JP2001131762A - 自動車車体用亜鉛系メッキ鋼板 - Google Patents

自動車車体用亜鉛系メッキ鋼板

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明では、耐食性と加工性を高度にバラン
スした、自動車外板用鋼板に最適の皮膜構成を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 本発明の要旨は、自動車車体用に用いら
れ、両面にメッキ皮膜を有する亜鉛系メッキ鋼板であっ
て、自動車車体の外面に相当する面にはリン酸亜鉛皮膜
を有し、内面に相当する面にはリン酸亜鉛皮膜とMgを含
有するリン酸塩皮膜との複合リン酸塩皮膜を有すること
を特徴とするものである。前記複合リン酸塩皮膜は、Mg
を2wt%以上含有し、0.5g/m2以上の付着量であることが
望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主に自動車車体用
途、更に詳しくは自動車外板用途に用いられる、耐食
性、加工性に優れた亜鉛系メッキ鋼板に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車車体用途の鋼板において、耐食性
と加工性の要求がますます厳しくなってきている。特に
耐食性については、ドアヘム部とよばれる鋼板と鋼板の
あわせ部分における孔食が問題であり、この部分におい
ては通常塗装が付着しないことから、鋼板裸での耐食性
が要求されている。この耐食性の改善のため、２０ない
し３０g/m2の薄目付けのZn-Ni系合金メッキを施し、更
にその上層にクロメート皮膜、有機皮膜を形成した鋼板
が広く使用されている。このような鋼板は、耐食性、加
工性とも十分な性能を持つが、上層に有機皮膜の絶縁層
を持つがゆえに、電着塗装時にムラが発生し易く、均一
な塗装外観が得られ難い問題がある。それに加えて、高
価なニッケルを使用することや、有害な６価クロムを含
むといった問題もある。また、メッキ目付け量を増加し
た純亜鉛メッキ鋼板や、亜鉛鉄合金メッキ鋼板も使用さ
れているが、一般にメッキの目付けを増加させれば耐食
性の向上ともに加工性が悪化するため、両性能とも高度
にバランスさせることは極めて困難である。
【０００３】上記問題の解決のため、本発明者等は先
に、亜鉛系メッキ鋼板またはリン酸亜鉛系化成皮膜を有
する亜鉛系メッキ鋼板上にリン酸２水素Mgを含有する水
溶液を塗布乾燥して皮膜を形成する方法を提案した。こ
の方法では、良好な耐食性、加工性が得られるが、自動
車外板用途を考慮した場合、必ずしも最適な皮膜構成で
はない。すなわち、自動車外板用途の場合には、外面と
内面で求められる要求特性が異なり、前述したような孔
食に対するより高度な耐食性が要求されるのは主に内面
側であり、外面側には耐食性よりも、塗装との適性や耐
チッピング性が求められる。本発明者等が先に提案した
方法は、耐孔食耐食性は十分なものであるが、塗装条件
や使用環境によっては、耐チッピング性が必ずしも十分
なものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記欠点
を解決し、耐食性と加工性を高度にバランスした、自動
車外板用鋼板に最適の皮膜構成を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、自動車
車体用に用いられる両面にメッキ皮膜を有する亜鉛系メ
ッキ鋼板の自動車車体の外面に相当する面にはリン酸亜
鉛皮膜を有し、内面に相当する面にはリン酸亜鉛皮膜と
Mgを含有するリン酸塩皮膜との複合リン酸塩皮膜を有す
ることを特徴とするものである。前記複合リン酸塩皮膜
は、Mgを2wt%以上含有し、0.5g/m2以上の付着量である
ことが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いる亜鉛系メッキには
特に限定がなく、純亜鉛メッキ、合金メッキのいずれに
ついても使用でき、その良好な耐食性、加工性改善効果
を享受できるが、製造コストの観点からは、電気亜鉛メ
ッキ、溶融亜鉛メッキ、合金化溶融亜鉛メッキ等が好ま
しい。また単層メッキ、複層メッキいずれも使用できる
し、Ni，Cu等のプレメッキ上に形成した亜鉛系メッキで
あっても構わない。
【０００７】亜鉛系メッキ上に形成するリン酸亜鉛皮膜
については特に限定はなく、Znイオン、リン酸イオン等
を含有する市販の処理液によって皮膜を形成できる。リ
