JPH1030162A - 潤滑性、接着性および化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
潤滑性、接着性および化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法Info
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- JPH1030162A JPH1030162A JP8186231A JP18623196A JPH1030162A JP H1030162 A JPH1030162 A JP H1030162A JP 8186231 A JP8186231 A JP 8186231A JP 18623196 A JP18623196 A JP 18623196A JP H1030162 A JPH1030162 A JP H1030162A
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- lubricity
- sio
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 潤滑性を向上して良好なプレス成形性を確保
すると共に、接着性や化成処理性にも優れた亜鉛系めっ
き鋼板を製造する為の有用な方法を提供する。 【解決手段】 水中のＳｉＯ2 含有率が０．１ｇ／リッ
トル以上で、且つ（Ｎａ 2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ）／Ｓ
ｉＯ2 の重量比が３％以下（０％を含む）である液を、
亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布した後乾燥し、前記亜鉛
系めっき鋼板の表面にケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜を
形成する。
すると共に、接着性や化成処理性にも優れた亜鉛系めっ
き鋼板を製造する為の有用な方法を提供する。 【解決手段】 水中のＳｉＯ2 含有率が０．１ｇ／リッ
トル以上で、且つ（Ｎａ 2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ）／Ｓ
ｉＯ2 の重量比が３％以下（０％を含む）である液を、
亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布した後乾燥し、前記亜鉛
系めっき鋼板の表面にケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜を
形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛系めっき鋼板
の表面に、所定の要件を満足するケイ酸またはケイ酸塩
含有皮膜を形成し、潤滑性、接着性および化成処理性に
優れた効果を発揮する亜鉛系めっき鋼板を製造する方法
に関するものである。
の表面に、所定の要件を満足するケイ酸またはケイ酸塩
含有皮膜を形成し、潤滑性、接着性および化成処理性に
優れた効果を発揮する亜鉛系めっき鋼板を製造する方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鋼板の表面にめっき処理を施した
各種の表面処理鋼板の使用が増大している。こうした表
面処理鋼板のうちでも特に亜鉛系めっき鋼板は、溶接
性、塗装性、塗装後の耐食性等に優れていることから、
自動車用表面処理鋼板としてその需要が急速に伸びてき
ている。この亜鉛系めっき鋼板は、プレス成形、組立て
および塗装等の工程を経て製品とされるが、プレス成形
の際に、プレス成形の激しい部分でめっきとダイスのか
じりが発生してプレス時の潤滑性が低下するという問題
が生じており、自動車メーカー側からその改善が求めら
れているのが実情である。
各種の表面処理鋼板の使用が増大している。こうした表
面処理鋼板のうちでも特に亜鉛系めっき鋼板は、溶接
性、塗装性、塗装後の耐食性等に優れていることから、
自動車用表面処理鋼板としてその需要が急速に伸びてき
ている。この亜鉛系めっき鋼板は、プレス成形、組立て
および塗装等の工程を経て製品とされるが、プレス成形
の際に、プレス成形の激しい部分でめっきとダイスのか
じりが発生してプレス時の潤滑性が低下するという問題
が生じており、自動車メーカー側からその改善が求めら
れているのが実情である。
【０００３】そこで、プレス時の潤滑性を向上してプレ
ス成形性を改善する技術が、これまで様々提案されてい
る。例えば特公平７−１３３０６号には、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ
等の半金属の酸化物の無水アルカリ金属塩皮膜を、亜鉛
系めっきの表面に形成することによって潤滑性を向上し
た亜鉛系めっき鋼板が提案されている。また特公平７−
１３３０８号には、Ｚｎ酸化物およびＭｎ酸化物と、Ｐ
酸化物，Ｍｏ酸化物，Ｗ酸化物，Ｖ酸化物等の１種また
は２種以上の酸化物を、亜鉛系めっき鋼板の表面に被覆
した表面処理鋼板が提案されている。これらの技術は、
プレス成形に際して潤滑性を向上させるためには、めっ
き表面に硬質の皮膜を形成することが有効であるとの着
想に基づくものである。一方、特開平７−１３６９５２
号には、Ｆｅ濃度を特定しためっき層の表面に潤滑剤を
塗布することによって、めっき表面とダイスとの摩擦抵
抗を軽減する方法が開示されている。
ス成形性を改善する技術が、これまで様々提案されてい
る。例えば特公平７−１３３０６号には、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ
等の半金属の酸化物の無水アルカリ金属塩皮膜を、亜鉛
系めっきの表面に形成することによって潤滑性を向上し
た亜鉛系めっき鋼板が提案されている。また特公平７−
１３３０８号には、Ｚｎ酸化物およびＭｎ酸化物と、Ｐ
酸化物，Ｍｏ酸化物，Ｗ酸化物，Ｖ酸化物等の１種また
は２種以上の酸化物を、亜鉛系めっき鋼板の表面に被覆
した表面処理鋼板が提案されている。これらの技術は、
プレス成形に際して潤滑性を向上させるためには、めっ
き表面に硬質の皮膜を形成することが有効であるとの着
想に基づくものである。一方、特開平７−１３６９５２
号には、Ｆｅ濃度を特定しためっき層の表面に潤滑剤を
塗布することによって、めっき表面とダイスとの摩擦抵
抗を軽減する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した様に、亜鉛系
めっき鋼板の表面に酸化物皮膜や潤滑剤を付与すれば、
潤滑性を向上できることは知られている。しかしなが
ら、これまで提案された技術においては、下記の様な問
題が生じている。
めっき鋼板の表面に酸化物皮膜や潤滑剤を付与すれば、
潤滑性を向上できることは知られている。しかしなが
ら、これまで提案された技術においては、下記の様な問
題が生じている。
【０００５】通常の自動車の製造工程においては、スポ
ット溶接だけでなくプレス成形の後に接着剤による部品
の接合工程があるが、上記の様な酸化物皮膜や潤滑剤を
亜鉛めっき鋼板の表面に形成すると、接着剤と鋼板の密
着性が著しく劣化することが分かった。具体的には、ド
ア，フード，ラゲージ等のヘム部においては、潤滑剤等
を付着したままの状態で接着剤による部品の接着が行わ
れる。このとき接着剤としては、塩化ビニル系やエポキ
シ樹脂系のものが使用され、接着剤を塗布した後焼き付
けて鋼板同士を接合しているが、鋼板表面に潤滑剤が存
在すると、接着剤と鋼板との密着性が悪くなり、接着剤
と鋼板の界面において剥離が生じて接合部の強度が著し
く低下する。
ット溶接だけでなくプレス成形の後に接着剤による部品
の接合工程があるが、上記の様な酸化物皮膜や潤滑剤を
亜鉛めっき鋼板の表面に形成すると、接着剤と鋼板の密
着性が著しく劣化することが分かった。具体的には、ド
ア，フード，ラゲージ等のヘム部においては、潤滑剤等
を付着したままの状態で接着剤による部品の接着が行わ
れる。このとき接着剤としては、塩化ビニル系やエポキ
シ樹脂系のものが使用され、接着剤を塗布した後焼き付
けて鋼板同士を接合しているが、鋼板表面に潤滑剤が存
在すると、接着剤と鋼板との密着性が悪くなり、接着剤
と鋼板の界面において剥離が生じて接合部の強度が著し
く低下する。
【０００６】一方、上記の様な亜鉛系めっき鋼板では、
接合工程後の塗装前処理として、りん酸塩処理等の化成
処理が施されるが、めっき表面に形成された酸化物皮膜
や潤滑剤は、化成処理の前工程における脱脂工程におい
てはほとんど除去されず、亜鉛系めっき鋼板表面に残留
している。従って、化成処理時に正常なりん酸塩結晶の
生成を阻害して、化成処理が十分に行なわれないという
問題が生じる。その結果、塗膜の密着性が低下すること
になって、塗装後の耐食性を劣化させる要因ともなる。
接合工程後の塗装前処理として、りん酸塩処理等の化成
処理が施されるが、めっき表面に形成された酸化物皮膜
や潤滑剤は、化成処理の前工程における脱脂工程におい
てはほとんど除去されず、亜鉛系めっき鋼板表面に残留
している。従って、化成処理時に正常なりん酸塩結晶の
生成を阻害して、化成処理が十分に行なわれないという
問題が生じる。その結果、塗膜の密着性が低下すること
になって、塗装後の耐食性を劣化させる要因ともなる。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、潤滑性を向上して良好なプレス成
形性を確保すると共に、接着性や化成処理性にも優れた
亜鉛系めっき鋼板を製造する為の有用な方法を提供する
ことにある。
あって、その目的は、潤滑性を向上して良好なプレス成
形性を確保すると共に、接着性や化成処理性にも優れた
亜鉛系めっき鋼板を製造する為の有用な方法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
ができた本発明の亜鉛系めっき鋼板の製造方法とは、水
中のＳｉＯ2 含有率が０．１ｇ／リットル以上で、且つ
（Ｎａ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ）／ＳｉＯ2 の重量比が
３％以下（０％を含む）である液を、亜鉛系めっき鋼板
の表面に塗布した後乾燥し、前記亜鉛系めっき鋼板表面
にケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜を形成する点に要旨を
有するものである。
ができた本発明の亜鉛系めっき鋼板の製造方法とは、水
中のＳｉＯ2 含有率が０．１ｇ／リットル以上で、且つ
（Ｎａ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ）／ＳｉＯ2 の重量比が
３％以下（０％を含む）である液を、亜鉛系めっき鋼板
の表面に塗布した後乾燥し、前記亜鉛系めっき鋼板表面
にケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜を形成する点に要旨を
有するものである。
【０００９】上記本発明方法において、皮膜中に含まれ
る水分を十分に除去して良好な潤滑性を確保するという
観点からして、乾燥時の加熱温度は８０℃以上であるこ
とが好ましい。また本発明方法で用いる溶液中のＳｉＯ
