JPH042672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野） 本発明は、アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板
の表面の被覆処理方法に関するものである。 （背景技術） アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板は、アルミ
ニウムが４〜75重量％、残りの大半が亜鉛、さら
にSi，Mg，Ce−Laなど第三成分が微量含有され
る合金によつてめつきされた鋼板である。現在製
品化されているものにおいては、アルミニウムを
４〜10重量％、残りの大半を亜鉛、及び微量の
Mg又はCe−Laを配合した合金をめつきした低ア
ルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板と、アルミニウ
ムを55重量％、亜鉛を43.4重量％、Siを1.6重量％
配合した合金をめつきした高アルミニウム−亜鉛
合金めつき鋼板との２種類がある。そして通常一
般に使用されている溶融亜鉛めつき鋼板に比べ
て、めつき層が同じ厚みの場合、耐食性において
低アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板は1.5〜２
倍、高アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板は３〜
６倍の優れた性質を有している。しかも高アルミ
ニウム−亜鉛合金めつき鋼板の場合には耐熱性や
熱反射性においても優れている。このようにアル
ミニウム−亜鉛合金めつき鋼板は優れた性質を有
するために、最近特に注目され、屋根材や壁材な
どの建材製品、ガードレール、防音壁、防雪柵、
排水溝など土木製品の材料、自動車、家電製品、
産業機器などの材料、さらには塗装鋼板の基板な
どとして急速に普及しつつある。 しかしながらアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼
板においては、そのめつき層にはアルミニウムが
配合されているために溶融亜鉛めつき鋼板に比べ
て硬度が高くなる。そしてこのようにアルミニウ
ム−亜鉛合金めつき鋼板はそのめつき層が硬いた
めに、これをロール成形やプレス成形を行つて加
工する際にアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板と
成形ロールやプレス金型との間の潤滑性が悪く
て、めつき層が破壊されたり、両し者間の摩擦熱
によつてめつき層が成形ロールやプレス金型に融
着する現象を生じたり、この結果アルミニウム−
亜鉛合金めつき鋼板から出る金属粉末が成形ロー
ルやプレス金型に付着することになり、成形品の
コーナー部分にこの金属粉末がたまつて焼付現象
を生じたり、傷やアブレージヨンなどの欠陥を生
じたりして外観変化が発生するおそれがある。 そこで従来はこのような問題を避けるために、
成形加工時にアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板
の表面に油やワツクスなどの潤滑油をスプレーや
ロールコートによつて塗布し、さらに成形ロール
やプレス金型に潤滑油を塗布し、アルミニウム−
亜鉛合金めつき鋼板と成形ロールやプレス金型と
の間の滑りをよくするようアルミニウム−亜鉛合
金めつき鋼板の表面に潤滑性を与えるようにして
いた。しかしながらこのようように潤滑油を使用
すると、アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板を例
えば屋根材などとして使用する場合には施工時に
作業者が潤滑油で足を滑らせる危険性があり、さ
らにアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板に成形加
工後塗装を施す場合には潤滑油をアルミニウム−
亜鉛合金めつき鋼板の表面から完全に除去しなけ
ればならないという手間が必要になるものであ
る。また、上記のように潤滑油を用いてアルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板の成形加工を行つた場
合、成形ロールやプレス金型には潤滑油を付着し
ているために、この後に表面塗装した鋼板をこの
成形ロールやプレス金型に通して成形加工を行う
と表面塗装した鋼板の塗装面に潤滑油が付着して
