JPS61170593A - 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板Info
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- JPS61170593A JPS61170593A JP1205785A JP1205785A JPS61170593A JP S61170593 A JPS61170593 A JP S61170593A JP 1205785 A JP1205785 A JP 1205785A JP 1205785 A JP1205785 A JP 1205785A JP S61170593 A JPS61170593 A JP S61170593A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、自動車用鋼板等として好適な表面処理鋼板に
関し、特に、塗装後の耐食性に優れた亜鉛系表面処理鋼
板に関する。
関し、特に、塗装後の耐食性に優れた亜鉛系表面処理鋼
板に関する。
[従来の技術]
従来より、Znメッキ鋼材は、Znの持つ優れた防食機
能のために自動車、家電製品、建材等に広く使用されて
きたが、Znメッキ表面は一般に塗装後耐食性に劣り、
塗膜の防食機能を十分に利用できない問題がある。
能のために自動車、家電製品、建材等に広く使用されて
きたが、Znメッキ表面は一般に塗装後耐食性に劣り、
塗膜の防食機能を十分に利用できない問題がある。
特に自動車の塗装工程でカチオン電着に先立って下地処
理として施されるリン酸夏鉛処理において、Znリ−2
チなZn系メッキ鋼板ではアルカリに弱いホパイト(H
opeite Znz (PO4) z * 4
H20)が化成結晶として析出し、電気化学的腐食等に
対して下地被膜として十分に機能しないことが生じる。
理として施されるリン酸夏鉛処理において、Znリ−2
チなZn系メッキ鋼板ではアルカリに弱いホパイト(H
opeite Znz (PO4) z * 4
H20)が化成結晶として析出し、電気化学的腐食等に
対して下地被膜として十分に機能しないことが生じる。
また、Ni−Zn合金メッキは、裸耐食性では高耐食性
を示し、自動車用防錆鋼板として使用されている。とこ
ろが、塗装後の耐食性については、耐水密着性に劣る欠
点があり、自動車用途で問題となるコズメティックφコ
ロージ重ンにおいて好ましくない。
を示し、自動車用防錆鋼板として使用されている。とこ
ろが、塗装後の耐食性については、耐水密着性に劣る欠
点があり、自動車用途で問題となるコズメティックφコ
ロージ重ンにおいて好ましくない。
これを解決するために1、たとえば、N i−Z n合
金メッキ層の上にFeリッチなFe−Zn合金メッキ層
を形成することにより、比較的アルカリに強い7オスフ
オフイライト(phosphophyllite Z
1i2 Fe (PO4) z ・4H20)なる化
成結晶を形成させ、耐水密着性を改善するとこが提案さ
れている(特開昭58−15554号、特開昭58−5
2483号公報、等)、また、リン酸夏鉛処理性を処理
液側から改善する方法として、リン酸夏鉛処理液中にN
i2+等の金属イオンを添加することが提案されている
(たとえば鉄鋼協会鉄と鋼マ0170 No5 34
6(1984))。
金メッキ層の上にFeリッチなFe−Zn合金メッキ層
を形成することにより、比較的アルカリに強い7オスフ
オフイライト(phosphophyllite Z
1i2 Fe (PO4) z ・4H20)なる化
成結晶を形成させ、耐水密着性を改善するとこが提案さ
れている(特開昭58−15554号、特開昭58−5
2483号公報、等)、また、リン酸夏鉛処理性を処理
液側から改善する方法として、リン酸夏鉛処理液中にN
i2+等の金属イオンを添加することが提案されている
(たとえば鉄鋼協会鉄と鋼マ0170 No5 34
6(1984))。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、:Zn−Ni合金メッキ層の上にFeリ
ッチなFe−Zn合金メッキ層を形成する方法は、たし
かに耐水密着性を改善することはできるが、自動車用途
においては、飛石等により塗膜傷(チッピング)が生じ
るような場合に、傷部分に赤錆を生じ易いという別の問
題が起きる。
ッチなFe−Zn合金メッキ層を形成する方法は、たし
かに耐水密着性を改善することはできるが、自動車用途
においては、飛石等により塗膜傷(チッピング)が生じ
るような場合に、傷部分に赤錆を生じ易いという別の問
題が起きる。
一方、リン酸夏鉛化成処理液にNi”+等を添加する方
法は、本発明者らの研究によると、化成被膜に取り込ま
れるNi等をいかに供給するかが重要なポイントであり
、化成被膜に取り込まれるNi等を所要のものとするた
めには、相当量のNi2+等を化成液中に添加しなけれ
ばならない、しかしながら、多量のNi2+等を化成処
理液中に添加すると、液そのものが不安定となり、また
、安定したNi供給を行うためには、液の管理が極めて
むつかしいことが判明した。
法は、本発明者らの研究によると、化成被膜に取り込ま
れるNi等をいかに供給するかが重要なポイントであり
、化成被膜に取り込まれるNi等を所要のものとするた
めには、相当量のNi2+等を化成液中に添加しなけれ
ばならない、しかしながら、多量のNi2+等を化成処
理液中に添加すると、液そのものが不安定となり、また
、安定したNi供給を行うためには、液の管理が極めて
むつかしいことが判明した。
そこで、本発明の目的は、上記Ni源等を、効率的かつ
安定的にリン酸亜鉛被膜中に供給することのできる表面
処理鋼板を提供することにある。
安定的にリン酸亜鉛被膜中に供給することのできる表面
処理鋼板を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
上記問題点を解決するために、本発明によれば所定量の
Ni等を鋼板の表層に付着させておき、塗装前処理であ
るリン酸亜鉛処理においてNi等を溶出せしめ、リン酸
亜鉛被膜形成時にNi等を取り込んだ化成被膜を形成す
ることにより、耐水密着性を改善することが提案される
。すなわち、本発明によれば、鋼板の少なくとも片面に
第1層として、Znを80wt%以上含有するZnまた
はZn系合金メッキ層を形成し、その上に第2層として
、Ni、あるいはNiとCoおよび/またはMnとを合
計で16wt%を超え80wt%以下量含有するN i
−Z n系合金メッキを0.5〜5g/rrf形成した
ことを特徴とするものである。
Ni等を鋼板の表層に付着させておき、塗装前処理であ
るリン酸亜鉛処理においてNi等を溶出せしめ、リン酸
亜鉛被膜形成時にNi等を取り込んだ化成被膜を形成す
ることにより、耐水密着性を改善することが提案される
。すなわち、本発明によれば、鋼板の少なくとも片面に
第1層として、Znを80wt%以上含有するZnまた
はZn系合金メッキ層を形成し、その上に第2層として
、Ni、あるいはNiとCoおよび/またはMnとを合
計で16wt%を超え80wt%以下量含有するN i
−Z n系合金メッキを0.5〜5g/rrf形成した
ことを特徴とするものである。
鋼板の少なくとも川面に、第1層として形成されるメッ
キ層は、Znを80wt%以上含有するZn系メッキ層
であって、Zn単味であってもよい、しかしながら、そ
れ自体高耐食性を有する安定したメッキ層である必要が
あり、裸耐食性に優れたZn系メッキ被膜、たとえばZ
n−(8〜16wt%)Ni合金メッキ、Zn−(10
〜20wt%)Fe合金メッキ等が好ましい、しかしな
がら、これに限定されるものではない、また、これらに
、微量(1〜5 wt%)のCo、Ni、Mn等をさら
に含ましめた高耐食性メッキ被膜、Co、Ni、Mn等
とZnとを組み合わせたZnの低合金メッキであっても
よい、これらはいずれも、焼付塗装たとえばカチオン電
着の場合でtso−t8o℃、20分間の加熱後に、r
相(Zn−Ni合金)またはδ1相(Zn−Fe合金)
等単相で均一な被膜を有するものである。
キ層は、Znを80wt%以上含有するZn系メッキ層
であって、Zn単味であってもよい、しかしながら、そ
れ自体高耐食性を有する安定したメッキ層である必要が
あり、裸耐食性に優れたZn系メッキ被膜、たとえばZ
n−(8〜16wt%)Ni合金メッキ、Zn−(10
〜20wt%)Fe合金メッキ等が好ましい、しかしな
がら、これに限定されるものではない、また、これらに
、微量(1〜5 wt%)のCo、Ni、Mn等をさら
に含ましめた高耐食性メッキ被膜、Co、Ni、Mn等
とZnとを組み合わせたZnの低合金メッキであっても
よい、これらはいずれも、焼付塗装たとえばカチオン電
着の場合でtso−t8o℃、20分間の加熱後に、r
相(Zn−Ni合金)またはδ1相(Zn−Fe合金)
等単相で均一な被膜を有するものである。
しかしながら、第1層において、Zn以外の元素、たと
えばFe、Ni、Mn等の合計で20wt%以上であっ
てはならない、これは、Zn以外の元素が20wt%以
上となると、合金元素の種類にかかわらず、特に自動車
用途においてメッキ鋼板のプレス成形等の加工時にパウ
ダリング現象を生じ易くなるからである。この点におい
て、合金元素は15wt%以下であることが好ましく、
つぎに述べるように第2層にNiリッチなNi−Zn合
金メッキを施すことによって合金元素含有率をさらに下
げることも可能である。
えばFe、Ni、Mn等の合計で20wt%以上であっ
てはならない、これは、Zn以外の元素が20wt%以
上となると、合金元素の種類にかかわらず、特に自動車
用途においてメッキ鋼板のプレス成形等の加工時にパウ
ダリング現象を生じ易くなるからである。この点におい
て、合金元素は15wt%以下であることが好ましく、
つぎに述べるように第2層にNiリッチなNi−Zn合
金メッキを施すことによって合金元素含有率をさらに下
げることも可能である。
第2層としては、第1層上に、Niを16wt%を超え
80wt%以下量含むNi−Zn合金メッキ、あるいは
、NiとCoおよび/またはM、n、すなわちNi +
Co、Ni +MnまたはNf +Co +Mn、を合
計で16wt%を超え80wt%以下量含むNi−Zn
系合金メッキが0.5〜5g/rrf施される。
80wt%以下量含むNi−Zn合金メッキ、あるいは
、NiとCoおよび/またはM、n、すなわちNi +
Co、Ni +MnまたはNf +Co +Mn、を合
計で16wt%を超え80wt%以下量含むNi−Zn
系合金メッキが0.5〜5g/rrf施される。
第2層のNi等(Ni、あるいはNi +Coおよび/
またはMn)の含有率の限定理由は、80%を超えると
、メッキ被膜の溶解性が極端に悪くなリ、Ni源等の供
給を十分に行なうことができず、一方Ni等の含有率が
16%以下であると、メッキ被膜の溶解性は良好である
が、Ni量等が少ないためにNi供給が不十分となるた
めである。また、第2層の付着量については、0.5g
/ばに満たない場合には、そのNi量等が少ないために
効果を十分に発揮できず、5g/n′1″を超えると、
その効果が飽和し、経済的でない理由から、数値限定さ
れている。
またはMn)の含有率の限定理由は、80%を超えると
、メッキ被膜の溶解性が極端に悪くなリ、Ni源等の供
給を十分に行なうことができず、一方Ni等の含有率が
16%以下であると、メッキ被膜の溶解性は良好である
が、Ni量等が少ないためにNi供給が不十分となるた
めである。また、第2層の付着量については、0.5g
/ばに満たない場合には、そのNi量等が少ないために
効果を十分に発揮できず、5g/n′1″を超えると、
その効果が飽和し、経済的でない理由から、数値限定さ
れている。
[作用]
第1層の上に形成される第2N!を、N i−Z n合
金メッキ(16<Ni≦80%)またはNi−Zn合金
メッキ(16<Ni +Mnおよび/またはCO≦80
%)により形成したのは、表層に上記範囲の含有量を有
するNiあるいはNi +Coおよび/またはMnを付
着させておくことによって、塗装前処理であるリン酸亜
鉛処理においてN i、COまたはMnを溶出せしめ、
リン酸蔓鉛被膜形成時にNi、Co、Mnを取り込んだ
リン酸亜鉛被膜を形成させるためである。このリン酸亜
鉛被膜によって、塗装後耐食性を向上させることができ
る。なお、この被膜はX線回折上はHopeite
Zn3 (PO4)2 ・4H20と同様の回折角度
を有しているため、通常リン酸塩処理性の評価に用いら
れるP bosphophyllite Z n t
F e (P O+)z ・4HzOとHopei
te Z nx (PO4)2 ・4H20の比率
P/P+Hは、0である。
金メッキ(16<Ni≦80%)またはNi−Zn合金
メッキ(16<Ni +Mnおよび/またはCO≦80
%)により形成したのは、表層に上記範囲の含有量を有
するNiあるいはNi +Coおよび/またはMnを付
着させておくことによって、塗装前処理であるリン酸亜
鉛処理においてN i、COまたはMnを溶出せしめ、
リン酸蔓鉛被膜形成時にNi、Co、Mnを取り込んだ
リン酸亜鉛被膜を形成させるためである。このリン酸亜
鉛被膜によって、塗装後耐食性を向上させることができ
る。なお、この被膜はX線回折上はHopeite
Zn3 (PO4)2 ・4H20と同様の回折角度
を有しているため、通常リン酸塩処理性の評価に用いら
れるP bosphophyllite Z n t
F e (P O+)z ・4HzOとHopei
te Z nx (PO4)2 ・4H20の比率
P/P+Hは、0である。
また、上記したように、第2暦により密着性等の塗装後
耐食性が向上するため、第1層の合金元素量を減らすこ
とが可能となり、パウダリングを抑制することができる
。さらに、表層のNi等がスポット電極(Cu−′Cr
合金)のZn−Cuとの合金化を抑制し、電極寿命を著
しく向上させる。
耐食性が向上するため、第1層の合金元素量を減らすこ
とが可能となり、パウダリングを抑制することができる
。さらに、表層のNi等がスポット電極(Cu−′Cr
合金)のZn−Cuとの合金化を抑制し、電極寿命を著
しく向上させる。
[実施例]
鋼板を電解脱脂および酸洗した後、これに、硫酸亜鉛を
主体とする第1表のような浴組成およびメッキ条件で、
Zn主体の第1層を形成した。微量の合金元素を含有さ
せる場合には、硫酸浴中にCo ”、 Mn 2+を硫
酸塩の形で添加してメッキを行なった。
主体とする第1表のような浴組成およびメッキ条件で、
Zn主体の第1層を形成した。微量の合金元素を含有さ
せる場合には、硫酸浴中にCo ”、 Mn 2+を硫
酸塩の形で添加してメッキを行なった。
第 1 表
第1層メッキ浴およびメッキ条件
メッキ浴
Zn”:50g/!L
F e 2+: 50 g / fL
N ax 504 : 50 g/fLCH! CO
ON a 拳 3 Hz O: 2 0 g
/ 1(Co2+、Mn2+はいずれも5〜lOg/
見添加) pH:2 メッキ浴温:60℃ メッキ条件 電流密度:20〜80A/drn’ ついで、この上に、第2表に示すような浴組成およびメ
ッキ条件で第2層を形成した。微量の合金元素は第1層
と同様に硫酸塩の形で添加した。
ON a 拳 3 Hz O: 2 0 g
/ 1(Co2+、Mn2+はいずれも5〜lOg/
見添加) pH:2 メッキ浴温:60℃ メッキ条件 電流密度:20〜80A/drn’ ついで、この上に、第2表に示すような浴組成およびメ
ッキ条件で第2層を形成した。微量の合金元素は第1層
と同様に硫酸塩の形で添加した。
第 2 表
第2層メッキ浴およびメッキ条件
メッキ浴
N i 2+: 60 g / I
Z n” = 30 g/iL
N &2 SO4: 50 g/1
CHI C00N& ・3Hz O: 20 g/1(
C02+9Mn2+はいずれも5〜lOg/見添加) pH:2 メッキ浴温:60℃ メッキ条件 電流密度:20〜80A/dゴ 上記のようにして得られたメッキ鋼板に対し、第3表に
示す塗装条件で塗装を施した。
C02+9Mn2+はいずれも5〜lOg/見添加) pH:2 メッキ浴温:60℃ メッキ条件 電流密度:20〜80A/dゴ 上記のようにして得られたメッキ鋼板に対し、第3表に
示す塗装条件で塗装を施した。
第 3 表
塗装条件
化成処理液:日本パーカー社製
rBT−3030J
カチオン電着:日本ペイント社製
「パワートップ U−30J
20ルm
中、上塗り:市販の焼付型メラミンアルキッド塗料、各
35pm 総合膜厚輯901Lm 塗装後耐食性の評価は、第4表に示す項目、内容で実施
した。塗装後耐食性の評価結果を第5表に示す。
35pm 総合膜厚輯901Lm 塗装後耐食性の評価は、第4表に示す項目、内容で実施
した。塗装後耐食性の評価結果を第5表に示す。
第 4 表
塗装後耐食性評価項目と内容
A、塩水噴霧試験(SST):
カチオン電着塗装までの1コート材にカッターナイフで
クロスカットを入れ、5ST800時間後のクロスカッ
トからのふくれ巾を評価 B、耐水密着性: 中、上塗り後の3コート材を50℃脱イオン中でlO日
間浸漬し、その後2m厘間隔のゴバン目を入れテープ剥
離し、塗膜の残 在車を評価 C0耐チツプ耐食性: 3コート材をグラベロメーターにて塗膜チッピングレ5
ST240時間後の赤錆発生程度を評価 さらに、パウダリング性の評価として、円筒絞りによる
評価を実施した。結果を第5表に示す。
クロスカットを入れ、5ST800時間後のクロスカッ
トからのふくれ巾を評価 B、耐水密着性: 中、上塗り後の3コート材を50℃脱イオン中でlO日
間浸漬し、その後2m厘間隔のゴバン目を入れテープ剥
離し、塗膜の残 在車を評価 C0耐チツプ耐食性: 3コート材をグラベロメーターにて塗膜チッピングレ5
ST240時間後の赤錆発生程度を評価 さらに、パウダリング性の評価として、円筒絞りによる
評価を実施した。結果を第5表に示す。
評価は、円筒絞りされたサンプルの外壁および内壁につ
いて、テープ剥離テストを実施し、その剥離量で行なっ
た。
いて、テープ剥離テストを実施し、その剥離量で行なっ
た。
第5表巾計価基準は、0:パウダリングなし、0:パウ
ダリング微少、Δ:パウダリング小、×:パウダリング
中、V:パウダリング大である。
ダリング微少、Δ:パウダリング小、×:パウダリング
中、V:パウダリング大である。
第5表から明らかなように、耐食性のよい第1層、たと
えばZn−Ni合金メッキ、Zn−Fe合金メッキ、あ
るいはZn−Ca (M!1) 低合金メッキ層等
の上に、特定量のNi−Zn合金層を形成させることに
より、耐ブリスター性、耐水密着性、チップ耐食性、耐
パウダリング性を同時に満足する、塗装後耐食性に特に
優れた表面処理鋼板が得られる。
えばZn−Ni合金メッキ、Zn−Fe合金メッキ、あ
るいはZn−Ca (M!1) 低合金メッキ層等
の上に、特定量のNi−Zn合金層を形成させることに
より、耐ブリスター性、耐水密着性、チップ耐食性、耐
パウダリング性を同時に満足する、塗装後耐食性に特に
優れた表面処理鋼板が得られる。
さらに、スポット溶接の評価試験を第5表に示す実施例
No19および比較例No20について行なった。結果
を第6表に示す、溶接条件は第7表に示す通りである。
No19および比較例No20について行なった。結果
を第6表に示す、溶接条件は第7表に示す通りである。
第6表
(注)母材板厚 0.8を
第 7 表
第6表から明らかなように、本発明に係るメッキ鋼板の
溶接においては、電極寿命が8000点以上あり、比較
材と比べて格段の寿命延長効果を有する。
溶接においては、電極寿命が8000点以上あり、比較
材と比べて格段の寿命延長効果を有する。
[発明の効果]
上記したところから明らかなように、本発明によれば、
耐水密性、チップ耐食性、耐ブリスター性、耐パウダリ
ング性に優れ、かつスポット溶接における電極寿命を著
しく延長することができる、塗装後の耐食性に優れた表
面処理鋼板を、容易に得ることができる。
耐水密性、チップ耐食性、耐ブリスター性、耐パウダリ
ング性に優れ、かつスポット溶接における電極寿命を著
しく延長することができる、塗装後の耐食性に優れた表
面処理鋼板を、容易に得ることができる。
Claims (1)
- (1)鋼板の少なくとも片面に、第1層として、Znを
80wt%以上含有するZnまたはZn系合金メッキ層
を形成し、その上に第2層としてNi、あるいはNiと
Coおよび/またはMnとを合計で16wt%を超え8
0wt%以下量含有するNi−Zn系合金メッキを0.
5〜5g/m^2形成したことを特徴とする塗装後耐食
性に優れた亜鉛系表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1205785A JPS61170593A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1205785A JPS61170593A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61170593A true JPS61170593A (ja) | 1986-08-01 |
JPH0142359B2 JPH0142359B2 (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=11794970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1205785A Granted JPS61170593A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 塗装後の耐食性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61170593A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6393887A (ja) * | 1986-10-06 | 1988-04-25 | Nkk Corp | 電着塗装性に優れた電気亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板の製造方法 |
JPH03158494A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Nkk Corp | 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 |
JPH08218193A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 有機複合被覆鋼板 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS586995A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Kawasaki Steel Corp | 加工後の密着性の優れた亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板 |
JPS59162292A (ja) * | 1983-03-05 | 1984-09-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塗装後耐食性にすぐれた複層メツキ鋼板 |
JPS60141894A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Nippon Steel Corp | 加工性に優れたΖn−Νi合金二層めつき鋼板 |
JPS60215789A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-29 | Nippon Steel Corp | 耐食性,塗装性に優れた表面処理鋼板 |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP1205785A patent/JPS61170593A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS586995A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Kawasaki Steel Corp | 加工後の密着性の優れた亜鉛−ニツケル合金めつき鋼板 |
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JPS60215789A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-29 | Nippon Steel Corp | 耐食性,塗装性に優れた表面処理鋼板 |
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JPH03158494A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Nkk Corp | 潤滑性、耐食性および塗装仕上がり性に優れた複層めつき鋼板 |
JPH08218193A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 有機複合被覆鋼板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0142359B2 (ja) | 1989-09-12 |
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