JPS6220880A - 亜鉛−アルミニウム合金めつき鋼板の表面処理方法 - 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〕 本究明はアルミニウム含有量が１〜７０％の亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板の表面処理方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来より亜鉛めっき鋼板を塗装するに際し、６価クロム
化合物を主剤としたクロメート水溶液で亜鉛めっき鋼板
を処理してクロメート皮膜を化成させて塗装下地性を向
上させ、ることが良く知られている。最近公害上の間鴎
から６価クロム含有水を工場外に排出することが出来な
くなったので、【亜鉛めっき鋼板に６価クロム及びシリ
カを含む酸性の塗布型クロメート水心液を塗布して水洗
することなくぞのま筐乾譲して塗装下地とするクロメー
ト処理法がとられるようになった。

近年めっき鋼板自体の耐食性を向上させる為種々の合金
めっき鋼板が１ｉｉｌ　’ｔｆｓされているが、その中
で亜鉛−アルミニウム合金めつきｗ４阪が注目され市場
にも出ている。この亜鉛−アルミニウム合金めっきはめ
っき皮ｊ戻中に１〜７０％のアルミニウムを言有すせる
もので、従来の溶融亜鉛めっきに比較して裸めっき板の
耐食性が格段に良好になる。しかし、この亜鉛−アルミ
ニウム合金めっき鋼板に前記塗布型のクロメート水溶液
にて塗・装下地皮膜を形成させてもその効果は余りなく
、３年問屋外曝露後の前記合金めっき鋼板の切断部の塗
装ふくれ状態を観察すると無処理と殆ど差がなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板表面に塗布
型クロメート水溶液を塗布する前に表面調整を行って、
従来のクロメート塗布法よりも屋外４真性を向上させる
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、前記目的を達成させる為に、塗布型クロメ
ート処理するにあたり予め亜鉛−アルミニウム合金めっ
き材表面のアルミニウムを選択的に除去することを検討
した。その結果亜鉛−アルミニウム合金めっき材を金属
イオン、特にコバルト、鉄、ニッケル、マンガンの１穐
又は２種以上の金属イオンを含み且つ該金属イオンが醪
存するに必要な量の錯化剤を含む、Ｈ１１以上のアルカ
リ水溶液で前処理することにより、該めっき材表面に偏
析濃化していたアルミニウムを除去し、七の後シリカを
含む塗布型クロメート水溶液全塗布することにより本発
明の目的全達成させることが出来た。又その後塗装する
のであるが、下塗塗料としてエポキシ樹脂塗料を用いる
と、他の塗料に比べ型外″１％１性が更に優れているこ
とがわかった。

本発明に於けるアルカリ水容液に含まれる金属イオンは
硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物等の無機塩、その他水
容液又はアルカリに可痔な化合物として供給する。その
濃度は金属換算で０．０１〜１０曽、好ましくは０．０
５〜５竹である。そしてこれらの金属イオンがアルカリ
水宕腹中で尋存状態で維持されるように錯化剤で充分錯
化されていなげればならないが、その錯化剤は通常０．
１〜２０４の濃度で１史い、その錯化剤としては縮合り
ん酸塩、アンモニア等の無機錯化剤、そして有機鉛化剤
としてマロン酸、フマル酸等のようなジカルボン酸、グ
リシンのようなアミノ酸部、クエン酸、グルコ／酸、乳
酸のようなヒドロキ７カルボン酸類、ソルビトール、１
−２エタンジオールのようなポリヒドロキ７脂肪族化合
物、サリチル酸、フタル酸のようなフェノールカルボン
酸類、エチレンジアミンテトラ酢酸のようなアミンカル
ボン酸類、ジェタノールアミノメタンホスホネートのよ
うなポリアミノ酸、リグノスルホン酸塩類などである。

特に好ましいのはへキサヒドロキ７ヘプトン酸、グルコ
ン酸ナトリウム、エチレンジアミンテトラ酢酸のナトリ
ウム塩である。

本発明に於ける処理工程は、亜鉛−アルミニウム合金め
っき材をスプレー又は浸漬法に依って本発明に於ける常
温〜沸騰温度のアルカリ水溶液で前記めっき材表面のア
ルミニウムを選択的にエツチング除去するに必要な時間
処理し、水洗後シリカを含んだクロメート水溶液にて塗
布する工程からなる。本発明に於けるアルカリ水溶液に
よる実用土満足な前処理としては連続フープラインの場
合、通常処理ｍ度５０〜８０℃、処理時間４〜１０秒で
行われるが、高温高濃度のアルカリ水溶液ヲ用いれは更
に短時間でも処理可能である。本発明に於げるシリカを
含むクロメート水溶液の亜鉛−アルミニウム合金めっき
鋼板表面に対する塗布量は乾燥温度で１０〜４００−で
ある。１０　”ｆ７．、を未満だと本発明の効果を発揮
するのに充分でなく、４００−より上まわると塗料付着
性を低下させて実用的でない。

クロメート水溶液中の６価クロムイオンは無水クロム酸
から誘導され、シリカとしてはコロイダルシリカから誘
導される。又クロメート水溶液に５価クロムイオン及び
／又はリン酸イオンが含まれるのが好ましい。３価クロ
ムは、６価クロムを含有するクロメート水溶液に、でん
ぷん、しゆう酸、タンニン、アルコール等の還元剤を添
加することによって含有させる。クロメート水ｆａＱ中
のシリカ／６価クロムイオン重量比は０．６〜１５が好
ましい。クロメート水溶液中の５価クロムイオン／６価
クロムイオン重量比は０．２〜１が好ましい。

クロメート水塔液中のＰＯ４／　６価クロムイオン重量
比は０．６〜６が好ましい。

〔作用〕

本発明に於けるアルカリ水４液の亜鉛−アルミニウム合
金めっき材表面のアルミニウムの選択エツチング性につ
いて行った試験ｆＪ　ｋ示す。

試験例 「スーパージンク」の商標で市販されている亜鉛−アル
ミニウム合金（Ｚｎ９０〜９６．５％、Ａｌ３．５〜１
０％）めっき鋼板を第１表記載のＰＨ１３，５〜１６．
７　の処理液で浴温５７〜６３℃にて５秒間スプレー処
理した。鉄はＦｅ　（ＮＯｓ　）ｓ　’ｆｔ、ニッケル
はＮｔ（Ｎｏ３）ｔとして、コバルトはＣｏ　（ＮＯｘ
　）ｔとし″′Ｃ叱用した。それぞれの金属イオンのａ
度は険相した薬剤の金属換算値である。処理後水洗乾燥
し、この処理板の表ｍｌを螢光Ｘ線分析装置（ＦＸＡ　
）にてＡｌ　−Ｋａ　を管球：Ｃｒ、分光結晶：　ＥＤ
ＤＴ、電圧５０ＫＶ、を流３０ｒｎＡ、積分時間２０秒
で、またＺｎＫａを管球：Ｗ、分光結晶：　Ｌｉｄ、　
電圧２０ＫＶ、電流２　ｍＡ、積分時間１０秒の条件で
測定し、Ａ１のカウント及びＺｎのカウントからＡ＋／
　Ｚｎ比を算出した。その結果を第１表に示す。

＠１表 第１表から明らかな如く無処理に比べ本発明に於けるア
ルカリ水溶液（Ｎｏ、１、Ｎｏ、２、Ｎｏ、３）で処理
したものは亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板のＡｌ量
が減少していることが分かる。

実施例１ 「スーパージンク」の商標で市販されている亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板を、Ｆｅ　（ＮＯｓ　）ｓ　ｋ
ＦＣ換算で０．１７７ｚ、Ｎｉ　（ＮＯ３）、　ｆ　Ｎ
ｉ換算で０．２４１、ヘキサヒドロキシへブト／ソーダ
１ｔ、７’／ｉ、苛性ソーダ２２〜含有するｐＨ１３ｊ
、液温５７〜６３℃のアルカリ水溶液で１０秒間スプレ
ー処理し、水洗し、６価クロム１７．７１含有する水溶
性クロム化合物中に３価クロム９．９１含有し、シリカ
１５．８７ｚ　ｆ含んだｐＨ３の液でロールコータ−塗
布し乾燥して１９０シ鷹の皮膜を得た。

比較例１としては、浴融亜鉛めっき鋼板及び亜鉛−アル
ミニウム合金めっき鋼板の無処理と、それ等の鋼板にア
ルカリ水ｍ液による処理を除いた以外は実施例１と同一
条件で処理した。

実施例２ 実施例１と同様の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板を
、Ｆｅ　（ＮＯｓ　）ｓをＦｅ換算で０．１７’／、、
Ｃｏ　（ＮＯＩ　）２をＣｏ換算で０．２４θ、ヘキサ
ヒドロキシヘプトン７−タ２１．７　ｐｚ、　’Ｒ性７
−　タ２２１　を有ス６　ｐＨ１５，ｌｓ、液温５５〜
６０℃のアルカリ水ｍ液で６秒間スプレー処理し、水泳
し、６価クロム１６．５５／７含有する水溶液クロム化
合物中に３価りｐＡ９．９’ｌ／ｚ及びシリカ５４．２
〜を含有し、更にＰｏ、２５．５〜を含んだｐＨ１，５
の液でロールコータ−塗布し乾嫌して２８０％の皮膜を
得た。

比較例２とし【、溶融亜鉛めっき鋼板及び亜鉛−アルミ
ニウム合金めつき鋼板にアルカリ水ｍ液による処理を除
いた以外は実施例２と同一条件で処理した。

前記処理された合金めつき鋼板に、２コートのものはエ
ポキシ系下塗塗料全膜厚５μになるようにバーコーター
で塗布し、処理温度１νＯ℃で焼付け、次いでポリエス
テル系上塗塗料を１５μになるようにバーコーターで塗
布し、処理温度が２００°Ｃで焼付けた。また１コート
のものはポリエステル系１コート塗料を１４μになるよ
うにバーコーターで塗布し、処理温度２１０℃で焼付け
た。その塗装仮について塗膜密着性及び耐食性試験を行
った結果を８ｇ２表に示す。

試験方法は次の如く行った。

（リ　折り曲げ試験、衝撃試験 折り曲げ試験は塗装後試験板を二つ折りにして折り曲げ
部分に試験板と同厚みの板片を２枚折り曲げ部に挿入し
万力を用いて締めつけ、折り曲げた而にスコッチテープ
を貼りテープを急激に剥がす。本試験後折り曲げ面に対
する塗膜の剥離面積より評価点金つげる。

衝撃試験はデュポン式衝撃試験磯によって撃心２“、荷
重１ｋｇ、高さ５０ｃ！ＩＬで行い、凹面にスコッチテ
ープを貼りテープを急激に剥がす。本試験後凹面に対す
る塗膜の剥離面積より評価点をつける。

評価点の区別は次の通りである。

折り曲げ試験及び衝撃試験 （２）　　コインスクラッチ試験 １０円硬貨により塗面をひっかく。本試験後試験面に塗
膜の剥離面積により評価点をつける。評価点の区別は次
の通りである。

（３）耐食性試験 ３−１５％塩水噴霧試験 塗装後試験板にナイフで塗面を通して素地に達する傷を
入れた部分、切断部及び折り曲げ都についてＪＩＳ　−
Ｚ　−２３７１により５％塩水噴霧試験、１コートの場
合二５００時間、２コートの場合：　１０００時間行い
、下記の判定基準により判定する。

３−２　屋外曝露試験 神奈川系の住宅地に６年間曝廃した。

〔発明の効果〕

以上の如く、亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板に、シ
リカをさむクロメート水４液を塗布する前に本発明に於
けるアルカリ水溶液にて処理することにより、塗装後の
屋外８ｍ性を向上させることが出来る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム含有量が重量で１〜７０％の亜鉛−
   アルミニウム合金めっき鋼板にニッケル、鉄、コバルト
   、マンガンの群より選ばれた１種又は２種以上の金属イ
   オン及び該金属イオンを溶存させるに必要な量の錯化剤
   を含むｐＨ１１以上のアルカリ水溶液にて処理を施し、
   次いでシリカを含むクロメート水溶液を塗布して乾燥し
   、その後塗装することを特徴とする亜鉛−アルミニウム
   合金めっき鋼板の表面処理方法。
2. （２）前記塗装に際し下塗り塗料としてエポキシ樹脂塗
   料を施すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板の表面処理方法。
3. （３）前記クロメート水溶液に３価クロムイオン及び／
   又はリン酸イオンが含まれることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板
   の表面処理方法。
4. （４）前記亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板に塗布さ
   れたシリカを含むクロメート水溶液が乾燥皮膜で１０〜
   ４００ｍｇ／ｍ＾２になるように塗布されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の亜鉛−アルミニ
   ウム合金めっき鋼板の表面処理方法。
5. （５）前記クロメート水溶液中のシリカ／６価クロムイ
   オンの重量比が０．６〜１５であり、３価クロム／６価
   クロムイオンの重量比が０．２〜１である特許請求の範
   囲第３項記載の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板の表
   面処理方法。
6. （６）前記クロメート水溶液中のリン酸イオン／６価ク
   ロムイオンの重量比が０．６〜３である特許請求の範囲
   第３項記載の亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板の表面
   処理方法。