JPH08325703A - 合金層の形成方法 - Google Patents
合金層の形成方法Info
- Publication number
- JPH08325703A JPH08325703A JP12824095A JP12824095A JPH08325703A JP H08325703 A JPH08325703 A JP H08325703A JP 12824095 A JP12824095 A JP 12824095A JP 12824095 A JP12824095 A JP 12824095A JP H08325703 A JPH08325703 A JP H08325703A
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- JP
- Japan
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- zinc
- zinc powder
- solution
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- mixed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡便な方法で鉄鋼材料からなる条材の表面に亜
鉛の被覆層または合金層を形成すること。 【構成】熱分解によって消失するような有機高分子化合
物の溶液もしくはコロイド状分散液に粒径の小さな亜鉛
粉を所定量混合したものを、鉄鋼材料の条材の表面に塗
布した後、その条材を亜鉛の融点以上に加熱して条材の
表面に亜鉛の少なくとも一部を拡散浸透させる。
鉛の被覆層または合金層を形成すること。 【構成】熱分解によって消失するような有機高分子化合
物の溶液もしくはコロイド状分散液に粒径の小さな亜鉛
粉を所定量混合したものを、鉄鋼材料の条材の表面に塗
布した後、その条材を亜鉛の融点以上に加熱して条材の
表面に亜鉛の少なくとも一部を拡散浸透させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は亜鉛めっき鋼板の代替製
造技術に関するものである。
造技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属材料の表面に事なる組成の被
覆層又は合金層を形成し表面を改質する方法としては、
めっき法、溶射法、蒸着等により表面に金属又は合金を
被覆し、又は更にこれを熱処理する方法がある。
覆層又は合金層を形成し表面を改質する方法としては、
めっき法、溶射法、蒸着等により表面に金属又は合金を
被覆し、又は更にこれを熱処理する方法がある。
【０００３】例えば、亜鉛を鋼材表面に被覆すると、鋼
の耐食性が大幅に向上することは良く知られている。
の耐食性が大幅に向上することは良く知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、亜鉛の
被覆を上記の方法で行おうとすると、夫々専用の設備を
必要とし、処理コストが非常に高くなるという欠点を有
している。更にめっきにより行おうとする場合には深刻
な公害問題を生ずることもある。
被覆を上記の方法で行おうとすると、夫々専用の設備を
必要とし、処理コストが非常に高くなるという欠点を有
している。更にめっきにより行おうとする場合には深刻
な公害問題を生ずることもある。
【０００５】本発明の目的は、より安価で簡便な方法で
鉄鋼材料からなる条材の表面に亜鉛の被覆層又は合金層
を形成させ、亜鉛めっき鋼板の代替製造技術を提供する
ことにある。
鉄鋼材料からなる条材の表面に亜鉛の被覆層又は合金層
を形成させ、亜鉛めっき鋼板の代替製造技術を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、被覆すべき
金属に亜鉛の粉末を用い、これを被覆しやすいように有
機高分子化合物及び溶剤で溶いて塗料状とし、更に有機
高分子化合物としては、被覆層又は合金層形成のための
加熱の際熱分解して消失してしまうものを選定し、しか
も分解ガスが被処理物及び被覆金属を酸化から保護する
役目を持たせている。
金属に亜鉛の粉末を用い、これを被覆しやすいように有
機高分子化合物及び溶剤で溶いて塗料状とし、更に有機
高分子化合物としては、被覆層又は合金層形成のための
加熱の際熱分解して消失してしまうものを選定し、しか
も分解ガスが被処理物及び被覆金属を酸化から保護する
役目を持たせている。
【０００７】本発明の方法の実施に必要な有機高分子化
合物（樹脂）の有すべき特性は次である。
合物（樹脂）の有すべき特性は次である。
【０００８】(1) その溶液若しくは分散液が金属表面上
に固着する被膜を形成し得ること。
に固着する被膜を形成し得ること。
【０００９】(2) 各樹脂に適した温度における加熱によ
る熱分解によってその被膜中から実質的に揮散消失する
こと。
る熱分解によってその被膜中から実質的に揮散消失する
こと。
【００１０】上記 (1)の特性を持つものとしては、一般
有機性実用塗料被膜を作る有機高分子化合物で十分であ
った。しかし、上記 (2)の特性を有するためには特殊な
科学構造をもつことが必要であった。
有機性実用塗料被膜を作る有機高分子化合物で十分であ
