TWI792619B - Zn系鍍敷鋼板 - Google Patents
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Abstract
一種Zn系鍍敷鋼板,具備:
鋼板,
Zn系鍍敷層,其配置於鋼板之至少一面並含有:0.05~60質量%之Al、及Zn,
化學轉化處理層,其配置於Zn系鍍敷層上且每一面之附著量為0.1~15g/m
2,並且其無鉻酸鹽;
化學轉化處理層含有:20質量%以上之樹脂,1~20質量%且平均粒徑5~200nm之氧化矽粒子,以及含Cu、Co或Fe之1種或2種以上的顏料;
該Zn系鍍敷鋼板以CIE1976(L
*,a
*,b
*)色彩空間來評價外觀時,b
*為-30以上且-2以下,其以JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤G
s(60°)為50~200,且其展現出金屬外觀。
Description
發明領域
本發明是有關於一種Zn系鍍敷鋼板。
本案基於2020年10月20日在日本提申之特願2020-176149號主張優先權,並在此援引其內容。
發明背景
鍍敷鋼板中最常使用作為耐蝕性良好的鍍敷鋼板有Zn系鍍敷鋼板。Zn系鍍敷鋼板一直被使用在汽車、家電、建材領域等各種製造業中。其中尤其是添加了Al之鍍敷,因為耐蝕性高而近年來使用量一直增加。
以提升耐蝕性為目的所開發之Zn系鍍敷鋼板,就其一例而言,專利文獻1記載了一種熔融Zn-Al-Mg-Si鍍敷鋼板。該鍍敷鋼板由於外觀呈梨皮紋樣而具有連外觀美麗性也優異的特徴。
然而,迄今,為了賦予Zn系鍍敷鋼板更高度的防鏽功能,廣泛施行的是,在鍍敷後施予使用6價鉻酸鹽等的鉻酸鹽處理,進一步視需要,為了賦予設計性、抗污染性、潤滑性等高附加價值功能而施行了透過有機樹脂的披覆。惟,在環境問題高漲之背景下,出現節制使用鉻酸鹽處理的趨勢。於是,不進行鉻酸鹽處理而僅透過樹脂系皮膜的單層處理簡便賦予高度防鏽功能,以此為目的而有下述專利文獻2所記載之表面處理鍍敷鋼板。
透過使用上述專利文獻2所記載之皮膜,就能更為提升耐蝕性。惟,含Al之Zn系鍍敷鋼板在長期間保管時,鍍敷層中所含Al會氧化,因而會有鍍敷
表面部分或全體發黑之問題。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國特許第3179446號公報
專利文獻2:日本國日本特開2006-52462號公報
發明概要
本發明是有鑑於上述事由而完成者,課題在於提供一種Zn系鍍敷鋼板,其就含Al之Zn系鍍敷鋼板而言,即使鍍敷表面部分或全體發黑,也能使發黑不顯眼並維持金屬外觀,並且,提升耐蝕性及耐候性。
為了解決上述課題,本案發明人等精心探討後發現,透過讓化學轉化處理層含有顏料,藉此可使鍍敷層表面發黑部位不易顯眼,並且,不會使鍍敷層表面之金屬外觀受損。本發明採用以下構成。
[1]一種Zn系鍍敷鋼板,具備:鋼板,Zn系鍍敷層,其配置於前述鋼板之至少一面並含有:0.05~60質量%之Al、及Zn,以及化學轉化處理層,其配置於前述Zn系鍍敷層上且每一面之附著量為0.1~15g/m2,並且其無鉻酸鹽;前述化學轉化處理層含有:20質量%以上之樹脂,1~20質量%且平均粒徑5~200nm之氧化矽粒子,以及含Cu、Co或Fe之1種或2種以上的顏料;該Zn系鍍敷鋼板其以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間來評價外觀時,b*為-30以
上且-2以下,其以JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤Gs(60°)為50~200,且其展現出金屬外觀。
[2]如[1]所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述顏料為銅(II)酞青、鈷(II)酞青、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鐵或氧化鐵之任1種或2種以上。
[3]如[1]或[2]所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化處理層中前述氧化矽粒子與前述顏料之混合比表示成:前述氧化矽粒子之Si換算量[Si]與前述顏料之Cu換算量[Cu]、Co換算量[Co]或Fe換算量[Fe]時,[Si]/([Cu]+[Co]+[Fe])為1~200之範圍。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra為0.5~2.0μm,前述化學轉化處理層之算術平均高度Sa為5nm~100nm。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化處理層更含有Nb化合物、磷酸化合物之一者或兩者。
[6]如[1]至[5]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化處理層中的前述樹脂含有下述中任1種以上的樹脂:聚烯烴樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、苯酚樹脂。
[7]如[1]至[6]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計含有Al:4質量%以上且22質量%以下、Mg:1質量%以上且10質量%以下,剩餘部分由Zn及不純物所構成。
[8]如[1]至[7]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計更含有Si:0.0001~2質量%。
[9]如[1]至[8]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計更含有Ni、Sb、Pb之任1種或2種以上合計為0.0001~2質量%。
[10]如[1]至[9]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,
在前述Zn系鍍敷層形成有圖樣部與非圖樣部,所述圖樣部配置成預定形狀;前述圖樣部及前述非圖樣部分別包含下述第1區域、第2區域中之1種或2種,所述第1區域、第2區域是由下述決定方法1~5中任一者來決定;前述圖樣部中前述第1區域的面積率與前述非圖樣部中前述第1區域的面積率之差的絕對值為30%以上;
[決定方法1]
在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值;從所得L*值中選定任意50點,將所得L*值之50點平均定為基準L*值,此時,L*值達基準L*值以上之區域定為第1區域,小於基準L*值之區域定為第2區域;
[決定方法2]
在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值;L*值達45以上之區域定為第1區域,L*值小於45之區域定為第2區域;
[決定方法3]
在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別測定算術平均高度Sa2;所得算術平均高度Sa2達1μm以上之區域定為第1區域,小於1μm之區域定為第2區域;
[決定方法4]
在前述Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔或10mm間隔繪製假想格線,並在前述假想格線所區劃之複數個區域,分別透過使X射線入射之X射線繞射法,對於每個前述區域測定Zn相之(0002)面的繞射峰強度I0002、與Zn相之(10-11)面的繞射峰
強度I10-11,並以其等之強度比(I0002/I10-11)作為定向率;前述定向率為3.5以上之區域定為第1區域,前述定向率小於3.5之區域定為第2區域。
[決定方法5]
在前述Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔繪製假想格線,接著在前述假想格線所區劃之複數個區域中各自繪製以各區域之重心點G為中心的圓S;前述圓S是以使前述圓S內部所含前述Zn系鍍敷層之表面邊界線合計長度達10mm之方式設定直徑R;複數個區域之圓S的直徑R中最大直徑Rmax與最小直徑Rmin之平均值定為基準直徑Rave,具有直徑R小於基準直徑Rave之圓S的區域定為第1區域,具有直徑R為基準直徑Rave以上之圓S的區域定為第2區域。
[11]如[1]至[10]中任一項所記載之Zn系鍍敷鋼板,其中,於前述Zn系鍍敷層之表面具有Co、Fe、Ni之任1者或2者以上。
依照本發明,便可提供一種Zn系鍍敷鋼板,其就含Al之Zn系鍍敷鋼板而言,即使鍍敷層中所含Al氧化而導致鍍敷表面部分或全體發黑,也能使發黑不顯眼並維持金屬外觀,並且,提升耐蝕性及耐候性。
本發明的實施形態
用以實施發明之形態
本案發明人等獲得以下見解:讓化學轉化處理層含有顏料來將化學轉化處理層著色成藍色,藉此鍍敷層表面所產生的發黑部分就會變得不易顯眼。惟,藍色過濃時,就會變得難以視覺辨認出鍍敷層表面難得的金屬外觀。還發現,當入射光在鍍敷層表面反射時與當入射光在化學轉化處理層表面反射時,發黑部部分的視覺辨認性、金屬外觀的視覺辨認性會變化。於是進一步檢討後發現,以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間評價後的b*值與JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面
