JPH0212178B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はジンクリツチ塗膜を形成した溶接性塗
装鋼板において、塗装原板としてめつき鋼板を用
いることにより防食性を向上させ、かつジンクリ
ツチ塗膜として亜鉛粉末と亜鉛―マグネシウム合
金粉末とを含有するものを形成することにより加
工時の耐パウダリング性および防食性を向上させ
た溶接性塗装鋼板に関する。 近年自動車車体の下廻りやドアなど防食を必要
とする部分にはジンクリツチ塗料を塗装した溶接
性塗装鋼板が使用されている。従来このような鋼
板としては冷延鋼板にクロメート系皮膜を介して
ジンクリツチ塗料を塗装したものであつた。また
最近は洗濯機の部材等により耐食性の良いものが
望まれている。原板が冷延鋼板では防食性が不十
分で、赤錆発生の問題があることからさらに高防
食性のものが要求されている。また従来のジンク
リツチ塗料は亜鉛粉末を含有させただけのもので
あつたため加工時にパウダリングが起るという問
題もあつた。 本発明はこれらの問題を解決したジンクリツチ
塗料塗装の溶接性塗装鋼板を提供するものであ
る。 本発明は従来原板として冷延鋼板を用いていた
ため防食性が不十分であつた点に鑑み、これに代
えて亜鉛を溶融めつき後熱拡散によりめつき層を
合金化させた鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛めつき鋼板
を用い、原板的に防食性を向上させようとするも
のである。またジンクリツチ塗料としては亜鉛粉
末だけでなく、これに亜鉛―マグネシウム合金粉
末を添加し、耐パウダリング性および溶接性を向
上させるとともに、塗膜的にも防食性を向上させ
ようとするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明の溶接性塗装鋼板は模式的に示せば添付
図面の第１図に示す如く、鉄―亜鉛合金のめつき
層１を有する鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛めつき鋼板
２の表面にクロメート系皮膜３が形成され、さら
にこのクロメート系皮膜３の上に亜鉛粉末４と亜
鉛―マグネシウム合金粉末５とを含有するジンク
リツチ塗膜６が形成されたものである。 上記鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛めつき鋼板２はめ
つき層１の表面が適度に粗化されているので、ク
ロメート系皮膜３の付着量が増大し、防食性が向
上するとともに、スポツト溶接などにおいてはめ
つき層１と溶接チツプとの間隔が短くなり、通電
性が向上して溶接性が良好となる。またジンクリ
ツチ塗膜６にアンカー効果を付与し、塗膜密着性
も向上する。 本発明に用いるこの鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛め
つき鋼板は製造の際通常の溶融亜鉛めつき鋼板に
使用した浴を使用して製造するのでAlが含まれ
ている場合が多い。また耐食性向上のため添加元
素を加えたものもあるが、そのようなものでも支
障はない。 クロメート系皮膜３は反応型クロメート処理
（例えばクロム酸単味のものやそれにエツチング
剤を添加したもの）、ノーリンスの塗布型クロメ
ート処理、あるいは電解クロメートなど公知の処
理法で形成したものでよい。しかし鉄―亜鉛合金
化溶融亜鉛めつき鋼板の場合不活性であるからク
ロメート系皮膜を反応型クロメート処理により形
成する場合エツチング性の大きいもの、例えば無
水クロム酸５〜60ｇ／、硫酸コバルトまたは硝
酸コバルト0.2〜20ｇ／、フツ素イオンまたは
フツ素錯イオン0.03〜10ｇ／からなる強化クロ
メート処理により形成すると高耐食性クロメート
系皮膜が得られ、裏面未塗装でも裏面耐食性が保
証される。またジンクリツチ塗膜６の形成された
表面においても、切断加工、穴あけ加工などを行
つて地鉄が端面より露出した場合に地鉄保護効果
を発揮する。すなわち地鉄が露出した場合その近
傍のジンクリツチ塗膜は他のところより優先的に
消費されるので、赤錆の発生時点が他のところよ
り著しく早くなる。しかし下側に高耐食性クロメ
ート系皮膜が存在すると赤錆の発生を遅らせる。
このため前記強化クロメート処理による場合など
はクロム付着量を30〜120mg／m²と多くするのが
好ましい。 一方塗布型クロメート処理の場合下記の処理液
によるのが好ましい。 処理液 １ (a) 40〜50％が３価状態に還元されている三酸化
クロム10重量部、 (b) 燐酸（100％H₃PO₄）３〜４重量部 (c) ポリアクリル酸４〜５重量部 (d) アクリルエマルジヨン重合体固形分17〜20重
量部 (e) 水溶液にするための水200〜4000重量部 処理液 ２ 前記処理液１の組成において、(a)の三酸化クロ
ムが６価クロムのすべてまたは一部が３価の状態
に還元され、６価クロム量／３価クロム量の比が
０〜2.3になつた処理液。 本発明の場合クロメート系皮膜３の付着量管理
は皮膜に含有される全クロム量で行い、この全ク