った。しかし、上記 (2)の特性を有するためには特殊な
科学構造をもつことが必要であった。
【００１１】本発明者らは有機高分子化合物の中で、空
気中、更に望ましくは窒素中において測定された熱重量
分析曲線（ＴＧＡ曲線）が２００〜７００℃において９
５％又はそれ以上の分解率を示すものに着目し、多数の
有機高分子化合物について試験研究の結果、予想通り、
それらの化合物が本発明の目的に合致することを確認し
た。但し、ＴＧＡ曲線は測定試料の形態、加熱速度等に
よって変化し、同一化合物でもその重合度分布によって
差異を示すので、ＴＧＡ曲線だけからの判定は困難な場
合もあるが、本発明の方法の実施に適するものとしては
次のようなものがある。
気中、更に望ましくは窒素中において測定された熱重量
分析曲線（ＴＧＡ曲線）が２００〜７００℃において９
５％又はそれ以上の分解率を示すものに着目し、多数の
有機高分子化合物について試験研究の結果、予想通り、
それらの化合物が本発明の目的に合致することを確認し
た。但し、ＴＧＡ曲線は測定試料の形態、加熱速度等に
よって変化し、同一化合物でもその重合度分布によって
差異を示すので、ＴＧＡ曲線だけからの判定は困難な場
合もあるが、本発明の方法の実施に適するものとしては
次のようなものがある。
【００１２】a) ポリアセタール樹脂（ 260℃［95％熱
分解点、以下同様］） b) アクリル酸、アクリル酸のメチルー、エチルー、イ
ソプロピルー、ｎ−ブチルー、２−エチルヘキシルー、
２−ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピルーエステ
ル、メタアクリル酸、メタアクリル酸のメチルー、エチ
ルー、イソプロピルー、ｎ−ブチルー、ｎ−ヘキシル
ー、ラウリルー、２−ヒドロキシエチルー、ヒドロキシ
プロピルーエステルのようなアクリル酸及びメタクリル
酸のエステル類、ヒドロキシエステル類、フマル酸、マ
レイン酸、イタコン酸の中から選ばれた１種の化合物の
重合体（ 350〜 450℃） c) ポリオキシプロピレンとスクロースの付加物のよう
なポリエーテル類（ 350〜 400℃） d) ポリエステル類若しくはポリエーテル類と２，４−
若しくは２，６−トリレンイソシアネート及びその他の
ポリイソシアネート類との付加重合物のようなウレタン
結合を有する重合物（ 380〜 500℃） e) 尿素樹脂（ 350℃） f) メラミン樹脂（ 350℃） g) ベンゾグアナミン樹脂（ 370℃） h) アルキル化変性尿素樹脂（ 400℃） i) アルキル化変性メラミン樹脂（ 400℃） j) アルキル化変性ベンゾグアナミン樹脂（ 420℃） k) ポリカボーネート樹脂（ 530℃） l) 芳香族ポリエステル類（ 580℃） m) ブチラール樹脂（ 600℃） n) 米国ジェネラル・エレクトリック(general Erectric
）社製品のような芳香族ポリエステルイミド類（ 630
℃） p) 米国デュポン（Dupont）社製品「カプトンＨ」（Kap
ton H）のような芳香族ポリイミド類（ 670℃）の単品
若しくはそれらの混合物若しくは共重合物。
分解点、以下同様］） b) アクリル酸、アクリル酸のメチルー、エチルー、イ
ソプロピルー、ｎ−ブチルー、２−エチルヘキシルー、
２−ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピルーエステ
ル、メタアクリル酸、メタアクリル酸のメチルー、エチ
ルー、イソプロピルー、ｎ−ブチルー、ｎ−ヘキシル
ー、ラウリルー、２−ヒドロキシエチルー、ヒドロキシ
プロピルーエステルのようなアクリル酸及びメタクリル
酸のエステル類、ヒドロキシエステル類、フマル酸、マ
レイン酸、イタコン酸の中から選ばれた１種の化合物の
重合体（ 350〜 450℃） c) ポリオキシプロピレンとスクロースの付加物のよう
なポリエーテル類（ 350〜 400℃） d) ポリエステル類若しくはポリエーテル類と２，４−
若しくは２，６−トリレンイソシアネート及びその他の
ポリイソシアネート類との付加重合物のようなウレタン
結合を有する重合物（ 380〜 500℃） e) 尿素樹脂（ 350℃） f) メラミン樹脂（ 350℃） g) ベンゾグアナミン樹脂（ 370℃） h) アルキル化変性尿素樹脂（ 400℃） i) アルキル化変性メラミン樹脂（ 400℃） j) アルキル化変性ベンゾグアナミン樹脂（ 420℃） k) ポリカボーネート樹脂（ 530℃） l) 芳香族ポリエステル類（ 580℃） m) ブチラール樹脂（ 600℃） n) 米国ジェネラル・エレクトリック(general Erectric
）社製品のような芳香族ポリエステルイミド類（ 630
℃） p) 米国デュポン（Dupont）社製品「カプトンＨ」（Kap
ton H）のような芳香族ポリイミド類（ 670℃）の単品
若しくはそれらの混合物若しくは共重合物。
【００１３】上記の有機高分子化合物は夫々水、アルコ
ール類、ケトン類、エステル類、セロソルブ類、カルビ
トール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド等の溶剤の種若しくはそれら
の混合物に可溶で、その溶液は溶剤の揮散後、金属の表
