JP5837245B1 - 化成処理鋼板およびその製造方法ならびに化成処理液 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]鋼板および前記鋼板の表面に配置されためっき層を有するめっき鋼板と、前記めっき層の表面に配置された化成処理皮膜と、を有する化成処理鋼板であって、前記めっき層は、0.05〜60質量%のアルミニウムと、0.5〜4.0質量%のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、前記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対する前記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で3.0質量%以上であり、前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、前記化成処理皮膜における前記金属フレークの含有量は、20質量%超60質量%以下である、化成処理鋼板。
[2]前記金属フレークは、アルミニウムフレーク、アルミニウム合金フレークおよびステンレス鋼フレークからなる群から選ばれる一以上である、[1]に記載の化成処理鋼板。
[3]前記化成処理皮膜の膜厚は、0.5〜10μmである、[1]または[2]に記載の化成処理鋼板。
[4]前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、900質量部以下である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[5]前記化成処理成分は、Ti、ZrおよびHfからなる群から選ばれる一以上を含む4A金属化合物を含み、前記化成処理皮膜における前記4A金属化合物の含有量は、前記化成処理皮膜に対して4A金属換算で0.005〜5質量%である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[6]前記化成処理成分は、モリブデン酸塩およびバルブメタル化合物の一方または両方を含み、前記バルブメタル化合物は、VおよびNbの一方または両方を含む化合物である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[7]前記化成処理皮膜は、シランカップリング剤およびリン酸塩の一方または両方をさらに含有する、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[8]前記めっき鋼板は、リン酸化合物またはバルブメタル成分によって下地処理されており、前記バルブメタル成分は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、およびWからなる群から選ばれる一以上を含む成分である、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[9]前記化成処理皮膜は、顔料をさらに含有する、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[10]前記化成処理皮膜は、ワックスをさらに含有する、[1]〜[9]のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
[11]めっき鋼板のめっき層に化成処理液を塗布し、塗布された化成処理液を乾燥させて化成処理鋼板を製造する、化成処理鋼板の製造方法であって、前記めっき層は、0.05〜60質量%のアルミニウムと、0.5〜4.0質量%のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、前記化成処理液は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理前成分を含有し、前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、前記化成処理液における前記フッ素樹脂の含有量は、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対してフッ素原子換算で3.0質量%以上であり、前記化成処理液における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、前記化成処理液における前記金属フレークの含有量は、固形分に対して20質量%超60質量%以下である、化成処理鋼板の製造方法。
[12]前記化成処理液は、前記フッ素樹脂のエマルションおよび前記基材樹脂のエマルションを含有し、前記フッ素樹脂のエマルションの粒子径は、10〜300nmであり、前記基材樹脂のエマルションの粒子径は、10〜100nmである、[11]に記載の化成処理鋼板の製造方法。
[13]前記化成処理液を塗布する前に、前記めっき鋼板をリン酸化合物またはバルブメタル成分で下地処理する工程をさらに含み、前記バルブメタル成分は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、およびWからなる群から選ばれる一以上を含む成分である、[11]または[12]に記載の化成処理鋼板の製造方法。
