JPH10265941A - 塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法 - Google Patents
塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法Info
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- JPH10265941A JPH10265941A JP7100397A JP7100397A JPH10265941A JP H10265941 A JPH10265941 A JP H10265941A JP 7100397 A JP7100397 A JP 7100397A JP 7100397 A JP7100397 A JP 7100397A JP H10265941 A JPH10265941 A JP H10265941A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロメート処理やリン酸塩処理等の化成処理
を必要とすることなく、脱脂だけで良好な塗膜密着性を
呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 下地鋼の表面にＭｇ含有量０．５重量％
以下のＺｎ層，Ｍｇ含有量７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合
金層及びＭｇ含有量０．５重量％以下のＺｎ層がそれぞ
れ第１〜３層として形成されている。第３層は、第２層
の上に櫛歯状の不連続皮膜として設けられ、第２層が部
分的に露出している。鋼板表面にＺｎ，Ｍｇ，Ｚｎを順
次真空蒸着させてＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を製造する
際、第２層蒸着後から第３層蒸着までの間に水蒸気分圧
を増加させてＭｇ層の表面に酸化膜を形成した後、第３
層のＺｎを蒸着することにより、第３層のＺｎ層を不連
続皮膜として形成し、第３層のＺｎ層で覆われていない
Ｍｇ層の表面に酸化膜を形成することにより製造され
る。
を必要とすることなく、脱脂だけで良好な塗膜密着性を
呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を提供する。 【解決手段】 下地鋼の表面にＭｇ含有量０．５重量％
以下のＺｎ層，Ｍｇ含有量７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合
金層及びＭｇ含有量０．５重量％以下のＺｎ層がそれぞ
れ第１〜３層として形成されている。第３層は、第２層
の上に櫛歯状の不連続皮膜として設けられ、第２層が部
分的に露出している。鋼板表面にＺｎ，Ｍｇ，Ｚｎを順
次真空蒸着させてＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を製造する
際、第２層蒸着後から第３層蒸着までの間に水蒸気分圧
を増加させてＭｇ層の表面に酸化膜を形成した後、第３
層のＺｎを蒸着することにより、第３層のＺｎ層を不連
続皮膜として形成し、第３層のＺｎ層で覆われていない
Ｍｇ層の表面に酸化膜を形成することにより製造され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱脂だけの塗装前処理
で良好な塗膜密着性を示すＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び
その製造方法に関する。
で良好な塗膜密着性を示すＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼板の耐食性を向上させるため、溶融め
っき，電気めっき等の各種表面処理が採用されている。
最近では、従来のめっき鋼板に比較して格段に優れた耐
食性を呈するものとして、蒸着法でめっき鋼板を製造す
ることが検討されている。 なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金
めっきは、優れた妨食作用を有する。たとえば、特開昭
