JPH08169081A - 電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板 - Google Patents
電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】自動車車体外面用として優れた防錆性、耐低温
チッピング性を有し、さらに冷延鋼板、Zn−Niめっ
き鋼板と同等の優れた電着塗装後の鮮映性を有する有機
複合被覆鋼板の提供。 【構成】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に5〜
200mg/m2 のクロメート皮膜と、その上に固形成
分付着量が0.1〜3g/m2 および必要に応じてシリ
カ含有量が10〜60wt%の有機皮膜層とを有し、被
測定鋼板を乾燥状態から脱イオン水に水面に垂直に浸漬
していく時の荷重変化である前進張力が10dyn/c
m以上である有機複合被覆鋼板。 【効果】電着塗装時に発生するガスの離脱を良好とし、
優れた電着塗装後の鮮映性を有し、また、防錆性および
耐低温チッピング性に優れた有機複合被覆鋼板を提供で
きる。
チッピング性を有し、さらに冷延鋼板、Zn−Niめっ
き鋼板と同等の優れた電着塗装後の鮮映性を有する有機
複合被覆鋼板の提供。 【構成】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に5〜
200mg/m2 のクロメート皮膜と、その上に固形成
分付着量が0.1〜3g/m2 および必要に応じてシリ
カ含有量が10〜60wt%の有機皮膜層とを有し、被
測定鋼板を乾燥状態から脱イオン水に水面に垂直に浸漬
していく時の荷重変化である前進張力が10dyn/c
m以上である有機複合被覆鋼板。 【効果】電着塗装時に発生するガスの離脱を良好とし、
優れた電着塗装後の鮮映性を有し、また、防錆性および
耐低温チッピング性に優れた有機複合被覆鋼板を提供で
きる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に自動車車体用鋼板
として電着塗装性、特に電着塗装後の鮮映性に優れ、さ
らに防錆性、耐食性、およびスポット溶接性に優れた有
機複合被覆鋼板に関するものである。
として電着塗装性、特に電着塗装後の鮮映性に優れ、さ
らに防錆性、耐食性、およびスポット溶接性に優れた有
機複合被覆鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車車体の高耐食性化に対する強い社
会的要請に応えて、各種表面処理鋼板の適用が年々拡大
している。
会的要請に応えて、各種表面処理鋼板の適用が年々拡大
している。
【0003】このような表面処理鋼板として、亜鉛めっ
き鋼板、亜鉛系合金めっき鋼板などが挙げられる。しか
しながら、車体組立後に行われる塗装が充分に行き渡り
にくく、高湿潤下に曝される車体内面の袋構造部や曲げ
加工部(ヘミング部)では、さらに高度な耐食性が要求
されてきた。このような要求にたいする鋼板として、例
えば特開平3−130141号公報や同2−25833
5号公報などが提案されている。これらは、亜鉛または
亜鉛系合金めっき鋼板上にクロメート層とシリカを含有
する有機高分子樹脂層を施した有機複合被覆鋼板であ
り、車体組立後に行われる塗装を施さない状態でも非常
に良好な耐食性を有するので、車体内面部には、有機複
合被覆鋼板の使用されている割合が高い。
き鋼板、亜鉛系合金めっき鋼板などが挙げられる。しか
しながら、車体組立後に行われる塗装が充分に行き渡り
にくく、高湿潤下に曝される車体内面の袋構造部や曲げ
加工部(ヘミング部)では、さらに高度な耐食性が要求
されてきた。このような要求にたいする鋼板として、例
えば特開平3−130141号公報や同2−25833
5号公報などが提案されている。これらは、亜鉛または
亜鉛系合金めっき鋼板上にクロメート層とシリカを含有
する有機高分子樹脂層を施した有機複合被覆鋼板であ
り、車体組立後に行われる塗装を施さない状態でも非常
に良好な耐食性を有するので、車体内面部には、有機複
合被覆鋼板の使用されている割合が高い。
【0004】一方、自動車車体外面(表面)側は内面側
に比べ低湿潤条件であり、車体組立後の塗装も全面に1
00μm程度(電着塗装、中塗り塗装、上塗り塗装)施
されるので、外面側からの錆によって孔空きまで至る割
合が内面側に比べ少ないため、従来は冷延鋼板が使用さ
れていた。しかし自動車車体の高耐食性化に対する要求
がさらに高まる中で、車体外面の防錆性要求も厳しくな
り、外面側にも表面処理を施した鋼板の実用化が進んで
いる。例えば、亜鉛めっき、亜鉛系合金めっきなどの表
面処理である。これら亜鉛系めっき鋼板は冷延鋼板に比
べ、良好な防錆性能を示す。
に比べ低湿潤条件であり、車体組立後の塗装も全面に1
00μm程度(電着塗装、中塗り塗装、上塗り塗装)施
されるので、外面側からの錆によって孔空きまで至る割
合が内面側に比べ少ないため、従来は冷延鋼板が使用さ
れていた。しかし自動車車体の高耐食性化に対する要求
がさらに高まる中で、車体外面の防錆性要求も厳しくな
り、外面側にも表面処理を施した鋼板の実用化が進んで
いる。例えば、亜鉛めっき、亜鉛系合金めっきなどの表
面処理である。これら亜鉛系めっき鋼板は冷延鋼板に比
べ、良好な防錆性能を示す。
【0005】ところがこれら亜鉛系めっき鋼板はめっき
密着性があまり良好でないため、耐低温チッピング性が
劣る。亜鉛系めっき層上に塗装を施した場合には、厚い
塗膜の応力がめっきに加わるため、自動車の走行中に小
石等が当たり、その衝撃でめっき層等が剥離する、すな
わちチッピングによって亜鉛の犠牲防錆性が効果を発揮
せず、外面錆が進行する。そこで耐低温チッピング性に
優れ、さらに耐外面錆性も亜鉛系めっき鋼板より優れた
有機複合被覆を外面側にも施す特開平4−27536号
公報や同4−26775号公報などが提案されている。
密着性があまり良好でないため、耐低温チッピング性が
劣る。亜鉛系めっき層上に塗装を施した場合には、厚い
塗膜の応力がめっきに加わるため、自動車の走行中に小
石等が当たり、その衝撃でめっき層等が剥離する、すな
わちチッピングによって亜鉛の犠牲防錆性が効果を発揮
せず、外面錆が進行する。そこで耐低温チッピング性に
優れ、さらに耐外面錆性も亜鉛系めっき鋼板より優れた
有機複合被覆を外面側にも施す特開平4−27536号
公報や同4−26775号公報などが提案されている。
【0006】自動車の外面側は、内面側に比べ従来から
外観に重点が置かれ、内面側とはその評価方法、評価基
準が異なる。最近では、自動車の高級化を背景として外
観評価基準はさらに厳しく、加工技術等の向上とも相ま
って、レーザーで規則正しいダル目をつけたロールで圧
延を施したレーザーダル冷延鋼板、またはこれに亜鉛系
めっきを施した鋼板が外面用として用いられるようにな
ってきた。
外観に重点が置かれ、内面側とはその評価方法、評価基
準が異なる。最近では、自動車の高級化を背景として外
観評価基準はさらに厳しく、加工技術等の向上とも相ま
って、レーザーで規則正しいダル目をつけたロールで圧
延を施したレーザーダル冷延鋼板、またはこれに亜鉛系
めっきを施した鋼板が外面用として用いられるようにな
ってきた。
【0007】上記有機複合被覆鋼板は前述の耐低温チッ
ピング性、耐外面錆性には優れるが、電着塗装によって
電着塗装時の水素ガスの発生跡によるガスピンホール、
クレーターは発生しないものの、ゆず肌と呼ばれる、表
面凹凸が激しく不均一な電着塗装皮膜が形成されたり、
またゆず肌とまではいかなくとも従来外面用に用いられ
ていた冷延鋼板や亜鉛系めっき鋼板に比べ、表面が凹凸
で不均一な電着塗装皮膜が形成されて鮮映性が低下し、
厳しい外観評価基準を満足することができなかった。有
機複合被覆鋼板は従来内面用として使用されていたた
め、著しい不均一やクレーターの発生は耐食性に影響す
るという観点から、目視観察によってのみ評価がおこな
われていたが、外面用として使用するために厳しい評価
が必要になり、PGDメーター(鮮明度光沢度計)を用
いて測定したPGD値で数値化して鮮映性を判定するよ
うになった。
ピング性、耐外面錆性には優れるが、電着塗装によって
電着塗装時の水素ガスの発生跡によるガスピンホール、
クレーターは発生しないものの、ゆず肌と呼ばれる、表
面凹凸が激しく不均一な電着塗装皮膜が形成されたり、
またゆず肌とまではいかなくとも従来外面用に用いられ
ていた冷延鋼板や亜鉛系めっき鋼板に比べ、表面が凹凸
で不均一な電着塗装皮膜が形成されて鮮映性が低下し、
厳しい外観評価基準を満足することができなかった。有
機複合被覆鋼板は従来内面用として使用されていたた
め、著しい不均一やクレーターの発生は耐食性に影響す
るという観点から、目視観察によってのみ評価がおこな
われていたが、外面用として使用するために厳しい評価
が必要になり、PGDメーター(鮮明度光沢度計)を用
いて測定したPGD値で数値化して鮮映性を判定するよ
うになった。
【0008】本発明者らの知見に基づけば、従来ゆず肌
と呼ばれてるものはPGD値で0.2以下であり、冷延
鋼板や亜鉛系めっき鋼板は電着塗装条件によって0.4
〜0.6であることから、有機樹脂被覆鋼板ではゆず肌
にはならなくとも冷延鋼板や亜鉛系めっき鋼板並みの鮮
映性をクリアするのは非常に困難であった。
と呼ばれてるものはPGD値で0.2以下であり、冷延
鋼板や亜鉛系めっき鋼板は電着塗装条件によって0.4
〜0.6であることから、有機樹脂被覆鋼板ではゆず肌
にはならなくとも冷延鋼板や亜鉛系めっき鋼板並みの鮮
映性をクリアするのは非常に困難であった。
【0009】これまで有機複合被覆鋼板の電着塗装後の
鮮映性を改善する目的で有機皮膜に親水性樹脂を添加す
る方法が提案されている(特開昭62−283161号
公報、同63−35798号公報、特開平3−2690
67号公報、同3−268939号公報)が、電着塗装
時の水素ガスの発生跡によるゆず肌やガスピンホール、
クレーターといった電着塗装不良は改善されているが、
外面用として要求される高度な鮮映性については充分に
考慮されていない。
鮮映性を改善する目的で有機皮膜に親水性樹脂を添加す
る方法が提案されている(特開昭62−283161号
公報、同63−35798号公報、特開平3−2690
67号公報、同3−268939号公報)が、電着塗装
時の水素ガスの発生跡によるゆず肌やガスピンホール、
クレーターといった電着塗装不良は改善されているが、
外面用として要求される高度な鮮映性については充分に
考慮されていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、自動車車体
外面用として優れた防錆性、耐低温チッピング性を有
し、さらに冷延鋼板、Zn−Niめっき鋼板と同等の優
れた電着塗装後の鮮映性を有する有機複合被覆鋼板を提
供することを目的とするものである。
外面用として優れた防錆性、耐低温チッピング性を有
し、さらに冷延鋼板、Zn−Niめっき鋼板と同等の優
れた電着塗装後の鮮映性を有する有機複合被覆鋼板を提
供することを目的とするものである。
【0011】
【問題を解決するための手段】電着塗装後の鮮映性が劣
る理由は、電着塗膜が凹凸に形成されることによる。そ
こで、本発明者らは、電着塗膜が凹凸で不均一に形成さ
れる要因について調査した。まず、電着塗膜の焼付け前
の状態をマイクロスコープを用いて観察したところ、図
1(a)の写真に示すように鮮映性の悪い有機複合被覆
