(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理品を溶融亜鉛めっき浴に浸漬し、
次に当該被処理品を溶融亜鉛めっき浴から上昇させ表面が活性な状態から、シランカップリング剤１〜９５％，無機酸０．００１〜１．０％含有し、残部が水からなる冷却水に浸漬し冷却することで得られることを特徴とする溶融亜鉛めっき処理品の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一次防錆に優れた溶融亜鉛めっき処理品の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄や鋼製品においては溶融亜鉛めっき処理が広く普及している。
溶融亜鉛めっきは金属光沢が高いものの、白錆が発生しやすく、例えば特開２００２−３５６７８６号に示すようにクロメート処理を施す場合が多い。
しかし、クロメート処理液には６価クロムが含まれているので環境負荷低減の観点からクロメート処理に代替できる表面処理が必要であった。
また、溶融亜鉛めっき製品に塗装処理する場合にあっては、塗装の密着性を確保すべく、リン酸塩処理等の化成皮膜処理や、表面研削を施しているのが現状であり、生産性向上の観点から塗装前処理の省力化が要求されていた。
【０００３】
クロメート処理に代わる表面処理方法としてタンニン酸を使用する表面処理方法もあるが、タンニン酸を溶解した水溶液では、液中に溶解した鉄イオン、亜鉛イオン等と反応して溶液が黒っぽく変色し、それが溶融亜鉛めっき表面に付着し、外観不良になる場合もあった。
【０００４】
特許文献２〜５には、亜鉛めっきの表面処理方法として、シランカップリング剤を含むコーティング剤や表面処理剤について開示するが、いずれもシランカップリング剤の他に樹脂成分や有機ケイ素成分等を必要とするものである。
また、表面処理の工程も複雑であり生産性に問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５６７８６号公報
【特許文献２】特開２００４−１９７１６４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０１５７８号公報
【特許文献４】特開２００７−２７７５８４号公報
【特許文献５】特開２００７−２９７６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、処理工程数が少なく、クロメート処理に代わる、一次防錆に優れた溶融亜鉛めっき処理品の生産方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る溶融亜鉛めっき処理品の生産方法は、被処理品を溶融亜鉛めっき浴に浸漬し、次に当該被処理品を溶融亜鉛めっき浴から上昇させ表面が活性な状態から、シランカップリング剤１〜９５％，無機酸０．００１〜１．０％含有し、残部が水からなる冷却水に浸漬し冷却することで得られることを特徴とする。
溶融亜鉛めっきは、鉄製品や鋼製品を、亜鉛又は亜鉛合金を溶解しためっき釜に浸漬してめっき処理する方法である。
一般的に使用される溶融亜鉛めっき浴は４３０〜４７０℃に加温されていて、被処理品をめっき浴に浸漬後にめっき浴から上昇させた状態では、めっき表面が非常に活性な状態になっている。
そこで、被処理品をめっき浴から上昇引き上げ後に冷却水に浸漬して冷却処理をしている。
本発明は、この冷却工程に着目し、冷却水にシランカップリング剤を添加したものである。
従来は、溶融亜鉛めっき及びその後の冷却工程と亜鉛めっき表面の防錆処理は、別の異なる工程であると考えられていた。
しかし、これでは溶融亜鉛めっきの冷却工程と表面処理工程の２つの工程が必要であった。
これに対して本発明は、冷却水に水溶性のシランカップリング剤を添加することで一つの処理槽にて冷却と表面処理を同時に行うことができた。
従って、表面処理を兼ねた冷却水に、被処理品をめっき浴から上昇させた直後の高温の表面活性な状態から、そのまま冷却水に浸漬することになるので、冷却水に添加する表面処理剤は水溶性のものがよい。
【０００８】
冷却水に添加するシランカップリング剤は、無色水溶性で質量にて１〜９５％の範囲が好ましく、必要に応じてリン酸や硫酸等の無機酸を添加するとよい。
シランカップリング剤は、水溶性で、水に溶かすと概ね透明なものがよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、溶融亜鉛めっき後の冷却水に水溶性で無色系のシランカップリング剤を添加することで、めっき浴から上昇させた表面活性な状態を利用した表面処理が可能になり、従来の冷却工程と表面処理工程を１つの工程で実施することができるために工程が少ない分だけ生産性が向上し、省エネルギーにも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の内容を試験サンプルに基づいて以下説明する。
