JPH1024265A - 耐食性に優れた有機被覆表面処理金属材料 - Google Patents
耐食性に優れた有機被覆表面処理金属材料Info
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- JPH1024265A JPH1024265A JP18073296A JP18073296A JPH1024265A JP H1024265 A JPH1024265 A JP H1024265A JP 18073296 A JP18073296 A JP 18073296A JP 18073296 A JP18073296 A JP 18073296A JP H1024265 A JPH1024265 A JP H1024265A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 家電、建材等に使用される金属めっき鋼板又
は非鉄金属材料の耐食性向上を狙う。 【解決手段】 鉄鋼製造時の生成物である高炉スラグや
転炉スラグ粉の粒径を１ミクロン以下に制御する。粒径
制御されたスラグ粉を含有するエポキシやアクリル等の
有機樹脂皮膜を鋼板上に膜厚５ミクロン以下で塗布す
る。 【効果】 クロムを含有しないため、クロメート処理の
ような環境汚染の懸念が少ない。有機皮膜中に含有され
るスラグ粉は、腐食環境をアルカリに保持するため、め
っき金属である亜鉛や錫等の腐食を抑制する作用があ
る。故に、有機樹脂皮膜中に、均一かつ多量のスラグ粉
を含有させることで、耐食性に優れた表面処理皮膜が得
られる。
は非鉄金属材料の耐食性向上を狙う。 【解決手段】 鉄鋼製造時の生成物である高炉スラグや
転炉スラグ粉の粒径を１ミクロン以下に制御する。粒径
制御されたスラグ粉を含有するエポキシやアクリル等の
有機樹脂皮膜を鋼板上に膜厚５ミクロン以下で塗布す
る。 【効果】 クロムを含有しないため、クロメート処理の
ような環境汚染の懸念が少ない。有機皮膜中に含有され
るスラグ粉は、腐食環境をアルカリに保持するため、め
っき金属である亜鉛や錫等の腐食を抑制する作用があ
る。故に、有機樹脂皮膜中に、均一かつ多量のスラグ粉
を含有させることで、耐食性に優れた表面処理皮膜が得
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、家電、建材及び自
動車等に使用される金属めっき鋼板または非鉄金属材料
の耐食性向上を可能とする有機樹脂被覆処理鋼板に関す
るものである。
動車等に使用される金属めっき鋼板または非鉄金属材料
の耐食性向上を可能とする有機樹脂被覆処理鋼板に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、金属材料の耐食性を向上させ
る手法としてクロメート処理や或いは更に薄膜有機樹脂
を被覆した鋼板が開発され、実用化されている。クロメ
ート皮膜は、文献「実用表面解質技術総覧Ｐ１２１〜／
１９９３年，産業技術サービスセンター発行」等に述べ
られているように、３種に大別される。即ち塗布型クロ
メート，反応型クロメート（エッチングクロメート）及
び電解型クロメートである。
る手法としてクロメート処理や或いは更に薄膜有機樹脂
を被覆した鋼板が開発され、実用化されている。クロメ
ート皮膜は、文献「実用表面解質技術総覧Ｐ１２１〜／
１９９３年，産業技術サービスセンター発行」等に述べ
られているように、３種に大別される。即ち塗布型クロ
メート，反応型クロメート（エッチングクロメート）及
び電解型クロメートである。
【０００３】塗布型クロメートは、Ｃｒ6+イオン或いは
更にＣｒ3+イオンを適当量含有した溶液中に鋼板を浸漬
後、絞り乾燥を行う、或いはロールコート法で直接鋼板
上に塗布後乾燥させて形成される。反応型クロメートも
それらの処理法と同様であるが、異なるのは鋼板上でク
ロメートを反応させ、未反応分を洗浄すること及び塗布
クロメートがＣｒ6+とＣｒ3+化合物から形成されること
に対して、Ｃｒ3+主体の化合物が形成されることであ
る。電解クロメートはＣｒ6+イオンを含有した溶液中で
陰極電解することにより、Ｃｒ3+化合物皮膜が形成され
る。一般に、耐食性は塗布、反応、電解の順、塗料密着
性はその逆となる傾向にある。これは、クロメート皮膜
中に残存するＣｒ6+イオン量によって整理できる。即
ち、Ｃｒ6+イオン残存が多い程耐食性が良く、Ｃｒ3+イ
オン残存が多い程塗料密着性が良好となる。
更にＣｒ3+イオンを適当量含有した溶液中に鋼板を浸漬