ン酸亜鉛皮膜の付着量は通常、0.3〜2g/m2程度が好まし
く、下限未満では耐食性、加工性が不足し、上限を超え
ると溶接性が悪化しやすい。リン酸亜鉛処理は通常、浸
漬法またはスプレー法が用いられることから、表裏面の
付着量に差を付けることは困難であり、また同付着量で
いっこうに構わないが、例えば、表裏別々にスプレー処
理を有する等の方法で表裏異付着量制御が可能であるな
らば、自動車外面に用いられる面の付着量は、内面に用
いられる面の付着量よりも少な目に（例えば、0.1〜1.5
g/m2）することが好ましい。外面に用いられる面であっ
ても、付着量をゼロとすることは、溶接性が悪化した
り、また表裏面の摺動性の差から、加工性が悪化する場
合もあるため、最低でも0.1g/m2程度の付着量が必要で
ある。
【０００８】リン酸亜鉛皮膜中に、Ni,Mn,Mg,Co,Ca,Cu,
Alの１種または２種以上を含有させることも、耐食性、
加工性の観点から好ましく、この場合にはリン酸亜鉛処
理液に前記金属イオンを含有させた浴で処理すればよ
い。
【０００９】上記リン酸亜鉛皮膜上に、Mgを含有するリ
ン酸塩水溶液を塗布乾燥することで、Mgを含有する複合
リン酸塩被膜を形成でき、極めて良好な耐孔食耐食性を
達成できるが、このようなMgを含有するリン酸塩水溶液
の塗布乾燥皮膜は、高度の耐食性が要求される自動車内
面に用いられる面のみに必須であり、外面には不要であ
る。外面に前記皮膜を形成した場合、耐チッピング性が
悪化することがある。内面相当面に形成する皮膜として
は、リン酸亜鉛皮膜とMgを含有するリン酸塩水溶液の塗
布乾燥皮膜との複合リン酸塩皮膜トータルとして、付着
量は0.5g/m2以上、Mgは、2wt%以上必要であり、この場
合に良好な耐食性が得られる。複合リン酸塩皮膜トータ
ル付着量の上限は、加工性の観点から2.5g/m2以下が望
ましい。Mgを含有するリン酸塩水溶液としては、Mg(H2P
O4) 2の組成を有する水溶液が好ましく、汎用性等を考
慮すれば、市販の重リン酸Mg水溶液（例えば米山化学工
業社製）が最も好ましい。これら水溶液をロールコータ
ー等で片面（内面）にのみ塗布し、乾燥することで複合
リン酸塩皮膜を形成する。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。試料調整（実施例１〜５および比較例１〜３） 母材として電気亜鉛メッキ鋼板（板厚0.7mm、目付量30g
/m2/片面）を用い、表面調整（日本パーカライジング社
製Pl-Zn)の後、日本パーカライジング社製のリン酸亜鉛
処理浴（Znイオン0.7g/l、Niイオン2.0g/l、リン酸イオ
ン6.5g/l、硝酸イオン6g/l、フッ化物0.2g/l）でスプレ
ー処理を行った。りん酸亜鉛皮膜の付着量は、処理時間
で調整して、表裏両面とも1g/m2となるようにした。り
ん酸亜鉛処理の後、重りん酸Mg水溶液を8%に希釈した液
をロールコーターにより表裏別々に塗布し、到達板温度
110℃となるように乾燥して放冷した。なお、実施例１
〜５では、内板相当面にのみ塗布し、比較例２，３で
は、両方の面に塗布した。比較例１では、どちらの面に
も塗布しなかった。重りん酸Mgの塗布乾燥皮膜の重量
は、ロールコーターの回転数を制御することで調整し
た。重リン酸Mgを塗布した面については、複合リン酸塩
皮膜の重量が表1に示す値になるように調整した。防錆
油（パーカー興産製ノックスラスト530F60）を塗油して
１日放置後以降の評価に供した。
【００１１】試料調整（実施例６〜７） 前記例のリン酸亜鉛処理浴中に硝酸MgをMg濃度で30g/l
添加することで、Mgを約4wt%含有するリン酸亜鉛皮膜を
1.2g/m2両面に形成した。それ以外は、前記例と全く同
様に処理し、内板相当面にのみ重リン酸Mg水溶液を塗布
して、表１に示す付着量の複合リン酸亜鉛被膜を形成し
た。
【００１２】評価方法 「複合リン酸亜鉛被膜の付着量」；反対面をテープシー
ルした40mmφのサンプルをクロム酸溶液に浸漬して被膜
を除去し、前後の付着量差を定量することで算出した。 「複合リン酸亜鉛被膜中のMg%」；前記のクロム酸溶液
による溶解液を用いて、ICP分析により被膜中のMg量を
定量し、Mg%を算出した。 「耐チッピング性」；70×150mmサンプルをアルカリ脱脂、
自動車用化成処理、自動車用3コート塗装（カチオン電着塗
装20μ、中塗り35μ、上塗り35μ）の順に行い、-20℃
に冷却した状態で、5mm程度の径の石を合計500g分、3kg
