JPS6033198B2 - 塗膜密着性に優れた鉄・亜鉛合金電気メツキ鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はへ塗膜密着性に優れた鉄・亜鉛合金電気メッ
キ鋼板に関するものである。

亜鉛メッキ鋼板は、鋼板表面上に形成された亜鉛メッキ
層が酸性防食作用を示し、塗装用下地鋼板として優れた
耐食性をもつことから、耐食材料として広く利用されて
いる。

しかし、亜鉛メッキ鋼板には、亜鉛メッキ面を塗装した
場合に、亜鉛と塗料とが反応を起して亜鉛メッキ層と塗
膜との間の界面にブリスターが発生し、その結果亜鉛メ
ッキ層に対する塗膜密着性を著しく弱める欠点がある。

そこで、上記した亜鉛メッキ鋼板の欠点を改善する鋼板
として、近時鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板が開発され、
各方面から注目されている。この鉄・亜鉛合金電気メッ
キ鋼板によれば、メッキ層中のＦｅ含有量を適切な量に
選ぶことによって、塗膜密着・性、塗装耐食性、裸耐食
性、加工性および溶接性が共に優れた性能が得られる。
しかるに、最近この鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板に対し
高級塗装を施して、例えば自動車外板や家庭電気製品の
外板等に使用することが検討されており、そのために、
より高度の塗膜密着性が要求されるようになってきた。
そこで、下記第１表に示す条件で製造した従来の鉄・亜
鉛合金電気メッキ鋼板（試料蛇．１〜４）につき、塗膜
密着性を示す指標である温水密着性能を調べた。第１図
には温水密着性の結果が示されている。第１図において
温水密着個数とは、鋼板表面に鉄・亜鉛合金電気メッキ
鋼板の施された試料を化成処理後、その表面にＥＤ塗装
、中塗りおよび上塗りの順に３層の塗装を施し、ついで
この試料を温度４０℃の純水中に２４加時間浸潰した上
、ナイフにより２肌間隔で１００ケのクロスカットを入
れ、次いでその表面にテープを密着させた後、このテー
プを試料から引きはがしたときの塗膜の密着個数を示す
ものである。第１図から明らかなように、メッキ層中の
Ｆｅ含有量が１０％（試料地．１）および３０％（試料
Ｎｏ．２）の試料は、温水密着個数がゼロであり、塗膜
密着性能の極めて悪いことがわかった。

本発明者等は、上記問題を解決し、温水密着性能の優れ
た高度の塗膜密着性を有し、かつ、塗装第 １表耐食性
、裸耐食性、加工性および溶酸性の良好な鉄・亜鉛合金
電気メッキ鋼板を得るべく鋭意研究を重ね、特に亜鉛メ
ッキ層の結晶構造が温水密着性に及ぼす影響について調
べた。

その結果、従来の鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板は、その
合金形態をＸ線回折により調べたところ、大部分がり相
の合金形態で、このり相の合金形態が温水密着性に悪影
響を及ぼしていることを知見した。

この発明は、上言己知見に基づいてなされたものであっ
て、鋼板の表面に、５〜４５夕／めの量の鉄・亜鉛合金
電気メッキ層が形成されている鉄・亜鉛合金電気メッキ
鋼板において、前記メッキ層の合金形態が主としてご相
であり、かつメッキ層中のＦｅ含有量が、メッキ層の全
重量当り１０〜４０重量％であることに特徴を有するも
のである。

第２図はメッキ格に前記第１表に示した如き裕組成の稀
酸浴を使用し、そのｐＨを１にして電気メッキを行なっ
た、メッキ層中のＦｅ含有量が３５重量％の従釆の鉄・
亜鉛合金電気メッキ鋼板の合金形態をＸ線回折‐乙調べ
た結果を示す図である。図面において、縦軸はＸ線強度
、横軸はＸ線照射角度であり、その格子定数から判定し
たところ、合金形態はり相と６，相とからなっているこ
とがわかつた。第３図は同じく硫酸俗を使用したが俗の
ＰＨを３にして電気メッキを行なった、メッキ層中のＦ
ｅ含有量が２の重量％である比較材の鉄・亜鉛合金電気
メッキ鋼板の合金形態をＸ線回折で調べた結果で、その
合金形態は主として６，相（ＦｅＺｎ７）であり、刀相
は含まれていない。

第４図は塩化格を使用し、格のｐＨを３にして露気〆ッ
キを行なった、メッキ層中のＦｅ含有量が３の重量％で
あるこの発明の鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板の合金形態
をＸ線回折で調べた結果で、その合金形態は王としてど
相（Ｆｅ３Ｚｎ，ｏ）であり、り相は含まれていない。

そこで、この合金形態が主として６，相あるいはご相で
ある上述した鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板について温水
密着試験を行ない塗膜密着性能を調べた。第５図はその
試験結果である。図面において○印はその合金形態が主
として６．相のもの、また□印はその合金形態が王とし
てど相のものを示す。図面に示されるように、その合金
形態が主としてご相のものは、メッキ層中のＦｅ含有量
がゼロでも温水密着個数は１００であり、極めて優れた
塗膜密着性能をもつことがわかった。これに対して、そ
の合金形態が主として６，相のものは、その合金形態が
主としてご相のものに比べて、塗腰密着性能が劣ってい
る。第６図は合金形態が上記した主としてど相の鉄・亜
鉛合金電気メッキ鋼板の塗装耐食性および裸耐食性を示
す図で、図中実線は塗装耐食性を、また点線は裸耐食性
を示す。

図面からわかるように、メッキ層中のＦｅ含有量が１０
〜４の重量％のメッキ鋼板は、塗装耐食性および裸耐食
性が共に良好であった。また第７図は同じく合金形態が
６，相あるし、はど相の鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板の
加工性および溶接性を示す図で、図中実線は加工性をま
た点線は溶酸性を示す。

図面からわかるように、加工性はメッキ層中のＦｅ含有
量が増加すると共に低下し、一方、溶接性はＦｅ含有量
が増加するに従って向上した。この発明においては、上
記第５〜第７図に示した試験結果に基づき温水密着性に
優れ、しかも、塗袋耐食性、裸耐食性、加工性、および
溶酸性の良好な性能を得るための条件として、メッキ層
中のＦｅ含有量を、メッキ層の全重量当り１０〜４０重
量％に定めた。

またこの発明において、鋼板表面に生成されるメッキ層
の量を、１〜５０夕／あとしたのは、１夕／力未満では
メッキ層が薄すぎて塗袋耐食性向上の効果がなく、５０
夕／力を超えた場合は、塗装耐食性は向上するが、前記
５０夕／従を超えるような厚いメッキ層を電気メッキで
生成せしめることは極めて不経済である上、上記のよう
な厚メッキの鋼板は、加工性および溶接性の点において
好ましくないからである。

次に、この発明を実施例により説明する。

第２表は、メッキ格に塩化格を使用し、そのｐＨを３と
なして調製した、メッキ層中のＦｅ含有量が１０〜８０
重量％の４種類の試料につき、その合金形態と温水密着
性能を調べた結果である。

この実施例ではメッキ層の結晶構造が主としてご相であ
り、温水密着個数は全部１００を示し、優れた塗膜密着
性を示した。但し、試料Ｎｏ．７，８は、メッキ層中の
Ｆｅ含有量が本発明範囲の上限を超えているため、塗装
耐食性、裸耐食性および加工性が不良になる問題が生ず
る。従って、第２表においては、試料Ｎｏ．５，６が本
発明の範囲であり、試料地．７，８は本発明の範囲外で
ある。上述した実施例では、何れもメッキ浴のｐＨを３
となしたが、このＰＨは２〜４の範囲内であればよい。

なお、メッキ浴のｐＨを２〜４にすると、メッキむらが
生じたり、メッキ層中のＦｅ含有量が増加しやすくなっ
て、所定量のＦｅを含有するメッキ層が得られなくなる
場合が生ずる。

しかし、前者のメッキむらの問題は、メッキ裕中に例え
ばデキストリンの如き有機物を少量添加することで容易
に解決できる。また後者のメッキ層中のＦｅ含有量が増
加しやすくなる問題は、メッキ液の流速を早め、例えば
２のノｓｅｃ以上とすることによって解決することがで
きる。即ち、メッキ液の流速を早くすると、亜鉛の拡散
が促進される結果、鋼板上に生成される亜鉛の水酸化物
層が厚くなり、Ｆｅイオンが通りにくくなるため、メッ
キ層中のＦｅ含有量の増加は抑えられる。第 ２ 表 メッキ俗のｐＨを２〜４とした理由は、ＰＨが２未満で
は、メッキ層の合金形態に、塗膜密着性を悪化させるり
相が生じて、ご相のメッキ層を得ることができず、一方
メッキ格のｐＨが４を超えると、上述したメッキむらの
発生が著しくなって、その防止が困難となり、メッキ裕
中に多量の沈澱物が生じて良好なメッキ面を得ることが
できなくなる問題が生ずるからである。

以上述べたように、この発明の鉄・亜鉛合金電気〆ッキ
鋼板によれば、温水密着性能の優れた高度の塗腰密着性
と共に、良好な塗袋耐食性、裸耐食性、加工性および溶
接性が得られる等、工業上優れた効果がもたらされる。

図面の簡単な説明第１図は従来の鉄・亜鉛合金電気メッ
キ鋼板の温水密着試験結果を示す図、第２図は同じくそ
の合金形態のＸ線回折図、第３図は比較材の鉄・亜鉛合
金電気メッキ鋼板の合金形態のＸ線回折図、第４図はこ
の発明の鉄・亜鉛合金電気メッキ鋼板の合金形態のＸ線
回折図、第５図は同じくその温水密着試験結果を示す図
、第６図は塗装耐食性と裸耐食性とを示す図、第７図は
加工性と溶接性とを示す図である。

第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 鰐フ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼板の表面に、５〜４５ｇ／ｍ＾２の量の鉄・亜鉛
   合金電気メツキ層が形成されている鉄・亜鉛合金電気メ
   ツキ鋼板において、 前記メツキ層の合金形態が主とし
   てε相であり、かつメツキ層中のＦｅ含有量が、メツキ
   層の全重量当り１０〜４０重量％であることを特徴とす
   る塗膜密着性に優れた鉄・亜鉛合金電気メツキ鋼板。