JP2007260953A - 耐食性に優れたクロムフリー塗装鋼板 - Google Patents
耐食性に優れたクロムフリー塗装鋼板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007260953A JP2007260953A JP2006085745A JP2006085745A JP2007260953A JP 2007260953 A JP2007260953 A JP 2007260953A JP 2006085745 A JP2006085745 A JP 2006085745A JP 2006085745 A JP2006085745 A JP 2006085745A JP 2007260953 A JP2007260953 A JP 2007260953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chromium
- film
- coating film
- steel sheet
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 27
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 86
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 81
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L dimagnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].OP([O-])([O-])=O MHJAJDCZWVHCPF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229910000395 dimagnesium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 6
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 6
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims abstract 2
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I triphosphate(5-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims abstract 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 claims description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 26
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QPLNUHHRGZVCLQ-UHFFFAOYSA-K aluminum;[oxido(phosphonooxy)phosphoryl] phosphate Chemical compound [Al+3].OP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP(O)([O-])=O QPLNUHHRGZVCLQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- -1 etc. Substances 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 2
- NVKTUNLPFJHLCG-UHFFFAOYSA-N strontium chromate Chemical compound [Sr+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O NVKTUNLPFJHLCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004135 Bone phosphate Substances 0.000 description 1
- UKCBKQLNTLMFAA-UHFFFAOYSA-N F.[F] Chemical compound F.[F] UKCBKQLNTLMFAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- BCFSVSISUGYRMF-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(dioxo)chromium;dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O BCFSVSISUGYRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K diphosphonooxyalumanyl dihydrogen phosphate Chemical compound [Al+3].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N tetrapropyl silicate Chemical compound CCCO[Si](OCCC)(OCCC)OCCC ZQZCOBSUOFHDEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】切断端面や塗膜欠陥部の発錆を抑えたクロムフリー塗装鋼板を得る。
