JPH0120057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はジンクリツチ塗膜の上にマンガンリツ
チ塗膜を形成することにより電気溶接作業性を向
上させた複合塗装鋼板に関する。 近年自動車車体の下廻りやドアなどの素材とし
て高耐食性表面処理鋼板の要求が高まつている。
しかし自動車部材の場合その組立に電気溶接を伴
うので電気溶接が可能であること、および塗装体
系は冷延鋼板を対象とするものであるので、表面
処理は片面のみであることが要求されている。 従来このような表面処理鋼板としては亜鉛系電
気めつき鋼板または溶融亜鉛めつき鋼板などのめ
つき鋼板、あるいはジンクリツチ系塗装鋼板など
の塗装鋼板が使用されていたが、いずれも一長一
短があり、自動車メーカーの要求を満足させるに
は至つていない。 例えば亜鉛系電気めつき鋼板の場合、従来Zn
−Ni系やZn−Fe系合金をめつきしたものやZn層
とNi層とを複層めつきしたものが使用されてい
たが、これらの鋼板はプレス加工時めつき層の剥
離やパウダリングの発生が非常に少く、かつスポ
ツト溶接における連続打点可能数がチツプのドレ
ツシングなしで5000点にも及ぶなど加工性、溶接
性においては優れている。しかし電気めつき鋼板
の場合一般にピンホールの発生がさけられないの
で、ピンホールを起点とする錆の発生の問題があ
り、かつ電着塗装しても塩水噴霧試験においてふ
くれが発生しやすく、その防食性はジンクリツチ
系塗装鋼板に比べると劣つている。また電着塗膜
の密着性もジンクリツチ系塗装鋼板には及ばな
い。 溶融亜鉛めつき鋼板の場合も同様で、従来Zn
−Fe系やZn−Al系のものが使用されていたが、
その長短は前記亜鉛系電気めつき鋼板と類似して
いた。しかし本鋼板の最大の難点は確実な片面め
つき法がまだ開発されていないことである。この
ため従来片面めつき品の製造はめつき後片面のめ
つき層を機械的に削除することにより行つていた
ため、その製造コストは著しく高価なものとなつ
ていた。 一方ジンクロメタル（商品名）やクロム含有高
耐食性下塗層の上にエポキシ系ジンクリツチ塗料
を塗布した塗装鋼板に代表されるジンクリツチ系
塗装鋼板の場合既存のストリツプ塗装ラインで容
易に片面塗装品が生産でき、亜鉛系電気めつき鋼
板や溶融亜鉛めつき鋼板より優れた防食性を発揮
する。しかし防食性に関してはまだ不十分で、近
年要求されている穴あきまで10年以上の防食性能
を有しているものではなかつた。またプレス加工
の時に塗膜がパウダリング現象を呈して、そのパ
ウダーがピツクアツプされ、製品に傷やへこみを
生じさせたり、あるいはスポツト溶接においては
チツプが亜鉛合金化して連続打点数が2000点程度
でめつき鋼板より劣つたりしていた。 本発明は近年自動車メーカーからとくに防食性
の優れた表面処理鋼板の要求が強い点に鑑み、ジ
ンクリツチ系塗装鋼板よりさらに防食性に優れ、
しかもスポツト溶接性も改善された複合塗装鋼板
を提供するものである。 本発明者らは従来のジンクリツチ系塗装鋼板の
防食性、溶接作業性を改善すべく種々研究を重ね
た結果、ジンクリツチ塗膜の上にさらにマンガン
リツチ塗膜を形成しておけば防食性、溶接作業性
を改善できることを見出した。 そして本発明者らは防食性、溶接作業性に優れ
た表面処理鋼板として平均表面粗度Rzが４〜30μ
である鋼板上に鋼板側から順次(1)皮膜中の全クロ
ム量が５〜100mg／m²であるクロメート系皮膜と、
(2)エポキシ系樹脂中に亜鉛粉末を重量％にて70〜
90％含有する膜厚２〜20μのジンクリツチ塗膜
と、(3)エポキシ系樹脂中にマンガン粉末を重量％
にて50〜90％含有する膜厚２〜20μのマンガンリ
ツチ塗膜とが形成された複合塗装鋼板を開発した
のである。 以下本発明を詳細に説明する。 添付図面は本発明の複合塗装鋼板の断面を模式
的に示したもので、１は鋼板、２はこの鋼板上に
形成されたクロメート系皮膜である。３はこの皮
膜上に形成されたジンクリツチ塗膜で、エポキシ
系樹脂塗膜中に亜鉛粉末４が分散されたものであ
る。５はジンクリツチ塗膜３の上に形成されたマ
ンガンリツチ塗膜で、エポキシ系樹脂塗膜中にマ
ンガン粉末６が分散されたものである。本発明に
おいてはこれらの鋼板、皮膜および塗膜は次のよ
うに構成されている。 まず鋼板１であるが、この鋼板１の表面には平
均表面粗度Rzが４〜30μの凹凸が形成されてい
る。この凹凸は本発明の場合塗膜密着性を向上さ
せるという一般的な目的のほかクロメート系皮膜
２の形成に塗布方式の処理液を用いた場合の皮膜
付着量が凹部７において多くなるようにして全体
の皮膜付着量を増大させ、これにより防食性の向
上をはかるとともに、電気溶接の際凸部８により
溶接機チツプとの距離を短くし、溶接性を高める
のである。 この凹凸の平均表面粗度Rzは4μ未満であると
塗膜密着性が低下し、加工時に塗膜のパウダリン
グや剥離を誘発しやすくなる。また30μを超える
と塗膜面が肌荒れを起し、防食性を低下させると
ともに、外観も損われる。従つて本発明の場合は
鋼板１の平均表面粗度Rzは４〜30μにする。なお
表面粗度のプロフイルについてはとくに限定はな
く、一般的な形成法であるダルスキンパス法やシ
ヨツトブラスト法で形成したもので十分である。
また鋼板１の種類としては自動車車体の部材の場
合普通鋼鋼板を主として使用するが、用途によつ
ては他の鋼種の鋼板を使用することも可能であ
る。 クロメート系皮膜２は鋼板１の表面を不働態皮
膜で覆つて不活性化すると同時に塗膜密着性を向
上させるものであるが、皮膜中の全クロム量が５
mg／m²未満であると防食性に乏しく、塗膜密着性
も安定せず、良好な密着性が得られない場合があ
る。また100mg／m²を超えると防食性は向上する
が塗膜密着性が低下し、プレス加工などで剥離し
たりして、安定した実用に耐える製品が得られな
い。このため本発明ではクロメート系皮膜２の皮
膜量は皮膜中の全クロム量で５〜100mg／m²にす
る。 クロメート系皮膜２は公知のクロメート処理法
により形成したものでよく、例えば反応型クロメ
ート処理、ノーリンス型の塗布方式のクロメート
処理、あるいは電解クロメート処理などで形成し
たもので十分である。 ジンクリツチ塗膜３は乾燥塗膜中に亜鉛粉末４
を重量％にて70〜90％含有するエポキシ系樹脂塗
膜で、亜鉛粉末含有量が70％未満であると塗膜密
着性は優れているが、通電性が低下し、溶接性が
急激に低化する。一方90％を超えると塗膜密着性
が悪くなるとともに、パウダリングも起りやすく
なつて上層のマンガンリツチ塗膜５との層間密着
性が著しく悪くなる。 塗膜厚は乾燥塗膜厚にて2μ未満であると、使
用する亜鉛粉末の粒径が５〜10μであるので、塗
布の際均一に分布させて各粉末を相互にバインド
させることが困難になり、均一で、密着性の優れ
た塗膜にならない。またこのように塗膜厚が薄い
と防食上鋼板１に対する亜鉛の絶対量が不足し、
防食性が低下する。一方20μを超えると品質上問
題はないがコスト高となる。 マンガンリツチ塗膜５は乾燥塗膜中にマンガン
粉末を重量％にて50〜90％含有するエポキシ系樹
脂塗膜で、下層のジンクリツチ塗膜３に対しては
ガルバニツク作用を発揮して防食性を向上させ、
また溶接機のチツプに対しては合金化を防止して
溶接性作業性を改善する。 マンガンは電気化学的に亜鉛より卑であるの
で、亜鉛に対してはガルバニツク作用を有し、亜
鉛の溶出を保護する。またマンガンは腐食環境下
におかれた場合防食性のあるマンガン酸化物や水
酸化物を生成し、この腐食生成物がマンガン自体
の溶解を抑制する。従つてマンガンリツチ塗膜５
は犠性的防食作用と不働態的防食作用を有し、こ
れらの両面から防食性を向上させる。 またマンガンが亜鉛に対してガルバニツク作用
を有するということは従来のジンクリツチ系塗装
鋼板における亜鉛の自己消費的な過剰ガルバニツ
ク作用を抑制して亜鉛が必要以上に溶出するのを
防止する作用もあるものと考えられる。 一方マンガンは溶接作業的には溶接機のチツプ
（銅製）と合金化しにくいので、スポツト溶接の
連続打点数は向上し、4000〜5000点も可能にな
る。 本発明の場合塗膜（乾燥塗膜）中のマンガン粉
末含有量が重量％にて50％未満であると通電性が
低下して溶接性が低下し、また防食的にもガルバ
ニツク作用が低下したり、防食性のある酸化物や
水酸化物の生成が少くなつて防食性が低下する。
一方90％を超えるとパウダリングや層間剥離しや
すくなつて加工上問題が生じる。 膜厚は乾燥膜厚にて2μ未満であると亜鉛に対
する絶対量が不足し、長期的防食効果が得られな
い。また20μを超えても品質的問題はないが、コ
スト高になる。 前記ジンクリツチ塗膜３およびマンガンリツチ
塗膜５のエポキシ系樹脂としては分子量１〜10万
のものが作業的、品質的に好ましい。またこれら
の塗膜の形成は各塗料を公知の塗装法で塗装した
後200〜260℃の温度（板温）で焼付乾燥すれば容
易に形成できる。 次に実施例により本発明を説明する。 実施例 板厚0.8mmの普通鋼冷延鋼板をダルスキンパス
して表面に凹凸を形成した後２コート２ベーク方
式の連続塗装ラインを使用して脱脂、クロメート
処理、ジンクリツチ塗膜の形成およびマンガンリ
ツチ塗膜の形成を順次行つて複合塗装鋼板の製造
を行つた。第１表に得られた鋼板を、また第２表
にその品質性能を示す。なおジンクリツチ塗膜と
マンガンリツチ塗膜の焼付けはともに板温が260
℃になる温度で60秒間行つたものである。

【表】

【表】 第２表の品質性能試験は次の要領で行つた。 (1) 塗膜密着性 JIS・Ｇ・3312の着色亜鉛鉄板の試験法に準
じて折曲げ試験を行つた。折曲げ試験は曲げ内
側の間隔枚数０枚（0t）、２枚（2t）で180度密
着折曲げ加工を行つた後加工部塗膜にセロテー
プを貼付け、それを急激にひきはがすセロテー
プ剥離を行い、次の基準により評価した。

【表】 (2) 防食性 試験片にあらかじめナイフによる鋼素地に達
するクロスカツトと、1tの180度密着折曲げと
を施した後JIS・Ｚ・2371に基いて塩水噴霧試
験を1000時間行い、白錆および赤錆の発生率を
下記基準により評価した。

【表】 (3) 溶接作業性 Cu−Cr系のチツプを用いてドレツシングせ
ずに連続的にスポツト溶接を行つた後溶接試験
片の引張剪断強度を測定し、450Kgｆ−14％未
満のものが生じた時点を溶接可能打点とし、そ
の打点数を調査した。溶接は加圧力250Kg、電
流7500A、12サイクルで行つた。

【表】 第２表より明らかな如く、ジンクリツチ塗膜
の上にマンガンリツチ塗膜を有する本発明の複
合塗装鋼板は従来のジンクリツチ系塗装鋼板よ
り防食性、溶接作業性に優れている。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の複合塗装鋼板の模式断面図
である。 １……鋼板、２……クロメート系皮膜、３……
ジンクリツチ塗膜、４……亜鉛粉末、５……マン
ガンリツチ塗膜、６……マンガン粉末、７……凹
部、８……凸部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均表面粗度Rzが４〜30μの鋼板上に鋼板側
   より順次 (1) 皮膜中の全クロム量が５〜100mg／m²である
   クロメート系皮膜と、 (2) エポキシ系樹脂中に亜鉛粉末を重量％にて70
   〜90％含有する膜厚２〜20μのジンクリツチ塗
   膜と、 (3) エポキシ系樹脂中にマンガン粉末を重量％に
   て50〜90％含有する膜厚２〜20μのマンガンリ
   ツチ塗膜と、 が形成されていることを特徴とする溶接作業性に
   優れた複合塗装鋼板。