JPH0735105B2 - 低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆鋼板 - Google Patents
低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆鋼板Info
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- JPH0735105B2 JPH0735105B2 JP62236690A JP23669087A JPH0735105B2 JP H0735105 B2 JPH0735105 B2 JP H0735105B2 JP 62236690 A JP62236690 A JP 62236690A JP 23669087 A JP23669087 A JP 23669087A JP H0735105 B2 JPH0735105 B2 JP H0735105B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆鋼
板に関するもので、さらに詳しくは、自動車外板の外面
用として必要な低温チッピング性に優れた防錆鋼板に関
する。
板に関するもので、さらに詳しくは、自動車外板の外面
用として必要な低温チッピング性に優れた防錆鋼板に関
する。
［従来技術］ 自動車外板の外面にZn系合金めっきを適用については、
ここ数年急速に進められてきており、欧州また北アメリ
カ等の寒冷地域では岩塩と混合して散布される小石が自
動車外面に衝突して、塗膜だけではなくめっき層と素地
鋼板との間が剥離するという問題が発生した（低温チッ
ピング性）。
ここ数年急速に進められてきており、欧州また北アメリ
カ等の寒冷地域では岩塩と混合して散布される小石が自
動車外面に衝突して、塗膜だけではなくめっき層と素地
鋼板との間が剥離するという問題が発生した（低温チッ
ピング性）。
この問題は、合金めっき層自体が固くて脆く、また、め
っき時の残留応力が大きいこと、さらに、自動車下地塗
装である電着塗装或いは中、上塗り塗装の焼付け時にも
可成りの収縮応力が生じるために、低温でチッピングを
受けた場合めっき層と素地界面から剥離が生じると考え
られている。
っき時の残留応力が大きいこと、さらに、自動車下地塗
装である電着塗装或いは中、上塗り塗装の焼付け時にも
可成りの収縮応力が生じるために、低温でチッピングを
受けた場合めっき層と素地界面から剥離が生じると考え
られている。
そして、この問題に対しては、主としてめっき層の残留
応力を軽減する方法の対策が採用されているのが現状で
ある。しかし、このめっき層の残留応力を軽減するため
には、めっき浴中に応力緩和剤と称する添加剤を加える
等の対策が一般的であるが、浴中添加剤によってZn系合
金めっき組成が著しく変化し、ひどい場合にはZn中に他
の合金成分が殆ど入らないという問題がある。
応力を軽減する方法の対策が採用されているのが現状で
ある。しかし、このめっき層の残留応力を軽減するため
には、めっき浴中に応力緩和剤と称する添加剤を加える
等の対策が一般的であるが、浴中添加剤によってZn系合
金めっき組成が著しく変化し、ひどい場合にはZn中に他
の合金成分が殆ど入らないという問題がある。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は従来における自動車外板の外面に使用する防錆
鋼板の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行
い、検討を重ねた結果、低温におけるチッピング性が極
めて良好な自動車外面用防錆鋼板を開発したのである。
鋼板の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行
い、検討を重ねた結果、低温におけるチッピング性が極
めて良好な自動車外面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］ 本発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防
錆鋼板の特徴とするところは、 鋼板上に10g/m2のZn系合金めっき層を設け、その上に、
クロメート処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層を設け、
さらにその上に、Tg点55℃以下で、かつ、焼付け後の常
温における硬度が鉛筆硬度のＨ〜2Bである有機樹脂皮膜
層が0.1〜2.0μｍの厚さに設けられていることにある。
錆鋼板の特徴とするところは、 鋼板上に10g/m2のZn系合金めっき層を設け、その上に、
クロメート処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層を設け、
さらにその上に、Tg点55℃以下で、かつ、焼付け後の常
温における硬度が鉛筆硬度のＨ〜2Bである有機樹脂皮膜
層が0.1〜2.0μｍの厚さに設けられていることにある。
本発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防
錆鋼板について、以下詳細に説明する。
錆鋼板について、以下詳細に説明する。
本発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防
錆鋼板においては、合板上にZn系合金めっき層、クロメ
ート処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層を順に設け、そ
の上に特定の性質を有する有機樹脂皮膜層を設けること
によって、自動車製造に際して施される下地電着塗装、
中、上塗り塗装後の収縮応力がZn系合金めっき層に直接
伝わらないのである。
錆鋼板においては、合板上にZn系合金めっき層、クロメ
ート処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層を順に設け、そ
の上に特定の性質を有する有機樹脂皮膜層を設けること
によって、自動車製造に際して施される下地電着塗装、
中、上塗り塗装後の収縮応力がZn系合金めっき層に直接
伝わらないのである。
なお、Zn系合金めっき層の付着量は、低温チッピング性
を考慮すると10g/m2以上とするのがよい。
を考慮すると10g/m2以上とするのがよい。
本発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防
錆鋼板に使用する有機樹脂皮膜層としては、水溶性、溶
剤型等の種類には関係なく使用でき、エポキシ系、ウレ
タン系、アクリル系及びこれらの混合物が使用できる。
錆鋼板に使用する有機樹脂皮膜層としては、水溶性、溶
剤型等の種類には関係なく使用でき、エポキシ系、ウレ
タン系、アクリル系及びこれらの混合物が使用できる。
そして、エポキシ系樹脂としては、汎用液状エポキシ樹
脂、ウレタン系樹脂では、水溶性非反応自己乳化型ウレ
タン樹脂、アクリル系樹脂では、水溶性アクリル樹脂等
が挙げられる。
脂、ウレタン系樹脂では、水溶性非反応自己乳化型ウレ
タン樹脂、アクリル系樹脂では、水溶性アクリル樹脂等
が挙げられる。
このような有機樹脂皮膜層は低温チッピング性に関与す
るものであり、その性質としては、Tg点（ガラス転位
点）が重要であり、このTg点が55℃以下でなければ効果
はない。また、有機樹脂皮膜層の厚さは0.1〜2.0μｍと
するのが良く0.1μｍ未満の厚さでは低温チッピング性
改良の効果は少なく、また、2.0μｍを越える厚さでは
低温チッピング性に効果はあるけれども、電着塗装性、
溶接性、外観仕上り性等に悪影響を及ぼすのである。ま
た、有機樹脂皮膜層の焼付け後の硬度は外面用として自
動車の各部に使用するためのプレス時に問題を生じ、即
ち、塗膜硬度が鉛筆硬度のＨを越えるとプレス時にクラ
ックが入り、特に著しい場合には剥離することがあり、
また、塗膜硬度が鉛筆硬度の2Bより軟かいとプレス時に
疵がつき易くなる。この塗膜硬度とプレス時のパウダリ
ング性の関係をドロービードテストにより評価した場合
について、第３図に示す。この第３図において、有機樹
脂皮膜層はウレタン系樹脂（２μｍ）で、下地はZn−Ni
合金めっき層（20g/m2）であり、●印は鉛筆硬度のＨ〜
2Bを外れているので有機樹脂皮膜層の疵つきが大きい。
るものであり、その性質としては、Tg点（ガラス転位
点）が重要であり、このTg点が55℃以下でなければ効果
はない。また、有機樹脂皮膜層の厚さは0.1〜2.0μｍと
するのが良く0.1μｍ未満の厚さでは低温チッピング性
改良の効果は少なく、また、2.0μｍを越える厚さでは
低温チッピング性に効果はあるけれども、電着塗装性、
溶接性、外観仕上り性等に悪影響を及ぼすのである。ま
た、有機樹脂皮膜層の焼付け後の硬度は外面用として自
動車の各部に使用するためのプレス時に問題を生じ、即
ち、塗膜硬度が鉛筆硬度のＨを越えるとプレス時にクラ
ックが入り、特に著しい場合には剥離することがあり、
また、塗膜硬度が鉛筆硬度の2Bより軟かいとプレス時に
疵がつき易くなる。この塗膜硬度とプレス時のパウダリ
ング性の関係をドロービードテストにより評価した場合
について、第３図に示す。この第３図において、有機樹
脂皮膜層はウレタン系樹脂（２μｍ）で、下地はZn−Ni
合金めっき層（20g/m2）であり、●印は鉛筆硬度のＨ〜
2Bを外れているので有機樹脂皮膜層の疵つきが大きい。
なお、従来の自動車における低温チッピング対策とし
て、下塗り電着塗装後に耐チッピング塗料を10μｍ以上
塗布するか、上塗りまで施した後に耐チッピング塗料を
10μｍ以上の厚さに塗布することが行なわれており、本
発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆
鋼板におけるように、有機樹脂皮膜層の厚さを0.1〜2.0
μｍのように薄く電着塗装の下層とすることは行なわれ
