JP2002543998A - 溶接可能な、コーティングされた金属基材、ならびにその調製および腐食抑制方法 - Google Patents
溶接可能な、コーティングされた金属基材、ならびにその調製および腐食抑制方法Info
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- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、一般に、溶接可能な、耐食性のコーティングされた金属基材に関し、より詳細には、腐食を抑制し、かつ金属基材の形成および溶接を促進する、クロムを含まないコーティングをその上に有する、金属基材に関する。本発明はまた、溶接可能な、コーティングされた金属基材を提供し、その表面は、ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはそれらの混合物で前処理され、そして溶接可能なコーティングは、結合剤全体に分散した導電性顔料を含み、この結合剤は、前処理コーティング組成物の少なくとも一部の上に配置される。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、一般に、溶接可能な、耐食性のコーティングされた金属基材に関し
、より詳細には、腐食を抑制し、かつ金属基材の形成および溶接を促進する、ク
ロムを含まないコーティングをその上に有する、金属基材に関する。
、より詳細には、腐食を抑制し、かつ金属基材の形成および溶接を促進する、ク
ロムを含まないコーティングをその上に有する、金属基材に関する。
【０００２】 （発明の背景） 亜鉛のような導電性物質を含む溶接可能なコーティングは、金属基材上に導電
層を提供するために、しばしば用いられる。亜鉛リッチな溶接可能なコーティン
グは、鉄金属表面に直接塗布されることもあり、あるいはクロム含有溶液で処理
された鉄金属の上に塗布されることもある。例えば、米国特許第４，３４６，１
４３号は、鉄金属基材に防食を提供するためのプロセスを開示し、このプロセス
は、基材の表面を硝酸でエッチングする工程、次いで、結合剤物質を含む亜鉛リ
ッチなコーティングをエッチングされた表面に塗布する工程を包含する。
層を提供するために、しばしば用いられる。亜鉛リッチな溶接可能なコーティン
グは、鉄金属表面に直接塗布されることもあり、あるいはクロム含有溶液で処理
された鉄金属の上に塗布されることもある。例えば、米国特許第４，３４６，１
４３号は、鉄金属基材に防食を提供するためのプロセスを開示し、このプロセス
は、基材の表面を硝酸でエッチングする工程、次いで、結合剤物質を含む亜鉛リ
ッチなコーティングをエッチングされた表面に塗布する工程を包含する。
【０００３】 米国特許第４，１５７，９２４号および第４，１８６，０３６号は、金属基材
のための溶接可能なコーティングを開示し、これは、エポキシ樹脂またはフェノ
キシ樹脂、亜鉛のような導電性顔料、およびグリコールエーテルのような希釈剤
を含む。第７欄、第３７−４２行目で論じられているように、基材は、クロム酸
および／またはリン酸イオンを含む、微粉金属を含まない組成物で前処理され得
る。
のための溶接可能なコーティングを開示し、これは、エポキシ樹脂またはフェノ
キシ樹脂、亜鉛のような導電性顔料、およびグリコールエーテルのような希釈剤
を含む。第７欄、第３７−４２行目で論じられているように、基材は、クロム酸
および／またはリン酸イオンを含む、微粉金属を含まない組成物で前処理され得
る。
【０００４】 同様に、欧州特許出願第０１５７３９２号は、金属リン酸塩処理またはクロム
酸塩処理された鋼のための耐食性プライマーを開示し、これは、７０〜９５重量
パーセントの亜鉛、アルミニウム、滑剤および結合剤の混合物からなる。
酸塩処理された鋼のための耐食性プライマーを開示し、これは、７０〜９５重量
パーセントの亜鉛、アルミニウム、滑剤および結合剤の混合物からなる。
【０００５】 米国特許第３，６８７，７３９号は、（１）微粉金属および六価クロム含有液
体組成物のアンダーコーティング、および（２）粒子状の導電性顔料および結合
剤物質を含むトップコートを含む、溶接可能な複合組成物を開示する。
体組成物のアンダーコーティング、および（２）粒子状の導電性顔料および結合
剤物質を含むトップコートを含む、溶接可能な複合組成物を開示する。
【０００６】 クロム含有コーティングは、優れた防食を与えるが、特に亜鉛リッチなコーテ
ィング下では、これらは毒性であり、そして廃棄物の問題を提示する。従って、
溶接可能なコーティングを塗布する前に金属基材を処理するための、クロムを含
まない処理溶液が必要とされる。この処理溶液は、耐食性を提供するべきであり
、そして溶接のために、基材を導電性に維持するべきである。
ィング下では、これらは毒性であり、そして廃棄物の問題を提示する。従って、
溶接可能なコーティングを塗布する前に金属基材を処理するための、クロムを含
まない処理溶液が必要とされる。この処理溶液は、耐食性を提供するべきであり
、そして溶接のために、基材を導電性に維持するべきである。
【０００７】 （発明の要旨） 本発明の１つの局面は、溶接可能な、コーティングされた金属基材である。こ
れは、（ａ）金属基材；（ｂ）上記金属基材の表面の少なくとも一部の上に配置
されるＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその混合物を含む前処理組成
物；および（ｃ）結合剤全体に分散した導電性顔料を含み、上記前処理組成物の
少なくとも一部の上に配置される、溶接可能なコーティング、を含む。
れは、（ａ）金属基材；（ｂ）上記金属基材の表面の少なくとも一部の上に配置
されるＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその混合物を含む前処理組成
物；および（ｃ）結合剤全体に分散した導電性顔料を含み、上記前処理組成物の
少なくとも一部の上に配置される、溶接可能なコーティング、を含む。
【０００８】 本発明の他の局面は、溶接可能な、コーティングされた金属基材の調製のため
の方法である。これは：（ａ）ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその
混合物を含む前処理組成物で金属基材の表面を処理して、前処理された表面を有
する基材を形成する工程；および（ｂ）前処理された表面に溶接可能なコーティ
ング組成物を塗布して、溶接可能な、コーティングされた金属基材を形成する工
程であって、溶接可能なコーティング組成物が、導電性顔料および結合剤を含む
、工程を包含する。
の方法である。これは：（ａ）ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその
混合物を含む前処理組成物で金属基材の表面を処理して、前処理された表面を有
する基材を形成する工程；および（ｂ）前処理された表面に溶接可能なコーティ
ング組成物を塗布して、溶接可能な、コーティングされた金属基材を形成する工
程であって、溶接可能なコーティング組成物が、導電性顔料および結合剤を含む
、工程を包含する。
【０００９】 （好適な実施形態の詳細な説明） 他に指示のない限り、本明細書および請求の範囲において用いられる、成分ま
たは反応条件の量を表す全ての数は、全ての例において、用語「約」により修飾
されていると解されるべきである。
たは反応条件の量を表す全ての数は、全ての例において、用語「約」により修飾
されていると解されるべきである。
【００１０】 本発明の実施において使用される金属基材は、鉄金属、非鉄金属およびそれら
の組合せを含む。適切な鉄金属は、鉄、鋼、およびそれらの合金を含む。有用な
鋼物質の非限定的な例としては、冷間圧延鋼、亜鉛めっき（亜鉛コーティング）
鋼、電気亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、酸洗い（ｐｉｃｋｌｅｄ）鋼、ガルバニ
ール（ＧＡＬＶＡＮＮＥＡＬ）のような亜鉛−鉄合金、およびそれらの組合せが
挙げられる。有用な非鉄金属としては、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムおよ
びそれらの合金が挙げられる。ガルバリューム（ＧＡＬＶＡＬＵＭＥ）およびガ