【解決手段】下地鋼11上に下塗り塗膜13，上塗り塗膜14が積層された塗装鋼板であり、下地鋼11には各種めっき鋼板、下塗り塗膜13には非クロム系防錆顔料が分散した塗膜、上塗り塗膜14には親水性付与剤で対水接触角を60度以下に調整した親水性塗膜が使用される。非クロム系防錆顔料には、リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等がある。親水性付与剤には、テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物が使用される。
【選択図】図１
【解決手段】下地鋼11上に下塗り塗膜13，上塗り塗膜14が積層された塗装鋼板であり、下地鋼11には各種めっき鋼板、下塗り塗膜13には非クロム系防錆顔料が分散した塗膜、上塗り塗膜14には親水性付与剤で対水接触角を60度以下に調整した親水性塗膜が使用される。非クロム系防錆顔料には、リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等がある。親水性付与剤には、テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物が使用される。
【選択図】図１
Description
本発明は、環境負荷の大きなクロム系防錆顔料を含むことなく、優れた耐食性を呈するクロムフリー塗装鋼板に関する。
外装材，内装材，表装材等に使用される塗装鋼板は、目標形状に成形した後で塗装するポストコートからユーザ側での塗装が省略可能なプレコート鋼板への切替えが進められている。プレコート鋼板は、ポストコートに比較して格段に生産性が高く、耐食性，表面性状，外観等に優れている点でも有利な素材である。
プレコート鋼板は、コイル状又は切板状でユーザに供給され、ユーザ側で切断，打抜き，絞り等によって目標形状に成形される。切断で生じるプレコート鋼板の端面ではめっき層や下地鋼が露出するため、健全な塗膜のある平坦部に比べ切断端面に錆が発生しやすい。クロム酸カルシウム，クロム酸ストロンチウム等のクロム系防錆顔料を塗膜に配合すると、塗膜から溶出したクロムが切断端面に再析出し端面耐食性が向上する(特許文献１)。
特開平7-185452号公報〔0010〕
プレコート鋼板は、コイル状又は切板状でユーザに供給され、ユーザ側で切断，打抜き，絞り等によって目標形状に成形される。切断で生じるプレコート鋼板の端面ではめっき層や下地鋼が露出するため、健全な塗膜のある平坦部に比べ切断端面に錆が発生しやすい。クロム酸カルシウム，クロム酸ストロンチウム等のクロム系防錆顔料を塗膜に配合すると、塗膜から溶出したクロムが切断端面に再析出し端面耐食性が向上する(特許文献１)。
クロム系防錆顔料は、溶出，再析出によって切断端面，塗膜欠陥部等で露出した下地鋼の腐食抑制に有効であるが、環境保全の観点から非クロム系に置き換えられつつある。塗膜が黄変しやすいこともクロム系防錆顔料の欠点である。
非クロム系の防錆顔料にはイオン交換シリカ，リン酸塩等があるが、クロム系防錆顔料に比較すると何れも防錆能が低い。なかでも、屋外用途に使用される塗装鋼板では、雨水が溜まりやすい下端加工部や切断端面で腐食が早期に発生する。
非クロム系の防錆顔料にはイオン交換シリカ，リン酸塩等があるが、クロム系防錆顔料に比較すると何れも防錆能が低い。なかでも、屋外用途に使用される塗装鋼板では、雨水が溜まりやすい下端加工部や切断端面で腐食が早期に発生する。
本発明者等は、非クロム系防錆顔料の配合で耐食性を付与した塗装鋼板で発生しがちな雨水起因の腐食を抑制する方法を種々調査・検討した。その結果、塗装鋼板表面に残留する水分を少なくし、且つ迅速な蒸発を促すことで塗膜表面を早期に乾燥させると、雨水起因の腐食が効果的に抑制されることを見出した。
本発明は、塗膜の表面状態が腐食抑制に及ぼす知見をベースとし、非クロム系防錆顔料を配合した下塗り塗膜に親水性の上塗り塗膜を重ねることにより、雨水等が厚い水膜となって塗膜表面に残存することを抑え、クロム系防錆顔料を配合しなくても十分な耐食性を発現する塗装鋼板を提供することを目的とする。
本発明の塗装鋼板は、めっき鋼板を下地とし、非クロム系防錆顔料を配合した下塗り塗膜，親水性の高い上塗り塗膜が順次積層されている。
下塗り塗膜は、エポキシ，エポキシウレタン，ウレタン，ポリエステル，アクリル等の樹脂ベースに非クロム系防錆顔料を配合した塗料から成膜される。非クロム系防錆顔料には、リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等があり、樹脂固形分：１００質量部に対して２〜１５０質量部の割合で配合される。
下塗り塗膜は、エポキシ，エポキシウレタン，ウレタン，ポリエステル，アクリル等の樹脂ベースに非クロム系防錆顔料を配合した塗料から成膜される。非クロム系防錆顔料には、リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等があり、樹脂固形分：１００質量部に対して２〜１５０質量部の割合で配合される。
上塗り塗膜は、ポリエステル，ポリフッ化ビニリデン，シリコーンポリエステル等の樹脂ベースにテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物であるを親水性付与剤として配合した塗料から成膜される。親水性は対水接触角で表されるが、耐食性に悪影響を及ぼさない程度にまで塗膜表面の残留水を少なくするため６０度以下の対水接触角が好ましい。
外置型各種機器の筐体に使用される塗装鋼板は、所定サイズに裁断した後で目標形状に加工され、溶接，接着，リベット止め等で筐体形状に組み立てられる。そのため、プレコート鋼板を筐体材料に使用すると、下地鋼が露出した切断端面や塗膜の加工欠陥部が避けられない。下地鋼の露出部は腐食の起点となりやすく、特に雨水が最後まで残留する筐体の下側で腐食発生傾向が助長される。
たとえば、塗装鋼板で形成した筐体傾斜面10に落下した雨水は、水滴d0となって筐体傾斜面10を流下するが、疎水性塗膜(上塗り塗膜14)の表面を流下する際に複数の水滴d0が集合し、筐体傾斜面10の下側では水膜の厚い水滴d1になる(図１)。筐体傾斜面10の下端は下地鋼11が露出した切断端面12になっており、集合して大きく成長した水滴d1が切断端面12に覆い被さる。なお、符番15は裏面塗膜を示す。