ロム量が10〜50mg／m²になるようにする。これは
10mg／m²未満であると防食性が乏しくなり、また
塗膜密着性も安定せず、常に良好な密着性が得ら
れないからである。一方50mg／m²を超えると防食
性は向上するが、塗膜密着性が低下してプレス加
工などで剥離しやすくなる。 ジンクリツチ塗膜６は従来の亜鉛粉末のみを含
有するジンクリツチ塗膜に亜鉛―マグネシウム合
金粉末を添加することにより加工時の耐パウダリ
ング性および防食性を向上させたもので、両粉末
の混合比はZn粉末／Zn―Mg合金粉末＝50／50〜
98／２になるようにする。亜鉛粉末に対する亜鉛
―マグネシウム合金粉末の添加量上限を50％にし
たのは50％を超えてもパウダリング性や防食性の
向上効果は50％の場合とあまり変らず、コスト高
になるからである。一方下限を２％にしたのは２
％未満であると添加効果が得られず、耐パウダリ
ング性、防食性とも亜鉛粉末単独の場合とほとん
ど変らなくなるからである。 またジンクリツチ塗膜６の亜鉛粉末と亜鉛―マ
グネシウム合金粉末の合計含有量は60％未満であ
ると通電性が低下し、電気溶接性が悪くなるので
60％以上含有させる。しかし91％を超えると耐加
工剥離性が低下するので、91％以下になるように
する。 上記両粉末を含有する塗膜の樹脂としては分子
量１〜10万の直鎖状エポキシ系樹脂が品質的、作
業的に好ましい。 塗膜（乾燥塗膜）厚は2μ未満であると防食性
が乏しくなるので2μ以上にする。しかし50μを超
えると表面粗度を大きくしても通電性が改善され
ないので、50μ以下になるようにする。 なお防食性に関し亜鉛粉末と亜鉛―マグネシウ
ム合金粉末だけでは耐食性が不十分で、さらに高
度の防食性を必要とする場合には防錆顔料を添加
することも可能である。防錆顔料としてはストロ
ンチウムクロメート、ジンククロメート、鉛酸カ
ルシウムなどが適当で、これらのものを0.2〜５
％添加する。５％を超えて添加すると、塗膜表面
より６価クロムなどの溶出が著しくなり、防食効
果も飽和して添加増量効果が小さい。また用途が
外観を必要とする用途である場合顔料を添加して
着色することも可能である。 本発明の場合上述のようにジンクリツチ塗膜に
亜鉛粉末とともに亜鉛―マグネシウム合金粉末を
含有させると加工時の耐パウダリング性や防食性
が向上するのであるが、その理由は次のように考
えられる。 まず耐パウダリングの向上であるが、これは亜
鉛―マグネシウム合金粉末の硬度が亜鉛より著し
く高いことによるものと考えられる。すなわち一
般にプレス加工時粉末の硬度が高い場合金型への
粉末の付着は少くなるので、亜鉛粉末より硬度の
高い亜鉛―マグネシウム合金粉末の場合金型への
付着は少くなり、その結果耐パウダリング性が向
上するものと考えられる。 一方防食性の向上は亜鉛―マグネシウム合金が
亜鉛のガルバニツク作用を抑制するためと考えら
れる。マグネシウムは電位的には亜鉛より卑であ
るが、腐食環境におかれた場合安定な腐食生成物
を生じるとともに、亜鉛に対して、亜鉛のガルバ
ニツク作用を緩和させる。従つて詳細は不明であ
るが、亜鉛―マグネシウム合金も同様な作用を有
するものと推定される。このためこの合金を含有
させると亜鉛の自己消費的な積極的ガルバニツク
作用は緩和され、めつき層や塗膜より必要以上の
亜鉛の溶出が抑制され、防食性が向上するものと
考えられる。 本発明の場合このようにジンクリツチ塗膜６に
亜鉛粉末とともに亜鉛―マグネシウム合金粉末を
含有させると亜鉛粉末のみの場合より耐パウダリ
ング性、防食性は向上するが、さらに防食性を高
めたい場合には前述の如く防錆顔料を添加する。
この防錆顔料の添加作用は亜鉛―マグネシウム合
金粉末に類似し、防錆顔料自体の防食作用のほ
か、亜鉛の過剰な溶出を抑制する作用を有する。 本発明の場合亜鉛―マグネシウム合金粉末のマ
グネシウム含有量についてはとくに限定しない
が、工業的規模で製造できる１〜５％含有のもの
が作業的、品質的に好ましい。これは亜鉛の場合
マグネシウムを添加すると第２図に示すように急
激に硬度が上昇し、溶接性上問題がないので、防
食性のためには任意の含有量のものを使用できる
からである。 次に実施例により本発明の作用効果を説明す
る。 実施例 １ 第１表は板厚0.8mmの鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛
めつき鋼板またはダル仕上冷延鋼板を原板とし、
これに全クロム量20mg／m²のクロメート系皮膜
と、種々の膜厚のジンクリツチ塗膜とを下記条件
により形成した溶接性塗装鋼板を示したものであ
り、第２表はこの鋼板の性能を調査した結果を示
したものである。 (1) クロメート系皮膜の形成条件 三酸化クロム酸10重量部、リン酸３重量部、ポ
リアクリル酸５重量部、アクリルエマルジヨン重
合体固形分18重量部、水2000重量部、Cr⁺⁶／Cr⁺³
＝1.4からなる塗布型クロメート処理液をロール
コート法で塗布。 (2) ジンクリツチ塗膜の形成条件 ロールコートにより塗装し、これを250℃（板
温）で60秒間焼付。

【表】

【表】 また塗膜性能は次の要領で調査した。 (1) 塗膜密着性 JIS Ｇ 3312の着色亜鉛鉄板の試験法に準じて
折曲げ試験を行つた。折曲げ試験は曲げ内側の間
隔枚数０枚（0t）、２枚（2t）、４枚（4t）で180
度密着折曲げ加工を行つた後加工部塗膜にセロテ
ープを貼付け、それを急激にひきはがすセロテー
プ剥離を行い、次の基準により評価した。

【表】 (2) 耐パウダリング性 試験片をブランク径360mmに切断後防錆潤滑油
（オイルコートZ2、出光興産製）を塗布して300
トン油圧プレス機によりポンチ径200mm、ポンチ
R13mm、ダイスR4mm、絞り高さ65mm、全しわ押
え22トンの条件で塗面が外側になるようにして円
筒深絞り試験を行い、試験後ダイス金型に付着し
たパウダーを研摩紙でこすりとり、その量を目視
で評価して次の基準で評価した。

【表】 (3) 防食性 試験片にあらかじめめつき層または鋼素地に達
するクロスカツトと、内側間隔２枚（2t）の180
度折曲げとを施し、端面をシールすることなく
JIS Ｚ 2371に基く塩水噴霧試験に供し、赤錆の
発生するまでの時間を調査した。 (4) 溶接性 下記溶接条件でスポツト溶接を行つた後溶接試
験片を引張試験し、引張りせん断強度350Kgｆ未
満の強度のものの発生率を調査した。

【表】

【表】 実施例 ２ 実施例１と同様の鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛めつ
き鋼板および冷延鋼板を原板に用いて、これらに
第３表に示す反応型クロメート処理または塗布型
クロメート処理とジンクリツチ塗装とを施し、そ
の性能を調査したところ第４表の結果が得られ
た。なお塗布型クロメート処理におけるクロメー
ト系皮膜の形成条件、およびジンクリツチ塗膜の
形成条件は実施例１と同様に行い、性能調査も同
要領で行つた。

【表】

【表】 第２表および第４表より原板に鉄―亜鉛合金化
溶融亜鉛めつき鋼板を用いたものは冷延鋼板を用
いたものより著しく赤錆が発生しにくい。またジ
ンクリツチ塗膜中に亜鉛―マグネシウム合金粉末
を添加したものは耐パウダリング性および防食性
に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗装鋼板の模式断面図、第２
図はZn―Mg合金のMg量と硬度との関係を示す
グラフである。 １…めつき層、２…鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛め
つき鋼板、３…クロメート系皮膜、４…亜鉛粉
末、５…亜鉛―マグネシウム合金粉末、６…ジン
クリツチ塗膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄―亜鉛合金化溶融亜鉛めつき鋼板上にクロ
   メート系皮膜を介して亜鉛粉末と亜鉛―マグネシ
   ウム合金粉末とを60重量％以上含有するジンクリ
   ツチ塗膜が形成されていることを特徴とする防食
   性の優れた溶接性塗装鋼板。 ２ 亜鉛粉末／亜鉛―マグネシウム合金粉末の比
   が50／50〜98／２で、塗膜中の両者の合計含有量
   が60〜91重量％であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の防食性の優れた溶接性塗装
   鋼板。