ルファン（ＧＡＬＦＡＮ）亜鉛−アルミニウム合金のような、鉄および非鉄金属
の組合せ、または複合物もまた、用いられ得る。
の組合せを含む。適切な鉄金属は、鉄、鋼、およびそれらの合金を含む。有用な
鋼物質の非限定的な例としては、冷間圧延鋼、亜鉛めっき（亜鉛コーティング）
鋼、電気亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、酸洗い（ｐｉｃｋｌｅｄ）鋼、ガルバニ
ール（ＧＡＬＶＡＮＮＥＡＬ）のような亜鉛−鉄合金、およびそれらの組合せが
挙げられる。有用な非鉄金属としては、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムおよ
びそれらの合金が挙げられる。ガルバリューム（ＧＡＬＶＡＬＵＭＥ）およびガ
ルファン（ＧＡＬＦＡＮ）亜鉛−アルミニウム合金のような、鉄および非鉄金属
の組合せ、または複合物もまた、用いられ得る。
【００１１】 金属基材の形状は、シート、板、棒、ロッドまたは所望の任意の形状であり得
る。好ましくは、金属基材の形状は、スプールの周囲にコイル状に巻き取られた
、細長いストリップである。このストリップの厚みは、好ましくは、約０．２５
４〜約３．１８ミリメートル（ｍｍ）（約１０〜約１２５ミル）の範囲であり、
そしてより好ましくは、約０．３ｍｍであるが、厚さは、所望ならば、それより
厚くても薄くてもよい。ストリップの幅は、通常、約３０．５〜約１８３センチ
メートル（約１２〜約７２インチ）の範囲であるが、幅は、その意図される用途
に応じて、異なり得る。
る。好ましくは、金属基材の形状は、スプールの周囲にコイル状に巻き取られた
、細長いストリップである。このストリップの厚みは、好ましくは、約０．２５
４〜約３．１８ミリメートル（ｍｍ）（約１０〜約１２５ミル）の範囲であり、
そしてより好ましくは、約０．３ｍｍであるが、厚さは、所望ならば、それより
厚くても薄くてもよい。ストリップの幅は、通常、約３０．５〜約１８３センチ
メートル（約１２〜約７２インチ）の範囲であるが、幅は、その意図される用途
に応じて、異なり得る。
【００１２】 金属表面の上にコーティングを配置する前に、表面の徹底的なクリーニングお
よび脱脂によって、金属表面から異物を除去することが好ましい。金属基材の表
面は、物理的または化学的手段、例えば、表面の機械的な研磨、あるいは当業者
に周知の、市販のアルカリまたは酸性クリーニング剤（例えば、メタケイ酸ナト
リウムおよび水酸化ナトリウム）によるクリーニング／脱脂によってクリーニン
グされ得る。好ましいクリーニング剤の非限定的な例は、ＣＨＥＭＫＬＥＥＮ
１６３３であり、これはＰＰＧ Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓｐｅｃ
ｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｔｒｏｙ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販のアル
カリベースのクリーナーである。
よび脱脂によって、金属表面から異物を除去することが好ましい。金属基材の表
面は、物理的または化学的手段、例えば、表面の機械的な研磨、あるいは当業者
に周知の、市販のアルカリまたは酸性クリーニング剤（例えば、メタケイ酸ナト
リウムおよび水酸化ナトリウム）によるクリーニング／脱脂によってクリーニン
グされ得る。好ましいクリーニング剤の非限定的な例は、ＣＨＥＭＫＬＥＥＮ
１６３３であり、これはＰＰＧ Ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓｐｅｃ
ｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｔｒｏｙ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販のアル
カリベースのクリーナーである。
【００１３】 クリーニング工程の後、金属基材は、残渣を除去するために、通常、水でリン
スされる。金属基材は、エアナイフを用いるか、基材を高温に短時間曝して水を
飛ばすか、あるいは基材をスクイジーロールの間に通して、風乾され得る。
スされる。金属基材は、エアナイフを用いるか、基材を高温に短時間曝して水を
飛ばすか、あるいは基材をスクイジーロールの間に通して、風乾され得る。
【００１４】 本発明において、前処理コーティング組成物は、金属基材の外表面の少なくと
も一部の上に配置される。好ましくは、金属基材の外表面全体が、前処理組成物
で処理される。
も一部の上に配置される。好ましくは、金属基材の外表面全体が、前処理組成物
で処理される。
【００１５】 前処理組成物は、次に塗布される溶接可能なコーティング組成物の、金属基材
への密着を促進する。前処理は、溶接器具によって溶接可能なコーティングに適
用される熱および力が、溶接可能なコーティング中の導電性顔料の少なくとも一
部を前処理コーティングを通して金属基材に接触または本質的に接触させて、コ
ーティングされた基材の溶接を可能とする電気伝導性の通路を提供するように、
十分に薄く、および／または変形可能であるべきである。本明細書中で使用する
場合、「本質的に接触」とは、前処理コーティングによって提供される電気抵抗
が約１オーム未満であることを意味する。前処理被膜の厚みは多様であり得るが
、通常約１マイクロメートル未満、好ましくは、約１から約５００ナノメートル
の範囲、そしてより好ましくは約１０から約３００ナノメートルである。
への密着を促進する。前処理は、溶接器具によって溶接可能なコーティングに適
用される熱および力が、溶接可能なコーティング中の導電性顔料の少なくとも一
部を前処理コーティングを通して金属基材に接触または本質的に接触させて、コ
ーティングされた基材の溶接を可能とする電気伝導性の通路を提供するように、
十分に薄く、および／または変形可能であるべきである。本明細書中で使用する
場合、「本質的に接触」とは、前処理コーティングによって提供される電気抵抗
が約１オーム未満であることを意味する。前処理被膜の厚みは多様であり得るが
、通常約１マイクロメートル未満、好ましくは、約１から約５００ナノメートル
の範囲、そしてより好ましくは約１０から約３００ナノメートルである。
【００１６】 前処理組成物は、担体媒体、典型的には水性媒体中に可溶化または分散された
、１つ以上のＩＩＩＢ族もしくはＩＶＢ族の元素を含む化合物、またはその混合
物を含む。ＩＩＩＢ族およびＩＶＢ族元素は、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（第６０版、１９８０）に示さ
れるような、ＣＡＳ元素周期律表によって定義される。遷移金属化合物および希
土類金属化合物は、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、イットリウム、および
セリウムの化合物、ならびにそれらの混合物である。典型的なジルコニウム化合
物は、ヘキサフルオロジルコン酸、そのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、
炭酸ジルコニウムアンモニウム、硝酸ジルコニル、カルボン酸ジルコニウムおよ
びヒドロキシカルボン酸ジルコニウム（例えば、ヒドロフルオロジルコン酸）、
酢酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニウム、グリコール酸ジルコニウムアンモニ
ウム、乳酸ジルコニウムアンモニウム、クエン酸ジルコニウムアンモニウム、お
よびそれらの混合物から選択され得る。ヘキサフルオロジルコン酸が好ましい。
イットリウム化合物の例は、硝酸イットリウムである。チタン化合物の例は、フ
ルオロチタン酸およびその塩である。ハフニウム化合物の例は、硝酸ハフニウム
である。セリウム化合物の例は、硝酸セリウム（ｃｅｒｏｕｓ）である。好まし
くは、ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物は、水溶性である金属塩または酸の
形態である。
、１つ以上のＩＩＩＢ族もしくはＩＶＢ族の元素を含む化合物、またはその混合
物を含む。ＩＩＩＢ族およびＩＶＢ族元素は、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（第６０版、１９８０）に示さ
れるような、ＣＡＳ元素周期律表によって定義される。遷移金属化合物および希
土類金属化合物は、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、イットリウム、および
セリウムの化合物、ならびにそれらの混合物である。典型的なジルコニウム化合
物は、ヘキサフルオロジルコン酸、そのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、
炭酸ジルコニウムアンモニウム、硝酸ジルコニル、カルボン酸ジルコニウムおよ
びヒドロキシカルボン酸ジルコニウム（例えば、ヒドロフルオロジルコン酸）、
酢酸ジルコニウム、シュウ酸ジルコニウム、グリコール酸ジルコニウムアンモニ
ウム、乳酸ジルコニウムアンモニウム、クエン酸ジルコニウムアンモニウム、お
よびそれらの混合物から選択され得る。ヘキサフルオロジルコン酸が好ましい。
イットリウム化合物の例は、硝酸イットリウムである。チタン化合物の例は、フ
ルオロチタン酸およびその塩である。ハフニウム化合物の例は、硝酸ハフニウム
である。セリウム化合物の例は、硝酸セリウム（ｃｅｒｏｕｓ）である。好まし
くは、ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物は、水溶性である金属塩または酸の
形態である。
【００１７】 ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物は、典型的には、担体媒体中に、１０〜
５０００ｐｐｍの金属、好ましくは１００から３００ｐｐｍの金属の量で存在す
る。
５０００ｐｐｍの金属、好ましくは１００から３００ｐｐｍの金属の量で存在す
る。
【００１８】 さらに、前処理組成物担体は、被膜形成性樹脂を含み得る。適切な樹脂として
は、１つ以上のアルカノールアミンと少なくとも２つのエポキシ基を含むエポキ
シ官能性物質との反応生成物（例えば、米国特許第５，６５３，８２３号に開示
される樹脂）が挙げられる。好ましくは、このような樹脂は、樹脂の調製の際の
付加反応物としてジメチロールプロピオン酸、フタルイミド、またはメルカプト
グリセリンを用いることによって取り込まれる、βヒドロキシエステル、イミド
、またはスルフィド官能基を含む。あるいは、反応生成物は、ビルフェノールＡ
のジグリシジルエーテル（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
ＥＰＯＮ８８０として市販される）、ジメチロールプロピオン酸、およびジメタ
ノールアミンの、０．６〜５．０：０．０５〜５．５：１のモル比の反応生成物
である。他の適切な樹脂には、米国特許第３，９１２，５４８号および５，３２
８，５２５号に開示されているような、水溶性および水分散性のポリアクリル酸
；米国特許第５，６６２，７４６号（本明細書中に参考として援用される）に記
載されているような、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂；ＷＯ ９５／３３８
６９に開示されているような、水溶性ポリアミド；カナダ国特許出願第２，０８
７，３５２号に記載のような、アリルエーテルを含むマレイン酸またはアクリル
酸のコポリマー；および米国特許第５，４４９，４１５号で議論されているよう
な、エポキシ樹脂、アミノプラスト、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、タン
ニン、およびポリビニルフェノールを含む、水溶性および分散性樹脂が、包含さ
れる。
は、１つ以上のアルカノールアミンと少なくとも２つのエポキシ基を含むエポキ
シ官能性物質との反応生成物（例えば、米国特許第５，６５３，８２３号に開示
される樹脂）が挙げられる。好ましくは、このような樹脂は、樹脂の調製の際の
付加反応物としてジメチロールプロピオン酸、フタルイミド、またはメルカプト
グリセリンを用いることによって取り込まれる、βヒドロキシエステル、イミド
、またはスルフィド官能基を含む。あるいは、反応生成物は、ビルフェノールＡ
のジグリシジルエーテル（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
ＥＰＯＮ８８０として市販される）、ジメチロールプロピオン酸、およびジメタ
ノールアミンの、０．６〜５．０：０．０５〜５．５：１のモル比の反応生成物
である。他の適切な樹脂には、米国特許第３，９１２，５４８号および５，３２
８，５２５号に開示されているような、水溶性および水分散性のポリアクリル酸
；米国特許第５，６６２，７４６号（本明細書中に参考として援用される）に記
載されているような、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂；ＷＯ ９５／３３８
６９に開示されているような、水溶性ポリアミド；カナダ国特許出願第２，０８
７，３５２号に記載のような、アリルエーテルを含むマレイン酸またはアクリル
酸のコポリマー；および米国特許第５，４４９，４１５号で議論されているよう
な、エポキシ樹脂、アミノプラスト、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、タン
ニン、およびポリビニルフェノールを含む、水溶性および分散性樹脂が、包含さ
れる。
【００１９】 本発明のこの実施形態において、被膜形成性樹脂は、前処理コーティング組成
物中に、前処理組成物の総重量を基準にして０．００５％から３０％の量で存在
し、ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物は、前処理組成物の総重量を基準にし
て１０から５０００ｐｐｍ、好ましくは１００から１０００ｐｐｍの金属の量で
存在する。ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属または金属化合物に対する樹脂の重量
比は、金属を基準にして、２．０から１０．０、好ましくは３．０から５．０で
ある。
物中に、前処理組成物の総重量を基準にして０．００５％から３０％の量で存在
し、ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物は、前処理組成物の総重量を基準にし
て１０から５０００ｐｐｍ、好ましくは１００から１０００ｐｐｍの金属の量で
存在する。ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属または金属化合物に対する樹脂の重量
比は、金属を基準にして、２．０から１０．０、好ましくは３．０から５．０で
ある。
【００２０】 前処理コーティング組成物は、さらに、基材の濡れを向上させるための補助と
して機能する、界面活性剤を含み得る。一般に、界面活性物質は、前処理コーテ
ィング組成物の総重量を基準にして、約２重量パーセント未満の量で存在する。
担体媒体中の他の任意物質としては、消泡剤または基材濡れ剤として働く界面活
性剤が挙げられる。
して機能する、界面活性剤を含み得る。一般に、界面活性物質は、前処理コーテ
ィング組成物の総重量を基準にして、約２重量パーセント未満の量で存在する。
担体媒体中の他の任意物質としては、消泡剤または基材濡れ剤として働く界面活
性剤が挙げられる。
【００２１】 好ましくは、前処理コーティング組成物は、クロム含有物質を本質的に含まな
い。すなわち、約２重量パーセント未満のクロム含有物質（ＣｒＯ3として表す
）しか含まず、より好ましくは約０．０５重量パーセント未満のクロム含有物質
しか含まない。このようなクロム含有物質の例としては、クロム酸、三酸化クロ
ム、無水クロム酸、重クロム酸塩（例えば、重クロム酸アンモニウム、重クロム
酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、ならびに重クロム酸カルシウム、重クロム
酸バリウム、重クロム酸マグネシウム、重クロム酸亜鉛、重クロム酸カドミウム
および重クロム酸ストロンチウム）が挙げられる。最も好ましくは、前処理コー
ティング組成物は、クロム含有物質を含まない。
い。すなわち、約２重量パーセント未満のクロム含有物質（ＣｒＯ3として表す
