JP3502393B2 - 後処理板およびその製造方法 - Google Patents

後処理板およびその製造方法

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政浩 甲斐
雅紀 吉川
義之 杉本
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は半田用鋼板の後処理に係わり、半田の濡れ
性、経時性および耐食性を向上させるめっき鋼板の後処
理板、およびその製造方法に関する。
背景技術 一般に半田付けの可能な錫めっき鋼板、鉛−錫めっき
鋼板、銅めっき鋼板、および亜鉛めっき鋼板などは、使
用される環境にさらされた際にめっきの外観が変化し、
赤錆が発生する。そのため、めっき鋼板においては経時
した際の酸化膜の成長による半田性の低下を抑制する後
処理方法が求められている。また、最近の電子部品の分
野においては、基板などの耐食性の劣化を防止するた
め、塩素を含有する腐食性の強い活性なフラックスの使
用が拒否される傾向にあり、塩素を含有しないフラック
スを用いた場合においても半田の濡れ性に優れる材料が
求められている。塩素を含まない弱活性または非活性の
フラックスを使用した場合は、半田は金属基板に付着す
るものの、金属基板上を均一に濡らすまでに長時間を要
し、半田の濡れ性に劣り、その傾向は金属板の経時の増
大にともなって顕著となる。さらに、液晶フレームのよ
うに片面が半田性を有し、他の片面が電気絶縁性を有す
るめっき鋼板が必要とされている。
一方、めっき鋼板に電気絶縁性を付与する方法として
は、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、およびポリエチレン樹脂などからなるフィルム
をめっき鋼板に被覆する方法がある。これらの樹脂フィ
ルムをめっき鋼板に被覆する際には、180〜250℃に板を
加熱しなければならず、この場合においてもめっき鋼板
の他の片面がめっきを施したままの状態であれば半田性
や耐食性が劣る。
本発明は、めっき鋼板の片面に塩素を含有しないフラ
ックスを使用した場合においても、半田の濡れ性に優
れ、経時しても、あるいは加熱しても半田の濡れ性が劣
化せず、しかも耐食性に優れた皮膜が得られる後処理液
をめっき鋼板の片面に塗布し乾燥し、他の片面に電気絶
縁性を有する樹脂フィルムを被覆してなる後処理板、お
よびその製造方法を提供するものである。
発明の開示 本発明の後処理板は、 酸価が150以下である水系アクリル樹脂を100〜600g/l、
メタホウ酸バリウムを1〜30g/l、水溶化ロジンを1〜1
00g/l、および架橋剤を1〜30g/l含有してなるめっき鋼
板の後処理液を、めっき鋼板の片面に乾燥厚みが0.05〜
2μmとなるように塗布形成し、他の片面に樹脂フィル
ムを被覆してなることを特徴とする。
本発明の後処理板の製造方法は、 酸価が150以下である水系アクリル樹脂を100〜600g/l、
メタホウ酸バリウムを1〜30g/l、水溶化ロジンを1〜1
00g/l、および架橋剤を1〜30g/l含有してなるめっき鋼
板の後処理液を、めっき鋼板の片面に乾燥厚みが0.05〜
2μmとなるように塗布し、乾燥し、他の面に樹脂フィ
ルムを被覆してなることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態 本発明は、めっき鋼板に、酸価が150以下である水系
アクリル樹脂を主成分とする後処理液を、乾燥厚みが0.
05〜2μmになるように塗布し乾燥してなる鋼板の片面
に、電気絶縁性を有する樹脂フィルムを被覆してなる鋼
板、およびその製造方法であり、この後処理を施しため
っき鋼板は、無塩素系フラックスを使用しても半田性に
優れ、経時しても、あるいは加熱しても半田の濡れ性が
劣化せず、また耐食性にも優れる。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
水系アクリル樹脂は、カルボン酸を有するアクリル系
モノマーの重合体または共重合体であり、特に水溶液重
合、エマルジョン重合などの重合法を限定するものでは
ない。しかし、水系アクリル樹脂の酸価(樹脂1g中に含
まれる遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウム
のミリグラム数)は、150以下であることが肝要であ
る。本発明者は、図1に示すように、水系アクリル樹脂
の酸価が本発明において特に重要な特性である半田濡れ
性に大きく影響し、酸価が150を越える場合には非常に
半田濡れ性に劣るが、一方150以下の場合は著しく半田
濡れ性が優れることを見いだして本発明に到ったもので
ある。
耐食性を特に必要とする場合には、アクリル樹脂に防
錆顔料を添加しなければならない。しかし、その場合、
耐食性は向上するが、半田濡れ性が低下する欠点があ
る。本発明者は、アクリル樹脂に水溶性ロジンを添加す
ることにより再び半田濡れ性が向上することを見いだし
た。その際、粘度が高くなるために、アクリル樹脂の添
加量を限定する必要がある。その添加量は、100〜600g/
lであることが好ましい。100g/l未満では半田性向上の
効果がなく、耐食性も低下する。一方、600g/lを越える
と半田性向上の効果が飽和し、水溶化ロジンと混ぜ合わ
せた場合に粘度が高くなり、ゲル化する恐れがあり、好
ましくない。
防錆顔料は、クロム酸アンモニウム、クロム酸ナトリ
ウム、メタホウ酸バリウム、重クロム酸アンモニウム、
重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウムなどいずれ
でもよいが、アクリル樹脂との相溶性、および安定性か
ら、好ましくは、クロム酸アンモニウム、クロム酸ナト
リウム、メタホウ酸バリウムのいずれかであることが好
ましい。その添加量は1〜30g/lであることが好まし
い。1g/l未満では耐食性向上の効果がなく、30g/lを越
えると耐食性向上の効果が飽和し、半田性が著しく低下
し、粘度が高くなりゲル化する恐れもある。
アクリル樹脂に防錆顔料を加えると半田濡れ性が低下
する。しかし、我々は、水溶化ロジンの添加により半田
濡れ性が格段に向上することを見いだした。水溶化ロジ
ンは、ロジンの主成分であるアビエチン酸分子内のカル
ボン酸基をアミン塩などにより中和し、ロジン石鹸とす
る方法により得られる。その添加量は、1〜100g/lであ
ることが好ましい。1g/l未満では半田性向上の効果がな
く、100g/lを越えると皮膜がべたつき、成膜性や耐食性
も劣る。
さらに、耐溶剤性、および耐指紋性を向上させるため
に、架橋剤を添加してもよい。架橋剤としては、エポキ
シ基、アジリジン基、カルボジイミド基、イソシアネー
ト基、多価水酸基を含む化合物、アミノ樹脂などがあ
り、いずれを用いても差し支えない。その添加量は、1
〜30g/lであることが好ましい。1g/l未満では耐溶剤
性、および耐指紋性の向上の効果がなく、30g/lを越え
ると経時により処理液が凝固する恐れがある。
後処理液のpHは3〜10の範囲が適当である。3未満の場
合は処理液の安定性が不良であり、10を越えると処理皮
膜の乾燥性が不良となる。
上記のようにして得られた後処理液を、めっき鋼板の
片面あるいは両面に塗布する。塗布する方法としては、
浸漬法、ロールコート法、カーテンフローコート法、ス
プレーコート法など、特に問われるものではない。しか
し、両面塗布を行う場合、本処理液が水系であることを
活かして、連続めっきラインの後工程において、浸漬・
絞りによる塗布を行う方法が容易で経済的である。
後処理液は、乾燥後の膜厚が0.05〜2μmとなるよう
に塗布する。後処理液を塗布しためっき鋼板は、後処理
皮膜を成膜させるために、50〜250℃の温度で加熱、乾
燥し、水分を蒸発させる。乾燥温度は、水分を蒸発させ
るだけであれば50〜150℃で十分であるが、150〜250℃
の高温で乾燥しても特性上何の差し支えもない。しか
し、250℃を越えて乾燥するとアクリル樹脂がモノマー
に分解し始める温度となるため、若干耐食性が劣る。皮
膜の厚みが0.05μm未満では、十分な半田性、耐指紋性
が得られないばかりでなく、耐食性が著しく劣る。2μ
mを越えると特性向上の効果が飽和し、コストメリット
がなくなる。
めっき鋼板の仕様は特に限定されるものではない。溶
融めっき、または電気めっきなど、いずれの手法を用い
ても十分な効果を有するめっきが得られる。また、銅め
っき、ニッケルめっき、錫めっき、鉛−錫合金めっき、
亜鉛めっき、合金亜鉛めっき、複合亜鉛めっきなど、鋼
板上に施すめっきの種類も用途に応じて選択される。
めっき鋼板の片面に上記の後処理を施し、他の片面に
電気絶縁性を付与するために樹脂フィルムを被覆する場
合、適用する樹脂フィルムとしては、厚み5〜300μm
のポリエステル、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエ
チレンからなるフィルムが含まれる。特に、ポリエステ
ルフィルムは広範囲の温度で電気絶縁性に優れているた
め特に好ましい。樹脂フィルムの厚みが5μm未満で
は、電気絶縁性の点でほとんど効果が得られず、300μ
mを越えると経済性の点で好ましくない。
樹脂フィルムをめっき鋼板に被覆する方法は、公知の
方法を適用すればよく、特に限定されるものではない。
樹脂フィルムは接着剤を介してめっき鋼板のめっき表面
と接着してもよい。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ
系樹脂、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹脂、ビニル系樹
脂、合成ゴム系樹脂、フェノール系樹脂、オレフィン系
樹脂、またはポリエステル系樹脂の1種または2種以上
含むものでよい。接着剤の厚みは乾燥厚みで0.1〜10μ
mの範囲が好ましい。0.1μm未満では接着力が極度に
低下し、10μmを越えると経済性の点で好ましくない。
接着剤は、溶液状、粉末状、ペースト状、フィルム状の
いずれの形態でもよく、樹脂フィルムに接着剤を塗布し
たものを使用してもよい。
以下、実施例および比較例にて本発明を具体的に説明
する。
実施例および比較例 焼鈍および調質圧延を施した鋼板(板厚0.5mm)をめ
っき原板として、アルカリ脱脂、および硫酸酸洗による
清浄化処理を行った後、電気亜鉛めっき、電気亜鉛合金
めっき、またはニッケルめっきを施した。これらのめっ
き鋼板の両面または片面にロールコート法により表1〜
2に示す後処理液を塗布した後、90℃の温度で乾燥し
た。両面に後処理液を塗布しためっき鋼板の場合はこれ
を供試材とした。片面のみに後処理液を塗布しためっき
鋼板の場合は、さらに板温が200℃になるように加熱
し、他の片面に樹脂フィルムをラミネートし、これを供
試材とした。表1〜3には、試料作成の条件を示し、表
4〜6にはその評価結果を示した。なお、評価は以下の
項目について行った。
1)半田濡れ性:メニスコグラフ法(MIL−STD−883B)
により、SOLDERCHECKER(MODELSAT−2000、RHESCA製)
を使用し、上記の供試材から切り出した幅10mmのサンプ
ルを、塩素を0.25%含む活性ラテックス(ラピックスR
A、日本半田工業製)、または塩素を含まない弱活性フ
ラックス(ラピックスRMA、日本半田工業製)に浸漬
し、その後230℃に保持した半田浴(JIS Z3282:H60A)
に前記のフラックスを塗布したサンプルを2mm浸漬さ
せ、半田が濡れる長さを測定し、下記に示す基準で半田
濡れ性を評価した。なお、試験は試料作製直後と恒温恒
湿(60℃、95%RH)で500時間経時後の二通りで行っ
た。
◎:3mm以上、 ○:2〜3mm、 △:1〜2mm、 ×:1mm以下 2)耐食性:JIS Z 2371に準じて塩水噴霧試験を96時間
行い、赤錆の発生程度を肉眼観察し、下記に示す基準で
耐食性を評価した。
○:赤錆の発生なし、 △:一部赤錆発生、 ×:全面に赤錆発生 3)耐指紋性:JIS K2246に基づいて人工汗(pH:3.3)を
後処理皮膜の表面に押さえつけ、指紋の付着程度を下記
の基準で評価した。また、指紋を付けた後処理板を恒温
恒湿(60℃、RH:95%)で500時間経時させた後の外観を
肉眼観察し、変色の程度を下記の基準で評価した。
◎:指紋の付着なし、変色なし、 ○:わずかに指紋が付着、わずかに変色、 △:かなり指紋が付着、かなり変色、 ×:指紋の付着顕著、全面変色 4)樹脂フィルムとの加工密着性片面のみに後処理液を
塗布し、他の片面に樹脂フィルムをラミネートした供試
材については、さらにエリクセン張り出し(Er=6mm)
を行い、樹脂フィルムの加工密着性を下記の基準で評価
した。
○:剥離なし、 ×:剥離、 表4〜6に示すように、本発明によるものは、半田濡
れ性、および耐食性の項目において良好な性状を示し
た。
一方、比較例のように、本発明の範囲を大きく逸脱し
た場合、いずれかの項目において、性能が劣った。
産業上の利用可能性 本発明の後処理液を塗布しためっき鋼板は、塩素を含
まないフラックスを使用した場合においても半田濡れ性
に優れ、それは経時しても劣ることがなく、また耐食性
にも優れている。
さらに本発明の後処理液をめっき鋼板の片面に塗布
し、他の片面に電気絶縁性を有した樹脂フィルムを被覆
しためっき鋼板は、上記の各種の半田性、および耐食性
に優れるとともに、樹脂フィルムの加工密着性にも優れ
ているために、精密電子機器用途に極めて有利に適用す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−197881(JP,A) 特開 昭61−23767(JP,A) 特開 平9−310060(JP,A) 特公 平6−45902(JP,B2) 特公 平2−48183(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 22/00 C09K 3/00 B05D 3/00,7/14 B23K 1/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸価が150以下である水系アクリル樹脂を1
    00〜600g/l、メタホウ酸バリウムを1〜30g/l、水溶化
    ロジンを1〜100g/l、および架橋剤を1〜30g/l含有し
    てなるめっき鋼板の後処理液を、めっき鋼板の片面に乾
    燥厚みが0.05〜2μmとなるように塗布形成し、他の片
    面に樹脂フィルムを被覆してなる後処理板。
  2. 【請求項2】酸価が150以下である水系アクリル樹脂を1
    00〜600g/l、メタホウ酸バリウムを1〜30g/l、水溶化
    ロジンを1〜100g/l、および架橋剤を1〜30g/l含有し
    てなるめっき鋼板の後処理液を、めっき鋼板の片面に乾
    燥厚みが0.05〜2μmとなるように塗布し、乾燥し、他
    の面に樹脂フィルムを被覆してなる後処理板の製造方
    法。
JP51451998A 1996-09-20 1997-09-19 後処理板およびその製造方法 Expired - Fee Related JP3502393B2 (ja)

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