JPH067950B2 - 加工時の皮膜密着性並びに加工後の耐蝕性に優れた電着塗装用防錆鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は加工時の皮膜密着性並びに加工後の耐蝕性に優
れた電着塗装用防錆鋼板に関し、さらに詳しくは、自動
車用車体、家庭用電化製品、建造物用壁体等に用いられ
る加工時の皮膜密着性並びに加工後の耐蝕性に優れた電
着塗装用防錆鋼板に関する。

［従来技術］ 従来より防錆鋼板として種々の構成のものが提案され使
用されている。例えば、自動車用の車体に用いる場合
に、通称、ジンクロメタルと呼ばれている防錆鋼板が使
用されているが、これは鋼板上にクロム化合物を含む第
１層と亜鉛粉末および樹脂を含むジンクリッチペイント
の塗装の第２層からなるもので（以下ジンクリッチ防錆
鋼板という。）、耐蝕性が良好で、自動車用鋼板として
の条件である電着塗装およびスポット溶接を行なうこと
ができる。

しかしながら、このジンクリッチ防錆鋼板は、以下説明
するような問題点がある。

(1)耐蝕性と電着塗装性を保障するためには上記第２層
に亜鉛粉末が８０wt%以上含まれているため、プレス加
工等の際皮膜が粉末状に剥離し、加工傷の原因となる。

(2)ジンクリッチ皮膜が、例えば１０μｍ以上と厚く塗
装されている場合には、亜鉛粉末および樹脂が多量に存
在するため、連続スポット溶接による亜鉛および樹脂の
燃焼残渣によって電極チップが汚染され、チップドレッ
シング頻度が増大し、作業性の劣化を招来する。

しかし、このような上記のジンクリッチ防錆鋼板の問題
点を考慮した防錆鋼板についつ、特開昭５８−０９８１
７２号公報および特開昭５７−１０８２９２号公報に
は、１μｍ程度の有機複合シリケート皮膜を形成した防
錆鋼板が提案されているが、これら公報に示されている
防錆鋼板は、複合シリケートを主成分とする皮膜中にＭ
ｏ、Ｗ、Ｖ、Ｓｎ、Ｂ、Ｓｉの酸素酸またはアルコキシ
ドキレート化合物を含むことを必須としており、また、
ウレタン系有機複合シリケートは含まれていない。そし
て、このような防錆鋼板は厳しい加工条件、例えば、ド
ロービードテストおよび例えば、電着塗装＋中塗り＋上
塗り等の塗装後の各種密着性テスト等においては、皮膜
密着性が充分でないという問題がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に説明したような従来における防錆鋼板に
おける種々の問題点に鑑みなされたものであり、本発明
者が鋭意研究を行なった結果、特に、加工時の皮膜密着
性並びに加工後の耐蝕性に優れた電着塗装用防錆鋼板を
開発したのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る加工時の皮膜密着性並びに加工後の耐蝕性
に優れた電着塗装用防錆鋼板の特徴とするところは、鋼
板上に設けられた亜鉛めっき層の上に、膜厚が２μｍ以
下のウレタン樹脂および二酸化珪素の複合物質またた混
合物質とで構成された皮膜層を設けたことにある。

なお、必要に応じて亜鉛系めっき層とウレタン樹脂およ
び二酸化珪素の複合物質または混合物質を主成分とする
皮膜層との間にクロメート層を形成してもよい。

また、種々の防錆顔料を上記皮膜層中に共存させて耐蝕
性をより向上させることができる。

本発明に係る加工時の皮膜密着性並びに加工後の耐蝕性
に優れた電着塗装用防錆鋼板に使用される亜鉛系めっき
層を設けた鋼板としては、亜鉛単層めっき鋼板、亜鉛合
金めっき鋼板およびこれらの多層めっき鋼板を挙げるこ
とができる。

皮膜層には、樹脂成分としてウレタン樹脂を用い、か
つ、このウレタン系樹脂と二酸化珪素をシリコンカップ
リング剤により複合物質としたもの、または、混合物質
としたものとする。

ここにいうポリレタン樹脂とは、有機ポリイソシアネー
トと多価ヒドロキシ化合物および多価アミノ化合物との
反応物である。

有機ポリイソシアネートとしては、 トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、ナフタリンジイソシアネート、トリジンジイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシ
リレンジジイソシアネート、水添ジシクロヘキシルメタ
ンジイソシアネート等の脂肪族、芳香族、脂環族イソシ
アネートおよびこれらの二量化、三量化物がある。

