JPH03197131A - ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の製造方法 - 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〉 本発明は耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性、耐
指紋性および溶接性に優れ、更に耐テンシジンパッド性
も合わせもった、家電、建材製品などに使用されるＺｎ
またはＺｎ系合金めっき鋼板の製造方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 家電や建材製品に使用されるＺｎまたはＺｎ系合金めっ
き鋼板は、無塗装または塗装されて使用されるが、それ
までに種々の工程を通り、しかもその間にはかなりの長
期間にわたって無塗装の状態でおかれる。そのため、そ
の間に錆が発生したり、めっき鋼板表面に種々の物質が
吸着、付着したりして塗料の密着性が悪くなるなどの問
題がある。

従って一般に、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板が需要
家で使用されるまでの一次防錆として、クロメート処理
が施される。しかし、このクロメート処理の耐食性は、
−ＩＮ的に塩水噴霧試験で２４〜４８時間程度であり、
また、特殊クロメートとして、シリカゾルを添加した塗
布型クロメートでも塩水噴霧試験で１００〜２００時間
の耐食性しか得られないものであり、長期にわたって過
酷な腐食環境下で使用される製品では不十分な耐食性で
ある。

このような過酷な腐食環境下で使用される場合には、ク
ロメート処理の代わりにリン酸塩処理を施したのち、２
０ｎ程度の塗装を施し、腐食を防止する方法があるが、
このような厚塗り塗装を施した場合には、プレスなどの
加工で塗膜の剥離や亀裂を生じ、その部分で局部的な耐
食性の低下を生じる。

また、塗装板では、スポット溶接などの溶接が不可能に
なり、溶接部はあらかじめ塗膜の除去が必要になる。さ
らに、塗膜を厚くするほど塗料のコストアップになるな
どの問題もあり、塗料を用いることなく優れた耐食性を
有するＺｎ系めっき鋼板の開発が望まれている。

また、従来のＺｎ系めっき鋼板を用いて需要家で種々の
工程を経て製品を製造する場合、作業者のハンドリング
などによってめっき鋼板の表面に指紋などの汚れが付着
し、商品価値を著しく低下させるおそれがあり、ハンド
リング時に指紋等の汚れのつきにくいＺｎまたはＺｎ系
合金めっき鋼板の開発が望まれている。

さらに、最終製品とする工程で必ず脱脂処理が行われる
。脱脂処理は、有機溶剤脱脂、アルカリ脱脂が一般に行
われる。従って、耐溶剤性、耐アルカリ性の優れたＺｎ
系めっき鋼板の要求が高い。

このような目的に対し、従来技術として、（イ）特開昭
５７−１８５９８７号公報、（ロ）特開昭５８−１００
６８５号公報、（ハ）特開昭５８−１５３７８５号公報
、（ニ）特開昭５８−１７７４７６号公報、（ホ）特開
昭５９−１８９９７５号公報、（へ）特開昭５９−１４
００５０号公報、（ト）特開昭６０−５０１７９号公報
、（チ）特開昭６２−５０４８０号公報、等がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来技術には、次のような問題があ
る。

（イ）特開昭５７−１８５９８７号公報は、クロメート
皮膜上にポリアクリル酸とＣｒｙｓの混合物を塗布する
だけで、耐食性が塩水噴霧試験で１５０時間程度で耐食
性が不十分である。

（ロ）特開昭５８−１００６８５号公報、（ハ）特開昭
５８−１５３７８５号公報、（ニ）特開昭５８−１７７
４７６号公報、（ホ）特開昭５９−１８９９７５号公報
は、カルボキシル化ポリエチレン樹脂を使用する点で本
発明に近いものであるが、これらの処理は最終工程での
乾燥が１３０℃以上の板温まで加熱する必要があり、め
っきラインでのオンライン処理が不可能である。

