JPH04289179A - 接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼板と樹脂・金属などの
シート状の材料とを接着させる際、接着下地として接着
性の良好な表面処理鋼板の製造方法に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車、家電、建材向けとして
、鋼板にシート状の樹脂を接着剤により張りつけた鋼板
（ラミネート鋼板）が多く用いられている。近年これら
の鋼板は高耐食性を要求されるため冷延鋼板ではなく亜
鉛系の表面処理鋼板が用いられる。特に表面平滑性に優
れた、入手しやすい電気亜鉛めっき鋼板が用いられる場
合が多い。

【０００３】一方、鋼板に金属などのシート状の材料を
接着させる例としては、制振鋼板、プリント基板用鋼板
等があるが、状況はラミネート鋼板と同様で、電気亜鉛
めっき鋼板が用いられる場合が多い。

【０００４】これら接着下地用として電気亜鉛めっき鋼
板を用いる場合、リン酸塩処理をおこなった鋼板（ボン
デ鋼板）（例えば特公昭５８−５７５１１号）か、クロ
メート処理をおこなった鋼板（クロメート鋼板）（例え
ば特開昭５０−１４５５０号）を使用する。

【０００５】しかしこれらの鋼板は、必ずしも十分な性
能ではない。即ち、ボンデ鋼板は表面にリン酸塩の結晶
を成形させるが、これは靭性に乏しく変形に弱いために
曲げ加工時に接着されたシートの剥離が生じる。

【０００６】クロメート皮膜は、付着量が少ないためボ
ンデ鋼板と異なり曲げ加工における接着性は良好である
。しかし、１００℃以上の高温多湿状態下においてはそ
の接着性は著しく劣化する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決した１００℃以上の高温下においても接着性が劣化
しない接着下地用表面処理鋼板の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従来の表面処理鋼板が接
着性に劣る原因は明確ではないが、本発明者らは、クロ
メート皮膜中の特にＨ２　Ｏが加熱接着時に脱水しガス
が発生すると同時に下地めっきの酸化・腐食を生じ、そ
のため接着力の低下や剥離が生じると推定している。そ
こで、下地めっきの活性度及びクロメート皮膜の乾燥条
件に着目して鋭意検討した結果本発明に至ったものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明は、鋼板もしくは亜鉛系
めっき鋼板表面に、Ｎｉ２＋および／またはＣｏ２＋を
総計で０．０５〜５ｇ／ｌ含有し、不純物としてＴｏｔ
ａｌ　　Ｆｅを２ｇ／ｌ以下、Ｐｂを２ｍｇ／ｌ以下に
制限したｐＨ１〜６の酸性亜鉛めっき浴中にて電流密度
３０〜２００Ａ／ｄｍ２　で電気亜鉛合金めっきを施し
、次いで、Ｃｒ６＋イオンを含有する処理浴中で陰極電
解処理し、Ｃｒ換算で０．５〜１２０ｍｇ／ｍ２のクロ
メート皮膜を形成させた後、雰囲気温度１２０℃以上で
到達板温１００〜３００℃の範囲にて乾燥することを特
徴とする接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法を提供
するものである。

【００１０】また本発明は、上記の方法によって得られ
た表面処理鋼板上に、水溶性、水分散性もしくは有機溶
剤系の有機高分子化合物を有機樹脂皮膜として乾燥重量
で０．２〜２．０ｇ／ｍ　２　付着させることを特徴と
する接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法を提供する
ものである。

【００１１】以下に本発明をさらに詳細に説明する。

【００１２】本発明によれば、鋼板もしくは亜鉛系めっ
き鋼板上に、まず電気亜鉛合金めっきを施し、次いでク
ロメート処理を施して塗料密着性に優れた表面処理鋼板
を製造する。さらに、このようにして得た、クロメート
処理亜鉛系めっき鋼板上に有機樹脂の皮膜を形成する。 以下にそれぞれの工程およびその限定理由について述べ
る。

【００１３】（１）電気亜鉛合金めっき処理本発明の電
気亜鉛合金めっき処理においては亜鉛合金めっき浴中の
微量成分の量をコントロールする事により酸化を受けに
くい電気亜鉛合金めっき表面をつくる。

【００１４】処理される鋼板は鋼板または亜鉛系めっき
鋼板であり、後者を使用する場合は、別ラインであらか
じめ亜鉛系めっきを施した鋼板を使用するか、あるいは
複数セルを有する電気めっきラインではじめの数セルで
亜鉛系めっきを行い、ひきつづき少なくとも最終セルで
上記合金めっきを行なうことができる。亜鉛系めっきに
は亜鉛めっきを含む。

【００１５】めっき浴中のＮｉ２＋および／またはＣｏ
２＋が総計で０．０５ｇ／ｌ未満であるとめっき表面が
活性で極めて酸化を受け易く、５ｇ／ｌを越えると黒変
し亜鉛めっき外観を損なうため、０．０５〜５ｇ／ｌと
限定する。

【００１６】Ｔｏｔａｌ　　ＦｅとはＦｅ２＋，Ｆｅ３
＋のイオンの総和である。めっき浴中では、Ｆｅ２＋は
Ｆｅ３＋に酸化されやすく、Ｆｅ２＋，Ｆｅ３＋を、そ
れぞれコントロールすることは、極めて困難であるため
、Ｔｏｔａｌ　　Ｆｅで管理することが現実的である。 またＦｅ２＋，Ｆｅ３＋はＦｅ３＋の方が影響は大きい
が、Ｆｅ２＋も影響しており、Ｔｏｔａｌ　　Ｆｅで管
理しても特に問題ない。Ｔｏｔａｌ　　Ｆｅが２ｇ／ｌ
を超えると亜鉛表面が一層酸化を受けやすくなる。

【００１７】下限は特に制限はないが、鉄は鋼板の溶解
により必然的にめっき浴中に含まれ、それを０にするこ
とは実際上は、極めて難しい。鉄イオンの除去について
はキレート樹脂など種々用いることができる。

【００１８】Ｐｂが２ｍｇ／ｌを超えると、やはり酸化
を受けやすくなる。これはＺｎとＰｂの電位差が大きく
微量であっても影響が大きい。下限は特に制限はないが
、ＰｂはＺｎの不純物として存在しており、０にするこ
とは実際上は極めて難しい。Ｐｂの除去についてはＢａ
ＣＯ３　を浴中に添加する方法などが一般的である。

【００１９】基本となる亜鉛合金めっき浴は硫酸浴、塩
化浴などいかなる浴でもよく、ｐＨ１〜６、電流密度は
３０〜２００Ａ／ｄｍ２　の範囲で外観のきれいな電気
亜鉛合金めっきであればよい。

【００２０】亜鉛めっき量としては、目付量が多ければ
それに比例して耐食性が向上するが、目付量が増すこと
によるコストの上昇等を加味すると、５〜６０ｇ／ｍ２
　が適当である。また、上記のように微量成分をコント
ロールした浴にてめっきするのは、めっき層全体であっ
てももちろんよいが、めっき層の最表層のみ０．５ｇ／
ｍ２　以上のめっきをおこなえば、目的とする品質が得
られる。

【００２１】めっき助剤として、ＫＣｌ，ＮＨ４　Ｃｌ
などを適量添加した方がよい。

【００２２】（２）クロメート処理 本発明においては、クロメート処理は、通常の電解型で
行なう。クロメート処理は、無水クロム酸、クロム酸塩
及び重クロム酸塩等（好ましくはＣｒ３＋／全Ｃｒ＜０
．５）を主剤とし、硫酸イオン、リン酸イオン、硝酸イ
オン、塩素イオン、ふっ素イオンあるいはふっ素化合物
またはケイ酸コロイド等を添加した水溶液中で陰極電解
処理を行い、上記Ｚｎ合金めっき上にクロム水和酸化物
を形成するものである。

【００２３】クロメート皮膜の付着量はＣｒ換算で０．
５〜１２０ｍｇ／ｍ２　に限定する。その理由は、０．
５ｍｇ／ｍ２　未満では湿潤試験後の二次密着性におい
て乏しく、１２０ｍｇ／ｍ２　を越えると皮膜中に含ま
れるＣｒ６＋が多くなり有機系の樹脂を接着、塗布する
際に樹脂の変質を生ずるためである。

