特許ウォッチ

公開番号2024061203
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022168991
出願日2022-10-21
発明の名称表面処理鋼板
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C23C 2/06 20060101AFI20240425BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】着色された化成処理層の表面に疵が発生したとしても、疵を目立ちにくくすることが可能な、表面処理鋼板を提供する。
【課題手段】鋼板の少なくとも片面に配された、Al及びZnを含有するZn系めっき層と、Zn系めっき層上に配された、片面当たりの付着量0.01～5g/m²のクロメートフリーの第1化成処理層と、片面当たりの付着量0.10～15g/m²のクロメートフリーの第2化成処理層と、が備えられ、第1化成処理層には、樹脂と、シリカ粒子と、Cu、CoまたはFeの1種または2種以上を含有する顔料と、が含有されており、第2化成処理層には、樹脂と、シリカ粒子と、が含有されており、外観をCIE1976(L^*,a^*,b^*)色空間で評価した場合のb^*が-30以上-2以下であり、JIS Z 8741:1997で規定される60度鏡面光沢G_s(60°)が50～200であり、金属外観を示す、表面処理鋼板を採用する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼板と、
前記鋼板の少なくとも片面に配された、０．０５～６０質量％のＡｌ、及びＺｎを含有するＺｎ系めっき層と、
前記Ｚｎ系めっき層上に配された、片面当たりの付着量０．０１～５ｇ／ｍ
２
のクロメートフリーの第１化成処理層と、
前記第１化成処理層上に配された、片面当たりの付着量０．１０～１５ｇ／ｍ
２
のクロメートフリーの第２化成処理層と、が備えられ、
前記第１化成処理層には、２０質量％以上の樹脂と、１．０～２０質量％の平均粒径５～２００ｎｍのシリカ粒子と、Ｃｕ、ＣｏまたはＦｅの１種または２種以上を含有する顔料と、が含有されており、
前記第２化成処理層には、２０質量％以上の樹脂と、１．０～２０質量％の平均粒径５～２００ｎｍのシリカ粒子と、が含有されており、
前記Ｚｎ系めっき層、前記第１化成処理層および前記第２化成処理層の外観をＣＩＥ１９７６（Ｌ
＊
，ａ
＊
，ｂ
＊
）色空間で評価した場合のｂ
＊
が－３０以上－２以下であり、ＪＩＳＺ８７４１：１９９７で規定される６０度鏡面光沢Ｇ
ｓ
（６０°）が５０～２００であり、金属外観を示す、表面処理鋼板。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記Ｚｎ系めっき層に、所定の形状となるように配置されたパターン部と、非パターン部とが形成され、
前記パターン部及び前記非パターン部は、それぞれ、下記の決定方法１～５のうちのいずれかによって決定される第１領域、第２領域のうちの１種または２種を含み、
前記パターン部における前記第１領域の面積率と、前記非パターン部における前記第１領域の面積率との差の絶対値が、３０％以上である、請求項１に記載の表面処理鋼板。
［決定方法１］
前記Ｚｎ系めっき層の表面に０．５ｍｍ間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、各領域の重心点を中心とする直径０．５ｍｍの円内を測定領域Ａとし、各測定領域ＡにおけるＬ
＊
値を測定する。得られたＬ
＊
値の中から任意の５０点を選定し、得られたＬ
＊
値の５０点平均を基準Ｌ
＊
値としたとき、Ｌ
＊
値が基準Ｌ
＊
値以上になる領域を第１領域、基準Ｌ
＊
値未満となる領域を第２領域とする。
［決定方法２］
前記Ｚｎ系めっき層の表面に０．５ｍｍ間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、各領域の重心点を中心とする直径０．５ｍｍの円内を測定領域Ａとし、各測定領域ＡにおけるＬ
