JPS62174143A - 溶接可能な耐熱性塗装鋼板 - 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】 本発明は、溶接可能な耐熱性塗装鋼板に関する。

特に１本発明は、内燃機関、ボイラーおよび暖房器具の
部材に代表される高温酸化および湿食をうける部材の製
造用に適した５耐熱性、耐蝕性、塗膜密着性および加工
性を有し、加えて溶接可能な塗装鋼板に関する。

従来、たとえば、自動車の排気系統内のマフラーには、
耐熱性および耐蝕性の優れた溶融アルミニウムメッキ鋼
板を成形したものが用いられていた。しかし、マフラー
は、エンジンの始動時まだ冷えている時は、高温の排気
ガスに含まれる水分や腐食性物質が凝縮してマフラー内
に滞留し、かつエンジンの作動によって熱くなると、そ
の腐食性物質含有凝縮水が濃縮され蒸発するという腐食
環境に曝される。そのため、溶融アルミニウムめっき鋼
板を単に成形加工しただけのマフラーでは。

短期間に腐食されてマフラーとしての機能を失ってしま
う不都合があった。

そのため、マフラーの種類によっては、溶融アルミニウ
ムメッキ鋼板の片面に有機高分子塗膜を形成し、その塗
装鋼板を、有機高分子塗膜がマフラーの内側になるよう
に、マフラーに成形することが提案された。しかし、こ
れまでに提案された塗装溶融アルミニウムめっき鋼板に
は、塗膜の耐熱性が劣るため、塗膜が排気ガスによって
部分的に剥離しその剥離した部分から腐食するという欠
点と、絶縁性の有機塗膜を有するため、ダイレクト・ス
ポット溶接を行えず、シリーズ・スポット溶接によらね
ばならないという問題があった。

また、最近のマフラーの傾向として意匠性の面からマフ
ラーの外側を黒色にすることが望まれている。この要望
に対し１両面塗装溶融アルミニウムめっき鋼板であって
１両塗膜に導電性金属粉を配し片方の塗膜を黒色にした
ものが提案された。

しかし、これまでに提案された両面塗装溶融アルミニウ
ムめっき鋼板では、導電性金属粉を含有しているため、
充分な溶接性は有しているものの。

塗膜の耐熱性が劣るため、マフラーの内側の塗膜面は排
ガスにより部分的に剥離しその剥離部分から腐食がおこ
るし、マフラーの外側の黒色塗膜面も部分的に剥離しマ
フラーの意匠性が損なわれるという欠点があった。外側
黒色マフラー製作の別法としては、先にマフラーを成形
した後、その外側を黒色に塗装する方法もあるが、かよ
うなポストコーティング法は作業が繁雑である上に高価
につくことが避けられなかった。

したがって２本発明の主たる一つの目的は、従来の塗装
溶融アルミニウムめっき鋼板よりも耐熱性および耐蝕性
に優れ、しかもダイレクト・スポット溶接可能な塗装鋼
板を提供することである。

本発明の特別な一つの目的は１片面を黒色に着色したそ
のような塗装鋼板を提供することである。

かくして１本発明は。

溶融アルミニウムめっき鋼板と。

その両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層と。

それらの化成処理皮膜層の少なくとも一方の上に形成さ
れた硬化したポリアミドイミド樹脂。

結晶水を有しないクロメート系防錆顔料および黒鉛粉末
からなる下塗り塗膜層と、そしてその下塗り塗膜層の上
に形成された硬化したポリアミドイミド樹脂および粒状
アルミニウム粉末からなる上塗り塗膜層と。

からなる溶接可能な耐熱性塗装鋼板を提供するものであ
る。

さらに本発明は、溶融アルミニウムめっき鋼板と。

その両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層と。

それらの化成処理皮膜層の上に形成された硬化したポリ
アミドイミド樹脂、結晶水を有しないクロメート系防錆
顔料および黒鉛粉末からなる下塗り塗膜層と。

それらの下塗り塗膜層の一方の上に形成された硬化した
ポリアミドイミド樹脂および粒状アルミニウム粉末から
なる銀色上塗り塗膜層と。

そして、それらの下塗り塗膜層の他方の上に形成された
硬化したポリアミドイミド樹脂１粒状アルミニウム粉末
および耐熱黒色顔料からなる黒色上塗り塗膜層と からなる溶接可能な耐熱性塗装鋼板を提供する。

添付図面を参照するに９本発明の塗装鋼板は。

第１図に示す如く、溶融アルミニウムめっき鋼板１と、
その両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層２と
、それらの化成処理皮膜層２の少なくとも一方の上に形
成された下塗り塗膜層３と。

そしてその下塗り塗膜層３の上に形成された上塗り塗膜
層４とからなる。

塗装原板として使用する溶融アルミニウムめっき鋼板１
は、めっき付着量が両面合計で３０〜８０ｇ／ｆｆｌ、
めっき層中のＳｉ量が６〜９重量％、そして板厚が０．
４〜１．６ｍｍであるものが好ましい。

本発明の塗装鋼板は、かような溶融アルミニウムめっき
鋼板１の両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層
２を有する。この化成処理皮膜層２は、めっき層と下塗
り塗膜層との密着性を向上させ、かつ塗装鋼板の耐蝕性
を高めるためのものである。化成処理皮膜層２の形成は
５表面を清浄化した溶融アルミニウムめっき鋼板１を、
クロメート化成処理液で処理することにより行える。ク
ロメート化成処理液としては、クロム酸−リン酸−（酸
性）フッ化ナトリウム系のものが好ましいが、その他の
酸性クロメート化成処理液を用いて行うことができる。

どのような処理液を用いるにせよ、形成される化成処理
皮膜のクロム付着量が１０〜５０ｍｇ／ｒｒｒ（片面）
となるように諸条件を管理することが肝要である。クロ
ム付着量が１０ｍｇ／％よりも実質的に低いと、塗膜密
着性および耐蝕性の向上を期することができないし、ま
たクロム付着量が５０ｍｇ／ｎｆを超えるにつれ、塗膜
が湿分の存在でふくれたり剥れたりする傾向が観察され
ている。また不必要に過剰のクロム付着量は、製品をコ
スト高にする。化成処理液から取り出した溶融アルミニ
ウムめっき鋼板１は、熱水で洗った後。

ロールで絞り、そして熱風乾燥する。

本発明の塗装鋼板は、このようにして形成したクロメー
ト化成処理皮膜層２の少なくとも一方の上に、硬化した
ポリアミドイミド樹脂、結晶水を有しないクロメート系
防錆顔料および黒鉛粉末からなる下塗り塗膜層３を有す
る。下塗り塗膜層３の形成は、ポリアミドイミド樹脂塗
料に結晶水を存しないクロメート系防錆顔料および黒鉛
粉末を配合してなる下塗り塗料を塗布し、そして２６０
〜３２０℃の温度で焼きつけることにより行える。

使用に適切な結晶水を有しないクロメート系防錆顔料と
しては、ストロンチウムクロメート、カルシウムクロメ
ート、バリウムクロメート、バリウムカリウムクロメー
ト、塩基性クロム酸鉛および塩基性けいクロム酸鉛があ
るが、ストロンチウムクロメートが好ましい。かような
結晶水を有しないクロメート系防錆顔料の下塗り塗料中
への配合量は−，ポリアミドイミド樹脂固形分１００重
量部あたり８〜５２重量部とするのがよい。樹脂固形分
１００重量部あたり８重量部よりも実質的に少ない防錆
顔料の使用では充分な耐蝕性を達成できないことがある
し、また樹脂固形分１００重量部あたり５２重量部を実
質的に超える過量の防錆顔料の使用は、下塗り塗膜層３
をポーラスにしその物性を劣化するのみならず、塗膜の
密着性を悪くすることから、かえって製品の耐蝕性を低
下する不都合がある。

下塗り塗膜層３中に配合する黒鉛粉末は９９．９％以上
の高純度で、かつ結晶配向度の非常に高いものが好まし
い。用いる黒鉛粉末は、天然のものでもよいが１人造黒
鉛の方が粒径をコントロールしやすく、かつ価格的にも
有利である。黒鉛粉末添加の目的は下塗り塗膜層３を導
電性にすることにある。この目的のためには、一般に、
下塗り塗膜層３中に硬化したポリアミドイミド樹脂１０
０重量部あたり少なくとも５重量部の黒鉛粉末を存在さ
せる必要がある。すなわち、下塗り塗料中への黒鉛粉末
の配合量は、樹脂固形分１００重量部あたり５重量部以
上とする必要がある。しかし、樹脂固形分１００重量部
あたり５０重量部を実質的に超える黒鉛粉末の配合は、
塗膜をポーラスにして上塗り塗膜との密着性を損ない、
ひいては耐蝕性を悪くするので、避けなければならない
。

また３本発明の目的のためには、下塗り塗膜層３の厚み
の１／３〜２／３の平均粒径を有する黒鉛粉末の使用が
好ましい。黒鉛粉末が不当に細かいと、下塗り塗膜の導
電性、ひいては塗装鋼板の溶接性が低下し、不当に粗い
と、塗膜の密着性が悪くなる。なお、下塗り塗膜層３の
厚みは、上塗り塗膜との密着性および製品の耐蝕性の観
点から３〜８μｍとするのが普通である。

下塗り塗膜層には、所望なら、追加の導電性付与剤とし
て、黒鉛粉末に加え、適量のしかるべき金属粉末たとえ
ば粒状アルミニウムを存在させてもよい。

本発明の塗装鋼板は、前記のような下塗り塗膜層３の上
に、硬化したポリアミドイミド樹脂および粒状アルミニ
ウム粉末からなる上塗り塗膜層４を有する。上塗り塗膜
層４の形成は、下塗り塗膜層３の上に、ポリアミドイミ
ド樹脂塗料に粒状アルミニウム粉末を配合してなる上塗
り塗料を塗布し、そして２６０〜３２０℃の温度で焼き
つけることにより行える。

上塗り塗膜層４への粒状アルミニウム粉末添加の目的は
、塗膜を導電性にし、塗装鋼板を溶接可能にすることに
ある。この目的のためには、用いるアルミニウム粉末は
、アスペクト比が１に近い粒状であることが好ましく、
その配合量は、硬化したポリアミドイミド樹脂１００重
量部あたり６０重量部以上とする必要がある。すなわち
、上塗り塗料への粒状アルミニウム粉末の配合は、樹脂
固形分１００重量部あたり６０重量部以上とする。だが
。

樹脂固形分１００重量部あたり１５０重量部を超える粒
状アルミニウム粉末の配合は、塗膜をポーラスにし、耐
蝕性を劣化するので、避けなければならない。

また９本発明の目的のためには、上塗り塗膜層４の厚み
の１／３〜２／３の平均粒径を有する粒状アルミニウム
粉末の使用が好ましい。粒状アルミニウム粉末が不当に
細かいと、上塗り塗膜の導電性、ひいては塗装鋼板の溶
接性が低下し、不当に粗いと、塗膜の密着性が悪くなる
。なお、上塗り塗膜層４の厚みは、製品の意匠性、耐蝕
性および耐久性の観点から、８〜２５μｍ好ましくは、
１２〜２０μｍとするのが普通である。

第１図に示した本発明による塗装鋼板の図示しない方の
面は、マフラーなどの部材の外側になる面で、溶融アル
ミニウムめっき鋼板の表面にクロメート化成処理皮膜層
２だけが形成された状態。

または化成処理皮膜層２上に１層または２層の耐熱性樹
脂塗膜が形成された状態であることができる。溶融アル
ミニウムめっき鋼板１の両面上に。

化成処理皮膜層２．下塗り塗膜層３および上塗り塗膜層
４がそれぞれ形成されている例を第２図に示す。第２図
の塗装鋼板において、２つの下塗り塗膜層３および２つ
の上塗り塗膜層４は、それぞれ互いに同一であることが
でき、同時に形成されることができる。マフラーなどの
部材の外側になる面を黒色にしたい場合には、クロメー
ト化成処理を施した溶融アルミニウムめっき鋼板の両面
に前記のような下塗り塗膜層３を前記のようにして形成
し、そしてそれらの下塗り塗膜層３の一方の上には前記
のようなポリアミドイミド塗料に粒状アルミニウム粉末
を配合したシルバー色の上塗り塗膜を形成するための上
塗り塗料を、他方の下塗り塗膜層３の上にはポリアミド
イミド塗料に粒状アルミニウム粉末および耐熱黒色顔料
を配合したブラック色の上塗り塗膜を形成するための上
塗り塗料をそれぞれ塗布し、それらを同時に２６０°Ｃ
〜３２０℃の温度で焼きつけることによって、一方の面
がシルハニ色そして他方の面がブランク色である本発明
による塗装鋼板を得、これをそのプラ・ツク面が外側に
なるようにマフラーなどの部材に成形すればよい。

ブランク色の上塗り塗膜を形成するのに適切な上塗り塗
料の組成は、ポリアミドイミド樹脂塗料に、樹脂固形分
１００重量部あたり、３〜１００重量部の粒状アルミニ
ウム粉末および５〜２０重量部の耐熱黒色顔料を配合し
たものであることができる。

耐熱黒色顔料の例としては、焼成黒色顔料、グラファイ
ト等がある。所望なら、耐熱黒色顔料に加えて黒鉛粉末
を添加してもよい。黒鉛粉末は上塗り塗膜の導電性にも
寄与する。所望なら、ブランク色の上塗り塗膜層に、艶
消剤として少量の（硬化した樹脂１００重量部あたり５
重量部以下の）シリカ粉末を配合することができる。ま
た、シルバー色の上塗り塗膜層には、所望なら、補強耐
熱顔料として、鱗片状のアルミニウム粉末をたとえば硬
化した樹脂１００重量部あたり２０重量部以下の量で配
合してもよい。

以下、具体例を挙げ１本発明をさらに説明する。

実施例 溶融アルミニウムめっき鋼板（板厚０．６ｍｍ、　　幅
２５０ｍｍ、　　長さ６００ｍｍ、　　めっき付着量４
０ｇ／　ｍ両面）を成分濃度４重量％に調整した［リド
リン３５Ｎ−Ｉ　Ｊ（日本ペイント株式会社製のアルカ
リ性脱脂液）中に６０℃で約１０秒間浸漬した後、液か
ら取り出し。

約７０℃の熱水で約１０秒間洗浄した。次いで、成分ｌ
ｊ） 濃度４重量％に調整した［アロヂン＃４０７　Ｊと成分
濃度０．６重量％に調整した「アロヂン＃４７」との混
液（［アロヂン＃　４０７　Ｊおよび「アロヂン＃４７
」は日本ペイント株式会社製のクロム酸−リン酸系酸性
クロメート化成処理液）中に６０℃で約１０秒間浸漬し
た後、液から取り出し、約７０℃の熱水で約１０秒間洗
浄し、ロールで絞り、そして約１００℃の熱風で乾燥し
た。このようにして、溶融アルミニウムめっき鋼板の両
表面上にクロム付着量２５ｍｇ　／ｒＩｒ（片面）の化
成処理皮膜を形成した。

ポリアミドイミド樹脂塗料（平均分子量約４５００のポ
リアミドイミド樹脂ワニス、Ｎ−メチルピロリドン中固
形分２２重量％）に、樹脂固形分１００重量部あたり１
０重量部のストロンチウムクロメートと平均粒径２μｍ
または６μｍの高配向黒鉛粉末（協和カーボン株式会社
製のグラファイトＰＯＧ　２またはＰＯＧ　１０）の第
１表に表示した量とを攪拌しながら加え、下塗り塗料を
作成した。各下塗り塗料を前記の化成処理した溶融アル
ミニウムめっき鋼板の両面にロールコート法で塗布し、
炉内雰囲気温度が２８０　°Ｃのコンヘアオーブンで約
４０秒間焼きつけ乾燥塗膜厚さが約６μｍの下塗り塗膜
層を形成した。

前記のポリアミドイミド塗料に、樹脂固形分１００重量
部あたり、第１表に表示した量の粒状アルミニウム粉末
（溶射法にて製造、平均粒径約２０μｍ）を攪拌しなが
ら加えて、シルバー色の上塗り塗料を作成した。さらに
、前記のポリアミドイミド塗料に、樹脂固形分１００重
量部あたり、耐熱顔料として焼成黒色顔料２０重量部と
、第１表に表示した量の高配向黒鉛粉末（協和カーボン
株式会社製グラフウィト：　ＰＯＧ　４０．平均粒径約
２０μｍ）と、第１表に表示した量の粒状アルミニウム
粉末（溶射法にて製造、平均粒径約２０μｍ）とを攪拌
しながら加えて、ブラック色の上塗り塗料を作成した。

先に形成した下塗り塗膜層の一方の上にシルバー色の上
塗り塗料を、他方の上にブラック色の上塗り塗料をそれ
ぞれロールコート法で塗布し、炉内雰囲気温度が２８０
℃のコンベアオーブンで約６０秒間焼きつけて、それぞ
さの乾燥塗膜厚さが約２０μｍのシルバー色およびブラ
ック色の上塗り塗膜層を形成した。

得られた両面塗装鋼板のそれぞれの面について。

下記要領で塗膜密着性、耐熱性および耐蝕性の試験をし
た。また、各塗装鋼板につき、シルバー面同士およびシ
ルバー面とブランク面との間の溶接性を下記要領で試験
をした。

（１）、塗膜密着性 デュポン衝撃変形（ポンチＲ＝１／２インチ。

１ｋｇを５０ｃｍの高さから落下）試験および１８０度
２ｔまたは４ｔ　（試験片と同一厚さの板を２枚または
４枚はさむ）折り曲げ試験に付した後、塗膜の剥離状態
を次の基準で評価した。

Ａ：塗膜の剥離が全くない Ｂ：塗膜が僅かに剥離 Ｃ：塗膜がかなり剥離 Ｄ：塗膜が著しく剥離 （２）、溶接性 電元社製作所製の型式４　Ｎ［ｌＮ　２５のダイレクト
・スポット溶接機を用い、電極：　４ｍｍ　φ、加圧力
＝２００　ｋｇ、電流：　７ｋＡ、　　通電時間＝１０
サイクルノ条件で試験を行い９次の基準で評価した。

Ａ：ナゲツトが充分に形成された Ｂ：ナゲツトが形成された Ｃ：通電するが、ナゲツトの形成が不充分Ｄ：全く通電
せず （３）、耐熱性 熱風循環乾燥機で表示した時間表示した温度に加熱した
。２０℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室に２４時間放置した
後、　　ＪＩＳ−Ｇ　３３１２に準拠したゴバン目試験
により塗膜の密着性を調べ、試験片の耐熱性を次の基準
で評価した。

Ａ：塗膜の剥離が全くない へ゛：塗膜が極く僅かに剥離 Ｂ：塗膜が僅かに剥離 Ｃ：塗膜がかなり剥離 Ｄ＝塗膜が著しく剥離 （４）、耐蝕性 ＪＩＳ−Ｚ　２３７１に準拠した塩水噴霧試験を５００
時間行い１次の基準で評価した。

Ａ：塗膜の膨れおよび錆の発生が全くないへ゛：塗膜の
膨れおよび錆の発生は極く僅かＢ：塗膜の膨れおよび錆
の発生は僅か Ｃ：塗膜の膨れおよび錆の発生がかなりあるＤ：塗膜の
膨れおよび錆の発生が著しい各試験片のシルバー色面お
よびブラック色面についての塗膜密着性、耐熱性および
耐蝕性試験結果をそれぞれ第１表および第２表に示す。

また、各試験片のシルバー面間土間およびシルバー面と
ブラック面との間の溶接性試験結果を第１表に示す。

【図面の簡単な説明】

添付図面は１本発明による塗装鋼板の拡大断面図で、第
１図は片面塗装のものを、そして第２図は両面塗装のも
のを示す。 ■＝溶融アルミニウムめっき鋼板 ２：クロメート化成処理皮膜層 ３：下塗り塗膜層 ４：上塗り塗膜層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）、溶融アルミニウムめっき鋼板と、 その両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層と、 それらの化成処理皮膜層の少なくとも一方の上に形成さ
   れた硬化したポリアミドイミド樹脂、結晶水を有しない
   クロメート系防錆顔料および黒鉛粉末からなる下塗り塗
   膜層と、そして その下塗り塗膜層の上に形成された硬化したポリアミド
   イミド樹脂および粒状アルミニウム粉末からなる上塗り
   塗膜層と からなる溶接可能な耐熱性塗装鋼板。
2. （２）、下塗り塗膜層が３〜８μｍの厚さを有し、硬化
   したポリアミドイミド樹脂、当該樹脂１００重量部あた
   り８〜５２重量部のクロメート系防錆顔料および当該樹
   脂１００重量部あたり５〜５０重量部の黒鉛粉末からな
   り、そして黒鉛粉末の粒径は下塗り塗膜層の厚さの１／
   ３〜３／２である特許請求の範囲第１項記載の塗装鋼板
   。
3. （３）、上塗り塗膜層が８〜２５μｍの厚さを有し、硬
   化したポリアミドイミド樹脂および当該樹脂１００重量
   部あたり６０〜１５０重量部の粒状アルミニウム粉末か
   らなり、そして粒状アルミニウム粉末の粒径は上塗り塗
   膜層の厚さの１／３〜３／２である特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の塗装鋼板。
4. （４）、溶融アルミニウムめっき鋼板と、 その両面上に形成されたクロメート化成処理皮膜層と、 それらの化成処理皮膜層の上に形成された硬化したポリ
   アミドイミド樹脂、結晶水を有しないクロメート系防錆
   顔料および黒鉛粉末からなる下塗り塗膜層と、 それらの下塗り塗膜層の一方の上に形成された硬化した
   ポリアミドイミド樹脂および粒状アルミニウム粉末から
   なるシルバー色上塗り塗膜層と、そして、それらの下塗
   り塗膜層の他方の上に形成された硬化したポリアミドイ
   ミド樹脂、粒状アルミニウム粉末および耐熱黒色顔料か
   らなるブラック色上塗り塗膜層と、 からなる溶接可能な耐熱性塗装鋼板。
5. （５）、下塗り塗膜層が３〜８μｍの厚さを有し、硬化
   したポリアミドイミド樹脂、当該樹脂１００重量部あた
   り８〜５２重量部のクロメート系防錆顔料および当該樹
   脂１００重量部あたり５〜５０重量部の黒鉛粉末からな
   り、そして黒鉛粉末の粒径は下塗り塗膜層の厚さの１／
   ３〜３／２である特許請求の範囲第４項記載の塗装鋼板
   。
6. （６）、シルバー色上塗り塗膜層が８〜２５μｍの厚さ
   を有し、硬化したポリアミドイミド樹脂および当該樹脂
   １００重量部あたり６０〜１５０重量部の粒状アルミニ
   ウム粉末からなり、そして粒状アルミニウム粉末の粒径
   は上塗り塗膜層の厚さの１／３〜３／２である特許請求
   の範囲第４項または第５項記載の塗装鋼板。
7. （７）、ブラック色上塗り塗膜層が８〜２５μｍの厚さ
   を有し、硬化したポリアミドイミド樹脂、当該樹脂１０
   ０重量部あたり３〜１００重量部の粒状アルミニウム粉
   末および当該樹脂１００重量部あたり５〜２０重量部の
   耐熱黒色顔料からなり、そして、粒状アルミニウム粉末
   の粒径は上塗り塗膜層の厚さの１／３〜３／２である特
   許請求の範囲第４項ないし第６項のいずれか一項に記載
   の塗装鋼板。