JPH09234421A - めっき鋼板及びその後処理方法 - Google Patents

めっき鋼板及びその後処理方法

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JPH09234421A JP7090496A JP7090496A JPH09234421A JP H09234421 A JPH09234421 A JP H09234421A JP 7090496 A JP7090496 A JP 7090496A JP 7090496 A JP7090496 A JP 7090496A JP H09234421 A JPH09234421 A JP H09234421A
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Yoshiyuki Sugimoto
義之 杉本
Takao Nishimura
隆男 西村
Toshiaki Miyata
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田用Znめっき鋼板、Zn合金めっき鋼板
又は複層めっき鋼板の半田性、耐食性、加工油との濡れ
性およびスタンプインキ性にすぐれた鋼板を提供する。 【解決手段】 めっき鋼板の後処理方法において、Zn
めっき、Zn合金めっき又は複層めっきを施した後、ア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂からな
る水分散性あるいは水溶性樹脂、ロジンアミン塩、Cr
6+を含んだ後処理水溶液を用いて処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は後処理塗膜を形成し
ためっき鋼板に関し、特に半田性、半田経時性、耐食
性、加工油との濡れ性およびスタンプインキ性にすぐれ
た半田用鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ZnあるいはZnを主成分とした
合金めっきあるいは複層めっき鋼板において、耐食性向
上のために、クロメート処理、りん酸塩処理あるいはフ
ッ素樹脂系の後処理が施される。クロメート処理の場
合、Crが0.05mg/dm2以下でなければ、半田
性が悪く、十分な耐食性が得られない。特開平1ー29
0778号公報記載のフッ素樹脂系の後処理は、半田性
にすぐれ、また、水分をはじきやすいため耐食性もすぐ
れる。しかし、このフッ素樹脂系後処理は、加工油ある
いは製品番号の印に使うスタンプインキをはじきやすい
性質がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】家電メーカーでは、生
産性向上のために、より短時間での加工あるいは製品番
号の機械による自動判別などの自動化が進められてい
る。このため、家電メーカーからは、従来、耐食性およ
び半田性にすぐれた表面処理鋼板が要求されていたが、
更に、生産性向上のために、製品番号に使うスタンプイ
ンキあるいは加工油との濡れ性もすぐれた表面処理鋼板
が要求されるようになった。フッ素樹脂系後処理を行っ
た表面処理鋼板は、家電製品に加工する際に、フッ素樹
脂が加工油をはじきやすいため、加工油の濡れ性が悪
く、加工速度を上げにくい。また、自動化のために、ス
タンプでつけた製品番号を機械で自動判別する場合、フ
ッ素樹脂はスタンプインキをはじきやすいため、自動判
別が困難である。このように、フッ素樹脂系の後処理
は、家電製品の生産性向上が困難という問題点がある。
本発明はこれらの問題点に鑑み、ZnあるいはZnを主
成分とした合金めっきあるいは複層めっき鋼板の後処理
塗膜において、耐食性、半田性、半田経時性、加工油と
の濡れ性、スタンプインキ性にすぐれた後処理塗膜を有
するめっき鋼板を提供することを技術課題とするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のめっき鋼板は、
アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂から
なる水分散性あるいは水溶性有機樹脂と、Cr6+イオン
と、ロジンアミン塩とを含んだ水溶液を用いて表面に塗
膜を形成したことを特徴とし、水溶液に架橋剤を含むこ
とも望ましい。また、めっき鋼板は、Znめっき鋼板、
Zn合金めっき鋼板又は複層めっき鋼板であることが好
ましい。本発明のめっき鋼板の後処理方法は、めっきを
施した後、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタ
ン樹脂からなる水分散性あるいは水溶性有機樹脂と、C
6+イオンと、ロジンアミン塩とを含んだ後処理水溶液
を用いて処理することを特徴とし、架橋剤を含んだ後処
理水溶液を用いて処理することも好ましい。
【0005】
【発明の実施の形態】Zn又はZnを主成分とした合金
めっきあるいは複層めっきを施した後、アクリル樹脂、
ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂からなる水分散性あ
るいは水溶性有機樹脂、ロジンアミン塩、Cr6+イオン
を含んだ水溶性の後処理液を用いて処理すると、加工油
あるいはスタンプインキが良く濡れる。これは付着した
水溶性有機樹脂は加工油あるいはスタンプインキと同じ
ような官能基を持っているためであると考えられる。こ
こで、ロジンアミン塩は半田時のフラックス効果だけで
なく、半田性を損なうCr化合物の周りを囲むため、Z
nめっき表面へのCr化合物の付着による半田性低下を
抑制する。そしてCr6+イオンは耐食性を向上させ、架
橋剤は水分散性又は水溶性有機樹脂の分子間を架橋する
ため、腐食の原因となる水分の透過を抑制し、耐食性が
向上する。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例をさらに詳細に説明す
る。めっき鋼板としては、冷延鋼板上にZnめっき又は
Znを主成分としSn,Co,Ni,Fe,Cuの1種
以上含んだ合金めっき、あるいは複層めっきしたものな
どが採用される。めっき量は2〜50g/m2が適当で
ある。2g/m2未満では、耐食性が悪い。50g/m2
を越えると、経済性が劣り好ましくない。
【0007】鋼板をめっきした後その表面を、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂からなる水分
散性あるいは水溶性有機樹脂を50〜200g/l(固
形分として)、ロジンアミン塩を2〜30g/l、Cr
6+イオンを0.02〜4g/l含んだ水溶液で処理す
る。また、これらの水溶液には、架橋剤を含んでも良
い。アクリル樹脂は、アクリル酸およびそのエステル、
アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸およ
びそのエステル等の重合体又は共重合体が含まれる。エ
ステルの官能基としては、カルボキシル基、アミノ基、
メチル基、エチル基、ブチル基、アミル基、エチルヘキ
シル基又はオクチル基が含まれる。また、エチレン基を
含んだエチレンアクリル樹脂も含まれる。ポリエステル
樹脂はアルキッド樹脂、マレイン酸樹脂、不飽和ポリエ
ステルが含まれる。ウレタン樹脂は末端基に水溶性のC
OOH基、アミン基を有するものがよい。アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂又はウレタン樹脂からなる水分散
性あるいは水溶性有機樹脂は、固形分として、50g/
l未満では耐食性が十分でなく、200g/lを越える
と、処理液の粘性が高く、均一に処理するのが困難とな
る。また、水分散性又は水溶性有機樹脂の架橋剤を、水
分散性又は水溶性有機樹脂の固形分に対して0.1〜2
0%添加しても良い。架橋剤として、アクリル樹脂には
カルボキシル基とヒドラジド基あるいはカルボキシル基
とエポキシ基を含んだ化合物、シクロヘキサン、アミノ
樹脂、イソシアネート化合物、エポキシ樹脂が含まれ
る。ポリエステル樹脂には、ブチル化メラミン樹脂をジ
メチロールプロピオン酸変性したもの、メチロールフェ
ノールやメチルエチルケトキシムでブロック化された水
性ブロックイソシアネート化合物が含まれる。また、エ
ポキシーアミン、アジリジンーカルボン酸基、ヒドラジ
ンーダイアセトンアクリルアミド、又は、酢酸亜鉛や酢
酸アルミニウム等のキレート化剤による多価金属とカル
ボキシル基を含んだ化合物も含まれる。ウレタン樹脂に
は、メチル化メラミン樹脂、エポキシ樹脂、亜鉛錯体、
アジリジン化合物、イソシアネート化合物、1級、2級
のジ、およびポリアミン類および1級、2級のジ、およ
びポリアミン類を含んだアミノ樹脂が含まれる。架橋剤
は0.1%未満では、耐食性に効果がないが、20%を
越えると水分散性あるいは水溶性樹脂が速く架橋し、沈
殿物ができ、処理液の経時安定性が悪い。ロジンアミン
塩は2g/l未満では半田性が十分でなく、30g/l
を越えると、水分を含みやすく多湿雰囲気での耐食性が
著しく低下する。また、指紋が付きやすく経時により外
観も低下する。Cr6+の化合物は無水クロム酸、クロム
酸塩又は重クロム酸塩が良い。クロム酸塩としては、ク
ロム酸アンモニウム、クロム酸ナトリウム、クロム酸カ
リウムが含まれ、重クロム酸塩としては、重クロム酸ア
ンモニウム、重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウ
ムが含まれる。Cr6+の濃度は0.02g/l未満では
耐食性が十分でなく、4g/lを越えると半田性が著し
く低下する。塗布方法はロールコート、ナイフコート、
カーテンフロー、浸漬後ロール絞りあるいはエアーナイ
フ絞りなど限定されるものでない。後処理皮膜の乾燥厚
みは0.02〜2μmが適当である。0.02μm未満
では均一にめっき表面を被覆しないため、耐食性および
半田経時性は向上しない。2μmを越えると、耐食性は
向上する傾向があるが、半田性が飽和し、しかも作業性
を悪くするので好ましくない。
【0008】(実施例)厚み0.5mmの冷延鋼板を脱
脂、酸洗し、水洗後、直ちに硫酸浴を用いてめっき量が
20g/m2になるように両面に電気Znめっきを施し
た。そして水洗後、アクリル樹脂を固形分として150
g/l、ロジンアミン塩15g/l、Na2CrO47.
8g/lを含んだ処理液を作成し、浸漬後、乾燥後の厚
みが0.1μmになるようにロールで絞り、60℃で乾
燥し、評価用試験片を作成した。ついで、後処理液の浴
組成を変えて、いくつかの試料を作成した(実施例1〜
16)。表1〜表4に、めっき鋼板のめっきの種類、め
っき量、後処理で使用した液の種類、およびその場合の
乾燥後の皮膜厚みを示す。これらの表のうち表1は後処
理液中の水分散性あるいは水溶性樹脂をアクリル樹脂を
用いた場合、表2は後処理でエチレンアクリル樹脂を用
いた場合、表3はポリエステル樹脂を用いた場合、表4
はウレタン樹脂をそれぞれ用いた場合を示す。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】比較例 実施例と同様な方法でめっきを行い、フッ素樹脂150
g/l、ロジンアミン塩15g/l、Na2CrO47.
8g/lを含んだ処理液を作成し、浸漬後、乾燥後の厚
みが0.1μmになるようにロールで絞り、60℃で乾
燥し、比較例の試料を作成した。実施例および比較例で
得られた試料の特性を次に示す方法で評価し、その結果
を表5および表6に示した。
【0014】
【表5】
【0015】
【表6】 本発明の塗膜を形成しためっき鋼板は、半田性、半田経
時性、耐食性、加工油との濡れ性およびスタンプインキ
性が良好であった。
【0016】(特性の評価方法)表5および表6に示し
た特性評価は、次のようにして実施した。 1.半田性 250℃に保持した半田浴(JIS Z 3282:H
60A)上に50mmx50mmのサンプルを静置し、
20秒保持後、その上にコイル状(外径:4.5mm)
に巻いたヤニ入り半田(JIS Z 3283:RH5
5 タルチン(株),線径1mmの糸半田)0.3gを
置き、10秒間保持してそのサンプルを取り出す。冷却
後、半田広がりの面積を自動面積計(NIRECO製L
UZEX−220)で測定した。半田広がり面積が16
0mm2以上の場合を○、160mm2未満では×で表し
た。半田広がりはサンプル作成直後および恒温恒湿(6
0℃、95%)300時間経時後を測定した。 2.スタンプインキ性 スタンプインキ(シャチハタ工業(株)製STMー1,
黒色)でサンプル表面に、数字をスタンプし、室温で4
時間経時後スタンプインキのはじきを評価した。スタン
プインキのはじきがスタンプした直後のインキ付着部面
積の20%未満の場合を○、20%以上はじきが発生し
た場合を×で表した。 3.加工油の濡れ性 加工油(日本工作油製6318K)を0.05ccサン
プルの上に滴下し、加工油の接触角をエルマ式接触角測
定器(エルマ光学製Gー1型)で測定した。 4.耐食性 めっき鋼板の耐食性を評価するのに、JIS Z 23
71による塩水噴霧試験を24時間行い、赤錆の発生程
度によって評価した。赤錆なしを○(優の評価)で表し
た。
【発明の効果】表5および表6に示したように、本発明
の後処理を施しためっき鋼板は、半田性、スタンプイン
キ性、加工油の濡れ性、耐食性にすぐれたZnあるいは
Znを主成分とした合金めっきあるいは複層めっき鋼板
を得ることができる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウ
    レタン樹脂からなる水分散性あるいは水溶性有機樹脂
    と、Cr6+イオンと、ロジンアミン塩とを含んだ水溶液
    を用いて表面に塗膜を形成しためっき鋼板。
  2. 【請求項2】 アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウ
    レタン樹脂からなる水分散性あるいは水溶性有機樹脂
    と、架橋剤と、Cr6+イオンと、ロジンアミン塩とを含
    んだ水溶液を用いて表面に塗膜を形成しためっき鋼板。
  3. 【請求項3】 めっき鋼板の後処理方法において、めっ
    きを施した後、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウ
    レタン樹脂からなる水分散性あるいは水溶性有機樹脂
    と、Cr6+イオンと、ロジンアミン塩とを含んだ後処理
    水溶液を用いて処理することを特徴とするめっき鋼板の
    後処理方法。
  4. 【請求項4】 めっき鋼板の後処理方法において、めっ
    きを施した後、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又はウ
    レタン樹脂からなる水分散性あるいは水溶性有機樹脂
    と、架橋剤と、Cr6+イオンと、ロジンアミン塩とを含
    んだ後処理水溶液を用いて処理することを特徴とするめ
    っき鋼板の後処理方法。
  5. 【請求項5】 前記めっき鋼板が、Znめっき鋼板又は
    Zn合金めっき鋼板である請求項1又は2記載のめっき
    鋼板。
  6. 【請求項6】 前記めっき鋼板が、複層めっき鋼板であ
    る請求項1又は2記載のめっき鋼板。
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