フラックス組成物
【課題】Ｍｇ除去効果を有するフラックスを含み、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できる溶融溶接用フラックス組成物を提供する。
【解決手段】本発明のフラックス組成物は、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む。ここで、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、組成物中、０．０１〜２０質量％であり、前記（Ａ）フラックスの含有量は、組成物中、１質量％であり、（Ｃ）増粘剤の含有量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水」との合計量に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましい。
【解決手段】本発明のフラックス組成物は、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む。ここで、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、組成物中、０．０１〜２０質量％であり、前記（Ａ）フラックスの含有量は、組成物中、１質量％であり、（Ｃ）増粘剤の含有量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水」との合計量に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融めっき鋼板は、優れた耐食性を有するため、腐食雰囲気に曝される屋根材、構造材等に使用されている。中でも、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板に比較して優れた耐食性を有するため、自動車用をはじめ、建築構造物や家電製品等、多種多様な分野で盛んに使用されている。
このような鋼板は、通常、所望の形状に成形され、さらには溶接されて使用される。溶接の種類としては、スポット溶接に代表されるような抵抗溶接、およびアーク溶接に代表されるような溶融溶接が知られている。建築構造物や自動車の足廻り部品等は、比較的高い接合強度が要求されること、板厚が比較的厚いこと、また抵抗溶接では電極の寿命が短いこと等の理由から、主として溶融溶接が採用されている。
【０００３】
溶融溶接とは、非常に高い熱量を被溶接材に与えて材料を溶融、凝固させて接合する方法である。この際、溶接ワイヤーを供給して溶接することもある。
Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶融溶接すると、めっき原板である鋼母材とめっき層が溶融される。このとき、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板のめっき層の融点は、鋼母材の融点よりもかなり低いため、溶接部の一部または周辺では、ある一定の時間、めっき層が溶融した状態で鋼板表面に存在することになる。ところが、このように鋼板上にめっき層が溶融した状態のところへ一定以上の引張り応力が印加されると、鋼板に割れが発生することが知られている。このように鋼板に割れが発生する現象は、「溶融金属脆化割れ」とも呼ばれる（例えば、非特許文献１）。特に、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶融溶接しようとする際に複数の条件が重なると、熱影響部近傍に溶融金属脆化割れが発生しやすくなることがあり、問題となっていた。
【０００４】
今までに、熱影響部近傍での溶融金属脆化割れの発生を抑制するためには、溶接に先立って、溶接部近傍のめっき層を除去することが有効であることが知られている。しかしながら、めっき層を除去する際には、金属粉が飛散し、作業環境が低下することがある。また、めっき層が除去された溶接部は下地鋼が露出しているために、耐食性が劣る。この際、めっき層と同種材料からなる溶射層等を溶接部に形成して、耐食性の低下を防止することができるものの、製造にかかる負担が大きい。
【０００５】
また、熱影響部近傍での溶融金属脆化割れの発生を抑制する方法としては、１）被溶接材の拘束方法を変更して、鋼板に作用する引張り応力を緩和させたり、被溶接材の残留応力を事前に低減させたりする方法、２）溶接する際の入熱量をできるだけ小さくして、発生・残存する熱応力を低減する方法、等が提案されている。しかしながら、上記１）の方法は、製品形状に応じて発生する応力や歪が異なるために、汎用的でないという問題がある。さらに、上記２）の方法は、溶接する際の入熱量が少ないと十分な溶込みが得られないことがあり、溶接部の接合強度が不安定になるという問題がある。
【０００６】
そこで、これまでに、本出願人等は、溶融金属脆化割れの発生を抑制するため、下地鋼の組成と溶融めっき層の組成を特定の組み合わせにすること（特許文献１）、または鋼管製造時の溶接方法について、めっき層中のＭｇ含有量に応じて、アプセット量の調整によるメタルフロー角度の調整を行い溶接部に加わる応力集中を緩和すること（特許文献２）等を提案している。
【０００７】
また、本出願人等は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を鋼板表面にめっきしたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶接する際に、溶接部にＭｇ成分除去作用を有するフラックス（以下「Ｍｇ除去フラックス」ともいう）を塗布または載置し、あるいは供給しつつ、溶接する方法も提案している（特許文献３）。上記Ｍｇ除去フラックスは、具体的に、０〜１００モル％のＫＡｌＦ４と１００〜０モル％のＫ３ＡｌＦ６との混合物等である。このようなＭｇ除去フラックスが塗布された溶接部では、Ｍｇ成分が除去されて、めっき金属の融点が上昇するため、溶接金属脆化割れの発生が低減されると考えられる。
さらに、本出願人等は、固着剤を用いてＭｇ等除去フラックスを溶接棒の表面に固着させ、溶接時に被溶接箇所に供給しつづける方法も提案している（特許文献４）。
【特許文献１】特開２００３−００３２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５７９３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１８７９７号公報
【特許文献４】特開２００７−３１３５３５号公報
【非特許文献１】上田修三著「叢書 鉄鋼技術の流れ 第１シリーズ 第９巻 構造用鋼の溶接 −低合金鋼の諸性質とメタラジー −」１９９７．６．１ 株式会社地人書館， ｐ ２７４〜２７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された方法では、Ｍｇ除去フラックスは水と混合され、懸濁液の状態で、刷毛塗り、ロール塗り等でめっき鋼板に塗布され、乾燥される。しかしながら、前記懸濁液は樹脂等を含んでいないため、当該懸濁液から形成される皮膜は、鋼板との密着性が十分でなく、運搬や設置時に発生する振動や衝撃により表面から脱落することがある。また、前記懸濁液は、Ｍｇ除去フラックスと水が容易に分離し、Ｍｇ除去フラックスが凝集してハードケーキとなりやすいため、保存安定性が十分でない。このようにハードケーキが形成された懸濁液は攪拌により再生できるものの、大きな労力がかかるので問題である。
【０００９】
一方、特許文献４に記載された方法は、固着剤を用いてＭｇ除去フラックスを溶接棒の表面に固着させ、溶接時に被溶接箇所に供給しつづける方法であるため、作業時間等の面でも有効な方法である。しかしながら、このように溶接棒を用いる溶融溶接では、大量のヒューム発生による作業環境の安全面および大量生産に向かない点が懸念されている。そのため、近年では、溶接ワイヤーを使用する半自動溶接機（ＭＩＧ溶接機やＭＡＧ溶接機（炭酸ガスアーク溶接機を含む））が多く使用されるようになっている。
【００１０】
しかし、半自動溶接機を使用する溶接方法では、Ｍｇ除去フラックスを供給するために、通常用いられているフラックスワイヤー中のフラックスをＭｇ除去フラックスと置き換える必要がある。このようなフラックスの置き換えには、多大なコストがかかるため現実的ではない。そこで、半自動溶接機を使用する溶接方法では、特許文献４に記載されているような、固形化したフラックスの使用が有効と考えられる。ところが、固形化したフラックスは、鋼板に塗布しにくい。
【００１１】
以上から、溶接時の溶接金属脆化割れを防止するには、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板の溶接される部位にＭｇ除去物質を塗布することが有効であるものの、これまで十分なレベルにおいて簡易、かつ確実に前記物質をめっき鋼板に塗布できる方法は提案されてこなかった。かかる事情に鑑み、本発明は、Ｍｇ除去効果を有するフラックスを含み、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるフラックス組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者等は鋭意検討した結果、特定のフラックス組成物により上記課題が解決できることを見出した。すなわち上記課題は、以下の本発明により解決される。
【００１３】
［１］（Ａ）Ｍｇ成分を除去する作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む、フラックス組成物。
［２］ 前記フラックス組成物は、（Ｅ）水溶性有機溶剤をさらに含む、［１］記載のフラックス組成物。
［３］ 前記フラックス組成物は、（Ｆ）防かび剤をさらに含む、［１］または［２］記載のフラックス組成物。
［４］ 前記（Ａ）フラックスの含有量は、前記組成物中１〜８０質量％であり、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、前記組成物中０．０１〜２０質量％である、［１］〜［３］いずれかに記載のフラックス組成物。
［５］ 前記（Ｅ）水溶性有機溶剤は、前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量中、０．５〜５５質量％である、［２］〜［４］いずれかに記載のフラックス組成物。
［６］ 前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、［１］または［３］〜［５］いずれかに記載のフラックス組成物。
［７］ 前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、［２］〜［５］いずれかに記載のフラックス組成物。
［８］ 前記（Ｆ）防かび剤の含有量は、前記組成物中０．０３質量％以上である、［３］〜［７］いずれかに記載のフラックス組成物。
［９］ 前記（Ａ）フラックスは、フッ化アルミン酸化合物である、［１］〜［８］いずれかに記載のフラックス組成物。