2 は、（ａ）粒径が２０〜３００ｎｍの球状粒子のもの
や、（ｂ）太さ（Ｄ）：１〜５０ｎｍ，長さ（Ｔ）：２
０〜３００ｎｍで、且つ（Ｄ＜Ｔ）である棒状粒子のも
の等が好ましいが、後者の棒状粒子を用いることがより
好ましい。
る水分を十分に除去して良好な潤滑性を確保するという
観点からして、乾燥時の加熱温度は８０℃以上であるこ
とが好ましい。また本発明方法で用いる溶液中のＳｉＯ
2 は、（ａ）粒径が２０〜３００ｎｍの球状粒子のもの
や、（ｂ）太さ（Ｄ）：１〜５０ｎｍ，長さ（Ｔ）：２
０〜３００ｎｍで、且つ（Ｄ＜Ｔ）である棒状粒子のも
の等が好ましいが、後者の棒状粒子を用いることがより
好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、亜鉛系めっき鋼板
の接着性と化成処理性を劣化させることなく潤滑性を向
上させるという観点から、その具体的手段について様々
な角度から検討した。その結果、上記構成を採用して、
ケイ酸またはケイ酸塩を含有する皮膜を、亜鉛系めっき
鋼板表面にポーラス且つ不均一に形成すれば、上記目的
が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
の接着性と化成処理性を劣化させることなく潤滑性を向
上させるという観点から、その具体的手段について様々
な角度から検討した。その結果、上記構成を採用して、
ケイ酸またはケイ酸塩を含有する皮膜を、亜鉛系めっき
鋼板表面にポーラス且つ不均一に形成すれば、上記目的
が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】まず亜鉛系めっき鋼板の表面に形成される
ケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜（以下、「ケイ酸含有皮
膜」で代表することがある）について説明する。このケ
イ酸含有皮膜は、微細なシリカ粒子を含む強固な硬質皮
膜であり、この様な皮膜を亜鉛系めっき鋼板の表面に形
成することによって、プレス成型の際にめっき表層部に
加えられる摺動変形抵抗を小さくできるのである。しか
も上記皮膜の主成分となるケイ酸（またはケイ酸塩）は
比較的安価であり、製造コストが安価になると言う利点
もある。しかしながら、ケイ酸含有皮膜を亜鉛系めっき
鋼板表面に単に形成するだけでは従来の皮膜とそれほど
差があるとは言えず、接着性や化成処理性の点で依然と
して問題が生じる。そこで本発明者らは、ケイ酸含有皮
膜の亜鉛系めっき鋼板表面での分布状況と上記特性との
関係について綿密な調査を行なった。その結果、ケイ酸
含有皮膜を亜鉛系めっき鋼板表面にポーラス且つ不均一
に形成すれば良いとの着想が得られ、その具体的手段と
して上記の構成を採用するに至った。
ケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜（以下、「ケイ酸含有皮
膜」で代表することがある）について説明する。このケ
イ酸含有皮膜は、微細なシリカ粒子を含む強固な硬質皮
膜であり、この様な皮膜を亜鉛系めっき鋼板の表面に形
成することによって、プレス成型の際にめっき表層部に
加えられる摺動変形抵抗を小さくできるのである。しか
も上記皮膜の主成分となるケイ酸（またはケイ酸塩）は
比較的安価であり、製造コストが安価になると言う利点
もある。しかしながら、ケイ酸含有皮膜を亜鉛系めっき
鋼板表面に単に形成するだけでは従来の皮膜とそれほど
差があるとは言えず、接着性や化成処理性の点で依然と
して問題が生じる。そこで本発明者らは、ケイ酸含有皮
膜の亜鉛系めっき鋼板表面での分布状況と上記特性との
関係について綿密な調査を行なった。その結果、ケイ酸
含有皮膜を亜鉛系めっき鋼板表面にポーラス且つ不均一
に形成すれば良いとの着想が得られ、その具体的手段と
して上記の構成を採用するに至った。
【００１２】本発明によってこうした効果が得られた理
由については、その全てを解明し得た訳ではないが、お
そらく次の様に考えることができた。ケイ酸含有皮膜を
形成した亜鉛系めっき鋼板における接着性と化成処理性
は、ケイ酸含有皮膜の被覆状況に依存しており、ケイ酸
含有皮膜を均一且つ強固に形成すれば、めっき層と接着
剤や化成処理液との接触が不十分となり、接着性と化成
処理性が悪くなる。これに対し、ケイ酸含有皮膜をポー
ラス且つ不均一に付着させた状態では、めっき層と接着
剤や化成処理液との接触が良好に達成され、接着性と化
成処理性を飛躍的に改善することができるものと考えら
れる。
由については、その全てを解明し得た訳ではないが、お
そらく次の様に考えることができた。ケイ酸含有皮膜を
形成した亜鉛系めっき鋼板における接着性と化成処理性
は、ケイ酸含有皮膜の被覆状況に依存しており、ケイ酸
含有皮膜を均一且つ強固に形成すれば、めっき層と接着
剤や化成処理液との接触が不十分となり、接着性と化成
処理性が悪くなる。これに対し、ケイ酸含有皮膜をポー
ラス且つ不均一に付着させた状態では、めっき層と接着
剤や化成処理液との接触が良好に達成され、接着性と化
成処理性を飛躍的に改善することができるものと考えら
れる。
【００１３】本発明でケイ酸皮膜（またはケイ酸塩含有
皮膜）を形成するときに用いるＳｉＯ2 含有液として
は、コロイダルシリカが代表的なものとして挙げられる
が、このコロイダルシリカにはコロイド液製造上の理由
から、Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｌｉ 2 Ｏ等のアルカリ成分を
含有しているのが一般的である。またケイ酸塩は、Ｓｉ
Ｏ2 と金属酸化物からなる塩であり、一般式ｘＭ2 Ｏ・
ｙＳｉＯ（Ｍ：上記アルカリ金属元素）で表され、通常
