JPH0468139B2

JPH0468139B2 -

Info

Publication number: JPH0468139B2
Application number: JP62104786A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Shindo; Motoo Kabeya
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1992-10-30
Also published as: JPS63270131A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は導電性顔料を含む塗料を塗装してなる
高耐食性の有機複合めつき鋼板に関する。（従来の技術）近年、自動車用車体防錆鋼板として、より耐食
性の優れた鋼板の要求は益々高まりつつあり、従
来から使用されてきた冷延鋼板に代つて、耐食性
に優れている種々の表面処理鋼板を多く採用する
傾向にある。耐食性に優れている表面処理鋼板としては、亜
鉛めつき鋼板が挙げられるが、高耐食性化にあた
つては、亜鉛の付着量を増す必要があり、それに
伴ない溶接性や加工性が低下する問題がある。この点の改善にあたつては、例えば電気めつき
においてNi、Fe、Co、Mo、Mnなどの元素を１
種または２種以上共析させた亜鉛系合金めつき鋼
板や、多層めつき鋼板が開発されており、亜鉛め
つき鋼板に比較して、溶接性を損なうことなく耐
食性を向上させることに成功している。しかしながら、自動車車体の内板など袋構造
部、溶接部或いは曲り部（ヘム加工部）等に使用
される場合には、化成処理皮膜や電着塗膜が殆ん
ど形成されないため、表面処理鋼板自体に高度な
耐食性が要求され、この場合では上述の亜鉛合金
めつき鋼板や多層めつき鋼板の耐食性では十分と
は言えない。そこで、塗膜に防錆力のある導電性顔料を複合
させ、更に高耐食性化を図つた表面処理鋼板とし
て有機複合めつき鋼板が開発されている。例えば
特公昭45−24230号、特公昭47−6882号或いは特
公昭59−8353号広報等に示されるジンクリツチ系
塗装を施した防錆被覆鋼板が開発されており、代
表的なものとしてジンクロメタルの名称で知られ
ているものがある。ところが、導電性顔料の配合比が高すぎて、塗
膜としての加工強度が弱くプレス加工等の加工部
において、塗膜が型カジリや剥離を起しやすく、
また耐食性においても導電性顔料の腐食生成物に
よる体積膨張によつて、塗膜の膨潤破壊が生じ、
期待される程の高耐食性は得られていない。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上述した従来技術の欠点を解決すべ
く種々の検討を行なつた結果、自動車用車体防錆
材料等として上記合金めつきや、ジンクロメタル
より優れた耐食性を示し、更にプレス加工等にお
ける塗膜剥離を発生することのない溶接可能な有
機複合めつき鋼板を提供するものである。（問題点を解決するための手段）即ち、本発明は、亜鉛系めつき鋼板の表面にク
ロム溶出率が30％以下の難溶性クロメート皮膜の
付着量が金属クロム換算で10〜100mg／m²形成し、
その上層にクロム還元率５〜30％、クロム酸濃度
が0.5〜3wt％で表面がクロメート処理されてなる
亜鉛系合金粉末を30〜90wt％配合してなる塗料
組成物が固形皮膜として１〜30μｍ形成させてな
ることを特徴とした高耐食性有機複合めつき鋼板
であり、更に、本発明は亜鉛系合金粉末の平均粒
が１〜10μｍでなることを特徴とする高耐食性有
機複合めつき鋼板である。なお、本発明で用いる導電性有機塗料用バイン
ダー樹脂としては長鎖エポキシ樹脂、ウレタン変
性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂の各主樹脂に対して、フエノール樹脂を10／５
の割合でなる有機樹脂が用いられてよい。又、塗装後の塗膜の焼付板温は樹脂によつても
異なるが、必要に応じて150〜230℃で焼付られ
る。更に必要に応じて本バインダー樹脂に無機又
は有機の顔料、滑剤を用いても差しつかえない。また、下地めつき鋼板としては、電気亜鉛めつ
き鋼板、溶接亜鉛系合金めつき鋼板もしくは溶融
亜鉛−アルミニウム系合金めつき鋼板を、加熱拡
散処理して得られる合金化亜鉛めつき鋼板が用い
られ、また亜鉛を基金属とした電気合金めつき系
においては、Zn−Feめつき、Zn−Niめつき或い
はZn−Ni−Coめつきのいずれが用いられてもよ
い。（作用）以下に、本発明を構成する因子の作用と適正範
囲について述べる。 (1) 下地めつき鋼板に対する難溶性クロメート皮
膜本発明における下地めつき鋼板に適用する難
溶性クロメート皮膜の特徴は、めつき層と上層
塗膜との中間にあつて、Cr⁶⁺によるセルフヒー
リング作用、又は不働態化作用によるめつき金
属のアノード酸化の抑制と、且つ塗膜との接着
力向上を適宜発揮させるにあたつて、可溶性
Cr⁶⁺の一部をCr³⁺へと還元することにより得ら
れる難溶性の生成クロメート皮膜の耐水クロム
溶出率を30％以下、好ましくは20％以下とした
点にある。耐水クロム溶出率が30％を超えると、可溶性
のCr⁶⁺を多く含むため、耐クロム溶出性或いは
耐水膨潤性が低下し、上層塗膜の二次密着性低
下、或いは有機複合めつき鋼板としての高い耐
食性能は得られにくい。また、このようにしてなる難溶性クロメート
皮膜の付着量が、総クロム量として10mg／m²未
満では、めつき界面での不働態化作用もしくは
上層塗膜との密着性向上に対し、十分な機能を
発揮させることは難しく、他方100mg／m²を超
えては、厳しいプレス加工に対してクロメート
皮膜自体の凝集破壊が生じ、上層塗膜の型カジ
リや剥離を招き易くなり、また腐食過程で塗膜
のふくれ（ブリスター）が生じ余り好ましくな
い。従つて好ましい総クロム付着量としては、
30〜90mg／m²がよい。 (2) 導電性金属粉の平均粒径本発明でいう導電性金属粉の成分系態として
は、亜鉛系合金からなるもので、亜鉛−５％ア
ルミニウム合金或いはそれを基に更に第３元素
としてMg、Si、Tiの１種又は２種以上を0.1〜
0.2wt％含有してなる亜鉛−アルミニウム合金
のいずれであつてもよく、これらの金属粉末を
１種又は２種混合して用いられる。また、その平均粒径は１〜10μｍ好ましくは
２〜5μｍがよい。平均粒径が1μｍ未満では塗
料中で二次凝集し、粗粒化してつぶ発生の原因
となり、また塗膜としての加工強度の低下を招
くため余り好ましくない。その平均粒径が10μ
ｍを超えては、塗装外観がざらつきのある粗面
と化し、型カジリやプレス品の加工部と非加工
とで外観むらを生じ易く、また作業面では特に
10μｍ以下の薄膜塗装下では、手袋等の綿ごみ
が付着し易いなど、品質上又は作業性に支障を
きたし、余り好ましくない。 (3) 導電性金属粉のクロメート処理上述した性状の導電性金属粉において、それ
自体の防錆性付与にあたり、塗布クロメート処
理が施されるが、この際用いるクロメート処理
浴は、Cr⁶⁺からCr³⁺へのクロム還元率が５〜30
％がよく、好ましくは10〜20％がよい。クロム還元率が５％未満においては、生成ク
ロメート被膜が可溶性のCr⁶⁺を多重に含むた
め、塗膜を透過した水分によつてCr⁶⁺が流出し
易く塗膜との密着性不良、ブリスター発生など
の品質を損ない、このために有機複合めつき鋼
板としての高い防錆能は得られにくい。一方、クロム還元率が30％を超えては、Cr⁶⁺
によるめつき界面のアノード酸化防止機能は暫
次低下すると共に、生成したクロメート被膜自
身がガラス質化し脆いため、プレス加工等で剥
離し易く、また防食能溶接性にも乏しいため、
商品価値としては余り好ましくない。また、これらのクロム還元率でなるクロメー
ト処理浴において、クロム酸濃度は0.5〜３％
好ましくは0.5〜1.5％がよい。0.5％未満では金
属粉のCr⁶⁺によるセルフヒーリング効果が小さ
く、また３％超では塗膜を通しての耐水クロム
溶出性、加工時のクロメート被膜の凝集破壊か
ら型カジリ、剥離を生じ易くなる。 (4) 導電性金属粉の塗料への配合比上述のようにしてなる導電性金属粉の塗料へ
の配合比は、品質及び作業性の上で重要な要素
である。本発明におけるこの配合比は、30〜
90wt％の範囲で、好ましくは40〜70wt％がよ
い。配合比が30wt％未満では、塗膜の接触抵
抗が高く導電性機能が十分でないため、適正電
流範囲が狭く、また電極への有機塗膜燃焼残査
付着による連続打点性不良など、スポツト溶接
性に難点がある。また、90wt％を超えては樹脂のバインダー
としての機能を超えるため、ロール塗装等の均
一塗装技術に支障をきたし、塗膜として固化し
たとしても密着性に難があり、商品化が難し
い。 (5) 導電性有機塗膜の膜厚本発明法でなる最上層の導電性有機塗膜の膜
厚は、有機複合めつき鋼板の耐食性を飛躍的に
向上させるための最も重要な要素であつて、１
〜30μｍ好ましくは３〜20μｍがよい。その塗膜厚が1μｍ未満にあつては塗膜の潤
滑作用が十分発揮されずプレス加工等で型カジ
リを生じたり、また高い耐食性は望めない。更
にはロールコーター等の塗装下で塗膜にスジ状
の塗装ムラを生じ外観上も余り好ましくない。
また30μｍ以上では性能の向上度は飽和状態に
あるため、処理コストの点から30μｍに止めた
方が得策である。（実施例）板厚0.8mmの低炭素鋼板にゼンジマー式溶融め
つき或いは電気めつきなど公知の方法で亜鉛系合
金めつき或いは合金化亜鉛めつきを施したのち、
表１に挙げる特定の難溶性クロメート処理を施
す。続いてその上層に、表１の特定組成でなる有
機塗料組成物をバーコーターにて所定の固形塗膜
厚になるよう塗装し、電気熱風循環炉にて最終到
達板温が200℃になるよう焼付し、その後直ちに
水冷乾燥される。このようにして得られた有機複合鋼板の性能に
ついて表１にまとめて示す。尚、本発明の有機塗料組成物には、体質顔料と
して粒径８ｍμの微粉末シリカを、樹脂に対して
25wt％また潤滑剤としてポリエチレンワツクス
を5wt％配合させたものを使用した。表１より本発明による実施例としてNo.１〜No.44
に示し、その比較例をNo.45〜No.57に示す。このう
ち、下地めつきに対するクロメート処理効果とし
て、実施例のNo.１〜No.９及びその比較例をNo.45〜
No.48に示した。まず、クロメート皮膜の難溶化については、塗
膜の密着性の向上或いはプレス加工等におけるバ
ルクの変形に対する塗膜の追従性の向上にあたつ
て極めて有効であることが分る。しかしながら、耐食性の点では、過剰の難溶化
は逆にやや不利に働くためこれは避ける必要があ
る。従つて高耐食性化にあたつては、セルフヒー
リング作用をもつ可溶性のCr⁶⁺のある程度の共存
が必要であり、この観点から、本発明における下
地クロメート皮膜の難溶化は、耐水クロム溶出率
として30％以下とした。次に、こうしてなる難溶性クロメート皮膜の付
着量は、加工に対するクロメート皮膜の凝集破壊
を少なくし、或いは耐食性レベルの高水準維持に
あたつて適正付着量範囲があり、本発明において
は総クロム付着量として10〜100mg／m²でバラン
スした性能が得られている。また、最上層の有機塗膜に含有される導電性金
属粉の粉末性状効果について、合金成分効果は実
施例のNo.２、No.19〜No.21に示し、また粒径効果
は、比較例のNo.49〜No.50に対比して、実施例のNo.
２及びNo.22〜No.25に示す。又、その配合比につい
ては、比較例のNo.51〜No.52に対比して実施例のNo.
２及びNo.26〜No.31に示す。これらよりまず導電性金属粉末のZnに対する
合金成分の添加効果は、基金属のZnの腐食電位
を貴化し、Znのアノード化を抑制する点で有効
と考えられ、有機複合めつき鋼板としての高耐食
性化に対し有効に作用していることが分る。また、粒径については、塗料中での金属粉末の
二次凝集によるつぶ発生を伴なわない範囲で細粒
化した方が性能は優れている。更に配合比については、スポツト溶接性と、加
工性の観点から適正範囲があり、30〜90wt％で
あればバランスのとれた十分な優れた性能が維持
できる。次に、該金属粉末の表面に対して施される塗布
型クロメート処理の効果については、処理液濃
度、Cr⁶⁺のCr³⁺への還元率の効果を、比較例No.53
〜No.56と対比して実施例のNo.38〜No.44に示す。これから明らかなように本発明法に従えば、金
属粉末の表面に難溶性の塗布型クロメート処理を
施すことにより、プレス加工性及び耐食性の飛躍
的な向上が認められる。また、このようにしてなる導電性塗膜の厚み効
果としては、比較例No.57に対比して実施例のNo.
２、No.32〜No.37に示す。これより、塗膜厚に応じて耐食性の向上は著る
しいことが分る。但し、10μｍ超では耐食性レベ
ルは飽和するので、経済性を考慮して上限膜厚は
決める必要がある。

【表】

【表】（発明の効果）以上のように本発明によつて得られる有機複合
めつき鋼板は、鋼板のスポツト溶接機能を失なう
ことなく、プレス加工性及び耐食性を安定して飛
躍的に向上させることができることから、過去に
例を見ない画期的な有機複合めつき鋼板で、特に
袋構造部、溶接部あるいは端面での防錆性が高く
要求される需要分野で用途が期待される。

Claims

【特許請求の範囲】１亜鉛系めつき鋼板の表面にクロム溶出率が30
％以下の難溶性クロメート皮膜の付着量が金属ク
ロム換算で10〜100mg／m²形成し、その上層にク
ロム還元率５〜30％、クロム酸濃度が0.5〜3wt％
で表面がクロメート処理されてなる亜鉛系合金粉
末を30〜90wt％配合してなる塗料組成物が固形
皮膜として１〜30μｍ形成させてなることを特徴
とした高耐食性有機複合めつき鋼板。２亜鉛系合金粉末の平均粒が１〜10μｍでなる
ことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の高
耐食性有機複合めつき鋼板。