps as the first step and the second step of the above-described black-plated steel sheet manufacturing method.

[第3のステップ]
第2のステップの前または後に行われる第3のステップでは、溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を成形加工する。具体的には、第2のステップの後に第3のステップを行う場合は、水蒸気に接触させた黒色めっき鋼板を成形加工して、黒色めっき鋼板の成形体を得る。一方、第3のステップの後に第2のステップを行う場合は、水蒸気に接触させる前のめっき鋼板を成形加工する。この場合は、第3のステップの後に行われる第2のステップにおいて、めっき鋼板の成形体を水蒸気に接触させて、めっき鋼板の成形体を黒色化する。
[Third step]
In a third step performed before or after the second step, a molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet is formed. Specifically, when the third step is performed after the second step, the black-plated steel sheet brought into contact with water vapor is formed to obtain a molded body of the black-plated steel sheet. On the other hand, when performing a 2nd step after a 3rd step, the plated steel plate before making it contact with water vapor | steam is shape | molded. In this case, in the second step performed after the third step, the formed body of the plated steel sheet is brought into contact with water vapor to blacken the formed body of the plated steel sheet.

溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を成形加工する方法は、特に限定されず、プレス加工や扱き加工、絞り加工などの公知の方法から適宜選択することができる。   The method for forming the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet is not particularly limited, and can be appropriately selected from known methods such as pressing, handling, and drawing.

以上の手順により、黒色外観の保持性および加工性に優れる黒色めっき鋼板の成形体を製造することができる。   By the above procedure, a molded body of a black-plated steel sheet having excellent black appearance retention and workability can be produced.

本発明の製造方法は、水蒸気を用いて黒色化するため、環境に負荷をかけずに黒色めっき鋼板の成形体を製造することができる。   Since the manufacturing method of this invention is blackened using water vapor | steam, it can manufacture the molded object of a black plating steel plate, without applying a load to an environment.

また、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板の成形体では、黒色の色調を付与すると考えられる成分(Zn、Al、Mgの酸化物および/または水酸化物)が、めっき層の表面だけでなく内部にも存在する。したがって、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板の成形体は、めっき層の表面が削れても黒色の外観を維持することができ、黒色外観の保持性に優れている。   In addition, in the molded body of the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention, the component (Zn, Al, Mg oxide and / or hydroxide) considered to give a black color tone is the surface of the plating layer. As well as inside. Therefore, the molded body of the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention can maintain a black appearance even if the surface of the plating layer is scraped, and has excellent black appearance retention.

また、本発明の製造方法により得られた黒色めっき鋼板の成形体は、塗膜を形成していないため、通常の溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の成形体と同様にスポット溶接をすることも可能である。   Moreover, since the molded body of the black-plated steel sheet obtained by the production method of the present invention does not form a coating film, spot welding may be performed in the same manner as the molded body of normal molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet. Is possible.

以下、実施例を参照して本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited by these Examples.

[実施例1]
板厚0.8mmのSPCCを基材として、めっき層の厚みが0.8〜100μmの溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を作製した。このとき、めっき浴の組成(Zn、AlおよびMgの濃度)を変化させて、めっき層の組成がそれぞれ異なる22種類のめっき鋼板を作製した。作製した22種類のめっき鋼板のめっき浴の組成とめっき層の厚みを表1に示す。なお、めっき浴の組成とめっき層の組成は同一である。
[Example 1]
Using SPCC having a plate thickness of 0.8 mm as a base material, a molten Al / Mg-containing Zn-plated steel plate having a plating layer thickness of 0.8 to 100 μm was produced. At this time, the composition of the plating bath (concentration of Zn, Al and Mg) was changed to produce 22 types of plated steel sheets having different compositions of the plating layers. Table 1 shows the composition of the plating bath and the thickness of the plating layer of the 22 types of plated steel sheets produced. The composition of the plating bath and the composition of the plating layer are the same.

図1は、No.8のめっき鋼板(後述する比較例8のめっき鋼板)のめっき層の断面を示す電子顕微鏡写真である。No.2以外のめっき鋼板では、図1に示されるように、めっき層には、Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織および初晶Al相が形成されていた。 1 is an electron micrograph showing a cross section of a plated layer of a No. 8 plated steel sheet (a plated steel sheet of Comparative Example 8 described later). In the plated steel sheets other than No. 2, as shown in FIG. 1, a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg and a primary Al phase were formed in the plating layer.

作製しためっき鋼板を高温高圧湿熱処理装置(株式会社日阪製作所)内に置き、表2に示す条件でめっき層を水蒸気に接触させた。得られためっき鋼板の表面の明度(L値)を分光型色差計(TC−1800;有限会社東京電色)を用いて測定した結果を表2に示す。表2の比較例9では、水蒸気と接触させる代わりに、めっき鋼板の表面に黒色塗料を塗布した(ウレタン樹脂ベース、カーボンブラック20質量%、膜厚2μm)。
The produced plated steel sheet was placed in a high-temperature and high-pressure moist heat treatment apparatus (Hisaka Manufacturing Co., Ltd.), and the plating layer was brought into contact with water vapor under the conditions shown in Table 2. Table 2 shows the results of measuring the lightness (L value) of the surface of the obtained plated steel sheet using a spectroscopic color difference meter (TC-1800; Tokyo Denshoku Co., Ltd.). In the comparative example 9 of Table 2, instead of making it contact with water vapor | steam, the black coating material was apply | coated to the surface of a plated steel plate (urethane resin base, carbon black 20 mass%, film thickness 2 micrometers).

TOF−SIMS(TRIFT II;アルバック・ファイ株式会社)を用いて、水蒸気処理前後のめっき層表層のZn、AlおよびMgの酸化物および水酸化物のモル数の比率を測定した。具体的には、TOF−SIMSを用いて、めっき層の表面から鋼板内部に向けて深さ方向にGaイオンを照射し、試料表面から放出される二次イオンを飛行時間で質量ごとに分離し、分析深さ0.05〜0.10μmのめっき成分の酸化物および水酸化物の平均二次イオン数を測定した(一次イオン種:Ga、検出イオン種:二次イオン、一次加速電圧:15kV、ラスター領域:20×20μm、分析間隔:0.0012μm)。各めっき鋼板の測定結果を表3に示す。
Using TOF-SIMS (TRIFT II; ULVAC-PHI Co., Ltd.), the ratio of the number of moles of Zn, Al and Mg oxides and hydroxides on the surface of the plating layer before and after the steam treatment was measured. Specifically, using TOF-SIMS, Ga ions are irradiated in the depth direction from the surface of the plating layer toward the inside of the steel sheet, and secondary ions released from the sample surface are separated by mass in time of flight. The average number of secondary ions of oxides and hydroxides of plating components having an analysis depth of 0.05 to 0.10 μm was measured (primary ion species: Ga + , detected ion species: secondary ions, primary acceleration voltage: 15 kV, raster area: 20 × 20 μm, analysis interval: 0.0012 μm). Table 3 shows the measurement results for each plated steel sheet.

図2は、水蒸気処理後の実施例11のめっき鋼板のめっき層の断面を示す電子顕微鏡写真である。図2において、「A」はZn相に対応する箇所を示し、「B」はAl相に対応する箇所を示し、「C」はZnMg相に対応する箇所を示す。 FIG. 2 is an electron micrograph showing a cross section of the plated layer of the plated steel sheet of Example 11 after the steam treatment. In FIG. 2, “A” indicates a location corresponding to the Zn phase, “B” indicates a location corresponding to the Al phase, and “C” indicates a location corresponding to the Zn 2 Mg phase.

めっき層の表面からめっき層の厚み20%の部位(めっき層の厚みが10μmの場合は、めっき層の表面から2μmの部位)における3つのポイント(それぞれZn相、Al相、ZnMg相に対応;図2のA、B、Cを参照)の組成を、走査型電子顕微鏡(S−4000;株式会社日立製作所)に付属のエネルギー分散形X線分光器(EDX)を用いて分析した。EDXによる分析結果を表4に示す。
Three points (Zn phase, Al phase, Zn 2 Mg phase, respectively) in the portion of the plating layer 20% from the surface of the plating layer (when the thickness of the plating layer is 10 μm, the portion of 2 μm from the surface of the plating layer) Correspondence; see A, B, and C in FIG. 2) was analyzed using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached to a scanning electron microscope (S-4000; Hitachi, Ltd.). Table 4 shows the results of analysis by EDX.

表4から、L値が60以下の黒色化めっき鋼板(実施例1〜22、比較例2〜6)では、少なくともめっき層の表面側20%の部分において、Zn相が酸素を1質量%以上含有しており、Al相が酸素を10質量%以上含有しており、ZnMg相が酸素を5質量%以上含有していることがわかる。 From Table 4, in the blackened plated steel sheet (Examples 1 to 22 and Comparative Examples 2 to 6) having an L value of 60 or less, the Zn phase contained oxygen in an amount of 1% by mass or more at least in the surface side 20% part of the plating layer. It is understood that the Al phase contains 10% by mass or more of oxygen, and the Zn 2 Mg phase contains 5% by mass or more of oxygen.

水蒸気処理後の各めっき鋼板(実施例1〜22、比較例1〜9)について、色調変化試験、耐食性試験、密着性試験を行った。各試験の結果を表5に示す。   About each plated steel plate (Examples 1-22, Comparative Examples 1-9) after a water vapor process, the color tone change test, the corrosion resistance test, and the adhesiveness test were done. The results of each test are shown in Table 5.

色調変化試験は、各めっき鋼板から切り出した試験片(幅30mm×長さ300mm)の両面に、紙やすり(#1000)で表面を研磨したSKD11製金型を接触させ、金型を介して50kgfの荷重を加えながら試験片を100mm/分の速度で引き抜き、引き抜き前後のめっき層表面の明度(L値)変化を測定することで行った。引き抜き前後の明度変化が5%以下の場合は「○」、5%超かつ10%以下の場合は「△」、10%超の場合は「×」と評価した。   In the color change test, a SKD11 mold whose surface was polished with sandpaper (# 1000) was brought into contact with both sides of a test piece (width 30 mm × length 300 mm) cut out from each plated steel sheet, and 50 kgf was passed through the mold. The test piece was withdrawn at a rate of 100 mm / min while applying the load, and the change in lightness (L value) on the surface of the plated layer before and after drawing was measured. When the brightness change before and after the drawing was 5% or less, “◯” was evaluated, and when it was more than 5% and 10% or less, “Δ” was evaluated, and when it was more than 10%, “X” was evaluated.