処理する場合には、塗装ラインで行う必要があり処理コ
ストが高くなる欠点がある。

（へ）特開昭５９−１４００５０号公報、（ト）特開昭
６０−５０１７９号公報は、最終乾燥温度が１００℃以
下で可能な点では、優れた方法であるが、両者共に耐食
性が悪く、有機溶剤脱脂工程で皮膜が溶解または膨潤し
て耐食性の低下または仮同士の接着を生じるために、製
品製造工程の制約がある欠点を有している。

また、（チ）特開昭６２−５０４８０号公報は、耐食性
、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性、耐指紋性、溶接性
も優れているが、鋼板スリット時に、鋼板の激しい振動
（バクツキ）を防止する目的で用いられるフェルト製の
押さえパッド（テンションパッド）との摩擦で、樹脂被
膜が剥離するという問題がある。

樹脂処理鋼板は一般にクロメート鋼板と比較して、薄膜
といえどもＩｎ程度の有機樹脂被膜を表面に有するため
、スリット時のテンションパッドで剥離を起こし昌く、
パッドを汚し昌いのである。

テンションパッドに汚れが堆積すると、鋼板表面への樹
脂汚れの転写、甚だしい場合には、鋼板表面のスリキズ
となることがある。またこのような事を防止するために
は、パッドの交換を頻繁に行うことが必要であり、不経
済である。

本発明の目的は、このような従来のＺｎまたはＺｎ系合
金めっき鋼板の欠点を改良し、耐食性、塗装性、耐溶剤
性、耐アルカリ性、耐指紋性、溶接性に優れ、更に耐テ
ンシッンパッド性も合わせもった、家電、建材製品など
に使用される７、ｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 従来技術は前記の通り、耐食性の優れているもの、乾燥
温度の低いもの、耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、耐
指紋性、溶接性等の性能を有するものがあるが、耐テン
ションパッド性をも含めて、これらの性能をバランス良
く、合わせもったものは無い、なお、樹脂処理鋼板は一
般にクロメート鋼板と比較して、耐テンションパッド性
が劣る。

本発明者等は、適正シリカ配合量を鋭意検討した結果、
耐テンションパッド性に優れ、かつ、耐溶剤性、耐アル
カリ性、耐食性、塗装性などのバランスのとれた薄膜樹
脂処理鋼板の製造が可能であることを見出し本発明に至
った。

すなわち、本発明は、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
の表面に、クロム付着量が５〜２００■／　ｏｆである
クロメート皮膜を形成し、その上にカルボキシル基を３
〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフィン系
水溶性または水分散性樹脂の固形分１００重量部に対し
、液体エポキシ樹脂５〜５０重量部およびコロイダルシ
リカを固形分で１〜１０重量部の範囲に含む組成の水性
液を塗布し、板温６０゛Ｃ以上になるように乾燥して皮
膜を形成し、その付着量が０．３〜３ｇ／％となるよう
処理することを特徴とするＺｎまたはＺｎ系合金めっき
鋼板の製造方法である。

〈作　用〉 以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明で対象とする、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
とは、電気Ｚｎめっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき
鋼板、電気Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき鋼板、電気Ｚｎ　−Ｃ
ｏ　−Ｍｏ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融
５％／Ｖ　−Ｚｎめっき鋼板、５５％Ａｌ−Ｚｎめっき
鋼板等が挙げられるが、これらに限定されない。

また、クロメート処理も通常の処理方法でよく、無水ク
ロム酸、クロム酸塩、重クロム酸等を主剤とした水溶液
中での浸漬クロメート処理、電解クロメート処理および
これらの溶液にコロイダルシリカ等を混合した液を塗布
する塗布型クロメート処理等で、めっき層上にクロム水
和酸化物を主体とする皮膜を形成するものである。

そのクロム付着量は５〜２００■／イ程度が適当であり
、５■／ｄ未満では十分な耐食性が得られない、また２
００■／ポを超えるとクロム付着量の割りに耐食性の向
上効果が少なく処理液の老化が激しくなり、表面外観も
悪くなる。

クロメート処理面に塗布する上塗り皮膜はカルボキシル
基を３〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフ
ィン系の水溶性または水分散性樹脂・ の固形分１００重量部に対し、液体エポキシ樹脂を５〜
５０重量部およびコロイダルシリカを固形分で１−１０
重量部の範囲に含む組成の水性液を塗布し、板温６０℃
以上になるように乾燥して皮膜を形成させる。その付着
量は０．３〜３　ｇ／ｒｒｆとなるように処理する。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂のカルボキシル化率
が３モル％より低いと、ポリオレフィン樹脂の乳化重合
ができな−い上に、液体エポキシ樹脂の乳化が不可能と
なり、かつ皮膜密着性が悪くなる。２０モル％を超える
カルボキシル基の導入は、水溶性が高くなり、乾燥後の
皮膜の水透過性が高くなり耐食性が低下する。

次に液体エポキシ樹脂を５〜５０重量部添加混合する理
由を記す、５重量部未満では、板温１００℃以下の乾燥
温度では皮膜が乾燥せず表面にベトッキが残る。また皮
膜の架橋が不十分なために耐食性、耐溶剤性が悪くなる
。５０重量部を超えるとやはり皮膜の乾燥性が悪（、低
温乾燥では耐食性、耐溶剤性が悪く、乾燥温度を高くし
、架橋を十分に行うと、皮膜硬度が高（なり、加工時に
皮膜に亀裂が生じ耐食性が著しく低下する。

次に、コロイダルシリカをｉ　−ｉｏ重量部の範囲に添
加混合する理由は、１重量部未満では、耐指紋性が不十
分でありかつ耐食性も悪くなり、また、１０重量部を超
えると耐テンションパッド性が著しく悪くなるからであ
る。

なお、一般にシリカ配合量が少なくなれば、耐食性が低
下することが知られているが、この配合量でクロメート
鋼板等と比較して、耐食性能の低下はなく、また耐指紋
性の低下もない。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂としては、水分散性
または、水溶性のカルボキシル化ポリエチレン、カルボ
キシル化ポリプロピレン、カルボキシル化ポリブチレン
等が挙げられる。

液体エポキシ樹脂としては、商品名（シェル化学■）で
エピコート８１２、エピコート８１５、エピコート８１
９、エピコート８２７、エピコート８２８、エピコート
８３２、エピコート８３４、エピコート８７１、エピコ
ート８７２等が使用でき、これらと同等品であれば使用
できる。

コロイダルシリカとしては、例えば日産化学■製スノー
テックス−０、スノーテックス−Ｎ、スノーテックス−
２０，スノーテックス−３０、スノーテックスＵＰ等が
使用できる。

皮膜付着量を０．３〜３−ｇ／ｎｒと規定した理由は、
０．３ｇ／ｒｒｒ未満では、Ｚｎ結晶の凹凸を埋めきれ
ず、耐食性、耐指紋性の向上効果が小さく、また、３ｇ
／ｎｆを超えると耐食性の向上は大きいが、溶接性が悪
くなり、かつ経済的でないからである。

〈実施例〉 次に、実施例および比較例をあげて本発明を具体的に説
明する。

下記の供試材を用い、クロメート処理および樹脂皮膜処
理を下記のようにして行った。

■　供試材（めっき板の種類） Ａ：電気Ｚｎめっき鋼板 Ｚｎｎ付着量２０ノ／ ボ　　　　　厚　　　０゜８鴎 Ｂ：電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板 めっき付着量　２０　ｇ　／　ｒｒｆ 板　　　　　厚　　　０．８閤 Ｎｉ含有量　１２％ Ｃ：溶融Ｚｎめっき鋼板 Ｚｎ付着１６０ｇ／ｎｆ 板　　　　　厚　　　０．８＋ｍ ■　クロメート処理 前記供試材にＣｒｙｓ　２０ｇ　／　ｌ　、　Ｎａｇ　
ｋｌ　Ｆ＆　４　ｇ／ｌからなるクロメート処理液をス
プレー処理した後フラットゴムロールで絞り、熱風乾燥
した。