光澤Gs(60°)控制在預定範圍,藉此就能使鍍敷層表面所產生的發黑部部分不易顯眼,並且,能夠視覺辨認出金屬外觀。還發現,透過控制b*值及60度鏡面光澤Gs(60°),即使在鍍敷層表面表現出文字等任意形狀之情況下,也能輕易看出任意形狀。
亦即,本發明實施形態之Zn系鍍敷鋼板,具備:鋼板,Zn系鍍敷層,其配置於鋼板之至少一面並含有:0.05~60質量%之Al、及Zn,以及化學轉化處理層,其配置於Zn系鍍敷層上且每一面之附著量為0.1~15g/m2,並且其無鉻酸鹽;化學轉化處理層含有:20質量%以上之樹脂,1~20質量%且平均粒徑5~200nm之氧化矽粒子,以及含Cu、Co或Fe之1種或2種以上的顏料;該Zn系鍍敷鋼板其以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間來評價外觀時,b*為-30以上且-2以下,其以JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤Gs(60°)為50~200,且其展現出金屬外觀。
又,在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板中,顏料宜為銅(II)酞青、鈷(II)酞青、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鐵或氧化鐵之任1種或2種以上。
又,在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板中,化學轉化處理層中氧化矽粒子與顏料之混合比表示成:氧化矽粒子之Si換算量[Si]與顏料之Cu換算量[Cu]、Co換算量[Co]或Fe換算量[Fe]時,[Si]/([Cu]+[Co]+[Fe])宜為1~200之範圍。另外,Si換算量、Cu換算量、Co換算量、Fe換算量之各單位定為「g/m2」。
又,在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板中,Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra宜為0.5~2.0μm,化學轉化處理層之算術平均高度Sa宜為5nm~100nm。
[Zn系鍍敷鋼板]
以下,針對在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板進行說明。
作為Zn系鍍敷層基底的鋼板,其材質並無特別限制。就材質而言,並無特別限制,可使用一般鋼等,亦可適用鋁脫氧鋼(Al killed steel)或一部分的高合金鋼;形狀亦無特別限制。對鋼板適用後述熔融鍍敷法,藉此形成本實施形態之Zn系鍍敷層。
[Zn系鍍敷層]
接著,針對Zn系鍍敷層之化學成分進行說明。
Zn系鍍敷層宜含有:0.05~60質量%之Al、及Zn;較宜的是含有:0.05~60質量%之Al且剩餘部分由Zn及不純物所構成。透過含有0.05質量%以上之Al,可提高Zn系鍍敷層之耐蝕性;又,透過將Al含量設為60質量%以下,使Zn系鍍敷層所含Zn量相對較多,就能確保犧牲防蝕性。Zn系鍍敷層亦可含有40質量%以上之Zn。
又,就本實施形態之Zn系鍍敷層而言,亦能以平均組成計含有Al:4~22質量%、Mg:1~10質量%,且剩餘部分由Zn及不純物所構成。又,Zn系鍍敷層亦能以平均組成計含有Si:0.0001~2質量%。
以下說明含有Al:4~22質量%、Mg:1~10質量%且剩餘部分由Zn及不純物所構成之Zn系鍍敷層,其成分限定理由。
Al含量為4~22質量%之範圍。為了確保耐蝕性,可含有Al。Zn系鍍敷層中Al含量若為4質量%以上,則提升耐蝕性之效果會更為增強。Al含量為22質量%以下,藉此在維持金屬外觀之同時,也能易於確保提升耐蝕性及耐候性之效果。
Mg含量為1~10質量%之範圍。為了提升耐蝕性,可含有Mg。Zn系鍍敷層中Mg含量若為1質量%以上,則提升耐蝕性之效果會更為增強。Mg含量為10質量%以下,藉此會抑制鍍敷浴中產生浮渣,可抑制浮渣附著在鍍敷導致出
現鍍敷不正常形成之部位,且可抑制耐蝕性下降。
Mg含量亦可為0%。亦即,本實施形態之Zn系鍍敷鋼板其Zn系鍍敷層並不限於Zn-Al-Mg系熔融鍍敷層,亦可為Zn-Al系熔融鍍敷層。
又,Zn系鍍敷層亦可含有Si在0.0001~2質量%之範圍。
Si有時會提升Zn系鍍敷層之附著性,故亦可含有Si。含有Si在0.0001質量%以上,宜為0.001%以上,較宜為0.01%以上,藉此會展現出提升附著性之效果,故宜含有Si在0.0001質量%以上。另一方面,即使含有Si大於2質量%而提升鍍敷附著性之效果仍達飽和,故Si含量設為2質量%以下。從鍍敷附著性之觀點來看,Si之含量可設為0.001~1質量%之範圍,亦可設為0.01~0.8質量%之範圍。
Zn系鍍敷層亦能以平均組成計含有Ni、Sb、Pb之1種或2種以上合計為0.0001~2質量%,宜為0.001~2質量%。透過含有此等元素,可進一步改善耐蝕性。
Zn系鍍敷層之化學成分的剩餘部分為鋅(Zn)及不純物。不純物包含:鋅或其他金屬塊中不可避免含有的物質、鍍敷浴中因為鋼熔解而含有的物質。
另外,Zn系鍍敷層的平均組成可利用如下方法來測定。首先,透過不會侵蝕鍍敷的塗膜剝離劑(例如三彩化工(SANSAIKAKO)公司製neo rever SP-751)除去化學轉化處理層。化學轉化處理層上存在有表層塗膜時,則是連同表層塗膜一併除去。之後,透過摻有抑制劑(例如杉村化學工業公司製HIBIRON)的鹽酸來溶解Zn系鍍敷層,並將所得溶液供於感應耦合電漿(ICP)發光分光分析,藉此來求得。
進一步地,Zn系鍍敷層之表面宜具有Co、Fe、Ni之任1者或2者以上的元素。Co、Fe、Ni是在形成Zn系鍍敷層後透過施行Co處理、Fe處理或Ni處理而附著在Zn系鍍敷層表面。在Zn系鍍敷層之表面有此等元素,藉此可提升耐
發黑性。Co、Fe或Ni宜以化合物狀態存在於Zn系鍍敷層之表面。
[化學轉化處理層]
接著,針對化學轉化處理層進行說明。在本實施形態之化學轉化處理層中含有:20質量%以上之樹脂,1~20質量%且平均粒徑5~200nm之氧化矽粒子,以及含Cu、Co或Fe之1種或2種以上的顏料。本實施形態之化學轉化處理層是透過下述而得之皮膜:將含有樹脂、氧化矽粒子、顏料的水性組成物,塗布在形成於鋼板上的Zn系鍍敷層並使其乾燥,藉此而得。
[樹脂]
化學轉化處理層所含樹脂為一般樹脂即可,可舉例如:聚烯烴樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、苯酚樹脂等。此等樹脂可為水溶性樹脂,亦可為下述樹脂:本來是水不溶性但可如乳化液(emulsion)或懸浮液(suspension)這般變成微分散於水中之狀態的樹脂(水分散性樹脂)。除了水溶性樹脂之外,連同本來是水不溶性但可如乳化液或懸浮液這般變成微分散於水中之狀態的樹脂(水分散性樹脂),統稱為樹脂。尤其含有聚烯烴樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、苯酚樹脂中任1種以上的樹脂時耐候性優異,因而適宜。
聚烯烴樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:將乙烯與下述不飽和羧酸在高溫高壓下進行自由基聚合,所述不飽和羧酸為甲基丙烯酸、丙烯酸、馬來酸、延胡索酸、伊康酸、巴豆酸等;之後,以氨或胺化合物、KOH、NaOH、LiOH等金屬化合物或者含有上述金屬化合物之氨或胺化合物等來中和,使其水分散化而獲得者等。
氟樹脂並無特別限定,可舉例如氟烯烴的均聚物或共聚物。若為共聚物時可舉氟烯烴與下述單體的共聚物,所述單體是氟烯烴以外的含氟單體及/或不具氟原子之單體。
丙烯酸樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:在水溶液中
使用聚合起始劑,使苯乙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯類、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥烷基酯類、烷氧基矽烷(甲基)丙烯酸酯類等的不飽和單體發生自由基聚合,藉此獲得者。上述聚合起始劑並無特別限定,可舉例如:過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽,4,4’-偶氮雙(4-氰戊酸)(azobiscyanovaleric acid)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile)等偶氮化合物等。
胺甲酸乙酯樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:使多元醇類與二異氰酸酯化合物反應,所述多元醇類為乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、雙酚羥丙基醚、丙三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷等,所述二異氰酸酯化合物為六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯等,進一步以二胺等來使鏈伸長,並使其水分散化而獲得者。
聚酯樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:使多元醇類與多元酸脫水縮合,所述多元醇類為乙二醇、丙二醇、二乙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三乙二醇、雙酚羥丙基醚、丙三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷等,所述多元酸為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、琥珀酸酐、已二酸、癸二酸、馬來酸酐、伊康酸、延胡索酸、海米克酸酐(hymic anhydride)等,再以氨或胺化合物等來中和,並使其水分散化而獲得者。
環氧樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:使環氧樹脂與胺化合物反應,所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚F型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂等,所述胺化合物為二乙醇胺、N-甲基乙醇胺等,並以有機酸或無機酸進行中和而獲得者;或者,在上述環氧樹脂存在下,使高酸價丙烯酸樹脂進行自由基聚合之後,以氨或胺化合物等進行中和,並使其水分散化而獲得者。
苯酚樹脂並無特別限定,可舉例如下述所獲得者:使芳香族類與
甲醛在反應觸媒的存在下進行加成反應,所述芳香族類為苯酚、間苯二酚、甲酚、雙酚A、對伸茬基二甲基醚等,藉此獲得羥甲基化苯酚樹脂等的苯酚樹脂,再將其與二乙醇胺、N-甲基乙醇胺等胺化合物類發生反應,並以有機酸或無機酸進行中和,藉此獲得者。
樹脂在化學轉化處理層中是以20質量%以上比例來添加。樹脂含量設為20質量%以上,藉此化學轉化處理層本身不會變脆,可對Zn系鍍敷層穩固披覆。另外,化學轉化處理層有時在含有樹脂、氧化矽粒子及顏料之同時還含有Nb化合物、磷酸化合物等樹脂以外成分,樹脂含量定為此等成分之剩餘部分即可。
[氧化矽粒子]
摻合氧化矽粒子是用來提升化學轉化處理層之耐蝕性。氧化矽粒子宜為平均粒徑在5~200nm之範圍者。氧化矽粒子在化學轉化處理層中是以1~20質量%之比例來添加。氧化矽粒子含量設為1質量%以上,藉此可獲得提升耐蝕性之效果。又,氧化矽粒子含量設為20質量%以下,藉此化學轉化處理層本身不會變脆,可對Zn系鍍敷層穩固披覆。平均粒徑小於5nm之氧化矽粒子難以入手;含有平均粒徑小於5nm之氧化矽粒子的化學轉化處理層事實上難以製作、製造,故氧化矽粒子之平均粒徑下限設為5nm以上。又,氧化矽粒子之平均粒徑大於200nm時,恐怕化學轉化處理層會白濁而損及Zn系鍍敷層之金屬外觀。從維持化學轉化處理層之耐蝕性與強度兩者的觀點來看,氧化矽粒子含量在化學轉化處理層中較宜含有3~15質量%。
一般而言,氧化矽粒子這種無機顏料由於粒徑小,有時會以二次粒子之形態存在於化學轉化處理層中,所述二次粒子具有比一次粒徑還大的粒徑。該二次粒子(無機顏料凝集而成的粒子)之粒徑以下記載為「二次粒徑」。本實施形態之氧化矽粒子亦可混合存在有一次粒子及二次粒子;又,即使混合存在
有一次粒子與二次粒子,只要平均粒徑都在5~200nm之範圍即可。從保持化學轉化處理層高穿透性之觀點來看,氧化矽粒子之平均粒徑較宜為5~150nm。
化學轉化處理層中氧化矽之平均粒徑是透過以下方法來測定。首先,以能夠觀察垂直於本發明鋼板之輥軋方向的剖面的方式,透過薄片切片法(microtome method)製作出化學轉化處理層的薄膜樣品。在所得薄膜樣品之20μm×t μm區域(平行板寬方向之方向上20μm、板厚方向上達膜厚t μm之區域)中,使用200kV場發射式穿透電子顯微鏡(FE-TEM)以倍率10萬倍至少觀察5區域。使用下述式1,算出觀察區域中全部的氧化矽粒子之等效圓直徑,並將該等效圓直徑定為各個氧化矽粒子的粒徑,並加以平均來求出平均粒徑。
等效圓直徑=2√(S/π)…式1
其中,S為氧化矽粒子之面積,π為圓周率。
化學轉化處理層中之氧化矽粒子含量是透過以下方法來測定。首先,準備複數個比較樣品,其與目標樣品差別在於其所具有的化學轉化處理層之氧化矽粒子含量為已知,透過螢光X射線裝置測定此等之表面,從所得Si檢測強度與氧化矽粒子含量之關係畫出校準曲線(calibration curve)。接著,在與比較樣品相同條件下透過螢光X射線裝置測定目標樣品,使用上述校準曲線從所得Si檢測強度求出氧化矽粒子含量。
又,在本發明中,氧化矽即使在化學轉化處理層中也會持續維持分散於塗料前且已分散於水之狀態下的平均粒徑,故亦可使用該數值。
又,為了提升化學轉化處理層之耐蝕性,除了氧化矽粒子之外,亦可含有二氧化鈦(titania)粒子、氧化鋁粒子、氧化鋯粒子等。
[顏料]
化學轉化處理層含有:含Cu、Co或Fe之1種或2種以上的顏料。顏料可含Cu、Co或Fe之1種,亦可含2種以上。又,化學轉化處理層亦可含有:含Cu、Co或Fe
之1種或2種以上的1種顏料或者2種以上顏料。顏料可舉銅(II)酞青、鈷(II)酞青、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鐵或氧化鐵。使化學轉化處理層含有顏料,藉此化學轉化處理層會著色成藍色,並使鍍敷層表面出現的發黑部分不易顯眼。為了獲得此效果,化學轉化處理層中顏料含量宜設在0.1~10質量%之範圍。透過將化學轉化處理層中顏料含量設為0.1質量%以上,能使Zn系鍍敷層表面發黑部分不顯眼。又,透過將顏料含量設為10質量%以下,就不會損及Zn系鍍敷層之金屬外觀。從維持金屬外觀之觀點來看,顏料含量較宜為0.1~5質量%,更宜為0.1~3質量%。
化學轉化處理層中顏料含量是透過以下方法來測定。首先,以能夠觀察垂直於本實施形態Zn系鍍敷鋼板之輥軋方向的剖面的方式,透過薄片切片法製作出化學轉化處理層的薄膜樣品。在所得薄膜樣品之20μm×t μm區域(平行板寬方向之方向上20μm、板厚方向上達膜厚t μm之區域)中,使用200kV場發射式穿透電子顯微鏡(FE-TEM)以倍率10萬倍至少觀察5區域,使用能量分散型X射線分析裝置(EDS或EDX)進行元素分布。從元素分布結果求出存在Cu、Co或Fe之區域的面積率。在此,透過與上述相同方法,複數個比較樣品具有顏料含量為已知之化學轉化處理層,求出所述比較樣品中存在Cu、Co或Fe之區域的面積率,從其與顏料含量之關係預先備妥校準曲線。使用該校準曲線求出目標樣品之顏料含量。
顏料雖會將化學轉化處理層著色成藍色而使Zn系鍍敷層表面的發黑部分不易顯眼,不過當化學轉化處理層中含有顏料,則化學轉化處理層之耐蝕性有時會下降。於是,為了防止化學轉化處理層之耐蝕性下降,在本實施形態之化學轉化處理層中,宜使氧化矽粒子與顏料之混合比呈最佳化。亦即,化學轉化處理層中氧化矽粒子與顏料之混合比(質量比)表示成:氧化矽粒子之Si換算量[Si](g/m2)與顏料之Cu換算量[Cu](g/m2)、Co換算量[Co](g/m2)或Fe換算量[Fe](g/m2)時,[Si]/[Cu]、[Si]/[Co]或[Si]/[Fe]宜為1~200之範圍。透過將[Si]/[Cu]、
[Si]/[Co]或[Si]/[Fe]設為1以上,即使在化學轉化處理層中含有顏料之情況下,也仍能提升化學轉化處理層之耐蝕性。又,透過將[Si]/[Cu]、[Si]/[Co]或[Si]/[Fe]設為200以下,可防止Zn系鍍敷層外觀變差。從維持抗外觀變差與耐蝕性兩者之觀點來看,[Si]/[Cu]、[Si]/[Co]或[Si]/[Fe]較宜為10~150。又,從使化學轉化處理層的藍色著色更加美麗之觀點來看,[Si]/([Cu]+[Co]+[Fe])較宜為1~200之範圍。
化學轉化處理層亦可更含有Nb化合物、磷酸化合物之一者或兩者。含有Nb化合物、磷酸化合物時,會提升Zn系鍍敷層之耐蝕性。
Nb化合物可使用已知的含鈮化合物,可舉例如:氧化鈮、鈮酸及其鹽、氟鈮酸鹽、氟氧鈮酸鹽等。其中,從提升耐蝕性之點來看,宜使用氧化鈮。
磷酸化合物可舉例如:正磷酸、偏磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、四聚磷酸等磷酸類及其等之鹽;胺基三(亞甲基膦酸)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、乙二胺四(亞甲基膦酸)、二伸乙基三胺五(亞甲基膦酸)等膦酸類及其等之鹽;植酸等有機磷酸類及其等之鹽等。鹽類的陽離子種類並無特別限制,可舉例如:Cu、Co、Fe、Mn、Sn、V、Mg、Ba、Al、Ca、Sr、Nb、Y、Ni及Zn等。此等可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
Nb化合物、磷酸化合物在化學轉化處理層中以合計0.5~30質量%之比例來添加即可。Nb化合物、磷酸化合物之含量若為0.5質量%以上,便可獲得提升耐蝕性之效果;Nb化合物、磷酸化合物之含量若為30質量%以下,則化學轉化處理層不會變脆而可對Zn系鍍敷層穩固披覆。
化學轉化處理層中Nb化合物、磷酸化合物之含量是透過以下方法來測定。首先,準備複數個比較樣品,其與目標樣品差別在於其所具有的化學轉化處理層之Nb化合物、磷酸化合物之含量為已知,透過螢光X射線裝置測定此等之表面,從所得之Nb、P檢測強度與Nb化合物、磷酸化合物含量之關係畫出校準曲線。接著,在與比較樣品相同條件下透過螢光X射線裝置測定目標樣品,使用
上述校準曲線從所得Si檢測強度求出Nb化合物、磷酸化合物之含量。
進一步地,化學轉化處理層對於Zn系鍍敷層每一面之附著量為0.1~15g/m2。附著量若為0.1g/m2以上,則化學轉化處理層之附著量就充分,可使Zn系鍍敷層表面之發黑部分不顯眼,還可提升Zn系鍍敷層之耐蝕性。又,附著量若為15g/m2以下,則即使化學轉化處理層中含有顏料,光線在化學轉化處理層表面的反射仍會變少,可視覺辨認出Zn系鍍敷層表面之金屬外觀。更宜的附著量為0.2~2g/m2。
化學轉化處理層亦可進一步含有選自矽烷偶合劑、交聯性鋯化合物及交聯性鈦化合物所構成群組之至少1種交聯劑。此等可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
含有選自上述矽烷偶合劑、交聯性鋯化合物及交聯性鈦化合物所構成群組之至少1種交聯劑時,Zn系鍍敷層與化學轉化處理層之附著性會更加提升。
上述矽烷偶合劑並未特別限定,可舉例如信越化學工業、Nippon Unicar、Chisso、Toshiba Silicones等所販售之下述:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基乙氧基矽烷、N-[2-(乙烯基苄基胺基)乙基]-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等。上述矽烷偶合劑可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
上述交聯性鋯化合物若為具有數個可與羧基、羥基反應之官能基的含鋯化合物,便無特別限定,不過宜為可溶於水或有機溶劑的化合物,更宜為水溶性的鋯化合物。此種化合物可舉碳酸鋯銨。
上述交聯性鈦化合物若為具有數個可與羧基、羥基反應之官能基的含鈦化合物,便無特別限定,不過可舉二丙氧基-雙(三乙醇胺)鈦、二丙氧基-雙(二乙醇胺)鈦、丙氧基-參(二乙醇胺)鈦、二丁氧基-雙(三乙醇胺)鈦、二丁氧基-雙(二乙醇胺)鈦、二丙氧基-雙(乙醯基丙酮)鈦、二丁氧基-雙(乙醯基丙酮)鈦、二羥基-雙(乳酸)鈦一銨鹽、二羥基-雙(乳酸)鈦二銨鹽、丙烷二氧鈦雙(乙基乙醯乙酸酯)、側氧鈦雙(草酸一銨)、異丙基參(N-醯胺基乙基-胺乙基)鈦酸鹽等。上述交聯劑可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
上述選自矽烷偶合劑、交聯性鋯化合物及交聯性鈦化合物所構成群組之至少1種交聯劑,相對於樹脂之固體成分100質量%宜含有0.1~50質量%。該交聯劑之含量小於0.1質量%時,有時會無法獲得提升附著性之效果;該交聯劑之含量大於50質量%時,水性組成物之安定性有時會下降。
化學轉化處理層亦可更含有選自胺基樹脂、聚異氰酸酯化合物、其封端體、環氧化合物及碳二亞胺(carbodiimide)化合物所構成群組之至少1種交聯劑。此等交聯劑可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
含有上述選自胺基樹脂、聚異氰酸酯化合物、其封端體、環氧化合物及碳二亞胺化合物所構成群組之至少1種交聯劑時,交聯密度會增大,化學轉化處理層之阻障性會提升,耐蝕性會更加提升。
上述胺基樹脂並無特別限定,可舉例如:三聚氰胺樹脂、苯胍胺樹脂、尿素樹脂、甘脲(glycoluril)樹脂等。
上述聚異氰酸酯化合物並無特別限定,可舉例如:六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、伸茬基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯等。又,其封
端物為上述聚異氰酸酯化合物的封端物。
上述環氧化合物若為具有數個環氧乙烷環之化合物並未特別限定,可舉例如:己二酸二環氧丙基酯、鄰苯二甲酸二環氧丙基酯、對苯二甲酸二環氧丙基酯、山梨醇酐聚環氧丙基醚、新戊四醇聚環氧丙基醚、丙三醇聚環氧丙基醚、三甲基丙烷聚環氧丙基醚、新戊二醇聚環氧丙基醚、乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙二醇二環氧丙基醚、聚丙二醇二環氧丙基醚、2,2-雙-(4’-環氧丙基氧基苯基)丙烷、參(2,3-環氧基丙基)三聚異氰酸酯、雙酚A二環氧丙基醚、氫化雙酚A二環氧丙基醚等。
上述碳二亞胺化合物可舉例如下述化合物等:藉由芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯等的二異氰酸酯化合物脫去二氧化碳時所伴隨的縮合反應,合成末端為異氰酸酯之聚碳二亞胺後,更進一步加成具備與異氰酸酯基具反應性的官能基之親水性鏈段(segment),藉此而成的化合物。
上述選自胺基樹脂、聚異氰酸酯化合物、其封端體、環氧化合物及碳二亞胺化合物所構成群組之至少1種交聯劑,相對於樹脂之固體成分100質量%宜含有0.1~50質量%。該交聯劑之含量小於0.1質量%時,有時會無法獲得提升耐蝕性之效果;該交聯劑之含量大於50質量%時,化學轉化處理層會變脆,耐蝕性有時會下降。
化學轉化處理層宜更含有選自釩化合物、鎢化合物及鉬化合物所構成群組之至少1種。此等可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
透過含有上述選自釩化合物、鎢化合物及鉬化合物所構成群組之至少1種,化學轉化處理層之耐蝕性會提升。
上述釩化合物並未特別限定,可使用已知的含釩化合物,可舉例如:釩酸及釩酸銨、釩酸鈉等釩酸鹽,磷釩酸及磷釩酸銨等磷釩酸鹽等。
上述鎢化合物並未特別限定,可使用已知的含鎢化合物,可舉例
如:鎢酸及鎢酸銨、鎢酸鈉等鎢酸鹽,磷鎢酸及磷鎢酸銨等磷鎢酸鹽等。
上述鉬化合物並未特別限定,可使用已知的含鉬化合物,例如可使用鉬酸鹽等。上述鉬酸鹽之骨架、縮合度並無限定,可舉例如:正鉬酸鹽、仲鉬酸鹽、偏鉬酸鹽等。還包含單鹽、複鹽等所有的鹽;複鹽可舉磷酸鉬酸鹽等。
上述選自釩化合物、鎢化合物及鉬化合物所構成群組之至少1種,相對於樹脂之固體成分100質量%宜含有0.01~20質量%。上述選自釩化合物、鎢化合物及鉬化合物所構成群組之至少1種的含量小於0.01質量%時,有時會無法獲得提升耐蝕性之效果;上述選自釩化合物、鎢化合物及鉬化合物所構成群組之至少1種的含量大於20質量%時,化學轉化處理層會變脆,耐蝕性有時會下降。
化學轉化處理層亦可更含有多酚化合物。
透過含有上述多酚化合物,化學轉化處理層之耐蝕性、使用在後塗裝用途等時的後塗裝皮膜之附著性會提升。
上述多酚化合物是一種具有2個以上鍵結在苯環之酚性羥基的化合物或其縮合物。上述具有2個以上鍵結在苯環之酚性羥基的化合物可舉例如:沒食子酸、鄰苯三酚(五倍子酚)、鄰苯二酚(兒茶酚)等。具有2個以上鍵結在苯環之酚性羥基的化合物,其縮合物並無特別限定,可舉例如,通常稱為單寧酸的這種廣泛分布於植物界的多酚化合物等。單寧酸是廣泛分布於植物界且具有許多酚性羥基的複雜結構芳香族化合物之總稱。上述單寧酸可為水解性單寧酸亦可為縮合型單寧酸。上述單寧酸並無特別限定,可舉例如:金縷梅單寧、柿單寧、茶單寧、五倍子單寧、沒食子單寧、訶子單寧(myrobalan tannin)、刺云實單寧(divi-divi tannin)、角豆樹鞣質(algarrobilla tannin)、橡碗單寧(valonia tannin)、兒茶素單寧等。
上述單寧酸亦可使用市售物,例如:「單寧酸提取物A」、「B單寧酸」、「N單寧酸」、「工業用單寧酸」、「精製單寧酸」、「Hi單寧酸」、
「F單寧酸」、「局單寧酸」(皆為大日本製藥(股)公司製)及「單寧酸:AL」(富士化學工業(股)公司製)等。上述多酚化合物可單獨使用,亦可一併使用2種以上。
上述多酚化合物相對於樹脂之固體成分100質量%宜含有0.1~50質量%。上述多酚化合物之含量小於0.1質量%時,有時會無法獲得提升耐蝕性之效果,上述多酚化合物之含量大於50質量%時,水性組成物之安定性有時會下降。
化學轉化處理層亦可更含有固體潤滑劑。
透過含有上述固體潤滑劑,化學轉化處理層之潤滑性會提升,對於提升壓製成形時之加工性、防止模具或操作等所致損傷、防止成形品或捲材輸送時之磨損傷害很有效。
上述固體潤滑劑並無特別限制,可舉習知氟系、烴系、脂肪酸醯胺系、酯系、醇系、金屬皂系及無機系等潤滑劑。用以提升加工性之潤滑添加物,就其選擇基準而言,從減低成型加工物表面與模具之摩擦並發揮出最大限度之潤滑效果的點來看,比起所添加之潤滑劑分散而存在於成膜的化學轉化處理層中,更必要的是,選擇會存在於化學轉化處理層表面的這種物質。亦即,潤滑劑分散而存在於成膜的化學轉化處理層時,表面摩擦係數高,化學轉化處理層容易被破壞,且粉狀物質會剝離堆積,而發生所謂粉碎現象的外觀不良及加工性下降。會存在於化學轉化處理層表面的這種物質,可選不相溶於樹脂且表面能低者。
其中,若使用聚烯烴蠟,則表面動摩擦係數會下降,加工性會大幅提升,亦可使加工後之耐蝕性變得良好,因而適宜。該蠟可舉:石蠟、微晶或聚乙烯等烴系的蠟。在加工時,由於皮膜溫度會因素材之變形熱與摩擦熱而提高,故蠟的熔點較宜為70~160℃。蠟的熔點小於70℃時,在加工時會軟化熔融,有時會無法發揮出作為固體潤滑劑的優異特性。又,蠟的熔點大於160℃時,由於表面就會有硬粒子存在而使摩擦特性下降,有時會無法獲得高度的成形加工
性。
此等蠟之粒子徑較宜為0.1~5μm。蠟之粒子徑大於5μm時,固體化的蠟其分布會變得不均勻,有可能會發生從化學轉化處理層的脫落。又,蠟之粒子徑小於0.1μm時,有時加工性會不足。
相對於樹脂之固體成分100質量%,上述固體潤滑劑宜添加0.1~30質量%。上述固體潤滑劑之含量小於0.1%時,加工性提升效果低;上述固體潤滑劑之含量大於30%時,有時耐蝕性會下降。
化學轉化處理層可透過將下述水性組成物塗布於Zn系鍍敷層表面並使其乾燥來獲得;所述水性組成物含有:樹脂、氧化矽粒子、藍色有機顏料、Nb化合物、磷酸化合物等。為了提升製膜性並形成更加均勻又平滑的皮膜,水性組成物中亦可使用溶劑。溶劑若為一般用於塗料之材料便未特別限定,例如,從調平的點來看可舉:醇系、酮系、酯系、醚系的親水性溶劑等。
形成化學轉化處理層所使用的水性組成物之披覆方法,是將水性組成物塗布於Zn系鍍敷層表面來形成皮膜者。披覆方法並未特別限定,可適宜採用一般使用之輥塗、空氣噴塗、無氣噴塗、浸漬等。為了提高化學轉化處理層之硬化性,宜預先將被塗物加熱或在披覆後使被塗物熱乾燥。熱乾燥方法可採熱風、感應加熱、近紅外、遠紅外等任一方法,亦可一併使用。被塗物之加熱溫度為50~250℃,宜為70~220℃。加熱溫度小於50℃時,水分蒸發速度慢而無法獲得充分的成膜性,因而有時耐蝕性會下降。另一方面,加熱溫度大於250℃時,會發生樹脂熱分解而耐蝕性會下降,又會因變黃等導致外觀變差。披覆後使其熱乾燥時的乾燥時間宜為1秒~5分鐘。又,若樹脂以電子射線、紫外線來硬化者,可透過此等照射來硬化,亦可與熱乾燥一併使用。
又,Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra為0.5~2.0μm,化學轉化處理層之算術平均高度Sa宜為5nm~100nm。Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra為2.0μm
以下,藉此可高度維持住Zn系鍍敷層之金屬外觀。Ra大於2.0μm時,照射到Zn系鍍敷層表面的光會變得容易漫射,導致金屬外觀容易變差。化學轉化處理層之算術平均高度Sa為100nm以下,藉此可保有化學轉化處理層之穿透性。另一方面,Sa大於100nm時,照射到化學轉化處理層表面的光會變得容易漫射,而化學轉化處理層之穿透性恐會下降。Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra及化學轉化處理層之算術平均高度Sa都在各自上限以下,藉此可維持住Zn系鍍敷層之金屬外觀。又,Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra及化學轉化處理層之算術平均高度Sa即使設為小於各自下限,保有金屬外觀、穿透性之效果也仍會達飽和,故設為各自下限值以上。Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra是透過3D雷射顯微鏡(基恩士(股)公司製)來測定、計算。使用20倍之標準透鏡,以測定間隔50μm來測定高度Z。測定點數宜設為100點。將測定點數設為100點,對於所得100點的高度Z使用高度Z1~高度Z100並透過下述式2來算出算術平均粗糙度Ra。Zave定為100點的高度Z之平均。
Ra=1/100×Σ[x=1→100](|高度Zx-Zave|)…式2
化學轉化處理層之算術平均高度Sa是透過以下方法來測定、計算。從Zn系鍍敷鋼板切出預定尺寸的樣品,將該樣品表面蒸鍍金至50nm之厚度,再將蒸鍍金後的樣品埋入樹脂,並以露出樣品板厚方向之剖面的方式進行研磨。使用掃描式電子顯微鏡以5000倍之倍率觀察樣品剖面,算出蒸鍍金層從垂直剖面之方向觀察時的線粗糙度。從所得線粗糙度變換成面粗差,藉此求得化學轉化處理層之算術平均高度Sa。施予蒸鍍金是為了使化學轉化處理層與樹脂之邊界變得明確,蒸鍍金層之厚度在與化學轉化處理層比較下可忽視,故可以蒸鍍金層之算術平均高度來替代作為化學轉化處理層表面之算術平均高度Sa。
化學轉化處理層宜不夾其他皮膜等就形成在Zn系鍍敷層之表面。又,為了獲得較美麗的金屬外觀,在化學處理層上宜不設置其他著色皮膜、低穿
透性的皮膜等。
從反映出鍍敷層表面之金屬外觀的觀點來看,即使是化學轉化處理層,將本實施形態之Zn系鍍敷鋼板以多角度分光測色計進行測定時,在與化學轉化處理層表面垂直之平面中,從化學轉化處理層表面起算60°角度朝化學轉化處理層表面入射光線,化學轉化處理層表面所反射之光在化學轉化處理層表面起算135°之角度受光時所得L*定為L*1;在上述平面中,從化學轉化處理層表面起算120°之角度朝化學轉化處理層表面入射光線,化學轉化處理層表面所反射之光在化學轉化處理層表面起算135°之角度受光時所得L*定為L*2,此時宜滿足L*1/L*2≧2。就該特徴而言,發現即使存在化學轉化處理層也仍具有金屬光澤感,結果來說是具有金屬外觀之Zn系鍍敷鋼板固有的性質。透過設為如此範圍之外,還將以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間作評價時的b*設定在後述範圍,藉此會使發黑不顯眼,還能維持較美麗的金屬外觀。L*1/L*2較宜為3以上。
[外觀]
接著,針對在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板的外觀進行說明。將本實施形態之Zn系鍍敷鋼板從化學轉化處理層側所觀察到的外觀,以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間作評價時的b*為-30以上且-2以下,以JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤Gs(60°)為50~200,並且會展現出金屬外觀。以下,說明b*及60度鏡面光澤Gs(60°)之限定理由。
光線越會在Zn系鍍敷層表面反射則光亮度就變得越高,若低時則在化學轉化處理層的反射會增加,因此若不是預定的b*,就會變得無法視覺辨認出Zn系鍍敷層之金屬外觀。於是瞭解到,為了能視覺辨認出Zn系鍍敷層之金屬外觀且耐發黑性優異,設定成預定的60度鏡面光澤Gs(60°)及b*即可。推測是因為發黑時會朝向b*值增加之方向變動。
以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間作評價時的b*若小於-30,Zn系鍍敷
鋼板表面之藍色會變濃,變得無法視覺辨認出Zn系鍍敷層之金屬外觀。又,b*若大於-2,會導致藍色變淡,Zn系鍍敷層表面之發黑部分會變得顯眼,外觀會惡化。據此,b*設為-30以上且-2以下之範圍。從維持金屬外觀之觀點來看,b*之下限值宜為-22,較宜為-15。從防止發黑之觀點來看,b*之上限值宜為-3.5,較宜為-5。
又,將本實施形態之Zn系鍍敷鋼板從化學轉化處理層側所觀察到的外觀,以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間作評價時的L*宜為85以下。透過L*為85以下,會有視覺辨認出更美麗的金屬外觀之效果。從使發黑不易顯眼的觀點來看,L*較宜為80以下,更宜為75以下。
又,60度鏡面光澤Gs(60°)若小於50,則Zn系鍍敷鋼板之外觀會接近白色,而變得無法視覺辨認出Zn系鍍敷層之金屬外觀。又,60度鏡面光澤Gs(60°)若大於200,則在化學轉化處理層表面的反射會變強,而變得難以視覺辨認出Zn系鍍敷層之金屬外觀。在本案中,本發明中所謂外觀,意指:從鋼板至少一面所配置之Zn系鍍敷層側觀察Zn系鍍敷鋼板時的外觀。
又,本實施形態之Zn系鍍敷層於其表面亦可形成圖樣部與非圖樣部,該圖樣部配置成預定形狀。
圖樣部宜配置成:直線部、曲線部、點部、圖形、數字、符號、紋樣或文字之任1種或者組合此等中2種以上的形狀。又,非圖樣部是圖樣部以外之區域。又,圖樣部之形狀即使如漏點(dot dropout)般有部分欠缺,只要全體來看可辨認者即可容許。又,非圖樣部亦可為如同框繞住圖樣部邊界的這種形狀。
在Zn系鍍敷層表面配置有直線部、曲線部、點部、圖形、數字、符號、紋樣或文字之任1種或者組合此等中2種以上的形狀時,可將此等區域定為圖樣部並將此外區域定為非圖樣部。圖樣部與非圖樣部之邊界能以肉眼看出。圖樣部與非圖樣部之邊界亦可透過光學顯微鏡、放大鏡等的放大影像來看出。
圖樣部形成為以肉眼、放大鏡下或顯微鏡下可判別出圖樣部存在之程度的尺寸即可。又,非圖樣部是佔Zn系鍍敷層(Zn系鍍敷層之表面)大部分的區域;非圖樣部內有時會配置有圖樣部。
圖樣部是在非圖樣部內配置成預定形狀。具體而言,圖樣部是在非圖樣部內配置成:直線部、曲線部、圖形、點部、圖形、數字、符號、紋樣或文字之任1種或者組合此等中2種以上的形狀。透過調整圖樣部之形狀,可在Zn系鍍敷層表面顯現出直線部、曲線部、圖形、點部、圖形、數字、符號、紋樣或文字之任1種或者組合此等中2種以上的形狀。例如,在Zn系鍍敷層表面會顯現出由圖樣部構成之文字列、數字列、符號、記號、線圖、設計圖或此等組合等。該形狀是透過後述製造方法刻意或人工形成的形狀,並不是自然形成者。
如此般,圖樣部及非圖樣部是形成於Zn系鍍敷層表面的區域;又,圖樣部及非圖樣部分別包含第1區域、第2區域中之1種或2種。
圖樣部及非圖樣部分別包含下述第1區域、第2區域中之1種或2種,所述第1區域、第2區域是由下述決定方法1~5中任一者來決定;圖樣部中第1區域的面積率與非圖樣部中第1區域的面積率之差的絕對值為30%以上。圖樣部中第1區域的面積率與非圖樣部中第1區域之面積比例的差以絕對值計為30%以上時,便可識別出圖樣部與非圖樣部。該面積比例之差小於30%時,圖樣部中第1區域的面積比例與非圖樣部中第1區域的面積比例之差較小,圖樣部及非圖樣部的外觀就會變成相似的外觀,而變得難以識別出圖樣部。面積比例之差越大越好,該面積比例之差較宜為40%以上,該面積比例之差更宜為60%以上。
亦即,在圖樣部中,可求出第1區域及第2區域各自的面積比例。然後,相對於第1區域之面積分率為70%以下之情況,第1區域之面積分率大於70%時,圖樣部相對看得出白色或接近白色。第1區域之面積分率為30%以上且70%以下時,圖樣部相對看得出梨皮狀。又,第1區域之面積分率小於30%時,圖
樣部相對看得出帶有金屬光澤。如此般,圖樣部之外觀是依第1區域之面積分率而定。
另一方面,在非圖樣部中也可求出第1區域及第2區域各自的面積比例。如同圖樣部,非圖樣部之外觀是依第1區域之面積分率而定。
然後,圖樣部中第1區域的面積比例與非圖樣部中第1區域的面積比例之差以絕對值計為30%以上時,便可識別圖樣部與非圖樣部。該面積比例之差小於30%時,圖樣部中第1區域的面積比例與非圖樣部中第1區域的面積比例之差較小,圖樣部及非圖樣部的外觀會變成相似的外觀,會變得難以識別圖樣部。面積比例之差越大越好,較宜為40%以上,更宜為60%以上。
[決定方法1]
在決定方法1中,是在Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值。從所得L*值中選定任意50點,將所得L*值之50點平均定為基準L*值,此時,L*值達基準L*值以上之區域定為第1區域,小於基準L*值之區域定為第2區域。
[決定方法2]
在決定方法2中,是在Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值;L*值達45以上之區域定為第1區域,L*值小於45之區域定為第2區域。
[決定方法3]
在決定方法3中,是在Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,假想格線所區劃的複數個區域中,分別測定算術平均高度Sa2。所得算術平均高度Sa2達1μm以上之區域定為第1區域,小於1μm之區域定為第2區域。算術平均高度Sa2
的測定是使用3D雷射顯微鏡(基恩士(股)公司製)來施行。在本實施形態中,使用20倍之標準透鏡,分別在假想格線所區劃的複數個區域中,以測定間隔50μm來測定區域內之高度Z。在格子上進行測定時,於區域內獲得100點的測定點。對於所得100點的高度Z使用高度Z1~高度Z100並透過下述式3來算出算術平均高度Sa2。Zave定為100點的高度Z之平均。
Sa2=1/100×Σ[x=1→100](|高度Zx-Zave|)…式3
[決定方法4]
在決定方法4中,是在Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔或10mm間隔繪製假想格線,並在假想格線所區劃的複數個區域,分別透過使X射線入射之X射線繞射法,對於每個前述區域測定Zn相之(0002)面的繞射峰強度I0002、與Zn相之(10-11)面的繞射峰強度I10-11,並以其等之強度比(I0002/I10-11)作為定向率。定向率為3.5以上之區域定為第1區域,定向率小於3.5之區域定為第2區域。
[決定方法5]
在決定方法5中,是在Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔繪製假想格線,接著,在假想格線所區劃的複數個區域中各自繪製以各區域之重心點G為中心的圓S。圓S是以使圓S內部所含Zn系鍍敷層之表面邊界線合計長度達10mm之方式設定直徑R。複數個區域之圓S的直徑R中最大直徑Rmax與最小直徑Rmin之平均值定為基準直徑Rave,具有直徑R小於基準直徑Rave之圓S的區域定為第1區域,具有直徑R為基準直徑Rave以上之圓S的區域定為第2區域。
透過決定方法1或2界定第1區域與第2區域時圖樣部及非圖樣部的形成是在Zn系鍍敷層形成後才進行。圖樣部及非圖樣部的形成是讓酸性溶液附著在60~200℃的Zn系鍍敷層表面來施行。更具體而言,準備酸性溶液,透過印刷手段使其附著在Zn系鍍敷層表面即可。就印刷手段而言,可應用使用各種版之印刷法(凹版印刷、撓性印刷、平板印刷、絲網印刷等)、噴墨法等一般印刷法。
在有附著酸性溶液的部位中,Zn系鍍敷層的極表面會溶解,Zn系鍍敷層表面會從鍍敷後之狀態變化。藉此,相較於無附著酸性溶液的部位,有附著酸性溶液的部位其外觀會變化。推測以此方式,圖樣部中第一區域的面積率與非圖樣部中第一區域的面積率的差會變大,而變得可識別出圖樣部與非圖樣部。
酸性溶液之附著範圍可定為對應於圖樣部之區域,亦可定為對應於非圖樣部之區域。
酸性溶液宜使用鹽酸、硝酸、硫酸等無機酸。又,酸性溶液中酸濃度宜為0.1~10質量%。酸性溶液附著時之鋼板溫度為60~200℃,較佳以50~80℃為宜。透過調整酸性溶液之種類、濃度,便可在附著酸性溶液之部位,調整Zn系鍍敷層表面中第1區域、第2區域之面積分率。
附著酸性溶液時Zn系鍍敷層之表面溫度若小於60℃,則要花時間在形成圖樣部或非圖樣部,因而不佳;Zn系鍍敷層之表面溫度大於200℃時,酸性溶液會立刻揮發,而無法形成圖樣部或非圖樣部,因而不佳。
酸性溶液附著必須在1~10秒以內進行水洗。
接著,透過決定方法3界定第1區域與第2區域時圖樣部及非圖樣部的形成是在Zn系鍍敷層形成後才進行。圖樣部及非圖樣部的形成,是將表面粗糙度局部增大後的輥,壓抵於Zn系鍍敷層表面,將輥之表面形狀轉印至Zn系鍍敷層,藉此來施行。例如,為了在Zn系鍍敷層表面形成圖樣部,藉由使輥表面中對應於圖樣部之部位的粗糙度相對其他部位增大,藉此便可形成富含表面粗糙度較大之第1區域的圖樣部。又,反之,亦可採用使對應於圖樣部之部位的粗糙度相對其部位減小後的輥。就輥表面之粗糙度(算術平均高度Sa2(μm))而言,提高粗糙度之部位其粗糙度範圍設為0.6~3.0μm,宜設為1.2~3.0μm。降低粗糙度之部位其粗糙度範圍為0.05~1.0μm,較佳設為0.05~0.8μm即可。Zn系鍍敷層之表面溫度為100~300℃之範圍下進行轉印即可。又,粗糙度提高部位的粗糙度與粗糙
度降低部位的粗糙度之差以算術平均高度Sa2計設為大於0.2μm,宜設為0.3μm以上。粗糙度之差越小,就越難以判別圖樣部及非圖樣部。
透過決定方法4來界定時圖樣部及非圖樣部的形成,是對於剛從熔融鍍敷浴抽起後的鋼板,以氣體噴嘴對熔融狀態的金屬局部吹送非氧化性氣體,藉此來施行。非氧化性氣體使用氮或氬即可。最佳溫度區域雖會因組成而不同,不過,熔融金屬之溫度落在(最終凝固溫度-5)℃~(最終凝固溫度+5)℃之範圍時進行非氧化性氣體之吹送即可。此外,非氧化性氣體之溫度設為小於最終凝固溫度。
Zn系鍍敷層落在上述溫度範圍時,於吹送非氧化性氣體之部位中,熔融金屬之冷卻速度會增加,藉此,凝固後Zn系鍍敷層之定向率會變高。另一方面,於未吹送非氧化性氣體之部位中,熔融金屬之冷卻速度會降低,藉此,凝固後Zn系鍍敷層之定向率會變低。據此,透過調整非氧化性氣體之吹送範圍,就能任意調整出定向率高之區域、定向率低之區域各自的出現部位。
藉此,就能任意調整圖樣部及非圖樣部之形狀,並且能夠識別出圖樣部及非圖樣部。所吹送之氣體的溫度越低則定向率越提高,故可透過所吹送之氣體的溫度來調整定向率。氣體溫度宜設為小於最終凝固溫度,例如,亦可將氣體溫度調整成25~250℃。
透過決定方法5來界定時圖樣部及非圖樣部之形成,是對於從熔融鍍敷浴抽起後的鋼板,以氣體噴嘴對熔融狀態的金屬局部吹送非氧化性氣體且該非氧化性氣體為鍍敷之最終凝固溫度以上,藉此來進行。非氧化性氣體使用氮或氬即可。最佳溫度區域雖會因組成而不同,不過,熔融金屬之溫度落在(最終凝固溫度-5)℃~(最終凝固溫度+5)℃之範圍時進行非氧化性氣體之吹送即可。此外,非氧化性氣體之溫度宜設為最終凝固溫度以上。例如,在Al:11%、Mg:3%之鍍敷組成中,熔融金屬之溫度為330~340℃時,吹送氣體溫度為最終凝固溫度
以上的非氧化性氣體即可。
在非氧化性氣體所吹送的周圍,熔融金屬之冷卻速度會下降,藉此,於表面所顯現出的邊界或結晶晶界會變得粗大。據此,透過調整非氧化性氣體之吹送量與範圍,就能任意調整於表面所顯現出的邊界或結晶晶界之尺寸。
圖樣部中第1區域的面積率與非圖樣部中第1區域的面積率之差的絕對值設為30%以上,藉此就能識別出圖樣部與非圖樣部。所形成的圖樣部及非圖樣部由於並不是透過印刷、塗裝所形成者,故耐久性高。又,由於圖樣部及非圖樣部不是透過印刷、塗裝所形成者,故對於Zn系鍍敷層之耐蝕性也不會有影響。因此,本實施形態之Zn系鍍敷鋼板就是耐蝕性優異者。
在形成有圖樣部的Zn系鍍敷層中,圖樣部之耐久性高,而可提供一種具有耐蝕性等適切鍍敷特性的Zn系鍍敷鋼板。圖樣部由於是可作成刻意或人工的形狀,因而可將圖樣部配置成直線部、曲線部、點部、圖形、數字、符號、紋樣或文字之任1種或者組合此等中2種以上的形狀。藉此,藉此便可不施行印刷、塗裝,便在Zn系鍍敷層之表面表現出各種設計、商標、其他識別記號,可提高鋼板出處的識別性或設計性等。也還可透過圖樣部在熔融鍍敷鋼板上賦予製程管理、存貨管理等必要的資訊或使用者所需要的任意資訊。藉此,亦可有助於Zn系鍍敷鋼板之生產性。
接著,根據在本實施形態之Zn系鍍敷鋼板,在形成有圖樣部之Zn系鍍敷層上會形成含有顏料的化學轉化處理層,故可更為提升圖樣部之視覺辨認性。
[實施例]
以下,透過實施例來具體說明本發明。
首先,準備厚度1mm的冷軋鋼板,並將其浸漬於各種組成的鍍敷浴,再以N2擦拭(wiping)來將鍍敷附著量調整成一面80g/m2。所得Zn系鍍敷鋼板
之鍍敷組成列示於表1。
又,於Zn系鍍敷層形成圖樣部時,則進一步透過下述方法來施予圖樣。圖樣部及非圖樣部分別包含下述第1區域、第2區域中之1種或2種,所述第1區域、第2區域是由決定方法1~5之任一方法來決定;圖樣部中第1區域的面積率與非圖樣部中第1區域的面積率之差的絕對值為40%。
<圖樣1>
使鹽酸溶液附著橡皮版,該橡皮版具有一邊50mm為正方形圖樣的凸部或凹部,透過將該橡皮版壓抵於Zn系鍍敷層表面,使酸性溶液附著於鋼板,而形成正方形狀之圖樣部。酸性溶液附著時熔融鍍敷鋼板之Zn系鍍敷層的表面溫度設為60~200℃之範圍。又,正方形狀之圖樣部以外的部位定為非圖樣部。然後,基於決定方法2,於Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值,L*值達45以上之區域定為第1區域,L*值小於45之區域定為第2區域。該Zn系鍍敷鋼板作為實施例70。
<圖樣2>
在Zn系鍍敷層之表面溫度控制在100~300℃之狀態下,將輥壓抵於Zn系鍍敷層之表面,該輥具有一邊50mm之正方形圖樣,藉此形成圖樣部。正方形圖樣之部位定為圖樣部,正方形圖樣以外之部位定為非圖樣部。基於決定方法3,於Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在假想格線所區劃的複數個區域中,分別測定算術平均高度Sa2。所得算術平均高度Sa2達1μm以上之區域定為第1區域,小於1μm之區域定為第2區域。該Zn系鍍敷鋼板作為實施例71。
<圖樣3>
從鍍敷浴抽起鋼板時,當熔融金屬之溫度落在(最終凝固溫度-5)℃~(最終凝固溫度+5)℃之範圍時,以氣體噴嘴對鋼板表面之熔融金屬吹送屬於非氧化性氣
體之一種的氮氣。氣體溫度小於最終凝固溫度。之後,進行冷卻而使熔融金屬完全凝固。氮氣吹送範圍是控制成能形成一邊為50mm之正方形圖樣。正方形圖樣之部位定為圖樣部,正方形圖樣以外之部位定為非圖樣部。基於決定方法4,於Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔或10mm間隔繪製假想格線,並在假想格線所區劃的複數個區域,分別透過使X射線入射之X射線繞射法,對於每個前述區域測定Zn相之(0002)面的繞射峰強度I0002、與Zn相之(10-11)面的繞射峰強度I10-11,並以其等之強度比(I0002/I10-11)作為定向率。定向率為3.5以上之區域定為第1區域,定向率小於3.5之區域定為第2區域。該Zn系鍍敷鋼板作為實施例72。
<圖樣4>
從鍍敷浴抽起鋼板時,當熔融金屬之溫度落在(最終凝固溫度-5)℃~(最終凝固溫度+5)℃之範圍時,將屬於非氧化性氣體之一種的氮氣在加熱後之狀態下從氣體噴嘴吹送至鋼板表面之熔融金屬。氮氣吹送條件定為如表1所示。為最終凝固溫度以上。之後,進行冷卻使熔融金屬完全凝固。氮氣吹送範圍是控制成能形成一邊為50mm之正方形圖樣。正方形圖樣之部位定為圖樣部,正方形圖樣以外之部位定為非圖樣部。然後,基於決定方法5,在Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔繪製假想格線,接著在假想格線所區劃的複數個區域中各自繪製以各區域之重心點G為中心的圓S。圓S是以圓S內部所含Zn系鍍敷層之表面邊界線合計長度達10mm之方式設定直徑R。複數個區域之圓S的直徑R中最大直徑Rmax與最小直徑Rmin之平均值定為基準直徑Rave,具有直徑R小於基準直徑Rave之圓S的區域定為第1區域,具有直徑R為基準直徑Rave以上之圓S的區域定為第2區域。該Zn系鍍敷鋼板作為實施例73及74。
然後,因應需要,將Zn系鍍敷鋼板浸漬於硫酸Co液或硫酸Fe液或硫酸Ni液,藉此使Zn系鍍敷層之表面析出1mg/m2的Co、Fe或Ni。Zn鍍敷層之構成列示於表3A及表3B。
Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra的測定,是使用3D雷射顯微鏡(基恩士(股)公司製)來施行。在本實施例中,使用20倍之標準透鏡,在假想格線所區劃的複數個區域中分別以測定間隔50μm測定區域內之高度Z。在格子上進行測定,於區域內獲得100點的測定點。將所得100點的高度Z定為高度Z1~高度Z100,使用上述式2來算出算術平均粗糙度Ra。Zave定為100點的高度Z之平均。
接著,對於製造後的Zn系鍍敷鋼板其Zn系鍍敷層表面,以桿塗佈機將水性組成物塗佈成乾燥附著量為1.5g/m2,所述水性組成物含有:各種水性樹脂(胺甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、苯酚樹脂、氟樹脂)、氧化矽粒子、氧化鈮、磷酸鈉、各種顏料(硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鐵、Cu酞青(銅(II)酞青)、Co酞青(鈷(II)酞青)、氧化鐵、碳黑、煃吖啶酮紅(quinacridone red)、鉍釩、氧化鈦);再以熱風乾燥爐在到達板溫150℃下使其乾燥後,透過水冷而形成無鉻酸鹽之化學轉化處理層。氧化鈮及磷酸鈉之含量分別定為5%。於表2A列示顏料之細節。又,於表2B列示氧化矽粒子之細節。
於表4A~表5B列示化學轉化處理層之組成等。在表4A及表4B之「20%以上」欄位中,化學轉化處理層中之樹脂量在20%以上時定為「○(good)」,小於20%時定為「×(bad)」。又,在表5A及表5B之「氧化Nb」欄位中,含有氧化鈮時定為「○(good)」,不含時定為「×(bad)」。又,在「磷酸Na」欄位中,含有磷酸鈉時定為「○(good)」,不含時定為「×(bad)」。又,關於比較例5及6,其將乾燥溫度設為50~250℃之範圍外或者將乾燥時間設為1秒~5分之範圍外。
(化學轉化處理層之算術平均高度)
化學轉化處理層之算術平均高度Sa是透過以下方法來獲得。從Zn系鍍敷鋼板切出預定尺寸的樣品,將該樣品表面蒸鍍金至50nm之厚度,再將蒸鍍金後的樣品埋入樹脂,並以露出樣品板厚方向之剖面的方式進行研磨。使用掃描式電子顯微鏡以5000倍之倍率觀察樣品剖面,算出蒸鍍金層從垂直剖面之方向觀察時
的粗糙度,藉此求得化學轉化處理層之算術平均高度Sa。施予蒸鍍金是為了使化學轉化處理層與樹脂之邊界變得明確。蒸鍍金層之厚度在與化學轉化處理層比較下可忽視,故以蒸鍍金層之算術平均高度來替代作為化學轉化處理層表面之算術平均高度Sa。
(60度鏡面光澤Gs(60°))
使用光澤計(須賀試驗機(Suga Test Instruments)公司製UGV-6P),基於JIS Z 8741所規定之方法測定Zn鍍敷層表面的60°光澤度(%)。光澤度在50~200%時定為「A」,小於50%時定為「B」。結果列示於表5A及表5B。
(b*值)
使用分光色差計(日本電色工業(股)公司製SE6000)來測定Zn鍍敷層表面,b*在-15以上且-5以下時定為「AAA」,b*在-22以上且-3.5以下(排除-15以上且-5以下)時定為「AA」,b*在-30以上且-2以下(排除-22以上且-3.5以下)時定為「A」,大於-2或小於-30時定為「B」。結果列示於表5A及表5B。
(L*值)
使用分光色差計(日本電色工業(股)公司製SE6000)來測定L*。L*在75以下時定為「AAA」,L*大於75且在80以下時定為「AA」,L*大於80且在85以下時定為「A」,L*大於85時定為「B」。結果列示於表5A及表5B。
(金屬光澤感)
使用多角度分光測色計(X-rite公司製MA T12)來評價金屬光澤感。在與化學轉化處理層表面垂直之平面中,從化學轉化處理層表面起算60°之角度朝化學轉化處理層表面入射光線,化學轉化處理層表面所反射的光在化學轉化處理層表面起算135°之角度受光時所得L*定為L*1;在上述平面中,從化學轉化處理層表面起算120°之角度朝化學轉化處理層表面入射光線,化學轉化處理層表面所反射之光在化學轉化處理層表面起算135°之角度受光時所得L*定為L*2,此時,L*1/L
*2為3以上者定為「AA」,L*1/L*2為2以上且小於3者定為「A」,L*1/L*2為小於2者定為「B」。結果列示於表5A及表5B。
(耐發黑性)
將Zn系鍍敷鋼板靜置在70℃ 80%RH之高溫高濕下12天後,從Zn鍍敷層表面在試驗前後之顏色變化並依據色差△E*ab來評價耐發黑性。關於色差,當L*a*b*表色系之色相(chromaticness)指數定為a*及b*而明度指數定為L*時,其以下述式4來表示。
△E*ab=√((△a*)2+(△b*)2+(△L*)2)…式4
其中,上述式中,△a*是試驗前Zn系鍍敷層之a*與試驗後Zn系鍍敷層之a*的差值,△b*是試驗前Zn系鍍敷層之b*與試驗後Zn系鍍敷層之b*的差值,△L*是試驗前Zn系鍍敷層之L*與試驗後Zn系鍍敷層之L*的差值。評價是依以下所示評分排序來判定,評分4或3定為合格。結果列示於表6A及表6B。
4:△E*ab≦5
3:5<△E*ab≦10
2:10<△E*ab≦15
1:△E*>15
(耐蝕性)
對Zn系鍍敷鋼板施行鹽水噴霧試驗(JIS Z 2371:2015)試驗。觀察經過依契遜(Erichsen)加工後之部分在試驗時間120小時後產生白鏽狀況,並依以下所示評分排序來判定。評分3以上定為合格。結果列示於表6A及表6B。
4:產生白鏽小於5%
3:產生白鏽5%以上且小於10%
2:產生白鏽10%以上且小於30%
1:產生白鏽30%以上
(金屬外觀)
把Zn系鍍敷鋼板之Zn鍍敷層表面給5位參加者觀看時,依照鍍敷之金屬外觀的視感來判定。評價是依以下所示評分排序來判定,評分4或3定為合格。結果列示於表6A及表6B。
4:5人中有4人以上能視覺辨認出鍍敷之金屬外觀。
3:5人中有3人能視覺辨認出鍍敷之金屬外觀。
2:5人中有2人能視覺辨認出鍍敷之金屬外觀。
1:5人中有1人以下能視覺辨認出鍍敷之金屬外觀。
(耐候性)
化學轉化處理層的評價,是將Zn系鍍敷鋼板之Zn鍍敷層表面以太陽光耐候試驗機測試500小時後,從初期與試驗後之膜厚比率並依以下所示評分排序來判定,評分4或3定為合格。結果列示於表6A及表6B。
4:化學轉化處理層之殘存率為90%以上
3:化學轉化處理層之殘存率為50%~小於90%
2:化學轉化處理層之殘存率為30%~小於50%
1:化學轉化處理層之殘存率為小於30%
如表1~表6B所示,實施例1~74之Zn系鍍敷鋼板皆具備滿足本發明範圍的化學轉化處理層,其等之耐發黑性、耐蝕性、金屬外觀、耐候性良好。
再者,實施例14~16之Zn系鍍敷鋼板係使用苯酚樹脂、聚烯烴樹脂、氟樹脂或丙烯酸樹脂作為化學轉化處理層所含樹脂,其等之耐候性尤其優異。
更甚者,就鍍敷層形成有圖樣部之實施例70~74而言,其等之耐發黑性、耐蝕性、金屬外觀、耐候性良好,並且,圖樣部之視覺辨認性大幅提升。
另一方面,如表1~表6B所示,比較例1由於化學轉化處理層中並未含有樹脂,故其化學轉化處理層本身變得非常脆,無法實施各種評價試驗。
比較例2由於不含氧化矽粒子,其耐蝕性下降。
比較例3由於氧化矽粒子含有率高達30%,其化學轉化處理層本身變得非常脆,無法實施各種評價試驗。
比較例4由於化學轉化處理層中不含顏料,其耐發黑性下降。
比較例5由於化學轉化處理層形成時之乾燥條件落於適宜範圍外,其化學轉化處理層之b*落於-30~-2之範圍外,因而金屬外觀性不足。
比較例6由於化學轉化處理層形成時之乾燥條件落於適宜範圍外,其化學轉化處理層表面之60度鏡面光澤Gs(60°)落於50~200之範圍外,因而金屬外觀性不足。
比較例7由於氧化矽粒子之徑長為450nm,其金屬外觀性不足。
比較例8~11不具有含Cu、Co或Fe之顏料,其等之耐發黑性不足。
產業上之可利用性
依照本發明,便可提供一種Zn系鍍敷鋼板,其就含Al之Zn系鍍敷鋼板而言,即使鍍敷層中所含Al氧化導致鍍敷表面部分或全體發黑,也能使發黑不顯眼並維持金屬外觀,並且,提升耐蝕性及耐候性;因此,本發明在產業上的可利用性高。
Claims (11)
- 一種Zn系鍍敷鋼板,具備:鋼板,Zn系鍍敷層,其配置於前述鋼板之至少一面並含有:0.05~60質量%之Al、及Zn,以及化學轉化處理層,其配置於前述Zn系鍍敷層上且每一面之附著量為0.1~15g/m2,並且其無鉻酸鹽;前述化學轉化處理層含有:20質量%以上之樹脂,1~20質量%且平均粒徑5~200nm之氧化矽粒子,以及含Cu、Co及Fe之1種或2種以上的顏料;該Zn系鍍敷鋼板其以CIE1976(L*,a*,b*)色彩空間來評價外觀時,b*為-30以上且-2以下,其以JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤Gs(60°)為50~200,且其展現出金屬外觀。
- 如請求項1之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述顏料為銅(II)酞青、鈷(II)酞青、硫酸銅、硫酸鈷、硫酸鐵及氧化鐵之任1種或2種以上。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化處理層中前述氧化矽粒子與前述顏料之混合比表示成:前述氧化矽粒子之Si換算量[Si]與前述顏料之Cu換算量[Cu]、Co換算量[Co]或Fe換算量[Fe]時,[Si]/([Cu]+[Co]+[Fe])為1~200之範圍。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層之算術平均粗糙度Ra為0.5~2.0μm,前述化學轉化處理層之算術平均高度Sa為5nm~100nm。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化處理層更含有Nb化合物及磷酸化合物之任一者或兩者。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述化學轉化 處理層中的前述樹脂含有下述中任1種以上的樹脂:聚烯烴樹脂、氟樹脂、丙烯酸樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂及苯酚樹脂。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計含有Al:4質量%以上且22質量%以下、Mg:1質量%以上且10質量%以下,剩餘部分由Zn及不純物所構成。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計更含有Si:0.0001~2質量%。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,前述Zn系鍍敷層以平均組成計更含有Ni、Sb及Pb之任1種或2種以上且合計為0.0001~2質量%。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,在前述Zn系鍍敷層形成有圖樣部與非圖樣部,所述圖樣部配置成預定形狀;前述圖樣部及前述非圖樣部分別包含下述第1區域及第2區域中之1種或2種,所述第1區域、第2區域是由下述決定方法1~5中任一者來決定;前述圖樣部中前述第1區域的面積率與前述非圖樣部中前述第1區域的面積率之差的絕對值為30%以上;[決定方法1]在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測定區域A,並測定各測定區域A之L*值;從所得L*值中選定任意50點,將所得L*值之50點平均定為基準L*值,此時,L*值達基準L*值以上之區域定為第1區域,小於基準L*值之區域定為第2區域;[決定方法2]在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別將各區域之重心點為中心且直徑0.5mm的圓內定為測 定區域A,並測定各測定區域A之L*值;L*值達45以上之區域定為第1區域,L*值小於45之區域定為第2區域;[決定方法3]在前述Zn系鍍敷層之表面以0.5mm間隔繪製假想格線,在前述假想格線所區劃的複數個區域中,分別測定算術平均高度Sa2;所得算術平均高度Sa2達1μm以上之區域定為第1區域,小於1μm之區域定為第2區域;[決定方法4]在前述Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔或10mm間隔繪製假想格線,並在前述假想格線所區劃之複數個區域,分別透過使X射線入射之X射線繞射法,對於每個前述區域測定Zn相之(0002)面的繞射峰強度I0002、與Zn相之(10-11)面的繞射峰強度I10-11,並以其等之強度比(I0002/I10-11)作為定向率;前述定向率為3.5以上之區域定為第1區域,前述定向率小於3.5之區域定為第2區域;[決定方法5]在前述Zn系鍍敷層之表面以1mm間隔繪製假想格線,接著在前述假想格線所區劃之複數個區域中各自繪製以各區域之重心點G為中心的圓S;前述圓S是以使前述圓S內部所含前述Zn系鍍敷層之表面邊界線合計長度達10mm之方式設定直徑R;複數個區域之圓S的直徑R中最大直徑Rmax與最小直徑Rmin之平均值定為基準直徑Rave,具有直徑R小於基準直徑Rave之圓S的區域定為第1區域,具有直徑R為基準直徑Rave以上之圓S的區域定為第2區域。
- 如請求項1或請求項2之Zn系鍍敷鋼板,其中,於前述Zn系鍍敷層之表面具有Co、Fe及Ni之任1者或2者以上。
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