JP3383124B2 - 塗装後耐食性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
塗装後耐食性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として建材として使
用される、加工時の耐疵付き性、成形加工性、塗装後耐
食性等に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法に
関するものである。
用される、加工時の耐疵付き性、成形加工性、塗装後耐
食性等に優れた溶融アルミめっき鋼板及びその製造法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】溶融アルミめっき鋼板は主としてアルミ
からなるアルミめっき層（以下、めっき層と言う）、及
び被めっき鋼板とアルミの反応物である金属間化合物か
らなる層（以下、合金層と言う）とを有する鋼板で、耐
熱性、耐食性に優れることが知られている。これらの特
長を生かして、自動車排気系素材、熱器具を主とする家
電製品として使用されてきた。また耐候性に非常に優
れ、美しい銀白色の外観を有する事から近年では屋根、
壁などの建材にもその用途が広がってきている。更にこ
れに有機塗膜を施した製品も商品化されている。これは
大きく２種類に分かれ、１つは下塗りと上塗りの２層を
持つ塗装鋼板（２コート２ベーク）である。これは各種
防錆顔料、体質顔料等を含有する着色鋼板である。もう
１つはアルミの地肌を生かした透明樹脂塗装を施した１
コート１ベークのものである。
からなるアルミめっき層（以下、めっき層と言う）、及
び被めっき鋼板とアルミの反応物である金属間化合物か
らなる層（以下、合金層と言う）とを有する鋼板で、耐
熱性、耐食性に優れることが知られている。これらの特
長を生かして、自動車排気系素材、熱器具を主とする家
電製品として使用されてきた。また耐候性に非常に優
れ、美しい銀白色の外観を有する事から近年では屋根、
壁などの建材にもその用途が広がってきている。更にこ
れに有機塗膜を施した製品も商品化されている。これは
大きく２種類に分かれ、１つは下塗りと上塗りの２層を
持つ塗装鋼板（２コート２ベーク）である。これは各種
防錆顔料、体質顔料等を含有する着色鋼板である。もう
１つはアルミの地肌を生かした透明樹脂塗装を施した１
コート１ベークのものである。
【０００３】このような塗装溶融アルミめっき鋼板を建
材用に使用する場合、エッジ部よりの腐食（エッジクリ
ープ）という問題があった。これは前述した１コート１
ベーク、２コート２ベークの両者で問題になるもので、
一般に塗装アルミめっき鋼板は塗装亜鉛めっき鋼板と比
較して初期のエッジクリープが大きい。これはアルミめ
っき層中に存在するＳｉ，Ｆｅ（金属間化合物として存
在）等が電気的に貴なため、この部分がカソードとなっ
てアルミがアノード溶解していくためにおこると思われ
る。長期間でのエッジクリープの進行は遅く、クリープ
幅は次第に塗装亜鉛めっき鋼板よりも小さくなるが、初
期においては目立つため改善が求められていた。これを
改善するものとして２コート２ベーク型の塗装鋼板の下
塗り塗料に体質顔料として炭酸カルシウムを配合する事
で、エッジクリープを防止しようとした発明が特公平１
−１４８６６号公報に開示されている。
材用に使用する場合、エッジ部よりの腐食（エッジクリ
ープ）という問題があった。これは前述した１コート１
ベーク、２コート２ベークの両者で問題になるもので、
一般に塗装アルミめっき鋼板は塗装亜鉛めっき鋼板と比
較して初期のエッジクリープが大きい。これはアルミめ
っき層中に存在するＳｉ，Ｆｅ（金属間化合物として存
在）等が電気的に貴なため、この部分がカソードとなっ
てアルミがアノード溶解していくためにおこると思われ
る。長期間でのエッジクリープの進行は遅く、クリープ
幅は次第に塗装亜鉛めっき鋼板よりも小さくなるが、初
期においては目立つため改善が求められていた。これを
改善するものとして２コート２ベーク型の塗装鋼板の下
塗り塗料に体質顔料として炭酸カルシウムを配合する事
で、エッジクリープを防止しようとした発明が特公平１
−１４８６６号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような発明には次のような問題点があった。例えば炭酸
カルシウムを顔料として使用する事によるエッジクリー
プ抑制は２コート２ベーク型には適用できるが、透明で
なければならない１コート１ベーク型には適用できな
い。
ような発明には次のような問題点があった。例えば炭酸
カルシウムを顔料として使用する事によるエッジクリー
プ抑制は２コート２ベーク型には適用できるが、透明で
なければならない１コート１ベーク型には適用できな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のこれまで
の欠点を克服する加工性、塗装後耐食性に優れた建材用
溶融アルミめっき鋼板を提供するものである。本発明者
らは溶融アルミめっき鋼板の諸特性に及ぼすめっき層及
び合金層の性質について種々実験を繰り返し、以下の知
見を得るに至った。すなわちアルミめっき浴にＭｎとＣ
ｒを複合添加すると、これらの元素はめっき層に均一に
分散するのではなく、合金層へ顕著に濃化していくこと
を見いだした。これは当該元素を複合添加したときに顕
著に観察される現象で、具体的にはめっき層中のこれら
元素の濃度は添加量の１／５〜１／１０程度で、残りは
合金層中へ濃化する。これらの元素は合金層の上部、つ
まりめっき層と合金層界面に特に濃化する。かくなる組
成を有する溶融アルミめっき鋼板に塗装を施したものは
従来の鋼板に比べて、格段優れたエッジ部の耐食性を有
