JP3202380B2 - 塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents
塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼板と樹脂や金属などの
シート状の材料を接着させる際、接着下地として、ま
た、焼き付け乾燥を行う塗料の下地として密着性・接着
性の良好な表面処理鋼板の製造方法に関するものであ
る。
シート状の材料を接着させる際、接着下地として、ま
た、焼き付け乾燥を行う塗料の下地として密着性・接着
性の良好な表面処理鋼板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に家電建材向けとして表面処理鋼板
にラミネート加工等によりシート状の樹脂を接着剤によ
り張りつけた製品が多く用いられている。近年、これら
の鋼板は耐食性を要求されるため冷延鋼板ではなくZn系
の表面処理鋼板が用いられておりこれに金属などのシー
ト状の材料を接着させた例として制振鋼板やプリント基
板等がある。
にラミネート加工等によりシート状の樹脂を接着剤によ
り張りつけた製品が多く用いられている。近年、これら
の鋼板は耐食性を要求されるため冷延鋼板ではなくZn系
の表面処理鋼板が用いられておりこれに金属などのシー
ト状の材料を接着させた例として制振鋼板やプリント基
板等がある。
【０００３】また、塗装用下地としてクロメート、リン
酸塩処理が一般に用いられている。リン酸塩処理（特公
昭58−57511 号公報）クロメート処理（特開昭50−1455
0 号公報）が行われる。しかし、これらの鋼板は必ずし
も十分な下地性能を有しない。すなわち、リン酸塩処理
鋼板は表面にリン酸塩の結晶を形成するが、これは靱性
に乏しく変形に弱く曲げ加工時に剥離が生じる。
酸塩処理が一般に用いられている。リン酸塩処理（特公
昭58−57511 号公報）クロメート処理（特開昭50−1455
0 号公報）が行われる。しかし、これらの鋼板は必ずし
も十分な下地性能を有しない。すなわち、リン酸塩処理
鋼板は表面にリン酸塩の結晶を形成するが、これは靱性
に乏しく変形に弱く曲げ加工時に剥離が生じる。
【０００４】クロメート皮膜は付着量が少ないためリン
酸塩処理鋼板と異なり曲げ加工における密着性は良好で
ある。しかし、下地めっきの表面状態がクロメート反応
性に影響を及ぼし、その結果クロメート皮膜構造が異な
り、接着剤や塗料との結合力に相違を生じる原因とな
る。特に 100℃以上の高温或いは高温多湿という非常に
厳しい条件下では顕著にその相違が現れる。
酸塩処理鋼板と異なり曲げ加工における密着性は良好で
ある。しかし、下地めっきの表面状態がクロメート反応
性に影響を及ぼし、その結果クロメート皮膜構造が異な
り、接着剤や塗料との結合力に相違を生じる原因とな
る。特に 100℃以上の高温或いは高温多湿という非常に
厳しい条件下では顕著にその相違が現れる。
【０００５】このような問題に対処するために、本発明
者らは先にクロメート処理の乾燥の焼付温度を到達板温
で 150〜300 ℃とすることによりクロメート処理層中の
H2O成分を低減することを提案した（特開平４−36475
号公報）。しかし、この方法では、クロメート処理後の
高温乾燥・焼付を必要とするため大がかりな焼付炉を必
要とし、設備的にもエネルギー的にも不利である。
者らは先にクロメート処理の乾燥の焼付温度を到達板温
で 150〜300 ℃とすることによりクロメート処理層中の
H2O成分を低減することを提案した（特開平４−36475
号公報）。しかし、この方法では、クロメート処理後の
高温乾燥・焼付を必要とするため大がかりな焼付炉を必
要とし、設備的にもエネルギー的にも不利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決し、100 ℃以上の高温或いは高温多湿という非常
に厳しい条件下でも経時変化することなく密着性が劣化
しないクロメート皮膜を有する塗料密着性・接着性に優
れた表面処理鋼板の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
を解決し、100 ℃以上の高温或いは高温多湿という非常
に厳しい条件下でも経時変化することなく密着性が劣化