鋼板では、図1(b)の写真に示すZn−Niめっき鋼
板に比べ表面に比較的大きな穴が観察された。この穴は
焼付け時には塗膜の粘性が下がって周囲の塗膜が流れ込
み、クレーターにはならないが最終的には粗度が残り、
鮮映性が劣ったと考えられる。
る理由は、電着塗膜が凹凸に形成されることによる。そ
こで、本発明者らは、電着塗膜が凹凸で不均一に形成さ
れる要因について調査した。まず、電着塗膜の焼付け前
の状態をマイクロスコープを用いて観察したところ、図
1(a)の写真に示すように鮮映性の悪い有機複合被覆
鋼板では、図1(b)の写真に示すZn−Niめっき鋼
板に比べ表面に比較的大きな穴が観察された。この穴は
焼付け時には塗膜の粘性が下がって周囲の塗膜が流れ込
み、クレーターにはならないが最終的には粗度が残り、
鮮映性が劣ったと考えられる。
【0012】この焼付け前の穴は、電着塗装時に被塗物
表面から発生する水素ガスによるものと考え、電着塗料
の代わりにNa2 CO3 溶液の中で上記鮮映性の悪い有
機複合被覆鋼板とZn−Niめっき鋼板とをそれぞれカ
ソードにして電解し、水素ガスの離脱状況をビデオで拡
大観察したところ、Zn−Niめっき鋼板の場合には水
素ガスが発生してすぐに表面から離脱していたが、鮮映
性の悪い有機複合被覆鋼板の場合には発生した水素ガス
が表面から離れず、かなり大きくなってから離脱してい
く様子が観察された。液体中での固体表面からの気体の
離脱は、固体と液体間の濡れ性に関係がある(例えば、
野崎ら:材料とプロセス CAMP−ISU Vol.
3(1990).137)。そこで、本発明者らは有機
複合被覆鋼板の表面張力を大きくすることによって電着
塗料液との濡れ性が向上し、水素ガスの離脱が容易にな
り、均一な電着塗膜が形成され、鮮映性が向上すること
を見出し、本発明に至ったものである。
表面から発生する水素ガスによるものと考え、電着塗料
の代わりにNa2 CO3 溶液の中で上記鮮映性の悪い有
機複合被覆鋼板とZn−Niめっき鋼板とをそれぞれカ
ソードにして電解し、水素ガスの離脱状況をビデオで拡
大観察したところ、Zn−Niめっき鋼板の場合には水
素ガスが発生してすぐに表面から離脱していたが、鮮映
性の悪い有機複合被覆鋼板の場合には発生した水素ガス
が表面から離れず、かなり大きくなってから離脱してい
く様子が観察された。液体中での固体表面からの気体の
離脱は、固体と液体間の濡れ性に関係がある(例えば、
野崎ら:材料とプロセス CAMP−ISU Vol.
3(1990).137)。そこで、本発明者らは有機
複合被覆鋼板の表面張力を大きくすることによって電着
塗料液との濡れ性が向上し、水素ガスの離脱が容易にな
り、均一な電着塗膜が形成され、鮮映性が向上すること
を見出し、本発明に至ったものである。
【0013】すなわち、本発明は、亜鉛または亜鉛系合
金めっき鋼板表面上にCr換算で5〜200mg/m2
のクロメート皮膜と、該クロメート皮膜の上層に固形成
分付着量が0.1〜3g/m2 の有機皮膜層と、を有
し、該有機皮膜層は測定する鋼板を乾燥状態から脱イオ
ン水(20℃)に水面に垂直に浸漬していく時の荷重変
化で定義される前進張力が、10dyn/cm以上であ
ることを特徴とする電着塗装後の鮮映性に優れた有機複
合被覆鋼板を提供するものである。
金めっき鋼板表面上にCr換算で5〜200mg/m2
のクロメート皮膜と、該クロメート皮膜の上層に固形成
分付着量が0.1〜3g/m2 の有機皮膜層と、を有
し、該有機皮膜層は測定する鋼板を乾燥状態から脱イオ
ン水(20℃)に水面に垂直に浸漬していく時の荷重変
化で定義される前進張力が、10dyn/cm以上であ
ることを特徴とする電着塗装後の鮮映性に優れた有機複
合被覆鋼板を提供するものである。
【0014】また、本発明は、亜鉛または亜鉛系合金め
っき鋼板表面上にCr換算で5〜200mg/m2 のク
ロメート皮膜と、該クロメート皮膜の上層に固形成分付
着量が0.1〜3g/m2 、シリカ含有量が10〜60
wt%の有機皮膜層と、を有し、該有機皮膜層は測定す
る鋼板を乾燥状態から脱イオン水(20℃)に水面に垂
直に浸漬していく時の荷重変化で定義される前進張力
が、10dyn/cm以上であることを特徴とする電着
塗装後の鮮映性に優れた有機複合被覆鋼板を提供するも
のである。
っき鋼板表面上にCr換算で5〜200mg/m2 のク
ロメート皮膜と、該クロメート皮膜の上層に固形成分付
着量が0.1〜3g/m2 、シリカ含有量が10〜60
wt%の有機皮膜層と、を有し、該有機皮膜層は測定す
る鋼板を乾燥状態から脱イオン水(20℃)に水面に垂
直に浸漬していく時の荷重変化で定義される前進張力
が、10dyn/cm以上であることを特徴とする電着
塗装後の鮮映性に優れた有機複合被覆鋼板を提供するも
のである。
【0015】以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の素材としては、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼
板を用いる。鋼板に施されるめっきの種類としては、純
Znめっき、Zn−Ni合金めっき、Zn−Fe合金め
っき、Zn−Cr合金めっき、などの二元系合金めっ
き、Zn−Ni−Cr合金めっき、Zn−Co−Cr合
金めっきなどの三元系合金めっきなどを用いることがで
き、またZn−SiO2 、Zn−Co−Cr−Al2 O
3 めっきなどの複合分散めっきも用いることができる。
これらのめっきは、電気めっき法、溶融めっき法、ある
いは気相めっき法によって施される。
本発明の素材としては、亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼
板を用いる。鋼板に施されるめっきの種類としては、純
Znめっき、Zn−Ni合金めっき、Zn−Fe合金め
っき、Zn−Cr合金めっき、などの二元系合金めっ
き、Zn−Ni−Cr合金めっき、Zn−Co−Cr合
金めっきなどの三元系合金めっきなどを用いることがで
き、またZn−SiO2 、Zn−Co−Cr−Al2 O
3 めっきなどの複合分散めっきも用いることができる。
これらのめっきは、電気めっき法、溶融めっき法、ある
いは気相めっき法によって施される。
【0016】これらの亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板
の上に、後述の有機高分子樹脂層との密着性を向上さ
せ、また耐食性を付与するためにクロメート処理を行
う。クロメート付着量としては、Cr換算で5〜200
mg/m2 、好ましくは10〜100mg/m2 の範囲
とする。Cr付着量が5mg/m2 未満では、耐食性が
不充分であるばかりでなく、樹脂層との密着性も劣るの
で好ましくない。200mg/m2 を超えても、これ以
上の耐食性改善効果がなく、また絶縁皮膜抵抗が高ま
り、スポット溶接性を損なうので好ましくない。
の上に、後述の有機高分子樹脂層との密着性を向上さ
せ、また耐食性を付与するためにクロメート処理を行
う。クロメート付着量としては、Cr換算で5〜200
mg/m2 、好ましくは10〜100mg/m2 の範囲
とする。Cr付着量が5mg/m2 未満では、耐食性が
不充分であるばかりでなく、樹脂層との密着性も劣るの
で好ましくない。200mg/m2 を超えても、これ以
上の耐食性改善効果がなく、また絶縁皮膜抵抗が高ま
り、スポット溶接性を損なうので好ましくない。
【0017】このようなクロメート処理は、ロールコー
ターなどを用いる塗布型クロメート法、電解クロメート
法、反応型クロメート法などのいずれの方法によっても
よい。 クロメート処理後は、乾燥した後、シリカ、有
機高分子樹脂、及び溶媒を主成分とする塗料を塗布し、
乾燥して有機皮膜層を形成させる。
ターなどを用いる塗布型クロメート法、電解クロメート
法、反応型クロメート法などのいずれの方法によっても
よい。 クロメート処理後は、乾燥した後、シリカ、有
機高分子樹脂、及び溶媒を主成分とする塗料を塗布し、
乾燥して有機皮膜層を形成させる。
【0018】本発明に用いられるバインダー樹脂として
は、特に限定は無く、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ア
クリル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等が例示
され、上記樹脂を2種以上混合して使用してもよい。ま
た上記エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂を変性して官能基を付加
したものを用いてもよい。但し、これらの樹脂は、後述
する前進張力を考慮して用いる必要がある。
は、特に限定は無く、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ア
クリル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等が例示
され、上記樹脂を2種以上混合して使用してもよい。ま
た上記エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂を変性して官能基を付加
したものを用いてもよい。但し、これらの樹脂は、後述
する前進張力を考慮して用いる必要がある。
【0019】またシリカとしては、気相シリカ、均一分
散型液相シリカまたは凝集タイプの液相シリカのいずれ
を用いてもよい。シリカの含有率は、有機皮膜層中10
〜60wt%とするのがよい。10wt%未満の場合に
は、有機皮膜による耐外面錆性の向上効果が充分に現れ
ない。また60wt%を越えても、さらなる耐外面錆性
の向上効果が認められず、コスト的に不利になり、また
スポット溶接性も悪くなる。
散型液相シリカまたは凝集タイプの液相シリカのいずれ
を用いてもよい。シリカの含有率は、有機皮膜層中10
〜60wt%とするのがよい。10wt%未満の場合に
は、有機皮膜による耐外面錆性の向上効果が充分に現れ
ない。また60wt%を越えても、さらなる耐外面錆性
の向上効果が認められず、コスト的に不利になり、また
スポット溶接性も悪くなる。
【0020】以上の樹脂とシリカからなる有機皮膜層を
クロメート皮膜の上層に形成させて有機複合被覆鋼板を
得るが、後述のように定義される該鋼板表面の前進張力
が、10dyn/cm以上の性質を有することによっ
て、電着塗装後の鮮映性が良好となる。さらに15dy
n/cmでは、冷延鋼板やZn−Niめっき鋼板と同等
の鮮映性が得られる。
クロメート皮膜の上層に形成させて有機複合被覆鋼板を
得るが、後述のように定義される該鋼板表面の前進張力
が、10dyn/cm以上の性質を有することによっ
て、電着塗装後の鮮映性が良好となる。さらに15dy
n/cmでは、冷延鋼板やZn−Niめっき鋼板と同等
の鮮映性が得られる。
【0021】前述のように有機複合被覆鋼板の鮮映性を
向上するためには電着塗料との前進張力を高め、迅速な
水素ガスの離脱が重要である。そこで始めに電着塗料と
の前進張力を調べ、鮮映性との関係を調査したが、数値
の再現性を得るのが困難だった。電着塗料は種類によっ
ても数値が異り、また同じ種類の電着塗料でもエージン
グの程度によって数値が変り、絶対的な評価ができない
ためである。本発明者らが種々検討した結果、電着塗料
は水性塗料であることから、脱イオン水を用いて調べる
ことにより、数値の再現性が得られた。測定する鋼板を
乾燥状態から脱イオン水(20℃)に水面に垂直に浸漬
していく時の荷重変化を前進張力と定義し、前進張力を
10dyn/cm以上にすることによって、鮮映性が良
好な有機複合被覆鋼板が得られた。
向上するためには電着塗料との前進張力を高め、迅速な
水素ガスの離脱が重要である。そこで始めに電着塗料と
の前進張力を調べ、鮮映性との関係を調査したが、数値
の再現性を得るのが困難だった。電着塗料は種類によっ
ても数値が異り、また同じ種類の電着塗料でもエージン
グの程度によって数値が変り、絶対的な評価ができない
ためである。本発明者らが種々検討した結果、電着塗料
は水性塗料であることから、脱イオン水を用いて調べる
ことにより、数値の再現性が得られた。測定する鋼板を
乾燥状態から脱イオン水(20℃)に水面に垂直に浸漬
していく時の荷重変化を前進張力と定義し、前進張力を
10dyn/cm以上にすることによって、鮮映性が良
好な有機複合被覆鋼板が得られた。
【0022】なお、ここで用いた前進張力は、測定する
鋼板を乾燥状態から脱イオン水に水面に垂直に浸漬して
いく時の荷重変化を、オリエンテック社製DCA−20
動的接触角測定器にて測定し、求めたものである。
鋼板を乾燥状態から脱イオン水に水面に垂直に浸漬して
いく時の荷重変化を、オリエンテック社製DCA−20
動的接触角測定器にて測定し、求めたものである。
【0023】前進張力を大きくする方法の例を以下に述
べる。 (1)バインダー樹脂にアミノ基、ウレタン結合、カル
ボキシル基、水酸基等の官能基を多く付加し、極性を高
める。従って水溶性樹脂を用いてもよい。従来から官能
基を付加したものはあるが、車体内面用として用いてい
たため、電着塗装されない場合の耐食性(裸耐食性)を
確保するため、官能基の付加割合に適正値(制限)があ
り、電着塗装後の鮮映性が充分となるほどは有していな
かった。車体外面用として用いる場合には、必ず3コー
ト以上塗装されるので、官能基を多く付加することが可
能であり、むしろ電着塗料との密着性の向上の観点から
も多くの官能基を有することは有利である。
べる。 (1)バインダー樹脂にアミノ基、ウレタン結合、カル
ボキシル基、水酸基等の官能基を多く付加し、極性を高
める。従って水溶性樹脂を用いてもよい。従来から官能
基を付加したものはあるが、車体内面用として用いてい
たため、電着塗装されない場合の耐食性(裸耐食性)を
確保するため、官能基の付加割合に適正値(制限)があ
り、電着塗装後の鮮映性が充分となるほどは有していな
かった。車体外面用として用いる場合には、必ず3コー
ト以上塗装されるので、官能基を多く付加することが可
能であり、むしろ電着塗料との密着性の向上の観点から
も多くの官能基を有することは有利である。
【0024】(2)有機皮膜層の中にバインダー樹脂と
シリカ以外に親水性の高い樹脂を添加する。(1)の場
合にはバインダー樹脂が制限されてしまうので、添加剤
としてのみ親水性の高い樹脂を用いてもよい。しかし親
水性の高い樹脂は、シリカのまわりに局在しやすいた
め、添加量を多く必要としたり、増粘しやすく、コスト
や作業性がの点から不利となるのでできれば(1)と併
用が望ましい。 (3)有機皮膜層の中にバインダー樹脂とシリカ以外に
水との濡れ性が向上する添加剤(表面張力調整剤)を添
加する。例えば、界面活性剤などを用いる。
シリカ以外に親水性の高い樹脂を添加する。(1)の場
合にはバインダー樹脂が制限されてしまうので、添加剤
としてのみ親水性の高い樹脂を用いてもよい。しかし親
水性の高い樹脂は、シリカのまわりに局在しやすいた
め、添加量を多く必要としたり、増粘しやすく、コスト
や作業性がの点から不利となるのでできれば(1)と併
用が望ましい。 (3)有機皮膜層の中にバインダー樹脂とシリカ以外に
水との濡れ性が向上する添加剤(表面張力調整剤)を添
加する。例えば、界面活性剤などを用いる。
【0025】以上のようにして得られた有機皮膜量は
0.1〜3g/m2 とするのが良い。0.1g/m2 未
満では、有機皮膜層による充分な被覆ができず、防錆性
や耐低温チッピング性の向上効果が現れない。また3g
/m2 を越えると、スポット溶接性が悪くなるためであ
る。
0.1〜3g/m2 とするのが良い。0.1g/m2 未
満では、有機皮膜層による充分な被覆ができず、防錆性
や耐低温チッピング性の向上効果が現れない。また3g
/m2 を越えると、スポット溶接性が悪くなるためであ
る。
【0026】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに具体
的に説明する。板厚0.75mmの低炭素鋼板を、酸
洗、脱脂後、目付け量30mg/m2 のZn−Ni合金
めっき(12重量%Ni)を施し、次いでロールコータ
を用いてCr6+/全Cr比50%のクロメート処理液を
塗布した後、最高到達板温120℃で焼き付け、クロメ
ート皮膜層を形成させた。その後、所定の組成でなる有
機複合塗料組成物をロールコーターで塗布し、最高到達
板温160℃で焼き付けることにより、有機皮膜層を形
成させた。表1に、クロメート付着量、塗料組成物の組
成および有機皮膜量ならびに前進張力を変え、本発明例
である実施例1〜9と比較例1〜8を示す。
的に説明する。板厚0.75mmの低炭素鋼板を、酸
洗、脱脂後、目付け量30mg/m2 のZn−Ni合金
めっき(12重量%Ni)を施し、次いでロールコータ
を用いてCr6+/全Cr比50%のクロメート処理液を
塗布した後、最高到達板温120℃で焼き付け、クロメ
ート皮膜層を形成させた。その後、所定の組成でなる有
機複合塗料組成物をロールコーターで塗布し、最高到達
板温160℃で焼き付けることにより、有機皮膜層を形
成させた。表1に、クロメート付着量、塗料組成物の組
成および有機皮膜量ならびに前進張力を変え、本発明例
である実施例1〜9と比較例1〜8を示す。
【0027】なお、表1において、本実施例で用いた有
機複合塗料組成物の樹脂およびシリカの種類及び塗料組
成物中における固形分含有率は以下に示すものである。 (シリカ) a.平均一次粒子径10nm、平均凝集粒子径0.4μ
mのシリカゾルを用いた。 b.均一に分散した平均一次粒子径10nmのシリカゾ
ルを用いた。 c.ヒュームドシリカを用いた。(アエロジル200)
機複合塗料組成物の樹脂およびシリカの種類及び塗料組
成物中における固形分含有率は以下に示すものである。 (シリカ) a.平均一次粒子径10nm、平均凝集粒子径0.4μ
mのシリカゾルを用いた。 b.均一に分散した平均一次粒子径10nmのシリカゾ
ルを用いた。 c.ヒュームドシリカを用いた。(アエロジル200)
【0028】(樹脂) 1.ウレタン変性エポキシ樹脂 + ポリイミン樹脂
(=30:1) {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン変性エポキシ樹
脂}= 0.002当量/g 2.水溶媒系ウレタン樹脂 {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン樹脂}= 0.004
当量/g 3.カチオン変性エポキシ樹脂 + ポリイミン樹脂
(=30:1) 4.エポキシ樹脂 5.溶剤系ウレタン樹脂 {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン樹脂}= 0.000
5 当量/g 6.ウレタン変性エポキシ樹脂 + ポリイミン樹脂
(=30:1) {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン変性エポキシ樹
脂}=0.0005当量/g 7.水溶媒系カチオン変性エポキシ樹脂
(=30:1) {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン変性エポキシ樹
脂}= 0.002当量/g 2.水溶媒系ウレタン樹脂 {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン樹脂}= 0.004
当量/g 3.カチオン変性エポキシ樹脂 + ポリイミン樹脂
(=30:1) 4.エポキシ樹脂 5.溶剤系ウレタン樹脂 {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン樹脂}= 0.000
5 当量/g 6.ウレタン変性エポキシ樹脂 + ポリイミン樹脂
(=30:1) {但し、ウレタン結合(CONH)/ウレタン変性エポキシ樹
脂}=0.0005当量/g 7.水溶媒系カチオン変性エポキシ樹脂
【0029】以下に、各種試験方法とその評価方法につ
いて記載する。 (化成処理方法)通常のアルカリ脱脂を行い、続いて表
面調整と、リン酸塩処理(リン酸塩処理液(日本ペイン
ト(株)社製SD2500)に2分間浸漬)を行なった。
いて記載する。 (化成処理方法)通常のアルカリ脱脂を行い、続いて表
面調整と、リン酸塩処理(リン酸塩処理液(日本ペイン
ト(株)社製SD2500)に2分間浸漬)を行なった。
【0030】(電着塗装)電着塗料(日本ペイント
(株)社製U−53)を浴温度28〜30℃で最初の3
0秒間で電着電圧を0Vから250Vまで昇圧し、続け
て150秒間250Vで通電し、165℃で20分間焼
き付けた。
(株)社製U−53)を浴温度28〜30℃で最初の3
0秒間で電着電圧を0Vから250Vまで昇圧し、続け
て150秒間250Vで通電し、165℃で20分間焼
き付けた。
【0031】(電着塗装性)上述の方法により化成処理
を行った後、電着塗装し、ポリエステル粘着テープ(日
東電工(株)製No.31B)を貼り、財団法人日本色
彩研究所製の携帯用鮮明度光沢度計PGD−IV型を用
いてPGDを測定した。なお、PGDは自動車技術Vo
l.141(1987)279,P.1394に記載さ
れる塗装面の光沢度を簡便に測定する装置である。PG
D値は高い方が鮮映性は良好である。なお、本発明者ら
の知見に基けば、従来電着塗装性の評価基準であったゆ
ず肌の場合は、PGD値0.2以下であることがわかっ
た。PGD値0.3以上0.5未満ではゆず肌にはなら
ないものの、電着塗装皮膜にわずかに凹凸が観察され
る。PGD値0.5では、電着塗装皮膜は均一となり、
電着塗装皮膜下地の形状の凹凸がそのまま現れる。なお
目標であるZn−Ni合金めっき鋼板のPGD値は、電
着塗装チャンスにより0.4〜0.6を示すので、鮮映
性の合格基準は0.4〜0.6とした。
を行った後、電着塗装し、ポリエステル粘着テープ(日
東電工(株)製No.31B)を貼り、財団法人日本色
彩研究所製の携帯用鮮明度光沢度計PGD−IV型を用
いてPGDを測定した。なお、PGDは自動車技術Vo
l.141(1987)279,P.1394に記載さ
れる塗装面の光沢度を簡便に測定する装置である。PG
D値は高い方が鮮映性は良好である。なお、本発明者ら
の知見に基けば、従来電着塗装性の評価基準であったゆ
ず肌の場合は、PGD値0.2以下であることがわかっ
た。PGD値0.3以上0.5未満ではゆず肌にはなら
ないものの、電着塗装皮膜にわずかに凹凸が観察され
る。PGD値0.5では、電着塗装皮膜は均一となり、
電着塗装皮膜下地の形状の凹凸がそのまま現れる。なお
目標であるZn−Ni合金めっき鋼板のPGD値は、電
着塗装チャンスにより0.4〜0.6を示すので、鮮映
性の合格基準は0.4〜0.6とした。
【0032】(前進張力)両面樹脂被覆の試料を巾20
mmに切断し、動的接触角測定器(オリエンテック社D
CA−20)を用い、試料を乾燥状態から脱イオン水
(20℃)に浸漬速度10mm/minで浸漬していく
時の荷重変化をn=3で調べ、平均値を用いた。
mmに切断し、動的接触角測定器(オリエンテック社D
CA−20)を用い、試料を乾燥状態から脱イオン水
(20℃)に浸漬速度10mm/minで浸漬していく
時の荷重変化をn=3で調べ、平均値を用いた。
【0033】(耐外面錆性)化成処理を行った後、電着
塗装し、さらに自動車用中塗り塗装(日本ペイント
(株)社製TO−4830,40±2μm)、上塗り塗
装(日本ペイント(株)社製TO−4830,40±2
μm)した。塗装後に、のこ刃傷を入れ、試料とした。
得られた試料を海岸に暴露し、週2回の海水散布を行な
うVolvo試験を3ヶ月間行った。暴露地は東京湾海
岸である。評価は、傷部からの最大塗膜膨れ巾(または
腐食巾)を測定し、以下の基準で判定した。 ◎:塗膜膨れ(または腐食)無し ○:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)0超え1mm以下 △:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)1超え2mm以下 ×:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)2mm超え
塗装し、さらに自動車用中塗り塗装(日本ペイント
(株)社製TO−4830,40±2μm)、上塗り塗
装(日本ペイント(株)社製TO−4830,40±2
μm)した。塗装後に、のこ刃傷を入れ、試料とした。
得られた試料を海岸に暴露し、週2回の海水散布を行な
うVolvo試験を3ヶ月間行った。暴露地は東京湾海
岸である。評価は、傷部からの最大塗膜膨れ巾(または
腐食巾)を測定し、以下の基準で判定した。 ◎:塗膜膨れ(または腐食)無し ○:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)0超え1mm以下 △:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)1超え2mm以下 ×:最大塗膜膨れ巾(または腐食巾)2mm超え
【0034】(耐低温チッピング性)化成処理を行った
後、電着塗装し、さらに自動車用中塗り塗装(日本ペイ
ント(株)社製TO−4830,40±2μm)、上塗
り塗装(日本ペイント(株)社製TO−4830,40
±2μm)した。得られたサンプルを以下の条件でダイ
ヤモンドショット試験を行った、試験後はテープによっ
て剥離試験を行った。評価方法は、ショット10点のめ
っきの剥離面積の合計面積である。なお、210km/
hのショットスピードは日本国内における通常の試験条
件よりも厳しいものである(通常のショットスピード1
70km/h以下)。 ダイヤモンド:10mg 試験温度:−20℃ ショットスピード:210km/h
後、電着塗装し、さらに自動車用中塗り塗装(日本ペイ
ント(株)社製TO−4830,40±2μm)、上塗
り塗装(日本ペイント(株)社製TO−4830,40
±2μm)した。得られたサンプルを以下の条件でダイ
ヤモンドショット試験を行った、試験後はテープによっ
て剥離試験を行った。評価方法は、ショット10点のめ
っきの剥離面積の合計面積である。なお、210km/
hのショットスピードは日本国内における通常の試験条
件よりも厳しいものである(通常のショットスピード1
70km/h以下)。 ダイヤモンド:10mg 試験温度:−20℃ ショットスピード:210km/h
【0035】(スポット溶接性)両面に有機複合被覆処
理を施した鋼板を用い、スポット溶接性を評価するため
に、先端65mmφのAl2 O3 分散銅合金製の溶接チ
ップを用い、加圧力200kgf、溶接電流9kA、溶
接時間10Hzで連続溶接を行ない、ナゲット径が基準
径を下回るまでの連続溶接打点数を測定した。評価基準
は以下に示す。 ◎:3000点以上 ○:2000点以上3000点未満 △:1000点以上2000点未満 ×:1000点未満
理を施した鋼板を用い、スポット溶接性を評価するため
に、先端65mmφのAl2 O3 分散銅合金製の溶接チ
ップを用い、加圧力200kgf、溶接電流9kA、溶
接時間10Hzで連続溶接を行ない、ナゲット径が基準
径を下回るまでの連続溶接打点数を測定した。評価基準
は以下に示す。 ◎:3000点以上 ○:2000点以上3000点未満 △:1000点以上2000点未満 ×:1000点未満
【0036】表1から明らかなように、実施例1〜9は
本発明条件を満足するものであり、特に電着塗装後の鮮
映性が良好で、自動車車体外面用として必要とされる性
能を十分に具備していることがわかる。
本発明条件を満足するものであり、特に電着塗装後の鮮
映性が良好で、自動車車体外面用として必要とされる性
能を十分に具備していることがわかる。
【0037】これに対し、比較例1、比較例2は、とも
に前進張力が小さく、電着塗装後の鮮映性が悪かった。
比較例3は有機複合皮膜量が少ないため、電着塗装後の
鮮映性、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足す
るレベルに達しなかった。比較例4は有機複合皮膜の量
が多いため、スポット溶接性が悪かった。
に前進張力が小さく、電着塗装後の鮮映性が悪かった。
比較例3は有機複合皮膜量が少ないため、電着塗装後の
鮮映性、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足す
るレベルに達しなかった。比較例4は有機複合皮膜の量
が多いため、スポット溶接性が悪かった。
【0038】比較例5はクロメート皮膜の付着量が少な
いため、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足す
るレベルに達しなかった。比較例6、比較例7は、前進
張力が小さく、電着塗装後の鮮映性が悪かった。比較例
8は、有機複合皮膜にシリカが含まれていないため、耐
外面錆性が満足するレベルに達しなかった。比較例9
は、参考のためにZn−Niめっき鋼板の性能を示した
が、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足するレ
ベルに達しなかったことがわかる。
いため、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足す
るレベルに達しなかった。比較例6、比較例7は、前進
張力が小さく、電着塗装後の鮮映性が悪かった。比較例
8は、有機複合皮膜にシリカが含まれていないため、耐
外面錆性が満足するレベルに達しなかった。比較例9
は、参考のためにZn−Niめっき鋼板の性能を示した
が、耐外面錆性、耐低温チッピング性ともに満足するレ
ベルに達しなかったことがわかる。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
安定して優れた電着塗装後の鮮映性を有する有機複合被
覆鋼板が得られ、さらに従来の亜鉛系めっき鋼板や冷延
鋼板よりも優れた防錆性と耐低温チッピング性を示す自
動車車体用素材を提供することができる。これにより自
動車車体の耐久性向上、しいては地球資源の節約に貢献
するものである。
安定して優れた電着塗装後の鮮映性を有する有機複合被
覆鋼板が得られ、さらに従来の亜鉛系めっき鋼板や冷延
鋼板よりも優れた防錆性と耐低温チッピング性を示す自
動車車体用素材を提供することができる。これにより自
動車車体の耐久性向上、しいては地球資源の節約に貢献
するものである。
【図1】 (a)および(b)は、いずれも図面代用顕
微鏡写真(×175)であって、それぞれ鮮映性の悪い
有機複合被覆鋼板およびZn−Niめっき鋼板の電着塗
膜焼付前の表面状態を示す顕微鏡写真である。
微鏡写真(×175)であって、それぞれ鮮映性の悪い
有機複合被覆鋼板およびZn−Niめっき鋼板の電着塗
膜焼付前の表面状態を示す顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筋 田 成 子 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者 日下部 隆 宏 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者 望 月 一 雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者 田 辺 弘 往 栃木県那須郡西那須野町朝日町8−15 (72)発明者 永 井 昌 憲 栃木県大田原市薄葉1926−9 (72)発明者 小 川 修 栃木県那須郡西那須野町下永田3−1172− 4 A105号 (72)発明者 加 藤 伸 佳 栃木県那須郡西那須野町下永田3−1172− 4 A104号
Claims (2)
- 【請求項1】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に
Cr換算で5〜200mg/m2 のクロメート皮膜と、
該クロメート皮膜の上層に固形成分付着量が0.1〜3
g/m2 の有機皮膜層と、を有し、該有機皮膜層は下記
に定義される前進張力が、10dyn/cm以上である
ことを特徴とする電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼
板。 前進張力:測定する鋼板を乾燥状態から脱イオン水(2
0℃)に水面に垂直に浸漬していく時の荷重変化 - 【請求項2】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に
Cr換算で5〜200mg/m2 のクロメート皮膜と、
該クロメート皮膜の上層に固形成分付着量が0.1〜3
g/m2 、シリカ含有量が10〜60wt%の有機皮膜
層と、を有し、該有機皮膜層は下記に定義される前進張
力が、10dyn/cm以上であることを特徴とする電
着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板。 前進張力:測定する鋼板を乾燥状態から脱イオン水(2
0℃)に水面に垂直に浸漬していく時の荷重変化
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6334509A JPH08169081A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6334509A JPH08169081A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08169081A true JPH08169081A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=18278203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6334509A Pending JPH08169081A (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 電着塗装性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08169081A (ja) |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP6334509A patent/JPH08169081A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030610 |