）しか含まず、より好ましくは約０．０５重量パーセント未満のクロム含有物質
しか含まない。このようなクロム含有物質の例としては、クロム酸、三酸化クロ
ム、無水クロム酸、重クロム酸塩（例えば、重クロム酸アンモニウム、重クロム
酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、ならびに重クロム酸カルシウム、重クロム
酸バリウム、重クロム酸マグネシウム、重クロム酸亜鉛、重クロム酸カドミウム
および重クロム酸ストロンチウム）が挙げられる。最も好ましくは、前処理コー
ティング組成物は、クロム含有物質を含まない。
【００２２】 前処理コーティング組成物は、金属基材の表面に、任意の従来の技法、例えば
、バッチまたは連続的プロセスでの、スプレー、浸漬、またはロールコーティン
グで塗布される。塗布時の前処理コーティング組成物の温度は、典型的には、約
１０℃〜約８５℃であり、そして好ましくは約１５℃〜約６０℃である。塗布に
おける好ましい前処理コーティング組成物のｐＨは、通常、約２．０〜約５．５
の範囲であり、そして好ましくは約３．５〜約５．５である。媒体のｐＨは、鉱
酸（例えば、フッ化水素酸、フルオロホウ酸、リン酸など（これらの混合物を含
む））；有機酸（例えば、乳酸、酢酸、クエン酸、スルファミン酸、またはこれ
らの混合物）；および水溶性または水分散性の塩基（例えば、水酸化ナトリウム
、水酸化アンモニウム、アンモニア、またはアミン（例えば、トリエチルアミン
、メチルエチルアミン））またはこれらの混合物を用いて調節され得る。
、バッチまたは連続的プロセスでの、スプレー、浸漬、またはロールコーティン
グで塗布される。塗布時の前処理コーティング組成物の温度は、典型的には、約
１０℃〜約８５℃であり、そして好ましくは約１５℃〜約６０℃である。塗布に
おける好ましい前処理コーティング組成物のｐＨは、通常、約２．０〜約５．５
の範囲であり、そして好ましくは約３．５〜約５．５である。媒体のｐＨは、鉱
酸（例えば、フッ化水素酸、フルオロホウ酸、リン酸など（これらの混合物を含
む））；有機酸（例えば、乳酸、酢酸、クエン酸、スルファミン酸、またはこれ
らの混合物）；および水溶性または水分散性の塩基（例えば、水酸化ナトリウム
、水酸化アンモニウム、アンモニア、またはアミン（例えば、トリエチルアミン
、メチルエチルアミン））またはこれらの混合物を用いて調節され得る。
【００２３】 連続プロセスは、典型的には、コイルコーティング産業で用いられ、そしてま
たミル塗布のためにも用いられる。前処理コーティング組成物は、これら従来の
プロセスのいずれかによって塗布され得る。例えば、コイル産業では、基材は、
クリーニングおよびリンスされ、次いで、通常、化学コーターによるロールコー
ティングによって、前処理コーティング組成物に接触する。次いで、処理された
ストリップは、加熱によって乾燥され、そして従来のコイルコーティングプロセ
スによって塗装および焼成される。
たミル塗布のためにも用いられる。前処理コーティング組成物は、これら従来の
プロセスのいずれかによって塗布され得る。例えば、コイル産業では、基材は、
クリーニングおよびリンスされ、次いで、通常、化学コーターによるロールコー
ティングによって、前処理コーティング組成物に接触する。次いで、処理された
ストリップは、加熱によって乾燥され、そして従来のコイルコーティングプロセ
スによって塗装および焼成される。
【００２４】 前処理組成物のミル塗布は、浸漬、スプレー、またはロールコーティングによ
って、新たに製造された金属ストリップに塗布され得る。過剰の前処理組成物は
、典型的には、絞り（ｗｒｉｎｇｅｒ）ローラーによって除去される。前処理組
成物を金属表面に塗布した後、金属を、脱イオン水でリンスし、そして室温また
は高温で乾燥して、過剰の水分を処理された基材表面から除去し、そして任意の
硬化性コーティング成分が硬化して、前処理コーティングが形成され得る。ある
いは、処理された基材を、約６５℃〜約１２５℃で、約２秒〜約３０秒間加熱し
て、前処理コーティング組成物の乾燥残渣をその上に有するコーティングされた
基材を生成してもよい。基材が、既にホットメルト生成プロセスで加熱されてい
る場合、乾燥の促進のために、処理された基材の塗布後加熱をする必要はない。
コーティングを乾燥するための温度および時間は、コーティング中の固形分の割
合、コーティング組成物の成分、および基材のタイプのような変数に依存する。
って、新たに製造された金属ストリップに塗布され得る。過剰の前処理組成物は
、典型的には、絞り（ｗｒｉｎｇｅｒ）ローラーによって除去される。前処理組
成物を金属表面に塗布した後、金属を、脱イオン水でリンスし、そして室温また
は高温で乾燥して、過剰の水分を処理された基材表面から除去し、そして任意の
硬化性コーティング成分が硬化して、前処理コーティングが形成され得る。ある
いは、処理された基材を、約６５℃〜約１２５℃で、約２秒〜約３０秒間加熱し
て、前処理コーティング組成物の乾燥残渣をその上に有するコーティングされた
基材を生成してもよい。基材が、既にホットメルト生成プロセスで加熱されてい
る場合、乾燥の促進のために、処理された基材の塗布後加熱をする必要はない。
コーティングを乾燥するための温度および時間は、コーティング中の固形分の割
合、コーティング組成物の成分、および基材のタイプのような変数に依存する。
【００２５】 前処理組成物の残渣の被膜適用範囲は、通常、１平方メートル当たり約１〜約
１０００ミリグラム（ｍｇ／ｍ2）であり、そして、好ましくは、約１０〜約４
００ｍｇ／ｍ2である。
１０００ミリグラム（ｍｇ／ｍ2）であり、そして、好ましくは、約１０〜約４
００ｍｇ／ｍ2である。
【００２６】 本発明において、溶接可能なコーティング組成物が、前処理コーティングの少
なくとも一部の上に配置される。溶接可能なコーティング組成物は、結合剤全体
に分散した１つまたはそれ以上の導電性顔料（これは、溶接可能なコーティング
に導電性およびカソード防食を提供する）と、導電性顔料を前処理コーティング
に接着させる、１つ以上の結合剤とを含む。
なくとも一部の上に配置される。溶接可能なコーティング組成物は、結合剤全体
に分散した１つまたはそれ以上の導電性顔料（これは、溶接可能なコーティング
に導電性およびカソード防食を提供する）と、導電性顔料を前処理コーティング
に接着させる、１つ以上の結合剤とを含む。
【００２７】 適切な導電性顔料の非限定的な例としては、亜鉛（好適）、アルミニウム、鉄
、グラファイト、リン化二鉄およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい亜鉛
粒子は、ＺＩＮＣＯＬＩ ＧｍｂＨからＺＩＮＣＯＬＩ Ｓ ６２０または５２
０として市販されている。導電性顔料粒子の平均粒子サイズ（球の直径と等しい
）は、一般に、約１０マイクロメートル未満、好ましくは、約１から約５マイク
ロメートルの範囲、より好ましくは約３マイクロメートルである。
、グラファイト、リン化二鉄およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい亜鉛
粒子は、ＺＩＮＣＯＬＩ ＧｍｂＨからＺＩＮＣＯＬＩ Ｓ ６２０または５２
０として市販されている。導電性顔料粒子の平均粒子サイズ（球の直径と等しい
）は、一般に、約１０マイクロメートル未満、好ましくは、約１から約５マイク
ロメートルの範囲、より好ましくは約３マイクロメートルである。
【００２８】 金属基材は、続いて溶接されるので、溶接可能なコーティング組成物は、実質
的な量（一般に、導電性顔料および結合剤の総容量を基準にして、約１０容量パ
ーセントより多く、そして好ましくは約３０から約６０容量パーセント）の導電
性顔料を含まなければならない。
的な量（一般に、導電性顔料および結合剤の総容量を基準にして、約１０容量パ
ーセントより多く、そして好ましくは約３０から約６０容量パーセント）の導電
性顔料を含まなければならない。
【００２９】 結合剤は、導電性顔料を前処理コーティングに固定するために存在する。好ま
しくは、結合剤は、前処理コーティングの表面に塗布されたときに、概ね連続的
な被膜を形成する。一般に、結合剤の量は、総固形分基準で溶接可能なコーティ
ング組成物の約５から約５０重量パーセントの範囲であり得、好ましくは約１０
から約３０重量パーセント、そしてより好ましくは約１０から約２０重量パーセ
ントである。
しくは、結合剤は、前処理コーティングの表面に塗布されたときに、概ね連続的
な被膜を形成する。一般に、結合剤の量は、総固形分基準で溶接可能なコーティ
ング組成物の約５から約５０重量パーセントの範囲であり得、好ましくは約１０
から約３０重量パーセント、そしてより好ましくは約１０から約２０重量パーセ
ントである。
【００３０】 結合剤は、オリゴマー結合剤、ポリマー結合剤およびそれらの混合物を含み得
る。結合剤は、好ましくは、熱硬化性結合剤、熱可塑性結合剤またはそれらの混
合物から選択される、樹脂ポリマー結合剤物質である。適切な熱硬化性物質の非
限定的な例としては、後述のアミノプラストまたはイソシアネートのような架橋
剤と組み合わされた、ポリエステル、エポキシ含有物質、フェノキシ含有物質、
ポリウレタン、およびそれらの混合物が挙げられる。適切な熱可塑性結合剤の非
限定的な例としては、高分子量エポキシ樹脂、二官能性エポキシ樹脂、ビニルポ
リマー、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル
ポリマーおよびそれらの混合物が挙げられる。有用な結合剤物質の例としては、
フェノキシポリエーテルポリオールおよび無機ケイ酸塩が挙げられる。
る。結合剤は、好ましくは、熱硬化性結合剤、熱可塑性結合剤またはそれらの混
合物から選択される、樹脂ポリマー結合剤物質である。適切な熱硬化性物質の非
限定的な例としては、後述のアミノプラストまたはイソシアネートのような架橋
剤と組み合わされた、ポリエステル、エポキシ含有物質、フェノキシ含有物質、
ポリウレタン、およびそれらの混合物が挙げられる。適切な熱可塑性結合剤の非
限定的な例としては、高分子量エポキシ樹脂、二官能性エポキシ樹脂、ビニルポ
リマー、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル
ポリマーおよびそれらの混合物が挙げられる。有用な結合剤物質の例としては、
フェノキシポリエーテルポリオールおよび無機ケイ酸塩が挙げられる。
【００３１】 特に好ましい結合剤物質は、平均分子量が少なくとも約２０００、そして好ま
しくは、約５０００から約１００，０００の、多価フェノールのポリグリシジル
エーテルである。これらの物質は、エポキシ官能性であってもよく、またはエポ
キシ基とフェノール性物質との反応によって、脱官能化されていてもよい。この
ような結合剤は、約２０００〜約百万のエポキシ当量を有し得る。有用なエポキ
シ樹脂の非限定的な例は、Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
ＥＰＯＮ（登録商標）エポキシ樹脂として市販されている。好ましいＥＰＯＮ（
登録商標）エポキシ樹脂としては、ＥＰＯＮ（登録商標）１００９が挙げられ、
これは、約２３００−３８００のエポキシ当量を有する。有用なエポキシ脱官能
化樹脂としては、ＥＰＯＮＯＬ樹脂５５−ＢＫ−３０のようなフェノキシ樹脂が
挙げられ、これは、Ｓｈｅｌｌから市販されている。
しくは、約５０００から約１００，０００の、多価フェノールのポリグリシジル
エーテルである。これらの物質は、エポキシ官能性であってもよく、またはエポ
キシ基とフェノール性物質との反応によって、脱官能化されていてもよい。この
ような結合剤は、約２０００〜約百万のエポキシ当量を有し得る。有用なエポキ
シ樹脂の非限定的な例は、Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから
ＥＰＯＮ（登録商標）エポキシ樹脂として市販されている。好ましいＥＰＯＮ（
登録商標）エポキシ樹脂としては、ＥＰＯＮ（登録商標）１００９が挙げられ、
これは、約２３００−３８００のエポキシ当量を有する。有用なエポキシ脱官能
化樹脂としては、ＥＰＯＮＯＬ樹脂５５−ＢＫ−３０のようなフェノキシ樹脂が
挙げられ、これは、Ｓｈｅｌｌから市販されている。
【００３２】 適切な架橋剤または硬化剤は、米国特許第４，３４６，１４３号、第５欄、第
４５−６２行目に記載されており、ブロックされたまたはブロックされていない
、ジまたはポリイソシアネート（例えば、カプロラクタムでブロックされたトル
エンジイソシアネートであるＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）ＢＬ１２６５、（こ
れはＢａｙｅｒから市販されている））、およびアミノプラスト（例えば、尿素
−メラミン−およびベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物のエーテル化誘
導体（これは、ＣＹＴＥＣ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商標ＣＹＭＥＬ（登録商
標）として、およびＳｏｌｕｔｉａから商標ＲＥＳＩＭＥＮＥ（登録商標）とし
て市販されている））を含む。
４５−６２行目に記載されており、ブロックされたまたはブロックされていない
、ジまたはポリイソシアネート（例えば、カプロラクタムでブロックされたトル
エンジイソシアネートであるＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）ＢＬ１２６５、（こ
れはＢａｙｅｒから市販されている））、およびアミノプラスト（例えば、尿素
−メラミン−およびベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド縮合物のエーテル化誘
導体（これは、ＣＹＴＥＣ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから商標ＣＹＭＥＬ（登録商
標）として、およびＳｏｌｕｔｉａから商標ＲＥＳＩＭＥＮＥ（登録商標）とし
て市販されている））を含む。
【００３３】 好ましくは、溶接可能なコーティング組成物は、組成物の粘度を調節して、従
来のコーティング技法で金属基材に塗布されることができるようにするための、
１つまたはそれ以上の希釈剤を含む。希釈剤は、金属基材上の前処理コーティン
グへの溶接可能なコーティングの接着に悪影響を与えないように、選択されなけ
ればならない。適切な希釈剤としては、ケトン（例えば、シクロヘキサノン（好
適）、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン）およびイソホ
ロン；エステルおよびエーテル（例えば、２−エトキシエチルアセトン、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル（例えば、ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭ）、ジプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル（例えば、ＤＯＷＡＮＯＬ ＤＰＭ）また
はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌから市販のＰＭ ＡＣＥＴＡＴＥ））；および芳香族溶媒（例えば、ト
ルエン、キシレン、石油由来の芳香族溶媒ブレンド（例えば、ＳＯＬＶＥＳＳＯ
（登録商標））が挙げられる。希釈剤の量は、コーティングの方法、結合剤成分
、および顔料対結合剤の比に応じて変化し得るが、一般に、溶接可能なコーティ
ング組成物の総重量を基準にして、約１０から約５０重量パーセントの範囲であ
る。
来のコーティング技法で金属基材に塗布されることができるようにするための、
１つまたはそれ以上の希釈剤を含む。希釈剤は、金属基材上の前処理コーティン
グへの溶接可能なコーティングの接着に悪影響を与えないように、選択されなけ
ればならない。適切な希釈剤としては、ケトン（例えば、シクロヘキサノン（好
適）、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン）およびイソホ
ロン；エステルおよびエーテル（例えば、２−エトキシエチルアセトン、プロピ
レングリコールモノメチルエーテル（例えば、ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭ）、ジプロ
ピレングリコールモノメチルエーテル（例えば、ＤＯＷＡＮＯＬ ＤＰＭ）また
はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌから市販のＰＭ ＡＣＥＴＡＴＥ））；および芳香族溶媒（例えば、ト
ルエン、キシレン、石油由来の芳香族溶媒ブレンド（例えば、ＳＯＬＶＥＳＳＯ
（登録商標））が挙げられる。希釈剤の量は、コーティングの方法、結合剤成分
、および顔料対結合剤の比に応じて変化し得るが、一般に、溶接可能なコーティ
ング組成物の総重量を基準にして、約１０から約５０重量パーセントの範囲であ
る。
【００３４】 溶接可能なコーティング組成物は、さらに、任意成分、例えば、リン含有物質
（先に詳述した、金属リン酸塩または有機リン酸エステルが挙げられる）；無機
潤滑剤（例えば、二硫化モリブデン粒子のＧＬＥＩＴＭＯ １０００Ｓ（これは
ドイツのＦｕｃｈｓから市販されている））；エキステンダー顔料、例えば、酸
化鉄およびリン化鉄；流動調節剤；揺変性剤（例えば、シリカ、モンモリロナイ
ト粘土および水素添加ヒマシ油）；沈澱防止剤（例えば、ステアリン酸アルミニ
ウムおよびポリエチレン粉末）；気体の形成を抑制する脱水剤（例えば、シリカ
、石灰またはケイ酸アルミニウムナトリウム）；および濡れ剤（ＤＥＨＹＳＯＬ
Ｒのような、硫酸化ヒマシ油誘導体の塩が挙げられる）を含み得る。
（先に詳述した、金属リン酸塩または有機リン酸エステルが挙げられる）；無機
潤滑剤（例えば、二硫化モリブデン粒子のＧＬＥＩＴＭＯ １０００Ｓ（これは
ドイツのＦｕｃｈｓから市販されている））；エキステンダー顔料、例えば、酸
化鉄およびリン化鉄；流動調節剤；揺変性剤（例えば、シリカ、モンモリロナイ
ト粘土および水素添加ヒマシ油）；沈澱防止剤（例えば、ステアリン酸アルミニ
ウムおよびポリエチレン粉末）；気体の形成を抑制する脱水剤（例えば、シリカ
、石灰またはケイ酸アルミニウムナトリウム）；および濡れ剤（ＤＥＨＹＳＯＬ
Ｒのような、硫酸化ヒマシ油誘導体の塩が挙げられる）を含み得る。
【００３５】 カーボンブラック、酸化鉄、ケイ酸マグネシウム（タルク）、酸化亜鉛および
腐食抑制顔料（リン酸亜鉛およびモリブデン酸塩（例えば、モリブデン酸カルシ
ウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸バリウムおよびモリブデン酸ストロンチ
ウムおよびこれらの混合物）が挙げられる）のような他の顔料もまた、溶接可能
なコーティング組成物中に含まれ得る。一般に、これらの任意成分は、総固形分
基準で、溶接可能なコーティング組成物の約２０重量パーセント未満、通常、約
５から約１５重量パーセントを含む。好ましくは、溶接可能なコーティング組成
物は、クロム含有物質を本質的に含まない。すなわち、約２重量パーセントのク
ロム含有物質しか含まず、より好ましくは、クロム含有物質を含まない。
腐食抑制顔料（リン酸亜鉛およびモリブデン酸塩（例えば、モリブデン酸カルシ
ウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸バリウムおよびモリブデン酸ストロンチ
ウムおよびこれらの混合物）が挙げられる）のような他の顔料もまた、溶接可能
なコーティング組成物中に含まれ得る。一般に、これらの任意成分は、総固形分
基準で、溶接可能なコーティング組成物の約２０重量パーセント未満、通常、約
５から約１５重量パーセントを含む。好ましくは、溶接可能なコーティング組成
物は、クロム含有物質を本質的に含まない。すなわち、約２重量パーセントのク
ロム含有物質しか含まず、より好ましくは、クロム含有物質を含まない。
【００３６】 好ましい溶接可能なコーティング組成物は、ＥＰＯＮ（登録商標）１００９エ
ポキシ官能性樹脂、亜鉛粉、硫酸化ヒマシ油誘導体の塩、シリカ、二硫化モリブ
デン、赤色酸化鉄、カプロラクタムでブロックされたトルエンジイソシアネート
、メラミン樹脂、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコー
ルメチルエーテルアセテートおよびシクロヘキサノンを含む。
ポキシ官能性樹脂、亜鉛粉、硫酸化ヒマシ油誘導体の塩、シリカ、二硫化モリブ
デン、赤色酸化鉄、カプロラクタムでブロックされたトルエンジイソシアネート
、メラミン樹脂、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコー
ルメチルエーテルアセテートおよびシクロヘキサノンを含む。
【００３７】 溶接可能なコーティング組成物は、当業者に周知の任意の従来法、例えば、浸
漬コーティング、順方向（ｄｉｒｅｃｔ）ロールコーティング、逆方向（ｒｅｖ
ｅｒｓｅ）ロールコーティング、カーテンコーティング、エアスプレーおよびエ
アレススプレー、静電スプレー、加圧スプレー、ブラッシング（例えば、回転ブ
ラシコーティング）または上記の任意の技術の組合せによって、前処理コーティ
ングの表面に塗布され得る。
漬コーティング、順方向（ｄｉｒｅｃｔ）ロールコーティング、逆方向（ｒｅｖ
ｅｒｓｅ）ロールコーティング、カーテンコーティング、エアスプレーおよびエ
アレススプレー、静電スプレー、加圧スプレー、ブラッシング（例えば、回転ブ
ラシコーティング）または上記の任意の技術の組合せによって、前処理コーティ
ングの表面に塗布され得る。
【００３８】 溶接可能なコーティングの厚みは、そのコーティングされた金属基材が供され
る用途に応じて変化し得る。一般に、自動車用途のためのコイル金属について、
十分な耐食性を達成するためには、塗布された溶接可能なコーティングは、被膜
厚が、少なくとも約１マイクロメートル（約０．５ミル）でなければならず、好
ましくは約１〜約２０マイクロメートル、より好ましくは、約２〜約５マイクロ
メートルである。他の基材および他の用途については、より薄いまたはより厚い
コーティングが用いられ得る。
る用途に応じて変化し得る。一般に、自動車用途のためのコイル金属について、
十分な耐食性を達成するためには、塗布された溶接可能なコーティングは、被膜
厚が、少なくとも約１マイクロメートル（約０．５ミル）でなければならず、好
ましくは約１〜約２０マイクロメートル、より好ましくは、約２〜約５マイクロ
メートルである。他の基材および他の用途については、より薄いまたはより厚い
コーティングが用いられ得る。
【００３９】 塗布の後、溶接可能なコーティングは、好ましくは、乾燥され、そして／また
はそのコーティングの任意の硬化性成分が硬化されて、溶接可能なコーティング
の乾燥残渣を基材上に形成する。乾燥残渣は、約３００℃のピーク金属温度まで
の範囲の高温で、形成され得る。エポキシ含有物質から調製されるような結合剤
の多くは、コーティング中の希釈剤が蒸発して結合剤を硬化または固化するのに
十分な時間、高温で硬化することを必要とする。一般に、焼成温度は、膜厚およ
び結合剤の成分に依存する。エポキシ含有物質から調製される好ましい結合剤に
ついては、約１５０℃から約３００℃のピーク金属温度が好ましい。
はそのコーティングの任意の硬化性成分が硬化されて、溶接可能なコーティング
の乾燥残渣を基材上に形成する。乾燥残渣は、約３００℃のピーク金属温度まで
の範囲の高温で、形成され得る。エポキシ含有物質から調製されるような結合剤
の多くは、コーティング中の希釈剤が蒸発して結合剤を硬化または固化するのに
十分な時間、高温で硬化することを必要とする。一般に、焼成温度は、膜厚およ
び結合剤の成分に依存する。エポキシ含有物質から調製される好ましい結合剤に
ついては、約１５０℃から約３００℃のピーク金属温度が好ましい。
【００４０】 溶接可能なコーティングが乾燥および／または硬化した後、金属基材は貯蔵さ
れてもよく、あるいは、基材をフェンダーまたはドアのような部材に形成するた
めの、形成、成型、切断および／または溶接操作のような他の操作へと進んでも
よく、そして／または、引き続き電着またはトップコーティング操作に進んでも
良い。金属が貯蔵、輸送または次の操作に供されている間、コーティングは、大
気条件に曝露されることによる白サビおよび赤サビのような腐食から金属表面を
保護する。
れてもよく、あるいは、基材をフェンダーまたはドアのような部材に形成するた
めの、形成、成型、切断および／または溶接操作のような他の操作へと進んでも
よく、そして／または、引き続き電着またはトップコーティング操作に進んでも
