JP2011168875A - 耐食性および耐アルカリ性に優れた塗装鋼板 - Google Patents
耐食性および耐アルカリ性に優れた塗装鋼板 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明の塗装鋼板は、鋼板と、前記鋼板の表面に形成された化成処理皮膜と、前記化成処理皮膜の表面に形成されたプライマー塗膜と、前記プライマー塗膜の表面に形成されたトップ塗膜とを有する。化成処理皮膜は、チタンのフッ化物またはジルコニウムのフッ化物と、チタンの酸化物またはチタンの水酸化物と、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムの水酸化物とを含む。プライマー塗膜は、有機樹脂と、リン酸マグネシウムおよびリン酸ジルコニウムからなる群から選択される1種類または2種類の化合物からなる防錆顔料と、硫酸バリウムとを含む。
【選択図】なし
Description
[1]鋼板と、前記鋼板の表面に形成された化成処理皮膜と、前記化成処理皮膜の表面に形成されたプライマー塗膜と、前記プライマー塗膜の表面に形成されたトップ塗膜とを有する塗装鋼板であって:前記化成処理皮膜は、チタンのフッ化物またはジルコニウムのフッ化物と、チタンの酸化物またはチタンの水酸化物と、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムの水酸化物とを含み;前記プライマー塗膜は、有機樹脂と、リン酸マグネシウムおよびリン酸ジルコニウムからなる群から選択される1種類または2種類の化合物からなる顔料Aと、硫酸バリウムからなる顔料Bとを含み;前記プライマー塗膜における前記顔料Aの含有量および前記顔料Bの含有量は、それぞれ、前記有機樹脂100質量部に対して20〜100質量部であり;前記プライマー塗膜における前記顔料Aおよび前記顔料Bの合計含有量は、前記有機樹脂100質量部に対して40〜160質量部である、塗装鋼板。
[2]前記化成処理皮膜における、前記チタンのフッ化物および前記ジルコニウムのフッ化物の合計含有量に対する、前記チタンの酸化物および水酸化物ならびに前記ジルコニウムの酸化物および水酸化物の合計含有量のモル比は、0.2〜3の範囲内である、[1]に記載の塗装鋼板。
[3]前記化成処理皮膜における、前記チタンの酸化物および水酸化物の合計含有量に対する、前記ジルコニウムの酸化物および水酸化物の合計含有量のモル比は、0.4〜2の範囲内である、[1]または[2]に記載の塗装鋼板。
[4]前記有機樹脂は、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニルスルフィド樹脂、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される1種類または2種類以上の樹脂を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の塗装鋼板。
塗装原板となる鋼板の種類は、特に限定されない。塗装原板となる鋼板の例には、亜鉛めっき鋼板(電気Znめっき、溶融Znめっき)、合金化亜鉛めっき鋼板(溶融Znめっき後に合金化処理した合金化溶融Znめっき)、亜鉛合金めっき鋼板(溶融Zn−Mgめっき、溶融Zn−Al−Mgめっき、溶融Zn−Alめっき)、溶融Alめっき鋼板、溶融Al−Siめっき鋼板、ステンレス鋼板などが含まれる。高温環境における耐食性を向上させる観点からは、溶融Al−Siめっき鋼板が好ましい。
化成処理皮膜は、1)チタンのフッ化物またはジルコニウムのフッ化物と、2)チタンの酸化物またはチタンの水酸化物と、3)ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムの水酸化物とを含む。これらのチタン化合物およびジルコニウム化合物を化成処理皮膜に含ませることで、環境負荷を小さくしつつ優れたバリア作用を付与することができる。
プライマー塗膜は、有機樹脂をベースとして、リン酸マグネシウムおよびリン酸ジルコニウムからなる群から選択される1種類または2種類の防錆顔料(顔料A)と、硫酸バリウム(顔料B)とを含む。
トップ塗膜は、特に限定されないが、耐熱性および易洗浄性(非粘着性)の観点から、耐熱性樹脂をベースとしてフッ素樹脂を含有する塗膜が好ましい。
1.塗装鋼板の作製
塗装原板として、板厚0.5mm、片面めっき付着量40g/m2の溶融Al−9Siめっき鋼板を準備した。塗装原板の表面に、表1に示す組成の化成処理液(実施例:No.1−1〜No.1−7、比較例:No.1−8〜No.1−10)を所定付着量になるようにバーコーターで塗布し、到達板温100℃で10秒間乾燥させて、表2に示す化成処理鋼板(実施例:No.2−1〜No.2−11、比較例:No.2−12〜No.2−15)を作製した。各化成処理鋼板の表面におけるフッ化物と酸化物および水酸化物とのモル比は、X線光電子分光法(XPS;ESCA)で測定した。具体的には、TiおよびZrのピークをX−F、X−OおよびX−OH(X:Ti,Zr)に波形分離した後、各成分を定量化して、比率を特定した。ここで測定されたフッ化物の量は、化成処理皮膜に含まれるチタンのフッ化物およびジルコニウムのフッ化物の合計含有量に相当する。同様に、測定された酸化物および水酸化物の量は、化成処理皮膜に含まれるチタンの酸化物および水酸化物ならびにジルコニウムの酸化物および水酸化物の合計含有量に相当する。チタンとジルコニウムのモル比は、チタンの酸化物および水酸化物と、ジルコニウムの酸化物および水酸化物とのモル比に相当する。
各塗装鋼板から試験片(50mm×50mm)を切り出し、加工密着性試験を実施した。各試験片について180度密着折り曲げ加工(内R:1mm)を行った。各試験片の曲げ加工部にセロハンテープを貼り付けた後、曲げ稜線に対して垂直にテープを剥がして、塗膜の残存率を測定し、加工密着性を評価した。塗膜の残存率が、100%の場合を「◎」、90%以上100%未満の場合を「○」、80%以上90%未満の場合を「△」、50%以上80%未満の場合を「▲」、50%未満の場合を「×」と評価した。
各塗装鋼板から試験片(50mm×50mm)を切り出し、耐水性試験を実施した。各試験片を95℃以上の熱水に120時間浸漬した後、1mm各の碁盤目を100個作製した。各試験片の碁盤目部分にセロハンテープを貼り付けた後、試験片表面に対して垂直にテープを剥がして、塗膜の残存率を測定し、耐水性を評価した。塗膜の残存率が、100%の場合を「◎」、90%以上100%未満の場合を「○」、80%以上90%未満の場合を「△」、50%以上80%未満の場合を「▲」、50%未満の場合を「×」と評価した。
各塗装鋼板から試験片(50mm×50mm)を切り出し、耐水性試験を実施した。各試験片を95℃以上のNaOH水溶液(pH14)に浸漬し、塗膜フクレが発生する時間を測定し、耐アルカリ性を評価した。塗膜フクレが発生する時間が、120時間以上の場合を「◎」、80時間以上120時間未満の場合を「○」、24時間以上80時間未満の場合を「△」、2時間以上24時間未満の場合を「▲」、2時間未満の場合を「×」と評価した。
各塗装鋼板から試験片(150mm×70mm)を切り出し、耐食性試験を実施した。各試験片の上下端部をポリエステルテープでシールし、中央部にクロスカットを入れた後、塩水噴霧試験(5%NaCl、35℃、500時間)を行った。試験後、各試験片の左右の端部の最大フクレ片幅およびクロスカット部の最大フクレ片幅を測定し、耐食性を評価した。最大フクレ片幅が、0.5mm未満の場合を「◎」、0.5mm以上1mm未満の場合を「○」、1mm以上2mm未満の場合を「△」、2mm以上3mm未満の場合を「▲」、3mm以上の場合を「×」と評価した。
表6は、各塗装鋼板の分析結果を示す表である。各塗装鋼板について、加工密着性試験、耐水性試験、耐アルカリ性試験、耐食性試験の評価結果のうち最も低い評価を、その塗装鋼板の「総合評価」とした。
実施例2では、塗装原板のめっき層を焼鈍することで、塗装鋼板の加工部耐食性も向上させうることを示す。
塗装原板として、以下の2種類の溶融Al−9Siめっき鋼板を準備した。塗装原板Aと塗装原板Bとは、めっき層を形成した後に焼鈍処理を行ったかどうかという点のみ異なる。
[塗装原板A]
・溶融Al−9Siめっき鋼板(板厚0.5mm、片面めっき付着量40g/m2)
・めっき層を形成した後に焼鈍処理無し
[塗装原板B]
・溶融Al−9Siめっき鋼板(板厚0.5mm、片面めっき付着量40g/m2)
・めっき層を形成した後に焼鈍処理有り(420℃で30時間加熱)
各塗装鋼板から試験片を切り出し、加工部耐食性試験を実施した。180度密着折り曲げ加工を行った後、各試験片の端面をシールした。加工後の各試験片について、JIS K2246に準拠して70℃で200時間湿潤試験を行った。試験後、各試験片の表面に赤錆が発生しているか否かを観察して、加工部耐食性を評価した。
実施例3では、トップ塗膜に近赤外線反射顔料を配合することで、塗装鋼板の熱反射特性も向上させうることを示す。
塗装原板として、板厚0.5mm、片面めっき付着量40g/m2の溶融Al−9Siめっき鋼板を準備した。
各塗装鋼板(No.9−1〜9−2)について、熱反射性試験を実施した。No.9−1またはNo.9−2の塗装鋼板を壁面材として用いて加熱室(幅34cm×奥行36cm×高さ23cm)を作製し、加熱室内にはガラスセラミックプレートを設置した。ガラスセラミックプレートを用いて加熱室内を赤外線加熱し、加熱室の壁面の温度を経時的に測定した。表10に、加熱室の天井面温度の測定結果を示す。
Claims (4)
- 鋼板と、前記鋼板の表面に形成された化成処理皮膜と、前記化成処理皮膜の表面に形成されたプライマー塗膜と、前記プライマー塗膜の表面に形成されたトップ塗膜とを有する塗装鋼板であって、
前記化成処理皮膜は、チタンのフッ化物またはジルコニウムのフッ化物と、チタンの酸化物またはチタンの水酸化物と、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムの水酸化物とを含み、
前記プライマー塗膜は、有機樹脂と、リン酸マグネシウムおよびリン酸ジルコニウムからなる群から選択される1種類または2種類の化合物からなる顔料Aと、硫酸バリウムからなる顔料Bとを含み、
前記プライマー塗膜における前記顔料Aの含有量および前記顔料Bの含有量は、それぞれ、前記有機樹脂100質量部に対して20〜100質量部であり、
前記プライマー塗膜における前記顔料Aおよび前記顔料Bの合計含有量は、前記有機樹脂100質量部に対して40〜160質量部である、
塗装鋼板。 - 前記化成処理皮膜における、前記チタンのフッ化物および前記ジルコニウムのフッ化物の合計含有量に対する、前記チタンの酸化物および水酸化物ならびに前記ジルコニウムの酸化物および水酸化物の合計含有量のモル比は、0.2〜3の範囲内である、請求項1に記載の塗装鋼板。
- 前記化成処理皮膜における、前記チタンの酸化物および水酸化物の合計含有量に対する、前記ジルコニウムの酸化物および水酸化物の合計含有量のモル比は、0.4〜2の範囲内である、請求項1に記載の塗装鋼板。
- 前記有機樹脂は、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニルスルフィド樹脂、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂からなる群から選択される1種類または2種類以上の樹脂を含む、請求項1に記載の塗装鋼板。
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