JP2868332B2 - 塗装性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

塗装性に優れた表面処理鋼板

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Description

【発明の詳細な説明】
【001】
【産業上の利用分野】本発明は、塗膜密着性に優れた表
面処理鋼板に関する。
【002】
【従来技術】従来より亜鉛(亜鉛系合金)めっき鋼板、
アルミニウム(アルミニウム系合金)めっき鋼板などの
めっき鋼板は自動車、家電、建築などの分野に広く使用
されているが、近年、このような表面処理鋼板には、耐
食性のほか塗装前処理の省略化、加工性や耐指紋性の向
上などが要求されている。このため、後処理として、単
にクロメート処理を施しただけでは不充分で、クロメー
ト皮膜の上に膜厚5μm以下の薄い有機樹脂皮膜を形成
して、塗装前処理を施さなくともその有機樹脂皮膜の上
に上塗り塗料を直接塗装できるようにしたものが種々開
発されている。また、このうち、一部のものは、樹脂皮
膜中に潤滑剤を添加して、皮膜に潤滑性を付与し、加工
しても皮膜に疵が生じないようにしている。
【003】この種の表面処理鋼板では皮膜樹脂に水可溶
性もしくは水分散性のものを使用しているものが多く、
とくに、塗膜密着性、耐食性に優れたアクリル系樹脂が
使用されている。このアクリル系樹脂として従来使用さ
れているものは、ポリアクリル酸およびその共重合体、
ポリアクリル酸エステルおよびその共重合体のようなア
クリル酸系樹脂、ポリメタクリル酸およびその共重合
体、ポリメタクリル酸エステルおよびその共重合体のよ
うなメタクリル酸系樹脂などで、共重合体の場合はアク
リルもしくはメタクリル以外のモノマ−を共重させてい
た。
【004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクリル系樹脂のうち、アクリル酸系樹脂皮膜は、
皮膜に潤滑剤を添加した場合、潤滑剤が皮膜表面より浸
出し、皮膜の上に上塗り塗料を塗装すると、上塗り塗膜
の密着性が低下してしまうという問題もあった。また、
メタクリル酸系樹脂皮膜の場合は、上塗り塗膜の密着
性、特に、耐水密着性が劣るという問題があった。本発
明は、これらの欠点を解消した表面処理鋼板を提供する
ものである。
【005】
【課題を解決するための手段】本発明は、めっき鋼板の
表面にクロメート皮膜を形成し、そのクロメート皮膜の
上に(A)一般式CH2=C(CH3)−COOR(Rは水
素か、炭素数が1〜8のアルキル基)で示されるメタク
リル酸もしくはそのエステルとアクリル酸もしくはその
エステルとの共重合体樹脂、または、(B)前記構造の
メタクリル酸もしくはそのエステル、アクリル酸もしく
はそのエステルおよびこれらと共重合可能なモノマ−と
の共重合体樹脂(但し、共重合可能なモノマ−のモル比
率は50%未満)で、メタクリル酸およびそのエステル
成分がモル比率で20%以下であるものの皮膜、また
は、この皮膜に樹脂100重量部当たり1〜25重量部
添加したものを形成した。
【006】
【作用】メタクリル酸樹脂やメタクリル酸共重合体樹脂
は硬く、上塗り塗膜との密着性が劣るため、上塗り塗装
を施した場合の耐水密着性に劣る。一方、アクリル酸樹
脂やアクリル酸共重合体樹脂は、柔らかく、上塗り塗膜
との密着性が優れているため、耐水密着性に優れている
が、潤滑剤を添加した場合表面に浸出してくる。そこ
で、この両者を共重合させるか、それらと共重合可能な
モノマ−を共重合させれば、上塗り塗装した場合の耐水
密着性を改善でき、皮膜表面からの潤滑剤浸出を抑制で
きる。しかし、皮膜はメタクリル酸およびそのエステル
成分がモル比率で20%を越えると、上塗り塗膜との耐
水密着性が低下してしまう。
【007】図1は、クロメート処理した電気亜鉛めっき
鋼板(板厚0.6mm、めっき付着量20g/m2)にメ
チルメタクリレ−トとエチルアクリレ−トの共重合体の
メチルメタクリレ−ト成分量を種々変更したものを塗布
して、乾燥した後、アクリル系溶剤型塗料[日本ペイン
ト(株)製ス−パ−ラックF47]を塗装して、乾燥
し、その後沸水中に2時間浸漬して、上塗り塗膜の密着
性を調査した結果を示すものである。密着性試験は、ゴ
バン目6mm張り出し加工して、加工部にセロテ−プ貼
付け、剥離を施し、残存塗膜率(%)を算出する方法で
行った。図1から明らかなように、メチルメタクリレ−
トのモル比率が20%を越えると、耐水密着性が急激に
低下してしまう。
【008】本発明の皮膜に使用する樹脂としては、メタ
クリル酸−アクリル酸共重合体、メタクリル酸−アクリ
ル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル−アクリ
ル酸共重合体、メタクリル酸エステル−アクリル酸エス
テル共重合体、メタクリル酸−アクリル酸−第3モノマ
−共重合体、メタクリル酸−アクリル酸エステル−第3
モノマ−共重合体、メタクリル酸エステル−アクリル酸
−第3モノマ−共重合体、メタクリル酸エステル−アク
リル酸エステル−第3モノマ−共重合体である。
【009】ここで、メタクリル酸エステルとしては、メ
チルメタクリレ−ト、エチルメタクリレ−ト、ブチルメ
タクリレ−トなどが掲げられる。また、アクリル酸エス
テルとしては、メチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−
ト、ブチルアクリレ−ト、2−エチルヘキシルアクリレ
−トなどが掲げられる。さらに、メタクリル酸およびそ
のエステル並びにアクリル酸およびそのエステルと共重
合可能なモノマ−としては、アクリロニトリル、アクリ
ルアミド、スチレン、ブタジエン、ビニルアセテ−トな
どが掲げられる。なお、皮膜厚は、5μm以下、好まし
くは0.1〜2.5μmにする。
【010】本発明でのめっき鋼板は、クロメート処理に
より耐食性を向上させることのできるものであればよ
い。例えば、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−アルミニウム合金めっき鋼板、亜
鉛−マグネシウム合金めっき鋼板、亜鉛−クロム合金め
っき鋼板、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっ
き鋼板、亜鉛−コバルト−クロム合金めっき鋼板などの
亜鉛系めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニ
ウム−シリコン合金めっき鋼板、アルミニウム−クロム
合金めっき鋼板、アルミニウム−マンガン合金めっき鋼
板、アルミニウム−ニッケル合金めっき鋼板などのアル
ミニウム系めっき鋼板、銅めっき鋼板、銅合金めっき鋼
板などである。
【011】クロメート皮膜も従来のクロメート処理法で
形成したものでよい。すなわち、クロメート処理法に
は、塗布型、反応型、電解型などがあるが、これらのい
ずれの方法で形成したものでもよい。また、皮膜量は、
従来5〜200mg/m2にしているが、この範囲でよ
い。
【012】有機樹脂皮膜に潤滑剤を添加する場合の添加
剤も従来のものでよい。例えば、有機系のものとして、
従来、ポリエチレンワックス、天然パラフィンなど炭化
水素系のもの、ラウリル酸、ステアリン酸など脂肪酸系
のもの、脂肪酸の低級アルコ−ルエステルや脂肪酸の多
価アルコ−ルエステルなどのようなエステル系のものが
使用されているが、これらでよい。無機系のものとして
は、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テンなどが使用されているが、これらでもよい。
【013】有機樹脂皮膜中への潤滑剤添加量は、樹脂1
00重量部当たり1重量部未満であると、添加効果があ
まりなく、25重量部を越えると、皮膜処理液への分散
不良、ゲル化が生じ、皮膜の密着性も低下するため、従
来1〜25重量部にしていたが、この範囲でよい。
【014】
【実施例】塗布型クロメート処理を施した亜鉛−ニッケ
ル合金めっき鋼板(板厚0.7mm、めっき付着量20
g/m2、めっき層のNi含有率11.8mass%)または反
応型クロメート処理を施した溶融アルミニウムめっき鋼
板(板厚1.0mm、めっき付着量43g/m2、めっき
層のSi含有率9.1mass%)に有機樹脂を被覆して、塗
膜密着性試験を行った。なお、めっき鋼板へのクロメー
ト処理は、次のようにして行った。
【015】(1)塗布型クロメート処理 全Cr25g/l、Cr3+/全Crの比0.4、シリカゾル7
5g/l、リン酸8g/l、ホウ酸2g/lからなるク
ロメート処理液をロ−ルコ−タ−でめっき鋼板に塗布し
て、全Cr量が50mg/m2のクロメート皮膜を形成
し、200℃で乾燥した。 (2)反応型クロメート処理 無水クロム酸8g/l、リン酸15g/l、フッ酸1g
/lからなるクロメート処理液にめっき鋼板を浸漬し
て、引き上げ後絞りロ−ルで絞り、全Cr量が20mg/
2のクロメート皮膜を形成した。
【016】また、有機樹脂の被覆は、アクリル酸もしく
はそのエステルのモノマ−、メタクリル酸もしくはその
エステルのモノマ−および共重合可能なモノマ−のモル
比率を変えたそれらの共重合体樹脂を製造して、そのエ
マルジョンを調製し、これを乾燥塗膜厚が1.0〜1.5
μmとなるようにクロメート処理めっき鋼板に塗布し、
100℃で乾燥した。また、一部のエマルジョンには、
有機系または無機系潤滑剤を樹脂100重量部当たり1
0〜15重量部添加して塗布した。第1〜3表に表面処
理鋼板の構造を示す。
【017】さらに、塗膜密着性は、有機樹脂被覆鋼板に
アクリル系溶剤型塗料[日本ペイント(株)製ス−パ−
ラックF47]を乾燥塗膜厚が30μmになるように塗
布し、160℃で10分間加熱乾燥し、冷却後そのまま
又は沸水中に2時間浸漬後塗膜密着性試験を行った。塗
膜密着性試験は、碁盤目セロハンテ−プ剥離、碁盤目6
mm張り出し加工後セロハンテ−プ剥離を施し、セロハ
ンテ−プ剥離後の塗膜残存率(%)で評価した。第4表
にこの結果を示す。
【018】
【第1表】 MA:メチルアクリレ−ト、BA:ブチルアクリレ−
ト、EA:エチルアクリレ−ト、2EHA:2−エチル
ヘキシルアクリレ−ト、Ac:アクリル酸、
【019】
【第2表】 MMA:メチルメタクリレ−ト、BMA:ブチルメタク
リレ−ト、EMA:エチルメタクリレ−ト、MAc:メ
タクリル酸
【020】
【第3表】
【021】
【第4表】
【022【発明の効果】以上のように、本発明の表面処
理鋼板は、上塗り塗装した場合の塗膜耐水密着性が向上
し、有機樹脂皮膜に潤滑剤を添加しても、上塗り塗膜と
の密着性が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】メチルメタクリレ−ト−エチルアクリレ−ト共
重合体皮膜中のメチルメタクリレ−ト量と上塗り塗膜の
密着性との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武 津 博 文 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株 式会社 鉄鋼研究所 表面処理研究部内 (72)発明者 田 中 英 敏 大阪府堺市石津西町5番地 日新製鋼株 式会社 鉄鋼研究所 表面処理研究部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B05D 7/14 B05D 3/10 B05D 7/24 301 B05D 7/24 302 B32B 15/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっき鋼板の表面にクロメート皮膜を形
    成し、そのクロメート皮膜の上に(A)一般式CH2
    C(CH3)−COOR(Rは水素か、炭素数が1〜8の
    アルキル基)で示されるメタクリル酸もしくはそのエス
    テルとアクリル酸もしくはそのエステルとの共重合体樹
    脂、または、(B)前記構造のメタクリル酸もしくはそ
    のエステル、アクリル酸もしくはそのエステルおよびこ
    れらと共重合可能なモノマ−との共重合体樹脂(但し、
    共重合可能なモノマ−のモル比率は50%未満)で、メ
    タクリル酸およびそのエステル成分がモル比率で20%
    以下であるものの皮膜を形成したことを特徴とする塗装
    性に優れた表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1の共重合体樹脂皮膜に潤滑剤を
    樹脂100重量部当たり1〜25重量部添加したことを
    特徴とする塗装性に優れた表面処理鋼板。
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