JPS6168238A - 溶接可能な高耐食性燃料容器用被覆鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は燃料容器用鋼板、ガソリン、アルコール燃料及
びアルコールを含有するガソリ７’のごとき燃料の収容
容器材料として溶接性にすぐれた高耐食性鋼板に関する
ものである。

（従来技術） 最近の石油事情の悪化（石油コストの上昇および生産量
の減少）に伴って、自動車用燃料としてガソリンに代っ
て、メチルアルコールやエチルアル＝ｙ　−Ａ／　（１
）　如ｔｉアルコール燃料或いはガソリンに対してメチ
ルアルコール、エチルアルコール、メチルターシャリ−
ブチルアルコール（ＭＴＢＡ）等の如きアルコールを混
入した燃料（所謂、ガソホール）を代替燃料として使用
することが提案され実施されつつある。

これらのアルコール燃料或いはアルコール添加ガソリン
（ガソホール）の自動車燃料容器材料には特開昭５０−
２３３４５号公報、特開昭５１−１１５２４０号公報な
ど多くの特許公報で発表されているＰｂ−Ｓｎ合金被覆
鋼板が使用されているが、その鋼板の耐食性を著しく劣
化せしめる問題があった。

その原因はＰｂ−Ｓｎ合金鋼板はｐｂを主体とするｐｂ
とＳｎの共晶合金でその被覆層が構成されているために
、例えば （ＪＬ）　　Ｐｂ金属はメチルアルコールに著しく腐食
されるため、被覆層のｐｂ金属層の部分が腐食され易い
。

（ｂ）　　アルコール燃料又はアルコール添加ガソリン
が酸化さルて生成されるアセトアルデヒド、さく酸（エ
チルアルコールの酸化生成物）或いはホルムアルデヒド
、ギ酸（メチルアルコールの酸化生成物）によって、　
　ｐｂ金金属著しく腐食され、被覆層中のｐｂ金属層の
部分が腐食され易い。

（Ｃ）　　アルコールに含有される水分或いはアルコー
ルの酸化生成物によって、被覆層で形成されたピンホー
ル部から腐食を増大せしめる。

等の原因によって、Ｐｂ−８ｎ　＋合金メッキ鋼板はそ
の耐食性が著しく劣化せしめられる。

このため、このような燃料を収容する容器鋼板として、
被覆層のピンホールが少なく、またアルコールやアルコ
ールの酸化生成物（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、ギ酸、さく酸）に対して耐食性の丁ぐれた、高耐食
性の木材が要求されることになる。

これらの要求に対処する材料として、表面にＮｌメッキ
、　Ｎ１−Ｃｏ合金メッキ、　Ｎｉ−８ｎ系合金メッキ
。

ＳｎメッキのようにＮ　１　＋　Ｃｏ　ｔ　Ｓ　ｎやこ
れらの合金の被覆層を施した鋼板が開発され、比較的良
好な耐食性が得られている。

さらに燃料容器の加工形状或いは高速成形加工によって
、被覆層のピンホールの拡大、表面のブレス“カジリ１
現象による被覆層の庇付をによる地鉄に達する欠陥又取
扱い時の地鉄に達する疵等によ）、これら欠陥部から発
生する赤錆現象がみられた。特に、ガソリン或いは外部
から混入するＣｔ−イオン、水分が多い場合や、アルコ
ールとガソリンの混合燃料から分離した水分によって腐
食が進行し穿孔腐食も与られた。一方、タンク外面の融
雪塩腐食問題も近年さらにシビアーになシ。

被覆層の欠陥部或いは道路散布塩の衝突（いわゆるチッ
ピング現象）による地鉄に達する疵の発生によって、Ｃ
ｔ−イオンによる腐食、特に孔あきにつながる穿孔腐食
も懸念された。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこれらの状況に対してなされたものでＮｉ、Ｃ
ｏ、Ｓｎの１種または２種以上からなる金属また合金の
被覆層あるいはさらにＰを含有せしめた被覆層を施した
鋼板のアルコール燃料、アルコール含有燃料、ガソリン
等に対する耐食性問題やタンク外面の融雪塩腐食問題を
解決すると共に、成形加工性と溶接性にすぐれた燃料容
器用塗装鋼板を提供することを目的にしたものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明の要旨は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎの１種ま
たは２′！ｆｉ以上からなる金属層または合金層の被覆
層あるいはさらにこれら金属または合金にＰを含有せし
めた被覆層の厚みを０．３〜１０μ施した鋼板の片面ま
たは両面に、アルミ、ニッケル、ステンレス、コバルト
、スズ、クロム、グラファイトの各粉末あるいはその合
金粉末の１種または２種以上を塗料不揮発分に対しｉｔ
ｓで３０％以上含有させた耐食性塗料を被覆した溶接可
能な高耐食性燃料容器用被覆鋼板である。またＮｉ、Ｃ
ｏ等を被覆した鋼板の片面に上記した耐食性塗料を被覆
し、他面にＺｎまたはＺｎ系合金層のメッキ層もしくは
Ｚｎ粉末とＺｎ系合金粉末の１種または２種とアルミ。

ニッケル、コバルト、スズ、クロム、鉄の各粉末あるい
はその合金粉末の１種または２種以上とを混合して塗料
不揮発分に対し″Ｍ蓋矛で６０％以上含有させた耐食性
塗料のいずれか一方を被覆した浴接可能な高耐食性燃料
容器用被覆鋼板である。

以下本発明について詳細に説明する。

まず鋼板表面にＮｌ　＋Ｃｏ＋Ｓｎの１種または２種以
上からなる金属層または合金層あるいはさらにＰを含有
せしめた合金層の被覆層を施す。

これら金属又は合金の被覆層は、鋼板表面を清浄、活性
化された状態で直接メッキ処理されたものでもよく、予
め融点の高いＮｉ　、Ｃｏ、Ｎｉ−Ｃｏ合金等を被覆し
次いで熱拡散した拡散層に前記の金属又は合金の被覆層
を施したものでもよい。

被覆層の厚みは耐食性と加工時の剥離性から０、３〜１
０μ（好ましくは１〜５μ）とする。被板層の厚みが０
．３μ未満では、被覆層自体に一ンホールが多く、しか
も腐食環境に曝された場合塗膜を通して侵入する水分、
Ｃｔ−イオン等によって鋼板素地が腐食されるため、本
発明が目的の耐食性は得られない。一方、被覆層の厚み
が１０μをこえると耐食性が飽和に達し加工性が劣化し
、経漬性の点でも好ましいものでない。

次いで本発明はこれら金属又は合金の被覆層を施した鋼
板の片面または両面にアルミ、ステンレス、ニッケル、
コバルト、スズ、クロム、グラファイトの各粉末あるい
はその合金粉末の１種または２種以上を塗料不揮発分に
対して３０重ｉｔ％以上を含有させた耐食性塗料をロー
ルコータ−、カーテンフローコーター等を用いて被覆す
る。この被覆時において特に規定するものではないが、
耐食性塗料を被覆する際Ｎｌ　、Ｃｏ等を被覆した鋼板
の表面をＨ２ＳＯ４，ＨＣｌ等の酸性水溶液、　ＮａＯ
Ｈ，Ｎａ２ＨＰＯ４等のようなアルカリ水溶液を用いた
光面活性化処理、　ＣｒＯＣｒ０−８ｏ″″２．Ｃｒ０
ｓ−Ｆ−水浴液等を用いた３Ｉ　　　　３　　　４ 化成処理等の前処理を施すと耐食性塗料の密着性が著し
く改善される。中でもＣｒ　Ｏｓ水浴液にＳＯ４゜Ｆ−
イオン等の陰イオンを添加した水溶液の陰極電解処理が
特にすぐれている。アルミ、ステンレス。

ニッケル等ハアルコール、アルコール含有撚料。

アルコール酸化物、ガソリン等に対して耐食性の良好で
、かつ導電性を有する顔料で、本発明被覆鋼板の耐食性
と溶接性を改善する効果がある。しかしこの効果はアル
ミ、ステンレス、ニッケル等の顔料がアルコール、アル
コールの酸化物、ガンリンに対して溶解しにくい（耐食
性の良好な）樹脂系の塗料不揮発性分、すなわち、ポリ
テトラ・フルオロエチレン、フルオリネイテッドエチレ
ンプロピレンコーポリマー、ポリフルオロアルコキシレ
ジン、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロ
ロトリフルオロエチレンコーポリマー、エチレンテトラ
フルオロエチレンコーポリマー、ポリビニールリデンフ
ルオライド、ポリビニールフルオライド、ポリα−チル
サル７オン、ポリメチルペーテン、ポリサルフォン、フ
ェノキシ樹脂の１種または２種以上の塗装用ビヒクルに
対し、重量％で３０％以上含有された時に得られる。

また、アルコール燃料に使用制限がある場合、例えばエ
チルアルコール燃料、２０％以下のアルコールを混合し
たガソリン燃料（ガソホール）等を対象とした場合には
、上記樹脂系以外にエポキシ、フェノール、ポリエステ
ル系樹脂の１棟または２種以上を塗装用ビヒクルとして
使用してもよい。また、この場合の耐食性塗料の被覆厚
さは１〜３０μがよい。被覆厚みが１μ未満では、溶接
性。

加工性の点では優れているが、Ｎｉ、Ｃｏ等に対する被
覆層が充分でない時腐食環境によっては被覆欠陥部から
Ｎｉ、Ｃｏ等を溶解し、目的とする耐食性が得られない
場合がある。また、被覆厚みが３０μ厚さをこえると成
形加工時に被覆層の部分的剥離（所謂、パウダリング）
或いは溶接が困難等の欠点を生じる場合もある。中でも
最も安定して問題がないのは２〜１５μである。

（発明の作用効果） 上記のような本発明は、耐食性塗料を被覆した鋼板また
はその塗料被覆面をガソリン等燃料接触面側にして容器
を製造して使用すると下記のようなすぐれた効果を奏す
る。Ｎｉ　、Ｃｏ等の被覆層は、冷延鋼板、他の表面処
理鋼板等に比し燃料中に含有される水分、Ｃｔ−イオン
、或いはアルコール、アルコールの酸化生成物等に対す
る耐食性が極めてすぐれている。したがって腐食環境に
曝された場合耐食性塗料の被覆層を通って侵入する水分
、ｃｔ−（オン、アルコール或いはアルコールの酸化生
成物等がＮｉ、Ｃｏ等の被覆１ｔＪに到達しても、核表
面で生成される腐食生成物が極めて少ないので、腐食生
成物に起因する塗膜（被覆）微小フクレ（所謂ブリスタ
ー）がなく、アルコール系燃料、ガソリン等の水分が含
有される腐食状況に長期間曝されても塗料の密着性（所
謂、二次塗料密着性）が確保、され耐食寿命が延長する
。

このように、本発明は、下地被覆のＮｉ、Ｃｏ、Ｓｎ等
被覆層とその表面に塗装される耐食性塗料の被覆層との
相剰効果によって、アルコール、アルコール含有燃料、
ガソリン等の燃料に対するすぐれた燃料容器用素材であ
る。

さらに本発明は、上記した本発明鋼板の一側すなわちＮ
ｉ　、Ｃｏ等を被覆した片面にアルミ、ステンレス、ニ
ッケル等の耐食性塗料を被覆した本発明の他面に、Ｚｎ
またはＺｎ系合金のメッキ層、もしくはＺｎ粉末とＺｎ
系合金粉末の１８１または２種とアルミ、ニッケル、コ
バルト、スズ、クロム、１１７）各粉末わるいはその合
金粉末の１種または２種以上とを混合して塗料不揮発分
に含有させた耐食性塗料のいずれか一方を被覆した鋼板
である。特にＺｎまたはＺｎ系合金メッキ等を施した面
を燃料容器の外面にして該容器を製造すると外面防食効
果を奏して、容器の外面耐含性が著しく向上する。

Ｎｉ、Ｃｏ等の被覆層自体の耐食性は極めて良好であり
、特に燃料容器外面からの重要な腐食要因であるＣｔ−
イオン、水分等に対する耐食性はすぐれている。しかし
ながら、これらの被覆層は鋼に比して電位的に貴（カソ
ーディック）であるためメッキ欠陥部或いは成形加工時
の疵付き、取扱い傷等によって地鉄に達する欠陥部等か
ら鋼自体の穿孔腐食を生じる危険性がある。従って、ｃ
ｆ　、水分等に対する耐食性が比較的良好でかつ、これ
らの被覆層よシミ位的に卑（アノーｆ４ツク）なＺｎま
たはＺｎ系合金のメッキ層、もしくはＺｎまたはＺｎ系
合金とアルミ、ニッケルなどを任意に混合して塗料不揮
発分を含有させた耐食性塗料のいずれかを被覆すること
によってＮｉ　、Ｃｏ等被覆層自体及び前記の欠陥部等
の防食が可能となり、燃料容器外面からの腐食に対す耐
食寿命を著しく増加せしめる。

本発明においては、溶接性を重要視するためＺｎ粉末ま
たはＺｎ合金粉末にアルミ、ニッケル等の塗料不揮発分
に対して含有される量が限定される。

すなわち、燃料容器に要求される溶接性能を確保するた
めに塗料不揮発分に対してＺｎ粉末或いはＺｎ合金粉末
の含有量が６０重量％以上、好ましくは８０重ｉｉ１％
以上含有される事が必要である。

器外面に対する防食効果が得られ、耐食寿命の延長効果
が著しい被覆層の厚みについては１μ未満では、Ｎｉ、
Ｃｏ等被覆面に不被覆部分を発生し易く、充分な防食効
果が得られない場合がある。一方、３０μの厚みをこえ
るとその防食効果が飽和するとともに、溶接性、加工性
の点でその条件によっては好ましくない場合もある。ま
た塗料ビヒクルは、特に規定きれるものでなく、前記の
塗料不揮発分を用いてもよく、さらにアクリル樹脂、メ
ラミン樹脂、アルキド樹脂等の１種または２種以上混合
した樹脂等を用いてもよい。

１だ被覆の前処理法として、特に規定されるものではな
いが、前記と同様に、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４水溶液等の酸
或いはＮａＯＨ水溶液等のアルカリを用いた表面活性化
処理、Ｃｒｙ、、Ｃｒｙ３−８ｏ４．Ｃｒ０３−Ｆ−系
水溶液等を用いた化成処理等を施す事によって、塗料密
着性が改善される。

その被覆法も限定する必要はなく、通常行なわれている
ロールコータ−或いはカーテンフローコーター等の任意
の方法で行なえばよい。

同様に、塗装Ｃ３１ｆｔ’Ｅ１）焼付は条件についても
、１００〜２３０℃の温度範囲で、約３〜６０秒の加熱
時間で、各々塗料の種類、塗料に添加される硬化剤の種
類、被覆厚に応じて燃料容器内面及び燃料容器外面を対
象とした塗料とも、上記条件内で任意に選定され施され
る。

また亜鉛メッキ層或いはＺｎ合金メ、ｙキ層の被覆厚さ
は、防食効果、成形加工性、溶接性から０．５〜１０μ
厚さ、好ましくは１〜６μ厚さが望ましい。この場合の
Ｚｎ合金メッキはＺｎ〜（８〜２０係）Ｎｌ系、ｚｎ〜
（８〜２０％）Ｆａ系、ｚｎ〜（８〜２０％）ＣＯの合
金メッキ組成を使用するのがよい。

さらにＺｎ或いはＺｎ合金メッキ方法については特に規
定されないが、電気メツキ法が有利である。

すなわち、溶融メッキに比較して、片面のみにメッキを
施す場合にメッキ作業が容易であり、又被膜厚さの均一
性がすぐれるため成形加工に有利である。又Ｓｎ被覆層
の場合は低融点であるため溶融Ｚｎ又はＺｎ系合金浴中
に溶解する等の問題もあるので一般的には電気メツキ法
が有利である。

Ｚｎ又はＺｎ系合金メッキ層をＮｌ　、Ｃｏ等の被覆層
の上面に施す事によって、道路凍結防止用の散布塩。

水分等によってＮ　ｉ　＋　Ｃｏ等被覆層の欠陥部或い
は加工時の庇部等からの腐食を防食するのに極めて有効
でおる。

上記したように本発明は、特にアルコール、アルコール
の酸化物、ガソリンに対してすぐれた耐食性を示すアル
ミ、ステンレス等の耐食性塗料を被覆した面を燃料容器
内面に使用することによって該内面の耐食性を確保し又
、同時にＮ　ｉ　＋　Ｃｏ等の被覆面に対して犠牲防食
能を有するＺｎメッキ層。

Ｚｎ合金メッキ層又はＺｎ粉末またはＺｎ合金粉末とア
ルミ、ニッケル等の顔料を含有した耐食性塗料な被覆し
た面を燃料容器用外面に使用することによって容器自体
の耐食寿命の延長を計る。すなわち本発明は燃料容器用
素材として極めてすぐれた特性を有するものである。燃
料容器の製造過程におけるシーム溶接作業において、電
極に接触する燃料容器の外面に相当する面が有機被膜層
で構成されているよシ、金属メッキ層の場合の方が通電
性にすぐれるため溶接範囲を広く採用できるとともに、
電極への付着物が有機系被膜より少ないため電Ｖ寿命が
長く、連続溶接作業性がまさる等の効果が得られ特に好
ましい。

本発明は、以上説明した様な被膜構成で使用してもよく
、また燃料容器外面の装飾のために更に燃料容器の成形
後史に塗装処理を施してもよいし、その外面層が亜鉛又
は亜鉛合金メッキ層の場合には上記塗装の下地処理とし
てのクロメート系処理。

リン酸塩系処理を予め本発明に施しておいてもよいし、
燃料容器成形後に施してもよい。

尚、本発明は、両面の耐食性向上、即ち燃料容器内面及
び燃料容器外面の各々耐食性向上を目的とした被覆銅板
を提供するためになされたものであるが、外面からの腐
食がマイルドな環境においては内面に相当する面にのみ
Ｎｌ　、Ｃｏ　、Ｓｎ　＊またはこれらの合金のメッキ
層及び塗装処理を施した鋼板を用いてもよい、又この場
合、燃料容器の外面に相当する面は、使用される腐食環
境に対応して、鋼板上に直接Ｚｎ又はＺｎ系合金メッキ
層、Ｚｎ顔料又はＺｎ系合金粉末顔料を含有する塗装処
理等が施されてもよい。

（実施しＩＩ　’） 以下本発明の実施例について説明する。

冷間圧延銅板に電解脱脂、電解酸洗を施し、表面処理に
適した表面清浄、活性化処理後第１表に示す金属又は合
金メッキを所定厚さに施した。

その後、これら表面に１００ｇ／ｌ　Ｃｒ０５−０．６
ｇ／１Ｓｏ４系浴を用いて、Ｉ　ＯＡ／ｄγル２−１秒
間、５０℃で陰極電解処理後に第１表に示す本発明の処
理（塗装又は１、Ｌ％メ、キ）を行々ってから、各々の
性能評価試験を実施した、性能試験は以下の方法で行な
った。

ａ）　評価試、験■の角筒絞シ材の燃料容器内面に相当
する面を内部として、第１表の燃料を充填、１２ケ間の
静置試験後の錆の発生状況より評価した。

■　ブランクサイズ５００Ｘ５００ｍｍから高さ１２０
−〇角筒絞りを行ない、外面のウオール部に地鉄に達す
るスクラッチ疵を入れ、下記サイクルのＣ，Ｃ，Ｔ試験
（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｃｏｒｒｏｓｌｏｎ　Ｔａ５ｋ）を６
０サイクルを行ない、スクラッチ部の穿孔深さ、赤錆の
発生状況よシ耐食性を評価した。第１図ＩＣＣ，Ｃ，Ｔ
試験の条件を示す。

■　直径７〜１２ｍ径の細石を圧力を５　ｋｇ７ｃｍ２
で１０秒間、１　ｃｎｒ当り２ｇが衝突するようにチッ
ピングさせてから、上記のサイクルテスト条件で３０サ
イクルのテストを実施、チッピング部からの赤錆発生状
況。

■　ブランクサイズｏ、５ｘｓｏｏｘｓｏｏ瓢、潤滑油
塗布後、シワ押え圧力３０Ｔの条件で１５０Ｘ１５０箇
角のポンチで角筒絞シを行ない、絞り深さの限界と角筒
絞シ材外面のカジリの発生状況より評価した。

■　板厚０．８　ｍの試料を用いて４ｍ巾の台形電極で
、加圧力４００に９−ｆ、溶接速度２．５ｍ／ｍｉｎ、
溶接時間２−２（Ｘ）で、溶接範囲、ナデットの生成状
況、溶接部外観から評価を行なった。

以上の如く、本発明の製品は燃料容器用素材として極め
て性能が優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例におけるＣ　、Ｃ、Ｔ試験の条件を示す
図である。 憫・幅２−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎの１種または２種以上の金属層
   または合金層の被覆層あるいはさらにＰを含有せしめた
   被覆層の厚みを０．３〜１０μ施した鋼板の片面または
   両面に、アルミ、ニッケル、ステンレス、コバルト、ス
   ズ、クロム、グラファイトの各粉末あるいはその合金粉
   末の１種または２種以上を塗料不揮発分に対し重量％で
   ３０％以上含有させた耐食性塗料を被覆したことを特徴
   とする溶接可能な高耐食性燃料容器用被覆鋼板。
2. （２）Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎの１種または２種以上の金属層
   または合金層の被覆層あるいはさらにＰを含有させた被
   覆層の厚みを０．３〜１０μ施した鋼板の片面にアルミ
   、ニッケル、ステンレス、コバルト、スズ、クロム、グ
   ラファイトの各粉末あるいはその合金粉末の１種または
   ２種を塗料不揮発分に対し重量％で３０％以上含有させ
   た耐食性塗料を被覆し、他面にＺｎまたはＺｎ系合金層
   のメッキ層もしくはＺｎ粉末とＺｎ系合金粉末の１種ま
   たは２種とアルミ、ニッケル、コバルト、スズ、クロム
   、鉄の各粉末あるいはその合金粉末の１種または２種以
   上とを混合して塗料不揮発分に対し重量％で６０％以上
   含有させた耐食性塗料のいずれか一方を被覆したことを
   特徴とする溶接可能な高耐食性燃料容器用被覆鋼板。