■　樹脂皮膜処理 表１に示す処理液組成、被膜付着量（乾燥重量）、乾燥
温度で処理した。

実験結果を表２に示す。

なお、性能試験方法および評価方法は次の通りである。

■　耐食性 塩水噴霧試験（Ｊ　Ｉ　Ｓ　　Ｚ−２３７１）による白
錆発生時間で表した。

■　塗装性 アクリル系塗料（関西ペイント■製アミラック４１００
０）　、塗膜厚３０μ、乾燥１５０℃×２０分。

■　塗膜密着性 １ｍ角の升目を１００個カッターナイフで鋼板素地に達
する切り込みを入れた後、エリクセン試験機で７震押出
し、この凸部をテープ剥離し、塗膜の残り個数で評価し
た。

＠　塗装後の耐食性 塗膜にカッターナイフで鋼板素地に達するまでのクロス
カットを入れて、塩水噴霧試験を行い、クロスカット部
の塗膜ふくれの程度で評価した。試験時間は５００１１
ｒであった。

Ｏ塗膜ふくれ幅　１．５ｍ＋＊以内 Ｏ塗膜ふくれ幅　１．６〜２．５− 八　塗膜ふ（れ幅　２．６〜３．５鯛 ×ｐ！！膜ふ（れ輻　３．６ｍ以上 ■　耐溶剤性 アセトンをしみこませた脱脂綿でラビングテストを行っ
た。

Ｏ変化なし ×　溶　　解− ■　耐アルカリ性 ３％Ｎａ０Ｉｌ溶液を６０℃に加温し、この液中に３分
間浸漬後水洗乾燥し、処理前後の被膜量から残存量を算
出した。

被膜量は、Ｘ線マイクロアナライザーでＣカウントで測
定した。

■　耐指紋性 ゴム栓に人工汁液（ＮａＣＺ、乳酸、尿素、ラノリン含
有液）を湿潤させ、め９き表面に強くスタンプし、人工
汗液のスタンプ跡の付着残存程度を下記のランクに分け
て評価した。

Ｏスタンプの跡が全く残らない ○　スタンプの跡がごく軽度に残る Δ　スタンプの跡が軽度に残る ×　スタンプの跡がはっきり残る ■　溶接性 連続スポット溶接条件 溶接電流　　　　　　　　　　９５００　Ａ加圧力　　
　　　　　２５０ｋｇ 電　　極　　Ｃｒ−ＣｕＣＦ型　６１ＩＩｌφ溶接時間
　　　　　　　　　　　８１１ｚ上記条件で連続打点数
を測定した。

連続打点数：ｌ対の電極で正常なナゲツト形成ができな
くなり、鋼板と電極が溶 着するまでの溶接回数。

■　耐テンションパッド性 評価方法は次の通りである。

試験片の両面にフェルトを１００ｋｇ／ｃｄの加圧状態
にして、５０ｍ／ｗｉｎの速さで試験片を引張る。そし
て試験片の外観を目視で評価する。

◎　外観に全く変化無し Ｏ皮膜が若干損傷を受ける（バッド 面に対して１０〜２０％） ×　皮膜が大幅に損傷を受ける ド面に対して３０％以上） （バッ 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の方法によれば、耐食性、
塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性、耐指紋性および溶接
性に優れ、更に耐テンションパッド性も合わせもった、
家電、建材製品などに使用されるＺｎまたはＺｎ系合金
めっき鋼板をめっきラインの大幅な設備改造をしなくて
も容品に製造できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロム付
   着量が５〜２００ｍｇ／ｍ＾２であるクロメート皮膜を
   形成し、その上にカルボキシル基を３〜２０モル％含有
   するカルボキシル化ポリオレフィン系水溶性または水分
   散性樹脂の固形分１００重量部に対し、液体エポキシ樹
   脂５〜５０重量部およびコロイダルシリカを固形分で１
   〜１０重量部の範囲に含む組成の水性液を塗布し、板温
   ６０℃以上になるように乾燥して皮膜を形成し、その付
   着量が０．３〜３ｇ／ｍ＾２となるよう処理することを
   特徴とするＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の製造方法
   。