後、絞り乾燥を行う、或いはロールコート法で直接鋼板
上に塗布後乾燥させて形成される。反応型クロメートも
それらの処理法と同様であるが、異なるのは鋼板上でク
ロメートを反応させ、未反応分を洗浄すること及び塗布
クロメートがＣｒ6+とＣｒ3+化合物から形成されること
に対して、Ｃｒ3+主体の化合物が形成されることであ
る。電解クロメートはＣｒ6+イオンを含有した溶液中で
陰極電解することにより、Ｃｒ3+化合物皮膜が形成され
る。一般に、耐食性は塗布、反応、電解の順、塗料密着
性はその逆となる傾向にある。これは、クロメート皮膜
中に残存するＣｒ6+イオン量によって整理できる。即
ち、Ｃｒ6+イオン残存が多い程耐食性が良く、Ｃｒ3+イ
オン残存が多い程塗料密着性が良好となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、最近の環境保護
の面から、クロム溶出を防止する必要があり、種々の対
策が検討されている。クロム溶出は、Ｃｒ6+イオンが含
まれている程多く、この溶出が耐食性確保に結びついて
いるのが現状である。しかし、最近では上記クロメート
の相反する特性を同時に満足すべく、特公平４−２７９
１９号公報で見られるように、有機樹脂中にクロムイオ
ンを含有させた新たなクロメート処理も開発されてい
る。ところが、プレス加工後のプレス油除去のために行
うアルカリや溶剤脱脂工程において、皮膜中のクロムが
溶出することによる脱脂液の汚染、或いは塗装後の温水
浸漬塗料密着試験において充分な塗料密着性が得られな
い等の不安を抱えている。
の面から、クロム溶出を防止する必要があり、種々の対
策が検討されている。クロム溶出は、Ｃｒ6+イオンが含
まれている程多く、この溶出が耐食性確保に結びついて
いるのが現状である。しかし、最近では上記クロメート
の相反する特性を同時に満足すべく、特公平４−２７９
１９号公報で見られるように、有機樹脂中にクロムイオ
ンを含有させた新たなクロメート処理も開発されてい
る。ところが、プレス加工後のプレス油除去のために行
うアルカリや溶剤脱脂工程において、皮膜中のクロムが
溶出することによる脱脂液の汚染、或いは塗装後の温水
浸漬塗料密着試験において充分な塗料密着性が得られな
い等の不安を抱えている。
【０００５】そこで、本発明者らは、クロメートに代わ
る耐食性処理皮膜を鋭意検討した結果、鉄鋼製造時に溶
鉱炉より派生するスラグ粉が、防錆顔料として有効であ
ることを見いだした。スラグ粉を塗料に含有させ、長期
の防錆を確保する方法は、特開平７−５３８９８号公報
や特願平７−１９２８０１号に既に記載されている。し
かし、両発明とも、いわゆる、外面塗装（製品の最外装
に施される塗装）を意識したものであるため、塗装膜厚
は、特開平７−５３８９８号公報では７０μｍ程度、特
願平７−１９２８０１号でも１０〜１００μｍと規定さ
れている。
る耐食性処理皮膜を鋭意検討した結果、鉄鋼製造時に溶
鉱炉より派生するスラグ粉が、防錆顔料として有効であ
ることを見いだした。スラグ粉を塗料に含有させ、長期
の防錆を確保する方法は、特開平７−５３８９８号公報
や特願平７−１９２８０１号に既に記載されている。し
かし、両発明とも、いわゆる、外面塗装（製品の最外装
に施される塗装）を意識したものであるため、塗装膜厚
は、特開平７−５３８９８号公報では７０μｍ程度、特
願平７−１９２８０１号でも１０〜１００μｍと規定さ
れている。
【０００６】而して、本発明者が狙うのは、クロメート
皮膜代替或いは樹脂クロメートの代替であるため、その
処理膜厚は５μｍ以下である。この膜厚で、スラグ粉を
できるだけ多量に、かつ均一に含有させることが重要で
ある。そのためには、含有されるスラグ粉末は微細であ
ることが重要である。本発明者らは、鉄鋼製造時に派生
するスラグ粉（生成時の粒径１〜１０μｍ）をプラズマ
溶解の後、急冷する方法により、数十ミリμｍ〜百ミリ
μｍの微細な粒径を有するスラグ粉を得ることに成功し
た。また、樹脂膜厚によっては、これほど微細化する必
要もなく、１μｍに近い径であれば、ボールミル等の機
械的破砕法で製造可能である。膜厚によって、適正な粒
子径望ましくは膜厚以下の粒子径を選択すればよい。
皮膜代替或いは樹脂クロメートの代替であるため、その
処理膜厚は５μｍ以下である。この膜厚で、スラグ粉を
できるだけ多量に、かつ均一に含有させることが重要で
ある。そのためには、含有されるスラグ粉末は微細であ
ることが重要である。本発明者らは、鉄鋼製造時に派生
するスラグ粉（生成時の粒径１〜１０μｍ）をプラズマ
溶解の後、急冷する方法により、数十ミリμｍ〜百ミリ
μｍの微細な粒径を有するスラグ粉を得ることに成功し
た。また、樹脂膜厚によっては、これほど微細化する必
要もなく、１μｍに近い径であれば、ボールミル等の機
械的破砕法で製造可能である。膜厚によって、適正な粒
子径望ましくは膜厚以下の粒子径を選択すればよい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本特許の特徴は、
均一かつ微細な粒径を有するスラグ粉を用いることで、
薄膜樹脂中にスラグ粉を均一かつ多量に含有させ、耐食
性に優れた有機被覆処理鋼板を得ることである。ところ
で、スラグ粉が耐食性向上に有効である理由は次のよう
に考えられる。即ち、スラグ粉が存在する腐食環境で
は、その雰囲気がアルカリ性に保持され、錫や亜鉛など
の金属が腐食されにくいｐＨ領域を作り出すことによ
る。よって、本発明の要旨は、 （１）金属めっき鋼板または非鉄金属板の表面に、精錬
過程で生成されるアルカリ基を含有するスラグ粉を包含
した薄膜有機樹脂で被覆された高耐食性表面処理金属材
料。 （２）（１）記載のスラグ粉が、鉄鋼製造時の高炉スラ
グや転炉スラグ粉からなり、その粒径が１μｍ以下で、
それを含有する有機樹脂の膜厚を５μｍ以下とする有機
樹脂で被覆したことを特徴とする耐食性に優れた有機被
覆表面処理金属材料にある。
均一かつ微細な粒径を有するスラグ粉を用いることで、
薄膜樹脂中にスラグ粉を均一かつ多量に含有させ、耐食
性に優れた有機被覆処理鋼板を得ることである。ところ
で、スラグ粉が耐食性向上に有効である理由は次のよう
に考えられる。即ち、スラグ粉が存在する腐食環境で
は、その雰囲気がアルカリ性に保持され、錫や亜鉛など
の金属が腐食されにくいｐＨ領域を作り出すことによ
る。よって、本発明の要旨は、 （１）金属めっき鋼板または非鉄金属板の表面に、精錬
過程で生成されるアルカリ基を含有するスラグ粉を包含
した薄膜有機樹脂で被覆された高耐食性表面処理金属材
料。 （２）（１）記載のスラグ粉が、鉄鋼製造時の高炉スラ
グや転炉スラグ粉からなり、その粒径が１μｍ以下で、
それを含有する有機樹脂の膜厚を５μｍ以下とする有機
樹脂で被覆したことを特徴とする耐食性に優れた有機被
覆表面処理金属材料にある。
【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明で言う金属めっき鋼板または非鉄金属板とは、亜鉛
もしくは亜鉛合金めっき、錫または錫合金めっき、アル
ミニウム（以下アルミとする）またはアルミ合金めっ
き、及びアルミもしくはアルミ合金系素材、亜鉛もしく
は亜鉛合金系素材、錫もしくは錫合金系素材などであ
る。次に、本発明の特徴となる有機樹脂中に含有される
スラグ粉の作用について述べる。
発明で言う金属めっき鋼板または非鉄金属板とは、亜鉛
もしくは亜鉛合金めっき、錫または錫合金めっき、アル
ミニウム（以下アルミとする）またはアルミ合金めっ
き、及びアルミもしくはアルミ合金系素材、亜鉛もしく
は亜鉛合金系素材、錫もしくは錫合金系素材などであ
る。次に、本発明の特徴となる有機樹脂中に含有される
スラグ粉の作用について述べる。
【０００９】スラグ粉は、酸化マグネシウム、シリカ、
アルミナ、酸化カルシウム等の多くの金属酸化物を含有
しており、腐食環境中に晒されると、その環境をアルカ
リ性に保つ作用がある。多くの金属は、酸性領域中で
は、容易に溶解、腐食する。また、強アルカリ領域でも
腐食するが、スラグ粉が含有されていると、その領域の
ｐＨは８〜１２に維持されるため、急激な腐食の進行は
起こりにくくなる。
アルミナ、酸化カルシウム等の多くの金属酸化物を含有
しており、腐食環境中に晒されると、その環境をアルカ
リ性に保つ作用がある。多くの金属は、酸性領域中で
は、容易に溶解、腐食する。また、強アルカリ領域でも
腐食するが、スラグ粉が含有されていると、その領域の
ｐＨは８〜１２に維持されるため、急激な腐食の進行は
起こりにくくなる。
【００１０】一方、スラグ粉の含有量については、多い
程耐食性向上は可能であるが、樹脂の造膜性が阻害され
る。即ち、樹脂皮膜が粗となり、加工を受けた場合に、
脆く剥離し易くなる。樹脂中スラグ粉の含有量として
は、６０％以下、より望ましくは５０％以下が適当であ
る。下限は余り少ないと効果ないため０．５％、より望
ましくは５％である。
程耐食性向上は可能であるが、樹脂の造膜性が阻害され
る。即ち、樹脂皮膜が粗となり、加工を受けた場合に、
脆く剥離し易くなる。樹脂中スラグ粉の含有量として
は、６０％以下、より望ましくは５０％以下が適当であ
る。下限は余り少ないと効果ないため０．５％、より望
ましくは５％である。
【００１１】このスラグ粉を含有させる有機樹脂として
は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹
脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、或いはそれらの共重合または変成さ
れた樹脂いずれでもよく、金属材料が使用される用途に
よって選定される。ところで、スラグ粉を微細化する技
術については、すでにボールミルなどの機械的破砕法が
あるが、これらの場合、得られる粒径は、数百ミリμｍ
である。さらに微細化するには、プラズマ熱によって、
スラグ粉を溶融状態にし、ノズル噴霧時に急冷すること
が有効である。この手法により数十ミリμｍ以下の粒径
を有するスラグ粉が得られる。
は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹
脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、或いはそれらの共重合または変成さ
れた樹脂いずれでもよく、金属材料が使用される用途に
よって選定される。ところで、スラグ粉を微細化する技
術については、すでにボールミルなどの機械的破砕法が
あるが、これらの場合、得られる粒径は、数百ミリμｍ
である。さらに微細化するには、プラズマ熱によって、
スラグ粉を溶融状態にし、ノズル噴霧時に急冷すること
が有効である。この手法により数十ミリμｍ以下の粒径
を有するスラグ粉が得られる。
【００１２】
【実施例】次に、実施例を用いて本発明の具体例につい
て説明する。本発明により構成された製造条件とその性
能評価を表１に示す。性能評価は、以下の方法に準拠し
て行った。 耐食性の評価 塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１）２４０時間後の錆
発生率を測定し、下記基準に沿って判定。 ◎：錆発生なし 〇：錆発生率＜５％ △：５％＜錆発生率＜２５％ ×：２５％＜錆発生率
て説明する。本発明により構成された製造条件とその性
能評価を表１に示す。性能評価は、以下の方法に準拠し
て行った。 耐食性の評価 塩水噴霧試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１）２４０時間後の錆
発生率を測定し、下記基準に沿って判定。 ◎：錆発生なし 〇：錆発生率＜５％ △：５％＜錆発生率＜２５％ ×：２５％＜錆発生率
【００１３】塗料密着性 メラミンアルキッド樹脂塗料を２０μｍ塗装後、焼き付
けた後、沸騰水中に３０分浸漬する。取り出した後、直
ちに２ｍｍゴバン目を１０×１０＝１００升カッターで
加工し、テープ剥離を実施する。テープ剥離によって剥
離した塗料の剥離面積率を測定し、下記基準に沿って判
定。 ◎：剥離なし 〇：剥離率＜５％ △：５％＜剥離率＜２０％ ×：２０％＜剥離率
けた後、沸騰水中に３０分浸漬する。取り出した後、直
ちに２ｍｍゴバン目を１０×１０＝１００升カッターで
加工し、テープ剥離を実施する。テープ剥離によって剥
離した塗料の剥離面積率を測定し、下記基準に沿って判
定。 ◎：剥離なし 〇：剥離率＜５％ △：５％＜剥離率＜２０％ ×：２０％＜剥離率
【００１４】クロム溶出性 沸騰水中に３０分浸漬前後のクロム付着量を蛍光Ｘ線で
測定、減少量率を以下の式で計算し、以下の基準に沿っ
て判定。 クロム溶出率（％）＝（浸漬前のＣｒ付着量−浸漬後の
Ｃｒ付着量）／（浸漬前のＣｒ付着量）×１００ ◎：溶出率＝０％ 〇：溶出率＜５％ △：５％＜溶出率＜２０％ ×：２０％＜溶出率
測定、減少量率を以下の式で計算し、以下の基準に沿っ
て判定。 クロム溶出率（％）＝（浸漬前のＣｒ付着量−浸漬後の
Ｃｒ付着量）／（浸漬前のＣｒ付着量）×１００ ◎：溶出率＝０％ 〇：溶出率＜５％ △：５％＜溶出率＜２０％ ×：２０％＜溶出率
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、皮
膜中にクロムを含有しないため、クロメート処理のよう
な環境汚染の懸念が少なく、しかも有機皮膜中に含有さ
れるスラグ粉は、腐食環境をアルカリに保持するため、
めっき金属である亜鉛や錫等の腐食を抑制する作用があ
ることから、有機樹脂皮膜中に、均一かつ多量のスラグ
粉を含有させることで、耐食性に優れた表面処理皮膜が
得られる。
膜中にクロムを含有しないため、クロメート処理のよう
な環境汚染の懸念が少なく、しかも有機皮膜中に含有さ
れるスラグ粉は、腐食環境をアルカリに保持するため、
めっき金属である亜鉛や錫等の腐食を抑制する作用があ
ることから、有機樹脂皮膜中に、均一かつ多量のスラグ
粉を含有させることで、耐食性に優れた表面処理皮膜が
得られる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ２５Ｄ 5/48 Ｃ２５Ｄ 5/48
Claims (2)
- 【請求項１】 金属めっき鋼板または非鉄金属板の表面
に、精錬過程で生成されるアルカリ基を含有するスラグ
粉を包含した薄膜有機樹脂で被覆された高耐食性表面処
理金属材料。 - 【請求項２】 請求項１記載のスラグ粉が、鉄鋼製造時
の高炉スラグや転炉スラグ粉からなり、その粒径が１μ
ｍ以下で、それを含有する有機樹脂の膜厚を５μｍ以下
とする有機樹脂で被覆したことを特徴とする耐食性に優
れた有機被覆表面処理金属材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18073296A JPH1024265A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 耐食性に優れた有機被覆表面処理金属材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18073296A JPH1024265A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 耐食性に優れた有機被覆表面処理金属材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1024265A true JPH1024265A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16088345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18073296A Withdrawn JPH1024265A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 耐食性に優れた有機被覆表面処理金属材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1024265A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100619134B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-08-31 | 김원헌 | 알루미늄용 고탄성 세라믹 코팅조성물 및 그 코팅공정 |
| JP2008201999A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ooshima Design Sekkei:Kk | 抗菌塗料 |
| CN107805831A (zh) * | 2017-11-04 | 2018-03-16 | 华北理工大学 | 一种高炉渣中钛制备防腐层的方法 |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18073296A patent/JPH1024265A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100619134B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-08-31 | 김원헌 | 알루미늄용 고탄성 세라믹 코팅조성물 및 그 코팅공정 |
| JP2008201999A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Ooshima Design Sekkei:Kk | 抗菌塗料 |
| CN107805831A (zh) * | 2017-11-04 | 2018-03-16 | 华北理工大学 | 一种高炉渣中钛制备防腐层的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |