JPH0559570A - 溶接性ならびに塗装後の耐食性及び耐穴明き性に優れた有機複合めつき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた塗装後の耐食性および耐穴明き性を有
し、かつ優れた溶接性をも確保できる有機複合めっき鋼
板を提供する。 【構成】 鋼板表面にＣｒ濃度８〜１４重量％、Ｎｉ濃
度０．１〜１．０重量％未満、残部ＺｎとするＺｎ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ系合金めっき層を形成し、その上層にクロメー
ト皮膜層を形成し、更にその上層に有機皮膜層を形成し
たことを特徴とする溶接性及び塗装後の耐食性、耐穴明
き性に優れた有機複合めっき鋼板。 【効果】表面処理鋼板として、自動車、家電製品、建材
等の品質および耐用年数の向上に優れた効果を発揮す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車、家電製品、建材
等に使用される溶接性ならびに塗装後の耐食性及び耐穴
明き性、特に加工部や疵付部において耐食性及び耐穴明
き性に優れた有機複合めっき鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛めっき鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板、
あるいは各種の亜鉛系合金めっき鋼板は、耐食性が優れ
ることから自動車、家電製品、建材等に汎用されてい
る。近年、特に耐食性に優れた表面処理鋼板に対する要
求が益々強くなり、このような鋼板の需要は今後急速に
増加する傾向にある。

【０００３】例えば自動車業界では、寒冷地帯における
冬期の道路凍結防止用の岩塩散布により自動車車体が激
しい腐食環境に曝されるため安全上の観点から、さらに
優れた耐食性及び耐穴明き性を有する表面処理鋼板が強
く要求されている。また建材業界では、建築構造物の長
寿命化に対する要求から表面処理鋼板の大量採用や、さ
らにその鋼板に電着塗装（以後、ＥＤ塗装と呼ぶ）を施
すことが急速に広がりつつあり、塗装後の耐食性や耐穴
明き性に優れた表面処理鋼板の要求が益々強くなる傾向
にある。

【０００４】このような要求に対し、亜鉛の溶解を抑制
する元素を含有させた各種の合金めっき鋼板や、さらに
これらの合金めっき鋼板にクロメート処理を行い、その
上層に有機皮膜を被覆した有機複合めっき鋼板が数多く
提案されている。このような有機複合めっき鋼板におい
て、有機膜厚が３μｍを超えるものはプレス加工性、ス
ポット溶接性、耐食性等における要求品質を十分に満た
すものではなく、また有機膜厚が３μｍ以下のものは、
プレス加工性、スポット溶接性は比較的良好であるが、
耐食性は下地のめっき層によるところが大きく必ずしも
十分ではない。例えば、特開昭５９−１６２２７８号公
報、特開昭６０−５０１８０号公報等に開示されている
技術は、下地のめっき層がＺｎ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｆ
ｅ系合金めっき等であり、特にＺｎ−Ｎｉ系合金めっき
を下地のめっき層として用いた有機複合めっき鋼板は、
通常のＺｎめっきを用いたものに比べ未加工時の耐食性
には優れている。しかし、加工後の裸耐食性及び塗装後
の耐食性は必ずしも十分ではない。

【０００５】さらに、下地のめっき層として前記の合金
めっきよりも優れた耐食性を有するＺｎ−Ｃｒ系めっき
を用いた有機複合めっき鋼板（特開昭６４−７９３８２
号公報）も提案されている。その提案内容は、Ｃｒを５
〜４０％含有する亜鉛−クロム系電気めっき層の表面に
クロメート皮膜を形成し、さらにその上層に樹脂層を形
成せしめたことを特徴とする耐食性に優れた樹脂被覆亜
鉛−クロム系電気めっき鋼板である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近の傾
向として、自動車用鋼板は裸耐食性のみならず、塗装後
の耐食性、特に加工部や疵付部における耐食性や耐穴明
き性に優れたものでなければならない。これに対し、特
開昭５９−１６２２７８号公報、特開昭６０−５０１８
０号公報に開示されている鋼板は、しごきや延びが加わ
る加工を行うと有機皮膜層に疵が入ったり、下地めっき
層にクラックが入り部分的にめっき層や素地が露出する
ため、加工後の耐食性が大幅に低下する。また、端面や
疵付部において赤錆が発生し易く、塗装後の耐食性及び
耐穴明き性も満足されるものではない。

【０００７】また、特開昭６４−７９３８２号公報の樹
脂被覆亜鉛−クロム系電気めっき鋼板では、Ｃｒ濃度が
上がるにつれて加工部においても裸耐食性は向上する。
特にＣｒ濃度１０重量％以上では、Ｃｒの難溶性腐食生
成物が保護皮膜として均一に腐食部を覆うため優れた裸
耐食性を示す。しかし、Ｚｎ−Ｃｒ系合金めっき層では
めっき層Ｃｒ濃度の増加にともない、めっき層とクロメ
ートとの反応性が低下するため、Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっ
き層上に形成されるクロメート皮膜のような緻密で耐食
性に優れたクロメート皮膜は形成され難い。

【０００８】従って、Ｚｎ−Ｃｒ系めっき層におけるめ
っき層−クロメート層間の密着性は従来のＺｎ−Ｎｉ系
めっき層に比べて低く、水、酸素、塩素イオン等の腐食
因子が侵入し易い傾向にある。そのため塗装後、加工部
や疵付部において塗膜下での腐食が進行し易い傾向にあ
り、塗装後の耐食性は必ずしも十分とは言えない。ま
た、めっき層Ｃｒ濃度の増加にともない溶接性も低下
し、Ｃｒ濃度１０％以上では十分に満足できるものでは
ない。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、優れた溶接性を示し、かつ加工部や疵付部において
塗装後の耐食性及び耐穴明き性に極めて優れた有機複合
めっき鋼板を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｚｎを主成分
とし、ＣｒとＮｉを特定濃度に限定したＺｎ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ系合金めっき層を形成し、その上層にクロメート皮膜
を形成し、さらにその上層に有機皮膜を形成したことを
特徴とする有機複合めっき鋼板であり、詳しくは、鋼板
表面にＣｒ濃度８〜１４重量％、Ｎｉ濃度０．１〜１．
０重量％未満、残部Ｚｎとするめっき層を形成し、その
上層にクロメート皮膜層を形成し、さらにその上層に有
機皮膜層を形成したことを特徴とする溶接性ならびに塗
装後の耐食性及び耐穴明き性に優れた有機複合めっき鋼
板を要旨とするものである。

【００１１】なお前記の特開昭６４−７９３８２号公報
には、ＺｎとＣｒを主体とするめっき層中に、さらにＦ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｏ、Ｃ等が少量含
有される電気めっき層も開示されているが、このめっき
層において副成分であるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎａ、
Ｍｇ、Ｐ、Ｏ、Ｃ等が少量であればＣｒの難溶性腐食生
成物の形成を阻害することなく、ＺｎとＣｒの２成分系
のみからなるめっき層を用いて、上層にクロメート皮膜
を形成し、さらにその上層に樹脂層を形成せしめた樹脂
被覆亜鉛−クロム電気めっき鋼板と同様の耐食性を示す
と記載されていると共に、その具体例として、Ｚｎ：８
８％、Ｃｒ：１１％、Ｎｉ：１％の組成を有するＺｎ−
Ｃｒ−Ｎｉ系電気めっき層の上層に電解型クロメートを
総Ｃｒ量で２０mg／m²形成し、さらにその上層にオレフ
ィン−アクリル系の樹脂層を１μｍの厚さで形成せしめ
た鋼板が開示されるのみであり、本発明の如く、副成分
としてＮｉのみを選択し、かつその濃度を０．１〜１．
０重量％未満に限定すると共に、さらにＣｒ濃度を８〜
１４重量％に限定するＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金めっき層
を用い、その上層にクロメート皮膜層を形成し、さらに
その上層に有機皮膜層を形成したことを特徴とする有機
複合めっき鋼板によれば、優れた溶接性を示し、かつ加
工部や疵付部において極めて優れた塗装後の耐食性及び
耐穴明き性を得ることができることは、開示も示唆もさ
れていない。

【００１２】さらに本発明者等の調査結果によれば、特
開昭６４−７９３８２号公報の前記した具体例（Ｚｎ：
８８％、Ｃｒ：１１％、Ｎｉ：１％）からなる電気めっ
き層の上層に電解型クロメート皮膜をクロム付着量（総
Ｃｒ量）で２０mg／m²形成し、さらにその上層にオレフ
ィン−アクリル系の樹脂層を１μｍの厚さで形成せしめ
た鋼板は、Ｃｒ濃度が１１％と高いため裸耐食性におい
てはかなり優れるものの、Ｎｉ濃度が１％と高いため塗
装後に加工部や疵付部において腐食がある程度進行する
と、塗膜下でＮｉ濃縮層が形成され、鋼板（Ｆｅ）とＮ
ｉ濃縮層との間で電位の逆転が起こるため、特に疵付部
において赤錆が発生し易く、塗装後の耐食性及び耐穴明
き性が劣るという問題がある。

【００１３】

【作用】以下作用と共に本発明を詳細に説明する。本発
明は、Ｚｎを主成分とし、ＣｒとＮｉを特定濃度に限定
したＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金めっき層を形成し、その上
層にクロメート皮膜層を形成し、さらにその上層に有機
皮膜層を形成したことを特徴とする有機複合めっき鋼板
であり、以下に本発明例について詳細に説明する。

【００１４】図１は、目付量を２０g/m²一定にし、Ｃｒ
濃度を種々変化させたＺｎ−Ｃｒ系合金めっき層を形成
し、その上層に市販の塗布型クロメート皮膜を総Ｃｒ量
で５０mg／m²形成し、さらにその上層にオレフィン−ア
クリル系共重合体樹脂（１００重量部）とコロイダルシ
リカ（３０重量部）からなる有機−無機混合系の樹脂を
用いて乾燥重量で１．５g/m²の樹脂層を形成した有機複
合めっき鋼板の溶接性評価結果を示す。

【００１５】また図２は、目付量を２０g/m²一定にし、
Ｃｒ濃度及びＮｉ濃度を種々変化させたＺｎ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ系合金めっき層を形成し、その上層に市販の塗布型ク
ロメート皮膜を総Ｃｒ量で５０mg／m²形成し、さらにそ
の上層にアクリル−オレフィン系共重合体樹脂（１００
重量部）とコロイダルシリカ（３０重量部）からなる有
機−無機混合系の樹脂を用いて乾燥重量で１．５g/m²の
皮膜を形成した有機複合めっき鋼板の溶接性評価結果を
示す。

【００１６】溶接性はスポット溶接を行い、ナゲット径
が４mmφ以下になるまでの連続打点数で以下のように４
段階で評価した。 ◎：３０００点以上 ○：２０００点以上〜３０００点未満 △：１０００点以上〜２０００点未満 ×：１０００点未満 図１から明らかなように、Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき
鋼板の溶接性は、Ｃｒ濃度が増加するにつれて次第に低
下する。これに対し図２から明らかなように、Ｚｎ−Ｃ
ｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板では、Ｎｉ濃度０．１〜
３．０重量％でかつＣｒ濃度８〜１４重量％の範囲で極
めて優れた溶接性を示すが、Ｎｉ濃度０．１重量％未満
あるいは３．０重量％超では溶接性が低下する。また、
Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板においても、Ｃ
ｒ濃度１４重量％超では溶接性が低下する傾向にある。

【００１７】ここで、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっ
き鋼板において、Ｎｉ濃度を特定濃度に限定することに
より、Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板に比べ、極めて
広いＣｒ濃度域において優れた溶接性を示す理由は必ず
しも明らかではないが、以下のように推定される。Ｚｎ
−Ｃｒ系合金めっき層は、Ｚｎ−Ｎｉ系合金めっき層に
比べ比較的軟らかく、電極チップの圧力によるめっき層
の変形が大きい。また、Ｚｎ及びＣｒが電極チップへ拡
散し易く連続溶接性が劣る傾向にある。このＺｎ−Ｃｒ
系合金めっき層にＮｉを共析させることにより、溶接時
の電極チップへのＺｎ及びＣｒの拡散が抑制されると同
時に、めっき層がやや硬くなることにより電極チップの
圧力によるめっき層の変形が小さくなり溶接部に電流が
集中し易くなることが、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合め
っき鋼板における溶接性の飛躍的向上要因と推定され
る。

【００１８】一方、Ｎｉ濃度が０．１重量％未満では、
電極チップへのＺｎ及びＣｒの拡散抑制効果が低く、ま
たＮｉ濃度が３．０重量％超あるいはＣｒ濃度１４重量
％超では、めっき層が脆くなり過ぎ、電極チップの圧力
によりめっき層が破壊されるため、溶接性が向上しない
ものと思われる。次に、目付量を２０g/m²一定にし、Ｃ
ｒ濃度を種々変化させたＺｎ−Ｃｒ系合金めっき層を形
成し、その上層に市販の塗布型クロメート皮膜を総Ｃｒ
量で５０mg／m²形成し、さらにその上層にオレフィン−
アクリル系共重合体樹脂（１００重量部）とコロイダル
シリカ（３０重量部）からなる有機−無機混合系の樹脂
を用いて、乾燥重量で１．５g/m²の樹脂層を形成した有
機複合めっき鋼板に、図３（ａ）に示すビード付きＵ曲
げ加工を行った後、市販のカチオン型ＥＤ塗装を２０μ
ｍの膜厚で実施し、さらに図３（ｂ）に示すようにカッ
ターナイフを用いて素地に達するクロス状の疵（クロス
カット）を入れたものについて、塗装後の耐食性及び耐
穴明き性を評価した結果を図４及び図５に示す。

【００１９】また、目付量を２０g/m²一定にし、Ｃｒ濃
度及びＮｉ濃度を種々変化させたＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合
金めっき層を形成し、その上層に市販の塗布型クロメー
ト皮膜を総Ｃｒ量で５０mg／m²形成し、さらにその上層
にアクリル−オレフィン系共重合体樹脂（１００重量
部）とコロイダルシリカ（３０重量部）からなる有機−
無機混合系の水溶性樹脂を用いて乾燥重量で１．５g/m²
の皮膜を形成した有機複合めっき鋼板についても同様に
ビード付きＵ曲げ加工・ＥＤ塗装・クロスカットを行
い、塗装後の耐食性及び耐穴明き性を評価した結果を図
６及び図７に示す。

【００２０】ビード付きＵ曲げ加工は図３（ａ）に示す
ように、押しつけ荷重（Ｂ．Ｈ．Ｆ．）：１．５ｔｏｎ
で実施した。塗装後の耐食性及び耐穴明き性の評価試験
は、以下に示すサイクルの腐食試験を用いて行った。 →塩水噴霧（ＪＩＳ Ｚ ２３７１） ６時間 ↑ ↓ ↑ 乾 燥（５０℃） ３時間 ↑ ↓ ↑ 湿 潤（５０℃ ＲＨ９５％） １４時間 ↑ ↓ ←乾 燥（５０℃） １時間 塗装後の耐食性の評価は上記サイクルを１サイクルと
し、クロスカット部の赤錆発生率が５０％に達するまで
のサイクル数で、以下のように４段階で評価した。

【００２１】◎：１５０サイクル以上 ○：１００サイクル以上〜１５０サイクル未満 △：５０サイクル以上〜１００サイクル未満 ×：５０サイクル未満 また、塗装後の耐穴明き性の評価は、２５０サイクル後
のクロスカット部の最大板厚減少量を測定し、以下のよ
うに４段階で評価した。

【００２２】◎：０．１mm以下 ○：０．１mm超〜０．３mm以下 △：０．３mm超〜０．５mm以下 ×：０．５mm超 図４及び図５から明らかなように、Ｚｎ−Ｃｒ系有機複
合めっき鋼板の塗装後の耐食性及び耐穴明き性は、Ｃｒ
濃度が増加するにつれ向上し、Ｃｒ濃度１０〜１４重量
％の領域で比較的良好である。それ以上のＣｒ濃度で
は、めっき層の加工性が低下するために塗装後の耐食性
及び耐穴明き性は低下する傾向にある。Ｚｎ−Ｃｒ系有
機複合めっき鋼板において、Ｃｒ濃度１０〜１４重量％
の領域で耐食性及び耐穴明き性が比較的良好になるの
は、めっき層の加工性及び耐食性の双方が優れる領域が
このＣｒ濃度域にあるためと思われる。

【００２３】これに対し、図６及び図７から明らかなよ
うに、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板では、Ｎ
ｉ濃度０．１〜１．０重量％未満で、かつＣｒ濃度８〜
１４重量％の範囲で、Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板
に比べ、極めて優れた塗装後の耐食性及び耐穴明き性を
示す。一方、Ｎｉ濃度０．１重量％未満あるいは１．０
重量％以上、Ｃｒ濃度８重量％未満あるいは１４重量％
超では、塗装後の耐食性及び耐穴明き性は低下する。

【００２４】ここで、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっ
き鋼板において、Ｃｒ及びＮｉ濃度を特定濃度に限定す
ることにより、Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板に比
べ、極めて優れた塗装後の耐食性及び耐穴明き性を示す
理由は以下のように考えられる。有機複合めっき鋼板に
おいて塗装後に加工部や疵付部の耐食性が優れるために
は、めっき層自身が加工性及び耐食性に優れていると同
時に、さらに上層に形成されるクロメート皮膜がめっき
層との密着性に優れ、かつ耐食性に優れたものでなけれ
ばならない。

【００２５】本発明のＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっ
き鋼板において、めっき層のＮｉは主に次の２つの作用
を持ち、それぞれの作用の相乗効果により初めて、極め
て優れた塗装後の耐食性及び耐穴明き性を発揮するもの
と考えられる。第一に、Ｎｉの作用は緻密で難溶性の腐
食生成物の形成促進にある。ＣｒはＺｎと共析すること
により、不働態化せず活性状態を維持してＺｎと共に鋼
板素地に対する犠牲防食作用に加担する。その際に、特
定濃度のＮｉ（０．１〜１．０重量％未満）が存在する
ことにより、加工部や疵付部等の腐食が進行し易い部位
においてＮｉの濃縮層が形成されることなく、Ｚｎ及び
Ｃｒの腐食生成物は微量のＮｉを含む難溶性で極めて緻
密な保護皮膜となり、水、酸素、塩素イオン等の腐食因
子の侵入を抑制する効果が極めて高くなると考えられ
る。

【００２６】第二に、Ｎｉの作用は密着性及び耐食性に
優れた緻密なクロメート皮膜の形成にある。Ｚｎ−Ｃｒ
系合金めっき層では、Ｃｒ濃度の増加にともないめっき
層とクロメートとの反応性が低下するため、めっき層自
身の耐食性に優れるＣｒ濃度域では、密着性及び耐食性
に優れた緻密なクロメート皮膜の形成が阻害される。そ
のため従来の電解型クロメートや塗布型クロメート、反
応型クロメート等のいずれのクロメート処理液を用いて
も、密着性及び耐食性に優れた緻密なクロメート皮膜が
形成され易いＺｎ−Ｎｉ系合金めっき層に比べ、Ｚｎ−
Ｃｒ合金めっき層ではめっき層−クロメート皮膜界面や
クロメート皮膜層中への腐食因子の侵入に対する抑制効
果が低く、塗装後に加工部や疵付部において膨れを伴う
塗膜下での腐食が進行し易い傾向にある。

【００２７】これに対し、Ｃｒ及びＮｉを特定濃度（Ｃ
ｒ濃度８〜１４重量％で、かつＮｉ濃度０．１〜１．０
重量％未満）に限定したＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金めっき
層は、Ｎｉの存在によってＣｒ⁶⁺及び／またはＣｒ³⁺を
含有する酸性処理液との反応性が高められているので、
前記したいずれのクロメート処理液を用いても密着性及
び耐食性に優れた緻密なクロメート皮膜が形成される。
また、これらのクロメート皮膜は、さらに上層に形成さ
れる有機皮膜層との密着性に優れ、加工を受けても損傷
が少なく、有機皮膜層と共に腐食因子の侵入に対して抑
制効果が高い保護皮膜としての効果を発揮するものと考
えられる。

【００２８】一方、Ｎｉ濃度０．１重量％未満では、前
記したＮｉの効果がほとんど認められない。また、Ｎｉ
濃度１．０重量％以上では、密着性及び耐食性に優れた
緻密なクロメート皮膜は形成されるものの、塗装後に加
工部や疵付部等の部位において、腐食がある程度進行す
るとＮｉ濃縮層が形成され、そのＮｉ濃縮層と鋼板素地
（Ｆｅ）との間に電位の逆転現象が起こり、鋼板素地の
溶解が促進される。即ち、換言すると赤錆が発生するた
め、塗装後の耐食性及び耐穴明き性が低下することにな
る。

【００２９】またさらに、Ｎｉ濃度が０．１〜１．０重
量％未満の範囲であっても、Ｃｒ濃度８重量％未満で
は、めっき層自身の耐食性が十分ではなく、Ｃｒ濃度１
４重量％超ではめっき層の加工性が低下するために、加
工部における塗装後の耐食性及び耐穴明き性が低下する
ものと考えられる。従って、以上のことから明らかなよ
うに、前記した特定範囲に限定されるＮｉ及びＣｒ濃度
（Ｎｉ濃度０．１〜１．０重量％未満、Ｃｒ濃度８〜１
４重量％）のＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金めっき層を用い、
その上層にクロメート皮膜層を形成し、さらにその上層
に有機皮膜層を形成する有機複合めっき鋼板によれば、
塗装後に加工部や疵付部等において腐食進行速度が極め
て遅く、かつある程度腐食が進行してもＮｉ濃縮層が形
成されることがなく（換言すると、塗装後にＮｉ濃縮層
の形成による鋼板素地（Ｆｅ）との電位逆転現象による
赤錆発生が認められず）、長期間にわたって犠牲防食作
用及び保護皮膜によるバリアー効果が維持され、極めて
優れた塗装後の耐食性及び耐穴明き性を有し、かつ溶接
性にも優れた有機複合めっき鋼板が得られることを初め
て見出した。

【００３０】このことから本発明では、有機複合めっき
鋼板の製造に際し、鋼板の表面にＣｒ濃度８〜１４重量
％、Ｎｉ濃度０．１〜１．０重量％未満、残部Ｚｎとす
るめっき層を形成し、その上層にクロメート皮膜層を形
成し、さらにその上層に有機皮膜層を形成することとす
る。ここで有機複合めっき鋼板を製造する際に用いるク
ロメート処理は、公知の電解型クロメート処理、塗布型
クロメート処理、反応型クロメート処理等のいずれも適
用可能である。

【００３１】電解型クロメート処理としては、クロム酸
に硫酸、各種リン酸及びリン酸塩類、ハロゲンイオンを
添加するもの、及び／またはＳｉＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｍ
ｇＯ、ＴｉＯ₂ 等の水分散型ゾル類を添加するもの、Ｃ
ｏ、Ｍｇ等の金属イオンを微量添加するものも適用でき
る。塗布型、反応型クロメート処理としては、Ｃｒ⁶⁺と
Ｃｒ³⁺イオンに加えて、各種リン酸及びリン酸塩類やフ
ッ化物類を添加するもの、無機コロイド類やシランカッ
プリング剤を添加するもの、及び／または有機樹脂を添
加するものも適用可能である。

【００３２】また、そのクロメート皮膜層の皮膜量は、
総Ｃｒ量として３０〜１２０mg／m²が適当である。３０
mg／m²未満では上層に形成される有機皮膜との密着性及
び耐食性が十分に満足するレベルに達しないことが多
く、また１２０mg／m²超では溶接性が悪化し実用上好ま
しくない。クロメート皮膜層の上層に形成される樹脂層
としては０．３〜３．０g/m²が好ましい。樹脂層の厚み
が０．３g/m²未満では皮膜の連続被覆性が乏しく、３．
０g/m²より厚いと溶接性、プレス加工性、ＥＤ塗装性等
が悪化することがある。

【００３３】被覆する有機樹脂の種類としては、オレフ
ィン−アクリル、アクリル、エポキシ、ウレタン、ポリ
エステル等、またはこれらの共重合誘導体等であり、こ
れらの樹脂が水系あるいは溶剤系のいずれでも使用する
ことができる。また、前記した有機樹脂にＳｉＯ₂ 、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 、ＭｇＯ等の水分散型ゾルや防錆顔
料、及び／または硬化促進剤、潤滑剤等を配合して塗料
化した無機−有機混合樹脂も適用できる。

【００３４】

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と共に表１、
２に示す。 （１） めっき条件 冷延鋼板を電解アルカリ樹脂し、電解酸洗した後、以下
の条件によりめっきを行った。めっき液流速：０．８〜
１．５m/分、温度：５０℃、ｐＨ＝１．２〜１．４の硫
酸浴を用いた。めっき浴の組成は、Ｚｎ²⁺イオン：５０
〜７０g/l 、Ｃｒ³⁺イオン：２０〜４０g/l 、Ｎｉ²⁺イ
オン：０〜３０g/l 、Ｎａ⁺ イオン：２０g/l 、ポリエ
チレングリコール：１〜２g/l とし、Ｃｒ及びＮｉの含
有率はそれぞれの添加量及び電流密度等により制御し、
めっき付着量は２０g/m²とした。

【００３５】（２） クロメート処理 電解型クロメート処理 クロム酸：３０g/l 、Ｃｏ²⁺イオン：２．３g/l 、Ｃｌ
^- イオン：０．３g/l、浴温：４０℃の処理液を用い
て、めっき板に陰極電解し、クーロン量調整によりクロ
メート皮膜量を調節した。

【００３６】 塗布型クロメート処理 クロム酸：５０g/l （Ｃｒ⁶⁺イオン：５０％、Ｃｒ³⁺イ
オン：５０％）、ＰＯ ₄ ^3- イオン：６５g/l 、シランカ
ップリング剤：１２g/l からなる処理液をめっき板にロ
ールコーターを用いて塗布し、１２０℃で乾燥した。ク
ロメート皮膜量は液の希釈率とロールコーターの圧加力
及び回転数で調節した。

【００３７】 反応型クロメート処理 クロム酸：５０g/l 、ＰＯ₄ ^3- イオン：２０g/l 、Ｎａ
Ｆ：０．５g/l 、Ｋ₂ ＴｉＦ₆ ：４g/l からなる処理液
をめっき板にスプレーし、１００℃で乾燥した。クロメ
ート皮膜量は液の希釈率とスプレー時間で調節した。 （３） 樹脂被覆条件 表２には主体となる有機樹脂系のみを記したが、各樹脂
系に対しＳｉＯ₂ 等の防錆顔料や硬化促進剤等を配合し
て塗料化した無機−有機混合系の樹脂を用いて、クロメ
ート皮膜層を形成しためっき板にロールコーターで塗布
を行い、焼き付け乾燥した。焼き付け乾燥温度は樹脂系
にもよるが、最高到達板温度が１２０〜１７０℃の条件
で行った。

【００３８】表１、２から明らかなように、Ｎｉ濃度を
０．１〜１．０重量％未満、Ｃｒ濃度を８〜１４％の範
囲に限定したＺｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金めっき層を下地と
して用い、その上層にクロメート皮膜層を形成し、さら
にその上層に有機皮膜層を形成したことを特徴とする有
機複合めっき鋼板によって初めて、溶接性ならびに塗装
後の耐食性及び耐穴明き性に優れた有機複合めっき鋼板
が得られるものである。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、塗
装後に極めて優れた耐食性、耐穴明き性を有し、同時に
溶接性にも優れた有機複合めっき鋼板が得られ、高い耐
食性を必要とする自動車、家電製品、建材等の品質及び
耐用年数の向上に資するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板におけるＣｒ
濃度と溶接性の関係を示す図面である。

【図２】Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板におけ
るＣｒ及びＮｉ濃度と溶接性の関係を示す図面である。

【図３】（ａ）はビード付きＵ曲げ加工の形状及び塗装
後の耐食性及び耐穴明き性の評価を実施した試料位置と
形状を示す図面、（ｂ）はクロスカット疵を示す図面で
ある。

【図４】Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板におけるＣｒ
濃度と塗装後の耐食性の関係を示す図面である。

【図５】Ｚｎ−Ｃｒ系有機複合めっき鋼板におけるＣｒ
濃度と塗装後の耐穴明き性の関係を示す図面である。

【図６】Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板におけ
るＣｒ及びＮｉ濃度と塗装後の耐食性の関係を示す図面
である。

【図７】Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系有機複合めっき鋼板におけ
るＣｒ及びＮｉ濃度と塗装後の耐穴明き性の関係を示す
図面である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の表面にＣｒ濃度８〜１４重量％、
   Ｎｉ濃度０．１〜１．０重量％未満、残部Ｚｎとするめ
   っき層を形成し、その上層にクロメート皮膜層を形成
   し、さらにその上層に有機皮膜層を形成したことを特徴
   とする溶接性ならびに塗装後の耐食性及び耐穴明き性に
   優れた有機複合めっき鋼板。