JPH07228978A - 裸耐食性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法 - Google Patents
裸耐食性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法Info
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- JPH07228978A JPH07228978A JP2038994A JP2038994A JPH07228978A JP H07228978 A JPH07228978 A JP H07228978A JP 2038994 A JP2038994 A JP 2038994A JP 2038994 A JP2038994 A JP 2038994A JP H07228978 A JPH07228978 A JP H07228978A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の優れた塗膜密着
性と塗装後耐食性を保持したまま、その裸耐食性を一層
向上させる方法の提供。 【構成】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面に、フィチン
酸水溶液接触・乾燥を施し、次に重クロム酸および3価
クロムイオンを含有するクロメート処理液接触、乾燥を
施し、次に有機樹脂コーティングを施して、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板複合材料を製造する。
性と塗装後耐食性を保持したまま、その裸耐食性を一層
向上させる方法の提供。 【構成】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面に、フィチン
酸水溶液接触・乾燥を施し、次に重クロム酸および3価
クロムイオンを含有するクロメート処理液接触、乾燥を
施し、次に有機樹脂コーティングを施して、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板複合材料を製造する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板自体が有する優れた塗膜密着性と塗装後耐食性とを
損なうことなく、これにさらに優れた裸耐食性を付与し
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法に関す
るものである。
鋼板自体が有する優れた塗膜密着性と塗装後耐食性とを
損なうことなく、これにさらに優れた裸耐食性を付与し
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】一般的に鉄鋼の防食方法として、犠牲腐
食の原理を利用した亜鉛めっきが最も効果的で、且つ経
済的な方法である。従って、現在、鋼板の高付加価値化
が強く求められる中で、薄鋼板、とりわけ表面処理鋼板
のほぼ90%近くが亜鉛めっき鋼板により構成され、建
材、自動車、並びに家電関係等の広い分野で使用されて
いる。亜鉛による犠牲防食のメカニズムは、亜鉛と鉄の
異種金属が接触した状況下で電池が形成され、鉄に対し
て卑な金属である亜鉛がアノードとなり、鉄をカソード
化して鉄単独の場合の局部電池形成によるアノード溶解
を抑止し、結果として鉄鋼の腐食を防止していることに
ある。従って、鉄鋼と接触している亜鉛が消失した時点
でその防食作用は終了するので、その作用効果を長期的
に持続させるためには亜鉛層の腐食を抑制することが必
要であり、そのためその手段として、通常亜鉛めっき層
上にクロメート処理が実施されている。このように、亜
鉛めっきとクロメート処理とを組み合わせることにより
鉄鋼の耐食性を著しく向上させるが、一方その防食機構
の面から、クロメート処理後に塗装して使用される場合
には塗膜密着性等に問題がある。そこで、塗膜密着性を
改善するために溶融亜鉛めっき後、合金化焼鈍処理を行
うことにより、素材の鉄を亜鉛めっき層に拡散させた合
金化溶融亜鉛めっき鋼板が提供されている。
食の原理を利用した亜鉛めっきが最も効果的で、且つ経
済的な方法である。従って、現在、鋼板の高付加価値化
が強く求められる中で、薄鋼板、とりわけ表面処理鋼板
のほぼ90%近くが亜鉛めっき鋼板により構成され、建
材、自動車、並びに家電関係等の広い分野で使用されて
いる。亜鉛による犠牲防食のメカニズムは、亜鉛と鉄の
異種金属が接触した状況下で電池が形成され、鉄に対し
て卑な金属である亜鉛がアノードとなり、鉄をカソード
化して鉄単独の場合の局部電池形成によるアノード溶解
を抑止し、結果として鉄鋼の腐食を防止していることに
ある。従って、鉄鋼と接触している亜鉛が消失した時点
でその防食作用は終了するので、その作用効果を長期的
に持続させるためには亜鉛層の腐食を抑制することが必
要であり、そのためその手段として、通常亜鉛めっき層
上にクロメート処理が実施されている。このように、亜
鉛めっきとクロメート処理とを組み合わせることにより
鉄鋼の耐食性を著しく向上させるが、一方その防食機構
の面から、クロメート処理後に塗装して使用される場合
には塗膜密着性等に問題がある。そこで、塗膜密着性を
改善するために溶融亜鉛めっき後、合金化焼鈍処理を行
うことにより、素材の鉄を亜鉛めっき層に拡散させた合
金化溶融亜鉛めっき鋼板が提供されている。
【0003】このように、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は
塗装性に優れためっき鋼板であるが、鋼板製造メーカー
からユーザーに渡るまでの期間における裸耐食性(一時
防錆性)においては、クロメート処理が施されていて
も、亜鉛めっき層中に鉄が合金化されて含まれているた
め、通常の亜鉛めっき鋼板に比較して充分に満足できる
ものとはいい難い。従って、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の用途の大半を占める自動車用途では、製造されてから
比較的早い時期にユーザーにおいてりん酸塩下地処理−
塗装が行われ、家電用途に対しては、鋼板製造メーカー
が塗装まで行ったプレコートメタル(PCM)の形で供
給されることが多い。以上に概説した通り、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板は優れた塗装性を有するものの、これに
充分な裸耐食性を付与する方法が知られていないため、
その用途が制限されている。
塗装性に優れためっき鋼板であるが、鋼板製造メーカー
からユーザーに渡るまでの期間における裸耐食性(一時
防錆性)においては、クロメート処理が施されていて
も、亜鉛めっき層中に鉄が合金化されて含まれているた
め、通常の亜鉛めっき鋼板に比較して充分に満足できる
ものとはいい難い。従って、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
の用途の大半を占める自動車用途では、製造されてから
比較的早い時期にユーザーにおいてりん酸塩下地処理−
塗装が行われ、家電用途に対しては、鋼板製造メーカー
が塗装まで行ったプレコートメタル(PCM)の形で供
給されることが多い。以上に概説した通り、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板は優れた塗装性を有するものの、これに
充分な裸耐食性を付与する方法が知られていないため、
その用途が制限されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の素材本来の良好な塗装性、すなわち優
れた塗膜密着性と耐食性とを損なうことなく、これにさ
らに優れた裸耐食性を付与することができる、新規な表
面処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法を
提供しようとするものである。
亜鉛めっき鋼板の素材本来の良好な塗装性、すなわち優
れた塗膜密着性と耐食性とを損なうことなく、これにさ
らに優れた裸耐食性を付与することができる、新規な表
面処理合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の優れた塗装性を損なわずに、素材状
態での耐食性を同時に満足させ得る合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板複合材料の製造方法を提供するために鋭意研究を
重ねた結果本発明方法を完成した。すなわち、本発明方
法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面をフィチン酸を含
有する水溶液に接触させた後、これを水洗せずに乾燥
し、次いで該表面を重クロム酸イオンと3価クロムイオ
ンを含有するクロメート処理液に接触させた後、これを
水洗せずに乾燥し、さらに該表面に有機樹脂コーティン
グを施すことを特徴とする、裸耐食性、塗装性に優れる
合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法である。
融亜鉛めっき鋼板の優れた塗装性を損なわずに、素材状
態での耐食性を同時に満足させ得る合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板複合材料の製造方法を提供するために鋭意研究を
重ねた結果本発明方法を完成した。すなわち、本発明方
法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面をフィチン酸を含
有する水溶液に接触させた後、これを水洗せずに乾燥
し、次いで該表面を重クロム酸イオンと3価クロムイオ
ンを含有するクロメート処理液に接触させた後、これを
水洗せずに乾燥し、さらに該表面に有機樹脂コーティン
グを施すことを特徴とする、裸耐食性、塗装性に優れる
合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法である。
【0006】
【作用】本発明方法は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対
するフィチン酸処理、塗布型クロメート処理、および有
機樹脂コーティング処理の3工程により構成される。以
下それぞれの工程について説明する。
するフィチン酸処理、塗布型クロメート処理、および有
機樹脂コーティング処理の3工程により構成される。以
下それぞれの工程について説明する。
【0007】フィチン酸水溶液による処理において、フ
ィチン酸は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面と反応して
フィチン酸の金属塩を生成し、これが、次の工程におい
て形成される塗布型クロメート皮膜の安定性を向上さ
せ、それにより鋼板の耐食性向上に寄与する。フィチン
酸処理用の処理液は、必須成分としてフィチン酸を含有
する水溶液で、フィチン酸濃度は0.1〜5.0%であ
り、水溶液のpHは2〜11であることが好ましい。フィ
チン酸の供給源としてはフィチン酸、もしくはフィチン
酸のアンモニウム塩、および金属塩があげられる。但
し、フィチン酸金属塩としてアルカリ金属塩の使用は好
ましくなく、例えばマグネシウム、カルシウム、および
亜鉛などの塩を用いることが好ましい。また、該処理液
には必要に応じてフッ化物、錯フッ化物、有機酸、およ
び/又は鉱酸等を添加することもできる。
ィチン酸は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面と反応して
フィチン酸の金属塩を生成し、これが、次の工程におい
て形成される塗布型クロメート皮膜の安定性を向上さ
せ、それにより鋼板の耐食性向上に寄与する。フィチン
酸処理用の処理液は、必須成分としてフィチン酸を含有
する水溶液で、フィチン酸濃度は0.1〜5.0%であ
り、水溶液のpHは2〜11であることが好ましい。フィ
チン酸の供給源としてはフィチン酸、もしくはフィチン
酸のアンモニウム塩、および金属塩があげられる。但
し、フィチン酸金属塩としてアルカリ金属塩の使用は好
ましくなく、例えばマグネシウム、カルシウム、および
亜鉛などの塩を用いることが好ましい。また、該処理液
には必要に応じてフッ化物、錯フッ化物、有機酸、およ