６４−１７８５３号公報では、０．５〜４０重量％のＭ
ｇを含むＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成することを開示
している。本発明者等も、積層構造を有するＺｎ−Ｍｇ
系めっき鋼板の製造方法として、特開平７−２６８６０
４号公報，特開平８−４９０８５号公報で紹介した。新
しく提案した製造方法では、連続走行する鋼板上にＺ
ｎ、Ｍｇ、Ｚｎの順に独立して順次蒸着めっきを行い、
蒸着終了後のめっき鋼板が保有する熱によってＺｎとＭ
ｇの拡散反応を進行させている。
っき，電気めっき等の各種表面処理が採用されている。
最近では、従来のめっき鋼板に比較して格段に優れた耐
食性を呈するものとして、蒸着法でめっき鋼板を製造す
ることが検討されている。 なかでも、Ｚｎ−Ｍｇ合金
めっきは、優れた妨食作用を有する。たとえば、特開昭
６４−１７８５３号公報では、０．５〜４０重量％のＭ
ｇを含むＺｎ−Ｍｇ合金めっき層を形成することを開示
している。本発明者等も、積層構造を有するＺｎ−Ｍｇ
系めっき鋼板の製造方法として、特開平７−２６８６０
４号公報，特開平８−４９０８５号公報で紹介した。新
しく提案した製造方法では、連続走行する鋼板上にＺ
ｎ、Ｍｇ、Ｚｎの順に独立して順次蒸着めっきを行い、
蒸着終了後のめっき鋼板が保有する熱によってＺｎとＭ
ｇの拡散反応を進行させている。
【０００３】ところで、耐食性や意匠性を付与するた
め、塗装ラインでめっき鋼板にコーティングが施されて
いる。塗装される鋼板は、めっき層と塗膜との密着性を
確保し、塗装後耐食性を向上させるため、塗装前処理と
して脱脂工程，リン酸塩処理やクロメート処理等の化成
処理工程を経る。また、塗膜密着性を改善するために加
熱合金化処理されているＺｎめっき鋼板もある。加熱合
金化処理によりめっき層の表面に針状の凹凸が形成さ
れ、表面粗さが大きくなる。そのため、塗膜が浸透し易
くなり、アンカー効果が働いて塗膜密着性が向上する。
また、めっき層中にＦｅが含まれるので、めっき層表面
が不活性になり、耐水二次密着性が向上する。
め、塗装ラインでめっき鋼板にコーティングが施されて
いる。塗装される鋼板は、めっき層と塗膜との密着性を
確保し、塗装後耐食性を向上させるため、塗装前処理と
して脱脂工程，リン酸塩処理やクロメート処理等の化成
処理工程を経る。また、塗膜密着性を改善するために加
熱合金化処理されているＺｎめっき鋼板もある。加熱合
金化処理によりめっき層の表面に針状の凹凸が形成さ
れ、表面粗さが大きくなる。そのため、塗膜が浸透し易
くなり、アンカー効果が働いて塗膜密着性が向上する。
また、めっき層中にＦｅが含まれるので、めっき層表面
が不活性になり、耐水二次密着性が向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】塗装に先立つ一連の前
処理は、工数が多く、作業管理に負担がかかる。また、
各工程から廃液，廃熱等が排出されることから、作業環
境が悪化し、廃液処理にも問題がある。また、合金化処
理では、めっき層中にＦｅを合金化するので、通常のＺ
ｎめっきに比較してパウダリングが発生し易くなる。そ
の結果、合金化熱処理しためっき鋼板を塗装原板に使用
すると、強加工や衝撃によってめっき層が剥離し、結果
として塗膜剥離を生じる場合がある。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、Ｚｎ−Ｍ
ｇ系めっき層のうち、表層Ｚｎ層を櫛歯状の不連続膜と
して形成することにより、Ｚｎ−Ｍｇ系めっき層の優れ
た耐食性を活かしながら、脱脂処理だけで優れた塗膜密
着性を呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を提供することを
目的とする。
処理は、工数が多く、作業管理に負担がかかる。また、
各工程から廃液，廃熱等が排出されることから、作業環
境が悪化し、廃液処理にも問題がある。また、合金化処
理では、めっき層中にＦｅを合金化するので、通常のＺ
ｎめっきに比較してパウダリングが発生し易くなる。そ
の結果、合金化熱処理しためっき鋼板を塗装原板に使用
すると、強加工や衝撃によってめっき層が剥離し、結果
として塗膜剥離を生じる場合がある。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、Ｚｎ−Ｍ
ｇ系めっき層のうち、表層Ｚｎ層を櫛歯状の不連続膜と
して形成することにより、Ｚｎ−Ｍｇ系めっき層の優れ
た耐食性を活かしながら、脱脂処理だけで優れた塗膜密
着性を呈するＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＺｎ−Ｍｇ系め
っき鋼板は、その目的を達成するため、下地鋼の表面に
Ｍｇ含有量０．５重量％以下のＺｎ層，Ｍｇ含有量７重
量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金層及びＭｇ含有量０．５重量
％以下のＺｎ層がそれぞれ第１〜３層として形成されて
おり、第３層が第２層の上に櫛歯状の不連続皮膜として
設けられ、第２層が部分的に露出していることを特徴と
する。第３層のＺｎ層は、１個当り１〜１０μｍ2 の大
きさの島状粒として第２層の表面の６０〜９０％を占め
る割合で第２層の上に形成されていることが好ましい。
このＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板は、鋼板表面にＺｎ，Ｍ
ｇ，Ｚｎを順次真空蒸着させてＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板
を製造する際、第２層用のＭｇ蒸着後から第３層用のＺ
ｎ蒸着までの間に水蒸気分圧を増加させてＭｇ層の表面
に酸化膜を形成した後、第３層のＺｎを蒸着することに
より、第３層のＺｎ層を不連続皮膜として形成すること
により製造される。第２層蒸着後から第３層蒸着までの
間、真空室内の汚染度を９Ｐａ・秒以上に維持すること
が好ましい。
っき鋼板は、その目的を達成するため、下地鋼の表面に
Ｍｇ含有量０．５重量％以下のＺｎ層，Ｍｇ含有量７重
量％以上のＺｎ−Ｍｇ合金層及びＭｇ含有量０．５重量
％以下のＺｎ層がそれぞれ第１〜３層として形成されて
おり、第３層が第２層の上に櫛歯状の不連続皮膜として
設けられ、第２層が部分的に露出していることを特徴と
する。第３層のＺｎ層は、１個当り１〜１０μｍ2 の大
きさの島状粒として第２層の表面の６０〜９０％を占め
る割合で第２層の上に形成されていることが好ましい。
このＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板は、鋼板表面にＺｎ，Ｍ
ｇ，Ｚｎを順次真空蒸着させてＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板
を製造する際、第２層用のＭｇ蒸着後から第３層用のＺ
ｎ蒸着までの間に水蒸気分圧を増加させてＭｇ層の表面
に酸化膜を形成した後、第３層のＺｎを蒸着することに
より、第３層のＺｎ層を不連続皮膜として形成すること
により製造される。第２層蒸着後から第３層蒸着までの
間、真空室内の汚染度を９Ｐａ・秒以上に維持すること
が好ましい。
【０００６】
【作用】合金化処理されたＺｎめっき層が良好な塗膜密
着性を呈する主たる原因は、合金化処理によってめっき
層の表面に針状の凹凸が形成され、針状の凹凸がアンカ
ー効果を発揮することにある。しかし、合金化処理で
は、前述したようにＦｅがめっき層に合金化するため加
工性が低下する。そこで、本発明においては、３層構造
のＺｎ−Ｍｇ系めっき層がＺｎ→Ｍｇ→Ｚｎの３工程の
蒸着によって形成されることに着目し、蒸着条件の調整
で同様なアンカー効果を呈するめっき層の形成を検討し
た。その結果、表層のＺｎ層を不連続膜とすると、良好
な加工性を確保しながら合金化処理したＺｎめっき層と
同等、或いはそれ以上の塗膜密着性を呈するめっき鋼板
が得られることを見い出した。
着性を呈する主たる原因は、合金化処理によってめっき
層の表面に針状の凹凸が形成され、針状の凹凸がアンカ
ー効果を発揮することにある。しかし、合金化処理で
は、前述したようにＦｅがめっき層に合金化するため加
工性が低下する。そこで、本発明においては、３層構造
のＺｎ−Ｍｇ系めっき層がＺｎ→Ｍｇ→Ｚｎの３工程の
蒸着によって形成されることに着目し、蒸着条件の調整
で同様なアンカー効果を呈するめっき層の形成を検討し
