JPS58224740A

JPS58224740A - 溶接可能な塗装鋼板

Info

Publication number: JPS58224740A
Application number: JP10894682A
Authority: JP
Inventors: 若野　茂; 俊明塩田; 左千夫松尾
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1983-12-27

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】この発明は、すぐれた溶接性を有し、かつ塗膜密着性並
びに耐食性の良好な塗装鋼板に関する。

ここでいう塗膜密着性とは、鋼板の成形加工時の塗膜剥
離の起りにくさを意味し、以降、塗膜密着性と云えばす
べてこの性質を指すものとする。

塗装を施して実際使用に供される各種機器、部品等は一
般に、加工、組立後において全体に塗装が施される。と
ころかこのような加工、組立後の塗装では、部位によっ
て十分な塗膜が得られないことがある。かかる不利を解
消するため従来よシ、予め塗装した、いわゆる塗装鋼板
が広く採用されている。塗装鋼板を使うことにょ９、加
工・組立後における全体塗装での塗膜の不足を補なおう
というわけである。ところが、この種の塗装鋼板は普通
、抵抗溶接が不可能で、その組立てには、溶接以外の、
例えばボルト・ナツト等の固着手段を採用しなければな
らず、作業性、組立コストの点で不利が大きい。

塗装鋼板のかかる劣性はしかし、最近の研究、開発によ
って概ね排除されたと云ってよい。すなわち、塗装鋼板
の塗膜中にＺｎ、　Ａ７等、各種の導電性物質を含有せ
しめることによって、溶接性を付与するという対応策が
提案されており、これは実用的にみても十分利用価値の
あるものである。

ところで、塗装鋼板の主な使い途としては、具体的には
自動車車体、電気機器などが挙げられるが、とくにこう
した関係に供する塗装鋼板には、上記溶接性の他にも、
耐食性、それに塗膜密着性等、多くの特性が要求でれる
。

ここで、前記対策を施して溶接可能とした塗装鋼板（以
下、溶接可能型塗装鋼板と云う）とじては、従来より、
次のようなものが知られている。

一般の冷延鋼板母材に、６価クロムを含む被覆を施して
から、ｚｎ、Ａｚ等の電気伝導性物質を含有する塗料を
塗布したもの（特公昭４７−６８８２号）、そして母材
にＺｎメッキ鋼板を使用して、各種導電性物質を含む塗
料を塗布したもの（特公昭５４−１．１８８１号）、で
ある。しかるにこれら従来の溶接可能型塗装鋼板はその
何れもが、上記した如き用途向けとしては決して十分な
ものとは云えない。冷延板使用の前者はまず、塗膜密着
性に難がアリ、成形加工時高加工によって塗膜が剥離す
る危険が高い。これはそもそも、冷延板母材と塗装下地
としてのクロメート皮膜との間の密着性が十分でないた
めであるが、それ詐りでなく、導電性物質の混入がある
関係で塗膜そのものもクラックや剥離の発生し易い傾向
になっており、このような性質も上記成形加工時の塗−
一傷を増長させる因子に加えられる。更にこの塗装鋼板
では、加工時或いは使用中に塗膜損傷がおこると、母材
に早期に赤錆が発生し商品価値が損われるという耐食上
の問題もある。

後者の亜鉛メッキ鋼板使用のものは、いわば上記塗装鋼
板の、とくに耐食性の問題の解決を意図したもので、確
かに耐赤錆性という点では優位に立つ。しかしながら、
亜鉛メッキ銅板の耐食性とは本来、腐食環境下において
亜鉛が優先的に溶解して鋼板素地の腐食を防ぐという、
いわゆる犠牲防食性に依存するものであって、腐食環境
による亜鉛の溶解速度が大なるために、庇部或いは端面
部付近では塗膜下での亜鉛溶解が進行し、早期に塗膜ふ
くれ（以下、ブリスターと云う）が生じる傾向がある。

このブリスターはこの種塗装鋼板の価値を著しく損ねる
ものであるから、この点が大きな問題となる。それに、
この亜鉛メッキ鋼板を使用しても、塗膜密着性について
は殆んど改善が望み得ないものである。

このように溶接可能型塗装鋼板は何れもが、実用上不十
分なものであり、ことに従来品に共通の塗膜密着性不足
という難点と、今一つ、耐食性と耐ブリスター性（ブリ
スターの起りにくさを指す）の両立が不可能という問題
を抱え、こうした点に、まだまだ改善の余地を残してい
た。

本発明は、上記２つの問題点を有効に解決した、つまり
高加工を受けても塗膜剥離のないすぐれた塗膜密着性を
備え、かつ冷延板使用のものに匹敵する耐ブリスター性
を有ししかも耐食性の点では亜鉛メッキ鋼板使用の従来
品を更に上根る溶接可能型塗装鋼板の提供を目的とする
ものである。

すなわち本発明の要旨とするところは、Ｆｅ１Ｏ〜４０
Ｗし％を含むＦｅ　−Ｚｎ合金メッキ層をもつメッキ鋼
板にクロメート処理を施し、その上に導電性物質を含有
する塗料を塗布してなることを特徴とする溶接可能な塗
装鋼板、にろる。

溶接可能型塗装鋼板の性能を左右する重要な因子の一つ
に、母材自体の性質が挙げられることは先に掲げた二つ
の例を引くまでもなく明らかでめる。プて、・亜鉛メッ
キ鋼板母材ではブリスターの発生が問題となることは、
先に述べたが、このブリスターの発生は、メッキ厚が大
きくなるにつれ顕著化する。このことは、かかる現象が
塗膜下のメッキ層の溶解に起因することからも明らかで
あるが、反面、亜鉛メッキの耐食性は、先述のようにメ
ッキ層の犠牲防食によるものであるから、その良否はひ
とえに亜鉛目付量にかかつておシ、目付量が十分にない
と高耐食性は保証し得ない事情がある。すなわち、亜鉛
メッキでは、十分な耐ブリスター性を得ようとすると、
目付量が自ずと制限嘔れることとなり、本来の耐食性が
全く期待できなくなるのである。

本発明者らは高耐食性を確保しつつブリスターの問題を
回避するという点からは、同じメッキ鋼板でも、できる
だけ鋼に近くかつ鋼よりも卑な電位を有し、しかも腐食
速度の小嘔いメッキ層を採用する必要がある、と推察し
た。電位が卑であるほど犠牲防食の傾向が強く、当然ブ
リスターが顕在化し易いと考えられるからである。

本発明者らはまず、種々突験、調査を行い、この考え方
が妥当であることを確認した・そこで更に、電位が鋼に
近く鋼よりも卑であるメッキ層をもつ各種メッキ鋼板の
、熔接可能型塗装鋼板母材への適用の可能性について、
塗膜密着性の面から、実験、検討を行い、その結果、上
記した類のメッキ鋼板の中では、Ｆｅ１Ｑ〜４Ｑｗｔ％
を含むＦｅ−Ｚｎ合金メッキＮをもつ箪気メッキ鋼板（
以下、単にＦｅ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板と云えば、これ
を指すものとする）が、塗膜密着性確保にとつ１きわめ
て有効であるという新たな事実全突止めた。Ｆｅ−Ｚｎ
合金メッキ層の存在によって、この種塗装鋼板の塗膜密
着性が向、上するメカニズムについては、未だ十分な解
明がなでれていないが、亜鉛単体のメッキ層に比較して
、Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキ層が、塗装下地としてのクロ
メート皮膜との反応性が高いことによるものとみられる
。

Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板は、熱論犠牲防食性を有す
るが、その性格は薄く、しかも腐食速度が小さい。その
裸の耐食性は一般の亜鉛メッキ鋼板を可成り上根るもの
である。とのＦｅ−Ｚｎメッキ鋼板を使用すれば、冷延
板を使った場合と同等の耐ブリヌター性が得られ、しか
も耐食性も、亜鉛メッキ鋼板使用の場合に対し大巾に向
上するのでめる。これは本発明者らの実験により確認て
れたことであるが、この点については、上記したような
Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板本来の性格、性能によるも
の、として理解できる。

因みに従来では、Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板について
、溶接可能型塗装鋼板の、とくに塗膜密着性向上に有効
であるといった見方はなく、云う迄もなく、このＦｅ−
Ｚｎ合金メッキ鋼板を使用した上記塗装鋼板も、実際、
見受けられない。

本発明において、母材としてのメッキ鋼板のＦｅ−Ｚｎ
合金メッキ層のＦｅ含有量をｌＯ〜４Ｑｗｔ％としたの
は、Ｆｅ含有量４Ｑｗｔ％越えでは実用上十分な塗膜密
着性が得られず、しかも赤錆発生が早くなる。他方これ
が１０ｗｔ％未満ではメッキ層の犠牲防食性が強くなり
すぎ、ブリスターの効果的な抑制が達せられない。Ｆｅ
１Ｏ〜４ｇｗｔ％のＦｅ−Ｚｎ合金メッキ層では、適度
の犠牲防食性を備え、かつ腐食速度が小石いものであり
、きわめてすぐれた耐食性を有し、しかもメッキ層の溶
解速度か十分小石いため塗装後のブリスター発生の問題
も解決できるわけでβる。Ｆｅ　−Ｚｎ合金メッキは、
一般公知のＺｎ電気メッキにおいて、浴中Ｚｎの一部を
硫酸第１鉄や塩化第１鉄にてＦ’ｅに置換する方法によ
って得ることができる。この目付量については、特に限
定するものではないが、耐食性の点から１シ讐以上ある
のが好ましい。しかしながら６０う蓄を越える厚目付は
実用上不要であり、不経済である許シでなく、溶接性の
点から好ましくない。溶接性の見地からは、２０ｇ／／
ｍ’以下が最も望ましい。

塗料塗布に先立って行うクロメート処理は、塗装下地処
理として、この種塗装鋼板では通例的なものである。こ
のクロメート処理は、電解クロメート、塗布型クロメー
トなど、何れの方式でもとくに差支えないが、クロメー
ト皮膜のｃｒ含有量としては、１〜５００ｍｇ／ｍ？程
度が好適である。なお限定的なことではないが、このク
ロメート皮膜中にも後述するＺｎ等の導電性物質を適当
に含ませることが、溶接性の点から推奨でれる。クロメ
ート皮膜への前記物質の混入は、クロメート処理液（ク
ロム酸水溶液）中に混入しようとする物質を粉末の形で
添加する方法で行い得る。クロメート皮膜は、適切な条
件での加熱還元、いわゆる焼付けによって母材との反応
を促進ちせ密着性を得るものである。この加熱還元は、
クロメート処理後１６０℃、１分程度で乾燥し、続いて
塗装後塗料と共ＶＣｌ３０〜２８０℃で３０〜１２０秒
間焼付けることにより達成される。

上記クロメート皮膜を下地とする塗装には、導電性物質
を含む塗料を使用しなければならないが、この導電性物
質としては、Ｚｎ、　Ａｌ、　Ｓｎ、　Ｆｅ、　Ｎｊ−
。

Ｇｏ、　Ｏｒ、　ＭＯおよびそれらの合金など、何れの
採用も可能である。これら導電性物質は何れの場合にも
、粉末の形で塗料中に含有させるものである。

その含有量はとくに限定するものではなく、使用する導
電性物質め種類等に応じ、所要の溶接性が確保されるよ
うに適宜法めればよい。Ｚｎの場合には、８５ｗｔ％以
上の含有量で、きわめて良好な通電性が得られるもので
ある。塗料用ビヒクルについても別に制限はなく、例え
ばアクリル、工ポキン、ウレタン、ビニル、ポリエステ
ル、ブタジェン、アルキッド、スチレン、フタル酸系等
の合成樹脂、その他天然樹脂、油性ビヒクル等、何れで
あってもよい。塗装は、例えばロールコータ−、カーテ
ンフローコーター法等、公知の手段で塗料を塗り、しか
るのち１８０〜２８０℃で約８０〜１．２０秒間焼付け
を行う。膜厚としては、５〜１５μ程度が通例である。

次に、本発明の実施効果について具体例を挙げて詳述す
る。

第１表に示す各種の母材を用い、クロム酸溶液にＺｎの
粉末を混入した溶液（日本ダクロシャムロック社製のダ
クロメット２００）をロールコー１−して１６０℃Ｘ１
分加熱乾燥し、次いでその上にエポキシ樹脂にＺｎ粉末
を混入した塗料（日本ダクロシャムロック社製のジンク
ロメツト）ヲロールコーターで塗装し、しかる９ち２８
０℃×１分焼付けを行なった。

得られた塗装鋼板について、耐食性、耐ブリ４ター性、
溶接性および塗膜密着性を下記の試験により評価した。

■耐赤錆性試験：塗装鋼板の塗膜にクロスカットを入れ
、７２０時間の塩水噴霧試験を実施し、試輸後の１１Ｊ
記クロス力ツト部の赤錆発生状況を調査した。評価は、
○：赤錆発生皆無、△：同じく僅かにあシ、×：同じく
顕著、の３段階によった、■繭ブリヌター性：上記■の
塩水噴霧試験後において、クロスカット部の最大剥離中
を調査した。

■溶接性試（険：電極５　ｗｍ径、加圧力２００　ｋｑ
、時間１０〜、電流８５００Ａの条件にてヌポット溶接
を実施し、連続打点可能な打点数を調べた。評価は、○
：　５０００点以上、△：ａｏｏｏ点以上５０００点未
満、ｘ：ａｏｏｏ点未満、の３段階で行なった。

■塗膜密着性試験：ビードしごき試験を行い、塗膜残存
率を調査した。

以上の結果をまとめて第１表に示した。

第　　　１　　　表上表において、冷延板使用の（１）は、耐ブリスター性
、溶接性の点では全く問題がないが、耐赤錆性か著しく
劣っており、また塗膜密着性についても、自動車用のよ
うに高加工を受ける用途を考えると笑用上大きな不満を
残すものである。また亜鉛メッキ鋼板を使用した（２）
は、耐赤錆性の点では上記を遥かに凌ぐ満足のゆく結果
が得られている。

亜鉛メッキ鋼板の使用は、この点では有効と云える。し
かしその反面、亜鉛メッキ鋼板の使用は、とくに耐ブリ
スター性の著しい劣化につながるところに問題があり、
また溶接性の点からも好壕しくなく、更に塗膜密着性の
改善には結びつかない。

合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を使用した場合には、（３）
の例にみる如く上記両者の略中間的な特性を示し、僅か
に塗膜密着性には（１）、（２）に対する改善傾向が認
められるが、この程度では上記実用上、まだまだ満足で
きるものではない。比較例（４）、（５）は、Ｆｅ−Ｚ
ｎ合金メッキ鋼板を使用した点では本発明塗装鋼板と同
条件であるが、メンキ層のＦｅ含有量がそれぞれ５ｗｔ
％、５Ｑｗｔ％と、本発明範囲（１０〜４Ｑｗｔ％）を
外れるもので、（４）はメッキ層中のＺｎ　ｇが多すぎ
て犠牲防食性が亜鉛単独メッキ層のそれと大差ない程度
まで大きく、このため耐赤錆性は十分あるが、耐ブリス
ター性については亜鉛メッキ鋼板使用の（２）と殆んど
変わらないほど悪く、溶接性も冷延板使用の（１）と較
べれば劣性を示している。また（５）も、メッキ層の犠
牲防食性と腐食速度のバランスが悪く両方含めた意味で
のＶ食性が劣る関係で、耐赤錆性に難があり、そうして
特にＦｅ含有量が４　Ｑ　ｗｔ％を越えるため、塗膜密
着性に問題がある。

最後に本発明例（６）は、メッキ層中のＦｅ含有量１０
〜４０ｗｔ％のＦｅ　−Ｚｎ合金メッキ鋼板を使用した
もので、これは耐赤錆性、耐ブリスター性。

溶接性そして塗膜密着性の全ての性質において、実用上
十分に満足できる結果が出た。すなわち、耐ブリスター
性、溶接性については、（１）の冷延鋼板使用のものに
対し全く遜色がなく、しかも耐赤錆性もきわめて良好で
ある許りでなく、塗膜密着性の点では自動車用としての
高加工にも十分に耐えて塗膜剥離を生じない性能が保証
できる評価を示した。

以上の説明から明らかなように本発明の溶接可能型塗装
鋼板は、耐食性とともに耐ブリスター性にすぐれ、かつ
塗膜密着性がきわめて高く・溶接性もこの種塗装鋼板本
来のすぐれた性能をそのまま維持できるものであるから
、高加工を受けるとともに厳しい腐食環境下で使用烙れ
る自動車用鋼板等に適して満足できる効果を挙げること
かできるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　Ｆｅ　ｌ　Ｏ〜４０ｗｔ％を含むＢ’ｅ　−
Ｚｎ合金メッキ層をもつメッキ鋼板にクロメート処理を
施し、その上に導電性物質を含有する塗料を塗布し１な
ることを特徴とする溶接可能な塗装鋼板。