f/cm2の圧で90゜の角度で射出した。塗膜の浮き上がり
部もカッターで除去した後、総剥離面積を画像解析法に
より算出した。（×；500mm2超、△；200〜500mm2、
○；100〜200mm2、◎；100mm2未満）
【００１３】「耐食性」；サンプルを市販の洗浄油で洗
浄後、Ｕビード曲げ加工（サンプル幅70mm、ＢＨＦ＝１
ton、加工高さ＝70mm、ビード部ポンチＲ＝5mm、ビード
部ダイスＲ＝３mm、ポンチＲ＝5mm、ダイスＲ＝５ｍ
ｍ、加工速度＝25spm）を行い、その側面（ダイス側）
を切り出して、脱脂した後、端面と裏面をセロテープ
（登録商標）シールし、ＣＣＴ試験*を行った。10サイ
クル後の赤錆発生状況を観察した。「◎」；０％、
「○」；１％未満、「△」；１〜１０％、「×」；１０
％超。*CCT試験条件；塩水噴霧（5%NaCl,35）６時間→
乾燥（50℃45%RH）３時間→湿潤（50℃95%RH）１４時間
→乾燥（50℃45%RH）１時間、を１サイクルとした繰り
返し。
【００１４】「加工性」；市販洗浄油で洗浄の後、万能
深絞り試験機にてＬＤＲ（限界絞り比）を測定した。プ
レス条件は、BHF=1ton、ポンチ径=40mmφ。なお、内板
相当面をポンチ側とした。（×；ＬＤＲ値〜2.0、△；
2.0〜2.2、○；2.2〜2.3、◎；2.3〜）
【００１５】表１に、結果を示すが、本発明で規定する
条件から外れるものは、何らかの性能が悪化した。
【００１６】
【表１】
【００１７】試料調整（実施例８〜10および比較例４） 先の実施例１〜５と同様の方法で、付着量0.5g/m2のリ
ン酸亜鉛処理を施した。その後、重りん酸Mg水溶液を8%
に希釈した液をロールコーターにより一方の面（内面）
のみに塗布し、到達板温度110℃となるように乾燥して
放冷した。塗布量を種々変更することで、実施例８〜10
および比較例４のサンプルを造り分けた。防錆油（パー
カー興産製ノックスラスト530F60）を塗油して１日放置
後以降の評価に供した。
【００１８】試料調整（実施例11〜12および比較例５） リン酸亜鉛被膜の付着量が、0.2g/m2であること以外
は、前記方法と同様に調整した。評価方法は、前記例と
同様である。
【００１９】表２に、結果を示す。なお、外面側の耐チ
ッピング性については、いずれも「◎」で良好であった
ことから、ここでは加工性と内面側の耐食性のみを示し
た。本発明で規定する条件から外れるものは、耐食性が
悪化した。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【発明の効果】本発明によって、自動車外板用途に求め
られる特性を高度にバランスした亜鉛系メッキ鋼板を得
ることが可能になる。本発明の鋼板は諸特性に優れ、ま
た、６価クロム等の有害物も使用せず、製造方法も簡易
でコスト的にも優れ、自動車車体用鋼板として好適なも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K026 AA02 AA07 AA12 AA13 AA22 BA03 BA04 BA12 BB08 BB09 CA16 CA18 CA23 CA24 CA28 CA32 DA15 DA16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車車体用に用いられる両面にメッキ
    皮膜を有する亜鉛系メッキ鋼板の自動車車体の外面に相
    当する面にはリン酸亜鉛皮膜を有し、内面に相当する面
    にはリン酸亜鉛皮膜とMgを含有するリン酸塩皮膜との複
    合リン酸塩皮膜を有することを特徴とする自動車車体用
    亜鉛系メッキ鋼板。
  2. 【請求項２】 複合リン酸塩皮膜が、Mgを2wt%以上含有
    し、0.5g/m2以上の付着量であることを特徴とする請求
    項１に記載の亜鉛系メッキ鋼板。
  3. 【請求項３】 Mgを含有するリン酸塩皮膜が重リン酸Mg
    水溶液の塗布乾燥皮膜であることを特徴とする請求項１
    または２に記載の亜鉛系メッキ鋼板。
  4. 【請求項４】 リン酸亜鉛皮膜が、Ni,Mn,Mg,Co,Ca,Cu,
    Alの１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項
    １または２または３に記載の亜鉛系メッキ鋼板。
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