JPH11310897A - 燃料タンク用表面処理鋼板 - Google Patents

燃料タンク用表面処理鋼板

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JPH11310897A
JPH11310897A JP10118642A JP11864298A JPH11310897A JP H11310897 A JPH11310897 A JP H11310897A JP 10118642 A JP10118642 A JP 10118642A JP 11864298 A JP11864298 A JP 11864298A JP H11310897 A JPH11310897 A JP H11310897A
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steel plate
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fuel tank
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洋 金井
Hiroyasu Furukawa
博康 古川
Yasuo Hamamoto
康男 浜本
Shinichi Suzuki
眞一 鈴木
Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Pbを含まない燃料タンク用表面処理鋼板を
提供する。 【解決手段】 鋼板上にNi、Co、Cr、Feのうち
のいずれか1種以上を合金成分とする亜鉛系合金めっき
層が形成され、その上にNiめっき層が形成されている
ことを特徴とする燃料タンク用表面処理鋼板を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性、特に劣化
ガソリンに対する耐食性に優れた有機被覆鋼板に関す
る。
【0002】
【従来の技術】燃料タンク用表面処理鋼板として、Pb
ーSn合金めっき鋼板が長年にわたって使用されてき
た。しかし、近年Pbの毒性問題から、Pbを含まない
素材が求められている。代替材料として、プラスチック
製の燃料タンクが実用化されているが、安全性が必ずし
も十分ではなく、鋼板製の材料が求められている。鋼板
用の材料としては、エポキシ樹脂を主体とする樹脂に、
りん片状Alを含有させた塗料をめっき鋼板の上に塗
装、焼付けした有機被覆鋼板が使用されているが、劣化
ガソリンに対する耐食性が十分で無く、改善が求められ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、劣化ガソリ
ンに対する耐食性が良好で、溶接性、プレス成形性にも
優れた有機被覆鋼板を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためになされたものであり、その要旨とするとこ
ろは、 (1)鋼板上にNi、Co、Cr、Feのうちのいずれ
か1種以上を合金成分とする亜鉛系合金めっき層が形成
され、その上にNiめっき層が形成されていることを特
徴とする燃料タンク用表面処理鋼板。 (2)鋼板の表面の亜鉛系合金めっき層が、Ni、C
o、Cr、Feのうちの少なくとも1種からなる金属ま
たは金属酸化物あるいは金属水酸化物のいずれかまたは
これらの混合物層を介して形成されていることを特徴と
する前記(1)に記載の燃料タンク用表面処理鋼板。 (3)少なくとも燃料タンクの外面側に相当する面の表
面に被覆層が形成されていることを特徴とする燃料タン
ク用表面処理鋼板によって、課題が解決される。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。めっき種類としては、劣化ガソリンに対する耐食
性、タンク外面の耐食性の確保という観点から、Ni、
Co、Cr、Feのうちのいずれか1種以上を合金成分
とする亜鉛系合金めっき層を形成し、その上にNiめっ
き層を形成する。さらに望ましくは、Ni、Co、C
r、Feのうちの少なくとも1種からなる金属または金
属酸化物あるいは金属水酸化物のいずれかまたはこれら
の合金層または混合物層を鋼板上に形成し(以下プレメ
ッキ層と称する)、その上にさらにNi、Cr、Feの
うちのいずれか1種以上を合金成分とする亜鉛系合金め
っき層を形成し、さらにその上にNiめっき層を形成す
ることが望ましい。
【0006】Ni、Co、Cr、Feのうちのいずれか
1種以上を合金成分とする亜鉛系合金めっき層の形成
は、電気めっき法によればよい。たとえばNi、Co、
Cr、Feの硫酸塩中に、イオン濃度として10g/l
から100g/l、電流密度を1A/dm2 から100
A/dm2 、硫酸濃度0. 1g/lから10g/lの範
囲でメッキすれば良い。電気めっき浴中に金属イオンの
析出を促進させるために添加剤あるいは、支持塩として
前者の場合にはデキストリン、バニリン、フェノールス
ルフォン酸、カチオンポリマー、芳香族アルデヒドなど
が挙げられ、後者の場合には硫酸ナトリウム、硫酸アル
ミニウム、硫酸アンモニウム、ほう酸、ほう酸塩などが
あげられ、これらを添加する事も可能である。めっき付
着量は、特に限定されるものではないが、耐食性の確保
の観点からは10g/m2 以上、溶接性やプレス成形性
を確保する観点からは60g/m2 以下であることが望
ましい。
【0007】Ni、Co、Cr、Feのうちのいずれか
1種以上を合金成分とする亜鉛系合金めっき層の下層に
形成するNi、Co、Cr、Feのうちの少なくとも1
種からなる金属または金属酸化物あるいは金属水酸化物
のいずれかまたはこれらの合金層または混合物層(プレ
メッキ層)は、電気めっき法によって形成することがで
きる。たとえばNi、Co、Cr、Feの硫酸塩中に、
イオン濃度として10g/lから100g/l、電流密
度を1A/dm2 から100A/dm2 、硫酸濃度0.
1g/lから10g/lの範囲でメッキすれば良く、金
属メッキの場合には硫酸濃度を高く、酸化物あるいは水
酸化物を共析させる場合には硫酸濃度を低くすると良
い。
【0008】電気めっき浴中に金属イオンの析出を促進
させるために添加剤あるいは、支持塩として前者の場合
にはデキストリン、バニリン、フェノールスルフォン
酸、カチオンポリマー、芳香族アルデヒドなどが挙げら
れ、後者の場合には硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウ
ム、硫酸アンモニウム、ほう酸、ほう酸塩などがあげら
れ、これらを添加する事も可能である。この様にして得
られたNi、Co、Cr、Feのうちの少なくとも1種
からなる金属または金属酸化物あるいは金属水酸化物の
いずれかまたはこれらの合金層または混合物層の付着量
は特に限定されないが、0.01g/m2 〜10g/m
2 の範囲が望ましい。0.01g/m2 未満では劣化ガ
ソリンに対する耐食性向上効果がほとんど得られず、1
0g/m2 を超えると実質的に効果が飽和し、それ以上
の付着量増加はかえってコストを増加させるだけである
ので好ましくない。
【0009】Niめっき層は電気めっき法によって形成
することができる。たとえば、Niの硫酸塩中に、イオ
ン濃度として10g/lから100g/l、電流密度を
1A/dm2 から100A/dm2 、硫酸濃度0. 1g
/lから10g/lの範囲でメッキすれば良い。下層の
めっきと同様に、Niの析出を促進させるための添加剤
や支持塩を添加することが可能である。Niめっき層の
付着量は特に限定されないが、劣化ガソリンに対する耐
食性を確保するためには1g/m2 以上であることが望
ましい。また、プレス成形性を確保するために、25g
/m2 以下であることが望ましい。
【0010】本発明では、Niめっき層は燃料タンク内
面側には劣化ガソリンに対する耐食性を確保するために
必須である。外面側には、Niめっき層は必要に応じて
設ければ良い。各めっき層の厚みは、鋼板の両面で異な
っていても良い。タンク外面の腐食環境が厳しい場合に
は、内面よりも外面側を厚くめっきしてもよいし、内面
側の耐食性の要求レベルが高ければ外面よりも内面側を
厚くめっきしてもよい。外面側の耐食性には、Ni、C
r、Feのうちのいずれか1種以上を合金成分とする亜
鉛系合金めっき層の厚みを厚くすることが最も効果があ
る。内面側の耐食性には、Niめっき層を厚くすること
が最も効果がある。
【0011】本発明における被覆層は、少なくとも燃料
タンクの外面側になる面に形成することができる。被覆
層を設ける目的は、プレス成形性の向上と外面側の耐食
性の向上のどちらか、あるいは両者である。本発明にお
ける被覆には、有機被覆、無機被覆が適用できる。有機
被覆の場合に使用する樹脂は、有機樹脂を主成分とする
樹脂であって、たとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、
ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シ
リコン樹脂等で、これらの混合物や共重合物が使用でき
る。これらの樹脂に対して、架橋剤となるアミン、ポリ
アミド樹脂、酸無水物、酸、メラミン樹脂、イソシアネ
ート樹脂(化合物)などを1種類あるいは複数種類使用
することができる。また、シリケート樹脂などの有機無
機複合樹脂も使用することができる。
【0012】これらの樹脂に、溶接性を確保する目的で
導電性材料を添加することができる。タンク用材料は、
スポット溶接とシーム溶接によって接合されることが多
く、これらの溶接が可能であることが必要である。導電
性材料としては、亜鉛、鉄、銅、ニッケル、アルミニウ
ム等の金属、それらの合金(ステンレス鋼、青銅、真鍮
等)や、フェロホスホル(りん鉄)、フェロマンガン、
フェロシリコン、フェロコバルトなどの金属りん化物、
金属炭素化物、金属窒化物などの金属化合物、グラファ
イトなど公知の導電性を示す材料が使用できる。これら
は単独で使用しても、複数の種類を組み合わせて使用し
てもよい。
【0013】また、皮膜中には耐食性を向上するため
に、防錆顔料を含有させることもできる。防錆顔料とし
ては、公知の顔料を使用することが可能である。たとえ
ば、クロム酸系防錆顔料として、クロム酸ストロンチウ
ム、クロム酸カリウム、クロム酸亜鉛、クロム酸バリウ
ム、クロム酸アンモニウム、重クロム酸アンモニウム等
が使用できる。また、亜鉛粉など、鉄よりも卑な金属を
用いることもできる。また、クロムを使用しない防錆顔
料も使用することが可能であり、たとえばバナジウムを
含むイオンを放出するもの、りん酸イオンを放出するも
の、モリブデン化合物、りん酸化合物、亜りん酸亜鉛等
の亜りん酸塩、塩基性シアナミド亜鉛等がある。このう
ち、バナジウムを含むイオンの放出源となるものを必須
として、モリブデン化合物とリン酸イオン放出源となる
ものを組み合わせたものが、クロム酸系の防錆顔料を使
用するよりも耐食性と溶接性のバランスに優れる。具体
的には、耐食性はクロム酸系防錆顔料とほぼ同等であり
溶接性に優れる。
【0014】バナジウムを含むインの放出源としては、
バナジウムの原子価が0、2、3、4、5の化合物のう
ちいずれか1種類以上が使用でき、このうち5価のバナ
ジウム化合物を1種以上含むことが望ましい。形態とし
ては、金属、酸化物、水酸化物、金属酸素酸塩、ハロゲ
ン化物、硫酸塩、バナジル化合物などが例示できる。モ
リブデン化合物は、モリブデンの金属、酸化物、水酸化
物、金属酸素酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩、あるいはモ
リブデン酸塩などのうちから選択し、必要に応じてバナ
ジウムを含むイオン放出源に加えても良い。また、必要
に応じてりん酸イオン放出源を加えても良い。りん酸イ
オン放出源としては、オルトリン酸、縮合りん酸(メタ
リン酸、ポリリン酸など)、ないしはその金属塩などを
用いることが出来る。
【0015】さらに以上のバナジウムを含むイオン放出
源、りん酸イオン放出源、またはモリブデン化合物は、
その溶出性を制御するために、ガラス物質マトリックス
中に分散させる、かつ/または、表面をチタン化合物及
び/またはジルコニウム化合物で被覆しても良い。防錆
顔料の配合量は、溶接性と耐食性の要求レベルに応じて
変更すればよく、溶接性重視の場合には配合量を少な
く、耐食性重視の場合には配合量を多くすることができ
る。
【0016】またプレス成形性を向上するために、潤滑
成分を添加することができる。潤滑成分としては、有機
系のポリオレフィンワックス、フッ素系ワックス、シリ
コン系ワックス、アクリル系ワックス、ポリエステル系
ワックスなど、また、無機系の2硫化モリブデン、グラ
ファイト等が使用できる。有機被覆中には、上述の必須
成分の他に、着色顔料、体質顔料、潤滑剤、その他添加
剤等を必要に応じて加えることが出来る。
【0017】めっき上に被覆する有機皮膜の付着量は、
特に限定されないが、0.05〜15g/m2 であるこ
とが望ましい。0.05g/m2 未満では耐食性向上効
果がなく、また15g/m2 以上では溶接性、プレス成
形性が悪くなる。導電性材料を皮膜中に含む場合には、
厚みとして4μm 以上の付着量でも溶接が可能である
が、導電性材料を皮膜中に含まない場合には、溶接性を
確保するために4μm 未満の付着量であることが望まし
い。また、本発明における被覆層として無機物質を使用
することもできる。たとえば、塗布型クロメート処理、
電解クロメート処理、反応型クロメート処理等の各種ク
ロメート処理、リン酸亜鉛、りん酸鉄等のりん酸塩処
理、Mn、Zn、Niを含む複合型りん酸塩処理、Ni
やCoの複合酸化皮膜処理等が上げられる。
【0018】皮膜の形成方法は、有機被覆の場合にはロ
ールコーター、カーテンコーター、エアナイフ、静電ス
プレー、エアスプレー、エアレススプレー法等の公知の
方法でめっき鋼板上に塗布し、公知の方法で乾燥硬化さ
せればよい。乾燥硬化の方法として、熱風乾燥炉、誘導
加熱炉、近赤外線加熱炉、遠赤外線加熱炉等熱を与える
方法や、塗料の種類によっては放射線による硬化も採用
できる。無機被膜の場合には、その処理を析出させるた
めの浴に浸漬する、その処理剤をスプレー塗布する等の
方法で行えばよい。適宜水洗や湯洗等の工程と組み合わ
せることが可能である。
【0019】皮膜の形成前に、皮膜の密着性を高めるた
めの前処理皮膜をめっき鋼板上に形成することもでき