【００２４】クロメート処理後の洗浄が必要な場合にお
いては水洗でよいが、洗浄を十分行うために湯洗の方が
より効果的である。

【００２５】クロメートの高温乾燥条件について雰囲気
温度として１２０℃以上に限定したのは以下の理由によ
る。１２０℃未満では乾燥板温に到達しにくく生産性に
かける。また乾燥板温は１００〜３００℃の範囲とする
のは乾燥板温が１００℃未満ではクロメート皮膜中に残
存するＨ２　Ｏが樹脂接着・塗布時にめっき層を腐食さ
せ、あるいは気泡を発生させるため密着性不良を起こす
原因となる。そして、３００℃を越えるとめっきの合金
化が始まりめっきがもろく密着性が低下する。

【００２６】（３）有機樹脂処理 さらに、上記クロメート皮膜上に水溶性、水分散性、溶
剤系の有機樹脂を塗布する。この場合の樹脂としては例
えばアルキッド樹脂、アミノアルキッド樹脂、アクリル
樹脂、エポキシエステル樹脂、ウレタン樹脂酸変性ポリ
エステル樹脂などの高分子化合物が挙げられる。この高
分子化合物中に耐食性向上を目的としてシリコン、チタ
ン、アルミニウム等のゾルを加えてもよい。

【００２７】樹脂付着量は０．２〜２．０ｇ／ｍ２　に
限定する。その理由として、樹脂が０．２ｇ／ｍ２　未
満では接着後の耐食性に劣る。また、２．０ｇ／ｍ２　
を越えると接着時のガス抜きが困難となるからである。 なお、これらを塗布する方法は一般的に用いられている
方法で良い。

【００２８】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２９】（実施例１）表１に示す条件で、電気亜鉛
合金めっき、電解クロメート処理を行ない、一部につい
てはその上に樹脂皮膜を形成し、これらについて接着性
試験を下記の方法で評価した。なお、樹脂皮膜を形成し
ていない鋼板についても同様にして行なった。

【００３０】（試験法１）表１に示すようにして得られ
た表面処理鋼板にポリエステル系接着剤を用い、塩ビシ
ートを接着して試験片を得た。これにカッターで素地鋼
板まで２ｍｍの碁盤目の切り込みを入れ、セロテープ剥
離して剥離程度により下記の４段階評価を行なった。 １　　セロテープの強制剥離 ２　　湿潤（６０℃９５％以上の湿度）１２０時間後３
０分内に剥離試験

【００３１】（試験法２）表１に示すようにして得られ
た表面処理鋼板にプリント基板用エポキシ樹脂系のシー
ト（１００μｍ）を１８０℃で２０分間加熱接着して試
験片を得た。これにカッターで素地鋼板まで２ｍｍの碁
盤目の切り込みを入れ、セロテープ剥離して剥離程度に
より下記の４段階評価を行なった。 １　　１３４℃３気圧の蒸気圧中に２４時間放置後３０
分以内に剥離試験 ２　　湿潤（６０℃９０％以上の温度）１２０時間後２
６０℃の半田浴に１分浸漬後に剥離試験 ◎−全く剥離しない。 ○−剥離小。 △−剥離大。 ×−切込みを入れる前にすでに剥離している。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【発明の効果】本発明方法によれば、亜鉛合金めっき液
中の微量成分のコントロールを行ない、電解クロメート
処理後、条件を選定して高温乾燥を行なうことにより、
接着性の優れた表面処理鋼板が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鋼板もしくは亜鉛系めっき鋼板表面に
   、Ｎｉ２＋および／またはＣｏ２＋を総計で０．０５〜
   ５ｇ／ｌ含有し、不純物としてＴｏｔａｌ　　Ｆｅを２
   ｇ／ｌ以下、Ｐｂを２ｍｇ／ｌ以下に制限したｐＨ１〜
   ６の酸性亜鉛めっき浴中にて電流密度３０〜２００Ａ／
   ｄｍ２　で電気亜鉛合金めっきを施し、次いで、Ｃｒ６
   ＋イオンを含有する処理浴中で陰極電解処理し、Ｃｒ換
   算で０．５〜１２０ｍｇ／ｍ２のクロメート皮膜を形成
   させた後、雰囲気温度１２０℃以上で到達板温１００〜
   ３００℃の範囲にて乾燥することを特徴とする接着性に
   優れた表面処理鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の方法によって得られ
   た表面処理鋼板上に、水溶性、水分散性もしくは有機溶
   剤系の有機高分子化合物を有機樹脂皮膜として乾燥重量
   で０．２〜２．０ｇ／ｍ　２　付着させることを特徴と
   する接着性に優れた表面処理鋼板の製造方法。