JPH081087A - 有機複合被覆鋼板 - Google Patents
有機複合被覆鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】製造過程において地球環境を汚すことのない有
機複合被覆鋼板を提供することを目的とする。 【構成】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に、付
着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のクロメート被膜を
有し、前記クロメート被膜の上層に付着量が乾燥重量に
して０．１〜３g/m2である、主として水分散シリカおよ
び粒径１μｍ以上１０μｍ未満である水性樹脂と粒径
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とを配合してな
る樹脂層を有する有機複合被覆鋼板。
機複合被覆鋼板を提供することを目的とする。 【構成】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上に、付
着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のクロメート被膜を
有し、前記クロメート被膜の上層に付着量が乾燥重量に
して０．１〜３g/m2である、主として水分散シリカおよ
び粒径１μｍ以上１０μｍ未満である水性樹脂と粒径
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とを配合してな
る樹脂層を有する有機複合被覆鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に、自動車車体用鋼
板として用いられる有機複合被覆鋼板に関する。
板として用いられる有機複合被覆鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車車体の高耐食性化に対する強い社
会的要請に応えて、冷延鋼板面上に亜鉛または亜鉛系合
金めっきを施した表面処理鋼板の自動車車体への適用が
近年拡大している。
会的要請に応えて、冷延鋼板面上に亜鉛または亜鉛系合
金めっきを施した表面処理鋼板の自動車車体への適用が
近年拡大している。
【０００３】これらの表面処理鋼板としては、溶融亜鉛
めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっ
き鋼板、及び電気亜鉛系合金めっき鋼板などが挙げられ
る。しかしながら、車体組立後に行われる塗装が十分に
行き渡らない車体内板の袋構造部や曲げ加工部（ヘミン
グ部）では、さらに高度な耐食性が要求されてきた。
めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっ
き鋼板、及び電気亜鉛系合金めっき鋼板などが挙げられ
る。しかしながら、車体組立後に行われる塗装が十分に
行き渡らない車体内板の袋構造部や曲げ加工部（ヘミン
グ部）では、さらに高度な耐食性が要求されてきた。
【０００４】このような用途に対応する自動車用鋼板と
して、例えば特開昭５７−１０８２９２号公報や特開昭
５８−２２４１７４号公報などでは、亜鉛および亜鉛系
合金めっき鋼板上にクロメートおよび有機高分子樹脂層
を施した有機複合被覆鋼板が提案されている。これらは
いずれも、水溶性あるいは水分散有機樹脂と水分散シリ
カゾルを含有した塗料をクロメート処理した亜鉛系めっ
き鋼板の上層に塗布して、高耐食性を発現することを目
的としているが、次のような問題点を有していた。 （１）水可溶性成分が成膜後も被膜中に残存するため
に、耐クロム溶出性に劣り、化成処理時にクロムが溶出
して環境汚染の原因となる。 （２）アルカリ脱脂時に樹脂層の剥離を生じ、耐食性の
劣化を招く。 （３）腐食環境下において樹脂層内に水分が侵入し、可
溶性成分が溶解して高アルカリ性になるために、樹脂層
／クロメート間の密着性が劣化する。
して、例えば特開昭５７−１０８２９２号公報や特開昭
５８−２２４１７４号公報などでは、亜鉛および亜鉛系
合金めっき鋼板上にクロメートおよび有機高分子樹脂層
を施した有機複合被覆鋼板が提案されている。これらは
いずれも、水溶性あるいは水分散有機樹脂と水分散シリ
カゾルを含有した塗料をクロメート処理した亜鉛系めっ
き鋼板の上層に塗布して、高耐食性を発現することを目
的としているが、次のような問題点を有していた。 （１）水可溶性成分が成膜後も被膜中に残存するため
に、耐クロム溶出性に劣り、化成処理時にクロムが溶出
して環境汚染の原因となる。 （２）アルカリ脱脂時に樹脂層の剥離を生じ、耐食性の
劣化を招く。 （３）腐食環境下において樹脂層内に水分が侵入し、可
溶性成分が溶解して高アルカリ性になるために、樹脂層
／クロメート間の密着性が劣化する。
【０００５】このような問題点を解決するために、有機
溶剤中でシリカ表面を有機置換した疎水性シリカとエポ
キシ樹脂などを配合した塗料組成物を用いる方法が特開
昭６３−２２６３７号公報に提案されている。この場
合、シリカゾルと有機樹脂との相溶性は確保され、また
優れた塗装後密着性が得られるものの、塗膜の可撓性が
充分でないため、プレス加工などによる成形加工時に加