び/又は鉱酸等を添加することもできる。
【0008】フィチン酸処理方法は、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板表面が十分に処理液に接触し、被覆される方法
であれば、スプレー法、ディップ法、流し掛け、ロール
塗布等の公知方法のいづれであってもよい。但し、場合
によっては該表面を均一に処理する目的で、接液後に、
ロールもしくはエアーナイフ等で絞ることにより、ウェ
ット塗布量を1〜10ml/m2 程度に制御し、かつフィ
チン酸付着量が10〜500mg/m2 になるように制御
することが好ましい。また、処理時の処理液温度、およ
び接液時間については特に限定はない。処理後は水洗す
ることなく乾燥するが、このときの乾燥温度にも特に限
定はない。
っき鋼板表面が十分に処理液に接触し、被覆される方法
であれば、スプレー法、ディップ法、流し掛け、ロール
塗布等の公知方法のいづれであってもよい。但し、場合
によっては該表面を均一に処理する目的で、接液後に、
ロールもしくはエアーナイフ等で絞ることにより、ウェ
ット塗布量を1〜10ml/m2 程度に制御し、かつフィ
チン酸付着量が10〜500mg/m2 になるように制御
することが好ましい。また、処理時の処理液温度、およ
び接液時間については特に限定はない。処理後は水洗す
ることなく乾燥するが、このときの乾燥温度にも特に限
定はない。
【0009】次に塗布型クロメート処理工程が施され
る。この工程で形成されるクロメート皮膜は、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の耐食性および樹脂と金属の密着性を
向上させるものであり、本発明方法の中核をなす工程で
ある。クロメート処理液は、必須成分として重クロム酸
イオンと3価クロムイオンとを含有する酸性水溶液であ
る。重クロム酸イオンは通常、無水クロム酸の水溶液の
形で供給されるが、クロム酸塩または重クロム酸のアン
モニウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩、亜鉛塩等
の形で供給することもできる。また、3価クロムイオン
は重クロム酸イオンを含む水溶液にメタノール、エタノ
ール、蓚酸、デンプン、デキストリン、スターチ、ピロ
ガロール等の還元剤を加えて、重クロム酸イオンを部分
還元することにより生成させるか、又は炭酸クロム、水
酸化クロム、酸化クロムをクロム酸水溶液に溶解させる
ことによっても供給することができる。なお、重クロム
酸イオンと3価クロムイオンの組成比率としては、全ク
ロムに対する3価クロムの重量比が10〜60%である
ことが好ましい。
る。この工程で形成されるクロメート皮膜は、合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の耐食性および樹脂と金属の密着性を
向上させるものであり、本発明方法の中核をなす工程で
ある。クロメート処理液は、必須成分として重クロム酸
イオンと3価クロムイオンとを含有する酸性水溶液であ
る。重クロム酸イオンは通常、無水クロム酸の水溶液の
形で供給されるが、クロム酸塩または重クロム酸のアン
モニウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩、亜鉛塩等
の形で供給することもできる。また、3価クロムイオン
は重クロム酸イオンを含む水溶液にメタノール、エタノ
ール、蓚酸、デンプン、デキストリン、スターチ、ピロ
ガロール等の還元剤を加えて、重クロム酸イオンを部分
還元することにより生成させるか、又は炭酸クロム、水
酸化クロム、酸化クロムをクロム酸水溶液に溶解させる
ことによっても供給することができる。なお、重クロム
酸イオンと3価クロムイオンの組成比率としては、全ク
ロムに対する3価クロムの重量比が10〜60%である
ことが好ましい。
【0010】また、前記クロメート処理液には、リン酸
イオンやフッ素イオン、錯フッ素イオン等のアニオンを
添加することもできる。これらのアニオンを添加するこ
とにより、処理液状態における3価クロムイオンを安定
化し、皮膜形成時の重クロム酸イオンの還元促進に寄与
し、さらに皮膜形成時に3価クロムイオンとアニオンと
が反応して難溶性塩を形成し、塗装後の密着性、耐食性
が向上するのである。クロメート処理液に添加されるリ
ン酸イオンは、オルソリン酸のような酸、リン酸アンモ
ニウムのようなアンモニウム塩、リン酸亜鉛、リン酸マ
ンガン、リン酸ニッケル、リン酸コバルト、リン酸アル
ミニウム、リン酸バリウム、リン酸クロムなどの金属リ
ン酸塩の形で供給することができる。望ましいリン酸イ
オンの添加量は全クロムとの重量比においてリン酸イオ
ン/全クロム=2/1以下である。また、クロメート処
理液に添加されるフッ素イオン、および錯フッ素イオン
は、フッ化水素酸、硅フッ化水素酸、ホウフッ化水素
酸、ジルコンフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸あるい
はこれらの金属塩の形で供給することができ、これらの
添加量としては全フッ素と全クロムとの重量比が全フッ
素/全クロム=0.1以下であることが好ましい。
イオンやフッ素イオン、錯フッ素イオン等のアニオンを
添加することもできる。これらのアニオンを添加するこ
とにより、処理液状態における3価クロムイオンを安定
化し、皮膜形成時の重クロム酸イオンの還元促進に寄与
し、さらに皮膜形成時に3価クロムイオンとアニオンと
が反応して難溶性塩を形成し、塗装後の密着性、耐食性
が向上するのである。クロメート処理液に添加されるリ
ン酸イオンは、オルソリン酸のような酸、リン酸アンモ
ニウムのようなアンモニウム塩、リン酸亜鉛、リン酸マ
ンガン、リン酸ニッケル、リン酸コバルト、リン酸アル
ミニウム、リン酸バリウム、リン酸クロムなどの金属リ
ン酸塩の形で供給することができる。望ましいリン酸イ
オンの添加量は全クロムとの重量比においてリン酸イオ
ン/全クロム=2/1以下である。また、クロメート処
理液に添加されるフッ素イオン、および錯フッ素イオン
は、フッ化水素酸、硅フッ化水素酸、ホウフッ化水素