面で造膜し、夫々上記（ ）内の温度域で熱分解して被
膜系から実質的に消失する。これに反し同じく有機溶剤
に可溶で造膜性のあるポリ塩化ビニル、ウレタン結合を
含まないエポキシ系樹脂、繊維素系樹脂は窒素気流桐生
中での加熱では 700℃に達しても20〜65％の残留分があ
り、空気中で加熱すれば酸化燃焼を伴うので残留分は減
少するが、特に耐熱性材料が共存する被膜中では完全に
燃焼せず、相当量の炭素分その他が残留するので、本発
明の実施材料としては不適当である。
ール類、ケトン類、エステル類、セロソルブ類、カルビ
トール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド等の溶剤の種若しくはそれら
の混合物に可溶で、その溶液は溶剤の揮散後、金属の表
面で造膜し、夫々上記（ ）内の温度域で熱分解して被
膜系から実質的に消失する。これに反し同じく有機溶剤
に可溶で造膜性のあるポリ塩化ビニル、ウレタン結合を
含まないエポキシ系樹脂、繊維素系樹脂は窒素気流桐生
中での加熱では 700℃に達しても20〜65％の残留分があ
り、空気中で加熱すれば酸化燃焼を伴うので残留分は減
少するが、特に耐熱性材料が共存する被膜中では完全に
燃焼せず、相当量の炭素分その他が残留するので、本発
明の実施材料としては不適当である。
【００１４】本発明の実施に適当な上記有機高分子化合
物は、既述の水若しくは有機溶剤溶液以外に、水若しく
は有機溶剤中でのコロイド状分散液としても使用でき
る。特に上記a)に属する化合物から、いわゆるエマルジ
ョン重合法によって製造された樹脂の水性原液はそのま
ま本発明の実施の好適な原料として使用し得るものであ
る。
物は、既述の水若しくは有機溶剤溶液以外に、水若しく
は有機溶剤中でのコロイド状分散液としても使用でき
る。特に上記a)に属する化合物から、いわゆるエマルジ
ョン重合法によって製造された樹脂の水性原液はそのま
ま本発明の実施の好適な原料として使用し得るものであ
る。
【００１５】粉末金属としては亜鉛を用いるが、これを
主成分として錫、ニッケル、アルミニウム等が混合され
ていてもかまわない。この金属粉末の大きさは次の理由
から平均粒径１０μｍ以下が望ましい。すなわち、粒子
が大き過ぎると、樹脂溶液と混合した場合、比重が大き
いために沈降し易くなり、又被覆後加熱処理を行った場
合、合金層の厚みが不均一になるからである。
主成分として錫、ニッケル、アルミニウム等が混合され
ていてもかまわない。この金属粉末の大きさは次の理由
から平均粒径１０μｍ以下が望ましい。すなわち、粒子
が大き過ぎると、樹脂溶液と混合した場合、比重が大き
いために沈降し易くなり、又被覆後加熱処理を行った場
合、合金層の厚みが不均一になるからである。
【００１６】又、塗布材中の亜鉛粉を６０〜８０重量％
としたのは、８０重量％以上では樹脂の成分が少量にな
り過ぎ、金属表面上に被膜を固着する能力が減少して来
るためであり、６０重量％以下では悪戯に樹脂成分が多
くなり、コスト的に不利となってくるからである。
としたのは、８０重量％以上では樹脂の成分が少量にな
り過ぎ、金属表面上に被膜を固着する能力が減少して来
るためであり、６０重量％以下では悪戯に樹脂成分が多
くなり、コスト的に不利となってくるからである。
【００１７】塗布後の加熱条件は、亜鉛粉の融点以上で
あれば良いが、温度及び時間の条件を変えることにより
亜鉛の全部を拡散浸透させるか、又は一部を金属亜鉛と
して表面に残存させることができる。
あれば良いが、温度及び時間の条件を変えることにより
亜鉛の全部を拡散浸透させるか、又は一部を金属亜鉛と
して表面に残存させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、実施例について説明する。
【００１９】平均粒径４μｍの蒸留亜鉛粉と５０％トル
エン・キシレン混合液で溶いたメタクリル樹脂液を混合
し、亜鉛粉、樹脂及び溶剤の混合比が夫々重量で７０：
７：２３のものと、８８：３：９のものを作製した。こ
れらの塗布材を夫々軟鋼板の表面に亜鉛の付着量が２０
０g ／m 2 となるように塗布し、その塗膜を夫々乾燥さ
せた。
エン・キシレン混合液で溶いたメタクリル樹脂液を混合
し、亜鉛粉、樹脂及び溶剤の混合比が夫々重量で７０：
７：２３のものと、８８：３：９のものを作製した。こ
れらの塗布材を夫々軟鋼板の表面に亜鉛の付着量が２０
０g ／m 2 となるように塗布し、その塗膜を夫々乾燥さ
せた。
【００２０】まず、塗膜の密着性をみるため、試料を９
０度の角度で折り曲げたところ、亜鉛粉の比率が７０％
のものは問題なく曲げることができたが、８８％のもの
は曲げ部にひび割れを生じ、一部剥離が見られ、密着性
が悪いことを示した。
０度の角度で折り曲げたところ、亜鉛粉の比率が７０％
のものは問題なく曲げることができたが、８８％のもの
は曲げ部にひび割れを生じ、一部剥離が見られ、密着性
が悪いことを示した。
【００２１】次に、亜鉛粉７０％の試料に着き、窒素ガ
ス中で５００℃で３０分間の加熱処理を行った。冷却
後、表面は金属亜鉛色を呈し、断面を検鏡したところ、
一部金属亜鉛が残存し、更に鉄と亜鉛の公金層が形成さ
れていることが判った。
ス中で５００℃で３０分間の加熱処理を行った。冷却
後、表面は金属亜鉛色を呈し、断面を検鏡したところ、
