JP2844953B2 - 溶接可能な着色鋼板 - Google Patents

溶接可能な着色鋼板

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家電製品、事務機器、
複写機等に好適な溶接可能で且つ外観の優れた着色鋼板
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、家電製品や事務機器等の分野での
多様化、高級化に伴い、亜鉛または亜鉛合金めっき等の
鋼板に連続的且つ短時間の処理を施すことにより得られ
る、溶接可能で且つ外観の優れた着色鋼板のニーズが増
加しており、要求される色彩も多岐にわたっている。こ
れらの分野では、黒色についてはストリップによる連続
生産が可能で且つ溶接可能な黒色鋼板がいくつか提案さ
れている。しかしながら、黒色以外の有彩色を主体とし
た外観を有する溶接可能な着色鋼板については、同一色
を広い面積で安定して出すことが難しく、この点が技術
的に大きな課題となっていた。
【０００３】従来、鋼板または亜鉛めっき鋼板上に着色
皮膜を形成するための方法としては、次のようなものが
ある。 （ａ） 有機顔料または無機顔料を含む樹脂皮膜をスプ
レーまたはロールコーターなどによって数十μｍの膜厚
に塗装する方法。 （ｂ） 皮膜としてあらかじめ形成されているめっき層
自体を反応または電解させることによって着色皮膜を形
成する方法。 （ｂ−１） クロム酸と酸を含むクロメ−ト処理液に浸
漬させ、浴組成や反応温度を変えることによって、純亜
鉛めっきの表面に光沢のある虹色や無光沢の草緑色等の
様々な色のクロメ−ト皮膜を形成させる方法。 （ｂ−２） Ａｇイオンを含むクロメート処理浴によっ
て、純亜鉛めっきの表面に黒色クロメート皮膜を形成さ
せる方法（特開昭５８−１９３３７６号）。 （ｂ−３） 純亜鉛めっきの表面にクロメ−ト皮膜を形
成させ、さらに染料溶液中に浸漬して染色する方法。 （ｂ−４） ＮｉイオンやＣｕイオンを含む溶液中で浸
漬処理して、これらの金属を純亜鉛めっきの表面に置換
析出することにより、着色皮膜を形成させる方法。 （ｂ−５） 純亜鉛めっきをアルカリ浴中で陽極酸化処
理して黒色皮膜を形成させる方法。 （ｂ−６） Ｚｎ−Ｃｏ、ＮｉまたはＭｏ系合金電気め
っきを行った後、陽極処理して黒色皮膜を形成させる方
法（特公昭６１−３８２７６号）。 （ｂ−７） Ｚｎ−Ｎｉ 合金めっき鋼板に硝酸または
硝酸根を含む浴による浸漬処理、スプレー処理、陽極処
理を施して、黒色外観を得る方法（特公昭６２−３０２
６２号）。 （ｃ） 鋼板または亜鉛めっき鋼板の表面に、陰極電解
処理を行ない、着色皮膜を形成させる方法（例えば、特
開昭６２−１０２９２号）。 （ｄ） 耐食性および密着性を目的として、カリ水ガラ
ス水溶液中に有機染料を加えた処理液を亜鉛または亜鉛
めっき表面に塗布する方法（特公昭５５−３０５９３
号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術には以下のような問題点がある。まず、
（ａ）の方法は一般的な塗装方法であり、この方法では
着色剤として有機顔料または無機顔料（以下、これらを
総称して着色顔料という）が用いられる。しかし、この
種の鋼板では、安定したムラのない色調を得るために着
色顔料を塗膜中に均一に分散させる必要があるため、一
般に、１０μｍ程度の膜厚が必要であり、このためスポ
ット溶接は不可能である。すなわち、従来の着色顔料で
は溶接可能な範囲内の膜厚（３μｍ以下）で安定した色
調を確保することは不可能であった。
【０００５】また、（ｂ）の方法のうち（ｂ−２）、
（ｂ−５）、（ｂ−６）および（ｂ−７）は黒色に限定
される技術であり、さらに、（ｂ）の各種方法にはそれ
ぞれ次のような問題がある。 まず、（ｂ−１）の方法では、色彩がクロメ−ト皮膜の
僅かな膜厚の違いによって異なるため、外観にムラが生
じ易いという問題がある。また、得られる色彩も反応型
クロメート特有の黄色〜緑色系統の色に限定され、任意
の色調を得ることは不可能である。 （ｂ−２）の方法は、上述したように色彩が黒色に限定
され、しかも、処理液にＡｇイオンを含有するため、コ
ストが極めて高いという問題がある。 （ｂ−３）の方法は、クロメ−ト皮膜を染色するための
処理時間が数分以上と長いために、ストリップによる連
続生産を前提とする短時間処理（５秒以内）には適用で
きないという問題がある。 （ｂ−４）の方法は、処理時間が数分以上と長い上に、
得られる皮膜も密着性が悪く、また、Ｃｕイオンによる
置換析出の皮膜は時間が経つにつれ酸化して変色すると
いう問題もある。 （ｂ−５）の方法も、処理時間が５〜２０分と長いため
にストリップによる連続処理に適さない。
【０００６】（ｂ−６）および（ｂ−７）の方法は、短
時間処理は可能であるが、上述したように色が黒色に限
定される。しかも、いずれもあらかじめ形成させためっ
きの一部を黒色化処理の際に溶出させる方法であるため
に、非経済的であるばかりでなく、めっきから溶出した
金属イオンが黒色化処理を劣化させ、連続操業において
大きな問題となる。また、（ｂ−６）の方法はＺｎ−Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｍｏ系合金めっきに限られ、（ｂ−７）の方
法はＺｎ−Ｎｉ合金めっきに限られるなど、下地金属の
種類が限定されてしまうという問題点もある。また、
（ｃ）の方法は、主として黒色皮膜のものが多く、ま
た、皮膜の密着性が劣るという問題がある。
【０００７】次に（ｄ）の方法は、優れた外観を有する
皮膜を目的としたものではなく、また、皮膜の厚さなど
も特定されていないことから、溶接性付与を目的とした
ものでもない。さらに、皮膜の基本物質としてカリ水ガ
ラスを用いているため、硬化後の皮膜はプレス加工時に
おける潤滑性が十分でなく、家電用、事務機器等を目的
とする鋼板用としては不向きである。また、この方法で
は有機染料の種類を特に規定していないが、有機染料に
は非常に多くの種類があり、光が照射されている期間に
変色せずに元来の色が保たれる性質（耐光堅牢性）、着
色力、溶媒に対する溶解性等の諸性質も様々である。す
なわち、染料によって例えば着色力が優れていても耐光
堅牢性が劣るものなど、その特性は様々であり、総ての
有機染料が使用できる訳ではない。
【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、着色顔料を用いた従来の塗装
（上記（ａ）の方法）では不可能であったスポット溶接
性を付与するために、溶接可能な膜厚の範囲内で、色調
が優れ、しかも高光沢の外観が得られる着色鋼板の提供
をその第一の目的とする。このような上記（ａ）の方法
の問題点を解決することによって、従来の反応または電
解による方法（上記（ｂ）の方法）のような問題は全く
生じない。すなわち、様々な色彩を自由に選択でき、均
一な色調が得られるものである。また、本発明の他の目
的は、溶接可能で且つ外観に優れるだけでなく、耐食
性、密着性、加工性にも優れた着色鋼板を提供すること
にある。また、塗料組成物の溶媒として広く用いられて
いる有機溶剤は、その蒸気等が人体に有害であることか
ら社会的な問題となっており、このため最近の傾向とし
て、水系を溶媒とする塗料組成物の使用へと移行しつつ
ある。このような背景から、本発明は水系の着色皮膜組
成物からなる皮膜を有する着色鋼板の提供を目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
目的、特に溶接可能な膜厚の範囲内で、色調が均一且つ
美麗な着色皮膜（黒色以外の色の着色皮膜）を得ること
を目的として、鋭意検討を行った。その結果、基体樹脂
と特定の着色染料とを所定の配合比で配合した組成物か
らなる着色皮膜を、特定の範囲内の膜厚で形成させるこ
とにより、上記目的を達成し得ること、さらに、鋼板面
上の皮膜を上記着色皮膜を含めた特定の複層構造とし、
また着色皮膜組成物に必要に応じて特定の成分を加える
ことにより、耐食性、密着性および加工性に一層優れた
着色鋼板が得られることを見い出し、本発明を完成させ
たものである。
【００１０】このような本発明は、鋼板の亜鉛めっきま
たは亜鉛系合金めっき面上にクロメート皮膜を形成さ
せ、このクロメート皮膜の上に、水溶性または水分散性
の熱硬化性樹脂と、水溶性染料とを特定の範囲の配合比
で配合し、さらに必要に応じて特定の添加成分を配合し
た着色皮膜組成物からなる着色皮膜を特定の範囲の膜厚
で形成させることを骨子とするものである。すなわち、
本発明は以下のような構成を有する。
【００１１】（１）亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面
にクロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／
ｍ2のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部
に、水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂と
し、この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として
水溶性染料を１〜２００重量部配合した膜厚０．３〜
３．０μｍの着色皮膜（但し、黒色皮膜を除く）を有す
る溶接可能な着色鋼板。
【００１２】（２）亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面
にクロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／
ｍ2のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部
に、水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂と
し、この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として
水溶性染料を１〜２００重量部、さらに固形潤滑剤を１
〜１００重量部配合した膜厚０．３〜３．０μｍの着色
皮膜（但し、黒色皮膜を除く）を有する溶接可能な着色
鋼板。
【００１３】（３）亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面
にクロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／
ｍ2のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部
に、水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂と
し、この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として
水溶性染料を１〜２００重量部、さらに粒子状防錆顔料
を１〜１００重量部配合した膜厚０．３〜３．０μｍの
着色皮膜（但し、黒色皮膜を除く）を有する溶接可能な
着色鋼板。
【００１４】（４）亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面
にクロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／
ｍ2のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部
に、水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂と
し、この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として
水溶性染料を１〜２００重量部、さらに固形潤滑剤を１
〜１００重量部、粒子状防錆顔料を１〜１００重量部配
合した膜厚０．３〜３．０μｍの着色皮膜（但し、黒色
皮膜を除く）を有する溶接可能な着色鋼板。
【００１５】（５）上記（１）、（２）、（３）または
（４）に記載の着色鋼板において、水溶性染料として、
アゾ染料、アゾ−メチン染料、キノリン染料、ケトンイ
ミン染料、フルオロン染料、ニトロ染料、キサンテン染
料、アセナフテン染料、キノフタロン染料、アントラキ
ノン染料、アミノケトン染料、メチン染料、ペリレン染
料、クマリン染料、ペリノン染料、トリフェニル染料、
トリアリルメタン染料、フタロシアニン染料、インクロ
フェノ−ル染料、アジン染料からなる群の中から選ばれ
る１種または２種以上を含む溶接可能な着色鋼板。
【００１６】（６）上記（５）に記載の着色鋼板におい
て、水溶性染料として、水溶性のアゾ系金属錯塩染料と
他の水溶性染料とを含む溶接可能な着色鋼板。
【００１７】（７）上記（１）、（２）、（３）または
（４）に記載の着色鋼板において、水溶性染料がアゾ系
金属錯塩染料である溶接可能な着色鋼板。
【００１８】（８）上記（２）、（４）、（５）、
（６）または（７）に記載の着色鋼板において、固形潤
滑剤として、ポリオレフィンワックス等の炭化水素系化
合物、フッ素樹脂系化合物、脂肪酸アミド系化合物、金
属石けん類、二硫化モリブデン等の金属硫化物、グラフ
ァイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、ポリアルキレングリ
コールの群の中から選ばれる１種または２種以上を含む
溶接可能な着色鋼板。
【００１９】（９）上記（３）、（４）、（５）、
（６）または（７）に記載の着色鋼板において、粒子状
防錆顔料として、難溶性クロム化合物、シリカからなる
群の中から選ばれる１種または２種以上を含む溶接可能
な着色鋼板。
【００２０】
【作用】以下、本発明の詳細とその限定理由を説明す
る。本発明は黒色皮膜（着色剤として実質的に黒色染
料、黒色顔料等の黒色付与剤のみを含む黒色皮膜）を有
する所謂黒色鋼板以外の着色鋼板をその対象としてお
り、したがって、以下に記述する着色鋼板、着色皮膜に
は、黒色鋼板、黒色皮膜は含まれない。ここで、本発明
では黒色鋼板と区別するため、着色鋼板を明度Ｌ値：２
５超の有彩色、無彩色の着色皮膜を有するものと定義す
る。但し、後述するように皮膜中に他の色彩の染料と混
合して黒色染料を添加することを妨げるものではない。
また、一般に着色鋼板は有彩色のものが殆どであるが、
上述したように本発明は黒色以外の無彩色系の着色鋼板
をその対象から除外するものではない。
【００２１】本発明の着色鋼板は、亜鉛めっきまたは亜
鉛合金めっき鋼板を出発素材とし、その表面にクロメー
ト皮膜、さらにその上部に、水溶性または水分散性の熱
硬化性樹脂をベースとし、これに水溶性染料を配合した
組成物からなる着色皮膜を有するものである。図１はこ
のような本発明の着色鋼板の断面構造を模式的に示した
ものである。
【００２２】出発素材たる亜鉛系めっき鋼板としては、
亜鉛めっき鋼板、亜鉛−鉄合金めっき鋼板、亜鉛−ニッ
ケル合金めっき鋼板、亜鉛−マンガン合金めっき鋼板、
亜鉛−アルミ合金めっき鋼板、亜鉛−コバルト−クロム
合金めっき鋼板、さらにはこれら任意の鋼板のめっき成
分に、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｃｒ等の
元素を１種または２種以上添加したものを用いることが
できる。また、上記の任意のめっき中に粒子状樹脂、シ
リカ、クロム化合物等を共析させた分散めっきを有する
鋼板を用いることができる。さらに上記したようなめっ
きのうち同種または異種のものを２層以上施した複合め
っき鋼板であってもよい。例えばＦｅ含有量の異なるＦ
ｅ−Ｚｎ合金めっきを２層以上施したようなめっき皮膜
を下地とすることができる。
【００２３】なお、単に外観性だけを求めるならば、め
っき皮膜を有しない熱延鋼板または冷延鋼板を出発素材
とすることも可能であり、また、同様の理由でステンレ
ス鋼板、アルミ合金板、チタン合金板等を素材とするこ
ともできる。しかし、家電用着色鋼板として成形加工し
