JPH01201488A - 溶接性・電着塗装性に優れた防錆潤滑鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明は、優れた耐食性とプレス性に加えて、溶接性・
電着塗装性に優れた、特に自動車用鋼板として好適な防
錆潤滑表面処理鋼板、つまり防錆潤滑鋼板に関する。

（従来の技術） 亜鉛および亜鉛系合金めっき鋼板は、その優れた耐食性
の故に、自動車用鋼板はじめ様々な用途に用いられてお
り、このため様々なプレス加工を受けることが多い、従
来この種の鋼板のプレス加工では、良好な加工性を得る
ためプレス油が塗布されるのが通常であるが、このよう
な塗油には次のような問題がある。

（イ）プレス油はスプレー法で塗油されることが多く、
プレス油が霧状に飛散し、作業環境を悪化させる。

（ロ）プレス油ではプレス時の型かじりの発生をうまく
防止できない。

（ハ）プレス後脱脂が行われるが、プレス油残存による
脱脂不良の問題がある。なお、プレス加工法を改善する
ためプレス油の粘度を上げる方法が採られるが、粘度を
上げれば上げる程脱脂されにくくなる難点がある。この
ような脱脂不良が生じると、後の化成処理工程や塗装工
程でその脱脂不良部に皮膜が形成されず、化成処理不良
や塗装不良を生じてしまう、かかる箇所には密着性、耐
食性の劣化が見られる。

従来、プレス加工性の優れた鋼板として例えばミルボン
ド鋼板が知られており、これによれば、プレス油を塗油
することなくプレス加工ができるという利点がある。し
かし、かかる鋼板のミルポンド皮膜は防錆油に比べ耐食
性が劣るという問題点を有している。

一方、耐食性に優れた鋼板として、特開昭５７−１０８
２９２号に示される如き複合表面処理鋼板が知られてい
る。この鋼板は、亜鉛系めっき鋼板を素材とし、この上
にクロメート皮膜と有機複合シリケート皮膜の二層皮膜
を形成したもので、ＳＳＴの白錆発生時間が４００ｈｒ
以上と極めて良好な耐食性を示す。しかし、この鋼板は
、その表面皮膜に潤滑性が全くないためプレス加工性が
劣っており、プレス油の塗油がどうしても必要となる。

またこの種の鋼板は潤滑性を問題にするまでもなく、加
工時に有機シリケート皮膜が剥離したり、クランクを生
じたりする等、皮膜自体の加工性にも問題があり、改善
が望まれていたものである。

これに対し、特開昭６１−６０８８６号では、有機複合
シリケート皮膜中に金属硫化物、黒鉛、金属石ケン等の
水分散性潤滑添加物を含有させることで上述の問題の解
決を計っているが、自動車用鋼板として用いる場合、溶
接性と電着塗装性は不可避の性能であり、この２点に対
し上記の方法だけでははなはだ不十分であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、このような事情に鑑み、プレス油の塗
布を要することなく、プレス加工し得る程度の潤滑性能
を有し、同時に優れた耐食性、特に裸耐食性を有するこ
とに加えて、溶接性および電着塗装性にも優れた防錆潤
滑鋼板を提供することである。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成すべく、本発明者らが検討を重ねたと
ころ、最上層の有機複合シリケート皮膜に潤滑性能を持
たせることにより、この種の鋼板の耐食性を維持しつつ
優れたプレス加工性を付与し、加えて該有機複合シリケ
ート皮膜およびクロメート層に導電性を付与することに
よって溶接性および電着塗装性にも優れた鋼板が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の要旨とするところは、亜鉛または亜
鉛系合金めっき鋼板のめっき表面上に、導電性顔料を含
有し、クロム付着量５〜２００　ｍｇ／ｓ”のクロメー
ト層を有し、さらにその上に、上塗り層として、導電性
顔料および潤滑性顔料を含む膜厚０．５〜５μ−の有機
複合シリケート皮膜を有することを特徴とする、溶接性
・電着塗装性に優れた防錆潤滑鋼板である。

（作用） 次に、本発明において上述のように各皮膜構成を限定し
た理由を詳述する。

本発明は、めっき鋼板を素材とするもので、その鋼板と
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等の亜鉛系めっき鋼板、さら
にはこれらのめっきのうち同種あるいは異種のものを２
層以上施した複層めっきｊｌｉｉＩ板などを用いること
ができる。これら亜鉛系めっき鋼板のめっき方法は、電
解法、溶融法、気相法などのうち実施可能ないずれの方
法も用いることができる。いずれの方法にあってもその
具体的方法は公知であるので、これ以上の詳細について
は言及を省略する。

なお、各めっき鋼板ともめっき付着量は片面当たりＩｇ
／ｍ”以上とすることが好ましく、これを下回ると耐食
性が劣化するおそれがある。また、本発明は両面めっき
鋼板、片面めっき鋼板を問わず、使用できることはいう
までもない。

本発明は、このようなめっき鋼板のめっき表面上に下層
として導電性顔料を含有するクロメート層を、上層とし
て導電性顔料および潤滑性顔料を含む有機複合シリケー
ト皮膜を形成させる。

まず、下層のクロメート層は、クロム付着量（乾重で）
として５〜２００ｓ＋ｇ／ｍ”を含有するものとする。

クロム付着量が５ｍｇ／ｍ”未満では、所望の耐食性が
期待できず、また２００ｍｇ／ｓ”を越えてもそれ以上
の耐食性の向上効果は期待できず、却ってプレス加工時
にクロメート層自体の剥離が生じ、プレス加工性が劣化
する等の問題が生じるおそれがある。なお、クロメート
皮膜は反応型クロメート液を使用する方法、塗布型クロ
メート液を使用する方法、および電解型液を使用する方
法などがあるが、いずれも公知であり、本発明において
はそれらを適宜選択して用いればよい、説明を簡明にす
るためこれ以上の言及を省略する。

含有せしめる導電性顔料としてはＺｎをはじめＡＱ。

Ｓｎｓ　Ｆｅ５Ｎｉｓ　Ｃｏｓ　Ｃｒｓ　７１％　Ｍｎ
ｓそしてこれらの合金および酸化物等、いずれの使用も
可能である。

これらの導電性顔料はいずれの場合も、粉末の形で含有
させるものであり、その粒径は、好ましくは、トータル
膜厚（下層クロメート層膜厚＋上層有機複合シリケート
層膜厚）の１．２倍以下、望ましくは０．９倍以下とす
るのがよい、その理由は、導電性顔料の粒径がトータル
膜厚の１．２倍を越えると、皮膜が顔料を覆いきれず耐
食性の劣化あるいはプレス時に顔料の剥離が生じるため
好ましくない。また、その含有量は使用する導電性顔料
の種類に応じ、十分な通電性が得られるように適宜法め
ればよい、最も代表的なＺｎ扮末では６０〜９０重量％
、さらに好ましくは８５重量％以上とするのが良い。

次に、上層である有機複合シリケート皮膜は、シリカと
有機樹脂とを反応結合させたあるいは単に混合させたも
のであるが、これはすでに公知であり、例えば前述の特
開昭６１−６０８８６号公報にも詳述されており、これ
以上の言及を省略する。

本発明によれば、さらにこれに導電性顔料と潤滑性顔料
を含有させている。潤滑性顔料として添加されるのはい
ずれも導電性を有するか否かは制限されない、しかし、
本発明によれば、有機複合シリケート皮膜はそれ以外に
導電性顔料を有することから、潤滑性顔料が導電性を示
さなくても、所期の溶接性・電着塗装性を確保できる。

好ましくは、潤滑性顔料も導電性を示すことである。こ
れらの導電性顔料と潤滑性顔料とは同一または異種であ
ってもよいが、好ましくは、異種である。

本発明において使用される潤滑性顔料は、上記複合体樹
脂に相溶もしくは分散し得るものであり、プレス加工時
に塗膜と金型との摩擦抵抗を下げる機能を有し、塗面お
よび金型の摩耗を防止する効果を発揮せしめるのである
。このような潤滑性顔料としては、それ自体公知のもの
が使用でき、例えば黒鉛、二硫化モリブデン、４フツ化
エチレン、金属石ケン、−酸化鉛、窒化ホウ素、二硫化
タングステン、雲母、マイカ等が挙げられる。

このような潤滑性顔料の添加量は、０．１〜２０重量％
、好ましくは２〜１５重量％とするのが良い。

潤滑性顔料の添加量が０．１重量％未満では塗膜に十分
な潤滑性を付与することができず、また２０重量％を超
えると、塗膜の隠ペイ力が劣るという理由で、耐食性の
劣化を招くため好ましくない、また、この潤滑性顔料も
粉末の形態で利用されるが、−船釣にはその平均粒径は
０．３〜６μ−で十分である。

有機複合シリケート皮膜に加えられる導電性顔料として
は、前に挙げたＺｎｓ八Ｑへ　Ｓｎｓ　Ｆｅｂ　Ｎｉ、
、Ｃｏ、Ｍｎ、そしてそれにそれらの合金、酸化物など
の各粉末が用いられる。ここで、注意すべき点は、上層
へはＣｒ系の導電性顔料を添加することは好ましくない
ということである。すなわち、上層に含有されたＣｒ系
の導電性顔料は自動車メーカにて数多く使用されている
いアルカリ脱脂槽においてＣｒの溶出を生じ、脱脂液を
汚染するおそれがある。

有機複合シリケート皮膜は、０．５〜５μ−の膜厚とす
る。皮膜厚が０．５μ−を下回ると耐食性が劣化し、ま
た５μ−を超えてもこれに見合う耐食性改善効果が得ら
れず、却って塗膜の剥離が生じてしまう。

有機複合シリケートの塗装方法としては、上記各顔料を
配合後、ハケ塗装、スプレー塗装、ロール塗装、浸漬塗
装等の方法が利用でき、かかる塗装の後、乾燥あるいは
硬化を促進させるための加熱処理を行ない、皮膜を形成
させる。

次に、本発明の実施例を示す。

実施例 亜鉛および亜鉛系合金めっき鋼板くめつき付着１２０ｇ
／ｍ”、電気めっき鋼板）を母材として、塗布型クロメ
ートを用い、ロールコート法にて塗布後、熱風乾燥（１
３０℃Ｘ３０秒）を行い、次いで有機複合シリケート皮
膜をロールコート法にて形成し、熱風乾燥（１３０℃×
３０秒）したものを供試材とした。

皮膜組成等については第１表にまとめて示す。

これらの供試材につき、下記要領で耐食性、プレス加工
性、溶接性および電着塗装性をそれぞれ評価した。

結果を第２表にまとめて示すが、耐食性、プレス加工性
、溶接性、および電着塗装性のいずれをも満足するもの
は、本発明の範囲内の条件を満たすものに限られる。比
較例１〜３にあっては、Ｃｒ量が少なく、耐食性が十分
でない。しかし、比較例４〜６のように、Ｃｒｌを増や
したとしても、有機複合シリケート皮膜の膜厚が十分で
ない場合、耐食性は依然として劣化したままであり、一
方有機複合シリケード皮膜の厚さが余り厚くなると、今
度は溶接性、電着塗装性が劣化してくる。クロメート皮
膜が余り多量のＣｒ量を含まず、また有機複合シリケー
ト皮膜が余り厚くもなく薄くもないのが本発明の目的に
とっては好ましい、比較例７〜１０参照。

さらに、各層への添加物を省略する場合、比較例１１〜
１３．１５に示すように、クロメート層および／または
有機複合シリケート皮膜中に導電性顔料が省略されると
特に溶接性と電着塗装性が劣化し、比較例１１．１４に
示すように潤滑性顔料が省略されるとプレス加工性が劣
化する。

比較例１５が示すように上層にのみ金属石ケンを潤滑性
顔料として配合した場合、溶接性と電着塗装性とが劣化
する。

このように、本発明の範囲内の各条件を満足して初めて
所期の目的が達成されるのであり、耐食性、プレス加工
性、溶接性そして電着塗装性を同時に満足するものが従
来なかったことから、その効果は著しいものである。

耐食性： ＪＩＳ　Ｚ２３７１による塩水噴霧試験を３０００　Ｈ
ｒ行って赤錆発生の有無を観察し、耐食性を評価した。

〇　−赤錆発生なし ×　−赤錆発生あり プレス加工性： ポンチ直径４０ａｍ、ブランクホルダー圧１．０トンの
条件で円筒絞りを行い、限界絞り比を求めた。

評価は日本工作油（社）のプレス油−６６０塗布材の結
果と比較した。

〇　−−６６０に比べ優れている ×　−隘６６０に比べ劣っている 溶接性： 下記の条件で溶接を行い、連続打点性能で評価した。

電極　−クロム銅製、先端直径６１１１１％畦型加圧力
　−２００ｋｇｆ 通電時間　−１０サイクル 溶接電流　−８ＫＡ ○　　−５０００打点以上 ×−〃　　打点未満 電着塗装性： 日本ペイント（社）製の電着用塗料（Ｕ−１００）を用
い、膜厚２０μ曽の電着塗装を行い、外観評価を行った
。

〇　　−外観良好 ×−〃　　不良 第１表 （ｔわ　１に　　本発明の範囲外 第２表 （２）傘；塗膜欝爾発生 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明にかかる鋼板は素地として
のめっきにより素材自体の腐食を可能なかぎり防止する
とともに、その上に下層としてクロメート皮膜を形成す
ることにより耐食性を向上させ、さらにその上に上層と
して有機複合シリケート皮膜でシーリングすることによ
り腐食環境下で不動態化作用のあるＣｒ”の溶出を最低
限に抑えることができ、優れた耐食性を発揮することが
でき、また有機複合シリケート皮膜自体により、優れた
バリア効果による高耐食性効果が得られる。

そして、さらに潤滑性顔料の添加作用により、上記した
耐食性を損なうことなく上層の有機複合シリケートに優
れた潤滑性能が備わり、良好な、プレス加工性を得るこ
とができる。これにより、プレス油の塗油を要すること
な（、プレス加工を行うことができ、上記潤滑作用によ
り、プレス時のかじりや表面皮膜の剥離、クランク等を
生じさせることなく、プレス加工を行うことができる。

さらに下層および上層に含まれる導電性顔料の相乗的作
用により皮膜の通電性が良好となるため、優れた溶接性
、特にすぐれたスポット溶接性および電着塗装性さらに
は改善された耐食性をも合わせ持つことが可能である。

なお、本発明にかかる鋼板は、特に自動車用鋼板として
最適であるが、他の分野でも用い得ることは言うまでも
ない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板のめっき表面上に、導
   電性顔料を含有し、クロム付着量５〜２００ｍｇ／ｍ＾
   ２のクロメート層を有し、さらにその上に、上塗り層と
   して、導電性顔料および潤滑性顔料を含む膜厚０．５〜
   ５μｍの有機複合シリケート皮膜を有することを特徴と
   する、溶接性・電着塗装性に優れた防錆潤滑鋼板。