JPH03232998A - 塗装性にすぐれる表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents

塗装性にすぐれる表面処理鋼板の製造方法

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JPH03232998A
JPH03232998A JP2795990A JP2795990A JPH03232998A JP H03232998 A JPH03232998 A JP H03232998A JP 2795990 A JP2795990 A JP 2795990A JP 2795990 A JP2795990 A JP 2795990A JP H03232998 A JPH03232998 A JP H03232998A
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泊里 治夫
Kazuo Okumura
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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】 意1」JすU」氷顆 本発明は、塗装性にすぐれる表面処理鋼板の製造方法に
関し、詳しくは、厳しい加工を受−けても、また、種々
多様な保管下にあっても、塗装性が劣化しない電解クロ
メート処理亜鉛系めっき鋼板の製造方法に関する。
血米■孜術 鋼板の防錆を目的として、鋼板に亜鉛めっきや亜鉛−ニ
ッケルめっきを施した後、更に、その表面にクロメート
処理を施すことは、従来、広く行なわれており、そのよ
うなりロメート処理鋼板は、家電製品、自動車、建材等
の分野に多量に用いられている。しかしながら、近年、
このようなりロメート処理亜鉛系めっき鋼板には、耐食
性のみならず、塗装前処理工程を省略した塗装性や、更
には、−層、安定した高度の塗装性が要求されるに至っ
ている。
そこで、従来、クロメート処理亜鉛系めっき鋼板の塗装
性を改善するために、例えば、還元率を高めた有機樹脂
を含有させたクロメート溶液を塗布する方法(特開昭6
3−103082号公報)、塗布型クロメート被膜の上
に有機樹脂を塗布する方法(特開昭63−105976
号公報)等が提案されている。しかし、クロメート溶液
中に有機樹脂を含有させた浴は、その管理が非常に困難
であり、また、二浴系とすれば、処理工程数が増える等
の問題がある。
他方、粒子径40〜100mμの水性コロイダルシリカ
をクロメート被膜中に含有させる方法(特開昭63−3
07281号公報)、粒子径1〜100mμのシリカと
ケイ酸塩を含有する溶液中で亜鉛系めっき鋼板を陰極電
解処理する方法(特公平1−24880号公報)等も知
られている。しかし、これらの方法によって得られた表
面処理鋼板は、いずれも、厳しい加工を行なったときに
塗膜が剥離したり、或いは保管条件によっては、塗装性
が劣化する等の問題を尚、有している。
、■が解決しようとする課題 本発明は、従来のクロメート処理亜鉛系めっき鋼板の製
造における上記した問題を解決するためになされたもの
であって、厳しい加工を受けても、また、種々多様な保
管条件下にあっても、塗装性が劣化しないクロメート処
理亜鉛系めっき鋼板の製造方法を提供することを目的と
する。
1題をゞするだめの千− 本発明による塗装性にずくれる表面処理鋼板の製造方法
は、 fal無水クロム酸(Cr(L3)  5〜1.50 
g / j!、(b)SO4”−/CrO3重量比にて
0.005〜0.04のso、、”−1及び (C)粒子径1〜10mμのコロイダルシリカ1〜50
 g / f! を含有する浴中で亜鉛系めっき鋼板を陰極として電解処
理することを特徴とする。
本発明において、Zn系めっき鋼板は、特に限定される
ものではなく、純Znめっきのほかに、Zn−Ni、Z
n−Fe等の各種Zn合金めっき鋼板を含む。更に、上
記Zn系めっき鋼板を製造する手法としては、電気めっ
き法、溶融めっき法、蒸着めっき法等を挙げることがで
きるが、特に、これらに限定されるものではない。
先ず、本発明の方法においで用いるコロイダルシリカに
ついて説明する。
本発明者らは、電解クロメート処理亜鉛系めっき鋼板の
製造において、コロイダルシリカ(シリカゾル)を加え
た処理液を用いてクロメート処理することによって、あ
る程度、その塗装性を改善し得るものの、鋼板の加工条
件や保管条件によっては、尚、塗装性が十分でない場合
があることを見出し、そこで、更に鋭意研究した結果、
特に、粒子径1〜10mμのコロイダルシリカを用いる
ことによって、厳しい加工条件や種々異なる保管条件下
においても、安定してすぐれた塗装性を有する電解クロ
メート処理亜鉛系めっき鋼板を得ることができることを
見出した。
このような効果を得ることができる理由は、未だ必ずし
も明らかではないが、第1図に模式的に示すように、粒
子径10mμを越えるコロイダルシリカ1を含有するク
ロメート被膜2は、表面が比較的粗く、塗膜3との密着
性を左右する被膜表面のシリカの有する極性基(水酸基
)4と塗膜3との接触率が低いのに対して、本発明に従
って、粒子径1〜10mμのコロイダルシリカ1を含有
するクロメート被膜2は、第2図に模式的に示すように
、表面がより平滑であって、塗膜3との密着性を左右す
る被膜表面のシリカの有する極性基4と塗膜3との接触
率が高くなるためであるとみられる。
本発明においては、用いる処理液中のコロイダルシリカ
の含量は、1〜50 g/j2の範囲である。
含量がIg/jl!よりも少ないときは、塗装性の改善
の効果に乏しく、他方、50g/lを越えるときは、陰
極電解処理において、被膜中に取り込まれるコロイダル
シリカ量が飽和するので、経済的に不利である。
次に、本発明の方法においては、処理液中の無水クロム
酸(Cr03)の濃度は、5〜150g/12の範囲で
ある。濃度が5g/lよりも小さいときは、被膜形成速
度が遅く、実用上、不利であり、他方、150 g/1
2を越える濃度を用いても、得られる被膜に特に有利な
影響がなく、また、経済的にも不利である。
また、本発明の方法において、処理液中の硫酸イオン(
so、ト)の濃度は、So42”/CrO3重量比にて
0.005〜0.04の範囲である。上記重量比が0、
005よりも小さいときは、被膜の成長速度が遅く、実
用上、不利である。他方、0.04を越えるときは、得
られるクロメート被膜の塗装性が却って劣化するので好
ましくない。
本発明において、処理温度は、特に限定されるものでは
ないが、通常、実用的には、常温乃至70°Cの範囲が
好適である。電流密度も、何ら制限されるものではない
が、通常、IOA/dm2以下が好ましい。電解時間も
また、特に制限されるものでばないが、通常、10秒以
下が工業上、好ましい。
本発明において、得られる電解クロメート処理Zn系め
っき鋼板のCr付着量は、特に限定されるものではない
が、塗装性の改善効果を有効に発揮せしめるためには、
少なくとも5mg/m、より好ましくは10■/ボ以上
が望ましい。Cr付着量の上限についても、特に限定さ
れるものではないが、製造費用の問題もあり、更には、
Cr付着量を多くし過ぎるときは、クロメート皮膜自体
の凝集破壊によって、塗装性が劣化することもあるので
、好ましくは、200mg/m以下である。
余所勿劾来 本発明の方法によれば、処理液中に粒子径1〜10mμ
のコロイダルシリカを加えることによって、浴管理や工
程の煩雑化を何ら伴なわないで、加工条件や保管条件に
左右されずに、安定してずくれた塗装性を有するクロメ
ート処理亜鉛系めっき鋼板を得ることができる。
尖巖開 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。尚、以
下の実施例及び比較例においては、亜鉛系めっき鋼板を
処理した後、温度60°Cで10分間乾燥して、後述す
る塗装性試験に供した。
実施例1 公知の方法で清浄にした電気Znめつき鋼板(Zn付着
量:20g/m)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   Cr(1:+     : 60 g/ 
ItSO4”−/ Cr(L+ : 0.02S逼02
ゾル  : 4.8 g / I!(粒子直径7mμ) 浴温度   45°C 電解条件  電流密度:5A/dイ 電解時間=3秒 実施例2 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
it:20g/rrr)を、以下ノ条件テII極電解処
理した。
浴組成   CrOs     : 60 g/ l−
8O42−/ CrO3: 0.02 SiO□ゾル  :25g/n (粒子直径9mμ) 浴温度   45°C 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間=3秒 実施例3 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/m)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO3: 60 g/ j!So4’−
/ CrO+ : 0.01SiO□ゾル  :2.O
g/I! (粒子直径7mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:5秒 実施例4 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:40g/%)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   Crys     : 60 g/ j!
So4’−/ Cr(L+ : 0.02Si02ゾル
  :4.8g/7! (粒子直径7mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm” 電解時間:3秒 実施例5 公知の方法で清浄にした溶融Znめっき鋼板(Zn付着
量:90g/m)を、以下の条件で陰極電解処理した。
0 浴組成   CrO3: 60 g/ ItSO42−
/ CrO3: 0.02 SiO□ゾル  :25g//! (粒子直径9mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm” 電解時間=3秒 実施例6 公知の方法で清浄にした電気Zn−Niめつき鋼板(Z
n付着量:20g7m、Ni付着量:2゜2g/m)を
、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO3:60g/l So42−/ CrO3: 0.02 SiO□ゾル  :4.8ε/1 (粒子直径7mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:9秒 比較例1 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板1 (Zn付着量:20g/rrr)を、以下の条件で陰極
電解処理した。
浴組成   Cr(L+     : 60 g/ I
tSO42−/ CrO3: 0.02 浴温度   45℃ 比電解条件  電流密度:5A/dm”電解時間=3秒 比較例2 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/%)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO3: 60 g/ (!SO4”−
/ CrO3: 0.02 SiOzゾル  :4.9g/l (粒子直径15mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:3秒 比較例3 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板2 (Zn付着量:20g/m)を、以下の条件で陰極電解
処理した。
浴組成   CrO:+     : 60 g/ l
l5Oa”’ / CrO3: 0.02Si02ゾル
  :25g/j! (粒子直径15mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm” 電解時間=3秒 比較例4 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量720 g/m>を、以下の条件で陰極電解処理した
浴組成   Cr(1+     : 60 g/ I
tSOS’−/Crys : 0.02 SiOzゾル  :4.6g/(1 (粒子直径45mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:571./dm2電解時間=3
秒 3 比較例5 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/rd)を、以下の条件で陰極電解処理した
浴組成   CrO3: 60 g/ jl!SOa”
 / Cr0z : 0.02Sin2ゾル  :8.
9g/12 (粒子直径90mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:3秒 比較例6 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/rd)を、以下の条件で陰極電解処理した
浴組成   Crys     : 60 g/ 12
So42−/CrO3: 0.02 SiO□ゾル  :0.5g/R (粒子直径7mμ) 浴温度   45℃ 4 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間=3秒 比較例7 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量log/lo’)を、以下の条件で陰極電解処理した
浴組成   CrO3: 60 g/ ’SOa’−/
 CrO+ : 0.01浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:5秒 比較例8 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/♂)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO,J760 g/ ’SOa”−/
CrO+ : 0. Ol5iO。ゾル  :2.Og
/l (粒子直径45mμ) 浴温度   45℃ 5 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間=5秒 比較例9 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:40g/m)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO3: 60 g/ ASO4’/ 
Cr(L+ : 0.02Sin2ゾル  : 4.9
 g / It(粒子直径15mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間:3秒 比較例10 公知の方法で清浄にした溶融Znめっき鋼板(Zn付着
量:90g/m)を、以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO3: 60 g/ It5oa2−
/ CrO3: 0.02 S逼0□ゾル  :8.9g// 6 (粒子直径90mμ) 浴温、度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間=3秒 比較例11 公知の方法で清浄にした電気Zn−Niめつき鋼板(Z
n付着量:20g/ra、Ni付着量:2゜2g/m)
を以下の条件で陰極電解処理した。
浴組成   CrO:+     : 60 g/ 1
)SO4’−/ CrO3: 0.02 SiO□ゾル  :4.9g/n (粒子直径15mμ) 浴温度   45℃ 電解条件  電流密度:5A/dm2 電解時間=9秒 比較例12 公知の方法で清浄にした電気Znめっき鋼板(Zn付着
量:20g/%)を市販のリン酸塩溶液で処理した。
以上のようにして得られたそれぞれの電解クロ7 メート処理亜鉛系めっき鋼板について、試料作製の直後
と、温度60℃、相対湿度30%の雰囲気下で40日間
保管した後とに、それぞれアミノアルキド系塗料をバー
コーターにて塗装し、焼付けて、厚さ20μmの塗膜を
形成し、塗料の密着性試験(塗装性試験)を行なった。
この塗料の密着性試験は、塗膜表面に1fI×11の基
盤目をカッターナイフにて罫書きし、エリクセン試験機
で6龍押出し、粘着テープを貼着し、次いで、剥離して
評価した。結果を第1表に示す。
第  1  表 ■ 第 1 表 (続き) 離する、×は大部分剥離することを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、粒子径1〜100μmのコロイダルシリカを
含有する電解クロメート被膜を示す模式図、第2図は、
本発明による粒子径1〜10μmのコロイダルシリカを
含有する電解クロメート被膜を示す模式図である。 ■・・・コロイダルシリカ粒子、2・・・クロメート被
膜、3・・・塗膜、4・・・シリカの有する極性基(水
酸基)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)無水クロム酸(CrO_3)5〜150g
    /l、 (b)SO_4^2^−/CrO_3重量比にて0.0
    05〜0.04のSO_4^2^−、及び (c)粒子径1〜10mμのコロイダルシリカ1〜50
    g/l を含有する浴中にて亜鉛系めつき鋼板を陰極として電解
    処理することを特徴とする塗装性にすぐれる表面処理鋼
    板の製造方法。
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