JP2002371371A - 表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明では、主に自動車車体用途として、塗
料密着性、耐食性、加工性等に優れかつ表裏識別性に優
れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板を提供することを目
的とする。 【解決手段】 本発明の要旨とするところは、亜鉛系メ
ッキ鋼板の両面にリン酸塩皮膜を有するリン酸塩処理亜
鉛系メッキ鋼板であって、前記リン酸塩皮膜の色調が表
裏で差のあることを特徴とするものであり、具体的に
は、一方の面のリン酸亜鉛皮膜が２％以上のＮｉと更に
Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａのうち最低１種以
上を０．０１％以上含有し、他方が２％以上のＭｇと更
にＮｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａのうち最低１種
以上を０．０１％〜１％含有することを特徴とするもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に自動車車体の
用途として、耐食性、塗装密着性、加工性等に優れかつ
表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車車体用途の鋼板において、
耐食性と加工性の要求がますます厳しくなってきてい
る。特に耐食性については、ドアヘム部とよばれる鋼板
と鋼板のあわせ部分における孔食が問題であり、この部
分においては通常塗装が付着しないことから、鋼板裸で
の耐食性が要求されている。この耐食性の改善のため、
２０ないし３０ｇ／ｍ² の薄目付けのＺｎ−Ｎｉ系合金
メッキを施し、更にその上層にクロメート皮膜、有機皮
膜を形成した鋼板が広く使用されている。このような鋼
板は、耐食性、加工性とも十分な性能を持つが、上層に
有機皮膜の絶縁層を持つがゆえに、電着塗装時にムラが
発生し易く、均一な塗装外観が得られ難い問題がある。
それに加えて、高価なニッケルを使用することや、有害
な６価クロムを含むといった問題もある。また、メッキ
目付け量を増加した純亜鉛メッキ鋼板や、亜鉛鉄合金メ
ッキ鋼板も使用されているが、一般にメッキの目付けを
増加させれば耐食性の向上ともに加工性が悪化するた
め、両性能とも高度にバランスさせることは極めて困難
である。

【０００３】上記問題の解決のため、本発明者等は先
に、自動車車体用途の耐食性を向上させたリン酸塩処理
亜鉛系メッキ鋼板を提案した（ＷＯ００／７３５３
５）。ところで、自動車製造ラインにおいて、鋼板の表
裏を識別する必要が生じる場合が多々ある。車体防錆設
計上の必要から表裏でメッキ目付け量を相違させた場合
は、表裏の取り違えは大問題となる。また鋼板製造時の
外観検査（おし疵、すり疵、汚れの有無）において、自
動車外板外面に相当する面については、より厳しい検査
と保証を行って出荷するのが通例であることから、表裏
を取り違えることなく使用することは、品質管理上重要
である。このため、表裏識別のためのマーキングが行わ
れている場合もある。しかしながら、マーキングのため
のコストや管理の煩雑さの問題があるとともに、小部品
や小ブランクシートにしてしまうとマーキングが分から
なくなるといった問題もある。

【０００４】前述のクロメート皮膜、有機皮膜を形成し
た有機複合鋼板においては、有機皮膜に着色顔料を添加
して皮膜自身に色調をつけ、表裏識別することが可能で
あり実用されている。しかしながら、リン酸塩処理亜鉛
系メッキ鋼板においては、皮膜に顔料を適用することは
困難であり、十分な表裏識別性を付与する方法が求めら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記欠点
を解決し、主に自動車車体用途として、塗料密着性、耐
食性等に優れ、かつ表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜
鉛系メッキ鋼板を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】リン酸塩皮膜の色調は、
その成分によって変化することは経験的には知られた事
実であるが、識別性を持たすことが可能なほどに色調制
御しつつ、かつ主に自動車用に用いられる場合の各種特
性についても満足した鋼板については知られていない。
本発明者らは、これについて検討を重ねた結果、リン酸
亜鉛皮膜の成分を特定の値に規定すれば、色調の制御が
可能であり、かつ、耐食性、加工性等の特性を満足する
表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板が得
られる事を見出し本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明の要旨とするところは、
亜鉛系メッキ鋼板の両面にリン酸塩皮膜を有するリン酸
塩処理亜鉛系メッキ鋼板であって、前記リン酸塩皮膜の
色調が表裏で差のあることを特徴とするものであり、具
体的には、一方の面のリン酸亜鉛皮膜が２％以上のＮｉ
と更にＭｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａのうち最低
１種以上を０．０１％以上含有し、他方が２％以上のＭ
ｇと更にＮｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａのうち最
低１種以上を０．０１％〜１％含有することを特徴とす
るものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に用いる亜鉛系メッキには
特に限定がなく、純亜鉛メッキ、合金メッキのいずれに
ついても使用できるが、製造コストの観点からは、電気
亜鉛メッキ、溶融亜鉛メッキ、合金化溶融亜鉛メッキ等
が好ましい。また単層メッキ、複層メッキいずれも使用
できるし、Ｎｉ，Ｃｕ等のプレメッキ上に形成した亜鉛
系メッキであっても構わない。