良い。金属が貯蔵、輸送または次の操作に供されている間、コーティングは、大
気条件に曝露されることによる白サビおよび赤サビのような腐食から金属表面を
保護する。
【００４１】 本発明に従って調製されるコーティングされた金属基材は導電性なので、コー
ティングされた基材の電着によるトップコートは、特に興味深い。電着コーティ
ングのための組成物および方法は、当業者に周知であり、その詳細な説明は必要
ではないと考えられる。有用な組成物および方法は、米国特許第５，５３０，０
４３号（アニオン電着に関して）および米国特許第５，７６０，１０７号、第５
，８２０，９８７号および４，９３３，０５６号（カチオン電着に関して）中で
議論されている。
ティングされた基材の電着によるトップコートは、特に興味深い。電着コーティ
ングのための組成物および方法は、当業者に周知であり、その詳細な説明は必要
ではないと考えられる。有用な組成物および方法は、米国特許第５，５３０，０
４３号（アニオン電着に関して）および米国特許第５，７６０，１０７号、第５
，８２０，９８７号および４，９３３，０５６号（カチオン電着に関して）中で
議論されている。
【００４２】 溶接可能なコーティングされた金属基材は、必要に応じて、リン酸亜鉛のよう
な金属リン酸塩コーティングでコートされてもよく、これは溶接可能なコーティ
ングの少なくとも一部の上に配置される。このような金属リン酸塩についての塗
布方法および組成は、米国特許第４，９４１，９３０号および５，２３８，５０
６号に開示されている。
な金属リン酸塩コーティングでコートされてもよく、これは溶接可能なコーティ
ングの少なくとも一部の上に配置される。このような金属リン酸塩についての塗
布方法および組成は、米国特許第４，９４１，９３０号および５，２３８，５０
６号に開示されている。
【００４３】 本発明を、以下の、特定の、非限定的な実施例によりここに例示する。全ての
部分および割合は、他に指示のない限り、重量による。
部分および割合は、他に指示のない限り、重量による。
【００４４】 （実施例） 以下の実施例は、本発明に従って鋼基材に塗布され、引き続き溶接可能なコー
ティングでコーティングされた、ＩＶＢ族またはＩＩＩＢ族元素を含む表面処理
の使用を示す。
ティングでコーティングされた、ＩＶＢ族またはＩＩＩＢ族元素を含む表面処理
の使用を示す。
【００４５】 （基材の調製およびコーティング） コーティングおよび試験に用いる、電気亜鉛めっきされたガルバニール鋼鈑お
よび溶融めっきされたガルバニール鋼鈑は、ＵＳＸから提供された。各パネルは
、約１０．１６センチメートル（ｃｍ）（４インチ）幅、約３０．４８ｃｍ（１
２インチ）長、そして約０．７６〜０．７９ｍｍ（０．０３０から０．０３１イ
ンチ）厚であった。鋼パネルを、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から
入手可能なＣＨＥＭＫＬＥＥＮ １６３の２容量％浴を、温度６０℃（１４０゜
Ｆ）で６０秒間、スプレーするすることによって、アルカリクリーニングプロセ
スに供した。このパネルをアルカリクリーニング浴から取り出し、室温（約２１
℃（７０゜Ｆ））の水で１５秒間、リンスし、そして温空気送風機で乾燥した。
よび溶融めっきされたガルバニール鋼鈑は、ＵＳＸから提供された。各パネルは
、約１０．１６センチメートル（ｃｍ）（４インチ）幅、約３０．４８ｃｍ（１
２インチ）長、そして約０．７６〜０．７９ｍｍ（０．０３０から０．０３１イ
ンチ）厚であった。鋼パネルを、ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から
入手可能なＣＨＥＭＫＬＥＥＮ １６３の２容量％浴を、温度６０℃（１４０゜
Ｆ）で６０秒間、スプレーするすることによって、アルカリクリーニングプロセ
スに供した。このパネルをアルカリクリーニング浴から取り出し、室温（約２１
℃（７０゜Ｆ））の水で１５秒間、リンスし、そして温空気送風機で乾燥した。
【００４６】 パネルを、以下の前処理コーティングのうちの１つで処理した：１００ｐｐｍ
のＺｒを含む、ｐＨ３．７５のフルオロジルコン酸（実施例１）または１０００
ｐｐｍのＺｒを含む、ｐＨ３．７９のフルオロジルコン酸（実施例２）。全ての
前処理溶液を、ロールコート塗布で、３．４×１０5Ｐａ（５０ｐｓｉ）および
５６．４メートル／分（１８５フィート／分）の速度で塗布した。パネルを、直
ちに、ピーク金属温度１１０℃±６℃（２３０゜Ｆ±１０゜Ｆ）まで、１５分間
焼成した。
のＺｒを含む、ｐＨ３．７５のフルオロジルコン酸（実施例１）または１０００
ｐｐｍのＺｒを含む、ｐＨ３．７９のフルオロジルコン酸（実施例２）。全ての
前処理溶液を、ロールコート塗布で、３．４×１０5Ｐａ（５０ｐｓｉ）および
５６．４メートル／分（１８５フィート／分）の速度で塗布した。パネルを、直
ちに、ピーク金属温度１１０℃±６℃（２３０゜Ｆ±１０゜Ｆ）まで、１５分間
焼成した。
【００４７】 乾燥後、全てのパネルを、亜鉛リッチの、エポキシ樹脂を含有する溶接可能な
コーティングであるＢＯＮＡＺＩＮＣ ３００１（これはＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）で、パネルの両面を＃１２引っ張り棒
（ｄｒａｗｂａｒ）でコートし（３．０ミクロンと４．０ミクロンとの間の乾燥
膜厚が得られる）、そして３９０℃（７３５゜Ｆ）で約４０−５０秒間、ピーク
金属温度２５４℃（４９０゜Ｆ）に達するまで、焼成した。次いで、パネルを周
囲温度で冷却した。
コーティングであるＢＯＮＡＺＩＮＣ ３００１（これはＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）で、パネルの両面を＃１２引っ張り棒
（ｄｒａｗｂａｒ）でコートし（３．０ミクロンと４．０ミクロンとの間の乾燥
膜厚が得られる）、そして３９０℃（７３５゜Ｆ）で約４０−５０秒間、ピーク
金属温度２５４℃（４９０゜Ｆ）に達するまで、焼成した。次いで、パネルを周
囲温度で冷却した。
【００４８】 （腐食試験） 腐食性能は、上記のコーティングされたパネルにＧｅｎｅｒａｌ Ｍｏｔｅｒ
ｓ ９５１１Ｐ循環腐食試験を行うことによって決定した。パネルの試験表面全
体にわたって形成される赤サビの割合による相対評価値を、表１に示す。
ｓ ９５１１Ｐ循環腐食試験を行うことによって決定した。パネルの試験表面全
体にわたって形成される赤サビの割合による相対評価値を、表１に示す。
【００４９】
【表１】 前処理コーティングおよび溶接可能なコーティングは、本発明の金属基材に、
改良された接着性および可撓性、ならびに湿度、塩スプレー腐食および引き続き
塗布されるコーティングの成分に対する耐性を与える。さらに、クロムに関連す
る廃棄および使用の問題点が、低減または除かれ得る。
改良された接着性および可撓性、ならびに湿度、塩スプレー腐食および引き続き
塗布されるコーティングの成分に対する耐性を与える。さらに、クロムに関連す
る廃棄および使用の問題点が、低減または除かれ得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ０９Ｄ 201/00 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ｃ２３Ｃ 26/00 Ａ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０１ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５０１Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ハウザー， ブライアン ティー． アメリカ合衆国 ペンシルベニア 15668， マリーズビル， チェルステッド ウェ イ 4014 (72)発明者 バルコ， ジョセフ ティー． アメリカ合衆国 ペンシルベニア 15237， ピッツバーグ， イーグルウッド ドラ イブ 420 Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB26Z BB65X BB73Y BB89Y CA13 CA22 CA33 DA03 DA06 DA10 DB01 DB02 DB04 DB05 DB07 DC10 EA06 EA07 EA10 EA17 EA19 EA37 EB13 EB20 EB22 EB24 EB32 EB33 EB34 EB35 EB38 EB39 EB45 EB47 EC01 EC10 EC60 4F100 AA02B AA02C AA02H AB01A AB02A AB02C AB02H AB03A AB04A AB09A AB10A AB10C AB10H AB18A AB18C AB18H AB31A AD11C AD11H AH02C AK01C AK03C AK25C AK33C AK41C AK46C AK51C AK53C AK62C AK66C AS00C AT00A BA03 BA07 BA10A BA10C CA02C CA13C CA19C CC00C EH462 EH71A EJ422 EJ65B EJ652 JB02 JB13C JB16C JG01C JL11 4J038 CB001 CG001 DA111 DB001 DB061 DD001 DF061 DG001 DH001 HA036 HA066 HA356 HA386 HA416 JC24 KA03 KA07 KA08 KA12 NA03 PA07 PC02 4K044 AA02 AA03 AA06 AB02 AB04 BA06 BA10 BA11 BA17 BA21 BB01 BC02 CA18 CA53 CA62
Claims (25)
- 【請求項１】 溶接可能な、コーティングされた金属基材であって、以下： （ａ）金属基材； （ｂ）ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその混合物を含み、該金属
基材の表面の少なくとも一部の上に配置される、前処理組成物；および （ｃ）結合剤全体に分散した導電性顔料を含む溶接可能なコーティングであっ
て、該結合剤は、該前処理組成物の少なくとも一部の上に配置される、溶接可能
なコーティング、 を含む、コーティングされた金属基材。 - 【請求項２】 前記金属基材が、鉄金属を含む、請求項１に記載のコーティ
ングされた金属基材。 - 【請求項３】 前記鉄金属が、鉄、鋼およびこれらの合金からなる群から選
択される鉄金属である、請求項２に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項４】 前記鉄金属が、冷間圧延鋼、亜鉛めっき鋼、電気亜鉛めっき
鋼、ステンレス鋼、およびそれらの組合せからなる群から選択される鋼を含む、
請求項３に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項５】 前記金属基材が、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムおよび
それらの合金からなる群から選択される非鉄金属を含む、請求項１に記載のコー
ティングされた金属基材。 - 【請求項６】 前記ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物が、ジルコニウム
化合物である、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項７】 前記ジルコニウム化合物が、ヘキサフルオロジルコン酸であ
る、請求項６に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項８】 前記前処理コーティング組成物が、さらに、被膜形成性樹脂
を含む、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項９】 前記ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物が、水性媒体中に
存在する、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項１０】 前記前処理組成物が、クロム含有物質を本質的に含まない
、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項１１】 前記導電性顔料が、亜鉛、アルミニウム、鉄、グラファイ
ト、リン化二鉄およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記
載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項１２】 前記結合剤が、オリゴマー結合剤、ポリマー結合剤および
それらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のコーティングされ
た金属基材。 - 【請求項１３】 前記結合剤が、熱硬化性結合剤、熱可塑性結合剤およびそ
れらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のコーティングされた
金属基材。 - 【請求項１４】 前記結合剤が、ポリエステル、エポキシ含有物質、フェノ
キシ含有物質、アミノプラスト、ポリウレタンおよびそれらの混合物からなる群
から選択される熱硬化性結合剤を含む、請求項１３に記載のコーティングされた
金属基材。 - 【請求項１５】 前記結合剤が、ビスフェノールＡのポリグリシジルエーテ
ルであるエポキシ含有物質を含む、請求項１４に記載のコーティングされた金属
基材。 - 【請求項１６】 前記結合剤が、ビニルポリマー、ポリエステル、ポリオレ
フィン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリルポリマーおよびそれらの混合物か
らなる群から選択される熱可塑性結合剤を含む、請求項１３に記載のコーティン
グされた金属基材。 - 【請求項１７】 前記溶接可能なコーティングが、さらに、前記熱硬化性結
合剤を架橋するための架橋剤を含む、請求項１４に記載のコーティングされた金
属基材。 - 【請求項１８】 前記溶接可能なコーティングが、さらに、リン含有物質を
含む、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項１９】 前記溶接可能なコーティングが、さらに、無機潤滑剤を含
む、請求項１に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項２０】 前記無機潤滑剤が、二硫化モリブデンである、請求項１９
に記載のコーティングされた金属基材。 - 【請求項２１】 請求項１に記載のコーティングされた金属基材であって、
該コーティングされた金属基材は、金属リン酸塩コーティングをさらに含み、該
金属リン酸塩コーティングは、前記溶接可能なコーティング組成物の少なくとも
一部の上に配置される、コーティングされた金属基材。 - 【請求項２２】 請求項１に記載のコーティングされた金属基材であって、
該コーティングされた金属基材は、電着コーティングをさらに含み、該電着コー
ティングは、前記溶接可能なコーティングの少なくとも一部の上に配置される、
コーティングされた金属基材。 - 【請求項２３】 溶接可能な、コーティングされた金属基材の調製のための
方法であって、以下の工程： （ａ）ＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族金属化合物またはその混合物を含む前処理組
成物で金属基材の表面を処理して、前処理された表面を有する基材を形成する工
程；および （ｂ）該前処理された表面に溶接可能なコーティング組成物を塗布して、溶接
可能な、コーティングされた金属基材を形成する工程であって、該溶接可能なコ
ーティング組成物が、結合剤全体に分散した導電性顔料を含む、工程 を包含する、方法。 - 【請求項２４】 前記金属基材の表面を前記前処理組成物で処理する前に、
該金属基材の表面をクリーニング組成物でクリーニングする初期工程をさらに包
含する、請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 工程（ｂ）で前記溶接可能な組成物を塗布した後に、前記
コーティングされた金属基材を加熱するさらなる工程をさらに包含する、請求項
２３に記載の方法。
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