て未塗装使用するという用途を考慮すると、コストや耐
食性等の性能の面から出発素材は上記亜鉛系めっき鋼板
とすることが望ましく、このため本発明では亜鉛系めっ
き鋼板を出発素材として規定した。これらの亜鉛系めっ
き鋼板のめっき方法は、電解法、溶融法、気相法等のう
ち実施可能ないずれの方法を採用することもできる。
【００２４】以上の素材めっき鋼板の表面にはクロム酸
処理によるクロメート皮膜が形成される。本発明の着色
鋼板では、このクロメート皮膜と後述するような特定の
着色付与剤（染料）を含む着色皮膜との組み合せによ
り、極めて優れた耐食性が得られる。
【００２５】このクロメート皮膜は、クロム付着量（ｄ
ｒｙ）として１０〜２００ｍｇ／ｍ2、好ましくは３０
〜８０ｍｇ／ｍ2（以上、金属クロム換算）とする。ク
ロム付着量が２００ｍｇ／ｍ2を超えると加工性、溶接
性が劣化する傾向がある。また、クロム付着量が１０ｍ
ｇ／ｍ2未満では皮膜が不均一となって耐食性が劣化す
る可能性がある。また、クロメート皮膜には６価のＣｒ
が存在したほうが好ましい。６価Ｃｒイオンは補修作用
があり、鋼板に傷がついた場合そこからの腐食を抑制す
る作用をする。
【００２６】このような下地皮膜のためのクロメート処
理は、反応型、塗布型、電解型等の公知のいずれの方法
によってもよい。但し、上層の着色皮膜の色彩が明度の
高い黄色、赤色、青色などの場合には、着色皮膜の色調
がその下層のクロメ−ト皮膜の色の影響を受けて、くす
んだ色となるのを避けるため、クロメ−ト皮膜の色は白
色に近い方が好ましい。
【００２７】塗布型クロメート処理液は、部分的に還元
されたクロム酸溶液を主成分とし、必要に応じこれに水
分散性または水溶性のアクリル樹脂等の有機樹脂及び／
又は粒径数ｍμ〜数百ｍμのシリカ（コロイダルシリ
カ、フュームドシリカ）を含有せしめたものである。こ
の場合３価Ｃｒイオン／６価Ｃｒイオンの割合は１／１
〜１／３、ｐＨは１．５〜４．０（より好ましくは２〜
３）が好ましい。３価Ｃｒイオン／６価Ｃｒイオンの割
合は一般の有機還元剤（例えば糖類、アルコール類等）
や無機還元剤を使用して所定の割合に調節する。また塗
布型クロメート処理としては、ロールコーター法、浸漬
法、スプレー法等、いずれの方法を使用してもよい。塗
布型クロメート処理では、クロメート処理後水洗するこ
となく乾燥して皮膜を得る。このように水洗することな
く乾燥するのは、通常行われる水洗では６価Ｃｒイオン
が除去されるためであり、３価Ｃｒイオン／６価Ｃｒイ
オンの割合をそのまま安定して維持させ、上部に形成さ
れる樹脂皮膜により腐食環境下での６価Ｃｒイオンの過
剰流出を抑制し、長期間に亘って効果的に不働態化作用
を維持させ高耐食性能を得ることができる。
【００２８】一方、電解型クロメート処理では、無水ク
ロム酸と、硫酸、リン酸フッ化物またはハロゲン酸素酸
等のアニオンの１種または２種以上を含有する浴で陰極
電解処理を施し、水洗・乾燥して皮膜を形成せしめる。
【００２９】以上の２つの処理方式によるクロメート皮
膜を比較すると、塗布型クロメートは電解型クロメート
と比較して皮膜中に６価クロムを多く含有しているため
耐食性が優れており、その上、後述するように加熱処理
した場合、皮膜が緻密で且つ強固になるため、電解型ク
ロメートに較べより耐食性が良好になる。一方、電解型
クロメートは加熱処理の有無に拘らず皮膜の完成度が高
いという長所があり、また、皮膜付着量コントロールが
容易であるという利点がある。
【００３０】次に着色皮膜の成分について説明する。本
発明における着色皮膜は、水溶性または水分散性の熱硬
化性樹脂を基体樹脂とし、これに着色付与剤として特定
の染料、すなわち水溶性染料を含むことをその最大の特
徴としている。さらに、本発明では上記成分に加え、着
色皮膜の加工性向上を目的として固形潤滑剤を、また耐
食性向上を目的として防錆顔料をそれぞれ含有させるこ
とができる。
【００３１】着色付与剤として必要とされる機能は、溶
接可能な厚さ（３μｍ以下）の皮膜において、均一で美
麗な色彩を示すことができるという点にある。しかも、
その着色付与剤を十分な外観が得られる混合比で基体樹
脂に混合した場合に、着色皮膜に必要とされる他の性
能、例えば加工性、耐食性などに悪影響を及ぼすような
ものがあってはならない。
【００３２】着色剤は、顔料（無機顔料、有機顔料）と
染料とに大きく分類できる。顔料は、一般に粒子状のも
ので、溶媒中に分散する。これは自動車や家電製品の塗
装に広く使用されており、例えば、紺青、黄鉛等の無機
顔料、キナクリドン顔料、フタロシアニン顔料等の有機
顔料がある。これら通常の塗装は、一般に膜厚が１０μ
ｍ以上と厚いため溶接ができない。
【００３３】本発明が目的とする溶接可能な薄い皮膜
（３μｍ以下）おいてこのような顔料を用いると、薄い
皮膜中で顔料が接触、凝集するため、十分な隠蔽力が得
られず、また、皮膜に光沢がないという問題点がある。
また、特に樹脂皮膜の中に顔料を多量に添加すると、皮
膜の加工性、密着性が低下し、さらに、顔料粒子の隙間
を通って、下地に水が侵入し易いために耐食性が低下す
るという問題点もある。このように薄い皮膜において着
色剤として顔料を用いた場合、良好が外観が得られず、
また、特に多量に添加すると皮膜に性能を損なうという
問題点がある。したがって、従来では溶接可能な薄い皮
膜で良好な外観をもつ着色皮膜を得ることは不可能であ
った。また、上述のような無機顔料および有機顔料を２
種類以上組み合わせた場合においても、やはり十分な性
能は得られない。
【００３４】次に、現在市販されている染料は商品名と
して数千種類あると言われているが、これらは、大きく
分けて２種類の分類方法、すなわち、化学構造的な分類
法（１）と、染料特性による実用的な分類法（２）によ
って分類されている（例えば、「有機化学ハンドブッ
ク」技報堂発行、社団法人有機合成化学協会編）。化学
構造による分類法（１）では、染料分子内の発色の原因
となる主体構造によって分類され、ニトロソ染料、ニト
ロ染料、アゾ染料（モノアゾ染料、ジスアゾ染料、トリ
スアゾ染料、テトラキスアゾ染料）、アントラキノン染
料、インジゴ染料、アジン染料、シアニン染料、フタロ
シアニン染料、スチルベン染料、硫化染料、トリアゾー
ル染料、トリフェニルメタン染料、アクリジン染料、ジ
フェニルメタン染料、オキサジン染料等がある。
【００３５】一方、染料特性による実用的な分類法
（２）では、直接染料、酸性染料、塩基性染料、酸性媒
染染料、金属錯塩染料、硫化染料、建染染料、アイゾッ
ク染料、分散染料、反応性染料、酸化染料、けい光増白
染料、油溶性（有機溶剤可溶性）染料等がある。
【００３６】上記の分類によれば、例えば（２）の分類
法によって酸性染料の中に分類される染料は、さらに
（１）の分類法によって、アゾ染料（モノアゾ、ジスア
ゾ、トリスアゾ、テトラキスアゾ）、アントラキノン染
料、トリフェニルメタン染料、アジン染料等に分類でき
る。
【００３７】一方、染料の重要な特性である色彩は、そ
の化学構造の中の−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−等の不飽
和結合を持つ基（発色団）と、−ＮＨ2、−ＯＨ等の遊
離電子対を持つ基（助色団）とによって、ある特定の波
長の光が吸収され、吸収されない波長の光が肉眼にその
物の色として捕らえられることによるものであり、その
結果、様々な色彩の染料が存在することになる。後述の
「COLOUR INDEX」では、これらの色彩を黄、オレンジ、
赤、バイオレット、青、緑、茶、黒に分類している。
【００３８】ところで、「THE SOCIETY OF DYERS AND C
OLOURISTS」と「AMERICAN ASSOCIATION OF TEXTILE CHE
MISTS AND COLOURISTS」による「COLOUR INDEX (THIRD
EDITION Vol.１〜８）」は、市販品の染料がそれぞれ属
する分類、構造、性質、用途等を記載しており、各染料
はこの「COLOUR INDEX」の中で分類・定義された「C.I.
