TW539767B - Galvanized steel plate for use in vehicle body - Google Patents

Description

539767 A7 B7 五、發明說明（1 ) 【發明之技術領域】 本發明主要係用於汽車車體之用途，詳細言之，係用 於汽車外板之兼具有耐蝕性、加工性之鋅系鍍鋼板的發明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【先前技術】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般用於汽車車體用途之鋼板，對耐蝕性與加工性之 要求已經逐漸趨向嚴苛。特別是有關耐蝕性方面，在稱爲 門緣部分之鋼板與鋼板之接合部分常會產生孔狀侵蝕等問 題，此部份因一般塗裝並未能附著，故常要求裸鋼板應具 有耐蝕性。爲改善此耐蝕性，一般係廣泛地使用鍍有2 0 至3 0 g/m 2之薄Ζ η - N i系合金，或於其上再加鍍鉻 合金被膜以形成有機被膜之鋼板。此鋼板雖具有充分之耐 蝕性、加工性，但因上層有機被膜具有絕緣層，故於電塗 裝時容易產生塗佈不均，而會產生不易得到具有均勻塗裝 外觀等問題。此外，亦會有使用高價鎳或，含有有害之6 價鉻等問題。又，亦有使用增加鍍量之純鍍鋅鋼板或，鋅 鐵合金鍍鋼板等，但一般而言，增加鍍量時雖可增加耐蝕 性但卻造成加工性惡化，因此欲取得具有高度平衡之兩性 能係極爲困難的。 爲解決上述問題，本發明者們先前提出了於鋅系鍍鋼 板或具有隣酸鋅系化成被膜之鋅系鍍鋼板上塗佈含有鱗酸 二氫鎂之水溶液後使其乾燥以形成被膜之方法。此方法中 ，雖可製得兼具良好耐鈾性、加工性等性能，但在考慮到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) · 4 - 539767 A7 __ B7 五、發明說明（2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 汽車外板用途時，並非最佳之被膜構造方式。即，作爲汽 車外板用途時，因外面與內面所要求之特性並不相同，如 前所述般，對於孔狀侵蝕需具有高度耐蝕性要求者主要爲 內側面，而外側面除耐蝕性外，更要求塗裝之適合性或耐 剝落性。本發明者們先前所提案之方法，雖具有充分之耐 孔狀侵蝕性，但依塗裝條件或使用環境之不同，其耐剝落 性並難謂充分。 【發明之目的】 本發明，即是以解決上述缺點，而提供一種具有高度 平衡之耐蝕性與加工性的最適合汽車外板用鋼板之被膜構 造爲目的。 【發明之內容】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之主要內容，係提供一種可用於汽車車體之兩 面具有鍍膜的鍍鋅系鋼板，其特徵爲，相當於汽車車體外 部之面上具有磷酸鋅被膜，且相當於內部之面上則具有由 磷酸鋅被膜與含M g之磷酸鹽被膜所得之複合磷酸鹽被膜 。又，前記複合磷酸鹽被膜係含有2w t %以上之Mg， 且以具有〇 · 5 g/m2以上之附著量爲佳。 【發明之實施形態】 本發明所使用之鋅系鍍並未有特別之限定，純鍍鋅、 合金鍍等皆可以使用，其雖可得到良好的耐蝕性、加工改 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539767 A7 B7 五、發明說明（3) 善等效果，但就製造之成本而言，以電鍍鋅、熔融鍍鋅、 合金化熔融鍍鋅等爲佳。又，單層鍍、多層鍍等皆可使用 ，又亦可於N i 、C u等預鍍層上再形成鍍鋅層亦可。 鍍鋅系鋼板之相當於內側面與相當於外側面上各自設 置有磷酸鋅被膜。鍍鋅系被膜上所形成之磷酸鋅被膜可使 用一般所使用者即可，例如可使用含有Ζ η離子、磷酸離 子等市售處理液以形成之被膜。磷酸鋅被膜之附著量一般 以0 · 3至2 g /m 2左右爲佳，低於下限時，則耐蝕性、 加工性並不充分，超過上限時，其熔接性極易惡化。磷酸 鋅處理一般係使用浸漬法或噴霧法處理，故無法使裏外側 之附著量產生差異性，又，使用相同附著量亦屬可行，例 如若可以對表裏側使用各別噴霧處理之方式控制表裏側之 附著量時，對於汽車外面所使用側面之附著量，以較用於 內面所使用之附著量爲低（例如，0 · 1至1 · 5 g /m 2 )者爲佳。外側面所使用之面，若其附著量爲0時，會造 成熔接性惡化或因表裏面摺動性之差異而使加工性惡化， 故最低應以具有0 . 1 g /m 2左右之附著量爲佳。 就耐蝕性、加工性之觀點而言，磷酸鋅被膜中，以再 含有1種或2種以上Ni 、Mn、Mg、Co、Ca、 C u、A 1爲佳，此時，以將磷酸鋅處理液中使用含有前 記金屬離子水浴處理即可。又，被覆於相當爲外側面之面 上的磷酸鋅被膜與被覆於相當爲內側面之面上的磷酸鋅被 膜，可爲相同之組成內容或不同之組成內容皆可。 相當於內側面之面上，該磷酸鋅被膜上可塗佈含有 丨丨：---7-----·裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 539767 A7 ___ B7 五、發明說明（） M g之磷酸鹽水溶液，在經乾燥後即可形成含有M g之碟 酸鹽被膜，或可於磷酸鋅被膜上，層合含有Mg之磷酸鹽 被膜以形成複合磷酸鹽被膜，而達到具有極佳之耐孔狀侵 蝕性能。塗佈含M g之磷酸水溶液乾燥被膜，僅限於要求 具有高度耐蝕性之汽車內側面所使用之面上，相當爲外側 之面上則不需要此處理，外側面若形成有上記被膜時，會 造成耐鑿切性惡化情形。形成於相當於內側面上之被膜， 以磷酸鋅被膜與含有M g之磷酸鹽水溶液之塗佈乾燥被膜 所得複合被膜之總量，以附著量爲0 · 5 g /m 2以上， M g爲2 w t %以上爲佳，此種情形下可得到良好的耐蝕 性。就加工性之觀點而言，複合磷酸鹽被膜總附著量之上 限以2 · 5 g /m 2以下爲佳。 含M g之磷酸鹽水溶液，例如以具有 M g ( Η 2 P〇4 ) 2組成之水溶液爲佳，就常用性而言， 以市售之重磷酸M g水溶液（例如米山化學工業公司製） 爲最佳。此些水溶液在使用滾筒塗覆器等塗佈單面（內面 )後，再予乾燥即可製得複合磷酸鹽被膜。 【實施例】 以下爲本發明之實施例，但本發明並不受下記實施例 所限定。 試料之調製（實施例1至5與比較例1至-3 _) 基材係使用電鍍鋅鋼板（板厚0 · ’測定量 30g/m2/單面），在進行表面處理（日本派克萊斯公 J ^-------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7 - 539767 A7 B7 五、發明說明（5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 司製P 1 — Ζ η )後，使用日本派克萊斯公司製磷酸鋅處 理浴（Ζη離子〇·7g/l ，Ni離子2·Og/丄， 磷酸離子6·5g/l ，硝酸離子6g/l ，氟化物 0·2g/l)進行噴霧處理。磷酸鋅被膜之附著量係以 處理時間進行調整至表裏兩面皆達1 g /m 2爲止。鱗酸鋅 處理後，將稀釋至8 %的重隣酸M g之水溶液以滚筒塗覆 器分別塗佈於表裏兩側面，以將鋼板溫度升至1 1 〇它之 方式乾燥，隨後放冷。實施例1至5中，僅塗佈相當於內 側之板面上，比較例2、3則兩面皆予以塗佈。比較例1 則未有任何塗佈處理。重磷酸M g之塗佈乾燥被膜重量可 以控制滾筒塗覆器之迴轉數目之方式調整。對於塗佈有重 磷酸Mg之面上，則將複合磷酸鹽被膜之重量調整至表1 所示之數値。塗佈防鏽油（派克興產公司製諾克5 3 0 F 6 0 )並放置1日後，作爲評估之樣品。 試料之調製（實施例6至7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於前記磷酸鋅處理浴中加入Mg濃度爲3 0 g/ 1之 硝酸M g溶液，隨後於兩側面上形成1 · 2 g /m 2之M g 量約爲4 w t %之含磷酸鋅被膜。除此以外，其他皆依前 記例示相同之方法進行處理，僅對相當於內側板面塗佈磷 酸Mg水溶液，並形成如表1附著量之複合磷酸鋅被膜。 評估方法 「複合磷酸鋅被膜之附著量」；將於相對面貼附有膠 布之4 0 m m 4樣品浸漬於鉻酸溶液後將被膜去除，將前 後之附著量差以定量方式算出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 · A7

539767 五、發明說明（6 ) 複合磷酸鋅被膜中之M g %」：使用前記鉻酸溶液 作爲溶解液’以I C P分析方式將被膜中之M g量進行定 量’並算出M g。 「耐剝落性」；將7 Ο X 1 5 0 m m之樣品依序經鹼 去脂 '汽車用化成處理、汽車用3層塗裝（陽離子電塗裝 ’中間塗裝35μ，上層塗裝35//)之步驟後， 於冷卻至2 0 °C之狀態下，使用5 m m左右之石頭，以 5〇〇g/分鐘、3kgf/cm2之壓力於90°角度下 身寸& ’將塗膜凸起之部分以刀片去除後，總剝離面積以圖 像解析法算出（X:超過500mm2，△: 200〜 500 mm 2，〇：1〇〇 〜200mm2，©: 1〇〇 m m 2以下）。 「耐侵蝕性」：將樣品以市售之洗淨油洗淨後，進行 U型彎曲加工（樣品寬7 〇 m m，B H F = 1 t ο η，加 工高度=7 0 m m，彎曲部分沖模R = 5 m m，彎曲部分 凹模=3 m m，沖模R = 5 m m，凹模R = 5 m m，加工 速度=2 5 s p m )，將其側面（凹模側）切出，經去脂 後，將端面與內側面以膠布封住，隨後進行C C T試驗+。 經1 0次循環後觀察紅色鏽斑之發生狀態。^ ◎」：0 % ，「〇」：低於1 % ，「△」：1至1 0 % ，「X」： 1 0 %以上。 * C C T試驗條件：鹽水噴霧（5 % N a C 1 ，3 5 )6小時一乾燥（5 0 °C，4 5 % R Η ) 3小時—潤濕（ 5 0 t，9 5 % R Η ) 1 4 小時—乾燥（5 0 °C，4 5 % (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝i_ -丨_丨訂·丨丨！-丨I - - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 539767 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（'） R Η ) 1小時，爲1次循環。 「加工性」：以市售洗淨油洗淨後，使用萬能拉伸試 驗機測定其L D R (臨界拉伸比）。加壓條件爲B H F = 1 t ο η，沖模徑=4 〇 m m 0，又，將相當於內板之面 作爲沖模面。（X : LDR値〜2，△: 2 · 0〜2 · 2 ，〇：2·2 〜2·3，（§):2·3 〜） 表1係顯示測定之結果，於本發明規定以外之部分， 無論任何性能皆顯示出惡化之傾向。 [表1】 相當於外板 相當於內板 加工性 面之重磷酸 性能耐剝落 面之複合磷 Mg塗佈量 (g/m2) 性 酸鹽被膜量 (g/m2) Mg% 性能耐蝕性 實施例 1 0 ◎ 1.5 3.0 ◎ 〇 2 0 ◎ 2.0 4·5 ◎ 〇 3 0 ◎ 2.2 4.9 ◎ 〇 4 0 ◎ 1.2 1.5 〇 〇 5 0 ◎ 1.5 3.0 ◎ 〇 6 0 ◎ 1.4 4.7 ◎ ◎ 7 0 ◎ 1.4 4.7 ◎ ◎ 比較例 1 0 ◎ 1.0 0.0 X Δ 2 0.5 Δ 1.5 3.0 ◎ 〇 3 0.9 X 2.2 4.9 ◎ △ 試料之調製（實施例8至1 〇與[±較例4 ) 依先前實施例1至5相同之方法，施以附著量〇 · 5 g / m 2之磷酸鋅處理。隨後，將重磷酸M g水溶液稀釋至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)77(Γ--- ------：-----4^裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 539767 A7 ------B7 五、發明說明（8 ) 8 %之液體以條狀塗覆機僅塗佈一側面（內面），使到達 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 板溫度1 1 0 °C之方式使其乾燥後放冷，將塗佈量作各種 變更’以製作實施例8至1 0與比較例4之樣品。塗佈防 鏽油（派克興產公司製諾克5 3 0 F 6 0 )並放置1日後 ’作爲評估之樣品。 誌料之調製（實施例1 1至1 2與比較例5 ) 除將磷酸鋅被膜之附著量設定爲〇 · 2 g /m 2以外， 依前記之相同方法進行調製。 評估之方法亦與前記例示相同。 如表2所示結果，於外側面之耐剝落性上，皆顯示出 「◎」之良好效果，表中僅顯示出內側面之耐蝕效果。於 本發明規定條件以外之範圍，其耐蝕性皆不佳。 【表2】 相當於內板面之 複合磷酸鹽被膜 里 (g/m2) Mg% 性能耐鈾性 加工性 實施例 8 0.7 2.6 ◎ 〇 9 0.9 4.0 ◎ 〇 10 1.2 5.3 ◎ 〇 11 0.6 6.0 ◎ 〇 12 0.9 7.0 ◎ 〇 比較例 4 0.6 1.7 Δ 〇 5 0.4 4.5 X 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【發明之效果】 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） : 539767 A7 五、發明說明（ 依本發明之內容’可製得使汽車外板用途中所尋求特 注具有局度平衡性之鍍鋅系鋼板。本發明之鋼板具有優良 的各種特性’又，不使用6價之鉻等有害物質，此外，製 造方法簡便且費用亦低廉，而極適合作爲汽車車體用鋼板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 裝* —丨丨丨_訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12-

Claims (1)

1. 539767

   申請專利範 第89121719號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國φ華1月月 正 1 · 一種汽車之車體用鍍鋅系鋼板，其爲汽車車體用 之兩面具有鍍膜的鍍鋅系.鋼板，其特徵爲，相當於汽車車 體外部之面上具有磷酸鋅被膜，且相當於內部之面上則具 有由磷酸鋅被膜與含M g之磷酸鹽被膜所得之複合磷酸鹽 被膜。 2 ·如申請專利範圍第1項之鋼板，其中，前記複合 磷酸鹽被膜係含有2 w t %以上之M g，且具有0 . 5 g / m 2以上之附著量。 3 .如申請專利範圍第1或2項之鋼板，其中，含 M g之磷酸鹽被膜係爲重磷酸μ g水溶液之塗佈乾燥被膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 ·如申請專利範圍第1或2項之鋼板，其中，磷酸 鋅被膜係含有1種或2種以上N i 、Μ η、M g、C 〇.、 C a、C u、A 1 者。 5 ·如申請專利範圍第3項之鋼板，其中，磷酸鋅被 膜係含有1種或2種以上N i 、Μ η、M g、C 〇、C a 、C u 、A 1 者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（21 οχ297公釐）