水滴d1の残留しない切断端面12では下地鋼11の腐食生成物又は下塗り塗膜13から溶出した防錆顔料が再析出して防錆皮膜fが形成されるが、水滴d1が切断端面12にある場合は下地鋼11の腐食生成物や下塗り塗膜13からの防錆顔料が水滴d1に溶け込み、防錆皮膜fを形成し難い。その結果、切断端面12に露出している下地鋼11が腐食環境(水滴d1)に直接曝され、腐食が発生する。
雨水起因の腐食発生は、下地鋼11が露出している切断端面12に限らず、加工によって生じた塗膜欠陥部でも同様である。すなわち、疎水性の塗膜に生じた欠陥部は周辺の雨水を集める部分となりやすく、結果として水膜が厚く長時間残留する水滴d1が生じやすい個所である。
雨水起因の腐食発生は、下地鋼11が露出している切断端面12に限らず、加工によって生じた塗膜欠陥部でも同様である。すなわち、疎水性の塗膜に生じた欠陥部は周辺の雨水を集める部分となりやすく、結果として水膜が厚く長時間残留する水滴d1が生じやすい個所である。
他方、本発明の塗装鋼板は、下塗り塗膜13に重ねる上塗り塗膜14を親水性にしているので、筐体傾斜面10を流下する水滴d0は塗膜14の表面に展開して水膜が薄くなり、筐体傾斜面10の下端でも水滴d1が大きく成長せず、比較的小粒径の水滴d2として筐体傾斜面10の下端から落下する。塗膜14の比較的広範囲に水滴d0が展開されるため、蒸発面積が増加して水分蒸発が促進される。その結果、比較的短時間で塗装鋼板が乾燥し、切断端面12から水滴d1に防錆皮膜fが溶出することが抑えられ、下塗り塗膜13に配合されている防錆顔料の効果及び下地鋼11の耐食性が持続する。親水性の塗膜14は、雨筋汚れを防止する上でも有効である。
塗装原板には、冷延鋼板，亜鉛めっき鋼板，亜鉛-アルミニウムめっき鋼板，亜鉛-アルミニウム-マグネシウムめっき鋼板，アルミニウムめっき鋼板，ステンレス鋼板等が使用される。塗装に先立ち、酸洗，脱脂，表面調整，非クロム系処理等の塗装前処理が必要に応じて塗装原板に施される。
親水性の樹脂塗膜(上塗り塗膜)は、塗装原板に直接設けても良いが、通常はプライマ層(下塗り塗膜)を介して設けられる。塗装方法は特に限定はされず、ロールコート法が一般的である。最初に下塗り塗料を原板表面に塗布し、最高到達板温：２００〜２２０℃で３０秒間焼き付けることにより下塗り塗膜を形成する。次いで、表面及び裏面それぞれに上塗り塗料，裏面塗料を塗布し、最高到達板温：２１０〜２４０℃で４０秒間焼き付けて上塗り塗膜及び裏面塗膜を形成する。
下塗り塗膜は、エポキシ，エポキシウレタン，ウレタン，ポリエステル，アクリル等の樹脂ベースに、防錆顔料としてリン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等を配合した塗料から成膜される。下塗り塗膜は下地の防食，隠蔽，上塗り塗膜の密着性の面から３μｍ以上の膜厚で形成することが望ましい。膜厚：３μｍ未満の下塗り塗膜では、耐食性や隠蔽性，密着性が十分でない。しかし、厚すぎる下塗り塗膜はコスト上昇は勿論、加工性低下の原因となるので、５μｍ前後の膜厚で下塗り塗膜を形成することが好ましい。
必要に応じ、下塗り塗膜に中塗り塗膜が重ねられる。中塗り塗料には、プレコート鋼板で通常使用されているポリフッ化ビニリデン系フッ素塗料，溶剤可溶型フッ素樹脂塗料，ポリエステル塗料，シリコーンポリエステル塗料，アクリル塗料，ウレタン塗料，塩化ビニル塗料等が使用される。
上塗り塗膜は、ポリエステル，シリコーンポリエステル、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂ベースに着色顔料を配合した塗料を塗布・焼付けすることにより形成される。上塗り塗料には、必要に応じ有機系骨材，無機系骨材，メタリック顔料，防カビ剤，艶消し剤等、各種添加物を配合しても良い。
上塗り塗膜は、下地金属の防錆，塗膜密着性を考慮して３μｍ以上の膜厚で形成することが好ましい。ポリエステル，シリコーンポリエステル，ポリフッ化ビニリデン樹脂何れの塗料においても、膜厚：３μｍ以上で耐食性，隠蔽性，密着性の良好な塗膜が形成される。しかし、３０μｍを超える厚膜で塗膜を形成しても、膜厚増加に見合った耐食性の向上が望めず、却って塗装コストが高くなる。なかでも、ポリエステル，シリコーンポリエステル系の塗膜では８〜２０μｍ，ポリフッ化ビニリデン系の塗膜では１５〜２５μｍの範囲に膜厚を調節すると、耐食性，隠蔽性，密着性の良好な塗膜が形成される。
ポリエステル，シリコーンポリエステル、ポリフッ化ビニリデン樹脂を主成分とする塗料組成物に、テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物を配合し、樹脂塗膜を水に濡れやすい表面に改質でき、塗装鋼板に付着した雨水が薄い水膜となって塗膜表面に広がるようになる。親水性付与の効果は、耐水接触角：６０度以下で顕著になる。親水性付与剤として使用されるテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物には、メチルシリケート51，エチルシリケート40，エチルシリケート48(コルコート社製)やMKCシリケートMS51，MS56(三菱化学株式会社製)等の市販品を使用できる。或いは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン等のモノマーに水及び触媒を加えて加水分解縮合させることによっても得られる。
テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物は、塗料樹脂：１００質量部に対し０.５〜５０質量部の割合で配合される。０.５質量部未満の配合量では十分な親水性を塗膜面に付与できないが、５０質量部を超える過剰配合では塗膜の加工性が低下し、或いは塗膜にクラックが発生することがある。テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物を配合していても塗膜のベース樹脂自体が疎水性であるため、雨水や腐食性イオンを遮蔽し下地金属を保護する機能は、テトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物を配合していない樹脂塗膜と同等に維持される。
親水性表面をもつ塗装鋼板を用いた部材に付着した水分は、大きな水滴に成長することなく落下し、或いは比較的広範囲に展開されるため蒸発面積が増加して水分蒸発が促進される。その結果、切断端面12に付着した水分に防錆成分が溶出することが抑えられ、所期の耐食性が維持される。
親水性表面をもつ塗装鋼板を用いた部材に付着した水分は、大きな水滴に成長することなく落下し、或いは比較的広範囲に展開されるため蒸発面積が増加して水分蒸発が促進される。その結果、切断端面12に付着した水分に防錆成分が溶出することが抑えられ、所期の耐食性が維持される。
裏面塗膜は、樹脂種に特段の制約を受けるものではないがポリエステル，アルキッド，エポキシ等の樹脂ベースに、防錆顔料としてリン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケート等を配合した塗料の塗布・焼付けによって形成される。必要に応じ、有機系骨材，無機系骨材，メタリック顔料，防カビ剤，艶消し剤等、各種添加物を裏面塗料に配合しても良い。
溶融亜鉛めっき鋼板(板厚０.５ｍｍ，亜鉛付着量Z12)を塗装原板に使用し、非クロム系前処理を施した。比較例では、クロム系前処理も採用した。
下塗り塗料には、エポキシ系樹脂をベースとし、塗膜樹脂成分：１００質量部に対してトリポリリン酸二水素アルミニウム及びカルシウムシリケートを合計５０質量部配合した塗料，塗膜樹脂成分：１００質量部に対してトリポリリン酸二水素アルミニウム，リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛を合計１０質量部配合した塗料，塗膜樹脂成分：１００質量部に対して、クロム酸ストロンチウムを10質量部配合した塗料を用意した。
下塗り塗料には、エポキシ系樹脂をベースとし、塗膜樹脂成分：１００質量部に対してトリポリリン酸二水素アルミニウム及びカルシウムシリケートを合計５０質量部配合した塗料，塗膜樹脂成分：１００質量部に対してトリポリリン酸二水素アルミニウム，リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛を合計１０質量部配合した塗料，塗膜樹脂成分：１００質量部に対して、クロム酸ストロンチウムを10質量部配合した塗料を用意した。
裏面塗料には、ポリエステル系樹脂をベースとして、それぞれの下塗り塗料と同種，同分量の防錆顔料を配合した塗料を用意した。
上塗り塗料には、ポリエステル系樹脂をベースとし、塗膜樹脂成分：１００質量部に対しメチルシリケート(親水性付与剤)を６質量部配合した塗料を用意した。比較のため、メチルシリケートを配合していない塗料も用いた。
上塗り塗料には、ポリエステル系樹脂をベースとし、塗膜樹脂成分：１００質量部に対しメチルシリケート(親水性付与剤)を６質量部配合した塗料を用意した。比較のため、メチルシリケートを配合していない塗料も用いた。
先ず塗装原板の表面に下塗り塗料を塗布し、最高到達板温：２００℃で３０秒間焼き付けることにより、乾燥膜厚：５μｍの下塗り塗膜を形成した。次いで、乾燥塗膜厚が５μｍになる塗布量で裏面塗料を、乾燥塗膜厚が１５μｍになる塗布量で上塗り塗料を塗布し、最高到達板温：２１５℃で４０秒間焼き付けた。
それぞれの塗装鋼板から試験片を切り出し、親水性，耐食性を調査した。
それぞれの塗装鋼板から試験片を切り出し、親水性，耐食性を調査した。
親水性は、対水接触角で評価した。表１にみられるように、メチルシリケートを配合していない塗膜では８０度前後であったが、メチルシリケートの配合により対水接触角が５０度未満の小さな値を示し塗膜表面の親水化が確認された。
耐食性評価には促進暴露試験を採用した。
促進暴露試験では、サイズ：１００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を地面に対し３５度の傾きで設置し、腐食液(pH２.５，硫酸：０.０２０％，硝酸：０.００５％、塩化ナトリウム：０.１％の水溶液)を一日一度の頻度で試験片に噴霧した。一回の噴霧で試験片の下端が乾燥するまでの時間、９０日経過後した時点で試験片下端からの塗膜膨れの長さを測定した。
耐食性評価には促進暴露試験を採用した。
促進暴露試験では、サイズ：１００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を地面に対し３５度の傾きで設置し、腐食液(pH２.５，硫酸：０.０２０％，硝酸：０.００５％、塩化ナトリウム：０.１％の水溶液)を一日一度の頻度で試験片に噴霧した。一回の噴霧で試験片の下端が乾燥するまでの時間、９０日経過後した時点で試験片下端からの塗膜膨れの長さを測定した。
親水性を付与した塗膜をもつ非クロム系試験片は、表１にみられるように下端乾燥までの時間が短く、塗膜膨れの長さは親水性を付与していないクロム系試験片とほぼ同等であった。他方、親水性を付与していない塗膜をもつ試験片は下端乾燥までの時間が長く、非クロム系試験片では親水性を付与した試験片と比較して膨れが長くなることが確認された。これは、塗膜の親水化により腐食液が塗膜表面に広がって乾燥蒸発が早まり、切断端面が腐食液に接触している時間が短縮された結果、端面腐食を抑制できたことを意味する。
以上に説明したように、非クロム系防錆顔料を配合した下塗り塗膜に重ねる上塗り塗膜として、親水性の良好な塗膜を採用すると、塗膜表面に滞留する水滴が少なく、しかも広範囲に展開した水滴となる。そのため、水分の蒸発が促進され、雨水等に曝されても比較的短時間で塗膜表面が乾燥するので、下塗り塗膜からの防錆顔料が残留水滴に溶け込むことも抑えられる。したがって、防錆顔料の機能が長期にわたって発現され、切断端面や塗膜欠陥部を起点とする発錆が少ない塗装鋼板として使用される。
