JPH1016130A - 加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板 - Google Patents
加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板Info
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- JPH1016130A JPH1016130A JP8178120A JP17812096A JPH1016130A JP H1016130 A JPH1016130 A JP H1016130A JP 8178120 A JP8178120 A JP 8178120A JP 17812096 A JP17812096 A JP 17812096A JP H1016130 A JPH1016130 A JP H1016130A
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- JP
- Japan
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- silica
- corrosion resistance
- organic resin
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- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】製造工程において地球環境を汚染することのな
い加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板
を提供する。 【解決手段】亜鉛または亜鉛系合金めっきを施した鋼板
の表面に、Ｃｒ6+量が全Ｃｒ量に対して７０％以下で、
付着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のシリカ添加クロ
メート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上層に、粒子径
が長さ４０〜３００ｎｍの鎖状シリカと粒状シリカを混
合してなる水分散シリカを含有する水性有機樹脂層を付
着量が乾燥重量で０．１〜３g/m2有することを特徴とす
る加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼
板。
い加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板
を提供する。 【解決手段】亜鉛または亜鉛系合金めっきを施した鋼板
の表面に、Ｃｒ6+量が全Ｃｒ量に対して７０％以下で、
付着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のシリカ添加クロ
メート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上層に、粒子径
が長さ４０〜３００ｎｍの鎖状シリカと粒状シリカを混
合してなる水分散シリカを含有する水性有機樹脂層を付
着量が乾燥重量で０．１〜３g/m2有することを特徴とす
る加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼
板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車車
体用鋼板としてプレス成形して用いられる加工性および
加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板に関する。
体用鋼板としてプレス成形して用いられる加工性および
加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車車体の高耐食性化に対する社会的
要請に対して、冷延鋼板上に亜鉛または亜鉛系合金めっ
きを施した表面処理鋼板が自動車車体に用いられてい
る。これらの表面処理鋼板としては、溶融亜鉛めっき鋼
板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、
および電気亜鉛系めっき鋼板などが挙げられる。
要請に対して、冷延鋼板上に亜鉛または亜鉛系合金めっ
きを施した表面処理鋼板が自動車車体に用いられてい
る。これらの表面処理鋼板としては、溶融亜鉛めっき鋼
板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、
および電気亜鉛系めっき鋼板などが挙げられる。
【０００３】しかしながら、車体組み立て後に行なわれ
る塗装が十分に行渡らない車体袋構造部や曲げ加工部
（ヘミング部）では、めっき鋼板自体に、更に高耐食性
が要求され、このような要求に対応した自動車用鋼板と
して、例えば特開昭５７−１０８２９２号公報や特開昭
５８−２２４１７４号公報等では、亜鉛および亜鉛系合
金めっき鋼板上にクロメートおよび有機高分子樹脂層を
施した有機複合被覆鋼板が提案されている。これらはい
ずれも水溶性あるいは水分散性有機樹脂と水分散シリカ
ゾルを含有した塗料をクロメート処理した亜鉛系めっき
鋼板の上層に塗布して、高耐食性を得ているが、従来の
有機複合被覆鋼板では、以下の様な問題点があった。 可溶性成分が成膜後も皮膜中に残存するため、耐ク
ロム溶出性に劣り、化成処理時にクロムが溶出して環境
汚染の原因となる。 アルカリ脱脂時に樹脂層の剥離を生じ、耐食性の劣
化を招く。 腐食環境下において、樹脂層内に水分が侵入し、可
溶性成分が溶解して高アルカリ性になるために、樹脂層
／クロメート間の密着性が劣化する。
る塗装が十分に行渡らない車体袋構造部や曲げ加工部
（ヘミング部）では、めっき鋼板自体に、更に高耐食性
が要求され、このような要求に対応した自動車用鋼板と
して、例えば特開昭５７−１０８２９２号公報や特開昭
５８−２２４１７４号公報等では、亜鉛および亜鉛系合
金めっき鋼板上にクロメートおよび有機高分子樹脂層を
施した有機複合被覆鋼板が提案されている。これらはい
ずれも水溶性あるいは水分散性有機樹脂と水分散シリカ
ゾルを含有した塗料をクロメート処理した亜鉛系めっき
鋼板の上層に塗布して、高耐食性を得ているが、従来の
有機複合被覆鋼板では、以下の様な問題点があった。 可溶性成分が成膜後も皮膜中に残存するため、耐ク
ロム溶出性に劣り、化成処理時にクロムが溶出して環境
汚染の原因となる。 アルカリ脱脂時に樹脂層の剥離を生じ、耐食性の劣
化を招く。 腐食環境下において、樹脂層内に水分が侵入し、可
溶性成分が溶解して高アルカリ性になるために、樹脂層
／クロメート間の密着性が劣化する。
【０００４】この様な問題点を解決するために、有機溶
剤中でシリカ表面を有機置換した疎水性シリカとエポキ
シ樹脂等を配合した塗料組成物を用いる方法が特開昭６
３−２２６３７号公報に提案されている。この場合、シ
リカゾルと有機樹脂との相溶性は確保され、また、優れ
た塗装後密着性が得られるものの、塗膜の可撓性が十分
でないため、プレス加工等による成形加工時に加工部塗
膜層に損傷が生じ、この部分の耐食性が劣化するという
問題点が指摘されている。
剤中でシリカ表面を有機置換した疎水性シリカとエポキ
シ樹脂等を配合した塗料組成物を用いる方法が特開昭６
３−２２６３７号公報に提案されている。この場合、シ
リカゾルと有機樹脂との相溶性は確保され、また、優れ
た塗装後密着性が得られるものの、塗膜の可撓性が十分
でないため、プレス加工等による成形加工時に加工部塗
膜層に損傷が生じ、この部分の耐食性が劣化するという
問題点が指摘されている。
【０００５】こういった加工後の耐食性が劣るといった
問題点に対して、ウレタン系樹脂およびシリカを主成分
とする皮膜層を設ける方法が特開昭６２−２８９２７４
号公報に提案されている。この場合、加工性に対して若
干の改善効果は得られるものの、より厳しい加工を施す
とやはり耐食性が劣化するという問題があった。特に、
水性樹脂を用いる場合は、水分散シリカとの組合せによ
っては、相溶性が得られず、塗料化できないという問題
があった。
問題点に対して、ウレタン系樹脂およびシリカを主成分
とする皮膜層を設ける方法が特開昭６２−２８９２７４
号公報に提案されている。この場合、加工性に対して若
干の改善効果は得られるものの、より厳しい加工を施す
とやはり耐食性が劣化するという問題があった。特に、
水性樹脂を用いる場合は、水分散シリカとの組合せによ
っては、相溶性が得られず、塗料化できないという問題
があった。
【０００６】一方、家電製品用の耐指紋鋼板として、亜
鉛系合金めっき鋼板にクロメート皮膜を形成し、カルボ
キシル化ポリエチレン系樹脂ディスパージョンとコロイ
ダルシリカからなる水溶液を塗布乾燥させて皮膜を形成
する方法が特開昭６１−３６５８７号公報、特開平１−
４４３８７号公報に提案されているが、自動車車体用鋼
板として使用される場合の環境とは大きく異なり、これ
らの方法では耐食性が不十分であり、また、優れたスポ
ット溶接性を得ることはできなかった。
鉛系合金めっき鋼板にクロメート皮膜を形成し、カルボ
キシル化ポリエチレン系樹脂ディスパージョンとコロイ
ダルシリカからなる水溶液を塗布乾燥させて皮膜を形成
する方法が特開昭６１−３６５８７号公報、特開平１−
４４３８７号公報に提案されているが、自動車車体用鋼
板として使用される場合の環境とは大きく異なり、これ
らの方法では耐食性が不十分であり、また、優れたスポ
ット溶接性を得ることはできなかった。
【０００７】また、従来使用されていた有機溶剤系塗料
は、光オキシダント発生要因として有害物質の一つとさ
れ、米国や欧州を中心にして、地球環境保全のために、
排出規制が実施されつつある。
は、光オキシダント発生要因として有害物質の一つとさ
れ、米国や欧州を中心にして、地球環境保全のために、
排出規制が実施されつつある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術の種々の問題を解決するもので、特に、製
造工程において地球環境を汚染することのない加工性お
よび加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板を提供する
ものである。
した従来技術の種々の問題を解決するもので、特に、製
造工程において地球環境を汚染することのない加工性お
よび加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、亜鉛または亜
鉛系合金めっきを施した鋼板の表面に、Ｃｒ6+量が全Ｃ
ｒ量に対して７０％以下で、付着量がＣｒ換算で５〜５
００mg/m2 のシリカ添加クロメート皮膜を有し、該クロ
メート皮膜の上層に、粒子径が長さ４０〜３００ｎｍの
鎖状シリカと粒状シリカを混合してなる水分散シリカを
含有する水性有機樹脂層を付着量が乾燥重量で０．１〜
３g/m2有することを特徴とする加工性および加工後耐食
性に優れた有機複合被覆鋼板であり、水性有機樹脂がア
ニオン系水性有機樹脂であることが好ましい。
鉛系合金めっきを施した鋼板の表面に、Ｃｒ6+量が全Ｃ
ｒ量に対して７０％以下で、付着量がＣｒ換算で５〜５
００mg/m2 のシリカ添加クロメート皮膜を有し、該クロ
メート皮膜の上層に、粒子径が長さ４０〜３００ｎｍの
鎖状シリカと粒状シリカを混合してなる水分散シリカを
含有する水性有機樹脂層を付着量が乾燥重量で０．１〜
３g/m2有することを特徴とする加工性および加工後耐食
性に優れた有機複合被覆鋼板であり、水性有機樹脂がア
ニオン系水性有機樹脂であることが好ましい。
【００１０】さらに、水性有機樹脂層が、伸び５０〜１
０００％かつ引張強度２００kgf/cm 2 以上のアニオン系
水性ウレタン有機樹脂層であることが好ましい。
０００％かつ引張強度２００kgf/cm 2 以上のアニオン系
水性ウレタン有機樹脂層であることが好ましい。
【００１１】さらに、水性有機樹脂層中における全シリ
カと有機樹脂の乾燥重量比が、樹脂１００重量部に対し
てシリカ１０〜６０重量部であり、鎖状シリカの乾燥重
量比が、全シリカ１００重量部に対して１０〜８０重量
部であることが好ましい。
カと有機樹脂の乾燥重量比が、樹脂１００重量部に対し
てシリカ１０〜６０重量部であり、鎖状シリカの乾燥重
量比が、全シリカ１００重量部に対して１０〜８０重量
部であることが好ましい。
【００１２】さらに、シリカ添加クロメート皮膜のシリ
カ含有率が、全Ｃｒ１００重量部に対して５０〜３００
重量部であることが好ましい。
カ含有率が、全Ｃｒ１００重量部に対して５０〜３００
重量部であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、前記従来技術の問題点
を解決すべくなされたもので、樹脂層を形成させるにあ
たって、粒子径の異なるシリカを樹脂層中に含有させる
ことによって、加工性ならびに加工後耐食性が優れるこ
とを見出し本発明に至ったものである。
を解決すべくなされたもので、樹脂層を形成させるにあ
たって、粒子径の異なるシリカを樹脂層中に含有させる
ことによって、加工性ならびに加工後耐食性が優れるこ
とを見出し本発明に至ったものである。
【００１４】本発明の鋼板用の素材としては、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、純亜鉛めっき、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっ
き、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｒ合金めっきやＺ
ｎ−Ｎｉ−Ｃｒ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ合金めっ
きなどの３元系合金めっきなどを含み、また、Ｚｎ−Ｓ
ｉＯ2 めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ2 Ｏ3 めっきな
どの複合分散めっきを包含する。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。めっき付着量は、好ましくは１０〜１０
０g/m2より好ましくは２０〜６０g/m2とする。
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、純亜鉛めっき、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっ
き、Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｒ合金めっきやＺ
ｎ−Ｎｉ−Ｃｒ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ合金めっ
きなどの３元系合金めっきなどを含み、また、Ｚｎ−Ｓ
ｉＯ2 めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ2 Ｏ3 めっきな
どの複合分散めっきを包含する。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。めっき付着量は、好ましくは１０〜１０
０g/m2より好ましくは２０〜６０g/m2とする。
【００１５】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、優れた耐食性を付与するためにシリカ添加ク
ロメート処理を行なう。クロメート付着量としては金属
Ｃｒ換算で５〜５００mg/m2 好ましくは１０〜１５０mg
/m2 の範囲とする。Ｃｒ付着量が５mg/m2 未満では、耐
食性が不十分なだけでなく、樹脂層との密着性も劣るの
で好ましくない。また、５００mg/m2 を超えても、これ
以上の耐食性向上効果はなく、また、絶縁皮膜としての
抵抗が高まり、スポット溶接性および電着塗装性を損な
うので好ましくない。また、クロメート中のＣｒ6+比率
は全Ｃｒに対して７０％以下さらには５０〜３０％が好
ましい。Ｃｒ6+量が７０％を超えるとアルカリ脱脂時の
耐クロム溶出性が劣化するので好ましくない。また、シ
リカ添加クロメートのシリカ含有率が、全Ｃｒ１００重
量部に対して５０〜３００好ましくは５０〜１５０重量
部であることが好ましい。５０重量部未満であるとシリ
カによる防食機能が十分に発揮されず、また、該クロメ
ート層の上に施される有機樹脂層との密着性が不十分で
あるため好ましくない。一方、３００重量部より多いと
不導体であるシリカのために皮膜抵抗が上昇しスポット
溶接性が著しく劣化してしまう。クロメート中に添加す
るシリカは、液相シリカ、気相シリカなどが挙げられる
が、クロメートとの相溶性が保たれるものであればどれ
も好適に使用できる。この様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、電解型ク
ロメート法、反応型クロメート法などの方法で施すこと
ができる。クロメートの乾燥は、加熱しなくてもよいが
処理板を５０〜２００℃に加熱することにより乾燥でき
１５０℃以下で充分である。
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、優れた耐食性を付与するためにシリカ添加ク
ロメート処理を行なう。クロメート付着量としては金属
Ｃｒ換算で５〜５００mg/m2 好ましくは１０〜１５０mg
/m2 の範囲とする。Ｃｒ付着量が５mg/m2 未満では、耐
食性が不十分なだけでなく、樹脂層との密着性も劣るの
で好ましくない。また、５００mg/m2 を超えても、これ
以上の耐食性向上効果はなく、また、絶縁皮膜としての
抵抗が高まり、スポット溶接性および電着塗装性を損な
うので好ましくない。また、クロメート中のＣｒ6+比率
は全Ｃｒに対して７０％以下さらには５０〜３０％が好
ましい。Ｃｒ6+量が７０％を超えるとアルカリ脱脂時の
耐クロム溶出性が劣化するので好ましくない。また、シ
リカ添加クロメートのシリカ含有率が、全Ｃｒ１００重
量部に対して５０〜３００好ましくは５０〜１５０重量
部であることが好ましい。５０重量部未満であるとシリ
カによる防食機能が十分に発揮されず、また、該クロメ
ート層の上に施される有機樹脂層との密着性が不十分で
あるため好ましくない。一方、３００重量部より多いと
不導体であるシリカのために皮膜抵抗が上昇しスポット
溶接性が著しく劣化してしまう。クロメート中に添加す
るシリカは、液相シリカ、気相シリカなどが挙げられる
が、クロメートとの相溶性が保たれるものであればどれ
も好適に使用できる。この様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、電解型ク
ロメート法、反応型クロメート法などの方法で施すこと
ができる。クロメートの乾燥は、加熱しなくてもよいが
処理板を５０〜２００℃に加熱することにより乾燥でき
１５０℃以下で充分である。
【００１６】クロメート処理皮膜の上層には、水分散さ
れたシリカとアニオン系水性有機樹脂、特に好ましくは
アニオン系水性ウレタン樹脂、または、ノニオン系水性
有機樹脂単独若しくはこれらを配合してなる有機複合被
覆が施される。
れたシリカとアニオン系水性有機樹脂、特に好ましくは
アニオン系水性ウレタン樹脂、または、ノニオン系水性
有機樹脂単独若しくはこれらを配合してなる有機複合被
覆が施される。
【００１７】樹脂中には、粒子径が長さ４０〜３００ｎ
ｍの鎖状シリカと粒状シリカを混合してなる水分散シリ
カを含有する。ここで、鎖状シリカは一次平均粒子径が
５〜２０ｎｍの粒状シリカが鎖状に結合した形態をもっ
たもので粒子径は好ましくは４０〜１００ｎｍであり、
鎖状シリカとともに添加する粒状シリカは、平均一次粒
子径が５０ｎｍ以上の粒状シリカ、または、一次平均粒
子径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子が凝集した平均凝集粒
子径が５０ｎｍ以上であり、さらには平均粒径１００〜
６００ｎｍである凝集したあるいは単一の粒状シリカが
耐食性、加工性、加工後耐食性、スポット溶接性等に優
れ、好適に使用できる。鎖状シリカの粒子径が長さ４０
ｎｍ未満であると被膜中で３次元のからみ合いが少なく
なるために加工後の耐食性への効果がないため好ましく
ない。また３００ｎｍ超であると被膜中でシリカ同士の
からみ合いが増し、樹脂との分散性に劣る状態になるた
め好ましくない。また、粒状シリカの粒子径が５０ｎｍ
未満であると加工性を改善する効果が発現されなくなる
ため好ましくない。図１に電気Ｚｎ−１２．５％Ｎｉめ
っき鋼板（板厚０．８０ｍｍ）を脱脂後、ロールコータ
ーを用いて、Ｃｒ6+／全Ｃｒ＝５０％、全Ｃｒ１００重
量部に対して２００重量部のシリカを添加した塗布型ク
ロメートを施し、最高到達温度１３０℃で焼き付け、鎖
状シリカと一次平均粒子径が１００ｎｍである粒状シリ
カを各乾燥重量比で混合し、後述する実施例中の有機樹
脂Ｎｏ．１（アニオン系ウレタンエマルジョン樹脂、伸
び５００％、引っ張り強度３５０ｋｇｆ）の樹脂固形分
１００重量部に対して、全シリカ固形分が４０重量部に
なるよう含有させた有機樹脂塗料をロールコーターで塗
布し、最高到達温度１６０℃で焼き付け、加工性および
スポット溶接性を調査した結果を示す。評価は「○」印
以上を好適範囲とする。図１の結果より解る様に、鎖状
シリカのみの場合、スポット溶接性が優れるが、加工性
が劣る。一方、粒状シリカのみの場合は、加工性は優れ
るが、シリカが均一に分散しているため、有機皮膜内部
における電流経路が確保できず有機皮膜抵抗が上昇して
スポット溶接性が劣るため好ましくない。従って、樹脂
層中の全シリカ１００重量部に対して、鎖状シリカの重
量は１０〜８０重量部であることが好ましい。
ｍの鎖状シリカと粒状シリカを混合してなる水分散シリ
カを含有する。ここで、鎖状シリカは一次平均粒子径が
５〜２０ｎｍの粒状シリカが鎖状に結合した形態をもっ
たもので粒子径は好ましくは４０〜１００ｎｍであり、
鎖状シリカとともに添加する粒状シリカは、平均一次粒
子径が５０ｎｍ以上の粒状シリカ、または、一次平均粒
子径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子が凝集した平均凝集粒
子径が５０ｎｍ以上であり、さらには平均粒径１００〜
６００ｎｍである凝集したあるいは単一の粒状シリカが
耐食性、加工性、加工後耐食性、スポット溶接性等に優
れ、好適に使用できる。鎖状シリカの粒子径が長さ４０
ｎｍ未満であると被膜中で３次元のからみ合いが少なく
なるために加工後の耐食性への効果がないため好ましく
ない。また３００ｎｍ超であると被膜中でシリカ同士の
からみ合いが増し、樹脂との分散性に劣る状態になるた
め好ましくない。また、粒状シリカの粒子径が５０ｎｍ
未満であると加工性を改善する効果が発現されなくなる
ため好ましくない。図１に電気Ｚｎ−１２．５％Ｎｉめ
っき鋼板（板厚０．８０ｍｍ）を脱脂後、ロールコータ
ーを用いて、Ｃｒ6+／全Ｃｒ＝５０％、全Ｃｒ１００重
量部に対して２００重量部のシリカを添加した塗布型ク
ロメートを施し、最高到達温度１３０℃で焼き付け、鎖
状シリカと一次平均粒子径が１００ｎｍである粒状シリ
カを各乾燥重量比で混合し、後述する実施例中の有機樹
脂Ｎｏ．１（アニオン系ウレタンエマルジョン樹脂、伸
び５００％、引っ張り強度３５０ｋｇｆ）の樹脂固形分
１００重量部に対して、全シリカ固形分が４０重量部に
なるよう含有させた有機樹脂塗料をロールコーターで塗
布し、最高到達温度１６０℃で焼き付け、加工性および
スポット溶接性を調査した結果を示す。評価は「○」印
以上を好適範囲とする。図１の結果より解る様に、鎖状
シリカのみの場合、スポット溶接性が優れるが、加工性
が劣る。一方、粒状シリカのみの場合は、加工性は優れ
るが、シリカが均一に分散しているため、有機皮膜内部
における電流経路が確保できず有機皮膜抵抗が上昇して
スポット溶接性が劣るため好ましくない。従って、樹脂
層中の全シリカ１００重量部に対して、鎖状シリカの重
量は１０〜８０重量部であることが好ましい。
【００１８】また、該水性有機樹脂と水分散系シリカと
の配合比は、樹脂固形分１００重量部に対して、固形分
にして全シリカ量は１０〜６０好ましくは２５〜５０重
量部の範囲とする。１０重量部よりシリカ配合量が少な
いと防食効果が期待できず、また、６０重量部よりシリ
カ配合量が多いと不導体であるシリカのために皮膜抵抗
が上昇しスポット溶接性が著しく劣化してしまう。
の配合比は、樹脂固形分１００重量部に対して、固形分
にして全シリカ量は１０〜６０好ましくは２５〜５０重
量部の範囲とする。１０重量部よりシリカ配合量が少な
いと防食効果が期待できず、また、６０重量部よりシリ
カ配合量が多いと不導体であるシリカのために皮膜抵抗
が上昇しスポット溶接性が著しく劣化してしまう。
【００１９】水性樹脂としては、樹脂骨格中に親水基を
導入した水溶解型と水分散型樹脂、あるいは強制乳化法
によるエマルジョン型樹脂が使用できる。強制乳化法に
よるエマルジョン型樹脂は乳化剤が残存すること、一
方、水溶解型樹脂は低分子量であることに起因する耐食
性不足が懸念されるためにより好適には水分散型樹脂が
使用できる。また、水分散型で乳化剤を包含した樹脂も
好適に使用できる。特に本発明で用いられる水性樹脂と
しては、アニオン系水性樹脂およびノニオン系水性樹脂
が好適に使用できる。アニオン系水性樹脂とは、樹脂骨
格中にアニオン系の親水性基を、ノニオン系水性樹脂と
は、樹脂骨格中にノニオン系の親水性基を導入した水性
有機樹脂である。アニオン系の親水性基とは、カルボキ
シル基、スルフォン酸基あるいは、リン酸エステル基な
ど、ノニオン系親水基とは、ポリエチレングリコール等
の水酸基、アミド基、メチロール基等が挙げられる。
導入した水溶解型と水分散型樹脂、あるいは強制乳化法
によるエマルジョン型樹脂が使用できる。強制乳化法に
よるエマルジョン型樹脂は乳化剤が残存すること、一
方、水溶解型樹脂は低分子量であることに起因する耐食
性不足が懸念されるためにより好適には水分散型樹脂が
使用できる。また、水分散型で乳化剤を包含した樹脂も
好適に使用できる。特に本発明で用いられる水性樹脂と
しては、アニオン系水性樹脂およびノニオン系水性樹脂
が好適に使用できる。アニオン系水性樹脂とは、樹脂骨
格中にアニオン系の親水性基を、ノニオン系水性樹脂と
は、樹脂骨格中にノニオン系の親水性基を導入した水性
有機樹脂である。アニオン系の親水性基とは、カルボキ
シル基、スルフォン酸基あるいは、リン酸エステル基な
ど、ノニオン系親水基とは、ポリエチレングリコール等
の水酸基、アミド基、メチロール基等が挙げられる。
【００２０】本発明では、これらのアニオン系親水性基
あるいはノニオン系親水性基を樹脂中に導入した有機樹
脂とする。アニオン系水性有機樹脂あるいはノニオン系
水性有機樹脂を使用するのは、塗料中において、水性シ
