JP3479978B2

JP3479978B2 - 塗料組成物および樹脂被覆金属板

Info

Publication number: JP3479978B2
Application number: JP52029198A
Authority: JP
Inventors: 究吉田; 健司壱岐島; 清之福井; 雅充松本; 洋三広瀬; 正坂根; 敏春大芝
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2003-12-15
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: WO1998018870A1; KR19990076923A; KR100345100B1; EP0877062A4; US6126730A; EP0877062A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、上塗り密着性、溶接性、端面耐食性および
加工性に優れた樹脂被覆層を形成することができる塗料
組成物、ならびにこの塗料組成物が塗装された、例えば
自動車の補修部品用素材として好適な樹脂被覆金属板に
関する。

背景技術平板に予め塗装が施された金属板である樹脂被覆金属
板は、成形された後そのまま製品の外板として使用され
るもの（以下「プレコート金属板」という）と、成形さ
れた後でさらに上に塗装が施されるもの（以下「プレプ
ライムド金属板」という）とに大別される。

上塗り塗装が施されていてユーザーでの塗装工程が全
く必要ないプレコート金属板は、現在では家電製品や屋
内器物用の素材に多く用いられるようになってきたが、
自動車用の素材としての利用は殆どなされていない。そ
の最大の理由は、自動車を組み立てる際の接合方法とし
て溶接法が多用されており、電気伝導性のない従来のプ
レコート鋼板では溶接が行えないからである。

自動車メーカーにおいても塗装工程の簡略化は大きな
課題である。そのためには、金属板（主に鋼板）をプレ
コート化して塗装工程全体を省略する方法と、プレプラ
イムド化して塗装工程の一部（電着塗装工程、あるいは
電着塗装工程および中塗り塗装工程）を省略する方法が
考えられるが、適用が容易なプレプライムド化が先行す
るであろう。

プレプライムド化の対象としては、接合方法の変更や
厚板の小物部品のプレプライムド化まで必要となるとい
った技術的課題の多いボディ全体ではなく、部品毎に単
独塗装され、しかも薄板部品のみが使用される補修部品
が最もプレプライムド化し易いと考えられる。補修部品
の場合でも、プレプライムド化により、電着塗装工程、
または中塗り工程と電着塗装工程の省略が可能となるか
らである。

一方、従来から、自動車用の素材として必要な、加工
性、耐食性、溶接性などの種々の性能を合わせ持つ樹脂
被覆金属板（特に、樹脂被覆鋼板）の開発がなされてき
た。溶接性についても、樹脂被覆層に導電顔料を加えた
り、樹脂被覆層を極薄にすることにより、スポット溶接
を行うことが可能な樹脂被覆鋼板が開発されている。こ
れまで自動車用に採用されてきた樹脂被覆鋼板は、その
大半が、亜鉛系めっき鋼板やアルミニウム系めっき鋼板
の表面に、下層のクロメート皮膜と、上層の厚さ１μｍ
程度の極薄の有機樹脂被覆層とを形成した、溶接と電着
塗装が可能な高耐食性のいわゆる有機複合被覆鋼板（例
えば特開昭６−155658号公報参照）である。

しかし、高耐食性といっても、「耐穴あき10年保証」
等の平板部の耐食性や塗装後の耐食性等を意味し、プレ
コート鋼板に要求される切断端面や打ち抜き端面の耐食
性（以下、「端面耐食性」という）は、これとは異なる
性質である。

したがって、有機複合被覆鋼板を補修部品にそのまま
適用すると、端面耐食性の問題が生じる。すなわち、従
来の有機複合被覆鋼板は、樹脂被覆層の厚みが１μｍ程
度と非常に薄く、端面を十分に保護することができな
い。また、中・上塗り塗装だけで端面を完全に被覆する
ことは困難である。

そのため、従来の有機複合被覆鋼板を、電着塗装を省
略して中塗り塗装と上塗り塗装を施して使用しても、端
面耐食性は十分ではない。従って、有機複合被覆鋼板
は、めっき鋼板よりさらに耐食性の向上が可能な鋼板素
材として、主に高級自動車のボディ用に使用されてお
り、成形後に電着塗装を含む全ての塗装工程が施される
ので、塗装工程の簡略化にはつながらない。

さらに、補修部品には補修用塗料が塗装されるが、補
修用塗料は、自動車製造工程で使用される高温焼き付け
型の塗料とは異なり、50℃から80℃程度の低温焼付け型
塗料であり、従来の有機複合被覆鋼板ではこの低温焼付
け型補修用塗料との密着性の確保は困難である。

例えば、特許第1711387号に開示されている樹脂被覆
金属板は、溶接性、加工性、平板部の耐食性には優れる
ものの、端面耐食性は不十分であり、また低温焼付け型
の補修塗料との密着性にも問題がある。

発明の開示本発明の目的は、塗料が低温焼付け型でも密着性の優
れた塗装が可能で、溶接性（連続スポット溶接性）、端
面耐食性および加工性にも優れた樹脂被覆層を形成する
ことができる塗料組成物を提供することである。

本発明の別の目的は、上記塗料組成物から形成された
樹脂被覆層を有する、自動車の補修部品用素材として好
適な樹脂被覆金属板を提供することである。

本発明者らは、樹脂被覆層に導電顔料を含有させた溶
接可能な樹脂被覆金属板について、特に低温焼付け型補
修用塗料の密着性（以下、上塗り密着性という）を高め
ることにより十分な端面耐食性を具備させる方策を検討
した結果、樹脂、有機潤滑剤、導電顔料、導電顔料以外
の他の無機顔料の適正化および硬化触媒の適正量添加に
より、端面耐食性、上塗り密着性、溶接性、および加工
性の各性能をバランスよく向上させることができること
と見出した。

例えば、端面耐食性は、樹脂被覆層の密着性に最も影
響されるので、密着性の向上に寄与する樹脂の樹脂被覆
層中での含有量を増大させ、さらに塗膜の強度を向上さ
せる他の無機顔料を適正量添加することにより、樹脂被
覆金属板の端面耐食性を向上させることができる。

上塗り密着性は、樹脂被覆層の濡れ性の影響を受け
る。樹脂被覆層中における有機潤滑剤および導電顔料の
リン化鉄の量を増すと濡れ性が低下し、それに伴い上塗
り密着性も低下する。

また、樹脂被覆層の極表面（表層部）の緻密さも上塗
り密着性に大きく影響する。極表面が粗な状態である
と、上塗り塗装中の有機溶剤（シンナー）により塗膜表
面が膨潤し、脆弱な層となり、その脆弱な層を起点とし
て上塗り塗料の剥離が生じる。

従って、十分な上塗り密着性を確保するためには、表
面の濡れ性を適正に制御すると同時に、極表面（表層
部）の架橋密度を高くして緻密化することが必要であ
る。そのためには、適正量の硬化触媒の添加が効果的
で、上塗り密着性が飛躍的に向上する。

樹脂被覆層の加工性（プレス成形性）を向上させるた
めには、樹脂被覆層中の樹脂量と顔料量の適正化が重要
である。樹脂量を減少させ、あるいは導電顔料のリン化
鉄量を増大させると、加工時に粉ふき（パウダリング）
が生じ易くなる。なお、前記の硬化触媒の適正量の添加
は、樹脂と導電顔料の結合力の向上にも寄与するので、
パウダリングの抑制にも有効である。

さらに、樹脂被覆層中の有機潤滑剤量を増加させると
樹脂被覆層の動摩擦係数は低下するが、動摩擦係数が小
さすぎると成形時にしわが発生しやすくなる。特に、自
動車補修部品用の素材の場合は、プレス成形の際には洗
浄油が塗布されているので、ノンオイル成形が前提であ
った従来の非溶接型プレコート金属板に比べると、動摩
擦係数をより高い値に制御する必要がある。

以上の検討結果に基づいて、樹脂被覆層中のリン化鉄
と有機潤滑剤量に必要最小限に止め、樹脂量を増大さ
せ、その他の無機顔料の適正量添加で塗膜を補強し、さ
らに硬化触媒を添加して樹脂被覆層の極表面（表層部）
を緻密にすることによって、上記の各性能（上塗り密着
性、溶接性、端面耐食性および加工性）をバランスよく
向上させることができる。

上記の知見に基づいてなされた本発明は、下記（１）
の塗料組成物および（２）の樹脂被覆金属板である。

（１）重量基準で、溶剤中に、固形分として、バインダー樹脂（硬化剤を含む）:38％以上66％以下有機潤滑剤 :0.2％以上６％以下リン化鉄を主成分とする導電顔料:20％以上50％以下導電顔料以外の他の無機顔料 :3％以上25％以下但し、リン化鉄を主成分とする導電顔料と他の無機顔
料の合計量が31％以上56％以下を含有し、かつバインダー樹脂（硬化剤を含む）量と有
機潤滑剤量が下記式を満たし、さらに前記バインダー
樹脂（硬化剤を含む）の固形分重量に対して0.7％以上1
0％以下の硬化触媒を含有することを特徴とする塗料組
成物。

−0.4 R＋16.2≦Ｗ≦−0.4 R＋30.4 ・・・但し、R:硬化剤を含むバインダー樹脂量（重量％） W:有機潤滑剤量（重量％）（２）亜鉛系またはアルミニウム系めっき金属板の表面
に、リン酸亜鉛処理およびクロメート処理から選ばれた
少なくとも１種の化成処理により形成された下地皮膜
と、その上に上記（１）に記載の塗料組成物から形成さ
れた、厚み２〜９μｍの樹脂被覆層とを有することを特
徴とする樹脂被覆金属板。

図面の簡単な説明図１は本発明の塗料組成物に含まれるバインダー樹脂
量と有機潤滑剤量との適正範囲を示す図であり、図２は実施例で各種試験に供した塗料組成物のバイン
ダー樹脂量と有機潤滑剤量との関係を表す図である。

発明を実施するための最良の形態以下に本発明について詳細に説明する。以下の説明に
おいて、％は特に指定のない限り重量％である。

本発明の塗料組成物は、溶剤中に、固形分として、そ
れぞれ所定量のバインダー樹脂（硬化剤を含む）、硬化
触媒、有機潤滑剤および顔料（導電顔料、およびその他
の無機顔料）を含む。ただし、硬化触媒は一般に液状で
あるため、ここでは有効成分として所定量含まれている
ことを意味する。バインダー樹脂は、後述するように溶
剤中に溶解または分散している。

硬化触媒以外の前記各成分の量は、塗料組成物から揮
発性成分を除いた固形分の総重量に対する固形分（もし
くは有効成分）の量（即ち、固形分基準の量）であり、
硬化触媒の量はバインダー樹脂（硬化剤を含む）の固形
分重量に対する固形分（もしくは有効成分）の量であ
る。塗料組成物を塗装、乾燥して得られる樹脂被覆層
は、揮発性成分を含まないので、樹脂被覆層の組成は上
記の固形分基準の塗料組成物の組成に実質的に一致す
る。

バインダー樹脂（主樹脂＋硬化剤）本発明の塗料組成物の構成要素であるバインダー樹脂
は、一般に主樹脂と硬化剤とからなる。硬化剤のみをバ
インダー樹脂として使用することも可能ではあるが、樹
脂被覆層の加工性や密着性が不十分となり易いので、ま
れである。

