(57)【要約】【課題】室外に設置する主に板金部品で構成される構造体の耐塩害用板金部品の製造方法において、環境へが負荷の低く、尚且つ、工程を簡略化し耐塩害仕様塗装を満足する耐塩害用板金部品の製造方法を提供する。【解決手段】クロムを含有しない無機有機複合皮膜めっきの上に、オレフィン系もしくはパラフィン系ワックスを含んだ有機樹脂皮膜をコートしためっき鋼板を、無給油プレス加工を実施し、脱脂せずに前処理としてショットブラストまたはコロナ放電処理を施した後塗装する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
めっき鋼板の表面化成処理にクロムを含まない無機有機複合皮膜を施した耐食性鋼板を用いた耐塩害用板金部品の製造方法において、
前記耐食性鋼板をプレス加工を無給油で行い、プレス加工した前記高耐食性鋼板の前記有機樹脂皮膜を、脱脂せずに物理的および／または化学的処理により表面改質を行ってから塗装することを特徴とする耐塩害用板金部品の製造方法。
【請求項２】
めっき鋼板の表面化成処理にクロムを含まない無機有機複合皮膜及びオレフィン系もしくはパラフィン系ワックスを含んだ有機樹脂皮膜を施した耐食性鋼板を用いた耐塩害用板金部品の製造方法において、前記耐食性鋼板をプレス加工を無給油で行い、プレス加工した前記高耐食性鋼板の前記有機樹脂皮膜を、脱脂せずに物理的および／または化学的処理により表面改質を行ってから塗装することを特徴とする耐塩害用板金部品の製造方法。
【請求項３】
物理的処理は、ブラスト処理であることを特徴とする請求項１または２記載の耐塩害用板金部品の製造方法。
【請求項４】
物理的および化学的処理はコロナ放電処理であることを特徴とする請求項１または２記載の耐塩害用板金部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室外に設置し、主に板金部品で構成される構造体に用いられる耐塩害用板金部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非クロム系でありかつ塗膜の加工密着性に優れるプレコート金属板は、固形分として、タンニンまたはタンニン酸、シランカップリング剤、及び微粒シリカを同時に含有するプレコート金属板用下地処理剤が少なくとも片面の表面に塗布、乾燥されている塗装下地処理金属板上に上層皮膜層を有している（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８９８６８号公報（段落０００５〜００２４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
空調機筐体のような室外に設置する主に板金部品で構成される構造体の従来の耐塩害用板金部品の製造方法において、外郭部品は加工性・耐食性を有しながら、さらに美観を要求されるため、めっきされた金属板の上に有機被覆を施し、内部構造体は特に美観は要求されないためめっき金属板に防錆用化成処理を施したものを使用している。しかし、海岸近くまたは温泉地等腐食環境の著しい場所に設置される上記構造体においては、外郭及び内部構造部品の更なる耐食性が要求され、外郭部品は複数回の有機被覆塗装を行い、通常無塗装で使用される内部構造体についても塗装が必要となる。一方、これら構造体の板金部品は耐食性を確保するため、めっきの上に化成処理皮膜として防錆効果の高いクロメート皮膜処理が施されていた。
【０００５】
しかしながら、クロメート皮膜は人体及び生態系に有害な六価クロムを含有しており、塩害用途向けの塗装時には脱脂洗浄、リン酸皮膜処理工程で六価クロムが溶出し、前処理液が汚染されるため、クロメート皮膜のないめっき鋼板を使用する必要がある。そのため、設置環境用途に応じた材料を手配する必要が生じ、製造上のロス、コストアップの要因となっていた。
【０００６】
そこで、上記の特許技術文献１に開示されているように六価クロムを含まないめっき鋼板及び塗装した鋼板が使用されてきている。
【０００７】
しかしながら、上記めっき鋼板は加工時のめっき剥離等の影響を抑制するため、プレス油を塗布しての加工が一般的であり、後工程に塗装工程がある場合は、塗膜の密着性を確保するためにも脱脂洗浄は不可欠であった。そのため、塗装時の製造プロセスが煩雑となり、製造コストが増加し、また、脱脂水洗工程に付随する排水の発生等環境へ影響も懸念される問題があった。
【０００８】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、室外に設置し、主に板金部品で構成される構造体に用いられる耐塩害用板金部品の製造方法において、環境に配慮したクロムを含まない鋼板を使用し、尚且つ、工程を簡略化し、耐塩害仕様塗装を満足する耐塩害用板金部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る耐塩害用板金部品の製造方法は、めっき鋼板の表面化成処理にクロムを含まない無機有機複合皮膜を施した耐食性鋼板を用いた耐塩害用板金部品の製造方法において、前記耐食性鋼板をプレス加工を無給油で行い、プレス加工した前記高耐食性鋼板の前記有機樹脂皮膜を、脱脂せずに物理的および／または化学的処理により表面改質を行ってから塗装するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示す耐塩害用板金部品の製造方法を示す高耐食鋼板を従来のものと比較した断面図であり、図１（ａ）はこの発明のクロムを含まない化成処理皮膜を持つめっき鋼板の断面図、図１（ｂ）は従来のクロムを含有しためっき鋼板の断面図である。図２はこの発明の実施の形態を示す耐塩害用板金部品の製造方法の工程を従来のものと比較した工程図であり、図２（ａ）はこの発明の耐塩害用板金部品の製造工程図、図２（ｂ）は従来の耐塩害用板金部品の製造工程図である。
【００１１】
この発明のクロムを含まない化成処理皮膜を持つ高耐食鋼板であるめっき鋼板は、図１（ａ）に示すように、鋼板１に亜鉛めっき（又は亜鉛めっき合金層）２を設け、化成処理皮膜として無機有機複合皮膜４を適用し、板金加工時に曲げ、絞り加工を行うときはオレフィン系もしくはパラフィン系ワックスを添加した有機樹脂被覆５をその上面に塗布する。打ち抜きだけの単純加工であれば有機樹脂被覆５は行わない。
なお、無機有機複合皮膜４はこのとき無機有機複合皮膜４の塗布量は２０〜２００ｍｇ／ｍ２であり、オレフィン系もしくはパラフィン系ワックスを添加した有機樹脂被覆５の塗布量は１〜２μｍとするのが望ましい。これにより鋼板表面の動摩擦係数が低下し、無給油でのプレス加工が可能となる。
【００１２】
一方、従来の高耐食鋼板であるめっき鋼板は、図１（ｂ）に示すように、鋼板１に亜鉛めっき（又は亜鉛めっき合金層）２を設け、その上にクロメート皮膜３を設けている。
【００１３】
次に、室外に設置する主に板金部品で構成される構造体の一例である空調用室外機筐体におけるこの発明の耐塩害用板金部品の製造方法の工程を従来のものと比較して図２により説明する。
この発明の耐塩害用板金部品の製造方法は、図２（ａ）に示すように、クロムを含まない無機有機被膜鋼板を用意し（Ｓ１）、無給油でプレス加工（Ｓ２）した後、エアーブローまたは粘着ロール等で表面に付着したホコリ等の異物を除去（Ｓ３）した後、前処理としてショットブラスト処理もしくはコロナ放電処理での表面改質処理を行う（Ｓ４）。そして、塗装（Ｓ５）、焼付け（Ｓ６）を行い、最後に検査をおこなう（Ｓ７）。
【００１４】
一方、従来は図２（ｂ）に示すようにクロムを含有しためっき鋼板を用意し（Ｓ１１）、潤滑油を塗布し（Ｓ１２）、プレス加工（Ｓ１３）した後、プレス時に潤滑油を塗布するため、表面に付着した油分除去のためアルカリ脱脂処理をし（Ｓ１４）、水洗い（Ｓ１５）、表面調整（Ｓ１６）を行う。次に、必要に応じてリン酸処理を実施し（Ｓ１７）た後、乾燥をし（Ｓ１８）、塗装を施す（Ｓ１９）。そして、焼付け（Ｓ２０）を行い、最後に検査をおこなう（Ｓ２１）。
【００１５】
上記のように、この発明では、従来のように、潤滑油の塗布（Ｓ１２）、アルカリ脱脂処理（Ｓ１４）、水洗い（Ｓ１５）、表面調整（Ｓ１６）、リン酸処理（Ｓ１７）、乾燥（Ｓ１８）の工程は不要であり、ブラスト処理もしくはコロナ放電処理での表面改質処理を行うのみで、充分な塗膜密着性を確保した塗装をすることができる。従って、アルカリ脱脂槽〜水洗槽〜乾燥炉までの大掛かりな前処理設備を必要とせず、またこれらに付帯する排水処理設備等も不要なため、設備の簡略化及び環境に対する影響の低減を図ることができる。
【００１６】
上述のように、オレフィン系もしくはパラフィン系ワックスを添加した有機処理被膜を持つ鋼板で加工した場合、塗料の種類によってはそのまま塗装すると塗膜の密着性が低下する恐れがある。そのため、ブラスト処理またはコロナ放電処理で鋼板表面の有機樹脂被覆を一部又は全部を除去、もしくは、コロナ放電処理で表面改質をしたのち塗装する。
【００１７】
次に、上記方法により板金部品の被試験体を製造し、耐食試験をした結果について表１により説明する。試験は塗装前の前処理をショットブラストで行ったものを実施例１、コロナ放電処理を行ったものを実例２とし、それぞれ従来と比較した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
実施例１．
被試験体は図１（ａ）に示したもので、鋼板１に亜鉛めっき２の厚さはＪＩＳのＺ１２相当とし、無機有機複合皮膜４の厚さは１μｍ、有機樹脂被覆５の厚さは１〜２μｍ、被試験体のプレス加工形状は、曲げ半径が２Ｒ１８０°曲げ、絞りはエリクセン試験機で７ｍｍとした。
また、製造工程は図２（ａ）とし、表面改質処理（Ｓ４）はショットブラストを実施し、塗装はアクリル塗装２５〜３５μｍを行った。
【００２０】
