JPH09195871A

JPH09195871A - ガソリン燃料タンク用材料

Info

Publication number: JPH09195871A
Application number: JP2171896A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Morita; 芳和守田; Suenori Mori; 末徳森; Minoru Saito; 実斎藤
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｚｎ系めっき鋼板に有機樹脂塗膜を形成し
たガソリン燃料タンク用材料において、めっき層厚みを
薄くして、抵抗溶接性やプレス加工性を高めても、耐食
性が低下しないものを提供する。【解決手段】Ｍｇ含有量が１〜２０ｍａｓｓ％であ
るＺｎ−Ｍｇ合金めっきを片面当たり１０〜５０ｇ／ｍ
²施したＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロムを１０
〜１００ｍｇ／ｍ²、融点が１００℃以上である樹脂粉
末を２〜２５ｍａｓｓ％含有するウレタン樹脂塗膜を
０.５〜２.０μｍ形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などのガソリン
燃料タンクに使用する材料に関する。

【０００２】

【従来技術】ガソリンは、本来金属材料に対して腐食性
を有しない物質であるので、自動車などのガソリン燃料
タンクを金属材料で作製しさえすれば、腐食の問題は生
じない。しかし、燃料タンクには結露により水が生成
し、ガソリンが粗悪なものであると、長期間高温多湿環
境に放置した場合、ガソリンの酸化劣化により腐食性の
強い蟻酸や酢酸のような有機酸が生じる。また、このた
め、ガソリン燃料タンク用材料は水や有機酸の腐食に耐
える材料であることが必要である。さらに、冬季に道路
が凍結するような地域や国では凍結防止に塩を道路に散
布するので、耐塩害性を有していなければならない。

【０００３】また、ガソリン燃料タンク用材料は、金属
板をプレス加工して、抵抗溶接した後、ハンダ付けし
て、塗装する方法で製造するので、プレス加工性、抵抗
溶接性、ハンダ付け性および塗装性を備えていることを
必要とする。特にプレス加工性は近年自動車の車体構造
をスリム化するため、ガソリン燃料タンクの設置場所を
他の部品が突出した狭いところにする傾向があり、これ
に伴ってタンクの形状も複雑にせざるを得ないので、重
要になっている。

【０００４】このようなガソリン燃料タンク用材料の特
性を充たすものとしては、溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金めっき鋼
板が従来より使用されているが、この鋼板は、めっき層
にピンホ−ルが存在すると、Ｐｂ−Ｓｎ合金が鋼板より
電気化学的に貴であるため、孔食が発生し易く、いった
ん孔食が発生すると、めっき原板は普通鋼であるため、
短期間に腐食され、赤錆がガソリンに混入してしまう。
また、腐食が著しいと、タンクに孔があいて、ガソリン
漏れを起こす場合もあった。

【０００５】また、溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板は、
めっき層に含有されているＰｂが有毒であるため、近年
種々の環境問題を起こすとの懸念が増大している。例え
ば、微量ではあるが、Ｐｂがガソリン中に溶出して、排
気ガスとして大気中に放出され、大気汚染を起こすこと
が懸念されている。また、自動車などが廃車になった場
合は燃料タンクがスクラップとしてリサイクル使用でき
ないため、野積み放置され、溶出したＰｂが地下に浸透
し、土壌汚染を起こすと指摘されている。

【０００６】そこで、ガソリン燃料タンク用材料として
は、めっき層にＰｂを含有しないものの検討が進めら
れ、まだ使用割合は少ないが、電気亜鉛めっき鋼板の表
面にシリカ含有クロメ−ト皮膜を形成したものが使用さ
れている。電気亜鉛めっき鋼板はめっき層のＺｎが鋼板
より電気化学的に卑であるため、犠牲防食作用を発揮
し、めっき層にピンホ−ルが存在していても孔食の問題
は生じず、また、表面にはシリカ含有クロメ−ト皮膜を
形成してあるので、耐劣化ガソリン腐食性を有してい
る。

【０００７】しかし、電気亜鉛めっき鋼板は、抵抗溶接
の際、銅製電極がめっき層と接触して、打点の都度めっ
き層のＺｎをピックアップするため、抵抗溶接を長時間
継続すると、ピックアップしたＺｎが電極中に次第に拡
散して、電極を合金化し、脆くする。このため、電極寿
命が短くなる。また、プレス加工の際にめっき層にクラ
ックが発生し易いため、複雑な形状のタンクに加工でき
ず、溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板に比べると、抵抗溶
接性やプレス加工性が劣るという問題があった。これら
を改善するには、めっき層の厚みを薄くすればよいので
あるが、このようにすると、めっき層の犠牲防食作用が
長期間継続しなくなり、耐劣化ガソリン腐食性や耐塩害
性が低下してしまうものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、めっき層厚
みを薄くして、抵抗溶接性やプレス加工性を高めても、
耐食性が低下しないガソリン燃料タンク用材料を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガソリン燃料
タンク用材料を、Ｍｇ含有量が１〜２０ｍａｓｓ％であ
るＺｎ−Ｍｇ合金めっきを片面当たり１０〜５０ｇ／ｍ
²施したＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロムを１０
〜１００ｍｇ／ｍ²、融点が１００℃以上である樹脂粉
末を２〜２５ｍａｓｓ％含有するウレタン樹脂塗膜を
０.５〜２.０μｍ形成したものにした。

