JP3124266B2

JP3124266B2 - 塗膜密着性と加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板

Info

Publication number: JP3124266B2
Application number: JP17585399A
Authority: JP
Inventors: 和彦本田; 広正野村; 洋金井; 浩平植田; 博康古川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: JP2001003181A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は塗装鋼板に関する。
さらに詳しくは、加工部の耐食性に優れ、環境負荷の大
きいとされるクロムを含まないため地球に優しく、建材
用や家電用として好適な塗装鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】家電や建材などの分野で加工後に塗装を
するポスト塗装製品に代わって、プレコート鋼板と呼ば
れる加工前に塗装を施した製品の使用量が増えてきてい
る。一般に厳しい加工を施すと塗装がダメージを受けて
耐食性が低下することが知られているのでプレコート鋼
板は、美観を有しながら、加工性と耐食性を併せ持つ必
要がある。

【０００３】このようなプレコート鋼板の例として、例
えば、特開平０８−１６８７２３号公報には、皮膜の構
造を規定することによって加工性と、耐汚染性、硬度に
優れたプレコート鋼板を得る技術が開示されている。ま
た、特開平０３−１００１８０号公報には、特定のクロ
メート処理液を用いることで端面耐食性を改善したプレ
コート鋼板が開示されている。

【０００４】いずれにおいても、耐食性に優れるめっき
鋼板の上にクロメート処理と呼ばれる耐食性と密着性に
優れる下地処理を施し、その上に耐食性に優れるクロム
系防錆顔料を含む下塗り層を有し、さらにその上に着色
された上塗り層を有する構造をとっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらクロメート処理
およびクロム系防錆顔料に含まれる６価のクロムは水溶
性であり、これが溶出することによって亜鉛系のめっき
鋼板の腐食を抑制する性質がある。例えば、厳しい加工
で塗膜が割れた場合でも、その部分の腐食を抑制するな
ど、非常に優れており、今日までクロメート処理とクロ
ム系防錆顔料は幅広くプレコート鋼板に使用されてきて
いる。

【０００６】しかしながら、クロメート処理およびクロ
ム系防錆顔料から溶出する可能性のある６価のクロムは
環境負荷が大きな物質であるため、最近ではクロムフリ
ーの下地処理、クロムフリーの防錆顔料に対する要望が
高まっている。そこで、本発明では、このような要望に
答え、加工部の耐食性に優れるクロムフリーで環境負荷
の小さいプレコート鋼板を提供する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、各種めっ
き鋼板の塗装後の加工部耐食性を各種クロムフリー下地
処理と各種クロムフリープライマーの条件で様々な検討
を重ねた。その結果、鋼板の表面にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合
金めっきまたはＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきを施
し、下地処理としてクロメート処理の代わりにタンニン
またはタンニン酸系処理を施し、その上にクロム系防錆
顔料の代わりにクロムフリー防錆顔料を有する塗膜を施
すことで、優れた塗膜密着性と加工部の耐食性を有する
環境負荷の小さいクロムフリープレコート鋼板を製造し
得ることを見いだして、本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明の趣旨とするところは、以下のとおりで
ある。

【０００８】（１）鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１
〜１０重量％、Ａｌ：４〜１９重量％を含有し、かつ、
ＭｇとＡｌが式：Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満
たし、残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層を有し、そ
の上に固形分として樹脂１００重量部、タンニンまたは
タンニン酸０．２〜５０重量部を含有する下地処理皮膜
層を有し、さらにその上に有機皮膜層を上層として有す
ることを特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の小
さい塗装鋼板。

【０００９】（２）鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１
〜１０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％、Ｓｉ：０．０１
〜２重量％を含有し、かつ、ＭｇとＡｌが式：Ｍｇ
（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満たし、残部がＺｎより
なるＺｎ合金めっき層を有し、その上に固形分として樹
脂１００重量部、タンニンまたはタンニン酸０．２〜５
０重量部を含有する下地処理皮膜層を有し、さらにその
上に有機皮膜層を上層として有することを特徴とする加
工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。

【００１０】（３）下地処理皮膜層に固形分として、微
粒シリカ１０〜５００重量部をさらに含有することを特
徴とする、（１）および（２）記載の加工部の耐食性に
優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。（４）有機皮膜層が防錆顔料を含む下塗り層と着色され
た上塗り層からなる（１）〜（３）記載の加工部の耐食
性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。

【００１１】（５）塗装鋼板のＺｎ合金めっき層の下に
Ｎｉめっき層を有することを特徴とする（１）〜（４）
に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼
板。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の塗装鋼板は鋼板上にＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっ
き、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきとタンニンまた
はタンニン酸系処理、および１層または２層からなる有
機被覆層を順次付与したものである。

【００１３】本発明の下地鋼板としては、Ａｌキルド鋼
板、Ｔｉ，Ｎｂなどを添加した極低炭素鋼板、およびこ
れらにＰ，Ｓｉ，Ｍｎなどの強化元素を添加した高強度
鋼等種々のものが適用できる。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき
層は、Ｍｇ１〜１０重量％、Ａｌ４〜１９重量％、かつ
ＭｇとＡｌが式、Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０、残部
がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層である。

【００１４】Ｍｇの含有量を１〜１０重量％に限定した
理由は、１重量％未満では耐食性を向上させる効果が不
十分であるためであり、１０重量％を超えるとめっき層
が脆くなって密着性が低下するためである。Ａｌの含有
量を４〜１９重量％に限定した理由は、２重量％未満で
はめっき層が脆くなって密着性が低下することを考慮し
て、本発明の範囲を４重量％以上に限定するものである
が、１９重量％を超えると耐食性を向上させる効果が認
められなくなるためである。ＭｇとＡｌの含有量を式、
Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０に限定した理由は、めっ
き中のＺｎ含有量が小さいと犠牲防食効果が小さくなり
耐食性が低下するためである。

【００１５】Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき層は、Ｍｇ
１〜１０重量％、Ａｌ２〜１９重量％、Ｓｉ０．０１〜
２重量％、かつＭｇとＡｌが式、Ｍｇ（％）＋Ａｌ
（％）≦２０、残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層で
ある。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき層は、上記のＺｎ
−Ｍｇ−Ａｌめっき層の効果を維持しながら、それにＳ
ｉを所定量で添加した場合に耐食性が向上する効果を有
するものである。

【００１６】Ｍｇの含有量を１〜１０重量％に限定した
理由は、１重量％未満では耐食性を向上させる効果が不
十分であるためであり、１０重量％を超えるとめっき層
が脆くなって密着性が低下するためである。Ａｌの含有
量を２〜１９重量％に限定した理由は、２重量％未満で
はめっき層が脆くなって密着性が低下するためであり、
１９重量％を超えると耐食性を向上させる効果が認めら
れなくなるためである。以上は、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっ
き層の場合と同じである。Ｓｉの含有量を０．０１〜２
重量％に限定した理由は、０．０１重量％未満ではめっ
き中のＡｌと鋼板中のＦｅが反応しめっき層が脆くなっ
て密着性が低下するためであり、２重量％を超えると密
着性を向上させる効果が認められなくなるためである。
好ましくはＡｌ含有量の３％以上である。ＭｇとＡｌの
含有量を式、Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０に限定した
理由は、めっき中のＺｎ含有量が小さいと犠牲防食効果
が小さくなり耐食性が低下するためである。

【００１７】めっき層中には、これ以外にＦｅ，Ｓｂ，
Ｐｂなどを単独あるいは複合で１重量％以内含有しても
よい。Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき又はＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−
Ｓｉめっきの付着量については特に制約は設けないが、
耐食性の観点から１０ｇ／ｍ ²以上、加工性の観点から
３５０ｇ／ｍ²以下で有ることが望ましい。本発明にお
いて、めっき鋼板の製造方法については特に限定すると
ころはなく、通常の無酸化炉方式の溶融めっき法が適用
できる。下層としてＮｉプレめっきを施す場合も通常行
われているプレめっき方法を適用すればよく、プレＮｉ
めっきを施した後、無酸化あるいは還元雰囲気中で急速
低温加熱を行い、そののちに溶融めっきを行う方法等が
好ましい。

【００１８】さらに、加工部の耐食性をさらに向上させ
る場合には、下層にＮｉめっき層を設けることができ
る。このプレＮｉめっき量は２ｇ／ｍ²以下が好まし
い。２ｇ／ｍ²を超えるとめっき密着性が劣化する。プ
レめっき量の下限は、０．２ｇ／ｍ²が好ましい。めっ
き下層にＮｉめっき層を有する場合に加工部の耐食性が
良好となる理由は、めっき層−地鉄界面に生成したＮｉ
−Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｎ化合物が一種のバインダーの役割を
果たすことによるものと考えられる。

【００１９】本発明のプレコート鋼板に用いる下地処理
皮膜層は、樹脂、特に水性樹脂をベースとしてタンニン
またはタンニン酸を含むことを特徴としている。この下
地処理皮膜層とＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき層、Ｚｎ−
Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層を組み合わせることによ
り相乗的に加工部の耐食性が向上する。本下地処理皮膜
層のタンニンまたはタンニン酸の役割は、めっき層と強
固に反応して密着することと、一方で樹脂、特に水性樹
脂とも密着することにある。タンニンまたはタンニン酸
と密着した樹脂、特に水性樹脂はその上に塗装される樹
脂と強固に密着し、その結果としてめっき鋼板と塗膜が
従来から使用されてきたクロメート処理を使用せずとも
強固に密着するようになったものと考えられる。また、
タンニンやタンニン酸そのものが樹脂、特に水性樹脂を
仲立ちとせずにめっき鋼板と塗膜の結合に関与している
部分も存在するものと考えられる。

【００２０】本発明の下地処理皮膜層の水性樹脂として
は、水溶性樹脂のほか、本来水不溶性でありながらエマ
ルジョンやサスペンジョンのように水中に微分散された
状態になりうる樹脂を含めて言う。このような水性樹脂
として使用できるものは、例えば、ポリオレフィン系樹
脂、アクリルオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステ
ル系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、その他
の熱硬化型樹脂が挙げられ、架橋可能な樹脂が望まし
い。特に好ましい樹脂は、アクリルオレフィン系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、および両者の混合樹脂である。こ
れらの水性樹脂の２種類以上を混合あるいは重合して使
用しても良い。

【００２１】タンニンやタンニン酸は、樹脂、特に水性
樹脂の存在下で、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき、Ｚｎ−
Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっきと塗膜の両者と強固に結合
し、塗膜の密着性を飛躍的に向上させ、ひいては加工部
の耐食性を向上させる。タンニンまたはタンニン酸とし
ては加水分解できるタンニンでも縮合タンニンでもよ
く、これらの一部が分解されたものでも良い。タンニン
およびタンニン酸は、ハマメタタンニン、五倍子タンニ
ン、没食子タンニン、ミロバロンのタンニン、ジビジビ
のタンニン、アルガロビラのタンニン、バロニアのタン
ニン、カテキンなど特に限定するものではなく、市販の
もの、例えば「タンニン酸：ＡＬ」（富士化学工業製）
などを使用することができる。

【００２２】タンニンおよびタンニン酸の含有量は樹脂
１００重量部に対して、タンニンまたはタンニン酸０．
２〜５０重量部がよい。タンニンまたはタンニン酸の含
有量が０．２重量部未満ではこれらを添加した効果がみ
られず、塗膜密着性や加工部の耐食性が不十分である。
一方、５０重量部を越えると逆に耐食性が低下したり、
処理液を長期間貯蔵しておくとゲル化したりして問題が
ある。

【００２３】さらに微粒シリカを添加すると耐擦り傷
性、塗膜密着性、耐食性が向上する。本発明において微
粒シリカとは、微細な粒径をもつために水中に分散させ
た場合に安定に水分散状ものである。このような微粒シ
リカとしては、ナトリウムなどの不純物が少なく、弱ア
ルカリ系のものであれば、特に限定されない。例えば、
「スノーテックスＮ」（日産化学工業社製）、「アデラ
イトＡＴ−２０Ｎ」（旭電化工業社製）などの市販のシ
リカなどを用いることができる。

【００２４】微粒シリカの含有量は固形分換算で、樹脂
１００重量部に対して１０〜５００重量部であることが
好ましい。１０重量部未満では添加した効果が少なく、
５００重量部を越えると耐食性向上の効果が飽和して不
経済である。また、必要に応じて界面活性剤、防錆抑制
剤、発泡剤、顔料などを添加しても良い。さらに密着性
を向上させるために、エッチング性フッ化物を添加して
もよい、エッチング性フッ化物としては、例えば、フッ
化亜鉛四水和物、ヘキサフルオロケイ酸亜鉛六水和物な
どを使用することができる。同じく密着性を向上させる
目的でシランカップリング剤を添加しても良い。シラン
カップリング剤としては、例えば、γ−（２−アミノエ
チル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−
アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、アミノシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメ
チル〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニ
ウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラ
ン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラ
ン、トリメチルクロロシランなどを挙げることができ
る。

【００２５】下地処理皮膜層の塗布方法は特別限定する
ものではなく、一般に公知の塗装方法、例えば、ロール
コート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬な
どが適用できる。塗布後の乾燥・焼き付けは、樹脂の重
合反応や硬化反応を考慮して、熱風炉、誘導加熱炉、近
赤外線炉、等公知の方法あるいはこれらを組み合わせた
方法で行えばよい。また、使用する水性樹脂の種類によ
っては紫外線や電子線などによって硬化させることもで
きる。あるいは強制乾燥を用いずに自然乾燥してもよい
し、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｓｉ合金めっき鋼板を予め加熱しておいて、その上
に塗布して自然乾燥してもよい。

【００２６】下地処理皮膜層の乾燥後の付着量は１０〜
３０００ｍｇ／ｍ²が好適である。１０ｍｇ／ｍ²未満
では密着性が劣り加工部の耐食性が不十分である。一
方、３０００ｍｇ／ｍ²を越えると不経済であるばかり
か加工性も低下して耐食性も劣るようになる。本発明の
プレコート鋼板は下地処理したＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ合金め
っき鋼板、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ合金めっき鋼板の上
に有機被覆層を有することを特徴としている。有機被覆
としてはポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹
脂、フッ素系樹脂、ブチラール樹脂、ポリカーボネート
樹脂、フェノール樹脂などである。これらの混合物や共
重合物も使用できる。また、これらにイソシアネート樹
脂、アミノ樹脂、シランカップリング剤あるいはチタン
カップリング剤等を補助成分として併用することができ
る。本発明によるプレコート鋼板は加工後に補修をされ
ずにそのまま使用されるケースが多いので、厳しい加工
が施される用途では、ポリエステル樹脂をメラミンで架
橋する樹脂系、ポリエステル樹脂をウレタン樹脂（イソ
シアネート、イソシアネート樹脂）で架橋する樹脂系、
塩化ビニル樹脂系、フッ素樹脂系（溶剤可溶型、アクリ
ル樹脂との分散混合型）が望ましい。

【００２７】本発明の上記有機被覆層は着色を施し、こ
の上にさらなる塗装をしなくても、そのまま使用できる
特徴を有する。有機被覆層の着色は顔料や染料などによ
る。顔料としては、無機系、有機系、両者の複合系に関
わらず公知のものを使用することができ、チタン白、亜
鉛黄、アルミナ白、シアニンブルー、等のシアニン系顔
料、カーボンブラック、鉄黒、べんがら、黄色酸化鉄、
モリブデートオレンジ、ハンサイエロー、ピラゾロンオ
レンジ、アゾ系顔料、紺青、縮合多環系顔料、などが例
示できる。この他に、金属片・粉末・パール顔料、マイ
カ顔料、インジゴイド染料、硫化染料、フタロシアニン
染料、ジフェニルメタン染料、ニトロ染料、アクリジン
染料、等が挙げられる。有機被覆層中の顔料濃度は特に
限定されず、必要な色や隠蔽力によって決定すればよ
い。

【００２８】また、着色に直接関わらない顔料や添加物
成分、例えば、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カオリ
ンクレー、等の顔料、消泡剤、レベリング剤、分散補助
剤、等の添加剤、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、
エステル系、パラフィン系、フッ素系などの有機ワック
ス成分、二流化モリブデンなどの無機ワックス成分、塗
料粘度を下げるための希釈剤、溶剤、水、等を加えるこ
とができる。

【００２９】さらに必要に応じて防錆顔料を添加しても
よい、防錆顔料としては一般に公知のもの、例えばリ
ン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、亜リン酸亜
鉛、等のリン酸系防錆顔料、モリブデン酸カルシウ
ム、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸バリウ
ム、等のモリブデン酸系防錆顔料、酸化バナジウムな
どのバナジウム系防錆顔料、カルシウムシリケートな
どのシリケート系顔料、ストロンチウムクロメート、
ジンククロメート、カルシウムクロメート、カリウムク
ロメート、バリウムクロメートなどのクロメート系防錆
顔料、水分散シリカ、ヒュームドシリカ、等の微粒シ
リカなどを用いることができる。しかしのクロメート
系防錆顔料は環境上負荷が大きいため、これら以外を使
用することが望ましい。

【００３０】着色された有機被覆層は公知の方法で下地
処理皮膜層の上に塗装される。例えば、ロールコータ
ー、カーテンコーター、静電塗装、スプレー塗装、浸漬
塗装などである。その後、熱風、誘導加熱、近赤外、遠
赤外、などの加熱によって乾燥・硬化される。有機被覆
層の樹脂が電子線や紫外線で硬化するものであればこれ
らの照射によって硬化される。これらの併用であっても
よい。

【００３１】着色された有機被覆層の膜厚は特に限定す
るものではないが、均一な外観を得るためには５μｍ以
上の乾燥膜厚があることが望ましい。膜厚の上限はない
が、コイルで連続的に塗装する場合は１回の塗装で乾燥
膜厚が５０μｍ程度であることが多い、切り板に断続的
に塗装する場合は焼き付けを緩やかな条件で行うことが
可能であり、この上限膜厚は２００μｍ程度まで上が
る。また、スプレー塗装などで１枚毎に処理する場合は
さらに上限の膜厚は上がる。

【００３２】本発明のプレコート鋼板で下地処理皮膜層
と着色された有機層の間に、必要に応じて防錆顔料を添
加した皮膜層を下塗り層として有することができる。こ
の下塗り層は主に耐食性の向上を目的とするが、その他
に成形加工性、耐薬品性などのも考慮して設計される。
下塗り層を構成する樹脂としては、一般に公知の樹脂、
例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などをそのままあるい
は組み合わせて使用できる。防錆顔料としては一般に公
知のもの、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸ア
ルミニウム、亜リン酸亜鉛、等のリン酸系防錆顔料、
モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、
モリブデン酸バリウム、等のモリブデン酸系防錆顔料、
酸化バナジウムなどのバナジウム系防錆顔料、カル
シウムシリケートなどのシリケート系顔料、ストロン
チウムクロメート、ジンククロメート、カルシウムクロ
メート、カリウムクロメート、バリウムクロメートなど
のクロメート系防錆顔料、水分散シリカ、ヒュームド
シリカ、等の微粒シリカなどを用いることができる。し
かしのクロメート系防錆顔料は環境上負荷が大きいた
め、これら以外を使用することが望ましい。

【００３３】防錆顔料の添加量は皮膜の固形分基準に１
〜４０重量％がよい。１重量％より少ないと耐食性の改
良が十分でなく、４０重量％を越えると加工性が低下し
て、加工時に有機被膜層の脱落が起こり、耐食性も劣る
ようになる。防錆顔料を含む下塗り層の膜厚は３０μｍ
以下が好適であり、３０μｍを越えると加工性が低下し
て、加工時に有機被膜層の脱落が起こり耐食性も劣るよ
うになる。

【００３４】防錆顔料を含む下塗り層の塗布は一般に公
知の方法でできる。例えば、ロールコート、カーテンコ
ート、エアースプレー、エアーレススプレー、浸漬、刷
毛塗り、バーコートなどである。その後、熱風、誘導加
熱、近赤外、遠赤外、などの加熱によって乾燥・硬化さ
れる。有機被覆層の樹脂が電子線や紫外線で硬化するも
のであればこれらの照射によって硬化される。これらの
併用であってもよい。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。（実施例１）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延鋼板を準備
し、これに浴温４５０〜５５０℃で、それぞれＭｇ量、
Ａｌ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき浴、Ｍｇ
量、Ａｌ量、Ｓｉ量を変化させたＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴を使用し３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピ
ングでめっき付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。得ら
れためっき鋼板のめっき層中組成を表１〜４に示す。な
お、一部の試料については、下層にＮｉプレめっき層を
施した。