酸、ジルコンフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸あるい
はこれらの金属塩の形で供給することができ、これらの
添加量としては全フッ素と全クロムとの重量比が全フッ
素/全クロム=0.1以下であることが好ましい。
【0011】上記クロメート処理液により合金化溶液亜
鉛めっき鋼板表面を処理する方法については特に限定は
なく、均一な塗布が可能であれば、スプレー法、ディッ
プ法、流し掛け、ロール塗布等のような、種々の方法を
用いることができる。クロメート処理後、処理された材
料を水洗することなく乾燥する。この乾燥は、熱風もし
くは誘導加熱により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の最高
到達板温度が90℃以上になるように加熱することが好
ましい。また、この方法で形成されるクロメート皮膜の
皮膜量は、クロム換算で30〜100mg/m2 であるこ
とが好ましい。従って、塗布方法、塗布条件によりクロ
メート処理液のウェット塗布量が変化するため、処理液
濃度を適切に制御することが好ましい。
鉛めっき鋼板表面を処理する方法については特に限定は
なく、均一な塗布が可能であれば、スプレー法、ディッ
プ法、流し掛け、ロール塗布等のような、種々の方法を
用いることができる。クロメート処理後、処理された材
料を水洗することなく乾燥する。この乾燥は、熱風もし
くは誘導加熱により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の最高
到達板温度が90℃以上になるように加熱することが好
ましい。また、この方法で形成されるクロメート皮膜の
皮膜量は、クロム換算で30〜100mg/m2 であるこ
とが好ましい。従って、塗布方法、塗布条件によりクロ
メート処理液のウェット塗布量が変化するため、処理液
濃度を適切に制御することが好ましい。
【0012】上記の工程の後、クロメート処理された表
面上に有機樹脂コーティング膜を形成する。有機樹脂コ
ーティング膜は、その下層をなすクロメート皮膜を腐食
環境から遮断することによりクロメート皮膜の耐食性を
長期間にわたって持続させ、さらに裸の状態におけるク
ロムの離脱(6価クロムとして環境を汚染する)を防止
する作用を有する。また、未塗装の合金化亜鉛めっき鋼
板は、取り扱いの際に指紋等が付着して外観が悪化しや
すいが、(すなわち耐指紋性が低いが)、有機樹脂コー
ティングを施しておくことにより耐指紋性を改善するこ
とができる。有機樹脂コーティングに用いる有機樹脂に
は、特に制限はないが、金属(この場合亜鉛−鉄合金)
との密着性と化学的安定性とを考慮して、アクリル系重
合体、ウレタン系重合体、および/又はエポキシ系重合
体をベースとする樹脂を用いることが好ましい。また、
有機樹脂コーティング剤の形態としては、水溶性又は水
分散性樹脂エマルジョン、および有機溶剤可溶性樹脂が
使用可能である。
面上に有機樹脂コーティング膜を形成する。有機樹脂コ
ーティング膜は、その下層をなすクロメート皮膜を腐食
環境から遮断することによりクロメート皮膜の耐食性を
長期間にわたって持続させ、さらに裸の状態におけるク
ロムの離脱(6価クロムとして環境を汚染する)を防止
する作用を有する。また、未塗装の合金化亜鉛めっき鋼
板は、取り扱いの際に指紋等が付着して外観が悪化しや
すいが、(すなわち耐指紋性が低いが)、有機樹脂コー
ティングを施しておくことにより耐指紋性を改善するこ
とができる。有機樹脂コーティングに用いる有機樹脂に
は、特に制限はないが、金属(この場合亜鉛−鉄合金)
との密着性と化学的安定性とを考慮して、アクリル系重
合体、ウレタン系重合体、および/又はエポキシ系重合
体をベースとする樹脂を用いることが好ましい。また、
有機樹脂コーティング剤の形態としては、水溶性又は水
分散性樹脂エマルジョン、および有機溶剤可溶性樹脂が
使用可能である。
【0013】水溶性又は水分散性樹脂のように、水を溶
媒として使用するタイプの樹脂は昨今の環境問題(溶剤
規制)からそのニーズが高まっているが、これをクロメ
ート皮膜上に直接的に塗布すると、微量の重クロム酸イ
オンが樹脂コーティング液中に溶解し混入してくるの
で、その際の樹脂コーティング液の安定性を考慮する必
要がある。そのために、例えば水分散性樹脂のエマルジ
ョンを用いる場合、その製造時に、樹脂単量体を乳化重
合するために用いる界面活性剤はノニオン性であること
が好ましい。このとき、界面活性剤中に有意量のカチオ
ン性界面活性剤が含まれるとコーティング時にエマルジ
ョンが不安定化し、樹脂の凝集が発生する恐れがある。
一方、有機溶剤可溶性樹脂の場合にはこのような問題は
なく、樹脂原料を、コーティング設備に都合のよい条件
となるようにシンナー等で希釈して用いればよい。
媒として使用するタイプの樹脂は昨今の環境問題(溶剤
規制)からそのニーズが高まっているが、これをクロメ
ート皮膜上に直接的に塗布すると、微量の重クロム酸イ
オンが樹脂コーティング液中に溶解し混入してくるの
で、その際の樹脂コーティング液の安定性を考慮する必
要がある。そのために、例えば水分散性樹脂のエマルジ
ョンを用いる場合、その製造時に、樹脂単量体を乳化重
合するために用いる界面活性剤はノニオン性であること
が好ましい。このとき、界面活性剤中に有意量のカチオ
ン性界面活性剤が含まれるとコーティング時にエマルジ
ョンが不安定化し、樹脂の凝集が発生する恐れがある。
一方、有機溶剤可溶性樹脂の場合にはこのような問題は
なく、樹脂原料を、コーティング設備に都合のよい条件
となるようにシンナー等で希釈して用いればよい。
【0014】これらの有機樹脂のコーティング方法には
特に限定はなく、刷毛塗り、スプレー塗布、流し掛け塗
布、ロール塗布等の公知の方法を用いることができる。
有機樹脂液塗布後の乾燥は、熱風、又は誘導加熱等によ
り、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の最高到達板温が100
〜250℃になるようにすればよく、加熱時間には特に
限定はない。また、その塗布量は、乾燥塗膜重量として
0.5〜3.0g/m 2 であることが好ましい。
特に限定はなく、刷毛塗り、スプレー塗布、流し掛け塗
布、ロール塗布等の公知の方法を用いることができる。
有機樹脂液塗布後の乾燥は、熱風、又は誘導加熱等によ
り、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の最高到達板温が100
〜250℃になるようにすればよく、加熱時間には特に
限定はない。また、その塗布量は、乾燥塗膜重量として
0.5〜3.0g/m 2 であることが好ましい。
【0015】
【実施例】下記に実施例を比較例と共に挙げ、本発明を
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【0016】実施例1〜2、比較例1〜5 実施例1〜2および比較例1〜5の各々において下記の
操作を行った。 1.表面処理液の作製 1.1フィチン酸処理液の作製 フィチン酸の3%水溶液にアンモニア水を添加してpH=
6.5に調整することにより、フィチン酸処理液を作製
した。
操作を行った。 1.表面処理液の作製 1.1フィチン酸処理液の作製 フィチン酸の3%水溶液にアンモニア水を添加してpH=
6.5に調整することにより、フィチン酸処理液を作製
した。
【0017】1.2クロメート処理液の作製 無水クロム酸50g、リン酸8g、およびジルコンフッ
化水素酸1gを含有する水溶液500mlにメタノールを
添加して重クロム酸イオンの一部を還元し、これに脱イ
オン水を加えて総液量を1000mlとした。35g/l
の重クロム酸イオンと、9g/lの3価クロムイオンを
含むクロメート処理液が得られた。
化水素酸1gを含有する水溶液500mlにメタノールを
添加して重クロム酸イオンの一部を還元し、これに脱イ
オン水を加えて総液量を1000mlとした。35g/l
の重クロム酸イオンと、9g/lの3価クロムイオンを
含むクロメート処理液が得られた。
【0018】1.3有機樹脂コーティング剤1(アクリ
ル樹脂水性エマルジョン)の作製 乳化剤水溶液(A)を、ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテル(ノニオン性界面活性剤)の70%水溶
液:4重量部と、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレンブロックポリマー(ノニオン性界面活性剤):4
重量部と、を脱イオン水:150重量部に加温溶解して
調製し、これを40℃に保持した。次に、モノマー乳化
液(B)の調製のために、メタクリル酸:4重量部、n
−ブチルアクリレート:82重量部、N−メチロールア
クリルアミド:2重量部、メタクリル酸:4重量部、ポ
リオキシエチレンオクチルフェニルエーテルの70%水
溶液:16重量部、ポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンブロックポリマー:2重量部、および脱イオン
水:150重量部を前記乳化剤水溶液(A)とは別の容
器中で混合し、さらに別の容器中で重合開始剤(C)の
調製のために5%過硫酸アンニモウム水溶液:10重量
部、および5%酸性亜硫酸ナトリウム水溶液を混合し
た。乳化剤水溶液(A)に、モノマー乳化液(B)の1
0%と重合開始液(C)の25%程度とをそれぞれ加
え、この混合液を40〜50℃に加温して20分間重合
を行わせ、この重合系中にさらにモノマー乳化液(B)
の残り90%と重合開始剤(C)の残り75%を3時間
かけて滴下した。滴下終了後重合系を上記温度に1時間
保持し重合を完了した。上記の操作により得られたアク
リル樹脂水性エマルジョンを脱イオン水により希釈し、
樹脂固形分含有率が30重量%の樹脂コーティング液を
作製した。
ル樹脂水性エマルジョン)の作製 乳化剤水溶液(A)を、ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテル(ノニオン性界面活性剤)の70%水溶
液:4重量部と、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロ
ピレンブロックポリマー(ノニオン性界面活性剤):4
重量部と、を脱イオン水:150重量部に加温溶解して
調製し、これを40℃に保持した。次に、モノマー乳化
液(B)の調製のために、メタクリル酸:4重量部、n
−ブチルアクリレート:82重量部、N−メチロールア
クリルアミド:2重量部、メタクリル酸:4重量部、ポ
リオキシエチレンオクチルフェニルエーテルの70%水
溶液:16重量部、ポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンブロックポリマー:2重量部、および脱イオン
水:150重量部を前記乳化剤水溶液(A)とは別の容
器中で混合し、さらに別の容器中で重合開始剤(C)の
調製のために5%過硫酸アンニモウム水溶液:10重量
部、および5%酸性亜硫酸ナトリウム水溶液を混合し
た。乳化剤水溶液(A)に、モノマー乳化液(B)の1
0%と重合開始液(C)の25%程度とをそれぞれ加
え、この混合液を40〜50℃に加温して20分間重合
を行わせ、この重合系中にさらにモノマー乳化液(B)
の残り90%と重合開始剤(C)の残り75%を3時間
かけて滴下した。滴下終了後重合系を上記温度に1時間
保持し重合を完了した。上記の操作により得られたアク
リル樹脂水性エマルジョンを脱イオン水により希釈し、
樹脂固形分含有率が30重量%の樹脂コーティング液を
作製した。
【0019】1.4樹脂コーティング剤2(溶剤系エポ
キシ樹脂)の作製 樹脂固形分含有率が40重量%のブロックウレタン変性
エポキシ樹脂原料をメチルエチルケトンで希釈し、樹脂
固形分含有率が30重量%の樹脂コーティング液を作製
した。
キシ樹脂)の作製 樹脂固形分含有率が40重量%のブロックウレタン変性
エポキシ樹脂原料をメチルエチルケトンで希釈し、樹脂
固形分含有率が30重量%の樹脂コーティング液を作製
した。
【0020】2.試験片の作製 上記の表面処理液を用いて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(300mm×200mm×板厚:0.8mm)を下記に示す
工程により処理し、得られた処理試験片を各種性能試験
