JPS60100684A - 亜鉛めつき鋼板の塗装前処理方法 - Google Patents

亜鉛めつき鋼板の塗装前処理方法

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JPS60100684A
JPS60100684A JP58207598A JP20759883A JPS60100684A JP S60100684 A JPS60100684 A JP S60100684A JP 58207598 A JP58207598 A JP 58207598A JP 20759883 A JP20759883 A JP 20759883A JP S60100684 A JPS60100684 A JP S60100684A
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    • 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
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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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】 本発明は塗膜密着性に劣る低鉛溶融亜鉛めっき鋼板の塗
装前処理方法に関するものであり、史に詳しくはリン酸
亜鉛の結晶サイズ、リン酸塩皮膜量および塗布型クロメ
−]・皮膜用を限定選択することにより優れた塗膜密着
性を付与せしめる方法に関するものである。
近年、亜鉛若しくは亜鉛合金めっきを施した溶融めっき
鋼板が自動車を始め、建簗、家電など幅広い分野に使用
される様になり、用途の多様化と共にその使用環境も高
温、多湿雰囲気で長期間使用される場合が多くなって来
ている。
従来の溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、この様な雰囲気で
長期間使用されると腐食によってめっき層全体が鋼素地
から剥離し、めっき鋼根木来の性能が発揮されなくなり
問題になっている。
この腐食剥離現象は先ず亜鉛の結晶粒界において腐艮が
優先的に起こり、之が時間の経過と共に進行して合金H
に達し、之が史に進行すると!lI!紹囮と合金層との
間における界向腐良を起こし、てめつき層全体を鋼素地
より剥離させるものである。
この腐試剥離はめつき浴に蒸留亜鈴地金を使用すること
により不可避的混入不純物としてのPl+が溶融亜鉛め
つぎ層中の結晶粒界および合金層との界面近傍に偏析し
、之が原因の一つと考えられる。
@貫剥離防止法としては電気亜鉛地金を使用し、めっき
浴中のPbを0.003wt%以下、A1を0.1〜(
1,2W1%と不可避的混入不純物として)e、cdお
よびS11の合計量がo、t;vt%以下とを含有し残
部がinより成るめっき浴にする口とによって腐食剥離
防止に極めて効果的であることが判った。
本発明は上記めっき浴組成を有し、腐食剥離を生じない
溶融亜鉛めっき鋼板(以下、低鉛溶融亜鉛めつぎ鋼板と
記述する)の塗装前処理方法に関するものである。
電気亜鉛地金の使用によってめっき層中の粒界および合
金1との界面におけるPbの偏析が回避され腐食剥離が
防止出来ると共に加工後においても従来の溶融!II!
鉛めつぎ鋼板の様にめっき顧にクラックは発生せず耐久
性も非常に優れている。
しかし塗装下地鋼板として電気亜鉛地金をめっき浴とし
て製造した低鉛溶融亜鉛めっき鋼板を使用した。S合、
塗装後の塗膜密着性が従来の溶融亜鉛めっき鋼板に比較
し劣るのである。
この理由は、低鉛層m!ll!鉛のつきtI4板が従来
の溶融亜鉛めっき鋼板の様に加工部のめつき囮に殆んど
クラックが発生しないため、塗膜にも微細なりラックが
生じず、塗膜とめつき閣との界面に存在する可撓性の無
いリン酸塩皮膜にズレ応力が働き皮膜破壊により塗膜の
界面接着力が低下し塗膜剥離を生ずると考えている。
之に対し通常の亜鉛めっき鋼板は加工部のめつき層に微
細なりラックを生ずるので、このため塗膜とめつき層と
の界面に存在するリン酸塩皮膜は応力か緩和され、ズレ
応力が生じ難く塗膜剥離を生じ難いと考えている。この
ことを念頭に塗膜密着性に劣る低鉛溶融亜鉛めっき鋼板
の塗装前処理方法について種々検討した結果、リン酸塩
皮膜量およびリン酸亜鉛の結晶サイズを適正範囲に管理
し、更にリン酸塩皮膜処理後に塗布型クロメート処理を
行なう方法によって優れた塗膜密着性を得られる口とが
判明し、本発明に到達した。リン酸!o!鉛は針状およ
び葉状結晶が板面上に垂直或いは若干傾斜した状態で生
成している−従って結晶が成長し過ぎたり、また量的に
多過ぎると加工によるズレ応力に追従出来ず、皮膜破壊
を起こす原因となる。そこでズレ応力に耐えるリン酸亜
鉛の結晶サイズおよびリン酸塩皮膜量について検討した
結果、曲げ加工に対しては結晶が20μ以下で微細且つ
均一に分布したものが有利であることを確認した。
また塗膜の耐スクラッチ性に対しては結晶サイズが5μ
以上必要であることを確認した。之等のことから結晶サ
イズは5〜20μの範囲が最も有利であることが判った
。上記した結晶を生成させるには短時間処理で結晶を必
要以上に成長させない口と、および均一に分散させるに
は予じめ表面調整としてパフによるめっき層表面の活性
化或いは結晶サイトを化学的に与えるためコロイダルチ
タンを含む弱アルカリ水溶液で処理する方法などの手数
が挙げられる。
またリン酸塩皮膜量は5・〜20μの結晶を均一に分散
させる量で充分であり、多過ぎると結晶の土に結晶が生
成する所謂二次結晶を生じ著しく加工性を低下させるし
、少な過ぎるとリン酸j8皮膜と塗料の結合力が不足す
る。この理由でリン酸塩皮膜量は()、3〜i、oBm
2の範囲が好ましい。
史にリン酸塩処理後に行なう塗布型クロメート処理剤は
市販の無機バインダータイプ、有機バインダータイプの
何れでもよく、シリカ或いは樹脂が結晶の間隙に分散し
塗膜密着性を高める働きをするもので、その付着量は全
クロムとして10・〜100rn (J / m2の範
囲が最も好ましい。全クロムが110ll1/l1l1
未満では塗膜密着性を高める効果が無く、100111
(1/ m’を超えると逆に性能を低下させる。
この様に本発明は塗膜密着性に劣る低鉛溶融亜鉛めっき
鋼板において、リン酸亜鉛の結晶サイズおよび皮膜量を
限定し史にリン酸塩処理後に塗布型クロメ−1−処理を
行なう2段処理を特徴とするものである。
即ち第一段階のリン酸塩処理により適正なエツチング肌
が付与されると共に耐皮膜破壊性に優れたリン酸塩皮膜
が形成される。
更に第二段階の塗布型クロメート処理によって結晶の間
隙にシリカ、樹脂などのバインダーを分散皮膜化するこ
とによって低鉛溶融亜鉛めっき鋼板に優れた塗膜密着性
を付与する方法である。またこの様に2段処理するごと
により塗装後の耐震性は従来のリン@塩処理、塗布型ク
ロメート申独のものに比較し著しく向上する。
従来のリン酸塩処理方法では低鉛溶#111!ll!鉛
めっきw4板の塗膜密着性は不充分である。本発明の適
用によって実用上充分な性能まで塗膜密着性を向上させ
ることが出来、その工業的価値は大きいものと考える。
本発明法は低鉛溶融亜鉛めっき鋼板および塗膜密着性に
劣るノースキンバス溶融亜鉛めっき#i4板或いは冷延
鋼板などに適用出来る。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
めつき瞠紺成がpb : 0.003wt%、 At 
:0.1!+wt%、不可避的混入不純物()e、 c
d、 Snの合計量) :0,0!]!IW1%残部が
lnから成る低鉛溶融亜鉛めっき鋼板(板厚0.3!>
mm、日付量:2−24+相当品ンと比較材としてミニ
マイズドスパングル表面肌の溶融亜鉛めつぎ鋼板(月S
 (i3312.板厚0.35m1l+、目付量/−2
5相当品)を供試材とした。
またリン酸塩処理剤1表面調整剤、塗布型クロメ−(・
処理剤および使用塗料は第1表に小す市販品を用いた。
なお、塗装後の塗膜密着性の評価基準を第2表に小す。
第2表 リン醇亜鉛の結晶サイズおよびリン酸塩皮IIIJ量は
表面調整剤の濃度、リン酸塩処理の温疾および処理時間
でコントロールし、低鉛溶融亜鉛めっき鋼板14水準、
比較材8水準のリン酸塩処理した。
之等の処理板を塗装し塗膜密着性を評価するための21
折り曲げ試験およ0−コインスクラッチ試験を行なった
。之等の結果を第3表に示す。
また本発明にJ:るリン酸塩処理後、塗布型クロメート
処理したものを第4表に、従来法のリン酸塩処理後、ク
ロム醒シーリングしたものを第5表(二夫々結果をホす
なお、塗布型クロメート皮膜量は皮膜中の全1ir量で
管理したが、この全Cr量のコントローJしくま塗布型
クロメート処理液を純水で希釈し、史に適正なバーコー
ターを用いることにより行なった。
以下余白 リン酸亜鉛の結晶サイズ、リン酸塩皮膜量およびめっき
圓組成による性能差は第3表における実施例で明確に表
われている。即ちリン酸塩処理後、塗装した場合におい
て低鉛溶融亜鉛めっき鋼板は比較祠に比べ特に折り曲げ
試験における塗膜密着性が1〜2ランク劣る。
しかしコインスクラッチ試験による耐スクラッチ性につ
いては両者の差は殆んど認められない。
また結晶サイズおよびリン醒塩皮1!i!fiと性能と
の関係を児ると、折り曲げ試験においてはリン酸塩皮膜
量が0.3〜1.()す・′m2.結晶ザイズは5・〜
20μの範囲が良好な性能を小すが、コインスクラッチ
試験では結晶サイズが5μ以上でリン酸塩皮膜量が多い
程、良好な結果を示している。之は折り曲げ加工なとの
様に大きな伸びを伴う加工においては加工性に劣るリン
酸亜鉛の結晶サイズが比較的小さく且つリン酸塩皮膜量
も少ない方が有利である。
之に対し伸びを伴わない耐スクラッチ性では結晶サイズ
が大きく、しかもリン酸塩皮膜量が多い程、表面粗度が
大さく、緻密になり有利になると老犬られる。
以上の結果から低鉛溶融亜鉛めっき鋼板の塗膜密着性、
特に折り曲げ加工性はリン酸塩処理のみでは充分でない
ことからリン酸塩処理後、塗布型クロメート処理するこ
とにJ:ってこの性能を向上させた。
リン酸塩処理後、塗布型クロメート処理を行なった場合
の性能は塗布型クロメート処理にJ:る全クロム量が5
 m g 、’ m2では折り曲げ加工性を改善するこ
とは出来ないが、1011 g/ m2= 1 +1+
1m 13 / m2の範囲において改善効果が認めら
れその性能は第す表からリン酸塩処理後、クロム醒シー
リングを行なう従来の塗装前処理方法による比較拐の性
能と同等以上まで同上することが判る。
しかしこの現象も第一段階で行なわれるリン酸1蔀処理
皮膜に制約さね、結晶サイズが2:)μ以上、リン酸塩
皮膜量がIJg、”m2以上では改善効果が少ない。
また全クロム量が1501Ilql′m2になると逆に
リン酸塩皮膜単独の場合よりも性能が劣る傾向がある。
史に1lilスクラツチ性についでは全クロム量10〜
HIOm リ、+ +n2の範囲においてリン酸塩皮膜
量が0. !+ [1、/ m2以下で効果が認められ
る。口の様にリン酸塩処理後に塗布型クロメート処理す
ることにJ、って低鉛溶融亜鉛めっき鋼板の塗膜密着性
は著しく向上する。
しがしこの効果は第一段階で行なわれるリン酸塩皮膜に
制約さ11結晶サイズが5〜2(1/l、リン酸塩皮1
摸伍が0.3〜1. OiJ / m’の範囲で著しい
18開昭GO−100684(5)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. i Pb : 0.0++3wt%以下、AI:(1,
    1〜0.2wt%と不可避的混入不純物として)e、c
    dおよびS11との合計量がo、o6wt%以下を含有
    し残部がlnより成るめつき閣を有する溶融亜鉛めつぎ
    鋼板の塗装前処理において、結晶サイズが5〜20μの
    リン酸亜鉛をリン酸塩皮膜量として0.3〜1.UIJ
    /m2生成させた後、該鋼板上に塗布型クロメート皮膜
    を全クロムmとして10・〜1100Il1 : m2
    生成させることを特徴とする亜鉛めつぎ鋼板の塗装前処
    理方法。
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