た。その結果、表層のＺｎ層を不連続膜とすると、良好
な加工性を確保しながら合金化処理したＺｎめっき層と
同等、或いはそれ以上の塗膜密着性を呈するめっき鋼板
が得られることを見い出した。
【０００７】
【実施の形態】本発明に従ったＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板
は、図１に示すように下地鋼１の上にＭｇ含有量が０．
５重量％のＺｎ層が第１層２として形成されている。こ
のＺｎ層２は、下地鋼１に対するめっき層の密着性を向
上させ、めっき鋼板の加工時等にパウダリングの発生を
防止する。第１層２の上に第２層３として形成されるＺ
ｎ−Ｍｇ層は、７重量％以上のＭｇを含んでおり、極め
て優れた耐食性をめっき鋼板に付与する。第２層３の上
に形成される第３層の表層Ｚｎ層４は、Ｍｇ含有量が
０．５重量％以下であり、第１層２と共同してめっき鋼
板の加工性を向上させる。この３層構造をもつＺｎ−Ｍ
ｇ系めっき層を蒸着で形成する際、第２層用のＭｇ蒸着
が終了し、第３層用のＺｎを蒸着させる間で蒸着室の汚
染度を増加させる。具体的には、Ｍｇ蒸着時に９Ｐａ・
秒以下に維持していた汚染度をＺｎ蒸着までの間で９Ｐ
ａ・秒以上に増加させる。汚染度の増加に伴って、蒸着
室の水蒸気分圧が上昇する。
は、図１に示すように下地鋼１の上にＭｇ含有量が０．
５重量％のＺｎ層が第１層２として形成されている。こ
のＺｎ層２は、下地鋼１に対するめっき層の密着性を向
上させ、めっき鋼板の加工時等にパウダリングの発生を
防止する。第１層２の上に第２層３として形成されるＺ
ｎ−Ｍｇ層は、７重量％以上のＭｇを含んでおり、極め
て優れた耐食性をめっき鋼板に付与する。第２層３の上
に形成される第３層の表層Ｚｎ層４は、Ｍｇ含有量が
０．５重量％以下であり、第１層２と共同してめっき鋼
板の加工性を向上させる。この３層構造をもつＺｎ−Ｍ
ｇ系めっき層を蒸着で形成する際、第２層用のＭｇ蒸着
が終了し、第３層用のＺｎを蒸着させる間で蒸着室の汚
染度を増加させる。具体的には、Ｍｇ蒸着時に９Ｐａ・
秒以下に維持していた汚染度をＺｎ蒸着までの間で９Ｐ
ａ・秒以上に増加させる。汚染度の増加に伴って、蒸着
室の水蒸気分圧が上昇する。
【０００８】Ｍｇは、非常に活性な金属である。そのた
め、鋼板表面に形成されているＭｇ蒸着層は、真空度が
低下した蒸着室雰囲気の水蒸気と反応し、極表面層が酸
化される。生成した酸化膜は、不連続な皮膜となってお
り、場所に応じて活性度が異なる。不連続な酸化膜で覆
われているＭｇ層の上に、第３層用のＺｎが蒸着され
る。そのため、蒸発槽からダクトを介して飛来してきた
Ｚｎ粒子は、未酸化で活性度が高いＭｇに吸着され、酸
化膜で覆われているＭｇには吸着されない。順次飛来し
てくるＺｎ粒子は、Ｍｇに吸着されたＺｎを核としてＭ
ｇ層の上に積層される。その結果、第３層のＺｎ層は、
図１に示すように、櫛歯状の不連続膜として形成され
る。櫛歯状の不連続膜は、Ｍｇ特有の効果であり、鋼板
表面に不連続なＺｎめっき層を直接、或いはＺｎめっき
層上に不連続なＺｎ層を形成することはできない。
め、鋼板表面に形成されているＭｇ蒸着層は、真空度が
低下した蒸着室雰囲気の水蒸気と反応し、極表面層が酸
化される。生成した酸化膜は、不連続な皮膜となってお
り、場所に応じて活性度が異なる。不連続な酸化膜で覆
われているＭｇ層の上に、第３層用のＺｎが蒸着され
る。そのため、蒸発槽からダクトを介して飛来してきた
Ｚｎ粒子は、未酸化で活性度が高いＭｇに吸着され、酸
化膜で覆われているＭｇには吸着されない。順次飛来し
てくるＺｎ粒子は、Ｍｇに吸着されたＺｎを核としてＭ
ｇ層の上に積層される。その結果、第３層のＺｎ層は、
図１に示すように、櫛歯状の不連続膜として形成され
る。櫛歯状の不連続膜は、Ｍｇ特有の効果であり、鋼板
表面に不連続なＺｎめっき層を直接、或いはＺｎめっき
層上に不連続なＺｎ層を形成することはできない。
【０００９】塗膜密着性の改善に有効な櫛歯状不連続膜
は、第２層用のＭｇ蒸着から第３層用のＺｎ蒸着までの
汚染度を９Ｐａ・秒以上に維持することにより形成され
る。この期間の汚染度が９Ｐａ・秒を下回ると、必要と
する酸化膜がＺｎ層の上に形成されない。逆に高過ぎる