＊
値を測定し、Ｌ
＊
値が４５以上になる領域を第１領域、Ｌ
＊
値が４５未満となる領域を第２領域とする。
［決定方法３］
前記Ｚｎ系めっき層の表面に０．５ｍｍ間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域においてそれぞれ、算術平均高さＳａ２を測定する。得られた算術平均高さＳａ２が１μｍ以上になる領域を第１領域、１μｍ未満となる領域を第２領域とする。
［決定方法４］
前記Ｚｎ系めっき層の表面に１ｍｍ間隔または１０ｍｍ間隔で仮想格子線を描き、前記仮想格子線によって区画される複数の領域にそれぞれＸ線を入射させるＸ線回折法により、前記領域毎に、Ｚｎ相の（０００２）面の回折ピーク強度Ｉ
０００２
と、Ｚｎ相の（１０－１１）面の回折ピーク強度Ｉ
１０－１１
とを測定し、これらの強度比（Ｉ
０００２
／Ｉ
１０－１１
）を配向率とする。前記配向率が３．５以上の領域を第１領域とし、前記配向率が３．５未満の領域を第２領域とする。
［決定方法５］
前記Ｚｎ系めっき層の表面に１ｍｍ間隔で仮想格子線を描き、次いで、前記仮想格子線によって区画される複数の領域毎に、各領域の重心点Ｇを中心とする円Ｓを描く。前記円Ｓは、前記円Ｓの内部に含まれる前記Ｚｎ系めっき層の表面境界線の合計長さが１０ｍｍとなるように直径Ｒを設定する。複数の領域の円Ｓの直径Ｒのうち最大の直径Ｒｍａｘと最小の直径Ｒｍｉｎとの平均値を基準直径Ｒａｖｅとし、直径Ｒが基準直径Ｒａｖｅ未満の円Ｓを有する領域を第１領域とし、直径Ｒが基準直径Ｒａｖｅ以上の円Ｓを有する領域を第２領域とする。
【請求項３】
前記第１化成処理層の片面当たりの付着量が０．０１～１ｇ／ｍ
２
であり、
前記第２化成処理層の片面当たりの付着量が０．１０～５ｇ／ｍ
２
である、請求項２に記載の表面処理鋼板。
【請求項４】
前記第２化成処理層の上から前記Ｚｎ系めっき層の外観をＣＩＥ１９７６（Ｌ
＊
，ａ
＊
，ｂ
＊
）色空間で評価した場合の、前記第１領域のｂ
＊
と、前記第２領域のｂ
＊
との差Δｂ
＊
が、３以上である、請求項２に記載の表面処理鋼板。
【請求項５】
前記顔料が、銅（ＩＩ）フタロシアニン、コバルト（ＩＩ）フタロシアニン、硫酸銅、硫酸コバルト、硫酸鉄または酸化鉄のいずれか１種または２種以上である、請求項１に記載の表面処理鋼板。
【請求項６】
前記第１化成処理層中における、前記シリカ粒子と前記顔料の混合比を、前記シリカ粒子のＳｉ換算量［Ｓｉ］と、前記顔料のＣｕ換算量［Ｃｕ］、Ｃｏ換算量［Ｃｏ］またはＦｅ換算量［Ｆｅ］とで表した場合に、［Ｓｉ］／（［Ｃｕ］＋［Ｃｏ］＋［Ｆｅ］）が１～２００の範囲である、請求項１に記載の表面処理鋼板。
【請求項７】
前記Ｚｎ系めっき層が、平均組成で、Ａｌ：４質量％以上２２質量％以下、Ｍｇ：１質量％以上１０質量％以下を含有し、残部がＺｎおよび不純物からなる、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の表面処理鋼板。
【請求項８】
前記Ｚｎ系めっき層が、更に、平均組成で、下記Ａ群、Ｂ群からなる群から選択される１種または２種を含有する、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の表面処理鋼板。
［Ａ群］Ｓｉ：０．０００１～２質量％
［Ｂ群］Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｓｃ、Ｙ、ＲＥＭ、Ｈｆ、Ｃのいずれか１種または２種以上を、合計で０．０００１～２質量％
【請求項９】
前記Ｚｎ系めっき層が、更に、平均組成で、下記Ａ群、Ｂ群からなる群から選択される１種または２種を含有する、請求項７に記載の表面処理鋼板。
［Ａ群］Ｓｉ：０．０００１～２質量％
［Ｂ群］Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｐ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｒ、Ｓｃ、Ｙ、ＲＥＭ、Ｈｆ、Ｃのいずれか１種または２種以上を、合計で０．０００１～２質量％

