JPS5928639B2 - フクゴウヒフクキンゾクバンノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機高分子の水溶性あるいは水分散性の樹脂の
少なくとも一種以上に、水に不溶な有機高分子樹脂の粉
末を添加し、さらに金属の粉末、前記金属の合金粉末の
一種以上を添加したものを主成分とする懸濁液中に、塗
布しようとする金属板を浸漬し、塗布する金属板を陰極
あるいは陽極として電解処理を行い、さらに加熱処理を
行うことによつて、有機高分子と無機物とから成る複合
材を被覆した被覆金属板を製造する方法にかかり、その
目的とするところは、均一に塗布された、すぐれた耐食
性を有する複合被覆金属板を製造することにある。

従来、被覆金属板を製造する方法として、有機高分子を
主成分とする場合について説明すると、（１）有機高分
子樹脂を有機溶剤によつて洛解し、粘度調整を行つたも
のを、ロールコート、ナイフコート、スプレーコート、
あるいは浸漬する方法で塗布し、ついで、加熱処理を行
つて、有機溶剤を飛散せしめて硬化する製造方法、（２
）有機高分子樹脂粉末と粘着性のある溶液とを混練した
ものを、前記（１）と同様な方法で塗布し、ついで加熱
処理を行つて、溶剤を飛散せしめて硬化する製造方法、
（３）粉末を溶射によつて塗装する方法、（４）有機高
分子樹脂の粉末を有機溶媒中に分散させて電気泳動によ
つて塗布し、さらに加熱処理する製造方法、（５）有機
高分子樹脂の水分散性のものを用い電気泳動によつて電
着塗装を施し、加熱処理を行い、乾燥する方法、（６）
有機高分子樹脂の粉末を静電気装置を用いて塗装し、加
熱処理する方法などがある。

前記のなかで、（１）、（２）、（３）による方法では
薄くして均一に塗布量をコントロールすることが難しい
のが実情であり、塗膜の均一性が品質管理上、しばしば
トラブルの原因の一つになつている。また、塗布量が薄
くても満足できる用途に対しては、経済的な面から非常
に不利な方法である。さらに有機高分子と無機物の粉末
の複合材を被覆しようとする場合には一層困難となる。
また、前記（１）、（２）（４）による方法では有機溶
剤が使用されており、これらの有機溶剤が公害の対象と
なることはしばしば経１験されることである。前記（５
）による方法では有機高分子樹脂そのものが強いイオン
性を有することが必要であり、使用できる樹脂が限定さ
れる。たとえば、水に不溶なナイロン、ポリエチレンな
どは、通常の手段では電着できない。前記（６）の方法
によると、樹脂粉末と基材との密着性が悪く、加熱処理
時間までの工程で、わずかな衝撃や接触によつて、塗布
された粉末が離脱しやすい欠点がある。金属粉末を含む
場合は、さらに密着性が低下する。これに対して、特開
昭５０−７５６２３では、プラスの電荷を有した粒径１
〜５００ｍμのアルミナゾルと有機高分子樹脂粉末から
なる懸濁液中に、塗布しようとする金属板を浸漬し、塗
布する金属板を陰極として電解処理する方法が述べられ
ている。

この方法によると、処理時の電気量によつて容易に被覆
厚みをコントロールすることができ、しかも有害な有機
溶剤を使用する必要がない。また、前述したナイロン、
ポリエチレンなど水に不溶な樹脂粉末と無機物とから成
るものでも容易に電着塗装することができ、しかも有害
な有機溶剤を使用しないので、公害が生じる恐れがない
。本発明は、前記の特開昭５０−７５６２３の発明をさ
らに発展させ、複合電着分の密着性の向土を図つたもの
である。

すなわち水溶性あるいは水分散性の有機高分子樹脂に水
に不溶な有機高分子樹脂粉末と、金属の粉末、あるいは
前記金属の合金粉末を添加したものを主成分とする懸濁
液中に、塗布しようとする金属板を陰極あるいは陽極と
して処理する方法である。本発明と、前記の特開昭５０
−７５６２３についてその著しい差異を説明すると、特
開昭５０−７５６２３は、粒径１〜５００ｍμのアルミ
ナゾルに、粒径２００μ以下のナイロン、ポリエチレン
などの水に不溶の有機高分子の一種以上を添加した懸濁
液、あるいはこれに、さらにシリケートゾル、チタンゾ
ル、ニツケルゾルの一種以上を、前記アルミナゾルと同
量か、それ以下の範囲で添加した懸濁液に、塗布される
べき金属板を浸漬して陰極とし、電解処理後さらに加熱
乾燥するものである。

これに対して本発明は、エポキシ系、フエノール系など
の水溶性または水分散性の樹脂に、前記の特開昭５０−
７５６２３の組成物を添加して、陽極または陰極処理を
可能にしたものである。つぎに、本発明の方法について
詳細に説明する。主成分である水溶性あるいは水分散性
の有機高分子樹脂は電着物の密着性に対して効果があり
、これらの樹脂には、エポキシ系、フエノール系、アル
キツド系、アクリル系、ブタジエン系などが含まれる。
その粒径は１μ以下である。１μ以上になると電着の外
観を悪くするので適当でない。

その濃度は固形分として２〜５０９／ｌが適当である。
２９／ｌ以下の場合は添加の効果がみられず、５０９／
ｌ以上の場合は電着のつきまわり性が悪くなる。

つぎに、水分散性のゾルである金属の化合物のゾルは、
粒径１〜５００ｍμで、亜鉛、スズ、クロム、ニツケル
、チタン、ジルコニウム、アルミニウムなどが含まれる
。

これらの金属化合物のゾルの濃度は１〜１００９／ｌが
適当であり、各種の金属化合物のゾルを混合して使用す
ることはさしつかえない。金属化合物のゾルの濃度が１
９／ｌ以下になると添加の効果がみられず、粉末と金属
板との密着性が悪い。また、１００９／ｌ以上になつて
も塗膜形成におよぼす効果は同じであ゛り、逆に懸濁液
の粘度を増し、作業性を悪くするので適当でない。適用
できる有機高分子樹脂の粉末は、金属化合物のゾルや、
水と著しく反応しないものがあれば、ほとんどすべての
粉末が利用できる。

たとえば、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリアミド、ジアクリルフタレート、エチレン酢酸ビニ
ル共重合樹脂、セルローズアセテートブチレート、ポリ
ウレタン、ポリスチロール、ポリカーボネート、塩化ビ
ニル樹脂、ポリフツ化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂などの有機高分子が含まれる。これらの粉末は
混合して使用することができる。粉末の大きさは、一般
的には、小さいもの程緻密な被覆層が得られ、大きくな
ると仕上りがポーラスとなり、被覆層の密着性が悪くな
る傾向がある。しかし、本発明の処理のあと、口ール圧
着、あるいは、さらに熱処理をすると被覆層の密着性が
改善されるので、粉末の大きさは、粒径２００μ以下で
あれば、特に制限されない。樹脂粉末の添加量は、粉末
の大きさ、種類、組み合わせによつて異なるが、１００
９／ｌまでは作業性に何ら影響をおよぼさないものもあ
る。２〜３ｇ／！のように、添加量が少ないときには、
電着効率が悪くなる傾向がある。

つぎに、耐食性をさらに改善するためには、金属粉末、
合金粉末を添加することが好ましい。

これらの粉末に、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバル
ト、ニツケル、鉄、スズ、鉛、銅、マンガン、チタン、
モリブデン、ジルコニウム、ビスマス、アンチモン、タ
ングステンなどの粉末、あるいはこれらの合金粉末が含
まれる。また、混合して使用してもさしつかえない。粉
末の大きさは粒径２００μ以下が適当である。粒径２０
０μ以上になると、添加の効果が半減し、逆に電着被覆
層はポーラスとなり、耐食性を低下させるなどの悪影響
がみられる。添加量は樹脂粉末の場合と同様に、粉末の
種類、大きさ、組み合わせによつて異なるが、７００９
／ｌまでは、作業性に何ら悪影響を及ぼさないものもあ
る。２〜３９／ｌ以下の場合、添加による耐食性への効
果はみられない。

懸濁液の温度は１０〜７『Ｃが適当である。

７０℃以上になると、液の蒸発などによつて安定性が悪
くなる。

液温の低い方については、作業性のよいところを選べば
よく、特に制限されない。電流密度は特に制限されない
が、短時間に厚く被覆させようとすれば電流密度をあげ
なければならない。電解時の被覆しようとする金属板の
極性は、懸濁液の組成によつて異なり、ＰＨが酸性側の
ときは陰極に、アルカリ性のときは陽極にする方がよい
。

また、電解時における攪拌効果については、攪拌しない
方が電着効率はすぐれる傾向があるが、粉末を含む懸濁
液を均一に維持するためには、ある程度の攪拌が必要で
ある。本発明の方法において、粉末を容易に懸濁させる
ためには、界面活性剤、あるいは、アルコールなどを添
加することができる。

たとえば、粒径５０μのナイロン粉末を懸濁させるため
には、アルキルベタイン型の界面活性剤を０．１９／ｌ
添加すると、速やかに均一に混合させることができる。
前述のような方法で、懸濁液を調整したのち、塗布され
る金属板を陰極あるいは陽極として電解処理する。この
ようにして金属板土に形成された電着層は、水洗後、あ
るいは水洗を行わずに乾燥される。

上記の方法によつて得られた有機高分子樹脂と無機物の
複合材から成る被覆金属板は、熱処理される。熱処理条
件は粉末の種類、塗布量によつて異なるので、単純に決
めることはできないが、目的に応じて決める必要がある
。目安として、樹脂粉末が溶融状態になることが必要で
ある。なお、熱処理の前後に圧着ロールを通すと表面の
仕上がりが著しく改善される。本発明は、種々の金属板
や金属の成形加工部品の表面処理に利用することができ
る。

たとえば、鋼板や、電解クロム酸処理板、クロム、スズ
、亜鉛、ニツケル、アルミニウムなどのめつき板、ある
いは、これらの合金めつき板が含まれる。勿論これらの
めつき板の表面にクロメート処理、あるいは、リン酸塩
処理などの化成処理が施されていてもさしつかえない。
つぎに本発明の方法について実施例で詳細に説明する。

実施例 １ 板厚０．５詣の軟鋼板を７０ｙ／ｌの水酸化ナトリウム
溶液、浴温７０℃に１０秒間浸漬して、脱脂処理を行い
、水洗したのち、７０９／ｌの硫酸液、浴温２０℃に５
秒問浸漬による酸洗処理を行い、水洗したのち、直ちに
本発明の処理を行つた。

本発明の処理浴組成 得られた被覆金属板は緑色を呈し、２５０℃で２分間加
熱処理したところ、膜厚１４μの薄い緑色の被覆板が得
られた。

被覆金属板の素地金属との密着性は、８ｍｎのエリクセ
ン張り出しにおいても被覆層の剥離は認められなかつた
。また、ＪＩＳＺ２３７ｌに規定された塩水噴霧におけ
る耐食性試験では、２００時間経過しても赤錆の発生は
認められなかつた。これに対してポリアクリルアミドを
含まないものは、２００時間を経過すると赤錆の発生が
みられた。クロムのゾルやポリアクリルアミドを除いた
ものをスプレーで被覆したものは、粉末と原板との密着
性が悪く、わずかな衝撃に対しても粉末が原板より離脱
した。また、粉末が原板より離脱しないように注意して
加熱処理したものは、１０時間で赤錆の発生がみられた
。実施例 ２ 実施例１と同様な脱脂、酸洗の前処理を行つた軟鋼板に
、本発明の処理を行つた。

本発明の処理 浴組成 得られた被覆金属板は灰色を呈し、２５０℃で２分間加
熱処理したところ、膜厚１４μの灰色の被覆板が得られ
た。

被覆金属板の素地金属との密着性は８ｍｍのエリクセン
張り出しにおいても被覆層の剥離は認められなかつた。
また、ＪＩＳＺ２３７ｌに規定された塩水噴霧における
耐食性試験では、５００時間を経過しても赤錆の発生は
認められず、亜鉛粉末添加の効果がみられた。これに対
して、クロムのゾルやポリアクリルアミドを除いたもの
をスプレーで被覆したものは、粉末と原板との密着性が
悪く、わずかな衝撃に対しても粉末が原板より離脱した
。また、粉末が原板より離脱しないように注意して加熱
処理したものは、２４時間で赤錆の発生がみられた。実
施例 ３ 実施例１と同様な軟鋼板に１０ｆ１／ゴ（片面）の電気
亜鉛めつきを施したのち、クロメート処理してから、本
発明の処理を行つた。

本発明の処理 得られた被覆金属板は灰色を呈し、４００℃で３０秒間
加熱処理したところ、膜厚２０μの灰色の被覆板が得ら
れた。

被覆金属板の素地金属との密着性や耐食性は、実施例２
と同様にすぐれていた。実施例 ４ 板厚０．５ｍｍの軟鋼板を７０９／ｌの水酸化ナトリウ
ム溶液、浴温７０℃に１０秒の浸漬処理による脱脂処理
を行い、水洗したのち、７０９／ｆ硫酸、浴温２０℃に
５秒の浸漬による酸洗処理を行い、水洗したのち直ちに
本発明の処理を行つた。

本発明の処理浴組成 得られた塗膜は白色を示し、１７０℃で１５秒間加熱処
理を行つたところ１００μの半透明の塗膜が得られた。

得られた塗膜は８ｍ７７！のエリクセン張出しにおいて
も塗膜の剥離は認められなかつた。また、ＪＩＳＺ２３
７ｌに規定された塩水噴霧による耐食性試験では４０時
間経過しても錆の発生は認められなかつた。しかし、本
発明の浴組成からアクリル系の水溶性樹脂を除いたもの
は、加熱処理する前にロールに接触した場合処理皮膜の
一部がロールに付着し処理皮膜の均一性が不十分であつ
た。実施例 ５ 板厚０．５′７７！７７！の軟鋼板に電解クロム酸処理
（処理皮膜量、Ｃｒとして１．０７１ｇ／Ｄｒｌ？）を
施したのち本発明の処理を行つた。

本発明の処理 浴組成 得られた塗膜は白色を示し、２０『Ｃで３０秒間加熱処
理を行つたところ、１２μのやや黄色を帯びた半透明の
塗膜が得られた。

また、絞り比２．０の深絞り加工を施しても塗膜の剥離
は認められなかつた。塗膜にカミソリで原板に達するま
での深さで、クロスカツトを施したのち塩水噴霧試験に
よる耐食性試験を行つたところ、３００時間経過しても
ブリスタ一の発生はみられず、切り口以外には赤錆の発
生は認められなかつた。一方、本発明の浴組成からブタ
ジエン系水溶性樹脂を除いたものは加熱処理する前にロ
ールに接触した場合処理皮膜の一部がロールに付着し、
処理皮膜の均一性が不十分であつた。実施例 ６ 実施例１と同様な軟鋼板を実施例１と同様な前処理を行
つたのち、本願の発明の処理を行つた。

本発明の処理浴組成 得られた塗膜は白色を帯び、２００℃で３０秒間の加熱
処理を行つたところ、やや黄色を帯びた厚み１２μの半
透明の塗膜が得られた。

この塗膜を８ｍ７ｎのエリクセン張出しを行つても塗膜
の剥離は認められなかつた。一方、本発明の浴組成から
フエノール系水溶性樹脂を除いたものは加熱処理する前
にロールに接触した場合処理皮膜の一部がロールに付着
し、処理皮膜の均一性が不十分であつた。実施例 ７ 実施例１と同様な軟鋼板に１０９／ゴ（片面）の電気亜
鉛めつきを施したのちクロメート処理を施してから本願
の発明の処理を行つた。

本発明の処理 浴組成 得られた塗膜は白色を帯び、１７０℃で１５秒間の加熱
処理を行つたところ半透明の塗膜が得られた。

塗膜の密着性は実施例１と同様にすぐれており、塩水噴
霧試験による耐食性は、４０時間経過しても白錆の発生
は認められなかつた。一方、本発明の浴組成からエポキ
シ系水溶性樹脂を除いたものは電解処理後の水洗時にお
いて、処理皮膜が剥離する傾向があり、加熱処理する前
にロールに接触した場合処理皮膜の一部がロールに付着
し、処理皮膜の均一性が不十分であつた。前述のように
本願の発明の浴組成中の水溶性樹脂は処理皮膜の加熱処
理前の密着性に対して著しい効果が認められた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エポキシ系、フェノール系、アルキッド系、アクリ
   ル系、ブタジエン系などの水容性あるいは水分散性の樹
   脂の少なくとも１種以上を固形分として２〜５０ｇ／ｌ
   と、粒径１〜５００ｍμのニッケル、チタン、クロム、
   亜鉛、アルミニウム、スズなどの酸化物あるいは水酸化
   物から成る金属の化合物の少なくとも一種以上を１〜１
   ００ｇ／ｌ含む溶液に、粒径２００μ以下のナイロン、
   ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ジアクリ
   ルフタレート、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、セルロ
   ーズアセテートプチレート、ポリウレタン、ポリスチロ
   ール、ポリカーボネート、塩化ビニル、エポキシ樹脂、
   アクリル樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂など水に不溶な有
   機高分子粉末の１種以上を添加したものを主成分とする
   懸濁液に、金属板を浸漬し、塗布される金属板を陰極、
   あるいは陽極として電解処理することによつて粉末を被
   覆し、さらに加熱処理を行うことを特徴とする有機高分
   子と無機物とから成る複合材を被覆した複合覆金属板の
   製造方法。 ２ エポキシ系、フェノール系、アルキッド系、アクリ
   ル系、ブタジエン系などの水溶性あるいは水分散性の樹
   脂の少なくとも１種以上を固形分として２〜５０ｇ／ｌ
   と、粒径１〜５００ｍμのニッケル、チタン、クロム、
   亜鉛、アルミニウム、スズなどの酸化物あるいは水酸化
   物から成る金属の化合物の少なくとも一種以上を１〜１
   ００ｇ／ｌ含む溶液に、粒径２００μ以下のナイロン、
   ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ジアクリ
   ルフタレート、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、セルロ
   ーズアセテートブチレート、ポリウレタン、ポリスチロ
   ール、ポリカーボネート、塩化ビニル、エポキシ樹脂、
   アクリル樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂など水に不溶な有
   機高分子粉末の一種以上を添加し、さらに粒径２００μ
   以下のアルミニウム、亜鉛、クロム、コバルト、ニッケ
   ル、鉄、スズ、鉛、銅、マンガン、チタン、モリブデン
   、ジルコニウム、ビスマス、アンチモン、タングステン
   などの金属粉末、あるいは前記金属の合金粉末の一種以
   上を添加したものを主成分とする懸濁液に、金属板を浸
   漬し、塗布される金属板を陰極あるいは陽極として電解
   処理することによつて粉末を被覆し、さらに加熱処理を
   行うことを特徴とする有機高分子と無機物とから成る複
   合材料を被覆した複合被覆金属板の製造方法。