することを見いだした。この理由はまだ明確ではない
が、めっき層中のＭｎ，Ｃｒ濃度はそれぞれ０．０４
％、０．０１％程度と小さいが、これが金属間化合物を
形成してＦｅの害を抑制する等、腐食抑制に対して何ら
かの影響を及ぼしているものと考えられる。
の欠点を克服する加工性、塗装後耐食性に優れた建材用
溶融アルミめっき鋼板を提供するものである。本発明者
らは溶融アルミめっき鋼板の諸特性に及ぼすめっき層及
び合金層の性質について種々実験を繰り返し、以下の知
見を得るに至った。すなわちアルミめっき浴にＭｎとＣ
ｒを複合添加すると、これらの元素はめっき層に均一に
分散するのではなく、合金層へ顕著に濃化していくこと
を見いだした。これは当該元素を複合添加したときに顕
著に観察される現象で、具体的にはめっき層中のこれら
元素の濃度は添加量の１／５〜１／１０程度で、残りは
合金層中へ濃化する。これらの元素は合金層の上部、つ
まりめっき層と合金層界面に特に濃化する。かくなる組
成を有する溶融アルミめっき鋼板に塗装を施したものは
従来の鋼板に比べて、格段優れたエッジ部の耐食性を有
することを見いだした。この理由はまだ明確ではない
が、めっき層中のＭｎ，Ｃｒ濃度はそれぞれ０．０４
％、０．０１％程度と小さいが、これが金属間化合物を
形成してＦｅの害を抑制する等、腐食抑制に対して何ら
かの影響を及ぼしているものと考えられる。
【０００６】まためっき浴中のＳｎ，Ｚｎはいずれもア
ルミめっき鋼板の耐食性を著しく阻害する元素である。
このためこれら不純物元素の和は一定量以下に制限する
必要がある。而して上記のめっき鋼板は、Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｆｅ，Ｓｉを所定量添加したうえで不純物のＳｎとＺｎ
の和を所定量に制限しためっき浴でめっきした後に、ク
ロメート処理と樹脂被覆を施す事で、或いは所定の厚み
の透明樹脂で被覆する事で、更には所定量のワックスを
含有した透明樹脂で塗装する事で製造することができ
る。
ルミめっき鋼板の耐食性を著しく阻害する元素である。
このためこれら不純物元素の和は一定量以下に制限する
必要がある。而して上記のめっき鋼板は、Ｍｎ，Ｃｒ，
Ｆｅ，Ｓｉを所定量添加したうえで不純物のＳｎとＺｎ
の和を所定量に制限しためっき浴でめっきした後に、ク
ロメート処理と樹脂被覆を施す事で、或いは所定の厚み
の透明樹脂で被覆する事で、更には所定量のワックスを
含有した透明樹脂で塗装する事で製造することができ
る。
【０００７】以下本発明を具体的に説明する。本発明に
よれば、鋼板表面に平均組成がＦｅ：２５〜５０％、Ｓ
ｉ：３〜１８％、Ｍｎ：０．１〜５％、Ｃｒ：０．０５
〜０．８％、残部が実質的にＡｌで、かつ厚みが５μｍ
以下であるような合金層と、その表面にＳｉ：２〜１２
％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３％、Ｃ
ｒ：０．００２〜０．０５％、残部が実質的にＡｌから
なり、かつ不純物中のＳｎとＺｎの合計が１％以下であ
るようなめっき層を有し、更にクロメート皮膜と有機樹
脂塗装皮膜を有する塗装溶融アルミめっき鋼板が提供さ
れる。或いは上記溶融アルミめっき鋼板にクロメート皮
膜と厚み１〜１５μｍの透明樹脂塗装皮膜とを有する塗
装溶融アルミめっき鋼板が提供される。更には上記溶融
アルミめっき鋼板にクロメート皮膜と乾燥後の塗膜重量
比でワックスを０．１〜３％含有する厚み１〜１５μｍ
の透明樹脂塗膜を有する塗装溶融アルミめっき鋼板が提
供される。またかかる溶融アルミめっき鋼板の製造法と
して、Ｓｉ：３〜１２％、Ｆｅ：０．５〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．０２〜０．１５
％、残部が実質的にＡｌからなり、かつ不純物中のＺｎ
とＳｎの和が１％以下であるようなめっき浴でめっきし
た後にクロメート処理、塗装を施す製造法が提供され
る。
よれば、鋼板表面に平均組成がＦｅ：２５〜５０％、Ｓ
ｉ：３〜１８％、Ｍｎ：０．１〜５％、Ｃｒ：０．０５
〜０．８％、残部が実質的にＡｌで、かつ厚みが５μｍ
以下であるような合金層と、その表面にＳｉ：２〜１２
％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．００５〜０．３％、Ｃ
ｒ：０．００２〜０．０５％、残部が実質的にＡｌから
なり、かつ不純物中のＳｎとＺｎの合計が１％以下であ
るようなめっき層を有し、更にクロメート皮膜と有機樹
脂塗装皮膜を有する塗装溶融アルミめっき鋼板が提供さ
れる。或いは上記溶融アルミめっき鋼板にクロメート皮
膜と厚み１〜１５μｍの透明樹脂塗装皮膜とを有する塗
装溶融アルミめっき鋼板が提供される。更には上記溶融
アルミめっき鋼板にクロメート皮膜と乾燥後の塗膜重量
比でワックスを０．１〜３％含有する厚み１〜１５μｍ
の透明樹脂塗膜を有する塗装溶融アルミめっき鋼板が提
供される。またかかる溶融アルミめっき鋼板の製造法と
して、Ｓｉ：３〜１２％、Ｆｅ：０．５〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．０２〜０．１５
％、残部が実質的にＡｌからなり、かつ不純物中のＺｎ
とＳｎの和が１％以下であるようなめっき浴でめっきし
た後にクロメート処理、塗装を施す製造法が提供され
る。
【０００８】以下本発明の限定理由について説明する。
まずめっき層の組成及び製造法の浴組成に関して説明す
る。 Ｓｉ：溶融アルミめっき鋼板には前述したようにアルミ
めっき層に加えて非常に硬くて脆い合金層が生成し、こ
の層はめっき密着性を阻害する。この影響を少なくする
ために通常めっき浴中にＳｉを１０％程度添加して、合