Generic Name」により分類されている。すなわち、この
「COLOUR INDEX」の分類法は、市販の染料を、まず上記
（２）の分類とほぼ同じような実用的な区分に分け、次
に色の区分を表示し、さらにその中で、同じ化学構造を
もつ染料毎に分類（１から順に番号で表示）している。
具体的な構造式まで明確なものはその構造を表す「C.I.
Constitution Number」が記されているが、そうでない
ものでも大部分のものに前述（１）の分類のような、例
えばアゾ（モノアゾ、ジスアゾ等）、アントラキノン、
アジン等の化学構造上の分類が記載されている。
【００３９】例えば、酸性（Acid）染料の分類の中の黄
色の染料は「C.I.Acid Yellow」という分類で表示さ
れ、その中でも「C.I.Acid Yellow 1」はモノアゾ染料
の特定の化学構造のもの、「C.I. Acid Yellow ２８」
はジスアゾ染料の特定の化学構造のもの、「C.I.Acid Y
ellow １０９」はアトラキノン染料の特定の化学構造の
もの、というように分類され、それぞれに色彩、特性、
用途等が記述されている。そして、この「C.I.Generic
Name」は市販の染料の商品名と相互に照らし合わせるこ
とができる。
【００４０】さて、本発明に先立って、本発明者らはこ
れらあらゆる分類に属する染料について、着色皮膜中で
本発明が目的とするような機能を有するか否かについて
検討を行った。その機能とは、 （１） 基体樹脂（熱硬化性樹脂）および溶媒（水系、
有機溶剤系を問わず）への溶解または分散が可能であ
り、しかも焼付による熱硬化時に変色しないこと （２） 形成された着色皮膜が、溶接可能な薄い厚さ
（〜３μｍ）においてもムラがなく均一でしかも鮮明な
色を有すること （３） 様々な光源に照らされる家電、事務機器等の鋼
板に使用する場合でも色が劣化しないこと。すなわち、
良好な耐光堅牢性を有する染料であることである。
【００４１】検討の結果、水溶性の染料を水溶性または
水分散性の熱硬化性樹脂と配合することにより、溶接可
能な薄い皮膜（３μｍ以下）においても、鮮明で均一な
外観が得られることが判明した。以上の染料の分類の中
で、水可溶性染料とは、染料の分子構造の末端基とし
て、一般に、−ＯＨ基や−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈ、−Ｎ
Ｈ2などの親水基をもっていおり、分類（２）のなかで
油溶性（有機溶剤可溶性）染料以外の分類に属するもの
がこれに相当する。
【００４２】但し、「COLOUR INDEX」に登録されていな
い水溶性の染料、例えば、新規に開発され未だ登録され
ていない染料や、複数の水溶性染料の混合物を使用でき
ることは言うまでもない。また、その混合物は、同じ色
彩の染料どうしの混合物であってもよいし、異なる色彩
の染料どうしの混合物であってもよい。例えば、黄色の
染料と赤色の染料を混合すると、減法混色の法則により
オレンジ色の色彩が得られることは一般に知られている
が、この原理を利用して様々な色彩の皮膜を得ることも
可能である。
【００４３】水溶性の染料としては、アゾ染料、アゾ−
メチン染料、キノリン染料、ケトンイミン染料、フルオ
ロン染料、ニトロ染料、キサンテン染料、アセナフテン
染料、キノフタロン染料、アントラキノン染料、アミノ
ケトン染料、メチン染料、ペリレン染料、クマリン染
料、ペリノン染料、トリフェニル染料、トリアリルメタ
ン染料、フタロシアニン染料、インクロフェノ−ル染
料、アジン染料等があり、これらの１種または２種以上
の染料の混合物が用いられる。
【００４４】また、本発明者らは上述した検討の中で、
上記の染料のうちでも、アゾ染料の１つである水溶性の
アゾ系金属錯塩染料を添加することにより、最も優れた
外観性、耐光堅牢性および耐食性を有する着色皮膜が得
られることを見出した。本発明でいう水溶性のアゾ系金
属錯塩染料とは、「COLOUR INDEX」で上述した８種類の
色彩の分類に属するもので、アゾ染料とクロム、銅、コ
バルト等の３価の金属との錯化合物である。
【００４５】この染料の特徴とするところは、薄い皮
膜中でも鮮やかで均一な色調を出せること、アゾ染料
２分子に対して金属１原子の錯化合物（２：１型金属錯
塩）またはアゾ染料１分子に対して金属１原子の錯化合
物（１：１型金属錯塩）と考えられる構造上の理由によ
って、光に対する安定性（耐光堅牢性）が他の染料より
も優れていること、である。染料と錯塩を形成し得る金
属はＣｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等があるが、主とし
てＣｒとの錯塩のものが多い。
【００４６】このアゾ系金属錯塩染料は、上述したよう
に「COLOUR INDEX」で８種類の色彩による分類に属し、
それぞれの分類には例えば次のようなものがある。 １）「C.I.Acid Yellow」：５９、１００、１３３、１
３９、１８５、４０７ ２）「C.I.Acid Orange」：６０、９６、１０７、１２
９、１３９ ３）「C.I.Acid Red」：１８６、１９０、２０９、２８
１、３３９ ４）「C.I.Acid Violet」：５８、９８、１１１ ５）「C.I.Acid Blue」：１５２、１７９、２００、２
４０、２６８ ６）「C.I.Acid Green」：３５、４９、５２、６０、９
２ ７）「C.I.Acid Brown」：２３１、２５５、２７０、２
９９、３２８ ８）「C.I.Acid Black」：８、１０７、１０８、１２
０、１５５
【００４７】また、上述したように「COLOUR INDEX」に
登録されていないアゾ系金属錯塩染料、例えば、新規に
開発され未だ登録されていないものや、複数種類の染料
の混合物であって、この混合物中に少なくとも１種類の
アゾ系金属錯塩染料が含まれているものを使用できるこ
とは言うまでもない。
【００４８】このようなアゾ系金属錯塩染料を着色皮膜
中の着色付与剤として配合した場合、溶接可能な範囲の
薄い皮膜（〜３μｍ）でも均一且つ優れた外観を示し、
さらに染料自体の耐光堅牢度が優れていることから、様
々な光源に照らされる家電、事務機器用等に着色鋼板を
用いる場合でも全く問題はない。
【００４９】水溶性染料が添加された着色皮膜は、上述
したように耐食性に優れており、その耐食性は、顔料を
着色付与剤として含む着色皮膜よりもはるかに優れてい
る。これは、アゾ系金属錯塩染料が分子レベルで着色皮
膜内に均一且つ緻密に分布していること、また、水溶性
染料として錯塩を形成する金属がＣｒであるアゾ系金属
錯塩染料を用いた場合、この染料の錯塩を形成する３価
Ｃｒイオンが不働態皮膜となる酸化物を形成すること、
等の要因が考えられる。そして、このような着色皮膜を
有する鋼板は、下地クロメートの不働態皮膜形成（３価
のＣｒイオンの作用）によるバリアー効果と樹脂皮膜自
体のバリアー効果とによる防食効果に加え、上述したア
ゾ系金属錯塩染料によるバリアー効果が耐食性をより高
いものとし、さらに下地クロメートの６価Ｃｒイオン→
３価Ｃｒイオンにより不働態皮膜の欠陥を補修する自己