汚染されたり成形時に若干生じる金属粉末が潤滑
油によつて塗装面に付着したりすることになり、
従つてこのような汚染を防止するために成形ロー
ルやプレス金型を洗浄する手入れが必要になると
いう問題もある。さらに、保管時の湿気による錆
の発生防止のためにアルミニウム−亜鉛合金めつ
き鋼板のめつき表面には溶融亜鉛めつき鋼板の場
合と同様にクロメート処理を施すことが多い。錆
に対する抵抗力においてはアルミニウム−亜鉛合
金めつき鋼板のほうが溶融亜鉛めつき鋼板よりも
相当高いが、錆が発生した場合には溶融亜鉛めつ
き鋼板の白錆状変化と異なつて、アルミニウム−
亜鉛合金めつき鋼板には灰色から黒色の発色を呈
することになつて外観を著しく損ねるという問題
があるためにクロメート処理を行うが、この場合
にはさらに、潤滑油でアルミニウム−亜鉛合金め
つき鋼板を処理するときに潤滑油が水溶性潤滑油
であるとクロメートの溶出による汚染という問題
も生じる。 そこで、アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の
表面に、潤滑性がありかつ耐食性に優れさらに塗
料の塗装下地ともなる皮膜を形成することが望ま
れるところであるが、未だにこのような種々の特
性を有する皮膜を形成するための表面処理剤は提
供されていないものであつた。すなわち、表面処
理としては上述したようなクロメート処理やクロ
ムを使用しないタンニン酸系処理、フイキン酸系
処理、ポリリン酸系処理などのノンクロメート処
理が従来より行われているが、クロメート処理の
うち反応型クロメートは製造工程中の水洗工程で
クロムが溶出するためにクロム廃液の処理が必要
になると共に、塗布乾燥型クロメート処理は最終
需要家での脱脂工程でクロム溶出が起こり、この
ものもクロム廃液の処理が必要になる。この意味
においてはノンクロメート処理のほうが望ましい
が、ノンクロメート処理では耐食性が劣り、コス
トの点でも問題がある。またアルミニウム−亜鉛
合金めつき鋼板はめつき層が硬いためにクロメー
ト処理によるクロメート皮膜のみでは成形加工時
の潤滑効果はなく、従つて潤滑油の併用が必要と
なる。このようにアルミニウム−亜鉛合金めつき
鋼板の表面に、潤滑性がありかつ耐食性に優れさ
らに塗料の塗装下地ともなる皮膜を形成できるよ
うな表面処理剤はなく、その提供が望まれるとこ
ろであつた。 （発明の目的） 本発明は上記の点に鑑みてなされたものであつ
て、潤滑油を用いるような必要なくロール成形や
プレス成形などの成形時における潤滑性が良好
で、耐食性にも優れ、しかも成形後に塗装する場
合においても皮膜を除去する必要なく直接塗装を
施すことができるアルミニウム−亜鉛合金めつき
鋼板の表面処理法を提供することを目的とするも
のである。 （発明の開示） しかして本発明に係るアルミニウム−亜鉛合金
めつき鋼板の表面処理法は、アルミニウム−亜鉛
合金めつき鋼板の表面に、酸価が10〜200の水分
散性あるいは水溶性の樹脂にこの樹脂の固型分に
対して重量比で１／500〜１／10の６価クロムを
配合すると共にPHを３〜10に調整した樹脂組成物
を、0.3〜５ｇ／m²の乾燥重量の皮膜量で塗布す
ることを特徴とするものであり、以下本発明を詳
細に説明する。 本発明におけるアルミニウム−亜鉛合金めつき
鋼板の被覆処理樹脂皮膜は、酸価が10〜200の水
分散性あるいは水溶性の樹脂にこの樹脂の固型分
に対して重量比で１／500〜１／10の６価クロム
化合物が配合されPHを３〜10である樹脂組成物に
よつて形成されるものであるが、ここで用いる水
分散性あるいは水溶性樹脂としては、ポリ酢酸ビ
ニルエマルジヨン、酢酸ビニル−アクリル酸エス
テルエマルジヨン、酢酸ビニル−エチレンエマル
ジヨン、アクリル酸エステルコポリマーエマルジ
ヨン、アクリル酸−スチレンコポリマーエマルジ
ヨン、塩化ビニリデンコポリマー、塩化ビニルコ
ポリマー、ポリエチレンエマルジヨン、エポキシ
樹脂エマルジヨン、ブタジエン−スチレンラテツ
クス、ブタジエン−アクリロニトリルラテツクス
などの樹脂に、アクリル酸、メタクリル酸及びマ
レイン酸などのカルボキシル基を含有するモノマ
ーを導入して、酸価を10〜200とした水分散性な
いしは水溶性の樹脂を用いることができる。ここ
で、上記樹脂の酸価が10未満のときは、塗料塗膜
との密着性が低下することになるため、アルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板に成形加工を施したの
ち塗装を行う際に表面処理樹脂皮膜が塗装下地皮
膜として作用して直接塗装を施すことが可能にな
る、いわゆるダイレクトペイント性が低下するこ
とになる。また酸価が200を超えると樹脂皮膜の
耐水性が低下し、透水性が増して目的とする耐食
性が得られないことになる。 また、６価クロムを配合するための化合物とし
ては、無水クロム酸、重クロム酸アンモニウム、
重クロム酸カリウム、重クロム酸ナトリウム、ク
ロム酸アンモニウム、クロム酸カリウム、クロム
酸ナトリウムなどを用いることができるが、造膜
時に揮散しやすいアンモニウム塩又は不揮発生ア
ルカリ成分を含まない無水クロム酸を用いること
が望ましい。これら６価クロムの化合物の１種ま
たは複数種を上記した水分散性又は水溶性の樹脂
に添加配合するが、添加量は樹脂固型分に対して
６価クロムが重量比で１／500〜１／10、すなわ
ち樹脂固型分100重量部に対して0.2重量部〜10重
量部の範囲で配合されるように設定する必要があ
る。６価クロムの配合量が樹脂固型分の１／500
未満では耐食性が得られないと共に耐黒変性が得
られないことになり、また逆に１／10を超えて配
合されると樹脂分がゲル化することになるため、
アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の被覆処理を
行うための処理液として安定なものを得ることが
できなくなる。 上記のようにして水分散性又は水溶性の樹脂に
６価クロム化合物を配合して得られる処理液は、
PHが３〜10に好ましくはPHが４〜８の範囲に調整
される。処理液のPHが３未満又は10を超えると、
アルミニウム−亜鉛合金めつきにおける亜鉛及び
アルミニウムは両性金属であるため、この処理液
内に溶融して処理液により形成される樹脂皮膜内
に混入し、この結果樹脂皮膜の可撓性が低下して
目的とする潤滑性が得られないことになる。処理
液のPHを上記した範囲に調整するためには、通常
アルカリが使用されるが、アルカリとして用いて
好ましいものとしては、アンモニア及びモノエチ
ルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンな
どのアミン類、あるいはモノエタノールアミン、
ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなど
のアルカノールアミノ類など、揮散性のアルカリ
を挙げることができる。 上記のようにして調整された、水分散性あるい
は水溶性の樹脂に６価クロム化合物が配合されPH
調整された表面処理液である樹脂組成物を、アル
ミニウム−亜鉛合金めつき鋼板のめつき表面に塗
布して表面処理を施すようにするものであるが、
塗布にあたつては、アルミニウム−亜鉛合金めつ
き鋼板の表面の油脂、ほこりなどの汚れを除去し
たのちに、浸漬、スプレー、はけ塗り、ロールコ
ーター、エアーナイフ、静電塗布などの通常の塗
布手段を用いて行うことができる。そしてこのよ
うに塗布をおこなつたのちに、熱風乾燥装置や遠
赤外加熱装置、誘導加熱装置などを通して加熱す
ることにより、水分を蒸発させて乾燥造膜させ、
アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面に樹脂
皮膜を施すものである。この樹脂皮膜はアルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板の両面に施されるよう
にしても、片面のみに施されるようにしてもいず
れでもよい。ここで、樹脂皮膜の皮膜量として
は、ロール成形やプレス成形などの加工時におけ
る潤滑性を確保するために、乾燥重量で0.3〜5.0
ｇ／m²であることが要求され、特に溶接性や耐食
性、コストの面を考慮すれば１〜３ｇ／m²が望ま
しい。皮膜量が0.3ｇ／m²未満であればアルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面全面を完全に被
覆することが困難で目的とする耐食性が十分に得
られず、また5.0ｇ／m²を超えると溶接性が劣る
という問題が生じ、コスト的にも不利になる。こ
のようにアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板を上
記樹脂組成物で処理するにあたつては、実際の製
造工程においては、アルミニウム−亜鉛合金めつ
き鋼板の製造設備において鋼板をめつき溶融金属
槽でめつき処理して冷却したのち、調質圧延機や
テンシヨンレベラーなどの表面形状矯正装置でア
ルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の形状矯正を行
ない、このあとに樹脂組成物で表面処理を行うよ
うにし、乾燥造膜ののちに冷却してテンシヨンリ
ールによつて被覆処理したアルミニウム−亜鉛合
金めつき鋼板の巻取りを行なうようにするもので
ある。 しかして上記のようにして得られる被覆処理が
されたアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板は、表
面の樹脂被覆によつて潤滑性を有し、金属粉末が
生じたりするようなことが少なくロール成形やプ
レス成形などによる加工を行うことができるもの
である。またこの表面の樹脂皮膜は耐食性に優れ
ると共に、ダイレクトペイント性にも優れるもの
である。 次に本発明を実施例を挙げ具体的に例証する。 実施例 １ アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板として、板
厚が0.8mm、巾が914mm、めつき層の組成がAl＝55
重量％、Zn＝43.4重量％、Si＝1.6重量％で、め
つき付着量が片面90ｇ／m²のものを用いた。 一方、樹脂組成物として、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エチル、アクリル酸共重合物
（樹脂固型分40重量％、酸価40）500ｇ／、無水
クロム酸５ｇ／の混合物をアンモニア水でPH
6.5に調整することによつて調整したものを用い
た。 そして、上記アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼
板を脱脂処理したのちに、上記樹脂組成物をアル
ミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面にロールコ
ーターによつて、乾燥皮膜量が２ｇ／m²、クロム
付着量が25mg／m²となるように塗布した。この後
直ちに120℃で９秒間熱風乾燥して造膜させるこ
とにより樹脂皮膜で表面処理したアルミニウム−
亜鉛合金めつき鋼板を得た。このときの板温は60
℃であつた。これを冷却すことによつて試験板と
した。 実施例 ２ アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板として、板
厚が0.4mm、巾が190mm、めつき層の組成がAl＝55
重量％、Zn＝43.4重量％、Si＝1.6重量％で、め
つき付着量が片面80ｇ／m²のものを用いた。 その他は実施例１と同様な樹脂組成物による処
理を行つて試験板を得た。 比較例 １ 実施例２におけると同様なアルミニウム−亜鉛
合金めつき鋼板を用い、これに樹脂組成物による
処理を行うことなく脱脂処理のみをしたものを試
験板とした。 比較例 ２ 実施例２におけると同様な脱脂済みのアルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板に、クロム酸10ｇ／
、フツ化物１ｇ／の組成からなるクロメート
液を実施例１と同様にしてロールコーターで塗布
して乾燥し、これを試験板とした。この試験板の
クロム付着量を蛍光Ｘ線法で測定したところ、25
mg／m²であつた。 比較例 ３ 比較例２における同様なクロメート処理済みの
アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板に、エマルジ
ヨン系ワツクス（ジヨンソンNo.700、ジヨンソン
社製15倍に水で希釈）をスプレーによつて15ml／
m²の塗布量で塗布し、乾燥したものを試験板とし
た。 比較例 ４ 比較例２におけると同様なクロメート処理済み
のアルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板に、鉱油系
ワツクス（シンドール3411、ホートン社製）をス
プレーによつて15ml／m²の塗布量で塗布し、乾燥
したものを試験板とした。 比較例 ５ 鉱板として板厚が0.4mm、巾が190mmでめつき付
着量がJISで規格するZ25の溶融亜鉛めつき鉱板
（亜鉛鉄板）を用い、この表面を弱アルカリ脱脂
剤＜パーコークリーナー342（登録商標）、日本パ
ーカライジング社製＞にて60℃で20秒間スプレー
脱脂し、次いで10秒間スプレー水洗したのち熱風
乾燥して、これに比較例２におけると同様なクロ
メート処理を施すことにより試験板とした。 上記実施例１、２及び比較例１、２、３、４、