に供した。
(300mm×200mm×板厚:0.8mm)を下記に示す
工程により処理し、得られた処理試験片を各種性能試験
に供した。
【0021】3.処理工程 実施例1〜2および比較例1〜5の各々に用いた実際の
処理工程を下記に示す。また、実施例1〜2、比較例1
〜5の各々における表面処理工程の組合せを表1に示す
が、これからわかるように比較例1〜5では、フィチン
酸処理、クロメート処理、樹脂コーティング処理の何れ
かを省略した。 (1)アルカリ脱脂:パルクリーン−342(商標、註
1)を濃度20g/lで建浴し、60℃、20秒間、ス
プレー脱脂を行った。 ↓ (2)水洗:水道水、20秒間、スプレー ↓ (3)水切り:ロール絞り ↓ (4)フィチン酸処理:前記1.1項に示したフィチン
酸処理液をロールコーターで塗布した。このとき、ウェ
ット塗布量が2ml/m2となるようにロールコーターの
塗布条件を設定した。 ↓ (5)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を150℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
90℃であった。 ↓ (6)クロメート処理:前記1.2項に示したクロメー
ト処理液をロールコーターで塗布した。このとき、ウェ
ット塗布量が2ml/m2となるようにロールコーターの
塗布条件を設定した。 ↓ (7)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を150℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
90℃であった。 ↓ (8)樹脂コーティング:前記1.3項又は1.4項に
示した樹脂コーティング液1又は2を、塗装用バーコー
ターを使用して塗布した。皮膜量は、乾燥皮膜で2g/
m2 となるようにコーティングバーの種類を選択した。 ↓ (9)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を350℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
170℃であった。 ↓ (10)塗装:アミラック1000(商標、註2)を塗装
用バーコーターにより膜厚5μmとなるように塗装し
た。 ↓ (11)焼付:10分間以上セッティング後、120℃で
30分間焼付を行った。 註1:日本パーカライジング株式会社製、弱アルカリ系
脱脂剤 註2:関西ペイント株式会社製、メラミンアルキッド系
塗料
処理工程を下記に示す。また、実施例1〜2、比較例1
〜5の各々における表面処理工程の組合せを表1に示す
が、これからわかるように比較例1〜5では、フィチン
酸処理、クロメート処理、樹脂コーティング処理の何れ
かを省略した。 (1)アルカリ脱脂:パルクリーン−342(商標、註
1)を濃度20g/lで建浴し、60℃、20秒間、ス
プレー脱脂を行った。 ↓ (2)水洗:水道水、20秒間、スプレー ↓ (3)水切り:ロール絞り ↓ (4)フィチン酸処理:前記1.1項に示したフィチン
酸処理液をロールコーターで塗布した。このとき、ウェ
ット塗布量が2ml/m2となるようにロールコーターの
塗布条件を設定した。 ↓ (5)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を150℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
90℃であった。 ↓ (6)クロメート処理:前記1.2項に示したクロメー
ト処理液をロールコーターで塗布した。このとき、ウェ
ット塗布量が2ml/m2となるようにロールコーターの
塗布条件を設定した。 ↓ (7)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を150℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
90℃であった。 ↓ (8)樹脂コーティング:前記1.3項又は1.4項に
示した樹脂コーティング液1又は2を、塗装用バーコー
ターを使用して塗布した。皮膜量は、乾燥皮膜で2g/
m2 となるようにコーティングバーの種類を選択した。 ↓ (9)乾燥:熱風加熱炉の炉温設定を350℃とし、1
0秒間加熱して乾燥した。このときの最高到達板温度は
170℃であった。 ↓ (10)塗装:アミラック1000(商標、註2)を塗装
用バーコーターにより膜厚5μmとなるように塗装し
た。 ↓ (11)焼付:10分間以上セッティング後、120℃で
30分間焼付を行った。 註1:日本パーカライジング株式会社製、弱アルカリ系
脱脂剤 註2:関西ペイント株式会社製、メラミンアルキッド系
塗料
【0022】4.性能試験 上記の方法により作製された合金化溶融亜鉛めっき鋼板
複合材料の裸板(前記試験板作製工程の9までの段階)
の性能として、耐食性、耐指紋性、耐アルカリ性を下記
方法により試験し、また塗装後(前記試験板作製工程1
1までの段階)の性能として、塗膜密着性、耐食性を、
それぞれ下記に示す方法により試験し評価した。
複合材料の裸板(前記試験板作製工程の9までの段階)
の性能として、耐食性、耐指紋性、耐アルカリ性を下記
方法により試験し、また塗装後(前記試験板作製工程1
1までの段階)の性能として、塗膜密着性、耐食性を、
それぞれ下記に示す方法により試験し評価した。
【0023】(1)裸耐食性 JIS−Z2371に従って塩水噴霧試験を行い、発錆
面積が目視判定で5%未満となる最長の塩水噴霧時間を
測定し評価した。
面積が目視判定で5%未満となる最長の塩水噴霧時間を
測定し評価した。
【0024】(2)耐指紋性 試験板を親指で押さえ指紋の痕跡状態を下記判定基準に
基づき目視により判定した。 ◎:痕跡無し ○:僅かに痕跡が認められ
る △:痕跡が認められる ×:非常に痕跡が目立つ
基づき目視により判定した。 ◎:痕跡無し ○:僅かに痕跡が認められ
る △:痕跡が認められる ×:非常に痕跡が目立つ
【0025】(3)耐アルカリ性 試験板を2%濃度のアルカリ洗浄剤(パルクリーン−3
64S:商標、日本パーカライジング株式会社製)を用
いて、60℃・2分間のスプレー洗浄を行い、アルカリ
洗浄前後の試験板のクロム付着量を蛍光X線分析により
測定し、式1によりクロム固定率を算出し、このクロム
固定率から下記基準により供試試験板の耐アルカリ性を
表示した。 固定率=〔アルカリ洗浄後のクロム付着量(mg/
m2 )〕/〔アルカリ洗浄前のクロム付着量(mg/
m2 )〕×100(%) ◎:固定率90%以上 ○:固定率90%未
満80%以上 △:固定率80%未満70%以上 ×:固定率70%未
満
64S:商標、日本パーカライジング株式会社製)を用
いて、60℃・2分間のスプレー洗浄を行い、アルカリ
洗浄前後の試験板のクロム付着量を蛍光X線分析により
測定し、式1によりクロム固定率を算出し、このクロム
固定率から下記基準により供試試験板の耐アルカリ性を
表示した。 固定率=〔アルカリ洗浄後のクロム付着量(mg/
m2 )〕/〔アルカリ洗浄前のクロム付着量(mg/
m2 )〕×100(%) ◎:固定率90%以上 ○:固定率90%未
満80%以上 △:固定率80%未満70%以上 ×:固定率70%未
満
【0026】(4)塗装後密着性 塗装後密着性は、その1次密着性、2次密着性を下記ゴ
バン目試験、エリクセン試験、およびデュポン衝撃試験
の3種類の方法を用いて評価した。2次密着性について
は50℃・98%RHの湿潤雰囲気にて240時間放置
後試験に供した。それぞれの試験結果は10点満点で評
価されるので、それらの平均点を以下に示すように分類
し総合評価した。 ◎:平均9点以上 ○:平均7点以上9点未
満 △:平均5点以上7点未満 ×:5点未満 また、本発明による合金化溶融亜鉛めっき鋼板がユーザ
ー先で塗装に供される場合、それに先立って脱脂が行わ
れることを想定し、2%濃度のアルカリ洗浄剤(パルク
リーン−364S:商標、日本パーカライジング株式会
社製)を用いて、60℃・2分間のスプレー洗浄を行っ
た試験片についても同様に評価した。
バン目試験、エリクセン試験、およびデュポン衝撃試験
の3種類の方法を用いて評価した。2次密着性について
は50℃・98%RHの湿潤雰囲気にて240時間放置
後試験に供した。それぞれの試験結果は10点満点で評
価されるので、それらの平均点を以下に示すように分類
し総合評価した。 ◎:平均9点以上 ○:平均7点以上9点未
満 △:平均5点以上7点未満 ×:5点未満 また、本発明による合金化溶融亜鉛めっき鋼板がユーザ
ー先で塗装に供される場合、それに先立って脱脂が行わ
れることを想定し、2%濃度のアルカリ洗浄剤(パルク
リーン−364S:商標、日本パーカライジング株式会
社製)を用いて、60℃・2分間のスプレー洗浄を行っ
た試験片についても同様に評価した。
【0027】・ゴバン目試験:塗装面にNTカッターに
て1mm角100個のゴバン目を切り、セロハンテープ剥
離を行った後の塗膜残存状態を、下記判定基準にて11
段階評価した。 10:100個とも剥離無し 9〜6:100個とも剥離無いが各ゴバン目のエッジが
僅かに剥離 5〜3:剥離ゴバン目数1〜30 2〜1:剥離ゴバン目数31〜99 0:全面剥離 エリクセン試験:塗装面をエリクセン試験機により3mm
押し出し、セロハンテープ剥離を行った後の外観を下記
判定基準にて10段階評価した。 10:剥離無し 9〜8:点状に僅かに剥離 7〜4:円周状に剥離 3〜2:円周状にひどく剥
離 1:ほぼ全面剥離 デュポン衝撃試験:塗装面をデュポン衝撃試験機によ
り、1/2インチ・500g・30cmの条件にて、表打
ち裏打ち衝撃試験を行い、セロハンテープ剥離後の外観
を下記判定基準(括弧内は裏打ちの場合)にて10段階
評価した。 10:剥離無し 9〜7:点状に僅かに剥離 6〜4:僅かに剥離 3〜2:円周状に剥離(面
状に剥離) 1:円周状に大きく剥離(面状に大きく剥離)
て1mm角100個のゴバン目を切り、セロハンテープ剥
離を行った後の塗膜残存状態を、下記判定基準にて11
段階評価した。 10:100個とも剥離無し 9〜6:100個とも剥離無いが各ゴバン目のエッジが
僅かに剥離 5〜3:剥離ゴバン目数1〜30 2〜1:剥離ゴバン目数31〜99 0:全面剥離 エリクセン試験:塗装面をエリクセン試験機により3mm
押し出し、セロハンテープ剥離を行った後の外観を下記
判定基準にて10段階評価した。 10:剥離無し 9〜8:点状に僅かに剥離 7〜4:円周状に剥離 3〜2:円周状にひどく剥
離 1:ほぼ全面剥離 デュポン衝撃試験:塗装面をデュポン衝撃試験機によ
り、1/2インチ・500g・30cmの条件にて、表打
ち裏打ち衝撃試験を行い、セロハンテープ剥離後の外観
を下記判定基準(括弧内は裏打ちの場合)にて10段階
評価した。 10:剥離無し 9〜7:点状に僅かに剥離 6〜4:僅かに剥離 3〜2:円周状に剥離(面
状に剥離) 1:円周状に大きく剥離(面状に大きく剥離)
【0028】(5)塗装後耐食性 塗装面にNTカッターにてクロスカットを入れた後、J
IS−Z−2371に従って、塩水噴霧試験を行い、カ
ット部からの片側最大錆膨れ幅が2mm未満となる最長塩
水噴霧時間を測定し評価した。さらに、2%濃度のアル
カリ洗浄剤(パルクリーン−364S:商標、日本パー
カライジング株式会社製)を用いて、60℃・2分間の
スプレー洗浄を行った試験片についても同様に測定評価
した。
IS−Z−2371に従って、塩水噴霧試験を行い、カ
ット部からの片側最大錆膨れ幅が2mm未満となる最長塩
水噴霧時間を測定し評価した。さらに、2%濃度のアル
カリ洗浄剤(パルクリーン−364S:商標、日本パー
カライジング株式会社製)を用いて、60℃・2分間の
スプレー洗浄を行った試験片についても同様に測定評価
した。
【0029】5.試験結果 性能試験結果を表1に示す。
【表1】
【0030】本発明の実施例においてフィチン酸処理、
クロメート処理、および樹脂コーティング処理を組み合
わせると、裸耐食性と塗装性能(耐食性、密着性)とが
同時に良好となることがわかる。しかも、塗装前の耐指
紋性、耐アルカリ性などの付帯的性能も優れることがわ
かる。これに対して、比較例1のように樹脂シーリング
工程が省かれると、耐食性が劣化し、耐指紋性、耐アル