一部金属亜鉛が残存し、更に鉄と亜鉛の公金層が形成さ
れていることが判った。
【００２２】
【発明の効果】本発明による亜鉛粉入りの塗布材を用い
ることにより、この塗布材を容易に鉄鋼材表面に固着さ
せることが可能であり、めっき法、蒸着、溶射等専用の
設備によらず、塗布した状態で加熱することにより極め
て簡便に亜鉛の被覆層及び合金層の形成が可能となる。
また、樹脂成分を慎重に選定し、熱分解時の分解ガスに
還元性をもたらせることにより、いわゆるフラックス効
果を発揮させることにより均一な処理が可能となり、ま
た大気中で加熱処理しても被覆処理材を酸化から保護
し、不活性雰囲気で処理したのと同等の効果をもたらす
ことができる。
ることにより、この塗布材を容易に鉄鋼材表面に固着さ
せることが可能であり、めっき法、蒸着、溶射等専用の
設備によらず、塗布した状態で加熱することにより極め
て簡便に亜鉛の被覆層及び合金層の形成が可能となる。
また、樹脂成分を慎重に選定し、熱分解時の分解ガスに
還元性をもたらせることにより、いわゆるフラックス効
果を発揮させることにより均一な処理が可能となり、ま
た大気中で加熱処理しても被覆処理材を酸化から保護
し、不活性雰囲気で処理したのと同等の効果をもたらす
ことができる。
【００２３】このように本発明による方法は、樹脂、溶
剤、亜鉛粉を混合して塗布するという今までにはない全
く新しい亜鉛めっき鋼板の代替製造技術ということがで
きる。
剤、亜鉛粉を混合して塗布するという今までにはない全
く新しい亜鉛めっき鋼板の代替製造技術ということがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 健 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内 (72)発明者 西山 進一 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】熱分解によってそれ自体が実質的に消失す
るような有機高分子化合物の溶液若しくはコロイド状分
散液に、平均粒径１０μｍ以下の亜鉛粉を６０〜８０重
量％混合し、これを鉄及び鉄合金からなる条材の表面に
塗布した後、その条材を亜鉛粉の融点以上に加熱するこ
とにより、前記条材の表面に亜鉛の一部又は全部を拡散
浸透させることを特徴とする合金層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12824095A JPH08325703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 合金層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12824095A JPH08325703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 合金層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08325703A true JPH08325703A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=14979968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12824095A Pending JPH08325703A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 合金層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08325703A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006045592A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法 |
| US7601389B2 (en) | 2002-08-01 | 2009-10-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal material and method for production thereof |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12824095A patent/JPH08325703A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7601389B2 (en) | 2002-08-01 | 2009-10-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Metal material and method for production thereof |
| JP2006045592A (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法 |
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