Ｎａ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸ナトリウム、Ｋ
2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸カリウム、Ｌｉ2 Ｏ
・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸リチウムである。そし
て、ケイ酸含有皮膜のポーラス性や不均一性は、ＳｉＯ
2 を含有する溶液中のアルカリ成分濃度や前記ＳｉＯ2
粒子の粒径等に影響されることが判明した。
皮膜）を形成するときに用いるＳｉＯ2 含有液として
は、コロイダルシリカが代表的なものとして挙げられる
が、このコロイダルシリカにはコロイド液製造上の理由
から、Ｎａ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｌｉ 2 Ｏ等のアルカリ成分を
含有しているのが一般的である。またケイ酸塩は、Ｓｉ
Ｏ2 と金属酸化物からなる塩であり、一般式ｘＭ2 Ｏ・
ｙＳｉＯ（Ｍ：上記アルカリ金属元素）で表され、通常
Ｎａ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸ナトリウム、Ｋ
2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸カリウム、Ｌｉ2 Ｏ
・ｎＳｉＯ2 で表されるケイ酸リチウムである。そし
て、ケイ酸含有皮膜のポーラス性や不均一性は、ＳｉＯ
2 を含有する溶液中のアルカリ成分濃度や前記ＳｉＯ2
粒子の粒径等に影響されることが判明した。
【００１４】図１は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にケイ
酸（塩）含有液を塗布した場合におけるアルカリ成分濃
度（ＳｉＯ2 に対するアルカリ成分の重量比）が潤滑性
や接着性に与える影響について示したグラフである。こ
のとき用いた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびＳｉＯ2
の性状は、下記の通りである。
酸（塩）含有液を塗布した場合におけるアルカリ成分濃
度（ＳｉＯ2 に対するアルカリ成分の重量比）が潤滑性
や接着性に与える影響について示したグラフである。こ
のとき用いた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびＳｉＯ2
の性状は、下記の通りである。
【００１５】［合金化溶融亜鉛めっき鋼板］ めっき付着量：６０ｇ／ｍ2 めっき中のＦｅ含有量：１１％ めっき表面粗度：中心線平均粗さＲａで１．０μｍ ［ＳｉＯ2 ］ 付着量：４０ｍｇ／ｍ2 液中のＳｉＯ2 粒径：３０ｎｍ
【００１６】また潤滑性の指標としては摩擦係数を用
い、以下に示す平面摺動試験により引抜き荷重を測定
し、面圧と引抜き荷重から摩擦係数を測定した。 ［サンプルサイズ］：４０×３００ｍｍ ［工具］：平面工具（１８×２０ｍｍ） ［加圧力］：５ｋｇ／ｍｍ2 ［摺動速度］：３００ｍｍ／ｍｉｎ ［摺動長さ］：１５０ｍｍ ［塗油］：ノックスラスト５５０（パーカー興産製），
２ｇ／ｍ2
い、以下に示す平面摺動試験により引抜き荷重を測定
し、面圧と引抜き荷重から摩擦係数を測定した。 ［サンプルサイズ］：４０×３００ｍｍ ［工具］：平面工具（１８×２０ｍｍ） ［加圧力］：５ｋｇ／ｍｍ2 ［摺動速度］：３００ｍｍ／ｍｉｎ ［摺動長さ］：１５０ｍｍ ［塗油］：ノックスラスト５５０（パーカー興産製），
２ｇ／ｍ2
【００１７】また接着性は、以下の方法で接着剤で接着
した２枚の鋼板のＴ型引張り剥離強度を測定して評価し
た。 ［サンプルサイズ］：２０×２００ｍｍ ［塗油］：ノックスラスト５５０（パーカー興産製），
２ｇ／ｍ2 ［接着剤］：塩化ビニル系ＰＶ５３０６（ヘンケル白水
製） ［接着方法］：２枚の鋼板間に接着剤を挿入し、スペー
サーとして０．１５ｍｍ径のＳＵＳ製針金を３０ｍｍピ
ッチで挿入し、クリップ等で２枚の鋼板を固定 ［焼き付け］：１６０℃×１０分 ［放冷］：２０℃×湿度６５％の雰囲気で２２時間放置 ［Ｔ型剥離］：引張り速度２００ｍｍ／分 ［工程］：塗油→接着→焼き付け→放冷→Ｔ型剥離
した２枚の鋼板のＴ型引張り剥離強度を測定して評価し
た。 ［サンプルサイズ］：２０×２００ｍｍ ［塗油］：ノックスラスト５５０（パーカー興産製），
２ｇ／ｍ2 ［接着剤］：塩化ビニル系ＰＶ５３０６（ヘンケル白水
製） ［接着方法］：２枚の鋼板間に接着剤を挿入し、スペー
サーとして０．１５ｍｍ径のＳＵＳ製針金を３０ｍｍピ
ッチで挿入し、クリップ等で２枚の鋼板を固定 ［焼き付け］：１６０℃×１０分 ［放冷］：２０℃×湿度６５％の雰囲気で２２時間放置 ［Ｔ型剥離］：引張り速度２００ｍｍ／分 ［工程］：塗油→接着→焼き付け→放冷→Ｔ型剥離
【００１８】図２は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にケイ
酸含有液を塗布した場合におけるアルカリ成分濃度（Ｓ
ｉＯ2 に対するアルカリ成分の重量比）が化成処理性に
与える影響について示したグラフである。このとき用い
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびＳｉＯ2 の性状は上
記と同じであり、化成処理性の評価は下記の通りに行な
った。 ［リン酸塩処理液］：ＳＤ５０００（日本ペイント社
製） ［工程］：脱脂→水洗→表面調整→リン酸塩処理 ［リン酸塩皮膜の判定］：走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により皮膜を観察し、以下に示す評価基準に従って分類
した。 ○：皮膜が均一に形成 △：部分的に皮膜が形成 ×：皮膜が形成されない
酸含有液を塗布した場合におけるアルカリ成分濃度（Ｓ
ｉＯ2 に対するアルカリ成分の重量比）が化成処理性に
与える影響について示したグラフである。このとき用い
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびＳｉＯ2 の性状は上
記と同じであり、化成処理性の評価は下記の通りに行な
った。 ［リン酸塩処理液］：ＳＤ５０００（日本ペイント社
製） ［工程］：脱脂→水洗→表面調整→リン酸塩処理 ［リン酸塩皮膜の判定］：走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により皮膜を観察し、以下に示す評価基準に従って分類
した。 ○：皮膜が均一に形成 △：部分的に皮膜が形成 ×：皮膜が形成されない
【００１９】図１，２から明らかな様に、ケイ酸液中の
アルカリ成分濃度が３重量％を超えると、接着性や化成
処理性が劣化していることが分かる。また潤滑性は、ア
ルカリ成分濃度の多少に拘らずほぼ一定である。従っ
て、潤滑性を低下させることなく、接着性や化成処理性
を良好にする為には、ケイ酸溶液中のアルカリ成分濃度
を３重量％以下にすれば良いことがわかる。尚アルカリ
成分濃度の好ましい範囲は、２重量％以下であり、更に
好ましくは０．３重量％以下とするのが良い。
アルカリ成分濃度が３重量％を超えると、接着性や化成
処理性が劣化していることが分かる。また潤滑性は、ア
ルカリ成分濃度の多少に拘らずほぼ一定である。従っ
て、潤滑性を低下させることなく、接着性や化成処理性
を良好にする為には、ケイ酸溶液中のアルカリ成分濃度
を３重量％以下にすれば良いことがわかる。尚アルカリ
成分濃度の好ましい範囲は、２重量％以下であり、更に
好ましくは０．３重量％以下とするのが良い。
【００２０】図３は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板にケイ
酸含有液を塗布した場合における液中のＳｉＯ2 粒子
（球状粒子）の粒径が潤滑性や接着性に与える影響につ
いて示したグラフであり、図４は、同じくＳｉＯ2 粒子
の粒径が化成処理性に与える影響について示したグラフ
である。
酸含有液を塗布した場合における液中のＳｉＯ2 粒子
（球状粒子）の粒径が潤滑性や接着性に与える影響につ
いて示したグラフであり、図４は、同じくＳｉＯ2 粒子
の粒径が化成処理性に与える影響について示したグラフ
である。
【００２１】図３，４から明らかな様に、液中のＳｉＯ
2 粒子の粒径が３００ｎｍを超えると、皮膜はポーラス
且つ不均一となり過ぎるので、潤滑性が低下し、逆に粒
径が２０ｎｍよりも小さくなると、均一且つ強固な皮膜
となるので、接着性と化成処理性が悪くなる。これらの
結果から、本発明の効果を発揮させる上で、ＳｉＯ2粒
子の粒径を２０〜３００ｎｍの範囲とすることが好まし
いことが分かる。尚ＳｉＯ2 粒子の粒径の好ましい範囲
は、２０〜１００ｎｍであり、更に好ましくは３０〜５
０ｎｍとするのが良い。
2 粒子の粒径が３００ｎｍを超えると、皮膜はポーラス
且つ不均一となり過ぎるので、潤滑性が低下し、逆に粒
径が２０ｎｍよりも小さくなると、均一且つ強固な皮膜
となるので、接着性と化成処理性が悪くなる。これらの
結果から、本発明の効果を発揮させる上で、ＳｉＯ2粒
子の粒径を２０〜３００ｎｍの範囲とすることが好まし
いことが分かる。尚ＳｉＯ2 粒子の粒径の好ましい範囲
は、２０〜１００ｎｍであり、更に好ましくは３０〜５
０ｎｍとするのが良い。
【００２２】ところで上記で用いたＳｉＯ2 粒子は、液
中で球状のものについて示したが、本発明で用いるＳｉ
Ｏ2 粒子の形状については球状に限らず、棒状のものも
用いることができる。亜鉛系めっき鋼板の潤滑性、接着
性および化成処理性等を考慮すれば、用いるＳｉＯ2 粒
子はむしろ棒状であることが好ましい。即ち、球状のも
のよりも棒状のＳｉＯ2 粒子を用いたときの方が、潤滑
性、接着性および化成処理性が安定して良好となる。
中で球状のものについて示したが、本発明で用いるＳｉ
Ｏ2 粒子の形状については球状に限らず、棒状のものも
用いることができる。亜鉛系めっき鋼板の潤滑性、接着
性および化成処理性等を考慮すれば、用いるＳｉＯ2 粒
子はむしろ棒状であることが好ましい。即ち、球状のも
のよりも棒状のＳｉＯ2 粒子を用いたときの方が、潤滑
性、接着性および化成処理性が安定して良好となる。
【００２３】棒状のＳｉＯ2 粒子を用いることによって
上記した効果が得られる原因については明らかでない
が、おそらく亜鉛系めっき鋼板表面上のケイ酸皮膜のポ
ーラスさや不均一さが適度になるからと考えられる。但
し、棒状のＳｉＯ2 粒子を用いる場合には、その形状は
太さ（Ｄ）：１〜５０ｎｍ，長さ（Ｔ）：２０〜３００
ｎｍで、且つ（Ｄ＜Ｔ）であることが好ましい。前記太
さ（Ｄ）が１ｎｍ未満であると、皮膜が緻密になり過ぎ
て接着性や化成処理性が劣化し、５０ｎｍを超えると、
皮膜がポーラスになり過ぎて潤滑性が悪くなる。同様
に、前記長さ（Ｔ）が２０ｎｍ未満であると、皮膜が緻
密になり過ぎて接着性や化成処理性が劣化し、３００ｎ
ｍを超えると、皮膜がポーラスになり過ぎて潤滑性が悪
くなる。これらの好ましい上限値は、太さ（Ｄ）：３０
ｎｍ，長さ（Ｔ）：２００ｎｍである。一方、これらの
好ましい下限値は、太さ：５ｎｍ，長さ：５０ｎｍであ
り、より好ましくは太さ：１０ｎｍ，長さ：１００ｎｍ
である。
上記した効果が得られる原因については明らかでない
が、おそらく亜鉛系めっき鋼板表面上のケイ酸皮膜のポ
ーラスさや不均一さが適度になるからと考えられる。但
し、棒状のＳｉＯ2 粒子を用いる場合には、その形状は
太さ（Ｄ）：１〜５０ｎｍ，長さ（Ｔ）：２０〜３００
ｎｍで、且つ（Ｄ＜Ｔ）であることが好ましい。前記太
さ（Ｄ）が１ｎｍ未満であると、皮膜が緻密になり過ぎ
て接着性や化成処理性が劣化し、５０ｎｍを超えると、
皮膜がポーラスになり過ぎて潤滑性が悪くなる。同様
に、前記長さ（Ｔ）が２０ｎｍ未満であると、皮膜が緻
密になり過ぎて接着性や化成処理性が劣化し、３００ｎ
ｍを超えると、皮膜がポーラスになり過ぎて潤滑性が悪
くなる。これらの好ましい上限値は、太さ（Ｄ）：３０
ｎｍ，長さ（Ｔ）：２００ｎｍである。一方、これらの
好ましい下限値は、太さ：５ｎｍ，長さ：５０ｎｍであ
り、より好ましくは太さ：１０ｎｍ，長さ：１００ｎｍ
である。
【００２４】本発明は、亜鉛系めっき鋼板の表面にケイ
酸含有皮膜を形成するものであるが、具体的には、該鋼
板の表面にケイ酸コロイド液（またはケイ酸塩含有液）
を塗布して乾燥することによって形成することができ
る。このとき用いるケイ酸コロイド液としては、水を分
散媒として無水ケイ酸微粒子を水中に分散させたもので
ある。このコロイド液としては、コロイダルシリカまた
はコロイドゾルの市販品（例えば、日産化学製の「スノ
ーテックス」シリーズ）等を用いれば良い。またケイ酸
塩含有液としては、上記したケイ酸ナトリルム，ケイ酸
カリウム，ケイ酸塩リチウム等のケイ酸塩を分散させた
液が挙げられる。
酸含有皮膜を形成するものであるが、具体的には、該鋼
板の表面にケイ酸コロイド液（またはケイ酸塩含有液）
を塗布して乾燥することによって形成することができ
る。このとき用いるケイ酸コロイド液としては、水を分
散媒として無水ケイ酸微粒子を水中に分散させたもので
ある。このコロイド液としては、コロイダルシリカまた
はコロイドゾルの市販品（例えば、日産化学製の「スノ
ーテックス」シリーズ）等を用いれば良い。またケイ酸
塩含有液としては、上記したケイ酸ナトリルム，ケイ酸
カリウム，ケイ酸塩リチウム等のケイ酸塩を分散させた
液が挙げられる。
【００２５】上記ケイ酸コロイド溶液やケイ酸塩含有液
を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布する方法については、
特に限定されるものではなく、例えば上記水溶液中に亜
鉛系めっき鋼板を浸漬させる方法、ロールコータで塗布
する方法、スプレーで塗布する方法の他、通常知られて
いる一般的な様々な方法を適宜選択することができる。
但し、液中のＳｉＯ2 含有率は、０．１ｇ／リットル以
上とする必要がある。即ち、上記ＳｉＯ2 含有率が０．
１ｇ／リットル未満になると、皮膜中のＳｉＯ 2 付着量
が少なくなり過ぎて、潤滑性が向上しなくなる。
を亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布する方法については、
特に限定されるものではなく、例えば上記水溶液中に亜
鉛系めっき鋼板を浸漬させる方法、ロールコータで塗布
する方法、スプレーで塗布する方法の他、通常知られて
いる一般的な様々な方法を適宜選択することができる。
但し、液中のＳｉＯ2 含有率は、０．１ｇ／リットル以
上とする必要がある。即ち、上記ＳｉＯ2 含有率が０．
１ｇ／リットル未満になると、皮膜中のＳｉＯ 2 付着量
が少なくなり過ぎて、潤滑性が向上しなくなる。
【００２６】またケイ酸コロイド液やケイ酸塩含有液を
亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布した後該塗布液を乾燥さ
せるときの温度は、８０℃以上であることが好ましい。
この温度が８０℃未満になると、皮膜中に含まれる水分
の除去が不十分になって良好な潤滑性が確保しにくくな
る。
亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布した後該塗布液を乾燥さ
せるときの温度は、８０℃以上であることが好ましい。
この温度が８０℃未満になると、皮膜中に含まれる水分
の除去が不十分になって良好な潤滑性が確保しにくくな
る。
【００２７】上記の様にして、亜鉛系めっき鋼板の表面
にケイ酸コロイド液やケイ酸塩含有液を塗布・乾燥する
ことによって形成される皮膜は、微細なシリカ粒子から
なる強固な乾燥ゲルであり、これは硬質の皮膜であるの
で、優れた潤滑作用が発揮される。
にケイ酸コロイド液やケイ酸塩含有液を塗布・乾燥する
ことによって形成される皮膜は、微細なシリカ粒子から
なる強固な乾燥ゲルであり、これは硬質の皮膜であるの
で、優れた潤滑作用が発揮される。
【００２８】尚本発明で素地鉄鋼表面に形成される亜鉛
系めっきの種類については、特に限定されものではな
く、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気亜鉛
めっき、電気Ｚｎ−Ｆｅめっき、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき
の他、各種の亜鉛系合金めっきが挙げられる。
系めっきの種類については、特に限定されものではな
く、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気亜鉛
めっき、電気Ｚｎ−Ｆｅめっき、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき
の他、各種の亜鉛系合金めっきが挙げられる。
【００２９】以下、本発明を実施例によって更に詳細に
説明するが、下記実施例は本発明を限定するものではな
く、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれ
も本発明の技術範囲に含まれるものである。
説明するが、下記実施例は本発明を限定するものではな
く、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれ
も本発明の技術範囲に含まれるものである。
【００３０】
実施例１ 下記表１および表２に示す各種亜鉛系めっき鋼板に、Ｓ
ｉＯ2 粒子の形状が球状であるケイ酸（ＳｉＯ2 コロイ
ド溶液）またはケイ酸塩を所定量含有する液を、絞りロ
ールを用いて塗布した後乾燥し、ケイ酸またはケイ酸塩
を含有する硬質皮膜を形成した。
ｉＯ2 粒子の形状が球状であるケイ酸（ＳｉＯ2 コロイ
ド溶液）またはケイ酸塩を所定量含有する液を、絞りロ
ールを用いて塗布した後乾燥し、ケイ酸またはケイ酸塩
を含有する硬質皮膜を形成した。
【００３１】得られた亜鉛系めっき鋼板について、潤滑
性、接着性および化成処理性を前記と同様にして評価し
た。その結果を、製造条件と共に表１および表２に併記
するが、本発明で規定する要件を全て満足する実施例の
もの（Ｎｏ．１〜４３）は、潤滑性、接着性および化成
処理性のいずれも優れているがわかる。
性、接着性および化成処理性を前記と同様にして評価し
た。その結果を、製造条件と共に表１および表２に併記
するが、本発明で規定する要件を全て満足する実施例の
もの（Ｎｏ．１〜４３）は、潤滑性、接着性および化成
処理性のいずれも優れているがわかる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】実施例２ ＳｉＯ2 の形状が棒状であるケイ酸（ＳｉＯ2 コロイド
溶液）を、絞りロールを用いて合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に塗布した後乾燥し、ケイ酸またはケイ酸塩を含有す
る硬質皮膜を形成した。このとき塗布する液中のケイ酸
濃度は、ＳｉＯ 2 換算で１６ｇ／リットル，溶液中のア
ルカリ成分濃度：０．１５重量％，ＳｉＯ2 付着量：４
０ｍｇ／ｍ2 ，乾燥温度：１００℃とした。
溶液）を、絞りロールを用いて合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に塗布した後乾燥し、ケイ酸またはケイ酸塩を含有す
る硬質皮膜を形成した。このとき塗布する液中のケイ酸
濃度は、ＳｉＯ 2 換算で１６ｇ／リットル，溶液中のア
ルカリ成分濃度：０．１５重量％，ＳｉＯ2 付着量：４
０ｍｇ／ｍ2 ，乾燥温度：１００℃とした。
【００３５】得られた亜鉛系めっき鋼板について、潤滑
性、接着性および化成処理性を前記と同様にして評価し
た。その結果を、製造条件と共に下記表３に示すが、本
発明で規定する要件を全て満足する実施例のもの（Ｎ
ｏ．５０〜５９）は、潤滑性、接着性および化成処理性
のいずれも優れているがわかる。
性、接着性および化成処理性を前記と同様にして評価し
た。その結果を、製造条件と共に下記表３に示すが、本
発明で規定する要件を全て満足する実施例のもの（Ｎ
ｏ．５０〜５９）は、潤滑性、接着性および化成処理性
のいずれも優れているがわかる。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されており、潤
滑性を向上して良好なプレス成形性を確保すると共に、
接着性や化成処理性にも優れた亜鉛系めっき鋼を製造す
ることができた。
滑性を向上して良好なプレス成形性を確保すると共に、
接着性や化成処理性にも優れた亜鉛系めっき鋼を製造す
ることができた。
【図１】アルカリ成分濃度が潤滑性や接着性に与える影
響について示したグラフである。
響について示したグラフである。
【図２】アルカリ成分濃度が化成処理性に与える影響に
ついて示したグラフである。
ついて示したグラフである。
【図３】液中のＳｉＯ2 粒子の粒径が潤滑性や接着性に
与える影響について示したグラフである。
与える影響について示したグラフである。
【図４】液中のＳｉＯ2 粒子の粒径が化成処理性に与え
る影響について示したグラフである。
る影響について示したグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 水中のＳｉＯ2 含有率が０．１ｇ／リッ
トル以上で、且つ（Ｎａ2 Ｏ＋Ｌｉ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ）／Ｓ
ｉＯ2 の重量比が３％以下（０％を含む）である液を、
亜鉛系めっき鋼板の表面に塗布した後乾燥し、前記亜鉛
系めっき鋼板の表面にケイ酸またはケイ酸塩含有皮膜を
形成することを特徴とする潤滑性、接着性および化成処
理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 乾燥温度が８０℃以上である請求項１に
記載の製造方法。 - 【請求項３】 前記液中のＳｉＯ2 は、粒径が２０〜３
００ｎｍの球状粒子である請求項１または２に記載の製
造方法。 - 【請求項４】 前記液中のＳｉＯ2 は、太さ（Ｄ）：１
〜５０ｎｍ，長さ（Ｔ）：２０〜３００ｎｍで、且つ
（Ｄ＜Ｔ）の棒状粒子である請求項１または２に記載の
製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18623196A JP3709018B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 潤滑性、接着性および化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
| KR1019960050515A KR100213852B1 (ko) | 1995-11-13 | 1996-10-24 | 화성처리성이 우수한 윤활강판 및 그 제조방법 |
| TW085113566A TW401465B (en) | 1995-11-13 | 1996-11-06 | Lubricant film coated steel sheet with excellent phosphatability and method for producing same |
| US08/745,923 US5853850A (en) | 1995-11-13 | 1996-11-08 | Lubricant film coated steel sheet with excellent phosphatability and method for producing same |
| CN96121682A CN1077922C (zh) | 1995-11-13 | 1996-11-13 | 化学处理性优良的润滑钢板及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18623196A JP3709018B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 潤滑性、接着性および化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030162A true JPH1030162A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3709018B2 JP3709018B2 (ja) | 2005-10-19 |
Family
ID=16184657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18623196A Expired - Fee Related JP3709018B2 (ja) | 1995-11-13 | 1996-07-16 | 潤滑性、接着性および化成処理性に優れた亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3709018B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1136527A1 (en) * | 1998-10-19 | 2001-09-26 | Toto Ltd. | Stainproof material and method for manufacturing the same, and coating composition and apparatus therefor |
| JP2005023427A (ja) * | 2000-03-07 | 2005-01-27 | Jfe Steel Kk | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| JP2007514865A (ja) * | 2003-12-17 | 2007-06-07 | サントル ド ルシェルシュ メタリュルジク アエスベエル−セントラム ヴォール リサーチ イン デ メタルージー フェーゼットヴェー | 超微粒層で金属表面を被覆する方法 |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP18623196A patent/JP3709018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1136527A1 (en) * | 1998-10-19 | 2001-09-26 | Toto Ltd. | Stainproof material and method for manufacturing the same, and coating composition and apparatus therefor |
| EP1136527A4 (en) * | 1998-10-19 | 2003-07-09 | Toto Ltd | Stain-resistant material and method for producing the same, coating composition and device therefor |
| US6673433B1 (en) | 1998-10-19 | 2004-01-06 | Toto Ltd. | Stainproof material and method for manufacturing the same, and coating composition and apparatus thereof |
| JP2005023427A (ja) * | 2000-03-07 | 2005-01-27 | Jfe Steel Kk | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
| JP2007514865A (ja) * | 2003-12-17 | 2007-06-07 | サントル ド ルシェルシュ メタリュルジク アエスベエル−セントラム ヴォール リサーチ イン デ メタルージー フェーゼットヴェー | 超微粒層で金属表面を被覆する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3709018B2 (ja) | 2005-10-19 |
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