ていない。そして、従来の対策では欧州、北アメリカ等
の寒冷地に対してだけ、この種の塗装を施す必要がある
ことから、塗料塗り替え等の製造工程上の煩雑さは避け
ることができなかったのである。
て、下塗り電着塗装後に耐チッピング塗料を10μｍ以上
塗布するか、上塗りまで施した後に耐チッピング塗料を
10μｍ以上の厚さに塗布することが行なわれており、本
発明に係る低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆
鋼板におけるように、有機樹脂皮膜層の厚さを0.1〜2.0
μｍのように薄く電着塗装の下層とすることは行なわれ
ていない。そして、従来の対策では欧州、北アメリカ等
の寒冷地に対してだけ、この種の塗装を施す必要がある
ことから、塗料塗り替え等の製造工程上の煩雑さは避け
ることができなかったのである。
このようなことから、本発明に係る低温チッピング性の
優れた自動車外面用防錆鋼板においては、有機樹脂皮膜
層を改良することにより耐蝕性を確保しながら、低温チ
ッピング性を著しく改良したものであり、さらに、プレ
ス加工によりたとえ鋼板上のZn系合金めっき層が局部的
に剥離することがあっても、可撓性に優れた有機樹脂皮
膜層に覆われているので、Zn系合金めっき層単独の場合
に比較してプレス時の疵の原因となるパウダリング量を
低下できるのである。
優れた自動車外面用防錆鋼板においては、有機樹脂皮膜
層を改良することにより耐蝕性を確保しながら、低温チ
ッピング性を著しく改良したものであり、さらに、プレ
ス加工によりたとえ鋼板上のZn系合金めっき層が局部的
に剥離することがあっても、可撓性に優れた有機樹脂皮
膜層に覆われているので、Zn系合金めっき層単独の場合
に比較してプレス時の疵の原因となるパウダリング量を
低下できるのである。
なお、有機樹脂皮膜層にSiO2、各種防錆顔料また、その
他の添加剤を含有させて種々の性能を向上することも可
能である。
他の添加剤を含有させて種々の性能を向上することも可
能である。
また、鋼板上のZn系合金めっき層の上に設けるクロメー
ト処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層は、Zn系合金めっ
き層と有機樹脂皮膜層のバインダーとしての作用を行う
ものであれば、どのようなものでもその種類は問はな
い。
ト処理皮膜層或いは燐酸塩処理皮膜層は、Zn系合金めっ
き層と有機樹脂皮膜層のバインダーとしての作用を行う
ものであれば、どのようなものでもその種類は問はな
い。
［実施例］ 本発明に係る低温チッピング性の優れた自動車外面用防
錆鋼板の実施例を説明する。
錆鋼板の実施例を説明する。
通常の硫酸亜鉛、硫酸ニッケルを主成分とするめっき液
中に、鋼板を陰極として電解を行い、20g/m2の付着量を
有するZn−Ni系合金めっき鋼板上にクロメート処理皮膜
層を設け、さらに、その上に、Tg点が100℃、60℃、55
℃、40℃、16℃である第一工業製薬製の水溶性自己乳化
型ウレタン樹脂（Ａ）のウレタン系水溶性有機樹脂皮膜
層を1.0μｍの厚さに設けた。
中に、鋼板を陰極として電解を行い、20g/m2の付着量を
有するZn−Ni系合金めっき鋼板上にクロメート処理皮膜
層を設け、さらに、その上に、Tg点が100℃、60℃、55
℃、40℃、16℃である第一工業製薬製の水溶性自己乳化
型ウレタン樹脂（Ａ）のウレタン系水溶性有機樹脂皮膜
層を1.0μｍの厚さに設けた。
この鋼板の上に自動車のに適用されている下塗り電着塗
装20μｍ、中塗り35μｍ、上塗り35μｍの厚さ（全体の
厚さは90μｍである。）に焼付け、試験片を−20℃に冷
却した状態において、7.9〜11.1mmの径を有する御影石1
00gをグラベロメーターにより空気圧4.0kg/cm2、距離30
0mmで打ち付け、Zn−Ni系合金めっき層と素地界面から
剥離した最大径を測定した。
装20μｍ、中塗り35μｍ、上塗り35μｍの厚さ（全体の
厚さは90μｍである。）に焼付け、試験片を−20℃に冷
却した状態において、7.9〜11.1mmの径を有する御影石1
00gをグラベロメーターにより空気圧4.0kg/cm2、距離30
0mmで打ち付け、Zn−Ni系合金めっき層と素地界面から
剥離した最大径を測定した。
第１図にその結果を示す。
この第１図から、Tg点が55℃以下で最大めっき剥離径が
著しく小さくなり、有機樹脂皮膜層のないZn−Ni系合金
めっき鋼板のままの状態に比較して大きく改善されてい
ることがわかる。
著しく小さくなり、有機樹脂皮膜層のないZn−Ni系合金
めっき鋼板のままの状態に比較して大きく改善されてい
ることがわかる。
また、Tg点が60℃では低温チッピング性は改善されては
いるが充分ではなく、さらに、Tg点が100℃になるとZn
−Ni系合金めっき鋼板そのままのものに比して何等の改
善効果は認められない。
いるが充分ではなく、さらに、Tg点が100℃になるとZn
−Ni系合金めっき鋼板そのままのものに比して何等の改
善効果は認められない。
そして、この第１図から明らかであるが、Tg点が55℃を
境としてTg点の低下に伴って低温チッピング性は向上し
ていくが、Tg点があまりに低い値の有機樹脂皮膜層を採
用するとコスト高となる割には、それほどチッピング性
が改善されることにはならないことと、耐蝕性の劣化を
招くことからTg点は55℃以下〜18℃の範囲とするのがよ
い。
境としてTg点の低下に伴って低温チッピング性は向上し
ていくが、Tg点があまりに低い値の有機樹脂皮膜層を採
用するとコスト高となる割には、それほどチッピング性
が改善されることにはならないことと、耐蝕性の劣化を
招くことからTg点は55℃以下〜18℃の範囲とするのがよ
い。
次に、第２図に、Tg点50℃の第１図と同じウレタン系水
溶性樹脂の皮膜層（塗膜硬度は鉛筆硬度のHB）の膜厚を
変化させた場合の第１図と同様の低温チッピング試験を
行った結果を示す。
溶性樹脂の皮膜層（塗膜硬度は鉛筆硬度のHB）の膜厚を
変化させた場合の第１図と同様の低温チッピング試験を
行った結果を示す。
この第２図から有機樹脂皮膜層の厚さが0.1μｍ以上でZ
n−Ni系合金めっき層の剥離径は極めて小さくなり、チ
ッピング性改善効果は充分である。
n−Ni系合金めっき層の剥離径は極めて小さくなり、チ
ッピング性改善効果は充分である。
また、上記ウレタン系有機樹脂皮膜層以外に、エポキシ
系（旭電化製のビスフェノールＡ型汎用液状エポキシ趣
旨（Ｂ））、アクリル系（ヘキスト合成製水溶性アクリ
ル樹脂（Ｃ））の有機樹脂皮膜層について、Tg点を変化
させて低温チッピング性を調査したが、何れの場合にお
いてもTg点55℃以下、有機樹脂皮膜層の厚さ0.1μｍ以
上で優れた効果が認められた。
系（旭電化製のビスフェノールＡ型汎用液状エポキシ趣
旨（Ｂ））、アクリル系（ヘキスト合成製水溶性アクリ
ル樹脂（Ｃ））の有機樹脂皮膜層について、Tg点を変化
させて低温チッピング性を調査したが、何れの場合にお
いてもTg点55℃以下、有機樹脂皮膜層の厚さ0.1μｍ以
上で優れた効果が認められた。
第１表に、上記の例および比較例としてZn−Niめっき鋼
板、Zn−Fe/Zn−Niめっき鋼板についてめっき剥離径に
ついて示してある。
板、Zn−Fe/Zn−Niめっき鋼板についてめっき剥離径に
ついて示してある。
この第１表から、本発明に係る低温チッピング性に優れ
た自動車外面用防錆鋼板は、塗膜硬度が鉛筆硬度のＨ〜
2Bにおいて低温ピッチング試験において著しく小さいめ
っき剥離径を示していることがわかる。
た自動車外面用防錆鋼板は、塗膜硬度が鉛筆硬度のＨ〜
2Bにおいて低温ピッチング試験において著しく小さいめ
っき剥離径を示していることがわかる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る低温チッピング性に
優れた自動車外面用防錆鋼板は上記の構成であるから、
下地、中塗り、上塗り塗装後の収縮応力がZn系合金めっ
き層には及ばず、また、優れた低温チッピング性を有す
るという効果を有するものである。
優れた自動車外面用防錆鋼板は上記の構成であるから、
下地、中塗り、上塗り塗装後の収縮応力がZn系合金めっ
き層には及ばず、また、優れた低温チッピング性を有す
るという効果を有するものである。
第１図は有機樹脂皮膜層のTg点および塗膜強度（鉛筆硬
度）と最大めっき剥離径との関係を示す図、第２図は有
機樹脂皮膜層の厚さと最大めっき剥離径との関係を示す
図、第３図は塗膜硬度（鉛筆硬度）とパウダー発生量と
の関係を示す図である。
度）と最大めっき剥離径との関係を示す図、第２図は有
機樹脂皮膜層の厚さと最大めっき剥離径との関係を示す
図、第３図は塗膜硬度（鉛筆硬度）とパウダー発生量と
の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】鋼板上に10g/m2以上のZn系合金めっき層を
設け、その上に、クロメート処理皮膜層或いは燐酸塩処
理皮膜層を設け、さらにその上に、Tg点55℃以下で、か
つ、焼付け後の常温における硬度が鉛筆硬度のＨ〜2Bで
ある有機樹脂皮膜層が0.1〜2.0μｍの厚さに設けられて
いることを特徴とする低温チッピング性に優れた自動車
外面用防錆鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236690A JPH0735105B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236690A JPH0735105B2 (ja) | 1987-09-21 | 1987-09-21 | 低温チッピング性に優れた自動車外面用防錆鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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