しないクロメート皮膜を有する塗料密着性・接着性に優
れた表面処理鋼板の製造方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、Zn2+を50〜20
0 ｇ／ｌ含みpH１〜 2.5のめっき液にて電流密度20〜15
0Ａ／dm2 の範囲で鋼板に陰極処理を施した後、 0.5〜2
0秒の範囲でポストディップ処理を行い、次いで水洗後6
0℃以下の冷風で乾燥し、その上に塗布型クロメート処
理を施しCr付着量換算で10〜 150mg／ｍ2 の範囲で塗布
し乾燥を行うことを特徴とする塗料密着性・接着性に優
れた表面処理鋼板の製造方法であり、また前記で得られ
たクロメート処理鋼板上に、水溶性ないしは水分散性の
水系または有機溶媒系の有機高分子化合物を塗布し、乾
燥重量で付着量が 2.0ｇ／ｍ2 以下の有機樹脂皮膜を形
成することを特徴とする塗料密着性・接着性に優れた表
面処理鋼板の製造方法である。
0 ｇ／ｌ含みpH１〜 2.5のめっき液にて電流密度20〜15
0Ａ／dm2 の範囲で鋼板に陰極処理を施した後、 0.5〜2
0秒の範囲でポストディップ処理を行い、次いで水洗後6
0℃以下の冷風で乾燥し、その上に塗布型クロメート処
理を施しCr付着量換算で10〜 150mg／ｍ2 の範囲で塗布
し乾燥を行うことを特徴とする塗料密着性・接着性に優
れた表面処理鋼板の製造方法であり、また前記で得られ
たクロメート処理鋼板上に、水溶性ないしは水分散性の
水系または有機溶媒系の有機高分子化合物を塗布し、乾
燥重量で付着量が 2.0ｇ／ｍ2 以下の有機樹脂皮膜を形
成することを特徴とする塗料密着性・接着性に優れた表
面処理鋼板の製造方法である。
【０００８】
【作用】本発明者らは従来の表面処理鋼板が 100℃以上
の高温或いは高温多湿という非常に厳しい条件下での密
着性・接着性に劣る原因は、各種の要因が複合して作用
していると考え、クロメート処理層中の H2O分以外によ
る原因を検討したところ、めっき条件或いはその後の乾
燥条件でめっき表面の酸化膜の制御を行っておらず、そ
のため表面が活性となり熱劣化（腐食）を生じたり、Zn
O が過剰に存在しクロメート皮膜中にZnイオンがとけ込
みクロム酸亜鉛を形成し水に溶け易い皮膜を生成するた
めであることを知見した。
の高温或いは高温多湿という非常に厳しい条件下での密
着性・接着性に劣る原因は、各種の要因が複合して作用
していると考え、クロメート処理層中の H2O分以外によ
る原因を検討したところ、めっき条件或いはその後の乾
燥条件でめっき表面の酸化膜の制御を行っておらず、そ
のため表面が活性となり熱劣化（腐食）を生じたり、Zn
O が過剰に存在しクロメート皮膜中にZnイオンがとけ込
みクロム酸亜鉛を形成し水に溶け易い皮膜を生成するた
めであることを知見した。
【０００９】そこで、めっき表面の酸化膜の制御を図る
べくめっき条件と乾燥条件を鋭意検討した結果、本発明
に至った。以下、本発明の限定理由につき詳細に説明す
る。 （１）めっき液中のZn2+濃度を50〜200 ｇ／ｌに限定し
たのはZn2+50ｇ／ｌ未満の場合めっき焼けを生じ、一方
200ｇ／ｌを越えても品質は変わらないが経済的に無駄
であるからである。
べくめっき条件と乾燥条件を鋭意検討した結果、本発明
に至った。以下、本発明の限定理由につき詳細に説明す
る。 （１）めっき液中のZn2+濃度を50〜200 ｇ／ｌに限定し
たのはZn2+50ｇ／ｌ未満の場合めっき焼けを生じ、一方
200ｇ／ｌを越えても品質は変わらないが経済的に無駄
であるからである。
【００１０】また、pHを１〜2.5 に限定したのはpH１未
満では生成された酸化膜層が薄すぎて表面が活性で乾燥
時にZnO を過剰に形成し、逆にpH2.5 を越えるとめっき
焼けを生じるからである。電流密度を20〜150 Ａ／dm2
に限定したのは20Ａ／dm2 未満では電解時間を要するた
め生産性を低下させ、 150Ａ／dm2 を越える場合めっき
焼けを生じるためである。電導助剤としてNaSO4 、 K2S
O4、（NH4)2SO4等硫酸塩を適宜添加してもかまわない。
Zn付着量は特に限定しないがピンホールの無い量として
10ｇ／ｍ2以上が望ましい。 （２）めっき後のめっき液との無通電接触（以下、ポス
トディップと称す）時間を 0.5〜20秒に限定したのは0.
5 秒未満ではポストディップが不十分で表面のZnO が多
いため、クロメート液中にZnイオンがとけ込みクロム酸
亜鉛を形成し水に溶け易いクロメート皮膜となり密着性
が劣化する。20秒超では酸化膜層を全て溶解するため活
性なZnを析出させ、逆に乾燥時にZnO を過剰に形成す
る。なお、このポストディップは浸漬、スプレー等いず
れの方法によってもよい。 （３）めっき水洗後の乾燥条件を60℃以下の冷風と限定
したのは60℃を越える温風ではポストディップで溶解し
た酸化亜鉛を再度析出するため経時変化しやすく、密着
性も劣化する。そこで、乾燥は水を飛ばして取り除く程
度が望ましい。 （４）塗布型クロメートはシリカを含有するもの・しな
いものどちらでも良いがシリカ含有の方がより効果的で
ある。また、Cr付着量は10mg／ｍ2 未満では密着性が著
しく低下し、150mg ／ｍ2 を越えるとCr溶出が多くなり
高温湿潤環境下での密着性が著しく低下する。 （５）上記クロメート上に塗布する水溶性ないしは水分
散性の水系または溶剤系の有機高分子化合物は樹脂とし
て例えばアルキッド樹脂、アミノアルキッド樹脂、アク
リル樹脂、エポキシエステル樹脂、ウレタン樹脂等を用
い、皮膜中に耐食性向上を目的にシリカゾルを加え分散
したものを用いても良い。樹脂付着量を2.0 ｇ／ｍ2 以
下に限定した理由は、2.0 ｇ／ｍ2 を越えると樹脂の凝
集破壊を生じ易くなるからである。また、樹脂付着量が
0.2 ｇ／ｍ2 未満ではクロメートのみと同程度の効果で
しかないのでそれ以上が望ましい。なお、塗布する方法
は一般に用いられている方法でよい。
満では生成された酸化膜層が薄すぎて表面が活性で乾燥
時にZnO を過剰に形成し、逆にpH2.5 を越えるとめっき
焼けを生じるからである。電流密度を20〜150 Ａ／dm2
に限定したのは20Ａ／dm2 未満では電解時間を要するた
め生産性を低下させ、 150Ａ／dm2 を越える場合めっき
焼けを生じるためである。電導助剤としてNaSO4 、 K2S
O4、（NH4)2SO4等硫酸塩を適宜添加してもかまわない。
Zn付着量は特に限定しないがピンホールの無い量として
10ｇ／ｍ2以上が望ましい。 （２）めっき後のめっき液との無通電接触（以下、ポス
トディップと称す）時間を 0.5〜20秒に限定したのは0.
5 秒未満ではポストディップが不十分で表面のZnO が多
いため、クロメート液中にZnイオンがとけ込みクロム酸
亜鉛を形成し水に溶け易いクロメート皮膜となり密着性
が劣化する。20秒超では酸化膜層を全て溶解するため活
性なZnを析出させ、逆に乾燥時にZnO を過剰に形成す
る。なお、このポストディップは浸漬、スプレー等いず
れの方法によってもよい。 （３）めっき水洗後の乾燥条件を60℃以下の冷風と限定
したのは60℃を越える温風ではポストディップで溶解し
た酸化亜鉛を再度析出するため経時変化しやすく、密着
性も劣化する。そこで、乾燥は水を飛ばして取り除く程
度が望ましい。 （４）塗布型クロメートはシリカを含有するもの・しな
いものどちらでも良いがシリカ含有の方がより効果的で
ある。また、Cr付着量は10mg／ｍ2 未満では密着性が著
しく低下し、150mg ／ｍ2 を越えるとCr溶出が多くなり
高温湿潤環境下での密着性が著しく低下する。 （５）上記クロメート上に塗布する水溶性ないしは水分
散性の水系または溶剤系の有機高分子化合物は樹脂とし
て例えばアルキッド樹脂、アミノアルキッド樹脂、アク
リル樹脂、エポキシエステル樹脂、ウレタン樹脂等を用
い、皮膜中に耐食性向上を目的にシリカゾルを加え分散
したものを用いても良い。樹脂付着量を2.0 ｇ／ｍ2 以
下に限定した理由は、2.0 ｇ／ｍ2 を越えると樹脂の凝
集破壊を生じ易くなるからである。また、樹脂付着量が
0.2 ｇ／ｍ2 未満ではクロメートのみと同程度の効果で
しかないのでそれ以上が望ましい。なお、塗布する方法
は一般に用いられている方法でよい。
【００１１】以下実施例に基づいて本発明をより詳細に
説明する。
説明する。
【００１２】
【実施例】本発明に基づく種々の表面処理鋼板と比較例
の表面処理鋼板を作製し種々の塗料密着性・接着性の評
価試験を行った。なお、めっき条件は液温50℃、pH1.5
、Zn2+ 100ｇ／ｌの液組成で電流密度を80Ａ／dm2 と
し、Zn付着量は20ｇ／ｍ2 になるよう調整した。
の表面処理鋼板を作製し種々の塗料密着性・接着性の評
価試験を行った。なお、めっき条件は液温50℃、pH1.5
、Zn2+ 100ｇ／ｌの液組成で電流密度を80Ａ／dm2 と
し、Zn付着量は20ｇ／ｍ2 になるよう調整した。
【００１３】表１にめっき以降の表面処理鋼板の製造条
件及び評価試験結果についてまとめて示す。なお、塗料
密着性・接着性試験は次に示す方法にて行い評価した。 （試験法１）関西ペイント（株）製塗料マジクロン1000
（商品名）をスプレー処理し 160℃20分乾燥を行い、膜
厚を30μｍとする。 クロスカット後 100℃熱水に 120分浸漬後素早く水分
を拭き取りテープ剥離試験を行い、剥離程度により４段
階評価。
件及び評価試験結果についてまとめて示す。なお、塗料
密着性・接着性試験は次に示す方法にて行い評価した。 （試験法１）関西ペイント（株）製塗料マジクロン1000
（商品名）をスプレー処理し 160℃20分乾燥を行い、膜
厚を30μｍとする。 クロスカット後 100℃熱水に 120分浸漬後素早く水分
を拭き取りテープ剥離試験を行い、剥離程度により４段
階評価。
【００１４】（試験法２）ポリエステル系接着剤を用い
塩ビシートを鋼板に接着。 強制剥離程度により４段階評価。 湿潤（60℃95％以上の湿度）120hr 後30分以内に剥離
試験し接着性４段階評価。
塩ビシートを鋼板に接着。 強制剥離程度により４段階評価。 湿潤（60℃95％以上の湿度）120hr 後30分以内に剥離
試験し接着性４段階評価。
【００１５】（試験法３）プリント基板用エポキシ系の
樹脂シート（ 100μ）を鋼板に 180℃で20分間加熱接
着。 134℃３気圧の蒸気圧中に24hr放置後30分以内に接着
性４段階評価。 湿潤（60℃90％以上の湿度）120hr 後260 ℃の半田浴
に１分浸漬後接着性４段階評価。
樹脂シート（ 100μ）を鋼板に 180℃で20分間加熱接
着。 134℃３気圧の蒸気圧中に24hr放置後30分以内に接着
性４段階評価。 湿潤（60℃90％以上の湿度）120hr 後260 ℃の半田浴
に１分浸漬後接着性４段階評価。
【００１６】なお、上記の接着性４段階評価は、カッタ
ーで素地まで２mm基盤目の切込みを入れ樹脂をセロテー
プ剥離させ、剥離程度により下記の基準により評価を行
った。 ◎−全く剥離しない ○−剥離小 △−剥離大 ×−切込みを入れる前にすでに剥離している
ーで素地まで２mm基盤目の切込みを入れ樹脂をセロテー
プ剥離させ、剥離程度により下記の基準により評価を行
った。 ◎−全く剥離しない ○−剥離小 △−剥離大 ×−切込みを入れる前にすでに剥離している
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】上記したように本発明によれば、経時変
化することなく、 100℃以上の高温或いは高温多湿とい
う非常に厳しい環境下でも密着性・接着性が優れた表面
処理鋼板が得られる。
化することなく、 100℃以上の高温或いは高温多湿とい
う非常に厳しい環境下でも密着性・接着性が優れた表面
処理鋼板が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｃ (72)発明者 本庄 徹 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 日比谷国際ビル 川崎製鉄株式会社 東 京本社内 (72)発明者 森戸 延行 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭63−162895（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 28/00 B05D 7/14 B32B 15/08 C23C 22/00 C25D 5/26
Claims (2)
- 【請求項１】 Zn2+を50〜200 ｇ／ｌ含みpH１〜 2.5の
めっき液にて電流密度20〜 150Ａ／dm2 の範囲で鋼板に
陰極処理を施した後、 0.5〜20秒の範囲でポストディッ
プ処理を行い、次いで水洗後60℃以下の冷風で乾燥し、
その上に塗布型クロメート処理を施しCr付着量換算で10
〜 150mg／ｍ2 の範囲で塗布し乾燥を行うことを特徴と
する塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方
法。 - 【請求項２】 請求鋼１で得られたクロメート処理鋼板
上に、水溶性ないしは水分散性の水系または有機溶媒系
の有機高分子化合物を塗布し、乾燥重量で付着量が 2.0
ｇ／ｍ2 以下の有機樹脂皮膜を形成することを特徴とす
る塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01215093A JP3202380B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01215093A JP3202380B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220656A JPH06220656A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3202380B2 true JP3202380B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=11797455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01215093A Expired - Fee Related JP3202380B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 塗料密着性・接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3202380B2 (ja) |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP01215093A patent/JP3202380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06220656A (ja) | 1994-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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