JPH0557838A

JPH0557838A - 加工部耐黒変性および塗膜密着性に優れた表面処理鋼板

Info

Publication number: JPH0557838A
Application number: JP24481391A
Authority: JP
Inventors: Keiji Izumi; 圭二和泉; Hidetoshi Tanaka; 英敏田中; Hirobumi Taketsu; 博文武津; Yukio Uchida; 幸夫内田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-09

Abstract

(57)【要約】【目的】加工部耐黒変性および塗膜密着性に優れた表
面処理鋼板を提供する。【構成】めっき鋼板表面にスチレン成分がモル比率で
１０〜４０％である（メタ）アクリル−スチレン共重合
体またはこの共重合体に潤滑剤を樹脂１００重量部当り
１〜２５重量部添加した皮膜を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加工部耐黒変性および
塗膜密着性に優れた表面処理鋼板に関する。

【００２】

【従来技術】近年、自動車、家電、建築分野などで使用
するめっき鋼板は、耐食性のほかに塗装前処理省略化に
よる直接塗装性、加工性、耐指紋性などが要求されてい
る。このため、後処理としては単にクロメート処理を施
しただけでは不十分なことから、クロメート皮膜の上に
膜厚５μｍ以下の薄い有機樹脂皮膜を形成して対応して
いる。また、一部には有機樹脂皮膜中に潤滑剤を添加し
て、さらに加工性を向上させたものもある。

【００３】この表面処理鋼板は、連続めっきラインのク
ロメート処理槽の後方にコ−タ−と乾燥炉を設けて、有
機樹脂皮膜を形成すれば、容易かつ安価に製造できる。
しかし、クロメート処理槽通過後の鋼板は常温まで低下
していないので、有機樹脂液が有機溶媒を含んでいる
と、板温による発火や爆発の危険がある。このため、有
機樹脂皮膜の形成は、水可溶性もしくは水分散性のエマ
ルジョンを塗布する方法により行われている場合が多
い。

【００４】エマルジョン化できる有機樹脂としては、種
々あるが、従来より使用されているのは、塗膜密着性、
耐食性に優れた（メタ）アクリル樹脂で、ポリ（メタ）
アクリル酸およびその共重合体、ポリ（メタ）アクリル
酸エステルおよびその共重合体などであり、共重合させ
るモノマ−としては、アクリロニトリル、アクリルアミ
ド、ブタジエン、ビニルアセテ−トなどが用いられてい
た。

【００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクリル樹脂皮膜は、皮膜に潤滑剤を添加しても、
鋼板にプレス加工や曲げ加工を施すと、金型と皮膜間の
摺動摩擦により加工部が黒変してしまう。この黒変の発
生原因は明らかではないが、皮膜表面の潤滑特性、皮膜
硬度、樹脂の熱分解温度が関係しているようである。潤
滑剤の添加量を多くすれば、若干改善されるが、完全に
解消できず、潤滑剤の増量は逆に上塗り塗膜との密着性
低下を招いてしまう。本発明は、これらの欠点を解消し
た有機樹脂被覆の表面処理鋼板を提供するものである。

【００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機樹脂皮膜
をスチレン成分がモル比率で１０〜４０％である（メ
タ）アクリル−スチレン共重合体皮膜にし、潤滑性を高
めたい場合には潤滑剤を樹脂１００重量部当り１〜２５
重量部添加した。

【００７】

【作用】アクリル樹脂は、モノマ−の種類や組成により
皮膜特性が変化するが、一般に柔らかく、上塗り塗膜と
の密着性が優れている。一方、ポリスチレン樹脂は、硬
く、強靭であり、また、フェニル基を有しているため、
耐熱性に優れている。しかし、上塗り塗膜との密着性は
劣る。

【００８】そこで、鋼板の有機樹脂皮膜をアクリルモノ
マ−とスチレンモノマ−の共重合体にすれば、加工部の
耐黒変性と上塗り塗装性とを備えたものにすることがで
きる。しかし、図１、図２に示すように、スチレン成分
がモル比率で１０％未満であると、耐黒変性が低下し、
４０％を越えると、上塗り塗膜との密着性が低下してし
まう。

【００９】すなわち、図１は、クロメート処理した電気
亜鉛めっき鋼板（板厚０.６ｍｍ、めっき付着量２０ｇ
／ｍ²）にスチレンモル比率の異なるブチルアクリレ−
トとエチルアクリレ−トとの共重合体を塗布して、乾燥
した後、アクリル系溶剤型塗料［日本ペイント（株）製
ス−パ−ラックＦ４７］を塗装、乾燥して調製した表面
処理鋼板にドロ−ビ−ド加工（加圧力２０００Ｎ、引き
抜き速度５００ｍｍ／ｍｉｎ）を施して、加工部の黒変
化程度を評価したものであるが、スチレン成分のモル比
率が１０％未満になると、耐黒変性は急激に低下する。

【０１０】また、図２は、前記同様に調製した表面処理
鋼板を沸水中に２時間浸漬して、上塗り塗膜の密着性を
調査したものであるが、共重合体のスチレンモル比率が
４０％を越えると、耐水密着性が急激に低下するのがわ
かる。なお、塗膜密着性調査は、ゴバン目４ｍｍ張り出
し加工した部分にセロテ−プを貼付けた後、剥離して、
塗膜残存率（％）を算出する方法で行った。

【０１１】皮膜の（メタ）アクリル−スチレン共重合体
のアクリル成分は、メチル（メタ）アクリレ−ト、エチ
ル（メタ）アクリレ−ト、ブチル（メタ）アクリレ−ト
などの（メタ）アクリル酸エステルが好ましい。皮膜厚
は、５μｍ以下、好ましくは０.１〜２.０μｍが適して
いる。

【０１２】本発明でのめっき鋼板としては、亜鉛、亜鉛
−鉄合金、亜鉛−ニッケル合金、亜鉛−マンガン合金、
亜鉛−アルミニウム合金、亜鉛−マグネシウム合金また
は亜鉛−コバルト−クロム合金などの亜鉛系めっき鋼
板、アルミニウム、アルミニウム−シリコン合金、アル
ミニウム−クロム合金、アルミニウム−マンガン合金、
アルミニウム−ニッケル合金などのアルミニウム系めっ
き鋼板および銅、銅合金などの銅系めっき鋼板などが掲
げられる。

【０１３】また、クロメート皮膜は、従来のクロメート
処理法で形成したものでよい。クロメート処理には、塗
布型、反応型、電解型などがあるが、これらのいずれの
処理法で形成したものでもよい。クロメート皮膜量は、
５〜２００ｍｇ／ｍ²の範囲が好ましい。

【０１４】有機樹脂皮膜に潤滑剤を添加する場合の潤滑
剤としては、例えば、有機系のものの場合、ポリエチレ
ンワックス、天然パラフィンなどの炭化水素系のもの、
ラウリル酸、ステアリン酸などの脂肪酸系のもの、脂肪
酸の低級アルコ−ルエステルまたは多価アルコ−ルエス
テルのようなエステル系のものを添加すればよい。ま
た、無機系のものとしては、グラファイト、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステンなどを添加すればよい。

【０１５】潤滑剤の添加量は、樹脂１００重量部当り１
重量部未満であると、添加効果が小さく、２５重量部を
越えると、上塗り塗膜との密着性が低下し、エマルジョ
ンへの分散不良やゲル化が生じ、鋼板との密着性も低下
するため、１〜２５重量部にする。

【０１６】

【実施例】電気Ｚｎ−１２.３％Ｎｉ合金めっき鋼板
（板厚０.７ｍｍ、めっき付着量３０ｇ／ｍ²）および溶
融Ａｌ−９.０％Ｓｉ合金めっき鋼板（板厚１.０ｍｍ、
めっき付着量４０ｇ／ｍ²）に下記条件でそれぞれ塗布
型クロメート処理および反応型クロメート処理を施し
て、第１表、第２表に示すような組成のアクリル−スチ
レン共重合体のエマルジョンまたはこれに潤滑剤を添加
したものを塗布した。

【０１７】（１）塗布型クロメート処理全Ｃｒ２５ｇ／ｌ、Ｃｒ³⁺／全Ｃｒの比０.４、シリカ
ゾル７５ｇ／ｌ、リン酸８ｇ／ｌ、ホウ酸２ｇ／ｌから
なる処理液をロ−ルコ−タ−でめっき鋼板に塗布して、
水洗することなく２００℃で乾燥し、全Ｃｒ量が５０ｍ
ｇ／ｍ²のクロメート皮膜を形成した。

【０１８】（１）反応型クロメート処理無水クロム酸８ｇ／ｌ、リン酸１５ｇ／ｌ、フッ酸１ｇ
／ｌからなる処理液にめっき鋼板を浸漬して、引き上げ
後絞りロ−ル間を通過させて、全Ｃｒ量が２０ｍｇ／ｍ
²のクロメート皮膜を形成した。

【０１９】また、アクリル−スチレン共重合体エマルジ
ョンへの潤滑剤添加は、樹脂１００重量部当り１０〜１
５重量部添加し、乾燥は潤滑剤の添加の有無に関係なく
いずれも１００℃で行い、乾燥塗膜厚を１.０〜１.５μ
ｍにした。

【０２０】以上のようにして製造した表面処理鋼板に次
の試験を実施した。（１）ドロ−ビ−ド試験加圧力２０００Ｎ、引き抜き速度５００ｍｍ／ｍｉｎの
条件で実施し、黒変全くなし○、一部黒変△、全面黒変
×で評価した。

【０２１】（２）塗膜密着性試験アクリル系溶剤型塗料［日本ペイント（株）製ス−パ−
ラックＦ４７］を乾燥塗膜厚が３０μｍになるように塗
装して、１６０℃で１０分間乾燥した後、冷却して、ゴ
バン目４ｍｍ張り出し加工し、加工部にセロテ−プを貼
付け、剥離し、塗膜残存率（％）を算出した。第３表に
この結果を示す。

【０２２】

【第１表】ＭＡ：メチルアクリレ−ト、ＢＡ：ブチルアクリレ−
ト、ＥＡ：エチルアクリレ−ト、２ＥＨＡ：２−エチル
ヘキシルアクリレ−ト、Ａｃ：アクリル酸

【０２３】

【第２表】

【０２４】

【第３表】

【０２５】

【発明の効果】以上のように、本発明の表面処理鋼板
は、加工を施した場合の耐黒変性および塗膜密着性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクリル−スチレン共重合体皮膜のスチレン成
分量と加工部耐黒変性との関係を示すグラフである。

【図２】アクリル−スチレン共重合体皮膜のスチレン成
分量と上塗り塗膜に対する密着性との関係を示すグラフ
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田幸夫大阪府堺市石津西町５番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所表面処理研究部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】めっき鋼板表面にクロメート皮膜を形
成し、そのクロメート皮膜の上に有機樹脂皮膜を形成し
た表面処理鋼板において、有機樹脂皮膜をスチレン成分
がモル比率で１０〜４０％である（メタ）アクリル−ス
チレン共重合体皮膜にしたことを特徴とする加工部耐黒
変性および塗膜密着性に優れた表面処理鋼板。
【請求項２】（メタ）アクリル−スチレン共重合体
皮膜に潤滑剤を樹脂１００重量部当り１〜２５重量部添
加したことを特徴とする加工部耐黒変性および塗膜密着
性に優れた表面処理鋼板。