JPH0216045A

JPH0216045A - 電着塗装性に優れた高耐食性塗装鋼板

Info

Publication number: JPH0216045A
Application number: JP63166479A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Hanabatake; 花畑　浩喜; Hideo Kawaguchi; 英夫川口
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1990-01-19

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〉この発明は、自動車用＠仮等の如き、電着塗装が施され
、しかも優れた耐食性が必要とされる用途に好適な高耐
食性塗装鋼板に関するものである。

〈従来技術とその課題〉近年、自動車用素材として耐食性に優れた鋼板が強く要
望されるようになり、亜鉛系メッキ鋼板の適用が増大し
ている。しかしながら、北米、カナダ等のように道路凍
結対策の故に腐食環境が極めて厳しくなってきている地
域においては、上述のような亜鉛系メッキ鋼板の適用を
試みた場合でもメッキ目付量を多くしなければ十分な耐
食性を得ることができないことが指摘されている。とこ
ろが、メッキ目付量を増やすと、その分だけ加工時のメ
ッキ剥離、所謂“パウダリングが生じ易くなるとの問題
があり、適切な対処策とは言えないものであった。

そこで、このような問題に対処すべく、メッキ鋼板にク
ロメート処理と防錆塗装を施した“金属有機複合被覆鋼
板”が生み出された。

まず、初期においては特公昭４５−２４２３０号や特公
昭４７−６８８２号にみられる如きジンクリッチ系塗膜
を施した防錆鋼板が開発された。

しかし、これによって鋼板の耐食性は向上したものの、
この鋼板には塗膜中に含まれるＺｎ末が加工時に剥離す
ると言う問題があり、耐パウダリング性を改善するには
至らなかった。

また、その後、亜鉛系メッキ鋼板上にクロメート皮膜と
有機複合シリケート皮膜との２層を施して成る複合被覆
鋼板が提案された（特開昭５７１０８２１２号、特開昭
５８−２２４１７４号）。

この複合被覆鋼板は優れた耐食性と耐パウダリング性を
示すものではあった。ところが、実際の使用を通じ、該
複合被覆鋼板は自動車用鋼板等として欠かせない塗装密
着性がそれほど十分でないことが指摘されることとなっ
た。

そのため、上記複合被覆鋼板の塗装密着性を改善すべく
、有機複合シリケート溶液の５ｉＯｚ／樹脂の割合及び
樹脂中のエポキシ樹脂の割合を規定し、かつ溶液処理後
の加熱温度を高めに設定するとの手段も提案されたが（
特開昭６０−１７４８７９号）、本発明者等の検討結果
によると、該鋼板は電着塗装外観に問題があり、商品外
観に対する要求も一段と厳しさを増しつつある状況下で
の塗装用鋼板としては十分に満足できるものではないと
の結論に至った。

このようなことから、本発明が主目的とするのは、高耐
食性や、良好な耐パウダリング性並びに塗装密着性を兼
備する金属有機複合被覆鋼板の長所をそのまま生かし、
これに加えて優れた電着塗装外観をも安定して呈し得る
鋼板を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉本発明者等は、前記目的を達成すべく、様々な実験・検
討を繰り返しながら研究を重ねた結果、「亜鉛系メッキ
鋼板上に調整された付着量のクロメート処理皮膜を設け
、更にその上に特定割合でフェノール樹脂を含むエポキ
シ樹脂系有機複合シリカケート被覆層とを組み合わせる
と、該鋼板の耐食性が飛躍的に改善される上、前記有機
複合シリカケート被覆層中のＳｉ０ｇ量を特定の範囲に
調整すると、その耐食性を損なうことなく電着外観が著
しく改善される」との知見が得られた。

本発明は上記知見等に基づいてなされたものであり、「塗装用鋼板を、亜鉛系メッキ鋼板上に金属クロムとし
ての付着量が１０〜２００■７Ｍのクロメート処理皮膜
層と、５ｉＯｚ　　：　１５〜４０重量％並びにフェノ
ール樹脂：３〜３０重景％重量むと共に残部がエポキシ
樹脂及び不可避的不純物からなる有機複合シリケート被
覆層とをこの順序で設けた構成とすることにより、優れ
た耐食性、耐パウダリング性、塗装密着性を有すること
は勿論、この種鋼板には見られなかった優れた電着塗装
性をも兼備せしめた点」を特徴とするものである。

続いて、本発明に係る塗装用鋼板を、その製造方法や各
部構成による作用にも触れながらより詳細に説明する。

〈作用〉まず、基体となる亜鉛系メッキ鋼板は純亜鉛メッキ鋼板
でも亜鉛合金のめっき鋼板でも良く、その種類が格別に
制限されるものではない。即ち、亜鉛メッキ鋼板、Ｚｎ
−Ｆｅ合金メッキ鋼板、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ鋼板＋　
Ｚｎ　　Ｍｎ合金メッキ鋼板、Ｚｎ−Ｍｎ合金メッキ鋼
板、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ合金メッキ鋼板、更にはこれらの
メッキ成分にＮｉ、　Ｆｅ＋　Ｍｎ、　Ｍｏ、　Ｃｏ。

Ａｊ！、Ｃｒ等の１種又は２種以上を添加したメッキ鋼
板、また上記メッキ層の１種以上を複層設けた複合メッ
キ鋼板等の何れを適用しても良い。そして、該素材メッ
キ鋼板を得るためのメッキ手段も格別に限定されるもの
ではなく、電解法、溶融法、気相法等何れの方法によっ
ても差し支えない。

本発明に係る塗装用鋼板の製造に当っては、上記亜鉛系
メッキ鋼板上にクロメート処理が施される。この場合の
クロメート処理法も格別に限定されるものではなく、公
知の方法を任意に選択・適用すれば良いが、形成させる
クロメート皮膜は、金属クロムとして１０〜２００■／
ｍ”、好ましくは３０〜１００■／ｍ”の範囲で付着さ
せるべきである。なぜなら、クロム付着量が１０■／　
ｍ　”未満では十分な耐食性が得られず、一方、２００
■／ｍ”を超えるとクロメート皮膜の剥離が生じたり、
溶接性の劣化を招いたりして不適当だからである。

なお、クロメート処理法時の乾燥温度は１００〜２００
℃、好ましくは１１０〜１８０°Ｃが良く、１００℃未
満では乾燥が不十分であり、２００℃を超えると皮膜に
クラックが生じて耐食性が劣化することが懸念される。

特に、片面塗装の場合には裏面側にテンパーカラーと呼
ばれる着色が生じて塗装ムラの原因となるので、高い温
度での乾燥は慎まなければならない。

クロメート処理後、クロメート皮膜が形成された亜鉛系
メッキ鋼板には有機複合シリケート溶液が塗布され、ク
ロメート皮膜上に有機複合シリケト被覆層が形成される
。

有機複合シリケート溶液に用いる樹脂としてはエポキシ
樹脂が選ばれる。なぜなら、これ以外のポリエステル樹
脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ヒドロ
キシエチルセルロース樹脂アルキッド樹脂等ではエポキ
シ樹脂に比べて耐食性の点で劣るからである。

ただ、エポキシ樹脂を適用した場合の耐食性はフェノー
ル樹脂の添加によって飛躍的に向上することが判明した
。従って、本発明での有機複合シリケート被覆層はフェ
ノール樹脂をも構成成分としなければならない。この場
合、有機複合シリケト被覆層のフェノール樹脂含有量は
３〜３０％が適当であり、３％未満では添加効果が殆ん
ど無く、一方、３０％を超えて含有させてもそれ以上の
耐食性向上効果は得られない。

また、この場合、良好な電着塗装外観が得られる塗装用
鋼板を得るためには、有機複合シリケート被覆層中のＳ
ｉＯ□含有量を１５〜４０％に調整することも極めて重
要である。

なぜなら、第１図に示されるように、電着塗装外観はそ
の電着膜厚に大きく依存する。そして、電着膜厚が２２
μｍを超えると電着膜が急激に悪化すると共に、“ガス
ピン”と呼ばれるくぼみが多数発生する。このようなこ
とから、優れた塗装外観を確保するには電着塗装の膜厚
が２２Ｊｒｒｒ１以下となるような平文てを講じる必要
がある。ところで、電着膜厚は第２図で示される如くに
塗膜中の５ｉｎｚ量の影響を受け、５ｉＯｚ量の増加と
共に減少していく。そして、有機複合シリケート皮膜中
のＳｉＯ□量が１５％未満では２２μｍを超える厚みの
電着膜が形成されるようになり、電着外観の劣化を招く
。

一方、４０％を超えてＳｉｎｇが含まれると、逆に電着
膜厚が不足するため塗装後耐食性が劣化する。

従って、有機複合シリケート皮膜中の５ｉｏｚ量を１５
〜４０％と限定した。

なお、形成する有機複合シリケート皮膜の膜厚は０　、
２〜３　、０　ａｍ　、より好ましくは０．４〜２．０
Ｉｒｍに調整するのが望ましい。その理由は、該膜厚が
０．２μｍ未満ではクロメート皮膜を覆い切れずにＣｒ
の溶出が生じたり耐食性の劣化を招くことが懸念され、
一方、３，０μｍを超える膜厚になると溶接性の劣化が
心配されることにある。

ところで、有機複合シリケート被覆層の形成手段は格別
に問われるものではなく、塗布、吹付け。

浸漬等の何れによってもよいが、皮膜の焼付温度が低温
に過ぎると樹脂の硬化が不十分でプロソキング不良を起
こす恐れがあり、また高い温度になり過ぎると塗膜にク
ラックが生して耐食性劣化を招く懸念があることから、
該焼付温度は１００〜２００℃（より望ましくは１２０
℃〜１８０℃）に調整するのが望ましい。特に、被覆層
を片面に形成する場合には、焼付温度が高いと裏面にテ
ンパカラーと呼ばれる着色が生じて塗装ムラの原因とな
るので注意を要する。

続いて、この発明を実施例により具体的に説明する。

〈実施例〉まず、第１表に示される種類の亜鉛系メッキ鋼板を用意
し、これに同じく第１表で示す条件のクロメート処理と
有機複合シリケート皮膜形成処理とをこの順序で施した
。

なお、クロメート処理は通常の手法通りに実施され、有
機複合シリケート皮膜形成処理は、皮膜成分組成と同様
組成の溶液を塗布した後乾燥させる方法で実施された。

次いで、このようにして得られた処理鋼板につき、その
ままの耐食性（被覆鋼板の耐食性）、電着塗装を施した
際の外観、電着塗装後の耐食性、溶接性、並びに塗膜（
クロメート皮膜＋有機複合シリケート皮膜）性能を調査
し、前記素材亜鉛系メッキ鋼板の耐食性測定結果と共に
第１表に併記した。

ここで、被覆鋼板の耐食性は、塩水噴霧（５％ＮａＣ１水溶液、３５℃）＝６時間↓ 湿潤（９５％ＲＨ≦、４０℃）：３時間↓ 乾燥（５０℃）：３時間のサイクルテストを行い、１５０サイクル後に判定した
結果である。

電着外観は、電着塗料としてパワートップＵ−１００（
日本ペイント（）助命品名）を使用して電着塗装を行い
、その外観検査を実施して評価した。

塗装後耐食性は、電着塗装後の試験片にクロスカットを
入れ、塩水噴霧試験８００時間後の結果で判定した。

そして、溶接性については、チップ：ＷＲ型。

通電時間：ｌＯサイクル溶接電流：５ｏｏｏＡ。

加圧カニ１００ｋｇのスポット溶接を適用した際の連続打点性を調査して評
価した。

第１表に示される結果からも明らかなように、本発明で
規定する条件を満足する鋼板は何れも十分に満足できる
特性を有しているのに対して、有機複合シリケート皮膜
中のフェノール樹脂が不足しているもの（試験番号２５
）は被覆鋼板の耐食性が十分ではなく、該皮膜中のＳｉ
Ｏ□量が少ないもの（試験番号２６、試験番号２７．試
験番号３３）は電着膜厚が厚くなるために電着外観が不
良となり、該皮膜中のＳｉｎ、量が多過ぎるもの（試験
番号２８゜試験番号３４．試験番号３５）は電着膜厚が
不足して塗装後耐食性が十分なく、クロメート皮膜付着
量が不足しているもの（試験番号２９）は被覆鋼板の耐
食性が十分ではなく、クロメート皮膜付着量が多過ぎる
もの（試験番号３０）は溶接性が劣ることに加えて、加
工時に塗膜剥離が発生し、そして有機複合シリケート皮
膜基本成分がエポキシ樹脂以外のもの（試験番号３１．
試験番号３２）は被覆鋼板の耐食性に劣ることが分かる
。

〈効果の総括〉以上に説明した如く、本発明によれば、耐パウダリング
性、塗装密着性並びに電着外観に優れ、苛酷な腐食環境
で使用される自動車や電気機器類等の素材としても十分
に満足し得る高耐食性塗装用鋼板を提供することができ
るなど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。

第１図

【図面の簡単な説明】

第１図は、電着膜厚と電着塗装外観との関係を示したグ
ラフである。第２図は、有機複合シリケート皮膜中のＳｉＯ□量と電
着膜厚との関係を示すグラフである。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

亜鉛系メッキ鋼板上に、金属クロムとしての付着量が１
０〜２００ｍｇ／ｍ＾２のクロメート処理皮膜層と、Ｓ
ｉＯ＿２：１５〜４０重量％並びにフェノール樹脂：３
〜３０重量％を含むと共に残部がエポキシ樹脂及び不可
避的不純物で構成される有機複合シリケート被覆層とを
、この順序で設けて成ることを特徴とする、電着塗装性
に優れた高耐食性塗装鋼板。