５で得た試験板について、ロール成形性、耐食
性、耐変色（耐黒変）性、ダイレクトペイント性
の各性能試験を行つた。 ロール成形性試験は、実施例１のものについて
は、長さ1500ｍの試験板をコイルから巻き外しつ
つ毎分50ｍのスピードで送り、第１図に示すよう
な断面形状の成形品１に山高h₁＝130mm、働き巾
h₂＝550mmの寸法でロール成形を行い、ロールへ
のメタルピツクアツプ状態及び成形品の外観を判
定した。またこのようにロール成形の試験を行つ
たのちに同じロールに白色塗装がされた亜鉛鉄板
１枚を通して同様に成形し、この亜鉛鉄板に転写
された汚れの状態を観察して判定した。また実施
例２および比較例１、２、３、４、５のものにつ
いては、長さ２ｍの試験板をそれぞれ250枚ずつ
毎分50ｍのスピードで送り、第２図に示すような
断面形状の成形品２にh₃＝44mm、h₄＝19mm、h₅＝
12mm、h₆＝91mm、h₇＝67mm、h₈＝12mmの寸法でロ
ール成形を行い、上記と同様に各判定を行つた。
ロール成形性における各判定基準を第１表に示
す。

【表】

【表】 また、耐食性試験は、JIS Ｚ 2371に基づき、
塩水の噴霧試験によつて行つた。さらに耐変色
（耐黒変）性試験は0.4×60×150mmの大きさに切
断した２枚の試験板を５℃の冷蔵庫内に１時間保
持し、これを取り出して結露を生じさせた後直ち
に、２枚の試験板の試験面を向かい合わせにして
片面ビニルコート紙で包装し、治具によつて70
Kg・ｆ／cm²の圧力が加わるようにセツトし、これ
を50℃、95％RHの湿潤試験器内に７日間入れ、
こののちに黒変の発生状態を目視にて判定した。
耐食性と耐変色（耐黒変）性についての判定基準
を第２表に示す。

【表】 またダイレクトペイント性（塗装性）は、試験
板にアミノアルキツド塗料（アミラツクNo.１、関
西ペイント社製）を乾燥塗膜厚20μｍで鉛筆硬度
2Hになるように塗装した後、ゴバン目試験によ
つて評価を行なうようにした。ゴバン目試験の試
験及び評価は、塗装された試験板に鋭利な刃物で
素地に達するように１mm間隔で縦横各11本の直交
する線を切り、100個のゴバン目を作り、その面
に粘着テープ（セロハンテープ）を圧着し、急激
に引きはがした後残存する塗膜の目数を測定する
ことにより行なつた。 上記ロール成形性、耐食性、耐黒変性、ダイレ
クトペイント性の試験結果を第３表に示す。

【表】 第３表の結果、実施例１、２のものは、ロール
成形性、耐食性、耐黒変性及びダイレクトペイン
ト性のいずれにも優れていることが確認される。 （発明の効果） 上述のように本発明は、酸価が10〜200の水分
散性あるいは水溶性の樹脂にこの樹脂の固型分に
対して重量比で１／500〜１／10の６価クロムを
配合されPHが３〜10である樹脂組成物によつて、
アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面に樹脂
皮膜が形成されるようにしてあるので、アルミニ
ウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面はこのPHが調整
された樹脂皮膜によつて潤滑化され、従来のよう
に潤滑油を用いるような必要なくロール成形やプ
レス成形を成形性良く行うことができるものであ
り、従つて潤滑油をアルミニウム−亜鉛合金めつ
き鋼板の表面やロール、金型から除去するような
作業が不要になるものである。しかも６価のクロ
ムの配合によつて上記樹脂皮膜によるアルミニウ
ム−亜鉛合金めつき鋼板の耐食性を向上させるこ
とができるものであり、また樹脂の酸価の調整に
よつて塗膜との密着性を得ることができ、成形後
に塗装する場合において樹脂皮膜を除去する必要
なく直接塗装を施すことができるダイレクトポイ
ント性を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はロール成形による成形品の
断面形状を示すものであり、１，２は成形品であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面
   に、酸価が10〜200の水分散性あるいは水溶性の
   樹脂にこの樹脂の固型分に対して重量比で１／
   500〜１／10の６価クロムを配合すると共にPHを
   ３〜10に調整した樹脂組成物を、0.3〜５ｇ／m²
   の乾燥重量の皮膜量で塗布することを特徴とする
   アルミニウム−亜鉛合金めつき鋼板の表面処理
   法。