ショットブラストによる表面改質処理方法は、図３に示すようにショットブラスト装置６により被試験体の有機樹脂被覆５にブラスト材７をショットした。このときショット材はナイロンビーズ等の樹脂系材料が望ましいのでナイロンビーズを使用し、噴射圧力は１〜５Ｋｇ／ｃｍ２、吹付距離は５０〜２００ｍｍ、吹付角度は６０〜９０°とした。
このブラスト処理により図３に示すように有機樹脂被膜５の表面に微細な凹凸を成形することができ、この上に塗装した場合、塗膜のアンカー効果により塗装の密着性が向上する。
【００２１】
また、比較する従来例の被試験体を図１（ｂ）に示したもので、鋼板１に亜鉛めっき２の厚さはＪＩＳのＺ１２相当とし、クロメート処理を行い、被試験体のプレス加工形状は実施例１と同じである。また、製造工程は図２（ｂ）とし、塗装はアクリル塗装２５〜３５μｍを行った。
【００２２】
塗装後の耐食試験、空調用室外機の耐塩害仕様の耐食性評価方法で行い、塗膜にカッターナイフで鋼板素地まで達するスクラッチと呼ばれるキズを直線でつけて、塩水噴霧試験を９６０時間実施した後、スクラッチ部分をテープで剥離して塗膜の剥離幅を測定した。また、塗膜に１ｍｍ間隔でスクラッチを縦横に１０本ずつ入れて１００マスの碁盤目を作成した後、テープで剥離して剥離したマス目の数で塗膜の素地に対する密着性を確認する碁盤目試験結果も行った。
なお、この試験条件は日本冷凍空調工業会の空調用室外機の耐重塩害仕様の耐食レベルとして規定されているものであり、約１０年以上の耐食性が確保されると推察される。
【００２３】
試験結果は表１に示すように、剥離幅は１．０ｍｍ、盤目試験は塩水試験前後で塗装剥離はなく良好であり、塗膜性能は耐塩害仕様として充分使用に耐えうるものといえる。
また、従来例では、塗装剥離幅は２．５ｍｍ、盤目試験は塩水試験前後で塗装剥離はなかった。実施例１は従来例に比べ塗膜剥離幅が小さく耐食性は優れている。
【００２４】
以上のように、塗装の密着性を向上することができ、塩害地でも約１０年以上の耐食性を確保することができる。
【００２５】
実施例２．
被試験体は実施例１と同じであり、製造工程は図２（ａ）とし、表面改質処理（Ｓ４）はコロナ放電処理を実施し、塗装は実施例１と同じである。
【００２６】
コロナ放電処理による表面改質処理方法は、図４に示すようにコロナ放電発生機８にて０．１〜１．０ｍの移動速度で電極９を移動させながらコロナ放電処理を実施した。放電電圧は１８ＫＶ、出力周波数は１５〜２８ＫＨｚ、放電距離は１０ｍｍとした。
このコロナ放電処理により有機樹脂被膜５の表面の微細汚染物を物理的・化学的に除去し、尚且つ、表面改質効果により鋼板表面の表面張力を低下させることで有機樹脂被膜改質面１０としたので、塗料の馴染みを良好にして塗装の密着性を向上することができる。
【００２７】
試験結果は表１に示すように、塗装剥離幅は１．５ｍｍ、盤目試験は塩水試験前後で塗装剥離はなく良好であり、塗膜性能は塩害仕様として充分使用に耐えうるものといえる。
また、従来例の剥離幅の２．５ｍｍに比べ塗膜剥離幅が小さく耐食性は優れている。
また、実施例１の塗装剥離幅は１．０に比べやや大きかった。
【００２８】
以上のように、塗装の密着性を向上することができ、塩害地でも約１０年以上の耐食性を確保することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、めっき鋼板の表面化成処理にクロムを含まない無機有機複合皮膜を施した耐食性鋼板を用いた耐塩害用板金部品の製造方法において、前記耐食性鋼板をプレス加工を無給油で行い、プレス加工した前記高耐食性鋼板の前記有機樹脂皮膜を、脱脂せずに物理的および／または化学的処理により表面改質を行ってから塗装するので、塗装時に脱脂、リン酸処理等の前処理工程を省略して塗装することができ、製造コスト低減及び排水処理不要による製造時の環境負荷低減が期待でき、また、塗膜の密着性を向上することができ、塩害地でも耐食性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す耐塩害用板金部品の製造方法を示す高耐食鋼板を従来のものと比較した断面図である。
【図２】この発明の実施の形態を示す耐塩害用板金部品の製造方法の工程を従来のものと比較した工程図である。
【図３】ショットブラスト方式による前処理モデル図である。
【図４】コロナ放電処理方式による前処理モデル図である。
【符号の説明】
１  鋼板、２  亜鉛めっき又は亜鉛めっき合金層、３  クロメート皮膜、４  無機有機複合皮膜、５  有機樹脂皮膜、６  ショットブラスト装置、７  ブラスト材、８  コロナ放電処理機、９コロナ放電電極、１０  有機樹脂被膜改質面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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