WO2009101707A1

WO2009101707A1 - 薄膜一次防錆被覆層を有する表面導電性に優れた亜鉛系めっき鋼板とその製造方法

Info

Publication number: WO2009101707A1
Application number: PCT/JP2008/053108
Authority: WO
Inventors: Akira Takahashi; Atsushi Morishita
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2009-08-20
Also published as: CN101970725A; CN101970725B; BRPI0822369A2; EP2251458A4; PL2251458T3; US8420224B2; KR101231984B1; US20110027611A1; BRPI0822369B1; EP2251458A1; KR20100103685A; MX2010008551A; EP2251458B1

Abstract

耐食性と表面導電性を兼ね備えた性能を発現する亜鉛系めっき鋼板が提供される。本発明の亜鉛系めっき鋼板は、ＪＩＳ　Ｂ　０６５１で定義される触針式表面粗さ測定機で得られる、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１で定義される亜鉛めっき層表面の算術平均粗さＲａが０．３μｍ以上２．０μｍ以下、最大山高さＲｐが４．０μｍ以上２０．０μｍ以下である亜鉛系めっき鋼板において、Ｒｐの８０％以上の山部の評価長さ２０μｍの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さＲａ（山）が、触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として±２０％の高さの部分の評価長さ２０μｍの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さＲａ（平均）に対して７０％以上であることを特徴とする。

Description

薄膜一次防鲭被覆層を有する表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板とその製造方法

技術分野

本発明は、パソコン、音響、テレビ等の家電製品、複写機、プリ明

ンター、ファクシミリ等の O A製品等に用いられる亜鉛系表面処理鋼板であつて、家電製品や O A製品組み立て後の鋼板部材のアース性、電磁波シールド性確保に必須とな書る鋼板表面の導電性に優れ、耐食性も兼ね備えた表面処理鋼板にかかわるものである。

背景技術

従来から、亜鉛めつき鋼板表面にクロメート処理を施した表面処理鋼板は、広範囲な分野の工業製品に大量に使われてきた。この亜鉛めつき鋼板は、通常の大気環境下で使用される際に発生する亜鉛めっき層の白鲭発生を抑制する能力が高く、さらには電子基板と鋼製部材との導電性確保が容易でアース性、磁気シールド性に優れる特徴を有していた。白鲭発生抑制能が高いのは、クロメート皮膜が持つ亜鉛めつきに対する不働態化能と傷部に対する自己補修能が高いためと考えられている。また、導電性が良好なのは、クロメート処理層が薄く均一であるために導通端子との接触抵抗が低く抑えられているためである。

近年、素材に対する環境負荷物質、有害物質低減の要求が大きくなり、クロメート皮膜に使用されている 6価クロムの使用制限の動きが進んでいる。 6価クロムは、発ガン性が指摘される毒性物質であり、表面処理鋼板製造工程での排出規制や鋼板使用時の溶出に伴う健康被害が懸念される。

そこで本発明者らは、クロメートを全く使わない処理皮膜の開発を行ってきた（例えば、特開 2 0 0 0 - 3 1 9 7 8 7号公報参照）。特開 2 0 0 0 - 3 1 9 7 8 7号公報は、亜鉛めつき鋼板の表面に、防鲭コ一ティング層を塗布する技術であり、耐食性の向上を図るために、リン酸やインヒビ夕一成分を適: ±添加したものである。この処理鋼板は、絶縁性の樹脂層を塗布するがゆえに耐食性には優れるものの表面導電性には劣るという欠点を有していた。従って、特開 2 0 0 0 - 3 1 9 7 8 7号公報の防鯖鋼板は、家電製品や OA製品等のアース性を重視する機器への適用については、十分な特性を有しているとはいえないのが現状であった。

ここでアース性とは、電子部品から発生した電磁波や機器外部から来る電磁波により生じた鋼板表面の電位を、接地電位と同じくすることであり、このアース性が不足すると電子機器の誤動作や故障、雑音等の不具合が生じることになる。

