JPH09505635A - 次の塗装のために亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板を調製するための当該鋼板のイオン衝撃法の使用 - Google Patents
次の塗装のために亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板を調製するための当該鋼板のイオン衝撃法の使用Info
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Abstract
(57)【要約】
亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板の少なくとも1つの塗装する表面に、少なくとも1種類の中性ガスおよび/または少なくとも1種類の反応性ガスから形成されるガスまたはガス混合物の、イオン侵食および/または熱電子効果および/または化学作用によって前記鋼板の表面状態を変えるだけのエネルギーおよび密度を有するイオンによる真空イオン衝撃を加え、それによって塗装のために鋼板を調製することによる亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板のイオン衝撃法。該真空イオン衝撃前処理は、塗装後の鋼板の外観を改善する。
Description
【発明の詳細な説明】
次の塗装のために亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板を調製するための
当該鋼板のイオン衝撃法の使用
本発明は、塗装を目的とする亜鉛被覆鋼板の予備表面処理に関する。
公知のように、過去数年間にわたり、亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板の品質を向
上させるために、かなりの進展が見られている。しかし、塗装後の良好な外観を
得るためには、とくに該鋼板の表面外観に関して、なお、種々の改善が望ましい
と思われる。
本発明の目的は、塗装を目的とする前記鋼板の新規な調製法を提供することに
あり、当該方法はとくに、塗装鋼板の表面外観を改善することができる。
このために、本発明の主題は、塗装を目的とする亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板
のイオン衝撃法の使用にある。
本発明による予備処理は、被覆鋼板の塗装前に、少なくとも1つの塗装する面
に、少なくとも1種類の中性ガス、または少なくとも1種類の反応性ガスもしく
は、少なくとも1種の中性ガスおよび少なくとも1種の反応性ガスより成る混合
物のイオンで、イオン侵食、熱電子効果、または化学作用もしくはこれらの現象
の少なくとも2つの組合せによって鋼板の表面状態を変えるだけのエネルギーお
よび密度を有するイオンを用いて真空中でイオン衝撃を加えることである。
中性ガスはアルゴン、キセノンおよびクリプトンから選ぶのが好都合であろう
。反応性ガスは、酸素、フッ素、水素および揮発性炭化水素から選ぶのが好まし
い。反応性ガスが揮発性炭化水素であるとき、イオン衝撃に用いられるイオン化
条件下で、揮発性炭化水素は炭素イオンを生成する。本発明による予備真空処理
は、衝撃させるイオンの作用によって、亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板の表面状態
を変えることを目的とする。
このために、イオンは好ましくは500ないし2000eV、より好ましくは
750ないし1000eV、たとえば850eV程度のエネルギーを有する。
イオンの密度は好都合には1015ないし1018イオン/cm2、たとえば5.
1016イオン/cm2である。
圧力が好都合には102ないし10-2Pa、好ましくは1ないし10-2Pa、
たとえば5.10-1Paである真空チャンバー内でイオン性プラズマ中に鋼板を
入れることによって鋼板を処理する。
該処理は3分間行うことができる。
亜鉛被覆基質表面は、このように、イオン侵食、表面熱電子効果または化学作
用によって変化する。これらの現象のいくつかが同時に起る場合がある。
とくに、イオン衝撃は、鋼板表面から物質の除去をもたらし得る。
イオン衝撃後、鋼板は、衝撃を受けた面にそれ自体公知の塗装法を用いて塗装
する準備が整う。
この目的のために、鋼板を真空チャンバーから取出して、高圧で塗装ユニット
に送る。
本発明の他の目的は、したがって、亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板を塗装する方
法において、本来の塗装工程前に、鋼板の少なくとも1つの塗装する面に前記の
ような真空中のイオン衝撃による予備処理を行うことを特徴とする前記方法であ
る。
実際に、塗装前に行う予備真空処理は、生成物上への塗膜の良好な付着状態を
保証すると同時に、塗装後の外観に関して生成物の改善をもたらす。
この解決策は、真空チャンバーの使用によって、環境的に好ましくかつ汚染問
題を生じないで済むと同時に、簡単で経済的である。
これらの有利な結果は、真空プラズマ衝撃が鋼板の表面状態を変え、とりわけ
表面粗度を増すという事実によって説明することができる。
イオン衝撃処理により、塗装前の鋼板の表面粗度が増すにもかかわらず、塗装
後の鋼板外観の改善が得られることは驚くべきことである。
本発明によって塗料を塗布した鋼板は、表面外観が良いために、とくに有利で
ある。したがって、本発明の最終主題は、鋼板に付着させた亜鉛または亜鉛合金
より成るアンダーコートおよび該アンダーコート上に塗布される塗料被膜を含み
、前記塗料塗装を行う前に、上記のように真空中のイオン衝撃処理によってアン
ダーコートの表面状態を変化させたことを特徴とする被覆鋼板である。
次の諸試験によって本発明を説明する。試験1:
この試験の目的は、塗装前に、本発明によって処理した亜鉛または亜鉛合金被
覆鋼板、より詳細には熱亜鉛めっき鋼板の外観が、亜鉛または亜鉛合金を被覆し
、より詳細には熱亜鉛めっきし、さらに塗装した鋼板の外観と比較してすぐれて
いることを示すことにある。
この試験は2種類の熱亜鉛めっき鋼板試料1および2で行い、試料はそれぞれ
従来通り、熱亜鉛めっき法、すなわ主に亜鉛を含む浴中への熱漬によって亜鉛被
膜が付与される。このようにして付着した被膜は、質量単位で、アルミニウムを
0.5%、鉄を0.46%、鉛を0.03%および若干の残留不純物を含み、残
りは亜鉛より成る。この被膜の厚さは約11μmで、この被膜を有する鋼板全体
の厚さは0.75mmである。
試料2は、雰囲気が10-2Paの圧力下にある真空チャンバーに入れ、該試料
の塗装する面に、アルゴンから得た中性ガスイオンによってイオン衝撃を加える
。
該イオンは500eVに等しいエネルギーを有し、そのイオン電流密度は0.
16mA/cm2である。
前記表面処理は3分間行う。試料1は処理せずにコントロールとして役立たせ
る。
次に前記2種類の試料について、従来技術で、十分に公知の種々の操作、すな
わち、アルカリ脱脂、水洗、精製、トリカチオンリン酸塩処理、水洗、クロム酸
不動態化、水洗、乾燥を行う。
次に、各試料それぞれに、25μmに等しい厚みの最初の塗料被膜を適用する
ことができるPPG ED4 717/958形式の電気泳動操作を行う。次に
厚さが約45μmの第1の塗料を塗装した後乾燥し、さらに約45μmのラッカ
ー塗料を塗装した後、また乾燥する。この試験は、このように塗装した試料のD
OI(像の明確さ)、すなわち前記試料表面がおおよそ鮮明な像を反射する能力
の示現を測定することに本質があり、DOIの測定は塗膜の張力および光沢を考
慮に入れるものである。試料1ないし4の塗装面のDOIを測定するために、C
HIMILAB ESSOR社から市販されている装置を利用し、該装置はいく
つかの並列平行領域に分類されたオープンリングを描いた透明な標的物を包含し
、第1番目の領域は直径の大きないくつかの同一リングによって占められ、この
領
域に面すると値10が記録される。したがって、以下の領域は漸次小さな直径の
同一リングで占められ、10から最高100にわたる段階のそれぞれ漸次大きな
値に相当する。
各試料ごとに、光を用いて、標的物の像を試料面の1つに投影し、試験を行う
作業者は、30°の入射角で塗装面を観察するときに、完全に見える最小のリン
グに相当する値を採る。
試験の結果から、未処理試料1の値は85で、試料2の値は95であり、した
がって、塗装前に本発明によって処理した熱亜鉛めっき鋼板の外観が改善される
ことがわかる。試験2:
この試験の目的は、本発明による処理が、亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板、より
詳細には熱亜鉛めっき鋼板の表面のミクロ形態を変えることを示すことにある。
1から4まで番号をつけた4個の鋼板試料を、試料の各主表面に亜鉛被覆を付
着させる目的で浴中に高温で浸漬する。
試料1および2は、質量単位で、アルミニウムを0.5%、鉄を0.46%、
鉛を0.03%および若干の残留不純物を含み、残りは亜鉛より成る被膜を形成
させる目的で、主に亜鉛を含む浴に浸漬する。
こうして従来の付着させた被膜の厚さは約11μmで、被覆鋼板全体の厚さは
0.75mmである。
試料3および4は、質量単位で、アルミニウムを0.47%、鉄を0.46%
、鉛を0.028%および若干の残留不純物を含み、残りは亜鉛より成る被膜を
形成させる目的で、主に亜鉛を含む浴に浸漬する。
こうして従来のように付着させた被膜の厚さは約11μmで被覆鋼板全体の厚
さは0.75mmである。試料2および4は、さらに、雰囲気が10-2Paの圧
力下にある真空チャンバーに入れて、前記試料の塗装しようとする面に、アルゴ
ンから得た中性ガスイオンによるイオン衝撃を加える。
該イオンは500eVに等しいエネルギーを有し、イオン電流密度は0.16
mA/cm2である。
前記表面処理は3分間行う。試料1および3は処理を行わずにコントロールと
して用いる。次に前記面の表面のミクロ形態を特徴づける2.5という切断いき
値(cut−off threshold)を有する粗度Raを試料1ないし4
の各主面で測定する。得た結果を次表に記す。
本発明によって処理した熱亜鉛めっき鋼板の面は無処理鋼板の面よりも粗度R
aを増し、該性質は鋼板をつくるのに概して望ましいことが認められる。また、
本発明によって、粗度を増しても塗装鋼板の外観を損わないことを認めることも
できる。試験3:
この試験の目的は、本発明による熱亜鉛めっき鋼板上の塗料の付着性を示すこ
とにある。この試験を行うために、試験2と同じ条件で調製した4種類の鋼板を
使用する。
4種類の各試料に従来技術で十分に公知の種々の操作、すなわち、アルカリ脱
脂、水洗、精製、トリカチオン燐酸塩処理、水洗、クロム酸不活性化、水洗、乾
燥を行う。
次に、各試料に、それぞれに11μmに等しい厚さの最初の塗料被膜を適用す
ることができるPPG ED4 717/958形式の電気泳動操作を行う。
つぎに、試料が2バールの空気圧下で、2パスする間に、試料に一定量のショ
ット(100ml)を投射することに本質があるショットブラストを行う。
ショットブラスト試験は1から9にわたる値を示し、該値は塗料のはがれ度合
を表わすもので、値1がもっとも劣化の少ない外観を意味する。
得られた結果はすべての試料が値1であることを示し、これは熱亜鉛めっき鋼
板の本発明による処理がショットブラストを受けても該鋼板の良好な性質に影響
を及ぼさないことを示すものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ル・デュック,イエプ
フランス共和国 57000 メス,リュ・プ
ラーント 3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 次の塗装のために亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板を調製するために、該鋼 板の少なくとも1つの塗装面に、少なくとも1種類の中性ガスおよび/または少 なくとも1種類の反応性ガスによって形成されるガスまたはガス混合物の、イオ ン侵食および/または熱電子効果および/または化学作用によって該鋼板の表面 状態を変えるだけのエネルギーおよび密度を有するイオンを用いて、真空中でイ オン衝撃を加えることによる亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板のイオン衝撃法の使用 。 2. イオンが500ないし2000eV、好ましくは750ないし1000 eVのエネルギーを有することによる請求項1の使用。 3. イオンが1015および1018イオン/cm2の間、好ましくは1016お よび1017イオン/cm2の間の密度を有することによる請求項1または2の使 用。 4. 表面処理を102および10-2Paの間、好ましくは1および10-2P aの間の圧力下で行うことによる請求項1ないし3のいずれか1つの項の使用。 5. 中性ガスをアルゴン、キセノンおよびクリプトンから選ぶことによる請 求項1ないし4のいずれか1つの項の使用。 6. 反応性ガスを酸素、フッ素、水素、窒素および揮発性炭化水素から選ぶ ことによる請求項1ないし5のいずれか1つの項の使用。 7. 本来の塗装工程前に、亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板の少なくとも1つの 塗装面に、請求項1ないし6のいずれか1つの項に記載の真空中のイオン衝撃に よる予備処理を行うことを特徴とする亜鉛または亜鉛合金被覆鋼板の塗装法。 8. 鋼板上に付着させた亜鉛または亜鉛合金より成るアンダーコートおよび該 アンダーコート上に適用された塗料被膜を含む塗装鋼板において、前記塗料被膜 の適用前に、請求項1ないし6のいずれか1つの項に記載の真空中のイオン衝撃 による処理によってアンダーコートの表面状態を変えたことを特徴とする塗装鋼 板。
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