JPS6223976A - 塗装性に優れたＺｎ−ＡＩ系合金めつき鋼板 - 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】 〈産業−Ｌの利用分野〉 本発明は建材、器物、家電製品のハウジング等に適する
、２５〜７５％のＡＩを含有するＺｎ　−ＡＩ系合金系
溶融亜鉛めっき鋼板の塗装外観向上に関する。

〈従来技術とその問題点〉 ２５〜７５重量％のＡ１と少量のＳｉを含有するＺｎ−
Ａ、ｌ系合金を溶融めっきした、延性、接着性、耐食性
に優れた鋼板は知られている（特公昭４．６−７１６１
、特公昭５３−２２５２８、特公昭５６−８７８５５）
。これらは従来の単味の溶融亜鉛めっきに比して裸耐食
性に優れ、主に屋根、外壁などの建材用途に用いられて
いる。しかし、このような用途には塗装して用いられる
場合が多いので、裸耐食性のみならず、めっき表層の塗
装仕」ニリ性、塗膜密着性なども必須の条件となってい
る。

一般に、溶融亜鉛めっき鋼板を塗装用途に使用する場合
には、銅帯に付着した溶融金属が凝固する過程でスパン
グルと呼ばれる花模様を生成し、この模様が塗装後の表
面に浮き」ニリ、塗装外観が著しく損なわれる。したが
って、塗装用途に使用される溶融亜鉛めっき鋼板は、銅
帯がめつき浴から立ち」二つだ時点でリン酸塩系の水溶
液または亜鉛微粉末などを、付着している溶融金属面に
噴霧してスパングルの微細化を図って、前記の問題を解
決してきた。

一般に、溶融亜鉛めっき鋼板のスパングルの大きさは、
銅帯に付着した溶融金属が凝固する過程での核生成速度
とデンドライトの成長速Ｉｆに依存している。そして、
スパングルの微細化には、核生成を促進し、デンドライ
トの成長を抑制することが必要条件である。核生成を促
進するには溶融金属が凝固し始める直前に適度な過冷Ｉ
Ｉを起させて、多数の核発生点を生じさせることが有効
である。前述したリン酸塩系水溶液あるいは亜鉛微粉末
を噴霧するスパングル微細化法は、過冷却することと溶
融状態にあるめっき金属表面に吹き付けられたリン酸塩
あるいは亜鉛微粉末が核発生点となることの両方の効果
に基いている。

通常、このようなスパングル微細化処理により生成スパ
ングルの平均径は１〜２ｍＩＩ＋以下に調整され、塗装
後の外観も非常に美麗なものとなる。

しかし、ＡＩ含有率２５〜７５％（７）Ｚｎ−Ａｌ系合
金のめっき鋼板の場合には、めっき浴温が高く、かつ、
凝固潜熱が大きいので、前述したような処理を行なって
も、スパングルの微細化は容易には達成できない。すな
わち、めっき浴温か高いので、吹き伺けられたリンｓｉ
ｘが分解あるいは亜鉛微粉末が溶解して核生成サイトと
成り難いし、溶融金属の凝固潜熱が大きいので一旦生成
した核も成長する以前に消失してしまう。また、銅帯が
めつき浴からザｆち−１−かった後、凝固終了まで強制
的に冷却した場合には、スパングル径自身は小さくなる
が、めっき表面に凝固引けが多数発生し、塗膜密着性を
低下させるので必ずしも好ましくない。このように、Ａ
Ｉ金含有２５〜７５％のＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板は
、塗装用途に使用する場合、とくに隠蔽力の小さい淡い
色調の４利を塗装した場合には、塗装仕−Ｙ−り性に問
題があるし、めっき後強制冷却した場合には、塗膜密着
性には問題がある。

く問題を解決するための手段〉 本発明者らはこの問題について鋭意検討した結果、前記
合金に、Ａｌ早の５％以−４−のＳｉ　と合計でｏ、ｏ
０５−０．１％のＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＶおよびＢの少な
くとも１種を添加することにより強制的な冷却を行なわ
なくてもスパングルを微細化し得ることを見出だした。

〈発明の構成〉 本発明によれば、 Ａｌ：　　　２５　　〜　７５重敗％ Ｓｉ　：　　　１．２５〜８．２５重歇％および Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、およびＢの１種または２種以上を
合計で０．００５〜０．１重量％含み、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物から成るめっき層を有するＺｎ−Ａｌ系
合金めっき鋼板が提供される。

本発明のＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板のめっき層はＡＩ
を伝統的な含有量２５〜７５重借％（以下重量を略して
記す）で含有する。

Ｓｉは直接スパングルの微細化には関係がないが、Ａ１
を２５〜７０％含有するＺｎ−Ａｌ系合金浴でＳｉの添
加なしにめっきすると発熱反応を伴って合金層が異常成
長し、めっき付着量調整が不可能となるので、合金層成
長を抑制する目的ではＳｌをＡ１址の５％以」−（即ち
１．２５％以−Ｉ−）含有することが必要である。しか
し、Ａｌｌの１１％を越えると、めっき層中に板状のＳ
ｉ相が晶出し、めっき層自身の加圧性が著しく低下する
ので上限はＡｌｉの１１％に限定される。

本発明において、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂ（７）添加
により、スパングルが微細化されるのは、これらの元素
が熱的に安定な核生成点として析出することによる。す
なわち、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＶまたはＢは２５〜７５％
のＡ１を含有するＺｎ　−Ａ１系合金めっき浴中では、
おもにＡＩと結合した高融点の金属間化合物が微細な粒
子として浮遊し、銅帯が引き」−げられて付着した溶融
めっき金属が凝固する際の核発生点となる。

めっき後に強制冷却せずにこの効果が発揮されてスパン
グル径が２ｍｍ以下となるためには、これらの元素の少
なくとも１種が合計で少なくとも約０．００５％必要で
ある。添加量の増加とともにスパングルも微細化される
が、添加量が多くなりすぎると、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ
またＢの金属間化合物が粗大化して、めっき後の表面外
観が損なわれるので、Ｊ−限添加量は約０．１％に限定
される。

本発明のめっき鋼板のめっき層中の不純物は、ｐｂ＜ｏ
、ｔ％、Ｃｄ＜０．０５％、Ｓｎ＜０．０５％、Ｍｎ＜
０．５％およびＣｕ＜０．１％まで許容される。なお、
Ｆｅの含有紙は、溶融めっき連続操業中に銅帯および装
置等から溶出して１％程度まで上昇するが、本発明の効
果に影響はない。

本発明の方法において、たとえば、ＡＩ含有紙５０％、
Ｓｉ含有量２．５％、残部Ｚｎおよび不可避的不純物よ
りなる合金浴にＴｉ　とＢをそれぞれ０．０１％添加し
ためっき浴で常法により溶融めっきされたＺｎ−Ａｌめ
っき鋼板のスパングル径はＴｉ　とＢを添加されていな
いものに比べて約１１５程度に小さく、塗装後の概観も
非常に美麗である。

〈発明の具体的記載〉 次に本発明を実施例によって説明する。

実施例１ （１）鋼板 常法によって製造した板厚０．５ｍｍのアルミギルド鋼
コイルをめっきｌｑ材とした。アルミキルド鋼はＣ：０
．０４２％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３３％、Ｐ
：０．０１１％、Ｓ：０．００９％、ｓｏｌ　Ａｌ：０
　、０２１％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物より成る
。なお、形成されるめっき層の組成は浴の組成と実質的
に同一である。

（２）めっき浴 ＡＩ：３０％、Ｓｉ：１．５％、残ｉＺｎおよび不可避
的不純物よりなり、Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、ＶまたはＢを
第１表に示す割合で含む浴を使用した。

（３）めっき操作 」−記鋼板を用い、無酸化炉つきのセンジミア式溶融め
っき装置で、前記浴を用いてＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼
板を製造した。焼鈍温度ニア２０℃、浴温：５５０’０
、めっき付着量：片面３００ｇ７ｍ２、銅帯に付着する
溶融金属が完全に凝固するまでの平均冷却速度：約７℃
／ｓｅｅ。

（４）スパングルの測定 」１記のように製造しためっき鋼板のスパングル第１表 模様を光学顕微鏡で撮影しく２，５倍）、個々のスパン
グルの面積を測定し、その平均値から換算して平均スパ
ングル径を求めた。結果は第１表中に記載されている。

この表の記載から、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｂの少なく
とも１種の０．００５％以上の添加で平均スパングル径
が２ｍｍ以下となり、塗装下地として良好なＺｎ−Ａｌ
系合金めっき鋼板が得られることがわかる。

実施例２ （１）鋼板 実施例１で使用したものと同じ。

（２）めっき浴 ＡＩ：６０％、Ｓｉ：３．５％、残部Ｚｎおよび不可避
的不純物よりなり、第３表に示すようにＴｉとＺｒ、Ｎ
ｂとＢ、■とＢを複合添加したもの。

（３）めっき操作 実施例１と同様の装置で前記鋼板と前記浴を用いてＺｎ
−Ａｌ系合金めっき鋼板を製造した。焼鈍温度７２０℃
、浴温：６２０℃、めっき付着量：片面１２０ｇ／ｍ２
．銅帯に付着する溶融金属が完全に凝固するまでの平均
冷却速度・約８°Ｃ／ｅｃ　　０ （４）スパングルの測定 実施例１と同じ。

（５）塗装し」−り性 イリられためっき鋼板を常法により、脱脂、塗布型クロ
メート処理、下塗としてエポキシ樹脂　５ルｍ、上塗と
してシリコンポリニスエル樹脂１３ルｍを塗装したもの
の外観判定を行なった。評価基準は第２表の通りである
。

×　　　スパングル模様が浮き−にって見える○　　　
スパングル模様が完全に消失 結果は第３表中に示しである。

第３表に示したように、Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂおよびＢの１
種または２種以上を添加しても、その添加量が０．００
５％以上でないと、スパングル微第３表 細化の効果は顕著に認められない。また、その総添加量
が０．１％を越えるとＺｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板表面
に、粗大化した金属間化合物に起因する粒状の欠陥が発
生し、塗装外観が著しく損なわれる。

第１図は試料Ｎｏ、３５Ｃ本発明製品）の顕微鏡写真（
２，５倍）である。これに対して第２図は相当する組成
であってＮｂとＢを含まないめっき鋼板（従来製品）の
同様（１）ｍ板の顕微鏡写真である。両者を比較すれば
、本発明の効果は明瞭で〈発明の効果〉 以上述べたように、２５〜７５％のＡｔ　と１゜２５〜
８．２５％のＳｉを含むＺｎ−Ａｌ系合金をめっきをし
た鋼板において、めっき合金に０゜００５〜０．１％の
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＶおよびＢの少なくとも１種を添加
することにより、めっき後に強制冷却をしなくとも微細
なスパングルを有し、塗装仕」−り性の良好なめ゛っき
鋼板が得られる。

【図面の簡単な説明】

１０′ 第１図はＺｎ−６０％Ａｌ−３％Ｓ１合金で溶融めっき
しためっき鋼板の表面外観を示す顕微鏡写真である。 第２図はＺｎ　−６０％Ａｌ−３％Ｓ１にＮｂ：０．０
１７％とＢ：０．０１３％を添加した合金で溶融めっき
しためっき鋼板の表面外観を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ａｌ：２５〜７５重量％ Ｓｉ：１．２５〜８．２５重量％ および Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、およびＢの１種または２種以上を合
   計で０．００５〜０．１重量％含み、残部Ｆｅおよび不
   可避的不純物からなるめっき層を有するＺｎ−Ａｌ系合
   金めっき鋼板。