JP3090207B1

JP3090207B1 - 加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板

Info

Publication number: JP3090207B1
Application number: JP11175918A
Authority: JP
Inventors: 和彦本田; 広正野村; 洋金井; 浩平植田; 博康古川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2000-09-18
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: JP2001003182A

Abstract

【要約】【課題】加工部の耐食性に優れるクロムフリーで環境
負荷の少ないプレコート鋼板の提供。【解決手段】鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％を含有し、かつ、Ｍｇ
とＡｌが、Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満たし、
残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層を有し、その上に
固形分として樹脂１００重量部、シランカップリング剤
０．１〜３０００重量部を含有する下地処理皮膜層を有
し、その上に有機皮膜層を上層として有する、塗装鋼
板。Ｚｎ合金めっき層が、Ｓｉ：０．０１〜２重量％を
さらに含有し、下地処理皮膜層が固形分として、微粒シ
リカ１〜２０００重量部、エッチング性フッ化物０．１
〜１０００重量部のうちいずれか１種以上をさらに含有
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塗装鋼板に関する。
さらに詳しくは、加工部の耐食性に優れ、環境負荷の大
きいとされるクロムを含まないため地球に優しく、建材
用や家電用として好適な塗装鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家電や建材などの分野で加工後に塗装を
したポスト塗装製品に代わって、プレコート鋼板と呼ば
れる加工前に塗装を施した製品の使用量が増えてきてい
る。一般に厳しい加工を施すと塗装がダメージを受けて
耐食性が低下することが知られている。プレコート鋼板
は美観を有しながら、加工性と耐食性を併せ持つ必要が
ある。

【０００３】このようなプレコート鋼板の例として、例
えば、特開平０８−１６８７２３号公報には、皮膜の構
造を規定することによって加工性と、耐汚染性、硬度に
優れたプレコート鋼板を得る技術が開示されている。ま
た、特開平０３−１００１８０号公報には、特定のクロ
メート処理液を用いることで端面耐食性を改善したプレ
コート鋼板が開示されている。

【０００４】いずれにおいても、耐食性に優れるめっき
鋼板の上にクロメート処理と呼ばれる耐食性と密着性に
優れる下地処理皮膜を施し、その上に耐食性に優れるク
ロム系防錆顔料を含む下塗り層を有し、さらにその上に
着色された上塗り層を有する構造をとっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらクロメート処理
およびクロム系防錆顔料に含まれる６価のクロムは水溶
性であり、これが溶出することによって亜鉛系のめっき
鋼板の腐食を抑制する性質がある。例えば、厳しい加工
で塗膜が割れた場合でも、その部分の腐食を抑制するな
ど、非常に優れており、今日までクロメート処理とクロ
ム系防錆顔料は幅広くプレコート鋼板に使用されてきて
いる。

【０００６】しかしながら、クロメート処理およびクロ
ム系防錆顔料から溶出する可能性のある６価のクロムは
環境負荷が大きな物質であるため、最近ではクロムフリ
ーの下地処理、クロムフリーの防錆顔料に対する要望が
高まっている。そこで、本発明では、このような要望に
答え、加工部の耐食性に優れるクロムフリーで環境負荷
の小さいプレコート鋼板を提供する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、各種めっ
き鋼板の塗装後の加工部耐食性を各種クロムフリー下地
処理と各種クロムフリープライマーの条件で様々な検討
を重ねた。その結果、鋼板の表面にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合
金めっきまたはＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきを施
し、下地処理としてクロメート処理の代わりにシランカ
ップリング系処理を施し、その上にクロム系防錆顔料の
代わりにクロムフリー防錆顔料を有する塗膜を施すこと
で、優れた塗膜密着性と加工部の耐食性を有する環境負
荷の小さいクロムフリープレコート鋼板を製造し得るこ
とを見いだして、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明の趣旨とするところは、
以下のとおりである。（１）鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１０重量
％、Ａｌ：２〜１９重量％を含有し、かつ、ＭｇとＡｌ
が式：Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満たし、残部
がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層を有し、その上に固形
分として水性樹脂１００重量部、シランカップリング剤
０．１〜３０００重量部を含有する下地処理皮膜層を有
し、さらにその上に有機皮膜層を上層として有すること
を特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗
装鋼板。

【０００９】（２）鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１
〜１０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％、Ｓｉ：０．０１
〜２重量％を含有し、かつ、ＭｇとＡｌが式：Ｍｇ
（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満たし、残部がＺｎより
なるＺｎ合金めっき層を有し、その上に固形分として水
性樹脂１００重量部、シランカップリング剤０．１〜３
０００重量部を含有する下地処理皮膜層を有し、さらに
その上に有機皮膜層を上層として有することを特徴とす
る加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。

【００１０】（３）下地処理皮膜層に固形分として、微
粒シリカ１〜２０００重量部、エッチング性フッ化物
０．１〜１０００重量部のうちいずれか１種以上をさら
に含有することを特徴とする、（１）および（２）記載
の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。（４）有機皮膜層が防錆顔料を含む下塗り層と着色され
た上塗り層からなる（１）〜（３）記載の加工部の耐食
性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。

【００１１】（５）塗装鋼板のＺｎ合金めっき層の下に
Ｎｉめっき層を有することを特徴とする（１）〜（４）
に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼
板。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の塗装鋼板は鋼板上にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっ
き、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきとシランカップ
リング処理、および１層または２層からなる有機被覆層
を順次付与したものである。

【００１３】本発明の下地鋼板としては、Ａｌキルド鋼
板、Ｔｉ、Ｎｂなどを添加した極低炭素鋼板、およびこ
れらにＰ、Ｓｉ、Ｍｎなどの強化元素を添加した高強度
鋼等種々のものが適用できる。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき
層は、Ｍｇ１〜１０重量％、Ａｌ２〜１９重量％、かつ
ＭｇとＡｌが式、Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０、残部
がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層である。

【００１４】Ｍｇの含有量を１〜１０重量％に限定した
理由は、１重量％未満では耐食性を向上させる効果が不
十分であるためであり、１０重量％を超えるとめっき層
が脆くなって密着性が低下するためである。Ａｌの含有
量を２〜１９重量％に限定した理由は、２重量％未満で
はめっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、
１９重量％を超えると耐食性を向上させる効果が認めら
れなくなるためである。ＭｇとＡｌの含有量を式、Ｍｇ
（％）＋Ａｌ（％）≦２０に限定した理由は、めっき中
のＺｎ含有量が小さいと犠牲防食効果が小さくなり耐食
性が低下するためである。

【００１５】Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき層は、Ｍｇ
１〜１０重量％、Ａｌ２〜１９重量％、Ｓｉ０．０１〜
２重量％、かつＭｇとＡｌが式、Ｍｇ（％）＋Ａｌ
（％）≦２０、残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層で
ある。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき層は、Ｚｎ−Ｍｇ
−Ａｌめっき層と同様の効果を示し、更にＳｉを特定量
含むことによりその効果がより向上するものである。

【００１６】Ｍｇの含有量を１〜１０重量％に限定した
理由は、１重量％未満では耐食性を向上させる効果が不
十分であるためであり、１０重量％を超えるとめっき層
が脆くなって密着性が低下するためである。Ａｌの含有
量を２〜１９重量％に限定した理由は、２重量％未満で
はめっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、
１９重量％を超えると耐食性を向上させる効果が認めら
れなくなるためである。以上はＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき
層の場合と同じである。Ｓｉの含有量を０．０１〜２重
量％に限定した理由は、０．０１重量％未満ではめっき
中のＡｌと鋼板中のＦｅが反応しめっき層が脆くなって
密着性が低下することを防止する効果が得られないため
であり、２重量％を超えると密着性を向上させる効果が
認められなくなるためである。好ましくはＡｌ含有量の
３％以上である。ＭｇとＡｌの含有量を式、Ｍｇ（％）
＋Ａｌ（％）≦２０に限定した理由は、めっき中のＺｎ
含有量が小さいと犠牲防食効果が小さくなり耐食性が低
下するためである。

【００１７】めっき層中には、これ以外にＦｅ、Ｓｂ、
Ｐｂなどを単独あるいは複合で１重量％以内含有しても
よい。Ｚｎ−Ｍｇ−ＡｌめっきあるいはＺｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｓｉめっきの付着量については特に制約は設けない
が、耐食性の観点から１０ｇ／ｍ²以上、加工性の観点
から３５０ｇ／ｍ²以下で有ることが望ましい。本発明
において、めっき鋼板の製造方法については特に限定す
るところはなく、通常の無酸化炉方式の溶融めっき法が
適用できる。下層としてＮｉプレめっきを施す場合も通
常行われているプレめっき方法を適用すればよく、プレ
Ｎｉめっきを施した後、無酸化あるいは還元雰囲気中で
急速低温加熱を行い、その後に溶融めっきを行う方法等
が好ましい。

【００１８】さらに、加工部の耐食性をさらに向上させ
る場合には、下層にＮｉめっき層を設けることができ
る。このプレＮｉめっき量は２ｇ／ｍ²以下が好まし
い。２ｇ／ｍ²を超えるとめっき密着性が劣化する。プ
レめっき量の下限は、０．２ｇ／ｍ²が好ましい。めっ
き下層にＮｉめっき層を有する場合に加工部の耐食性が
良好となる理由は、めっき層−地鉄界面に生成したＮｉ
−Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ化合物が一種のバインダーの役割を
果たすことによるものと考えられる。

【００１９】本発明のプレコート鋼板に用いる下地処理
皮膜層は、樹脂、特に水性樹脂をベースとしてシランカ
ップリング剤を含むことを特徴としている。この下地処
理皮膜層とＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき層、Ｚｎ−Ｍｇ
−Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層を組み合わせることにより相
乗的に加工部の耐食性が向上する。下地処理皮膜層の水
性樹脂としては、水溶性樹脂のほか、本来水不溶性であ
りながらエマルジョンやサスペンジョンのように水中に
微分散された状態になりうる樹脂を含めて言う。このよ
うな水性樹脂として使用できるものは、例えば、ポリオ
レフィン系樹脂、アクリルオレフィン系樹脂、ポリウレ
タン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹
脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール
系樹脂、その他の熱硬化型樹脂が挙げられ、架橋可能な
樹脂が望ましい。特に好ましい樹脂は、アクリルオレフ
ィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、および両者の混合樹
脂である。これらの水性樹脂の２種類以上を混合あるい
は重合して使用しても良い。

【００２０】シランカップリング剤は、樹脂、特に水性
樹脂の存在下で、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき、Ｚｎ−
Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきと塗膜の両者と強固に結合
し、塗膜の密着性を飛躍的に向上させ、ひいては加工部
の耐食性を向上させる。シランカップリング剤として
は、例えば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、アミノシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−
（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメト
キシシラン、オクタデシルジメチル〔３−（トリメトキ
シシリル）プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−ク
ロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシ
ラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラ
ンなどを挙げることができる。

【００２１】シランカップリング剤の含有量は固形分換
算で、樹脂１００重量部に対して、０．１〜３０００重
量部であることが望ましい。０．１重量部未満ではシラ
ンカップリング剤の量が不十分であるため、加工時に十
分な密着性が得られず耐食性が劣る。３０００重量部を
越えると密着性向上効果が飽和するため不経済である。

【００２２】さらに微粒シリカを添加すると耐擦り傷
性、塗膜密着性、耐食性が向上する。本発明において微
粒シリカとは、微細な粒径をもつために水中に分散させ
た場合に安定に水分散状態を維持でき、半永久的に沈降
が認められないような特色を有するシリカを総称してい
うものである。このような微粒シリカとしては、ナトリ
ウムなどの不純物が少なく、弱アルカリ系のものであれ
ば、特に限定されない。例えば、「スノーテックスＮ」
（日産化学工業社製）、「アデライトＡＴ−２０Ｎ」
（旭電化工業社製）などの市販のシリカなどを用いるこ
とができる。

【００２３】微粒シリカの含有量は固形分換算で、樹脂
１００重量部に対して１〜２０００重量部、さらに好ま
しくは１０〜４００重量部である。１重量部未満では添
加した効果が少なく、２０００重量部を越えると耐食性
向上の効果が飽和して不経済である。また、エッチング
性フッ化物を添加すると塗膜密着性が向上される。ここ
でエッチング性フッ化物としては、フッ化亜鉛四水和
物、ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物などを使用する
ことができる。エッチング性フッ化物の含有量は固形分
換算で、樹脂１００重量部に対して１〜１０００重量部
であることが好ましい。１重量部未満では添加の効果が
少なく、１０００重量部を越えるとエッチングの効果が
飽和して塗膜密着性が改善されないので不経済である。

【００２４】また、必要に応じて界面活性剤、防錆抑制
剤、発泡剤などを添加しても良い。下地処理皮膜層の乾
燥後の付着量は１０〜３０００ｍｇ／ｍ²が好適であ
る。１０ｍｇ／ｍ²未満では密着性が劣り加工部の耐食
性が不十分である。一方、３０００ｍｇ／ｍ²を越える
と不経済であるばかりか加工性も低下して耐食性も劣る
ようになる。

【００２５】下地処理皮膜層の塗布方法は特別限定する
ものではなく、一般に公知の塗装方法、例えば、ロール
コート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬な
どが適用できる。塗布後の乾燥・焼き付けは熱風炉、誘
導加熱炉、近赤外線炉、等公知の方法あるいはこれらを
組み合わせた方法で行えばよい。また、使用する樹脂、
特に水性樹脂の種類によっては紫外線や電子線などによ
って硬化させることもできる。あるいは強制乾燥を用い
ずに自然乾燥してもよいし、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっ
き鋼板、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっき鋼板を予め
加熱しておいて、その上に塗布して自然乾燥してもよ
い。

【００２６】本発明のプレコート鋼板は下地処理したＺ
ｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉ合金めっき鋼板の上に有機被覆層を有することを特徴
としている。有機被覆としてはポリオレフィン樹脂、ア
クリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素系樹脂、ブチラール樹
脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂などであ
る。これらの混合物や共重合物も使用できる。また、こ
れらにイソシアネート樹脂、アミノ樹脂、シランカップ
リング剤あるいはチタンカップリング剤等を補助成分と
して併用することができる。本発明によるプレコート鋼
板は加工後に補修をされずにそのまま使用されるケース
が多いので、厳しい加工が施される用途では、ポリエス
テル樹脂をメラミンで架橋する樹脂系、ポリエステル樹
脂をウレタン樹脂（イソシアネート、イソシアネート樹
脂）で架橋する樹脂系、塩化ビニル樹脂系、フッ素樹脂
系（溶剤可溶型、アクリル樹脂との分散混合型）が望ま
しい。

【００２７】本発明の上記有機被覆層は着色を施し、こ
の上にさらなる塗装をしなくても、そのまま使用できる
特徴を有する。有機被覆層の着色は顔料や染料などによ
る。顔料としては、無機系、有機系、両者の複合系に関
わらず公知のものを使用することができ、チタン白、亜
鉛黄、アルミナ白、シアニンブルー、等のシアニン系顔
料、カーボンブラック、鉄黒、べんがら、黄色酸化鉄、
モリブデートオレンジ、ハンサイエロー、ピラゾロンオ
レンジ、アゾ系顔料、紺青、縮合多環系顔料、などが例
示できる。この他に、金属片・粉末、パール顔料、マイ
カ顔料、インジゴイド染料、硫化染料、フタロシアニン
染料、ジフェニルメタン染料、ニトロ染料、アクリジン
染料、等が挙げられる。有機被覆層中の顔料濃度は特に
限定されず、必要な色や隠蔽力によって決定すればよ
い。

【００２８】また、着色に直接関わらない顔料や添加物
成分、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カオリ
ンクレー、等の顔料、消泡剤、レベリング剤、分散補助
剤、等の添加剤、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、
エステル系、パラフィン系、フッ素系などの有機ワック
ス成分、二流化モリブデンなどの無機ワックス成分、塗
料粘度を下げるための希釈剤、溶剤、水、等を加えるこ
とができる。

【００２９】着色された有機被覆層は公知の方法で下地
処理皮膜層の上に塗装される。例えば、ロールコータ
ー、カーテンコーター、静電塗装、スプレー塗装、浸漬
塗装などである。その後、熱風、誘導加熱、近赤外、遠
赤外、などの加熱によって乾燥・硬化される。有機被覆
層の樹脂が電子線や紫外線で硬化するものであればこれ
らの照射によって硬化される。これらの併用であっても
よい。

【００３０】着色された有機被覆層の膜厚は特に限定す
るものではないが、均一な外観を得るためには５μｍ以
上の乾燥膜厚があることが望ましい。膜厚の上限はない
が、コイルで連続的に塗装する場合は１回の塗装で乾燥
膜厚が５０μｍ程度であることが多い、切り板に断続的
に塗装する場合は焼き付けを緩やかな条件で行うことが
可能であり、この上限膜厚は２００μｍ程度まで上が
る。また、スプレー塗装などで１枚毎に処理する場合は
さらに上限の膜厚は上がる。

【００３１】本発明のプレコート鋼板で下地処理皮膜層
と着色された有機層の間に、必要に応じて防錆顔料を添
加した皮膜層を下塗り層として有することができる。こ
の下塗り層は主に耐食性の向上を目的とするが、その他
に成形加工性、耐薬品性などのも考慮して設計される。
下塗り層を構成する樹脂としては、一般に公知の樹脂、
例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などをそのままあるい
は組み合わせて使用できる。防錆顔料としては一般に公
知のもの、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸ア
ルミニウム、亜リン酸亜鉛、等のリン酸系防錆顔料、
モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、
モリブデン酸バリウム、等のモリブデン酸系防錆顔料、
酸化バナジウムなどのバナジウム系防錆顔料、カル
シウムシリケートなどのシリケート系顔料、ストロン
チウムクロメート、ジンククロメート、カルシウムクロ
メート、カリウムクロメート、バリウムクロメートなど
のクロメート系防錆顔料、水分散シリカ、ヒュームド
シリカ、等の微粒シリカなどを用いることができる。し
かしのクロメート系防錆顔料は環境上負荷が大きいた
め、これら以外を使用することが望ましい。

【００３２】防錆顔料の添加量は皮膜の固形分基準に１
〜４０重量％がよい。１重量％より少ないと耐食性の改
良が十分でなく、４０重量％を越えると加工性が低下し
て、加工時に有機被膜層の脱落が起こり、耐食性も劣る
ようになる。防錆顔料を含む下塗り層の膜厚は３０μｍ
以下が好適であり、３０μｍを越えると加工性が低下し
て、加工時に有機被膜層の脱落が起こり耐食性も劣るよ
うになる。

【００３３】防錆顔料を含む下塗り層の塗布は一般に公
知の方法でできる。例えば、ロールコート、カーテンコ
ート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、刷
毛塗り、バーコートなどである。その後、熱風、誘導加
熱、近赤外、遠赤外、などの加熱によって乾燥・硬化さ
れる。有機被覆層の樹脂が電子線や紫外線で硬化するも
のであればこれらの照射によって硬化される。これらの
併用であってもよい。

【００３４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。（実施例１）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０〜５５０℃で、それぞれＭｇ量、
Ａｌ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき浴、Ｍｇ
量、Ａｌ量、Ｓｉ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴を使用し３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピ
ングでめっき付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。得ら
れためっき鋼板のめっき層中組成を表１〜４に示す。な
お、一部の試料については、下層にＮｉプレめっき層を
施した。

【００３５】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液とし、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、
乾燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、アクリルオレ
フィン樹脂１００重量部に対しシランカップリング剤１
０重量部、シリカ３０重量部、エッチング性フッ化物１
０重量部含有させた下地処理材を塗布し、熱風乾燥炉で
乾燥して付着量２００ｍｇ／ｍ²とした。乾燥時の到達
板温は１５０℃とした。シランカップリング剤としては
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシ
シランを、シリカとしては「スノーテックスＮ」（日産
化学工業製）を、エッチング性フッ化物としてはヘキサ
フルオロケイ酸亜鉛六水和物を使用した。

【００３６】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系）の防錆顔
料を表１〜４に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カル
シウムシリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブ
デン酸系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱
風乾燥炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付
けて膜厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の
上に、上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００Ｈ
Ｑ（ポリエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱
風乾燥炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて
膜厚を１５μｍに調整した。

【００３７】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、
３５℃、２ｈｒ）→乾燥（６０℃、３０％ＲＨ、４ｈ
ｒ）→湿潤（５０℃、９５％ＲＨ、２ｈｒ）からなるサ
イクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイクル腐食
試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察した。評
点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％未満を
４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上３０％
未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を合格と
した。

【００３８】評価結果は表１〜４に示す通りであり、本
発明材はいずれも良い耐食性を示した。表１〜４におい
て、Ｍｇ、Ａｌを所定量含有する本発明のＺｎ−Ｍｇ−
Ａｌめっき層を形成した塗装鋼板は、加工部の耐食性に
優れていた。また、これらと同一量のＭｇ、Ａｌと共に
所定量のＳｉを含有するＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき
層を形成した塗装鋼板の場合には、加工部の耐食性がＺ
ｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき層の場合と比べても向上している
ことが認められる。一方、比較例において、Ｍｇ、Ａｌ
の含有量が少なく、またＳｉも含まないＺｎ合金めっき
層の場合（Ｎｏ．３１）、耐食性は低く、Ｍｇ、Ａｌ、
Ｓｉを添加する場合でも、Ｍｇの含有量が少なすぎる場
合（Ｎｏ．３２）、Ｍｇの含有量が多すぎる場合（Ｎ
ｏ．３３）、Ａｌの含有量が少なすぎる場合（Ｎｏ．３
４）、ＭｇとＡｌの合計量が多すぎる場合（Ｎｏ．３
５）、およびＳｉの含有量が多すぎる場合（Ｎｏ．３
６）には、いずれも、耐食性が十分ではない。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】（実施例２）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。なお、下層にはＮ
ｉプレめっき層を施した。得られためっき鋼板のめっき
層中組成は、Ｍｇ３％、Ａｌ５％であった。

【００４４】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液とし、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、
乾燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、表５に示す組
成の下地処理材を塗布し熱風乾燥炉で乾燥した。乾燥時
の到達板温は１５０℃とした。シランカップリング剤と
してはγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、メチルトリクロロシランを使用した。シリカとし
ては「スノーテックスＮ、表中ではＳＴ−Ｎと記載」
（日産化学工業製）を、エッチング性フッ化物としては
ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物を使用した。

【００４５】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系、表中の樹
脂種はポリエステルとした）、日本ペイント製Ｐ１０８
プライマー（エポキシ樹脂系、表中の樹脂種はエポキシ
とした）、日本ペイント製Ｐ３０４プライマー（ウレタ
ン樹脂系、表中の樹脂種はウレタンとした）の防錆顔料
を表２に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カルシウム
シリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブデン酸
系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜
厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の上に、
上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００ＨＱ（ポ
リエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜厚を
１５μｍに調整した。

【００４６】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、
３５℃、２ｈｒ）→乾燥（６０℃、３０％ＲＨ、４ｈ
ｒ）→湿潤（５０℃、９５％ＲＨ、２ｈｒ）からなるサ
イクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイクル腐食
試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察した。評
点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％未満を
４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上３０％
未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を合格と
した。

【００４７】評価結果を表５示す。本発明の条件で作製
した塗装鋼板は、いずれも従来のクロメート処理鋼板
（Ｎｏ．２６とＮｏ．２７）に近いレベルの加工部耐食
性を有している。下地処理皮膜層の上に防錆顔料を含む
下塗り塗膜をもうけない場合（Ｎｏ．２５）はやや耐食
性が劣るが問題の無いレベルである。下地処理皮膜層の
シランカップリング剤含有量が少なすぎる場合（Ｎｏ．
１５）は加工部の耐食性が劣り、不適である。Ｎｏ．２
６とＮｏ．２７は加工部耐食性に優れるが環境負荷の大
きなクロムを使用しているため不適である。

【００４８】

【表５】

【００４９】（実施例３）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングで
めっき付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。なお、下層
にはＮｉプレめっき層を施した。得られためっき鋼板の
めっき層中組成は、Ｍｇ３％、Ａｌ５％、Ｓｉ０．１５
％であった。

【００５０】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液とし、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、
乾燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、表５に示す組
成の下地処理材を塗布し熱風乾燥炉で乾燥した。乾燥時
の到達板温は１５０℃とした。シランカップリング剤と
してはγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、メチルトリクロロシランを使用した。シリカとし
ては「スノーテックスＮ、表中ではＳＴ−Ｎと記載」
（日産化学工業製）を、エッチング性フッ化物としては
ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物を使用した。

【００５１】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系、表中の樹
脂種はポリエステルとした）、日本ペイント製Ｐ１０８
プライマー（エポキシ樹脂系、表中の樹脂種はエポキシ
とした）、日本ペイント製Ｐ３０４プライマー（ウレタ
ン樹脂系、表中の樹脂種はウレタンとした）の防錆顔料
を表２に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カルシウム
シリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブデン酸
系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜
厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の上に、
上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００ＨＱ（ポ
リエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜厚を
１５μｍに調整した。

【００５２】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、塩水噴霧（５％ＮａＣｌ、
３５℃、２ｈｒ）→乾燥（６０℃、３０％ＲＨ、４ｈ
ｒ）→湿潤（５０℃、９５％ＲＨ、２ｈｒ）からなるサ
イクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイクル腐食
試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察した。評
点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％未満を
４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上３０％
未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を合格と
した。

【００５３】評価結果は表６に示す通りであり、本発明
材はいずれも良い耐食性を示した。結果は、表５に示す
実施例２の場合と同様である。

【００５４】

【表６】

【００５５】

【発明の効果】本発明により、環境負荷の大きなクロム
を含有せずに、加工部の耐食性に優れる塗装鋼板を提供
することが可能となる。

フロントページの続き (72)発明者植田浩平千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者古川博康千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 28/00 B05D 5/00 C23F 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％を含有し、かつ、Ｍｇ
とＡｌが式：Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満た
し、残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層を有し、その
上に固形分として樹脂１００重量部、シランカップリン
グ剤０．１〜３０００重量部を含有する下地処理皮膜層
を有し、さらにその上に有機皮膜層を上層として有する
ことを特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さ
い塗装鋼板。
【請求項２】鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％、Ｓｉ：０．０１〜２
重量％を含有し、かつ、ＭｇとＡｌが式：Ｍｇ（％）＋
Ａｌ（％）≦２０％を満たし、残部がＺｎよりなるＺｎ
合金めっき層を有し、その上に固形分として樹脂１００
重量部、シランカップリング剤０．１〜３０００重量部
を含有する下地処理皮膜層を有し、さらにその上に有機
皮膜層を上層として有することを特徴とする加工部の耐
食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。
【請求項３】下地処理皮膜層が固形分として、微粒シ
リカ１〜２０００重量部、エッチング性フッ化物０．１
〜１０００重量部のうちいずれか１種以上をさらに含有
することを特徴とする請求項１または２記載の加工部の
耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。
【請求項４】有機皮膜層が防錆顔料を含む下塗り層と
着色された上塗り層からなる請求項１〜３のいずれか１
項に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装
鋼板。
【請求項５】塗装鋼板のＺｎ合金めっき層の下にＮｉ
めっき層を有することを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さ
い塗装鋼板。