JPS6250480A - 耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性および耐指紋性に優れたＺｎ系合金めつき鋼板の製造方法 - 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】 〈産業」二の利用分野〉 本発明は耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性およ
び耐指紋性に優れ、家電、建材製品などに使用されるＺ
ｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板に関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 家電や建材製品に使用されるＺｎまたはＺｎ系合金めっ
き鋼板は、無塗装または塗装されて使用されるが、それ
までに種々の１程を通り、しかもその間にはかなりの長
期間にわたって無塗装の状態でおかれる。そのため、そ
の間に錆が発生したり、めっき鋼板表面に種々の物質が
吸着、付着したりして塗料の密着性が悪くなるなどの問
題がある。

従って一般に、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板が需要
家で使用されるまでの一次防錆としてクロメート処理が
施される。しかし、このクロメート処理の耐食性は一般
的に塩水噴霧試験で２４〜４８時間程度であり、また、
特殊クロメートとして、シリカゾルを添加した塗布型ク
ロメートでも塩水噴霧試験で１００〜２００時間の耐食
性しか得られないものであり、長期にわたって苛酷な腐
食環境下で使用される製品では不十分な耐食性である。

このような苛酷な腐食環境下で使用される場合には、ク
ロメート処理の代りにリン酸塩処理を施したのち、２０
−程度の塗装を施し、腐食を防止する方法があるが、こ
のような厚塗り塗装を施した場合には、プレスなどの加
工で塗膜の剥離や亀裂を生じ、その部分で局部的な耐食
性の低下を生じる。

また、塗装板では、スポット溶接などの溶接が不可能に
なり、溶接部はあらかじめ塗膜の除去が必要になる。さ
らに、塗膜を厚くするほど塗料のコストアンプになるな
どの問題もあり、塗料を用いることなく優れた耐食性を
有するＺｎ系めっきｍ板の開発が９まれている。

また、従来のＺｎ系めっき鋼板を用いて需要家で種々の
工程を経て製品を製造する場合、作業者のハンドリング
などによってめっき鋼板の表面に指紋等の汚れが付着し
、商品価値を著しく低下させるおそれがあり、ハンドリ
ング時に指紋等の汚れのつきにくいＺｎ系めっき鋼板の
開発が望まれている。

さらに、ｈｋ終製品とする工程で必ず脱脂処理が行なわ
れる。脱脂処理は、有機溶剤脱脂、アルカリ脱脂が一般
に行なわれる。従って、耐溶剤性。

耐アルカリ性の優れたＺｎ系めっき鋼板の要求が高い。

このような目的に対し、従来技術として、イ）特開昭５
７−１８５９８７、 口）特開昭５８−１００６８５、 ハ）　４１Ｆ開閉５８−１５３７８５゜二）特開昭５８
−１７７４７６、 ホ）特開昭５９−１８９９７５、 へ）特開昭５９−１４００５０゜ １・）特開昭６０−５０１７９等がある。

イ）は、クロメート皮膜上にポリアクリル酸とＣｒＯ３
の混合物を塗４１するだけで、耐食性が塩水噴霧試験で
１５０時間程度で耐食性が不十分である。

口）、ハ）、二）、ホ）はカルボキシル化ポリエチレン
樹脂を使用する点で本発明に近いものであるが、これら
の処理は最終工程での乾爆が１３０℃以」二の板温まで
の加熱する必要があり、めっきラインでのオンライン処
理が不可能である。処理する場合には、塗装ラインで行
なう必要があり処理コストが高くなる欠点がある。

へ）、ト）は最終乾燥温度が１００℃以下で可能な点、
耐食性も良好な点では、優れた方法であるが、両者共に
耐食性が悪く、有機溶剤脱脂工程で皮膜が溶解または膨
部して耐食性の低下または板どうしの接着を生じるため
に、製品製造工程の制約がある欠点を有している。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、このような従来のＺｎ系めっき鋼板の
欠点を改良し、耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ
性、耐指絞性に優れ、さらに溶接性をも兼備する改良さ
れたＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板を提供することに
ある。

〈発明の構成〉 従来技術は前記の通り、耐食性の優れているもの、乾燥
温度の低いもの等の性能を有するものがあるが、低温乾
燥を行なうものは耐食性、耐溶剤性、耐アルカリ性、耐
指絞性、溶接性等の性能を有する技術の確立がない。

本発明者等は上記の性能を総合的に有するよう鋭意検討
し、特に１００℃以下の乾燥温度で性能が得られる処理
剤の開発を進めた。

従来技術に見られるように、ＺｎまたはＺｎ系合金めっ
き鋼板にクロメート処理後、水性有ｍ樹脂系皮膜を形成
させることで耐食性を向」―させることができる。本発
明者らは、これら従来技術を参考に、低温乾燥化、およ
び耐溶剤性、＃アルカリ性に優れた樹脂系を鋭意研究し
た結果、カルボキシル化ポリオレフィン系樹脂に液体エ
ポキシ樹脂を混合することで低温乾燥が可能となり、か
つ、耐溶剤性、耐アルカリ性が優れた皮膜を形成するこ
とを見い出した。さらに、カルボキシル化ポリオレフィ
ン系樹脂−エポキシ樹脂混合系にコロイダルシリカを添
加することにより耐食性、耐指紋性の向上を図ることが
できることを見い出し本発明に至った。

すなわち、本発明は、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
の表面に、クロム付着量が５〜２００ｍｇ／ｍ’である
クロメート皮膜を形成し、その上にカルボキシル基を３
〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフィン系
水溶性または水分散性樹脂の固形分１００重量部に対し
、液体エポキシ樹脂５〜５０重量部およびコロイダルシ
リカを固形分で５〜６０重量部の範囲に含む組成の水性
液を塗布し、板温６０℃以上になるように乾燥して皮膜
を形成し、その付着量が０．３〜３ｇ１ｒｒ１′となる
よう処理することを特徴とする耐食性、塗装性、耐溶剤
性、耐アルカリ性および耐指紋性に優れたＺｎ系合金め
っき鋼板の製造方法を提供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明は、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の耐食性、
塗装性、耐溶剤性、＃アルカリ性、耐指紋性および溶接
性を飛躍的に向上させる表面処理法に関するものである
。

本発明で対象とする、ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板
とは、電気Ｚｎめっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき
鋼板、電気Ｚｎ−Ｆｅ合金めつき鋼板、￥Ｌ気Ｚり−Ｃ
ｏ−Ｍｏ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎめっき鋼板、溶融５
％Ａ文−Ｚｎめつき鋼板等が挙げられるが、これらに限
定されることはない。

また、クロメート処理も通常の処理方法でよく、無水ク
ロム酸、クロム酸塩、重クロム酸等を主剤とした水溶液
中での浸漬クロメート処理、電解クロメート処理および
これらの溶液にコロイダルシリカ等を混合した液を塗布
する塗布型クロメート処理等で、めっき層上にクロム水
和酸化物を主体とする皮膜を形成するものである。

そのクロム付着量は５〜２００　ｍｇ／　ｍ’程度が適
当であり、５１ｇ／ｍ’未満では十分な耐食性が得られ
ない、また２００ＩＩｇ／ｍ’をこえるとクロム付着？
の割りに耐食性の向上効果が少なく処理液の老化が激し
くなり１表面外観も悪くなる。

クロメート処理面に塗布する上塗り皮膜はカルボキシル
基を３〜２０モル％含有するカルボキシル化ポリオレフ
ィン系の水溶性または水分散性樹脂の固形分１００重量
部に対し、液体エポキシ樹脂を５〜５０重量部およびコ
ロイダルシリカを固形分で５〜６０％量部の範囲に含む
組成の水性液を塗布し、板温６０℃以上になるように乾
燥して皮膜を形成させる。その付着量は０．３〜３　ｇ
／ｍ’となるように処理する。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂のカルボキシル化率
が３モル％より低いと、ポリオレフィン樹脂の乳化重合
ができない上に、液体エポキシ樹脂の乳化が不可能とな
り、かつ皮膜密着性が悪くなる。２０モル％をこえるカ
ルボキシ基の導入は、水溶性が高くなり、乾燥後の皮膜
の水透過性が高くなり耐食性が低下する。

次に液体エポキシ樹脂を５〜５０重量部添加混合する理
由を記す、５重量部未満では、板温１００℃以下の乾燥
温度では皮膜が乾燥せず表面にベトッキが残る。また皮
膜の架橋が不十分なために耐食性、耐溶剤性が悪くなる
。５０重量部を超えるとやはり皮膜の乾燥性が悪く、低
温乾燥では耐食性、耐溶剤性が悪く、乾燥温度を高くし
、架橋を十分に行なうと、皮膜硬度が高くなり、加工時
に皮膜に亀裂が生じ耐食性が著しく低下する。

次に、コロイダルシリカを５〜６０重量部の範囲に添加
混合する理由を記す、５重を部未満では、耐指紋性が不
十分であり、かつ耐食性も悪くなる。６０重量部を超え
ると溶接性が著しく悪くなる。

カルボキシル化ポリオレフィン樹脂としては。

水分散性または、水溶性のカルボキシル化ポリエチレン
、カルボキシル化ポリプロピレン、カルボキシル化ポリ
ブチレン等が挙げられる。

液体エポキシ樹脂としては、商品名（シェル化学■）で
エピコート８１２、エピコート８１５、エピコート８１
９．エピコート８２７、二ピ」−ト８２８．エピコート
８３２、エピコート８３４、エピコート８７１、エピコ
ート８７２等が使用でき、これらと同等品であれば使用
できる。

コロイダルシリカとしては、例えば日産化学■製スノー
テックス−０、スノーテックス−Ｎ、スノーテックス−
２０、スノーテックス−３０、等か使用できる。

皮膜付着量を０．３〜３　ｇ／ｎ１’と規定した理由は
、０．３ｇ／ｍ’未満では、Ｚｎ結晶の凹凸を埋めきれ
ず、耐食性、耐指紋性の向上効果が小さい、３ｇ／　ｍ
ｌをこえると耐食性の向上は大きいが、溶接性が悪くな
り、かつ経済的でない。

〈実施例〉 次に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明
する。

（実施例１〜２４） 下記の供試材を用い、クロメート処理および樹脂皮膜処
理を下記のようにして行った、（１）供試材（めっき板
の種類） Ａ：電気Ｚｎめっき鋼板　Ｚｎ付着は２０　ｇ／ｍ’板
厚０　、８ｍｍ Ｂ：電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板　めっき付着量２０　ｇ
／ｍ’　　板厚０．８ｍｍ　Ｎ　ｉ含有量１２％Ｃ：溶
融Ｚｎめっき鋼板　Ｚｎ付着％６０ｇ／ｍ２板厚０．８
ｍｍ （２）クロメート処理 前記供試材にＣｒＯ３２０ｇＩｎ、Ｎａ２　　Ａｕ　Ｆ
６４ｇＩｎからなるクロメート処理液をスプレー処理し
た後フラットゴムロールで絞り、熱風乾燥した。

クロム付着量はスプレー処理時間で５〜２００ＩＩ１ｇ
／ｍ′の範囲で表−１に示すように塗布した。

（３）樹脂皮膜処理 表−１に示す処理液組成、塗布量（乾燥重量）、乾燥温
度で処理した。

（比較例１） 供試材Ａに塗布型クロメート処理液をＣｒ付着ψで６０
ｍｇ／ｍ′塗布、乾燥した。

クロメート処理液組成は　ＣｒＯ３２０ｇ／愛、５１０
２４０ｇ／文であった。

（比較例２，３．４） 供試材Ａに実施例の（２）に記載したと同様のクロメー
ト処理を行ない、特開昭６０−５０１７９−二等に使用
されているアクリル複合シリケートとエポキシ複合シリ
ケート（各々有機樹脂：シリカンル＝６０：４０）とを
７０　：　３０の割合で混合した有機複合シリケート処
理液を６００．１０００．１５００　ｒａｇ／ｍ’　（
乾燥を着）塗布し、１２０℃で乾燥した。

（比較例５，６．７） 供試材Ｂに比較例２，３．４と同様に処理した。

（比較例８） 供試材Ａに実施例の（２）に記載のクロメート処理でＣ
ｒ４１着闇を４０ｍｇ／ｍ’とし、その」二にカルボキ
シル基を１２モル％含有するカルボキシル化ポリエチレ
ン系樹脂ディスパージョンの固形分１００重品二部に対
し、水溶性メラミン樹脂を固形分として、１５屯量部及
びコロイダシリカを固形分として２０重量部含む水性液
を塗布し、乾燥した。乾僅時の板温を９０℃とし、皮膜
付着量は２　ｙ、／ｒｒＴ’であった。

性能試験方法および評価方法は次の通りである。

（１）１耐食性 塩水噴霧試験（ＪＩＳ　　Ｚ−２３７１）による白錆発
生時間で表わした。

（２）塗装性 アクリル系塗料（日本ペイント株製スパーラックＦ４７
）塗膜厚３０用、乾仔り５０℃×２０分■　塗ｌ！２密
着性 １ｍｍ角の升目を１００個カッターナイフで鋼板素地に
達する切り込みを入れた後、エリクセン試験機で７■押
出し、この凸部をテープ剥離し、塗膜の残り個数で評価
した。

＠　塗装後の耐食性 塗膜にカッターナイフで鋼板素地に達するまでのクロス
カットを入れて、ｍ水噴霧試験を行ない、クロスカット
部の塗膜ふくれの程度で評価した。試験時間は５００Ｈ
ｒであった。

■　　塗膜ふくれ巾　１．５ｍｍ以内 Ｏ塗膜ふくれ巾　１．８〜２．５ｍ層 Δ　　塗膜ふくれ巾　２．６〜３．５■×　　塗膜ふく
れ巾　３．６ｍ■以上 （３）耐溶剤性 アセトンをしみこませた脱脂綿でラビングテストを行っ
た。

Ｏ変化なし ×　溶解 （４）耐アルカリ性 ３％ＮａＯＨ溶液を６０℃に加温し、この液中に３分間
浸漬後水洗乾燥し、処理前後の被膜量から残存量を算出
した。

被膜量は、Ｘ線マイクロアナライザーでＣカウントで測
定した。

（５）＃指紋性 ゴム栓に人工汁液（ＮａＣＪｌ、乳酸、尿素、ラノリン
含有液）を湿潤させ、めっき表面に強くスタンプし、人
工汁液のスタンプ跡の付着残存程度を下記のランクに分
けて評価した。

■　スタンプの跡が全く残らない Ｏスタンプの跡がごく軽度に残る Δ　スタンプの跡が軽度に残る ×　スタンプの跡がはっきり残る （６）溶接性 連続スポット溶接条件 溶接電流　　　　　９５００Ａ 加圧力　　　　　　　２５０Ｋ。

電極　　　Ｃｒ−ＣｕＣＦ型　６■φ 溶接時間　　　　　　　　８Ｈｚ 上記条件で連続打点数を測定した。

連続打点数＝１対の電極で正常なナゲツト形成ができな
くなり、鋼板と電極 が溶着するまでの溶接回数 叢−Ｉ　Ｔ施例処理条件 表−２比較例処理条件 本　カルボキシル化ポリエチレン系樹脂デスバージョン
固形分１００重量部 水溶性メラミン樹脂　固形分　１５重州都コロイダルシ
リカ　　固形分　２０重量部表−３実施例の性能試験結
果 表−４比較例の性能試験結果 〈発明の効果〉 本発明によるＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板は、従来
のＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板に比へて、低温乾燥
で耐食性、＃溶剤性、耐アルカリ性に優れた処理皮膜が
得られ、メツキラインの大１１１な設備改造をしなくて
も容易に製造できる。

従来の有機皮膜では耐溶剤性、耐アルカリ性能を得るに
は最低１００℃以上の乾燥温度（板温到達）が惑星であ
ったが１本発明では、６０℃以上の乾燥温度でよい。ラ
イン製造」二ｌ　Ｏ０℃から６０°Ｃへの低温化は乾燥
設備、エネルギーコスト而で非常に大きなメリットとな
る。

同様の有機処理でも従来の処理に比べ耐食性、耐溶剤性
、耐アルカリ性が著しく向−トし、ユーザーでの使用分
野が広くなった。従来製品は脱脂か出きないめに使用分
野の限定および取扱いに注ａ：を要した。

本発明は、取扱い時の指紋等による汚れは付きにくく、
かつプレス等で油を付着させても最終的には脱脂処理を
行なうことができる。脱脂処理も、有機溶剤、アルカリ
脱脂等の処理を行える。

しかも、スポン）溶接のｉ！Ｉ！続打点数も従来のＺｎ
めっき鋼板と同等以上の性能が得られる。

以上記述した通り、未発明によれば従来品よりも製造が
容易で、かつ格段に優れた耐食性、塗装性、耐溶剤性、
耐アルカリ性および耐指紋性を具備するＺｎまたはＺｎ
系合金めっき鋼板を提供することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＺｎまたはＺｎ系合金めっき鋼板の表面に、クロム付着
   量が５〜２００ｍｇ／ｍ＾２であるクロメート皮膜を形
   成し、その上にカルボキシル基を３〜２０モル％含有す
   るカルボキシル化ポリオレフィン系水溶性または水分散
   性樹脂の固形分１００重量部に対し、液体エポキシ樹脂
   ５〜５０重量部およびコロイダルシリカを固形分で５〜
   ６０重量部の範囲に含む組成の水性液を塗布し、板温６
   ０℃以上になるように乾燥して皮膜を形成し、その付着
   量が０．３〜３ｇ／ｍ＾２となるよう処理することを特
   徴とする耐食性、塗装性、耐溶剤性、耐アルカリ性およ
   び耐指紋性に優れたＺｎ系合金めっき鋼板の製造方法。