JPS58221286A - 溶接性塗装鋼板 - Google Patents

溶接性塗装鋼板

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JPS58221286A
JPS58221286A JP10413582A JP10413582A JPS58221286A JP S58221286 A JPS58221286 A JP S58221286A JP 10413582 A JP10413582 A JP 10413582A JP 10413582 A JP10413582 A JP 10413582A JP S58221286 A JPS58221286 A JP S58221286A
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Takenori Deguchi
出口 武典
Hisao Takamura
高村 久雄
Yasuharu Maeda
前田 靖治
Masatoshi Yokoyama
雅俊 横山
Hidetoshi Yamabe
秀敏 山辺
Koji Wakabayashi
若林 耕二
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • 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
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属亜鉛粉末罠より塗膜に通電性を付与した溶
接性塗装鋼板の耐食性改善に関する。
近年一部の自動車の車体下回りには裏面からの腐食を防
止するため片面にあらかじめ防食処理ン施した片面防食
鋼板が使用されている。
この片面防食鋼板としては、従来使用していた冷延鋼板
の場合と同様、溶接性Rよび未防食処理面の塗装性が要
求されていることから、従来片面電気亜鉛めっき鋼板や
片面溶融亜鉛めっき鋼板などのめつぎ鋼板が使用されて
いたが、生産能率が低(゛とか、工程数が多(なるとか
の理由圧より高価になるという欠点があった。
このため、近年安価に製造でさる片面防食鋼板として、
塗膜に溶接性と防食性を付与した片面塗装鋼板が検討さ
れて(・る。
本発明者らはこの種の塗装鋼板として、先に表面粗度が
4〜20μの鋼板表面に40〜50%が3価状態に還元
されている三酸化クロム10重を部、’) 7rR(1
00%HxPO4) 3〜4 重tm、ポリアクリル酸
4〜5重量部、アクリルエマルジョン重合体固形分17
〜20重量部および水溶液にする茫めの水200〜40
00重量部を含む金属表面核種用安定水溶液を塗布乾燥
した下塗層が全クロム量分としてlO〜50弔背となる
よう形成きれ、さらにこの下塗層上に亜鉛粉末を含有す
る樹脂の上塗層が10〜50μ形成されていて、前記下
塗層の塗布量は表面粗度の凸部より凹部の方が多くなっ
ていることを特徴とする溶接性塗装鋼板ケ提供した。
この鋼板は鋼板が表面粗度を有しているため、表面粗度
の凸部が溶接チップに近接し、しかも下塗層が薄(・の
で電気溶接性がよく、また表面粗度四部に8いては下塗
層の塗布量が多くなっているので防食性にも優れ、さら
に上塗層にはバインダーとして樹脂ケ含んでいるので加
工性がよいなど種々の特徴娑有して(・る。
しかし近年自動車などに3いては耐用年数の長期化から
さらに防食性のよし・梁材の要望がなされている。この
1こめ従来より防食□性に根本的に寄与訓 して(・る上塗層の膜厚を厚くしたり、上塗層中の金梱
亜銅粉末を増大させる7よどの方法を検討してきたが、
いずれの方法も加工性ケ損うため、実施上問題があった
本発明はこのような塗膜加工性の劣化がな(、しかも防
食性が従来より向上し定溶接性塗装鋼板ヶ提供するもの
である。
本発明者らは塗膜加工性ケ維持したままさらに防食性の
向上した溶接性塗装鋼板を開発下べ(種々検討を行った
結果、上塗層に防錆顔料ケ混合することにより成功した
第1図は本発明の溶接性塗装鋼板の断面を模式的に示し
たもので、1は表面粗度ン有する鋼板で、2は鋼板10
弐而に形成’g n r、−クロメート系の下塗層、3
はこの下塗層2の上に形成された上塗層である。
以下これらの構造、組成な詳細に説明する。
まず鋼板1であるが、該鋼板1の界面は粗くなっていて
、その表面粗度(表面粗度計による平均粗度Rz)は4
〜20μになっている。この表面粗度は電気溶接の際、
上塗層3に接触させる溶接機のチップと鋼板1との距離
とZ短(し、溶接性ン向上させるために形成し定もので
、表面粗度は大さい程電気溶接性は向上する。しかしあ
まり大さくすると、下塗層2を含めた製品塗膜の膜厚が
不均一になって、加工時に応力が特定の部分に集中し、
その部分に塗膜クラックが発生するとともに、表面粗度
の凸部4の塗膜厚は極端に薄くなり、防食性は劣化する
ので、2011以下にする必要がある。
また表面粗度はあまり小さいと電気溶接性の向上は期待
できないので、4μ以上にする必要がある。
鋼板1の表面粗度は化学的エツチング法(例えば塩化第
二鉄水溶液によるエツチング)やショツトブラスト法に
より形成したものが均一かつ緻密で最も好ましいが、工
業的に実施する場合前者の方法にはエツチング液の濃度
管理が難かしいという問題があり、後者の方法にも環境
汚染やグリッド回収が難かしく・という問題がある。従
って工業的に均一かつ緻密な表面粗度を形成するにはダ
ルロールによりスキンバス圧延するのが好ましい。
鋼板1の界面に形r55j、された下塗層2は40〜5
0%が3価状態に還元されている三酸化クロム10重量
部、リン酸(100%l−13PO4) 3〜4重量部
、ポリアクリル酸4〜5重量部、アクリルエマルジョン
重合体固形分17〜20重量部および水溶液にするため
の水200〜4000重量部を含む金属表面被覆用安定
水溶液を塗布乾燥したもので、その組成は前記水溶液か
ら乾燥の除水が蒸発した残渣である。この下塗層2は水
溶液塗布の際水溶液が鋼板表面粗度の凹部5に流下する
ことから凹部5に?いては塗布量が多(なっており、従
って表面全体の塗布量は平滑な場合より増大し、防食性
が向上するようになる。
下塗層2の塗布量は層中に含まれる丁べてのクロム量で
ある全クロム量で管理し、防食性を発揮させるためには
その全クロム量で1011979以上にする必要がある
。しかし50弔臂を超えると防食性は向上するものの上
塗層3の密着性が低下するので、上限は50千賀以下に
する必要がある。
なおこの下塗層2の形成にあたっては水溶液中の3価ク
ロムが防食性に太さく寄与するので、その形成の際には
三酸化クロムの40〜50%を3価クロムに還元した水
溶液ン塗布する。
下塗層2の上の上塗層3は金属亜鉛粉末80.0〜・9
LO重量部、防錆顔料0.2〜5.0iii部、合成樹
脂4.0〜19.8重量部からなる塗膜が厚さ10〜5
0μ形成されたもので、防錆顔料の混合により従来の金
属亜鉛粉末のみを80〜96重量部含んでL−タものに
比べ防食性は著しく向上し、しかも加工性は従来のまま
に維持される。
金属亜鉛粉末は従来と同様塗膜に防食性と通電性を付与
するために含有させるものであって、良好な通電性を付
与するには少くとも塗膜全体の80重量部以上必要とす
る。
防錆顔料の混合は本発明の特g、tな丁もので、防錆顔
料としてはストロンチウムクロメート、ジンククロメー
ト、鉛酸カルシウムなどケ単独または併用して使用する
。これらの防錆顔料の使用により従来の金属亜鉛粉末よ
り防食性を向上させるのには塗膜全体の02重量部以上
混合することか必要である。しかし5.0重量部を超え
て混合した場合塗膜異面よりの6価クロムの溶出が著し
くなり、また防食効果も飽和してしまう。従って防錆顔
料の混合量は塗膜全体の0.2〜5.0亀級部とする。
合by、樹脂は上記金属並鉛粉末、防錆顔料のバインダ
ーであって、塗膜の通電性を向上させるのには少い方が
好ましい。しかし少(すると塗膜の加工性が低下し、簡
単な加工にも耐えられな(なる。
このため合成樹脂としては塗膜全体の4重量部は必要と
する。従って金属亜鉛粉末と防錆顔料の合計は最大で9
6重量部であり、しかも防錆顔料の最大混合量が5.0
重量部であることから金属亜鉛粉末量の上限は91ii
j量部にする。一方台成樹脂の上限は金属亜鉛粉末と防
錆顔料の下限から19,8重f部となる。
このバインダーとしての@成樹脂には種々の合成樹脂を
用いることができるが、密着性、加工性に優れたエポキ
シ樹脂、とくに硬化剤や硬化触媒を使用しな(とも連続
塗装ラインの通常の焼付条件(板温200〜260 C
,焼付時間10〜80秒)で所期の性能の塗膜が得られ
る分子量1〜10万の直鎖状分子構造のものが好ましい
。こ才Iは分子量が1万未満のものの場合上記焼付条件
で正常の塗膜を得るのに硬化剤や硬化触媒の添加を必要
とし、【−かもそれらの添加により塗膜が硬くなって加
工性が低下するとともに、未反応の残留硬化剤により耐
食性も低下するからである。一方分子量がlO万を超え
ると樹脂の溶解が工業的に困難となり、かつ適正粘度に
調整するのに多量の溶剤ケ使用してコスト高になるとと
もに、塗膜厚調整も困難になる。
上塗層3は通常ロールコート法により下塗R2の上に塗
装する。このためには前記組成の金属亜鉛粉末、防錆顔
料8よび合成樹脂’Y50〜200重量部の溶剤に溶解
する。溶剤と1−では分子量1−10万のエポキシ樹脂
の場合樹脂の溶解力やロール塗装作業性の点からシクロ
ヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ダイア七ト
/アルコール、イソホロンなどケ用い、さらに作業性や
焼付乾燥性ケよくするには脂肪族炭化水素ヤ芳香族炭化
水素、エステル類、ケトン類、エーテル類などを併用し
てもよい。
上塗層3の塗布量はIOμ未満であると防食性が劣り、
50μを超えると鋼板表面粗度を大さくしても電気溶接
性が改善されな(・ので、10〜50μとする。
本発明に′j−3(・て上塗層3中に防錆顔料を混合す
ることにより防食性が向上するのは防錆顔料により従来
温度に溶解して(・た金属亜鉛粉末の溶解が抑制されて
、鋼板の赤錆発生防止に見合った量だけ溶解するように
なり、その結果亜鉛の単位重量歯9の防食効率が増大し
、防食性が持続されるものと考えられる。またこれと平
行して防錆顔料自体の防錆効果が相乗的に現れるためと
考えられる。
実施例1 平均表面粗度Rzが20μの冷延鋼板(板厚o、ssm
)に下記組成の金属入面被覆用安定水溶液をロールコー
ト法により塗布1−て全クロム量が301の下塗層音形
成した。
金属入面被覆用安定水溶液組成 三酸化クロム         io重1s(3価クロ
ム43%) リン酸              3.4重isポリ
アクリル酸         4,4重量部アクリルエ
マルジョン 重合体固形分         18.7N量部水  
                2100重fjk都
その後この下塗層の上に全開亜鉛粉末のみを含有するエ
ポキシ樹脂ジンクリンチ塗料まKは金稿亜鉛粉末に防錆
顔料ン混合したエポキシ樹脂ジンクリンチ塗料ンロール
コート法により塗布して235C(板温)で60秒間焼
付け、膜厚15μの上塗層を形成した。
第1表は得られた溶接性塗装鋼板の上塗層成分と性能と
の関係を示すもので、本発明品は防錆顔料を含有してし
・ても加工性は従来と同様に維持され、しかも防食性は
向上している。
(11) (注1)@膜密着性はJIS−G・3312の着色亜鉛
鉄板の試験法に準じて常態に8ける折曲げ試験を行った
。折曲げ試験は曲げ内側の間隔叛枚数、0枚(01)、
1枚(1t)、2枚(2t)による180度密若向げを
行(・、試験加工部の塗膜にセロテープを貼付けた後急
激にひざはが丁セロテープ剥離を行い、下記6点法によ
り評価した。
(注2)防食性は試験片の塗膜にナイフであらかじめ鋼
板に達するクロスカットを施し、それをJ I S 、
 Z・2371に基いて塩水噴霧試験しに0試験は24
0時間行い、クロスカット部の赤錆発生状態ン次の5点
法により評価した。
(注3)スポット溶接条件・ (注4)溶接性の評価基準 引張せん断強度350kgf未満の溶接不良発生率によ
り評価した。
C)2%以下のもの Δ 2%娶超え、35%以下のもの × 35%ケ超えるもの 実施例2 実施例1と同一の冷延鋼板および金属表面核種用安定水
溶液を用も・て同要領で冷延鋼板表面に下塗層ン形成し
、その後平均粒径4μの金属亜鉛粉末またはこれに防錆
顔料ン混合した分子量1万5千のエポキシ樹脂ジンクリ
ンチ塗料を塗布して膜厚15μの上塗層を形成した。な
J6上塗層の塗装はロールコート法により行い、焼付は
235Cで60秒間行った。
第2弄はこの、ようにして製造した溶接性塗装鋼板の性
能を実施例1と同要領で調査した結果を上塗層の組成と
ともに示しkもので、防錆顔料の混@により加工性は低
下せず、しかも防食性は向上して(・ろ。ここで防食性
の41折曲部は試験片にあらかじめ4を折曲げを施し、
それ乞JIs−Z・2371に基し・て塩水噴霧試験を
240時間行(・、4を折曲部の赤錆発生状態を評価L
−7,mものである。
なお第2戒より金属亜鉛粉末は浴接性を良好にするには
80重bi%以上にする必要があり、好4Fしくは85
N′1iffi′%以上がよし・が、91重量%を超え
た場合さらに防#4顔料を混@すると加工性が低下する
。従って金属亜鉛粉末は85〜90重稍%が好ましく・
また防@顔料は1重蓋%以上混合すると防食性向上が顕
著になることからtim%以上混合するのが好すし、(
・0 (17) 以上の如く、本発明は防錆顔料の混合により防錆顔料自
体の防食作用のほか、金属亜鉛粉末の過度の溶出抑制作
用ケ利用して上塗層に金属亜鉛粉末を含有する溶接性塗
装鋼板の防食性を向上させたものであり、しかも加工性
を損うことがないことから従来よりさらに防食性を必要
とする用途に使用でざる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の溶接性塗装鋼板の模式断面図である。 1・・・鋼板、2・・・下塗層、3・・・上塗層、4・
・・凸部、5・・・凹部、 特許出願人 日新製鋼株式会社 代理人 進藤 満 第1図 第1頁の続き 0発 明 者 若林耕二 市川市高谷新町7番地の1日新 製鋼株式会社市川研究所内 0出 願 人 三井金属鉱業株式会社 東京都中央区日本橋室町2丁目 1番地1 489−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平均表面粗度Rzが4〜20μの鋼板表面に、40〜5
    0%が3価状態に還元されて(・る三酸化クロム10重
    量部、リン酸(100%H3P 04 ) 3〜4重量
    部、ポリアクリル酸4〜5重量部、アクリルエマルジョ
    ン重合体固形分17〜20重量部2よび水溶液にするた
    めの水200〜4000重量N5を含む金属表面被覆用
    安定水溶液を塗布乾燥した下塗層が全クロム量分として
    10〜504背となるよう形成され、さらにこの下塗層
    の上に金属亜鉛粉末80.0〜9LO重量部、防錆顔料
    0.2〜5.0重量部、置数樹脂4.0〜19.8重量
    部からなる上塗層が10〜50μ形成されていることを
    特徴とする浴接性塗装鋼板。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60240773A (ja) * 1984-05-14 1985-11-29 Kobe Steel Ltd 耐食性の優れた表面処理鋼材
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