(57)【要約】【課題】アルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜の密着性が高くて剥離しにくい耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板を提供すること。【解決手段】亜鉛メッキ鋼板の表面にアルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜を形成した耐蝕性に優れた表面処理鋼板であって、前記亜鉛メッキの表面に不可避的に形成される亜鉛酸化物皮膜の厚みをＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満の厚みとした。なお、前記亜鉛メッキの表面に、リンを含有する皮膜を形成したものとすることも好ましい。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛メッキ鋼板の表面にアルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜を形成した耐蝕性に優れた表面処理鋼板であって、前記亜鉛メッキの表面に不可避的に形成される亜鉛酸化物皮膜の厚みをＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満の厚みとしたことを特徴とする耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板。
【請求項２】
亜鉛メッキの表面に、リンを含有する皮膜が形成されている請求項１に記載の耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板。
【請求項３】
リンを含有する皮膜は、リン換算で３〜５０ｍｇ／ｍ２の範囲にある請求項２に記載の耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリ金属イオンを含有する皮膜の密着性が高くて剥離しにくい耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、自動車や家電用途等に用いられる鋼板の要求品質は年々高度化しており、特に耐久性向上のニーズが高くなっている。そのため、鋼板の表面にクロムフリー皮膜を形成した耐蝕性に優れた表面処理鋼板の需要が増大してきた。この表面処理鋼板のひとつとして、製造がしやすくコスト面でも有利な電気亜鉛メッキを施した鋼板の表面に、アルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜を形成したものが用いられている。
【０００３】
しかしながら、該表面処理鋼板は製品としてプレスされた後、梱包等を目的としてフィラメントテープを貼り付けた状態で保管あるいは出荷されることがあり、湿潤環境下にあるとフィラメントテープをはがした際に、前記クロムフリー皮膜もテ−プといっしょに剥離してしまうという問題点が判明した。
本発明者は、前記クロムフリー皮膜の剥離現象につき鋭意研究した結果、以下の理由により発生するものであることを解明した。
メッキ繰業の条件によってはメッキ表層が酸化されて、亜鉛メッキ表面に亜鉛酸化物皮膜が形成される。一方、生産した表面処理鋼板にフィラメントテープを貼って湿潤環境下に置いておくと、鋼板表面とテープとの間に水分が溜まるが、経時によりこの水分中にクロムフリー皮膜の中のアルカリ金属イオンが溶出して水がアルカリ化する。このようにしてできたアルカリ水がクロムフリー皮膜を通過して亜鉛酸化物皮膜に達すると、該亜鉛酸化物皮膜を溶解してしまうため、フィラメントテープをはがした際にクロムフリー皮膜がテ−プといっしょに剥離してしまうのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、アルカリ金属イオンを含有する皮膜の密着性が高くて剥離しにくい耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板を提供することを目的として完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板は、亜鉛メッキ鋼板の表面にアルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜を形成した耐蝕性に優れた表面処理鋼板であって、前記亜鉛メッキの表面に不可避的に形成される亜鉛酸化物皮膜の厚みをＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満の厚みとしたことを特徴とするものである。
【０００６】
なお、前記亜鉛メッキの表面にリンを含有する皮膜を形成しておくことも好ましく、これを請求項２に係る発明とする。また、このリンを含有する皮膜は、リン換算で３〜５０ｍｇ／ｍ２の範囲にあることが好ましく、これを請求項３に係る発明とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明の対象とする鋼板は、亜鉛メッキ鋼板の表面にアルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜を形成した耐蝕性に優れた表面処理鋼板である。
ここでいうクロムフリー皮膜とは、亜鉛メッキ後にクロメート処理を施さずに皮膜を形成したものをいう。また、この皮膜はＮａ、Ｋ等のアルカリ金属や、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属や、Ｚｎのようなアルカリ性金属のアルカリ金属イオンを含むものであり、例えばアイオノマーよりなる有機樹脂皮膜や、水ガラスよりなる無機皮膜である。
【０００８】
そして本発明では、前記亜鉛メッキの表面に不可避的に形成される亜鉛酸化物皮膜の厚みをＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満の厚みとしてある。
この亜鉛酸化物皮膜とは、亜鉛メッキの表面が酸化されることによって形成されるものであり、本発明では該亜鉛酸化物皮膜を一定の厚み以下に抑えることによって、前記クロムフリー皮膜の剥離を防止するのである。
これは本発明者が、フィラメントテープを貼ることにより生じた水分中にクロムフリー皮膜の中のアルカリ金属イオンが溶出して水がアルカリ化し、このアルカリ水がクロムフリー皮膜を通過して亜鉛酸化物皮膜に達すると、該亜鉛酸化物皮膜を溶解してしまうこととなり、これがフィラメントテープをはがした際にクロムフリー皮膜がテ−プといっしょに剥離してしまう原因となることを究明した結果に基づくものである。即ち、前記亜鉛酸化物皮膜の形成を零若しくは極めて少量に低減化すれば、アルカリ水による皮膜の溶解がなくなり、クロムフリー皮膜の剥離を防止できるとの知見を得たのである。
【０００９】
前記亜鉛酸化物皮膜の厚みは、ＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満の厚みが好ましく、これ以上であるとアルカリ水による亜鉛酸化物皮膜の溶解が発生して皮膜の剥離を防止できなくなるおそれがある。
ここでＧＤＳ測定とは、分析装置（Ｇｌｏｗ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｌａｍｐ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）で、定電流（３０ｍＡ）、定アルゴン流量（４００ｍＬ／ｍｉｎ）、放電範囲（４ｍｍ径）、分析元素（Ｏ、Ｚｎ）の条件下でスパッタリング時間を測定し、膜厚を測定するものである。
【００１０】
ＧＤＳスパッタリング時間の測定方法は、次の通りである。
（１）皮膜を、メチルエチルケトン、トルエン等の液を用いて剥離する。この場合には表面をカウントを開始する時間とする。
（２）リン付着量は蛍光Ｘ線分析装置で測定する。
（３）亜鉛酸化物皮膜の厚みは、例えば図１に示されるように、Ｏ元素のピークが終わり、ある定常値に落ち着くまでのスパッタリング時間とする。
【００１１】
このように、前記亜鉛酸化物皮膜の厚みをＧＤＳ測定時のスパッタリング時間で１０秒未満に抑制する手段としては、例えば、電気亜鉛メッキ時における後段メッキセルの通電量を増加することにより制御することができる。
これは、メッキ繰業の際に後段メッキセルの通電量が低いとメッキ表層がエッジングされたり酸化される傾向があるとの知見に基づくものである。
【００１２】
更には、亜鉛メッキの表面にリンを含有する皮膜を形成することも好ましい。これは亜鉛メッキ表面を耐アルカリ性とすることにより、アルカリ水による皮膜の溶解を防止して密着性の向上を図るものである。
処理液としては、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸マグネシウム等を用いることができ、処理方法としては一般的な浸漬処理、塗布処理、電解処理等を用いることができる。なお、リンを含有する皮膜は、リン換算で３〜５０ｍｇ／ｍ２の範囲にあることが好ましい。３ｍｇ／ｍ２未満では十分な耐アルカリ性を付与することができず、一方、５０ｍｇ／ｍ２より多いと耐蝕性が悪化するおそれがあるからである。
【００１３】
［実施例］
メッキ原板に電気亜鉛メッキを施すのに際し、最終５セルの通電量を５〜２０％の範囲で変化させることにより、亜鉛酸化物皮膜の厚みをコントロールした。また、一部については、リン酸ナトリウム水溶液中で浸漬処理、若しくは電解処理することにより、リンを含有する皮膜の厚みをコントロールした。
表１において、クロムフリー皮膜の種類Ａは、固形分比率でＮａ中和型アイオノマー８０ｗｔ％、コロイダルシリカ２０ｗｔ％からなる有機系皮膜であり、Ｂは固形分比率で水ガラス８０ｗｔ％、コロイダルシリカ２０ｗｔ％からなる無機系皮膜である。
亜鉛酸化物皮膜の厚みは、ＧＤＳによりＯ元素のスパッタリング時間を測定した。また、リンを含有する皮膜の厚みは、蛍光Ｘ線分析装置でリン付着量を測定した。また、クロムフリー皮膜の厚みは、蛍光Ｘ線分析装置でＳｉ元素を測定し、その膜厚を測定した。
テープ剥離性の評価については、表面処理鋼板にフィラメントテープを貼り付け、湿度８０％、温度４０℃の恒温槽に３日間放置した後、テープをはがしてクロムフリー皮膜の剥離状況を評価した。また、耐蝕性については、該表面処理鋼板を塩水噴霧装置に３日間放置した後、表面の白錆発生率を評価した。
亜鉛酸化物の厚みとテープによる剥離性および耐蝕性との関係を調べた結果は、表１に示されるとおりであり、亜鉛酸化物皮膜の厚みはスパッタリング時間が１０秒未満の厚みであると高い品質評価が得られることが確認できた。また、リンを含有する皮膜のリン付着量は、リン換算で３〜５０ｍｇ／ｍ２の範囲にあることが好ましいことも確認できた。
【００１４】
【表１】
2004002943.tif 000002
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明はアルカリ金属イオンを含有するクロムフリー皮膜の密着性が高くて剥離しにくい耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板を提供することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃した耐テープ剥離性および耐蝕性に優れた表面処理鋼板として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＤＳスパッタリング時間の測定方法を示すグラフである。
【図１】
2004002943.tif 000003