［１０］ 前記（Ａ）フラックスは、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物である、［１］〜［９］いずれかに記載のフラックス組成物。
［１１］ 前記（Ｃ）増粘剤は、微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子である、［１］〜［１０］いずれかに記載のフラックス組成物。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるフラックス組成物が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
１．フラックス組成物
本発明のフラックス組成物（単に、「組成物」と称することもある）は、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含むことを特徴とする。
【００１６】
（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックス
本発明のフラックス組成物は、Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスを含む。フラックスとは、一般に溶接で用いられる融剤をいう。本発明のフラックスは、Ｍｇ成分を除去しうる作用を有する。「Ｍｇ成分を除去しうる」とは、めっき層に含まれるＭｇ成分を溶接時に取り除くことをいう。このようなフラックスの例には、塩素化合物やフッ化アルミン酸化合物が含まれる。塩素化合物の具体例には、ＺｎＣｌ２やＮＨ４Ｃｌが含まれる。フッ化アルミン酸化合物とは、ＭＡｌＦ４やＭ３ＡｌＦ６で表される化合物（Ｍは一価の金属元素）をいい、その具体例には、ＫＡｌＦ４、Ｋ３ＡｌＦ６、ＣｓＡｌＦ４やＣｓ３ＡｌＦ６が含まれる。
【００１７】
これらの化合物によるＭｇ成分の除去メカニズムは、前述の特許文献３、４に開示されている。前記塩素化合物は、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼板の溶接に適用された場合、化学反応によりＭｇとＡｌ成分をめっき層から除去する。
一方、フッ化アルミン酸化合物は、化学反応によりＭｇ成分をめっき層から除去する。これにより、めっき層のＭｇ成分が低減されるので、ＡｌはＦｅと金属間化合物を生成しやすくなる。よって、フッ化アルミン酸化合物により、Ａｌは間接的にめっき鋼板から除去されるといえる。
【００１８】
本発明におけるＭｇ成分を除去しうる作用を有するフラックス（単に、「Ｍｇ除去フラックス」ともいう）としては、フッ化アルミン酸化合物が好ましく、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物が好ましい。塩素化合物は、潮解性を有しているため、溶接後に表面に残存すると水分を吸収し、またその強い腐食性により、めっき鋼材に錆を発生させることがあるからである。
【００１９】
フッ化アルミン酸化合物は、それぞれ単独のフッ化物でもＭｇ成分除去作用を有しているため、単独で用いてもよい。しかしながら、それぞれをモル比にして同程度混合して用いることが好ましい。Ｍｇ成分の除去効果に優れるからである。
【００２０】
フラックス組成物におけるＭｇ除去フラックスの配合量は、１〜８０質量％であることが好ましく、４０〜６０質量％であることがより好ましい。前記配合量が１質量％より少ない場合は、Ｍｇ成分除去作用が十分に発揮されないことがある。前記配合量が８０質量％を超えると、組成物を調製することが困難になることがある。なお、本発明において記号「〜」は、その両端の値を含む。
【００２１】
（Ｂ）水溶性有機樹脂
本発明のフラックス組成物は、水溶性有機樹脂を含む。この水溶性有機樹脂は、フラックス組成物においてバインダーの役割を担う。すなわち、フラックス組成物から得られる皮膜において、前記Ｍｇ除去フラックスを皮膜に定着させるとともに、皮膜自体をめっき鋼板に良好に密着させる。なお、本発明のフラックス組成物は溶剤として水が使用されるために、バインダーとなる樹脂も水溶性とする。
【００２２】
水溶性有機樹脂の例には、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、フラン樹脂、またはこれらの樹脂の誘導体が含まれる。樹脂の誘導体の例には、アクリルアルキド樹脂、アクリルアミド樹脂等のアクリル樹脂誘導体、メチルセルロース、アセチルセルロース等のセルロース樹脂誘導体が含まれる。水溶性有機樹脂は上記した樹脂の混合物であってもよい。また、水溶性有機樹脂は、上記樹脂の水性エマルジョンであってもよい。
【００２３】
本発明のフラックス組成物は、その皮膜が容易に脱落しないが、ウエス等により拭き取れば容易に除去できる程度の密着性を有することが好ましい。この密着性は、主として水溶性有機樹脂の配合量等で調整できる。密着性を適正に調整する観点から、フラックス組成物中における樹脂成分の配合量は、用いる樹脂成分の種類等によって異なるものの、０．０１〜２０質量％程度が好ましく、０．０１〜５質量％であることがより好ましく、０．１〜０．５質量％であることがさらに好ましい。前記配合量が０．０１質量％未満であると、バインダーとしての機能や前記密着性が低下することがある。また、前記配合量が２０質量％を超えると、フラックス組成物の粘度が高くなることや、樹脂が溶剤に完全に溶解しなくなることがあり、塗布性が低下することがある。
【００２４】
（Ｃ）増粘剤
本発明のフラックス組成物は、増粘剤を含む。増粘剤とは、系の粘度を上昇させるために添加される剤をいう。通常、増粘剤は溶剤によりゲル化して、系を増粘させる。本発明では、水によって増粘作用を発現する増粘剤が好ましい。増粘剤は、Ｍｇ除去フラックスが組成物中で沈降することを防止するとともに、組成物に適切な粘度を与えて塗布性を良好にする。
【００２５】
本発明の増粘剤は、公知の物を用いてよい。その例には、Ｃ１）微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子、Ｃ２）架橋型アクリル酸重合物、Ｃ３）繊維素誘導体系増粘剤、Ｃ４）タンパク質系増粘剤、Ｃ５）アルギン酸系増粘剤、Ｃ６）ポリビニル系増粘剤、Ｃ７）ポリエーテル系増粘剤、Ｃ８）無水マレイン酸共重合体系増粘剤、Ｃ９）ポリアマイド系増粘剤、Ｃ１０）粘土鉱物が含まれる。
【００２６】
Ｃ１）微生物発酵法に製造される天然水溶性高分子の例には、キサンタンガム、ウェランガム、ラムザンガム、ジェランガム、グアーガムが含まれる。
キサンタンガムは、トウモロコシ等の澱粉を細菌により発酵させて得られる多糖類である。その具体例には、三晶（株）より市販されているＫＥＬＺＡＮ、同Ｓ、同ＡＳＸ、同ＡＳＸＴ、同ＡＲ、同Ｔ、同ＳＴ、同ＨＰ、同Ｍ、ＸＡＮＴＨＡＮ Ｇ、ＫＥＬＴＲＯＬ、同Ｆ、同Ｔ、Ｋ９Ａ４８等が含まれる。
ウェランガムの具体例には、ＫＩＡ９６、ラムザンガムの具体例には、ＫＩＡ１１２、Ｋ７Ｃ２３３、ジェランガムの具体例にはＫＥＬＣＯＧＥＬが含まれる。その他の発酵ガムとして、ＲＨＥＯＺＡＮ、ＭＥＹＰＯＬＹを用いてもよい。これらはいずれも三晶（株）より市販されている。
【００２７】
Ｃ２）架橋型アクリル酸重合物の例には、ハイビスワコー１０３、同１０４、同１０５等（和光純薬工業（株）製）が含まれる。
Ｃ３）繊維素誘導体系増粘剤の例には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースが含まれる。
【００２８】
Ｃ４）タンパク質系増粘剤の例には、カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウムが含まれる。
Ｃ５）アルギン酸系増粘剤の例には、アルギン酸ソーダが含まれる。
【００２９】
Ｃ６）ポリビニル系増粘剤の例には、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合体が含まれる。
Ｃ７）ポリエーテル系増粘剤の例には、プルロニックポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルエポキシ変性物が含まれる。
【００３０】
Ｃ８）無水マレイン酸共重合体系増粘剤の例には、ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重合体の部分エステルが含まれる。
Ｃ９）ポリアマイド系増粘剤の例には、ポリアマイドアミン塩が含まれる。
Ｃ１０）粘土鉱物の例には、シリカ、マグネシウムアルミニウムシリケート、ベントナイト、ヘクトライトが含まれる。上記の増粘剤は併用してよい。
【００３１】
本発明の増粘剤は、これらの中でも、ＫＥＬＺＡＮ等のキサンタンガムが好ましい。水性の組成物に対する増粘効果が高く、かつ他の成分と反応しにくいため、保存安定性に優れたフラックス組成物を与えるからである。
【００３２】
フラックス組成物中における増粘剤の配合量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水」に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．４〜０．８質量％であることがより好ましい。前記配合量が０．１質量％未満である場合は、フラックスの沈降が起こりやすくなる。また、前記配合量が１．５質量％を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下することがある。
【００３３】
また、本発明のフラックス組成物には、後述するように（Ｅ）水溶性有機溶剤を含ませてもよい。（Ｅ）水溶性有機溶剤を含むフラックス組成物を調製する場合、（Ｃ）増粘剤の配合量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水＋（Ｅ）水溶性有機溶剤」に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．４〜０．８質量％であることがより好ましい。前記配合量が０．１質量％未満であると、フラックスの沈降が起こりやすくなる。前記配合量が１．５質量％を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下することがある。
【００３４】
（Ｄ）水
本発明のフラックス組成物は、水を含む。水は、フラックス組成物を水溶性にするため、組成物の取り扱い性を容易にするとともに環境適合性を向上させる。特に、本発明のフラックス組成物は、溶接後のめっき鋼板から除去する際に溶剤を用いることなく除去できるために、溶接後の取り扱い性にも優れる。
【００３５】
一般に、有機溶剤を含むフラックス組成物は、消防法上の危険物とされるおそれがある。その点、有機溶剤を含まずに、水のみを溶剤としたフラックス組成物は、消防法上の非危険物として取り扱われるので、安全面および取り扱い性に優れる。なお、本発明では、フラックス組成物の組成の違いに関わらず、溶媒として有機溶剤を用いずに、水のみを用いたフラックス組成物を、「完全水系のフラックス組成物」ともいう。
【００３６】
（Ｅ）水溶性有機溶剤
本発明のフラックス組成物は、水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。水溶性有機溶剤は、前述した（Ｄ）水とともに、フラックス組成物中の溶剤として作用し、（Ｂ）水溶性有機樹脂との親和性をより向上させるとともに、フラックス組成物を塗布する際の常温乾燥性、および塗布時の濡れ性等をより向上させる。
【００３７】
（Ｅ）水溶性有機溶剤の例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、およびその誘導体等のグリコール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、２−プロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が含まれるが、特に限定されない。
【００３８】
中でも、水溶性有機溶剤としては、沸点が水より低い溶剤が好ましい。当該水溶性有機溶剤を含むフラックス組成物は、常温乾燥性により優れる。さらに、水と共沸できる水溶性有機溶剤がより好ましい。当該水溶性有機溶剤の例には、エタノール、２−プロパノールが含まれる。
【００３９】
水と水溶性有機溶剤の合計量（以下、「総溶剤量」ともいう）は、フラックス組成物中、２０〜９９質量％であることが好ましく、３５〜６５質量％であることがより好ましい。
【００４０】
フラックス組成物が（Ｅ）水溶性有機溶剤を含む場合には、フラックス組成物の諸特性（常温乾燥性、濡れ性等）を向上させる観点から、（Ｄ）水と（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量に対する（Ｅ）水溶性有機溶剤の比率は、０を超えて５５質量％以下であることが好ましく、０．５〜５５質量％であることがより好ましく、１〜５５質量％であることが特に好ましい。前記比率が０．５質量％より低い場合は、塗料の塗布時にハジキが発生しやすいことがある。また、前記比率が５５質量％を超える場合は、（Ｃ）増粘剤が組成物中で分離しやすくなり、組成物の安定性が損なわれることがある。
ところで、引火点が低く危険物に指定されるような水溶性有機溶剤をフラックス組成物に含ませる場合、前述のとおり、（Ｅ）水溶性有機溶剤の含有量に応じては、フラックス組成物自体が消防法上の危険物に分類されるおそれがある。そのため、火花等が発生し得る溶接現場のような、危険物の取扱いを嫌う環境下でフラックス組成物を使用する場合は、フラックス組成物自体が危険物に該当しない範囲で、（Ｅ）水溶性有機溶剤の使用量を適宜調整することが好ましい。
【００４１】
（Ｆ）防かび剤
また、本発明のフラックス組成物は、防かび剤を含んでいてもよい。防かび剤は、かびの成長や発育を抑制・阻止する薬剤をいう。本発明のフラックス組成物は、高分子多糖類のような（Ｃ）増粘剤、および（Ｄ）水を含むので、室温下等で長期保存すると、かびが発生しやすい。当該かびの発生は、一度、フラックス組成物を空気と接触させた後に長期保存する場合、顕著となる。その点、本発明のフラックス組成物に防かび剤を含ませると、フラックス組成物を長期保存しても、かびの発生が抑制されうる。なお、防かび剤は、殺菌剤、漂白剤、防腐剤を含んでいてもよい。
【００４２】
防かび剤の例には、ビオサイドＷ−ＡＮ３５、同Ｗ−ＥＭ２０、同Ｗ−１０７Ｌ、同３５０、同８００Ｋ、同８００Ｓ、同８１０、同２１００Ｋ（タイショーテクノス製）、ＬＩＱＵＡＰＡＲ ＰＥ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１、同ＷＴ（アイエスピー製）ベストサイド−ＮＳ、同ＦＣ、同１１７７Ａ、同２００Ｋ、同３００、同５００、同７００、同８００、（日本曹達製）、ファインサイドＣ１０７−Ａ、同Ｃ−３０Ａ、Ｃ−３１００、Ｃ−３８ＡＫ、Ｃ−３８００、同Ａ−３、同Ｄ−７５、同Ｆ−１０（東京ファインケミカル製）、Ｄｅｎｓｉｌ Ｐ、同ＤＮ（Ａｖｅｒｉｃａ製）、ハミサイドＧ、同ＣＤＴ（エーピアイコーポーレーション製）が含まれる。中でも、本発明のフラックス組成物用途の防かび剤としては、ビオサイドＷ−ＥＭ２０、同８００Ｓ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１が好ましい。ビオサイドＷ−ＥＭ２０、同８００Ｓ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１は、毒性が低く、作業者の安全面で優れるほか、ｐＨ安定性に優れるとともに、低沸点であり、分解しやすいためである。
【００４３】
フラックス組成物の防かび性を向上させるために、本発明のフラックス組成物中の防かび剤の含有量は、０．０３質量％以上であることが好ましく、０．０５〜０．５質量％であることがより好ましい。
【００４４】
フラックス組成物の防かび性は、前述した（Ｅ）水溶性有機溶剤を含ませることでも向上しうるが、（Ｅ）水溶性有機溶剤を含む場合でも、（Ｆ）防かび剤を含むことが好ましい。その場合、（Ｆ）防かび剤は、フラックス組成物中に０．０３質量％以上であることが好ましい。また、（Ｄ）水と（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量に対する（Ｅ）水溶性有機溶剤の比率は、０を超えて５５質量％であることが好ましい。当該比率は、０．０５〜５５質量％であることがより好ましく、０．５〜５５質量％であることが特に好ましい。
【００４５】
本発明のフラックス組成物は、発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の添加物を含んでいてもよい。このような添加物の例には、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性イオン系界面活性剤を含む）、防腐剤、防菌剤、分散助剤、抑泡剤、固着剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、着色顔料、着色染料が含まれる。
【００４６】
２．フラックス組成物の製造方法
本発明のフラックス組成物は、発明の効果を損なわない範囲で任意に製造できる。すなわち、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを混合する方法であれば特に限定されない。以下、フラックス組成物の製造方法の好ましい一例として、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、（Ｅ）水溶性有機溶剤および（Ｆ）防かび剤を含むフラックス組成物の製造方法を説明する。
【００４７】
当該フラックス組成物の好ましい製造方法は、以下の工程を含む。
１）（Ｂ）水溶性有機樹脂および（Ｃ）増粘剤を（Ｄ）水に加えて溶解または均一に分散させる工程。
２）前記混合物に（Ｅ）水溶性有機溶剤を添加し、溶解させる工程。
３）２）工程で得られた混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスおよび（Ｆ）防かび剤をさらに加えてから、十分に分散させる工程。
【００４８】
上記方法では、まず、１）工程において、（Ｃ）成分を（Ｄ）水に溶解または均一に分散させて、粘性の高い流体を調製する。次に、２）工程において、この高粘性の流体である混合物に、（Ｅ）水溶性有機溶剤を添加し、溶解させる。そして、３）工程において、前記２）工程で得られた混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスおよび（Ｆ）防かび剤をさらに加えてから、混合する。
【００４９】
通常、（Ａ）成分は、フラックス組成物を構成する他の材料と比べて比重が高いため、溶剤中に分散させにくい。ところが、上記１）〜３）の手順でフラックス組成物を調製すると、（Ａ）成分が溶剤中に沈降せず、組成物内に（Ａ）成分を均一に分散させることができる。したがって、上記方法によると、容易かつ効率よく、均質なフラックス組成物を製造することができる。
【００５０】
なお、フラックス組成物を製造する際に、（Ｆ）防かび剤を系に添加するタイミングは特に限定されない。また、各成分を完全に溶解または均一に分散させるために必要に応じて加熱しながらフラックス組成物を製造してもよい。
【００５１】
３．フラックス組成物の用途
フラックス組成物は、めっき鋼板の溶接予定部に塗布された後、乾燥されて皮膜を形成する。フラックス組成物を塗布する手段は特に限定されない。例えば、スプレー塗装、ハケ塗装、ローラー塗装等により塗布してよい。また、乾燥する手段も特に限定されない。乾燥手段の例には、加熱乾燥、強制乾燥、常温乾燥が含まれる。
【００５２】
フラックス組成物を塗布する領域は、溶融溶接の溶着金属形成予定範囲より１０ｍｍ程度広い範囲に塗布することが好ましい。塗布は、溶接部仮付け前であってもよく、仮付け後あってもよい。
【００５３】
フラックス組成物を塗布した部位に溶融溶接を実施することで、その溶接熱によりフラックス組成物中のＭｇ除去フラックスがめっき成分中のＭｇと反応し、Ｍｇ成分が除去される。そのため、溶融めっき金属の融点が高くなり、溶接熱影響部の粗粒結晶粒の粒界にＭｇ成分含む溶融金属が浸透しにくくなるので、結果として、溶融金属脆化割れの発生が抑制される。
【００５４】
したがって、本発明に用いられるめっき鋼板は、めっき層にＭｇを含んでいればよい。このような鋼板の例には、Ｚｎ−Ｍｇめっき鋼板、およびＺｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板が含まれる。しかしながら、既に述べたとおり、本発明に用いられるめっき鋼板は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板が最も好ましい。
【実施例】
【００５５】
［実施例１］
（Ｄ）成分である精製水１９１．０４ｇに、（Ｂ）ポリビニルアルコール１．００ｇと（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製）１．００ｇを混合し、よく攪拌した。次に、この混合物に、（Ｅ）２−プロピルアルコール（「ＩＰＡ」ともいう）７．９６ｇを添加し、さらによく攪拌した。続いて、当該混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスとして、５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物２００．００ｇを添加して、ミルを用いてよく分散させた。
【００５６】
本例で得たフラックス組成物について、１）溶接性、２）密着性、３）フラックスのハードケーキの有無、４）ハジキ性、５）防かび性の５項目について評価行った。その結果を、後述する表２に纏めて示す。
【００５７】
１）溶接性
溶接性の評価は、以下の方法により行い、溶融金属脆化割れが発生しないものを○とし、発生したものを×とした。
板厚４．０ｍｍの熱延鋼板を原板に、片面当り９０ｇ／ｍ２の付着量の溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施して、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得た。さらに、このめっき鋼板を１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出してサンプルを得た。次に、このサンプルの中央から約半径３０ｍｍの円内に前記フラックス組成物を塗布し、乾燥させた。乾燥後の膜の厚みは約２０μｍであった。
図１に示すように、このサンプル１を台（図示せず）の上にクランプし、サンプル１の上に、２０ｍｍφの丸棒体２を載置して、その周囲を図１の矢印３で示す方向にボス溶接した。
ボス溶接は、シールドガスとしてＣＯ２を用い、溶接電流を２１７Ａ、溶接電圧を２５．５Ｖ、溶接速度を０．３ｍ／分、トーチ角を４５度、後退角を１０度、シールドガスの流量を２０Ｌ／分として行った。溶接ワイヤーには直径１．２ｍｍのＹＧＷ１２を用いた。入熱条件の影響をみるために、溶接電流を２４１Ａ、溶接電圧を２７．０Ｖとした条件、及び溶接電流を２６９Ａ、溶接電圧を２９．６Ｖとした条件でも行った。ボス溶接を行った結果、めっき鋼板には、図１中の４で示すように、ラップされた溶接ビードが形成された。ビード端から約７ｍｍの範囲（図中破線で示される範囲の内側）には、熱影響部５が形成されていた。
【００５８】
２）密着性
密着性の評価は、次のように行った。まず、前記と同様にしてフラックス組成物を塗布した後、乾燥させた鋼板を準備した。次に、この鋼板の端部（フラックス組成物が塗布されていない）で他の金属を叩き、フラックス組成物の脱落の様子を観察した。フラックス組成物が容易に脱落しないものを○とし、容易に脱落するものを×とした。
【００５９】
３）フラックスのハードケーキの有無
フラックスのハードケーキの有無の評価は、フラックス組成物を室温で１週間放置した後の状態を目視で観察して評価した。ハードケーキが形成されない状態を良好（○）、ハードケーキが形成された状態を不良（×）とした。
【００６０】
４）ハジキ性
ハジキ性の評価は、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板にフラックス組成物を塗布した際の、フラックス組成物の様子を目視で観察し、ハジキが発生しないものを○、ハジキが発生するものを×として二段階で評価した。
【００６１】
５）防かび性
防かび性の評価は、塗料の腐敗品を１％添加したフラックス組成物をガラス瓶に入れ、室温下で１週間保存した後、フラックス組成物の様子を目視で観察し、評価した。このとき、フラックス組成物の表面等に「かび」が発生していないものを○とし、多量の「かび」が発生していたものを×とした。
【００６２】
実施例２〜１４は、フラックス組成物の組成を、以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、フラックス組成物を製造し、評価した。なお、以下の説明では、各実施例について組成のみを示す。この組成は、表１にも示した。
【００６３】
［実施例２］
（Ａ）５０モル％ＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６４】
［実施例３］
（Ａ）５０モル％ＣｓＡｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６５】
［実施例４］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０ｇ
【００６６】
［実施例５］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６７】
［実施例６］
（Ａ）５０モル％ＣｓＡｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６８】
［実施例７］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ２．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６９】
［実施例８］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ３００．３８ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．２５ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） １．００ｇ
【００７０】
［実施例９］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 １９９．４０ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．４０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７１】
［実施例１０］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２０１．０１ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ２．０１ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０．４０ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７２】
［実施例１１］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ８５．５９ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．７１ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０．４０ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．５７ｇ
【００７３】
［実施例１２］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９８．９０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０．１０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７４】
［実施例１３］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９９．００ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０ｇ
【００７５】
［実施例１４］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９９．０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７６】
比較例１〜４は、フラックス組成物の組成を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、フラックス組成物を製造し、評価した。以下の説明では、各実施例について組成のみを示す。組成は表１にも示した。
【００７７】
［比較例１］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ０ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．５０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．４０ｇ
【００７８】
［比較例２］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 １９９．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １５９．２０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ３９．８０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７９】
［比較例３］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００８０】
［比較例４］
（Ａ）５０モル％のＣｓｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
実施例および比較例の結果から、本発明のフラックス組成物は、保存安定性に優れ、かつその塗布性も高いことが明らかである。なお、実施例１２〜１４では、（４）ハジキ性の評価結果が、×となったが、実用的には問題ないレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明のフラックス組成物は、Ｍｇ除去フラックスを含み、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるため、溶融溶接用フラックス組成物として有用である。中でも、本発明のフラックス組成物は、Ｍｇを含むめっき鋼板の溶融溶接用フラックス組成物として、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】溶接性の試験を示す図
【符号の説明】
【００８６】
１ サンプル
２ 丸棒体
３ ボス溶接する方向を示す矢印
４ 溶接ビード
５ 熱影響部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融めっき鋼板は、優れた耐食性を有するため、腐食雰囲気に曝される屋根材、構造材等に使用されている。中でも、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板に比較して優れた耐食性を有するため、自動車用をはじめ、建築構造物や家電製品等、多種多様な分野で盛んに使用されている。
このような鋼板は、通常、所望の形状に成形され、さらには溶接されて使用される。溶接の種類としては、スポット溶接に代表されるような抵抗溶接、およびアーク溶接に代表されるような溶融溶接が知られている。建築構造物や自動車の足廻り部品等は、比較的高い接合強度が要求されること、板厚が比較的厚いこと、また抵抗溶接では電極の寿命が短いこと等の理由から、主として溶融溶接が採用されている。
【０００３】
溶融溶接とは、非常に高い熱量を被溶接材に与えて材料を溶融、凝固させて接合する方法である。この際、溶接ワイヤーを供給して溶接することもある。
Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶融溶接すると、めっき原板である鋼母材とめっき層が溶融される。このとき、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板のめっき層の融点は、鋼母材の融点よりもかなり低いため、溶接部の一部または周辺では、ある一定の時間、めっき層が溶融した状態で鋼板表面に存在することになる。ところが、このように鋼板上にめっき層が溶融した状態のところへ一定以上の引張り応力が印加されると、鋼板に割れが発生することが知られている。このように鋼板に割れが発生する現象は、「溶融金属脆化割れ」とも呼ばれる（例えば、非特許文献１）。特に、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶融溶接しようとする際に複数の条件が重なると、熱影響部近傍に溶融金属脆化割れが発生しやすくなることがあり、問題となっていた。
【０００４】
今までに、熱影響部近傍での溶融金属脆化割れの発生を抑制するためには、溶接に先立って、溶接部近傍のめっき層を除去することが有効であることが知られている。しかしながら、めっき層を除去する際には、金属粉が飛散し、作業環境が低下することがある。また、めっき層が除去された溶接部は下地鋼が露出しているために、耐食性が劣る。この際、めっき層と同種材料からなる溶射層等を溶接部に形成して、耐食性の低下を防止することができるものの、製造にかかる負担が大きい。
【０００５】
また、熱影響部近傍での溶融金属脆化割れの発生を抑制する方法としては、１）被溶接材の拘束方法を変更して、鋼板に作用する引張り応力を緩和させたり、被溶接材の残留応力を事前に低減させたりする方法、２）溶接する際の入熱量をできるだけ小さくして、発生・残存する熱応力を低減する方法、等が提案されている。しかしながら、上記１）の方法は、製品形状に応じて発生する応力や歪が異なるために、汎用的でないという問題がある。さらに、上記２）の方法は、溶接する際の入熱量が少ないと十分な溶込みが得られないことがあり、溶接部の接合強度が不安定になるという問題がある。
【０００６】
そこで、これまでに、本出願人等は、溶融金属脆化割れの発生を抑制するため、下地鋼の組成と溶融めっき層の組成を特定の組み合わせにすること（特許文献１）、または鋼管製造時の溶接方法について、めっき層中のＭｇ含有量に応じて、アプセット量の調整によるメタルフロー角度の調整を行い溶接部に加わる応力集中を緩和すること（特許文献２）等を提案している。
【０００７】
また、本出願人等は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を鋼板表面にめっきしたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を溶接する際に、溶接部にＭｇ成分除去作用を有するフラックス（以下「Ｍｇ除去フラックス」ともいう）を塗布または載置し、あるいは供給しつつ、溶接する方法も提案している（特許文献３）。上記Ｍｇ除去フラックスは、具体的に、０〜１００モル％のＫＡｌＦ４と１００〜０モル％のＫ３ＡｌＦ６との混合物等である。このようなＭｇ除去フラックスが塗布された溶接部では、Ｍｇ成分が除去されて、めっき金属の融点が上昇するため、溶接金属脆化割れの発生が低減されると考えられる。
さらに、本出願人等は、固着剤を用いてＭｇ等除去フラックスを溶接棒の表面に固着させ、溶接時に被溶接箇所に供給しつづける方法も提案している（特許文献４）。
【特許文献１】特開２００３−００３２３８号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５７９３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１８７９７号公報
【特許文献４】特開２００７−３１３５３５号公報
【非特許文献１】上田修三著「叢書 鉄鋼技術の流れ 第１シリーズ 第９巻 構造用鋼の溶接 −低合金鋼の諸性質とメタラジー −」１９９７．６．１ 株式会社地人書館， ｐ ２７４〜２７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された方法では、Ｍｇ除去フラックスは水と混合され、懸濁液の状態で、刷毛塗り、ロール塗り等でめっき鋼板に塗布され、乾燥される。しかしながら、前記懸濁液は樹脂等を含んでいないため、当該懸濁液から形成される皮膜は、鋼板との密着性が十分でなく、運搬や設置時に発生する振動や衝撃により表面から脱落することがある。また、前記懸濁液は、Ｍｇ除去フラックスと水が容易に分離し、Ｍｇ除去フラックスが凝集してハードケーキとなりやすいため、保存安定性が十分でない。このようにハードケーキが形成された懸濁液は攪拌により再生できるものの、大きな労力がかかるので問題である。
【０００９】
一方、特許文献４に記載された方法は、固着剤を用いてＭｇ除去フラックスを溶接棒の表面に固着させ、溶接時に被溶接箇所に供給しつづける方法であるため、作業時間等の面でも有効な方法である。しかしながら、このように溶接棒を用いる溶融溶接では、大量のヒューム発生による作業環境の安全面および大量生産に向かない点が懸念されている。そのため、近年では、溶接ワイヤーを使用する半自動溶接機（ＭＩＧ溶接機やＭＡＧ溶接機（炭酸ガスアーク溶接機を含む））が多く使用されるようになっている。
【００１０】
しかし、半自動溶接機を使用する溶接方法では、Ｍｇ除去フラックスを供給するために、通常用いられているフラックスワイヤー中のフラックスをＭｇ除去フラックスと置き換える必要がある。このようなフラックスの置き換えには、多大なコストがかかるため現実的ではない。そこで、半自動溶接機を使用する溶接方法では、特許文献４に記載されているような、固形化したフラックスの使用が有効と考えられる。ところが、固形化したフラックスは、鋼板に塗布しにくい。
【００１１】
以上から、溶接時の溶接金属脆化割れを防止するには、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっき鋼板の溶接される部位にＭｇ除去物質を塗布することが有効であるものの、これまで十分なレベルにおいて簡易、かつ確実に前記物質をめっき鋼板に塗布できる方法は提案されてこなかった。かかる事情に鑑み、本発明は、Ｍｇ除去効果を有するフラックスを含み、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるフラックス組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者等は鋭意検討した結果、特定のフラックス組成物により上記課題が解決できることを見出した。すなわち上記課題は、以下の本発明により解決される。
【００１３】
［１］（Ａ）Ｍｇ成分を除去する作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む、フラックス組成物。
［２］ 前記フラックス組成物は、（Ｅ）水溶性有機溶剤をさらに含む、［１］記載のフラックス組成物。
［３］ 前記フラックス組成物は、（Ｆ）防かび剤をさらに含む、［１］または［２］記載のフラックス組成物。
［４］ 前記（Ａ）フラックスの含有量は、前記組成物中１〜８０質量％であり、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、前記組成物中０．０１〜２０質量％である、［１］〜［３］いずれかに記載のフラックス組成物。
［５］ 前記（Ｅ）水溶性有機溶剤は、前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量中、０．５〜５５質量％である、［２］〜［４］いずれかに記載のフラックス組成物。
［６］ 前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、［１］または［３］〜［５］いずれかに記載のフラックス組成物。
［７］ 前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、［２］〜［５］いずれかに記載のフラックス組成物。
［８］ 前記（Ｆ）防かび剤の含有量は、前記組成物中０．０３質量％以上である、［３］〜［７］いずれかに記載のフラックス組成物。
［９］ 前記（Ａ）フラックスは、フッ化アルミン酸化合物である、［１］〜［８］いずれかに記載のフラックス組成物。
［１０］ 前記（Ａ）フラックスは、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物である、［１］〜［９］いずれかに記載のフラックス組成物。
［１１］ 前記（Ｃ）増粘剤は、微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子である、［１］〜［１０］いずれかに記載のフラックス組成物。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるフラックス組成物が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
１．フラックス組成物
本発明のフラックス組成物（単に、「組成物」と称することもある）は、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含むことを特徴とする。
【００１６】
（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックス
本発明のフラックス組成物は、Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスを含む。フラックスとは、一般に溶接で用いられる融剤をいう。本発明のフラックスは、Ｍｇ成分を除去しうる作用を有する。「Ｍｇ成分を除去しうる」とは、めっき層に含まれるＭｇ成分を溶接時に取り除くことをいう。このようなフラックスの例には、塩素化合物やフッ化アルミン酸化合物が含まれる。塩素化合物の具体例には、ＺｎＣｌ２やＮＨ４Ｃｌが含まれる。フッ化アルミン酸化合物とは、ＭＡｌＦ４やＭ３ＡｌＦ６で表される化合物（Ｍは一価の金属元素）をいい、その具体例には、ＫＡｌＦ４、Ｋ３ＡｌＦ６、ＣｓＡｌＦ４やＣｓ３ＡｌＦ６が含まれる。
【００１７】
これらの化合物によるＭｇ成分の除去メカニズムは、前述の特許文献３、４に開示されている。前記塩素化合物は、Ｚｎ−Ｍｇ−Ａｌ系合金めっき鋼板の溶接に適用された場合、化学反応によりＭｇとＡｌ成分をめっき層から除去する。
一方、フッ化アルミン酸化合物は、化学反応によりＭｇ成分をめっき層から除去する。これにより、めっき層のＭｇ成分が低減されるので、ＡｌはＦｅと金属間化合物を生成しやすくなる。よって、フッ化アルミン酸化合物により、Ａｌは間接的にめっき鋼板から除去されるといえる。
【００１８】
本発明におけるＭｇ成分を除去しうる作用を有するフラックス（単に、「Ｍｇ除去フラックス」ともいう）としては、フッ化アルミン酸化合物が好ましく、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物が好ましい。塩素化合物は、潮解性を有しているため、溶接後に表面に残存すると水分を吸収し、またその強い腐食性により、めっき鋼材に錆を発生させることがあるからである。
【００１９】
フッ化アルミン酸化合物は、それぞれ単独のフッ化物でもＭｇ成分除去作用を有しているため、単独で用いてもよい。しかしながら、それぞれをモル比にして同程度混合して用いることが好ましい。Ｍｇ成分の除去効果に優れるからである。
【００２０】
フラックス組成物におけるＭｇ除去フラックスの配合量は、１〜８０質量％であることが好ましく、４０〜６０質量％であることがより好ましい。前記配合量が１質量％より少ない場合は、Ｍｇ成分除去作用が十分に発揮されないことがある。前記配合量が８０質量％を超えると、組成物を調製することが困難になることがある。なお、本発明において記号「〜」は、その両端の値を含む。
【００２１】
（Ｂ）水溶性有機樹脂
本発明のフラックス組成物は、水溶性有機樹脂を含む。この水溶性有機樹脂は、フラックス組成物においてバインダーの役割を担う。すなわち、フラックス組成物から得られる皮膜において、前記Ｍｇ除去フラックスを皮膜に定着させるとともに、皮膜自体をめっき鋼板に良好に密着させる。なお、本発明のフラックス組成物は溶剤として水が使用されるために、バインダーとなる樹脂も水溶性とする。
【００２２】
水溶性有機樹脂の例には、アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、フラン樹脂、またはこれらの樹脂の誘導体が含まれる。樹脂の誘導体の例には、アクリルアルキド樹脂、アクリルアミド樹脂等のアクリル樹脂誘導体、メチルセルロース、アセチルセルロース等のセルロース樹脂誘導体が含まれる。水溶性有機樹脂は上記した樹脂の混合物であってもよい。また、水溶性有機樹脂は、上記樹脂の水性エマルジョンであってもよい。
【００２３】
本発明のフラックス組成物は、その皮膜が容易に脱落しないが、ウエス等により拭き取れば容易に除去できる程度の密着性を有することが好ましい。この密着性は、主として水溶性有機樹脂の配合量等で調整できる。密着性を適正に調整する観点から、フラックス組成物中における樹脂成分の配合量は、用いる樹脂成分の種類等によって異なるものの、０．０１〜２０質量％程度が好ましく、０．０１〜５質量％であることがより好ましく、０．１〜０．５質量％であることがさらに好ましい。前記配合量が０．０１質量％未満であると、バインダーとしての機能や前記密着性が低下することがある。また、前記配合量が２０質量％を超えると、フラックス組成物の粘度が高くなることや、樹脂が溶剤に完全に溶解しなくなることがあり、塗布性が低下することがある。
【００２４】
（Ｃ）増粘剤
本発明のフラックス組成物は、増粘剤を含む。増粘剤とは、系の粘度を上昇させるために添加される剤をいう。通常、増粘剤は溶剤によりゲル化して、系を増粘させる。本発明では、水によって増粘作用を発現する増粘剤が好ましい。増粘剤は、Ｍｇ除去フラックスが組成物中で沈降することを防止するとともに、組成物に適切な粘度を与えて塗布性を良好にする。
【００２５】
本発明の増粘剤は、公知の物を用いてよい。その例には、Ｃ１）微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子、Ｃ２）架橋型アクリル酸重合物、Ｃ３）繊維素誘導体系増粘剤、Ｃ４）タンパク質系増粘剤、Ｃ５）アルギン酸系増粘剤、Ｃ６）ポリビニル系増粘剤、Ｃ７）ポリエーテル系増粘剤、Ｃ８）無水マレイン酸共重合体系増粘剤、Ｃ９）ポリアマイド系増粘剤、Ｃ１０）粘土鉱物が含まれる。
【００２６】
Ｃ１）微生物発酵法に製造される天然水溶性高分子の例には、キサンタンガム、ウェランガム、ラムザンガム、ジェランガム、グアーガムが含まれる。
キサンタンガムは、トウモロコシ等の澱粉を細菌により発酵させて得られる多糖類である。その具体例には、三晶（株）より市販されているＫＥＬＺＡＮ、同Ｓ、同ＡＳＸ、同ＡＳＸＴ、同ＡＲ、同Ｔ、同ＳＴ、同ＨＰ、同Ｍ、ＸＡＮＴＨＡＮ Ｇ、ＫＥＬＴＲＯＬ、同Ｆ、同Ｔ、Ｋ９Ａ４８等が含まれる。
ウェランガムの具体例には、ＫＩＡ９６、ラムザンガムの具体例には、ＫＩＡ１１２、Ｋ７Ｃ２３３、ジェランガムの具体例にはＫＥＬＣＯＧＥＬが含まれる。その他の発酵ガムとして、ＲＨＥＯＺＡＮ、ＭＥＹＰＯＬＹを用いてもよい。これらはいずれも三晶（株）より市販されている。
【００２７】
Ｃ２）架橋型アクリル酸重合物の例には、ハイビスワコー１０３、同１０４、同１０５等（和光純薬工業（株）製）が含まれる。
Ｃ３）繊維素誘導体系増粘剤の例には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースが含まれる。
【００２８】
Ｃ４）タンパク質系増粘剤の例には、カゼイン、カゼイン酸ソーダ、カゼイン酸アンモニウムが含まれる。
Ｃ５）アルギン酸系増粘剤の例には、アルギン酸ソーダが含まれる。
【００２９】
Ｃ６）ポリビニル系増粘剤の例には、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルベンジルエーテル共重合体が含まれる。
Ｃ７）ポリエーテル系増粘剤の例には、プルロニックポリエーテル、ポリエーテルジアルキルエステル、ポリエーテルジアルキルエーテル、ポリエーテルエポキシ変性物が含まれる。
【００３０】
Ｃ８）無水マレイン酸共重合体系増粘剤の例には、ビニルメチルエーテル−無水マレイン酸共重合体の部分エステルが含まれる。
Ｃ９）ポリアマイド系増粘剤の例には、ポリアマイドアミン塩が含まれる。
Ｃ１０）粘土鉱物の例には、シリカ、マグネシウムアルミニウムシリケート、ベントナイト、ヘクトライトが含まれる。上記の増粘剤は併用してよい。
【００３１】
本発明の増粘剤は、これらの中でも、ＫＥＬＺＡＮ等のキサンタンガムが好ましい。水性の組成物に対する増粘効果が高く、かつ他の成分と反応しにくいため、保存安定性に優れたフラックス組成物を与えるからである。
【００３２】
フラックス組成物中における増粘剤の配合量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水」に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．４〜０．８質量％であることがより好ましい。前記配合量が０．１質量％未満である場合は、フラックスの沈降が起こりやすくなる。また、前記配合量が１．５質量％を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下することがある。
【００３３】
また、本発明のフラックス組成物には、後述するように（Ｅ）水溶性有機溶剤を含ませてもよい。（Ｅ）水溶性有機溶剤を含むフラックス組成物を調製する場合、（Ｃ）増粘剤の配合量は、「（Ｂ）水溶性有機樹脂＋（Ｄ）水＋（Ｅ）水溶性有機溶剤」に対して、０．１〜１．５質量％であることが好ましく、０．４〜０．８質量％であることがより好ましい。前記配合量が０．１質量％未満であると、フラックスの沈降が起こりやすくなる。前記配合量が１．５質量％を超えると、組成物の粘度が高くなり、塗布性が低下することがある。
【００３４】
（Ｄ）水
本発明のフラックス組成物は、水を含む。水は、フラックス組成物を水溶性にするため、組成物の取り扱い性を容易にするとともに環境適合性を向上させる。特に、本発明のフラックス組成物は、溶接後のめっき鋼板から除去する際に溶剤を用いることなく除去できるために、溶接後の取り扱い性にも優れる。
【００３５】
一般に、有機溶剤を含むフラックス組成物は、消防法上の危険物とされるおそれがある。その点、有機溶剤を含まずに、水のみを溶剤としたフラックス組成物は、消防法上の非危険物として取り扱われるので、安全面および取り扱い性に優れる。なお、本発明では、フラックス組成物の組成の違いに関わらず、溶媒として有機溶剤を用いずに、水のみを用いたフラックス組成物を、「完全水系のフラックス組成物」ともいう。
【００３６】
（Ｅ）水溶性有機溶剤
本発明のフラックス組成物は、水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。水溶性有機溶剤は、前述した（Ｄ）水とともに、フラックス組成物中の溶剤として作用し、（Ｂ）水溶性有機樹脂との親和性をより向上させるとともに、フラックス組成物を塗布する際の常温乾燥性、および塗布時の濡れ性等をより向上させる。
【００３７】
（Ｅ）水溶性有機溶剤の例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、およびその誘導体等のグリコール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、２−プロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類が含まれるが、特に限定されない。
【００３８】
中でも、水溶性有機溶剤としては、沸点が水より低い溶剤が好ましい。当該水溶性有機溶剤を含むフラックス組成物は、常温乾燥性により優れる。さらに、水と共沸できる水溶性有機溶剤がより好ましい。当該水溶性有機溶剤の例には、エタノール、２−プロパノールが含まれる。
【００３９】
水と水溶性有機溶剤の合計量（以下、「総溶剤量」ともいう）は、フラックス組成物中、２０〜９９質量％であることが好ましく、３５〜６５質量％であることがより好ましい。
【００４０】
フラックス組成物が（Ｅ）水溶性有機溶剤を含む場合には、フラックス組成物の諸特性（常温乾燥性、濡れ性等）を向上させる観点から、（Ｄ）水と（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量に対する（Ｅ）水溶性有機溶剤の比率は、０を超えて５５質量％以下であることが好ましく、０．５〜５５質量％であることがより好ましく、１〜５５質量％であることが特に好ましい。前記比率が０．５質量％より低い場合は、塗料の塗布時にハジキが発生しやすいことがある。また、前記比率が５５質量％を超える場合は、（Ｃ）増粘剤が組成物中で分離しやすくなり、組成物の安定性が損なわれることがある。
ところで、引火点が低く危険物に指定されるような水溶性有機溶剤をフラックス組成物に含ませる場合、前述のとおり、（Ｅ）水溶性有機溶剤の含有量に応じては、フラックス組成物自体が消防法上の危険物に分類されるおそれがある。そのため、火花等が発生し得る溶接現場のような、危険物の取扱いを嫌う環境下でフラックス組成物を使用する場合は、フラックス組成物自体が危険物に該当しない範囲で、（Ｅ）水溶性有機溶剤の使用量を適宜調整することが好ましい。
【００４１】
（Ｆ）防かび剤
また、本発明のフラックス組成物は、防かび剤を含んでいてもよい。防かび剤は、かびの成長や発育を抑制・阻止する薬剤をいう。本発明のフラックス組成物は、高分子多糖類のような（Ｃ）増粘剤、および（Ｄ）水を含むので、室温下等で長期保存すると、かびが発生しやすい。当該かびの発生は、一度、フラックス組成物を空気と接触させた後に長期保存する場合、顕著となる。その点、本発明のフラックス組成物に防かび剤を含ませると、フラックス組成物を長期保存しても、かびの発生が抑制されうる。なお、防かび剤は、殺菌剤、漂白剤、防腐剤を含んでいてもよい。
【００４２】
防かび剤の例には、ビオサイドＷ−ＡＮ３５、同Ｗ−ＥＭ２０、同Ｗ−１０７Ｌ、同３５０、同８００Ｋ、同８００Ｓ、同８１０、同２１００Ｋ（タイショーテクノス製）、ＬＩＱＵＡＰＡＲ ＰＥ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１、同ＷＴ（アイエスピー製）ベストサイド−ＮＳ、同ＦＣ、同１１７７Ａ、同２００Ｋ、同３００、同５００、同７００、同８００、（日本曹達製）、ファインサイドＣ１０７−Ａ、同Ｃ−３０Ａ、Ｃ−３１００、Ｃ−３８ＡＫ、Ｃ−３８００、同Ａ−３、同Ｄ−７５、同Ｆ−１０（東京ファインケミカル製）、Ｄｅｎｓｉｌ Ｐ、同ＤＮ（Ａｖｅｒｉｃａ製）、ハミサイドＧ、同ＣＤＴ（エーピアイコーポーレーション製）が含まれる。中でも、本発明のフラックス組成物用途の防かび剤としては、ビオサイドＷ−ＥＭ２０、同８００Ｓ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１が好ましい。ビオサイドＷ−ＥＭ２０、同８００Ｓ、ＮＵＯＳＥＰＴ ４９１は、毒性が低く、作業者の安全面で優れるほか、ｐＨ安定性に優れるとともに、低沸点であり、分解しやすいためである。
【００４３】
フラックス組成物の防かび性を向上させるために、本発明のフラックス組成物中の防かび剤の含有量は、０．０３質量％以上であることが好ましく、０．０５〜０．５質量％であることがより好ましい。
【００４４】
フラックス組成物の防かび性は、前述した（Ｅ）水溶性有機溶剤を含ませることでも向上しうるが、（Ｅ）水溶性有機溶剤を含む場合でも、（Ｆ）防かび剤を含むことが好ましい。その場合、（Ｆ）防かび剤は、フラックス組成物中に０．０３質量％以上であることが好ましい。また、（Ｄ）水と（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量に対する（Ｅ）水溶性有機溶剤の比率は、０を超えて５５質量％であることが好ましい。当該比率は、０．０５〜５５質量％であることがより好ましく、０．５〜５５質量％であることが特に好ましい。
【００４５】
本発明のフラックス組成物は、発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の添加物を含んでいてもよい。このような添加物の例には、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性イオン系界面活性剤を含む）、防腐剤、防菌剤、分散助剤、抑泡剤、固着剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、着色顔料、着色染料が含まれる。
【００４６】
２．フラックス組成物の製造方法
本発明のフラックス組成物は、発明の効果を損なわない範囲で任意に製造できる。すなわち、（Ａ）Ｍｇ成分を除去しうる作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを混合する方法であれば特に限定されない。以下、フラックス組成物の製造方法の好ましい一例として、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、（Ｅ）水溶性有機溶剤および（Ｆ）防かび剤を含むフラックス組成物の製造方法を説明する。
【００４７】
当該フラックス組成物の好ましい製造方法は、以下の工程を含む。
１）（Ｂ）水溶性有機樹脂および（Ｃ）増粘剤を（Ｄ）水に加えて溶解または均一に分散させる工程。
２）前記混合物に（Ｅ）水溶性有機溶剤を添加し、溶解させる工程。
３）２）工程で得られた混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスおよび（Ｆ）防かび剤をさらに加えてから、十分に分散させる工程。
【００４８】
上記方法では、まず、１）工程において、（Ｃ）成分を（Ｄ）水に溶解または均一に分散させて、粘性の高い流体を調製する。次に、２）工程において、この高粘性の流体である混合物に、（Ｅ）水溶性有機溶剤を添加し、溶解させる。そして、３）工程において、前記２）工程で得られた混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスおよび（Ｆ）防かび剤をさらに加えてから、混合する。
【００４９】
通常、（Ａ）成分は、フラックス組成物を構成する他の材料と比べて比重が高いため、溶剤中に分散させにくい。ところが、上記１）〜３）の手順でフラックス組成物を調製すると、（Ａ）成分が溶剤中に沈降せず、組成物内に（Ａ）成分を均一に分散させることができる。したがって、上記方法によると、容易かつ効率よく、均質なフラックス組成物を製造することができる。
【００５０】
なお、フラックス組成物を製造する際に、（Ｆ）防かび剤を系に添加するタイミングは特に限定されない。また、各成分を完全に溶解または均一に分散させるために必要に応じて加熱しながらフラックス組成物を製造してもよい。
【００５１】
３．フラックス組成物の用途
フラックス組成物は、めっき鋼板の溶接予定部に塗布された後、乾燥されて皮膜を形成する。フラックス組成物を塗布する手段は特に限定されない。例えば、スプレー塗装、ハケ塗装、ローラー塗装等により塗布してよい。また、乾燥する手段も特に限定されない。乾燥手段の例には、加熱乾燥、強制乾燥、常温乾燥が含まれる。
【００５２】
フラックス組成物を塗布する領域は、溶融溶接の溶着金属形成予定範囲より１０ｍｍ程度広い範囲に塗布することが好ましい。塗布は、溶接部仮付け前であってもよく、仮付け後あってもよい。
【００５３】
フラックス組成物を塗布した部位に溶融溶接を実施することで、その溶接熱によりフラックス組成物中のＭｇ除去フラックスがめっき成分中のＭｇと反応し、Ｍｇ成分が除去される。そのため、溶融めっき金属の融点が高くなり、溶接熱影響部の粗粒結晶粒の粒界にＭｇ成分含む溶融金属が浸透しにくくなるので、結果として、溶融金属脆化割れの発生が抑制される。
【００５４】
したがって、本発明に用いられるめっき鋼板は、めっき層にＭｇを含んでいればよい。このような鋼板の例には、Ｚｎ−Ｍｇめっき鋼板、およびＺｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板が含まれる。しかしながら、既に述べたとおり、本発明に用いられるめっき鋼板は、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇめっき鋼板が最も好ましい。
【実施例】
【００５５】
［実施例１］
（Ｄ）成分である精製水１９１．０４ｇに、（Ｂ）ポリビニルアルコール１．００ｇと（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製）１．００ｇを混合し、よく攪拌した。次に、この混合物に、（Ｅ）２−プロピルアルコール（「ＩＰＡ」ともいう）７．９６ｇを添加し、さらによく攪拌した。続いて、当該混合物に、（Ａ）Ｍｇ除去フラックスとして、５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物２００．００ｇを添加して、ミルを用いてよく分散させた。
【００５６】
本例で得たフラックス組成物について、１）溶接性、２）密着性、３）フラックスのハードケーキの有無、４）ハジキ性、５）防かび性の５項目について評価行った。その結果を、後述する表２に纏めて示す。
【００５７】
１）溶接性
溶接性の評価は、以下の方法により行い、溶融金属脆化割れが発生しないものを○とし、発生したものを×とした。
板厚４．０ｍｍの熱延鋼板を原板に、片面当り９０ｇ／ｍ２の付着量の溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施して、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を得た。さらに、このめっき鋼板を１００ｍｍ×１００ｍｍに切り出してサンプルを得た。次に、このサンプルの中央から約半径３０ｍｍの円内に前記フラックス組成物を塗布し、乾燥させた。乾燥後の膜の厚みは約２０μｍであった。
図１に示すように、このサンプル１を台（図示せず）の上にクランプし、サンプル１の上に、２０ｍｍφの丸棒体２を載置して、その周囲を図１の矢印３で示す方向にボス溶接した。
ボス溶接は、シールドガスとしてＣＯ２を用い、溶接電流を２１７Ａ、溶接電圧を２５．５Ｖ、溶接速度を０．３ｍ／分、トーチ角を４５度、後退角を１０度、シールドガスの流量を２０Ｌ／分として行った。溶接ワイヤーには直径１．２ｍｍのＹＧＷ１２を用いた。入熱条件の影響をみるために、溶接電流を２４１Ａ、溶接電圧を２７．０Ｖとした条件、及び溶接電流を２６９Ａ、溶接電圧を２９．６Ｖとした条件でも行った。ボス溶接を行った結果、めっき鋼板には、図１中の４で示すように、ラップされた溶接ビードが形成された。ビード端から約７ｍｍの範囲（図中破線で示される範囲の内側）には、熱影響部５が形成されていた。
【００５８】
２）密着性
密着性の評価は、次のように行った。まず、前記と同様にしてフラックス組成物を塗布した後、乾燥させた鋼板を準備した。次に、この鋼板の端部（フラックス組成物が塗布されていない）で他の金属を叩き、フラックス組成物の脱落の様子を観察した。フラックス組成物が容易に脱落しないものを○とし、容易に脱落するものを×とした。
【００５９】
３）フラックスのハードケーキの有無
フラックスのハードケーキの有無の評価は、フラックス組成物を室温で１週間放置した後の状態を目視で観察して評価した。ハードケーキが形成されない状態を良好（○）、ハードケーキが形成された状態を不良（×）とした。
【００６０】
４）ハジキ性
ハジキ性の評価は、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板にフラックス組成物を塗布した際の、フラックス組成物の様子を目視で観察し、ハジキが発生しないものを○、ハジキが発生するものを×として二段階で評価した。
【００６１】
５）防かび性
防かび性の評価は、塗料の腐敗品を１％添加したフラックス組成物をガラス瓶に入れ、室温下で１週間保存した後、フラックス組成物の様子を目視で観察し、評価した。このとき、フラックス組成物の表面等に「かび」が発生していないものを○とし、多量の「かび」が発生していたものを×とした。
【００６２】
実施例２〜１４は、フラックス組成物の組成を、以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、フラックス組成物を製造し、評価した。なお、以下の説明では、各実施例について組成のみを示す。この組成は、表１にも示した。
【００６３】
［実施例２］
（Ａ）５０モル％ＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６４】
［実施例３］
（Ａ）５０モル％ＣｓＡｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６５】
［実施例４］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０ｇ
【００６６】
［実施例５］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６７】
［実施例６］
（Ａ）５０モル％ＣｓＡｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６８】
［実施例７］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ２．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００６９】
［実施例８］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ３００．３８ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．２５ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） １．００ｇ
【００７０】
［実施例９］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 １９９．４０ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．４０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７１】
［実施例１０］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２０１．０１ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ２．０１ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０．４０ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７２】
［実施例１１］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ８５．５９ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．７１ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０．４０ｇ
（Ｄ）精製水 ９９．５０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ９９．５０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．５７ｇ
【００７３】
［実施例１２］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９８．９０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０．１０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７４】
［実施例１３］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９９．００ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０ｇ
【００７５】
［実施例１４］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９９．０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７６】
比較例１〜４は、フラックス組成物の組成を以下に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、フラックス組成物を製造し、評価した。以下の説明では、各実施例について組成のみを示す。組成は表１にも示した。
【００７７】
［比較例１］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ０ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０．５０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．４０ｇ
【００７８】
［比較例２］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 １９９．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール ０ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） １．００ｇ
（Ｄ）精製水 １５９．２０ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ３９．８０ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００７９】
［比較例３］
（Ａ）５０モル％のＫＡｌＦ４と５０モル％Ｋ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００８０】
［比較例４］
（Ａ）５０モル％のＣｓｌＦ４と５０モル％Ｃｓ３ＡｌＦ６の混合物 ２００．００ｇ
（Ｂ）ポリビニルアルコール １．００ｇ
（Ｃ）増粘剤（商品名ケルザン、三晶（株）製） ０ｇ
（Ｄ）精製水 １９１．０４ｇ
（Ｅ）２−プロピルアルコール ７．９６ｇ
（Ｆ）防かび剤（商品名ビオサイト８００Ｓ、タイショーテクノス製） ０．８０ｇ
【００８１】
【表１】
【００８２】
【表２】
【００８３】
実施例および比較例の結果から、本発明のフラックス組成物は、保存安定性に優れ、かつその塗布性も高いことが明らかである。なお、実施例１２〜１４では、（４）ハジキ性の評価結果が、×となったが、実用的には問題ないレベルであった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明のフラックス組成物は、Ｍｇ除去フラックスを含み、保存安定性に優れ、かつ鋼板等に容易に塗布できるため、溶融溶接用フラックス組成物として有用である。中でも、本発明のフラックス組成物は、Ｍｇを含むめっき鋼板の溶融溶接用フラックス組成物として、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】溶接性の試験を示す図
【符号の説明】
【００８６】
１ サンプル
２ 丸棒体
３ ボス溶接する方向を示す矢印
４ 溶接ビード
５ 熱影響部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）Ｍｇ成分を除去する作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む、フラックス組成物。
【請求項２】
前記フラックス組成物は、（Ｅ）水溶性有機溶剤をさらに含む、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項３】
前記フラックス組成物は、（Ｆ）防かび剤をさらに含む、請求項１または２記載のフラックス組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）フラックスの含有量は、前記組成物中１〜８０質量％であり、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、前記組成物中０．０１〜２０質量％である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項５】
前記（Ｅ）水溶性有機溶剤は、前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量中、０．５〜５５質量％である、請求項２記載のフラックス組成物。
【請求項６】
前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項７】
前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、請求項２記載のフラックス組成物。
【請求項８】
前記（Ｆ）防かび剤の含有量は、前記組成物中０．０３質量％以上である、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項９】
前記（Ａ）フラックスは、フッ化アルミン酸化合物である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項１０】
前記（Ａ）フラックスは、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項１１】
前記（Ｃ）増粘剤は、微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項１】
（Ａ）Ｍｇ成分を除去する作用を有するフラックスと、（Ｂ）水溶性有機樹脂と、（Ｃ）増粘剤と、（Ｄ）水とを含む、フラックス組成物。
【請求項２】
前記フラックス組成物は、（Ｅ）水溶性有機溶剤をさらに含む、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項３】
前記フラックス組成物は、（Ｆ）防かび剤をさらに含む、請求項１または２記載のフラックス組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）フラックスの含有量は、前記組成物中１〜８０質量％であり、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂の含有量は、前記組成物中０．０１〜２０質量％である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項５】
前記（Ｅ）水溶性有機溶剤は、前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤の合計量中、０．５〜５５質量％である、請求項２記載のフラックス組成物。
【請求項６】
前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項７】
前記（Ｃ）増粘剤の含有量は、前記（Ｂ）水溶性有機樹脂と前記（Ｄ）水と前記（Ｅ）水溶性有機溶剤との合計量に対して０．１〜１．５質量％である、請求項２記載のフラックス組成物。
【請求項８】
前記（Ｆ）防かび剤の含有量は、前記組成物中０．０３質量％以上である、請求項３記載のフラックス組成物。
【請求項９】
前記（Ａ）フラックスは、フッ化アルミン酸化合物である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項１０】
前記（Ａ）フラックスは、ＫＡｌＦ４とＫ３ＡｌＦ６を含む混合物、またはＣｓＡｌＦ４とＣｓ３ＡｌＦ６を含む混合物である、請求項１記載のフラックス組成物。
【請求項１１】
前記（Ｃ）増粘剤は、微生物発酵法により製造される天然水溶性高分子である、請求項１記載のフラックス組成物。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２２０１７４（Ｐ２００９−２２０１７４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５４５７２（Ｐ２００８−１５４５７２）
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００４５８１）日新製鋼株式会社 (1,178)
【Ｆターム（参考）】
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