これまでの電子機器は、このアース性を確保するために鋼製の外箱 · シャーシ等とビス止めを用いる例が一般的であった。この場合、ネジ穴部は鋼板の端面が露出するために、クロメート処理層の如何にかかわらず金属一金属接触による導通が容易に得られた。しかし、近年の電子機器の小型化や高性能化に伴い複雑な部品形状が増えて、ネジ留めが減少し、接合が鋼板表面同士の接触やかしめ接合、板パネによる接触となる例が増大した。この場合、めっき鋼板表面の接触抵抗が小さいことが重要であり、前述した絶縁性の樹脂皮膜を塗布した系ではアース性が不足することとなる。

このアース性を向上させる従来の技術として、特開 2 0 0 4 — 2 7 7 8 7 6号公報では、めっき層の表面にアース性を有する中間層を形成し、さらにその表層に有機樹脂層を形成するが、その有機樹脂層の被覆率を 8 0 %以上とし、かつ鋼板の表面粗さを算術平均粗さ R aで 1 . 0〜 2. 0 z m、ろ波中心線うねり Wcaで 0. 8 m以下に規定している。

また、特開 2 0 0 5 — 2 3 8 5 3 5号公報は、めっきを施す原板の表面粗度を放電加工した調質圧延ロールの表面粗さ Raと PPIを規定することで得ており、その結果得られた亜鉛めつき鋼板は耐食性を損なわずに導電性を確保する技術を開示している。

さらに、特開 2 0 0 2 — 3 6 3 7 6 6号公報は、めっきを施す原板自身の表面粗さを、山カウント数と Raとで規定することで耐食性と導電性の両立を図っている。

しかしながら特開 2 0 0 4— 2 7 7 8 7 6号公報、特開 2 0 0 5 — 2 3 8 5 3 5号公報及び特開 2 0 0 2 - 3 6 3 7 6 6号公報はいずれも導電性の向上効果は認められるものの安定的に性能が発現することが無く、製造ラインによっては導電性が確保できない場合があり、より安定的に導電性を確保する技術の開発が望まれていた。クロメートフリー皮膜を塗布した亜鉛めつき鋼板は、コイル状の鋼板を連続的にめっき処理とクロメートフリー処理とを施して製造される。めっき方法は電気めつき法と溶融めつき法があり、前者は、 Z nイオンを含む水溶液中で電気化学的に亜鉛を析出させる技術であり、後者は、鋼板を溶融状態の金属亜鉛浴に浸潰させて成膜する技術である。めっきの表面形状は、電気めつき法の場合は、めつきの均一成膜性が高いので原板の表面形状が維持されるが、溶融めつき法ではレべリング性が高く、めっき後の調質圧延ロール形状の転写による形状付与が成されるのが一般である。めっきが施された鋼板は、その後後処理セクションで樹脂系や無機系のクロメートフリ一皮膜、あるいはクロメート皮膜が塗布され焼き付け乾燥される。その後、コイルに卷き取られて製品となる。発明の開示

このような製造工程で製造される亜鉛系めつき鋼板は、製造のェ程で多数の金属ロールと接触することになるが、ロールによっては鋼板表面に比較的高い圧下力を付与することが多い。亜鉛めつきが施され、後処理セクションで塗装されるまでの間は、めっき表面に金属ロールが圧下されるとめつき表面の形状が変化する可能性が高い。亜鉛めつき金属は、マイクロピツカ一ス硬度が約 5 0程度と軟質であるために、めっきの凸形状部は金属ロールにより圧潰されて平滑になることが多い。このような変形は、ミクロな領域で生じることから、 J I S B 0 6 5 1 で定義される触針式表面粗度測定機による計測では形状変化を十分に認識することが不可能なことが多い。さらにこのような圧潰形状になると、原板やめつき後の調質圧延で付与した粗度が変化してしまい、その薄膜一次防鯖被覆層の表面被覆状態も変化することで十分な導電性を発現できなくなる。すなわち、連続めつき設備で亜鉛めつきと後処理を行う現行の製造工程において生じる、めっき表面凸部の圧潰による導電性の低下を回避することが課題である。