【実施例１】
【００１１】
大きさ１００ｍｍ×７５ｍｍ、板厚３．２ｍｍの鉄製の試験サンプルを、亜鉛を溶解させた４５０〜４６０℃のめっき浴に約９０秒間浸漬した後に、めっき浴から上昇引き上げて、冷却水に約１０秒間浸漬し冷却した。
冷却水としては、Ｎｏ．１：水のみ，Ｎｏ．２：タンニン酸５％溶解，Ｎｏ．４：シランカップリング剤１０％添加したものを用いた。
シランカップリング剤は、東レ・ダウコーニング社製の商品名Ｚ−６０４０（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）を用いた。
比較例としてＮｏ．３は、試験片をＮｏ．１と同様に水を用いて冷却した後に別工程で市販のクロメート処理をした。
上記にて処理した試験サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．４を用いて、硫酸ナトリウム０．０１％，塩化ナトリウム０．０１％添加した腐食水溶液を上記サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．４に噴霧し、５０℃，湿度１００％の中に２４時間保持した。
試験後のサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．４の評価結果を図１に示し、その外観写真を図２に示す。
本試験により、水のみの冷却水よりも冷却水にシランカップリング剤，タンニン酸を添加したものの方が耐食性がよく、さらには、シランカップリング剤を用いたものの方がタンニン酸を用いたものよりも耐食性に優れていることが明らかになった。
【実施例２】
【００１２】
実施例１と同様に溶融亜鉛めっき後に冷却水にシランカップリング剤の他に無機酸としてリン酸を添加した場合を比較評価した。
サンプル作成条件を図３の表に示す。
表中、シラン含有量（％）はシランカップリング剤の質量での含有量（％）を示す。
このサンプルに実施例１と同じ腐食液を噴霧し、５０℃×湿度１００％中に２４時間保持した。
その耐食性の評価結果を評価方法とともに図４に示し、その外観写真を図５に示す。
ここでブランクとは冷却水として水のみを用いたものをいう。
冷却水にリン酸のみを添加したＮｏ．１−２及び冷却水にシランカップリング剤のみを添加したＮｏ．１−３もブランクより耐食性が向上するが、冷却水にシッランカップリング剤とリン酸を添加したＮｏ．１−４が最も耐食性に優れていた。
【実施例３】
【００１３】
実施例１と同様の溶融亜鉛めっき後に冷却する冷却水に添加したシランカップリング剤の量の影響を評価した。
その結果を図６の表に示す。
これによりシランカップリング剤の添加量が１５％以上になると表面がベタ付き、常温乾燥が困難になり、乾燥工程が必要であった。
【実施例４】
【００１４】
シランカップリング剤の添加量と耐腐食性の関係を調査すべく、図７の表に示した冷却水を用いた試験サンプルを作成し、実施例２と同様の耐食性評価を実施した。
評価結果を評価方法とともに図８に示し、腐食試験前の外観写真を図９、腐食試験後の外観写真を図１０にそれぞれ示す。
これにより冷却水として水にシランカップリング剤１０％，リン酸０．００４％添加したサンプルＮｏ．３−４が最も耐食性に優れていた。
【実施例５】
【００１５】
次に、冷却水に添加するシランカップリング剤の量を１０％一定にし、リン酸の含有量を図１１の表に示すように変化させた。
このサンプルに対して、腐食液（０．０１％）を噴霧した後に５０℃×湿度１００％中に４８時間保持した。
その評価結果を評価方法とともに図１２に示し、試験前の外観写真を図１３に腐食試験後の外観写真を図１４に示す。
この結果、シランカップリング剤１０％の他にリン酸０．１％添加したサンプルＮｏ．４−５は表面処理後の外観に僅かではあるが白い変色が認められた。
また、シランカップリング剤１０％の他にリン酸０．５％を添加したサンプルＮｏ．４−６は耐食性においてサンプルＮＯ．４−５よりも低下した。
また、サンプルＮｏ．４−５は表面にクラックが生じ塗装の密着性も低下した。
この結果からシランカップリング剤の濃度が１０％の場合には、リン酸の濃度は０．５％以下がよく、好ましくは０．１％以下である。
【実施例６】
【００１６】
シランカップリング剤の濃度を濃くすると、冷却水に浸漬して表面処理した後の乾燥がやや遅いことは実施例３にて明らかになったが今度は耐食性について評価した。
実施例１と同様に溶融亜鉛めっき浴に浸漬後、上昇引き上げて図１５に示す濃度の冷却水に浸漬した。
このようにして表面処理したサンプルを腐食液（０．０１％）を噴霧後に５０℃×湿度１００％中に１２０時間保持した。
その結果を評価方法とともに図１６に示し、試験前のサンプル写真を図１７に示し、試験後のサンプル写真を図１８に示す。
この結果、シランカップリング剤は１％以上で耐食性向上の効果が認められ、好ましくは１５％以上がよいことも明らかになった。
なお、シランカップリング剤の濃度を濃くするとそれに応じてリン酸の濃度も高い方がよい。
【実施例７】
【００１７】
次にシランカップリング剤及びリン酸の下限レベルを確認するために冷却水として図１９の表に示すもので試験評価した。
この場合には腐食液を噴霧した後に１２時間保持したものを評価した。
その評価結果を図２０に示し、試験後の写真を図２１に示す。
この結果、シランカップリング剤１％、リン酸０．００１％でも耐食性が向上していた。
【実施例８】
【００１８】
次にシランカップリング剤の上限レベルの確認をするために、冷却水として図２の表に示すようにシランカップリング剤９５％を添加し、その上でリン酸濃度を０．１〜０．８％に高くした。
このサンプルの耐食性評価をしたが、差が明らかになるように腐食液を噴霧後の保持時間を７２時間とした。
その結果を図２３に示し、試験後の写真を図２４に示す。
これにより、シランカップリング剤の濃度９５％ではリン酸濃度は０．１％よりも濃い方がよく、０．４％で最も耐食性が良い結果になった。
【実施例９】
【００１９】
次にリン酸以外の酸の効果を確認すべく、冷却水として図２３に示すようにシランカップリング剤１０％のときで、塩酸、硝酸、酢酸、硫酸がそれぞれ０．０１％添加したものを評価した。
その結果を図２６に示し、試験後の写真を図２７に示す。
この結果リン酸以外の酸でも耐食性が向上することが明らかになった。
【００２０】
以上の評価結果から溶融亜鉛めっき後の冷却水にシランカップリング剤を１〜９５％の範囲にて含有させると溶融亜鉛めっきの耐食性が向上し、シランカップリング剤単独よりもリン酸等の無機酸を少量添加する方がさらに耐食性が向上し、酸の濃度は０．００１％以上で効果があり、好ましくは０．００４〜１．０％の範囲であることが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１の試験サンプルの作成条件及び耐食性試験結果を示す。
【図２】実施例１の試験サンプルの試験後の外観写真を示す。
【図３】実施例２の試験サンプルの作成条件を示す。
【図４】実施例２の試験評価結果を示す。
【図５】実施例２の試験後の外観写真を示す。
【図６】実施例３の評価結果を示す。
【図７】実施例４の試験サンプルの作成条件を示す。
【図８】実施例４の試験評価結果を示す。
【図９】実施例４の試験前の外観写真を示す。
【図１０】実施例４の試験後の外観写真を示す。
【図１１】実施例５の試験サンプルの作成条件を示す。
【図１２】実施例５の試験評価結果を示す。
【図１３】実施例５の試験前の外観写真を示す。
【図１４】実施例５の試験後の外観写真を示す。
【図１５】実施例５の冷却水条件を示す。
【図１６】実施例５の評価結果を示す。
【図１７】実施例５の試験前写真を示す。
【図１８】実施例５の試験後の写真を示す。
【図１９】実施例６の冷却水条件を示す。
【図２０】実施例６の評価結果を示す。
【図２１】実施例６の試験後の写真を示す。
【図２２】実施例７の冷却水条件を示す。
【図２３】実施例７の評価結果を示す。
【図２４】実施例７の試験後の写真を示す。
【図２５】実施例８の冷却水条件を示す。
【図２６】実施例８の評価結果を示す。
【図２７】実施例８の試験後の写真を示す。
【要約】
【課題】  本発明は、処理工程数が少なく、クロメート処理に代わる、一次防錆に優れた溶融亜鉛めっき処理品の生産方法の提供を目的とする。
【解決手段】被処理品を溶融亜鉛めっき浴に浸漬し、次に当該被処理品を溶融亜鉛めっき浴から上昇させ表面が活性な状態から、シランカップリング剤を含有する冷却水に浸漬し冷却することで得られることを特徴とする溶融亜鉛めっき処理品の生産方法。
【選択図】  図１【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２４】
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【図２７】
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