修復作用と、下地Ｚｎ系めっき−クロメート皮膜−着色
皮膜の良好な密着性等の要因により高度な耐食性が得ら
れる。
【００５０】また、後述する実施例（６）にも示される
ように、アゾ系金属錯塩染料として、特にアゾ系クロム
錯塩染料を用いることにより、その３価Ｃｒイオンと下
地クロメートとの相乗効果と推定される極めて優れた耐
食性が得られる。上述したような理由から、アゾ系金属
錯塩染料は、錯塩を形成する金属が３価Ｃｒイオンであ
るもの（アゾ系クロム錯塩染料）が最も好ましい。
【００５１】水溶性の染料は水に容易に溶解するため、
水溶性または水分散性の熱硬化製樹脂とともに混合する
ことにより、着色皮膜の組成物とすることが可能であ
る。そして、このように着色皮膜中の着色付与剤として
配合した場合に、溶接可能な範囲の薄い皮膜（〜３μ
ｍ）でも均一で優れた外観を示す。また、従来のエッチ
ング型や電解処理、置換めっき等の反応を伴う着色処理
とは異なり、処理に伴う浴の劣化が全くなく、また下地
のめっきの種類が限定されないという、塗布処理の最大
の利点も生かすことができる。
【００５２】次に、本発明鋼板の着色皮膜において、水
溶性または水分散性の熱硬化性樹脂に対する、水溶性染
料の配合比および膜厚の範囲とその限定理由について説
明する。水溶性染料は、水溶性または水分散性の熱硬化
性樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部、好まし
くは５〜１２０重量部添加する。また、着色皮膜の膜厚
は０．３〜３．０μｍ、好ましくは０．７〜２．５μｍ
とする。
【００５３】まず、水溶性染料の配合量の上限を水溶性
または水分散性の熱硬化性樹脂１００重量部に対して２
００重量部、好ましくは１２０重量部としたのは、配合
量がこの上限、特に２００重量部を超えると染料が樹脂
または溶媒に対して溶解せず、染料が沈殿したり或いは
粗粒子となってしまうため、非経済的であるばかりでな
く、皮膜中に不溶の染料が配合されると色調に悪影響を
及ぼし、さらに曲げ加工部における着色皮膜の剥離が著
しくなるからである。また、水溶性染料の配合量の下限
を水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂１００重量部に
対して１重量部、好ましくは５重量部としたのは、この
下限、特に１重量部を下回る配合量では着色の効果が少
ないためである。
【００５４】次に、膜厚の上限を３．０μｍ、好ましく
は２．５μｍとした理由は、膜厚がこの上限、特に３．
０μｍを超えるとスポット溶接性が著しく低下するため
である。また、膜厚の下限を０．３μｍ、好ましくは
０．５μｍとした理由は、膜厚がこの下限、特に０．３
μｍを下回ると隠蔽力が不十分となるため、下地が透け
てみえたり、色調にムラが生じてしまうからである。図
２は、以上のような本発明の規定範囲をまとめたもので
ある。
【００５５】本発明鋼板の着色皮膜の基体樹脂は、水溶
性または水分散性であり、且つ熱硬化性樹脂である。基
体樹脂をこのような樹脂に規定したのは、水溶性染料と
の相性から水溶性または水分散性とする必要があり、ま
た、熱可塑性樹脂を使用した場合、形成された着色皮膜
の耐傷付性に問題が生じるため、熱硬化性樹脂とする必
要があることによる。
【００５６】水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂とし
ては、例えば、アクリル系共重合体樹脂、アルキド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹
脂、ポリウレタン樹脂、およびこれら樹脂の２種以上の
混合物、他のモノマーとの付加縮合物若しくは他の樹脂
による変性誘導体などが挙げられる。これらのうち、ア
クリル系共重合体樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂な
どが好適である。
【００５７】上記アクリル系共重合体は、通常の不飽和
エチレン性単量体を用い、溶液重合法、エマルジョン重
合法または懸濁重合法等によって合成される樹脂類であ
って、メタクリレート系、アクリルニトリル、スチレ
ン、アクリル酸、アクリルアミド、ビニルトルエン等の
硬質の単量体を必須成分とし、これに樹脂の硬さ、柔軟
性、架橋性を付与する目的で不飽和ビニル単量体を適宜
配合することによって得られる。また、この樹脂を他の
アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などによ
って変性させた樹脂とすることもできる。
【００５８】また、アルキド樹脂は、通常の合成方法に
よって得られる公知のものを使用することができ、例え
ば、油変性アルキド樹脂、ロジン変性アルキド樹脂、フ
ェノール変性アルキド樹脂、スチレン化アルキド樹脂、
シリコン変性アルキド樹脂、アクリル変性アルキド樹
脂、オイルフリーアルキド樹脂（ポリエステル樹脂）な
どを挙げることができる。
【００５９】エポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリ
ン型、グリシジルエーテル型等のストレートエポキシ樹
脂、脂肪酸変性エポキシ樹脂（エポキシエステル樹
脂）、多塩基性酸変性エポキシ樹脂、アクリル樹脂変性
エポキシ樹脂、アルキド（またはポリエステル）変性エ
ポキシ樹脂、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂、フェノ
ール変性エポキシ樹脂、アミンもしくはポリアミン変性
エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂などが用いら
れる。これらの樹脂に対して、公知の所定の硬化剤が用
いられる。この硬化剤としては、例えば、メラミン、ブ
ロックイソシアネート、尿素などがある。
【００６０】以上述べた本発明鋼板の着色皮膜は、その
ままでも必要な特性を十分備えたものであるが、以下に
述べる添加剤を添加することにより、より優れた特性が
得られる。
【００６１】まず、着色皮膜に良好な自己潤滑性を付与
するために、皮膜組成物に固形潤滑剤を加えることが望
ましい。本発明に適用できる固形潤滑剤としては、以下
のようなものがあげられる。 ・炭化水素系滑剤類；例えば天然のパラフィン、合成パ
ラフィン、マイクロワックス、ポエチレンワックス、塩
素化炭化水素等 ・フッ素樹脂；例えば、ポリフルオロエチレン樹脂、ポ
リフッ化ビニル樹脂、ポリ４フッ化エチレン樹脂、ポリ
フッ化ビニリデン樹脂等 ・脂肪酸アミド系滑剤；例えば、ステアリン酸アミド、
パルミチン酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エ
チレンビスステアロアミド、オレイン酸アミド、エシル
酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等 ・金属石けん類；例えば、ステアリン酸カルシウム、ス
テアリン酸鉛、ラウリン酸カルシウム、パルミチン酸カ
