JPS627539A - 溶接性、加工性、耐食性の優れた塗装鋼板 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、溶接性、加工性、耐食性の優れたジンクリッ
チ塗装鋼板に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 現在、北米やカナダでは、冬期の自動東スリップ事故防
止のため、岩塩散布による道路の凍結防止がなされてい
る。ところが、自動車の腐食の面からは、塩水による苛
酷な腐食環境にさらされており、特に自動車の車体の下
回り等の袋構造を有する塩水の溜りやすい部位に対する
防食対策として、自動車メーカーでは、車体構造および
塗装システムの改善とともに、素材面では高耐食性の表
面処理鋼板を使用している。このような自動車用表面処
理鋼板には、亜鉛系めっき鋼板の他に、有機被覆鋼板と
してのジンクリッチ塗料を塗布した塗装鋼板がある。

一般に、自動車の車体の製造工程は、上記塗装鋼板をプ
レス成形→組立て→塗装する工程から成り、自動車用鋼
板の性能としては、プレス作業性の面から、加工性、車
体組立て時のスポット溶接性が耐食性とともに要求され
る。

現在、自動車用鋼板として使用されているジンクリッチ
塗装鋼板は、８０％以上の亜鉛粉末を含存し、塗膜厚が
１２〜１７μｌのジンクリッチ被膜層な有する。

このようなジンクリッチ塗装鋼板については、塗膜中の
亜鉛粉末の含有■と塗膜厚が、自動車用鋼板に要求され
る性能、溶接性、加工性、耐食性に大きく彫晋する。現
在使用されているジンクリッチ塗装鋼板は、溶接性、加
工性、耐食性のバランスのとれた設計がなされているも
のの、自動車用鋼板として十分な性能を備えてムるとは
言い難い。

すなわち、このような塗装鋼板においては、塗料中の亜
鉛粉末が８０％以上と高配合量であること、塗膜厚が約
１５μｍと厚いため、亜鉛の電気化学的防食効果と塗膜
のバリヤー効果によって、平板部の耐食性は良好である
が、塗膜中の亜鉛粉末が高配合量であるため、塗膜の伸
びが悪くなり、また膜厚が厚いため、加工部では、塗膜
が剥離し易く、ジンクリッチ被膜による防食効果がなく
なる。

加工性については、プレス成形加工時に塗膜が剥離して
パウダリング現象が起り易く、プレス作業性の面で問題
がある。

溶接性については、塗膜中の亜鉛配合量が高く、塗膜の
導電性を増しているが、膜厚が厚いため存機物付着によ
る電極表面の電気抵抗の増加に伴なう電極の消耗が速く
、連続スポット溶接性としても不十分である６ 〈発明の目的〉 従って、本発明の目的は、上述の従来塗装鋼板の欠点を
解決し、溶接性、加工性、耐食性のすべての性能の優れ
たジンクリッチ塗装鋼板を提供することにある。

〈発明の構成〉 本発明者らは、鋼板上にクロメート処理被膜層と亜鉛粉
末を６５〜８０ｗｔ％含有するジンクリッチ塗膜層から
成る塗装鋼板において、素材鋼板として亜鉛系めっき鋼
板、クロメート処理およびジンクリッチ塗料への添加剤
について鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。

すなわち、本発明は、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にク
ロメート被膜層と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層
を形成して成る塗装鋼板において、Ｎｉ含有量が５〜２
０ｗｔ％、めっき付着量が５〜３０　ｇ／ｍ２であるＺ
ｎ−Ｎｉ合金めっき層と、クロム付着量が１０〜５０　
ｔｔｒｇ／ｌｎ２のクロメート被膜層と、オルガノシリ
カゾル（Ａと略記する）およびクロム系防錆顔料（Ｂと
略記する）を含有し、その含有割合が塗料不揮発分に対
し！≦Ａ≦５（ｗｔ％）、２≦Ｂ≦８（ｗｔ％）であり
、かつ亜鉛粉末の含有量が塗料不揮発分に対し６５〜８
０ｗｔ％であるジンクリッチ塗料を塗布、乾燥して得た
膜厚３〜ｌＯμｌのジンクリッチ被膜層とを有すること
を特徴とする溶接性、加工性、耐食性の優れた塗装鋼板
を提供するものである。

本発明はまた、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメー
ト被膜層と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層を形成
して成る塗装鋼板において、Ｎｉ含有量が５〜２０ｗｔ
％、めっき付着量が５〜３０ｇ／ｍ′であるＺｎ−Ｎｉ
合金めっき層と、クロム付着量がｌＯ〜５０１ｇ／ＩＩ
＋２のクロメート被膜層と、オルガノシリカゾル（Ａと
略記する）、クロム系防錆顔料（Ｂと略記する）、およ
び司滑性付与剤（Ｃと略記する）を含有し、その含有割
合が塗料不揮発分に対し、１≦Ａ≦５（ｗｔ％）、２≦
Ｂ≦８（ｗｔ％）、　０．２≦Ｃ≦５（ｗｔ％）であり
、かつ亜鉛粉末の含有量が塗料不揮発分に対し６５〜８
０ｗｔ、％であるジンクリッチ塗料を塗布、乾燥して得
た膜厚３〜ｌＯμｌのジンクリッチ被膜層を有すること
を特徴とする溶接性、加工性、耐食性に優れた塗装鋼板
を提供するものである。

以下、本発明を更に説明する。

高耐食性のジンクリッチ鋼板を得るため、素材調板とし
て、犠牲防食性を有する亜鉛系めっき鋼板について検討
したところ、苛酷な腐食環境においては、通常の亜鉛め
っき鋼板を用いた場合、下地の亜鉛めっき層の亜鉛の溶
出速度がきわめて速いため、塗膜面にブリスターを生じ
て塗膜剥離を引き起し、防食性能が低下することがわか
った。

ところが、亜鉛の溶出速度が適当にコントロールされた
合金化学鉛めっきのうちでも、特にＺｎ　−Ｎｉ合金め
っき鋼板を使用することにより、耐食性の優れたジンク
リッチ塗装鋼板が得られた。

本発明で用いるＺｎ−Ｎｉめっき鋼板は、Ｎｉ含有量が
５〜２０重量％が好ましい。Ｎｉ含有量が５ｗｔ％未満
では、亜鉛の溶出速度が速くてブリスターが発生し易く
、２０冑Ｌ％を越えると、亜鉛による犠牲防食効果が小
さくなる。一方、めっき付着量については、５〜３０ｇ
／ｍ２が好ましい。５　ｇ／ｒｎ”未満では十分な防食
効果がなく、３０　ｇ／ｒｎ”を越えると経済性の面か
ら不利である。

本発明では、このようなＺｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板を素
材鋼板として使用し、その上にクロメート処理を施し、
さらにジンクリッチ塗料を塗布するものである。

本発明で用いるクロメート処理は、一般的なりロメート
処理液でよいが、最適な付着量を確保するためには、反
応型クロメート処理よりもむしろ塗布型クロメート処理
が適当である。これをロール等により塗布した後、板温
約６０〜１５０ｔ：で乾燥して、クロメート被膜層を鋼
板上に形成させる。

クロム付着量としては、１０〜５０ｍｇ／ｍ２が望まし
い。１０ｍｇ／ｒｎ”未満では目的とする耐食性が得ら
れず、５０［ｌＩｇ／ｒｒ！′を超えると、加工性、溶
接性が低下してくる。

さて上記クロメート被膜上にジンクリッチ被膜層を形成
するために本発明で用いるジンクリッチ塗料は６５〜８
０ｗｔ％の高配合量の亜鉛粉末を含有する有機系の一般
のジンクリッチ塗料をベースとしている。有機樹脂とし
てはエポキシ系樹脂が好ましいが、他の樹脂でもさしつ
かえない。このようなジンクリッチ塗料を用いた鋼板で
は、塗膜中の亜鉛粒子同志の接触が保たれ、塗膜自体が
導電性を有し、電気化学的防食効果も有効に働き、溶接
性、耐食性の面からは有利である。しかし、加工性の面
からは塗膜の伸びが悪くなり問題があった。

そこで、本発明においては、塗膜中の亜鉛粉末（平均粒
径は２．０〜２０μｍが好ましい）の配合量を塗料不揮
発分に対し６５〜８０ｗｔ％に維持し、加工性を改良す
るために塗膜厚を３〜ｌＯμｌと薄くする。亜鉛粉末の
配合量が６５ｗｔ％未満では溶接性が悪くなり、８０ｗ
ｔ％を超えると加工性が悪くなる。塗膜厚が３μ１未満
では均一な塗膜を得ることが困難で耐食性も劣り、１０
μｍを超えると加工性だけでなく溶接性も低下する。

耐食性の向上を目的として、本発明においては、コロイ
ダルシリカ表面のシラノール基をアルキル置換し、疎水
化処理したものであるオルガノシリカゾルを配合する。

本発明に使用することのできるオルガノシリカゾルの種
類としては、分散媒としてメタノール５０．ツー７．、
イツア。２、ツー７５１．ｆ７．ヤ。ッ７．１７−０、
。６゜７．あ６゜　　　　　　　　　ｉオルガノシリカ
ゾルの添加により、５ｉ−Ｒ（Ｒ：アルキル基など）に
よる鋼板表面の疎水化、オルガノシリカゾル自体の被膜
形成によって、高耐食性被膜が形成されるものと思われ
る。オルガノシリカゾルの配合量としてはオルガノシリ
カゾルの固型分として塗料不揮発部に対し、１〜５ｗｔ
％が通当である。配合量が１ｗｔ％未満では耐食性が劣
るし、５ｗｔ％を超えると、塗膜の通電性が悪くなり、
溶接性が低下するからである。

また更なる耐食性の向上を目的としてクロム系可溶性防
錆顔料を、塗料不揮発分に対し、２〜８ｗｔ％含有させ
る。クロム系可溶性防錆顔料としては、ジンククロメー
トのうち（ＺＰＣ：　　に２０・４ＣｒＱ３　・４Ｚｎ
０・３Ｈ２０）または（ＺＴＯ：　Ｚｎ　ＣｒＯ４・　
４Ｚｎ（ＯＨ）２）およびストロンチウムクロメート（
ＳｒＣｒ０４　）が存効である。これら防錆顔料の添加
量は、塗料不揮発に対し２ｗｔ％未満では防錆効果がな
く、８ｗｔ％を超えると塗膜にブリスターを発生し易く
なる。

また、加工性の向上を目的として、潤滑性付与剤を添加
するのが良い。潤滑性付与剤としては、二硫化モリブデ
ン、有機モリブデン（モリブデンジチオカーバメイトあ
るいはモリブデンジチオフォスフェートなど）、または
ポリ四フッ化エチレンおよびこれらを組み合せて用いる
ことができる。添加量は潤滑性付与剤の種類によって異
なるが、塗膜中に０．２〜５．Ｏｗｔ％含有するとが好
ましい。０．２ｗｔ％未満では、加工性が向上せず、５
．０ｗｔ％を超えると、更なる加工性向上は期待できず
、むしろ、塗料中に添加した場合、増粘し、塗装性が悪
くなる。

〈実　施　例〉 以下、本発明を実施例につき具体的に説明する。

（＋）試験片の作製 厚さ０．８　ｍｍのＺｎ−Ｎｉめフき鋼板上に、クロム
酸を主体とする塗布型クロメート処理液をロールコータ
−で塗布し、１５０’Ｃで９０秒加熱乾燥した。

放冷後、直ちにエポキシ樹脂をベースとし、第１表に示
す添加物を含有するジンクリッチ塗料をロールコータ−
で塗布し、２７０　’Ｃで９０秒焼き付けて試料を作製
した。これを第１表にまとめて示す。

（２）上記試料について、以下に示す試験を行なって性
能を評価した。

■　連続スポット溶接試験を以下の条件で行ない、ｉｏ
ｏ点毎に３０Ｘ１００ａｍの試験片に溶接し、引張剪断
強度が４００ｋｇ以上確保できるまでの打点数で評価し
た。

溶接面：塗膜−冷延面 加圧力：２００ｋｇ 電　　　流＝８．５　にＡ 通電時間：１０サイクル 電　　極：Ｒ４０（ラジアス型） 材質　クロム−銅 ■　加工性試験 ブランク径６９ｎｏｎφ、ダイス径３３ｍｍφで、２５
ｆｆｌＩＩ＋高さまでカップ絞り加工し、加工部をセロ
ハンテープで３回くり返し剥離し、以下のように被膜剥
離量で加工性を評価した。

剥＊Ｍ＝（ブランクの重量） −（剥離後のカップ重量） 加工性評価　◎：　被膜剥離量　３ｍｇ以下Ｏ：　　〃
　　　　３〜５ｍｇ △：　　〃　　　　５〜２０ｍｇ ｘ：　　　　／／　　　　　　２０ｔｎｇ以上■　耐食
性試験 表面にクロスカットを入れた試料および■に示した条件
で円筒絞り加工をした試料を、塩水噴霧４時間、乾燥（
６０’ｅ）２時間、湿拐（５０℃、Ｒ８９５％以上）２
時間を１サイクルとする複合腐食試験法により試験し、
赤錆発生状態から平板および加工部の耐食性を評価した
。

耐食性評価（１００サイクルでの赤錆発生状Ｒ）◎：赤
錆発生面積率　　　　　　０％ Ｏ：　　〃　　　　　　　　１〜３％ △：　　〃　　　　　　　　３〜５％ ×：　　〃　　　　　　　　　　５％以上第１表に本発
明例、比較例の性能試験結果を示した。第１表から明ら
がなように、本発明の塗装鋼板は従来のジンクリッチ鋼
板に比べて、溶接性、加工性、耐食性、すべての性能に
おいて優れており、また、本発明においては、Ｚｎ−Ｎ
ｉ合金めっき鋼板、塗布型クロメート処理および平均粒
径２．０〜２０．０μｍの亜鉛粉末、クロム系防錆顔料
およびオルガノシリカゾルを含有するジンクリッチ塗料
の塗布処理を組合せることによって、本発明の目的を達
成することができる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、耐食性のすぐれたＺｎ−Ｎｉ合金めっ
き鋼板上に、クロメート処理被膜および亜鉛粉末、クロ
ム系防錆顔料を含存するジンクリッチ塗料被膜を形成さ
せることにより、従来のジンクリッチ鋼板にくらべて、
溶接性、加工性および耐食性のすべての性能において溝
かに優れたジンクリッチ鋼板が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメート被膜層
   と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層を形成して成る
   塗装鋼板において、 Ｎｉ含有量が５〜２０ｗｔ％、めっき付着量が５〜３０
   ｇ／ｍ＾２であるＺｎ−Ｎｉ合金めっき層と、クロム付
   着量が１０〜５０ｍｇ／ｍ＾２のクロメート被膜層と、
   オルガノシリカゾル（Ａと略記する）およびクロム系防
   錆顔料（Ｂと略記する）を含有し、その含有割合が塗料
   不揮発分に対し１≦Ａ≦５（ｗｔ％）、２≦Ｂ≦８（ｗ
   ｔ％）であり、かつ亜鉛粉末の含有量が塗料不揮発分に
   対し６５〜８０ｗｔ％であるジンクリッチ塗料を塗布、
   乾燥して得た膜厚３〜１０μｍのジンクリッチ被膜層と
   を有することを特徴とする溶接性、加工性、耐食性の優
   れた塗装鋼板。
2. （２）Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき鋼板上にクロメート被膜層
   と、さらにその上にジンクリッチ塗膜層を形成して成る
   塗装鋼板において、Ｎｉ含有量が５〜２０ｗｔ％、めっ
   き付着量が５〜３０ｇ／ｍ＾２であるＺｎ−Ｎｉ合金め
   っき層と、クロム付着量が１０〜５０ｍｇ／ｍ＾２のク
   ロメート被膜層と、オルガノシリカゾル（Ａと略記する
   ）、クロム系防錆顔料（Ｂと略記する）、および潤滑性
   付与剤（Ｃと略記する）を含有し、その含有割合が塗料
   不揮発分に対し、１≦Ａ≦５（ｗｔ％）、２≦Ｂ≦８（
   ｗｔ％）、０．２≦Ｃ≦５（ｗｔ％）であり、かつ亜鉛
   粉末の含有量が塗料不揮発分に対し６５〜８０ｗｔ％で
   あるジンクリッチ塗料を塗布、乾燥して得た膜厚３〜１
   ０μｍのジンクリッチ被膜層を有することを特徴とする
   溶接性、加工性、耐食性に優れた塗装鋼板。