JPH08120458A - プレコート鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼板上にCr量：１〜20wt％の Al-Cr系めっき
層を有し、その表面に化成処理層が形成され、更にその
表面に塗料が塗装されたプレコート鋼板であって、前記
Al-Cr系めっき層が、Crを固溶したAl相と金属間化合物
Al₁₃Cr₂ とを含む組織からなることを特徴とするプレコ
ート鋼板。 【効果】 塩化物アニオン等が含まれる厳しい腐食環境
下においてもプレコート鋼板切断端面の耐食性に優れ、
切断端面からの塗膜のふくれが発生し難く、従って、切
断され成形加工されて使用される分野、例えば家電機
器、建築材料等として好適に使用し得、特に、海岸地域
や工業地域の屋外建築材料等の如く厳しい腐食環境下で
も好適に使用し得、それらの耐久性、寿命を大幅に向上
し得るようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレコート鋼板に関
し、詳細には、家庭用電気機器（家電機器）、屋内器
物、建築材料等に用いて好適なプレコート鋼板、特に耐
食性に優れたプレコート鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から家電機器、屋内器物、建築内装
材料等に使用される鋼板は、美観（装飾性）の付与及び
防食を目的として、一般的には塗装されて使用される。
かかる塗装において、その塗装方式としては、家電メー
カ等のユーザにおける公害防止、職場環境改善、省力
化、生産性向上等を目的として、ユーザにて鋼板をプレ
ス成形後塗装するポストコート方式から、予め鋼板メー
カにて塗装した鋼板を購入してユーザにて成形するプレ
コート方式（即ち、ユーザでのプレス成形前に鋼板メー
カにて鋼板を塗装する方式）に切り替わりつつある。こ
のプレコート方式により得られる鋼板、即ち、予め鋼板
メーカにて塗装した鋼板が、いわゆるプレコート鋼板で
あり、家電機器、屋内器物、建築内装材料等として広く
汎用されている。

【０００３】かかるプレコート鋼板の基材（塗装される
鋼板）として、めっき鋼板が使用される場合、そのめっ
き鋼板としては通常Znめっき鋼板が多く用いられる。
又、耐食性を必要とする部位、例えば、海岸地域や工業
地域の建築材料、特に屋外の建築材料等には、Znめっき
鋼板よりも耐食性に優れている Zn-Alめっき鋼板や、Al
めっき鋼板が用いられることが多い。このように、Znめ
っき鋼板、 Zn-Alめっき鋼板、Alめっき鋼板を基材とし
たプレコート鋼板は、広く汎用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プレコート
鋼板を使用する際には、使用寸法に合わせて切断するた
め、めっき層及び塗膜の存在しない鋼板素地（基材鋼
板）が露出した部分、いわゆる切断端面が発生する。こ
の切断端面の鋼板部は裸状態（めっき層及び塗膜を有し
ていない状態）であり、それに起因して前記従来のプレ
コート鋼板においては下記の如き問題点を生じる。

【０００５】 Znめっき鋼板を基材としたプレコート
鋼板においては、切断端面に露出した裸部（鋼板素地）
は、Znめっき層の犠牲防食作用及び塗膜中の防錆顔料に
よって腐食から守られるものの、この切断端面鋼板素地
に対する犠牲防食作用は該鋼板素地に近いZnめっき層切
断端面部（切断端面のZnめっき層断面部）によるところ
が大きく、Znめっき層の犠牲陽極としての働きは該Znめ
っき層切断端面部に集中し易いので、該Znめっき層切断
端面部のZn自身の陽極溶解に伴ってZnの腐食生成物が生
じ、それにより、切断端面付近から次第に塗膜が持ち上
げられて塗膜のふくれが発生してくるという問題点があ
る。 Zn-Al めっき鋼板を基材としたプレコート鋼板にお
いては、Znめっき鋼板を基材としたものに比し、平面部
の塗装表面での塗膜のふくれ、錆発生は生じ難いもの
の、切断端面からの塗膜のふくれが発生するという問題
点があり、その程度はZnめっき鋼板を基材とする場合よ
りも著しい。このように切断端面からの塗膜のふくれが
発生し易い理由については、 Zn-Alめっき層は Zn-Al共
晶部とAl単相部との２相組織からなり、該共晶部のZn-r
ich(富化）相が優先的に腐食し、該Zn-rich相が溶解し
た後にはAl単相部と Al-rich相とが残り、この難溶性の
部分に腐食生成物がトラップされた状態で体積膨張する
ためであると考えられる。 Alめっき鋼板を基材としたプレコート鋼板において
は、Zn-Al めっき鋼板を基材としたものに比して平面部
の塗膜のふくれ及び錆発生、切断端面からの塗膜のふく
れが生じ難いものの、塩化物アニオン等が含まれる腐食
環境下では、AlはZnと同様に腐食され易く、Alの腐食生
成物が生じるので、切断端面からの塗膜のふくれが発生
するという問題点がある。

【０００６】従来、かかるプレコート鋼板の塗膜のふく
れを防止する方法として、特公平2-36684 号公報や特公
平2-32355 号公報等に記載の如く、下塗り塗料中の顔料
成分の成分を規定するもの等が検討されているが、改善
効果は少なく、前記の如き問題点を解消するまでには至
っておらず、このため、切断端面において腐食し難くて
耐食性に優れると共に切断端面からの塗膜のふくれが発
生し難いプレコート鋼板の出現が望まれている現状にあ
る。

【０００７】本発明は、このような事情に着目してなさ
れたものであって、その目的は、前記従来のプレコート
鋼板が有する問題点を解消し、切断端面において腐食し
難くて耐食性に優れると共に切断端面からの塗膜のふく
れが発生し難いプレコート鋼板を提供しようとするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成のプレコート鋼板としてい
る。即ち、本発明に係るプレコート鋼板は、鋼板上にCr
量：１〜20wt％の Al-Cr系めっき層を有し、該めっき層
の表面に化成処理層が形成され、該化成処理層の表面に
塗料が塗装されたプレコート鋼板であって、前記 Al-Cr
系めっき層が、Crを固溶したAl相と金属間化合物Al₁₃Cr
₂ とを含む組織からなることを特徴とするプレコート鋼
板である。

【０００９】

【作用】本発明は、前記問題点を解決すべく鋭意研究を
行った結果、プレコート鋼板の基材（塗装される鋼板）
として、Cr量：１〜20wt％の Al-Cr系めっき層であって
Crを固溶したAl相と金属間化合物Al₁₃Cr₂ とを含む組織
からなる Al-Cr系めっき層を有する Al-Cr系めっき鋼板
を用いることにより、プレコート鋼板の切断端面におい
て腐食し難くて優れた耐食性を有すると共に切断端面か
らの塗膜のふくれを著しく発生し難くし得るようになる
という知見を得、主にかかる知見に基づき完成されたも
のである。この作用効果の内容をより詳しく述べればそ
れは次の通りである。

【００１０】プレコート鋼板の基材としてCr量：１〜20
wt％の Al-Cr系めっき層を有する鋼板(Al-Cr系めっき鋼
板）を用いると、該 Al-Cr系めっき層は鋼板素地よりも
電気化学的電位が卑であるため、プレコート鋼板の切断
端面に露出した裸部（鋼板素地）は、該 Al-Cr系めっき
層の犠牲防食作用によって腐食から守られる。それと同
時に、プレコート鋼板の切断端面からの塗膜のふくれが
著しく発生し難くなり、Alめっき鋼板の場合と異なり、
塩化物アニオン等が含まれる腐食環境下においても塗膜
のふくれが発生し難くなる。これは、AlへCrを添加した
成分のめっき層とすること（即ちCr添加）により、塩化
物アニオン等が含まれる腐食環境下においても、平面部
だけでなく切断端面部のめっき層の腐食電流密度が低下
して耐食性が向上し、めっき層自身の腐食生成物の発生
量が少なくなるためである。

【００１１】又、前記 Al-Cr系めっき層の組織をCrを固
溶したAl相と金属間化合物Al₁₃Cr₂とを含むものとする
と、この Al-Cr金属間化合物Al₁₃Cr₂(Θ相）は、他の A
l-Cr金属間化合物相に比べて耐孔食性が良好であり、し
かも電気化学的電位が鋼板素地よりも卑であるため、鋼
板素地に対する犠牲防食作用も発揮する。一方、Al相は
Crの固溶によってAl相自身の耐食性が向上すると共に、
めっき層の塑性変形能を高め、その結果端面のめっき層
が剥離し難くなり、端面の耐食性を向上させる作用があ
る。

【００１２】本発明は、以上の如き知見に基づきなされ
たものであり、その構成は前記の如く、鋼板上にCr量：
１〜20wt％の Al-Cr系めっき層を有し、該めっき層の表
面に化成処理層が形成され、該化成処理層の表面に塗料
が塗装されたプレコート鋼板であって、前記 Al-Cr系め
っき層が、Crを固溶したAl相と金属間化合物Al₁₃Cr₂と
を含む組織からなることを特徴とするプレコート鋼板と
している。故に、かかる本発明に係るプレコート鋼板に
よれば、プレコート鋼板の切断端面において腐食し難く
て耐食性に優れると共に切断端面からの塗膜のふくれが
発生し難く、塩化物アニオン等が含まれる腐食環境下に
おいても切断端面の耐食性に優れ、塗膜のふくれが発生
し難い。

