JPS63307297A - 自動車用防錆鋼板の製造方法 - 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〉 この発明は、防錆性能が優れるのみならず、優れた塗装
性並びに塗装後の塗膜密着性を備え、自動車車体の内板
はもとより、外板としても好適なＺｎ系合金メッキ鋼板
、及びその製造方法に関するものである。

〈背景技術〉 近年、自動車車体の防錆性能に対する要求は益々厳しく
なり、その対策も一段と深刻化の度合を深めてきた。特
に、各自動車メーカーから自動車車体の穴あきや外面錆
抑制年月の長期化を図った防錆目標の引き上げ案が次々
と提案され、自動車用防錆鋼板の防錆性能向上策は緊急
の課題となっている。

ところで、現在、自動車用防錆鋼板の主流は、塗装性や
耐食性に優れているとの理由から、Ｚｎ−Ｆｅ合金メッ
キ鋼板及びＺｎ−Ｎｉ合金メッキ鋼板に代表されるＺｎ
系合金メッキ鋼板に移りつつある。もっとも、これらＺ
ｎ系合金メッキ鋼板は、これまで特に耐大あき腐食性に
優れていることに注目が寄せられて主として自動車の内
仮に使用されてきたが、外面錆抑制年月長期化目標の具
体化に伴ってＺｎ　−Ｆｅ合金メッキ或いはＺｎ−Ｎｉ
合金メッキを車体外装外面へ適用する検討が始まり、一
部Ｚｎ　　Ｆｅ合金メッキについてはその実用も試みら
れるようになってきた。

しかしながら、耐食性の点でより優れているとされるＺ
ｎ−Ｎｉ合金メッキ鋼板では、自動車用外板として要求
される性能に対して以下に示すような問題があり、改善
が望まれているのが現状であった。即ち、 ｆａｔ　　自動車用外板の外面性能として要求される大
きな特性の一つに塗膜の耐水密着性があり、現在、塗装
前処理として実施されるリン酸塩処理の改善に伴い、一
般鋼板等に対しては緻密な結晶を持った塗膜密着性の良
いリン酸亜鉛処理皮膜の形成も可能となったが、それで
もＺｎ−Ｎｉ合金メッキ面に対しては安定して満足でき
る化成皮膜形成が困難である。

（ｂ）　　自動車用外板にはカチオン電着塗装が欠かせ
ないが、カチオン電着塗装では塗装時の耐クレーターリ
ング性が大きな問題となり、ＺｎＮｉ合金メッキ面は該
耐クレーターリング性が良いとは決して言えないものも
ある。もっとも、この耐クレーターリング性を改善する
ためにＦｅメッキ又はＦｅ−Ｚｎメッキを施す手段もｆ
に案されてはいるが（特公昭５８−１５５５４号公報、
特公昭６０−５７５１８号公報）、このようなＦｅ系メ
ッキをＺｎ−Ｎｉ合金メッキの上層として施すと、耐ク
レーターリング性は向上するものの塗装後にも当然残存
するＦｅ系メ・ツキの存在により赤錆が発生し易くなり
、自動車用外板として極めて不利となる。

更に、カチオン電着塗装は化成処理仕上り外観。

の影響を受け、化成処理皮膜にムラがある場合にはカチ
オン電着塗装においてもそのムラを拾ってしまって塗装
外観を劣化することとなる。なお、この塗装欠陥は“中
塗り・上塗り塗装”を実施しても回避することが難しい
ものである。

そのため、塗装欠陥を防止するには均一な化成処理外観
を有せしめることは必須であるが、Ｚｎ　−Ｎｉ合金メ
ッキ面にはＺｎ酸化物が形成され易く、これによって均
一な化成処理皮膜が生成し難いことから、化成処理の均
一な外観を確保することが極めて困難である。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、上述のような観点から、防錆性能に優れ
ることは勿論のこと、塗装性、塗装塗膜の密着性等も良
好で、自動車車体の内板としても、また外板としても十
分に満足できる表面処理鋼板を安定して提供すべく、研
究を重ねた結果、以下に示される如き知見が得られたの
である。即ち、１）ＷＡ板板材材上Ｎｉ含有量を調整し
たＺｎ−Ｎｉ合金層をメッキするとともに、更に該Ｚｎ
−Ｎｉ合金メッキ層の外表面をメッキ浴乃至は他の酸液
にて活性化処理すると、化成処理性が格段に改善され、
化成処理に際して均一な化成処理皮膜が安定して形成さ
れるようになってカチオン電着塗装性が向上すると共に
、“塗膜の密着性”や“カチオン電着塗装時の耐クレー
ターリング性”の著しい改善作用を有するようになり、
Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層の優れた防錆能も加味され、総
じて自動車車体の外板としても十分に満足できる表面処
理鋼板が実現されること。

ｉｉ）前記したクレータ−リング現象についてはそのメ
カニズムに関して種々の説が報告されており、一般には
「電着塗装時のジュール熱の発生により部分的に熱硬化
した塗膜が生じ、その部分が焼付は後のレヘリング効果
を有していないため電着塗膜があばた状のクレータ−に
なる」との説が一４＝ 支持されているにも関わらず上記ジュール熱の発生が何
に起因するのかが十分解明されていなかったが、該ジュ
ール熱の発生は化成皮膜の不均一性によって生じる上、
該不均一性に依存しており、リン酸亜鉛皮膜等の化成処
理皮膜が均一でかつ微細であれば耐クレーターリング性
が向上するもので、前記表面処理鋼板の優れた耐タレ、
−ターリング性は、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層外表面のメ
ッキ浴乃至は他の酸液による活性化処理によって化成処
理性が顕著に改善されているためにもたらされること。

ｉｉｉ　）前記表面処理鋼板は、複数の処理槽を備えた
メッキ設備を使用して、まず所定のＺｎ−Ｎｉ合金電気
メッキを行い、続いて後続のメッキ浴又はその他の電解
処理液が満たされた処理槽中で該メッキ鋼板にアノード
処理、カソード処理或いは単なる浸漬処理を施して表面
活性化することで、作業性良く、かつ安定して製造でき
ること。

この発明は、上記知見に基づいて成されたものであり、 複数の処理槽を備えたメッキ設備にて、電気メッキによ
り被処理鋼板（銅帯を含む）表面にＮｉ含有量が８〜１
６重量％のＺｎ−Ｎｉ合金メッキを施し、次いでメッキ
浴中乃至は他の電解処理液中での処理により該Ｚｎ−Ｎ
ｉ合金メッキ層表面を活性化せしめることによって、塗
装性並びに塗装後の塗膜密着性に優れた自動車用防錆鋼
板を作業性良く、かつ安定して製造し得るようにした点
、 に特徴を有するものである。

ところで、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層表面の活性化処理手
段どしては、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ槽に続く処理槽に収
容したＺｎ−Ｎｉ合金メッキ浴又はその他の電解処理液
中にてアノード処理やカソード処理の電解処理を施す方
法が好ましいが、前記メッキ浴や電解処理液中に浸漬す
るのみの方法によっても良い。なお、この表面活性化処
理により、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層表面ではＺｎが優先
的に溶解し、僅かではあるがＮ＋リッチな表層が形成さ
れる。

ここで、電解処理に用いる“その他の電解処理液”とし
ては、硫酸、リン酸、塩酸、ギ酸等の酸液でも、また苛
性ソーダ、水酸化カリ、水酸化カルシウム等のアルカリ
液でも、更には硫酸ソーダ等を溶解した中性液でも構わ
ない。

また、この発明においてｒＺｎ−Ｎｉ合金メッキ層のＮ
ｉ含有量」を前記の如くに数値限定したのは次の理由に
よるものである。

即ち、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキでは、一般にＮｉ含有量に
よって耐食性が大きく異なるものであって、理論的には
Ｎｉ含有量２１０〜１６重量％でγ単相となるので耐食
性が良＜、Ｎｉ量：１０重量％未満で　　、は（Ｔ＋η
）の混和に、またＮｉ量が１６重重量を越えると（γ＋
β）の混和になるので何れもメッキ層内の相間でガルバ
ニック電池を形成し、耐食性に悪影響が出ると考えられ
る（ここで、γ相はＮｉ５Ｚｎ２＋又はＮｉ３Ｚｒ＋ｚ
ｚであり、β相はＮｉＺｎの金属間化合物である）。と
ころが、実験に裏付けられた検討によって、Ｎｉ含有量
：８〜１６重量％で良好な耐食性が得られ（特に１２〜
１３重量％が好ましい）、この範囲を外れると所望の耐
食性を示さなくなることが判明した。従って、Ｚｎ−Ｎ
ｉ合金メソキ層のＮｉ含有量を８〜１６重量％と定めた
。

続いて、この発明を実施例によって比較例と対比しな力
槌具体的に説明するが、これは飽くまでも一例示に止ま
るものであり、この発明が該実施例によって制限される
ものでないことは勿論である。