カリ性等も劣化する。また比較例2のようにクロメート
処理工程が省かれると耐食性がさらに劣化する。さらに
比較例3のようにフィチン酸処理工程が省かれると、比
較例1,2ほどではないが、実施例並の耐食性は得られ
ない。さらに、比較例4、および5のようにクロメート
処理単独、樹脂シーリング単独の場合は裸耐食性が特に
劣化する。
クロメート処理、および樹脂コーティング処理を組み合
わせると、裸耐食性と塗装性能(耐食性、密着性)とが
同時に良好となることがわかる。しかも、塗装前の耐指
紋性、耐アルカリ性などの付帯的性能も優れることがわ
かる。これに対して、比較例1のように樹脂シーリング
工程が省かれると、耐食性が劣化し、耐指紋性、耐アル
カリ性等も劣化する。また比較例2のようにクロメート
処理工程が省かれると耐食性がさらに劣化する。さらに
比較例3のようにフィチン酸処理工程が省かれると、比
較例1,2ほどではないが、実施例並の耐食性は得られ
ない。さらに、比較例4、および5のようにクロメート
処理単独、樹脂シーリング単独の場合は裸耐食性が特に
劣化する。
【0031】
【発明の効果】本発明の製造方法を用いることにより合
金化溶融亜鉛めっき鋼板に優れた塗膜密着性、塗装後耐
食性、および裸耐食性を同時に付与させた複合材料を製
造することが可能となる。
金化溶融亜鉛めっき鋼板に優れた塗膜密着性、塗装後耐
食性、および裸耐食性を同時に付与させた複合材料を製
造することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/24 F 7717−4D B32B 15/08 G C23C 22/53 22/78 28/00 C (72)発明者 大山 和幸 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 上野 長治 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 金井 洋 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項1】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面をフィチ
ン酸を含有する水溶液に接触させた後これを水洗せずに
加熱乾燥し、次いで該表面を重クロム酸イオンと3価ク
ロムイオンを含有するクロメート処理液に接触させた
後、これを水洗せずに加熱乾燥し、さらに該表面に有機
樹脂コーティングを施すことを特徴とする、裸耐食性、
塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製
造方法。 - 【請求項2】 有機樹脂コーティングが水溶性又は水分
散性樹脂により施される、請求項1に記載の合金化溶融
亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法。 - 【請求項3】 有機樹脂コーティングが有機溶剤可溶性
樹脂により施される、請求項1に記載の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038994A JPH07228978A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 裸耐食性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2038994A JPH07228978A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 裸耐食性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07228978A true JPH07228978A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12025672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2038994A Withdrawn JPH07228978A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 裸耐食性、塗装性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07228978A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010055799A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 照明器具 |
| CN102337550A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-02-01 | 大连三达奥克化学股份有限公司 | 渗镀锌·铝·镁钢板工件清洗钝化剂及制备方法 |
| CN113755831A (zh) * | 2021-09-04 | 2021-12-07 | 山东海迪科医用制品有限公司 | 一种抗腐蚀缝合针体保护液 |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP2038994A patent/JPH07228978A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010055799A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 照明器具 |
| CN102337550A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-02-01 | 大连三达奥克化学股份有限公司 | 渗镀锌·铝·镁钢板工件清洗钝化剂及制备方法 |
| CN113755831A (zh) * | 2021-09-04 | 2021-12-07 | 山东海迪科医用制品有限公司 | 一种抗腐蚀缝合针体保护液 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |