JPH0679842B2 - 黒色表面処理鋼板 - Google Patents
黒色表面処理鋼板Info
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- JPH0679842B2 JPH0679842B2 JP63219735A JP21973588A JPH0679842B2 JP H0679842 B2 JPH0679842 B2 JP H0679842B2 JP 63219735 A JP63219735 A JP 63219735A JP 21973588 A JP21973588 A JP 21973588A JP H0679842 B2 JPH0679842 B2 JP H0679842B2
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- Japan
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- black
- resin
- coating
- steel sheet
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は装飾が必要な部材に用いられる黒色表面処理鋼
板に関するものである。
板に関するものである。
鋼板をプレス加工した後前処理塗装されて来た製品に対
してプレコートされた鋼板を導入することによって、需
要家工程で行っていた前処理、塗装を省略し、低コスト
で高品質の製品を得るプレコート鋼板化への動きが活発
である。これらの需要に答えるため、従来は塗料を塗装
したプレコート鋼板が用いられて来たが、徹底したコス
トダウン化、高級外観、溶接性および取り扱い傷の問題
から、無機系の着色鋼板の要求が強くなって来た。
してプレコートされた鋼板を導入することによって、需
要家工程で行っていた前処理、塗装を省略し、低コスト
で高品質の製品を得るプレコート鋼板化への動きが活発
である。これらの需要に答えるため、従来は塗料を塗装
したプレコート鋼板が用いられて来たが、徹底したコス
トダウン化、高級外観、溶接性および取り扱い傷の問題
から、無機系の着色鋼板の要求が強くなって来た。
色調としては黒色系統のニーズが強く、上述の他指紋が
つき難いことや、加工性、耐薬品性そして耐食性が要求
される。
つき難いことや、加工性、耐薬品性そして耐食性が要求
される。
従来の黒色処理法はステンレスや鋼板、鋼が一般的であ
るが、コストの点や耐食性の観点から亜鉛めっき鋼板が
本目的には合致しているので、その黒色化に関する従来
技術について以下に述べる。
るが、コストの点や耐食性の観点から亜鉛めっき鋼板が
本目的には合致しているので、その黒色化に関する従来
技術について以下に述べる。
特開昭61−143594号公報開示の方法は、鉄属元素と亜鉛
の合金めっき鋼板をNO3 -及びSO4 4-等のアニオンを含む
水溶液中で陽極電解処理することを特徴とする黒色鋼板
の製法である。この公報２ページ右下欄７行〜３ページ
左上欄12行には、耐食性地の観点から上記の黒色皮膜上
にクロメート被膜およびまたは透明な有機樹脂を施した
被膜の構成が望ましいとされている。
の合金めっき鋼板をNO3 -及びSO4 4-等のアニオンを含む
水溶液中で陽極電解処理することを特徴とする黒色鋼板
の製法である。この公報２ページ右下欄７行〜３ページ
左上欄12行には、耐食性地の観点から上記の黒色皮膜上
にクロメート被膜およびまたは透明な有機樹脂を施した
被膜の構成が望ましいとされている。
特開昭58−151491号公報開示の方法は、Co,Ni,Moを含有
する亜鉛めっき浴中で電気めっきしたのち、NH4 +を含む
水溶液中で陽極電解処理することによって無機の黒色被
膜を形成させ、更に必要によりケイ酸塩被膜で被覆する
ことを特徴とする方法である。
する亜鉛めっき浴中で電気めっきしたのち、NH4 +を含む
水溶液中で陽極電解処理することによって無機の黒色被
膜を形成させ、更に必要によりケイ酸塩被膜で被覆する
ことを特徴とする方法である。
又、特開昭60−200996号公報では、Ni−Zn合金めっき浴
中で陰極電解によって黒色のNi15％以上の亜鉛合金めっ
き被膜を形成する方法が開示されている。
中で陰極電解によって黒色のNi15％以上の亜鉛合金めっ
き被膜を形成する方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法は、製造面でも問題があ
り、市場の要求する性能を満たしているとは言えない。
例えば、生産面について言えば、めっきを再溶解する方
法はコスト的に不利であり、又排水対策を伴い、合金め
っきに限定される。陰極処理は前記問題を解決できる
が、むらが発生し易い問題がある。更に重要なことは、
広幅の帯鋼を高速で処理するためさまざまな外観上の問
題（色むら、色調）が生じ、歩留りが低下する問題があ
ることである。
り、市場の要求する性能を満たしているとは言えない。
例えば、生産面について言えば、めっきを再溶解する方
法はコスト的に不利であり、又排水対策を伴い、合金め
っきに限定される。陰極処理は前記問題を解決できる
が、むらが発生し易い問題がある。更に重要なことは、
広幅の帯鋼を高速で処理するためさまざまな外観上の問
題（色むら、色調）が生じ、歩留りが低下する問題があ
ることである。
又、品質面においても次に述べる課題を有する。
前述のように、無機系黒色表面処理鋼板が実用化され、
需要が広がりつつあるが、性能面で以下の如き改良が必
要である。即ち、内板用途から外板に近い部品に使用
されて来たため、より安定した色調とむらのない均一な
外観、及び光沢を制御した高級な黒色外観が必要であ
り、電子機器への需要により、より導電性に優れた特
性が要求され、光を利用した事務機器から低反射率特
性が要求される。
需要が広がりつつあるが、性能面で以下の如き改良が必
要である。即ち、内板用途から外板に近い部品に使用
されて来たため、より安定した色調とむらのない均一な
外観、及び光沢を制御した高級な黒色外観が必要であ
り、電子機器への需要により、より導電性に優れた特
性が要求され、光を利用した事務機器から低反射率特
性が要求される。
従来の技術は耐食性等の性能面の理由から、上層に厚み
１〜３μの絶対性のクリヤー有機樹脂もしくはケイ酸塩
被膜を被覆させているため、溶接の如き加圧下での導電
性は確保されるものの、電子機器等低圧下での導電性に
関しては不充分であった。
１〜３μの絶対性のクリヤー有機樹脂もしくはケイ酸塩
被膜を被覆させているため、溶接の如き加圧下での導電
性は確保されるものの、電子機器等低圧下での導電性に
関しては不充分であった。
又、反射率に関してはつや消しのシリカを加えたクリヤ
ーが提案されているが、塗膜の厚みとシリカ粒子サイズ
のバランスがあり、光沢と耐傷性等の性能が両立できな
い問題があった。特に複写器においては、反射率が高い
とコピー精度に問題が生じるため低反射率が強く望まれ
ている。
ーが提案されているが、塗膜の厚みとシリカ粒子サイズ
のバランスがあり、光沢と耐傷性等の性能が両立できな
い問題があった。特に複写器においては、反射率が高い
とコピー精度に問題が生じるため低反射率が強く望まれ
ている。
生産面については、前述したように従来の方法では広幅
の帯鋼を多量に黒色化するため、めっき組成、流速、液
組成が変動しても色調の安定化、均一化を達成するため
にラインスピードを低下させたり、液替えの頻度を増し
たりしなければならず、歩留り低下の問題が伴ってい
た。
の帯鋼を多量に黒色化するため、めっき組成、流速、液
組成が変動しても色調の安定化、均一化を達成するため
にラインスピードを低下させたり、液替えの頻度を増し
たりしなければならず、歩留り低下の問題が伴ってい
た。
本発明の黒色表面処理鋼板は以下の通りである。
鋼板もしくはめっき鋼板上にFe、Ni、Co、Mn、Mo、C
r、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と金属を主
成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜0.1〜3.0
g/m2を有し、さらに黒色微粒子として粒径50〜200nmの
カーボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散させた
厚さ0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特徴とす
る黒色表面処理鋼板。
r、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と金属を主
成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜0.1〜3.0
g/m2を有し、さらに黒色微粒子として粒径50〜200nmの
カーボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散させた
厚さ0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特徴とす
る黒色表面処理鋼板。
鋼板もしくはめっき鋼板上にFe、Ni、Co、Mn、Mo、C
r、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と金属を主
成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜0.1〜3.0
g/m2を有し、さらにクロム付着量10〜200mg/m2のクロメ
ート被膜および黒色微粒子として粒径50〜200nmのカー
ボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散させた厚さ
0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特徴とする黒
色表面処理鋼板。
r、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と金属を主
成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜0.1〜3.0
g/m2を有し、さらにクロム付着量10〜200mg/m2のクロメ
ート被膜および黒色微粒子として粒径50〜200nmのカー
ボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散させた厚さ
0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特徴とする黒
色表面処理鋼板。
本発明の黒色表面処理鋼板の被膜構成の模式図を第１図
に示した。第１図（Ａ）は前記に相当する黒色表面処
理鋼板の模式図、第１図（Ｂ）は前記に相当する黒色
表面処理鋼板の模式図である。図中ａは鋼板もしくはめ
っき鋼板、ｂは黒色無機被膜、ｃはクロメート被膜、ｄ
は黒色微粒子を分散させた樹脂被膜である。
に示した。第１図（Ａ）は前記に相当する黒色表面処
理鋼板の模式図、第１図（Ｂ）は前記に相当する黒色
表面処理鋼板の模式図である。図中ａは鋼板もしくはめ
っき鋼板、ｂは黒色無機被膜、ｃはクロメート被膜、ｄ
は黒色微粒子を分散させた樹脂被膜である。
通常、１コートの塗装で黒色外観を得るには、黒色顔料
の濃度を高く且つ塗膜を厚く塗装する必要がある。無機
系黒色鋼板の狙いとする0.2〜３μの薄膜では、着色度
合および均一化の点で実現が極めて難しい。厚膜では有
機樹脂自身の特性が製品性能を支配するため、目的とす
る特性、例えば溶接性、耐傷性、耐指紋性等が劣化す
る。有機樹脂の厚みを３μ以下にすることによって、下
層のめっきを含めた無機被膜との複合効果によって優れ
た特性が得られる。本発明は下層に黒色無機被膜
（ｂ）、および上層に必要によりクロメート被膜（ｃ）
を施したのち黒色の有機樹脂被膜（ｄ）を形成すること
によって従来の問題点を解決したものである。
の濃度を高く且つ塗膜を厚く塗装する必要がある。無機
系黒色鋼板の狙いとする0.2〜３μの薄膜では、着色度
合および均一化の点で実現が極めて難しい。厚膜では有
機樹脂自身の特性が製品性能を支配するため、目的とす
る特性、例えば溶接性、耐傷性、耐指紋性等が劣化す
る。有機樹脂の厚みを３μ以下にすることによって、下
層のめっきを含めた無機被膜との複合効果によって優れ
た特性が得られる。本発明は下層に黒色無機被膜
（ｂ）、および上層に必要によりクロメート被膜（ｃ）
を施したのち黒色の有機樹脂被膜（ｄ）を形成すること
によって従来の問題点を解決したものである。
即ち、下層の黒色無機被覆は上層の有機被膜層が透明な
場合、均一な着色外観に仕上げねばならない。その結果
生産性、歩留りの低下につながる。しかしながら、上層
を若干黒色系統（実際には薄膜、低濃度のため淡いグレ
ー調）の被膜にすることによって下層の無機被膜の色調
を大巾に許容できることが分かった。前述した如く上層
の黒色系統の被膜は薄膜のため、それ自身色むらが発生
するが、下層の黒色無機被膜で修復され、両層の作用に
よって均一外観を達成できる。本発明においては上層の
被膜の黒色度（一般的にＬ値で表示）は下層の黒色無機
被膜より淡い（Ｌ値が高い）色調であることが望まし
い。即ち、両層のＬ値は、下層の黒色無機被膜層のＬ値
が20以下、上層の被膜のＬ値が電気亜鉛めっきの如き白
色板上に塗装した状態で20〜30であることが望ましい。
場合、均一な着色外観に仕上げねばならない。その結果
生産性、歩留りの低下につながる。しかしながら、上層
を若干黒色系統（実際には薄膜、低濃度のため淡いグレ
ー調）の被膜にすることによって下層の無機被膜の色調
を大巾に許容できることが分かった。前述した如く上層
の黒色系統の被膜は薄膜のため、それ自身色むらが発生
するが、下層の黒色無機被膜で修復され、両層の作用に
よって均一外観を達成できる。本発明においては上層の
被膜の黒色度（一般的にＬ値で表示）は下層の黒色無機
被膜より淡い（Ｌ値が高い）色調であることが望まし
い。即ち、両層のＬ値は、下層の黒色無機被膜層のＬ値
が20以下、上層の被膜のＬ値が電気亜鉛めっきの如き白
色板上に塗装した状態で20〜30であることが望ましい。
導電性の微粒子を分散させることにより従来問題であっ
た上層の被膜層の電気抵抗を下げることが出来、低い圧
力下で導電性に優れた黒色表面処理鋼板を高歩留りで得
ることが出来る。又、反射率の低下に対しては、黒色微
粒子の粒子径と含有率がポイントである。
た上層の被膜層の電気抵抗を下げることが出来、低い圧
力下で導電性に優れた黒色表面処理鋼板を高歩留りで得
ることが出来る。又、反射率の低下に対しては、黒色微
粒子の粒子径と含有率がポイントである。
上層の被膜は、第１図（Ａ）に示したように有機樹脂中
に黒色の微粒子を分散させた被膜ｄを用い、第１図
（Ｂ）の場合密着性、耐食性の向上を目的に中間層とし
てクロメート被膜ｃを施す。第１図（Ａ）の場合、下層
の黒色無機被膜ｂ中にクロムの酸化物を含むことが望ま
しい。これについては後述する。
に黒色の微粒子を分散させた被膜ｄを用い、第１図
（Ｂ）の場合密着性、耐食性の向上を目的に中間層とし
てクロメート被膜ｃを施す。第１図（Ａ）の場合、下層
の黒色無機被膜ｂ中にクロムの酸化物を含むことが望ま
しい。これについては後述する。
以下、各被膜の詳細について述べる。
本発明のペースメタルは鋼板もしくはめっき鋼板であ
る。めっき鋼板は亜鉛めっき、Fe,Co,Ni,Al,Sn等の金属
と亜鉛の合金めっき、スズメッキ、アルミめっき、銅め
っき等の電気および溶融めっき鋼板である。鋼板の表面
の粗度を平均粗さ（Ra）で１μ以上に、好ましくは1.2
〜2.0μに調整することによって製品の光沢を低下で
き、高級な外観イメージを付与することができる。耐傷
性、耐食性の観点から、下地鋼板は硬い亜鉛合金めっき
鋼板が望ましい。
る。めっき鋼板は亜鉛めっき、Fe,Co,Ni,Al,Sn等の金属
と亜鉛の合金めっき、スズメッキ、アルミめっき、銅め
っき等の電気および溶融めっき鋼板である。鋼板の表面
の粗度を平均粗さ（Ra）で１μ以上に、好ましくは1.2
〜2.0μに調整することによって製品の光沢を低下で
き、高級な外観イメージを付与することができる。耐傷
性、耐食性の観点から、下地鋼板は硬い亜鉛合金めっき
鋼板が望ましい。
次に黒色無機被膜は、黒色の化合物を主成分とし、密着
性に優れている必要がある。これらの被膜は、Fe,Ni,C
o,Mn,Mo,Cr,Cu,Bi,V及びZmの水分酸化物、硫化物を主成
分とし、陰極電解析出によって得られるものである。こ
れらの被膜は水分酸化物と金属の複合成分で構成されて
いる。第２図はZn2+,Ni2+およびNO3 -の水溶液中で鋼板
上に陰極析出させた黒色無機被膜を剥離した粉末をＸ線
回折によって定性的に解析したものである。金属亜鉛と
水和酸化物Ni（OH）２が検出されている。
性に優れている必要がある。これらの被膜は、Fe,Ni,C
o,Mn,Mo,Cr,Cu,Bi,V及びZmの水分酸化物、硫化物を主成
分とし、陰極電解析出によって得られるものである。こ
れらの被膜は水分酸化物と金属の複合成分で構成されて
いる。第２図はZn2+,Ni2+およびNO3 -の水溶液中で鋼板
上に陰極析出させた黒色無機被膜を剥離した粉末をＸ線
回折によって定性的に解析したものである。金属亜鉛と
水和酸化物Ni（OH）２が検出されている。
被膜は無機化合物で構成されるため黒色色調および密着
性の点で付着量0.1〜3.0g/m2に制御する。次に述べる黒
色微粒子を分散させた樹脂被膜は、特に経済的、生産
性、汎用性の点ですぐれている陰極電解処理法の欠点で
ある外観むらの救済として有効である。
性の点で付着量0.1〜3.0g/m2に制御する。次に述べる黒
色微粒子を分散させた樹脂被膜は、特に経済的、生産
性、汎用性の点ですぐれている陰極電解処理法の欠点で
ある外観むらの救済として有効である。
黒色微粒子を分散させた樹脂被膜層の付着量は外観およ
び溶接性等に害が無いように配慮する必要があり、付着
量として３μｍ以下、好ましくは1.5μｍ以下である。
又、前述した外観の均一化、色調の安定化、耐食性およ
び耐傷性を付与し、又黒色の微粒子を固定化する最低の
厚みは0.1μｍ、好ましくは0.5μｍであり、本発明にお
いて最適の膜厚範囲は0.5〜1.5μｍである。
び溶接性等に害が無いように配慮する必要があり、付着
量として３μｍ以下、好ましくは1.5μｍ以下である。
又、前述した外観の均一化、色調の安定化、耐食性およ
び耐傷性を付与し、又黒色の微粒子を固定化する最低の
厚みは0.1μｍ、好ましくは0.5μｍであり、本発明にお
いて最適の膜厚範囲は0.5〜1.5μｍである。
樹脂（有機ポリマー）は、水溶性又は水分散性の有機高
分子化合物を必要により硬化剤を加えコーティングし、
焼付等によって硬化させた被膜、あるいは紫外線硬化さ
せた塗膜、あるいは無機有機化合物を複合させた複合ポ
リマーを必要により硬化剤と共にコーティングし、焼付
等で硬化させた被膜である。複合させる化合物として
は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニヤ等の微細
な酸化物好ましくはゾル、マイカ、タルク、リン酸塩、
ホウ酸塩、クロム酸塩の無機化合物、脂肪酸石鹸類、脂
肪酸エステル、プラスチック粒子の有機化合物、シラン
カップリング剤、チタンカップリング剤等の有機金属化
合物がある。なお、後述する如く、複合化させる化合物
はガードコートの膜厚が薄いため出来だけ細かい粒子
（１〜100nm）が好ましく、樹脂中に均一に分散させる
必要がある。
分子化合物を必要により硬化剤を加えコーティングし、
焼付等によって硬化させた被膜、あるいは紫外線硬化さ
せた塗膜、あるいは無機有機化合物を複合させた複合ポ
リマーを必要により硬化剤と共にコーティングし、焼付
等で硬化させた被膜である。複合させる化合物として
は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニヤ等の微細
な酸化物好ましくはゾル、マイカ、タルク、リン酸塩、
ホウ酸塩、クロム酸塩の無機化合物、脂肪酸石鹸類、脂
肪酸エステル、プラスチック粒子の有機化合物、シラン
カップリング剤、チタンカップリング剤等の有機金属化
合物がある。なお、後述する如く、複合化させる化合物
はガードコートの膜厚が薄いため出来だけ細かい粒子
（１〜100nm）が好ましく、樹脂中に均一に分散させる
必要がある。
樹脂に分散させる黒色微粒子としてカーボンブラックを
使用する。粒径は目的とする色調、光沢によって選択
し、市販されている粒径50〜200nmのカーボンブラック
が使用できる。粒径50nm未満の細かいカーボンブラック
は黒色化の能力は優れているが光沢低下には硬化がな
く、むしろ光沢が上昇するので、本発明の目的である光
沢低下には逆効果である。粒径が200nm超では均一な外
観が得られ難く塗料中のカーボンブラックが沈澱し易い
更に耐傷性が劣化する。実用的にはディスパージョンと
してカーボンブラックを分散させた市販品を使用でき
る。カーボンブラックの粒径はレーザー錯乱光を利用し
た分光分析機を用いて測定管理することが出来る。添加
量は、反射率、外観の色調および均一性や電気導電性か
ら樹脂に対する重量比率（カーボンブラック／樹脂）が
15/100以上で使用する。好ましい重量比は20/100以上で
ある。15/100未満ではクリヤーの樹脂との下が認められ
難い、光沢を下げる能力が弱い。又、カーボンブラック
の含有率が高すぎると、カーボンブラックの二次凝集に
よりカーボンブラックが樹脂被膜を突き破って突き出る
ため表面がざらつき、すり傷や粉化を生じさせ、密着
性、耐食性が劣化する。このような理由から、樹脂に対
する重量化率は（15〜40）/100、好ましくは（20〜30）
/100とする。
使用する。粒径は目的とする色調、光沢によって選択
し、市販されている粒径50〜200nmのカーボンブラック
が使用できる。粒径50nm未満の細かいカーボンブラック
は黒色化の能力は優れているが光沢低下には硬化がな
く、むしろ光沢が上昇するので、本発明の目的である光
沢低下には逆効果である。粒径が200nm超では均一な外
観が得られ難く塗料中のカーボンブラックが沈澱し易い
更に耐傷性が劣化する。実用的にはディスパージョンと
してカーボンブラックを分散させた市販品を使用でき
る。カーボンブラックの粒径はレーザー錯乱光を利用し
た分光分析機を用いて測定管理することが出来る。添加
量は、反射率、外観の色調および均一性や電気導電性か
ら樹脂に対する重量比率（カーボンブラック／樹脂）が
15/100以上で使用する。好ましい重量比は20/100以上で
ある。15/100未満ではクリヤーの樹脂との下が認められ
難い、光沢を下げる能力が弱い。又、カーボンブラック
の含有率が高すぎると、カーボンブラックの二次凝集に
よりカーボンブラックが樹脂被膜を突き破って突き出る
ため表面がざらつき、すり傷や粉化を生じさせ、密着
性、耐食性が劣化する。このような理由から、樹脂に対
する重量化率は（15〜40）/100、好ましくは（20〜30）
/100とする。
本発明においては、好ましくは黒色無機被膜にクロムの
酸化物を含有させることにより、第１図（Ａ）の如くク
ロメート被膜を省略し、直接黒色微粒子を分散させた樹
脂を塗布することが出来る。
酸化物を含有させることにより、第１図（Ａ）の如くク
ロメート被膜を省略し、直接黒色微粒子を分散させた樹
脂を塗布することが出来る。
黒色無機被膜層にクロムの酸化物を含有させる方法とし
ては、黒色の陰極処理浴中にCr3+を添加する方法があ
る。
ては、黒色の陰極処理浴中にCr3+を添加する方法があ
る。
クロメート処理としては、塗布−乾燥型の塗布クロメー
ト、浸漬又はスプレー後水洗する反応クロメートおよび
電解クロメートが適用できる。塗布クロメートは水溶性
のCr3+及びCr6+の化合物、好ましくは無水クロム酸（Cr
O3）もしくは還元剤でCr3+/Cr6+＝0.1〜0.5に部分還元
したクロム酸の水溶液、もしくはシリゾル、リン酸、有
機高分子化合物等を加えた複合成分のクロメート処理液
を黒色被膜上に塗布したのち、直ちに60〜100℃に強制
乾燥することによって得られる。反応クロメートは市販
のクロム酸化合物とアニオン化合物からなる処理液を用
いることで得られる。又、電解クロメートはpH0.5〜５
のクロム酸とアニオンを主成分とするクロム酸水溶液中
で陰極電解したのち水洗することによって得られる。
ト、浸漬又はスプレー後水洗する反応クロメートおよび
電解クロメートが適用できる。塗布クロメートは水溶性
のCr3+及びCr6+の化合物、好ましくは無水クロム酸（Cr
O3）もしくは還元剤でCr3+/Cr6+＝0.1〜0.5に部分還元
したクロム酸の水溶液、もしくはシリゾル、リン酸、有
機高分子化合物等を加えた複合成分のクロメート処理液
を黒色被膜上に塗布したのち、直ちに60〜100℃に強制
乾燥することによって得られる。反応クロメートは市販
のクロム酸化合物とアニオン化合物からなる処理液を用
いることで得られる。又、電解クロメートはpH0.5〜５
のクロム酸とアニオンを主成分とするクロム酸水溶液中
で陰極電解したのち水洗することによって得られる。
付着量はCr換算で10〜200mg/m2とする。200mg/m2超では
クロメート被膜自身の凝集破壊による密着性の劣化、溶
接電極の汚染等の問題が生ずる。10mg/m2未満ではクロ
メートの効果（耐食性、密着性）が充分でない。
クロメート被膜自身の凝集破壊による密着性の劣化、溶
接電極の汚染等の問題が生ずる。10mg/m2未満ではクロ
メートの効果（耐食性、密着性）が充分でない。
以下、実施例を挙げ本発明を説明する。実施例における
用語および評価方法は以下の通りである。
用語および評価方法は以下の通りである。
１）黒色外観 Ｌ値：明度（JIS Ｚ 8370規定）黒色としてはＬ≦20
が必要。望ましくはＬ≦15。
が必要。望ましくはＬ≦15。
Ｇ値：黒色ガラス板を標準値90.1として60゜−60゜の角
度で光沢を測定。
度で光沢を測定。
反射率：角度45度で鏡面を1000として反射率を測定し
た。
た。
外観均一性：樹脂被膜を被覆した後の外観を目視評価し
た。
た。
５……むら全くなし、４……実用上差し支えない軽度の
むら、３……すじ状のむらが認められる、２……むらが
明確に認められる、１……むらがひどい。
むら、３……すじ状のむらが認められる、２……むらが
明確に認められる、１……むらがひどい。
導電性：黒色鋼板の表面を市販の二探針型のポールタブ
ル表面抵抗計（三菱湯化株式会社Loresta FP）を用
い、バネ圧を6.5kg/cm2で測定し、単位は抵抗（Ω）で
示した。
ル表面抵抗計（三菱湯化株式会社Loresta FP）を用
い、バネ圧を6.5kg/cm2で測定し、単位は抵抗（Ω）で
示した。
外観の色調：目視評価によって評価 Ｎ……正常な黒色、Ｒ……赤色のある黒色、Ｂ……青色
のある黒色。
のある黒色。
２）密着性：エリクセン10mm絞り加工後セロテープ（登
録商標）で剥離し、剥離した面積を百分率（％）で評
価。
録商標）で剥離し、剥離した面積を百分率（％）で評
価。
○……剥離認めず ０％ △……剥離（点状） １％未満 ×……剥離 ５％以上 ３）耐傷性：ニッケルコインによって一定荷重で１回こ
すり、疵の程度で評価した。
すり、疵の程度で評価した。
５……殆んど目立たない、４……後がわずかに認められ
る、３……はっきりと傷が残る、２……1mmの巾で傷が
残る、１……2mm以上の傷あとが残る。
る、３……はっきりと傷が残る、２……1mmの巾で傷が
残る、１……2mm以上の傷あとが残る。
４）耐食性:JIS Ｚ−2371連続式塩水噴霧試験で白錆５
％発生迄の時間（Hrs）で示した。
％発生迄の時間（Hrs）で示した。
５）カーボンブラックの粒径：市販のレーザー散乱光に
よる分光分析器「コールターモデルN4（日科機）」によ
って測定し、粒径分の平均的な値を採用した。
よる分光分析器「コールターモデルN4（日科機）」によ
って測定し、粒径分の平均的な値を採用した。
実施例１ 亜鉛ニッケル合金めっき鋼板（Ni含有率11％、めっき量
20g/m2、平均粗さ1.6μ）を、Zn2+50g/、Ni2+70g/
、Cr3+1g/およびNO3-4g/、So3 2-0.7g/含む水溶
液中で陰極として、電流密度30A/dm2、通電量40クーロ
ン/dm2電解することによって、付着量0.9g/m2の黒色無
機被膜を形成させたのち、一次粒径10〜50nm（粒径50〜
200nm）のカーボンブラックを樹脂100に対して0,15,20,
30,40の割合で分散させたアクリル系樹脂エマルジョン
をロールコーターにて乾燥膜厚１±0.1μ塗装し、板温1
20℃に焼付けた。黒色の無機被膜中のCrは25mg/m2であ
った。第１表に評価した結果を示す。
20g/m2、平均粗さ1.6μ）を、Zn2+50g/、Ni2+70g/
、Cr3+1g/およびNO3-4g/、So3 2-0.7g/含む水溶
液中で陰極として、電流密度30A/dm2、通電量40クーロ
ン/dm2電解することによって、付着量0.9g/m2の黒色無
機被膜を形成させたのち、一次粒径10〜50nm（粒径50〜
200nm）のカーボンブラックを樹脂100に対して0,15,20,
30,40の割合で分散させたアクリル系樹脂エマルジョン
をロールコーターにて乾燥膜厚１±0.1μ塗装し、板温1
20℃に焼付けた。黒色の無機被膜中のCrは25mg/m2であ
った。第１表に評価した結果を示す。
No.1は黒色微粒子を含まない比較列で、すじむらおよび
赤味を帯びた色調の黒色の外観を示し、Ｇ値27の光沢外
観であった。No.2は樹脂100に対してカーボンブラック
を15加え、以下No.5では40のカーボンを加えた実施例黒
色表面処理鋼板である。No.2およびNo.4のカーボンブラ
ックを15〜30加えたものが最良の結果を示した。No.5で
は、若干耐傷性で劣化する傾向が見られた。
赤味を帯びた色調の黒色の外観を示し、Ｇ値27の光沢外
観であった。No.2は樹脂100に対してカーボンブラック
を15加え、以下No.5では40のカーボンを加えた実施例黒
色表面処理鋼板である。No.2およびNo.4のカーボンブラ
ックを15〜30加えたものが最良の結果を示した。No.5で
は、若干耐傷性で劣化する傾向が見られた。
実施例２ 亜鉛ニッケル合金電気めっき鋼板（Ni12％，めっき量20
g/m2,平均粗さ1.5μ）の表面に陰極処理法によって付着
量0.8g/m2のニッケル酸化物を主成分とする黒色無機被
膜を形成させた後、CrO310g/の液を絞りロールにてCr
付着量50mg/m2を狙って塗布し乾燥したのち市販のポリ
オレフィンアクリル系エマルジョンにコロイダルシリカ
を複合させた樹脂液に１次粒径10〜50nm（粒径50〜200n
m）のカーボンブラックを樹脂100に対して0,1,5,10,15,
20,30,40分散させロールコーターにて塗布し、板温120
℃に焼付けた。
g/m2,平均粗さ1.5μ）の表面に陰極処理法によって付着
量0.8g/m2のニッケル酸化物を主成分とする黒色無機被
膜を形成させた後、CrO310g/の液を絞りロールにてCr
付着量50mg/m2を狙って塗布し乾燥したのち市販のポリ
オレフィンアクリル系エマルジョンにコロイダルシリカ
を複合させた樹脂液に１次粒径10〜50nm（粒径50〜200n
m）のカーボンブラックを樹脂100に対して0,1,5,10,15,
20,30,40分散させロールコーターにて塗布し、板温120
℃に焼付けた。
膜厚は１μｍ狙いとし、実績はSi分析結果から１±0.1
μｍであった。得られた結果について、第３図に外観の
均一性および耐傷性、第４図に光沢および明度、第５図
に表面電気抵抗値を示した。
μｍであった。得られた結果について、第３図に外観の
均一性および耐傷性、第４図に光沢および明度、第５図
に表面電気抵抗値を示した。
カーボンブラックを含有しない比較例の場合、第２図の
外観は赤味のある黒色の色調でむらが認められていたの
に対し、カーボンブラックの添加により改善する。カー
ボンブラック／樹脂比5/100で外観むらを軽減する効果
が認められたが、完全には消えず、カーボンブラック／
樹脂比が30/100で完全な外観が得られた。第３図の耐傷
性はカーボンブラックの含有率40/100で傷が認められた
程度にとどまり、良好であった。又、第４図の光沢及び
反射率はカーボンブラックの添加によって低下し、低反
射率の半光沢の高級外観「G:17〜20未満」が得られた。
又、カーボンブラックの添加により明度も下がり、正常
な黒色の色調を得た。第５図の導電性はカーボンブラッ
クの添加によって低くなる傾向にありカーボンブラック
／樹脂比15/100以上で低い抵抗値（0.05〜1KΩ）を示し
た。又、耐食性に関しては全試料168時間で白錆の発生
を認めず、良好であった。密着性はエリクセン加工で剥
離を認められず良好であった。
外観は赤味のある黒色の色調でむらが認められていたの
に対し、カーボンブラックの添加により改善する。カー
ボンブラック／樹脂比5/100で外観むらを軽減する効果
が認められたが、完全には消えず、カーボンブラック／
樹脂比が30/100で完全な外観が得られた。第３図の耐傷
性はカーボンブラックの含有率40/100で傷が認められた
程度にとどまり、良好であった。又、第４図の光沢及び
反射率はカーボンブラックの添加によって低下し、低反
射率の半光沢の高級外観「G:17〜20未満」が得られた。
又、カーボンブラックの添加により明度も下がり、正常
な黒色の色調を得た。第５図の導電性はカーボンブラッ
クの添加によって低くなる傾向にありカーボンブラック
／樹脂比15/100以上で低い抵抗値（0.05〜1KΩ）を示し
た。又、耐食性に関しては全試料168時間で白錆の発生
を認めず、良好であった。密着性はエリクセン加工で剥
離を認められず良好であった。
実施例３ 原板の平均粗さを1.5〜1.7μに調節した冷延鋼板（C
R）、溶融亜鉛めっき鋼板（GI）および溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板（ZA）をZn2+50g/、Ni2+70g/
、Cr3+0.5g/、およびNO3 -4g/、SO3 2-0.8g/含む
酸性水溶液中で陰極電解処理（40A/dm2、40クローン/dm
2）し、付着量0.8g/m2の黒色被覆（Ｌ値16〜18）を付着
させたのち、Na2Cr207/H2SO4＝50/0.5g/pH＝2.0の水
溶液中で陰極電解処理（5A/dm2、20C/dm2）した。Cr付
着量はメッキ中のCrとの総和で90〜100mg/m2であった。
次いでカーボンブラック（粒径50〜200nm）を樹脂の比
が20/100のアクリル系エマルジョンを乾燥塗膜1.5μ狙
いで塗布し、到達板温120℃で焼き付けた。比較のため
樹脂単独の塗膜についても実施した。樹脂の膜厚は重量
法から（比重1.2）計算した。
R）、溶融亜鉛めっき鋼板（GI）および溶融亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板（ZA）をZn2+50g/、Ni2+70g/
、Cr3+0.5g/、およびNO3 -4g/、SO3 2-0.8g/含む
酸性水溶液中で陰極電解処理（40A/dm2、40クローン/dm
2）し、付着量0.8g/m2の黒色被覆（Ｌ値16〜18）を付着
させたのち、Na2Cr207/H2SO4＝50/0.5g/pH＝2.0の水
溶液中で陰極電解処理（5A/dm2、20C/dm2）した。Cr付
着量はメッキ中のCrとの総和で90〜100mg/m2であった。
次いでカーボンブラック（粒径50〜200nm）を樹脂の比
が20/100のアクリル系エマルジョンを乾燥塗膜1.5μ狙
いで塗布し、到達板温120℃で焼き付けた。比較のため
樹脂単独の塗膜についても実施した。樹脂の膜厚は重量
法から（比重1.2）計算した。
第２表はカーボンブラックの添加効果を対比して示した
ものであり、この中、本発明に従ってカーボンブラック
を添加した例がNo.8,10,12であり、不添加の例（比較
例）がNo.7,9,11である。この表から知られるように、
冷延鋼板（CR）の場合には外観の均一性、光沢（Ｇ
値）、反射率においてNo.8がNo.7にくらべ良好であり、
溶融亜鉛めっき鋼板（GI）の例ではNo.9に比べNo.10の
方が均一性、耐傷性に優れ反射率および光沢が低く、溶
融亜鉛−アルミニウム合金めっき（ZA）の例では、No.1
1に比べNo.12の方が反射率、光沢が低く、耐傷性、外観
の点で優れた結果を示した。
ものであり、この中、本発明に従ってカーボンブラック
を添加した例がNo.8,10,12であり、不添加の例（比較
例）がNo.7,9,11である。この表から知られるように、
冷延鋼板（CR）の場合には外観の均一性、光沢（Ｇ
値）、反射率においてNo.8がNo.7にくらべ良好であり、
溶融亜鉛めっき鋼板（GI）の例ではNo.9に比べNo.10の
方が均一性、耐傷性に優れ反射率および光沢が低く、溶
融亜鉛−アルミニウム合金めっき（ZA）の例では、No.1
1に比べNo.12の方が反射率、光沢が低く、耐傷性、外観
の点で優れた結果を示した。
実施例４ 実施例３と同様に方法で10％Ni−Zn合金めっき鋼板上に
黒色処理およびクロメート処理を行ったのち、黒色微粒
子として平均の粒径が5nm、50nm、100nm、200nm、500nm
のカーボンブラックをアクリルエマルジョンに樹脂100
に対して25加え、分散した水系のエマルジョンを乾燥膜
厚として1.5μｍ狙いで被覆し、板温120℃に焼付けた。
外観は、50nmのカーボンブラックを加えたものはずしむ
らが発生したが、他のものは良好であった。Ｌ値はいず
れも14〜15に入っており、充分な黒色外観が得られた。
反射率は粒径に反比例して低下し、粒径5nm（反射率2
7）、50nm（25）、10nm（22）、200nm（９）であった。
光沢（Ｇ値）は粒径に反比例して下がり、半光沢化し、
粒径5nm（G30.0）、50nm（19.9）、100nm（17.1）、200
nm（16.5）、500nm（15.2）であった。耐傷性は500nmの
カーボンブラック添加樹脂が２点と他のカーボンブラッ
ク（４〜５点）に比べ劣っていた。
黒色処理およびクロメート処理を行ったのち、黒色微粒
子として平均の粒径が5nm、50nm、100nm、200nm、500nm
のカーボンブラックをアクリルエマルジョンに樹脂100
に対して25加え、分散した水系のエマルジョンを乾燥膜
厚として1.5μｍ狙いで被覆し、板温120℃に焼付けた。
外観は、50nmのカーボンブラックを加えたものはずしむ
らが発生したが、他のものは良好であった。Ｌ値はいず
れも14〜15に入っており、充分な黒色外観が得られた。
反射率は粒径に反比例して低下し、粒径5nm（反射率2
7）、50nm（25）、10nm（22）、200nm（９）であった。
光沢（Ｇ値）は粒径に反比例して下がり、半光沢化し、
粒径5nm（G30.0）、50nm（19.9）、100nm（17.1）、200
nm（16.5）、500nm（15.2）であった。耐傷性は500nmの
カーボンブラック添加樹脂が２点と他のカーボンブラッ
ク（４〜５点）に比べ劣っていた。
本発明の黒色表面処理鋼板は品質的に反射率が低く、光
沢を制御した外観、加工性、耐食性に優れ、疵に対して
も強い抵抗を有する新しい鋼板として従来の塗装鋼板分
野に使用でき、製品の高級化、低コストに貢献する。
沢を制御した外観、加工性、耐食性に優れ、疵に対して
も強い抵抗を有する新しい鋼板として従来の塗装鋼板分
野に使用でき、製品の高級化、低コストに貢献する。
又、製造的に広範囲な処理条件が適用でき、高速短時間
処理が可能なため、従来の電気メッキライン内の処理が
可能であり、低いコストで製造できる。
処理が可能なため、従来の電気メッキライン内の処理が
可能であり、低いコストで製造できる。
特に広幅の帯鋼の黒色化において色むらを軽減すること
が出来、製品歩留りが向上する。又、光沢は樹脂に加え
る黒色の微粒子の粒径および含有量で制御できるため、
光沢、半光沢、無光沢のものが得られる。
が出来、製品歩留りが向上する。又、光沢は樹脂に加え
る黒色の微粒子の粒径および含有量で制御できるため、
光沢、半光沢、無光沢のものが得られる。
第１図は本発明の黒色表面処理鋼板の断面模式図であ
り、同図（Ａ）はクロメート被膜を行わない例、同図
（Ｂ）はクロメートを行った例を示す図、 第２図はZn2+、Ni2+およびNO3 -の酸性水溶液から陰極電
解析出させた黒色無機被膜をＸ線回折した結果を示す
図、 第３図は樹脂被膜中のカーボンブラックの含有率と外観
および耐傷性の評点の関係を示す図、 第４図は反射率、光沢（Ｇ）及び明度（Ｌ）とカーボン
ブラック／樹脂比の関係を示す図、 第５図はカーボンブラックの添加量と導電性の関係を示
す図である。
り、同図（Ａ）はクロメート被膜を行わない例、同図
（Ｂ）はクロメートを行った例を示す図、 第２図はZn2+、Ni2+およびNO3 -の酸性水溶液から陰極電
解析出させた黒色無機被膜をＸ線回折した結果を示す
図、 第３図は樹脂被膜中のカーボンブラックの含有率と外観
および耐傷性の評点の関係を示す図、 第４図は反射率、光沢（Ｇ）及び明度（Ｌ）とカーボン
ブラック／樹脂比の関係を示す図、 第５図はカーボンブラックの添加量と導電性の関係を示
す図である。
フロントページの続き (72)発明者 宮内 優二郎 千葉県君津市君津１ 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (72)発明者 村田 利道 千葉県君津市君津１ 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭63−59377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−143594（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】鋼板もしくはめっき鋼板上にFe、Ni、Co、
Mn、Mo、Cr、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と
金属を主成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜
0.1〜3.0g/m2を有し、さらに黒色微粒子として粒径50〜
200nmのカーボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散
させた厚さ0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特
徴とする黒色表面処理鋼板。 - 【請求項２】鋼板もしくはめっき鋼板上にFe、Ni、Co、
Mn、Mo、Cr、Cu、Bi、Ｖ、Znの１種以上の水和酸化物と
金属を主成分とする陰極電解で析出させた黒色無機被膜
0.1〜3.0g/m2を有し、さらにクロム付着量10〜200mg/m2
のクロメート被膜および黒色微粒子として粒径50〜200n
mのカーボンブラックを樹脂100に対して15〜40分散させ
た厚さ0.1〜3.0μｍの樹脂被膜層を有することを特徴と
する黒色表面処理鋼板。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63219735A JPH0679842B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-09-02 | 黒色表面処理鋼板 |
| US07/301,240 US4968391A (en) | 1988-01-29 | 1989-01-24 | Process for the preparation of a black surface-treated steel sheet |
| DE3902457A DE3902457A1 (de) | 1988-01-29 | 1989-01-27 | Schwarze, oberflaechenbehandelte stahlplatte und verfahren zu deren herstellung |
| US07/496,334 US5023146A (en) | 1988-01-29 | 1990-03-20 | Black surface-treated steel sheet |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15826788 | 1988-06-27 | ||
| JP63-158267 | 1988-06-27 | ||
| JP63219735A JPH0679842B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-09-02 | 黒色表面処理鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278540A JPH0278540A (ja) | 1990-03-19 |
| JPH0679842B2 true JPH0679842B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=26485444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63219735A Expired - Lifetime JPH0679842B2 (ja) | 1988-01-29 | 1988-09-02 | 黒色表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679842B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007022058A (ja) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Toyo Kohan Co Ltd | 導電性皮膜被覆金属板 |
| WO2006134679A1 (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-21 | Toyo Kohan Co., Ltd. | 導電性皮膜被覆鋼板 |
| JP5695430B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-04-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 黒色金属板 |
| JP5949656B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2016-07-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 黒色塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネル |
| JP6140586B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2017-05-31 | 株式会社神戸製鋼所 | 水系樹脂塗膜積層金属板 |
| JP6283857B2 (ja) * | 2013-08-28 | 2018-02-28 | ディップソール株式会社 | 耐食性及び黒色外観に優れた車両用黒色締結部材 |
| KR20150097359A (ko) | 2014-02-18 | 2015-08-26 | 주식회사 엘지화학 | 봉지 필름 및 이를 포함하는 유기전자장치 |
| JP6203924B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2017-09-27 | 日新製鋼株式会社 | 前処理Ｚｎ系めっき鋼板、および塗装Ｚｎ系めっき鋼板 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5911247A (ja) * | 1982-07-12 | 1984-01-20 | 日新製鋼株式会社 | 溶接可能な塗装鋼板 |
| US4544581A (en) * | 1984-09-25 | 1985-10-01 | Depor Industries | Black corrosion resistant coating and method for a metal substrate |
| JPS61143594A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-01 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 黒色化処理鋼板の製法 |
| JPS6359377A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-15 | Kawasaki Steel Corp | 黒色鋼板の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63219735A patent/JPH0679842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0278540A (ja) | 1990-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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