JPS6250479A - 耐食性、塗装性および耐指紋性に優れたＺｎまたはＺｎ系合金めつき鋼板の製造方法 - 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〉 本発明は耐食性、塗装性および耐指紋性に優れ、家電、
建材製品に使用されるＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 家電や建材製品に使用されるＺｎまたはＺｎ系合金めっ
き鋼板は、無塗装または塗装されて使用されるが３　そ
れまでに種々の工程を通り、しかもその間にはかなりの
長期間にわたって無塗装の状態でおかれる。そのため、
その間に錆が発生したり、めっき鋼板表面に種々の物質
が吸着、付着したりして塗料の密着性が悪くなるなどの
問題がある。

従って一般に、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板が需要
家で使用されるまでの一次防錆としてクロメート処理が
施されている。しかし、このりａメート処理の耐食性は
一般的に塩水噴霧試験で２４〜４８時間程度で白錆が発
生するものであり、また、特殊クロメートとして、シリ
カゾルを添加した塗布型クロメートでも塩水噴霧試験で
１００〜２００時間の耐食性しか得られないものであり
、長期にわたってらＹ酷な腐食環境下で使用される製品
では不十分な耐食性である。

このような苛酷な腐食環境下で使用される場合には、ク
ロメート処理の代りにリン酸塩処理を施したのち、２０
μｓ程度の塗装を施し、腐食を防止する方法があるが、
このような厚塗り塗装を施した場合には、プレスなどの
加工で＠膜の剥離や亀裂を生じ、その部分で局部的な耐
食性の低下を生じる。

また、塗装板では、スポット溶接などの溶接が不可能に
なり、溶接部はあらかじめ塗膜の除去が必要になる。さ
らに、塗膜を厚くするほど塗料のコストアップになるな
どの問題もあり、塗料を用いることなく優れた耐食性を
有する亜鉛系めっき鋼板の開発が望まれている。

また、従来の亜鉛系めっき鋼板を用いて需要家で種々の
工程を経て製品を製造する場合、作業者のハンドリング
などによってめっき鋼板表面に指紋等の汚れが付ｒｉシ
、商品価値を著しく低下させるおそれがあり、ハンドリ
ング時に指紋等の汚れのつきにくいＺｎ系めっき鋼板の
開発が望まれている。

さらに、最終製品とする工程で必ず脱脂処理が行なわれ
る。脱脂処理は、有機溶剤脱脂、アルカリ脱脂が一般に
行なわれる。従って、耐溶剤性、耐アルカリ性の優れた
ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の要求が高い。

このような目的に対し、従来技術として、イ）特開昭５
７−１８５９８７、 口）特開昭５８−１０．０６８５、 ハ）４−シ開昭５８−１５３７８５、 二）特開昭５８−１７７４７６、 ホ）特開昭５９−１８９９７５、 へ）特開昭５９−１４００５０、 ト）特開昭６０−５０１７９等がある。

イ）は、クロメート皮膜−ヒにポリアクリル酸とＣｒＯ
３の混合物を塗布するだけで、耐食性が塩水噴霧試験で
１５０時間程度で耐食性が不十分である。

口）、ハ）、二）、ホ）はカルボ午シル化ポリエチレン
樹脂を使用する点で本発明に近いものであるか、これら
の処理は最終工程での乾燥が１３０°Ｃｕヒの板温到達
までの加熱処理が必要であり、めっきラインでのオンラ
イン処理が不可能である。処理する場合には、塗装ライ
ンで行なう必要があり処理コストが高くなる欠点がある
。

へ）、ト）は最終乾燥温度が１００”Ｃ！以下で可能な
点、耐食性も良好な点では、優れた方法であるが、両者
共に耐食性が悪く、有機溶剤脱脂工程で皮膜が溶解また
は膨潤して耐食性の低下または板どうしの接着を生じる
ために、需要家で製品製造工程の制約がある欠点を有し
ている。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、このような従来のＺｎめっき鋼板の欠
点を改良し、耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐指紋性に優
れ、溶接性をも兼備する改良されたＺｎまたはＺｎ系合
金めっき鋼板を提供することにある。

〈発明の構成〉 従来技術は前記の通り、耐食性の優れているもの、乾燥
温度の低いもの等の性能を有するものがあるが、低温乾
燥を行なうものは耐食性、耐溶剤性、耐指紋性、溶接性
等の性能を有する技術の確立がない。

本発明者等は上記の性能を総合的に有するよう鋭意検討
し、特に１００℃以下の乾燥温度で性能が得られる処理
剤の研究を進めた。

従来技術に見られるように、ＺｎまたはＺｎ系合金めっ
き鋼板にクロメート処理後、水性有機樹脂系皮膜を形成
させることで耐食性を向上させることができる０本発明
者らは、これら従来技術を参考に、低温乾燥化、および
耐溶剤性に優れた樹脂系を鋭意研究した結果、カルボキ
シル化ポリオレフィン系樹脂にＳＢＲを混合することで
低温乾燥が可能となり、かつ、耐溶剤性が優れた皮膜を
形成することを見い出した。さらに、カルボキシル化ポ
リオレフィン系樹脂−５ＢＲｕ合系にコロイダルシリカ
を添加することにより耐食性、耐指紋性、皮膜強度の向
上を図ることができることを見い出し本発明に至った。

すなわち、本発明は、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
の表面に、クロム付着量が５〜２００ｍｇ／ｒｒｅであ
るクロメート皮膜を形成し、その上にカルボキシル基を
３〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフィン
系水溶性または水分散性樹脂の固形分１００重量部に対
し、スチレンブタジェンラバー（ＳＢＲ）５〜３０重量
部およびコロイダルシリカ固形分で２〜６０ｆｉ量部の
範囲に含む組成の水性液を塗布し、板温６０℃以上にな
るように乾燥して皮膜を形成し、その付着量が０．３〜
３ｇ／ｍ’となるよう処理することを特徴とする耐食性
、塗装性および耐指紋性に優れたＺｎまたはＺｎ系合金
めっき鋼板の製造方法を提供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明は、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の耐食性、
塗装性、耐溶剤性、耐指紋性および溶接性を飛躍的に向
とさせる表面処理法に関するものである。

本発明で対象とする、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
とは、電気Ｚｎめっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき
鋼板、電気Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき鋼板、電気Ｚ　ｎ　−
Ｃｏ　−Ｍ　ｏ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎめっき鋼板、
溶融５％Ａ文−Ｚｎめっき鋼板等が挙げられるが、これ
らに限定されることはない。

また、クロメ−斗処理も通常の処理方法でよく、無水ク
ロム酸、クロム酸塩１重クロム酸等を主剤とした水溶液
中での浸漬またはスプレーによる反応型クロメート処理
、上記溶液中での電解クロメート処理および、上記溶液
にコロイダルシリカ、またはリン酸等を混合した液を塗
布する塗布型クロメート処理等で、めっき層上にクロム
水和酸化物を主体とする皮膜を形成するものである。

そのクロム付着量は５〜２００ｍｇ／ｍ２程度が適当で
あり、５ｍｇ／ｍ″未満では十分な耐食性が得られない
、また２００５ｇ／ｌｔｆをこえるとクロム付着分の割
りに耐食性の向上効果が少なく処理液の老化が激しくな
り、表面外観も悪くなる。

クロメート処理面に塗布する上塗り皮膜はカルボキシル
基を３〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフ
ィン樹脂の固形分１００重量部に対し、ＳＢＲを５〜３
０重量部およびコロイダルシリカを固形分で２〜６０重
量部の範囲に含む組成の水性液を塗布し、板温６ｏ℃以
上になるように乾燥して皮膜を形成させる。その付着量
は０．３〜３ｇ／ｍ″となるように処理する。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂のカルボキシル化率
を３モル％〜２０モル％と規定した理由はカルボキシル
化率が３モル％未満であると、ポリオレフィン樹脂の乳
化重合ができない上に、ＳＢＨの乳化が不可能となり、
かつ皮膜密着性が悪くなる。２０モル％をこえるカルボ
キシル基の導入は、水溶性が高くなり、乾燥後の皮膜の
水透過性が高くなり耐食性が低下する。

次にＳＢＲを５〜３０重量部添加混合する理由を記す。

５重量部未満では、板温１００”０以下の乾燥温度では
皮膜が乾燥せず表面にベトッキが残り、かつ皮膜の架橋
が不十分なために耐食性、耐溶剤性が悪くなる。３０重
墨一部を超えるとやはり皮膜の乾燥性が悪く、低温乾燥
、耐食性、耐溶剤性が悪く、乾燥温度を高くし、架橋を
十分に行なうと、皮膜硬度が高くなり、加工時に皮膜に
亀裂が生じ耐食性が著しく低下する。

次に、コロイダルシリカを２〜６０％量部の範囲に添加
混合する理由を記す、２重量部未満では、耐指紋性が不
十分であり、かつ耐食性も向上しない、６０重量部を超
えると溶接性が著しく悪くなる。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂としては。

水分散性または、水溶性のカルボキシル化ポリエチレン
、カルボキシル化ポリプロピレン、カルボキシル化ポリ
ブチレン等が挙げられる。

ＳＢＲとしては一般に市販されているものが使用できる
。

コロイダルシリカとしては、例えば日産化学■製スノー
テックス−０、スノーテックス−Ｎ、スノーテックス−
２０、スノーテックス−３ｏ、１が使用できる。

皮膜付着量０．３〜３　ｇ／ｍ’と規定した理由は、０
．３　ｇ／ｍ″未満では、亜鉛結晶の凹凸を埋めきれず
、耐食性、耐指紋性の向上効果が小さい。３ｇ／ｍ’を
こえると耐食性の向上は大きいが、溶接性が悪くなり、
かつ経済的に不利である。

〈実施例〉 次に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明
する。

（実施例１〜２４） 下記の供試材を用い、クロメート処理および樹脂皮膜処
理を下記のようにして行った、（１）供試材 Ａ：電気Ｚｎめっき鋼板　Ｚｎ付着量２０ｇ／ｍ２板厚
０．８＋＊ｍ Ｂ：電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板　めっき付着量２０ｇ／
ｍ’　　板厚０．８ｍｓ　Ｎ　ｉ含有量１２％Ｃ：溶融
Ｚｎめっき鋼板　Ｚｎ付着量６０ｇ／ゴ板厚０．８霧層 （２）クロメート処理 前記供試材にＣｒＯ３２０ｇ／ｌ、Ｎ　ａ　２　Ａ　Ｉ
　Ｆ　ｅからなるクロメート処理液をスプレー処理した
後フラットゴムロールで絞り、熱風乾燥した・ クロム付性ｅはスプレー処理時間で５〜２００Ｂ／ｒｔ
ｆの範囲とし、表−１に示した。

（３）　　樹脂皮膜処理 表−１に示す処理液組成、塗布清（乾燥重量）、乾燥温
度で処理した。

（比較例１） 供試材Ａに塗布型クロメートをＣｒ付着量で６０ｍｇ／
ｍ２塗布し、乾燥した。

クロメート液組成　　Ｃｒ０３２０　ｇｉｎＳｉ０２　
４０ｇ／文 （比較例２，３．４） 供試材Ａに実施例の（２）に記載したと同様のクロメー
ト処理を行ない、特開昭６０−５０１７９号等に使用さ
れているアクリル複合シリケートとエポキシ複合シリケ
ート（各々有機樹脂ニジリカゾル＝６０＋４０）とを７
０　：　３０の割合で混合した有機複合シリケート処理
液を６００．１０００、　１５００＋ｗｇ／ｍ２　（乾
燥重量）塗布し、１２０℃で乾燥した。

（比較例５，６．７） 供試材Ｂに比較例２，３．４と同様に処理した。

（比較例８） 供試材Ａに実施例の（２）に記載のクロメート処理でＣ
ｒ付着量を４０ｒｘｇ／ｒｒｒ′とし、その」二にカル
ボキシル基を１２モル％含有するカルボキシル化ポリエ
チレン系樹脂ディスパージョンの固形分１００ｆｉ量部
に対し、水溶性メラミン樹脂を固形分とし、１５重量部
及びコロダイルシリ力を固形分として２０重着部含む水
性液を塗布し、乾燥した。乾燥時の板温を９０℃とし、
皮膜付着量は２ｇ／ばであったの 性能試験方法および評価方法は次の通りである。

（１）＃食性 塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ−２３７１）による白鈷発生時
間で表わした。

（２）塗装性 アクリル系塗料（日本ペイント株製ヌパーラックＦ４７
）塗膜厚３０ＪＬ、乾燥１５０℃Ｘ２０分■　塗膜密着
性 １ｍｍ角の升目を１００個カッターナイフで素地に達す
る切り込みを入れた後、エリクセン試験機で７■押出し
、この凸部をテープ剥離し、塗膜の残り個数で評価した
。

＠　塗装後の耐食性 塗膜にカンタ−ナイフで鋼板素地に達するまでのクロス
カットを入れて、塩水噴霧試験を行ない、クロスカット
部の塗膜ふくれの程度で評価した。試験時間は５００Ｈ
ｒであった。

■　　塗膜ふくれＴｔＪｌ、５ｍｍ以内０　９膜ふくれ
ＩｔＪ　　Ｌ、Ｓ〜２．５ｍ厘Δ　　塗膜ふくれｉＪ　
　２．ｆｉ〜３．５■×　　塗膜ふくれ巾　３．８ｍ厘
以上 （３）酎溶剤性 アセトンをしみこませた脱脂綿でラビングテストを行っ
た。

Ｏ変化なし ×　　溶解剥離 （４）　ＩＮ１指紋性 ゴム栓に人工汁液（Ｎａ（ｄＬ、乳酸、尿素、ラノリン
含有液）を湿潤させ、めっき表面に強くスタンプし、人
工汁液のスタンプ跡の付着残存程度を下記のランクに分
けて評価した。

■　スタンプの跡が全く残らない ０　スタンプの跡がごく軽度に残る Δ　スタンプの跡が軽度に残る ×　スタンプの跡がはっきり残る （５）溶接性 連続スポット溶接試験条件 溶接電流　　　　　９５００Ａ 加圧力　　　　　　　２５０Ｋｇ 電極　　　Ｃｒ−ＣｕＣＦ型　６ｍｍφｍｍ時間　　　
　　　　　８Ｈｚ 上記条件で連続打点数を測定した。

連続打点数：１対の電極で正常なナゲツト形成ができな
くなり、鋼板と電極 が溶着するまでの溶接回数 表−４比較例の性能試験結果 〈発明の効果〉 本発明によるＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板は、従来
のＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板に比べて、低温乾燥
で耐食性、耐溶剤性に優れた処理皮膜が得られ、メツキ
ラインの大巾な設備改造をしなくても容易に製造できる
。

従来の有機皮膜では耐溶剤性、四アルカリ性能を得るに
は最低１００℃以北の乾燥温度（板温到達）が必要であ
ったが、本発明では、６０℃以上の乾燥温度でよい、ラ
イン製造玉１００℃から６０℃への低温乾燥化は乾燥設
備、エネルギーコスト面で非常に大きな、メリットとな
る。

同様の有機処理でも従来の処理に比べ耐食性、耐溶剤性
が著しく向上し、ユーザーでの使用分野が広くなった。

従来製品は脱脂が出きないめに使用分野の限定および取
扱いに注意を要した。

本発明は、取扱い時の指紋等による汚れは付きにくく、
かつプレス等で油を付着させても最絆的には有機溶剤脱
脂を行なうことができる。

しかも、スポット溶接の連続打点数も従来のＺｎめっき
鋼板と同等以上の性能が得られる。

以１−記述した通り１本発明によれば従来品よりも製造
が容易で、かつ格段に優れた耐食性、塗装性、耐溶剤性
、耐指紋性を具備するＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
を提供することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロム付着
   量が５〜２００ｍｇ／ｍ＾２であるクロメート皮膜を形
   成し、その上にカルボキシル基を３〜２０モル％含有す
   るカルボキシル化ポリオレフィン系水溶性または水分散
   性樹脂の固形分１００重量部に対し、スチレンブタジエ
   ンラバー（以下ＳＢＲと称す）５〜３０重量部およびコ
   ロイダルシリカ固形分で２〜６０重量部の範囲に含む組
   成の水性液を塗布し、板温６０℃以上になるように乾燥
   して皮膜を形成し、その付着量が０．３〜３ｇ／ｍ＾２
   となるよう処理することを特徴とする耐食性、塗装性お
   よび耐指紋性に優れたＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
   の製造方法。