バインダー樹脂を構成する主樹脂は、通常のプレコー
ト鋼板に使用されている樹脂であればよく、特に限定さ
れない。塗料組成物を塗装して得られる樹脂被覆金属板
の上塗り密着性、端面耐食性、加工性、および溶接性を
バランスよく向上させるという点を考慮すると、主樹脂
はポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およ
びアクリル樹脂のいずれかであることが好ましい。これ
らの樹脂を変性した樹脂も主樹脂として使用できる。こ
こでいう変性とは、２種類以上の樹脂を混合するコール
ドブレンドによる変性と、樹脂の末端に異なる樹脂を反
応させる末端修飾による変性の両者を意味する。主樹脂
は、相溶性が損なわれなければ、２種以上の併用が可能
である。

硬化剤も、通常のプレコート鋼板に使用されているも
のであれば特に限定されない。アミン系硬化剤、酸無水
物系硬化剤、フェノール樹脂等が挙げられる。特に好適
な硬化剤としては、アルキルエーテル化アミノホルムア
ルデヒド樹脂（例、アルキルエーテル化メラミン樹
脂）、イソシアネート化合物が挙げられる。主樹脂に対
して、２種以上の硬化剤を併用してもよい。

これらの樹脂および硬化剤は、有機溶剤に溶解させた
種類のものでも、水性化したものでもよい。

塗料組成物中のバインダー樹脂（主樹脂と硬化剤の合
計）の含有量（固形分基準、以下同じ）は、固形分とし
て38％以上66％以下にする。含有量が38％未満では樹脂
被覆層の密着性が十分に発現せず、加工時にパウダリン
グを生じやすくなる。また、端面耐食性も低下する。一
方、その含有量が66％を超えると溶接性が著しく低下す
る。含有量の好ましい範囲は42％以上62％以下、さらに
好ましい範囲は46％以上58％以下である。

硬化触媒硬化触媒は使用する硬化剤に応じて適宜選択すればよ
い。例えば、硬化剤としてアルキルエーテル化アミノホ
ルムアルデヒド樹脂を使用する場合には、パラトルエン
スルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン
酸系硬化触媒を使用することができる。これらの触媒
は、アミンなどの塩基で中和したタイプでも、中和しな
いタイプでもよい。

イソシアネート化合物の硬化触媒としては、ジブチル
錫ジラウレートや、1,3−ジアセトキシテトラブチルス
タノキサンなどの金属有機酸塩や、トリエチレンジアミ
ン、テトラブチルアンモニウムクロライドなどの三級ア
ミンおよびその塩を用いればよい。

硬化触媒の添加量は、その有効成分がバインダー樹脂
（主樹脂＋硬化剤）に対し0.7％以上10％以下、即ち、
0.7〜10PHR（＝Per Hundred Resin）となるようにす
る。添加量が0.7％未満では表層に緻密な層が十分形成
されず、上塗り密着性が低下する。10％を超えると、硬
化が促進されすぎて、加工性、溶接性の低下を招くばか
りか、塗料の貯蔵安定性も低下する。添加量の好ましい
範囲は1.5％以上８％以下：さらに好ましい範囲は２％
以上７％以下である。

有機潤滑剤有機潤滑剤は、加工用治具と樹脂被覆層との摩擦を減
少させ、樹脂被覆層にかかる力を弱めて加工時に生じる
樹脂被覆層の損傷を防止しようとするものである。低比
重で樹脂被覆層中での容積分率が大きいだけでなく、溶
接時に熱分解しやすく、しかも共存する樹脂の熱分解促
進物質であることが好ましい。

このような理由から、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフィン類や、カルボン酸エステル系化合
物、ポリアルキレングリコール等が特に好ましい。カル
ボン酸エステル系化合物としては、ステアリン酸、オレ
イン酸、アジピン酸、セバシン酸等のカルボン酸と、ｎ
−ブタノール、sec−ブタノール、ネオペンチルアルコ
ール等のアルコールとのモノエステル、ジエステル、ポ
リエステル等が挙げられ、ポリアルキレングリコールと
しては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリ
コール等が挙げられる。これらの有機潤滑剤は、それぞ
れ単独でも、あるいは２種以上の組み合わせでも使用で
きる。

これらの有機潤滑剤の平均粒径は、１μｍ以上10μｍ
以下が好ましい。平均粒径が１μｍ未満では十分な潤滑
性の発現が困難であり、10μｍを超えると成型時に有機
潤滑剤自身が脱落しやすくなり、押し込み疵の原因とな
る。より好ましい粒径は３〜８μｍである。

塗料組成物中の有機潤滑剤の含有量は、0.2％以上６
％以下とする。含有量が0.2未満では十分な加工性が得
られず、特に、洗浄油が十分に塗布されていない状態で
パウダリングや塗膜剥離を生じやすくなる。また、洗浄
油が塗布されている部分と塗布されていない部分での潤
滑性が大きく異なるため、シワの発生を招く恐れもあ
る。一方、有機潤滑剤の含有量が６％を超えると動摩擦
係数が小さくなりすぎて成型時にしわが発生したり、剥
離した有機潤滑剤が押し込み疵の原因となり易く、上塗
り密着性も著しく低下する。有機潤滑剤含有量の好まし
い範囲は、0.5％以上５％以下であり、さらに好ましい
範囲は0.7％以上４％以下である。

さらに、バインダー樹脂量Ｒ（％）と有機潤滑剤量Ｗ
（％）が下記式で表される関係を満たすことが必要で
ある（但し、上述したように、38≦Ｒ≦66、0.2≦Ｗ≦
６である）。

−0.4×Ｒ＋16.2≦Ｗ≦−0.4×Ｒ＋30.4 ・・・この式は、樹脂被覆層の加工性を良好に保持するのに
必要な有機潤滑剤量とバインダー樹脂量との関係につい
ての検討結果に基づくもので、バインダー樹脂量Ｒが多
い場合は有機潤滑剤量Ｗが少なくてもよいことになる。
これは、バインダー樹脂自体が潤滑性を有しており、ま
た、バインダー樹脂量が多い場合には、樹脂被覆層と基
材鋼板との密着性が良好なため、有機潤滑剤量が少なく
ても優れた加工性が得られることによるものである。逆
に、バインダー樹脂量が少ない場合には、有機潤滑剤量
を増大させる必要がある。

本発明で規定するバインダー樹脂量Ｒと（％）と有機
潤滑剤量Ｗ（％）の量は、図１に示す最も外側の斜線を
施した範囲（図中に「本発明の範囲」と表示した部分）
である。なお、前記に関しての好ましい範囲は下記
式で表され、一方バインダー樹脂量Ｒおよび有機潤滑剤
量Ｗについての好ましい範囲は、前記のように42≦Ｒ≦
62および0.5≦Ｗ≦５（単位は、いずれも％）なので、
これらの条件を満たす範囲がバインダー樹脂量Ｒと有機
潤滑剤量Ｗとの関係における好ましい範囲となる（図中
に「好ましい範囲」と表示）。

−0.4×Ｒ＋17.8≦Ｗ≦−0.4×Ｒ＋28.8 ・・・より好ましい範囲は、46≦Ｒ≦58および0.7≦Ｗ≦４
（単位は、いずれも％）で表される範囲である（図中に
「より好ましい範囲」と表示）。

導電顔料本発明の塗料組成物には、これを用いて形成される樹
脂被覆層に導電性を付与するため、導電顔料を添加す
る。導電顔料としては、（イ）電気抵抗が低く安定して
おり、少量で十分な通電効果が得られること、（ロ）溶
接時の発熱により溶融しない高融点物質であること、
（ハ）硬度が高く、溶接時の加圧により導電顔料が絶縁
性の樹脂被覆層を破壊し、導電性をより良好にできるこ
と、および（ニ）低価格で大量供給が可能であること、
等の性質を備えた顔料が好ましい。

上記の諸条件を満たす顔料として、リン化鉄（Fe₂P）
を主成分とし、平均粒径が20μｍ以下、好ましくは10μ
ｍ以下の顔料が最適である。リン化鉄を主成分とする顔
料は、商品名フェロホス等として各種のものが市販され
ているので、それらを単独あるいは組み合わせて用いれ
ばよい。

リン化鉄を主成分とする導電顔料の含有量は、20％以
上50％以下となるようにする。含有量が20％未満では十
分な溶接性が得られず、一方、50％を超えて含有させて
も溶接性はそれほど改善されないばかりか、加工性、上
塗り密着性、端面耐食性が低下する。好ましくは25％以
上45％以下である。

導電顔料以外の他の無機顔料本発明の塗料組成物には、これを塗装して得られる樹
脂被覆金属板の端面耐食性や耐水密着性などを向上させ
るために、導電顔料に加えて、それ以外の１種もしくは
２種以上の「他の無機顔料」を一緒に添加する。

「他の無機顔料」は、樹脂被覆層に防錆性を付与でき
る防錆顔料と体質顔料とを含む意味である。防錆顔料
は、６価クロムの溶出によって端面耐食性を向上させる
クロム酸系防錆顔料と、クロムを含有しない非クロム系
防錆顔料を含む。

クロム酸系防錆顔料の例は、クロム酸亜鉛、クロム酸
ストロンチウム、クロム酸カルシウム、クロム酸バリウ
ム、塩基性クロム酸鉛等である。クロム酸系防錆顔料
は、リン化鉄分解抑制剤としても有効である。

非クロム系防錆顔料としては、リン酸塩顔料、バナジ
ン酸塩顔料、モリブデン酸塩顔料、リンモリブデン酸塩
顔料等が挙げられる。具体例としては、リン酸亜鉛、リ
ン酸カルシウム、リン酸マグネシウム／五酸化バナジウ
ム混合物、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸ストロンチ
ウム、リンモリブデン酸アルミニウム系顔料などが挙げ
られる。

体質顔料の例としては、シリカ、アルミナ、カオリ
ン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、カー
ボンブラック、酸化鉄等が挙げられる。

これらの他の無機顔料は、いずれか１種類を単独で使
用しても、２種以上を組合わせて使用してもよい。２種
以上を組合わせる場合の好ましい組合わせは、クロム酸
系または非クロム系の防錆顔料１種もしくは２種以上
と、体質顔料１種もしくは２種以上との組合わせである
が、防錆顔料を全く含有させずに体質顔料のみの組合わ
せや、防錆顔料のみの組合わせも可能である。

防錆顔料を含む他の無機顔料は、その含有量の合計
が、25％以下となるように添加する。含有量の合計が25
％を超えると、溶接性が低下する。他の無機顔料がクロ
ム酸系または非クロム系防錆顔料を含有する場合、これ
らの防錆顔料を含む他の無機顔料の合計量が３％以上と
なるように添加することが好ましい。但し、クロム酸系
防錆顔料の含有量は、11％以下とすることが好ましい。
この含有量が11％を超えると、加工性が低下するのみな
らず、クロム溶出の問題を生ずることがある。他の無機
顔料が防錆顔料を含有せず、体質顔料のみからなる場合
には、他の無機顔料の量を10％以上にすることが好まし
い。

無機顔料全体（即ち、導電顔料＋他の無機顔料）の総
含有量は、31％以上56％以下とする。無機顔料の総量が
31％未満では、溶接性および端面耐食性のいずれかが低
下する。また、56％を超えると、加工性および端面耐食
性が低下する。好ましい範囲は35％以上52％以下であ
る。

本発明の塗料組成物は、上記の各成分を、通常行われ
る方法により溶剤と混合することによって製造すること
ができる。溶剤についても特別のものは必要ではなく、
例えば、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶
剤や、ソルベッソ100、ソルベッソ150等の石油系溶剤、
トルエンやキシレン等の芳香族石油系溶剤、ｎ−ブチル
アルコールやベンジンアルコール等のアルコール系溶
剤、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、さらに
は水等、通常のプレコート鋼板用塗料に使用される溶剤
であればよい。

この塗料組成物を用いて、上塗り密着性、溶接性（連
続スポット溶接性）、端面耐食性および加工性に優れた
樹脂被覆金属板を製造することができる。好ましくは、
亜鉛系またはアルミニウム系めっきが施されためっき金
属板の表面にリン酸亜鉛処理およびクロメート処理の少
なくとも一方の化成処理を施した後で、本発明の塗料組
成物を用いて塗装を行う。こうして得られた樹脂被覆金
属板は、基材の金属板の片面または両面に、下からめっ
き皮膜、下地化成処理皮膜、および樹脂被覆層を有して
いる。

バインダー樹脂の主樹脂が、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂のいずれか
であり、硬化剤としてアルキルエーテル化アミノホルム
アルデヒド樹脂およびイソシアネート化合物のうちの少
なくとも１種が用いられている本発明の塗料組成物は、
これを塗装して得られる樹脂被覆金属板の上塗り密着
性、端面耐食性、加工性および溶接性をバランスよく向
上させることができるという点で、特に優れている。

金属板基材の金属板は特定のものに限定されない。一般に
は、鋼板、特にJIS G 3141に規定されるSPCC、SPCD、SP
CE等の鋼板、あるいは極低炭素Ti添加鋼、Ｐ添加鋼、そ
の他の高張力鋼等の鋼板であるが、アルミニウム板等の
鋼板以外の金属板も使用できる。

めっき皮膜基材の金属板の少なくとも片面に、耐食性確保のため
に亜鉛系めっき皮膜（亜鉛または亜鉛合金めっき皮膜）
またはアルミニウム系めっき皮膜（アルミニウムまたは
アルミニウム合金めっき皮膜）を形成する。

めっき種は、樹脂被覆金属板の使用目的や使用部位に
応じて適宜選択されうる。めっき種の例は、純Zn、Zn−
Fe合金、Zn−Co合金、Zn−Ni合金、Zn−Mn合金、Zn−Cr
合金、Zn−Mg合金、Zn−Al合金、純Al、Al−Mn合金等で
ある。好ましいめっき種は、純Zn、Zn−Ni合金、Zn−Co
合金、Zn−Al合金、および純Alである。

めっき皮膜は１層だけで十分であるが、２層以上のめ
っき皮膜を形成することも可能である。めっき方法は電
気めっき（溶融塩電解めっきを含む）、溶融めっき、気
相めっきのいずれでもよく、溶融亜鉛めっきの場合には
その後に合金化熱処理を施したものでもよい。

めっき皮膜を水溶液中での電気めっきにより形成する
場合、めっき皮膜の耐食性を向上させるため、めっき浴
中に１種もしくは２種以上の有機インヒビターを添加し
てもよい。

有機インヒビターとしては、アルキン類（例、ペンチ
ン、ヘプチン、オクチン等）、アルキノール類（例、プ
ロパギルアルコール、１−ヘキシン−３−オール、１−
ヘプチン−３−オール等）、脂肪族もしくは芳香族アミ
ン類（例、ラウリルアミン、オクチルアミン、プロペニ
ルアミン、シクロヘキシルアミン等）およびその塩
（例、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等）、チオ化合物（例、
チオ尿素およびその誘導体、デシルメルカプタン、ジメ
チルスルフィド等）、複素環化合物（例、チオフェン、
インドール、バンゾイミダゾール、デキストリン等）、
ポリカルボン酸化合物（例、クエン酸、コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸等）およびその塩（例、ナトリウム
塩、カリウム塩等）、芳香族カルボン酸化合物（例、安
息香酸、サリチル酸等）およびその塩（例、ナトリウム
塩、カリウム塩等）、リグニンスルホン酸もしくはその
塩（例、ナトリウム塩）、デキストリンなどが例示され
る。

めっき浴中の有機インヒビターの含有量は、Ｃ含有量
に換算して0.001〜10％とすることが好ましい。0.001％
未満であれば、耐食性向上の効果が小さく、10％を超え
ると、めっき皮膜の機械的特性が失われるばかりか、溶
接性にも悪影響を及ぼすからである。

めっき皮膜の付着量は特に限定されないが、加工性、
耐食性および溶接性のバランスを考慮すると、片面あた
り10g/m²以上120g/m²以下であるのが好ましく、より好
ましくは20〜100g/m²である。

下地化成処理皮膜塗膜密着性（基材鋼板とその上に形成される樹脂被覆
層との密着性）および耐食性の向上のために、めっき金
属板の下地処理として化成処理を施す。化成処理は、ク
ロメート処理、リン酸亜鉛処理、またはリン酸亜鉛処理
＋クロメート処理のいずれかが適当である。

クロメート皮膜は、塗布型、反応型、電解型のいずれ
の方法により形成されたものであってもよいが、塗布型
クロメート処理によるものが耐食性に優れているので好
ましい。塗布型クロメート液の種類は特に限定されず、
市販の部分還元クロメート液を使用すればよい。

クロメート皮膜の付着量は、少ないと塗膜密着性が低
下し、多いと加工性が低下するので、金属クロム量に換
算して10mg/m²以上100mg/m²以下であることが好まし
い。さらに好ましくは、30mg/m²以上80mg/m²以下であ
る。

リン酸亜鉛皮膜は、通常のプレコート鋼板の化成処理
に使用される薬液を用いて、スプレー法、浸漬法等の慣
用手段で形成された皮膜であればよい。リン酸亜鉛皮膜
の付着量は、クロメート皮膜の場合と同様の理由で、0.
2g/m²以上1.8g/m²以下であるのが好ましく、さらに好ま
しくは、0.4g/m²以上1.2mg/m²以下である。

樹脂被覆層下地処理皮膜の上に、本発明の塗料組成物から樹脂被
覆層を形成する。樹脂被覆層の厚みは２μｍ以上９μｍ
以下とすることが好ましい。２μｍ未満では、端面耐食
性や加工性が劣化しやすく、９μｍを超えると溶接性が
著しく低下する。より好ましくは３〜７μｍである。

樹脂被覆層を形成する方法は特に限定されない。ロー
ルコート法、カーテンフローコート法、スプレー法等に
より上記の厚みになるように塗膜を塗布した後、加熱し
て塗膜を乾燥・硬化させればよい。

乾燥・硬化のための加熱には、一般に用いられる熱風
オーブンや、誘導加熱オーブンが適用できる。乾燥・硬
化温度は樹脂種により適宜設定されるが、一般には、最
高到達鋼板温度で140℃以上260℃以下で、加熱時間は30
秒以上３分以下である。

こうして得られた本発明の樹脂被覆金属板は、上塗り
密着性、溶接性（連続スポット溶接性）、端面耐食性お
よび加工性に優れており、自動車の補修部品用素材とし
て好適である。

本発明の樹脂被覆金属板の上塗りに適した塗料として
は、アクリル系、ウレタン系塗料などが挙げられる。中
塗りを省略してこれらの上塗り塗料を直接塗装しても十
分に高い上塗り密着性が得られる。しかし、上塗り塗料
の前に中塗り塗料を適用することももちろん可能であ
る。

（実施例１）塗料組成物の調製表１に示した組成を持つ塗料組成物を調製した。表１
の塗料組成において、バインダー樹脂（主樹脂＋硬化
剤）、有機潤滑剤および各種顔料の含有量は全固形分に
対する固形分としての重量％であり、硬化触媒の含有量
（有効成分の量）はバインダー樹脂（主樹脂＋硬化剤）
の固形分100重量部に対する重量部（PHR）である。

バインダー樹脂、硬化剤、および硬化触媒は表１に示
した種類のものを使用した。バインダー樹脂のうち、ポ
リエステル樹脂は水性化（エマルジョン型）樹脂であ
り、残りのウレタン樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、
エポキシ樹脂およびポリエーテルスルホン樹脂は有機溶
剤溶解型樹脂であった。

有機潤滑剤にはセリダスト3620（ヘキスト社製微粉化
ポリエチレンワックス、粒径３〜８μｍ）を、導電顔料
にはフェロホスHRS 2132（フーカーケミカルスアンドプ
ラスチックス社製リン化鉄主成分導電顔料）を、他の無
機顔料としてはリンモリブデン酸アルミニウム系防錆顔
料（キクチカラー社製LFボウセイPM−308）を用いた。
リンモリブデン酸アルミニウム系顔料の添加量は５％と
固定し、導電顔料、バインダー樹脂および有機潤滑剤の
量を変化させた。

塗料組成物は、バインダー樹脂に、導電顔料と、リン
モリブデン酸アルミニウム系顔料を添加し、ペイントシ
ェーカーで１時間ガラスビーズ分散した後、ビーズを濾
過で除去し、有機潤滑剤と、無機顔料を所定量添加した
後、10分間混合することにより調製した。必要により溶
剤（シクロヘキサノン）を加えて、塗料の不揮発分を50
％に調整した。

樹脂被覆鋼板の作製厚み0.7mmの鋼板（JIS G 3141に規定されるSPCE相当
材）の両面に、硫酸塩系酸性めっき浴を用いて、Zn−Ni
合金電気めっき（Ni:13％、Zn:87％、片面当たり付着量
20g/m²）を施し、アルカリ脱脂、水洗および乾燥処理を
行った後、両面のめっき皮膜上に市販のクロメート処理
液（日本ペイント社製NRC300）をロールコータで塗布
し、最高到達鋼板温度が140℃となるよう熱風オーブン
で40秒間乾燥した。クロメート皮膜の付着量は金属クロ
ム量に換算して60mg/m²であった。

次に、両面のクロメート皮膜の上に、上で調製した各
塗料をロールコータで乾燥膜厚が５μｍになるよう塗布
し、熱風オーブンにより最高到達鋼板温度が232℃にな
るように１分間焼付け硬化させ、樹脂被覆鋼板を得た。

得られた樹脂被覆鋼板について、上塗り密着性、連続
スポット溶接性、加工性（成形性）および端面耐食性の
各性能を下記の方法により評価した。

［連続スポット溶接性］樹脂被覆鋼板（300mm×300mm）２枚を重ね合わせ、先
端径が5mmの電極を用い、加圧力250kgf、通電時間12サ
イクル、溶接電流8500Aの条件で連続スポット溶接を行
った。

溶接性の評価は、連続スポット溶接が可能な打点数に
より以下の３段階で行い、◎であれば良好とした。

◎：連続スポット溶接可能な打点数が2000点以上、 △：上記打点数が1000点以上2000点未満、 ×：上記打点数が1000点未満。

［加工性（成形性）］円筒深絞り試験機を使用し、しわ押さえ荷重３トン、
ポンチ径50mm、ダイス径52.4mm、ブランク径95mmで絞り
抜き加工を行い、加工部のテープ剥離試験を行った。

成形性の評価は以下の３段階で行い、◎であれば良好
とした。

◎：異常なし、 △：テープに剥離した塗膜片が付着（パウダリングあ
り、但し、供試材割れなし）、 ×：供試材に割れあり。

［耐食性］裸材の端面耐食性樹脂被覆鋼板（150mm×70mm）に直径25mm、カエリ高
さ0.3mmの穴をあけ、そのまま複合腐食試験に供し、20
サイクルの試験を行った。複合腐食試験の１サイクルは
下記のとおりである。

