JPH04333553A - 塗料密着性及び塗装後耐食性に優れたアルミめっき鋼板の製造法 - 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、塩害地域で使用されて
いる自動車の車体用素材として使用される塩害環境で極
めて耐食性に優れたアルミめっき鋼板の製造法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、北米、欧州をはじめとする冬期寒
冷地においては道路凍結防止を目的に、岩塩や塩化カル
シウム等を散布する（極めて厳しい塩害環境である）た
め、自動車の耐腐食性能向上が緊急の課題となっている
。即ち『５年間外面部での赤錆が発生しない、１０年間
孔があかない』を達成できる防錆鋼板の開発が望まれて
いる。

【０００３】現在、米国、カナダのような電力コストの
比較的安価な国々では、厚い電気亜鉛めっき鋼板が開発
・実用化中であり、一方日本のような電力コストが高く
かつ溶接性やめっき加工密着性等の諸性能に対する要求
も厳しい国では薄目付けで高耐食性な電気めっき鋼板の
開発・実用化が進められている。

【０００４】日本においては、昭和５６〜５８年頃にか
けてＺｎ−Ｆｅ，Ｚｎ−Ｎｉ等の亜鉛系電気合金めっき
鋼板が開発されたが、これらは年々厳しさを増す防錆目
標を完全に達成できないことが予測されるようになり、
現在では、溶融めっき法で厚い亜鉛めっきを施し、加熱
処理により合金化処理をした合金化溶融亜鉛めっき（６
０ｇ／ｍ２）とＺｎ−Ｎｉ電気合金めっき層上に有機塗
装処理を行った有機複合めっき鋼板（２０〜３０ｇ／ｍ
２）等が前記合金めっき鋼板に代わって使用されるよう
になった。

【０００５】合金化溶融亜鉛めっきや有機複合めっき鋼
板は、確かに耐食性は格段に向上してはいるものの果た
して『５年−１０年防錆』を達成できるかはまた明確な
答が得られていない。更には、めっきが厚い或は有機塗
装のために、溶接性や加工性が劣化することもあり、従
来の合金めっき並の厚み（２０ｇ／ｍ２程度）で耐食性
が厚めっき以上であるものが望まれている。それに対し
て各素材供給メーカーは、特開昭６０−１４１８９６号
公報，６０−２１１０９５号公報及び特開昭６３−１１
６９５号公報，特開平１−１７６０９５号公報で見られ
るように、めっき層中に腐食阻止微粒子を分散させた分
散複合めっきが開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らも微粒子分
散複合めっき鋼板はこのような開発状況の中で、自動車
排気系素材として主に使用されているアルミめっき鋼板
に思い当ったのである。

【０００７】一般にアルミめっき鋼板は、その強固な表
面酸化膜の影響から、自動車製造工程で、塗料密着性や
塗装後耐食性を確保するために実施されているリン酸塩
系の化成処理皮膜が生成しにくく、そのため塗料密着や
塗装後耐食性が充分でないことから自動車体用素材とし
て使用されていないのが現状である。

【０００８】

【課題を解決しようとする手段】そこで本発明者らは、
アルミめっき鋼板が、亜鉛めっきに比べて腐食速度が１
／２０と小さく高耐食性の特性を利用して車体に要求さ
れるリン酸塩系化成処理性を確保する方法或は化成皮膜
が無くても塗料密着性を確保する方法を鋭意検討した結
果、本発明に到達したのである。その要旨はアルミめっ
き鋼板を、強酸性あるいはエッチング性液中で浸漬また
は電解処理し、続いて亜鉛系電気めっきまたは有機塗装
する塗料密着性及び塗装後耐食性に優れたアルミめっき
鋼板の製造法である。

【０００９】

【作用】以下、本発明について詳細に説明する。通常の
製造法に基づいて得られたアルミめっき鋼板は、亜鉛系
電気めっきまたは有機塗装する前に強酸性あるいはエッ
チング性の溶液中に浸漬または電解処理を施して、アル
ミめっき表面の酸化膜を溶解除去し、リン酸塩皮膜結晶
が得られ易い活性化されためっき表面にする。

【００１０】リン酸塩系化成皮膜は、亜鉛系めっき鋼板
を対象に開発されたものである。そこで、アルミめっき
層上に密着性の良い亜鉛系めっき層を処理してやれば、
良好なリン酸塩皮膜結晶が得られる。ところが図１およ
び図２にアルミめっき鋼板の電気めっき（Ｚｎ−Ｆｅ合
金）または有機塗膜（エポキシ塗料）の密着性を示すよ
うに、亜鉛系めっき液中でアルミめっき鋼板を陰極電解
しただけでは密着性の良好な電気めっき層は得られない
。その原因はアルミめっき層上に生成している強固な酸
化膜であり、その酸化膜を除去または薄くする必要があ
る。

【００１１】その酸化膜の溶解は、硫酸、塩酸、硝酸、
フッ酸などの強酸溶液あるいは水酸化ナトリウム溶液、
鉄酸化含有溶液などのエッチング溶液を使用して浸漬ま
たは電解処理で行われる。この時の酸化膜の溶解溶液に
ついては、アルミめっき層の酸化膜の厚さや緻密性など
が製造履歴によって変化するため一定条件に規制する事
が出来ないが、溶液濃度がＰＨ：１以下の強酸溶液を使
用して浸漬処理では液温４０℃以上で浸漬時間が２０秒
以上また電解処理では常温液で電気量が２００ｃ／ｄｍ
２程度で処理する事が好ましい。

【００１２】このような浸漬または電解処理によってア
ルミめっき表面が活性化されたアルミめっき鋼板は、酸
化膜を再生させる事なく、直ちに亜鉛、Ｚｎ−Ｆｅ，Ｚ
ｎ−Ｃｏ，Ｚｎ−Ｎｉ合金などの亜鉛系電気めっき層あ
るいはエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルエマ
ルジョン水溶性樹脂、シラノール基をもったＳｉＯ２微
粒子を配合した各種の樹脂など有機塗装膜を被覆する事
によって、図１および図２を示すように、自動車車体用
素材に要求される塗料密着性を向上する。

【００１３】以上述べたような本発明によって、車体素
材に必要な塗料密着性を確保し、『５〜１０年防錆』を
達成可能な塗装後耐食性を備えたアルミめっき鋼板を製
造するこができる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する。 （イ）前処理；ＰＨ＝０．８　　塩酸溶液中５０℃−２
０秒浸漬　　　　　　めっき；Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき　
　ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ　　　　１５ｇ／ｌ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ　　４３０ｇ／ｌ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　Ｆｒｅｅ−Ｈ２ＳＯ４　　　　１
７ｇ／ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　５５℃　　８０Ａ／ｄ
ｍ２×２．８ｓｅｃ（ロ）前処理；ＰＨ＝０．８　　硫
酸溶液中３０℃−２５０ｃ／ｄｍ２電解　　　　　　め
っき；（イ）に同じ （ハ）前処理；（ロ）に同じ 　　　　　　めっき；Ｚｎめっき　　　　　　　　　　
　　ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ　　４００ｇ／ｌ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　Ｎａ２ＳＯ４　　　　　　　　　　　　８
５ｇ／ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　ＰＨ＝１．８　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　５０℃　　２０Ａ／ｄｍ２×３ｓｅｃ（
ニ）前処理；ＰＨ＝０．５　　硝酸溶液中４０℃−２０
秒浸漬 有機塗装；日本ペイント製　　エポキシ系塗料−バーコ
ーター塗装 （ホ）前処理；なし めっき；（イ）に同じ （ヘ）前処理；なし 有機塗装；（ニ）に同じ

【００１５】（イ）〜（ヘ）で製造したアルミめっき鋼
板を用いて、塗料密着性と塗装後耐食性を評価した。 評価１−塗料密着性；該めっき鋼板（イ）（ロ）（ハ）
（ホ）→リン酸塩系化成処理→電着塗装処理→中塗り→
上塗り→温水（４０℃）中に２０日間浸漬→一日室温放
置→２ｍｍゴバン目×１００マス→テーピング→塗膜剥
離数をチェックする。 有機塗装鋼板（ニ）（ヘ）は上記の中塗り以降めっき鋼
板と同様である。 （評価基準） ◎…塗膜剥離全くなし ○…５０％以内の塗膜剥離が１マスのみに発生△…５０
％以内の塗膜剥離が数マスで発生×…５０％以上の塗膜
剥離が数マスで発生

【００１６】評価２−塗装後耐食性
；該鋼板〔（イ）（ロ）（ハ）（ホ）〕→リン酸塩系化
成処理→電着塗装処理→中塗り→上塗り→スクラッチ入
れ→塩水噴霧試験（ＪＩＳ　　Ｚ４３２１）３５日後→
塗膜膨れ幅測定有機塗装鋼板（ニ）（ヘ）は上記の中塗
り以降めっき鋼板と同様である。 （評価基準） ◎…塗膜ふくれ幅；　　＜０．５ｍｍ ○…　　　　〃　　　　　　；　　０．５＜　　　　≦
１．０ｍｍ△…　　　　〃　　　　　　；　　１．０＜
　　　　≦３．０×…　　　　〃　　　　　　；　　３
．０＜

【００１７】表１に評価結果を示す。これから明
らかなように、本発明により、塗膜密着性及び塗装後耐
食性に優れたアルミめっき鋼板が得られる。

【００１８】評価サンプルの準備条件 アルミめっき鋼板→前処理→電気めっき（Ｚｎ−Ｆｅ合
金薄めっき）→テーピングにより、電気めっき層の密着
性評価 前処理条件； １；無処理 ２；ＰＨ＝１．５硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ３；ＰＨ＝１．０硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ４；ＰＨ＝０．８硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ５；ＰＨ＝０．８塩酸溶液中（４０℃）に２００ｃ／ｄ
ｍ２電解処理 ６；ＰＨ＝０．５塩酸溶液中（４０℃）に２０秒浸漬処
理 図１に前処理条件と電気めっき層の密着性評価結果を示
す。

【００１９】評価サンプルの準備条件 アルミめっき鋼板→前処理→有機塗膜塗装（直鎖型エポ
キシ塗料）→テーピングにより、有機塗膜の密着性評価
前処理条件； １；無処理 ２；ＰＨ＝１．５硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ３；ＰＨ＝１．０硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ４；ＰＨ＝０．８硫酸溶液中（５０℃）に２０秒浸漬処
理 ５；ＰＨ＝０．８塩酸溶液中（４０℃）に２００ｃ／ｄ
ｍ２電解処理 ６；ＰＨ＝０．５塩酸溶液中（４０℃）に２０秒浸漬処
理 図２に前処理条件と有機塗膜の密着性評価結果を示す。

【００２０】

【発明の効果】アルミニウムめっき層上の強固な表面酸
化膜を強酸又はエッチング性溶液中で特定条件で除去し
、塗料密着性や塗装後耐食性確保に有効なリン酸塩素化
成処理膜を形成させるために、電気めっき法で亜鉛系め
っき層を施こすことが出来、自動車車体用素材に要素さ
れる塗装後耐食性を備えたアルミめっき鋼板が得られる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明前処理条件と電気めっき層の密着性評価
結果との関係を示す。

【図２】本発明前処理条件と有機塗膜の密着性評価結果
との関係を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミめっき鋼板を、強酸性あるいは
   エッチング性液中で浸漬または電解処理し、続いて亜鉛
   系電気めっきまたは有機塗装する事を特徴とする塗料密
   着性及び塗装後耐食性に優れたアルミめっき鋼板の製造
   法。