JPH0293099A

JPH0293099A - 耐食性および加工性にすぐれた着色処理亜鉛系合金めっき鋼板

Info

Publication number: JPH0293099A
Application number: JP24252088A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Isaki; 輝明伊崎; Makoto Yoshida; 誠吉田; Masami Osawa; 大澤　正己; Yukinobu Higuchi; 樋口　征順
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、腐食阻止能を有する微粒子を含有した亜鉛系
合金めっき層を有する耐食性および加工性にすぐれた黒
色着色処理亜鉛系合金めっき鋼板に関するものである。

［従来の技術］テレビ、オーディオ製品など家電機器の内外装部品には
、デザイン上あるいは機能上黒色仕上げが施されている
。従来からビデイオカセントホルダーやテレビのブラウ
ン管テンションバンドなどの内外装部品はもとより、バ
ックプレートなどの外装部品にいたるまで鋼板材料を成
型加工後黒色塗装仕−ヒげを施し製造されていたが、最
近では亜鉛めっき層そのものを黒色化処理した鋼板が使
われるようになり、さらに今後は、自動車の座席下のス
ライドレールやインサイドパネルなどの自動車部品への
使用も予想される。

現在黒色処理鋼板は例えば、特開昭６０−１２１２７５
公報や特開昭６１−２９１９８１公報のようなＮｉ又は
Ｚｎ−Ｎ１合金めっきを硝酸等の酸性溶液中で溶解処理
してＮｉの酸化物をめっき層表面に固着した黒色処理鋼
板等が使用されている。ところが従来のＺｎ−Ｎ　ｉ合
金めっきは、Ｎｉが１０％を越えるとめっき加工密着性
が劣化するため、表面を黒色化させても加工部の下部め
っき層から剥離する。逆にＮｉを１０％以下にすると良
好な加工性を示すが、その反面耐食性が劣化する。従来
はＮｉ：１０〜１４％を含有するＺｎＮｉ合金めっきが
最も良好な耐食性を示すとされているがしかし、このよ
うに従来のＺｎ−Ｎｉ合金めっきをベースとして黒色化
された鋼板は耐食性と加工密着性を同時に満足すること
が難しい。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、従来のＺｎ−Ｎｉ合金めっきよりも耐食性が
すぐれ、また加工密着性にも優れた黒色処理鋼板を提供
するものである。

［課題を解決するための手段］本発明者らは、耐食性は、従来のＺｎ−Ｎｉ合金めっき
よりも格段に優れ、まためっき加工密着性にも優れた黒
色処理鋼板開発の必要性を痛感し、鋭意検討した結果、
難溶性クロム酸塩微粒子あるいはさらに５ｉｎ２．　Ａ
　Ｑ　、Ｏ，、・・・等の酸化物微粒子を添加した亜鉛
めっき浴中で、陰極電解しためっき鋼板を、酸性溶液中
で溶解処理すると、従来の黒色処理鋼板よりも格段に優
れた耐食性を有し、かつ加工密着性にも優れた黒色処理
鋼板が得られることを見い出した。また黒色処理により
生成した黒色酸化物は加工した場合に剥離する傾向にあ
る。

そのため黒色処理後に上層に薄膜塗装をすることで剥１
ｉＩｉ−を防止することが可能であり、かつ薄膜塗装に
より黒色の光沢度も制御することも可能である。さらに
耐食性が要求される部位には、薄膜塗装をクロムイオン
を含有した有機樹脂を用いて行えば耐食性の優れた黒色
処理鋼板が得られる。

即ち本発明の要旨は、鋼板の片面又は両面に難溶性クロ１１酸塩微粒子あるい
はさらにＳｉｎ□、Ａ　Ｑ　２０３．ＴｉＯ２，Ｃｒ２
Ｏ３，ＺｒＯ２，ＳｎＯ２，ＳｎＯ２，Ｓｂ２Ｏ５ｂ２
０５の微粒子の１種または２種以上を含有した亜鉛系合
金めっき層と、さらにめっき層金属や微粒子から派生す
る黒色不働態化酸化物層を施した耐食性と加工性に優れ
た黒色着色処理鋼板である。

次に、本発明のめっき鋼板の構造について詳細に説明す
る。第１図および第２図は黒色化される荊のベースとな
るめっき層の断面を示す。

１は鋼板で、通常の表面処理用の鋼板製造工程を経て表
面清浄された時鋼板である。

２は亜鉛系合金めっき層で鋼板１の片面又は両面に付着
される。ここで「臣釦系合金めっきとは、７．ｎとＮｉ
、Ｃｏ、Ｃｒの１種又は２種以上からなるものをいう６
３は難溶性クロ１１酸塩微粒子であり、例えばＰｂＣｒ
０．　、　ＳｒＣｒＯ４，［１ａＣｒ０４．　ＺｎＣｒ
Ｏ４等が使用される。

難溶性クロ１１酸塩微粒子３は、めっき層に分散して共
析させることにより、めっき層の耐食性が格段に向上す
る。腐食環境において、めっき層の腐食進行に伴い分散
共析した難溶性クロム酸塩微粒子が分解（ＭＣｒ０４→
Ｍ　　＋ＣｒＯ４”−、Ｍ、　：　Ｐｂ、Ｓｒ、［３ａ
。

Ｚｎ）Ｌ、Ｃｒ　　（ＣｒＯ２””）イオンを放出する
。

このＣｒ　　イオンがめつき層金属と反応して、クロム
化合物やクロム酸化物又は水酸化物を形成し、耐食性を
向上する。さらに、このクロノ１化合物が破壊されても
めっき層全体に難溶性クロム酸塩微粒子が均一分散して
いることから、再び上記反応が繰り返され、高耐食性が
維持される。

またｍ溶性クロ１１酸塩微粒子の分解から派生したＣｒ
’＋イオンの一部が酸化物に変化するが、Ｃｒ２Ｏ。

は黒色酸化物であり１本発明の黒色鋼板には、少くなか
らず有利に働く。この点も従来の黒色処理鋼板とは異な
る。

４は亜鉛系合金めっき層２に分散させて析出した５ｉｎ
２＋Ａ　Ｑ　２０３＋Ｔｊ＋１２．Ｃｒ２Ｏ，、ＺｒＯ
，，５ｎ０２，５ｂ２０５の１種又は２種以」；の微粒
子またはコロイド粒子で必要に応じてめっき液に含有さ
れるものである。これらの微粒子４はクロ１１酸塩微粒
子に比べて腐食阻止作用による耐食性向上効果は小さい
、しかしクロム酸塩微粒子の析出しない部分に析出する
ことで腐食進行を抑制する。つまり、めっき層に対して
腐食因子の攻撃に対するバリアー効果を有する。

またＳｉＯ□、ｉ、０３等の微粒子又はコロイド粒子は
めっき液中で帯電しており、クロム酸塩微粒子に吸着し
た場合は、クロム酸塩微粒子のめっき層への分散共析を
促進させる効果がある。すなわち、ＡＱ２０．等はめっ
き液のＰｌ＋にかかわらず、酸性からアルカリ性の全領
域に渡ってプラス電位を有する。従ってクロム酸塩微粒
子に吸着すれば、微粒子はプラスとなり、陰極電解処理
によるめっき層形成においては、よりめっき層に共析し
やすくなる。ところでクロム酸塩微粒子の含有量が多く
なれば、それに応じて耐食性は向上してくる。

しかし含有量が一定量以上に多くなれば、加工後のめっ
き密着性を劣化するので注意が必要である。

５ｉｎ２．　Ａ　Ｑ　、０３等の微粒子についても同様
である。

そのため、用途に応じて含有量は、適当にコントロール
する必要がある。

上記のような亜鉛合金めっき鋼板にはさらに第３図で示
すように、黒色率ｍｓ化酸化物層５を施す。図中の６は
有機樹脂塗膜あるいはクロムイオンを含有した有機樹脂
塗膜で、必要に応じて施されろ塗膜である。

次に第１図や第２図に示すめっき鋼板を黒色化するに当
っては、硝酸溶液、硫酸溶液、リン酸溶液のいずれか１
種または２種以上の溶液中で、処理時間の長・短に応じ
て、その酸濃度を適当に調整することにより、表層が黒
色化した鋼板を得ることができる。表層が黒色化する機
構は、１）めっき金属（本発明の場合はＮｉ、Ｃｏ、Ｃ
ｒ等）の不ｍ態化酸化物がめつき表面に固着し、黒色化
を呈する。

２）めっき層中に含有されたクロム酸塩微粒子の溶解に
より生成するクロム酸化物や水酸化物あるいはＣｒ２Ｏ
２微粒子によって黒色を呈する。

３）また各種の酸化膜や微粒子がめつき表面に固若し表
層を粗くすることで、光の反射が吸収され、黒色を呈す
る。

笠が考えられる。このようにして得られた黒色処理鋼板
は、従来のＺｎ−Ｎｉ合金めっきをベースとした黒色処
理鋼板よりも耐食性に優れ、めっき加工密着性にも優れ
ている。

一般に、亜鉛系合金めっきは、亜鉛のみの単独金属めっ
きに比べてめっき結晶析出時に歪応力が発生する。その
ため、亜鉛系合金めっきでは、めっき加工密着性が劣化
する。しかし、本発明のように、微粒子を含有すること
により、めっき層の歪応力が緩和され、その結果、めっ
き加工密着性が亜鉛系合金めっきでありながら良好とな
る。

ところで本発明の黒色処理鋼板に限らず、表層に黒色酸
化物を生成させることによって黒色化させる場合には、
黒色酸化物とめっき層表面との固着強度が一様でないた
め、加工した場合に、剥離することが懸念される。そこ
で、その加工度合に応じて、すなわち厳しい加工を受け
るところに使用する場合は、黒色処理後に薄膜塗装する
ことが望ましい。薄膜塗装としては有機樹脂塗膜がよく
、有機樹脂としては、エポキシ系、エポキシフェノール
系、水溶性アクリルエマルジョン系等がある。

その塗装処理法は、ロールコート法、静電霧化法。

カーテンフロー法等のいずれでもよい。

また、さらに耐食性を要求されるような場合には、有機
樹脂塗料の中にクロムイオンを含有させた塗料を用いて
塗装を行えばよい。

［実施例コ次に本発明を実施例に基づいて説明する。

冷延鋼板をアルカリ脱脂し、１０％硫酸で酸洗した後、
水洗し、以下の条件により黒色処理する前のベースとな
るめっきを行った。

めっきは、卓上ポンプで液循環を行いながら、各種微粒
子のめっき浴中添加ｆ＋ｔを変化させて、鋼板をｌ１３
極として電解処理することにより行った。

例えばＺｎ−Ｎ１−Ｂａｃｒｏ、−（ＳｉＯ２）めっきの場合
には、ＺｎＳＯ４・７１１□Ｏ：　　１８０　（５／　
Ｑ　、　　ＮｉＳＯ４・６１１．Ｏ：　　１０−４５０
　ｇＩ　Ｑ　、　　Ｎｄ２ＳＯ４：　　３０　ＢＩ　Ｑ
　、　　Ｆ３ａＣｒＯ，：　　５−６０　　ｇＩＱ、　
　　（ＳｉＯ，：０．５−６０　　ｇＩ＜１）、　　　
Ｐｉｔ：２．０゜浴温度：５０℃　の電解液を用い、電流密度：　２０〜１２０　Ａ／ｄｍ２．　　全付着量
：２２ｇ／ｒｎで電解した。

次にめっき後の黒色処理については、以下の条件で行っ
た。

処理液は、ＮａＮＯ３：１２０ｇ／Ｑ、１１．ＰＯ４＝
５０ｇ／Ｑ。

ｐＨ：　１．０．　　浴温度：常温　の液を用い、処理
方法としては、上記処理液中に浸漬又は処理液をスプレ
ーした。　浸漬又はスプレー時間＝０゜５−１０秒、　
スプレー時の圧力＝０．５−１．５に３／ａｍ”で処理
した。

また、樹脂塗装およびクロムを含有した樹脂塗装は、樹
脂として水溶性アクリルエマルジョン系を用い、ロール
コート法により実施した。

このようにして製造した種々の本発明黒色処理鋼板につ
いては、以下の性能評価試験を行った。

（１）黒色度の測定 ■処理：黒色処理ままおよび樹脂塗装処理■評価：明度
Ｋ１１ｌ定測定はスガ試験機■製ＳＭカラーコンピューターにて行った。

（２）耐食性 ■処理：黒色処理ままおよび樹脂塗装処理■評価：複合
腐食試験（ＣＣＴ）５０サイクル後の赤錆発生率（注）ＣＣＴ：塩水噴霧（３５℃ｘ６１１ｒ）、乾燥（
７０℃。

Ｒ１−１６０％　Ｘ　４Ｈｒ）　、湿潤（４９℃、Ｒ１
＋＞９５％×４（１ｒ）、冷凍（−２０℃ｘ　４）１ｒ
）の順に行いこれを１サイクルとする複合腐食試験 ■赤錆発生率：Ｏ・・・赤錆発生率０〜５％の評価　　
　Ｏ・・・　　　　　５〜２０％Δ・・・　　　　　　
　　　２０〜５０％×・・・　　　　　５０％以上（３）加工密着性 ■処理：黒色ままおよび樹脂塗装処理（工）評価：１８０°密着曲げ→内側凹げ部のテーピン
グ後、テープに付着した黒色層又はめっき層の量を目視判定 ■判定基準：Ｏ・・・剥離なし △・・・剥離少 ×・・・剥離釜第１表に評価結果を示す。これから明らかなように、本
発明の黒色処理鋼板は、比較材（Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき
鋼板をベースに黒色処理後樹脂塗装有りと無し）に比へ
て耐食性および加工密着性にすぐれていめことがわかる
。

［発明の効果コ本発明の黒色着色処理亜鉛系合金めっき鋼板は、従来の
ものに比べて、耐食性が優れかつ加工密着性にも優れて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で黒色処理を施す前のめっき層の例の説
明図。第２図は本発明で黒色処理を施す前のめっき層の他の例
の説明図、第３図は本発明で黒色処理と薄膜塗装を行った例の説明
図、である。ｊ：鋼板、　２：亜鉛系合金めっき層、　３：難溶性ク
ロム酸塩微粒子、　４　：　ＳｉＯ□、ＡＱ、０．、。等の微粒子、　５：黒色不働態化酸化物層、６：薄１漠
塗装層。第１図特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鋼板の片面又は両面に、難溶性クロム酸塩微粒子
を含有した亜鉛系合金めっき層と、さらに該めっき層に
黒色不働態化酸化物層を被覆したことを特徴とする耐食
性と加工性にすぐれた黒色着色処理亜鉛系合金めっき鋼
板
（２）鋼板の片面又は両面に、難溶性クロム酸塩微粒子
とＳｉＯ＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＴｉＯ＿２，Ｃｒ＿２
Ｏ＿３，ＺｒＯ＿２，ＳｎＯ＿２，Ｓｂ＿２Ｏ＿５の微
粒子の１種又は２種以上を含有した亜鉛系合金めっき層
と、さらに該めっき層に黒色不働態化酸化物層を被覆し
たことを特徴とする耐食性と加工性にすぐれた黒色着色
処理亜鉛系合金めっき鋼板