汚染度では、Ｍｇ層の表面酸化が過度に進行し、第３層
用のＺｎ蒸着が困難になる。表層のＺｎ層４が不連続膜
となっているため、得られるめっき鋼板は、凹凸が激し
い表面をもっており、塗膜の浸透性が良好で、十分な塗
膜密着性を呈するアンカー効果が発揮される。また、不
連続なＺｎ層４で覆われていない第２層のＺｎ−Ｍｇ層
２は、安定な酸化膜５で表面が覆われている。この安定
酸化膜５を介して塗膜が形成されるため、塗装後の耐水
性にも優れ、沸騰水や温水に浸漬した後でも良好な塗膜
密着性が維持される。しかも、めっき下層は、合金化さ
れていないため、曲げ等の加工を施してもパウダリング
を生じることがなく、加工後でも良好な塗膜密着性が維
持される。
は、第２層用のＭｇ蒸着から第３層用のＺｎ蒸着までの
汚染度を９Ｐａ・秒以上に維持することにより形成され
る。この期間の汚染度が９Ｐａ・秒を下回ると、必要と
する酸化膜がＺｎ層の上に形成されない。逆に高過ぎる
汚染度では、Ｍｇ層の表面酸化が過度に進行し、第３層
用のＺｎ蒸着が困難になる。表層のＺｎ層４が不連続膜
となっているため、得られるめっき鋼板は、凹凸が激し
い表面をもっており、塗膜の浸透性が良好で、十分な塗
膜密着性を呈するアンカー効果が発揮される。また、不
連続なＺｎ層４で覆われていない第２層のＺｎ−Ｍｇ層
２は、安定な酸化膜５で表面が覆われている。この安定
酸化膜５を介して塗膜が形成されるため、塗装後の耐水
性にも優れ、沸騰水や温水に浸漬した後でも良好な塗膜
密着性が維持される。しかも、めっき下層は、合金化さ
れていないため、曲げ等の加工を施してもパウダリング
を生じることがなく、加工後でも良好な塗膜密着性が維
持される。
【００１０】櫛歯状の不連続膜として形成される第３層
Ｚｎ及び表面に露呈する第２層の安定酸化膜５により塗
膜密着性を改善する作用は、１個当り１〜１０μｍ2 の
大きさの島状粒６として第３層Ｚｎを第２層の表面の６
０〜９０％を占める割合で形成するとき顕著になる。第
３層Ｚｎの島状粒６のサイズが１μｍ2 より小さいと、
或いは第２層の表面を第３層Ｚｎが占める割合が６０％
より小さいと、酸化膜５の影響が強く現れ、第３層Ｚｎ
の作用が損なわれる、逆に、第３層Ｚｎの島状粒６のサ
イズが１０μｍ2 より大きいと、或いは第２層の表面を
第３層Ｚｎが占める割合が９０％より大きいと、櫛歯状
不連続膜の作用が弱くなり、塗膜密着性が低下する。
Ｚｎ及び表面に露呈する第２層の安定酸化膜５により塗
膜密着性を改善する作用は、１個当り１〜１０μｍ2 の
大きさの島状粒６として第３層Ｚｎを第２層の表面の６
０〜９０％を占める割合で形成するとき顕著になる。第
３層Ｚｎの島状粒６のサイズが１μｍ2 より小さいと、
或いは第２層の表面を第３層Ｚｎが占める割合が６０％
より小さいと、酸化膜５の影響が強く現れ、第３層Ｚｎ
の作用が損なわれる、逆に、第３層Ｚｎの島状粒６のサ
イズが１０μｍ2 より大きいと、或いは第２層の表面を
第３層Ｚｎが占める割合が９０％より大きいと、櫛歯状
不連続膜の作用が弱くなり、塗膜密着性が低下する。
【００１１】
【実施例】板厚０．８ｍｍの弱脱酸鋼板をめっき原板と
して使用した。めっき原板をＮ2−５０体積％Ｈ2 ガス
雰囲気中で還元加熱することにより表面の酸化膜を除去
した後、窒素雰囲気に維持された真空室に導入した。な
お、真空室は、真空ポンプで排気しながら露点−６０℃
のＮ2 ガスを導入し、真空度５×１０-2トールに維持し
ておいた。真空室内で、蒸着温度を２４０℃に設定し、
Ｚｎ→Ｍｇ→Ｚｎの順に蒸着した。第２層用のＭｇ蒸着
から第３層用のＺｎ蒸着までの間、汚染度を９Ｐａ・秒
に固定した。蒸着後、Ｎ2 雰囲気中で１７０℃に３時間
加熱することにより、Ｚｎ及びＭｇを相互拡散させ、Ｚ
ｎ−０．１重量％Ｍｇ（第１層），Ｚｎ−１０重量％Ｍ
ｇ（第２層），Ｚｎ−０．１重量％Ｍｇ（第３層）から
なる３層構造のめっき層を形成させた。得られたＺｎ−
Ｍｇ系めっき鋼板について、めっき層組成及びめっき付
着量を表１に示す。なお、表１では、塗膜密着性を比較
するために使用した蒸着Ｚｎめっき鋼板，溶融Ｚｎめっ
き鋼板及び合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき鋼板についても
併せ示す。
して使用した。めっき原板をＮ2−５０体積％Ｈ2 ガス
雰囲気中で還元加熱することにより表面の酸化膜を除去
した後、窒素雰囲気に維持された真空室に導入した。な
お、真空室は、真空ポンプで排気しながら露点−６０℃
のＮ2 ガスを導入し、真空度５×１０-2トールに維持し
ておいた。真空室内で、蒸着温度を２４０℃に設定し、
Ｚｎ→Ｍｇ→Ｚｎの順に蒸着した。第２層用のＭｇ蒸着
から第３層用のＺｎ蒸着までの間、汚染度を９Ｐａ・秒
に固定した。蒸着後、Ｎ2 雰囲気中で１７０℃に３時間
加熱することにより、Ｚｎ及びＭｇを相互拡散させ、Ｚ
ｎ−０．１重量％Ｍｇ（第１層），Ｚｎ−１０重量％Ｍ
ｇ（第２層），Ｚｎ−０．１重量％Ｍｇ（第３層）から
なる３層構造のめっき層を形成させた。得られたＺｎ−
Ｍｇ系めっき鋼板について、めっき層組成及びめっき付
着量を表１に示す。なお、表１では、塗膜密着性を比較
するために使用した蒸着Ｚｎめっき鋼板，溶融Ｚｎめっ
き鋼板及び合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき鋼板についても
併せ示す。
【００１２】
【００１３】各めっき鋼板をメタクレン脱脂した後、２
コート２べークでエポキシ系プライマーを５μｍ，ポリ
エステル系の上塗り塗料を２０μｍの乾燥厚みで塗布し
た。塗装後の鋼板について、０ｔ及び２ｔ曲げ加工面を
感圧接着テープで剥離したときの剥離状況から塗膜密着
性を評価した。また、塗装鋼板を沸騰水中に２時間浸漬
した後、或いは５０℃の温水中に５００時間浸漬した後
の塗膜を観察し、二次密着性を調査した。表２の調査結
果にみられるように、実施例の塗装鋼板では、曲げ加工
面にクラックが生じるものの、全ての試験において塗膜
剥離が検出されなかった。これに対し、比較例の蒸着Ｚ
ｎめっき鋼板や溶融Ｚｎめっき鋼板に塗装したもので
は、一次密着性に関し０ｔ曲げでめっき層とプライマー
との間に剥離が検出された。二次密着性では、２ｔ曲げ
部においても塗膜密着性が低下していた。他方、溶融Ｚ
ｎ−Ｆｅめっき鋼板に塗装したものでは、クラックが生
じるものの一次，二次共に塗膜密着性が良好であった。
コート２べークでエポキシ系プライマーを５μｍ，ポリ
エステル系の上塗り塗料を２０μｍの乾燥厚みで塗布し
た。塗装後の鋼板について、０ｔ及び２ｔ曲げ加工面を
感圧接着テープで剥離したときの剥離状況から塗膜密着
性を評価した。また、塗装鋼板を沸騰水中に２時間浸漬
した後、或いは５０℃の温水中に５００時間浸漬した後
の塗膜を観察し、二次密着性を調査した。表２の調査結
果にみられるように、実施例の塗装鋼板では、曲げ加工
面にクラックが生じるものの、全ての試験において塗膜
剥離が検出されなかった。これに対し、比較例の蒸着Ｚ
ｎめっき鋼板や溶融Ｚｎめっき鋼板に塗装したもので
は、一次密着性に関し０ｔ曲げでめっき層とプライマー
との間に剥離が検出された。二次密着性では、２ｔ曲げ
部においても塗膜密着性が低下していた。他方、溶融Ｚ
ｎ−Ｆｅめっき鋼板に塗装したものでは、クラックが生
じるものの一次，二次共に塗膜密着性が良好であった。
【００１４】
【００１５】更に、５０℃，９８％ＲＨの湿潤試験で切
断端面部の塗膜フクレを最大エッジクリープ幅で測定
し、切断端面部の赤錆発生面積率を測定することによ
り、塗装後耐食性を評価した。試験時間が１０００時間
経過した時点での状態を表３に示すように、実施例の塗
装鋼板では、エッジクリープ及び赤錆が検出されず、塗
装後耐食性は良好であった。これに対し、Ｍｇを含まな
い蒸着Ｚｎめっき鋼板及び溶融Ｚｎめっき鋼板に塗装し
たものでは、塗膜フクレが観察され、赤錆も発生してい
た。また、合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき鋼板に塗装した
ものでは、エッジクリープは抑制されているものの、切
断端面に赤錆が発生していた。このようなことから、比
較例のめっき鋼板は、何れもリン酸塩処理，クロメート
処理等の塗装前処理が必要とされる塗装原板であった。
このようにＺｎ−Ｍｇめっき鋼板で切断端面部の耐食性
が優れている理由は、次のように考えられる。すなわ
ち、Ｍｇを含むＺｎの腐食生成物は、Ｍｇのない場合に
比較して強固なバリアー層を形成するため、塗膜下にお
けるめっき層の腐食の進行が抑制される。その結果がエ
ッジクリープの抑制となって現れる。また、切断端面部
も腐食生成物で覆われるため、下地鋼の腐食の進行が抑
えられ、耐赤錆性が向上する。
断端面部の塗膜フクレを最大エッジクリープ幅で測定
し、切断端面部の赤錆発生面積率を測定することによ
り、塗装後耐食性を評価した。試験時間が１０００時間
経過した時点での状態を表３に示すように、実施例の塗
装鋼板では、エッジクリープ及び赤錆が検出されず、塗
装後耐食性は良好であった。これに対し、Ｍｇを含まな
い蒸着Ｚｎめっき鋼板及び溶融Ｚｎめっき鋼板に塗装し
たものでは、塗膜フクレが観察され、赤錆も発生してい
た。また、合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき鋼板に塗装した
ものでは、エッジクリープは抑制されているものの、切
断端面に赤錆が発生していた。このようなことから、比
較例のめっき鋼板は、何れもリン酸塩処理，クロメート
処理等の塗装前処理が必要とされる塗装原板であった。
このようにＺｎ−Ｍｇめっき鋼板で切断端面部の耐食性
が優れている理由は、次のように考えられる。すなわ
ち、Ｍｇを含むＺｎの腐食生成物は、Ｍｇのない場合に
比較して強固なバリアー層を形成するため、塗膜下にお
けるめっき層の腐食の進行が抑制される。その結果がエ
ッジクリープの抑制となって現れる。また、切断端面部
も腐食生成物で覆われるため、下地鋼の腐食の進行が抑
えられ、耐赤錆性が向上する。
【００１６】
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＺｎ−
Ｍｇ系めっき鋼板は、櫛歯状の不連続皮膜として表層Ｚ
ｎ層を形成し、表層Ｚｎのない部分では第２層のＭｇ層
表面に形成された安定酸化膜が露呈している。そのた
め、クロメート処理，リン酸塩処理等の塗装前処理を施
す必要なく、脱脂のみで優れた塗膜密着性を発現するめ
っき鋼板となる。しかも、第２層のＺｎ−Ｍｇ層によ
り、切断端面部の耐エッジクリープ性や耐赤錆性も、通
常のＺｎめっきに比較して格段に優れたものとなる。こ
のようにして、本発明によるとき、塗装前処理なしで塗
膜密着性及び耐食性に優れた塗装原板が提供される。更
に、従来の合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっきのように合金化
処理を施していないので、加工時にパウダリングが発生
せず、塗膜密着性が良好である。
Ｍｇ系めっき鋼板は、櫛歯状の不連続皮膜として表層Ｚ
ｎ層を形成し、表層Ｚｎのない部分では第２層のＭｇ層
表面に形成された安定酸化膜が露呈している。そのた
め、クロメート処理，リン酸塩処理等の塗装前処理を施
す必要なく、脱脂のみで優れた塗膜密着性を発現するめ
っき鋼板となる。しかも、第２層のＺｎ−Ｍｇ層によ
り、切断端面部の耐エッジクリープ性や耐赤錆性も、通
常のＺｎめっきに比較して格段に優れたものとなる。こ
のようにして、本発明によるとき、塗装前処理なしで塗
膜密着性及び耐食性に優れた塗装原板が提供される。更
に、従来の合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっきのように合金化
処理を施していないので、加工時にパウダリングが発生
せず、塗膜密着性が良好である。
【図１】 本発明に従って下地鋼の上に形成されたＺｎ
−Ｍｇ系めっき層の層構造を示す概念図
−Ｍｇ系めっき層の層構造を示す概念図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 実 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 下地鋼の表面にＭｇ含有量０．５重量％
以下のＺｎ層，Ｍｇ含有量７重量％以上のＺｎ−Ｍｇ合
金層及びＭｇ含有量０．５重量％以下のＺｎ層がそれぞ
れ第１〜３層として形成されており、第３層が第２層の
上に櫛歯状の不連続皮膜として設けられ、第２層が部分
的に露出している塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっ
き鋼板。 - 【請求項２】 第３層のＺｎ層が１個当り１〜１０μｍ
2 の大きさの島状粒として第２層の表面の６０〜９０％
を占める割合で第２層の上に形成されている請求項１記
載の塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板。 - 【請求項３】 鋼板表面にＺｎ，Ｍｇ，Ｚｎを順次真空
蒸着させてＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板を製造する際、第２
層用のＭｇ蒸着後から第３層用のＺｎ蒸着までの間に水
蒸気分圧を増加させてＭｇ層の表面に酸化膜を形成した
後、第３層のＺｎを蒸着することにより、第３層のＺｎ
層を不連続皮膜として形成することを特徴とする塗膜密
着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 第２層蒸着後から第３層蒸着までの間、
真空室内の汚染度を９Ｐａ・秒以上に維持する請求項３
記載の塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100397A JPH10265941A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100397A JPH10265941A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265941A true JPH10265941A (ja) | 1998-10-06 |
Family
ID=13447903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7100397A Withdrawn JPH10265941A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 塗膜密着性に優れたＺｎ−Ｍｇ系めっき鋼板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544646B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 내식성이 우수한 표면처리강판 및 그 제조방법 |
| JP2007162125A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-28 | Toyoda Gosei Co Ltd | 樹脂製品及びその製造方法並びに金属皮膜の成膜方法 |
| US11781207B2 (en) | 2018-11-29 | 2023-10-10 | Posco Co., Ltd | Galvanized steel sheet having excellent hardness and galling resistance |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP7100397A patent/JPH10265941A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544646B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 내식성이 우수한 표면처리강판 및 그 제조방법 |
| JP2007162125A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-28 | Toyoda Gosei Co Ltd | 樹脂製品及びその製造方法並びに金属皮膜の成膜方法 |
| US11781207B2 (en) | 2018-11-29 | 2023-10-10 | Posco Co., Ltd | Galvanized steel sheet having excellent hardness and galling resistance |
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Legal Events
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