【００３６】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液に、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、乾
燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、アクリルオレフ
ィン樹脂１００重量部に対しタンニン酸２．５重量部、
シリカ３０重量部含有させた下地処理材を塗布し、熱風
乾燥炉で乾燥して付着量２００ｍｇ／ｍ²とした。乾燥
時の到達板温は１５０℃とした。タンニン酸としては
「タンニン酸ＡＬ」富士化学工業（株）製を使用した。
シリカとしては「スノーテックスＮ」（日産化学工業
製）を使用した。

【００３７】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系）の防錆顔
料を表１〜４に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カル
シウムシリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブ
デン酸系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱
風乾燥炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付
けて膜厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の
上に、上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００Ｈ
Ｑ（ポリエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱
風乾燥炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて
膜厚を１５μｍに調整した。

【００３８】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、加工部の塗膜密着性試験と
耐食性試験を行った。塗膜密着性試験は、加工部に粘着
テープを貼り付け、これを勢いよく剥離したときの粘着
テープへの塗膜の付着状況で評価した。評点は、試験し
た長さに対する付着した塗膜の長さの割合に基づき、０
％以上２％未満を５、２％以上５％未満を４、付着量が
５％以上３０％を３、３０％以上８０％未満を２、８０
％以上を１、として評点４以上を合格とした。

【００３９】一方、耐食性の試験は、塩水噴霧（５％Ｎ
ａＣｌ，３５℃，２ｈｒ）→乾燥（６０℃，３０％Ｒ
Ｈ，４ｈｒ）→湿潤（５０℃，９５％ＲＨ，２ｈｒ）か
らなるサイクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイ
クル腐食試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察
した。評点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％
未満を４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上
３０％未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を
合格とした。

【００４０】総合評価は加工部の塗膜密着性と耐食性の
いずれもが合格点をクリアするものを合格（表中では○
と記載）とした。評価結果は表１〜４に示す通りであ
り、本発明材はいずれも良い塗膜密着性及び耐食性を示
した。表１〜４において、Ｍｇ，Ａｌを所定量含有する
本発明のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき層を形成した塗装鋼板
は、加工部の耐食性に優れていた。また、これらと同一
量のＭｇ，Ａｌと共に所定量のＳｉを含有するＺｎ−Ｍ
ｇ−Ａｌ−Ｓｉめっき層を形成した塗装鋼板の場合に
は、加工部の耐食性がＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっき層の場合
と比べても向上していることが認められる。一方、比較
例において、Ｍｇ，Ａｌの含有量が少なく、またＳｉも
含まないＺｎ合金めっき層の場合（Ｎｏ．３１）、耐食
性は低く、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉを添加する場合でも、Ｍｇ
の含有量が少なすぎる場合（Ｎｏ．３２）、Ｍｇの含有
量が多すぎる場合（Ｎｏ．３３）、Ａｌの含有量が少な
すぎる場合（Ｎｏ．３４）、ＭｇとＡｌの合計量が多す
ぎる場合（Ｎｏ．３５）、およびＳｉの含有量が多すぎ
る場合（Ｎｏ．３６）には、いずれも、耐食性が十分で
はない。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】（実施例２）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌめっ
き浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングでめっき
付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。なお、下層にはＮ
ｉプレめっき層を施した。得られためっき鋼板のめっき
層中組成は、Ｍｇ３％、Ａｌ５％であった。

【００４６】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液で、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、乾
燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、表２に示す組成
の下地処理材を塗布し熱風乾燥炉で乾燥した。乾燥時の
到達板温は１５０℃とした。タンニン酸としては「タン
ニン酸ＡＬ」富士化学工業（株）製、「ＢＲＥＷＴＡ
Ｎ」（オムニケム社製）、ＴＡＮＡＬ１（オムニケム社
製）を使用した。シリカとしては「スノーテックスＮ、
表中ではＳＴ−Ｎと記載」（日産化学工業製）を使用し
た。

【００４７】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系、表中の樹
脂種はポリエステルとした）、日本ペイント製Ｐ１０８
プライマー（エポキシ樹脂系、表中の樹脂種はエポキシ
とした）、日本ペイント製Ｐ３０４プライマー（ウレタ
ン樹脂系、表中の樹脂種はウレタンとした）の防錆顔料
を表２に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カルシウム
シリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブデン酸
系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜
厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の上に、
上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００ＨＱ（ポ
リエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜厚を
１５μｍに調整した。

【００４８】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、加工部の塗膜密着性試験と
耐食性試験を行った。塗膜密着性試験は、加工部に粘着
テープを貼り付け、これを勢いよく剥離したときの粘着
テープへの塗膜の付着状況で評価した。評点は、試験し
た長さに対する付着した塗膜の長さの割合に基づき、０
％以上２％未満を５、２％以上５％未満を４、付着量が
５％以上３０％を３、３０％以上８０％未満を２、８０
％以上を１、として評点４以上を合格とした。

【００４９】一方、耐食性の試験は、塩水噴霧（５％Ｎ
ａＣｌ，３５℃，２ｈｒ）→乾燥（６０℃，３０％Ｒ
Ｈ，４ｈｒ）→湿潤（５０℃，９５％ＲＨ，２ｈｒ）か
らなるサイクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイ
クル腐食試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察
した。評点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％
未満を４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上
３０％未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を
合格とした。

【００５０】総合評価は加工部の塗膜密着性と耐食性の
いずれもが合格点をクリアするものを合格（表中では○
と記載）とした。評価結果を表５示す。本発明の条件で
作製した塗装鋼板は、いずれも従来のクロメート処理鋼
板（Ｎｏ．２５とＮｏ．２６）に近いレベルの塗膜密着
性と加工部耐食性を有している。下地処理皮膜層の上に
上塗り塗膜をもうけない場合（Ｎｏ．２２）はやや耐食
性が劣るが問題の無いレベルである。下地処理皮膜層の
タンニン含有量が少なすぎる場合（Ｎｏ．１５）は加工
部の密着性と耐食性が劣り、不適である。また、下地処
理皮膜層のタンニン酸含有量が多すぎる場合（Ｎｏ．１
７）も加工の際に塗膜の割れが大きくなり耐食性を落と
すので、不適である。Ｎｏ．２５とＮｏ．２６は塗膜密
着性と加工部耐食性のいずれにも優れるが環境上有害な
クロムを使用しているため不適である。

【００５１】

【表５】

【００５２】（実施例３）まず、厚さ０．８ｍｍの冷延
鋼板を準備し、これに４５０℃のＺｎ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｓ
ｉめっき浴で３秒溶融めっきを行い、Ｎ₂ワイピングで
めっき付着量を１３５ｇ／ｍ²に調整した。なお、下層
にはＮｉプレめっき層を施した。得られためっき鋼板の
めっき層中組成は、Ｍｇ３％，Ａｌ５％，Ｓｉ０．１５
％であった。

【００５３】めっき鋼板は、脱脂剤として日本パーカラ
イジング（株）製ＦＣ−３６４Ｓを使用し、２重量％の
水溶液とし、６０℃、１０秒間浸漬し、その後、水洗、
乾燥の工程で脱脂処理を行った。次いで、表２に示す組
成の下地処理材を塗布し熱風乾燥炉で乾燥した。乾燥時
の到達板温は１５０℃とした。タンニン酸としては「タ
ンニン酸ＡＬ」富士化学工業（株）製、「ＢＲＥＷＴＡ
Ｎ」（オムニケム社製）、ＴＡＮＡＬ１（オムニケム社
製）を使用した。シリカとしては「スノーテックスＮ、
表中ではＳＴ−Ｎと記載」（日産化学工業製）を使用し
た。

【００５４】次に、下塗り塗装として日本ペイント製Ｐ
６４１プライマー塗料（ポリエステル樹脂系、表中の樹
脂種はポリエステルとした）、日本ペイント製Ｐ１０８
プライマー（エポキシ樹脂系、表中の樹脂種はエポキシ
とした）、日本ペイント製Ｐ３０４プライマー（ウレタ
ン樹脂系、表中の樹脂種はウレタンとした）の防錆顔料
を表２に記載した防錆顔料（亜リン酸亜鉛、カルシウム
シリケート、バナジン酸／リン酸混合系、モリブデン酸
系）に変更したものをバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で最高到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜
厚を５μｍになるように調整した。下塗り塗装の上に、
上塗り塗装として、日本ペイント製ＦＬ１００ＨＱ（ポ
リエステル樹脂系）をバーコーターで塗布し、熱風乾燥
炉で到達板温が２２０℃となる条件で焼き付けて膜厚を
１５μｍに調整した。

【００５５】以上のようにして作製した塗装鋼板に対し
て３Ｔ折り曲げ加工（原板を３枚はさんだ状態で１８０
°の折り曲げ加工）を施し、加工部の塗膜密着性試験と
耐食性試験を行った。塗膜密着性試験は、加工部に粘着
テープを貼り付け、これを勢い良くはく離したときの粘
着テープへの塗膜の付着状況で評価した。評点は、試験
した長さに対する付着した塗膜の長さの割合に基づき、
０％以上２％未満を５、２％以上５％未満を４、付着量
が５％以上３０％を３、３０％以上８０％未満を２、８
０％以上を１、として評点４以上を合格とした。

【００５６】一方、耐食性の試験は、塩水噴霧（５％Ｎ
ａＣｌ，３５℃，２ｈｒ）→乾燥（６０℃，３０％Ｒ
Ｈ，４ｈｒ）→湿潤（５０℃，９５％ＲＨ，２ｈｒ）か
らなるサイクル腐食試験を１２０サイクル行った。サイ
クル腐食試験後に加工部の赤錆発生面積率を目視で観察
した。評点は、赤錆５％未満を５、赤錆５％以上１０％
未満を４、赤錆１０％以上２０％未満を３、２０％以上
３０％未満を２、３０％以上を１、として評点３以上を
合格とした。

【００５７】総合評価は加工部の塗膜密着性と耐食性の
いずれもが合格点をクリアするものを合格（表中では○
と記載）とした。評価結果は表６に示す通りであり、表
５の結果とほぼ同様のことがいえ、本発明材はいずれも
良い耐食性を示した。

【００５８】

【表６】

【００５９】

【発明の効果】本発明により、環境負荷の大きなクロム
を含有せずに、加工部の耐食性に優れる塗装鋼板を提供
することが可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植田浩平千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者古川博康千葉県君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内 (56)参考文献特開昭54−159340（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−96062（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−44439（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−23857（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 28/00 B05D 5/00,7/00 C23F 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
０重量％、Ａｌ：４〜１９重量％を含有し、かつ、Ｍｇ
とＡｌが式：Ｍｇ（％）＋Ａｌ（％）≦２０％を満た
し、残部がＺｎよりなるＺｎ合金めっき層を有し、その
上に固形分として樹脂１００重量部、タンニンまたはタ
ンニン酸０．２〜５０重量部を含有する下地処理皮膜層
を有し、さらにその上に有機皮膜層を上層として有する
ことを特徴とする加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さ
い塗装鋼板。
【請求項２】鋼板の表面に下層として、Ｍｇ：１〜１
０重量％、Ａｌ：２〜１９重量％、Ｓｉ：０．０１〜２
重量％を含有し、かつ、ＭｇとＡｌが式：Ｍｇ（％）＋
Ａｌ（％）≦２０％を満たし、残部がＺｎよりなるＺｎ
合金めっき層を有し、その上に固形分として樹脂１００
重量部、タンニンまたはタンニン酸０．２〜５０重量部
を含有する下地処理皮膜層を有し、さらにその上に有機
皮膜層を上層として有することを特徴とする加工部の耐
食性に優れ環境負荷の小さい塗装鋼板。
【請求項３】下地処理皮膜層に固形分として、微粒シ
リカ１０〜５００重量部をさらに含有することを特徴と
する、請求項１または２記載の加工部の耐食性に優れ環
境負荷の小さい塗装鋼板。
【請求項４】有機皮膜層が防錆顔料を含む下塗り層と
着色された上塗り層からなる請求項１〜３のいずれか１
項に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さい塗装
鋼板。
【請求項５】塗装鋼板のＺｎ合金めっき層の下にＮｉ
めっき層を有することを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載の加工部の耐食性に優れ環境負荷の小さ
い塗装鋼板。