JPS61291997A - 鋼板の塗装方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は鋼板の塗装方法、特に鋼板を改善された塗装
前処理方法により処理した後、塗装する方法に関するも
のである。

（従来の技術） 従来の鋼板の塗装方法としては、鋼板を表面調整用の液
に浸漬し、次いでリン酸亜鉛系化成処理を行なった後洗
浄用の液で洗浄する塗装前処理方法（「自動車工学全書
１第１９巻、自動車の製造・法第１９４頁、山海堂昭和
５５年発行）を施した後、電着塗装処理する方法が知ら
れている。この方法を、自動車車体の塗装法について更
に説明すると、第１図に示す工程に従って先ず前処理方
法が施される。即ちラインコンベヤ１により車体２を固
定したハンガー３が移動することにより、車体２はまず
アルカリ脱脂浴４に浸され油や塵が除失されて水洗を受
けた後、チタンコロイドを主成分とする表面調整塔５に
浸漬される。その後化成処理槽６において鋼板上にリン
酸亜鉛系の結晶よ１・り成る皮膜を生成させる。化成処
理槽を出槽した車体に対しては化成水洗用スプレーノズ
ル７により上水を噴射し、さらには純水洗槽８に浸漬し
て鋼板表面に付着した雑イオンや不純物（例えばＦｅＰ
Ｏ，、Ｚｎ８（ＰＯ，）２のようなスラッチ）を洗浄す
る。この後１！！看塗装工程に入り通電により鋼板上に
塗膜を析出させる。

（発明が解決しよ゛うとする問題点） しかしながら、このような従来の鋼板の塗装方法にあっ
ては、塗装前処理工程において、鋼板を、表面調整用の
液に浸漬し、出槽させた後、通常直ちに化成処理浴に浸
漬させるというプロセルラ経るが、この場合車体の合わ
せ目部、狭あい部といった微小隙間部の内面においては
、表面調整用の液が液自体の表面張力の作用により多量
に残留した状態で・次工程の化成処理浴へ入槽すること
になり残留した表面調整用の液が化成処理液の内面への
入り込みをとどめ、内面上での化成皮膜の生成を著しく
阻害することになるという問題、また鋼板を化成処理液
で処理した後化成浴より出槽させ、次いで洗浄工程にお
いては、スプレーする洗浄用の液あるいは洗浄槽に留め
られる洗浄用の液として上水またはイオン交換水を使用
しており、それらの水の表面張力は蒸留水の表面張力で
ある約７２ｄｙｎ／ｃＴｎに近いため、かかる場合には
上述のような車体の微小隙間部の内面においては、化成
後の水洗水が表面張力の作用により、比較的多量に残留
し、この残留水が電着塗装時に塗料の内面への入りこみ
を阻害し内面上での塗膜のつきまわり性を著しく阻害す
ることになるという問題があ・つた。

発明者によると、上述のように表面調整塔５を出槽後表
面調整用の液が車体の合わせ目部や狭あい部の微小隙間
部に残存する状況および化成処理槽６を通過した後、噴
射または浸漬により上記隙間部に侵入した洗浄用の液の
一部が洗浄工程通過後も隙間部の中に残存する状況（残
存する場所と残存量）は主としてかかる液の表面張力γ
と隙間部の構造に依存する。そこで微小隙間部の一例と
して第２図に示すような車体のパネルフランジ部１０に
ついて考える。即ちこの７ラング部はその中心部位置の
長手方向へ所定間隔の距離を置いてスポット溶接９が施
されているものとし、かつ車体全体の中での目部の位置
付けは面の万両が鉛直線に平行であり、かつ鋼板接触部
が上側であると仮定する。この７ラング部のスポット溶
接部より下の部分は第３図に示すような上方に向ってく
さび形の断面を持つ合わゼ目構造（以下くさび形合わせ
目試験片と呼ぶ）である。

次にこのようなくさび形合わせ目構造（即ち開・口部の
隙間ａ１開口部から鋼板接触面まで。距離ｈｏ１奥行幅
！である合わせ目構造）において、表面張力γである液
体が残存する最大隙間値Ｘは下記の様に誘導できる。

即ち液体と鋼板との界面において、上方向に働く力（液
体を押し上げる力）Ｆは液体と鋼板の接触角をσとすれ
ば次の０式で表わされる。

Ｆ□＝γｃｏｓ　ｏ・２１　　・・・・・■液体が残存
する最大隙間値がＸである場合、頂点である隙間Ｏの点
から隙間Ｘまでに存在する液には下方向へ重力Ｆ２が働
き、その値は０式で近似される。

但し式中のρは液体の密度、りは重力の加速度を表わす
。この場合、ＦＩとＦ２はつり合っており等しいとして
Ｘを解くと ・　また、この場合液体が残留する最大隙間部（隙間値
Ｘ）から鋼板接触部（隙間ゼロ）までの距離りとすると ０式、■式から明らがな様に液体１１が残存する最大隙
間部Ｘおよびその場合の液−鋼板板境界部と鋼板接触部
との距離りは表面張力の平方根に比例して変化する。

このことに基づき、発明者は表面調整浴出僧徒、合わせ
目内面に表面調整液が多量に残存することによって生ず
る化成皮膜つきまわりに対する障害並びに化成処理後の
水洗水の合わせ目内面における残存によって生ずるその
後の′ｒＴＬ着塗装のつきまわり性に対する障害を解決
すべく故多くの実験を行い鋭意研究を行った結果、例え
ば表面調整用の液に浸漬後、また化成処理水洗後におい
て熱による乾燥工程を設けて残存液を乾燥する等の公知
技術が有効であることとは別に、表面調整用の液或いは
化成後の洗浄用の液に表面張力低下能を有す、る物質を
添加することにより、表面調整用の液においても、また
化成処理後の洗浄用の液においても、その表面張力を添
加前の液の表面張力より小さい値に調節することにより
微小隊間部の内面に残留する液量を減少させることがで
きることを知表面調整用の液に浸漬し、次いでリン酸亜
鉛系化成被膜形成処理を行なった後、洗浄用の液で洗浄
してから電着塗装処理を施す塗装方法において、上記表
面調整用の液と洗浄用の液のいずれか一方または両方の
液にあらかじめ表面張力低下能を有する物質を溶解また
は懸濁させておくことを特徴とする鋼板の塗装方法に関
するものである。

以下この発明を図面に基づいて説明する。

この発明の塗装方法も第１図に示す処理工程と同様の工
程を経て鋼板を塗装前処理した後、塗装を施す。即ちコ
ンベヤ１により車体２を固定したハンガー３を移動する
ことにより、車体をまずアルカリ脱脂浴４に浸し、油や
塵を除去し、次いで、水洗した後チタンコロイドを主成
分とする表面調整塔５に浸漬する。この工程において鋼
板を表面調整塔５において処理する際の表面調整の機能
は脱脂を終えた鋼板上にチタンコロイドを吸着させ直後
の化成皮膜生成段階での結晶成長の核とすることであり
、表面調整塔５を出槽した後、次の化成処理浴６へ入槽
するまで長時間放置すると、鋼板に付着した表面調整液
が乾いてしまい、鋼板上に錆、酸化物等の腐食物が生成
するのを防止し、また後工程で化成皮膜が鋼板上に均一
にムラなく生成させるためにも鋼板面は表面調整用の液
で一様に濡れていることが好ましいので、通常車体２を
出槽後直ちに化成処理浴６へ入槽させる。このように鋼
板を表面調整塔出槽後直ちに化成処理浴表面張力を添加
前の表面調整用の液と比較して小さい値に調節して使用
し、内面に残留する表面調整用の液の量を減少させるの
が好ましい。この際使用する表面張力低下能を有する物
質としては、・金１４　ニ対してインヒビターとして作
用するもの１例エバカルボン酸塩、スルホン酸塩等の界
面活性剤を使用するのが好ましし為。

上記表面調整塔５で処理した鋼板は、次いで化成処理槽
６において鋼板上にリン酸亜鉛系の結晶より成る皮膜を
生成させる。化成処理槽６を出槽した車体に対しては洗
浄処理を施すが、この際洗浄用の液として用いるスプレ
ーノズル７かう車体２に噴射する水洗水とハンガーａご
と浸漬させる水洗槽８の水洗水のいずれか一方または両
方に、表面張力低下能を有する物質を溶解または懸濁さ
せて使用するのが好ましい。次いで車体を乾燥させた後
電着塗装工程において塗装する。

（実施例） 以下、この発明を実施例および比較例により説明する。

実施例１ ４０表面調整液の建浴 表面調整剤（ＰＬ４０３１、日本バー力うイジング製）
建浴液にパルミチン酸ナトリウム１×１０−４モル／！
を溶解させて表面調整用の液とした。この液について、
その表面張力を滴容法（ＪＩＳＫ３８６２合成洗剤試験
方法に準拠）により測定した。

口、化成皮膜つきまわり性の確認 試験片として第３図に示すくさび形あわせ目試験片（ａ
　＝０　、Ｉ　Ｃ？ＩＩｓ　ｈ（１”　ｌ　２　Ｃｍ　
−、ｌ　＝７　ｃｍ　）を用いた。この際使用する２枚
の試験片１０はあらかじめ有機溶剤で油等の汚れを除去
した清浄なものを使用した。次に処理方法を説明する。

清浄な２枚の試験板でくさび形合わせ目試験片を組み立
て、前記イで建浴した表面調整用の液に２分間浸漬した
後、引き上げて直ちに、化成処理液（ＢＴ　８００４日
本パー力ライジうグ製）に２分間浸漬した。その後蒸留
水で洗浄し、オーブンで１２０°Ｃ，５分間乾燥させ、
試験片を解体し、内面における化成皮膜つきまわり状態
を観察した。

ハ、耐食性試験 前記口で化成処理した試験片については、カチオン電着
塗装（Ｕ−１００日本ペイント製を使用）を行い１６５
°Ｃで３０分間焼付けを行った。作製した電着塗装板に
ついては外面側と内面側の中央部にカッタナイフにより
上端部付近から下端部付近まで縦に傷を入れて５０°Ｃ
のイオン交換水に１２０時間浸漬した後、傷部分に［１
０ｆｌのセロハンテープをはりっけ、それをはがし、塗
膜の剥離幅を計測した。

実施例２ 表面調整剤（ＰＬ４０３１　、日本パー力うイジング製
）建浴液にステアリン酸ナトリウムをＩ　Ｘ　１０””
モル／ｌになる様に加えたものを表面調整剤とし、実施
例１に記載した方法でその表面張力を測定した。この表
面調整用の液を用い、他は実施例１と同様にして化成皮
膜つきまわり性および耐食性の試験を行った。

実施例３ 表面調整剤（ＰＬ４０４０、日本バー力うイジング製）
建浴液にミリスチン酸ナトリウムをＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ−８
モル／ｌになる様に加えたものを表面調整用の液・とじ
、実施例１に記載した方法でその表面張力を測定した。

この表面調整用の液を用い、他は実施例１と同様にして
化成皮膜つきまわり性および耐食性の試験を行った。

実施例４ 表面調整剤（ＰＬ４０８１、日本パー力うイジング製）
建浴液に硫酸テトラデシルナトリウムを１×１０　モル
／ｌになる様に加えたものを表面調整用の液とし、実施
例１に記載した方法でその表面張力を測定した。この表
面調整用の液を用い、他は実施例１と同様にして化成皮
膜つきまわり性および耐食性の試験を行った。

実施例５ 表面調整剤（ＰＬ４０４０　、日本バー力うイジング′
製）建浴液にデシルポリオキシエチレン（オキシエチレ
ン鎖長６．０）エーテルをＩ　Ｘ　１０−’モル／ｌに
なる様に加えたものを表面調整用の液とし、実施例１に
記載した方法でその表面張力を測定した。

この表面調整用の液を用い、他は実施例１と同様にして
化成皮膜つきまわり性および耐食性の試験・を行った。

比較例１ 表面調整剤（ＰＬ４ｏａ１、日本パー力うイジング製）
建浴液を表面調整用の液とし、実施例１に記載した方法
でその表面張力を測定した。この表面調整液を用い、他
は実施例１と同様にして化成皮膜つきまわり性および耐
食性の試験を行った。

実施例１〜５、比較例１で使用した表面調整用の液の表
面張力測定値および作製した試験片の化成皮膜のつきま
わり性および耐食性の測定結果を次の第１表に示す。

・実施例６ 本例においては化成処理後水洗工程において洗浄用の液
に表面張力低下能を有する物質を添加して洗浄後塗装す
る例を示す。

Ａ、化成処理後洗浄用の液の調整 Ａ−１建浴条件 洗浄用の液の表面張力低下能を有する物質として陰イオ
ン性界面活性剤であるラウリン酸ナトリウムおよび非イ
オン性界面活性剤であるデシルポリオキシエチレン（オ
キシエチレン鎖長６．０）エーテルを用いた。洗浄用の
液の調整は第１表に示す濃度で各界面活性剤を蒸留水に
混合して行なった。建浴量は約１０ノとした。

Ａ−２調整水洗水の表面張力の測定 調整水洗水および比較例としての蒸留水の表面張力は実
施例１に記載した滴容法（ＪＩＳＫ３８６２に準拠）に
よって測定し、その結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表 Ｂ、　Ｋ着つきまわり試験 Ｂ−１試験条件 試験片として実施例１に記載した大きさの第８図に示す
くさび形合わせ目試験片を用いた。

この際使用する２枚の試験板１０は冷延渭板を脱脂（Ｆ
Ｇ４８５７．日本パー力うイジング製を使用）、化成処
理（Ｂ’［’３００４．日本パー力ライジング製を使用
）を施し、さらにＡにより調整した水洗水の槽に浸漬巳
て引き上げ画が乾燥しないうちに速やかにくさび形合わ
せ目試験片に組み立てた。その後直ちにカチオン電着塗
装（Ｕ−１００，日本ペイント族を使用）を行い、１６
５°Ｃで８０分間焼付けを行った。

Ｂ−２電着つきまわり確認方法 Ｂ−１により電着塗装、焼付けを行なったくさび形合わ
せ目試験片の白画について、側端よりｌ、ＱＣ７ｆｉ内
側の個所の膜厚を電磁式膜厚計を用いて測定した。測定
点については、すきまゲージを用いて隙間距離も測定し
た。

Ｃ６耐食性試験 Ｃ−１白画の耐食性 Ｂにより作成した試験片を塩水噴霧試験（ＪＩＳＫ５４
００に準拠）１４４時間行ない、白画の発錆の有無を確
認した。

Ｃ−２外画の耐水密着性 Ｂにより作成した試験片を７０″Ｃで１２０時間浸漬し
た後、外面をカッターナイフにより１ｍ　ｘ　１　ｍ＋
の大きさの１００個のゴバン目を切り、その部分にセロ
ハンテープをはりつけ、それをはがすことにより密着性
試験を行なった。表示は残存ゴバン目数／１００で表わ
した。

実験ｌ 化成処理した試験板・を浸漬する水洗水として界面活性
剤の濃度がラウリン酸ナトリウムｌ×１０′″８．ｌＸ
ｌ０″″２モル／ε、デシ′ルポリオキシエチレン（オ
キシエチレン鎖６．０）エーテルｌ×１０　モル／ｌの
もの、さらには比較例として蒸留水を用いた。くさび形
合わせ目試験片にした後、電着塗装、焼付を行なった。

電着つきまわり確認結果を第４図に示す。

実験２ 実験１で作製した試験片につき耐食性試験を行ない、得
た結果を第３表に示す。

実験１の結果である第４図から明らかなように洗浄用の
液である水洗水の表面張力が小さい程、電着つきまわり
は良好であるが、これは第４図の隙間−膜厚曲線がくさ
び形合わせ目試験片における水洗水の残留隙間領域で著
しく低減していることが明らかであることから、この発
明の効果を実証するものである。

実験２の結果から明らかなように、内面についてはＷＬ
Ｎ塗膜のつきまわり増長により発錆部は縮少した。また
外面の耐水密着性についても洗浄用の液として界面活性
剤含有水溶液を用いた場合と蒸留水を用いた場合で性能
差はなく、この発明によって塗膜の密着性が悪くなると
いったマイナスの効果は生ずることがない。

（発明の効果２ 以上説明してきたように、この発明の鋼板塗装方法は化
成処理工程の表面調整用の液と化成処理後の洗浄用の液
のいずれか一方または両方の液にあらかじめ表面張力低
下能を有する物質を溶解または懸濁させておくことによ
り、一方においては・車体の合わせ目、狭あい部の内面
に残留し、化成皮膜のつきまわりを阻害する表面調整用
の液が減少でき、その結果化成皮膜生成面積を大幅に拡
大することが可能になり、他方においては車体の合わせ
め部、狭あい部の内面に残留して電着塗膜のつきまわり
を阻害する洗浄用の液の残留量を減少させ内面での発錆
抑止面を拡げることができ、内通における塗膜のつきま
わり、密着性を向上できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗装方法における塗装前処理の工程図１第２図
は自動車車体のフランジ合わせ口部の斜視図、 第３図はくさび形合わせ口部試験片の斜視図、第４図は
実施例６の実Ｍ１１で炸裂した試験片内面の隙間と側端
よりＱ、１０ｗ内側の個所での膜厚との関係を示す線図
である。 １・・・ラインコンベヤ　　２・・・車体４・・・アル
カリ脱脂浴　　５・・・表面調整塔６・・・化成処理浴
　　　　７・・・スプレーノズル・８・・・純水洗槽　
　　　　９・・・スポット溶接部１０・・・鋼板　　　
　　　　１１・・・残留液特許出願人　日産自動車株式
会社 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鋼板を表面調整用の液に浸漬し、次いでリン酸亜鉛
   系化成被膜形成処理を行なつた後、洗浄用の液で洗浄し
   てから電着塗装処理を施す塗装方法において、上記表面
   調整用の液と洗浄用の液のいずれか一方または両方の液
   にあらかじめ表面張力低下能を有する物質を溶解または
   懸濁させておくことを特徴とする鋼板の塗装方法。