ルシウム等 ・金属硫化物類；二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン ・その他；グラファイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、グ
リース、アルカリ金属硫酸塩等
【００６２】但し、固形潤滑剤は、その添加によって着
色皮膜の色彩に影響を及ぼさないものが好ましい。例え
ば、無彩色の炭化水素系滑剤類、フッ素樹脂等はいずれ
の色彩の着色皮膜にも適用することができるが、黒色系
の二硫化モリブデンは暗色系の着色皮膜にのみ適用する
といった配慮が必要である。
【００６３】上記固形潤滑剤は、熱硫化性樹脂１００重
量部に対して１〜１００重量部、好ましくは３〜６０重
量部の範囲で配合する。配合量が３重量部未満、特に１
重量部未満であると、固形潤滑剤添加による着色皮膜の
潤滑向上効果が乏しく、一方、６０重量部超、特に１０
０重量部超であると、硬化後の着色皮膜の強度が低下
し、皮膜の一部がプレス加工の型に付着するため適当で
ない。
【００６４】水溶性または水分散性の基体樹脂と水溶性
の染料からなる着色皮膜組成物を塗布して得られた着色
皮膜は、下地めっきとクロメート皮膜との相乗効果によ
り十分な耐食性を有しているが、加工部における耐食性
を一層向上させるために、着色皮膜組成物中に粒子状防
錆顔料を添加することができ、これによってより一層優
れた耐食性が得られ、且つ着色鋼板の用途も広がるので
好ましい。粒子状防錆顔料としては、難溶性クロム酸
塩、シリカの中から選ばれる１種または２種以上が用い
られる。
【００６５】難溶性クロム酸塩としては、クロム酸バリ
ウム（ＢａＣｒＯ4）、クロム酸ストロンチウム（Ｓｒ
ＣｒＯ4）、クロム酸鉛（ＰｂＣｒＯ4）、クロム酸亜鉛
（ＺｎＣｒＯ4・４Ｚｎ（ＯＨ）2）、クロム酸カルシウ
ム（ＣａＣｒＯ4）、クロム酸亜鉛カリウム（Ｋ2Ｏ・４
ＺｎＯ・４ＣｒＯ3・３Ｈ2Ｏ）、クロム酸銀（ＡｇＣｒ
Ｏ4）がある。
【００６６】シリカとしては、乾式シリカ（例えば、日
本アエロジル（株）製のAEROSIL １３０、AEROSIL ２０
０、AEROSIL３００、AEROSIL ３８０等）、コロイダル
シリカ（例えば、日産化学工業（株）製のスノ−テック
ス２０、スノ−テックスＣ、スノ−テックスＮ、スノ−
テックスＯ、スノ−テックスＳ等）、湿式シリカ・沈降
法（例えば、徳山曹達（株）製のＴ−３２（Ｓ）、Ｋ−
４１、Ｆ−８０）、湿式シリカ・ゲル法（例えば富士デ
ヴィソン化学（株）製のサイロイド２４４、サイロイド
１５０、サイロイド７２、サイロイド６５、SHIELDEX
等）等を用いることができる。また、上記ののシリカを
１種以上混合して使用することも可能である。以上のよ
うなシリカは水溶性または水分散性の基体樹脂に安定し
て分散する。
【００６７】但し、防錆顔料は、その添加によって着色
皮膜の色彩に及ぼす影響が小さい方が好ましい。例え
ば、黄色の難溶性クロム酸塩は、赤色や青色等の他の色
彩の皮膜に添加することは好ましくない。
【００６８】以上の防錆顔料を１種または２種以上、上
記着色皮膜組成物にその構成成分として配合する。防錆
顔料の配合量は、熱硬化性樹脂１００重量部に対して１
〜１００重量部、好ましくは３〜６０重量部の範囲とす
る。防錆顔料の配分量が前記下限、特に１重量部を下回
ると、防錆顔料を配合したことによる防錆効果が現れ
ず、一方、配合量が前記上限、特に１００重量部を超え
ると、防錆顔料が過剰となるため、着色皮膜の潤滑性が
低下するのみならず、表面の光沢が低下したり、色彩が
著しく変化するという問題を生じる。
【００６９】また、上記固形潤滑剤と粒子状防錆顔料と
を複合添加すれば、加工性、加工部の耐食性ともに優れ
た着色皮膜を形成することが可能となる。その際、基体
樹脂１００重量部に対し、固形潤滑剤および粒子状防錆
顔料は、それぞれ１〜１００重量部、好ましくは３〜６
０重量部の範囲で添加される。また、着色皮膜の色調お
よび光沢を好みに応じて調整するため、他の着色顔料
（無機顔料、有機顔料）や着色染料を添加してもよい。
例えば、無機顔料、有機顔料を添加することにより、隠
蔽力を向上させてより深みのある色彩にしたり、或いは
光沢度を調整したりすることができる。また、上述した
ように異なる色彩の水溶性染料或いは異なる化学構造の
水溶性染料を混合することにより、新たな色彩をもつ着
色皮膜を形成させることができる。
【００７０】以上の着色皮膜は、その組成物を必要に応
じて溶剤で稀釈し、ロール絞り、ロールコーター、或い
はエアナイフ等の方法により所定膜厚に塗布した後、板
温８０〜３００℃（好ましくは１２０〜２５０℃）で加
熱硬化させることにより得られる。塗布方法および焼付
方法は、一般的な方法で行われ、特に制限はないが、本
発明鋼板の製造では、鉄鋼メーカーが有する高耐食性表
面処理鋼板を製造するためのコーティング設備がそのま
ま使用できるという大きなメリットがある。
【００７１】
【実施例】家電、事務機器用の鋼板として、本発明に基
づく実施例（１）〜（７）、およびこれら実施例にそれ
ぞれに対応した比較例（１）〜（７）を以下に示す。各
鋼板のめっき成分は以下の通りであり、これをアルカリ
脱脂後、水洗・乾燥し、これに塗布型クロメート処理液
をロールコーターで塗布し或いは電解クロメート処理浴
に浸漬して電解クロメート皮膜を形成し、乾燥後第２層
として樹脂液をロールコーターで塗布した。さらに乾燥
後、加熱処理し空冷した。 Ｎｉ−Ｚｎ合金電気めっき…Ｎｉ含有量：１２％ Ｆｅ−Ｚｎ合金電気めっき…Ｆｅ含有量：２５％
【００７２】上記塗布型クロメート処理および電解クロ
メート処理の各条件は以下の通りである。 ・塗布型クロメート処理条件 ３価Ｃｒイオン：６価Ｃｒイオン＝２：３、ｐＨ＝２．
５（ＫＯＨでｐＨ調整）、固形分２０ｇ／ｌのクロメー
ト処理液を常温でロールコーターにて塗布後乾燥した。 ・電解クロメート処理条件 ＣｒＯ3：５０ｇ／ｌ、Ｈ2ＳＯ4：０．５ｇ／ｌ、浴温
５０℃の浴により、電流密度４．９Ａ／ｄｍ2、電解時
間２０秒で陰極電解処理し、水洗・乾燥した。
【００７３】表１ないし表４は、各実施例および比較例
において用いられた着色皮膜形成用の基体樹脂、着色付
与剤、固形潤滑剤、粒子状防錆顔料を示し、また、表５
〜表３０は、本実施例および比較例に用いためっき鋼
板、クロメート皮膜、着色皮膜形成用の組成物および得
られた着色鋼板についての試験結果を示している。着色
皮膜形成用組成物は、表１〜表４に示す成分を表５以下
に示す配合量で配合したもので、必要に応じて溶媒を添
加して稀釈した。また、上記により作成した着色鋼板の
試験は以下のようにして行った。
【００７４】（１）外観評価 得られた着色皮膜の外観、特に色調のムラについて、目
視による評価を行なった。その評価基準は以下の通りで
ある。 ◎ ：均一で美麗な外観 ○ ：ほぼ均一で美麗である △〜×：表面が粗く光沢がない。又は色調にムラが生じ
て美麗でない。
【００７５】（２）光沢度 スガ試験機株式会社製の光沢度計を用いて、入射角、反
射角６０°の光沢度を測定した。光沢度の数値が大きい
ほど高光沢である。
【００７６】（３）溶接性試験 以下の条件でスポット溶接を行い、連続打点数で評価を
行った。 電極 ： Ｃｒ−Ｃｕ、Ｄ型 電極径 ： ６ｍｍφ 溶接電流 ： １０ｋＡ 通電加圧力： ２００ｋｇ 通電時間 ： １２サイクル／６０Ｈｚ またその評価基準は、以下の通りである。 ◎：１０００打点以上 ○：７００打点以上 ×：７００打点未満
【００７７】（４）平板部および加工部の耐食性試験 平板部およびエリクセンで７ｍｍ押し出した部分の塩水
噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）を４８０時間行っ
た。耐食性の評価は、平板部については、白錆の発生し
た量が面積率で５％に達するまでの時間で評価し、加工
部については、白錆が加工部から下方へ流れ始めるまで
の時間で評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎：白錆発生なし ＋○：２４０時間超、４８０時間以内 ○：１２０時間超、２４０時間以内 −○：７２時間超、１２０時間以内 △：２４時間超、７２時間以内 ×：２４時間以内
【００７８】（５）着色皮膜の密着性 着色皮膜面に１ｍｍ間隔で１００個のゴバン目を刻み、
接着テープをこのゴバン目に貼着・剥離することにより
行った。その評価基準は以下の通りである。 ◎：剥離面積 ０％ ○：剥離面積 １０％未満 △：剥離面積 １０％以上、２０％未満 ×：剥離面積 ２０％以上
【００７９】（６）プレス成形性試験 ブランク径φ１２０ｍｍ、ダイス径φ５０ｍｍで１０ｍ
ｍ押出しによるハット絞り加工を行い、鋼板の側面加工
部を接着テ−プで剥離し、皮膜のテープへの剥離の程度
および着色皮膜の外観の変化について評価を行なった。
その評価基準は以下の通りである。 ◎：粉状剥離が全くない。 ＋○：局部的に若干の粉状剥離が生じるが、着色皮膜の
外観はほとんど変わらない。 ○：粉状剥離によりテープが極く薄く着色するが、着色
皮膜の外観はほとんど変わらない。 −○：粉状剥離によりテープが薄く着色し、着色皮膜の
外観がわずかに白色化する。 △：粉状剥離によりテープが着色し、着色皮膜の白色化
が目立つ。 ×：粉状剥離によりテープが著しく着色し、着色皮膜が
完全に剥離する。
【００８０】（７）耐光堅牢度 着色皮膜をＪＩＳ Ｌ−０８４２ 第２露光法によりフェ
ードメーター照射し、ブルースケールで等級判定を行っ
た。その評価基準は以下の通りである。 ◎：ブルースケール ７〜８級 ○：ブルースケール ５〜６級 △：ブルースケール ３〜４級 ×：ブルースケール １〜２級
【００８１】実施例（１）および比較例（１） 異なる着色付与剤を配合した着色皮膜を有する本発明材
について、外観、光沢度、溶接性、加工性、密着性、耐
食性および耐光堅牢性を調べた。また、比較材について
も同様の測定・試験を行った。その結果を表５および表
６に示す。この実施例では、着色皮膜の組成は基体樹脂
１００重量部に対して着色付与剤を７０重量部で一定と
し、また、皮膜厚も１．５μｍで一定とした。表６によ
れば、着色付与剤として水溶性染料を用いた本発明材
は、溶接可能な皮膜厚さの範囲で目標とする外観と光沢
度が得られている。これに対し、着色顔料を用いている
比較材は、溶接可能な皮膜厚さの範囲では外観、光沢度
ともに悪く、しかも、プレス成形性、耐食性、密着性が
いずれも劣っている。また、本発明例のなかで、水溶性
染料としてアゾ系金属錯塩染料を用いた本発明材８〜１
１は、耐光堅牢性に優れ、しかも、染料自体の防食効果
により、優れた耐食性を示している。
【００８２】実施例（２）および比較例（２） 染料として水溶性モノアゾ染料、水溶性フタロシアニン
染料および水溶性アゾ系金属錯塩染料を用い、着色皮膜
の膜厚が各特性に及ぼす影響を調べた。その結果を表７
〜表１０に示す。図３は、実施例（２）および比較例
（２）の溶接性の測定結果をまとめたもので、溶接性は
皮膜厚が２．５μｍ超えると低下し始め、特に３．０μ
ｍを超える皮膜厚では適切な溶接が不可能になることが
判る。
【００８３】実施例（３）および比較例（３） 染料として水溶性モノアゾ染料および水溶性アゾ系金属
錯塩染料を用い、着色皮膜中の染料配合量が各特性に及
ぼす影響を調べた。その結果を表１１〜表１４に示す。
【００８４】実施例（４）および比較例（４） 染料として水溶性モノアゾ染料、水溶性フタロシアニン
染料、水溶性ジスアゾ染料、水溶性アゾ系金属錯塩染料
を用い、めっきの種類、クロメ−ト皮膜の有無、クロメ
−ト処理方式、クロム付着量、基体樹脂の種類および焼
付温度が各特性に及ぼす影響を調べた。その結果を表１
５〜表２０に示す。
【００８５】実施例（５）および比較例（５） 染料として水溶性モノアゾ染料、水溶性フタロシアニン
染料、水溶性ジスアゾ染料、水溶性アゾ系金属錯塩染料
を用い、且つ添加剤として固形潤滑剤、粒子状防錆顔料
を含む着色鋼板について、各特性を調べた。同時に、固
形潤滑剤および粒子状防錆顔料の配合量が各特性に及ぼ
す影響も調べた。その結果を表２１〜表２８に示す。
【００８６】実施例（６）および比較例（６） 水溶性のアゾ系金属錯塩染料（アゾ系クロム錯塩染料）
を配合した着色皮膜を有する本発明材と、水溶性染料を
配合しないクリアー皮膜を有する比較材について、耐食
性等を調べた。その結果を表２９および表３０に示す。
なお比較のため同表には比較例（４）のＮｏ．７（クロ
メートなしの着色皮膜材）も併せて記載した。同表から
も明らかなように、本発明材（Ｚｎめっきベース＋クロ
メート５０ｍｇ／ｍ2＋着色皮膜１．５μｍ）は、クリ
アー皮膜を有する比較材（Ｚｎめっきベース＋クロメー
ト５０ｍｇ／ｍ2＋クリアー皮膜）に較べ優れた耐食性
を示している。このように、本発明材が比較材に較べて
優れた耐食性が得られるのは、クロメート皮膜と樹脂皮
膜のバリアー効果に加え、樹脂に配合されたアゾ系金属
錯塩染料が分子レベルで着色皮膜内に均一且つ緻密に分
布し、樹脂皮膜のバリアー効果を向上させることが、ま
ずあげられる。さらに、本発明材では、単に着色皮膜だ
けによる耐食性だけでなく、着色皮膜と下地クロメート
との相互作用によって優れた耐食性が得られるものと推
定され、このことは、比較例（４）Ｎｏ．７のクロメー
トなしの着色皮膜材の耐食性と較べても明らかである。
すなわち、Ｚｎめっき鋼板に下地クロメート皮膜を形成
することなく着色皮膜だけを形成させた上記比較材は、
その耐食性が本発明材に較べ大幅に劣っている。このよ
うな本発明材の比較材と較べた耐食性は、単にクロメー
ト皮膜によるバリアー効果が付加されただけのものでは
なく、下地クロメート皮膜とアゾ系金属錯塩染料が配合
された着色皮膜との相乗的な作用によるものであること
は明らかである。
【００８７】実施例（７）および比較例（７） 予め表面に脱脂処理したＺｎ−１２％Ｎｉ合金めっき鋼
板の表面に、連続ロールコーター設備によりクロム付着
量５０ｍｇ／ｍ2の塗布型のクロメート皮膜を形成さ
せ、さらに水溶性エポキシエステル樹脂（表１No.１）
１００重量部に対してAizen Spilon Yellow-1W-Liq.
（保土谷化学工業（株）製）（表２No.１０）７０重量
部を配合した組成物を連続ロールコーター設備により塗
布し、２１０℃で熱硬化させて１．５μｍの厚さの着色
皮膜を有する本発明材を作成した。また、比較材として
表面を脱脂処理したＺｎ−１２％Ｎｉ合金めっき鋼板を
５重量％、２５℃の硝酸水溶液中で５秒間浸漬反応さ
せ、その後、水洗・乾燥することにより、黒色皮膜を形
成させた。
【００８８】比較例の方法では、処理液１ｌ当り約０．
０３ｍ2のＺｎ−Ｎｉめっき鋼板を黒色化した時点で、
次第に鋼板の黒色度が低下し、約０．０４ｍ2処理した
時点で黒色度Ｌ値が２０を上回り、連続黒色化処理が不
可能となった。一方、本発明材の場合には、作成した着
色皮膜組成物が供給できる限り連続処理が可能であっ
た。
【００８９】それぞれの供試材を作成後、本発明材の皮
膜形成に用いた着色皮膜組成物液の残渣の一部をロール
コーターのトレーから採取し、また、比較材黒色化処理
に用いた硝酸水溶液の一部を採取し、それぞれの液の亜
鉛量を原子吸光法（日立製作所製Ｚ−８１００）により
測定し、めっき皮膜からの亜鉛の溶出量を調べた。その
結果、本発明材の皮膜形成に用いた液では亜鉛の量はト
レース以下であったが、比較材の処理に用いた液からは
処理面積１ｍ2当り約５ｇのＺｎ−１２％Ｎｉめっきの
溶出に相当する亜鉛が検出された。
【００９０】次に、上記本発明材および比較材につい
て、前記と同じ方法（塩水噴霧試験）によって耐食性試
験を行った。この結果、本発明材は平板部で４８０時間
後も白錆は全く発生しなかったが、比較材は１〜２時間
程度で全面白錆となった。比較材について、黒色化処理
後、クロム付着量５０ｍｇ／ｍ2の塗布型クロメート皮
膜を形成し、さらに表１Ｎｏ．１のクリアー樹脂皮膜を
１．５μｍの厚さに形成させて、再度耐食性試験を行っ
たところ、塩水噴霧２４０時間で白錆が５％程度とな
り、クロメート皮膜および樹脂皮膜を形成させない比較
材よりも耐食性の向上が認められた。しかし本発明によ
る着色鋼板の場合、「めっき鋼板→クロメート皮膜形成
→着色皮膜形成」という処理工程であるのに対し、上記
比較材の場合、家電用に十分な耐食性の黒色鋼板を製造
するためには、「Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板→反応型黒
色化処理→（水洗・乾燥）→クロメート皮膜形成→クリ
アー樹脂皮膜形成」を必要とし、両者の工程を比較する
と、本発明では反応型着色化処理工程およびその直後の
水洗・乾燥工程が全く不要であるため、処理工程の上で
も本発明材は極めて有利であるということができる。
【００９１】
【表１】
【００９２】
【表２】
【００９３】
【表３】
【００９４】
【表４】
【００９５】
【表５】
【００９６】
【表６】
【００９７】
【表７】
【００９８】
【表８】
【００９９】
【表９】
【０１００】
【表１０】
【０１０１】
【表１１】
【０１０２】
【表１２】
【０１０３】
【表１３】
【０１０４】
【表１４】
【０１０５】
【表１５】
【０１０６】
【表１６】
【０１０７】
【表１７】
【０１０８】
【表１８】
【０１０９】
【表１９】
【０１１０】
【表２０】
【０１１１】
【表２１】
【０１１２】
【表２２】
【０１１３】
【表２３】
【０１１４】
【表２４】
【０１１５】
【表２５】
【０１１６】
【表２６】
【０１１７】
【表２７】
【０１１８】
【表２８】
【０１１９】
【表２９】
【０１２０】
【表３０】
【０１２１】（＊１） 表１参照 （＊２） 表２参照 （＊３） 基体樹脂１００重量部に対する着色付与剤の
重量部を表わす。 （＊４） 表３参照 （＊５） 基体樹脂１００重量部に対する固形潤滑剤の
重量部を表わす。 （＊６） 表４参照 （＊７） 基体樹脂１００重量部に対する粒子状防錆顔
料の重量部を表わす。
【０１２２】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、着色皮膜が
従来の塗装鋼板よりも薄膜（〜３μｍ）であるため溶接
が可能であり、しかも均一な色調で光沢のある外観の優
れた着色鋼板が得られる。また、この着色鋼板は、外
観、溶接性だけでなく着色皮膜の密着性、加工性、耐食
性、耐光堅牢性にも優れている。さらに、既存ロールコ
ーター設備等による塗布および焼付で製造することがで
きるため、反応エッチングタイプの着色鋼板と比較し
て、様々な色彩の鋼板が得られ、また、めっきの溶出に
よる浴劣化の問題がないため、生産性を大きく向上させ
ることができ、諸性能、生産性の両面で極めて優れた着
色鋼板を提供できるものである。
【０１２３】また、本発明鋼板の着色皮膜は溶媒が水系
である樹脂組成物により形成されるため、有機溶剤系の
ように人体に悪影響を与えることもない。また、特に水
溶性染料としてアゾ系金属錯塩染料を含む着色鋼板は、
より優れた耐食性、耐光堅牢性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明鋼板における皮膜構造を示す模式図であ
る。
【図２】本発明における有機溶剤可溶性染料の配合量と
着色皮膜の厚さの範囲を示したものである。
【図３】実施例における供試材の着色皮膜厚さと溶接性
との関係を示したものである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−301080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−42346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−587（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 B05D 7/14 B32B 15/08

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面にクロ
    ム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／ｍ2の
    クロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部に、水
    溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂とし、こ
    の基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として水溶性
    染料を１〜２００重量部配合した膜厚０．３〜３．０μ
    ｍの着色皮膜（但し、黒色皮膜を除く）を有する溶接可
    能な着色鋼板。
  2. 【請求項２】 亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面にク
    ロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／ｍ2
    のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部に、
    水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂とし、
    この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として水溶
    性染料を１〜２００重量部、さらに固形潤滑剤を１〜１
    ００重量部配合した膜厚０．３〜３．０μｍの着色皮膜
    （但し、黒色皮膜を除く）を有する溶接可能な着色鋼
    板。
  3. 【請求項３】 亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面にク
    ロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／ｍ2
    のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部に、
    水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂とし、
    この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として水溶
    性染料を１〜２００重量部、さらに粒子状防錆顔料を１
    〜１００重量部配合した膜厚０．３〜３．０μｍの着色
    皮膜（但し、黒色皮膜を除く）を有する溶接可能な着色
    鋼板。
  4. 【請求項４】 亜鉛または亜鉛系合金めっきの表面にク
    ロム付着量（金属クロム換算）１０〜２００ｍｇ／ｍ2
    のクロメート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上部に、
    水溶性または水分散性の熱硬化性樹脂を基体樹脂とし、
    この基体樹脂１００重量部に対して、着色剤として水溶
    性染料を１〜２００重量部、さらに固形潤滑剤を１〜１
    ００重量部、粒子状防錆顔料を１〜１００重量部配合し
    た膜厚０．３〜３．０μｍの着色皮膜（但し、黒色皮膜
    を除く）を有する溶接可能な着色鋼板。
  5. 【請求項５】 水溶性染料として、アゾ染料、アゾ−メ
    チン染料、キノリン染料、ケトンイミン染料、フルオロ
    ン染料、ニトロ染料、キサンテン染料、アセナフテン染
    料、キノフタロン染料、アントラキノン染料、アミノケ
    トン染料、メチン染料、ペリレン染料、クマリン染料、
    ペリノン染料、トリフェニル染料、トリアリルメタン染
    料、フタロシアニン染料、インクロフェノ−ル染料、ア
    ジン染料からなる群の中から選ばれる１種または２種以
    上を含む請求項１、２、３または４記載の溶接可能な着
    色鋼板。
  6. 【請求項６】 水溶性染料として、水溶性アゾ系金属錯
    塩染料と他の水溶性染料とを含む請求項５記載の溶接可
    能な着色鋼板。
  7. 【請求項７】 水溶性染料がアゾ系金属錯塩染料である
    請求項１、２、３または４記載の溶接可能な着色鋼板。
  8. 【請求項８】 固形潤滑剤として、ポリオレフィンワッ
    クス等の炭化水素系化合物、フッ素樹脂系化合物、脂肪
    酸アミド系化合物、金属石けん類、二硫化モリブデン等
    の金属硫化物、グラファイト、フッ化黒鉛、窒化ホウ
    素、ポリアルキレングリコールからなる群の中から選ば
    れる１種または２種以上を含む請求項２、４、５、６ま
    たは７記載の溶接可能な着色鋼板。
  9. 【請求項９】 粒子状防錆顔料として、難溶性クロム化
    合物、シリカからなる群の中から選ばれる１種または２
    種以上を含む請求項３、４、５、６または７記載の溶接
    可能な着色鋼板。
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