JPH0230392B2 - Yosetsuseitosokohan - Google Patents

Yosetsuseitosokohan

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JPH0230392B2
JPH0230392B2 JP17625981A JP17625981A JPH0230392B2 JP H0230392 B2 JPH0230392 B2 JP H0230392B2 JP 17625981 A JP17625981 A JP 17625981A JP 17625981 A JP17625981 A JP 17625981A JP H0230392 B2 JPH0230392 B2 JP H0230392B2
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coating
chromium
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JP17625981A
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JPS5877578A (ja
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Hisao Takamura
Takenori Deguchi
Yasuharu Maeda
Masatoshi Yokoyama
Masaru Suzuki
Hidetoshi Yamabe
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は亜鉛粉末により塗膜に通電性をもたせ
た溶接性塗装鋼板の改良に関する。 近年一部の自動車の車体下回りには裏面からの
腐食を防止するため片面にあらかじめ防食処理を
施した片面防食鋼板が使用されている。 この片面防食鋼板としては、従来使用していた
冷延鋼板の場合と同様、溶接性および未防食処理
面の塗装性が要求されていることから、従来片面
電気亜鉛めつき鋼板や片面溶融亜鉛わつき鋼板な
どのめつき鋼板が使用されていたが、生産能率が
低いとか、工程数が多くなるとかの理由により高
価になるという欠点があつた。 このため、近年安価に製造できる片面防食鋼板
として、塗膜に溶接性と防食性を付与した片面塗
装鋼板が検討されている。 本発明者らはこの種の塗装鋼板として、先に表
面粗度が4〜20μの鋼板表面に、40〜50%が3価
状態に還元されている三酸化クロム10重量部、リ
ン酸(100%H3PO4)3〜4重量部、ポリアクリ
ル酸4〜5重量部、アクリルエマルジヨン重合体
固形分17〜20重量部および水溶液にするための水
200〜4000重量部を含む金属表面被覆用安定水溶
液を塗布乾燥した下塗層が全クロム量として10〜
50mg/m2形成され、さらにこの下塗層上に亜鉛粉
末を含有した樹脂の上塗層が10〜50μ形成されて
いて、前記下塗層の塗布量は表面粗度凸部より凹
部の方が多くなつている溶接性塗装鋼板を提案し
た。 この塗装鋼板は、下塗層が導電用金属粉を含ん
でおらず、またバインダーとして絶縁性の樹脂を
含んでいることから電気溶接性が劣る点および下
塗層は塗布量が少い程上塗層の密着性がよく、逆
に塗布量が多い程防食性がよくなるという性質を
有することから両性能を同時に向上させることが
困難な点を鋼板に表面粗度を形成することにより
解決したものであるが、上記塗装鋼板は下塗層の
性能上、製造の際前記水溶液中の6価と3価のク
ロム量比を厳格に管理しなければならなかつた。
しかし管理範囲がせまいため、その調整は容易で
なかつた。また上塗層中に含有させる亜鉛粉末の
増量による防食性向上には限界があるため、下塗
層による防食性向上が要望されていた。 本発明者らは上記要望を充し、かつ欠点を解決
すべく、種々検討を重ねた結果、鋼板と下塗層の
間にリン酸鉄皮膜を形成すれば、所期の目的が達
せられることを見い出した。 第1図は本発明の溶接性塗装鋼板の断面を模式
的に示したもので、1は表面粗度を有する鋼板
で、2はこの鋼板1の表面に形成されたリン酸鉄
皮膜である。3はこのリン酸鉄皮膜の上に形成さ
れたクロメート系の下塗層、4はさらにこの下塗
層3の上に形成された亜鉛粉末を含有する上塗層
である。 以下これらの構造、組成を詳細に説明する。 まず鋼板1であるが、該鋼板1の表面は粗くな
つていて、その表面粗度(表面粗度計による粗度
Rmax)は4〜20μになつている。この表面粗度
は電気溶接の際、上塗層4に接触させる溶接機の
チツプと鋼板1との距離とを短くし、溶接性を向
上させるために形成したもので、表面粗度は大き
い程電気溶接性は向上する。しかしあまり大きく
すると、リン酸鉄皮膜2を含めた製品塗膜の厚さ
が不均一になつて、加工時に応力が特定の部分に
集中し、その部分に塗膜クラツクが発生するとと
もに、表面粗度の凸部5の塗膜厚は極端に薄くな
り、防食性は劣化するので、20μ以下にする必要
がある。また表面粗度はあまり小さいと電気溶接
性の向上は期待できないので、4μ以上にする必
要がある。 鋼板1の表面粗度は化学的エツチング法(例え
ば塩化第二鉄水溶液によるエツチング)やシヨツ
トブラスト法により形成したものが均一かつ緻密
で最も好ましいが、工業的に実施する場合前者の
方法にはエツチング液の濃度管理が難かしいとい
う問題があり、後者の方法にも環境汚染やグリツ
ド回収が難かしいという問題がある。従つて工業
的に均一かつ緻密な表面粗度を形成するにはダル
ロールによりスキンパス圧延するのが好ましい。 鋼板1の表面に形成するリン酸鉄皮膜2は、こ
のリン酸鉄皮膜上に形成するクロメート系の下塗
層3中の6価と3価のクロム量比の範囲を広くさ
せ、金属表面被覆用安定水溶液の管理を容易にす
るとともに、下塗層3の塗布量を多くしても上塗
層4の密着性を良好に維持させるものである。 従来の下塗層3は40〜50%が3価の状態に還元
されている三酸化クロム10重量部、リン酸(100
%H3PO4)3〜4重量部、ポリアクリル酸4〜
5重量部、アクリルエマルジヨン重合体固形分17
〜20重量部および水溶液にするための水200〜
4000重量部を含む金属表面被覆用安定水溶液を塗
布乾燥したもので、その組成は乾燥の際水が蒸発
した前記水溶液の残渣である。従来の水溶液の場
合、上記のように三酸化クロムの6価クロムは40
〜50%が3価に還元されていることを必要として
いたが、下塗層の下側にリン酸鉄皮膜を形成して
おくと、他の組成を変更することなく、三酸化ク
ロムにおける6価クロム量/3価クロム量の比を
0〜2.3に変更拡大しても、性能上支障ないこと
が判明した。従つて本発明の溶接性塗装鋼板にお
ける下塗層は6価クロムのすべてもしくは一部が
3価クロムに還元されて、6価クロム量/3価ク
ロム量の比が0〜2.3となつた三酸化クロム10重
量部、リン(100%H3PO4)3〜4重量部、ポリ
アクリル酸4〜5重量部、アクリルエマルジヨン
重合体固形分17〜20重量部、および水溶液にする
ための水200〜4000重量部を含む金属表面被覆用
安定水溶液を塗布乾燥したものとなり、3価クロ
ム量が従来に比べて大巾に増大した組成となる。 また上記下塗層の塗布量は従来より層中に含ま
れるすべてのクロム量である全クロム量で管理し
ていたが、この全クロム量による塗布量(以下下
塗層の塗布量は全クロム量の値を指す)は従来リ
ン酸鉄皮膜が形成されていない場合、最大50mg/
m2までで、これ以上多くすると上塗層の密着性が
低下するという問題があつた。このため従来下塗
層の防食性を高めようとしても、その塗布量を50
mg/m2より多くすることは困難であつたが、下塗
層の下にリン酸鉄皮膜を形成すると下塗層の塗布
量は100mg/m2まで多くできることが判明した。
また下塗層の塗布量下限は従来防食性との関係上
10mg/m2であつたが、リン酸鉄皮膜による防食性
向上により5mg/m2まで少くしても従来と同等の
防食性を維持できることが判明した。 第2図は下塗層の下側にリン酸鉄皮膜が形成さ
れている場合と形成されていない場合の溶接性塗
装鋼板の塗膜密着性と防食性を下塗層の塗布量の
関係において示したもので、曲線10および11
はそれぞれリン酸鉄皮膜が形成されている場合の
塗膜密着性および防食性を示し、10aおよび1
1aはそれぞれリン酸鉄皮膜が形成されていない
場合の塗膜密着性および防食性を示している。な
お溶接性塗装鋼板は第1表の条件で作成したもの
を用い、塗膜密着性は180度密着折曲げセロテー
プ剥離試験により、また防食性はJIS・Z・2371
に準じた塩水噴霧試験240時間によつた。
【表】
【表】 本発明で形成するリン酸鉄皮膜は皮膜量が1
mg/m2未満であると均一な皮膜が形成されず、下
塗層塗布量増加に伴う上塗層の密着性低下を補う
ことができず、また500mg/m2を超えると電気伝
導性が低下して電気溶接性が悪くなるので、その
皮膜量は1〜500mg/m2が適当である。 リン酸鉄皮膜としては市販リン酸鉄皮膜処理液
で形成したものでよく、例えば、パーコライド
40A、ボンデライド901(いずれも日本パーカー
製)、ジユリジン(日本ペイント製)等を用いて
形成すればよい。 なお第1図に示すように表面粗度が形成された
鋼板1の表面にリン酸鉄皮膜2を形成しても、リ
ン酸鉄皮膜2は鋼板1の表面形状に沿つて形成さ
れるので、表面粗度の凸部5、凹部6は存在す
る。従つてこのリン酸鉄皮膜2の上に金属表面被
覆用安定水溶液を塗布して下塗層3を形成した場
合、水溶液は塗布後凸部5より凹部6に流下する
ことから、下塗層3の塗布量は凸部5が薄く、凹
部6が厚くなり層中クロム量分布をX線マイクロ
アナライザーで調査すると凹部6は第3図のよう
になる。ここで凹部6の下塗層厚みが厚くなるこ
とにより上塗層4の密着性は低下するがこの低下
は表面粗度によるアンカー効果や表面積の増大に
より補われ、凹部6における上塗層4の密着性低
下は認められない。 下塗層3の上に形成された上塗層4は防食兼導
電性物質である亜鉛粉末を含有する合成樹脂であ
る。この上塗層の場合、塗膜の防食性と通電性を
大きくするため、バインダーとしての合成樹脂を
極力少くすることが好ましいが、塗膜の形成上乾
燥塗膜にて少くとも4重量%を必要とするので、
亜鉛粉末は最大96重量%しか含有させることがで
きない。また亜鉛粉末は上塗層に良好な通電性を
付与する都合上少くとも80重量%は必要とする。
なお亜鉛粉末の平均径は塗装性を考慮して1.5〜
10μ、好ましくは1.5〜6μが適当である。 合成樹脂としては種々のものを用いることがで
きるが、密着性のすぐれたエポキシ樹脂、とくに
硬化剤や硬化促進剤を添加しなくても200〜260℃
の板温で短時間に焼付乾燥できる分子量1〜10万
のものが適当である。 また膜厚としては、10μ未満であると防食性が
劣り、50μを超えると鋼板表面粗度を大きくして
も電気溶液性が改善されないので、10〜50μとす
る。 実施例 1 表面粗度が4μの冷延鋼板(板厚0.8mm)の表面
に市販のリン酸鉄処理液を用いて190mg/m2のリ
ン酸鉄皮膜を形成したものと形成しないものに対
して、金属表面被覆用安定水溶液により6価クロ
ム量と3価クロム量の比および塗布量を変えた下
塗層を形成し、さらにこの上に亜鉛粉末を乾燥塗
膜にて85重量%含有するエポキシ樹脂上塗層を
15μ形成した溶接性塗装鋼板の塗膜密着性、防食
性を調査した。なお金属表面被覆用安定水溶液の
組成は次の通りである。 三酸化クロム 10重量部 リン酸 3重量部 ポリアクリル酸 5重量部 アクリルエマルジヨン重合体固形分 18重量部 水 2000重量部 第2表に下塗層の塗布量をほぼ一定にした場合
の調査結果を、また第3表に6価クロム/3価ク
ロム量の比を一定にした場合の調査結果を示す。
【表】 (注) 防食性の*印のものはブリスターの発生
が多い。
【表】
【表】 実施例 2 表面粗度が20μの冷延鋼板(板厚0.8mm)の片面
に種々の皮膜量のリン酸鉄皮膜を形成し、その上
に実施例1で用いた金属表面被覆用安定水溶液
(但し6価クロム/3価クロム量の比1.4)により
74mg/m2の下塗層を、またさらにこの下塗層上に
実施例1と同様の上塗層を形成して片面溶接性塗
装鋼板を製造し、そのスポツト溶接性を調査し
た。第4表はこの結果を示すものである。
【表】
【表】 以上の如く、本発明の溶接性塗装鋼板は下塗層
の下側にリン酸鉄皮膜が形成されていることによ
り、リン酸鉄皮膜が形成されていない場合に比べ
て下塗層中の6価と3価のクロム量の比率範囲を
広げることができ、製造の際に金属表面被覆用安
定水溶液の管理が容易となる。また下塗層の塗布
量も大巾に増大させることができるので、下塗層
による防食性も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の溶接性塗装鋼板の模式断面図
であり、第2図は溶接性塗装鋼板において鋼板に
下塗層が直接形成されている場合と、鋼板にリン
酸鉄皮膜を介して下塗層が形成されている場合の
下塗層塗布量と塗膜密着性および防食性の関係を
示すものである。第3図は鋼板にリン酸鉄皮膜を
介して下塗層が形成されている場合の下塗層中の
クロム量分布をX線マイクロアナライザーで調査
したものを示し、点で表示されている部分が鋼板
表面粗度凹部のクロム量の多い部分である。 1……鋼板、2……リン酸鉄皮膜、3……下塗
層、4……上塗層、5……凸部、6……凹部、1
0……リン酸鉄皮膜が形成されている場合の溶接
性塗装鋼板の塗膜密着性、10a……リン酸鉄皮
膜が形成されていない場合の溶接性塗装鋼板の塗
膜密着性、11……リン酸鉄皮膜が形成されてい
る場合の溶接性塗装鋼板の防食性、11a……リ
ン酸鉄皮膜が形成されていない場合の溶接性塗装
鋼板の防食性。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 表面粗度が4〜20μの鋼板表面にリン酸鉄皮
    膜が1〜500mg/m2形成され、さらにこのリン酸
    鉄皮膜の上に、6価クロムのすべてまたは一部が
    3価の状態に還元され、6価クロム量/3価クロ
    ム量の比が0〜2.3となつた三酸化クロム10重量
    部、リン酸(100%H3PO4)3〜4重量部、ポリ
    アクリル酸4〜5重量部、アクリルエマルジヨン
    重合体固形分17〜20重量部および水溶液にするた
    めの水200〜4000重量部を含む金属表面被覆用安
    定水溶液を塗布乾燥した下塗層が全クロム量とし
    て5〜100mg/m2、またこの下塗層の上に亜鉛粉
    末を含有する樹脂の上塗層が10〜50μそれぞれ形
    成されていることを特徴とする溶接性塗装鋼板。
JP17625981A 1981-11-02 1981-11-02 Yosetsuseitosokohan Expired - Lifetime JPH0230392B2 (ja)

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JPS5877578A JPS5877578A (ja) 1983-05-10
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