多価ヒドロキシ化合物としては、 ポリアルキレングリコール、ポリアミンポリオール、ポ
リマーポリオール、ポリテトラメチレングリコール等の
ポリエーテル系ポリオール、アジペート系ポリオール、
フタル酸系ポリオール、ポリカプロラクトン系ポリオー
ル、ポリカーボネート系ポレオール等のポリエステル系
ポリオール、トリメチロールプロパン、ブタンジオール
等の多価アルコール化合物等がある。

多価アミノ化合物としては、 メチレンオルソクロロアニリン、ジアミノジフェニルメ
タン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヒド
ラジン、イソホロンジアミン、トリエチレンテトラミン
等がある。

ポリウレタン樹脂を加工法的に大別すると、 (1)各種有機ポリイソシアネート、多価ヒドロキシ化合
物の重合反応により、ウレタンプレポリマーを合成し、
加工時に多価アミノ化合物、多価ヒドロキシ化合物、湿
気等で樹脂化する熱硬化（常温硬化）性ポリウレタン樹
脂。

(2)各種有機ポリイソシアネート、多価ヒドロキシ化合
物、多価アミノ化合物等を加工時に混合樹脂化するワン
ショットポリウレタン樹脂。

(3)各種有機ポリイソシアネート、多価ヒドロキシ化合
物の重合反応によりウレタンプレポリマーあるいは、ポ
リウレタン樹脂を各種溶媒中に溶解希釈した溶媒揮散型
（一部湿気硬化型を含む）ポリウレタン樹脂。

(4)各種有機ポリイソシアネート、多価ヒドロキシ化合
物の重合反応により得られたポリウレタン樹脂を加工時
に熱溶融する熱可塑型ポリウレタン樹脂。

(5)各種有機ポリイソシアネート、多価ヒドロキシ化合
物の重合反応の際、親水性基を導入して得られるポリウ
レタン樹脂、あるいは、ウレタンプレポリマーを水中に
乳化するか、または、各種有機ポリイソシアネート、多
価ヒドロキシ化合物の重合反応により得られたポリウレ
タン樹脂、あるいは、ウレタンプレポリマーを界面活性
剤かコロイド剤を用いて、強制的に乳化する水添系ポリ
ウレタン樹脂。

等がある。

［実施例］ 本発明に係る加工時の皮膜密着性並びに耐蝕性に優れた
電着塗装用防錆鋼板の実施例を説明する。

実施例１ 減圧脱水したポリテトラメチレンエーテルグリコール
（ＯＨ．Ｖ．55.3）２０２部に１０１部のメチルエチル
ケトンを加えて均一に混合した後、２，４−および２，
６トリレンジイソシアネート８０：２０の混合物３４．
８部を加えて、８０℃の温度で２時間反応させ、２．４
８％のイソシアネート基を含有するウレタンプレポリマ
ー溶液を得た。

別の反応器に６００部のメチルエチルケトンと１０．７
部のジエチレントリアミンを入れて均一に混合し、この
溶液のなかに、上記のウレタンプレポリマー溶液３００
部を１０〜２０℃温度で徐々に滴下して加え、ついで５
０℃の温度で３０分間反応して、ポリウレタン尿素ポリ
アミン溶液を得た。

ついで、この溶液にトリメット酸無水物２５．８部を加
え、均一に溶解させた後、５０℃の温度に昇温して３０
分間反応させた。

続いて、水６５０部に１０．８部の水酸化ナトリウムを
溶解した水溶液を加えて、減圧下にメチルエチルケトン
を留去し、水を加えて樹脂分を調整し、濃度３０％のエ
マルジョンを得た。

この水溶性ウレタンエマルジョン（固形成分３０％）
：１００重量部 コロイダルシリカ（ＳｉＯ_２ ４０wt％、） ：５０重量部 蒸留水 ：２４０重量部 を混合して塗液を作成した。

次いで、この塗液を、脱脂処理およびクロメート処理
（無水クロム酸水溶液塗布、１９５℃／３０秒乾燥、全
クロム量５０mg／m²）を施したＺｎ−１２％Ｎｉめっき
鋼板（めっき厚２０ｇ／m²）に、バーコーターで塗布
し、炉温２００℃で１分間焼付けることにより、ＳｉＯ
_２／ウレタン樹脂＝０．４０、平均膜厚１．５μｍの皮
膜層が形成された防錆鋼板を製造した。

このようにして製造された防錆鋼板について、 (1)３コート後の皮膜密着性試験 (2)加工時の皮膜剥離性および加工後の耐蝕性試験 を行なった。

(1)３コート後の皮膜密着性試験 本発明に係る加工性に優れた防錆鋼板にカチオン電着塗
料１５μｍ、自動車用中塗り３５μｍ、自動車用上塗り
３５μｍの合計８５μｍの塗装を行ない、５０℃温水に
２４０時間浸漬後２mm碁盤目粘着テープ試験を行なっ
た。

その結果、皮膜剥離は認められなかった。

(2)加工時の皮膜剥離性および加工後の耐蝕性試験 第１図に示すドロービード試験装置を用いて加工時の皮
膜剥離性を調査した。

引張速度３００mm／min、伸びを２０％とした。テスト
後の摺動部の粘着テープ剥離試験による皮膜剥量は０．
１ｇ／m²以下であった。

このドロービード試験後の耐蝕性を以下に示すサイクル
試験により調査した。

塩水噴霧試験（３５℃×４時間）→乾燥（６０℃×２時
間）→湿潤（５０℃×２時間）→塩水噴霧試験というサ
イクルを８時間／１サイクルで行なった。

２００サイクル後の摺動部２１０cm²当りの最大腐蝕深
さは７５μｍであった。

比較例１ 水性アクリルエマルジョン（固形成分３０％）を使用
し、実施例１と同じ方法により処理し、平均膜厚１．５
μｍの有機複合シリケート（ＳｉＯ_２／アクリル樹脂＝
０．４０）皮膜を形成した。

実施例１と同じ方法で性能試験を行なった。

(1)３コート後の皮膜密着性試験 皮膜の７５％が剥離した。

(2)加工時の皮膜剥離性および加工後の耐蝕性 皮膜剥離性 ３．５ｇ／m² 最大腐蝕深さ ５６０μｍ 実施例２ 溶剤系ポリウレタン樹脂（固形成分１０％） ：１００重量部 微粉末ＳｉＯ_２（平均粒径0.5μｍ）：５重量部 ジメチルスルフォアミド ：１００重量部 を混合して塗液を作成した。

次いで、この塗液を脱酸処理およびクロメート処理（無
水クロム酸とコロイダルシリカ混合液塗布、２００℃×
３０sec乾燥、全クロム量５０mg／m²）を施したＺｎ−
１２％Ｎｉめっき鋼板（めっき厚２０ｇ／m²）にバーコ
ーターで塗布し、炉温２００℃で１分間焼付けることに
よりＳｉＯ_２／ウレタン樹脂＝０．５、平均膜厚＝０．
８μｍの皮膜層を有する防錆鋼板を製造した。

このようにして製造された防錆鋼板について以下説明す
る試験を行った。

(1)３コート後の皮膜密着性試験 本発明に係る加工生に優れた防錆鋼板に、カチオン電着
塗料１５μｍ、自動車中塗り塗料３５μｍ、同上塗り塗
料３５μｍの合計８５μｍの塗装を行い、５０℃の温水
に２４０時間浸漬後２mmゴバン目粘着テープ試験を行っ
た。

この結果、皮膜剥離は認められなかった。

(2)加工時の皮膜剥離性および加工後の耐蝕性試験 第１図に示すドロービード試験装置を用いて加工時の皮
膜剥離性を調査した。

引張速度 ３００mm／min、伸びを２０％とした。

試験後の摺動部の粘着テープ剥離試験による皮膜剥離量
き０．１ｇ／m²以下であった。

このドロービード試験後の耐蝕性を実施例１で実施した
のと同じサイクルテストにより評価した。

２００サイクル後の摺動部２１０cm当たりの最大浸蝕深
さは８５μｍであった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る加工時の皮膜密着性
並びに加工後の耐蝕性に優れた電着塗装用防錆鋼板は上
記の構成であるから、加工に際しての皮膜密着性並びに
加工後の耐蝕性に優れた電着塗装用防錆鋼板を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はドロービード試験装置の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼板上に設けられた亜鉛系めっき層の上
   に、膜厚が２μｍ以下のウレタン樹脂および二酸化珪素
   の複合物質またた混合物質とで構成された皮膜層を設け
   たことを特徴とする加工時の皮膜密着性並びに加工後の
   耐蝕性に優れた電着塗装用防錆鋼板。