JP2016200497A - 塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における耐塗膜剥離性を適切に評価できる評価方法を提供すること。【解決手段】初めに、曲げ加工部の塗膜に対して、合計で100MJ/m2以上となるように、紫外線を照射する。次いで、曲げ加工部に対して塗膜側から塩水を噴霧し、塩水を噴霧した後に、曲げ加工部の塗膜を乾燥させ、塗膜を乾燥させた後に、相対湿度80%以上の雰囲気下に1時間以上放置する。次いで、曲げ加工部における塗膜の剥離状況を評価する。【選択図】なし
Description
本発明は、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法に関する。
近年、ステンレス鋼板の表面に塗膜が形成された塗装ステンレス鋼板が、外装建材に使用されることがある。この場合、塗膜は、施工後に建物の最外面に位置するため、意匠性が求められると共に、外部環境の影響を受けるため、ステンレス鋼板に対する密着性や耐候性なども求められる。また、このような塗装ステンレス鋼板には、外装建材とするために曲げ加工などが施される。外装建材としての塗装ステンレス鋼板は、曲げ加工部においても塗膜が剥離しないことが求められる。
曲げ加工部の塗膜の剥離を評価する方法として、折り曲げ試験、折り曲げテープ剥離試験が知られている。これらの方法は、実際に使用する前において塗膜が剥離するか否かを評価するのに適しているが、実際の使用環境において塗膜が剥離するか否かを評価するのには必ずしも好適とはいえない。
また、日本工業規格(Japanese Industrial Standard;JIS)には、各種塗装金属板を評価する方法として、中性塩水噴霧試験(SST)、湿潤試験(BBT)、複合サイクル試験(CCT)などが規定されている。これらの試験は、一般的に、耐食性などを評価する方法として用いられているが、特定の使用環境において曲げ加工部の塗膜が剥離するか否かを評価する方法として用いられていない。
一方、塗装金属板の塗膜性能を評価する方法として、紫外線を照射する工程と、腐食液を噴霧する工程とを有する評価方法が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特許文献1に記載の評価方法では、試験片として塩化ビニル鋼板を使用し、紫外線を照射した後に、腐食液(塩水や酸性水など)を噴霧する工程を繰り返すことにより、実際の使用環境に近い状況を再現している。
また、特許文献2に記載の評価方法では、試験片として塩化ビニル鋼板を使用し、腐食液(塩水)の噴霧、紫外線の照射および洗浄を順次行う工程と、紫外線の照射、洗浄および湿潤保持を順次行う工程とを繰り返すことにより、実際の使用環境に近い状況を再現している。
さらに、特許文献3に記載の評価方法では、試験片としての塗装材を使用し、紫外線を照射した後に、湿らせる工程を繰り返すことにより、実際の使用環境に近い状況を再現している。
しかしながら、上記の評価方法は、一般的なめっき鋼板を塗装原板とする塗装鋼板について評価しているものであり、耐食性に優れたステンレス鋼板の場合には、腐食過程が不十分である。
塗装原板としてステンレス鋼板を使用した塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板の表面に不働態皮膜が形成されるため、めっき鋼板と比較してステンレス鋼板に対する塗膜の密着性が低い。また、塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板に対する塗膜の密着性が低いため、極端な曲げ加工を行った場合、経時的にステンレス鋼板から塗膜が剥離する場合がある。この結果として、塗装ステンレス鋼板に赤さびが発生する場合があり、外観上、好ましくない。このため、実際の使用環境における経年変化を考慮した、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における塗膜の剥離を評価することは非常に重要であるが、適切に評価する方法はこれまで知られていない。これは、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部において、塗膜がステンレス鋼板から剥離する機序が明らかになっていないためであると推察される。
そこで、本発明は、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における耐塗膜剥離性を適切に評価できる評価方法を提供することを目的とする。
[1]塗膜が外側となるように曲げ加工を施された塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法であって、前記曲げ加工部の前記塗膜に対して、合計で100MJ/m2以上となるように、紫外線を照射する第1工程と、前記第1工程の後に、前記曲げ加工部に対して前記塗膜側から塩水を噴霧し、前記塩水を噴霧した後に、前記曲げ加工部の前記塗膜を乾燥させ、前記塗膜を乾燥させた後に、相対湿度80%以上の雰囲気下に1時間以上放置する第2工程と、前記第2工程の後に、前記曲げ加工部における前記塗膜の剥離状況を評価する第3工程と、を有する、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法。
[2]前記第2工程は、連続して複数回行われる、[1]に記載の評価方法。
[3]前記第1工程および前記第2工程は、前記第3工程の前に交互に複数回行われ、複数の前記第1工程では、合計で100MJ/m2以上となるように紫外線が照射される、[1]に記載の評価方法。
[4]前記第3工程では、前記曲げ加工部の前記塗膜にテープを貼り付けた後、前記テープを前記塗膜から剥がすことで、前記塗膜の剥離状況を評価する、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の評価方法。
[2]前記第2工程は、連続して複数回行われる、[1]に記載の評価方法。
[3]前記第1工程および前記第2工程は、前記第3工程の前に交互に複数回行われ、複数の前記第1工程では、合計で100MJ/m2以上となるように紫外線が照射される、[1]に記載の評価方法。
[4]前記第3工程では、前記曲げ加工部の前記塗膜にテープを貼り付けた後、前記テープを前記塗膜から剥がすことで、前記塗膜の剥離状況を評価する、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の評価方法。
本発明によれば、実際の使用環境における経年変化を考慮して、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性を適切に評価できる。
本発明に係る評価方法は、ステンレス鋼板と、ステンレス鋼板の少なくとも一方の表面に形成された塗膜とを有する曲げ加工が施された塗装ステンレス鋼板を評価対象とし、曲げ加工部の耐塗膜剥離性を評価する。以下、評価対象となる塗装ステンレス鋼板について説明した後に、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における塗膜剥離の推察される機序について説明し、最後に本発明に係る評価方法の各工程について説明する。
1.塗装ステンレス鋼板
前述のとおり、評価対象となる塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板と、ステンレス鋼板の少なくとも一方の表面に形成された塗膜を有する。塗装ステンレス鋼板は、塗膜を形成された後に曲げ加工が施されている。評価対象となる塗装ステンレス鋼板の構成は、特に限定されない。以下、評価対象となる塗装ステンレス鋼板の一例について説明する。
前述のとおり、評価対象となる塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板と、ステンレス鋼板の少なくとも一方の表面に形成された塗膜を有する。塗装ステンレス鋼板は、塗膜を形成された後に曲げ加工が施されている。評価対象となる塗装ステンレス鋼板の構成は、特に限定されない。以下、評価対象となる塗装ステンレス鋼板の一例について説明する。
(ステンレス鋼板)
塗装原板となるステンレス鋼板の例は、特に限定されない。ステンレス鋼板の例には、オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系および高強度複相系のステンレス鋼板が含まれる。ステンレス鋼板の表面は、必要に応じて、脱脂、酸洗、表面調整、洗浄などの公知の処理が施されていてもよい。
塗装原板となるステンレス鋼板の例は、特に限定されない。ステンレス鋼板の例には、オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系および高強度複相系のステンレス鋼板が含まれる。ステンレス鋼板の表面は、必要に応じて、脱脂、酸洗、表面調整、洗浄などの公知の処理が施されていてもよい。
ステンレス鋼板は、塗膜密着性および耐食性を向上させる観点から、塗膜が形成される表面に化成処理皮膜を形成されていることが好ましい。化成処理は、ステンレス鋼板の塗装前処理の一種であり、化成処理皮膜は、塗装前処理によって形成される組成物の層である。化成処理皮膜の種類は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。化成処理皮膜は、非クロメートの化成処理皮膜であってもよいし、クロメートの化成処理皮膜であってもよい。
非クロメート防錆処理による化成処理皮膜の例には、Ti−Mo複合皮膜、フルオロアシッド系皮膜、リン酸塩皮膜、樹脂系皮膜、樹脂およびシランカップリング剤系皮膜、シリカ系皮膜、シリカおよびシランカップリング剤系皮膜、ジルコニウム系皮膜、ジルコニウムおよびシランカップリング剤系皮膜、および有機−無機複合皮膜が含まれる。
たとえば、有機−無機複合皮膜は、チタン化合物、フッ化物、フェノール樹脂を含む。有機−無機複合皮膜を形成する場合、チタン化合物をTi換算付着量で1〜100mg/m2、フッ化物をF換算付着量で1〜200mg/m2の範囲内に調整することが好ましい。チタン化合物は、ステンレス鋼板表面から溶出したCrやNi、Moなどの金属イオンと反応し、耐食性に優れた皮膜を形成する。有機−無機複合皮膜は、チタン化合物に替え、あるいはさらにZr換算付着量で0.1〜30mg/m2のジルコニウム化合物を含んでもよい。
チタン化合物がTi換算付着量で1mg/m2未満の場合、優れた塗膜密着性が得られないおそれがある。一方、チタン化合物がTi換算付着量で100mg/m2超の場合、効果が飽和してしまい、加工性や塗膜密着性が低下するおそれがある。フッ化物は、化成処理液中でフッ素イオンに解離し、ステンレス鋼板に接触した状態では化成処理液中の酸成分と共にステンレス鋼表面をエッチングし不動態皮膜を高耐食性に改質する。フッ素イオンがF換算付着量で1mg/m2未満の場合、エッチング不足となり、ステンレス鋼板表面に対する有機−無機複合皮膜の密着性が低下するおそれがある。一方、フッ化物がF換算付着量で200mg/m2超の場合、有機−無機複合皮膜が脆くなり、密着性が低下するおそれがある。
また、クロメート防錆処理の例には、塗布型クロメート処理、およびリン酸−クロム酸系処理が含まれる。ステンレス鋼板における当該クロメート防錆処理による皮膜の付着量は、Cr換算で20〜80g/m2であることが好ましい。
(塗膜)
塗膜の構成は、特に限定されない。塗膜は、1コート構成であってもよいし、下塗り塗膜および上塗り塗膜を含む2コート構成であってもよいし、3コート以上の構成であってもよい。塗膜を構成する樹脂の種類や顔料の種類なども特に限定されない。
塗膜の構成は、特に限定されない。塗膜は、1コート構成であってもよいし、下塗り塗膜および上塗り塗膜を含む2コート構成であってもよいし、3コート以上の構成であってもよい。塗膜を構成する樹脂の種類や顔料の種類なども特に限定されない。
下塗り塗膜および上塗り塗膜を有する2コート構成の場合において、下塗り塗膜は、例えば下塗り用ベース樹脂と、非クロム系の防錆顔料とを含有する。下塗り用ベース樹脂の例には、エポキシ樹脂、エポキシ・ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂などが含まれる。下塗りベース樹脂の分子量やガラス転位温度などは、適宜調整される。
非クロム系の防錆顔料の例には、リン酸マグネシウム、トリポリリン酸マグネシウムなどを含むマグネシウム塩、トリポリリン酸二水素アルミニウム、リン酸アルミニウム、リン酸カルシウムなどを含むリン酸塩などが含まれる。防錆顔料の添加量は、下塗り塗料の不揮発成分に対して2〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。防錆顔料の添加割合が2質量%未満の場合、防錆効果が得られないおそれがある。一方、防錆顔料の添加割合が50質量%超の場合、塗装後の加工性や塗膜密着性が低下するおそれがある。
下塗り塗膜を形成するための下塗り塗料には、酸化チタンなどの着色顔料や、シリカや炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの体質顔料、有機ビーズ、有機樹脂粉末、無機骨材などの各種添加剤が含まれていてもよい。また、各種添加剤の配合量などは、適宜調整される。
下塗り塗膜の形成方法は、特に限定されない。たとえば、下塗り塗膜は、下塗り塗料をステンレス鋼板の表面に塗布し、焼き付けることで硬化させればよい。下塗り塗膜の膜厚は特に限定されないが、3〜20μm程度の厚さである。
上塗り塗膜は、例えば上塗り用ベース樹脂と、各種添加剤とを含有する。上塗り用ベース樹脂の例には、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン変性ポリエステル樹脂、シリコーンアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン−アクリル樹脂などが含まれる。上塗り用ベース樹脂の分子量やガラス転位温度などは、適宜調整される。
また、添加剤の例には、着色顔料、体質顔料、有機系骨材、無機系骨材、メタリック粉末、潤滑剤、汚れ防止剤、防錆剤、紫外線吸収剤、光安定化剤(酸化防止剤)、光触媒粒子、艶消し剤などが含まれる。これらの配合量も適宜調整される。
上塗り塗膜の形成方法は、特に限定されない。たとえば、上塗り塗膜は、上塗り用ベース樹脂および各種添加剤を含む上塗り塗料を、下塗り塗膜の表面に、ロールコータなどで塗布して、焼き付けることで硬化させればよい。上塗り塗膜の膜厚は特に限定されないが、10〜300μm程度の厚さである。
(塗装ステンレス鋼板の曲げ加工)
前述した塗装ステンレス鋼板は、外装建材などに使用される場合には、曲げ加工される。曲げ加工の種類は特に限定されない。曲げ加工の種類は、塗膜を外側にした180°曲げであってもよいし、L曲げ加工であってもよい。たとえば曲げ加工は、180°曲げの場合、0T曲げ〜4T曲げ程度であればよい。
前述した塗装ステンレス鋼板は、外装建材などに使用される場合には、曲げ加工される。曲げ加工の種類は特に限定されない。曲げ加工の種類は、塗膜を外側にした180°曲げであってもよいし、L曲げ加工であってもよい。たとえば曲げ加工は、180°曲げの場合、0T曲げ〜4T曲げ程度であればよい。
2.塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における塗膜剥離の機序
ここで、塗装ステンレス鋼板における塗膜の剥離機序について説明する。本発明者らは、各種実験結果から、屋外に配置した塗装ステンレス鋼板において塗膜が剥離する機序を以下のように推察した。
ここで、塗装ステンレス鋼板における塗膜の剥離機序について説明する。本発明者らは、各種実験結果から、屋外に配置した塗装ステンレス鋼板において塗膜が剥離する機序を以下のように推察した。
まず、2コート構成の塗装ステンレス鋼板が紫外線に晒されると、曲げ加工により生じていた上塗り塗膜の亀裂を介して露出していた下塗り塗膜が劣化する。そして、下塗り塗膜の劣化した部分を介して水や酸素、塩化物などの腐食因子がステンレス鋼板の方へ侵入する。次に、下塗り塗膜に入り込んだ水に下塗り塗膜中の防錆顔料が溶解して、防錆顔料が下塗り塗膜から流出することにより、下塗り塗膜の防錆力、凝集力が低下する。これにより、ステンレス鋼板の腐食が進行する。最後に、雨風などの外力や、温度変化による塗膜の伸縮などにより、ステンレス鋼板から塗膜が剥離する。
以上のような工程により、本発明者らは、屋外に配置した塗装ステンレス鋼板において塗膜が剥離すると推察した。
本発明者らは、このような機序で塗膜剥離が生じることを踏まえて、次に説明する本発明に係る耐塗膜剥離性の評価方法を見出した。
3.塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部における耐塗膜剥離性の評価方法
本発明に係る塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法は、紫外線を照射する第1工程と、腐食を促進させる第2工程と、曲げ加工部における塗膜の剥離状況を評価する第3工程とを有する。第2工程は、第1工程の後に行われる。第3工程は、第1工程および第2工程の後に行われる。第1工程および第2工程は、それぞれ複数回行われてもよい。たとえば、第1工程の後に第2工程を連続して複数回行ってもよい。また、第1工程および第2工程を交互に繰り返してもよい。以下、各工程について具体的に説明する。
本発明に係る塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法は、紫外線を照射する第1工程と、腐食を促進させる第2工程と、曲げ加工部における塗膜の剥離状況を評価する第3工程とを有する。第2工程は、第1工程の後に行われる。第3工程は、第1工程および第2工程の後に行われる。第1工程および第2工程は、それぞれ複数回行われてもよい。たとえば、第1工程の後に第2工程を連続して複数回行ってもよい。また、第1工程および第2工程を交互に繰り返してもよい。以下、各工程について具体的に説明する。
(第1工程)
第1工程では、評価対象となる、前述の曲げ加工を施された塗装ステンレス鋼板に対して、紫外線を照射する。具体的には、曲げ加工部の塗膜の表面側から紫外線を照射する。紫外線の照射量は、亀裂が生じた塗膜が劣化する程度であれば特に限定されない。たとえば、第1工程を1回または2回以上行う場合の、紫外線の合計照射量は、塗膜に対して100MJ/m2以上である。なお、100MJ/m2の紫外線照射量は、塗装ステンレス鋼板を半年間屋外で大気暴露した時の紫外線照射量に相当する。また、100MJ/m2の紫外線照射量は、上塗り塗膜に生じた亀裂部分に対応した下塗り塗膜が消失し、ステンレス鋼板の表面が露出するために必要な照射量でもある。
第1工程では、評価対象となる、前述の曲げ加工を施された塗装ステンレス鋼板に対して、紫外線を照射する。具体的には、曲げ加工部の塗膜の表面側から紫外線を照射する。紫外線の照射量は、亀裂が生じた塗膜が劣化する程度であれば特に限定されない。たとえば、第1工程を1回または2回以上行う場合の、紫外線の合計照射量は、塗膜に対して100MJ/m2以上である。なお、100MJ/m2の紫外線照射量は、塗装ステンレス鋼板を半年間屋外で大気暴露した時の紫外線照射量に相当する。また、100MJ/m2の紫外線照射量は、上塗り塗膜に生じた亀裂部分に対応した下塗り塗膜が消失し、ステンレス鋼板の表面が露出するために必要な照射量でもある。
紫外線が照射されるときの塗装ステンレス鋼板の板温は、特に限定されない。たとえば、塗装ステンレス鋼板の板温は、20〜80℃の範囲内である。なお、塗装ステンレス鋼板の板温が高くなるにつれて、塗膜の劣化が促進される。
なお、紫外線を照射しながら、または紫外線の照射を中断して、当該曲げ加工部に対して水を接触させることが好ましい。曲げ加工部に対して水を接触させるタイミングは、特に限定されない。たとえば、曲げ加工部に対して水を接触させるタイミングは、紫外線を照射して1〜2時間おきに行うことが好ましい。曲げ加工部に対して水を接触させることにより、塗膜の劣化が促進されるとともに、劣化した塗膜を洗い流す効果がある。
(第2工程)
第1工程を少なくとも1回終えた後、第2工程を行う。第2工程では、紫外線を照射した後の塗装ステンレス鋼板に対して腐食を促進させる処理を行う。第2工程は、塩水を噴霧する工程と、乾燥させる工程と、湿らせる工程とを含む。曲げ加工部に対して塗膜側から塩水を噴霧し、塩水を噴霧した後に、曲げ加工部の塗膜を乾燥させ、塗膜を乾燥させた後に、相対湿度80%以上の雰囲気下に1時間以上放置する。
第1工程を少なくとも1回終えた後、第2工程を行う。第2工程では、紫外線を照射した後の塗装ステンレス鋼板に対して腐食を促進させる処理を行う。第2工程は、塩水を噴霧する工程と、乾燥させる工程と、湿らせる工程とを含む。曲げ加工部に対して塗膜側から塩水を噴霧し、塩水を噴霧した後に、曲げ加工部の塗膜を乾燥させ、塗膜を乾燥させた後に、相対湿度80%以上の雰囲気下に1時間以上放置する。
塩水を噴霧する工程では、所定の濃度の塩化ナトリウム水溶液を、塗膜側から曲げ加工部に噴霧する。塩化ナトリウム水溶液における塩化ナトリウムの濃度は、特に限定されない。本実施の形態では、塩化ナトリウムの濃度は、1〜5質量%の範囲内である。塩化ナトリウムの濃度が1質量%未満の場合、腐食を促進させる効果が不十分であるおそれがある。また、塩化ナトリウムの濃度が5質量%超の場合、腐食を促進させる効果が飽和してしまう。
塩化ナトリウム水溶液のpHは、3〜7の範囲内であることが好ましい。塩化ナトリウム水溶液のpHは、硫酸や塩酸などで調整されうる。
噴霧する塩化ナトリウム水溶液の温度は、特に限定されない。本実施の形態では、噴霧する塩化ナトリウム水溶液の温度は、20〜50℃の範囲内である。
塩水を噴霧する工程の後に、塗装ステンレス鋼板を乾燥させる工程が行われる。塗装ステンレス鋼板を乾燥させる方法は、特に限定されない。本実施の形態では、所定の相対湿度雰囲気下において所定の時間塗装ステンレス鋼板を置くことで、塗装ステンレス鋼板を乾燥させる。この場合、相対湿度は、20〜30%の範囲内であることが好ましい。また、乾燥時間は、1〜6時間であることが好ましい。
塗装ステンレス鋼板を乾燥させる工程の後に、塗装ステンレス鋼板を湿らせる工程が行われる。塗装ステンレス鋼板を湿らせる方法は、特に限定されない。本実施の形態では、所定の相対湿度雰囲気下において所定時間塗装ステンレス鋼板を放置することで、塗装ステンレス鋼板を湿らせる。この場合、相対湿度は、塩化ナトリウムが潮解する80%以上である。また、保持時間は、1時間〜4時間の範囲内であることが好ましい。
(第3工程)
第2工程を少なくとも1回終えた後、好ましくは第1工程および第2工程をすべて終えた後、第3工程を行う。第3工程では、曲げ加工部における塗膜の剥離状況を評価する。塗膜の剥離状況を評価する方法は、特に限定されない。塗膜の剥離状況を評価する方法の例には、曲げ加工部を目視により観察して行ってもよいし、曲げ加工部の塗膜にテープを貼り付けた後、テープを塗膜から剥がすこと(テープ剥離試験)で行ってもよい。具体的には、曲げ加工部の面積に対する、剥離部分の面積の割合を求めることにより塗膜の剥離状況を評価する。
第2工程を少なくとも1回終えた後、好ましくは第1工程および第2工程をすべて終えた後、第3工程を行う。第3工程では、曲げ加工部における塗膜の剥離状況を評価する。塗膜の剥離状況を評価する方法は、特に限定されない。塗膜の剥離状況を評価する方法の例には、曲げ加工部を目視により観察して行ってもよいし、曲げ加工部の塗膜にテープを貼り付けた後、テープを塗膜から剥がすこと(テープ剥離試験)で行ってもよい。具体的には、曲げ加工部の面積に対する、剥離部分の面積の割合を求めることにより塗膜の剥離状況を評価する。
以上のように、本発明に係る塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法は、第1工程で亀裂が生じた状態で紫外線を照射して下塗り塗膜を劣化させる。次いで、第2工程で塩水の噴霧、乾燥および湿潤を行うことで下塗り塗膜の劣化、ステンレス鋼板表面の腐食を促進させる。これにより、実際の使用環境における経年変化を考慮して、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性を適切に評価できる。
1.試験片の作製
(1)塗装原板
塗装原板として、SUS304の表面を2D仕上げしたステンレス鋼板(板厚0.4mm)を準備した。ステンレス鋼板に、液温65℃のアルカリ脱脂水溶液(サーフクリーナー1089N−1:日本ペイント株式会社)をスプレーして5秒間接触させた後、湯洗および水洗により洗浄して乾燥させた。次いで、液温60℃のリン酸塩水溶液(サーフダインZS9100:日本ペイント株式会社)をスプレーして5秒間接触させた後、湯洗および水洗で洗浄し乾燥させた。
(1)塗装原板
塗装原板として、SUS304の表面を2D仕上げしたステンレス鋼板(板厚0.4mm)を準備した。ステンレス鋼板に、液温65℃のアルカリ脱脂水溶液(サーフクリーナー1089N−1:日本ペイント株式会社)をスプレーして5秒間接触させた後、湯洗および水洗により洗浄して乾燥させた。次いで、液温60℃のリン酸塩水溶液(サーフダインZS9100:日本ペイント株式会社)をスプレーして5秒間接触させた後、湯洗および水洗で洗浄し乾燥させた。
(2)化成処理
20℃の化成処理液をステンレス鋼板の表面に塗布して、水洗することなく100℃で乾燥させることで、化成処理皮膜(有機−無機複合皮膜)を形成した。化成処理液は、ヘキサフルオロチタン酸:55g/L、ヘキサフルオロジルコニウム酸:10g/L、アミノメチル置換ポリビニルフェノール:72g/Lを配合して調整した。化成処理皮膜の組成は、Ti換算付着量:8mg/m2のチタン化合物、Zr換算付着量:2mg/m2のジルコニウム化合物、F換算付着量:16mg/m2のフッ化物、ポリビニルフェノール換算付着量:32mg/m2であった。
20℃の化成処理液をステンレス鋼板の表面に塗布して、水洗することなく100℃で乾燥させることで、化成処理皮膜(有機−無機複合皮膜)を形成した。化成処理液は、ヘキサフルオロチタン酸:55g/L、ヘキサフルオロジルコニウム酸:10g/L、アミノメチル置換ポリビニルフェノール:72g/Lを配合して調整した。化成処理皮膜の組成は、Ti換算付着量:8mg/m2のチタン化合物、Zr換算付着量:2mg/m2のジルコニウム化合物、F換算付着量:16mg/m2のフッ化物、ポリビニルフェノール換算付着量:32mg/m2であった。
(3)下塗り塗膜
化成処理皮膜を形成したステンレス鋼板に、下塗り塗料を塗布し、215℃で乾燥および焼付けることにより、乾燥膜厚5μmの下塗り塗膜を形成した。下塗り塗料は、下塗り用ベース樹脂(エポキシ樹脂)と、防錆顔料(リン酸水素マグネシウム;10質量%、リン酸亜鉛;15%およびトリポリリン酸二水素アルミニウム;2質量%)と、着色顔料(酸化チタン)、体質顔料(硫酸バリウム、シリカ粉末)とを配合して調整した。
化成処理皮膜を形成したステンレス鋼板に、下塗り塗料を塗布し、215℃で乾燥および焼付けることにより、乾燥膜厚5μmの下塗り塗膜を形成した。下塗り塗料は、下塗り用ベース樹脂(エポキシ樹脂)と、防錆顔料(リン酸水素マグネシウム;10質量%、リン酸亜鉛;15%およびトリポリリン酸二水素アルミニウム;2質量%)と、着色顔料(酸化チタン)、体質顔料(硫酸バリウム、シリカ粉末)とを配合して調整した。
(4)上塗り塗膜
下塗り塗膜を形成したステンレス鋼板の表面に上塗り塗料を塗布し、230℃の温度での乾燥および焼付けることにより、乾燥膜厚15μmの上塗り塗膜を形成した。シリコーン変性ポリエステルを上塗り用ベース樹脂として、酸化チタンを着色顔料として添加して上塗り塗料を調製した。
下塗り塗膜を形成したステンレス鋼板の表面に上塗り塗料を塗布し、230℃の温度での乾燥および焼付けることにより、乾燥膜厚15μmの上塗り塗膜を形成した。シリコーン変性ポリエステルを上塗り用ベース樹脂として、酸化チタンを着色顔料として添加して上塗り塗料を調製した。
(5)曲げ加工
作成した試験片(塗装ステンレス鋼板)の塗膜が外側となるように、曲げ加工を施した(2T曲げ)。
作成した試験片(塗装ステンレス鋼板)の塗膜が外側となるように、曲げ加工を施した(2T曲げ)。
2.耐塗膜剥離性の評価
耐塗膜剥離性の評価は、紫外線を照射する第1工程と、塩水を噴霧し、湿度の異なる環境に放置する第2工程とを1サイクルとして表1に示されるサイクル数行った後、目視またはテープ剥離試験による第3工程により評価した。
耐塗膜剥離性の評価は、紫外線を照射する第1工程と、塩水を噴霧し、湿度の異なる環境に放置する第2工程とを1サイクルとして表1に示されるサイクル数行った後、目視またはテープ剥離試験による第3工程により評価した。
(1)第1工程
第1工程では、超促進耐候性試験機(メタルウェザー(MW);ダイプラ・ウィンテス株式会社)、または超促進耐候性試験機(アイスーパーUVテスター(SUV);岩崎電気株式会社)を使用して、所定の総紫外線量となるように、塗装ステンレス鋼板に紫外線を照射した。紫外線を照射するために使用した試験機、照射した紫外線量および照射日数は、表1の第1工程の欄に示した。なお、本実施例では、1サイクルで照射した紫外線量は、一定である。
第1工程では、超促進耐候性試験機(メタルウェザー(MW);ダイプラ・ウィンテス株式会社)、または超促進耐候性試験機(アイスーパーUVテスター(SUV);岩崎電気株式会社)を使用して、所定の総紫外線量となるように、塗装ステンレス鋼板に紫外線を照射した。紫外線を照射するために使用した試験機、照射した紫外線量および照射日数は、表1の第1工程の欄に示した。なお、本実施例では、1サイクルで照射した紫外線量は、一定である。
(2)第2工程
第2工程では、所定の塩化ナトリウム水溶液を1時間噴霧後、相対湿度20〜30%、50℃で4時間乾燥させ、相対湿度95%以上、温度50℃の雰囲気下で3時間放置した。以上の工程を表1の第2工程の欄に記載された時間となるまで繰り返し行った。塩化ナトリウム水溶液は、所定のpHとなるように硫酸で調整した。
第2工程では、所定の塩化ナトリウム水溶液を1時間噴霧後、相対湿度20〜30%、50℃で4時間乾燥させ、相対湿度95%以上、温度50℃の雰囲気下で3時間放置した。以上の工程を表1の第2工程の欄に記載された時間となるまで繰り返し行った。塩化ナトリウム水溶液は、所定のpHとなるように硫酸で調整した。
(3)第3工程
第3工程では、第1工程および第2工程を行った後、目視またはテープ剥離試験により行った。テープ剥離試験では、第1工程および第2工程を行った後、曲げ加工部の塗膜に対してテープ(JIS Z1522 セロハン粘着テープ)を貼り付けて、貼り付けたテープを剥がすことにより行った。また、塗膜の剥離面積率は、曲げ加工部の面積に対する、剥離部分の面積の割合として求めた。
第3工程では、第1工程および第2工程を行った後、目視またはテープ剥離試験により行った。テープ剥離試験では、第1工程および第2工程を行った後、曲げ加工部の塗膜に対してテープ(JIS Z1522 セロハン粘着テープ)を貼り付けて、貼り付けたテープを剥がすことにより行った。また、塗膜の剥離面積率は、曲げ加工部の面積に対する、剥離部分の面積の割合として求めた。
3.結果
表1に示されるように、実施例1〜10の試験片(塗装ステンレス鋼板)は、第1工程および第2工程を行ったため、ステンレス鋼板から塗膜が剥離した。
表1に示されるように、実施例1〜10の試験片(塗装ステンレス鋼板)は、第1工程および第2工程を行ったため、ステンレス鋼板から塗膜が剥離した。
一方、第1工程または第2工程のみを行った比較例1〜4の試験片では、ステンレス鋼板からほとんど塗膜が剥離しなかった。また、紫外線の総照射量が100MJ/m2未満であった比較例5の試験片は、ほとんど塗膜の剥離が観察されなかった。さらに、35℃5%中性塩水噴霧試験、35℃5%中性複合サイクル試験、2T曲げ試験(一次)および2T曲げ試験(二次)を行った比較例6〜9の試験片でもほとんど塗膜の剥離が観察されなかった。なお、白浜に大気暴露した比較例10の試験片は、ステンレス鋼板から塗膜が剥離した。
以上のことから、本発明に係る評価方法は、実際の使用環境における経年変化を考慮して、適切に塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性を評価できることを示唆している。
本発明に係る評価方法は、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価に有用である。
Claims (4)
- 塗膜が外側となるように曲げ加工を施された塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法であって、
前記曲げ加工部の前記塗膜に対して、合計で100MJ/m2以上となるように、紫外線を照射する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記曲げ加工部に対して前記塗膜側から塩水を噴霧し、前記塩水を噴霧した後に、前記曲げ加工部の前記塗膜を乾燥させ、前記塗膜を乾燥させた後に、相対湿度80%以上の雰囲気下に1時間以上放置する第2工程と、
前記第2工程の後に、前記曲げ加工部における前記塗膜の剥離状況を評価する第3工程と、
を有する、塗装ステンレス鋼板の曲げ加工部の耐塗膜剥離性の評価方法。 - 前記第2工程は、連続して複数回行われる、請求項1に記載の評価方法。
- 前記第1工程および前記第2工程は、前記第3工程の前に交互に複数回行われ、
複数の前記第1工程では、合計で100MJ/m2以上となるように紫外線が照射される、
請求項1に記載の評価方法。 - 前記第3工程では、前記曲げ加工部の前記塗膜にテープを貼り付けた後、前記テープを前記塗膜から剥がすことで、前記塗膜の剥離状況を評価する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の評価方法。
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JP2018096733A (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | 日本電信電話株式会社 | 促進耐候性試験方法及び促進耐候性試験装置 |
CN109490179A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-03-19 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种薄膜热控涂层近紫外辐射下性能退化预测方法 |
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2015
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CN109490179B (zh) * | 2018-09-28 | 2021-02-02 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种薄膜热控涂层近紫外辐射下性能退化预测方法 |
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