耐食性試験は、各めっき鋼板から切り出した試験片(幅70mm×長さ150mm)の端面にシールを施した後、JIS Z2371に準拠して35℃のNaCl水溶液を試験片に8時間噴霧することで行った。噴霧後の白錆発生面積率が5%以下の場合は「○」、5%超かつ10%以下の場合は「△」、10%超の場合は「×」と評価した。   In the corrosion resistance test, a test piece (width 70 mm × length 150 mm) cut from each plated steel plate is sealed, and then a 35 ° C. NaCl aqueous solution is sprayed on the test piece for 8 hours in accordance with JIS Z2371. went. When the white rust generation area ratio after spraying was 5% or less, it was evaluated as “◯”, when it exceeded 5% and 10% or less, “Δ”, and when it exceeded 10%, it was evaluated as “x”.

密着性試験は、各めっき鋼板から切り出した試験片を密着曲げ(4t)し、曲げ部についてセロハンテープ剥離試験を行うことで行った。セロハンテープ剥離後のめっき層の剥離面積率が0%(剥離なし)の場合は「◎」、0%超かつ5%未満の場合は「○」、5%以上かつ10%未満の場合は「△」、10%以上の場合は「×」と評価した。
The adhesion test was performed by closely bending (4t) a test piece cut out from each plated steel sheet and performing a cellophane tape peeling test on the bent portion. When the peeled area ratio of the plating layer after peeling the cellophane tape is 0% (no peeling), “◎”, when it exceeds 0% and less than 5%, “◯”, when it is 5% or more and less than 10%, [Delta] "When 10% or more," x "was evaluated.

表5に示されるように、比較例1のめっき鋼板は、めっき層中にMgが含有されていないため、十分に黒色化することができず、まためっき層の密着性が低下してしまった。   As shown in Table 5, since the plated steel sheet of Comparative Example 1 does not contain Mg in the plating layer, it cannot be sufficiently blackened, and the adhesion of the plating layer has decreased. .

また、比較例2〜5のめっき鋼板は、めっき層中のAlまたはMgの含有量が適正範囲外であるため、めっき層の密着性が低下してしまった。   Moreover, since the content of Al or Mg in the plating layer of the plated steel sheets of Comparative Examples 2 to 5 was outside the proper range, the adhesion of the plating layer was lowered.

比較例6のめっき鋼板は、水蒸気の温度が高く、めっき層中に酸化物および水酸化物が過剰に形成されたため、耐食性およびめっき層の密着性が低下してしまった。   In the plated steel sheet of Comparative Example 6, the temperature of water vapor was high, and oxides and hydroxides were excessively formed in the plating layer, so that the corrosion resistance and the adhesion of the plating layer were lowered.

比較例7のめっき鋼板は、水蒸気の相対湿度が低く、めっき層中に酸化物および水酸化物を十分に形成できなかったため、十分に黒色化することができなかった。   In the plated steel sheet of Comparative Example 7, the relative humidity of water vapor was low, and oxides and hydroxides could not be sufficiently formed in the plating layer.

比較例8のめっき鋼板は、水蒸気に接触させていないため、まったく黒色化していなかった。   The plated steel sheet of Comparative Example 8 was not blackened at all because it was not in contact with water vapor.

比較例9のめっき鋼板は、黒色塗膜により黒色化しているため、金型と接触させた際に黒色外観を維持することができなかった。   Since the plated steel sheet of Comparative Example 9 was blackened by the black coating film, the black appearance could not be maintained when brought into contact with the mold.

これに対し、実施例1〜22のめっき鋼板は、十分に黒色化しており、かつ黒色外観の保持性、耐食性およびめっき層の密着性のすべてにおいて良好な結果であった。   On the other hand, the plated steel plates of Examples 1 to 22 were sufficiently blackened, and were good results in all of black color retention, corrosion resistance, and plating layer adhesion.

なお、実施例2のめっき鋼板の色調変化試験の評価が「△」となっているのは、めっき層の厚みが0.8μmと薄く、加工により基材鋼板にまで到達するキズが入ったためと考えられる。   In addition, the evaluation of the color tone change test of the plated steel plate of Example 2 is “△” because the thickness of the plating layer is as thin as 0.8 μm and scratches reaching the base steel plate by processing have entered. Conceivable.

以上のことから、本発明の黒色めっき鋼板の製造方法は、黒色外観の保持性、加工性および耐食性に優れる黒色めっき鋼板を製造できることがわかる。   From the above, it can be seen that the method for producing a black-plated steel sheet according to the present invention can produce a black-plated steel sheet having excellent black appearance, workability, and corrosion resistance.

[実施例2]
表1のNo.15のめっき鋼板に、表6に示す無機系化成処理液を塗布し、水洗することなく電気オーブンに入れて、到達板温が120℃となる条件で加熱乾燥して、めっき鋼板の表面に無機系皮膜を形成した。
[Example 2]
Apply the inorganic chemical conversion treatment liquid shown in Table 6 to the No. 15 plated steel sheet in Table 1, put in an electric oven without washing with water, and heat-dry under conditions where the ultimate plate temperature is 120 ° C. An inorganic coating was formed on the surface of the steel plate.

無機系皮膜を形成しためっき鋼板を高温高圧湿熱処理装置内に置き、表7に示す条件でめっき層を水蒸気に接触させた。得られためっき鋼板の表面の明度(L値)を分光型色差計を用いて測定した結果を表7に示す。
The plated steel sheet on which the inorganic film was formed was placed in a high-temperature and high-pressure wet heat treatment apparatus, and the plating layer was brought into contact with water vapor under the conditions shown in Table 7. Table 7 shows the results of measuring the lightness (L value) of the surface of the obtained plated steel sheet using a spectroscopic color difference meter.

TOF−SIMSを用いて、水蒸気処理前後のめっき層表層のZn、AlおよびMgの酸化物および水酸化物のモル数の比率を測定した。各めっき鋼板の測定結果を表8に示す。
Using TOF-SIMS, the ratio of the number of moles of oxides and hydroxides of Zn, Al and Mg in the surface layer of the plating layer before and after the steam treatment was measured. Table 8 shows the measurement results of each plated steel sheet.

めっき層の表面からめっき層の厚み20%の部位(めっき層の厚みが10μmの場合は、めっき層の表面から2μmの部位)における3つのポイント(Zn相、Al相、ZnMg相)の組成を、走査型電子顕微鏡に付属のエネルギー分散形X線分光器(EDX)を用いて分析した。EDXによる分析結果を表9に示す。
Three points (Zn phase, Al phase, Zn 2 Mg phase) at a site where the thickness of the plating layer is 20% from the surface of the plating layer (when the thickness of the plating layer is 10 μm, a site of 2 μm from the surface of the plating layer) The composition was analyzed using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached to the scanning electron microscope. Table 9 shows the results of analysis by EDX.

水蒸気処理後の各めっき鋼板(実施例23〜41、比較例10〜12)について、色調変化試験、耐食性試験、密着性試験を行った。色調変化試験および密着性試験は、前述の手順で行った。耐食性試験は、JIS Z2371に準拠して35℃のNaCl水溶液を試験片に24時間噴霧することで行った。各試験の結果を表10に示す。
About each plated steel plate (Examples 23-41, Comparative Examples 10-12) after a water vapor process, the color tone change test, the corrosion resistance test, and the adhesiveness test were done. The color tone change test and the adhesion test were performed according to the procedure described above. The corrosion resistance test was performed by spraying a 35 ° C. NaCl aqueous solution onto the test piece for 24 hours in accordance with JIS Z2371. The results of each test are shown in Table 10.

表10から、無機系皮膜を形成することで、黒色めっき鋼板の耐食性およびめっき層の密着性をより向上させうることがわかる。   From Table 10, it can be seen that by forming the inorganic coating, the corrosion resistance of the black-plated steel sheet and the adhesion of the plating layer can be further improved.

[実施例3]
表2の実施例11の黒色めっき鋼板(L値:30)および比較例8のめっき鋼板(L値:93)に、表11に示す有機系化成処理液を塗布し、水洗することなく電気オーブンに入れて、到達板温が160℃となる条件で加熱乾燥して、めっき鋼板の表面に有機系樹脂皮膜を形成した。
[Example 3]
Electric oven without applying the organic chemical conversion treatment liquid shown in Table 11 to the black-plated steel plate (L value: 30) of Example 11 in Table 2 and the plated steel plate (L value: 93) of Comparative Example 8 without washing with water And heated and dried under the condition that the ultimate plate temperature is 160 ° C. to form an organic resin film on the surface of the plated steel plate.

有機系樹脂皮膜を形成した各めっき鋼板(実施例42〜60、比較例13〜15)について、耐食性試験を行った。耐食性試験は、JIS Z2371に準拠して35℃のNaCl水溶液を試験片に24時間噴霧することで行った。各試験の結果を表12に示す。
The corrosion resistance test was done about each plated steel plate (Examples 42-60, Comparative Examples 13-15) which formed the organic type resin film. The corrosion resistance test was performed by spraying a 35 ° C. NaCl aqueous solution onto the test piece for 24 hours in accordance with JIS Z2371. The results of each test are shown in Table 12.

表12から、有機系樹脂皮膜を形成することで、黒色めっき鋼板の耐食性をより向上させうることがわかる。   From Table 12, it turns out that the corrosion resistance of a black plating steel plate can be improved more by forming an organic resin film.

[実施例4]
表11に示すNo.3,4,6の有機系化成処理液にポリエチレン系ワックス(平均粒子径:1.0μm)を10g/L添加して、ワックス含有有機系化成処理液を調製した。
[Example 4]
Polyethylene wax (average particle size: 1.0 μm) was added to No. 3, 4 and 6 organic chemical conversion treatment solutions shown in Table 11 at 10 g / L to prepare a wax-containing organic chemical conversion treatment solution.

表2の実施例11の黒色めっき鋼板(L値:30)および比較例8のめっき鋼板(L値:93)に、調製したワックス含有有機系化成処理液を塗布し、水洗することなく電気オーブンに入れて、到達板温が160℃となる条件で加熱乾燥して、めっき鋼板の表面に有機系樹脂皮膜を形成した。   An electric oven without applying the prepared wax-containing organic chemical conversion treatment liquid to the black-plated steel sheet of Example 11 (L value: 30) in Table 2 and the plated steel sheet of Comparative Example 8 (L value: 93) and washing with water. And heated and dried under the condition that the ultimate plate temperature is 160 ° C. to form an organic resin film on the surface of the plated steel plate.

有機系樹脂皮膜を形成した各めっき鋼板(実施例61〜71、比較例16〜18)について、色調変化試験および耐食性試験を行った。各試験の結果を表13に示す。   About each plated steel plate (Examples 61-71, Comparative Examples 16-18) which formed the organic type resin film, the color tone change test and the corrosion resistance test were done. The results of each test are shown in Table 13.

色調変化試験は、各めっき鋼板から切り出した試験片(幅30mm×長さ300mm)の両面に、紙やすり(#500)で表面を研磨したSKD11製金型を接触させ、金型を介して50kgfの荷重を加えながら試験片を100mm/分の速度で引き抜き、引き抜き前後のめっき層表面の明度(L値)変化を測定することで行った。引き抜き前後の明度変化が5%以下の場合は「○」、5%超かつ10%以下の場合は「△」、10%超の場合は「×」と評価した。   In the color tone change test, a SKD11 mold whose surface was polished with sandpaper (# 500) was brought into contact with both surfaces of a test piece (width 30 mm × length 300 mm) cut out from each plated steel sheet, and 50 kgf was passed through the mold. The test piece was withdrawn at a rate of 100 mm / min while applying the load, and the change in lightness (L value) on the surface of the plated layer before and after drawing was measured. When the brightness change before and after the drawing was 5% or less, “◯” was evaluated, and when it was more than 5% and 10% or less, “Δ” was evaluated, and when it was more than 10%, “X” was evaluated.

耐食性試験は、JIS Z2371に準拠して35℃のNaCl水溶液を試験片に24時間噴霧することで行った。噴霧後の白錆発生面積率が5%以下の場合は「○」、5%超かつ10%以下の場合は「△」、10%超の場合は「×」と評価した。
The corrosion resistance test was performed by spraying a 35 ° C. NaCl aqueous solution onto the test piece for 24 hours in accordance with JIS Z2371. When the white rust generation area ratio after spraying was 5% or less, it was evaluated as “◯”, when it exceeded 5% and 10% or less, “Δ”, and when it exceeded 10%, it was evaluated as “x”.

表13から、有機系樹脂皮膜を形成することで、黒色めっき鋼板の色調変化を抑制することができ、有機系樹脂皮膜にワックスを添加することで、黒色めっき鋼板の色調変化をより抑制しうることがわかる。   From Table 13, it is possible to suppress the color tone change of the black plated steel sheet by forming the organic resin film, and it is possible to further suppress the color tone change of the black plated steel sheet by adding wax to the organic resin film. I understand that.

[実施例5]
表11に示すNo.3の有機系化成処理液にポリエチレン系ワックス(平均粒子径:1.0μm)を10g/L添加して、ワックス含有有機系化成処理液を調製した。
[Example 5]
Polyethylene wax (average particle size: 1.0 μm) was added to No. 3 organic chemical conversion treatment solution No. 3 shown in Table 11 to prepare a wax-containing organic chemical conversion treatment solution.

表1のNo.8のめっき鋼板に、表6に示すNo.1の無機系化成処理液または上記ワックス含有有機系化成処理液を塗布し、水洗することなく電気オーブンに入れて、到達板温が160℃となる条件で加熱乾燥して、めっき鋼板の表面に化成処理皮膜(無機系皮膜または有機系樹脂皮膜)を形成した。   Apply the inorganic chemical conversion solution of No. 1 shown in Table 6 or the wax-containing organic chemical conversion solution shown in Table 6 to the No. 8 plated steel sheet of Table 1, and place it in an electric oven without washing with water. Was heated and dried at 160 ° C. to form a chemical conversion film (inorganic film or organic resin film) on the surface of the plated steel sheet.

化成処理しためっき鋼板または化成処理していないNo.8のめっき鋼板を、水蒸気に接触させた後に円筒絞り加工をするか(実施例72〜74)、または円筒絞り加工をした後に水蒸気に接触させた(実施例75〜77)。水蒸気処理は、温度170℃、相対湿度80%の条件で5時間行った。円筒絞り加工の条件は、ポンチ径:50mm、ポンチ肩R:15mm、ダイス径:54mm、ダイス肩R:8mm、打ち抜き径:100mm、絞り高さ:25mm、化成処理皮膜を形成していないめっき鋼板および無機系皮膜を形成しためっき鋼板についてのみ塗油ありとした。   Either subjecting the plated steel sheet subjected to chemical conversion treatment or the No. 8 plated steel sheet not subjected to chemical conversion treatment to contact with water vapor and then subjected to cylindrical drawing (Examples 72 to 74), or after performing cylindrical drawing processing, contact with water vapor (Examples 75-77). The steam treatment was performed for 5 hours under the conditions of a temperature of 170 ° C. and a relative humidity of 80%. The conditions of cylindrical drawing are as follows: punch diameter: 50 mm, punch shoulder R: 15 mm, die diameter: 54 mm, die shoulder R: 8 mm, punching diameter: 100 mm, drawing height: 25 mm, plated steel sheet on which no chemical conversion treatment film is formed Oil was applied only to the plated steel sheet on which the inorganic film was formed.

得られためっき鋼板の成形体の摺動部表面の明度(L値)を分光型色差計を用いて測定した結果を表14に示す。なお、塗油した成形体については、アルカリ脱脂(pH10、液温60℃、浸漬時間1分間)した後に明度を測定した。
Table 14 shows the results of measuring the lightness (L value) of the surface of the sliding portion of the formed plated steel sheet using a spectroscopic color difference meter. In addition, about the oiled molded object, the brightness was measured after carrying out alkali degreasing (pH10, liquid temperature 60 degreeC, immersion time 1 minute).

表14から、めっき鋼板を成形加工した後に水蒸気処理を行っても、水蒸気処理を行った後に成形加工した場合と同様に、黒色外観の成形体を製造できることがわかる。   From Table 14, it can be seen that even if the steam treatment is performed after the plated steel sheet is formed, a molded body having a black appearance can be produced in the same manner as in the case where the steam treatment is performed.

[実施例6]
表1のNo.15のめっき鋼板に、表15および表16に示す有機系化成処理液を塗布し、水洗することなく電気オーブンに入れて、到達板温が160℃となる条件で加熱乾燥して、めっき鋼板の表面に有機系樹脂皮膜(ウレタン系樹脂皮膜)を形成した。
[Example 6]
No. in Table 1 15 coated with the organic chemical conversion treatment liquid shown in Table 15 and Table 16, put in an electric oven without washing with water, and dried by heating under the condition that the ultimate plate temperature is 160 ℃, An organic resin film (urethane resin film) was formed on the surface.

有機系樹脂皮膜を形成しためっき鋼板を高温高圧湿熱処理装置内に置き、表17に示す条件でめっき層を水蒸気に接触させた。得られためっき鋼板の表面の明度(L値)を分光型色差計を用いて測定した結果を表17に示す。
The plated steel sheet on which the organic resin film was formed was placed in a high-temperature and high-pressure wet heat treatment apparatus, and the plating layer was brought into contact with water vapor under the conditions shown in Table 17. Table 17 shows the results of measuring the brightness (L value) of the surface of the obtained plated steel sheet using a spectroscopic color difference meter.

TOF−SIMSを用いて、水蒸気処理前後のめっき層表層のZn、AlおよびMgの酸化物および水酸化物のモル数の比率を測定した。各めっき鋼板の測定結果を表18に示す。
Using TOF-SIMS, the ratio of the number of moles of oxides and hydroxides of Zn, Al and Mg in the surface layer of the plating layer before and after the steam treatment was measured. Table 18 shows the measurement results of the respective plated steel sheets.

めっき層の表面からめっき層の厚み20%の部位(めっき層の厚みが10μmの場合は、めっき層の表面から2μmの部位)における3つのポイント(Zn相、Al相、ZnMg相)の組成を、走査型電子顕微鏡に付属のエネルギー分散形X線分光器(EDX)を用いて分析した。EDXによる分析結果を表19に示す。
Three points (Zn phase, Al phase, Zn 2 Mg phase) at a site where the thickness of the plating layer is 20% from the surface of the plating layer (when the thickness of the plating layer is 10 μm, a site of 2 μm from the surface of the plating layer) The composition was analyzed using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) attached to the scanning electron microscope. Table 19 shows the results of analysis by EDX.

水蒸気処理後の各めっき鋼板(実施例78〜104)について、色調変化試験、耐食性試験、密着性試験を行った。色調変化試験および密着性試験は、前述の手順で行った。耐食性試験は、JIS Z2371に準拠して35℃のNaCl水溶液を試験片に36時間噴霧することで行った。噴霧後の白錆発生面積率が0%の場合は「◎」1%以上かつ5%以下の場合は「○」、5%超かつ10%以下の場合は「△」、10%超の場合は「×」と評価した。各試験の結果を表20に示す。
About each plated steel plate (Examples 78-104) after a water vapor process, the color tone change test, the corrosion resistance test, and the adhesiveness test were done. The color tone change test and the adhesion test were performed according to the procedure described above. The corrosion resistance test was performed by spraying a 35 ° C. NaCl aqueous solution on a test piece for 36 hours in accordance with JIS Z2371. When the area ratio of white rust after spraying is 0%, “◎” is 1% or more and 5% or less, “◯”, when it is over 5% and 10% or less, “△”, when it is over 10% Was evaluated as “×”. The results of each test are shown in Table 20.

本実施例では、溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板に有機系樹脂皮膜を形成した後に、有機系樹脂皮膜を形成しためっき鋼板を水蒸気に接触させて黒色化した。この場合、有機系樹脂皮膜を形成しても耐食性を十分に向上させることができないことがある(表20;実施例91〜100参照)。これに対し、エーテル系ポリオールとエステル系ポリオールを所定の比率で組み合わせてウレタン系樹脂皮膜を形成した実施例78〜90の黒色めっき鋼板は、耐食性が十分に向上していた。   In this example, after an organic resin film was formed on a molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet, the plated steel sheet on which the organic resin film was formed was brought into contact with water vapor and blackened. In this case, even if an organic resin film is formed, the corrosion resistance may not be sufficiently improved (see Table 20; Examples 91 to 100). On the other hand, the black plated steel sheets of Examples 78 to 90 in which the urethane-based resin film was formed by combining the ether-based polyol and the ester-based polyol at a predetermined ratio had sufficiently improved corrosion resistance.

表20から、バルブメタル化合物にウレタン樹脂を添加することで、耐食性が向上することがわかる(実施例82、83、93、94および101〜103参照)。また、ウレタン系樹脂皮膜にバルブメタル化合物およびリン酸塩の少なくとも一方を添加することで、耐食性をより向上させうることがわかる(実施例79、82、83、86および90参照)。また、ウレタン系樹脂皮膜に多価フェノールを添加することで、バルブメタル化合物またはリン酸塩を添加した場合よりも、さらに耐食性を向上させうることがわかる(実施例80、81、84および87〜89参照)。   From Table 20, it can be seen that the corrosion resistance is improved by adding a urethane resin to the valve metal compound (see Examples 82, 83, 93, 94, and 101 to 103). Moreover, it turns out that corrosion resistance can be improved more by adding at least one of a valve metal compound and a phosphate to a urethane type resin film (see Examples 79, 82, 83, 86 and 90). Moreover, it turns out that corrosion resistance can be further improved by adding a polyhydric phenol to a urethane-type resin film rather than the case where a valve metal compound or a phosphate is added (Examples 80, 81, 84 and 87-). 89).

本発明の黒色めっき鋼板は、意匠性、黒色外観の保持性および加工性に優れているため、例えば建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などに使用されるめっき鋼板として有用である。   The black-plated steel sheet of the present invention is useful as a plated steel sheet used in, for example, building roofing materials, exterior materials, home appliances, automobiles, etc., because it is excellent in designability, black appearance retention and workability. .

Claims (12)

Al:1.0〜22.0質量%、Mg:1.5〜10.0質量%を含む溶融Al、Mg含有Znめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備するステップと、
前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を105℃以上の水蒸気に接触させるステップと、を有し、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]の比率[Zn(O/O)]は、60〜2700の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]の比率[Al(O/O)]は、50〜200の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]の比率[Mg(O/O)]は、40〜240の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]の比率[Zn(OH/OH)]は、7〜270の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]の比率[Al(OH/OH)]は、8〜20の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]の比率[Mg(OH/OH)]は、10〜90の範囲内である、
黒色めっき鋼板の製造方法。
Al: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: molten Al containing 1.5 to 10.0 mass%, a molten Al having a Mg-containing Zn plating layer, a step of preparing a Mg-containing Zn-plated steel sheet;
Contacting the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet with water vapor at 105 ° C or higher,
The number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 ) on the surface of the plating layer after contacting with water vapor to the number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 )] on the surface of the plating layer before contacting with water vapor )] Ratio [Zn (O / O 0 )] is in the range of 60-2700,
The number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer after contact with water vapor [Al (O) relative to the number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer before contact with water vapor [Al (O 0 )] )] Ratio [Al (O / O 0 )] is in the range of 50-200,
The number of moles of Mg oxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Mg (O) relative to the number of moles of Mg oxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (O 0 )] )] Ratio [Mg (O / O 0 )] is in the range of 40-240,
The number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH 0 )] on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Zn hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Zn] (OH)] ratio [Zn (OH / OH 0 )] is in the range of 7 to 270,
The number of moles of Al hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Al (OH 0 )] relative to the number of moles of Al hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Al (OH)] ratio [Al (OH / OH 0 )] is in the range of 8-20,
The number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] with respect to the number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] (OH)] ratio [Mg (OH / OH 0 )] is in the range of 10-90,
Manufacturing method of black plated steel sheet.
前記溶融Al、Mg含有Znめっき層は、Al/Zn/ZnMgの三元共晶組織を含む、請求項1に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。 2. The method for producing a black-plated steel sheet according to claim 1, wherein the molten Al and Mg-containing Zn plating layer includes a ternary eutectic structure of Al / Zn / Zn 2 Mg. 前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に無機系皮膜を形成するステップをさらに有する、請求項1に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。   The manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 1 which further has a step which forms an inorganic type film | membrane on the surface of the said fusion | melting Al and Mg containing Zn plating steel plate. 前記無機系皮膜は、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの酸素酸塩、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのリン酸塩およびバルブメタルのフッ化物からなる群から選ばれる1種類または2種類以上の化合物を含み、
前記バルブメタルは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、SiおよびAlからなる群から選ばれる1種類または2種類以上の金属である、
請求項3に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
The inorganic coating is one or more selected from the group consisting of valve metal oxides, valve metal oxyacid salts, valve metal hydroxides, valve metal phosphates and valve metal fluorides. only containing the compound,
The valve metal is one or more metals selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Si and Al.
The manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 3.
前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板の表面に有機系樹脂皮膜を形成するステップをさらに有する、請求項1に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。   The method for producing a black-plated steel sheet according to claim 1, further comprising a step of forming an organic resin film on a surface of the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet. 前記有機系樹脂皮膜に含まれる有機樹脂は、エーテル系ポリオールおよびエステル系ポリオールからなるポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタン樹脂であり、
前記ポリオール中の前記エーテル系ポリオールの割合は、5〜30質量%である、
請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
The organic resin contained in the organic resin film is a urethane resin obtained by reacting a polyol composed of an ether polyol and an ester polyol with polyisocyanate,
The ratio of the ether polyol in the polyol is 5 to 30% by mass.
The manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 5 .
前記有機系樹脂皮膜は、多価フェノールをさらに含む、請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。 The said organic resin film is a manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 6 which further contains polyhydric phenol. 前記有機系樹脂皮膜は、潤滑剤を含む、請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。 The said organic resin film is a manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 5 containing a lubricant. 前記有機系樹脂皮膜は、バルブメタルの酸化物、バルブメタルの酸素酸塩、バルブメタルの水酸化物、バルブメタルのリン酸塩およびバルブメタルのフッ化物からなる群から選ばれる1種類または2種類以上の化合物を含み、
前記バルブメタルは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、SiおよびAlからなる群から選ばれる1種類または2種類以上の金属である、
請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。
The organic resin film is one or two kinds selected from the group consisting of valve metal oxide, valve metal oxyacid salt, valve metal hydroxide, valve metal phosphate and valve metal fluoride. only contains the above compounds,
The valve metal is one or more metals selected from the group consisting of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Si and Al.
The manufacturing method of the black plating steel plate of Claim 5 .
前記有機系樹脂皮膜は、ラミネート層または塗布層である、請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。 The method for producing a black-plated steel sheet according to claim 5 , wherein the organic resin film is a laminate layer or a coating layer. 前記有機系樹脂皮膜は、クリア塗膜である、請求項に記載の黒色めっき鋼板の製造方法。 The said organic resin film is a manufacturing method of the black plated steel plate of Claim 5 which is a clear coating film. Al:1.0〜22.0質量%、Mg:1.5〜10.0質量%を含む溶融Al、Mg含有Znめっき層を有する溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を準備するステップと、
前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を105℃以上の水蒸気に接触させるステップと、
前記水蒸気に接触させる前または接触させた後の前記溶融Al、Mg含有Znめっき鋼板を成形加工するステップと、を有し、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの酸化物のモル数[Zn(O)]の比率[Zn(O/O)]は、60〜2700の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの酸化物のモル数[Al(O)]の比率[Al(O/O)]は、50〜200の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの酸化物のモル数[Mg(O)]の比率[Mg(O/O)]は、40〜240の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のZnの水酸化物のモル数[Zn(OH)]の比率[Zn(OH/OH)]は、7〜270の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のAlの水酸化物のモル数[Al(OH)]の比率[Al(OH/OH)]は、8〜20の範囲内であり、
水蒸気に接触させる前の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]に対する、水蒸気に接触させた後の前記めっき層表層のMgの水酸化物のモル数[Mg(OH)]の比率[Mg(OH/OH)]は、10〜90の範囲内である、
黒色めっき鋼板の成形体の製造方法。
Al: 1.0 to 22.0 mass%, Mg: molten Al containing 1.5 to 10.0 mass%, a molten Al having a Mg-containing Zn plating layer, a step of preparing a Mg-containing Zn-plated steel sheet;
Contacting the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet with water vapor at 105 ° C or higher;
Forming the molten Al, Mg-containing Zn-plated steel sheet before or after contacting with the water vapor, and
The number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 ) on the surface of the plating layer after contacting with water vapor to the number of moles of Zn oxide [Zn (O 0 )] on the surface of the plating layer before contacting with water vapor )] Ratio [Zn (O / O 0 )] is in the range of 60-2700,
The number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer after contact with water vapor [Al (O) relative to the number of moles of Al oxide on the surface of the plating layer before contact with water vapor [Al (O 0 )] )] Ratio [Al (O / O 0 )] is in the range of 50-200,
The number of moles of Mg oxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Mg (O) relative to the number of moles of Mg oxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (O 0 )] )] Ratio [Mg (O / O 0 )] is in the range of 40-240,
The number of moles of Zn hydroxide [Zn (OH 0 )] on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Zn hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Zn] (OH)] ratio [Zn (OH / OH 0 )] is in the range of 7 to 270,
The number of moles of Al hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Al (OH 0 )] relative to the number of moles of Al hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Al (OH)] ratio [Al (OH / OH 0 )] is in the range of 8-20,
The number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer after contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] with respect to the number of moles of Mg hydroxide on the surface of the plating layer before contacting with water vapor [Mg (OH 0 )] (OH)] ratio [Mg (OH / OH 0 )] is in the range of 10-90,
A method for producing a molded body of a black-plated steel sheet.
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