JPS6248544A - 成形性、耐食性の優れた複合積層鋼板 - 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Ｆの利用分野〉 本発明は、成形性の良好な複合積層鋼板に係り、特に鋼
板と樹脂との接着力を強化し、ｍ板端面の鉄露出部の耐
食性を強化し、長期に渡り耐食性が良好な複合積層鋼板
に関する。

〈従来技術とその問題点〉 鋼板と鋼板の間に熱可塑性樹脂を挾装した積層鋼板は、
大きく２種類に分けられる。１つは、鋼板の占める割合
が該樹脂より大きく、すぐれた制振効果を持つ複合型制
振鋼板である。他の一つば、表層部に極薄の鋼板を使用
して強度を確保し、中間層は厚くて軽４ｓ′な樹脂であ
る。軽量鋼板と呼ばれる軽重材料である。１４者とも、
自動車用材料やＬ！築築材材料どに使用される際には、
すぐれた制振性や軒端化の利点があるが、中間層として
鋼板と変形挙動が全く異なる樹脂を挾装しているため、
一般的に巾−鋼板に比較して成形性が劣る問題がある。

成形性を高めるためには、樹脂と鋼板の結合を強化する
ことが必要であり、このため、鋼板上にクロメート処理
を施すことによって、表面に樹脂中の極性Ｊ、％（−０
）１．−ＣＯＯ）１等）と反応性の高い水和クロム酸化
物層（Ｃｒ−ＯＨ）を形成させることにより、積層鋼板
の製造時の加熱で樹脂と鋼板の界面すなわち、特開昭５
８−９０９５２号に電解クロメート処理により積層板の
塩水等による接ｒｉ性劣化を防Ｉトする試みが開示され
ている。

また、本出願人により、塗布型クロメート処理により微
開のＯｒＢ＋を存在させ、腐食環境下でＦｅを不動態化
し、積層板の接着部の劣化を防１にする提案がある（特
願昭５９−２４５６６２号）。

ところが、このようなりロメート処理のうち、電解クロ
メート処理は、完全な月面処理が困難であり、樹脂と接
着しない而のクロム酸化物が表面を硬化し、　ｉ！Ｉ滑
性が低下して成形性に不利である。またクロム酸化物を
用いる塗布型クロメート処理においては、片面処理が容
易で適正クロム埴の確保ができる利点があるが、鋼板端
面からの赤錆侵入による耐食性に問題があり、特に悪環
境における経時劣化により２次密着性が劣り、成形性が
低下する欠点がある。

以ｌ−のように、複合積層板は、中間層として鋼板と変
形挙動が全く異なる樹脂を挾装しているため１種りの問
題があり、より成形性の向」−と耐食性の向にが望まれ
ている。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、鋼板
と樹脂との接着力を強化し、鋼板端面の鉄露出部の耐食
性を強化し、長期の耐食性が向トするとともに成形性も
向上した複合積層鋼板を提供することにある。

〈発明の構成〉 第１図に本発明の複合積層鋼板を示す０本発明は、クロ
メート処理層２を有する鋼板１のクロメート処理した面
を樹脂側として、中間層にポリオレフィン系の熱ｆｉｉ
塑性樹脂３を挾装した複合積層鋼板である。鋼板ｌに対
する熱０Ｔ塑性樹脂３の積層比が小さいものを制振鋼板
といい、積層比の大きいものを軽量鋼板というが１本発
明の複合積層鋼板は、制振鋼板および軽量鋼板を含むも
のである。

複合積層鋼板は、中間層として鋼板と全く異なる変形挙
動を持つ樹脂を有するため、成形性が劣ることは前記の
とおりであり、特に使用鋼板板厚が０　、２ｍｍ前後と
非常に薄い軽量鋼板においてその傾向は顕著である。

そこで、複合積層鋼板として成形性を確保するためには
、鋼板と樹脂との接着力を強化して、鋼板の変形に伴っ
て樹脂も変形させることが重要である。また、鋼板と樹
脂との接着力が向上すると、高温にさらされる条件下に
おいても鋼板とのずれや樹脂の流出が減少し、２１層材
としての欠陥を補う点からも有利である。

このような接着力の強化においては、複合積層鋼板製造
時の接着強度（１次密着性）が重要なばかりでなく、悪
環境における経時的な接着力の低下の防止（２次密着性
）が重要な問題である。

複合積層鋼板を塩水などの腐食環境に晒した場合、とく
に端面に腐食を生じ易い、端面に腐食が起こると、その
腐食自体もさることながら、腐食によって樹脂層との接
着力が低ドし、複合積層鋼板全体の強度低下すなわち力
ＩＩ−［性の劣化に直結する。

未発明治は、このような２政宰７１什の而１−には、樹
脂と接７！する鋼板表面を、クロメート皮膜中に微早の
ＣｒＧ＋を含む塗布型クロメート処理し、この塗布型ク
ロメート処理液中にＳ　ｉ０２を添加することにより、
ＣｒＧ＋の溶出を適度にコントロールすれば、長期に渡
って耐食性の維持に有効に働き、２次密着性が向上し、
この結果加工性も向上することを知見し１本発明に至っ
たものである。

すなわち、本発明は、鋼板間に熱可塑性樹脂としてポリ
オレフィン系樹脂を挾゛装した複合積層鋼板において。

前記各鋼板は、前記熱可塑性樹脂の挾装面にのみ、金属
クロム換算で１０−１００　国ｇ／ゴのクロム付着針お
よび５ｉ０２換算で１〜６０１ｍｇ／ｒｎ’のシリカ付
着’Ｊの塗布型クロメート処理を施した鋼板であること
を特徴とする成形性、耐食性の優れた複合積層鋼板であ
る。

以下に本発明の構成を詳述する。

クロメート処理には、電解クロメート処理１灰応型クロ
メート処理、塗布型クロメート処理がある。

反応型クロメート処理の場合、スプレー処理により片面
処理が可能であるが、冷延鋼板を使用する場合では、適
正クロム付着量を確保するのが困難である。

電解クロメート酸処理では、適正クロム付着量を確保す
るのは容易であるが、電解クロム酸処理液中に浸漬され
るため、現状の設備では非処理面への微量のクロム付着
が避けられず、完全な片面処理は困難である。ところが
自動車用部品は塗装前に化成処理が施され、このクロム
酸化物層が化成処理性に悪影響をおよぼす、これらの理
由から、自動車用部品に使用される複合型制振鋼板や、
あるいは軽埴鋼扱でも化成処理を施すものは、片面クロ
メート処理でなければならない。

本発明の塗布型クロメート処理では、適正クロムのＭ：
の確保が容易で、かつロール塗布により片面処理も容易
にできるため、このような複合積層鋼板の鋼板前処理と
して有効である。また、電解クロメート処理に比べ塗布
型クロメート処理では微量のＣｒ（ｉ＋が存在するため
、腐食環境下にさらされた場合、欠陥部の不動１ム化に
よる保護作用により４接着部の劣化防ＩＦに有効である
。

さらに本発明ではクロメート処理液中に適ν］　Ｔｈｉ
のＳ　ｉ０２を添加するので、Ｃ「６＋の溶出が適度に
コントロールされ長期間に渡って耐食性が維持できる。

本発明で用いた塗布型クロメート処理は、一般の塗布型
クロメート処理であって、クロム酸水溶液中に還元剤を
添加したもので、Ｃｒ　：ｉ”と５ｉ０２を含有するク
ロメート処理液で塗布処理して乾燥するものである。

未発明におけるクロメート付着量としては、クロム換算
で一面当り１ｏ−ｉｏｏ　厘ｇ／ｍ″が適切である。ク
ロメート付着量が一面当りクロム換算で１０　　ｍｇ／
ｍ”未満では、クロメート処理による鋼板と樹脂の間の
接着強度の白玉効果が認められず、成形性、耐食性の向
」二効来がない、１００＋ｗｇ／ｍ’超ではクロメート
層内での剥離が起り易くなり。

接着強度が低下するため、成形性が劣る。

シリカ付着量としては、Ｓ　ｉ０２換算で一面当り１〜
６０　　ｍｇ／ｍ’が適切である。シリカ付着量が１ｍ
ｇ／ｒｎ’未満では、鋼板端面からの赤錆侵入および２
次密着性（経時的耐食性維持）の向上効果がなく、６０
ｍｇ／ｒｎ”超では１次密盾性が低下する。

本発明の複合積層鋼板に用いる鋼板としては、冷延鋼板
に直接塗布型クロメート処理を施したものは勿論である
が、亜鉛メッキ鋼板などに回り処理を施したものを用い
ても差支えない、最外層、つまり樹脂層と直接接触する
面に塗布型ブロメート処理皮膜を有するものである。

一方、熱可塑性樹脂としては、成形性、耐熱性の点から
、ポリオレフィン、ポリアミドが有効であるが、ポリア
ミドのうち特にナイロンはクロメート処理による接着性
の向上は認められず、接着強度が低い。本発明において
使用可能なポリオレフィンとしては、ポリプロピレンな
どがある。

このため、樹脂層には、変性ポリオレフィン或いは変性
ポリオレフィンと未変性ポリオレフィンのを添加したも
のなどの使用が好ましい、未変性ポリオレフィンとして
は、エチレン、プロピレン。

ｌ−ブチンなどの単独重合体、相異なるオレフィンの共
重合体、更にこれらの混合物などが挙げられる。変性ポ
リオレフィンとは、前記の未変性ポリオレフィンを変性
して接着性をイ・Ｊケーしたものであるが、この変性に
は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸などの不飽
和カルボン酸、あるいはその無水物、エステルなどの使
用がｊｉ（能である。また樹脂層として、変性ポリオレ
フィン層−未変性ポリオレフィン層−変性ポリオレフィ
ン層型の植層物を用いても差支えない。

塗布型クロメート処理鋼板上に」二記のような樹脂層を
形成するには、プレス成形機などにより加熱下で圧着す
る、或いは樹脂を溶融押出し機から供給してロールによ
り圧着するなどの方法が好ましい。

〈実施例〉 以下、実施例にもとづいて本発す１を具体的に説明する
。

（実施例１および比較例） ０．８ｍｍ厚冷延鋼板の片面に、金属クロム換算Ｏ〜１
８０ｍｇ／ｍ’のクロム付着量で、金属クロムに対して
ＳｉＯ２が０〜７０ｗｔ％の付着ｊ諜となるよう下記の
塗布型クロメート処理を施し、処理後、０．１■厚のポ
リプロピレン樹脂を挾み、複合型制振鋼板を作製した。

塗布型クロメート処理液 ＣｒＯ３０，４ｍｏｌ／ｕ Ｓｉ０７　　　　　　　０〜１４ｇ／すＣｒ３”　／　
Ｃｒ６”　＝　０．３３この制振鋼板より短冊状の接着
強度測定用の試片を切り出して、Ｔ型剥離強度および限
界絞り比を測定した。この結果を第２図に示す。

（実施例２および比較例） ０．２１厚の冷延鋼板の片面に、実施例１と同様にして
、金属クロム換算で付着量−０〜１８０ｆｆ１ｇ／ｒｎ
’のクロム付着量で、金属クロムに対してＳｉＯ＋が０
〜７０ｗｔ％の付着量の塗布型クロメート処理を施した
。この鋼板で０．８＋＋＋ｍ厚のポリオレフィン樹脂を
挾み、軽ｊ１１鋼板を製作した。

この軽Ｉ１１鋼板より短冊状試片を切出し、実施例１と
同じように剥離強度を測定し、その結果を制振鋼板の結
果とまとめて第２図に示した。また、軽ｒａ鋼板の場合
は、深絞りよりも、浅絞りもしくは張出し成形で使用さ
れることが多いのでエリクセン試験を行い、エリクセン
試験値も示した。

Ｔ型！Ａ離強度は、初期Ｔ型剥離強度（１次密着性）と
塩水噴霧試験１５００詩間後の２次Ｔ型剥離強度（２次
密着性）を測定し、第２図に示した。評価方法は下記の
通りである。

Ｏ：初期Ｔ型剥離強度　１２　Ｋｇ／ｃゴ以上２以上２
剥Ｔ型剥離　８　Ｋｇ／ｃゴ以上Δ：初期Ｔ型剥離強度
　１２　Ｋｇ／ｒゴ以上２以上２剥Ｔ型剥離　８　Ｋｇ
／ｌゴ以下×：初期Ｔ型剥敲強度　１２　Ｋｇ／［ｎｆ
以下限界絞り比（Ｌ　Ｄ　Ｒ）−はエリクセン試験相を
用いて、しわ抑え力５００Ｋｇ、ポンチ径３３ｍｍの条
件で調べた。初期Ｔ型剥離強度が１２Ｋｇ／ｃｍ　２以
りであれば限界絞り比は１．９５以上で優れていた。

エリクセン試験値は、初期Ｔ型剥離強度が１２Ｋｇ／ｃ
ｍ　２以トであればｌｏｓｍ以上で優れていることがわ
かった。そこで、第２図はＴ型剥離強度値で代表して示
した。

第２図に示した結果より、５ｉ０２添加ｐが多いと、１
次密着性が低下し、逆にＳ　ｉ０２添加壊が少いと１次
密着性は向１−するが、２次密着性の低下が激しい、ま
たクロム付着量が多すぎると１次密着性２次密着性とも
良い結果かえられない。

クロム付着Ｊ、ｌと　５ｉ０２添加ｔｊ−を適切な範囲
とした本発明は、１次密着性がＴ型２１１Ｍ：強度で１
２Ｋｇ／ｃゴ以りであり、２次密着性もＴ型′Ａ離強度
で８　　Ｋｇ／ｃｍ以上であり、良好な密着性を示すこ
とがわかる。

べつに、　０．８　ａｍ厚のナイロン樹脂を挾み、他は
に記と同様の複合積層鋼板を作製し、同様の特性試験を
行ったが、ナイロン樹脂の場合は、クロメート処理によ
って接着強度の向１−は全く認められなかった。

〈発明の効果〉 本発明は、Ｉ：記実施例からも明らかな如く、鋼板と８
ＩＴ（塑性樹脂としてのポリオレフィン樹脂との挾装面
に、金属クロム換算で一面ちり１０〜１００　ｍｇ／ｍ
’ｃ７）クロム付着量と５ｉ０２換算で１〜６０ｍｇ／
ｍ’のシリカ付着量の塗布型クロメート処理を施すこと
により、鋼板と樹脂の初期剥離強度を強化し、さらに塩
水噴霧環境下での２次剥離強度を強化し、複合積層鋼板
の１次密着性と２次密ノー性を向１−シ、初期成形性の
みならず、経時的成形性劣化防１１−効果を向上させる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複合積層鋼板の断面図である。 第２図は、本発明の実施例１および２の塗ＩＨ５型クロ
メート処理の金属クロム換算付着Ｖ−と　５ｉ０２換算
付着ｌ−の金属クロムに対する玉量％および鋼板と樹脂
のＴ型剥離強度の関係を示したグラフである。 符号の説明 ｌ・・・鋼板、２・・・クロメート処理層、３・・・熱
可塑性樹脂層 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人　弁理士　　渡　辺　１−／１　　捻回　　　弁
理士　　　石　　井　　陽　　−ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 鋼板間に熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂を挾
   装した複合積層鋼板において、 前記各鋼板は、前記熱可塑性樹脂の挾装面にのみ、金属
   クロム換算で１０〜１００ｍｇ／ｍ＾２のクロム付着量
   およびＳｉＯ＿２換算で１〜６０ｍｇ／ｍ＾２のシリカ
   付着量の塗布型クロメート処理を施した鋼板であること
   を特徴とする成形性、耐食性の優れた複合積層鋼板。