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は表面処理鋼板に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
耐食性の良好なめっき鋼板として最も使用されるめっき鋼板にＺｎ系めっき鋼板がある。Ｚｎ系めっき鋼板は、自動車、家電、建材分野など種々の製造業において使用されている。その中でも特に、Ａｌを添加しためっきは耐食性が高いため近年使用量が増加している。
【０００３】
耐食性を向上させることを目的として開発されたＺｎ系めっき鋼板の一例として、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉめっき鋼板が知られている。このめっき鋼板は、外観が梨地模様を呈することから、外観美麗性にも優れているという特徴がある。
【０００４】
しかしながら、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉめっき鋼板は、経時によって黒変したり、めっき層の表面に明度の不均一性が生じたり、めっき層の耐食性が十分でない場合がある。そこで、特許文献１～４に記載されているように、めっき層に化成処理層を被覆させたり、各種の塗膜を形成する場合がある。
【０００５】
特許文献１には、金属板と、金属板上に配置される上塗り塗膜と、を有する壁材用塗装金属板であって、金属板は、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板であり、上塗り塗膜のＣＩＥＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊値が８６．０以上であり、ａ＊値が－４．０～２．０の範囲内であり、ｂ＊値が－３．０～４．０の範囲内である、壁材用塗装金属板が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、鋼材と、この鋼材の表面上の被覆物と、を備え、被覆物が、鋼材から近い順に、めっき層と、めっき層の表面上の有機樹脂を含む塗膜とを有し、めっき層が構成元素としてＡｌ、Ｚｎ、Ｓｉ及びＭｇを含み、且つＡｌ含有量が２５～７５質量％、Ｍｇ含有量が０．１～１０質量％であり、めっき層が０．２～１５体積％のＳｉ－Ｍｇ相を含み、Ｓｉ－Ｍｇ相中のＭｇの、めっき層中のＭｇ全量に対する質量比率が３％以上１００％以下であり、有機樹脂が、シランカップリング剤、架橋性ジルコニウム化合物、架橋性チタン化合物、エポキシ化合物、アミノ樹脂から選ばれる少なくとも１種によって架橋されている表面処理溶融めっき鋼材が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、鋼板と、めっき層と、保護層と、をこの順に積層して備え、めっき層は、Ａｌ、Ｚｎ、及びＭｇを含有し、保護層は、樹脂及び屈折率が１．５以上である無機粒子を含有する、被覆めっき鋼板が記載されている。
【０００８】
特許文献４には、着色顔料を含有する樹脂塗膜が形成された着色樹脂塗装金属板であって、着色樹脂塗膜形成前の金属板の６０°鏡面光沢度をＧ
０
とするとき、Ｇ
０
が下式（１）を満足する着色樹脂塗装金属板が記載されている。
４０＜Ｇ
０
＜３１０ …（１）
【０００９】
そこで、特許文献５に記載されているように、化成処理層を着色させたＺｎ系めっき鋼板が提案されている。しかし、特許文献５に記載されたＺｎ系めっき鋼板において、化成処理層の表面に軽微な疵が発生すると、疵が生じた箇所で化成処理層が欠損してしまい、これにより、化成処理層に着色の薄い箇所が生じて、疵がより目立ちやすくなる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１９－１０５０９８号公報
国際公開第２０１３／０２７８２７号
特開２０１９－１５５８７１号公報
特開平９－１２２５７８号公報
特許第７０４７９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許