10：筐体傾斜面 11：下地鋼 12：切断端面 13：下塗り塗膜 14：上塗り塗膜 15：裏面塗膜
d0：落下当初の水滴 d1：流下中に集合した水滴 d2：筐体傾斜面から落下する水滴
f：防錆皮膜
d0：落下当初の水滴 d1：流下中に集合した水滴 d2：筐体傾斜面から落下する水滴
f：防錆皮膜
Claims (3)
- リン酸マグネシウム，リン酸水素マグネシウム，リン酸亜鉛，トリポリリン酸二水素アルミニウム，カルシウムシリケートから選ばれた一種又は二種以上の非クロム系防錆顔料が配合された下塗り塗膜と、
親水性付与剤としてテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物が配合された上塗り塗膜がめっき層表面に順次積層されていることを特徴とする耐食性に優れたクロムフリー塗装鋼板。 - 塗膜樹脂固形分：１００質量部に対し２〜１５０質量部の非クロム系防錆顔料が下塗り塗膜に配合されている請求項１記載のクロムフリー塗装鋼板。
- 塗膜樹脂固形分：１００質量部に対し０.５〜５０質量部の親水性付与剤が上塗り塗膜に配合され、上塗り塗膜の対水接触角が６０度以下に調整されている請求項１記載のクロムフリー塗装鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006085745A JP4598703B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムフリープレコート鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006085745A JP4598703B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムフリープレコート鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007260953A true JP2007260953A (ja) | 2007-10-11 |
| JP4598703B2 JP4598703B2 (ja) | 2010-12-15 |
Family
ID=38634437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006085745A Active JP4598703B2 (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムフリープレコート鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4598703B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026284A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nippon Steel Corp | メッキ鋼板の端面耐食性評価用試料、端面耐食性評価装置及び端面耐食性評価方法 |
| JP2009172553A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れる塗装鋼板 |
| JP2010083075A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板 |
| JP2010188526A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-09-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | クロムフリー塗装鋼板およびこれを用いてなる筐体 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254556A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性及び耐汚染性に優れた塗装鋼板 |
| JP2004060162A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 結露防止性に優れた建築物用面材 |
| JP2005105290A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Kobe Steel Ltd | 導電性及び加工性に優れた樹脂塗装金属板 |
| JP2005162879A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Jfe Steel Kk | プレコート鋼板用塗料組成物及びプレコート鋼板 |
| JP2005246815A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Jfe Steel Kk | 耐食性、耐湿性、加工性及び耐塗膜剥離性に優れた環境調和型プレコート鋼板 |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006085745A patent/JP4598703B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254556A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性及び耐汚染性に優れた塗装鋼板 |
| JP2004060162A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 結露防止性に優れた建築物用面材 |
| JP2005105290A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-21 | Kobe Steel Ltd | 導電性及び加工性に優れた樹脂塗装金属板 |
| JP2005162879A (ja) * | 2003-12-02 | 2005-06-23 | Jfe Steel Kk | プレコート鋼板用塗料組成物及びプレコート鋼板 |
| JP2005246815A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Jfe Steel Kk | 耐食性、耐湿性、加工性及び耐塗膜剥離性に優れた環境調和型プレコート鋼板 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026284A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Nippon Steel Corp | メッキ鋼板の端面耐食性評価用試料、端面耐食性評価装置及び端面耐食性評価方法 |
| JP4714646B2 (ja) * | 2006-07-25 | 2011-06-29 | 新日本製鐵株式会社 | メッキ鋼板の端面耐食性評価用試料、端面耐食性評価装置及び端面耐食性評価方法 |
| JP2009172553A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れる塗装鋼板 |
| JP2010083075A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板 |
| JP2010188526A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-09-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | クロムフリー塗装鋼板およびこれを用いてなる筐体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4598703B2 (ja) | 2010-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2009078450A (ja) | 端面耐食性に優れた非クロム系樹脂塗装金属板 | |
| JP5299531B2 (ja) | 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板 | |
| JP4970773B2 (ja) | 金属表面処理剤、金属材の表面処理方法及び表面処理金属材 | |
| WO2013054905A1 (ja) | 塗布型塗装用の塗装前処理剤及び塗布型塗装方法 | |
| JP2005314501A (ja) | 高耐食性亜鉛系合金めっき鋼材用塗料 | |
| JP4598703B2 (ja) | クロムフリープレコート鋼板 | |
| JP4312583B2 (ja) | 耐食性に優れた塗装Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板 | |
| JP5380033B2 (ja) | 耐食性と塗料密着性に優れた塗装金属材 | |
| JP5103111B2 (ja) | 塗装鋼板 | |
| JP2007119858A (ja) | クロムフリープレコート鋼板 | |
| JP5616270B2 (ja) | 屋根材用塗料組成物、屋根材の防音防錆方法及び屋根材 | |
| JP3293870B2 (ja) | 傷部耐食性・加工性を兼ね備えた高耐久性塗装鋼板及びその製造方法 | |
| JP4648565B2 (ja) | 金属用防錆剤および防錆処理鋼材 | |
| JP4312635B2 (ja) | 耐食性に優れた塗装アルミニウムめっき鋼板 | |
| JP2007263400A (ja) | 塗装鋼板製給湯器外箱 | |
| JP5398310B2 (ja) | 塗装鋼板および外装部材 | |
| JP5433950B2 (ja) | 金属塗装材 | |
| JP5532022B2 (ja) | 塗装鋼板 | |
| JP2011168855A (ja) | 端面耐食性に優れた塩ビ塗装鋼板 | |
| JP4947025B2 (ja) | 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板 | |
| JP2009172958A (ja) | 耐食性に優れる塗装鋼板 | |
| JP4992500B2 (ja) | 耐端面赤錆性に優れたクロムフリー塗装鋼板 | |
| JP2007289889A (ja) | 耐食性に優れた塗装鋼板 | |
| JP2001131443A (ja) | 防錆コーティング剤、防錆コーティング方法及び防錆処理鋼材 | |
| JP5225212B2 (ja) | 塗装鋼板およびそれを用いた外装部材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080820 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100615 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100721 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100726 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100831 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100924 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4598703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |