JPS598354B2 - 複合被覆鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加工性、耐食性に優れた複合被覆鋼板に係り
、さらに詳しくは、軟鋼板表直に、亜鉛または亜鉛を主
成分とする金属めつき層（すず、クロム、ニッケル、ま
たは亜鉛の金属前めつき層を含む）を第一層とし、その
上層に、亜鉛粉末または亜鉛合金粉末の１種以上と、あ
るいはさらに、鱗片状のアルミニウム、銅、すず、鉛等
の金属粉末あるいはこれらの金属のそれぞれの合金粉末
、あるいは炭素、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン、または窒化硼素の粉末の一種以上と、残部が有機樹
脂から成る複合材を被覆した複合被覆鋼板に関し、その
目的とするところは、連続的に生産が可能であり、しか
も均一に被覆を形成することにより、優れた耐食性、加
工性を有する二層からなる複合被覆鋼板を提供すること
にある。

従来より、耐食性鋼板として溶融亜鉛めつき鋼板および
電気亜鉛めつき鋼板があつた。これらの亜鉛めつき鋼板
は、腐食雰囲気のきびしいところでは、亜鉛の溶融がは
げしく耐食性が十分ではない。また、耐食性と外観をよ
くするために、カラー塗装が施されているが、亜鉛が溶
融しやすいことから、塗膜にブリスターが発生してしば
しぱトラブルの原因となつていた。そこで、この対策と
［て、クロメート系処理あるいはリン酸塩系の処理等め
つき後の処理が施されてきたが、十分ではなかつた。一
方、亜鉛めつき鋼板は、七の使用される目的に応じて成
形加工を行なつた後、またはさらに、ポルト止め、リベ
ツト止め、あるいは溶接等がなされた後に、刷毛塗り、
スプレーコート、浸漬等の手段により塗装される用途と
しても広く用いられ、同時に、使用目的によつてデイフ
アレンシヤルめつき鋼板か強く望まれている。

溶融亜鉛めつき鋼板の場合、電気亜鉛めつき鋼板に比べ
て耐食性は優れているが、片面のみ亜鉛めつき、あるい
はデイフアレンシヤルめつき鋼板を安定して製造するこ
とは高度の技術を必要とし、現在のところ困難な状態で
ある。これに対して電気亜鉛めつき鋼板の場合、片面の
み亜鉛めつきを施すなどいわゆるデイフアレンシヤルめ
つき鋼板を製造することは、溶融亜鉛めつき鋼板に比べ
て容易であり、しかも安定して製造することができるか
、めつき量を４０７／Ｒｒ？以上に増加することは経済
性の点から実用的ではなく、めつき量が制限されるため
に、きびしい腐食雰囲気での使用に対しては耐食性の点
で問題を残しているのが実情である。また前記溶融亜鉛
めつき、あるいは電気亜鉛めつきの他に、鋼板の防錆を
目的として、亜鉛を主成分とする塗料、いわゆるジンク
リツチペイントを塗布する方法があり、これは亜鉛粉末
を有機系一あるいは無機系のバインダーと混練したもの
をロールコート、ナイフコート、スブレーコート、ある
いは浸漬により塗布し、ついで乾燥あるいは加熱処理に
よつて硬化されるものであつた。しかし、この方法では
耐食性を要求される用途・に対しては、４０μｍ以上の
塗膜を形成しなければ、その効果は出てこない。

４０μｍ以上の膜厚では、塗膜形成後加工すると、加工
部の塗膜が剥離して、ジンクリツチペイントの塗装効果
はなくなる。

このように、ジソクリッチペイントは未加，工部での耐
食性は優れているけれども加工部に問題があつた。そこ
で、電気亜鉛めつき、あるいは亜鉛を主成分とする電気
めつきを施した上層に、前記ジンクリツチペイントの欠
陥を改良した被覆を施すこと・により、加工性、耐食性
、および塗装性がきわめて良好であり、連続的、かつ効
率的に生産することが可能な、特徴のある複合被覆鋼板
を完成した。

以下本発明の内容について詳しく説明する。まず、複合
被膜を形成されるべき冷延鋼板に、常法の脱脂、酸洗を
行ない、公知の電気亜鉛めつき、あるいは亜鉛を主成分
とする特公昭４９１９９７９号のようなめつきを施し、
ついで上層に亜鉛粉末、亜鉛合金粉末の１種以上と、あ
るいはさらに鱗片状のアルミニウム、銅、すず、鉛の金
属粉末、これらの金属のそれぞれの合金粉末、あるいは
炭素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼
素粉末の１種以上と、残部が有機樹脂とから成る複合材
を被覆し、乾燥、焼付を行なうものである。ここで、電
気亜鉛めつき、あるいは亜鉛を主成分とする電気めつき
のめつき量は１〜４０Ｖ／ｄが適当である。

１Ｖ／ｄ以下になると亜鉛めつきの特徴が得られず、耐
食性が著しく低下する。

こ．れはひきつづいて上層に塗布される複合材の被膜か
直接に冷延鋼板に接する状態もあり、好ましくない。ま
た、４０ｆ／ｄ以上になると、耐食性にはプラスである
が、連続生産する場合、生産性の低下か甚だしく、経済
性の面から好ましくない。なお、ここで用いられる亜鉛
を主成分とする電気めつきの方法としては、例えば特公
昭４９一１９９７９号があり、亜鉛の単一成分から成る
電気亜鉛めつきを行なつた場合と比べて、上層に被覆さ
れる複合材の密着性、さらには耐食性が優れている。ま
た、このような電気亜鉛めつき、あるいは亜鉛を主成分
とする電気めつきを施した後に、公知のクロメート処理
、あるいはリン酸塩処理等の化成処理を施してもさしつ
かえない。前述した電気亜鉛めつきあるいは亜鉛を主成
分とする電気めつきの層すなわち第一層の厚みは、これ
らの処理の後にさらに被覆される上層の複合被覆材の膜
厚とともに、用途、耐食性と加工性のかね合い、さらに
は生産性、経済性等を考慮して決定されるべきことは言
うまでもない。

な｝、第一層形成に当つて、公知の前めつき、すなわち
、すず前めつき、クロム前めつき、ニツケル前めつきを
施して、第一層の耐食性をさらに向上させ、結果として
複合被覆鋼板の耐食性に好ましい状態を付与することも
できる。

例えば、特公昭４３−２６７２３号に示されるようなす
ず前めつき処理、特公昭４４−２５８８２号に示される
ようなクロム前めつき処理、あるいは特公昭４４−２８
５６４号に示されるような二ツケル前めつき処理、さら
には亜鉛前めつき処理を施すことによつて、それぞれ３
Ｖ／ｄ未満の極薄前めつき層を形成させることができる
。

この前めつき層を形成させることにより耐食性の向上が
達成されるが、これに伴う加工性への悪影響（加工性を
阻害する傾向）はまつたく認められない。ここで、これ
らの前めつき処理を施して後、本めつき処理を行なわず
に、第二層形成というケースもあり得るが、これらも本
発明の複合被覆鋼板の範隣に入るものであることはいう
までもない。さて、前記の電気亜鉛めつき、あるいは亜
鉛を主成分とする電気めつきの上に施す被覆材としては
、粒径１０Ｉｔｍ以下の粒状あるいは厚み２μｍ以下の
鱗片状の亜鉛粉末、または亜鉛合金粉末の一種以上を１
０〜９５％（重量％を示し以下同じ）、あるいはさらに
、粒径１０μｍ以下の粒状あるいは厚み２μｍ以下の鱗
片状の、アルミニウム、銅、すず、鉛等の金属粉末、前
記金属のそれぞれの合金粉末、あるいは炭素、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステン、窒化硼素の粉末の、一
種以上を量としては被覆量の３０％以下加えたものをＯ
〜９５％、さらに残部が有機溶剤型のアクリル系、ポリ
エステル系、ポリブタジエン系、メラミン系、フエノー
ル系、エポキシ系、ウレタン系等の有機樹脂の１種以上
を混練して懸濁液としたものである。この懸濁液を、ロ
ール塗装、ナイフコート等の方法で前記電気亜鉛めつき
鋼板、あるいは亜鉛を主成分とする電気めつき鋼板の上
に２〜２０μｍ塗布し、つづいてこれを乾燥、焼付ける
ことにより複合被覆鋼板を製造する。前記被複材の主成
分となる金属粉末としての亜鉛、亜鉛合金、アルミニウ
ム、銅、すず、鉛、および前記金属のそれぞれの合金は
、その粒径が小さい程緻密な被膜を得ることができ、粒
径１０μｍ以上では被膜がポーラスとなり好ましくない
。

また粉末の形状については、粒状粉末あるいは鱗片状粉
末があり、両者ともに使用できるが、鱗片状粉末を添加
する場合は、厚み２μｍ以下のものか好ましく、粒状粉
末に比して第一層の電気亜鉛めつきあるいは亜鉛を主成
分とする電気めつき鋼板との密着性は勿論、耐食性およ
び加工性が良好である。厚みが２μｍ以上になると、被
膜がポーラスとなつて好ましくない。次に、それぞれの
処理の効果と粉末の効果について説明する。

第一層となる電気亜鉛めつき、あるいは亜鉛を主成分と
する電気めつきを施すと、次に処理する複合材とベース
の冷延鋼板と直接に接触しないために、赤錆発生が著し
く抑制され、耐食性に効果的である。これは第一層とな
る亜鉛めつき量が１７／ｄ以下では赤錆発生に対する抑
制効果が激減することからも裏付けられる。また、亜鉛
粉末、あるいは亜鉛合金粉末は、複合材を被覆した場合
の防錆力に対して効果的であり、亜鉛本来の性質である
鉄に対する犠性的溶解により防錆効果を発揮するが、被
膜の均一性が問題となる。この被膜の均一性には、粉末
の形状、卦よび大きさが影響する。さらに追加して添加
される粉末は、その添加目的により異なるが、加工性を
さまたげないようにして耐食性を向上させることを主目
的に添加する場合は、アルミ；ウム、銅、すず、鉛、あ
るいは前記金属の七れぞれの合金粉末などが好ましく、
鱗片状粉末であれば伺好ましい。また本発明の複合被覆
鋼板の上にさらに種々の方法で塗装して使用することが
できるが、電着塗装をするためには炭素、銅などの粉末
を添加すると、耐食性｝よび加工性を低下させることな
く、効果的である。また、加工性をさらに向上させるた
めには、炭素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン
、窒化硼素などの粉末を添加すると効果的である。ここ
で、電気亜鉛めつきあるいは亜鉛を主成分とする電気め
つきの上層に被覆する、複合材の中に添加する全粉末の
量としては１０〜９５％が好ましく、１０％以下になる
とその添加の効果が見られず、また９５％以上になると
加工性、耐食性などの特性が著しく低下するので好まし
くない。

また粒径１０μｍ以下の粒状あるいは厚み２μｍ以下の
鱗片状のアルミニウム、銅、すず、鉛の金属粉末、前記
金属のそれぞれの合金粉末、あるいは炭素、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステン、窒化硼素等の粉末は量と
して被覆層の３０９１）以下が好ましい。３０％以上に
なつてもその添加効果は同じで、むしろ、第一層の電気
亜鉛めつき層あるいは亜鉛を主成分とする電気めつき層
との密着性、｝よび、さらに上塗りされる場合は、上塗
り塗料との密着性を悪くし、加工法卦よび耐食性を低下
させるので好ましくない。

また、電気亜鉛めつき層あるいは亜鉛を主成分とする電
気めつき層上に被覆される複合材中の有機樹脂中には、
無機系あるいは有機系の顔料を添加してもさしつかえな
い。

焼付条件は、使用される樹脂により多少異なるが、板温
１８０〜２３０℃が好ましい。

以下実施例により詳細に説明する。

実施例 １ 板厚０．７ｗｎの軟鋼板を、７０７／ｔの水酸化ナトリ
ウム溶液、浴温７０℃で、１０秒間の浸漬処理による脱
脂処理を行ない、水洗したのち、７０ｆ／ｔの硫酸、浴
温２０℃で５秒間の浸漬による酸洗処理を行ない、水洗
したのち、めつき量が１０ｔ／ｄになるように亜鉛の電
気めつき処理を行ない次に示す複合材を被覆処理した。

懸濁液組成 ポリエステル樹脂 ５０部亜鉛粉末（
粒径３μｍ） ２０部鱗片状アルミニウム粉
末（厚み１μｍ）３部顔料（クロム酸ストロンチウム）
３部被覆厚さ
１０μｍ焼付条件 板温 ２３０℃
得られた本発明の複合被覆鋼板の第二層被膜中の全粉末
が３４％であり、ゴバン目エリクセン張り出し６ｆｆｉ
？Ｆ！を行ない、粘着テープ剥離を行なつた結果、被膜
の剥離は見られず良好な加工密着性を示した。

また、ＪＩＳＺ２３７ｌによる塩水噴霧試験を行なつた
結果、平板部、クロスカツト部、｝よびエリクセン６Ｗ
Ｌ張り出し部において、７２時間を経過しても白錆の発
生が見られず、また５００時間を経過しても赤錆の発生
が認められず、良好な耐食性を示した。一方、下地に電
気亜鉛めつきを施さないものに、複合材を前記の条件で
被膜したものは１３０時間で赤錆が発生した。また、溶
融亜鉛めつき鋼板（めつき量片面１２２Ｖ／イ）は３６
時間で白錆が発生し、２００時間で赤錆の発生が認めら
れた。実施例 ２ 実施例１と同様な軟鋼板に実施例１と同様の前処理を施
したのち、亜鉛を主成分とする金属の電気めつき（特公
昭４９−１９９７９号の実施例に基づく処理による）を
１０１／Ｒｒ？施し、次に、実施例１と同様な処理によ
り複合材を被覆した。

得られた複合被覆鋼板を、ゴバン目エリクセン張り出し
６ｍ、またデユポン衝撃加工（１２．７ＴｗＬφ・１ｋ
ｆ、５０ｃｍ）をした後、粘着テープ剥離を行なつた結
果、被膜の剥離は見られず、加工密着性は良好であつた
。また、ＪＩＳＺ２３７ｌによる塩水噴霧試験を行なつ
た結果、平板部、クロスカツト部、卦よびエリクセン６
？張り出し部において、１０５時間を経過しても白錆の
発生が見られず、また、７００時間を経過しても赤錆の
発生は認められず、耐食性が良好であつた。実施例 ３ 実施例１と同様な軟鋼板に実施例１と同様の前処理を施
し、実施例２に示した、亜鉛を主成分とする電気めつき
を１０７／ｄ施した後に次に示す複合材を被覆処理した
。

懸濁液組成 エポキシ樹脂 ５０部亜鉛粉末（
粒径３μｍ） １００部鱗片状アルミニウム粉
末 ２部炭素粉末（粒径１μｍ）
５部顔料（クロム酸ストロンチウム） ３
部被膜厚さ ７μｍ
焼付条件 板温 ２１０℃得られた
複合被覆鋼板は、第二層被膜中の全粉末が６６％であり
、ゴバン目エリクセン張り出し６」またデユポ７衝撃加
工（１２．７Ｔｒｍφ、１幻、５０ｃｍ）をした後、粘
着テープ剥離を行なつた結果、被膜の剥離は見られず良
好な加工性を示した。

また、ＪＩＳＺ２３７ｌによる塩水噴霧試験を行なつた
結果、平板部、クロスカツト部、｝よびエリクセン６Ｔ
Ｖｆ１張り出し部において１０００時間を経過しても赤
錆の発生が見られず、耐食性は良好であつた。また本発
明の複合被覆を施したのち、次に示す条件で電着塗装を
上塗り塗装として施した。

電着塗装条件浴組成 ：ポリブタジエン電着塗料 １５
％浴温度 ：２５℃処理電圧：２００ 処理時間：３分 得られた電着被膜の膜厚は２５μｍであり、ゴバン目エ
リクセン張り出し、お・よびデユポン衝撃加工後粘着テ
ープ剥離を行なつた結果、剥離は見られず、加工密着性
は良好であつた。

実施例 ４ 実施例１と同様な軟鋼板に実施例１と同様の前処理を施
し、実施例２に示した、亜鉛を主成分とする電気めつき
を１０７／ｄ施した後に、次に示す複合材を被覆処理し
た。

懸濁液組成 アクリル樹脂 ５０部亜鉛粉末（
粒径３μｍ） ５０部鱗片状亜鉛粉末（厚
み１μｍ） １００部二硫化モリブデン粉末（粒径
０．５μｍ）１０部顔料（クロム酸ストロンチウム）
３部被膜厚さ １０
ｔｔｍ焼付条件 板温 ２２０℃得ら
れた複合被覆鋼板は第二層被膜中の全粉末が７５％であ
りデユポ７・衝撃加工（１２．７ｗｍ１１１蛇、５０ｃ
ｍ）をした後、ち・よび絞り比２．０の深絞り加工を行
なつた後、粘着テープ剥離を行なつた結果、被膜の剥離
は認められず、良好な加工性を示した。

また、ＪＩＳＺ２３７ｌによる塩水噴霧試験を行なつた
結果、デユポン衝撃加工部、｝よび深絞り加工部に訃い
て、７５０時間を経過しても赤錆の発生は認められず、
耐食性は良好であつた。実施例 ５ 実施例１と同様な軟鋼板に実施例１と同様の前処理を施
し、前めつきとしてニツケルめつきを０．１７／ｄ行な
い、次に実施例２に示した、亜鉛を主成分とする電気め
つきを１０７／ｄ施し、さらに実施例１と同様な処理に
より複合材を被覆した。

得られた複合被覆鋼板を、ゴバン目エリクセン張り出し
６ｗｎ１またデユポン衝撃加工（１２．７Ｔｍφ、１ｋ
ｑ、５０ｃｍ）をした後、粘着テープ剥離を行なつた結
果、被膜の剥離は見られず、加工密着性は良好であつた
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軟鋼板表面に、亜鉛または亜鉛を主成分とする、め
   つき量１〜４０ｇ／ｍ＾２の金属めつき層、あるいは該
   金属めつき層の下層に公知の極薄金属前めつき層をもつ
   金属めつき層（以下両者をともに第一層と呼ぶ）と、そ
   の上層に、膜厚２〜２０μｍの、金属粉末を主成分とす
   る被覆層を有する複合被覆鋼板。 ただし、前記金属粉末を主成分とする被覆層は、Ａ；粒
   径１０μｍ以下の粒状または厚み２μｍ以下の鱗片状の
   、亜鉛粉末または亜鉛合金粉末の、単独あるいは混合物
   。 Ｂ；粒径１０μｍ以下の粒状または厚み２μｍ以下の鱗
   片状の、アルミニウム、銅、すず、または鉛の金属粉末
   、あるいはこれらの金属のそれぞれの合金粉末、あるい
   は炭素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、また
   は窒化硼素の粉末の、１種または２種以上の混合物。 Ｃ；アクリル系、ポリエステル系、ポリブタジエン系、
   メラミン系、フェノール系、エポキシ系、またはウレタ
   ン系の有機樹脂の１種または２種以上からなるバインダ
   ー。 としたとき、Ａを１０〜９５重量％とし、残部がＣであ
   る被覆層、あるいは、Ａ＋Ｂ（ただしＢは被覆層の３０
   重量％以下）を１０〜９５重量％とし、残部がＣである
   被覆層。 ２ 極薄金属前めつき層が、３ｇ／ｍ＾２以下の、すず
   、クロム、ニッケル、または亜鉛のめつき層である特許
   請求の範囲第１項記載の複合被覆鋼板。