JP2003342758A - 半田性を向上させるめっき鋼板の後処理液、後処理板、およびその製造方法 - Google Patents

半田性を向上させるめっき鋼板の後処理液、後処理板、およびその製造方法

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JP2003342758A
JP2003342758A JP2002145712A JP2002145712A JP2003342758A JP 2003342758 A JP2003342758 A JP 2003342758A JP 2002145712 A JP2002145712 A JP 2002145712A JP 2002145712 A JP2002145712 A JP 2002145712A JP 2003342758 A JP2003342758 A JP 2003342758A
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treatment liquid
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Takahiro Hayashida
貴裕 林田
Tatsuya Oshima
達也 大嶋
Hiroyuki Yamane
博之 山根
Masao Komai
正雄 駒井
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Toyo Kohan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素を含有しない非活性フラックスを使用し
た場合においても、半田の濡れ性に優れ、しかも耐食性
に優れた後処理液、この後処理液を塗布してなる後処理
板、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 めっき鋼板に、水系アクリル樹脂を10
0〜800g/l、防錆剤を10〜100g/l、水溶
化ロジンを50〜600g/l、さらに水分散性シリカ
を10〜200g/l含有してなる後処理液、又は水系
ウレタン樹脂を100〜900g/l、防錆剤を10〜
100g/l、さらに水分散性シリカを10〜400g
/l含有してなる後処理液を、乾燥厚みが0.05〜1
0μmとなるように塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半田用鋼板の後処理
に係わり、半田の濡れ性、経時性および耐食性を向上さ
せるめっき鋼板の後処理液、後処理板、およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に半田付けの可能な錫めっき鋼板、
鉛−錫めっき鋼板、銅めっき鋼板、および亜鉛めっき鋼
板などは、使用される環境にさらされた際にめっきの外
観が変化し、赤錆が発生する。そのため、めっき鋼板に
おいては経時した際の酸化膜の成長による半田性の低下
を抑制する後処理方法が求められている。また、最近の
電子部品の分野においては、基板などの耐食性の劣化を
防止するため、塩素を含有する腐食性の強い活性なフラ
ックスの使用が拒否される傾向にあり、塩素を含有しな
いフラックスを用いた場合においても半田の濡れ性に優
れる材料が求められている。塩素を含まない弱活性また
は非活性のフラックスを使用した場合は、半田は金属基
板に付着するものの、金属基板上を均一に濡らすまでに
長時間を要し、半田の濡れ性に劣り、その傾向は金属板
の経時の増大にともなって顕著となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、めっき鋼板
を半田付けする際に、塩素を含有しないフラックスを使
用した場合においても、半田の濡れ性に優れ、経時して
も、劣化せず、しかも耐食性に優れた皮膜が得られる後
処理液、およびこの後処理液をめっき鋼板に塗布し乾燥
してなる後処理板およびその製造方法を提供するもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の半田性を向上させるめっき鋼板の後処理液は、水系
アクリル樹脂を100〜800g/L、防錆剤を10〜
100g/L、水溶化ロジンを50〜600g/L、水
分散性シリカを10〜200g/Lを含有してなること
を特長とするもの、または 水系ウレタン樹脂を100
〜900g/L、防錆剤を10〜100g/L、水分散
性シリカを10〜400g/Lを含有してなることを特
徴とするものである。前記防錆剤は、アミン塩を含んだ
化合物、あるいはスチレン・無水マレイン酸共重合体の
どちらか一方もしくは両方を含んでいることが望まし
い。また、本発明の後処理板は、上記何れかの後処理液
を、めっき鋼板に乾燥厚みが0.05〜10μmとなる
ように塗布してなることを特徴とするものである。更
に、本発明の後処理板の製造報は、上記何れかの後処理
液を、めっき鋼板に乾燥厚みが0.05〜10μmとな
るように塗布し乾燥することを特徴とする後処理板の製
造方法も発明の対象とする。
【0005】
【発明の実施の形態】本発に係る半田性を向上させるめ
っき鋼板の後処理液、後処理板、およびその製造方法
は、水系アクリル樹脂を100〜800g/L、防錆剤
を10〜100g/L、水溶化ロジンを50〜600g
/L、水分散性シリカを10〜200g/Lを含有する
水系アクリル樹脂を主成分とする後処理液、又は水系ウ
レタン樹脂を100〜900g/L、防錆剤を10〜1
00g/L、水分散性シリカを10〜400g/Lを含
有する水系ウレタン樹脂を主成分とする後処理液を得、
該後処理液をめっき鋼板に、乾燥厚みが0.05〜10
μmになるように塗布し乾燥処理することによって、後
処理板を得ることができるものである。この後処理を施
しためっき鋼板は、無塩素系フラックスを使用しても半
田性に優れ、経時しても、あるいは加熱しても半田の濡
れ性が劣化せず、また耐食性にも優れる。
【0006】以下、実施例にて本発明を詳細に説明す
る。水系アクリル樹脂を主成分とする後処理液におい
て、水系アクリル樹脂は、カルボン酸を有するアクリル
系モノマーの重合体または共重合体であり、特に水溶液
重合、エマルジョン重合などの重合法を限定するもので
はない。しかし、水系アクリル樹脂の酸価(樹脂1g中
に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリ
ウムのミリグラム数)は、150以下であることが好ま
しい。濃度として、100〜800g/Lの範囲が好ま
しい。100g/L未満では半田性向上の効果がなく、
耐食性も低下する。一方,800g/Lを越えると半田
性向上の効果が飽和し、水溶化ロジンと混ぜ合わせた場
合に粘度が高くなり、ゲル化する恐れがあり、好ましく
ない。
【0007】水溶性ロジンは50〜600g/Lの範囲
で添加する必要がある。水溶化ロジンは、ロジンの主成
分であるアビエチン酸分子内のカルボン酸基をアミン塩
などにより中和し、ロジン石鹸とする方法により得られ
る。50g/L未満では経時後の半田濡れ性が不十分で
あり、600g/Lを越えると高粘度となり、ゲル化し
やすく、塗布が困難になるので、好ましくない。
【0008】防錆剤は、クロムを含まないものを添加す
るのが良い。クロムを含まない以外は特に限定されない
が、アミンを含んだ化合物、あるいはスチレン・無水マ
レイン酸共重合体のどちらか一方もしくは両方を含んだ
ものを適用できる。アミンを含んだ化合物としては、具
体的には、有機アミン石けんの単独あるいは混合したも
のを使用する。有機アミン石けんにはドテシルアミン、
オレオイルイミダゾリン、アミノプロピル牛脂アミン、
ロジンアミンが含まれ、アミンはカルボン酸などと造塩
して使用することが出来る。スチレン・無水マレイン酸
共重合体としては、スチレン・無水マレイン酸共重合ア
ルキルエステル・アンモニウム塩が好ましい。添加量と
しては10〜100g/lであることが好ましい。10
g/l未満では、耐食性向上に効果が認められず、10
0g/lを越えると耐食性向上効果は極めて良好である
が、半田性が低下するので好ましくない。
【0009】水分散性シリカは10〜200g/L添加
するのが好ましい。10g/L未満では、耐食性を向上
させない。200g/Lを越えると、半田濡れ性が著し
く低下する。半田濡れ性を重要視する場合には、めっき
鋼板に付着した量を、Siとして10〜100mg/m
の範囲にするのが良い。より半田濡れ性を重要視する
場合は、10〜50mg/mの範囲が良い。水分散性
シリカとして、特に限定するものではないが、シリカ表
面にアルミニウムをコーティングしたものが、分散作用
を有し特に好ましい。シリカの粒径としては、小さい方
が好ましく、100nm以下、より好ましくは60nm
以下のものが分散性の点で特に好ましい。
【0010】一方、水系ウレタン樹脂を主成分とする後
処理液において、水系ウレタン樹脂は特に限定されるも
のではないが、高強度を有する方が耐食性に効果があ
る。濃度として、100〜900g/Lの範囲が好まし
い。100g/L未満では耐食性が不十分であり、90
0g/Lを越えると半田濡れ性が悪くなる。また、防錆
剤は、水系アクリル樹脂を主成分とする後処理液の場合
と同様に、クロムを含まない以外は特に限定されない
が、アミンを含んだ化合物も適用できる。具体的には、
有機アミン石けんの単独あるいは混合したものを使用す
る。有機アミン石けんにはドテシルアミン、オレオイル
イミダゾリン、アミノプロピル牛脂アミン、ロジンアミ
ンが含まれ、アミンはカルボン酸などと造塩して使用す
ることが出来る。スチレン・無水マレイン酸共重合体と
しては、スチレン・無水マレイン酸共重合アルキルエス
テル・アンモニウム塩が好ましい。添加量は10〜10
0g/lであることが好ましく、10g/l未満では、
耐食性向上に効果が認められず、100g/lを越える
と耐食性向上効果は極めて良好であるが、半田性が低下
するので好ましくない。
【0011】また、水分散性シリカは、水系アクリル樹
脂を主成分とする後処理液の場合と同様に、10〜40
0g/L添加するのが好ましい。10g/L未満では、
耐食性を向上させない。400g/Lを越えると、半田
濡れ性が著しく低下する。半田濡れ性を重要視する場合
には、めっき鋼板に付着した量を、Siとして10〜4
00mg/mの範囲にするのが良い。より半田濡れ性
を重要視する場合は、10〜100mg/mの範囲が
良い。そして、水分散性シリカとして、特に限定するも
のではないが、シリカ表面にアルミニウムをコーティン
グしたものが、分散作用を有し特に好ましい。シリカの
粒径としては、小さい方が好ましく、100nm以下、
より好ましくは60nm以下のものが分散性の点で特に
好ましい。
【0012】上記各後処理液のpHは3〜10の範囲が
適当である。3未満の場合は処理液の安定性が不良であ
り、10を越えても好ましくない。より長期間処理液が
安定して使用するには、pH6から9が好ましい。
【0013】上記のようにして得られた何れかの後処理
液を、めっき鋼板の片面あるいは両面に塗布する。この
場合、表裏面で塗布膜厚を変えても良い。塗布する方法
としては、浸漬法、ロールコート法、カーテンフローコ
ート法、スプレーコート法など、公知の方法で良く、特
に限定されるものではない。しかし、両面塗布を行う場
合、本処理液が水系であることを活かして、連続めっき
ラインの後工程において、浸漬・絞りによる塗布を行う
方法が容易で経済的である。
【0014】後処理液は、乾燥後の膜厚が0.05〜1
0μmとなるように塗布する。後処理液を塗布しためっ
き鋼板は、後処理皮膜を成膜させるために、乾燥する。
皮膜の厚みが0.05μm未満では、十分な半田性、耐
指紋性が得られないばかりでなく、耐食性が著しく劣
る。10μmを越えると特性向上の効果が飽和し、コス
トメリットがなくなる。
【0015】めっき鋼板の仕様は特に限定されるもので
はない。溶融めっき、または電気めっきなど、いずれの
手法を用いても十分な効果を有するめっきが得られる。
また、銅めっき、ニッケルめっき、錫めっき、鉛−錫合
金めっき、亜鉛めっき、亜鉛−ニッケル、亜鉛−鉄ある
いは亜鉛−コバルトなどの亜鉛合金めっき、亜鉛−コバ
ルト−モリブデン等からなる複合亜鉛めっきなど、鋼板
上に施すめっきの種類も用途に応じて選択される。
【0016】
【実施例】以下、実施例および比較例にて本発明を具体
的に説明する。 1.実施例1および比較例 焼鈍および調質圧延を施した鋼板(板厚0.5mm)を
めっき原板として、アルカリ脱脂、および硫酸酸洗によ
る清浄化処理を行った後、めっき量が20g/mにな
るように電気亜鉛めっきを施した。これらのめっき鋼板
の両面に浸漬・絞り法、スプレーコート法あるいはロー
ルコート法により表1に示す試料作成条件で後処理液を
塗布した後、90℃の温度で乾燥した。表2にはその評
価結果を示した。比較例として、亜鉛めっきのみで、後
処理をしないものを用いた。
【0017】2.実施例2及び比較例 実施例1の場合と同様にして得られためっき鋼板の両面
に浸漬・絞り法、スプレーコート法あるいはロールコー
ト法により表3に示す試料作成条件で後処理液を塗布し
た後、90℃の温度で乾燥した。表4にその評価結果を
示した。比較例は、実施例1の場合と同様に亜鉛めっき
のみで、後処理をしないものを用いた。なお、評価は何
れも以下の項目について行った。
【0018】1)半田濡れ性:メニスコグラフ法(MI
L−STD−883B)により、SOLDERCHEC
KER(MODEL SAT−5000、RHESCA
製)を使用し、上記の供試材から切り出した幅10mm
のサンプルを、実施例1の場合は塩素を含まない非活性
フラックス(NA−200、タムラ化研製)に浸漬し、
実施例2の場合は塩素を含まない弱活性フラックス(ラ
ピックスRMA、日本半田工業製)に浸漬し、その後2
30℃に保持した半田浴(JIS Z 3282:H60
A)に前記のフラックスを塗布したサンプルを浸漬速度
2mm/秒で、2mm浸漬させ、半田が濡れるまでの時
間ゼロクロスタイムを測定し、下記に示す基準で半田濡
れ性を評価した。濡れ時間は短い程半田付け性に優れる
ことを示す。なお、試験は試料作製直後と恒温恒湿(6
0℃、95%RH)で500時間経時後の二通りで行っ
た。×以外を合格範囲とした。 ◎:3秒未満、○:3〜5秒未満、△:5〜10秒未
満、×:10秒以上 2)耐食性:JIS Z 2371に準じて塩水噴霧試験
を48時間行い、赤錆の発生程度を肉眼観察し、下記に
示す基準で耐食性を評価した。×以外を合格範囲とし
た。 ○:赤錆の発生なし、△:一部赤錆発生、×:全面に赤
錆発生
【0019】その結果、表2及び表4に示すように、本
発明の実施例1によるもの及び実施例2によるものは何
れも、半田濡れ性、および耐食性の項目において良好な
性状を示した。一方、比較例のように、本発明の範囲を
大きく逸脱した場合、いずれかの項目において、性能が
劣った。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、めっき
鋼板を半田付けする際に、塩素を含有しないフラックス
を使用した場合においても、半田の濡れ性に優れ、経時
しても、劣化せず、しかも耐食性に優れた皮膜が得られ
る後処理液、およびこの後処理液をめっき鋼板に塗布し
乾燥してなる後処理板およびその製造方法を提供するこ
とができ、本発明の後処理液を塗布しためっき鋼板は、
塩素を含まない非活性フラックスを使用した場合におい
ても、半田濡れ性に優れ、それは経時しても劣ることが
なく、また耐食性にも優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 博之 山口県下松市東豊井1296番地の1 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内 (72)発明者 駒井 正雄 山口県下松市東豊井1296番地の1 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4D075 BB24Z BB92Z CA33 DA06 DB01 DB02 DB05 DB06 EA06 EA07 EB08 EB14 EB20 EB22 EB38 EB56 EC03 EC07 EC15 EC54 4K024 AA03 AA05 AA07 AA09 AA18 AA19 AA20 AA22 AB01 BA03 BB09 BC01 DB03 GA04 GA16 4K062 AA01 BB12 BC06 BC09 CA05 FA09 GA10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水系アクリル樹脂を100〜800g/
    L、防錆剤を10〜100g/L、水溶化ロジンを50
    〜600g/L、水分散性シリカを10〜200g/L
    を含有してなるめっき鋼板の後処理液。
  2. 【請求項2】 水系ウレタン樹脂を100〜900g/
    L、防錆剤を10〜100g/L、水分散性シリカを1
    0〜400g/Lを含有してなるめっき鋼板の後処理
    液。
  3. 【請求項3】 前記防錆剤が、アミン塩を含んだ化合
    物、あるいはスチレン・無水マレイン酸共重合体のどち
    らか一方もしくは両方を含んでいることを特徴とする請
    求項1又は2記載のめっき鋼板の後処理液。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか記載の後処理
    液を、めっき鋼板に乾燥厚みが0.05〜10μmとな
    るように塗布してなる後処理板。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載の後処
    理液を、めっき鋼板に乾燥厚みが0.05〜10μmと
    なるように塗布し乾燥することを特徴とする後処理板の
    製造方法。
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