【０００９】亜鉛系メッキ上に形成するリン酸塩処理皮
膜については、いわゆるホパイト（Ｚｎ₃ （ＰＯ₄ ）₂
・４Ｈ₂ Ｏ）結晶を形成するリン酸亜鉛皮膜が望まし
く、表裏のリン酸亜鉛皮膜の成分を相違させることでそ
れぞれの色調を制御し、表裏識別性を付与するものであ
る。色調制御しつつ自動車用としての性能を満足させる
ための要点は、主にリン酸亜鉛皮膜に含有させるＮｉお
よびＭｇにあり、詳しくは、一方の面のリン酸亜鉛皮膜
が２％以上のＮｉと更にＭｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃ
ｕ，Ｂａのうち最低１種以上を０．０１％以上含有し、
他方が２％以上のＭｇと更にＮｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，
Ｃｕ，Ｂａのうち最低１種以上を０．０１％〜１％含有
することが必要である。これにより、前者は、付着量や
その他成分のバラツキによらず、安定して暗色調、具体
的にはＬ値で５５未満程度の色調外観が得られ、後者
は、逆に明色調、具体的にはＬ値で６５程度以上が得ら
れ、これによって、表裏の識別が十分可能となる。

【００１０】前者の面のリン酸亜鉛皮膜がＮｉを２％以
上含有したとしても、Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，
Ｂａのうち最低１種以上を０．０１％以上含有しない場
合には、塗料密着性および塗装後の耐食性が悪化する。
前記元素群の含有率の上限は規定されないが、Ｎｉを２
％以上含有させるためには、一般的には、５％未満程度
が好ましい。後者の面のリン酸亜鉛皮膜がＭｇを２％以
上含有したとしても、Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，
Ｂａのうち最低１種以上を１％を超えて含有すると、Ｌ
値が低下しやすく好ましくない。また前記元素群うち最
低１種以上０．０１％以上含有しない場合には、塗料密
着性および塗装後の耐食性が悪化する。なお、双方の面
のリン酸亜鉛皮膜の付着量には特に限定はないが、通常
は、０．４〜２ｇ／ｍ ² 程度の範囲が、望ましい。

【００１１】リン酸亜鉛皮膜の形成方法については特に
限定はないが、Ｚｎイオン、リン酸イオン等を含有する
通常の処理液に、Ｎｉ、Ｍｇ等の必要とする成分を硝酸
塩等の形で添加すればよい。処理液への添加量によって
皮膜中の成分を変化させることが出来る。このようにし
て調整した処理液を表裏別々にスプレー等の方法で亜鉛
系メッキ鋼板に接触させることで、皮膜を形成させれば
よい。なお、前記処理に先立って公知の表面調整処理を
行うことが望ましい。

【００１２】また、処理後に公知の所謂シーリング処理
を行うことも好適である。また、処理後に一方の面また
は双方の面にリン酸塩水溶液好ましくは重リン酸塩水溶
液、更に好ましくは重リン酸Ｍｇおよびまたは重リン酸
Ｍｎ水溶液を塗布して水洗することなく乾燥して複合皮
膜を形成することも、耐食性の向上の観点から好まし
い。この場合にも下地のリン酸亜鉛皮膜の色調がそのま
ま保持されるため、十分な表裏識別性は確保される。

【００１３】なお、本発明の鋼板を自動車車体用途に適
用する場合、暗色調側を車体外面側に、明色調側を車体
内面側に適用することが望ましい。暗色調側が車体外面
側に望ましい理由は、通常の自動車ラインで行われてい
る塗装前処理が所謂トリカチオンシステムと呼ばれるリ
ン酸亜鉛処理であり、この処理によって形成される皮膜
は暗色調であることから、もともとの鋼板の皮膜も暗色
調である方が、化成処理時にムラが見えにくいという利
点があるからである。一方、明色調側が車体内面側に望
ましい理由は、明色調皮膜に含まれるＭｇの作用により
鋼板の無塗装時の耐食性が向上していることから、塗装
の付きにくい内面側に最適であるからである。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 ［試料調整（本発明例および比較例）］母材として電気
亜鉛メッキ鋼板（板厚０．７ｍｍ、目付量３０ｇ／ｍ²
片面）を用い、表面調整（Ｔｉコロイド水溶液処理）の
後、市販のリン酸亜鉛処理薬に、Ｍｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃ
ａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａ等を硝酸塩のかたちで添加した処
理浴でスプレー処理し、表１に示す水準のリン酸塩処理
亜鉛メッキ鋼板を調整した。なお、スプレー処理は表裏
別々に行った。皮膜の付着量は、５％クロム酸で皮膜を
溶解して前後の鋼板重量差から算出した。また前記溶解
液をＩＣＰ分析することによりＭｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃ
ａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａ等の成分を定量しリン酸塩皮膜中
の含有率を算出した。また本発明例のＮｏ．７では、Ｎ
ｏ．６で調整したリン酸塩処理亜鉛メッキ鋼板の一方面
にのみ、重リン酸Ｍｇ水溶液を乾燥重量で０．３ｇ／ｍ
² となるように塗布、乾燥して複合皮膜を形成した。な
お、評価においては、表面を外面、裏面を内面と想定し
て評価した。