端面耐食性の評価は、20サイクルの試験後の穴の円周
端面における赤錆と白錆の発生状況を肉眼で調査し、以
下の３段階で行い、◎であれば良好とした。

◎：赤錆＋白錆の発生長さ率が20％未満、 △：赤錆＋白錆の発生長さ率が20％以上30％未満、 ×：赤錆＋白錆の発生長さ率が30％以上。

［発生長さ率］とは、穴の円周全長に対する円周端面
での錆発生長さ合計の百分率である。

塗装後の端面耐食性樹脂被覆鋼板（150mm×70mm）に直径25mmφ、カエリ
高さ0.3mmの穴をあけた後、カエリが下になる状態で２
液型ウレタン塗料を乾燥膜厚40μｍとなるようにスプレ
ー塗装し、60℃雰囲気で１時間焼き付けした後、上記
と同じサイクルの複合腐食試験に供し、30サイクルの試
験を行った。

端面耐食性は、30サイクルの試験後の穴の円周端面に
おける赤錆と白錆の発生状況を肉眼で調査して、上記と
同じ３段階で評価を行い、◎であれば良好と判断した。

［上塗り密着性］樹脂被覆鋼板（150mm×100mm）上に、上塗り塗料とし
て２液型ウレタン塗料を乾燥膜厚が40μｍとなるように
直接スプレー塗装し、60℃で40分焼付けした。

使用した２液型ウレタン塗料は下記の通りである。

上塗り：イサム塗料社製上塗り塗料ミラノ2K、上塗り：関西ペイント社製上塗り塗料レタンPG80、上塗り：日本ペイント社製上塗り塗料ナックススペ
リオ。

その後、塗膜2mm幅の碁盤目を100マス切り、テープ剥
離試験を行った。

上塗り密着性の評価は以下の３段階で行い、◎であれ
ば良好とした。

◎：塗膜剥離なし、 △：塗膜一部剥離、 ×：塗膜全面剥離。

評価結果を表２に示す。

なお、表２には、塗料の貯蔵安定性も併せて示した。
これは、作製した塗料を50℃に30日間放置し、その前後
の塗料粘度を測定して評価したものである。塗料粘度は
フォードカップNo.4で測定し、「放置後の粘度／初期粘
度」の値が1.5を超える場合は×、1.2を超えて1.5まで
を△、1.2以下を◎とした。

図２中の記号（丸付き数字）は表１の「図２中の位
置」の欄の記号（丸付き数字）に対応する。

表２の結果から明らかなように、本発明の範囲内の組
成を持つ塗料組成物から作製した樹脂被覆鋼板では、上
塗り密着性、溶接性、加工性および端面耐食性の全ての
性能が良好であったのに対し、比較例の塗料組成物から
作製した樹脂被覆鋼板では、これらの性能の少なくとも
一つが劣った。

（実施例２）塗料組成物の調製表３に示す組成を持つ塗料組成物を実施例１と同様に
して調製した。この組成において、バインダー樹脂（主
樹脂＋硬化剤）、有機潤滑剤および各種顔料の含有量
は、全固形分に対する固形分基準の量であり、硬化触媒
（その有効成分）の量は、バインダー樹脂（主樹脂＋硬
化剤）の固形分に対するPHR量である。

バインダー樹脂（主樹脂＋硬化剤）は、ウレタン変性
エポキシ樹脂（主樹脂）とジフェニルメタンジイソシア
ネート（硬化剤）からなる樹脂を使用し、硬化触媒とし
ては、ジブチル錫ジラウレート（DBTDL）を使用した。
有機潤滑剤および導電顔料は、それぞれ実施例１と同じ
セリダスト3620およびフェロホスHRS2132を使用した。
これらの各成分の量を、表３に示すように変動させた。

他の無機顔料としては、実施例１と同じリンモリブデ
ン酸アルミニウム系防錆顔料の他に、シリカ（日本アエ
ロジル社製アエロジル130）、酸化チタン顔料（石原産
業社製タイペークCR95）、およびクロム酸系防錆顔料
（クロム酸ストロンチウム、亜鉛、またはバリウム塩、
いずれもキクチカラー社製）の１種もしくは２種以上を
使用した。

樹脂被覆鋼板の作製厚み0.7mmの鋼板（JIS G 3141に規定されるSPCE相当
材）の両面に溶融亜鉛めっき（片面当たり付着量:60g/m
²、めっき皮膜中のFe含有率:0.3％、Al含有率:0.2％、P
b含有率:30ppm）を施し、水洗および乾燥処理を行った
後、市販のクロメート処理液（日本パーカライジング社
製ジンクロムR1415A）を両面にロールコータで塗布し、
最高到達鋼板温度が140℃となるように熱風オーブンで2
5秒間乾燥した。クロメート皮膜の付着量は金属クロム
量に換算して50mg/m²であった。

上で調製した各燃料を、両面のクロメート皮膜の上に
ロールコータで乾燥膜厚が１〜10μｍになるよう塗布
し、熱風オーブンを用いて最高到達鋼板温度が232℃に
なるように１分間焼付け硬化させ、樹脂被覆鋼板とし
た。

得られた樹脂被覆鋼板について、上塗り密着性、連続
スポット溶接性、成形性、および端面耐食性の各種性能
を、実施例１と同じ方法で評価した。さらに、耐クロム
溶出性を下記の方法により評価した。

［耐クロム溶出性］樹脂被覆鋼板（100mm×100mm）を20℃のイオン交換水
100mlに浸漬し、24時間放置した後のイオン交換水中の
６価クロム濃度を吸光度分析により測定した。耐クロム
溶出性の評価は下記の２段階で行った。

「少」：イオン交換水中のCr⁶⁺濃度が1.0mg/l/m²未
満、「多」：イオン交換水中のCr⁶⁺濃度が1.0mg/l/m²以
上。

試験結果を表４に示す。これらの結果から明らかなよ
うに、本発明の範囲内の組成を持つ塗料組成物から作製
した樹脂被覆鋼板は、上塗り密着性、溶接性、加工性、
および端面耐食性の全ての性能が良好であったのに対
し、比較例の塗料組成物から作製した樹脂被覆鋼板で
は、これらの性能の少なくとも一つが劣った。