[14]フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理前成分を含有する化成処理液であって、前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、前記化成処理液における前記フッ素樹脂の含有量は、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対してフッ素原子換算で3.0質量%以上であり、前記化成処理液における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、前記化成処理液における前記金属フレークの含有量は、固形分に対して20質量%超60質量%以下である、化成処理液。
[15]前記化成処理液は、前記フッ素樹脂のエマルションおよび前記基材樹脂のエマルションを含有し、前記フッ素樹脂のエマルションの粒子径は、10〜300nmであり、前記基材樹脂のエマルションの粒子径は、10〜100nmである、[14]に記載の化成処理液。
本実施の形態に係る化成処理鋼板は、めっき鋼板の表面に配置された化成処理皮膜、を有する。以下、本実施の形態に係る化成処理鋼板の各構成要素について説明する。
上記めっき鋼板の種類は、特に限定されない。当該めっき鋼板は、鋼板とめっき層とを有する。耐食性および意匠性の観点から、当該めっき層は、0.05〜60質量%のアルミニウムと、0.5〜4.0質量%のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されている。上記めっき鋼板の厚さは、化成処理鋼板の用途に応じて適宜に決めることができ、例えば0.2〜6mmである。上記めっき鋼板は、例えば、平板でもよいし、波板でもよく、めっき鋼板の平面形状は、矩形でもよいし、矩形以外の形状であってもよい。
上記化成処理皮膜は、上記めっき鋼板および後述の化成処理皮膜から本質的に構成される。したがって、上記めっき鋼板は、当該化成処理皮膜以外の皮膜を有さなくてもよいが、リン酸化合物またはバルブメタルによって下地処理されていてもよい。すなわち、上記めっき鋼板は、後述の化成処理成分がめっき層の表面に作用する範囲において、リン酸化合物またはバルブメタル成分を含む下地処理皮膜を、めっき鋼板と化成処理皮膜との間にさらに有していてもよい。当該下地処理皮膜は、上記めっき鋼板の、化成処理皮膜が形成されるべき表面の処理により付着した成分の層である。当該下地処理皮膜は、化成処理鋼板の耐食性を向上させる観点、および、化成処理鋼板の光沢を下げる観点、から好ましい。
上記化成処理皮膜は、上記めっき鋼板の表面処理により付着した成分の層であり、上記めっき層の表面と後述の化成処理液中の化成処理前成分との反応の反応生成物(化成処理成分)を含む層である。上記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有する。
上記化成処理鋼板は、上記めっき鋼板に化成処理液を塗布し、塗布された化成処理液を乾燥させることによって製造することが可能である。
化成処理鋼板10は、鋼板11および化成処理皮膜12を有する。鋼板11の表面には、めっき層17が配置されており、めっき層17の表面に化成処理皮膜12が配置されている。めっき層17は、例えば、アルミニウムおよびマグネシウムを含む亜鉛合金で構成されている。化成処理皮膜12は、不図示の上記フッ素樹脂および上記基材樹脂によって層状に構成されており、化成処理皮膜12の膜厚は、例えば1〜4μmである。化成処理皮膜12は、金属フレーク13、ワックス14、4A金属化合物15およびシランカップリング剤16を含んでいる。
板厚0.8mmのSPCCを基材として、溶融Zn−6質量%Al−3質量%Mg合金めっき鋼板(以下、「めっき鋼板A」とも言う)を作製した。めっき鋼板Aにおけるめっき付着量は、45g/m2である。
(材料の準備)
以下の材料を用意した。
「フッ素樹脂エマルション」は、フッ素系樹脂(Tg:−35〜25℃、最低成膜温度(MFT):10℃、FR)の水系エマルションであり、当該フッ素樹脂エマルションの固形分濃度は40質量%であり、フッ素樹脂中のフッ素原子の含有量は25質量%であり、エマルションの平均粒径は150nmである。
アルミニウムフレークには、東洋アルミニウム株式会社製の「WXM−U75C」を用意した。アルミニウムフレークの平均粒径は18μmであり、平均厚さは0.2μmである。
チタン化合物(Ti)には、「H2TiF6(40%水溶液)」を用意した。H2TiF6(40%)中のTi原子の含有量は11.68質量%である。
ワックスには、東邦化学工業株式会社製の「ハイテック」を用意した。当該ワックスの融点は120℃である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物および水を適量混合し、化成処理液1を得た。化成処理液1中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、10質量部である。化成処理液1における、化成処理液中のフッ素樹脂100質量部に対するフッ素樹脂以外の樹脂の含有量(「基材含有量」とも言う)は、10質量部である。また、化成処理液1における、化成処理液中の全有機樹脂(フッ素樹脂および基材樹脂の総量)中のフッ素原子の含有量(「F量」とも言う)は、22.7質量%である。さらに、化成処理液1における、化成処理液中の固形分中の金属フレークの含有量(「フレーク含有量」とも言う。)は、25質量%である。また、化成処理液1中のチタン化合物の含有量は、Ti原子換算で化成処理液中の固形分中の0.05質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、リン酸化合物および水を適量混合し、化成処理液2を得た。化成処理液2中、フッ素樹脂100質量部に対し、ポリエステルの含有量は、100質量部であり、チタン化合物の含有量は、金属Ti換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%であり、リン酸化合物の含有量は、P換算で化成処理液中の固形分中の0.6質量%である。化成処理液2における基材含有量は、100質量部である。化成処理液2におけるフッ素原子の含有量は、12.5質量%である。化成処理液2におけるフレーク含有量は、40質量%である。
リン酸化合物を添加せず、チタン化合物に代えてジルコニウム化合物を添加し、アルミニウムフレークの添加量を変え、レオロジーコントロール剤を添加した以外は化成処理液2と同様にして、化成処理液3を得た。化成処理液3における基材含有量は、100質量部である。化成処理液3におけるフッ素原子の含有量は、12.5質量%である。化成処理液3におけるフレーク含有量は、60質量%であり、レオロジーコントロール剤の含有量は0.5質量%である。
アルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物に代えてバナジウム化合物を添加し、顔料Cを添加した以外は化成処理液3と同様にして、化成処理液4を得た。化成処理液4における基材含有量は、100質量部である。化成処理液4におけるフッ素原子の含有量は、12.5質量%である。化成処理液4におけるフレーク含有量は、30質量%である。顔料Cの含有量は、化成処理液中の固形分中の0.5質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、ワックスおよび水を適量混合し、化成処理液5を得た。化成処理液5中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、100質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の2.0質量%である。化成処理液5における基材含有量は、175質量部である。化成処理液5におけるフッ素原子の含有量は、9.1質量%である。化成処理液5におけるフレーク含有量は、30質量%である。また、化成処理液5中のチタン化合物の含有量は、Ti原子換算で化成処理液中の固形分中の0.05質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、ワックス、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液6を得た。化成処理液6中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、300質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびエポキシ樹脂の含有量は、いずれも100質量部であり、ポリオレフィンの含有量は50質量部である。ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の2.0質量%であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で、化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。化成処理液6における基材含有量は、650質量部である。化成処理液6におけるフッ素原子の含有量は、3.3質量%である。化成処理液6におけるフレーク含有量は、25質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、ワックス、ジルコニウム化合物、リン酸化合物、シランカップリング剤、レオロジーコントロール剤および水を適量混合し、化成処理液7を得た。化成処理液7中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂の含有量は、いずれも150質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の2.5質量%であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で、化成処理液中の固形分中の1.00質量%であり、リン酸化合物の含有量は、化成処理液中の固形分中のP換算で0.6質量%であり、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の1.5質量%であり、レオロジーコントロール剤の含有量は0.5質量%である。化成処理液7における基材含有量は、300質量部である。化成処理液7におけるフッ素原子の含有量は、6.3質量%である。化成処理液7におけるフレーク含有量は、30質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、リン酸化合物、シランカップリング剤および水を適量混合し、化成処理液8を得た。化成処理液8中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部であり、チタン化合物の含有量は、Ti原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%であり、リン酸化合物の含有量は、P換算で化成処理液中の固形分中の0.6質量%であり、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の1.5質量%である。化成処理液8における基材含有量は、100質量部である。化成処理液8におけるフッ素原子の含有量は、12.5質量%である。化成処理液8におけるフレーク含有量は、30質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、ステンレス鋼フレーク、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液9を得た。化成処理液9中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、50質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で化成処理液中の固形分中の0.50質量%である。化成処理液9における基材含有量は、125質量部である。化成処理液9におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液9におけるフレーク含有量は、30質量%である。
ステンレス鋼フレークに代えてアルミニウムフレークを適量用い、ジルコニウム化合物の添加量を変え、顔料A(シリカ)を適量用いた以外は、化成処理液9と同様にして、化成処理液10を得た。化成処理液10中、フッ素樹脂100質量部に対し、顔料Aの含有量は、化成処理液中の固形分中の0.5質量%である。化成処理液10における基材含有量は、125質量部である。化成処理液10におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液10におけるフレーク含有量は、21質量%である。また、化成処理液10中のジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
ウレタン樹脂エマルションおよびアルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物に代えてチタン化合物を用い、顔料Aに代えて顔料B(カーボンブラック)を適量用いた以外は、化成処理液10と同様にして、化成処理液11を得た。化成処理液11中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、20質量部であり、顔料Bの含有量は、化成処理液中の固形分中の0.2質量%である。化成処理液11における基材含有量は、95質量部である。化成処理液11におけるフッ素原子の含有量は、12.8質量%である。化成処理液11におけるフレーク含有量は、25質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、ステンレス鋼フレーク、モリブデン酸化合物、顔料C(有機顔料)および水を適量混合し、化成処理液12を得た。化成処理液12中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、50質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびエポキシ樹脂の含有量は、いずれも25質量部であり、モリブデン酸化合物の含有量は、Mo原子換算で化成処理液中の固形分中の0.01質量%であり、顔料C含有量は、化成処理液中の固形分中の0.5質量%である。化成処理液12における基材含有量は、125質量部である。化成処理液12におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液12におけるフレーク含有量は、50質量%である。アルミニウムフレークの含有量が30質量%であり、ステンレス鋼フレークの含有量が20質量%である。
アクリル樹脂エマルションに代えてポリオレフィンエマルションを用い、ステンレス鋼フレークの添加量を変え、モリブデン酸化合物の添加量を変え、添加剤にワックスを適量用いた以外は、化成処理液12と同様にして、化成処理液13を得た。化成処理液13中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、50質量部であり、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の2.0質量%である。化成処理液13における基材含有量は、125質量部である。化成処理液13におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液13におけるフレーク含有量は、35質量%である。アルミニウムフレークの含有量が30質量%であり、ステンレス鋼フレークの含有量が5質量%である。また、化成処理液13中のモリブデン化合物の含有量は、Mo原子換算で化成処理液中の固形分中の2.00質量%である。
ステンレス鋼フレークに代えてアルミニウムフレークを用い、ジルコニウム化合物に代えてバナジウム化合物を適量用い、さらにシリカカップリング剤を適量用いた以外は、化成処理液9と同様にして、化成処理液14を得た。化成処理液14中、フッ素樹脂100質量部に対し、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の1.5質量%である。化成処理液14における基材含有量は、125質量部である。化成処理液14におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液14におけるフレーク含有量は、30質量%である。また、化成処理液14中のバナジウム化合物の含有量は、V原子換算で化成処理液中の固形分中の3.00質量%である。
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、顔料A、顔料Cおよび水を適量混合し、化成処理液15を得た。化成処理液15中、フッ素樹脂100質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、50質量部であり、アクリル樹脂およびポリエステルの含有量は、いずれも25質量部であり、エポキシ樹脂の含有量は、10質量部であり、ポリオレフィンの含有量は、15質量部であり、顔料Aおよび顔料Cの含有量は、いずれも、化成処理液中の固形分中のそれぞれ0.5質量%である。化成処理液15における基材含有量は、125質量部である。化成処理液15におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液15におけるフレーク含有量は、25質量%である。また、化成処理液15中のチタン化合物の含有量は、Ti原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
アルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物の添加量を変え、顔料Aを添加しない以外は、化成処理液10と同様にして、化成処理液16を得た。化成処理液16における基材含有量は、125質量部である。化成処理液16におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液16におけるフレーク含有量は、25質量%である。また、化成処理液16中のジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で化成処理液中の固形分中の0.50質量%である。
バナジウム化合物に代えてチタン化合物を用い、ポリエステルエマルションおよび顔料Cを添加しない以外は、化成処理液4と同様にして、化成処理液17を得た。化成処理液17における基材含有量は、0質量部である。化成処理液17におけるフッ素原子の含有量は、25.0質量%である。化成処理液17におけるフレーク含有量は、30質量%である。
ウレタン樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液18を得た。化成処理液18中、ウレタン樹脂50質量部に対し、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部である。化成処理液18における基材含有量は、100質量部である。化成処理液18におけるフッ素原子の含有量は、0質量%である。化成処理液18におけるフレーク含有量は、30質量%である。また、化成処理液18中のジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、バナジウム化合物および水を適量混合し、化成処理液19を得た。化成処理液19中、アクリル樹脂25質量部に対し、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも25質量部である。化成処理液19における基材含有量は、100質量部である。化成処理液19におけるフッ素原子の含有量は、0質量%である。化成処理液19におけるフレーク含有量は、30質量%である。また、化成処理液19中のバナジウム化合物の含有量は、V原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
ジルコニウム化合物に代えてチタン化合物を適量用い、アルミニウムフレークの添加量を変えた以外は、化成処理液16と同様にして、化成処理液20を得た。化成処理液20における基材含有量は、125質量部である。化成処理液20におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液20におけるフレーク含有量は、5質量%である。また、化成処理液20中のチタン化合物の含有量は、Ti原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
ジルコニウム化合物の添加量およびアルミニウムフレークの添加量を変えた以外は、化成処理液16と同様にして、化成処理液21を得た。化成処理液21における基材含有量は、125質量部である。化成処理液21におけるフッ素原子の含有量は、11.1質量%である。化成処理液21におけるフレーク含有量は、65質量%である。また、化成処理液21中のジルコニウム化合物の含有量は、Zr原子換算で化成処理液中の固形分中の0.20質量%である。
めっき鋼板Aに化成処理液1を塗布し、到達板温140℃で加熱乾燥して、膜厚2.0μmの化成処理皮膜を形成した。こうして、前述した化成処理液1における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量およびチタン化合物の含有量でこれらを有する化成処理鋼板1を得た。
化成処理液の種類、乾燥温度および膜厚を下記表3に示すように変更した以外は、化成処理鋼板1と同様にして、化成処理鋼板2〜20を得た。化成処理鋼板2〜20は、それぞれ、前述した化成処理液2〜16のうちの対応する化成処理液における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
リン酸塩による下地処理を施しためっき鋼板Aを用い、化成処理液の種類および膜厚を下記表3に示すように変更した以外は、化成処理鋼板1と同様にして、化成処理鋼板21を得た。化成処理鋼板21は、前述した化成処理液16における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分の含有量でこれらを有している。
バルブメタルによる下地処理を施しためっき鋼板Aを用い、化成処理液の種類および膜厚を下記表3に示すように変更した以外は、化成処理鋼板1と同様にして、化成処理鋼板22を得た。化成処理鋼板22は、前述した化成処理液16における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分の含有量でこれらを有している。
下記表3に示すように、化成処理液16を化成処理液3に変更し、膜厚を1μmから0.5μmに変更した以外は化成処理鋼板21、22と同様にして、化成処理鋼板23、24をそれぞれ得た。化成処理鋼板23、24は、それぞれ、前述した化成処理液3における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分の含有量でこれらを有している。
下記表3に示すように、化成処理液16を化成処理液10に変更した以外は化成処理鋼板21、22と同様にして、化成処理鋼板25、26をそれぞれ得た。化成処理鋼板25、26は、それぞれ、前述した化成処理液10における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分の含有量でこれらを有している。
化成処理液の種類および膜厚を下記表3に示すように変更した以外は、化成処理鋼板1と同様にして、化成処理鋼板C1〜C5を得た。化成処理鋼板C1〜C5は、それぞれ、前述した化成処理液17〜21における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分の含有量でこれらを有している。
(1)光沢
化成処理鋼板1〜26およびC1〜C5のそれぞれにおける化成処理皮膜側の表面の60°鏡面光沢度(G60)を、JIS Z8741で規定されている「鏡面光沢度−測定方法」に準拠し、株式会社村上色彩技術研究所製の光沢計、GMX−203を用いて測定し、以下の基準により評価した。「A」または「B」を合格とし、「C」または「D」を不合格とする。
A:60°鏡面光沢度が60以下
B:60°鏡面光沢度が60超150以下
C:60°鏡面光沢度が150超250以下
D:60°鏡面光沢度が250超
化成処理鋼板1〜26およびC1〜C5のそれぞれから切り出した試験片を、化成処理皮膜を外側に4t曲げし、化成処理皮膜における曲げられた部分にセロハンテープ剥離試験を行い、当該曲げられた部分の単位面積当たりの、化成処理皮膜の剥離した部分の面積の割合(皮膜剥離面積率、PA)を求め、以下の基準により評価した。「A」または「B」を合格とし、「C」または「D」を不合格とする。
A:皮膜剥離面積率が5%以下
B:皮膜剥離面積率が5%超10%以下
C:皮膜剥離面積率が10%超50%以下
D:皮膜剥離面積率が50%超
化成処理鋼板1〜26およびC1〜C5のそれぞれから切り出した試験片の端面をシールし、JIS Z2371で規定されている「塩水噴霧試験方法」に準拠して、35℃の5%NaCl水溶液を当該試験片の化成処理皮膜側の表面に240時間噴霧し、当該表面に発生した白錆の面積率(白錆発生面積率、WR)を求め、以下の基準により評価した。「A」または「B」を合格とし、「C」または「D」を不合格とする。
A:白錆発生面積率が5%以下
B:白錆発生面積率が5%超10%以下
C:白錆発生面積率が10%超40%以下
D:白錆発生面積率が40%超
化成処理鋼板1〜26およびC1〜C5のそれぞれから切り出した試験片における化成処理皮膜側の表面に、人工汗液(アルカリ性)を100μL滴下し、ゴム栓にて押印後、当該試験片を、槽内環境が70℃、95%RHの恒温恒湿槽内に240時間静置し、当該試験片の押印部とそれ以外の明度差(ΔL*)を測定し、以下の基準により評価した。「A」または「B」を合格とし、「C」または「D」を不合格とする。
A:明度差が1以下
B:明度差が1を超え2以下
C:明度差が2を超え5以下
D:明度差が5超
化成処理鋼板1〜26およびC1〜C5のそれぞれから切り出した試験片における化成処理皮膜側の表面に、JIS K5600−7−7:2008に規定されているキセノンランプ法に準拠して、キセノンアーク灯の光を120分間照射する間に18分間水を噴射する工程を1サイクル(2時間)とし、この工程を400サイクル繰り返し、当該試験片の上記表面における60°光沢度を株式会社村上色彩技術研究所製の光沢計、GMX−203を用いて測定し、400サイクル前後の当該試験片の光沢保持率(50サイクル前における試験片の光沢度に対する400サイクル後における試験片の光沢度の割合、RG60)を求め、以下の基準により評価した。「A」または「B」を合格とし、「C」または「D」を不合格とする。
A:光沢保持率が90%以上
B:光沢保持率が90%未満80%以上
C:光沢保持率が80%未満60%以上
D:光沢保持率が60%未満
板厚0.8mmのSPCCを基材として、めっき合金中のZn、AlおよびMgの含有量を表5に示すように変更し、まためっき付着量を表5に示すように変更した以外はめっき鋼板Aと同様にして、溶融Zn−Al−Mg合金めっき鋼板であるめっき鋼板B〜Eをそれぞれ作製した。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに化成処理液2、4、7および14のそれぞれを塗布し、到達板温140℃で加熱乾燥して、膜厚2.0μmの化成処理皮膜を形成した。こうして、化成処理鋼板27〜30をそれぞれ得た。また、めっき鋼板Bに化成処理液15を塗布し、到達板温140℃で加熱乾燥して、膜厚3.0μmの化成処理皮膜を形成した。こうして、化成処理鋼板31を得た。化成処理鋼板27〜31は、それぞれ、前述した化成処理液2、4、7、14および15における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板Cを用いる以外は化成処理鋼板27〜31と同様にして、化成処理鋼板32〜36をそれぞれ得た。化成処理鋼板32〜36は、それぞれ、前述した化成処理液2、4、7、14および15における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板Dを用いる以外は化成処理鋼板27〜31と同様にして、化成処理鋼板37〜41をそれぞれ得た。化成処理鋼板37〜41は、それぞれ、前述した化成処理液2、4、7、14および15における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板Eを用いる以外は化成処理鋼板27〜31と同様にして、化成処理鋼板42〜46をそれぞれ得た。化成処理鋼板42〜46は、それぞれ、前述した化成処理液2、4、7、14および15における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、化成処理液15に代えて化成処理液18、20をそれぞれ用いる以外は化成処理鋼板31と同様にして、化成処理鋼板C6、C7をそれぞれ得た。化成処理鋼板C6、C7は、それぞれ、前述した化成処理液18、20における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板C〜Eのそれぞれを用いる以外は化成処理鋼板C6、C7と同様にして、化成処理鋼板C8〜C13をそれぞれ得た。化成処理鋼板C8およびC9、C10およびC11ならびにC12およびC13は、それぞれ、前述した化成処理液18および20における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板F、Gのそれぞれを用いる以外は化成処理鋼板C6、C7と同様にして、化成処理鋼板C14〜C17をそれぞれ得た。また、下記表6に示されるように、めっき鋼板Bに代えてめっき鋼板F、Gのそれぞれを用いる以外は化成処理鋼板27と同様にして、化成処理鋼板C18、C19をそれぞれ得た。化成処理鋼板C14およびC15ならびにC16およびC17は、それぞれ、前述した化成処理液18および20における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。また、化成処理鋼板C18およびC19は、それぞれ、前述した化成処理液2における基材含有量、フッ素原子の含有量、フレーク含有量および化成処理成分などの含有量でこれらを有している。
11 鋼板
12 化成処理皮膜
13 金属フレーク
14 ワックス
15 4A金属化合物
16 シランカップリング剤
17 めっき層
Claims (13)
- 鋼板および前記鋼板の表面に配置されためっき層を有するめっき鋼板と、前記めっき層の表面に配置された化成処理皮膜と、を有する化成処理鋼板であって、
前記めっき層は、0.05〜60質量%のアルミニウムと、0.5〜4.0質量%のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、
前記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、
前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、
前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対する前記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で3.0質量%以上であり、
前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、
前記化成処理皮膜における前記金属フレークの含有量は、20質量%超60質量%以下であり、
前記金属フレークの金属材料は、アルミニウムおよびその合金、鉄およびその合金、銅およびその合金、銀、ニッケルおよびチタンからなる群から選ばれる一以上の金属材料であり、
前記化成処理成分は、4A金属化合物、モリブデン酸塩およびバルブメタル化合物からなる群から選ばれる一以上であり、
前記4A金属化合物は、Ti、ZrおよびHfからなる群から選ばれる一以上を含む化合物であり、
前記バルブメタル化合物は、VおよびNbの一方または両方を含む化合物である、
化成処理鋼板。 - 前記化成処理皮膜の膜厚は、0.5〜10μmである、請求項1に記載の化成処理鋼板。
- 前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、900質量部以下である、請求項1または2に記載の化成処理鋼板。
- 前記化成処理皮膜における前記4A金属化合物の含有量は、前記化成処理皮膜に対して4A金属換算で0.005〜5.0質量%である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。 - 前記化成処理皮膜は、シランカップリング剤およびリン酸塩の一方または両方をさらに含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
- リン酸化合物またはバルブメタル成分を含む下地処理皮膜を前記めっき鋼板と前記化成処理皮膜との間にさらに有し、
前記リン酸化合物は、金属リン酸塩または複合リン酸塩であり、
前記バルブメタル成分は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、およびWからなる群から選ばれる一以上を含む酸化物、水酸化物またはフッ化物である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。 - 前記化成処理皮膜は、顔料をさらに含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
- 前記化成処理皮膜は、ワックスをさらに含有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の化成処理鋼板。
- めっき鋼板のめっき層に化成処理液を塗布し、塗布された化成処理液を乾燥させて化成処理鋼板を製造する、化成処理鋼板の製造方法であって、
前記めっき層は、0.05〜60質量%のアルミニウムと、0.5〜4.0質量%のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、
前記化成処理液は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理前成分を含有し、
前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、
前記化成処理液における前記フッ素樹脂の含有量は、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対してフッ素原子換算で3.0質量%以上であり、
前記化成処理液における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、
前記化成処理液における前記金属フレークの含有量は、固形分に対して20質量%超60質量%以下であり、
前記金属フレークの金属材料は、アルミニウムおよびその合金、鉄およびその合金、銅およびその合金、銀、ニッケルおよびチタンからなる群から選ばれる一以上の金属材料であり、
前記化成処理前成分は、化成処理成分、および、前記化成処理液中でまたは化成処理液の乾燥によって前記化成処理成分に変化する成分、の一方または両方であり、
前記化成処理成分は、4A金属化合物、モリブデン酸塩およびバルブメタル化合物からなる群から選ばれる一以上であり、
前記4A金属化合物は、Ti、ZrおよびHfからなる群から選ばれる一以上を含む化合物であり、
前記バルブメタル化合物は、VおよびNbの一方または両方を含む化合物である、
化成処理鋼板の製造方法。 - 前記化成処理液は、前記フッ素樹脂のエマルションおよび前記基材樹脂のエマルションを含有し、
前記フッ素樹脂のエマルションの粒子径は、10〜300nmであり、
前記基材樹脂のエマルションの粒子径は、10〜100nmである、
請求項9に記載の化成処理鋼板の製造方法。 - 前記化成処理液を塗布する前に、前記めっき鋼板をリン酸化合物またはバルブメタル成分で下地処理する工程をさらに含み、前記リン酸化合物は、金属リン酸塩または複合リン酸塩であり、前記バルブメタル成分は、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、およびWからなる群から選ばれる一以上を含む酸化物、水酸化物またはフッ化物である、請求項9または10に記載の化成処理鋼板の製造方法。
- フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理前成分を含有する化成処理液であって、
前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、
前記化成処理液における前記フッ素樹脂の含有量は、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対してフッ素原子換算で3.0質量%以上であり、
前記化成処理液における前記フッ素樹脂100質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、10質量部以上であり、
前記化成処理液における前記金属フレークの含有量は、固形分に対して20質量%超60質量%以下であり、
前記金属フレークの金属材料は、アルミニウムおよびその合金、鉄およびその合金、銅およびその合金、銀、ニッケルおよびチタンからなる群から選ばれる一以上の金属材料であり、
前記化成処理前成分は、化成処理成分、および、前記化成処理液中でまたは化成処理液の乾燥によって前記化成処理成分に変化する成分、の一方または両方であり、
前記化成処理成分は、4A金属化合物、モリブデン酸塩およびバルブメタル化合物からなる群から選ばれる一以上であり、
前記4A金属化合物は、Ti、ZrおよびHfからなる群から選ばれる一以上を含む化合物であり、
前記バルブメタル化合物は、VおよびNbの一方または両方を含む化合物である、
化成処理液。 - 前記化成処理液は、前記フッ素樹脂のエマルションおよび前記基材樹脂のエマルションを含有し、
前記フッ素樹脂のエマルションの粒子径は、10〜300nmであり、
前記基材樹脂のエマルションの粒子径は、10〜100nmである、
請求項12に記載の化成処理液。
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