金層の厚みを抑制している。本発明においても同様の目
的でＳｉを添加する。この目的のためにはめっき浴中の
Ｓｉ量は最低限３％は必要で、この時のめっき層中のＳ
ｉ量は２％以上になる。一方Ｓｉを添加し過ぎるとめっ
き層中に粗大な初晶Ｓｉが生成して耐食性に悪影響を与
えるため上限を１２％とする。この時のめっき層中Ｓｉ
量も１２％程度である。
まずめっき層の組成及び製造法の浴組成に関して説明す
る。 Ｓｉ：溶融アルミめっき鋼板には前述したようにアルミ
めっき層に加えて非常に硬くて脆い合金層が生成し、こ
の層はめっき密着性を阻害する。この影響を少なくする
ために通常めっき浴中にＳｉを１０％程度添加して、合
金層の厚みを抑制している。本発明においても同様の目
的でＳｉを添加する。この目的のためにはめっき浴中の
Ｓｉ量は最低限３％は必要で、この時のめっき層中のＳ
ｉ量は２％以上になる。一方Ｓｉを添加し過ぎるとめっ
き層中に粗大な初晶Ｓｉが生成して耐食性に悪影響を与
えるため上限を１２％とする。この時のめっき層中Ｓｉ
量も１２％程度である。
【０００９】Ｆｅ：Ｆｅはめっき原板あるいは浴中機器
より溶出してくるもので、本発明において特に積極的に
添加しようとするものではない。通常めっき層中にも
０．３〜０．８％程度含有されている。Ｆｅは耐食性に
悪影響を与えるため少ない方が好ましく、めっき層中上
限値を１％とする。本来的には少なければ少ないほど好
ましいが、前述したように不可避的に混入してくる元素
で完全に除去する事は困難である。また浴中においても
不可避的元素で、除去することは不可能に近い。無理に
低減すると浴中機器を溶損しやすくなるため、浴中の下
限値を０．５％とする。耐食性阻害あるいはドロス起因
の外観汚れがでることから浴中の上限値を２．５％とす
る。
より溶出してくるもので、本発明において特に積極的に
添加しようとするものではない。通常めっき層中にも
０．３〜０．８％程度含有されている。Ｆｅは耐食性に
悪影響を与えるため少ない方が好ましく、めっき層中上
限値を１％とする。本来的には少なければ少ないほど好
ましいが、前述したように不可避的に混入してくる元素
で完全に除去する事は困難である。また浴中においても
不可避的元素で、除去することは不可能に近い。無理に
低減すると浴中機器を溶損しやすくなるため、浴中の下
限値を０．５％とする。耐食性阻害あるいはドロス起因
の外観汚れがでることから浴中の上限値を２．５％とす
る。
【００１０】Ｍｎ：この元素は本発明において特に重要
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａ１−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．３％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
である。合金層に濃化して耐食性、耐熱性等に著しい効
果のある元素で、その効果を発揮するためにはめっき浴
に最低０．０５％は必要である。このめっき浴でめっき
した場合、めっき層には０．００５％は含有されるため
この濃度をめっき層中下限値とする。一方Ｍｎのめっき
浴中の溶解度は、通常のめっき温度である６５０℃にお
いて約０．６％である。Ａ１−Ｍｎ二元系状態図ではＭ
ｎの溶解度は約１％とされているが、Ｓｉを約１０％含
有する浴においては溶解度が下がるものと思われる。Ｍ
ｎを０．６％以上溶かすには浴温を上げる必要があり、
そうすると合金層が厚く成長しやすくなってめっき密着
性が劣化するという問題を生じる。このため浴中Ｍｎ濃
度の上限は１％とする。この浴でめっきを行うときのめ
っき層中Ｍｎ濃度は最大０．３％程度であり、これをも
ってめっき層中Ｍｎの上限とする。
【００１１】Ｃｒ：Ｍｎと並んでやはり本発明に重要な
元素である。Ｃｒは特に耐食性への影響が大きく、また
Ｍｎを合金層に濃化させる効果を有する。耐食性向上効
果を期待するためにはめっき層中に０．００２％以上必
要である。このためには浴中に０．０２％以上の添加が
必要である。ＣｒもＭｎと同様にめっき浴への溶解度が
低く、６５０℃で約０．１％で、これ以上溶解させよう
とするとやはり浴温を上げなければならない。すると合
金層が厚く成長するため、０．１５％を浴中Ｃｒ量上限
値とする。このときのめっき層中Ｃｒ量は０．０５％程
度であるため、この値をめっき層中Ｃｒ量の上限とす
る。Ａｌ−Ｃｒ二元状態図ではＡｌ中Ｃｒ溶解度は０．
４％であるが、Ｍｎと同様の理由で溶解度は下がってい
ると思われる。
元素である。Ｃｒは特に耐食性への影響が大きく、また
Ｍｎを合金層に濃化させる効果を有する。耐食性向上効
果を期待するためにはめっき層中に０．００２％以上必
要である。このためには浴中に０．０２％以上の添加が
必要である。ＣｒもＭｎと同様にめっき浴への溶解度が
低く、６５０℃で約０．１％で、これ以上溶解させよう
とするとやはり浴温を上げなければならない。すると合
金層が厚く成長するため、０．１５％を浴中Ｃｒ量上限
値とする。このときのめっき層中Ｃｒ量は０．０５％程
度であるため、この値をめっき層中Ｃｒ量の上限とす
る。Ａｌ−Ｃｒ二元状態図ではＡｌ中Ｃｒ溶解度は０．
４％であるが、Ｍｎと同様の理由で溶解度は下がってい
ると思われる。
【００１２】ＣｒとＭｎを複合添加した際に両元素が合
金層に濃化する理由については現在のところまだ不明確
ではあるが、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｆｅ（−Ａｌ−Ｓｉ）系の安
定な金属間化合物を生成するためにＦｅ濃度の高い原板
側にＣｒ，Ｍｎが移動していく事が考えられる。 Ｚｎ，Ｓｎ：これらは全てＡｌの耐食性を大きく阻害
し、白錆発生を早める元素である。このためこれらの元
