JPH11343559A

JPH11343559A - 耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板

Info

Publication number: JPH11343559A
Application number: JP16618898A
Authority: JP
Inventors: Junichi Inagaki; 淳一稲垣; Toshihiko Oi; 利彦大居; Takafumi Yamaji; 隆文山地; Yasuhide Yoshida; 安秀吉田; Masaaki Yamashita; 正明山下; Kazumi Jiroumaru; 和三治郎丸; Toshiyuki Okuma; 俊之大熊; Nobuyuki Ishida; 信之石田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-05-30
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 1999-12-14
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: JP3445992B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐クラック性と耐食性がともに優れ、しかも
製造工程を増加させたり、めっき浴中に特別な元素を添
加することなく製造可能な溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき
鋼板を得る。【解決手段】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板であって、鋼
板片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ²であ
り、且つめっき皮膜がＡｌ中にＺｎが微細析出したデン
ドライト部と、Ａｌ中にＺｎが析出したインターデンド
ライト部と、鋼板との界面に存在する界面合金層とから
なり、前記インターデンドライト部内にＺｎの凝集部が
めっき皮膜断面での面積率で１．０〜３０％存在するこ
とを特徴とし、めっき付着量を低減させたことにより優
れた耐クラック性を有するとともに、Ｚｎによる犠牲防
食作用とＡｌによる錆安定化作用がバランスよく発揮さ
れるため優れた耐食性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、めっき皮膜中に
Ａｌを２０〜９５重量％含有し、一般に化成処理や塗装
等を施して使用される溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、特公昭４
６−７１６１号に示されているように通常の溶融亜鉛め
っき鋼板に比べて優れた耐食性を示すことから、近年そ
の需要が増大しつつある。一般に、この溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板は化成処理或いは塗装を施された後、
プレス成形、ロール成形、曲げなどの加工を施され、建
材、家電などの分野で使用されている。

【０００３】ところが、この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板は、厳しい曲げ加工を施した場合に加工部にクラ
ックが発生しやすく、このクラックにより外観が損なわ
れるという欠点がある。従来、このような加工部でのク
ラックの発生を防止するために、めっき付着量を低減さ
せる方法（特開平５−２７１８９５号）や、めっき後の
製品に対して熱処理を施す方法（特公昭６１−２８７４
８号）などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのうち
前者の方法では耐食性の低下が、また、後者の方法では
製造工程が増加することによる製造コストの増加が問題
となる。また、めっき付着量の低減化による耐食性の劣
化を防止するために浴中にミッシュメタル、Ｍｇ、Ｍｎ
などを添加する方法（特公昭６４−１０５９３号）も提
案されているが、素材コストの上昇を招くため好ましく
ない。

【０００５】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、耐クラック性と耐食性がともに
優れ、しかも製造工程を増加させたり、めっき浴中に特
別な元素を添加することなく製造可能な溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のような
事実を知見した。 (1) めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶
融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板では、めっき付着量を少
なくしていくと厳しい加工を施した部分でのクラックの
発生状態が変化してクラックの開口幅が減少し、外観上
クラックがほとんど認識できないような状態となる。

【０００７】(2) また、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９
５重量％含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の耐
食性に関しては、片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／
ｍ²以上であれば、めっき鋼板の非加工部についてはこ
のめっき皮膜特有の優れた耐食性が発揮されるが、厳し
い加工が施された部分では点状の赤錆が発生し、これを
起点として腐食が進行する。

【０００８】そこで、このような腐食のメカニズムにつ
いて調査、検討を行った結果、以下のような事実が判明
した。 (3) 従来一般に製造されている片面当たりのめっき付着
量が７５ｇ／ｍ²前後の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼
板のめっき皮膜構造は、図６に示すようにＡｌベースの
デンドライト部と、ＡｌベースにＺｎが多量に析出した
インターデンドライト部と、鋼板との界面に形成された
界面合金層とからなり、インターデンドライト部の一部
にはＺｎの凝集部が存在している。このようなめっき皮
膜組織はＡｌ−Ｚｎ系平衡状態図により説明することが
できる。すなわち、Ａｌを２０〜９５重量％含有する領
域の合金系は、幅広いＺｎの固溶度を持つＡｌ相と、ほ
とんどＡｌを固溶しないＺｎ相からなっている。温度の
低下とともにＡｌ中のＺｎの固溶限は変化するため、液
相中にＡｌ濃度の高いデンドライトが析出するとＺｎは
デンドライト間に濃縮され、最終的にＺｎ凝集部として
最も低温で凝固する。また、最初に凝固したデンドライ
ト部やＺｎを排斥しながら凝固したインターデンドライ
ト部では、その後の冷却時に固相内拡散によりＺｎが微
細析出し、室温ではＺｎを少量固溶したＡｌ中にＺｎ粒
子が析出した構造になる。そして、このようなめっき皮
膜に厳しい加工が施されることによってめっき皮膜にク
ラックが形成されると、先ず凝集したＺｎの犠牲防食作
用により腐食生成物がクラックを覆い、時間の経過とと
もにＡｌが溶解して安定な錆に変化し、防食能力が持続
する。

【０００９】(4) これに対して、耐クラック性を向上さ
せるためにめっき付着量を低減させると、上記のような
インターデンドライト部内のＺｎの凝集部が消失して、
めっき皮膜構造が過飽和にＺｎを含有したＡｌへと変化
し、上述した犠牲防食作用が失われる結果、点状の赤錆
が発生しやすくなる。

【００１０】(5) したがって、めっき付着量を低減させ
た場合でも上述したＺｎによる犠牲防食作用とＡｌによ
る錆安定化作用をバランスよく発揮させるためには、め
っき皮膜構造をＡｌベースのデンドライト部と、Ａｌベ
ースであってＺｎの凝集部を適度な割合で有するインタ
ーデンドライト部と、界面合金層とからなる構造とする
ことが必要であり、具体的には、インターデンドライト
部内にＺｎの凝集部がめっき皮膜断面での面積率で１．
０〜３０％程度存在していることが必要である。また、
このようなめっき皮膜構造は、製造されるめっき鋼板の
めっき付着量に応じて、所定のＡｌ濃度を有するめっき
浴で溶融めっきを施すことにより得ることができる。

【００１１】本発明は、このような知見に基づきなされ
たもので、以下のような構成を有することを特徴とす
る。 [1] めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有する溶
融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板であって、鋼板片面当た
りのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ²であり、且つめ
っき皮膜がＡｌ中にＺｎが微細析出したデンドライト部
と、Ａｌ中にＺｎが析出したインターデンドライト部
と、鋼板との界面に存在する界面合金層とからなり、前
記インターデンドライト部内にＺｎの凝集部がめっき皮
膜断面での面積率で１．０〜３０％存在することを特徴
とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板。

【００１２】[2] 上記[1]のめっき鋼板において、めっ
き皮膜の表面に化成処理皮膜を有することを特徴とする
耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板。 [3] 上記[1]のめっき鋼板において、めっき皮膜の表面
に塗膜を有することを特徴とする耐クラック性に優れた
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。

【００１３】[4] 上記[1]のめっき鋼板において、めっ
き皮膜の表面に化成処理皮膜を有し、その上層に塗膜を
有することを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れ
た溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。 [5] 上記[1]のめっき鋼板において、めっき皮膜の表面
に化成処理皮膜を有し、その上層に有機樹脂皮膜を有す
ることを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶
融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を説明する。
本発明のめっき鋼板は、めっき皮膜がＡｌを２０〜９５
重量％含有し、且つ片面当たりのめっき付着量が１０〜
４５ｇ／ｍ²の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板であ
り、またそのめっき皮膜は、図３に示すようにＡｌベー
スにＺｎが微細析出したデンドライト部と、Ａｌベース
にＺｎが析出したインターデンドライト部と、鋼板界面
の存在する合金層とからなり、前記インターデンドライ
ト部内にＺｎの凝集部がめっき皮膜断面での面積率で
１．０〜３０％存在している。

【００１５】ここで、Ｚｎの凝集部は以下のように定義
される。すなわち、Ｚｎ凝集部はＡｌ−Ｚｎ系皮膜の凝
固過程で最終的に固化する部分であって、図４に示すよ
うにＳＥＭ観察において白色の領域として観察できる部
分である。図４は本発明のめっき鋼板のめっき皮膜断面
組織のＳＥＭによる拡大写真であり、同写真中白線で囲
った白色の部分がインターデンドライト部内のＺｎ凝集
部である。Ｚｎ凝集部は最終凝固部であるために、その
大部分がＡｌを少量固溶したＺｎからなり、また、Ｚｎ
凝集部内には図４の写真の白色の領域（Ｚｎ凝集部）中
に黒い点状部分として現われている引け巣が存在してい
る場合が多いため、Ｚｎ凝集部の組成は１００％Ｚｎと
はならない。このため本発明では、ＥＤＸまたはＥＰＭ
Ａで分析した際に純Ａｌに対してＡｌ強度が５０％以下
となる領域をＺｎ凝集部と定義する。このように定義さ
れるＺｎ凝集部の境界は、図４に示したようなＳＥＭで
観察、確認できるＺｎ凝集部の境界とよく一致する。ま
た、Ｚｎ凝集部の面積率とは、めっき皮膜の任意の断面
における上記Ｚｎ凝集部の面積率であり、例えば、５０
００倍程度の倍率でめっき皮膜の断面を観察し、その観
察視野中でのＺｎ凝集部の面積比率を測定することによ
り求めることができる。

【００１６】溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板を製造する際
にめっき浴中のＡｌ濃度とめっき付着量を種々変化さ
せ、めっき皮膜のインターデンドライト部内に存在する
Ｚｎの凝集部の面積率（めっき皮膜断面での面積率、以
下同様）が異なるめっき鋼板を製造し、インターデンド
ライト部内のＺｎ凝集部の面積率が加工部（０Ｔ曲げ）
における耐食性に及ぼす影響を調べた。この試験では、
製造されためっき鋼板を０Ｔ曲げ加工した後、複合サイ
クル試験（３００サイクル）と大気暴露試験（内陸住宅
地域６ヶ月）を実施して耐赤錆性を評価した。なお、試
験方法及び耐赤錆性の評価方法は後述する実施例と同様
とした。

【００１７】その結果を図１に示す。これによれば、耐
食性の面でインターデンドライト部内のＺｎ凝集部の面
積率に最適範囲が存在し、Ｚｎ凝集部の面積率が１．０
％未満では大気暴露環境下において短期間のうちに赤錆
が発生しやすく、一方、Ｚｎ凝集部の面積率が３０％を
超えると、腐食促進環境下において長期的に安定した耐
赤錆性が得られない。これはＺｎ凝集部の面積率が１．
０％未満ではＺｎの犠牲防食作用が不足するため、ま
た、Ｚｎ凝集部の面積率が３０％を超えるとＡｌによる
錆安定化作用が不足するため、いずれも耐食性（耐赤錆
性）が劣化するものと考えられる。

【００１８】また、めっき鋼板のめっき付着量について
は、鋼板片面当たりのめっき付着量が１０ｇ／ｍ²では
平板部の耐食性が劣る。一方、鋼板片面当たりのめっき
付着量の上限は耐クラック性の観点から規定される。図
２は、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有する
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たりのめっき
付着量と耐クラック性（めっき鋼板を０Ｔ曲げした際の
加工部におけるクラック開口幅の平均値）との関係を示
したもので、めっき付着量が減少するにしたがって厳し
い加工を施した部分でのクラックの開口幅が減少し、片
面当たりめっき付着量が４５ｇ／ｍ²以下においてクラ
ック開口幅の平均値が３０μｍを下回り、外観上クラッ
クがほとんど認識できないような状態となる。

【００１９】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
は、常法で鋳造、熱間圧延した後、酸洗脱スケールした
熱延鋼板、或いはこれをさらに冷間圧延して得られた冷
延鋼板を連続式溶融めっき装置に装入し、Ａｌを２０〜
９５重量％含む溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっきを施すことによ
り製造される。

【００２０】インターデンドライト部内にＺｎ凝集部を
面積率：１．０〜３０％の範囲で生成させる方法につい
ては特に限定しないが、このようなめっき皮膜構造は、
例えば、製造されるめっき鋼板のめっき付着量に応じて
所定のＡｌ濃度を有するめっき浴で溶融めっきを施すこ
とにより得ることができる。溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき浴
中のＡｌ濃度を変えて種々のめっき付着量のめっき鋼板
を製造し、めっき浴中のＡｌ濃度と製品めっき鋼板の片
面当たりのめっき付着量が、インターデンドライト部内
に生成するＺｎの凝集部の面積率に及ぼす影響を調べた
結果を図５に示す。

【００２１】図５によれば、めっき浴中のＡｌ濃度［Ａ
Ｌ］がめっき付着量［ＣＷ］との関係で０．２５ＣＷ＋
４０を超えると、インターデンドライト部内でのＺｎ凝
集部の面積率が１．０％未満となり、一方、めっき浴中
のＡｌ濃度［ＡＬ］がめっき付着量［ＣＷ］との関係で
０．２５ＣＷ＋３４．５未満では、インターデンドライ
ト部内でのＺｎ凝集部の面積率が３０％超となる。した
がって、インターデンドライト部内に面積率が１．０〜
３０％のＺｎ凝集部を生成させるためには、製品めっき
鋼板の片面当たりめっき付着量［ＣＷ］（ｇ／ｍ²）に
応じて下記(1)式を満足するＡｌ濃度［ＡＬ］（ｗｔ
％）のめっき浴で溶融めっきを施せばよいことになる。０．２５ＣＷ＋４０≧ＡＬ≧０．２５ＣＷ＋３４．５ …(1)

【００２２】また、めっき皮膜が凝固する際に皮膜が固
液共存温度域に保持される時間が長くなると、皮膜中の
ＡｌとＺｎの分離が促進されることから、めっき後の冷
却条件を調整してＡｌとＺｎの分離を促進することによ
り、Ｚｎ凝集部の面積率を上記の範囲に制御してもよ
い。この場合には、例えば、連続式溶融めっき設備のめ
っき浴直上部に保熱処理または加熱装置を設置して、め
っき皮膜の冷却速度を適宜調整する等の方法が採られ
る。

【００２３】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
は、めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％含有するも
ので、所謂溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板に代
表されるめっき鋼板である。この溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金
めっき鋼板のめっき皮膜中には、通常、Ａｌ及びＺｎ以
外にＳｉ：０．３〜３．０重量％程度（Ｓｉは脆い界面
合金層の成長を抑制するために浴中に添加される）が含
有され、また、これ以外に適量のＦｅ、Ｔｉ、Ｓｒ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ等の１種以上、その他不可避的不
純物が含有される場合がある。なお、本発明の溶融Ａｌ
−Ｚｎ系合金めっき鋼板は、板厚に拘りなく優れた耐ク
ラック性を有するが、切断端部の耐食性の観点からは板
厚を１．２ｍｍ以下（より好ましくは０．７ｍｍ）とし
た方が好ましい。

【００２４】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
には、そのめっき面にリン酸塩処理やクロメート処理等
の化成処理を施すか、若しくはめっき面または前記化成
処理皮膜面に塗装を施すことができる。溶融Ａｌ−Ｚｎ
系合金めっき鋼板は、例えば屋外で放置され、結露や雨
により鋼板表面が濡れた状態に長期間置かれると、表面
が黒く変色（所謂黒変現象）する場合がある。これを防
止するためには、めっき皮膜の表面にクロメート皮膜を
形成することが好ましい。このクロメート皮膜は３価Ｃ
ｒと６価Ｃｒとを含み、Ｃｒ付着量（金属クロム換算の
付着量）を３〜８０ｍｇ／ｍ²、より望ましくは１０〜
５０ｍｇ／ｍ²とすることが好ましい。このようなクロ
メート皮膜を形成することにより黒変が効果的に防止で
きる。Ｃｒ付着量が３ｍｇ／ｍ²未満では黒変防止効果
が十分に得られず、一方、Ｃｒ付着量が８０ｍｇ／ｍ²
を超えても付着量に見合う効果が得られず、却ってＣｒ
が溶解しやすくなるため好ましくない。

【００２５】また、このクロメート皮膜はめっき皮膜の
表面にクロム酸を含むクロメート処理液を塗布し乾燥す
ることにより形成されるが、クロメート処理液中に含ま
れるクロム酸は６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比が０．３〜
１．０であることが好ましく、６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量
比が０．３未満では耐黒変性が低下する恐れがある。こ
れは、めっき皮膜表面のクロメート皮膜による不働態化
作用が低下することによるものと考えられる。また、以
上の観点からクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの重量比は
０．４〜１．０、特に０．５〜１．０の範囲が好まし
い。なお、クロメート処理を施す前に、湯洗、水洗、或
いはアルカリ系溶液によるめっき面の洗浄を行うことも
可能である。

【００２６】めっき皮膜表面に形成されるクロメート皮
膜中には、例えば、水に分散可能な有機樹脂、シリカ、
鉱酸等のアニオン、フッ化物等を添加することができ
る。これらのうち、有機樹脂の添加により加工時等にお
ける耐傷付き性を付与することが可能であり、また、シ
リカの添加により耐食性の向上を図ることができる。ま
た、アニオンやフッ化物を添加することにより、クロメ
ート皮膜の着色を抑制したり、或いはめっき皮膜との反
応性を調整することができる。但し、これらの添加剤
は、その種類や添加量によっては耐黒変性を低下させる
場合があるため、その種類や添加量は適宜選択する必要
がある。

【００２７】通常、クロメート皮膜は、スプレー、浸
漬、ロールコーター等によりめっき皮膜表面に処理液を
塗布し、板温６０〜２５０℃程度の範囲で乾燥すること
により形成される。このとき処理液中の一部の６価Ｃｒ
がめっき表面で反応し、３価Ｃｒが生成されるため、仮
に３価Ｃｒを含まない処理液を用いても皮膜中には３価
Ｃｒが含まれる。また、クロメート皮膜の上層には０．
１〜５μｍ程度の膜厚の有機樹脂皮膜を形成することも
可能である。

【００２８】また、本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっ
き鋼板は塗装材の下地鋼板としても使用することができ
る。塗装材を加工する際、厳しい加工部で塗膜にクラッ
クが発生することがあり、このようなクラックも前述し
たと同様に外観を害する。このようなクラックの発生原
因の１つに下地めっき皮膜のクラックがあり、本発明に
より加工性が向上した溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
を下地鋼板として利用すれば、塗装鋼板自体の加工性
（耐クラック性）も改善される。また、加工部の耐食性
も塗装を施すことにより格段に向上する。

【００２９】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板
を塗装鋼板として利用する場合、通常、塗装を施す前に
脱脂処理を施し、必要に応じてさらに酸洗を施した後、
クロメート処理やリン酸塩処理等の化成処理を施すこと
が好ましい。クロメート処理については上述した通りで
あり、特にクロメート皮膜中に水性樹脂を添加すること
により加工性（耐クラック性）を向上させることができ
る。

【００３０】塗料は上記化成処理皮膜の上に直接塗装す
ることも可能であるが、加工性と耐白錆性をさらに向上
させるためには、塗装鋼板に通常用いられている下塗り
塗料（所謂プライマー）を塗装して焼き付けた上に塗装
すること、すなわち、下塗り塗膜とその上層の上塗り塗
膜とからなる塗膜構成とすることが望ましい。下塗り塗
料用樹脂としては、加工性と耐白錆性の点からエポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシで変性したポリエス
テル樹脂、ポリエステルで変性したエポキシ樹脂等を主
剤とするものが好ましい。また、硬化剤としては、メラ
ミン、イソシアネート等の１種以上を使用することがで
きる。

【００３１】さらに、高度の耐白錆性が必要とされる場
合は、下塗り塗膜中に防錆顔料としてクロム酸塩系化合
物を添加することが好ましい。このクロム酸塩系化合物
としては、ジンククロメート、ストロンチウムクロメー
ト、カルシウムクロメート、バリウムクロメート等が好
適であり、その含有量は塗膜中の固形分の割合で１〜６
０重量％とすることが適当である。また、下塗り塗膜の
塗膜厚は、上述した効果を得るために５〜２０μｍ程度
とすることが好ましい。

【００３２】上塗り塗膜を形成するための塗料として
は、ポリエステル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、アクリル
樹脂塗料、塩ビ塗料、シリコーン塗料等の通常の塗料が
使用できる。上塗り塗膜の塗膜厚は加工性と耐白錆性の
観点から５〜４０μｍが好ましい。塗膜厚が５μｍ未満
では塗膜の耐候性が低下し（紫外線透過性が高まる）、
且つ塗膜の白錆露出を抑える能力も低下するので好まし
くない。一方、４０μｍを超えると塗装作業性の低下や
塗膜外観の低下を招き、また、コストも上昇するため好
ましくない。

【００３３】下塗り塗膜と上塗り塗膜中には、必要に応
じて着色顔料、体質顔料、傷つき防止剤等の添加剤を配
合することができる。着色顔料としては、例えば、酸化
チタン、カーボンブラック、酸化鉄、クロム酸鉛、金属
粉末、焼成顔料、パール顔料等が挙げられる。体質顔料
としては、例えば、炭酸カルシウム、クレイ、タルク、
三酸化アンチモン、硫酸バリウム、カオリン等が挙げら
れる。傷付き防止剤としては、シリカ、アルミナ等のセ
ラミックスビーズ、ガラスビーズ、ガラス繊維、樹脂ビ
ーズ、フッ素ビーズ等が加工性の観点から好ましい。

【００３４】また、下塗り塗料や上塗り塗料に用いられ
る溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、セロソルブ系溶剤、メチルイソブチ
ルケトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、
イソホロン、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、
塗料中には添加剤として、例えば、消泡剤、顔料分散
剤、たれ防止剤等を添加することができる。

【００３５】塗料の塗装方法については特に制限はな
く、従来一般に行われているロールコーター法、カーテ
ンフローコーター法、スプレー塗装、はけ塗り等の塗装
法を適用できるが、塗装鋼板の塗装においてはロールコ
ーター法が最も一般的である。ロールコーター法を使用
した場合、塗料を塗布した後の焼付処理は、通常、２０
〜１８０秒間加熱して板温を１５０℃以上に到達させる
ことによって行われる。焼付時間が２０秒未満では樹脂
成分の溶融硬化が不十分であり、一方、１８０秒を超え
ると下塗り塗料成分を含めた熱劣化が始まり、いずれの
場合にも塗料本来の性能が発揮されなくなるため好まし
くない。焼付処理の加熱方法についても特別な制限はな
く、熱風加熱方式、高周波加熱方式等の方法を適用でき
る。

【００３６】

【実施例】［実施例１］常法により鋳造、熱間圧延、酸
洗および冷間圧延して得られた冷延鋼板（板厚０．２８
〜１．８ｍｍ）を連続式溶融めっき設備に装入し、種々
の浴中Ａｌ濃度の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。

【００３７】このようにして得られた溶融Ａｌ−Ｚｎ系
合金めっき鋼板について、加工性（耐クラック性）と耐
食性を下記の試験方法で評価した。なお、インターデン
ドライト部内のＺｎ凝集部の面積率は、図４に示すよう
なめっき皮膜断面のＳＥＭ像を画像解析することに求め
た。 (1) 加工性（耐クラック性）試験片を０Ｔ曲げ加工し、この加工部を目視観察してク
ラックの発生状況を下記により評価した。 ◎：肉眼ではクラックは認められず ○：僅かにクラックが発生 △：明瞭なクラックが少量発生 ×：明瞭なクラックが大量発生

【００３８】(2) 耐白錆性１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、
ＪＩＳ−Ｋ５６２１に規定する複合サイクル試験（１５
０サイクル）と屋外での大気暴露試験（海岸地域３ヶ
月）を実施し、試験後の試験片表面の白錆発生面積率で
評価した。その評価基準は以下の通りである。 ◎：白錆発生面積率０％ ○：白錆発生面積率１％以上、２５％未満、 △：白錆発生面積率２５％以上、５０％未満 ×：白錆発生面積率５０％以上

【００３９】(3) 加工部の耐赤錆性（促進試験）１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、
この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、ＪＩＳ−Ｋ５６２１
に規定する複合サイクル試験（３００サイクル）を実施
し、試験後の試験片表面の赤錆発生状況を評価した。そ
の評価基準は以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：点錆少量発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００４０】(4) 加工部の耐赤錆性（暴露試験）１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片の切断端面をシールし、
この試験片を０Ｔ曲げ加工した後、屋外での大気暴露試
験（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験後の試験片表
面の赤錆発生状況を評価した。その評価基準は以下の通
りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：点錆少量発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００４１】(5) 切断端部の耐赤錆性１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片であって、切断端面の１
辺のみをシールしない試験片について、大気暴露試験
（内陸住宅地域６ヶ月）を実施し、試験後の試験片切断
端部での赤錆発生状況を評価した。その評価基準は以下
の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００４２】これらの試験結果を、めっき鋼板の板厚、
使用しためっき浴中のＡｌ及びＳｉ濃度、めっき付着
量、インターデンドライト部でのＺｎ凝集部の面積率及
び上記(1)式の上下限値とともに表１〜表４に示す。こ
れによれば、本発明条件を満足するめっき鋼板は耐食性
と耐クラック性がともに優れていることが判る。また、
切断端部の耐食性は、板厚１．２ｍｍ超のめっき鋼板に
較べて板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．７ｍｍ以
下）のめっき鋼板のほうが良好である。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】［実施例２］実施例１で製造した本発明例
の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の一部に塗布型クロ
メート処理（処理液のクロム酸中の６価Ｃｒ／全Ｃｒの
重量比：０．５，液温：５０℃，塗布方法：スプレー
法）を施し、直ちに乾燥させてクロメート皮膜（Ｃｒ付
着量：２０ｍｇ／ｍ²）を形成し、クロメート処理溶融
Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を得た。これらクロメート
処理溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の耐黒変性を下記
の試験方法で評価した。

【００４８】(1) 耐黒変性試験片のクロメート処理面どうしを重ね合せて０．５ｋ
ｇ／ｃｍ²の面圧でスタック状態とし、６０℃、９８％
ＲＨ以上の湿潤環境下に２４０時間放置した後の外観表
面の変化を下記評価基準にて目視評価した。５：全く変化なし４：１〜５％の面積で若干変化（黒変）あり３：１〜５％の面積で明らかな黒変あり２：６〜２５％の面積で明らかな黒変あり１：２６％以上の面積で明らかな黒変ありこれらの試験結果を表５及び表６に示すが、いずれの場
合も良好な耐黒変性が得られている。

【００４９】

【表５】

【００５０】［実施例３］常法により鋳造、熱間圧延、
酸洗および冷間圧延して得られた冷延鋼板（板厚０．３
〜１．８ｍｍ）を連続式溶融めっき設備に装入し、種々
の浴中Ａｌ濃度の溶融めっき浴を用いてめっきを行い、
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板を製造した。これらの
溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板に塗布型クロメート処
理を施してＣｒ付着量が３０ｍｇ／ｍ²のクロメート皮
膜を形成し、次いで下塗り塗料としてエポキシ・メラミ
ン樹脂系塗料を乾燥塗膜厚が５μｍになるように塗布し
た後、約２００℃で６０秒間焼き付け、さらに上塗り塗
料としてポリエステル樹脂塗料を乾燥塗膜厚が２０μｍ
になるよう塗布した後、約２５０℃で６０秒間焼き付
け、引き続き水冷して塗装鋼板を得た。

【００５１】これらの塗装鋼板の加工性（耐クラック
性）と切断端部の耐赤錆性を下記の試験方法で評価し
た。 (1) 塗膜加工性（耐クラック性）試験片に対して２０℃の室内にて１８０°の折り曲げ加
工を行い、その折り曲げ加工部を３０倍のルーペで観察
してクラックを生じていない最少の板はさみ枚数で評価
した。 ◎：０Ｔ ○：１Ｔ △：２Ｔ ×：３Ｔ以上

【００５２】(2) 切断端部の耐赤錆性１５０ｍｍ×７０ｍｍの試験片について屋外での大気暴
露試験（内陸住宅地域２年）を実施し、試験後の試験片
切断端部での赤錆発生状況を評価した。その評価基準は
以下の通りである。 ◎ ：変色、赤錆発生なし ○＋：僅かに変色発生 ○ ：変色発生 △ ：点錆発生 × ：赤錆発生

【００５３】これらの試験結果を、めっき鋼板の板厚、
使用しためっき浴中のＡｌ及びＳｉ濃度、めっき付着
量、インターデンドライト部でのＺｎ凝集部の面積率及
び上記(1)式の上下限値とともに表７に示す。これによ
れば本発明例の塗装鋼板は、比較例の塗装鋼板に較べて
塗膜の耐クラック性が大幅に改善されている。また、切
断端部の耐食性は、板厚１．２ｍｍ超のめっき鋼板に較
べて板厚１．２ｍｍ以下（特に、板厚０．７ｍｍ以下）
のめっき鋼板のほうが良好である。

【００５４】

【表６】

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系合金めっき鋼板は優れた耐食性と耐クラック性を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板において、め
っき皮膜のインターデンドライト部内のＺｎ凝集部の面
積率がめっき鋼板の加工部耐食性に及ぼす影響を示すグ
ラフ

【図２】溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板の片面当たり
のめっき付着量と耐クラック性との関係を示すグラフ

【図３】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめ
っき皮膜構造を示す説明図

【図４】本発明の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめ
っき皮膜断面組織を示す顕微鏡拡大写真

【図５】めっき浴中のＡｌ濃度と製品めっき鋼板の片面
当たりのめっき付着量が、めっき皮膜のインターデンド
ライト部内のＺｎ凝集部の面積率に及ぼす影響を示すグ
ラフ

【図６】従来法の溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板のめ
っき皮膜構造を示す説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田安秀東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山下正明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者治郎丸和三東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者大熊俊之東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者石田信之東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき皮膜中にＡｌを２０〜９５重量％
含有する溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板であって、鋼
板片面当たりのめっき付着量が１０〜４５ｇ／ｍ²であ
り、且つめっき皮膜がＡｌ中にＺｎが微細析出したデン
ドライト部と、Ａｌ中にＺｎが析出したインターデンド
ライト部と、鋼板との界面に存在する界面合金層とから
なり、前記インターデンドライト部内にＺｎの凝集部が
めっき皮膜断面での面積率で１．０〜３０％存在するこ
とを特徴とする耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａ
ｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項２】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の耐クラック性及び
耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項３】めっき皮膜の表面に塗膜を有することを
特徴とする請求項１に記載の耐クラック性及び耐食性に
優れた溶融Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。
【請求項４】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有
し、その上層に塗膜を有することを特徴とする請求項１
に記載の耐クラック性及び耐食性に優れた溶融Ａｌ−Ｚ
ｎ系合金めっき鋼板。
【請求項５】めっき皮膜の表面に化成処理皮膜を有
し、その上層に有機樹脂皮膜を有することを特徴とする
請求項１に記載の耐クラック性及び耐食性に優れた溶融
Ａｌ−Ｚｎ系合金めっき鋼板。