【００１５】

【表１】

【００１６】［評価方法］ 「識別性（目視）」；作業者10人に室内で、表裏が識別
できるか判定してもらった。（○；１０とも識別可能、
×；一人でも識別不可） 「識別性（ΔＬ）」；色彩色差計により表裏の明度の差
（ΔＬ）を測定した。（○；ΔＬ≧２０、△；２０＞Δ
Ｌ≧１０、×；１０＞ΔＬ）

【００１７】「塗料密着性」；サンプルに通常の自動車
用ディップ化成処理、カチオン電着塗装（２０μｍ）を
行い、５０℃の温水に１０日間浸漬した。その後カッタ
ーで２ｍｍ間隔の碁盤目カット疵を入れセロハンテープ
で剥離試験を行った。（○；全く剥離なし、×；一部で
も剥離） 「塗装後耐食性」；前記同様に塗装したサンプルに、カ
ッターでクロスカット疵を入れ、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
−Ｚ−２３７１）を２０日行い、セロハンテープ剥離し
てクロスカット部からの塗膜剥離幅（片側）の最大値で
評価した。（○；３ｍｍ未満、△；３〜１０ｍｍ、×；
１０ｍｍ超）

【００１８】「無塗装耐食性」；サンプルを市販の洗浄
油で洗浄後、Ｕビード曲げ加工（サンプル幅７０ｍｍ、
ＢＨＦ＝１ｔｏｎ、加工高さ＝５０ｍｍ、ビード部ポン
チＲ＝５ｍｍ、ビード部ダイスＲ＝３ｍｍ、ポンチＲ＝
５ｍｍ、ダイスＲ＝５ｍｍ、加工速度＝２５ｓｐｍ、内
面をダイス側にセット）を行い、その側面（ダイス側）
を切り出して、脱脂した後、端面と裏面をセロテープシ
ールし、ＣＣＴ試験^* を行った。１５サイクル後の赤錆
発生状況を観察した。「◎」；０％、「○」；１％未
満、「△」；１〜１０％、「×」；１０％超。 ＊ＣＣＴ試験条件；塩水噴霧（５％ＮａＣｌ，３５）６
時間→乾燥（５０℃４５％ＲＨ）３時間→湿潤（５０℃
９５％ＲＨ）１４時間→乾燥（５０℃４５％ＲＨ）１時
間、を１サイクルとした繰り返し。表２に、結果を示す
が、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７は本発明例であり、Ｎｏ．８〜
Ｎｏ．１０の本発明で規定する条件から外れる比較例の
ものは、何らかの性能が悪化した。

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明によって、主に自動車車体用途と
して、表裏識別性に優れ、かつ塗料密着性、耐食性等に
優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板を提供することが
可能になる。本発明の鋼板は６価クロムを使用せず、製
造方法も簡易でコスト的にも優れ、主に自動車車体用途
の防錆鋼板として好適なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K026 AA07 AA12 AA22 BA04 CA23 CA32 DA03 EA09 EA12 EB04 EB11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 亜鉛系メッキ鋼板の両面にリン酸塩皮膜
   を有するリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板であって、前記
   リン酸塩皮膜の色調が表裏で差のあることを特徴とする
   表裏識別性に優れたリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板。
2. 【請求項２】 一方の面に２％以上のＮｉと更にＭｇ，
   Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｂａのうち最低１種以上を
   ０．０１％以上含有するリン酸亜鉛皮膜を有し、他方の
   面に２％以上のＭｇと更にＮｉ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｃｏ，Ｃ
   ｕ，Ｂａのうち最低１種以上を０．０１％〜１％含有す
   るリン酸亜鉛皮膜を有することを特徴とする請求項１に
   記載のリン酸塩処理亜鉛系メッキ鋼板。
3. 【請求項３】 前記請求項の一方または双方の面のリン
   酸亜鉛皮膜上に更にリン酸塩水溶液の塗布乾燥皮膜を複
   合したことを特徴とする表裏識別性に優れたリン酸塩処
   理亜鉛系メッキ鋼板。