工部の塗膜層に損傷が生じ、この部分の耐食性が劣化す
るという問題点が指摘されている。
溶剤中でシリカ表面を有機置換した疎水性シリカとエポ
キシ樹脂などを配合した塗料組成物を用いる方法が特開
昭６３−２２６３７号公報に提案されている。この場
合、シリカゾルと有機樹脂との相溶性は確保され、また
優れた塗装後密着性が得られるものの、塗膜の可撓性が
充分でないため、プレス加工などによる成形加工時に加
工部の塗膜層に損傷が生じ、この部分の耐食性が劣化す
るという問題点が指摘されている。
【０００６】こういった加工後に耐食性が劣るという問
題点については、ウレタン系樹脂及び二酸化珪素を主成
分とする皮膜層を設ける方法が特開昭６２−２８９２７
４号公報に提案されている。この場合、加工性に対して
若干の改善効果は得られるものの、より厳しい加工を施
すとやはり耐食性が劣化するという問題点があった。ま
た、現在使用されている塗料は有機溶剤系のものが主流
であり、このような芳香族炭化水素系溶剤は大気汚染物
質であり、これらの大幅な削減は地球規模で解決すべき
問題となっている。
題点については、ウレタン系樹脂及び二酸化珪素を主成
分とする皮膜層を設ける方法が特開昭６２−２８９２７
４号公報に提案されている。この場合、加工性に対して
若干の改善効果は得られるものの、より厳しい加工を施
すとやはり耐食性が劣化するという問題点があった。ま
た、現在使用されている塗料は有機溶剤系のものが主流
であり、このような芳香族炭化水素系溶剤は大気汚染物
質であり、これらの大幅な削減は地球規模で解決すべき
問題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上述した従来技術の種々の問題点を解決しよう
とするもので、特に製造過程において地球環境を汚すこ
とのない有機複合被覆鋼板を提供しようとするものであ
る。
目的は、上述した従来技術の種々の問題点を解決しよう
とするもので、特に製造過程において地球環境を汚すこ
とのない有機複合被覆鋼板を提供しようとするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの従来技
術における問題点を解決すべくなされたもので、水分散
型シリカと水性有機樹脂の種々組み合わせによる水性塗
料について詳細な検討を行った結果、粒径の異なる２種
類の水性樹脂を組み合わせることによって上記（１）〜
（３）の問題点の解決が可能であり、優れた諸性能を有
する有機複合鋼板を得ることができることを見出し、本
発明を完成するに到ったものである。本発明に従えば、
水性塗料を使用して耐クロム溶出性、耐食性、密着性に
優れる有機複合鋼板を得ることができ、地球環境を汚す
ことがない。
術における問題点を解決すべくなされたもので、水分散
型シリカと水性有機樹脂の種々組み合わせによる水性塗
料について詳細な検討を行った結果、粒径の異なる２種
類の水性樹脂を組み合わせることによって上記（１）〜
（３）の問題点の解決が可能であり、優れた諸性能を有
する有機複合鋼板を得ることができることを見出し、本
発明を完成するに到ったものである。本発明に従えば、
水性塗料を使用して耐クロム溶出性、耐食性、密着性に
優れる有機複合鋼板を得ることができ、地球環境を汚す
ことがない。
【０００９】すなわち、本発明は、亜鉛または亜鉛系合
金めっき鋼板表面上に、付着量がＣｒ換算で５〜５００
mg/m2 のクロメート被膜を有し、前記クロメート被膜の
上層に付着量が乾燥重量にして０．１〜３g/m2である主
として水分散されたシリカ、及び粒径が１μｍ以上１０
μｍ未満の水性樹脂と粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未
満の水性樹脂とを配合してなる樹脂層を有する有機複合
被覆鋼板である。
金めっき鋼板表面上に、付着量がＣｒ換算で５〜５００
mg/m2 のクロメート被膜を有し、前記クロメート被膜の
上層に付着量が乾燥重量にして０．１〜３g/m2である主
として水分散されたシリカ、及び粒径が１μｍ以上１０
μｍ未満の水性樹脂と粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未
満の水性樹脂とを配合してなる樹脂層を有する有機複合
被覆鋼板である。
【００１０】前記樹脂層を構成する水性樹脂は、前記粒
径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と前記粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂との混合重量比
率が、前記粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂１
００重量部に対して前記粒径が０．０１μｍ以上１μｍ
未満の水性樹脂が５〜１９００重量部であることを特徴
とする。
径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と前記粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂との混合重量比
率が、前記粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂１
００重量部に対して前記粒径が０．０１μｍ以上１μｍ
未満の水性樹脂が５〜１９００重量部であることを特徴
とする。
【００１１】前記樹脂層を構成するシリカは、平均粒径
が0.005 〜２μｍである水性シリカゾルを用いることが
好ましい。
が0.005 〜２μｍである水性シリカゾルを用いることが
好ましい。
【００１２】また、本発明の他の態様によれば、前記樹
脂層を構成するシリカとして水分散ヒュームドシリカを
用いることが好ましい。
脂層を構成するシリカとして水分散ヒュームドシリカを
用いることが好ましい。
【００１３】さらに、前記樹脂層中におけるシリカと、
前記粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と前記粒
径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とからなる
前記有機樹脂との乾燥重量比率が、前記有機樹脂１００
重量部に対してシリカ１０〜１００重量部であることが
好ましい。
前記粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と前記粒
径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とからなる
前記有機樹脂との乾燥重量比率が、前記有機樹脂１００
重量部に対してシリカ１０〜１００重量部であることが
好ましい。
【００１４】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
の鋼板用の素材としては、亜鉛または亜鉛系合金めっき
鋼板を用いる。この鋼板に施されるめっきの種類として
は、純亜鉛めっき、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき、Ｚｎ−Ｆｅ
合金めっき、Ｚｎ−Ｃｒ合金めっきなどの二元系合金め
っき、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｒ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ
合金めっきなどの三元系合金めっきなどを含み、またＺ
ｎ−ＳｉＯ2 めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ2 Ｏ3 め
っきなどの複合分散めっきをも広く包含する。これらの
めっきは電気法、溶融めっき法、あるいは気相めっき法
等によって施される。
の鋼板用の素材としては、亜鉛または亜鉛系合金めっき
鋼板を用いる。この鋼板に施されるめっきの種類として
は、純亜鉛めっき、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき、Ｚｎ−Ｆｅ
合金めっき、Ｚｎ−Ｃｒ合金めっきなどの二元系合金め
っき、Ｚｎ−Ｎｉ−Ｃｒ合金めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ
合金めっきなどの三元系合金めっきなどを含み、またＺ
ｎ−ＳｉＯ2 めっき、Ｚｎ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ2 Ｏ3 め
っきなどの複合分散めっきをも広く包含する。これらの
めっきは電気法、溶融めっき法、あるいは気相めっき法
等によって施される。
【００１５】これらのめっきを施した亜鉛または亜鉛合
金めっき鋼板の上に、後述の有機高分子樹脂層との密着
性を向上させ、また高耐食性を付与するためにクロメー
ト処理を行う。クロメート付着量としてはＣｒ換算で５
〜５００mg/m2 、好ましくは１０〜１５０mg/m2 の範囲
とする。Ｃｒ付着量が５mg/m2 未満では、耐食性が不十
分であるばかりでなく、樹脂層との密着性も劣るので好
ましくない。Ｃｒ付着量が５００mg/m2 を超えても、こ
れ以上の耐食性改善効果がなく、また絶縁被膜抵抗が高
まり、スポット溶接性および電着塗装性を損なうので好
ましくない。
金めっき鋼板の上に、後述の有機高分子樹脂層との密着
性を向上させ、また高耐食性を付与するためにクロメー
ト処理を行う。クロメート付着量としてはＣｒ換算で５
〜５００mg/m2 、好ましくは１０〜１５０mg/m2 の範囲
とする。Ｃｒ付着量が５mg/m2 未満では、耐食性が不十
分であるばかりでなく、樹脂層との密着性も劣るので好
ましくない。Ｃｒ付着量が５００mg/m2 を超えても、こ
れ以上の耐食性改善効果がなく、また絶縁被膜抵抗が高
まり、スポット溶接性および電着塗装性を損なうので好
ましくない。
【００１６】このようなクロメート処理は、ロールコー
ターなどを用いる塗布型クロメート法、電解型クロメー
ト法、反応型クロメート法などのいずれの方法によって
もよい。クロメート中のＣｒ6+比率は全Ｃｒ量に対して
７０％以下、さらには５０％以下が好ましい。Ｃｒ6+量
が７０％を超えるとアルカリ脱脂時の耐クロム溶出性が
劣化するので好ましくない。また、クロメート中には、
さらに高耐食性を得るためにシリカが添加されていても
よい。
ターなどを用いる塗布型クロメート法、電解型クロメー
ト法、反応型クロメート法などのいずれの方法によって
もよい。クロメート中のＣｒ6+比率は全Ｃｒ量に対して
７０％以下、さらには５０％以下が好ましい。Ｃｒ6+量
が７０％を超えるとアルカリ脱脂時の耐クロム溶出性が
劣化するので好ましくない。また、クロメート中には、
さらに高耐食性を得るためにシリカが添加されていても
よい。
【００１７】このようなクロメート被膜の上層には、水
分散されたシリカと粒径１μｍ以上１０μｍ未満の水性
樹脂と粒径０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とを
配合してなる有機複合被膜が施される。前記粒径１μｍ
以上１０μｍ未満の水性樹脂の粒径は、さらに、１μｍ
以上３μｍ以下であることが好ましく、前記粒径０．０
１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂の粒径は、さらに、
０．０５μｍ以上０．７μｍ以下であることが好まし
い。
分散されたシリカと粒径１μｍ以上１０μｍ未満の水性
樹脂と粒径０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とを
配合してなる有機複合被膜が施される。前記粒径１μｍ
以上１０μｍ未満の水性樹脂の粒径は、さらに、１μｍ
以上３μｍ以下であることが好ましく、前記粒径０．０
１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂の粒径は、さらに、
０．０５μｍ以上０．７μｍ以下であることが好まし
い。
【００１８】水性化された樹脂はその手法の違いによ
り、樹脂骨格中に親水性基を導入した水溶解型樹脂と水
分散型樹脂、あるいは強制乳化法によるエマルジョン型
樹脂に大きく分けられる。粒径が１μｍ以上の樹脂は強
制乳化法によるエマルジョン型樹脂であり、乳化剤を含
有するものが多いが、樹脂骨格中に親水性基を有し、乳
化剤を含まないものもある。水分散型樹脂は、粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂であり、樹脂骨格中
に親水性基を導入し水分散させたものである。これも分
散助剤として乳化剤を含む場合がある。本発明において
は、水性化の手法にはこだわらず、樹脂の粒径に注目す
るものである。水溶解型樹脂は、さらに粒径が小さいも
のである。
り、樹脂骨格中に親水性基を導入した水溶解型樹脂と水
分散型樹脂、あるいは強制乳化法によるエマルジョン型
樹脂に大きく分けられる。粒径が１μｍ以上の樹脂は強
制乳化法によるエマルジョン型樹脂であり、乳化剤を含
有するものが多いが、樹脂骨格中に親水性基を有し、乳
化剤を含まないものもある。水分散型樹脂は、粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂であり、樹脂骨格中
に親水性基を導入し水分散させたものである。これも分
散助剤として乳化剤を含む場合がある。本発明において
は、水性化の手法にはこだわらず、樹脂の粒径に注目す
るものである。水溶解型樹脂は、さらに粒径が小さいも
のである。
【００１９】本発明に用いられる水性樹脂に関して詳細
な検討を行った結果、粒径の異なる２種類の樹脂を組み
合わせることにより、優れた性能を有する有機複合被覆
鋼板を得ることができる。ここで、粒径が１μｍ以上１
０μｍ未満の樹脂は、主として高耐食性を得るために必
要であり、粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を
添加するのは、粒径の大きい樹脂のみからなる樹脂層だ
けでは対応できない耐クロム溶出性、加工後耐食性、密
着性の向上を図るためである。
な検討を行った結果、粒径の異なる２種類の樹脂を組み
合わせることにより、優れた性能を有する有機複合被覆
鋼板を得ることができる。ここで、粒径が１μｍ以上１
０μｍ未満の樹脂は、主として高耐食性を得るために必
要であり、粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を
添加するのは、粒径の大きい樹脂のみからなる樹脂層だ
けでは対応できない耐クロム溶出性、加工後耐食性、密
着性の向上を図るためである。
【００２０】上述した粒径の異なる２種類の樹脂は、粒
径が１μｍ以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対し
て、粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を５〜１
９００重量部の範囲で混合して使用する。前記粒径が１
μｍ以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対して前記
粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を２５〜４０
０重量部の混合比とすることが好ましい。粒径が１μｍ
以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対して粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂が５重量部未満で
は、耐クロム溶出性、加工後耐食性、密着性への効果が
小さく、１９００重量部を越えると、比較的分子量の小
さい樹脂成分のみで樹脂層が形成される場合と同じこと
になり、耐食性が劣るためである。
径が１μｍ以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対し
て、粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を５〜１
９００重量部の範囲で混合して使用する。前記粒径が１
μｍ以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対して前記
粒径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂を２５〜４０
０重量部の混合比とすることが好ましい。粒径が１μｍ
以上１０μｍ未満の樹脂１００重量部に対して粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の樹脂が５重量部未満で
は、耐クロム溶出性、加工後耐食性、密着性への効果が
小さく、１９００重量部を越えると、比較的分子量の小
さい樹脂成分のみで樹脂層が形成される場合と同じこと
になり、耐食性が劣るためである。
【００２１】本発明による樹脂は、粒径の異なる２種類
の樹脂を組み合わせることが重要であり、その樹脂は乳
化剤によりあるいは親水性基を導入して水性化したもの
であれば、樹脂の種類は特に限定されない。例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド
樹脂、ポリエステル樹脂等を単独で、あるいはこれらの
樹脂の組み合わせによる樹脂骨格を一部変性した樹脂
（例えばウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ変性ウレ
タン樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂等）が好適に使用
できる。
の樹脂を組み合わせることが重要であり、その樹脂は乳
化剤によりあるいは親水性基を導入して水性化したもの
であれば、樹脂の種類は特に限定されない。例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド
樹脂、ポリエステル樹脂等を単独で、あるいはこれらの
樹脂の組み合わせによる樹脂骨格を一部変性した樹脂
（例えばウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ変性ウレ
タン樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂等）が好適に使用
できる。
【００２２】また、本発明の有機複合被覆層中のシリカ
に関しては、シリカ表面に適量のシラノール基を確保す
ることが、腐食環境下での亜鉛系腐食生成物を安定に保
持し、高耐食性を確保するために重要である。水分散型
のシリカが充分なシラノール基を確保できるために非常
に好適である。
に関しては、シリカ表面に適量のシラノール基を確保す
ることが、腐食環境下での亜鉛系腐食生成物を安定に保
持し、高耐食性を確保するために重要である。水分散型
のシリカが充分なシラノール基を確保できるために非常
に好適である。
【００２３】具体的には、水分散シリカゾル表面の荷
電状態をアルカリ金属イオン量や多価金属イオン量を調
製することによって制御して平均の大きさを0.005 〜２
μｍにした水性シリカゾル、あるいは適切な分散剤に
より水分散させたヒュームドシリカが好適に使用可能で
ある。
電状態をアルカリ金属イオン量や多価金属イオン量を調
製することによって制御して平均の大きさを0.005 〜２
μｍにした水性シリカゾル、あるいは適切な分散剤に
より水分散させたヒュームドシリカが好適に使用可能で
ある。
【００２４】の水性シリカゾルの平均粒子径は0.005
〜２μｍの範囲であることが好ましい。平均粒子径が0.
005 μｍ未満であると、樹脂層中においてもシリカは均
一に分散し、スポット溶接性の劣化が生じる。また、平
均粒子径が２μｍを超えると、相当数のシリカ凝集体が
樹脂層の外側まで裸出し、スポット溶接時に電極／鋼板
間の電気抵抗が著しく増大して、溶接時スパークを発生
し電極の損傷を助長することになり、スポット溶接性を
劣化させる。シリカ形状は均一な粒状であっても、一次
粒子が上記平均粒径範囲に凝集した形状であってもよ
く、例えば、鎖状あるいは面状に凝集したシリカが好適
に使用できる。
〜２μｍの範囲であることが好ましい。平均粒子径が0.
005 μｍ未満であると、樹脂層中においてもシリカは均
一に分散し、スポット溶接性の劣化が生じる。また、平
均粒子径が２μｍを超えると、相当数のシリカ凝集体が
樹脂層の外側まで裸出し、スポット溶接時に電極／鋼板
間の電気抵抗が著しく増大して、溶接時スパークを発生
し電極の損傷を助長することになり、スポット溶接性を
劣化させる。シリカ形状は均一な粒状であっても、一次
粒子が上記平均粒径範囲に凝集した形状であってもよ
く、例えば、鎖状あるいは面状に凝集したシリカが好適
に使用できる。
【００２５】の疎水性ヒュームドシリカも水分散させ
ることによりシリカ表面ではシラノール基が存在する。
このため、腐食生成物を安定に保持することが可能にな
り、これは水性樹脂との組み合わせにおいて顕著に発揮
され、加工後耐食性に優れるものとなる。
ることによりシリカ表面ではシラノール基が存在する。
このため、腐食生成物を安定に保持することが可能にな
り、これは水性樹脂との組み合わせにおいて顕著に発揮
され、加工後耐食性に優れるものとなる。
【００２６】樹脂とシリカの乾燥重量比は、樹脂１００
重量部に対して、シリカ１０〜１００重量部、さらに
は、１０〜７０重量部とするのが好ましい。シリカ量が
１０重量部未満の場合、腐食環境下に晒された時に被膜
中に形成される亜鉛系腐食生成物を安定に保持する能力
に欠け、高耐食性を獲得することはできない。また、シ
リカ量が１００重量部を超えると、樹脂組成物との相溶
性が得られなくなり、塗料として鋼板上に塗布すること
が困難になるからである。
重量部に対して、シリカ１０〜１００重量部、さらに
は、１０〜７０重量部とするのが好ましい。シリカ量が
１０重量部未満の場合、腐食環境下に晒された時に被膜
中に形成される亜鉛系腐食生成物を安定に保持する能力
に欠け、高耐食性を獲得することはできない。また、シ
リカ量が１００重量部を超えると、樹脂組成物との相溶
性が得られなくなり、塗料として鋼板上に塗布すること
が困難になるからである。
【００２７】水性樹脂および水分散シリカを配合してな
る水性塗料をクロメート被膜上に塗布する方法として
は、工業的に広範囲に用いられているロールコーター法
やエアナイフ法などの方法を用いることができる。
る水性塗料をクロメート被膜上に塗布する方法として
は、工業的に広範囲に用いられているロールコーター法
やエアナイフ法などの方法を用いることができる。
【００２８】本発明における有機複合被覆層の塗布量は
乾燥重量にして、０．１〜３g/m2、好ましくは０．１〜
１．５g/m2に限定する。０．１g/m2未満であると耐食性
が劣り、３g/m2を超えると、被膜抵抗が高まりスポット
溶接性および電着塗装性が劣化するためである。本発明
の有機複合被覆鋼板を裸のままで腐食環境に晒す場合に
は、０．３g/m2以上の塗布量を確保することが耐食性の
観点から好ましいが、その上層にさらに電着塗装などを
施す場合には０．１g/m2以上の有機樹脂層が存在すれ
ば、十分な耐食性を獲得できることを確認した。また、
本発明における水性樹脂を含む樹脂層では、製造時の焼
付条件に応じた架橋剤が配合されていてもよい。さら
に、上記樹脂層による被覆は、両面、片面のいずれの処
理がされていてもよい。
乾燥重量にして、０．１〜３g/m2、好ましくは０．１〜
１．５g/m2に限定する。０．１g/m2未満であると耐食性
が劣り、３g/m2を超えると、被膜抵抗が高まりスポット
溶接性および電着塗装性が劣化するためである。本発明
の有機複合被覆鋼板を裸のままで腐食環境に晒す場合に
は、０．３g/m2以上の塗布量を確保することが耐食性の
観点から好ましいが、その上層にさらに電着塗装などを
施す場合には０．１g/m2以上の有機樹脂層が存在すれ
ば、十分な耐食性を獲得できることを確認した。また、
本発明における水性樹脂を含む樹脂層では、製造時の焼
付条件に応じた架橋剤が配合されていてもよい。さら
に、上記樹脂層による被覆は、両面、片面のいずれの処
理がされていてもよい。
【００２９】
【実施例】次に本発明の効果を実施例に基づいて具体的
に説明する。 （実施例１〜８および比較例１〜３）各種の両面亜鉛系
めっき鋼板（板厚０．８０ｍｍ）に脱脂後ロールコータ
ーを用いて各種付着量の塗布型クロメートを施し、最高
到達温度１３０℃で焼き付けた。次に種類、粒径の異な
る水性樹脂と平均粒径の異なる各種シリカとを混合する
ことにより調製した塗料をロールコーターで塗布した。
に説明する。 （実施例１〜８および比較例１〜３）各種の両面亜鉛系
めっき鋼板（板厚０．８０ｍｍ）に脱脂後ロールコータ
ーを用いて各種付着量の塗布型クロメートを施し、最高
到達温度１３０℃で焼き付けた。次に種類、粒径の異な
る水性樹脂と平均粒径の異なる各種シリカとを混合する
ことにより調製した塗料をロールコーターで塗布した。
【００３０】表１で用いた粒径の異なる水性樹脂は、以
下の通りである。なお、粒径の測定は、遠心沈降法で行
った。 Ｌ樹脂： 粒径１．５〜２μｍのエポキシ変性アクリル樹脂 （変性率３０％、旭電化工業（株）製） 粒径１．５〜２μｍのエポキシ変性ウレタン樹脂 （変性率２０％、旭電化工業（株）製） 粒径１．５〜４μｍのウレタン樹脂（旭電化工業（株）
製） Ｓ樹脂： 粒径０．０２〜０．２μｍのエポキシ樹脂（旭電化工業
（株）製） 粒径０．０５〜０．１μｍのウレタン樹脂（第一工業製
薬（株）製） 粒径０．１〜０．５μｍのアクリル樹脂（日産化学工業
（株）製）
下の通りである。なお、粒径の測定は、遠心沈降法で行
った。 Ｌ樹脂： 粒径１．５〜２μｍのエポキシ変性アクリル樹脂 （変性率３０％、旭電化工業（株）製） 粒径１．５〜２μｍのエポキシ変性ウレタン樹脂 （変性率２０％、旭電化工業（株）製） 粒径１．５〜４μｍのウレタン樹脂（旭電化工業（株）
製） Ｓ樹脂： 粒径０．０２〜０．２μｍのエポキシ樹脂（旭電化工業
（株）製） 粒径０．０５〜０．１μｍのウレタン樹脂（第一工業製
薬（株）製） 粒径０．１〜０．５μｍのアクリル樹脂（日産化学工業
（株）製）
【００３１】その後、最高到達温度１６０℃で焼き付け
た後、直ちに水冷、乾燥した。使用した樹脂中のシリカ
は次の通りである。 Ａ：水分散均一粒状シリカゾル（日産化学工業（株）
製） Ｂ：水分散鎖状シリカゾル（日産化学工業（株）製） Ｃ：水分散疎水性ヒュームドシリカ （比表面積：９５m2/g、日本アエロジル（株）製） これらのシリカは、遠心沈降法を用いて粒径を測定し
た。
た後、直ちに水冷、乾燥した。使用した樹脂中のシリカ
は次の通りである。 Ａ：水分散均一粒状シリカゾル（日産化学工業（株）
製） Ｂ：水分散鎖状シリカゾル（日産化学工業（株）製） Ｃ：水分散疎水性ヒュームドシリカ （比表面積：９５m2/g、日本アエロジル（株）製） これらのシリカは、遠心沈降法を用いて粒径を測定し
た。
【００３２】これらの有機複合被覆鋼板製品の性能評価
のために次のような試験を行った。平板耐食性を評価す
るために、５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、
乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０
℃）２時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に
供し、２００サイクルでの試験片の赤錆発生状況を観察
した。平板耐食性の評価基準は以下に示す。 ◎：赤錆発生なし ○：赤錆発生面積率１０％未満 △：赤錆発生面積率１０％以上２０％未満 ×：赤錆発生面積率２０％以上
のために次のような試験を行った。平板耐食性を評価す
るために、５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、
乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０
℃）２時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に
供し、２００サイクルでの試験片の赤錆発生状況を観察
した。平板耐食性の評価基準は以下に示す。 ◎：赤錆発生なし ○：赤錆発生面積率１０％未満 △：赤錆発生面積率１０％以上２０％未満 ×：赤錆発生面積率２０％以上
【００３３】加工後耐食性を評価するために円筒絞り試
験（絞り比２．０、しわ押さえ圧１０００ｋｇ）を行っ
た試験片を５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、
乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０
℃）２時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に
供し、１００サイクルでの試験片側壁の赤錆発生状況を
観察した。 ◎：赤錆発生なし ○：赤錆発生面積率１０％未満 △：赤錆発生面積率１０％以上２０％未満 ×：赤錆発生面積率２０％以上
験（絞り比２．０、しわ押さえ圧１０００ｋｇ）を行っ
た試験片を５％ＮａＣｌ水溶液噴霧（３５℃）４時間、
乾燥（６０℃）２時間、湿潤環境（ＲＨ９５％、５０
℃）２時間を１サイクルとする複合サイクル腐食試験に
供し、１００サイクルでの試験片側壁の赤錆発生状況を
観察した。 ◎：赤錆発生なし ○：赤錆発生面積率１０％未満 △：赤錆発生面積率１０％以上２０％未満 ×：赤錆発生面積率２０％以上
【００３４】耐クロム溶出性を評価するために、脱脂、
水洗、表面調整、化成処理の４工程を行い、処理前後の
Ｃｒ付着量の変化を蛍光Ｘ線分析により測定した。評価
基準は以下に示す。 ○：１mg/m2 以下 △：１mg/m2 〜２mg/m2 未満 ×：２mg/m2 以上
水洗、表面調整、化成処理の４工程を行い、処理前後の
Ｃｒ付着量の変化を蛍光Ｘ線分析により測定した。評価
基準は以下に示す。 ○：１mg/m2 以下 △：１mg/m2 〜２mg/m2 未満 ×：２mg/m2 以上
【００３５】耐水二次密着性を評価するために、２０μ
ｍ厚の電着塗装膜を施してから、上塗り塗料（ルーガベ
イクホワイト、関西ペイント（株）製）を３５μｍ厚で
塗装し、乾燥させた後、４０℃の温水（純水）中に１０
日間浸漬し、ついで２ｍｍ角１００個の碁盤目を刻み、
テープ剥離後の塗膜残存率を測定した。評価基準を以下
に示す。 ○：１００％ △：９０％以上１００％未満 ×：９０％未満
ｍ厚の電着塗装膜を施してから、上塗り塗料（ルーガベ
イクホワイト、関西ペイント（株）製）を３５μｍ厚で
塗装し、乾燥させた後、４０℃の温水（純水）中に１０
日間浸漬し、ついで２ｍｍ角１００個の碁盤目を刻み、
テープ剥離後の塗膜残存率を測定した。評価基準を以下
に示す。 ○：１００％ △：９０％以上１００％未満 ×：９０％未満
【００３６】スポット溶接性を評価するために、先端６
ｍｍφのＡｌ2 Ｏ3 分散銅合金製の溶接チップを用い、
加圧力２００ｋｇｆ、溶接電流９ｋＡ、溶接時間１０Ｈ
ｚで連続溶接を行い、ナゲット径が基準径を下回るまで
の連続溶接打点数を測定した。評価基準は以下に示す。 ◎：３０００点以上 ○：２０００以上〜３０００点未満 △：１０００以上〜２０００点未満 ×：１０００点未満
ｍｍφのＡｌ2 Ｏ3 分散銅合金製の溶接チップを用い、
加圧力２００ｋｇｆ、溶接電流９ｋＡ、溶接時間１０Ｈ
ｚで連続溶接を行い、ナゲット径が基準径を下回るまで
の連続溶接打点数を測定した。評価基準は以下に示す。 ◎：３０００点以上 ○：２０００以上〜３０００点未満 △：１０００以上〜２０００点未満 ×：１０００点未満
【００３７】表１にクロメート層、樹脂層の条件、製品
の有機樹脂層中におけるシリカの分布状態と試験結果を
まとめた。
の有機樹脂層中におけるシリカの分布状態と試験結果を
まとめた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【発明の効果】これまでに説明したように、本発明の有
機複合被覆鋼板は優れた平板耐食性、加工後耐食性、耐
クロム溶出性、耐水二次密着性及びスポット溶接性を有
し、従来の水性塗料での問題点を解決できることから、
自動車車体用をはじめとして、同様の品質特性を期待さ
れる広範囲の用途に使用することができるので、工業的
な価値は極めて高い。
機複合被覆鋼板は優れた平板耐食性、加工後耐食性、耐
クロム溶出性、耐水二次密着性及びスポット溶接性を有
し、従来の水性塗料での問題点を解決できることから、
自動車車体用をはじめとして、同様の品質特性を期待さ
れる広範囲の用途に使用することができるので、工業的
な価値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｋ 3/26 Ｃ０８Ｌ 101/06 ＫＡＨ
Claims (5)
- 【請求項１】亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板表面上
に、付着量がＣｒ換算で５〜５００mg/m2 のクロメート
被膜を有し、前記クロメート被膜の上層に付着量が乾燥
重量にして０．１〜３g/m2である、主として水分散シリ
カおよび粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と粒
径が０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とを配合し
てなる樹脂層を有する有機複合被覆鋼板。 - 【請求項２】前記樹脂層を構成する水性樹脂として前記
粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂と前記粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂との混合重量比
率が、前記粒径が１μｍ以上１０μｍ未満の水性樹脂１
００重量部に対して前記粒径が０．０１μｍ以上１μｍ
未満の水性樹脂が５〜１９００重量部である請求項１に
記載の有機複合被覆鋼板。 - 【請求項３】前記樹脂層を構成するシリカとして、平均
粒径が0.005 〜２μｍである水性シリカゾルを用いる請
求項１に記載の有機複合被覆鋼板。 - 【請求項４】前記樹脂層を構成するシリカとして水分散
ヒュームドシリカを用いる請求項１に記載の有機複合被
覆鋼板。 - 【請求項５】前記樹脂層中におけるシリカと前記粒径が
１μｍ以上１０μｍ未満である水性樹脂と前記粒径が
０．０１μｍ以上１μｍ未満の水性樹脂とからなる前記
有機樹脂の乾燥重量比率が、前記有機樹脂１００重量部
に対してシリカ１０〜１００重量部である請求項１ない
し４のいずれかに記載の有機複合被覆鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144094A JP3503194B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 有機複合被覆鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14144094A JP3503194B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 有機複合被覆鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081087A true JPH081087A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3503194B2 JP3503194B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=15292004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14144094A Expired - Fee Related JP3503194B2 (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 有機複合被覆鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503194B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14144094A patent/JP3503194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3503194B2 (ja) | 2004-03-02 |
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