【００１３】ここで、めっき層の表面に化成処理層を形
成するようにしているのは、めっき層の表面に直接塗料
を塗装して塗膜を形成するのではめっき層と塗膜との密
着性が低下して不充分となり、めっき層と塗膜との間に
化成処理層を設けることによってめっき層と塗膜との密
着性を向上し、充分なものとするためである。

【００１４】本発明における数値限定理由を説明する
に、 Al-Cr系めっき層のCr量を１〜20wt％としているの
は、１wt％未満にすると前述の如きCr添加の作用効果が
認められず、そして、Cr量を増やしていくにつれて Al-
Cr系めっき層の耐食性が向上するが、その効果はCr量20
wt％で飽和し、20wt％を超えてCr量を増やしても耐食性
向上は認められず、又、Cr量20wt％超では Al-Cr系めっ
き層の相構造は Al-Cr金属間化合物単一相となり、めっ
き層自身の硬度が高くなるため、めっき層の加工性が低
下し、引いてはプレコート鋼板としての加工性（成形加
工性）が低下し、不充分となるからである。

【００１５】本発明において、鋼板としては特に限定さ
れず、冷延鋼板、熱延鋼板など所要強度等に応じて選定
すればよい。

【００１６】鋼板上に前記 Al-Cr系めっき層を形成する
方法としては、蒸着めっき法、溶融めっき法、溶融塩電
解法等があり、特に限定されるものではないが、それら
の中でも真空中で Al-Cr合金浴から同時にAl, Cr蒸気を
発生させて鋼板表面に付着させる蒸着めっき法はAlとCr
の蒸気が混合した状態でめっきされるので、Al, Crがめ
っき層で均一な濃度になるため、その点では最も好適な
方法である。

【００１７】めっき層の表面に形成される化成処理層と
しては、クロム酸系やリン酸亜鉛系等の化成処理層を用
いることができる。化成処理層を形成する方法として
は、スプレー法、浸漬法、ロールコート法等があり、特
に限定されるものではなく、化成処理液、製造工程等に
応じて適宜選定すればよい。

【００１８】化成処理層の表面に塗装を施す際の塗料と
しては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系等の
塗料を使用することができ、必要な塗膜性能に応じて選
択すればよい。

【００１９】プレコート鋼板の製造において、化成処理
層表面への塗装は、従来から下塗り塗料にて耐食性、層
間密着性等の役割を持たせ、上塗り塗料にて意匠性、耐
候性等の役割を持たせる２層型の塗装より行われること
が多く、かかる２層型の塗装は本発明においても適用で
きる。この２層型の塗装を適用する場合、下塗り塗料と
しては、ポリエステル系、エポキシ系、エポキシ・ウレ
タン系等の下塗り塗料を使用することができ、密着性や
耐食性向上のために、これら下塗り塗料中に防錆顔料や
体質顔料を適宜添加して使用してもよい。一方、上塗り
塗料としては、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン
系、シリコンポリエステル系、フッ素系等の上塗り塗料
を使用することができる。ここで、上塗り塗料としてフ
ッ素系塗料を用いた場合等は、更に加工部等の耐食性を
向上させるために２層目塗膜（上塗り塗膜）上にフッ素
系のクリアー塗装等を行うこともできる。これら塗膜の
層構造については、特に限定されるものではなく、プレ
コート鋼板の使用される部位や製造コスト等に応じて適
宜選定すればよい。

【００２０】

【実施例】板厚0.5mm の冷延鋼板に蒸着めっき法にてCr
量：１〜20wt％の Al-Cr合金めっき（めっき付着量：20
/20g/m²)を施して、 Al-Crめっき鋼板を作製した。この
Al-Cr 合金めっき層の組織を調べたところ、Crを固溶し
たAl相及び Al-Cr金属間化合物Al₁₃Cr₂(Θ相）が認めら
れた。

【００２１】上記 Al-Crめっき鋼板のめっき層の表面
に、クロム酸系化成処理液（日本パーカライジング製 Z
M1300D）をCr付着量が60〜80mg/m² になるように塗布し
た後、40〜50℃で乾燥して、化成処理層を形成した。次
に、この化成処理層の表面に、エポキシ系下塗り塗料
（日本油脂製SP-7プライマー）を乾燥塗膜重量が４〜６
g/m²になるように塗装し、210 ℃で60秒間焼付けした
後、その上にポリエステル系上塗り塗料（日本油脂製プ
レカラーHD0030クリーム色）を乾燥塗膜重量が11〜13g/
m²になるように塗装し、210 ℃で60秒間焼付けして、本
発明の実施例（実施例１〜６）に係るプレコート鋼板を
作製した。

【００２２】比較のため、上記 Al-Cr合金めっき層のCr
量を30wt％とし、この点を除き上記実施例の場合と同様
の方法によりプレコート鋼板（比較例１に係るプレコー
ト鋼板）を作製した。又、基材のめっき鋼板として、溶
融Znめっき鋼板（めっき付着量：60/60g/m²)、溶融 Zn-
5%Alめっき鋼板（めっき付着量：60/60g/m²)、溶融Zn-5
5%Alめっき鋼板（めっき付着量：80/80g/m²)、或いは、
溶融Alめっき鋼板（めっき付着量：60/60g/m²)を用い、
これらめっき鋼板の各々に上記実施例の場合と同様の化
成処理及び塗装を行ってプレコート鋼板（比較例２〜５
に係るプレコート鋼板）を作製した。

【００２３】尚、上記プレコート鋼板のいづれの場合
も、非評価面（裏面側）については、めっき層表面にク
ロム酸系化成処理を施した後、裏面用塗料（日本ペイン
ト製NSC821）を乾燥塗膜重量が８〜10g/m²になるように
塗装し、210 ℃で60秒間焼付けした。

【００２４】このようにして得られたプレコート鋼板
を、切断して切断端面を有する塩水噴霧試験片及び塗膜
加工性評価試験片を採取した。そして、この塩水噴霧試
験片について、JIS Z 2371に規定された方法に基づき塩
水噴霧試験を行い、所定時間毎に切断端面からの塗膜の
ふくれ状況を観察し、この塗膜ふくれの最大長さを測定
した。一方、塗膜加工性評価試験片について、該試験片
と板厚同一の板を挟んで密着曲げを行い、塗膜表面にク
ラックが生じない最小の曲げ内側間隔（板枚数）を求
め、それにより塗膜の加工性を評価した。これら試験の
結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１からわかる如く、比較例２〜５に係る
プレコート鋼板の場合、切断端面からの塗膜ふくれの最
大長さが、塩水噴霧試験時間:168hrの時点で3.0 〜6.0m
m であり、塩水噴霧試験時間経過に伴って増大し、1008
hrの時点では13.0〜17.0mmにもなる。

【００２７】これに対し、本発明の実施例（実施例１〜
６）に係るプレコート鋼板の場合、切断端面からの塗膜
ふくれの最大長さが、塩水噴霧試験時間:168hrの時点で
０mmであり、塩水噴霧試験時間経過に伴って少し増大す
るが、1008hrの時点でも1.5〜3.5mm 程度にしかなら
ず、切断端面からの塗膜ふくれの最大長さが小さく、切
断端面からの塗膜ふくれが生じ難く、この点において比
較例２〜５に係るプレコート鋼板の場合よりも著しく優
れている。又、ノークラック限界板枚数が７Ｔであり、
７Ｔ（試験片と板厚同一の板Ａを複数枚挟んで密着曲げ
する際の板Ａの枚数：７）を含め、それ以上では塗膜表
面にクラックが生じず、この点においても比較例２〜５
に係るプレコート鋼板の場合よりも少し優れているとい
える。

【００２８】比較例１に係るプレコート鋼板は、本発明
の実施例に係るプレコート鋼板の場合と同様に切断端面
からの塗膜ふくれの最大長さが小さく、切断端面からの
塗膜ふくれが生じ難い。しかしながら、ノークラック限
界板枚数≧９Ｔであり、９Ｔにおいても塗膜表面にクラ
ックが生じており、従って、めっき層の加工性が不良で
あり、引いてはプレコート鋼板としての加工性が良好で
はなく不充分である。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るプレコート鋼板は、その切
断端面において腐食し難くて耐食性に優れると共に切断
端面からの塗膜のふくれが発生し難く、塩化物アニオン
等が含まれる厳しい腐食環境下においても切断端面の耐
食性に優れ、塗膜のふくれが発生し難く、又、成形加工
性も良好水準にあり、従って、切断され成形加工されて
使用される分野、例えば家庭用電気機器（家電機器）、
屋内器物、建築材料等として好適に使用し得、それらの
耐久性、寿命を大幅に向上し得るようになるという効果
を奏し、特に、海岸地域や工業地域の屋外建築材料等の
如く厳しい腐食環境下でも好適に使用し得、それらの耐
久性、寿命を大幅に向上し得るようになるという顕著な
効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板上にCr量：１〜20wt％の Al-Cr系め
   っき層を有し、該めっき層の表面に化成処理層が形成さ
   れ、該化成処理層の表面に塗料が塗装されたプレコート
   鋼板であって、前記 Al-Cr系めっき層が、Crを固溶した
   Al相と金属間化合物Al₁₃Cr₂ とを含む組織からなること
   を特徴とするプレコート鋼板。