JPS63247346A - 着色溶融亜鉛メツキ材の後処理方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、着色溶融亜鉛メツキ材の着色酸化膜を保護す
ることによシ外観色の経時変退色を防止しまた耐久性を
向上する為メッキ材表面に塗料を塗布する仁とを特徴と
する着色溶融亜鉛メッキ鋼の後処理方法に関する。

一発明の背景 溶融亜鉛を用いてメッキｔ−施した溶融亜鉛メッキ鉄鋼
材料は、建築、土木、農業、水産、化学プラント、電力
送信等の部門での部材や施設に至る広範囲な分野におい
て耐食目的で多用されているとζろで、近年、鉄塔、照
明用ボール、ガードレール、各槙作業及び展示場用仮設
架台、外板等の施設に対しては、従来の溶融亜鉛メッキ
材のような金用色を呈するものよシも周囲の環境に適合
して美観色ｔ−呈する着色溶融亜鉛メッキ材が要望され
るようになっている。美観窓−〇＾まシと共に、今後、
ｊ！！築、土木、プラント、電力送信、連輪、農業、水
産その他の広い分野において着色溶融亜鉛メッキ材のＷ
Ｉ要が益々拡大していくものと予想される。

従来技術とその問題点 従来の溶融亜鉛メッキ鋼の着色法としては、該メッキ鋼
に塗装によシ着色することが主として行なわれているが
、溶融亜鉛メツキーのメッキ被膜中のＺｎ　は活性なた
め、塗料の油分の構成分である脂肪酸が徐々にアルカリ
分解して亜鉛層けんを形成するようになる。そのため、
着色に用いた塗料の皮膜がメッキ皮膜表面に付着せずに
剥離するに主る欠点がある。

溶融亜鉛メッキ鋼材の耐久性は１０〜５０年と高く、そ
のため３〜５年毎に塗シ替える必要があシ、このため塗
装コストが莫大なものとなっていた０ ところで、上記のような塗装法とは別に、溶融亜鉛メッ
キを施すに際しての酸化膜の発色作用を利用する着色処
理方法が知られている。例えは、特公昭４６−４２００
７号は、溶融亜鉛メッキ浴に、チタン、マンガン、バナ
ジウム等々の１楓以上を添加したメッキ浴を使用しての
着色処理方法を開示している。しかし、ここで開示され
た技術に従って得られた増色溶融亜鉛メッキの色調は全
般的に非常に薄く、経時的にすぐに退色し、皮膜も剥げ
やすいことが認められた。求める色の発色全的確にコン
トロールすることが出来ず、ぼやけた色調となることが
多々あった。

こうした状況において、本件出願人は、添加剤の量を増
大することによシまた処理条件をコントロールすること
によシ鮮明な発色を有する着色溶融亜鉛メッキ技術の確
立に取組み、多くの成果を挙げてきた。今では、成分コ
ントロールとメッキ及び後処理条件との組合せによル黄
金色、紫色、青色、黄色、暗赤色、緑色等のバラエティ
に富む色相を自在に発色することが可能となっている。

しかしながら、着色溶融亜鉛メッキ材表面に形成される
着色酸化膜は、日光、気温、湿度等の環境条件によって
経時的に変退色を生じ、劣化が進行して色相が変化する
場合がある。着色酸化膜が劣化しても、もちろん、溶融
亜鉛メッキ鋼自体の耐食性には影Ｖを及はさないが、当
初の優れた美観性が低下することは否めない。

発明の目的 本発明は、着色溶融亜鉛メッキの着色酸化膜を保護して
その経時変退色を防止しうる簡易な方法を確立すること
を目的とする。

発明の構成 上記目的に向け、本発明者等は検討を重ねた結果、全く
意外にも、塗装法が適合しているとの知見を得るに至っ
た。先に言及したように、通常の（部ち着色でない）溶
融亜鉛メッキ鋼の亜鉛メッキ面の塗装は、付着不良や短
期間の曝露で塗膜剥離を起こす等の問題があった。この
原因として、亜鉛メッキ鋼の表面は亜鉛メッキ時に使用
された塩化アンモン等のフッククスや酸化物（白さび）
が付着していること、及び塗装後塗膜を透過した水分と
亜鉛間で塩基性の亜鉛溶解物が生成し、この作用によシ
、油性塗料あるいは長油性アルキド樹脂塗料は樹脂分く
油分脂肪ｍ）が分解され、亜鉛と反応して亜鉛表面と塗
膜界面に亜鉛層−を生成して塗料の付着を著しく低下さ
せることが考えられていた。

着色溶融亜鉛メッキは、表面に着色酸化膜層を有するも
のであるが、この着色酸化膜層では亜鉛表面と＃囲大気
との遮断効果を与えるには不充分であると当初は考えら
れ、塗料を塗布しても結局は亜鉛メッキ表面に直接施し
たと同じ結果となシ、その効果を悲観視する考え方が最
初は強かった。

しかし、こうした予想とは反して、この着色酸化膜は塗
料とのなじみ及び密着性が良く、酸化膜中に浸透して高
い耐剥離性を示し、亜鉛層と水分との反応従って亜鉛石
鹸の生成を阻止するに充分の透水防止能を有しているこ
とが判明した。

こうした予想外の知見に基いて、本発明は、着色溶融亜
鉛メッキ材の表面に塗料を塗布して着色酸化膜を保護す
ることを特徴とする着色ｍ融亜鉛メッキ材の後処理方法
を提供する。

塗料としては、ポリウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、
エポキシ樹脂系及び種化ゴム樹脂系のものから選択され
ることが好ましい。

発明の詳細な説明 着色溶融亜鉛メッキは、亜鉛に各種合金添加剤ｆｔ添加
した溶融亜鉛合金メッキ浴を使用して溶融メッキを行い
、その後メッキ層の酸化程度を制御することによ〕様々
の色相の着色酸化膜全生成することを基本原理とする。

その実用例は多数に及ぶが、例えば （１）α２〜Ｇ、７ｗｔ％−ＴＩ　−Ｚｎ（２）α１〜
α８ｗｔ％Ｍｎ−Ｚｎ （３）α３〜α７ｗｔ％Ｔ　ｉ　−ａｌ　〜１５ｗ　ｔ
％Ｍｎ−Ｚｎ（４）　α２〜α５ｗｔ　％Ｔｉ　−α０
５〜α０５ｗｔ　％Ｍ　ｎ　−Ｚ　ｎ（５）α３〜α５
ｗｔ％Ｍｎ−ＣＬＯ５〜α１５ｗｔ％Ｃｕ−Ｚｎ等が挙
げられ、更にはＴＩ及び（或すは）　Ｍｎ糸に（Ｃｕｓ
　Ｎｌ５Ｃｒ）の少くとも１櫨を添加したもの、（Ｃｄ
、　５ｎＳＢ１％　Ｓｂ％　Ｉｎ　）　　の少くとも１
柚を添加したものか提唱されている。

こうしたメッキ浴を用いてメッキ条件及びその後の加熱
及び（或いは）冷却条件をコントロールすることによシ
各楓の色相を生みだすことが出来る。その幾つかの例を
示しておく： （イ）ＴＩＣＬ２乃至α５重ｆｉ％及びＭｎ　ａ　０５
乃至０１５重量％を含有する溶融メッキ用血鉛合金を用
い、浴温度６００乃至６２０℃で鉄鋼母材にメッキを施
し、次いでこれ’ｇｓｏｏ乃至５２０℃の温度の雰囲気
中で５０〜６０秒加熱した後、水冷もしくは温水冷又は
冷却ガスで冷却することを特徴とする上記溶融用亜鉛合
金を使用して鉄鋼に緑色の着色メッキを形成する方法。

（ロ）　　　　１３　〜　（Ｌ５　　重量　　％　Ｍｎ
−（ＬＯ５〜　α　１　５　重　量％Ｃｕ−Ｚｎの組成
を有する溶融メッキ用亜鉛合金を用い、浴４２ｓｏｏ〜
５５０°Ｃで鉄鋼母材にメッキを施し、次いでこれを５
００乃至５２０℃の温度の雰囲気中で３０〜１５０秒加
熱した後、大気中で放冷もしくは強制空冷することを特
徴とする鉄鋼に暗銅色の着色メッキを形成する方法。

（ハ）　Ｔ１（Ｌ２乃至α５５重量％びＭｎα０５乃至
（Ｌｉ５重量％を含有する溶融メッキ用亜鉛合金を用い
、浴温度５８０乃至６００℃で鉄−母材にメッキを施し
、次いでこれ’１５００乃ｉ　５２０　”Ｃの温度の雰
囲気中で２０〜３０秒加熱した後、水冷もしくは温水冷
又は冷却ガスで冷却することを特徴とする鉄鋼に黄色の
着色メッキを形成する方法。

に）　α１〜α５重ｉ１％Ｔｌ−Ｚｎの組成ｔ−有する
溶融メッキ用亜鉛合金を用い、浴温度４５０〜４７０°
Ｃで鉄鋼母材にメッキを施し、次いで大気中に５〜２０
秒放冷した後、水冷もしくは温水冷することを特徴とす
る鉄鋼に黄金色の着色メッキを形成する方法。

（ホ）　α１〜α５重量％Ｔｌ−Ｚｎの組成を有する溶
融メッキ用亜鉛含金を用い、浴温度５００〜５５０°Ｃ
で鉄鋼母材にメッキを施し、次いで大気中で１０〜５０
秒放冷した後、又は５００〜５２０℃の雰囲気中で１０
〜２０秒加熱後水冷又は温水冷することを特徴とする鉄
鋼に紫色の着色メッキを形成する方法。

（へ）　α１〜１５重１％Ｔｉ　−（Ｌ　０５〜α１５
重量％Ｍｎ−Ｚｎの組成を有する溶融メッキ用亜鉛合金
を用い、浴温度５３０〜５５０℃で鉄−母材にメッキを
施し、次いで大気中で１５〜２５秒放冷しｆｃ後、水冷
もしくは温水冷することを特徴とする鉄鋼に青色の着色
メッキを形成する方法。

（））［Ｌ２乃至１５重Ｎ、％ＴＩ−α０５〜１１５重
量％Ｍπ−Ｚｎの組成を有する溶融メッキ用亜鉛合金を
用い為浴温度５８０乃至６００℃で鉄鋼母材にメッキを
施し、次いでこれを５００−５２０″Ｃの温度の雰囲気
中で５０〜７０秒加熱した後、水冷もしくは温水冷する
仁とｔ特徴とする鉄鋼に暗赤色の着色メッキを形成する
方法〇 本発明に従えば、着色溶融亜鉛メッキ材表面に、付着性
、耐候性、耐久性及び環境遮断効果に優れた塗料が塗布
される。

溶融亜鉛メッキ鋼の塗装には塗装前処理を行うことが不
可欠であシ、使用される塗料の種類も限定される。併し
ながら、着色浴ＦａＭ鉛メッキ綱を塗装する場合は、メ
ッキ後加熱酸化によってメッキ鋼のメッキ層表層面にＴ
　１０．やＭｎＯのような酸化膜全形成させるため、メ
ッキ鋼のメッキ皮膜が清浄であシ、上記の溶融亜鉛メッ
キ鋼のような塗装前処理を行う必要がなく、更に各種の
塗料を使用できるのである。

塗料としては、下地となる着色酸化膜層に態形ｗを与え
ず、それを保護するものならいずれも使用しうるが、代
表的には含成樹脂塗料が使用される。含成樹脂塗料とし
ては、特にはポリウレタン樹脂系、アクリル窃脂系、エ
ポキシ樹脂系及び塩化ゴム国脂系塗料が保護効果に優れ
る。シンナーのような溶剤を使用するものは変退色の恐
れがあるので好ましくない。塗料は、塗料の価格、置か
れる環境、塗装作業の難易度等に応じて適切なものが選
択される。

着色酸化膜の色相をそのまま現わすときは透明塗料を、
色相の濃淡を調整するときは水性塗料が最も容易であシ
、何れも刷毛、スプレィ、浸漬塗装が可能である。

状況に応じては、多重塗装を行うことを妨げない。例え
ば環境条件がきわめて苛酷或いは劣悪な場合には、上記
水性塗料を下塗とし、中塗、上塗に透明塗料を塗布する
か、あるいは亜鉛溶出によって生じるアルカリに対して
耐久性の優れたエポキシ樹脂塗料全下塗とし、中塗、上
塗には耐水性、耐薬品性、耐候性に優れた塩化ゴム系や
ポリウレタン系の塗料を使用するといった多重塗装が考
慮しうる。

塗料が経時的に劣化、剥離したとしてもメッキ鋼表面に
着色酸化膜が存在するので該メッキ鋼の美観は損なわれ
ない。但し、本発明においては、塗料が着色酸化膜中に
浸透してそこに強固に付層しているので、剥離は起シ難
い。浸透した塗料はそり撥水作用によって水等の侵入を
阻止し、着色酸化ｗＡｔ−保護する。

発明の効果 本発明に従って着色溶融亜鉛メッキ後、メッキ鋼表面に
各種の透明または有色塗料を塗布することによって、溶
融亜鉛メッキ鋼の着色酸化膜を保護すると共に、該メッ
キ鋼の外観及び耐久性をよシ向上せしめるので、用途に
よシ美観上各棟の色彩を呈することが望まれる材料や施
設のための耐食性材料を提供でき、且つ、得られる海色
溶融亜鉛メッキ鋼は耐食性にも優れているので、本発明
による着色溶融亜鉛メッキ鋼に更に塗装を施した鉄鋼製
品は広ＷＡ囲な分野での用途に有効に供することができ
る。

実施例及び比較例 ｌ１ｌｌ　５　Ｑ　ｗ　ｘ長さ１００　ｍ　ｘ　厚すＳ
、　２　ｗｓｆ）寸法ｆ）鋼材に、一般的な溶融亜鉛メ
ッキと着色溶融亜鉛メッキ（Ｚｎ−Ｔｌ系）を施し、そ
こに透明ポリウレタン樹脂（樹脂：ｆ＋！化剤−５＝１
）及び有色水性アクリル樹脂を刷毛塗シ或いは浸漬塗シ
し、塗装しないものも含めて屋外曝露試験を行った。試
験は、本出願人の工場内で行ない、３ケ月、６ケ月及び
１年後に劣化状況を目視にて観察した。結果を下表に示
す。

一般溶融亜鉛メツキの場合、塗装しても３ケ月で早くも
不良となる。着色溶融亜鉛メッキの場合、黄金色は酸化
度が未熟で、従って酸化膜の形成程度が少ない。そのた
め、塗装無しでは黄金色の場合５ケ月でそして青色の場
合１年で劣化が生じた〃：、塗装によシその劣化作用を
低減することが出来る。塗膜の増厚、多ｍ塗シ等の採用
によル一層の低減効果を期待しうることは云５までもな
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）着色溶融亜鉛メッキ材の表面に塗料を塗布して着色
   酸化膜を保護することを特徴とする着色溶融亜鉛メッキ
   材の後処理方法。 ２）塗料が合成樹脂塗料から選択される特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３）合成樹脂塗料が、ポリウレタン樹脂系、アクリル樹
   脂系、エポキシ樹脂系及び塩化ゴム樹脂系のものから選
   択される特許請求の範囲第２項記載の方法。