JPS58210192A - 溶接可能な塗装鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明に、すぐれた溶接性を有し、かつ塗膜密着性並
びに耐食性の良好な塗装鋼板に関する。

ここでいう塗膜密着性とは、鋼板の成形加工時の塗膜剥
離の起りにくさを意味し、以降、塗膜密着性と云えばす
べてこの性質を指すものとする。

塗装を施して実際使用に供される各種機器、部品等は一
般に、加工、組立後において全体に塗装が施される。と
ころがこのよう−な加工、組立後の塗装でに、部位によ
って十分な塗膜が得られないことがある。かかる不利を
解消するため従来より、予め塗装した、いわゆる塗装鋼
板が広く採用嘔れている。塗装鋼板を使うことにより、
加工・組立後における全体塗装での塗膜の不足を補なお
うというわけでろる。ところが、この種塗装鋼板に普通
、抵抗溶接が不可能で、その組立てには、溶接以外の、
例えばボルト・ナツト等の固着手段を採用しなければな
らず、作業性、組立コストの点で不利が大きい。

塗装鋼板のかかる劣性はしかし、最近の研究、開発によ
って概ね排除されたと云ってよい。すなわち、塗装鋼板
の塗膜中にｚｎ、Ａｚ等、各種の導電性物質を含有せし
めることによって、溶接性を付与するという対応策が提
案されており、これに実用的にみても十分利用価値のる
るものである。

ところで、塗装鋼板の主な使い途としては、具体的には
自動車車体、電気機器などがあげられるが、とくにこう
した関係に供する塗装鋼板には、上記溶接性の他にも、
耐食性、それに塗膜密着性等、多くの特性が要求される
。

ここで、前記対策を施して溶接可能とした塗装鋼板（以
下、溶接可能型塗装鋼板と云う）とじては、従来より次
のようなものが知られている。一般の冷延鋼板母材に、
６価クロムを含む被覆を施して刀１ら、Ｚｎ、　Ａｔ等
の電気伝導性物質を含有する塗料を塗布したもの（特公
昭４７−６８８２号）、そして母材にＺｎメッキ鋼板を
使用し１、各種導電性物質を含む塗料を塗布したもの（
特公昭５４−１１３８１号）、である。しかるにこれら
従来の溶接可能型塗装鋼板はその何れもが、上記した如
き用途向けとしては決して十分なものとは云えない。冷
延板使用の前者はまず、塗膜密着性に難があり、例えば
自動車のフェンダ−等の成形加工は非常に高加工である
ため塗膜が剥離する危険が高い。これはそもそも、冷延
板母材と塗装下地とじてのクロメート９皮膜との間の密
着性が十分でないためでるるが、それ許りでなく、導電
性物質の混入がある関係で塗膜そのものもクラックや剥
離の発生し易い傾向になっており、このような性質も上
記成形加工時の塗膜損傷を増長させる因子に加えられる
。更にこの塗装鋼板では、加工時或いは使用中に塗膜損
傷がおこると、母材に早期に赤錆が発生し商品価値が損
われるという耐食上の問題もある。

後者の亜鉛メッキ鋼板使用のものに、いわば上記塗装鋼
板の、とくに耐食性の問題の解決を意図したもので、確
かに耐赤錆性という点では優位に立つ。しかしながら、
亜鉛メッキ鋼板の耐食性とは本来、腐食環境下において
亜鉛が優先的に溶解して鋼板素地の腐食を防ぐという、
いわゆる犠牲防食性に依存するものであって、腐食環境
による亜鉛の溶解速度が大なるために、庇部或いは端面
部付近でに塗膜下での亜鉛溶解が進行し、早期に塗膜ふ
くれ（以下、ブリスターと云う）が生じる傾向がある。

このブリスターはこの種塗装鋼板の商品価値を著しく損
ねるものであるから、この点が大きな問題となる。それ
に、この亜鉛メッキ鋼板を使用しても、塗膜密着性につ
いて改善は望み得す、それどころかかえって劣化する事
例さえ少なくない。

このように溶接可能型塗装鋼板は何れもが、突用土不十
分なものであり、ことに従来品に共通の塗膜密着性不足
という難点と、今一つ、耐食性と耐ブリスター性（ブリ
スターの起りにくさを指す）の両立が不可能という問題
を抱え、こうした点に、まだまだ改善の余地を残してい
た。

本発明は、上記２つの問題点を有効に解決した、つまり
高加工を受けても塗膜剥離のないすぐれた塗膜密着性を
備え、かつ冷延板使用のものに匹敵する耐ブリスター性
を有ししかも耐食性の点でに亜鉛メッキ鋼板使用の従来
品を更に上欄る溶接可能型塗装鋼板の提供を目的とする
ものである。

すなわち本発明の要旨とするところは、γ相単相からな
るＮ’ｈ　−Ｚ　ｎ合金メッキ層をもつメッキ鋼板にク
ロメート処理を施し、その上に導電性物質を含有する塗
料を伏在してなることを特徴とする溶接可能な塗装銅板
、にある。

溶接可能型塗装鋼板の性能を左右する重要な因子の一つ
に、母材自体の性質があげられることは先に掲げた２つ
の例を引くまでもなく明らかである。さて、亜鉛メッキ
鋼板母材でにブリスターの発生か問題となることは、先
に述べたが、このブリスターの発生は、メッキ厚が大き
くなるにつれ顕著化する。このことは、か刀・る現象が
塗膜下のメッキ層の溶解に起因することからも明らかで
あるが、反面、亜鉛メッキの耐食性は、先述のようにメ
ッキ層の犠牲防食によるものであるから、その良否はひ
とえに亜鉛日付量にかかつており、目付量が十分にない
と高耐食性は保証し得ない事情がある。すなわち、亜鉛
メッキでは、十分な附ブリスター性を得ようとすると、
日付量が自ずと制限される−こととなり、本来の耐食性
が全く期待できなくなるのである。

ところで現在、耐食メッキとしては既に多種多様なもの
が知られているが、これらの中には、犠牲防食性ととも
に、腐食環境下で表面に電気化学的に皮嘆を形成して防
食するという別の機能を併有するものも多い。

本発明者らにこの２つの事柄を結びつけて考え、高耐食
性を確保しつつブリスターの問題を回避するという点か
らは、同じメッキ鋼板でも、メッキ層の溶解を伴う犠牲
防食よりむしろ、前記電気化学的な防食機能の方に重点
をおいた形式のものを採用する方が、得策ではないか、
と推察した。犠牲防食の傾向が強いほど、当然ブリスタ
ーが顕在化し易いと考えられるからである。

本発明者らはまず、種々実験、調査を行い、この考え方
が妥当であることを確認した。

そこで更に、この電気化学的な防食機能の強い各種メッ
キ鋼板の、溶接可能型塗装鋼板母材への適用の可能性に
ついて、塗膜密着性の面から、実験、検討を行い、その
結果、上記した類のメッキ鋼板の中では、γ相単相から
なるＮｉ−Ｚｎ合金メッキ層をもつ電気メツキ鋼板（以
下、単にＮ１１−Ｚｎ合金メッキ鋼板と云えば、これを
指すものとする）が、塗膜密着性確保にとってきわめて
有効であるという新たな事実を突止めた。Ｎ’ｘ−Ｚｎ
合金メッキ層の存在によって、この種塗装鋼板の塗膜密
着性が向上するメカニズムについてに、氷だ十分な解明
炉なでれていないが、亜鉛単体のメッキ層に比較して、
Ｎ’Ｌ−Ｚｎ合金メッキ層が、塗装下地としてのクロメ
ート波模との反応性が高いことに確かであり、恐らくこ
の辺のことが関与しているものとみられる。

Ｎ１−−Ｚｎ合金メッキ鋼板に、熱論犠牲防食性をも有
するが、その性格に薄く、電気化学的な防食機能の方が
遥かに強いもので、その裸の耐食性は一般の亜鉛メッキ
鋼板を可成り１廻るものでるる。

このＮｉ−Ｚｎメッキ鋼板を使用すれば、冷延板を使っ
た場合と同等の知プリヌター性が得られ、しかも耐食性
も、亜鉛メッキ鋼板使用の場合に対し大巾に向上するの
である。これに本発明者らの実験により確認されたこと
であるが、この点についてに、上記したようなＮｉ−Ｚ
ｎメッキ鋼板本来の性格、性能によるもの、として理解
できる。

因みに従来では、Ｎｊ−Ｚｎ合金メッキ銅板について、
溶接可能型塗装鋼板の、とくに塗膜密着性向上に有効で
あるといった見方はなく、云う迄もなく、このＮｊ−Ｚ
ｎ合金メッキ鋼板を使用した上記塗装鋼板も、実用の例
は見受けられない。

本発明において、母材としてのメッキ鋼板のＮ１′−Ｚ
ｎ合金メッキ層をγ相単相からなるものとしたのげ、こ
れ以外の、例えばη＋γ相、γ十α相等でに、後述の実
施例に明らかなように耐食性や耐ブリスター性に劣るか
らである。γ相単相からなるＮ’１−Ｚｎ合金メッキ層
では、適度の犠牲防食性と、前記した電気化学的な防食
機能を兼ね備えるものであり、きわめてすぐれた耐食性
を有し、しかもメッキ層の熔解速度が十分小さいため塗
装後のブリスフ−発生の問題も解決できる。γ相単相の
場合、Ｎｊ−Ｚｎ’合金メッキ層のＮ１含有量は９〜２
０％となる。９−２０％Ｎｉ含有のＮｊ−Ｚｎ合金メッ
キＮは、一般公知のＺｎ電気メッキにおこの目付量につ
いてに、特に限定するものではないが、耐食性の点から
１　ｇ７ｍ＊以上あるのが好ましい・し刀・しなから６
　Ｑ　”／ｍ’を越える厚目付に冥用上不要でろ力、不
経済である許９でなく、溶接性の点から望ましくない。

塗料塗布に先立って行うクロメート処理に、塗装下地処
理として、この種塗装鋼板でに通例的なものである。こ
のクロメート処理に、電解クロメート、塗布型クロメー
トなど、何れの方式でもとくに差支えないが、クロメー
ト皮膜のｃｒ含有量としては、１〜５００　ｍｇ７゜２
程度が好適である。

なお限定的なことでにないが、このクロメート皮膜中に
も後述するＺｎ等の導電性物質を適当に含ませることが
、溶接性の点から推奨きれる。クロメート皮膜ヘノ前記
物質の混入に、クロメ−１−処理液（クロム酸水溶液）
中に混入しようとする物質を粉末の形で添加する方法で
行い得るっクロメート皮膜ば、適切な条件での加熱還元
、いわゆる焼付けによって母材との反応を促進させ密着
性を得るものである。この加熱還元に、クロメート処理
後１６０″Ｃｔ１分程度で乾燥し、続いて塗装後、塗料
ど共に１８０−２８０℃Ｔ３０−１２０秒間焼付けるこ
とにより達成される。

上記クロメート皮膜を下地とする塗装には、導電性物質
を含む塗料を使用しなければならないが、この導電性物
質としては、Ｚｎをにじめ、Ａ、４．Ｓｈ。

Ｃ，Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃ○、　Ｃｒなど、何れの採用も
可能である。これら導電性物質に何れの場合にも、粉末
の形で塗料中に含有させるもので−ある。その含有量は
とくに限定するものでは本り、使用する導電性物質の種
類等に応じ、所要の溶接性が確保されるように適宜法め
ればよい。Ｚｎの場合には、８５ｗｔ％以上の含有量で
、きわめて良好な通電性が得られるものである。塗料用
ビヒクルについても別に制限になく、例えばアクリル、
エポキシ、ウレタン、ビニル、ポリエヌテル、ブタジェ
ン、アルキッド、スチレン、フタル酸系等の合成樹脂。

その他天然樹脂、油性ビヒクル等、何れでろつ又もよい
。塗装は、例えばロールコータ−、カーテンフローコー
ター法等、公知の手段で塗料を塗り、しかるのち１８０
〜２８０℃で約３０〜１２０秒間焼付けを行う。膜厚に
５〜１５μ程度が通例である。

次に、本発明の実施効果について具体例をあげて詳述す
る。

第１表に示す各種の母材を用い、クロム酸溶液にＺｎの
粉末を混入した溶液（日本ダクロシャムロック社製のダ
クロメット２００）でクロメート処理（塗布型）を行い
、これを１６０℃×１分にて加熱乾燥し、次いでその上
にエポキシ樹脂にＺｎ粉末を混入した塗料（日本ダクロ
シャムロック社製のジンクロメツト）をロールコータ−
を使用して塗装し、しかるのち２８０℃×１分で焼付け
を行なった。

得られた塗装鋼板について、耐食性、削プリ７ター性、
溶接性および塗膜密着性を下記の試験により評価した。

■　耐赤錆性試験：塗装鋼板の塗膜にクロスカットを入
れ、４８０時間の塩水噴霧試験を笑施し、試験後の前記
クロヌ涛ット部の赤錆発生状況を調査した。評価は、○
：赤錆発生皆無、△：同じく僅かに、１、×：同じく顕
著、の８段階によった。

■　耐ブリスター性：上記■の塩水噴霧試験後において
、クロスカット部の最大剥離中を調査した。

■　溶接性試１ぐ：電極５Ｎ径、加圧力２００＃、時間
１０〜、電流８５００Ａの条件にてヌポット熔接を笑施
し、連続打点可能な打点数を調べ〆。

評価に、○：　５０００点以上、△：　５ｏｏｏ点以上
５０００点未満、Ｘ　：　８０００点未満、の８段階で
行なった。

■　塗膜密着性試験ニブレス成形機でビードしどき試験
を行い、塗膜残存率を調査した。

以上の結果をまとめて第１表に示した。

第　　　１　　　表 上表において、冷延板使用の（１〕は、耐ブリスター性
、溶接性の点では全く問題がないか、耐赤錆性が著しく
劣っており、また塗膜密着性についても、自動車用のよ
うに高加工を受ける用途を考えると実用上大きな不満を
残すものである。また亜鉛メッキ鋼板を使用した（２）
な、耐赤錆性の点では上記ヲ遥かに凌ぐ満足のゆく結果
が得られている。

亜鉛メッキ鋼板の使用は、この点でａ有効と云える。し
かしその反面、亜鉛メッキ鋼板の使用は、とくに耐ブリ
スター性の著しい劣化につながるところに問題かあ、す
、また溶接性の点からも好ましくなく、更に塗膜密着性
の改善には結びつかない。

合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を使用した場合には、（３）
の例にみる如く上記両者の略中間的な特注を示し、塗膜
密着性の点では（１）、（２）に対する改善傾向が認め
られる。が、この程度の性能でに上記実用上、まだまだ
満足できるものではない。比較例（４）。

（５）ＨｌＮｊ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を使用した点では
本発明塗装鋼板と同条件であるが、メッキ層かそれぞれ
η＋γ（Ｎｉ：５％）、γ＋α（Ｎ１８０％）と、２相
組織を呈しているもので、（４）にメッキ層中のＺｎｊ
が多すぎて犠牲防食性が亜鉛単独メッキ層のそれと大差
ない程度まで大きく、このため耐赤錆性に十分あるが、
耐ブリスター性についてに亜鉛メッキ鋼板使用の（２）
と殆んど変わらないほど悪く、溶接性も冷延板使用の（
１）と較べれば劣性を示している。また（５）も、メッ
キ層の犠牲防食性と電気化学的な防食機能とのバランス
が悪くメッキ層全体としての防食性が劣る関係で、耐赤
錆性に難があり、かつ耐ブリスター性も十分でない。た
だしこれら（４）　、　（５）に何れも、少なくともＮ
ｉ−Ｚｎ合金メッキ鋼板を使用したも・のであるから、
塗膜密着性の点でに、後記本発明例（６）と同様、笑用
上満足のゆく値を記録した。

最後に本発明例（６）　ｔｄ、γ相単相からなるＮｊ−
Ｚｎ合金メッキ鋼板を使用したもので、これニ耐赤錆性
、削プリ７ター性、溶接性そして塗膜密着性の全ての性
質において、笑用上十分に満足できる結果が呂た、すな
わち、耐ブリスター性、溶接性についてに、（１）の冷
延鋼板使用のものに対し全く遜色がなく、しかも耐赤錆
性もきわめて良好である許りでなく、塗膜密着性の点で
に自動車用としての高加工にも十分に耐えて塗膜剥離を
生じない性能が保証できる値を示した。

以上の説明から明らかなように本発明の溶接可能型塗装
鋼板に、耐食性とともに耐ブリスター性にすぐれ、かつ
塗膜密着性がきわめて高く、しかもこの種塗装銅板本来
のすぐれた溶接性をそのまま備えるものであるから、高
加工を受けるととも己厳しい腐食環境下で使用てれる自
動車用鋼板等に適用して満足できる効果を上げることが
できるものである。

出願人　　住友金に１工業株式会社 代理人弁理士　生　形　元　重

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）γ相単相からなるＮｊ−Ｚｎ合金メッキ層をもつ
   メッキ鋼板にクロメート処理を施し、その上に導電性物
   質を含有する塗料を塗布してなることを特徴とする溶接
   可能な塗装鋼板。