リカゾルは負の電荷を持ち分散しているため、カチオン
系水性樹脂であれば、電気的反発がなくなり、塗料がゲ
ル化し鋼板上に塗料を塗布することが困難になるためで
ある。
あるいはノニオン系親水性基を樹脂中に導入した有機樹
脂とする。アニオン系水性有機樹脂あるいはノニオン系
水性有機樹脂を使用するのは、塗料中において、水性シ
リカゾルは負の電荷を持ち分散しているため、カチオン
系水性樹脂であれば、電気的反発がなくなり、塗料がゲ
ル化し鋼板上に塗料を塗布することが困難になるためで
ある。
【００２１】また、アニオン系およびノニオン系の親水
性基を導入し、水性化した有機樹脂であれば、組合わせ
る樹脂の種類は特に限定されず、例えば、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂
等あるいはこれらの組合わせによる樹脂骨格を一部変性
した有機樹脂（例えば、エポキシ変性ウレタン樹脂、ウ
レタン変性エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂
等）が好適に使用できる。最も好適には、アニオン系水
性ウレタン樹脂が使用できる。ウレタン系樹脂とはウレ
タン結合を多数分子内に有する高分子化合物であり、樹
脂骨格の一部をアクリル、エポキシ、アルキッド、エス
テルなどで変性したものも好適に使用できる。また、上
記水性有機樹脂塗料中には、それぞれの樹脂に対して通
常使用される架橋剤が配合されても良い。
性基を導入し、水性化した有機樹脂であれば、組合わせ
る樹脂の種類は特に限定されず、例えば、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂
等あるいはこれらの組合わせによる樹脂骨格を一部変性
した有機樹脂（例えば、エポキシ変性ウレタン樹脂、ウ
レタン変性エポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂
等）が好適に使用できる。最も好適には、アニオン系水
性ウレタン樹脂が使用できる。ウレタン系樹脂とはウレ
タン結合を多数分子内に有する高分子化合物であり、樹
脂骨格の一部をアクリル、エポキシ、アルキッド、エス
テルなどで変性したものも好適に使用できる。また、上
記水性有機樹脂塗料中には、それぞれの樹脂に対して通
常使用される架橋剤が配合されても良い。
【００２２】また、有機樹脂層が、伸び５０〜１０００
さらには５００〜１０００％かつ引張強度２００kgf/cm
2 以上さらには２００〜５００kgf/cm2 のアニオン系水
性ウレタン有機樹脂であることが加工性および加工後の
耐食性を確保する点から好ましい。有機樹脂層の伸び、
引っ張り強度がこの範囲を外れた場合、加工性および加
工後の耐食性が劣るため好ましくない。
さらには５００〜１０００％かつ引張強度２００kgf/cm
2 以上さらには２００〜５００kgf/cm2 のアニオン系水
性ウレタン有機樹脂であることが加工性および加工後の
耐食性を確保する点から好ましい。有機樹脂層の伸び、
引っ張り強度がこの範囲を外れた場合、加工性および加
工後の耐食性が劣るため好ましくない。
【００２３】以上のような有機樹脂、シリカを配合して
なる本発明の樹脂組成物をめっき鋼板のクロメート皮膜
の上に塗布する方法は、ロールコート、スプレー、シャ
ワーコート等のいずれであっても良く、塗布後１００〜
２００℃に加熱することで乾燥でき、１６０℃以下でも
十分に乾燥できるため、ＢＨ鋼板等にも適している。ま
た、樹脂組成物の乾燥膜厚、すなわち固形皮膜の付着量
としては、０．１〜３．０g/m2である必要があり、特
に、０．５〜２．０g/m2が好ましい。０．１g/m2未満で
は、十分な耐食性が得られず、また、３．０g/m2を超え
るとスポット溶接性が劣化し好ましくない。また、以上
の処理は片面のみであっても、両面でも良い。
なる本発明の樹脂組成物をめっき鋼板のクロメート皮膜
の上に塗布する方法は、ロールコート、スプレー、シャ
ワーコート等のいずれであっても良く、塗布後１００〜
２００℃に加熱することで乾燥でき、１６０℃以下でも
十分に乾燥できるため、ＢＨ鋼板等にも適している。ま
た、樹脂組成物の乾燥膜厚、すなわち固形皮膜の付着量
としては、０．１〜３．０g/m2である必要があり、特
に、０．５〜２．０g/m2が好ましい。０．１g/m2未満で
は、十分な耐食性が得られず、また、３．０g/m2を超え
るとスポット溶接性が劣化し好ましくない。また、以上
の処理は片面のみであっても、両面でも良い。
【００２４】
【実施例】本発明を実施例に基づいて具体的に説明す
る。各種の亜鉛系めっき鋼板（板厚０．８ｍｍ）を脱脂
後、ロールコーターを用いてＣｒ6+／全Ｃｒ＝５０％、
全Ｃｒ１００重量部に対して２００重量部のシリカを添
加した、塗布型クロメートを施し、最高到達温度１３０
℃で焼き付けた。次に種々の水性樹脂と平均粒子径の異
なる各種シリカを混合することにより調整した塗料をロ
ールコーターで塗布し、その後最高到達温度１６０℃で
焼き付けた。
る。各種の亜鉛系めっき鋼板（板厚０．８ｍｍ）を脱脂
後、ロールコーターを用いてＣｒ6+／全Ｃｒ＝５０％、
全Ｃｒ１００重量部に対して２００重量部のシリカを添
加した、塗布型クロメートを施し、最高到達温度１３０
℃で焼き付けた。次に種々の水性樹脂と平均粒子径の異
なる各種シリカを混合することにより調整した塗料をロ
ールコーターで塗布し、その後最高到達温度１６０℃で
焼き付けた。
【００２５】（平板耐食性）５％ＮａＣｌ水溶液噴霧
（３５℃）４時間、乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境
（ＲＨ９５％、５０℃）２時間を１サイクルとする複合
サイクル腐食試験に供し、２００サイクルでの試験片の
赤錆発生状況を観察した。平板耐食性の評価基準は以下
に示す。 ◎：赤錆発生無し ○：赤錆発生面積率 １０％未満 △：赤錆発生面積率 １０〜２０％未満 ×：赤錆発生面積率 ２０％以上
（３５℃）４時間、乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境
（ＲＨ９５％、５０℃）２時間を１サイクルとする複合
サイクル腐食試験に供し、２００サイクルでの試験片の
赤錆発生状況を観察した。平板耐食性の評価基準は以下
に示す。 ◎：赤錆発生無し ○：赤錆発生面積率 １０％未満 △：赤錆発生面積率 １０〜２０％未満 ×：赤錆発生面積率 ２０％以上
【００２６】（加工後耐食性）円筒絞り試験（絞り比：
２．０、しわ押さえ圧：１０００ｋｇ）を行なった試験
片を５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、乾燥
（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０℃）２
時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に供し、
１００サイクルでの試験片の赤錆発生状況を観察した。
評価基準は以下に示す。 ◎：赤錆無し ○：赤錆発生面積率 １０％未満 △：赤錆発生面積率 １０〜２０％未満 ×：赤錆発生面積率 ２０％以上
２．０、しわ押さえ圧：１０００ｋｇ）を行なった試験
片を５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、乾燥
（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０℃）２
時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に供し、
１００サイクルでの試験片の赤錆発生状況を観察した。
評価基準は以下に示す。 ◎：赤錆無し ○：赤錆発生面積率 １０％未満 △：赤錆発生面積率 １０〜２０％未満 ×：赤錆発生面積率 ２０％以上
【００２７】（加工性）エリクセン試験機を用いて、無
塗油のブランク径が異なる各試験片をポンチ径３３mmφ
の円筒絞り加工（しわ押さえ圧＝１０００ｋｇ、ポンチ
スピード＝６０mm/min）し、限界絞り比（ＬＤＲ、成形
限界のブランク値をポンチ径で割った値）で評価した。 ◎：限界絞り比 ２．４以上 ○：限界絞り比 ２．３以上２．４未満 △：限界絞り比 ２．２以上２．３未満 ×：限界絞り比 ２．２未満
塗油のブランク径が異なる各試験片をポンチ径３３mmφ
の円筒絞り加工（しわ押さえ圧＝１０００ｋｇ、ポンチ
スピード＝６０mm/min）し、限界絞り比（ＬＤＲ、成形
限界のブランク値をポンチ径で割った値）で評価した。 ◎：限界絞り比 ２．４以上 ○：限界絞り比 ２．３以上２．４未満 △：限界絞り比 ２．２以上２．３未満 ×：限界絞り比 ２．２未満
【００２８】（耐クロム溶出性）脱脂、水洗、表面調
整、化成処理の４工程を行い、処理後のクロム付着量の
変化を蛍光Ｘ線分析により測定した。評価基準は以下に
示す。 ○：１mg/m2 未満 △：１以上２mg/m2 未満 ×：２mg/m2 以上
整、化成処理の４工程を行い、処理後のクロム付着量の
変化を蛍光Ｘ線分析により測定した。評価基準は以下に
示す。 ○：１mg/m2 未満 △：１以上２mg/m2 未満 ×：２mg/m2 以上
【００２９】（スポット溶接性）先端６mmφのＡｌ2 Ｏ
3 分散銅合金製の溶接チップを用い、加圧力２００ｋｇ
ｆ、溶接電流９ｋＡ、溶接時間１０／６０秒〔６０Ｈｚ
のうちの１０cycle 〕で連続溶接を行い、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 ○：２０００〜３０００点未満 △：１０００〜２０００点未満 ×：１０００未満
3 分散銅合金製の溶接チップを用い、加圧力２００ｋｇ
ｆ、溶接電流９ｋＡ、溶接時間１０／６０秒〔６０Ｈｚ
のうちの１０cycle 〕で連続溶接を行い、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 ○：２０００〜３０００点未満 △：１０００〜２０００点未満 ×：１０００未満
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、優れた加工性、加工後
耐食性、耐クロム溶出性、およびスポット溶接性を有す
る有機複合被覆鋼板を提供できる。従って、本発明の有
機複合被覆鋼板は、自動車車体をはじめ、同様の品質特
性を期待される広範囲の用途に使用され、工業的価値は
極めて高い。
耐食性、耐クロム溶出性、およびスポット溶接性を有す
る有機複合被覆鋼板を提供できる。従って、本発明の有
機複合被覆鋼板は、自動車車体をはじめ、同様の品質特
性を期待される広範囲の用途に使用され、工業的価値は
極めて高い。
【図１】 有機樹脂皮膜中の鎖状シリカの含有量に対す
る加工性またはスポット溶接性の評価を示すグラフであ
る。
る加工性またはスポット溶接性の評価を示すグラフであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｌ 75/04 ＮＦＹ Ｃ０８Ｌ 75/04 ＮＦＹ Ｃ０８Ｋ 3:36
Claims (5)
- 【請求項１】亜鉛または亜鉛系合金めっきを施した鋼板
の表面に、Ｃｒ6+量が全Ｃｒ量に対して７０％以下で、
付着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のシリカ添加クロ
メート皮膜を有し、該クロメート皮膜の上層に、粒子径
が長さ４０〜３００ｎｍの鎖状シリカと粒状シリカを混
合してなる水分散シリカを含有する水性有機樹脂層を付
着量が乾燥重量で０．１〜３g/m2有することを特徴とす
る加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼
板。 - 【請求項２】前記水性有機樹脂層中に含まれる水性有機
樹脂がアニオン系水性有機樹脂である請求項１の加工性
および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板。 - 【請求項３】前記水性有機樹脂層が、伸び５０〜１００
０％かつ引張強度２００kgf/cm2 以上のアニオン系水性
ウレタン有機樹脂層である請求項１または２に記載の加
工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板。 - 【請求項４】前記水性有機樹脂層中における全シリカと
有機樹脂の乾燥重量比が、樹脂１００重量部に対してシ
リカ１０〜６０重量部であり、鎖状シリカの乾燥重量比
が、全シリカ１００重量部に対して１０〜８０重量部で
ある、請求項１〜３のいずれかに記載の加工性および加
工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板。 - 【請求項５】前記シリカ添加クロメート皮膜のシリカ含
有率が、全Ｃｒ１００重量部に対して５０〜３００重量
部である請求項１〜４のいずれかに記載の加工性および
加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178120A JPH1016130A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178120A JPH1016130A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016130A true JPH1016130A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16043011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8178120A Withdrawn JPH1016130A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 加工性および加工後耐食性に優れた有機複合被覆鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1016130A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533779A (ja) * | 2003-09-18 | 2007-11-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 水性接着剤分散液 |
| JP5230428B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2013-07-10 | 新日鐵住金株式会社 | 優れた耐食性・塗料密着性を有するＳｎ系めっき鋼板用水系処理液および表面処理鋼板の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP8178120A patent/JPH1016130A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007533779A (ja) * | 2003-09-18 | 2007-11-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 水性接着剤分散液 |
| JP4933895B2 (ja) * | 2003-09-18 | 2012-05-16 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 水性接着剤分散液 |
| KR101158133B1 (ko) * | 2003-09-18 | 2012-06-19 | 바이엘 머티리얼사이언스 아게 | 수성 접착제 분산액 |
| JP5230428B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2013-07-10 | 新日鐵住金株式会社 | 優れた耐食性・塗料密着性を有するＳｎ系めっき鋼板用水系処理液および表面処理鋼板の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |