(57)【要約】【課題】素地鋼板及び有機樹脂層の適正化を図ることにより、前記有機樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、亜鉛系めっき層を形成することなく、良好な耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を具える表面処理鋼板及びその製造方法を提供することにある。【解決手段】硝酸水溶液で酸洗処理した素地鋼板の少なくとも片面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有する膜厚が5μm以下の有機樹脂層を形成することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸水溶液で酸洗処理した素地鋼板の少なくとも片面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有する膜厚が5μm以下の有機樹脂層を形成することを特徴とする表面処理鋼板。
【請求項２】
前記リン酸系防錆顔料は、さらにMg又はZnを含有する請求項１記載の表面処理鋼板。
【請求項３】
前記リン酸系防錆顔料は、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩又はヘキサメタリン酸塩である請求項１又は２記載の表面処理鋼板。
【請求項４】
前記有機樹脂層は、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂又はウレタン系樹脂を含有する請求項１〜３のいずれか１項記載の表面処理鋼板。
【請求項５】
素地鋼板の少なくとも片面に対して、常温の5〜40mass％硝酸水溶液に30秒未満の間浸漬させる酸洗処理を施した後、水洗及び乾燥を施し、その後、前記素地鋼板の酸洗処理面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料及び有機樹脂を含有する塗料を塗布し、乾燥させて有機樹脂層を形成することを特徴とする表面処理鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に電気製品に用いられる表面処理鋼板であり、特に、亜鉛を含有するめっきを施すことなく、良好な耐食性を有することができる表面処理鋼板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型テレビ用パネル等の電気製品に用いられるプレコート鋼板（塗装鋼板）としては、例えば特許文献１に開示されているように、鋼板の表面にめっき層を形成し、該めっき層上に、直接又は化成皮膜を介して、所定の樹脂を含有する皮膜を形成してなる塗装鋼板が挙げられる。特許文献１の塗装鋼板は、前記めっき層や樹脂被膜の作用によって、良好な耐食性を実現することができる。
【０００３】
ここで、前記めっき層の種類としては、その用途によっても異なるが、良好な耐食性を有する点や、コストの点などから、亜鉛系のめっき層を設けた鋼板、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板又はアルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板等を用いるのが一般的である。しかしながら、かかる亜鉛系めっき層は、近年の亜鉛原料価格高騰のため、製品コストをアップさせること、および鋼板リサイクルの際にできるだけ鋼板成分以外の元素を排除したいという観点から、前記鋼板表面に亜鉛めっき層を形成しない表面処理鋼板が望まれている。
前記亜鉛系めっき層を設けない鋼材として、例えば特許文献２に、鋼材を脱脂処理工程と、酸化処理によって前記鋼材の表面を凹凸化する工程と、変性ポリオレフィン樹脂をコーティングする工程によって製造される鋼材が挙げられる。
【０００４】
しかしながら、特許文献２の鋼材のように、樹脂層（特許文献２では変性変性ポリオレフィン樹脂層）を厚く鋼材表面に形成することができるのであれば、一定の耐食性を有することは可能であるものの、家庭用電気製品等に用いる場合、十分な厚さの樹脂層を鋼板表面上に形成することが難しく、コストの点からも好ましくないことから、亜鉛系めっき層を形成しない限り、所望の耐食性を得ることができないと考えられている。加えて、特許文献２の鋼材に対して、前記樹脂層を貫いて素地鋼板の表面にまで達する傷がついた場合、必要な耐食性を得ることができないという問題もあった。
【特許文献１】特開２００７−１１９８５８号公報
【特許文献２】特開平３−８０９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、素地鋼板及び有機樹脂層の適正化を図ることにより、前記有機樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、亜鉛系めっき層を形成することなく、良好な耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を具える表面処理鋼板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、素地鋼板として硝酸水溶液で酸洗処理した鋼板を用い、その素地鋼板の酸洗処理面上に有機樹脂層を形成し、該有機樹脂層が、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有するようにすることで、前記酸洗処理及び前記有機樹脂層中の前記防錆顔料の作用によって、前記鋼板表面上に緻密な保護膜が形成され、前記鋼板の鋼素材が外部の腐食環境と直接接することを抑制できることから、前記有機樹脂層の膜厚が5μm以下と薄い場合であっても、鋼板表面に亜鉛系めっき層を形成することなく、良好な耐食性が得られるとともに、有機樹脂層破断時の耐食性についても得られることを見出した。
【０００７】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）硝酸水溶液で酸洗処理した素地鋼板の少なくとも片面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有する膜厚が5μm以下の有機樹脂層を形成することを特徴とする表面処理鋼板。
【０００８】
（２）前記リン酸系防錆顔料は、さらにMg又はZnを含有する上記（１）記載の表面処理鋼板。
【０００９】
（３）前記リン酸系防錆顔料は、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩又はヘキサメタリン酸塩である上記（１）又は（２）記載の表面処理鋼板。
【００１０】
（４）前記有機樹脂層は、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂又はウレタン系樹脂を含有する上記（１）、（２）又は（３）記載の表面処理鋼板。
【００１１】
（５）素地鋼板の少なくとも片面に対して、常温の5〜40mass％硝酸水溶液に30秒未満の間浸漬させる酸洗処理を施した後、水洗及び乾燥を施し、その後、鋼板の酸洗処理面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料及び有機樹脂を含有する塗料を塗布し、乾燥させて有機樹脂層を形成することを特徴とする表面処理鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、有機樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、亜鉛系めっき層を形成することなく、良好な耐食性及び前記有機樹脂層破談時の耐食性を具える表面処理鋼板及びその製造方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の構成と限定理由を説明する。
本発明に従う表面処理鋼板は、硝酸水溶液で酸洗処理した素地鋼板の少なくとも片面に、5μm以下の有機樹脂層を形成し、該有機樹脂層が、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有することを特徴とする表面処理鋼板である。
【００１４】
本発明の表面処理鋼板は、硝酸水溶液で酸洗処理を施した素地鋼板を用いることを特徴とする。硝酸水溶液で酸洗処理を施すことにより、素地鋼板表面に緻密な保護膜が形成される。なお、基板となる鋼板は、前記酸洗処理を施すことができる鋼板であれば特に限定はなく、用途に応じ適宜選択できる。
【００１５】
なお、前記鋼板の酸洗処理表面は、常温の硝酸水溶液（5〜40mass％）に、前記鋼板を30秒未満の間浸漬させた後、水洗し、乾燥させることにより形成することができる。ここで、前記硝酸水溶液の濃度を5〜40mass％としたのは、濃度が5mass％以上の場合、鋼板表面上に前記緻密な保護膜が形成され、耐食性が向上し、一方、濃度が40mass％以下とすると、前記鋼板が激しく反応することがないため、表面にムラ模様が発生するのを抑制し、外観を著しく低下させることがないためである。また、浸漬時間を30秒未満としたのは、30秒未満の場合、前記鋼板表面にムラ模様が発生せず、外観を著しく低下させることがないからである。
【００１６】
また、本発明の表面処理鋼板は、前記酸洗処理した素地鋼板の表面に、所定の有機樹脂層を形成している。この有機樹脂層は、主として耐食性や、耐疵付き性、意匠性などを具えることができるように設けられる層であり、所望の耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を得るためには、Caを含有するリン酸系防錆顔料を有する必要がある。ここで、Caを含有するリン酸系防食顔料を有するのは、特に前記酸洗処理により、表面に緻密な保護膜が形成された素地鋼板のカソード部でのアルカリ性環境において、リン酸Caを主体とする沈殿皮膜が生成し、その結果カソード反応が抑制されて腐食の進行を抑制するため、鋼板の表面に亜鉛系めっき層を形成しなくとも、高い防食効果を得ることができるからである。
【００１７】
ここで、前記リン酸系防錆顔料は、例えば、Caを含有するものであれば、特に限定する必要はなく、例えば、トリポリリン酸塩等用いることができるが、さらにMg又はZnを含有することが好ましい。これらの元素を含有することで、より広いアルカリ性のpH範囲で沈殿皮膜の生成が起こるため、さらに耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を向上させることができるからである。
【００１８】
また、前記リン酸系防錆顔料は、具体的には、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩又はヘキサメタリン酸塩であることが好ましい。本発明の効果である、耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を最も効果的に発揮できるからである。
【００１９】
さらに、前記リン酸系防錆顔料の前記有機樹脂層中の含有量は、特に限定されることはないが、3〜20質量％であることが好ましい。3質量％以上とすると、本発明の効果（耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性）を十分に奏することができ、一方、20質量％以下とすると、経済的に耐食性向上効果を得ることができるからである。
【００２０】
さらにまた、前記有機樹脂層は、任意の有機樹脂を含有する層であれば特に限定されることはないが、前記鋼板の酸洗表面との相乗効果によって高い耐食性を得ることができる点から、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂又はウレタン系樹脂を含有することが好ましい。
【００２１】
さらに、前記有機樹脂層の膜厚は5μm以下とする必要がある。膜厚が5μmを超えると、鋼板表面の電気抵抗が高くなるため、アース性が著しく低下し、さらに製造コストが高騰するという問題が発生するためである。また、前述の有機樹脂層の効果を得るためには、膜厚は0.3μm以上とすることが好ましい。
【００２２】
なお、前記有機樹脂層は、前記素地鋼板の酸洗処理面に、Caを含有するリン酸系防錆顔料及び有機樹脂を含有する塗料を塗布し、乾燥させることによって形成することができる。
【００２３】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例について説明する。
（実施例１〜１０及び比較例３〜４）
板厚0.8mmの冷延鋼板の片面に、前処理として、オルソ珪酸ソーダ（60g／L）添加のアルカリ脱脂液（液温：70℃）中で、対極をステンレス板として電流密度：5A／dm２ で30秒間の電解脱脂を施した後、水洗し、表１に示す条件の硝酸水溶液中に、所定時間（表１参照）浸漬させて酸洗した後、水洗、乾燥させた。
上記の酸洗処理後、表１に示す防錆顔料及び有機樹脂を含有する塗料を、前記酸洗した面上に塗布し、加熱開始から50秒後に到達板温が230℃となるように加熱して、乾燥させることにより、表１に示す構成の有機樹脂層を形成し、サンプルとなる表面処理鋼板を製造した。
なお、前記有機樹脂層の膜厚（μm）については、断面を光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用い、１視野につき任意の３箇所の膜厚を測定し、少なくとも５視野で、合計１５箇所以上で測定した膜厚の平均値とした。
【００２５】
（比較例１）
比較例１は、前記酸洗処理を施さないこと以外は、実施例１と同様の条件によって、サンプルとなる表面処理鋼板を製造した。
【００２６】
（比較例２）
比較例２は、実施例１と同様の鋼板に対して、実施例１と同様の前処理を施した後、水洗し、濃度が10mass％、温度が常温の塩酸水溶液中に、60秒間浸漬させて酸洗したこと以外は、実施例１と同様の条件によって、サンプルとなる表面処理鋼板を製造した。
【００２７】
（比較例５）
比較例５は、前記有機樹脂層を形成しないこと以外は、実施例１と同様の条件によって、サンプルとなる表面処理鋼板を製造した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
以上のようにして得られた各表面処理鋼板のサンプルについて各種試験を行った。本実施例で行った試験の評価方法を以下に示す。
【００３０】
（評価方法）
（１）耐食性（有機樹脂層カットなし）
実施例及び比較例の各サンプルについて、以下の評価を行った。具体的には、各サンプルに対して、１週間に２度の周期で、人工海塩を付着させて（付着量：10mg／m2）、絶対温度がほぼ一定となる乾燥環境（60℃、35%RH）と湿潤環境（40℃、95%RH）の乾湿繰り返しを移行時間１時間として、３時間ずつ保持する環境に、２週間放置した後、各サンプルの表面の状態を観察し、以下の基準に従って評価した。評価結果を表２に示す。
○：赤錆発生面積率10%未満
×：赤錆発生面積率10%以上
【００３１】
（２）有機樹脂層破断時の耐食性（有機樹脂層カット時）
実施例及び比較例の各サンプルについて、以下の評価を行った。具体的には、各サンプルから、試験片（大きさ：50mm×100mm）を切り出し、鋼まで達する（各45mm長さの）クロスカットを入れた後、１週間に２度の周期で、人工海塩を付着させて（付着量：10mg／m2）、絶対温度がほぼ一定となる乾燥環境（60℃、35%RH）と湿潤環境（40℃、95%RH）の乾湿繰り返しを移行時間１時間として、３時間ずつ保持する環境に、２週間放置した後、クロスカット部からの赤錆発生幅を測定し、以下の基準に従って評価した。評価結果を表２に示す。
○：赤錆発生幅1ｍｍ未満
×：赤錆発生幅1ｍｍ以上
【００３２】
（３）耐指紋性
実施例及び比較例の各サンプルについて、JIS K 2246：2007に規定される人工指紋液に、20℃雰囲気下で1分間浸漬し、浸漬前後の色差（ΔＥ）について、耐指紋性の評価をした。以下の評価基準に従って評価し、評価結果を表２に示す。
なお、ΔＥは、日本電気（株）社製カラーコンピュータで測定されるＬ値、ａ値、ｂ値を用いて、以下の計算式に従い算出したものである。
【数１】
2010099923.tif 000003
【００３３】
（４）放熱性
実施例及び比較例の各サンプル、並びに、標準板（電気亜鉛めっき鋼板）について、以下の評価を行った。アクリル樹脂板（板厚２ｍｍ）で組立てた、筐体の内面（側面および底面）にアルミホイルを貼り、完全に被覆した。筐体の内部底面中央に設置したアルミ架台の上に底面より１０ｍｍの高さに位置するように、シリコンラバーヒーターをセットした。なお、各サンプルは、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍの大きさに切り出して筐体の天板として用い、筐体の上面開口部（側面上端部）に設置されたパッキングに接するように載せ、密封した。下記のシース型白金抵抗温体とヒーターとの間の空間に、該ヒーターから該シース型白金抵抗測温体への直接輻射防止用アルミホイル（縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ）を、シリコンラバーヒーターの直上、かつ、底面から３５ｍｍの定置に、底面と平行に設置し、その位置を維持できるようにアルミホイルの４角を針金で支えた。
そして、天板から鉛直下方向に３５ｍｍ離れ、かつ、アルミホイルから鉛直上方向に４０ｍｍ離れた筐体内部にシース型白金抵抗測温体（直径１．６ｍｍφ、長さ１５０ｍｍ）を筐体の側面から水平を保つように差込み、筐体内部の水平方向の中央部、天板から鉛直下方向に、３５ｍｍの付近の温度を測定できるようにした後、直流安定化電源から電圧を供給し、発熱させた（入力６５Ｖ×７０５ｍＡ＝４５．８Ｗ）。
筐体内部温度の変化をデータロガーに記録し、筐体の内部温度が定常状態に達したときの温度から天板の吸放熱性を判定した。評価基準を以下に示し、評価結果を表２に示す。
○：標準板に比べて温度低下が５℃以上
×：標準板に比べて温度低下が５℃未満
【００３４】
（５）外観
実施例及び比較例の各サンプルについて目視による外観の評価を行った。評価基準を以下に示し、評価結果を表２に示す。
○：外観にムラなし
×：外観にムラあり
【００３５】
【表２】
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【００３６】
表２の結果から、実施例１〜１０の表面処理鋼板は、比較例１〜５の表面処理鋼板に比べ、いずれも良好な耐食性、耐指紋性、放熱性及び外観を有していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、有機樹脂層の膜厚が薄い場合であっても、亜鉛系めっき層を形成することなく、良好な耐食性及び有機樹脂層破断時の耐食性を具える表面処理鋼板及びその製造方法を提供することが可能である。