素の和をめっき層中、浴中共に１％以下に限定する。
金層に濃化する理由については現在のところまだ不明確
ではあるが、Ｃｒ−Ｍｎ−Ｆｅ（−Ａｌ−Ｓｉ）系の安
定な金属間化合物を生成するためにＦｅ濃度の高い原板
側にＣｒ，Ｍｎが移動していく事が考えられる。 Ｚｎ，Ｓｎ：これらは全てＡｌの耐食性を大きく阻害
し、白錆発生を早める元素である。このためこれらの元
素の和をめっき層中、浴中共に１％以下に限定する。
【００１３】次に合金層組成の限定理由を説明する。
Ｓｉ：前述したように合金層成長抑制の目的からめっき
浴中にＳｉ：３〜１２％を添加している。このときの合
金層中のＳｉ濃度は３〜１８％である。故に合金層中Ｓ
ｉはこの範囲内に限定する。 Ｆｅ：合金層は主としてめっき浴のＡｌと原板のＦｅの
反応により生成する。このときの合金層中のＦｅ濃度は
２５〜５０％になる。従って合金層中Ｆｅはこの範囲内
に限定する。 Ｍｎ：浴中に添加されたＭｎは前述したようにＣｒの効
果で合金層に濃化する。この効果により耐食性、耐酸化
性、密着性等の諸性能が大幅に向上する。これらの効果
が現れるには最低０．１％のＭｎが必要である。一方や
はり前述したように浴中Ｍｎ濃度には上限があるために
合金層中Ｍｎ濃度も上限を持つ。これが５％である。
浴中にＳｉ：３〜１２％を添加している。このときの合
金層中のＳｉ濃度は３〜１８％である。故に合金層中Ｓ
ｉはこの範囲内に限定する。 Ｆｅ：合金層は主としてめっき浴のＡｌと原板のＦｅの
反応により生成する。このときの合金層中のＦｅ濃度は
２５〜５０％になる。従って合金層中Ｆｅはこの範囲内
に限定する。 Ｍｎ：浴中に添加されたＭｎは前述したようにＣｒの効
果で合金層に濃化する。この効果により耐食性、耐酸化
性、密着性等の諸性能が大幅に向上する。これらの効果
が現れるには最低０．１％のＭｎが必要である。一方や
はり前述したように浴中Ｍｎ濃度には上限があるために
合金層中Ｍｎ濃度も上限を持つ。これが５％である。
【００１４】Ｃｒ：Ｍｎと同様Ｃｒも合金層に濃化す
る。Ｃｒも耐食性に効果があると思われ、その効果は
０．０５％以上で効力を発揮する。Ｃｒの上限値もめっ
き浴に添加できるＣｒ量に依存し、０．８％である。 合金層厚みについては、厚すぎるとめっき密着性を阻害
するため上限を５μｍとする。合金層はめっき密着性を
阻害するため薄い方が好ましいために特に下限は設けな
い。通常の操業条件では合金層厚みは２〜３μｍであ
る。
る。Ｃｒも耐食性に効果があると思われ、その効果は
０．０５％以上で効力を発揮する。Ｃｒの上限値もめっ
き浴に添加できるＣｒ量に依存し、０．８％である。 合金層厚みについては、厚すぎるとめっき密着性を阻害
するため上限を５μｍとする。合金層はめっき密着性を
阻害するため薄い方が好ましいために特に下限は設けな
い。通常の操業条件では合金層厚みは２〜３μｍであ
る。
【００１５】次に塗膜の限定理由について説明する。本
発明において樹脂塗膜の種類はとくにこれを問わない。
通常は防錆顔料等を含有する下塗り塗膜と、その上に着
色顔料を含有する上塗り塗膜を施すが、下塗り塗料とし
てはエポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、フェノ
キシ系、ウレタン系等、また上塗り塗料としてはアクリ
ル系、ポリウレタン系、アルキッド系、ウレタン系、シ
リコンポリエステル系、シリコンアクリル系、フッ素系
等が使用可能である。防錆顔料としてもクロム酸ストロ
ンチウムやクロム酸カルシウム、クロム酸亜鉛等使用可
能である。またクロメートの膜厚についても特に限定し
ないが、通常は５〜４０ｍｇ程度の範囲で安定した防錆
能を有する。またクロメートの種類についても、耐食性
のためシリカ、白色化のため燐酸等の成分設計は可能で
ある。
発明において樹脂塗膜の種類はとくにこれを問わない。
通常は防錆顔料等を含有する下塗り塗膜と、その上に着
色顔料を含有する上塗り塗膜を施すが、下塗り塗料とし
てはエポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、フェノ
キシ系、ウレタン系等、また上塗り塗料としてはアクリ
ル系、ポリウレタン系、アルキッド系、ウレタン系、シ
リコンポリエステル系、シリコンアクリル系、フッ素系
等が使用可能である。防錆顔料としてもクロム酸ストロ
ンチウムやクロム酸カルシウム、クロム酸亜鉛等使用可
能である。またクロメートの膜厚についても特に限定し
ないが、通常は５〜４０ｍｇ程度の範囲で安定した防錆
能を有する。またクロメートの種類についても、耐食性
のためシリカ、白色化のため燐酸等の成分設計は可能で
ある。
【００１６】次に透明樹脂塗膜を付与する目的である
が、一般に塗装アルミめっき鋼板はロール成形等の加工
法で曲げ加工を施し、各種製品形状に成形されている。
しかしこの際アルミめっき層がピックアップされ、成形
加工機に付着して該鋼板の耐食性や表面品位を損なうお
それがある。これを防止するために樹脂塗装が行われ
る。また溶融アルミめっき鋼板はめっき層が軟らかいた
めに、複雑な形状やロール成形加工後更にプレス加工を
行うような苛酷な加工が要求される際にはめっき層の疵
付きとそれによる疵部からの赤錆発生は避けられないも
のである。このような疵付きと疵部の赤錆は一般的にロ
ール成形加工よりも摩擦の大きいプレス加工で顕著であ
る。これを防止するためにはワックスを添加した透明樹
脂塗装が効果的である。
が、一般に塗装アルミめっき鋼板はロール成形等の加工
法で曲げ加工を施し、各種製品形状に成形されている。
しかしこの際アルミめっき層がピックアップされ、成形
加工機に付着して該鋼板の耐食性や表面品位を損なうお
それがある。これを防止するために樹脂塗装が行われ
る。また溶融アルミめっき鋼板はめっき層が軟らかいた
めに、複雑な形状やロール成形加工後更にプレス加工を
行うような苛酷な加工が要求される際にはめっき層の疵
付きとそれによる疵部からの赤錆発生は避けられないも
のである。このような疵付きと疵部の赤錆は一般的にロ
ール成形加工よりも摩擦の大きいプレス加工で顕著であ
る。これを防止するためにはワックスを添加した透明樹
脂塗装が効果的である。
【００１７】透明塗膜の膜厚については、膜厚が１μｍ
以下の時には塗膜は充分に溶融アルミめっき鋼板上を被
覆していない。従ってこの時のピックアップ抑制効果、
疵付き抑制効果がない。また塗膜を厚くすると上記の効
果は大きくなるが、その効果は膜厚１５μｍで飽和す
る。そこでこれを膜厚の上限とする。塗膜の種類につい
ては特に限定するものではないが、通常透明塗膜として
よく使用されるアクリル系、ポリエステル系は勿論、ア
ルキッド系、シリコン変性系、ウレタン系、フッソ系等
各種塗料が使用できる。本発明において特に高い耐疵付
き性、プレス性を得たい場合には透明塗膜中へのワック
ス添加が有効である。添加量が乾燥重量で０．１％以上
で効果が得られる。一方３％以上では効果が飽和する。
ワックスの種類も特に限定しないが、ポリエチレン系、
オレフィン系、ポリプロピレン系等各種が使用可能であ
る。
以下の時には塗膜は充分に溶融アルミめっき鋼板上を被
覆していない。従ってこの時のピックアップ抑制効果、
疵付き抑制効果がない。また塗膜を厚くすると上記の効
果は大きくなるが、その効果は膜厚１５μｍで飽和す
る。そこでこれを膜厚の上限とする。塗膜の種類につい
ては特に限定するものではないが、通常透明塗膜として
よく使用されるアクリル系、ポリエステル系は勿論、ア
ルキッド系、シリコン変性系、ウレタン系、フッソ系等
各種塗料が使用できる。本発明において特に高い耐疵付
き性、プレス性を得たい場合には透明塗膜中へのワック
ス添加が有効である。添加量が乾燥重量で０．１％以上
で効果が得られる。一方３％以上では効果が飽和する。
ワックスの種類も特に限定しないが、ポリエチレン系、
オレフィン系、ポリプロピレン系等各種が使用可能であ
る。
【００１８】本発明による塗装アルミめっき鋼板は優れ
た耐食性、特に高いエッジクリープ抑制効果を有する。
その理由は前述したように、めっき層中のＭｎ，Ｃｒが
何らかの影響を及ぼしていると考えられる。また透明樹
脂塗装アルミめっき鋼板は耐疵付き性、潤滑性、プレス
性にも優れ、また疵がついた場合にも疵部からの腐食も
抑制される。本発明品は外観を美麗にするためにゼロス
パングル処理を行う事もできる。まためっき厚みも規定
しないが、通常の建材用溶融アルミめっき鋼板の付着量
である両面１５０〜３００ｇ／ｍ2 程度が望ましい。本
発明のめっき原板としても特に限定するものではない。
通常のＡｌ−ｋ鋼で充分な性能を発揮するが、特に厳し
い加工を要する場合にはＴｉ−ＩＦ鋼の適用が望まし
い。また特に高い耐久性を要し、端面よりの錆を防止し
たい場合にはステンレス系の材料を使用する事も本発明
の主旨を損なうものではない。
た耐食性、特に高いエッジクリープ抑制効果を有する。
その理由は前述したように、めっき層中のＭｎ，Ｃｒが
何らかの影響を及ぼしていると考えられる。また透明樹
脂塗装アルミめっき鋼板は耐疵付き性、潤滑性、プレス
性にも優れ、また疵がついた場合にも疵部からの腐食も
抑制される。本発明品は外観を美麗にするためにゼロス
パングル処理を行う事もできる。まためっき厚みも規定
しないが、通常の建材用溶融アルミめっき鋼板の付着量
である両面１５０〜３００ｇ／ｍ2 程度が望ましい。本
発明のめっき原板としても特に限定するものではない。
通常のＡｌ−ｋ鋼で充分な性能を発揮するが、特に厳し
い加工を要する場合にはＴｉ−ＩＦ鋼の適用が望まし
い。また特に高い耐久性を要し、端面よりの錆を防止し
たい場合にはステンレス系の材料を使用する事も本発明
の主旨を損なうものではない。
【００１９】
【実施例】次に本発明を実施例でもって更に詳しく説明
する。 実施例１ 通常の熱延、冷延工程を経た板厚０．８ｍｍの表１に示
すような数種類の鋼成分の鋼をめっき原板として使用
し、無酸化炉−還元炉タイプのラインで溶融アルミめっ
きを行った。めっき後ガスワイピング法でめっき付着量
を両面約２００ｇ／ｍ2 に調整し、冷却後巻取った。こ
の際めっき浴成分としてＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒを添加してめ
っきを行い、良好な外観のめっきが可能であった。こう
して得られた溶融アルミめっき鋼板に対して、Ｃｒ
Ｏ3 ：３０ｇ／ｌ、Ｈ 3 ＰＯ4 ：１０ｇ／ｌ、Ｓｉ
Ｏ2 ：１０ｇ／ｌの液を使用してロール塗布を行い、１
００℃で乾燥させ、付着量１５ｍｇ／ｍ2 のクロメート
処理を施した。次にエポキシ系またはアクリル系樹脂に
クロム酸ストロンチウムの防錆顔料を乾燥重量比で２０
％添加した下塗り塗料を乾燥膜厚で１０μｍ塗装して板
温２００℃で６０秒焼付けをし、その上にシリコンポリ
エステル系またはフッソ系塗料を乾燥膜厚で２０μｍ塗
装して板温２４０℃で６０秒焼付けた。幾つかの条件で
製造後評価に供した。そのときの評価方法を下記に示
す。また製造条件と評価結果を表２及び表３にまとめ
る。浴中にＭｎとＣｒが複合して添加されると耐食性、
密着性ともに良好になっている。Ｍｎ或いはＣｒが少な
すぎると耐食性が不十分であり、Ｍｎ或いはＣｒが多す
ぎると浴温を上げる必要があるために合金層が成長して
密着性が阻害される。ＺｎとＳｎの合計が多すぎても耐
食性を阻害する。
する。 実施例１ 通常の熱延、冷延工程を経た板厚０．８ｍｍの表１に示
すような数種類の鋼成分の鋼をめっき原板として使用
し、無酸化炉−還元炉タイプのラインで溶融アルミめっ
きを行った。めっき後ガスワイピング法でめっき付着量
を両面約２００ｇ／ｍ2 に調整し、冷却後巻取った。こ
の際めっき浴成分としてＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒを添加してめ
っきを行い、良好な外観のめっきが可能であった。こう
して得られた溶融アルミめっき鋼板に対して、Ｃｒ
Ｏ3 ：３０ｇ／ｌ、Ｈ 3 ＰＯ4 ：１０ｇ／ｌ、Ｓｉ
Ｏ2 ：１０ｇ／ｌの液を使用してロール塗布を行い、１
００℃で乾燥させ、付着量１５ｍｇ／ｍ2 のクロメート
処理を施した。次にエポキシ系またはアクリル系樹脂に
クロム酸ストロンチウムの防錆顔料を乾燥重量比で２０
％添加した下塗り塗料を乾燥膜厚で１０μｍ塗装して板
温２００℃で６０秒焼付けをし、その上にシリコンポリ
エステル系またはフッソ系塗料を乾燥膜厚で２０μｍ塗
装して板温２４０℃で６０秒焼付けた。幾つかの条件で
製造後評価に供した。そのときの評価方法を下記に示
す。また製造条件と評価結果を表２及び表３にまとめ
る。浴中にＭｎとＣｒが複合して添加されると耐食性、
密着性ともに良好になっている。Ｍｎ或いはＣｒが少な
すぎると耐食性が不十分であり、Ｍｎ或いはＣｒが多す
ぎると浴温を上げる必要があるために合金層が成長して
密着性が阻害される。ＺｎとＳｎの合計が多すぎても耐
食性を阻害する。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】（１）めっき層、合金層組成分析方法
めっき層：３％ＮａＯＨ＋１％ＡｌＣｌ3 ・４Ｈ2 Ｏ
中で電解剥離によりめっき層のみを剥離してめっき層組
成分析液として、各元素の定量分析を行った。 合 金 層：上記の電解剥離後、化成ソーダで合金層
を剥離して合金層組成分析液を得、各元素の定量分析を
行った。
中で電解剥離によりめっき層のみを剥離してめっき層組
成分析液として、各元素の定量分析を行った。 合 金 層：上記の電解剥離後、化成ソーダで合金層
を剥離して合金層組成分析液を得、各元素の定量分析を
行った。
【００２４】（２）耐食性試験：下記の２種の試験を行
った。 屋外暴露試験 寸法５０×２００ｍｍの試料を南向き３０°に傾斜さ
せ、重工業地帯で２年間の屋外暴露試験を行い、端面か
らの腐食進行幅（エッジクリープ幅）を測定した。 塩水噴霧試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料に対してＪＩＳ Ｚ２３７
１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、端面からの腐
食進行幅（エッジクリープ幅）を測定した。
った。 屋外暴露試験 寸法５０×２００ｍｍの試料を南向き３０°に傾斜さ
せ、重工業地帯で２年間の屋外暴露試験を行い、端面か
らの腐食進行幅（エッジクリープ幅）を測定した。 塩水噴霧試験 寸法７０×１５０ｍｍの試料に対してＪＩＳ Ｚ２３７
１に準拠した塩水噴霧試験を３０日行い、端面からの腐
食進行幅（エッジクリープ幅）を測定した。
【００２５】（３）めっき密着性：下記２種の試験を行
った。 リバースベンド試験 図１に示すような形状に試片の衝撃曲げを行い、曲げ部
のめっき剥離状況を観察して、評点をつけた。評点の基
準を下記に示す。 評 点 基 準 １ 異常無し ２ めっき層に亀裂発生 ３ 点状めっき剥離あり ４ 箔状めっき剥離あり ５ 全面めっき剥離 カップ絞り試験 ブランク径：５０ｍｍ 絞り深さ：１０ｍｍ ダイス肩半径：２ｍｍ ポンチ径：３３ｍｍ 上記条件で絞り加工を行い、側面部のめっき剥離状況を
観察した。評点の基準はのリバースベンド試験と同一
である。
った。 リバースベンド試験 図１に示すような形状に試片の衝撃曲げを行い、曲げ部
のめっき剥離状況を観察して、評点をつけた。評点の基
準を下記に示す。 評 点 基 準 １ 異常無し ２ めっき層に亀裂発生 ３ 点状めっき剥離あり ４ 箔状めっき剥離あり ５ 全面めっき剥離 カップ絞り試験 ブランク径：５０ｍｍ 絞り深さ：１０ｍｍ ダイス肩半径：２ｍｍ ポンチ径：３３ｍｍ 上記条件で絞り加工を行い、側面部のめっき剥離状況を
観察した。評点の基準はのリバースベンド試験と同一
である。
【００２６】実施例２
実施例１の表２及び表３に示す本発明例３と比較例１の
溶融アルミめっき鋼板を塗装原板として使用した。その
浴成分、めっき層、合金層成分を表４に示す。めっき原
板：表１のＡ（Ａｌ−ｋ鋼） この溶融アルミめっき鋼板に対して、実施例１と同一条
件でクロメート処理を施した。次に川上塗料（株）製ア
クリル系透明樹脂塗料（コイルコート２８９）を塗布
し、２００℃で焼付乾燥した。この際塗料膜厚を０．５
〜２０μｍに調整した。またその中に０．０５〜３％の
粉末状ポリエチレンワックスを添加したものも塗布し、
同じく２００℃で焼付乾燥した。塗料膜厚は同じく０．
５〜２０μｍとした。これら一連の試料を製造後評価に
供した。評価項目は耐食性と成形性及び耐疵付き性で、
耐食性については実施例１と同一方法を使用した。その
他の評価方法を下記に示す。また製造条件と評価結果を
表５及び表６にまとめる。特に厳しい成形性を要求され
ない場合には塗膜へワックスを添加する必要がなく、こ
の場合限界絞り比の値はそう大きくない。膜厚が薄すぎ
ると充分な成形性、耐疵付き性が得られない。またＭ
ｎ，Ｃｒを添加していないめっき成分では耐食性が不十
分である。
溶融アルミめっき鋼板を塗装原板として使用した。その
浴成分、めっき層、合金層成分を表４に示す。めっき原
板：表１のＡ（Ａｌ−ｋ鋼） この溶融アルミめっき鋼板に対して、実施例１と同一条
件でクロメート処理を施した。次に川上塗料（株）製ア
クリル系透明樹脂塗料（コイルコート２８９）を塗布
し、２００℃で焼付乾燥した。この際塗料膜厚を０．５
〜２０μｍに調整した。またその中に０．０５〜３％の
粉末状ポリエチレンワックスを添加したものも塗布し、
同じく２００℃で焼付乾燥した。塗料膜厚は同じく０．
５〜２０μｍとした。これら一連の試料を製造後評価に
供した。評価項目は耐食性と成形性及び耐疵付き性で、
耐食性については実施例１と同一方法を使用した。その
他の評価方法を下記に示す。また製造条件と評価結果を
表５及び表６にまとめる。特に厳しい成形性を要求され
ない場合には塗膜へワックスを添加する必要がなく、こ
の場合限界絞り比の値はそう大きくない。膜厚が薄すぎ
ると充分な成形性、耐疵付き性が得られない。またＭ
ｎ，Ｃｒを添加していないめっき成分では耐食性が不十
分である。
【００２７】前述したように厳しい加工を要求される用
途には塗膜中へのワックス添加が有効で、少ない膜厚で
優れた成形性と耐疵付き性を獲得できる。但しワックス
が少なすぎると成形性、耐疵付き性への寄与は少ない。
またＭｎ，Ｃｒを添加していないめっきでは充分な耐食
性が得られないのも前述した通りである。本発明例３
８、成形性（限界絞り値）は１．８であるが、ワックス
添加の目的は優れた成形性であり、この値ではやや不十
分である。
途には塗膜中へのワックス添加が有効で、少ない膜厚で
優れた成形性と耐疵付き性を獲得できる。但しワックス
が少なすぎると成形性、耐疵付き性への寄与は少ない。
またＭｎ，Ｃｒを添加していないめっきでは充分な耐食
性が得られないのも前述した通りである。本発明例３
８、成形性（限界絞り値）は１．８であるが、ワックス
添加の目的は優れた成形性であり、この値ではやや不十
分である。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】（１）成形性試験
万能成形性試験機を使用して、しわ押さえ圧５００ｋ
ｇ、ポンチ直径５０ｍｍでブランク径を変えて絞り試験
を行い、試片の割れ発生の無い最大ブランク径を求め、
そのブランク径のポンチ径に対する比を限界絞り比とし
てこれを評価した。 （２）耐疵付き性試験 バウデン動摩擦係数測定装置を使用して、直径１０ｍｍ
の鋼球に荷重１ｋｇをかけて同一箇所を１００回測定を
繰り返した。１００回目の測定値で耐疵付き性を評価し
た。尚１００回以前にカジリを生じてそれ以上測定でき
なくなった試料は×で表した。
ｇ、ポンチ直径５０ｍｍでブランク径を変えて絞り試験
を行い、試片の割れ発生の無い最大ブランク径を求め、
そのブランク径のポンチ径に対する比を限界絞り比とし
てこれを評価した。 （２）耐疵付き性試験 バウデン動摩擦係数測定装置を使用して、直径１０ｍｍ
の鋼球に荷重１ｋｇをかけて同一箇所を１００回測定を
繰り返した。１００回目の測定値で耐疵付き性を評価し
た。尚１００回以前にカジリを生じてそれ以上測定でき
なくなった試料は×で表した。
【００３２】
【発明の効果】本発明によって得られた塗装溶融アルミ
めっき鋼板は優れた加工性、塗装後耐食性を有する。特
に通常の溶融アルミめっき鋼板では問題となる初期のエ
ッジクリープが発生しにくい事が顕著な特徴である。ま
たアルミの優れた耐候性、美しい銀白色外観を有し、プ
レス成形性、耐疵付き性にも優れることから総合して極
めて有望な建材用鋼板であると考えられる。
めっき鋼板は優れた加工性、塗装後耐食性を有する。特
に通常の溶融アルミめっき鋼板では問題となる初期のエ
ッジクリープが発生しにくい事が顕著な特徴である。ま
たアルミの優れた耐候性、美しい銀白色外観を有し、プ
レス成形性、耐疵付き性にも優れることから総合して極
めて有望な建材用鋼板であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】めっき密着性評価法であるリバースベンド法の
成形形状、手順の説明図である。
成形形状、手順の説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−287492（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−330274（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−256970（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−88754（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−319548（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−311629（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−319549（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 2/00 - 2/40
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼板の表面に、その平均組成が重量％で
Ｆｅ：２５〜５０％、Ｓｉ：３〜１８％、Ｍｎ：０．１
〜５％、Ｃｒ：０．０５〜０．８％、残部が実質的にＡ
ｌからなり、かつ厚みが５μｍ以下である金属間化合物
被覆層を有し、前記金属間化合物被覆層の表面に、重量
％でＳｉ：２〜１２％、Ｆｅ：１％以下、Ｍｎ：０．０
０５〜０．３％、Ｃｒ：０．００２〜０．０５％、残部
が実質的にＡｌからなり、かつ不純物中のＺｎ，Ｓｎ含
有量が合計で１％以下である被覆層を有し、その表面に
クロメート処理皮膜と更にその上に有機樹脂塗膜を有す
る事を特徴とする塗装後耐食性に優れた建材用塗装溶融
アルミめっき鋼板。 - 【請求項２】 有機樹脂塗膜が透明で、厚みが１〜１５
μｍであることを特徴とする請求項１記載の加工性、塗
装後耐食性に優れた建材用塗装溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項３】 乾燥後の塗膜重量比でワックスを０．１
〜３％含有する透明樹脂塗膜を有する事を特徴とする請
求項２記載の加工性、塗装後耐食性に優れた建材用塗装
溶融アルミめっき鋼板。 - 【請求項４】 鋼板に、Ｓｉ：３〜１２％、Ｆｅ：０．
５〜２．５％、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｃｒ：０．
０２〜０．１５％、残部が実質的にＡｌよりなり、かつ
不純物中のＺｎ，Ｓｎ含有量が合計で１％以下であるよ
うなめっき浴で溶融アルミめっきし、続いてクロメート
処理、樹脂塗装する事を特徴とする塗装後耐食性に優れ
た建材用塗装溶融アルミめっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12624795A JP3383124B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 塗装後耐食性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板およびその製造方法 |
| US08/649,363 US5789089A (en) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Hot-dipped aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance, and production method thereof |
| DE69603782T DE69603782T2 (de) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Aluminiumbeschichtetes Stahlband mit sehr guter Korrosions- und Wärmebeständigkeit und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| EP96107911A EP0743373B1 (en) | 1995-05-18 | 1996-05-17 | Hot-dipped aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance, and production method thereof |
| KR1019960016812A KR0176301B1 (ko) | 1995-05-18 | 1996-05-18 | 우수한 내식성과 내열성을 가지는 용융 알루미늄 코팅 강판과 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12624795A JP3383124B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 塗装後耐食性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319550A JPH08319550A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3383124B2 true JP3383124B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=14930451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12624795A Expired - Fee Related JP3383124B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-25 | 塗装後耐食性に優れた建材用溶融アルミめっき鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383124B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2790010B1 (fr) * | 1999-02-18 | 2001-04-06 | Lorraine Laminage | Procede d'aluminiage d'acier permettant d'obtenir une couche d'alliage interfaciale de faible epaisseur |
| EP3561140A4 (en) * | 2016-12-21 | 2019-12-25 | Posco | ALUMINUM PLATED STEEL SHEET WITH HIGH MANGANESE HOT DIP PROVIDED WITH EXCELLENT SACRIFICIAL ELECTRODE PROTECTION AND EXCELLENT FOLDING ABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12624795A patent/JP3383124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08319550A (ja) | 1996-12-03 |
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