る。塗装前処理としては、クロメート処理、リン酸亜鉛
処理、リン酸鉄処理、NiやCoの複合酸化皮膜処理、
非クロム系の処理等、あるいはりん酸亜鉛処理の場合に
は、Tiコロイド処理等がある。また、脱脂、水洗、湯
洗、ブラッシング、研削等の前処理を行うことも可能で
ある。これらの有機皮膜や無機皮膜は燃料と接しない外
面側に被覆されると外面の耐食性やプレス成形性が向上
するが、燃料と接する内面側に形成する事も可能であ
る。内面側には外面側と同じ皮膜を形成してもよいし、
他の種類の皮膜を形成することも可能である。
【0020】ただし、必須成分の含有量が皮膜中の80
容量%以上となるようにすることが望ましい。必須成分
の含有量が80容量%未満となると、密着性、成形性、
耐食性、溶接性が低下する恐れがある。また、水、溶剤
等、塗料の粘性を確保するための成分を塗料中に含有す
ることができる。塗料は水系であっても、溶剤系であっ
ても、無溶剤系であっても良い。
【0021】
【実施例】本発明の実施例を示す。鋼板に、表に示すプ
レメッキおよびメッキを電気めっき法によって施した。
Niプレメッキ、及びCoプレメッキは、NiまたはC
oイオン濃度として60g/l、電流密度35A/dm
2 、硫酸濃度2g/l、浴温60℃の条件で電析させ
た。Zn−Niめっきは、Znイオン濃度65g/l、
Niイオン濃度45g/l、硫酸濃度10g/l、電流
密度70A/dm2 、浴温55℃の条件で、Niを11
%含むZn−Ni合金めっきを電析させた。Zn−Fe
合金電気めっき鋼板は、Feを15%含むようにめっき
した。Zn−Cr合金電気めっき鋼板は、Crを11%
含むようにめっきした。Niめっきは、Niイオン濃度
70g/l、硫酸濃度2g/l、電流密度40A/dm
2 、浴温55℃の条件で電析させた。さらに有機被覆を
施す場合には、上記のようにして作成しためっき鋼板を
FC364S(濃度2%、温度60℃)でスプレー脱
脂、よく水洗、湯洗して乾燥した後、電解クロメート処
理を施した。クロムとしての付着量はいずれも20mg
/m2 とした。電解クロメート処理後は水洗、乾燥し
た。
【0022】次いで、一部の水準では所定の塗料(有機
被覆を形成させるための処理液)をロールコーターで所
定の乾燥付着量となるように塗布し、熱風乾燥炉で焼付
けた。塗料としては、フェノキシ樹脂「PKHH(ユニ
オンカーバイド社製)」、フェノール樹脂「ショーノー
ルBKS−316」(昭和高分子社製)、変性エポキシ
樹脂「エピコート1009」(油化シェルエポキシ社)
のアルカノールアミン付加物を70/15/15(固形
分重量比)で混合したものに、平均粒径3μmのフェロ
ホスホル(りん鉄)、平均長径30μmの鱗片状アル
ミ、バナジウム系防錆顔料を60/20/30(容量
%)で混合した顔料を、樹脂固形分/顔料固形分の容量
比が70/30となるように加えて分散したものを用い
た。
【0023】また、水系ウレタン樹脂ボンタイターHU
Xー320(旭電化社製の水系ウレタン樹脂)に、コロ
イダルシリカ「スノーテックスN」(日産化学社製)と
ポリエチレンワックス「ケミパールW500」(三井化
学社製)を、固形分重量比で70/20/10で混合、
分散した塗料も用いた。焼付け条件は、前者の場合には
到達板温250℃、後者の場合には到達板温150℃と
した。鋼板の表裏の構成については表1に示した。得ら
れた表面処理鋼板の評価方法は以下の通りである。
【0024】有機被膜の密着性は、JIS K 540
0の8.5に規定の1mm間隔の碁盤目を有機被膜に入
れ、8.2に規定のエリクセン試験機で有機被覆面が凸
となるように7mm押し出した後、8.5に規定の方法
でテープ剥離して、8.5(5)の記述を参考にして評
点をつけた。成形性は、絞り比2.2、押さえ圧2ト
ン、肩R3mmの条件で円筒絞り試験を行い、成形の可
否と鋼板表面の状態を観察した。評点は、5:成形可能
で、かつ成形後の表面状態が良好、4:成形可能で、成
形後の表面に若干のきずが発生、3:成形可能で、成形
後の表面にきずが発生、2:成形可能であるがプレスに
よるかじりまたは皮膜の剥離が顕著、1:成形できず破
断、とした。
【0025】耐食性は、有機被覆鋼板を表中の「タンク
内面側」が内面となるように、肩R5mm、押さえ圧1
トンで、絞り比2.2(ブランク径110mm)の条件
で円筒絞りし、円筒の底部にクロスカットを入れ、この
円筒内に劣化ガソリンを入れて密閉し、35℃の環境で
7週間放置することによって調べた。劣化ガソリンは、
JIS K2287に準じた方法で作成し、ぎ酸濃度が
1000mg/lとなるように新品ガソリンを混合し、
さらに10容量%の純水を添加たものを用いた。10容
量%の純水を入れると、劣化ガソリンは2層に分離し、
水層でぎ酸濃度が高くなるため、水層に接している場所
の腐食がはやくなる傾向にある。7週間後の有機被覆鋼
板の外観、及び封入した劣化ガソリン中の腐食生成物を
目視で評価し、評点をつけた。
【0026】評点は、5:水層の存在する箇所でも錆や
塗膜膨れの発生がほとんどない、4:水層の存在する箇
所で錆や塗膜膨れの発生が若干認められる、3:水層の
存在する箇所で皮膜のある場合には塗膜が明らかに膨れ
ており、皮膜の無い場合には明らかに赤錆の発生があ
る、2:水層の存在する箇所で塗膜が剥離している、あ
るいは赤錆発生が著しい、1:水層の存在しない箇所で
も錆や塗膜膨れが発生している、とした。
【0027】溶接性は、スポット溶接とシーム溶接の適
正電流範囲を調べた。被覆鋼板の、内面側どうしを重ね
て(有機被覆どうしが合わさるようにして)、スポット
溶接性については加圧力220kgf、通電時間12サ
イクル、OBARA製アルミナ分散銅電極(φ6R4
0)を用いて、シーム溶接性については加圧力400k
gf、通電パターン2onー2off、電極はR4.5
(常時研削)の条件で調べた。適正電流範囲が広いほど
溶接性は良好であると判断した。
【0028】評価結果を表1に示した。本発明による表
面処理鋼板は、皮膜の密着性、成形性、劣化ガソリンに
対する耐食性に優れている。一方、比較例においては、
Niめっき層のないNo11、12では耐食性が劣り、
従来のPbーSn合金めっきを使用したNo16でも耐
食性に劣っている。実施例の中でも、Niめっき表面に
皮膜が形成されていないNo1では実用上十分なレベル
ではあるがやや成形性に劣り、ワックス入りのウレタン
系皮膜を有するNo3等では成形性に優れている。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上のように、めっき鋼板の上にNiめ
っき鋼板を形成した本発明による表面処理鋼板は、劣化
ガソリンに対する耐食性、成形性、溶接性に優れる。す
なわち、Pbを含まない燃料タンク用素材として適して
いる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 眞一 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内 (72)発明者 宮坂 明博 愛知県東海市東海町5−3 新日本製鐵株 式会社名古屋製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板上にNi、Co、Cr、Feのうち
    のいずれか1種以上を合金成分とする亜鉛系合金めっき
    層が形成され、その上にNiめっき層が形成されている
    ことを特徴とする燃料タンク用表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】 鋼板の表面の亜鉛系合金めっき層が、N
    i、Co、Cr、Feのうちの少なくとも1種からなる
    金属または金属酸化物あるいは金属水酸化物のいずれか
    またはこれらの混合物層を介して形成されていることを
    特徴とする請求項1に記載の燃料タンク用表面処理鋼
    板。
  3. 【請求項3】 少なくとも燃料タンクの外面側に相当す
    る面の表面に被覆層が形成されていることを特徴とする
    燃料タンク用表面処理鋼板。
JP10118642A 1998-04-28 1998-04-28 燃料タンク用表面処理鋼板 Withdrawn JPH11310897A (ja)

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Cited By (4)

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