【００１０】

【作用】Ｚｎ−Ｍｇ合金めっきは、Ｚｎめっきに比べて
耐食性が優れているので、抵抗溶接性やプレス加工性を
高めるのにめっき層厚みを薄くしても、耐食性を有して
いる。また、鋼板表面を被覆してあるウレタン樹脂塗膜
は加工性に優れ、しかも、塗膜はクロムと樹脂粉末を含
有してあるので、クロムが劣化ガソリンや塩害を抑制
し、樹脂粉末が皮膜より突出しているので、プレス加工
の際に潤滑作用を発揮する。

【００１１】本発明の鋼板のめっき原板は、通常普通鋼
（例えば、Ｔｉ添加鋼やＡｌ添加鋼）で十分であるが、
必要ならＣｒやＮｉ含有鋼でもよい。Ｚｎ−Ｍｇ合金め
っきは通常蒸着めっきで行うが、溶融めっきでもよい。
Ｍｇ含有量は１〜２０ｍａｓｓ％、好ましくは３〜１２
ｍａｓｓ％にする。これは１ｍａｓｓ％未満であると、
Ｍｇの添加効果が小さく、２０ｍａｓｓ％を超えると、
耐食性の向上効果が小さく、抵抗溶接性が低下してしま
うからである。また、めっき付着量は鋼板の片面当たり
１０〜５０ｇ／ｍ²、好ましくは１５〜４０ｇ／ｍ²にす
る。１０ｇ／ｍ²より少ないと、十分なる耐劣化ガソリ
ン腐食性や耐塩害性を有せず、５０ｇ／ｍ²より多い
と、抵抗溶接性が低下する。

【００１２】ウレタン樹脂塗膜のクロム量は、３価、６
価などの合計を意味し、その合計を１０〜１００ｍｇ／
ｍ²（片面）、好ましくは３０〜６０ｍｇ／ｍ²にする。
１０ｍｇ／ｍ²未満であると、耐食性が不十分で、１０
０ｍｇ／ｍ²を超えると、ウレタン樹脂塗膜が２.０μｍ
より厚い場合、抵抗溶接性が低下する。また、樹脂粉末
は前述のごとくプレス加工の際の潤滑性を高めるもので
あるが、連続プレス加工の際に金型温度が１００℃近く
まで上昇するので、その温度で溶融してしまっては潤滑
性を発揮しない。このため、樹脂粉末は融点が１００℃
以上であるものにする。このような融点の樹脂粉末とし
てはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、フ
ッ素系樹脂（例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテト
ラフルオロエチレン）などが挙げられ、塗膜中には分散
させる。また、樹脂粉末の粒径は平均粒径で１.０〜２.
５μｍのものを使用すれば、塗膜より突出して、潤滑性
を付与できる。

【００１３】樹脂粉末の添加量は、２ｍａｓｓ％未満で
あると、添加効果が小さく、２５ｍａｓｓ％を超える
と、タンクに加工後チッピング対策としてタンク外面に
塗布する塩化ビニ−ルなどの塗料との密着性が低下する
ので、２〜２５ｍａｓｓ％にする。ウレタン樹脂塗膜は
０.５〜２.０μｍ、好ましくは０.８〜１.５μｍにす
る。０.５μｍより薄いと、耐食性、潤滑性が不十分で
あり、２.０μｍより厚いと、クロム量が１００ｍｇ／
ｍ²より多い場合、抵抗溶接性が低下する。

【００１４】高分子固体潤滑剤は３０重量％まで被膜中
に安定的に分散可能であるが、このように多く分散させ
ると、タンクに加工後チッピング対策としてタンク外面
に塗布する塩化ビニ−ルなどの塗料との密着性が低下す
るので、２０重量％以下にする。しかし、１重量％未満
にすると、添加効果が小さくなるので、少なくとも１重
量％以上にする。

【００１５】

【実施例】冷延鋼板に連続蒸着めっきラインでＺｎ、Ｍ
ｇ、Ｚｎを順次蒸着めっきして、拡散させることにより
めっき層のＭｇ含有量が０.５〜２５ｍａｓｓ％で、め
っき付着量が５、１０、２０、３０、４０、６０ｇ／ｍ
²（片面）のＺｎ−Ｍｇ合金めっき鋼板を製造した。そ
して、蒸着めっき後、クロム酸とポリエチレン樹脂粉末
を含有する水分散性ウレタン樹脂のエマルジョンをバ−
コ−ト法で塗布して、１５０℃で５分間加熱することに
より塗膜を硬化させた。表１に得られた鋼板を示す。な
お、表１における比較例の電気Ｚｎめっき鋼板はめっき
付着量が４０ｇ／ｍ²（片面）、シリカ含有クロメ−ト
処理のクロム付着量が９０ｍｇ／ｍ²のものである。ま
た、溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金めっき鋼板はめっき層のＳｎ含
有量が８ｍａｓｓ％で、めっき付着量が５０ｇ／ｍ
²（片面）のものである。

【００１６】

【表１】

【００１７】次に、表１の鋼板に次のような耐劣化ガソ
リン性、塩水噴霧、プレス加工性、抵抗溶接性および塗
装性の各試験を実施した。この結果を表２、表３に示
す。（１）耐劣化ガソリン性試験試験片（４５ｍｍ×８０ｍｍの平板）を下記試験液に１
カ月間浸漬して、外観変化とめっき金属溶出量を調査
し、外観変化は発錆しないが色調の変化したものを記号
◎で、白錆発生面積１０％以下を記号○で、１０〜５０
％を記号△、５０〜１００％を記号×で、赤錆が発生し
たものを記号××で評価した。試験液Ａ；ガソリンと３.５％ＮａＣｌ水溶液の等量
混合液試験液Ｂ；ガソリンと３００ｐｐｍ蟻酸水溶液の等量
混合液

【００１８】（２）塩水噴霧試験試験片として、５０ｍｍ×１００ｍｍの平板とカップ状
にプレス加工したものを用いて、これらをＪＩＳＺ２
３７１に準拠して試験し、赤錆発生面積が５％になるま
での時間を測定した。（３）プレス加工性試験ポンチ外径４０ｍｍ、ポンチ肩半径５ｍｍ、絞り速度８
０ｍｍ／ｍｉｎの条件で平底円筒絞り加工を行い、限界
絞り比を求めた。

【００１９】（４）抵抗溶接性試験（Ａ）スポット溶接試験片を２枚重ねて、先端径４.５ｍｍのＣＦ型電極
（Ｃｕ−１％Ｃｒ合金）で荷重２００ｋｇｆで溶接し、
適正電流範囲（ナゲットラップが起こり、表面から割れ
やチリが発生するまでの電流範囲）を求めた。（Ｂ）シ−ム溶接直径２００ｍｍ、厚さ８ｍｍ、先端径１５ｍｍの電極を
使用して、溶接速度２ｍ／ｍｉｎ、荷重４５０ｋｇｆで
溶接し、適正電流範囲（同上）を求めた。

【００２０】（５）塗装性試験試験片を洗浄して、水溶性アクリル塗料をスプレ−塗装
した後、乾燥して、塗膜厚３０±３μｍにした。そし
て、得られた塗装鋼板の塗膜に間隔１ｍｍ、升目１００
個のゴバン目をカッタ−ナイフで入れて、テ−プで剥離
するゴバン目試験をＪＩＳＫ５４００に準拠して行っ
た。この塗膜密着性は塗装したままの状態で行う一次密
着性と沸騰水に２時間浸漬後に行う二次密着性とについ
て行った。また、塗膜にクロスカットをカッタ−ナイフ
で入れて、塩水噴霧試験を行い、最大塗膜膨れ幅を測定
した。

【００２１】

【表２】（注）比較例Ｎｏ.１０、１２には塩水噴霧試験で赤錆
が発生した。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明のガソリン燃料タ
ンク用材料は、めっき層が耐食性を有するＺｎ−Ｍｇ合
金であるので、めっき層厚みを薄くしても、耐劣化ガソ
リン性や耐塩害性を有している。このため、抵抗溶接性
やプレス加工性を高めることができる。また、材料表面
には加工性の良好なウレタン樹脂塗膜を形成し、その塗
膜中にクロムと樹脂粉末を配合してあるので、クロムが
耐劣化ガソリン腐食性や耐塩害性を高め、樹脂粉末が皮
膜より突出して、プレス加工の際に潤滑作用を発揮す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６５Ｄ 6/14 Ｂ６５Ｄ 1/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｇ含有量が１〜２０ｍａｓｓ％であ
るＺｎ−Ｍｇ合金めっきを片面当たり１０〜５０ｇ／ｍ
²施したＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロムを１０
〜１００ｍｇ／ｍ²、融点が１００℃以上である樹脂粉
末を２〜２５ｍａｓｓ％含有するウレタン樹脂塗膜を
０.５〜２.０μｍ形成したことを特徴とするガソリン燃
料タンク用材料。