発明者らは、クロメートフリー処理を施した亜鉛系めつき鋼板の導電性と耐食性を両立すべく鋭意検討した結果、亜鉛系めつき層表面の粗度を単に J I S B 0 6 0 1 で規定された粗度パラメ一夕を J I S B 0 6 5 1 に規定される装置を用いて測定することで管理するのではなく、めっき凸部のミクロな領域の粗度を規定することで導電性と耐食性の両立が可能となることを見出した。さらには、凸部の粗度がある値以上にある部分の存在割合が、ある一定値以上になることも重要であることを見出した。本発明は、上記の知見に基づいて成されたものである。

すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。 ( 1 ) J I S B 0 6 5 1 で定義される触針式表面粗さ測定機で得られる、 J I S B 0 6 0 1で定義される亜鉛めつき層表面の算術平均粗さ R aが 0. 3 / m以上 2. O ^ m以下、最大山高さ R pが 4. O z m以上 2 0. O m以下である亜鉛系めつき鋼板において、 R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）が、触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 % の高さの部分の評価長さ 2 0 mの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）に対して 7 0 %以上であることを特徴とする、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

( 2 ) 触針式表面粗さ測定機で得られる J I S B 0 6 0 1で定義される R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）が、触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 % の高さの部分の評価長さ 2 0 / mの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）の 7 0 %未満である部分の面積が亜鉛めつき表面積全体に対して 5 %以下であることを特徴とする、上記（ 1 ) に記載の薄膜一次防鯖被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

( 3 ) 触針式表面粗さ測定機で得られる J I S B 0 6 0 1 で定義される R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山 ) が 0. 0 3 111以上 1 . 0 m以下であることを特徴とする上記

( 1 ) または（ 2 ) に記載の薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

( 4 ) 薄膜一次防鲭被覆層として、平均膜厚さが 0. 2 ^ m以上 5. 0 m以下であることを特徴とする上記（ 1 ) から（ 3 ) までのいずれか一つに記載の薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

( 5 ) 鋼板に亜鉛系めつきを施し、次いで薄膜一次防鲭皮膜層を形成して製造される亜鉛系めつき鋼板であり、 J I S B 0 6 5 1で定義される触針式表面粗さ測定機で得られる、 J I S B 0 6 0 1で定義される亜鉛めつき層表面の算術平均粗さ R aが 0. 3 m以上 2. O i m以下、最大山高さ R pが 4. 0 m以上 2 0. O ^m以下である亜鉛系めつき鋼板であって、 R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）力触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 %の高さの部分の評価長さ 2 0 mの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）に対して 7 0 %以上である、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板を製造する方法であって、鋼板に亜鉛めつき層を形成してから薄膜一次防鲭被覆層を形成するまでの間、搬送される鋼板に接触するピンチロールによりめっき表面に加わるロール l mm長さあたりの圧下力 F (N /mm² ) と J I S Z 2 2 4 4で測定されるめつき層のマイクロピッカース硬度 MH Vとの間に下記の式（ 1 ) を満足する関係が成立するよう、圧下力を制御することを特徴とする、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板の製造方法。

F < 9.8065M H v X (R²— （R— h X 1 0「³) ² ) ^{0 5} 式（ 1 ) ここで、 Rはロール半径（mm) 、 hはめつき鋼板の R pの値（ m) とする。

本発明によれば、薄膜一次防鲭被覆層の膜厚を厚くしても導電性が発現することから、耐食性との両立が達成される。さらに、厚膜にすることが可能であれば、耐食性のみではなく、プレス加工性や耐疵付性、耐アブレ一ジョン性などの特性も向上する。さらに、本発明のめっき粗度を指標とした製造管理を行えば、種々のめつきラインでの製造においても安定的に導電性と耐食性とがバランスした亜鉛系めつき鋼板を製造することが可能となる。図面の簡単な説明

図 1 は、電気亜鉛めつき鋼板の表面走査電子顕微鏡像である。図 2 Aは、電子線三次元粗さ解析装置による 4チャンネルの和信号の合成像である。

図 2 Bは、図 2 Aの（ 1 ) 部の三次元解析像である。

図 2 Cは、図 2 Aの（ 1 ) 部の周囲部の三次元解析像である。図 3 Aは、原板凸部のめっき微細結晶が圧潰されていない薄膜一次防鲭被覆した電気亜鉛めつき鋼板の断面走査電子顕微鏡像である図 3 Bは、原板凸部のめっき微細結晶が圧潰されている薄膜一次防鲭被覆した電気亜鉛めつき鋼板の断面走査電子顕微鏡像である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の詳細を説明する。

本発明者らは、連続めつき設備で製造された亜鉛系めつき鋼板のめっき表面形状を詳細に観察した。電気亜鉛めつきラインで製造した電気亜鉛めつき鋼板の表面走査電子顕微鏡写真の例を図 1 に示す。めっき層は、調質圧延で付与された原板の凹凸に沿ってめつき層が形成され、そのめつき層表面は電気亜鉛めつき層自身の微細な結晶形態に起因する微細形状を有することを見出した。ところが、原板の凸部に形成されためつき層表面の微細な結晶形態に起因する形状は、圧潰に Ό平滑化している部分があることを見出した。図中の喑ぃコン卜ラス卜で示される矢印部である。この圧潰された部分の粗度は、 J I S B 0 6 5 1で定義される触針式表面粗さ測定機では計測不能であつたすなわち、触針式表面粗さ測定機は、金属針を測定探子としているが、針先端部の曲率半径 Rは 5 ； m程度であり、図 1のめつき結晶に起因する微細な結晶形態を検出することが出来なかつたそこで、この微細な結晶形態を計測する手法を鋭意検討した結果、走査電子顕微鏡型の三次元粗さ解析装置を用いればよいことが判明した。

図 2 A〜図 2 Cは、エリォニクス株 J 会社製フィールドエミッション電子線二次元粗さ解析装置（E R A - 8 9 0 0 F E ) を用いて測定した結果である。本装 idは、 4チャンネルの一次電子線検出器を装備し、表面の凹凸を定化することが可能な装置である。その結果、粗さ解析の分解能は、高さ方向が l n m、平面方向が 1 . 2 n mと極めて高分解能であり、図 1のめつき結晶の微細な形状を十分に測定可能であった

図 2 Aの写真は、 4チャンネルの和信号の合成像であり、図中の暗いントラストの部分 (図中（ 1 ) のエリア）は、原板の凸部になつている領域で、めき層が圧潰されて平滑化している。一方その周囲の部分は原板の凹部のエリアでめつき層の微細な結晶形態が維持されている。それぞれのエリアでの微細な形状を図 2 Bと図 2 Cに示した。

さらに、このデジタル画像 7 夕を ¾とに、局部的な領域での表面形状を定量化するために、評価長さ 2 0 mの領域での R aの値を求めた。圧潰されている図 2 Aの ( 1 ) のエリアの R aは 0 . 0

2 mで、それ以外の部分の R aは 0 0 6 mであつた。すなわち、評価長さが 2 0 mという極めて狭い範囲での粗度を測定することで、凸部で圧潰されている部分とそれ以外のめっき微細結晶が残っている部分で R aが 3倍近く異なり、粗度の差を明確に示すことが可能であった。

次に、このような原板凸部の微細な形状が薄膜一次防鲭皮膜の表面被覆状態に及ぼす影響について詳細に検討した。原板凸部のめつき微細結晶が圧潰されていないめつき鋼板と圧潰されているめつき鋼板にそれぞれ水系ポリオレフィン樹脂塗料を 1 . 2 ； m塗布し、その断面構造を走査電子顕微鏡で観察した。その結果を図 3 Aと図 3 Bに示す。図 3 Aの圧潰されていないめつき鋼板の樹脂被覆層は、原板凸部で薄くなり、さらにその部分のめっき層表面の微細結晶の凸部では樹脂被覆層が完全に被覆していない状況が観察された。一方、図 3 Bの原板凸部の圧潰されているめつきは、樹脂被覆層が薄くなりながらも完全に被覆していることがわかった。すなわち原板凸部のめっき層表面の微細結晶形態が存在すると、樹脂層の被覆性を低下させてめっき層を部分的に露出させる作用があることが判つた。この露出部は、通電点となることから、鋼板同士の接触や、導電端子との接触で導電性が確保されることがわかった。一方、原板凸部のめっき層の微細形状が圧潰された部分は、絶縁性の樹脂皮膜が被覆しているために導電性が発現しないこともわかった。すなわち、電気亜鉛めつき鋼板の導電性を向上させるためには、原板の凹凸形状を制御するだけでは不十分であり、凸部のめっき層表面の微細結晶構造を残存させることが重要であることを見出した。

本発明は、このような技術的な知見に基づいてなされたものであり、原板凸部のめっき層表面微細形状の残存度を規定する指標として、凸部以外の部分の評価長さ 2 0 ; πιの R aの値を基準として、原板凸部の R aの値が 7 0 %以上であれば圧潰が生じていない、もしくは若干の圧潰はあるが導電性への影響は無いと判断した。 · 次に、本発明の数値を限定した理由について述べる。

まず、通常の接触式粗度計で示されるめっき鋼板の表面粗度は、

J I S B 0 6 0 1 で定義される算術平均粗さ R aで 0. 3 m 以上 2. 0 ;a m以下とする。 R aが 0. 3 / mより小さいと薄膜一次防鲭被覆層の表面被覆性が良好となり、耐食性の観点からは望ましいが導電性の観点からは好ましくなく、導電性と耐食性を両立する薄膜一次防鲭被覆層厚さの設定が困難となる。一方、 R aが 2. O mを超えると薄膜一次防鲭皮膜の被覆性が極めて悪くなり、導電性は極めて良好となるが耐食性が悪化し、両者の両立する膜厚範囲が設定できなくなる。従って R aは 0. 以上 2. O ^ m以下とした。好ましくは、 R aは 0. 6〜 1 . 5 i mであり、より好ましくは 0. 6〜 1 . l z m、最も好ましくは約 0. 9 ;^ mである。最大山高さ R p も R a と同様な理由により 4. O m以上 2 0. O x m以下とした。好ましくは、 R pは 1 2〜 2 0 x mであり、より好ましくは 1 2〜 1 7 ;^ m、最も好ましくは約 1 5 /x mである。亜鉛系めつき鋼板のめっき付着量は、 5 gZm²より小さいと鋼板に対する犠牲防食作用が不十分となり短期に赤鯖が発生してしまい好ましくなく、 3 0 0 g Z m ²以上は耐食性向上の効果が飽和し、めっきコストの増大ゃパウダリング状めつき剥離があり好ましくない。

原板凸部のめっき微細結晶の形状を定義するため、 R pの 8 0 % 以上の山部に注目しその部分の評価長さ 2 0 ； mの範囲での R aを定義した。 R pが 8 0 %未満の部分は金属ロールとの接触が生じなく、また、評価長さ 2 0 mより小さくすると測定の誤差が無視できなくなり 2 0 /z mより大きいと原板凸部をはみ出して凹部を含んでしまう事がある為好ましくない。

凸部以外の部分は平均線近傍の上下 2 0 %の部分を代表値とした。その部分の R a (平均）の値を基準値とし、原板凸部（山部）の R a (山）がその 7 0 %以上の値であれば、金属ロールによる圧潰が無いかほとんど軽微であり、導電性と耐食性に影響を与えないことが判った。一方、その部分の R aの値が 7 0 %未満になると金属ロールによる圧潰が顧著であると判断した。この R a (山） Z R a (平均）の比率は、ロールの粗度転写を大きくするほど、ロールへの亜鉛巻きなどにより連続操業性が低下するので、上限を 1 1 0 % とする。好ましくは、 R a (山） ZR a (平均）の比率は 7 0〜 1 1 0 %であり、より好ましくは 9 5〜 1 0 5 %、最も好ましくは約 1 0 0 %である。

山部の R a (山）は、細かすぎると薄膜一次防鲭被覆層で完全に被覆されてしまい表面導電性を発現することが無く、その下限を 0 . 0 3 mとした。一方、 R a (山）が大きすぎると皮膜の被覆率が下がり表面導電性は向上するが耐食性が悪化するので、その上限は 1. O z mとした。好ましくは、 R a (山）は 0. 0 3〜： 1. 0 mであり、より好ましくは 0. 0 3〜 0. 5 ΠΊ、最も好ましくは約 0. 2 mである。

さらに、たとえ原板凸部で圧潰された部分（R aが 7 0 %未満）が存在しても、その部分の面積割合が亜鉛めつき表面積全体の 5 % 以下であれば導電性と耐食性が両立した本発明材が得られることが判った。その面積割合が 5 %より大きくなると、圧潰部の特性が支配的となり導電性の低下が無視できない値となった。この面積割合は、より好ましくは 3 %以下、最も好ましくは 1 %以下である。原板凸部の微細結晶形状を残存させるためには、種々の操業条件の最適化が要求されるが、もっとも重要であるのは、めっき後薄膜一次防鯖被覆層が施されるまでの間に金属ロールによる強い圧下が成されないようにすることである。ロールが捲きつけロールであれば圧下力は小さく圧潰は生じないが、ロールと鋼板が線接触で接するピンチロールの場合には、圧下力の上限制御が必要となる。その際に、めっき層のビッカース硬度によって圧潰が生じないための上限が異なってくるが、めっき層の硬度は、電解条件や浴中の不純物濃度によって容易に変化することから、一律に金属ロールの圧下力を規定することは有効でない。本発明者らは、ロール圧下力の上限許容値を詳細に検討した結果、圧下力の上限を規定する関係式を見出した。すなわち、ロール l mm長さあたりの圧下力 F (N /mm² ) と J I S Z 2 2 4 4で測定されるめつき層のマイクロピツカ一ス硬度 MH vとするとき、次式であらわせる。

F < 9.8065MH v X (R² - （R— h X 1 0 - ³) ² ) 。· ⁵ 式（ 1 ) ここで、 Rはロール半径（mm) 、 hはめつき鋼板の R pの値（ m) とする。

Fが式（ 1 ) の右辺の値より大きくなると、めっき層は圧潰してしまい好ましくない。右辺の値より小さければ、本発明で規定する凸部の形状を維持することが可能となる。式（ 1 ) において、純亜鉛めつきの標準的な MH vを 5 0、ピンチロールの半径を 1 0 0 m m、めっき鋼板の R pを Ι Ο ΠΙとすると、右辺は 6 9 3 となる。一方、標準的なピンチロールの圧下力は、 1 0 0 0〜 3 0 0 0 (Ν/ mm²) 程度であるので、通常の操業条件では圧下力が右辺より大きな値となってしまい圧潰が生じてしまう。そこで、本発明で見出した式（ 1 ) を満たすようなロール圧下力に制御することが必要となる。

薄膜一次防鲭皮膜は、導電性と耐食性を両立させる膜厚に設定することが重要であり、 J I S B 0 6 5 1 による R aが小さい原板ほど最適な膜厚は薄くすることが可能である。その値は特定することは出来ない力、 R aが 0. 3 mの時には最低でも 0. 2 ^ m が必要で、一方 R aが 2. の時には最大でも 5. O ^ mあればよい。従って下限上限膜厚をそれぞれ 0. 2 ΠΙと 5. O ^mとした。但し、その最適値は、原板形状、凸部の微細結晶の粗度 R a、 R p、塗料種等の複数の因子の影響を受けるため色々な場合がある薄膜一次防鲭層の種類は、水性の各種樹脂、例えばアクリル系、ォレフィン系、ウレタン系、スチレン系、フエノール系、ポリエステル系等いずれでもよく、また溶剤系のエポキシ系などでも良い。あるいは、無機系のシリカ系、水ガラス系、金属塩系（ Z r、 T i 、 C e、 M o、 M n酸化物系）でもよい。さらには有機無機複合のシランカップリング剤系でも良い。皮膜には、耐食性向上、耐黒変性向上を目的として、リン酸、インヒビ夕一成分、 C o、 N i等の金属を添加しても良い。

薄膜一次防鲭皮膜のみの一層処理で十分な性能を発現するが、さらに下地処理としてクロメートフリー下地処理を施すと、耐食性、塗膜密着性等の皮膜性能が一段と向上し望ましい。クロメートフリ一下地処理剤としては、酸化 Z r、酸化 T i 、酸化 S i 、酸化 C e 、りん酸塩、シランカップリング剤などを選択可能である。付着量は 0. 0 0 1 g Zm²以下では十分な性能を得ることが出来ず、 0 . 5 g Zm²を超えると効果が飽和し密着力が返って減少するなどの弊害が顕在化する。実施例

次に、実施例をもとに本発明をより詳細に説明する。

電気亜鉛めつき鋼板は、次の条件で作製した。原板は、板厚 0. 8 mmの冷延鋼板を用いた。この原板の表面粗度は、連続焼鈍後のスキンパスミルで使用する圧延ロールのロール粗度を変えることで調整した。ロール粗度は、放電ダル法で付与した。この原板を電気亜鉛めつき設備を用いて電気亜鉛めつきを行った。電気亜鉛めつきは、酸性の硫酸亜鉛浴で電流密度は 5 0〜 1 0 O AZ d m²、ラインスピードは毎分 5 0〜 1 2 0 mであった。

溶融亜鉛めつき鋼板は、次の条件で作製した。原板は、板厚 0. 8 mmの冷延鋼板を用いた。この原板を溶融亜鉛めつき設備を用いて溶融亜鉛めつきした。亜鉛浴は、 Z n — 0. 2重量％ A 1 で浴温 4 6 0でであった。水素-窒素還元雰囲気で 8 0 0でまで還元処理した原板を板温 4 8 0 °Cまで冷却した後浴に浸漬した。浸漬後 2秒後に取り出し、窒素ガスでワイビングしてめっき付着量を制御した。ラインスピードは毎分 1 0 0 mであった。めっき後インラインの調質圧延機で表面に粗度を付与した。

めっき表面形状の測定は、 J I S B 0 6 5 1 に従った。用いた装置は、触針式表面粗さ測定機の東京精密株式会社製サーフコム 1 4 0 O Aである。また微小領域の粗度は、エリオニクス株式会社製フィールドェミッション電子線三次元粗さ解析装置（ E R A— 8 9 0 0 F E ) を用いて測定した。

めっき後塗装セクションまでの金属ロールの圧下力を開放から 30 OON/mmまで変化させて原板凸部の圧潰状態を変化させた。薄膜一次防鲭皮膜は、ロールコ一夕一で膜厚 0. 1 からとなるように塗布し、乾燥炉で板温が 1 5 0 °Cとなるよう焼き付けた。樹脂系被覆用には、純水にポリオレフイン樹脂（「ハイテック S- 7024」東邦化学株式会社製）を樹脂固形分濃度が 2 0重量％となるように添加し、さらにリン酸アンモニゥムをリン酸イオン濃度で 1 g ZL となるように溶かし、水分散性シリカ（「スノーテックス N」日産化学株式会社製) を 2 5 g ZL添加し、一次防鲭被覆剤を得た。一方、無機樹脂系被覆用には、日本パーカライジング株式会社製「 C T— E 3 0 0 N」を用いた。無機系被覆用には、純水にジルコンフッ化水素酸を 5 0重量％、シランカップリング剤を 5 0重量％添加し、リン酸で p Hを 3. 0に調整した一次防鑌被覆剤を用いた。

得られた試験片の耐食性は、 J I S Z 2 3 7 1の塩水噴霧試験法で 7 2時間腐食させ、表面の白鲭発生面積率で判断した。白鐯発生が 1 %以下は評価を A、 5 %以下は B、 5 %より多い場合は C とし、 A， Bは合格、 Cは不合格とした。導電性の測定は、三菱化学株式会社製 L O R E S TA E P型で行った。接触子は E S P夕イブ（ 4探針式）で接触子先端は直径 2 mmで端子間距離は 5 mm とした。接触子荷重 1. 5 N 本、試験電流 1 0 0 mAで、 2 0回異なる位置で測定し表面抵抗が 1 ιηΩ以下で通電する回数から判断した。 2 0回通電した場合は評価を Α、 1 0回以上 1 9回通電した場合は Β、 9回以下の場合は Cとし、 A, Βは合格、 Cは不合格とした。

表 1 にめつき層表面性状、微小領域めつき層表面性状、表 2にめつき層、薄膜一次防鲭被覆層についてのデータを示す。実施例 1〜 3 9が本発明材の例である。

表 3に S S Τ 7 2時間後の耐食性評価結果と表面導電性評価結果をまとめた。実施例 1〜 3 9はいずれの水準においても耐食性、導電性共に良好で両者の性能が両立しており、一方、比較例 1〜 1 0 は、耐食性か導電性のどちらかが不良で両者の性能が両立していない表 1

表 3

産業上の利用可能性

本発明の亜鉛系めつき鋼板は、導電性と耐食性に優れた表面処理鋼板として利用することが出来る。特に表面導電性が要求される、複写機、ファクシミリ等の〇 A機器の機体やパソコンケース、 A V 機器などアースを必要とする用途への適用が出来る。

Claims

請求の範囲

1. J I S B 0 6 5 1で定義される触針式表面粗さ測定機で得られる、 J I S B 0 6 0 1で定義される亜鉛めつき層表面の算術平均粗さ R aが 0. 3 m以上 2. O ^ m以下、最大山高さ R pが 4. 以上 2 0. 以下である亜鉛系めつき鋼板において、 R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 ； mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）が、触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 %め高さの部分の評価長さ 2 0 / mの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）に対して 7 0 %以上であることを特徴とする、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

2. 触針式表面粗さ測定機で得られる J I S B 0 6 0 1で定義される R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）が、触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 %の高さの部分の評価長さ 2 0 /xmの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）の 7 0 %未満である部分の面積が亜鉛めつき表面積全体に対して 5 %以下であることを特徴とする、請求項 1 に記載の薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

3. 触針式表面粗さ測定機で得られる J I S B 0 6 0 1で定義される R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 Q mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）が 0. 0 3 111以上 1. 0 m以下であることを特徴とする請求項 1 または 2に記載の薄膜一次防鑌被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板。

4. 薄膜一次防鲭被覆層の平均膜厚さが 0. 2 ; m以上 5. 0 n m以下であることを特徴とする請求項 1から 3までのいずれか 1項に記載の薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつさ鋼 1¾。

5. 鋼板に亜鉛系めつきを施し、次いで薄膜一次防鲭皮膜層を形成して製造される亜鉛系めつき鋼板であり、 J I S B 0 6 5 1 で定義される触針式表面粗さ測定機で得られる、 J I S B 0 6 0 1で定義される亜鉛めつき層表面の算術平均粗さ R aが 0. 3 a m以上 2. 0 11 以下、最大山高さ 1¾ が4. O ^ m以上 2 0. 0 m以下である亜鉛系めつき鋼板であって、 R pの 8 0 %以上の山部の評価長さ 2 0 i mの範囲を電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (山）力触針式表面粗度測定機で得られる平均線を中心として ± 2 0 %の高さの部分の評価長さ 2 0 mの範囲の電子線三次元粗さ解析装置で測定して得られる算術平均粗さ R a (平均）に対して 7 0 %以上である、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板を製造する方法であつて、鋼板に亜鉛めつき層を形成してから薄膜一次防鲭被覆層を形成するまでの間、搬送される鋼板に接触するピンチロールによりめつき表面に加わるロール l mm長さあたりの圧下力 F (N /mm² ) と J I S Z 2 2 4 4で測定されるめつき層のマイクロビッカース硬度 MH vとの間に下記の式（ 1 ) を満足する関係が成立するよう、圧下力を制御することを特徴とする、薄膜一次防鲭被覆層付与後の表面導電性に優れた亜鉛系めつき鋼板の製造方法。

F < 9.8065MH v X ( R ² - (R _ h x i 0 _³) ² ) ^{0 5} 式（ 1 ) ここで、 Rはロール半径（mm) 、 hはめつき鋼板の R pの値 i n m) とする。