JPH02258092A - 塗膜密着性に優れた塗装鋼板の製造方法 - 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、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板にエポキシ
系またはポリエステル系塗料を塗装する方法に係り、詳
しくは、めっき表面との塗膜密着性が、■りん酸塩処理
等の化成処理なしでも、りん酸塩処理等の化成処理あり
の場合と同等の特性が得られる処理方法、および■低温
焼付型プライマー塗料を低温焼付しても、それを高温焼
付した場合と同等の特性が得られる処理方法に関する。

〈従来の技術〉 Ｚｎ系めっき鋼板の用途のひとつに、表面に有機樹脂被
膜が形成された有機樹脂被覆鋼板や、自動車の分野等、
成型加工後に有機樹脂塗料が塗装される用途がある。

Ｚｎ系めっぎ鋼板と有機樹脂被膜との塗装密着性を向上
させるため、通常は、塗装前処理として、クロメート処
理あるいはりん酸塩処理が行われており、通常、これら
の化成処理を行わないと、塗膜密着性が非常に悪い。　
したがって、これらの塗装前ＩＡ理は、Ｚｎ系めっき鋼
板へ塗料を塗装するに際し、はとんどの場合必要となっ
ている。

しかし、化成処理は、薬剤やエネルギーの面でのコスト
アップ要因となっていること等の種々の問題点があるた
め、化成処理を行わなくとも良好な塗膜密着性をもたら
す方法が提案されている（例えば、特公昭５２−２５３
７５号、特開昭５９−３５６８５号、特開昭５９−１１
６３８１号、特開昭６３〜７９９９２号の各公報参照）
。

また、プライマー処理は、いわゆるブライマー塗料の塗
布と焼付の工程を含み、従来は、約１７０℃以上の高温
で焼付を行なう高温焼付型プライマー塗料が用いられて
いた。

しかし、高温での焼付は、エネルギーの面でコストアッ
プ要因となっているという問題点があるため、近年、７
０℃〜１００℃の温度でも焼付塗装が可能な低温焼付型
のプライマー塗料が上布されている。

尚、本願でいう高温焼付型プライマー塗料とは、焼付が
高温で行なわれるものであり、低温焼付型プライマー塗
料とは、焼付が高温でも低温でも行なわれるものである
。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記化成処理を省略する方法のうち、特開昭５９−３５
６８５号、特開昭５９ １１６３８１号等では、塗装前処理としての工程が必要
という点で、化成処理と共通の問題点を有している。

また、特公昭５２−２５３７５号では、めっき液中の分
散樹脂が凝集し、ゲル化を起こして正常なめっきができ
なくなる可能性があること、あるいはめっき液の攪拌に
よって発泡するなどの問題点があった。

これに対して、特開昭６３−７９９９２号は、前記の各
問題点を解決する方法として、めっき液中にシランカッ
プリング剤を添加したものである。

ところが、通常、めっきラインは多品種のめっきを行う
ものであるから、前記シランカップリング剤を添加した
めっき液とシランカップリング剤を添加しない通常のめ
っき液とを用意しておき、この２種類のめっき液を切替
えて使う必要が生じる。

このことから、前記２種類のめっき液を別々に貯蔵する
タンクおよび配管を必要とするだけでなく、めっき液の
濃度等の制御系統も２系統設けて使い分けなければなら
ないという問題点があった。

また、低温焼付型プライマー塗料を用いて低温焼付を行
なうと、高温焼付に比べて焼付に要する燃料が少なくて
すみ、省エネルギーとなるが、塗膜密着性や加工性が悪
かった。

本発明は、上記問題点を解決して、 ■りん酸塩処理等の化成処理なしでも、優れた塗膜密着
性を持たせるべく、シランカップリング剤を添加したプ
ライマー塗料を用いて、りん酸塩処理等の化成処理あり
の場合と同等の塗膜密着性が得られる、 ■優れた塗膜密着性を持たせるべく、シランカップリン
グ剤を添加した低温焼付型プライマー塗料を用いて、シ
ランカップリング剤を添加しない低温焼付型プライマー
を高温焼付した場合と同等の塗膜密着性が得られる、 塗ｌ！ａ密着性に優れた塗装鋼板の製造方法を提供する
ことを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明の第一の態様によれ
ば、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面にエポキシ
系またはポリエステル系塗料を焼付塗装するに際し、シ
ランカップリング剤を０．０５重量％以上添加したプラ
イマー塗料を塗装することを特徴とする塗膜密着性に優
れた塗装鋼板の製造方法が提供される。

また、本発明の第二の態様によれば、ＺｎまたはＺｎ系
合金めっき鋼板の表面にエポキシ系またはポリエステル
系塗料を焼付塗装するに際し、シランカップリング剤を
０．０５〜１．００重量％添加した低温焼付型プライマ
ー塗料を塗装することを特徴とする塗膜密着性に優れた
塗装鋼板の製造方法が提供される。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明は、塗料の有機樹脂とめっき表面の無機物の間の
密着性を向上させるという発想にたって行われたもので
ある。　この有機樹脂と無機物との密着性を向上させる
物質として、シランカップリング剤に注目し、種々の検
討を行ったところ、所期の目的を達成できることを見出
して本発明を完成したものである。

本発明において用いるめっき鋼板としては、電気Ｚｎめ
っき鋼板、溶融Ｚｎめっき鋼板、電気Ｚｎ系合金めっき
鋼板（Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆｅ等）、溶融Ｚｎ系合金め
っき鋼板（Ｚｎ、−ＡＪＺ、Ｚｎ−Ｍｇ％Ｚｎ−Ｆｅ等
）あるいはこれらを多層に複層した複合めっき鋼板等が
あげられるが、いずれを用いてもよい。

本発明において、上塗り塗料は、エポキシ系またはポリ
エステル系塗料であるが、特に限定はなく、市販のすべ
てのエポキシ系またはポリエステル系塗料を含む。　す
なわち、高加工用塗料、一般加工用塗料等である。

本発明において用いるプライマー塗料は、特に限定され
ず、市販の全てのプライマー塗料を含む。　高温焼付型
プライマー塗料は、通常はポリエステル系、エポキシ系
等であり、塗布あるいは浸せき等の方法で処理された後
に約１７０〜２２０℃で焼きつけされるものであり、低
温焼付型プライマー塗料は、通常は、ポリエステル系、
エポキシ系等であり、塗布あるいは浸漬等の方法で処理
された後に約７０〜１００℃あるいは１７０〜２２０℃
で焼きつけされるものである。　具体的には、高温焼付
型としては、高加工用プライマー等が、低温焼付型とし
ては、一般加工用プライマー等が例示される。

シランカップリング剤とは、シリコン原子に有機物と反
応する官能基（アミノ基、ビニル基、エポキシ基、メル
カプト基、クロル基等）と、加水分解してシラノール基
を生ずる官能基であるアルコキシ基（メトキシ基、エト
キシ基）が結合した化合物で、分子内に異なる２種の官
能基を有しているため、有機樹脂と無機物のなかだちの
役目を果たし、塗膜密着性を向上させるものである。

本発明において用いるシランカップリング剤としては、
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノ
エチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセ
トキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン
、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリ
メトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルメチルジメトキシシラン、等が挙げられるが、こ
れら以外にも、前述したシランカップリング剤としての
化学構造をもつものは、本発明において使用可能である
。

本発明においては、シランカップリング剤はプライマー
塗料に添加されて用いられるが、本発明第一の態様にお
いては、シランカップリング剤の濃度は、プライマー塗
料重量に対し、０．０５重量％以上が必要である。　０
．０５重量％未満では、塗膜密着性の改善効果が不十分
である。　また、濃度の上限は特に設けないが、本発明
者らの実験によると、高温焼付を行なう場合は、シラン
カップリング剤濃度を５重量％まで高めても、他の品質
に悪影響なく、塗膜密着性を改善することかできるとい
う知見が得られた。　しかし、薬剤コストの面からすれ
ば、実操業においては１重量％以下が望ましい。

一方、低温焼付型プライマー塗料を用いる本発明第二の
態様においては、シランカップリング剤は、プライマー
塗料重量に対して０．０５〜１．００重量％用いる。　
０．０５重量％未満では、塗膜密着性の改善効果が不十
分であり、一方、１．ＯＯ重量％超では、外観不良が発
生する。

ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面にエポキシ系ま
たはポリエステル系塗料を焼付塗装する方法は、特に限
定されないが、本発明第一の態様においては、化成処理
なしで、シランカップリング剤を０．０５重量％以上添
加したプライマー塗料（高温焼付型でも低温焼付型でも
よい）を塗布し、所定の温度（約１７０〜２２０℃）で
焼付した後、エポキシ系またはポリエステル系塗料を塗
布し、焼付すればよい。　また、本発明第二の態様にお
いては、化成処理を行なった後、シランカップリング剤
を０．０５〜１．００重量％添加した低温焼付型プライ
マー塗料を塗布し、所定の温度（約７０〜１００℃）で
焼付した後、エポキシ系またはポリエステル系塗料を塗
布し、焼付すればよい。

本発明により得られる塗装鋼板は、後述する実施例中に
記載の通り、−次および二次密着性が極めて優れている
。

この優れた密着性は、加水分解したシランカップリング
剤が、シラノール基によってＺｎと化学的結合を保ちつ
つ、もう片方の官能基で樹脂との結合を強化することに
よってもたらされるものと推定できる。　この場合、シ
ラン化合物は、プライマー塗膜中に均一に分布している
ことにより、加工後でも優れた塗膜密着性を示すものと
思われる。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１） 厚さ０．５ｍｍのＺｎ−Ｎｉ合金電気めっき鋼板２０／
２０に対し、化成処理なしで、ポリエステル系プライマ
ー塗料（高加工用プライマー）を、焼付温度２００℃、
塗膜厚７μｍで塗装焼付を行なった後、ポリエステル系
塗料（高加工用塗料）を、焼付温度２２０℃、塗膜厚１
８μｍで塗装焼付を行った。　なお、プライマー塗料に
は、第１表に示すシランカップリング剤を添加して用い
た（本発明例１〜１０）。

また、比較として、プライマー塗料にシランカップリン
グ剤を添加しない場合（比較例１．４）　　０．０１重
量％添加した場合（比較例２．３）についても検討した
。　ただし、比較例４は、プライマー塗料の塗装前にり
ん酸塩処理を施した。

塗装焼付後、−成性能を評価するために、曲げ、衝撃お
よび基盤目Ｅｒ試験を行った。　さらに、二次性能を評
価するために、サンプルを沸騰水中に３時間浸せきして
引き上げ、その後２４時間大気中に放置した後、曲げ、
′ａ撃および基盤目Ｅｒ試験を行った。　これらの結果
を第１表に示す。

なお、試験内容は下記の通りである。

曲　げ・・・７０ｍｍＸ１５０ｍｍの試料を、内側間隔
１ｍｍに曲げた後、セロテープ剥 離 衝　撃・・・１／２インチφＸ　１　ｋｇｘ　５０ｃｍ
荷重後、セロテープ剥離 基盤目Ｅｒ試験 ・・・塗膜表面に基盤目に切れ目を入れ、エリクセン押
出（７ｍｍ）後、セロテープ剥離 曲げおよびｉｓ試験は、５点満点で評価（良５点〜１点
悪）し、基盤目Ｅｒ試験は、セロテープ剥離後の塗膜残
存率（％）で評価した。

第１表から明らかなように、本発明例はいずれも、化成
処理を行フていないにもかかわらず、化成処理を行った
場合に匹敵する極めて優れた塗膜密着性を示した。

（実施例２） 厚さ０．５ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板６０／６０に対し
、りん酸亜鉛処理を施し、エポキシ系プライマー塗料（
−膜加工用プライマー）を、焼付温度９０℃、塗膜厚５
μｍで塗装焼付を行なった後、ポリエステル系塗料（−
膜加工用塗料）を、焼付温度２２５℃、塗膜厚１７μｍ
で塗装焼付を行なった。　なお、プライマー塗料には、
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシ
シランを添加して用いた（本発明例１１〜１４）。

また、比較として、プライマー塗料にシランカップリン
グ剤を添加しない場合（比較例５．８）　　０．０１重
量％添加した場合（比較例６）　　２．００重量％添加
した場合（比較例７）についても検討した。　ただし、
比較例８は、本発明例１１〜１４で用いたエポキシ系プ
ライマー塗料を使用し、焼付温度１９０℃、塗膜厚５μ
ｍで塗装焼付を行なった。

これらについて、実施例１と同様に一次性能および二次
性能を評価した。　また、外観についても評価した。

結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、本発明例はいずれも、プラ
イマー塗料が低温焼付されたにもかかわらず、高温焼付
された場合（比較例８）に匹敵する優れた密着性を示し
た。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように構成されているので、本
発明第一の態様によれば、塗装時に、りん酸塩処理等の
化成処理なしで、優れた塗膜密着性を有する塗装鋼板を
製造することができる。　また、本発明第二の態様によ
れば、低温焼付型プライマー塗料を用いて低温焼付して
いるにもかかわらず、優れた塗膜密着性を有する塗装鋼
板を製造することができる。

従って、本発明第一の態様によれば、化成処理を省略で
きるため、コストダウンが図れる。　また、本発明第二
の態様によれば、低温焼付型プライマー塗料を用い、低
温焼付で十分な塗膜密着性が得られるので、焼付に要す
る燃料を低減でき、コストダウンが図れる。

本発明は、シランカップリング剤を使っていても、２種
類のめっき液を使い分ける必要がないから、設備や制御
系統が単純であるという効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面にエポキ
   シ系またはポリエステル系塗料を焼付塗装するに際し、
   シランカップリング剤を０．０５重量％以上添加したプ
   ライマー塗料を塗装することを特徴とする塗膜密着性に
   優れた塗装鋼板の製造方法。
2. （２）ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面にエポキ
   シ系またはポリエステル系塗料を焼付塗装するに際し、
   シランカップリング剤を０．０５〜１．００重量％添加
   した低温焼付型プライマー塗料を塗装することを特徴と
   する塗膜密着性に優れた塗装鋼板の製造方法。