〈実施例〉 竪型メッキ槽を１４槽備えた電気メンキラインを使用し
、板厚：０．８＋ａｍ、板幅：９１３菖■の冷延鋼板に
、前処理として常法通りのアルカリ電解及び硫酸電解を
施して表面清浄化を行った後、メッキ槽の第１〜１３槽
で、 メッキ液組成：　Ｚｎ”−３０ｇ／　１２、Ｎｉ２＋・
・・６０ｇ／１２゜ 硫酸ソーダ・・・５０ｇ＃！、 酢酸ナトリウム・・・２０ｇ＃！、 メッキ液のｐＨ：　１．５〜２．５、 メッキ浴温度＝５０〜６０℃、 にて、各セル（槽）毎に通電を入・切するとともに電流
密度を２０〜１５０Δ／ｄｍ”の範囲で調整してＺｎ−
Ｎｉ合金を電気メッキし、引き続いて更に第１４槽でＺ
ｎ−Ｎｉ合金メッキ層外面の活性化処理を行った（一部
比較例では活性化処理を省略）。

なお、このときの活性化処理においては、処理液として
Ｚｎ−Ｎｉメッキ液又は０．２Ｎの硫酸溶液を使用した
が、硫酸溶液中でのアノード処理条件は１０　Ａ／ｄｍ
”　Ｘｌ、５ｓｅｃであり、カソード処理条件は１５　
Ａ／ｄｍ２Ｘ１．５ｓｅｃであった。また、ラインスピ
ードは８０〜１５０　ｍ　／ｍｉｎであり、その他の条
件は第１表に示される通りであった。

次に、このようにして得られたＺｎ−Ｎｉ合金メッキ鋼
板につき、円筒絞り試験にて成形性を調べるとともに、
塗装下地処理として日本パーカライジング（株）社の”
　Ｂ　Ｔ−３０２０（商品名）”を使用した化成処理と
、日本ペイント（株）社の“パワートップＵ−３０（商
品名）”を使用した２０μ厚のカチオン電着塗装と、メ
ラミン・アルキッド塗料によるそれぞれ３５〜４０μの
中塗り塗装及び上塗り塗装とから成る３コート処理を施
し、化成処理性、耐水密着性、耐クレーターリング性並
びに耐外面錆性を評価した。

なお、耐水密着性のテスｌ〜には、５０°Ｃの脱イオン
水中に１０日間浸漬した後、塗膜に２１１間隔の基盤目
切り傷を入れてテープ剥離し、そのときの塗膜残存率を
調査する方法を採用した。

また、耐クレーターリング性のテストには、電着塗装の
際に瞬時に設定電圧を印加する方法で電着電圧を上昇さ
せ、その時にクレータリングを生じる電圧を測定する手
段を採用した。

更に、耐外面錆性は、塗装板にクロスカットを入れて屋
外暴露を行い、週に２回の割で３％ＮａＣ１溶液を散布
しつつ半年間経過した後の赤錆発生の有無、及びクロス
カットからの片側クリープ幅によって評価した。

これらの結果を、メッキ付着量並びにＺｎ−Ｎｉ合金メ
ッキ層のＮｉ含有量と共に第１表に併せて示す。

第１表に示される結果からも、この発明によって耐水密
着性、耐クレータ−リング性、耐外面錆性及び成形性が
共に優れ、自動車車体の内板はもとより、外板として使
用しても十分に優れた性能を発揮する防錆鋼板が得られ
るのに対して、製造条件がこの発明の規定から外れ、従
ってこの発明で規定する条件を満たさないメッキ鋼板は
前記何れかの性能に欠けており、今後の目標とされる自
動車用防錆鋼板には適しないことが明らかである。

〈総括的な効果〉 上述のように、この発明によれば、車体の内板としての
使用或いは外板としての使用を問わず、何れに適用して
も優れた性能を発揮する自動車用防錆鋼板を作業性良く
安定して量産することが可能となり、自動車の耐久性を
一段と向上できるなど、産業上極めて有用な効果がもた
らされるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の処理槽を備えたメッキ設備にて、電気メッキによ
   り被処理鋼板表面にＮｉ含有量が８〜１６重量％のＺｎ
   −Ｎｉ合金メッキを施し、次いでメッキ浴中乃至は他の
   電解処理液中での処理によって該Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ
   層表面を活性化せしめることを特徴とする自動車用防錆
   鋼板の製造方法。