（実施例３）塗料組成物の調製表５に示す組成を持つ塗料組成物を実施例１と同様に
して調製した。この組成において、バインダー樹脂（主
樹脂＋硬化剤）、有機潤滑剤および各種顔料の含有量
は、全固形分に対する固形分基準の量であり、硬化触媒
（その有効成分）の量は、バインダー樹脂（主樹脂＋硬
化剤）の固形分に対するPHR量である。

バインダー樹脂は、実施例１と同じエポキシ樹脂（主
樹脂）とヘキサメチレンジイソシアネート（HDMI、硬化
剤）からなる樹脂を使用し、硬化触媒としてはジブチル
錫ジラウレート（DBTDL）を使用した。有機潤滑剤およ
び導電顔料は、それぞれ実施例１と同じセリダスト3620
およびフェロホスHRS2132を使用した。バインダー樹脂
量は52％、硬化触媒量は4PHR、有機潤滑剤量は３％に固
定した。バインダー樹脂量と有機潤滑剤量の関係は、図
２のの位置に相当する。

他の無機顔料としては、実施例１と同じリンモリブデ
ン酸アルミニウム系防錆顔料、リン酸亜鉛系防錆顔料
（キクチカラー社製LFボウセイZP−SB）、およびリン酸
マグネシウム／五酸化バナジウム混合系防錆顔料（日本
ペイント社製VP顔料Ｆ−121）から選ばれた非クロム系
防錆顔料、ならびに実施例２と同じシリカおよび酸化チ
タン、さらにはアルミナ（山陽クレー工業社製MCクレ
ー）、カオリン（山陽クレー工業社製カオリンHA）、炭
酸カルシウム（白石工業社製ホモカルＤ）から選ばれた
体質顔料から選ばれた、１種もしくは２種以上の非クロ
ム系無機顔料を使用した。

樹脂被覆鋼板の作製上記の塗料組成物から、実施例１と全く同様にして樹
脂被覆鋼板を作製し、同様に試験した。試験結果を表６
に示す。

表６からわかるように、他の無機顔料が防錆顔料を全
く含有していなくても、防錆顔料を含有する場合と同様
に優れた耐食性や他の特性が得られた。

産業上の利用可能性本発明の塗料組成物を用いると、低温焼付け型塗料を
用いた場合でも上塗り密着性に優れ、かつ溶接性（連続
スポット溶接性）、端面耐食性および加工性にも優れた
樹脂被覆金属板を製造することができる。この樹脂被覆
金属板は、自動車の補修部品用素材として好適である。
また、自動車のボディが分割構造、すなわち、成形した
小部品を密着接合や溶接接合により組み立てる方式のも
のとなった際の素材としても好適であり、自動車ボディ
全体に使用されうる可能性もある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本雅充兵庫県西宮市甲子園町21番地５―302 (72)発明者広瀬洋三大阪府大阪市阿倍野区阿倍野筋３―10― １―1014 (72)発明者坂根正兵庫県尼崎市尾浜町２丁目37―25―403 (72)発明者大芝敏春兵庫県伊丹市柏木町３―20―202 (56)参考文献特開平９−234820（ＪＰ，Ａ) 特開平５−305450（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−203677（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−11247（ＪＰ，Ａ) 特開平６−71807（ＪＰ，Ａ) 特開平４−150976（ＪＰ，Ａ) 特開平４−256469（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 5/00 - 201/10 B05D 7/14 B32B 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量基準で、溶剤中に、固形分として、バインダー樹脂（硬化剤を含む）:38％以上66％以下有機潤滑剤 :0.2％以上６％以下リン化鉄を主成分とする導電顔料:20％以上50％以下導電顔料以外の他の無機顔料 :3％以上25％以下但し、リン化鉄を主成分とする導電顔料と他の無機顔料
の合計量が31％以上56％以下、を含有し、かつバインダー樹脂（硬化剤を含む）量と有
機潤滑剤量が下記式を満たし、さらに前記バインダー
樹脂（硬化剤を含む）の固形分重量に対して0.7％以上1
0％以下の硬化触媒を含有することを特徴とする塗料組
成物。 −0.4×Ｒ＋16.2≦Ｗ≦−0.4×Ｒ＋30.4 ・・・但し、R:硬化剤を含むバインダー樹脂量（％） W:有機潤滑剤量（％）
【請求項２】前記他の無機顔料がクロム酸系または非ク
ロム系の防錆顔料を含有する、請求の範囲第１項記載の
塗料組成物。
【請求項３】前記他の無機顔料がクロム酸系防錆顔料を
含有し、クロム酸系防錆顔料の含有量が11％以下であ
る、請求の範囲第２項記載の塗料組成物。
【請求項４】前記他の無機顔料が防錆顔料を含有してお
らず、その含有量が10〜25％である、請求の範囲第１項
記載の塗料組成物。
【請求項５】バインダー樹脂が、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、およびこれ
らの変性樹脂よりなる群から選ばれた少なくとも１種の
主樹脂と、アミン、酸無水物、およびフェノール樹脂よ
りなる群から選ばれた少なくとも１種の硬化剤とからな
る、請求の範囲第１項記載の塗料組成物。
【請求項６】硬化剤がアルキルエーテル化アミノホルム
アルデヒド樹脂およびイソシアネート化合物よりなる群
から選ばれたものである請求の範囲第５項記載の塗料組
成物。
【請求項７】有機潤滑剤の平均粒径が１μｍ以上10μｍ
以下である、請求の範囲第１項記載の塗料組成物。
【請求項８】亜鉛系またはアルミニウム系めっき金属板
の表面に、リン酸亜鉛処理およびクロメート処理から選
ばれた少なくとも１種の化成処理により形成された下地
皮膜と、その上に請求の範囲第１項記載の塗料組成物か
ら形成された、厚み２〜９μｍの樹脂被覆層とを有する
ことを特徴とする樹脂被覆金属板。