JP2017159581A - 塗装鋼板 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装原板がフェライト系ステンレス鋼板であり、かつ加工部での塗膜密着性に優れた塗装鋼板を提供する。
【解決手段】フェライト系ステンレス鋼板と、当該フェライト系ステンレス鋼板の上にフッ素樹脂を含む樹脂で構成されている上塗り塗膜とを有する塗装鋼板において、上記フェライト系ステンレス鋼板に、その平均結晶粒径が２０μｍ以下であるフェライト系ステンレス鋼板を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、フェライト系ステンレス鋼板を塗装原板とする塗装鋼板に関する。

従来、建築物の屋根材や外装材には、耐食性の良好な塗装ステンレス鋼板が使用されている。塗装ステンレス鋼板の塗装原板には、通常、ＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼の板が使用されている。屋根材や外装材は、一般に、厳しい曲げ加工が施された上で施工に供されるため、上記の用途の塗装ステンレス鋼板には、加工部での塗膜密着性が良好であることが要求される。

一方で、塗装鋼板の技術分野においては、近年、Ｎｉ原料のコスト高騰などの要因により、高価なオーステナイト系ステンレス鋼に代えてＮｉ原料の節約によるコストダウンが可能なフェライト系ステンレス鋼を採用しようという試みが各種用途において行われている。しかしながら、オーステナイト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼に比べ高価であるが、塗膜密着性の点でフェライト系ステンレス鋼よりも優れている。

このため、オーステナイト系ステンレス鋼を、塗膜密着性に劣るフェライト系ステンレス鋼にそのまま切り替えることは困難である。たとえば、屋根材や外装材の用途で塗装ステンレス鋼板の塗装原板にフェライト系ステンレス鋼板を採用すると、加工部での塗膜剥離が生じることがある。このため、美観が損なわれることがあり、加えて腐食の発生により鋼板に穴が開くことがある。

一方で、塗装フェライト系ステンレス鋼板の塗膜密着性の改善方法として、塗装原板としてのフェライト系ステンレス鋼板の表面粗さＲａを０．１５〜１．０μｍに調整し、アクリル樹脂を含有するエポキシ樹脂系塗料による下塗り塗膜を有し、上塗り塗膜としてのフッ素樹脂系塗膜を有する屋根、外装用塗装ステンレス鋼板が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１４３８３号公報

特許文献１に記載の塗装ステンレス鋼板では、その曲げ加工部において塗膜の割れを生じることがある。このために、当該塗装ステンレス鋼板で構成された屋根材や外装材では、経時的に当該曲げ加工部で塗膜が剥離し、塗膜が割れ、あるいは剥離した部分から腐食が発生し、穴が開くことがある。

本発明は、塗装原板がフェライト系ステンレス鋼板であり、かつ加工部での塗膜密着性に優れた塗装鋼板を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するための一手段として、フェライト系ステンレス鋼板と、当該フェライト系ステンレス鋼板の上にフッ素樹脂を含む樹脂で構成されている上塗り塗膜とを有する塗装鋼板であって、上記フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径が２０μｍ以下である塗装鋼板、を提供する。

本発明によれば、塗装原板がフェライト系ステンレス鋼板であり、かつ加工部での塗膜密着性に優れた塗装鋼板を提供することができる。

本発明者は、フッ素樹脂塗装フェライト系ステンレス鋼板の長期屋外暴露試験材（１０年超）の曲げ加工部を調査したところ、塗装原板の曲げ加工部の凹凸が大きい場合に塗膜の剥離が発生していることを発見した。さらに、塗装原板の凹凸部では、局部的に塗膜が伸ばされ、塗膜割れや塗膜の薄膜化が発生していた。塗膜が残存している部分であっても、下塗り塗膜が消失していることがあることが確認された。したがって、塗膜剥離の原因は、塗装原板の曲げ加工部の凹凸が大きい場合に、下塗り塗膜が紫外線により劣化し、消失することにあり、その結果、塗膜剥離に至る、と推定された。

また、フッ素樹脂塗膜は、一般に塗膜製造直後の塗膜の伸び率が数百％と大きい。このため、当該フッ素樹脂塗膜を有する塗装鋼板の密着曲げを塗装鋼板の製造直後に行っても、通常、塗膜割れは発生しない。しかしながら、塗装鋼板の製造から時間を経るに従い、フッ素樹脂塗膜のフッ素樹脂が結晶化し、その結果、当該塗装鋼板の曲げ加工性が低下する。塗装鋼板は、製造後、６ヶ月以上経過した後にプレコート鋼板として使用される場合もあることから、製造後の時間が経過しても伸びが大きいフッ素樹脂塗膜を使用することが望ましい。

以上、説明したように、本発明者は、塗装鋼板の曲げ加工部における塗膜の剥離を防止するためには、曲げ加工部の凹凸が小さい塗装原板を使用することが必要であり、製造から十分に時間が経過した後であっても十分に大きな伸び率を有するフッ素樹脂塗膜を使用することが望ましく、より好ましくはこれらの併用であることを見出し、本発明に至った。以下、本発明の塗装鋼板についてより詳しく説明する。

本発明の一実施の形態に係る塗装鋼板は、フェライト系ステンレス鋼板と、フェライト系ステンレス鋼板の上にフッ素樹脂を含む樹脂で構成されている上塗り塗膜とを有する。上記塗装鋼板は、以下に詳述する特定のフェライト系ステンレス鋼板を塗装原板に用い、上塗り塗膜にフッ素樹脂系の上塗り塗膜を用いる以外は、公知の塗装鋼板と同様に構成することが可能である。上塗り塗膜も、後述の所期の条件を有する範囲において、公知の塗装鋼板のそれと同様に構成することが可能である。

上記フェライト系ステンレス鋼板は、そのマトリックスが常温でフェライトの単相であるフェライト系ステンレス鋼である。上記フェライト系ステンレス鋼板におけるクロム（Ｃｒ）の含有量は、１０．５質量％以上である。クロムを過剰に含有することは、上記塗装鋼板の加工性に影響を及ぼすことがあるので、上記クロムの含有量は、３２質量％以下であることが望ましい。

上記フェライト系ステンレス鋼板の例には、ＪＩＳ Ｇ４３０５：２０１２の表５に規定される種々のフェライト系ステンレス鋼を挙げることができ、具体的には、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２およびＳＵＳ４４７Ｊ１が含まれる。汎用性の観点からは、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸまたはＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌが好ましく、高耐食性の観点からは、Ｍｏ含有鋼種、すなわち、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２またはＳＵＳ４４７Ｊ１、が好ましい。

上記フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径は、２０μｍ以下である。塗装原板の結晶粒径は、曲げ加工時の凹凸（肌荒れ）に影響する。この肌荒れは、加工時における結晶粒毎の変形量の違いにより生じる。結晶粒径が大きいほど上記変形量の差が顕著となる。このため、結晶粒径は小さい方が望ましい。肌荒れが大きい場合、塗膜が局部的に伸ばされ、塗膜割れ、薄膜化が起こり、紫外線透過による塗膜剥離が発生することがある。これを防止するためには、平均結晶粒径を２０μｍ以下とすることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。

また、当該平均結晶粒径は、上記肌荒れの防止の観点からは小さいほどよく、一方で、細かな結晶粒を安定的に得ることは難しく、また、微細化することで、耐力の上昇や伸びの低下により、加工性が低下することがあり、これらの理由から、５μｍ以上であることが好ましい。

上記フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径は、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０１３「鋼−結晶粒度の顕微鏡試験方法」に基づいて、またはＩＳＯ ６４３：２００３に準拠して、求めることができる。

上記フェライト系ステンレス鋼板は、通常のステンレス鋼板の製造ラインを用いて製造することができる。上記塗装鋼板が屋根、屋外用途である場合には、加工性の良好な焼鈍鋼板であることが好ましい。

上記平均結晶粒径は、例えば、上記フェライト系ステンレス鋼板の冷間圧延の圧下率を７０％以上、焼鈍温度８００〜８５０℃とすることで実現することができる。また、上記平均結晶粒径は、特開２０１１−１４９１０１号公報や特開２０１１−２５６４４０号公報などに記載されているような他の公知の方法を利用しても実現することが可能である。

上記フェライト系ステンレス鋼板は、その少なくとも一方の面が粗面化処理されていることが好ましい。当該粗面化処理の方法の例には、ダルロールを用いた方法が含まれる。ダルロールは、仕上げ圧延の最終パスで使用してもよいし、調質圧延で使用してもよい。ダルロールで粗面化処理された上記フェライト系ステンレス鋼板の表面の表面粗さは、大きいほどアンカー効果が増大し、塗膜密着性を向上させる観点から有利となるが、塗装品質面から、一定の値以下であることが好ましく、たとえば算術平均粗さＲａで０．５〜２μｍであることが好ましい。

また、上記粗面化処理は、圧延方向に研磨目を付けた研磨仕上げ材であってもよい。当該粗面化処理の例には、Ｎｏ．４仕上げおよびＨＬ（ヘアライン）仕上げが含まれる。研磨で粗面化処理された上記フェライト系ステンレス鋼板の表面の表面粗さＲａは、０．１５〜１μｍとであることが上記の観点から好ましい。

上記上塗り塗膜は、上記フェライト系ステンレス鋼板の上に配置される。上記上塗り塗膜は、上記塗装鋼板の表面を構成する塗膜であり、上記フェライト系ステンレス鋼板の表面に直接形成されていてもよいし、他の層を介して形成されていてもよい。

上記上塗り塗膜は、フッ素樹脂を含む樹脂で構成されている。「フッ素樹脂を含む樹脂で構成されている」とは、例えば、上塗り塗膜が当該樹脂を含む樹脂組成物の膜状の固化物であることを意味する。

上記樹脂は、フッ素樹脂そのものであってもよいし、フッ素樹脂以外の他の樹脂をさらに含んでいてもよい。当該樹脂におけるフッ素樹脂の含有量は、上塗り塗膜がフッ素樹脂塗膜としての効果を奏する範囲において適宜に決めることができる。フッ素樹脂は、一種でもそれ以上でもよく、フッ素樹脂以外の樹脂も、一種でもそれ以上でもよい。当該フッ素樹脂の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が含まれる。

フッ素樹脂以外の樹脂の例には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂およびシリコーン樹脂が含まれる。

上記上塗り塗膜は、所期のさらなる効果を奏するための、上記樹脂以外の他の成分を含有していてもよい。当該他の成分の例には、酸化防止剤、光安定剤、着色顔料、防錆顔料および体質顔料が含まれる。

上記上塗り塗膜の伸び率は、１５％以上であることが好ましい。上記上塗り塗膜の伸び率は、上記上塗り塗膜において上記フッ素樹脂が結晶化した後の上記上塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率である。

フッ素樹脂製の塗膜は、一般に、製造直後ではその塗膜伸びが大きいため、当該塗膜を有する塗装鋼板の密着曲げを行っても、製造直後であれば、塗膜割れは発生しない。しかしながら、製造後、時間が経過するにしたがってフッ素樹脂が結晶化し、塗装鋼板の曲げ加工性が低下する傾向にある。その結果、長期にわたって保管されていた在庫品としての塗装鋼板を曲げ加工した際に、塗膜割れや薄膜部が形成され、そのような加工を施した屋根、外装用建材を屋外で長期間使用した場合に塗膜剥離に至る場合がある。

上記伸び率が小さすぎると、製造後に十分に時間が経過した塗装鋼板に曲げ加工を施す場合に曲げ加工部での割れが発生し、当該曲げ加工部で塗膜の剥離が生じることがある。このような塗膜の割れを防止する観点から、上記伸び率は、１５％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましく、３０％以上であることがさらに好ましい。なお、上記伸び率は、塗膜割れを防止する観点からは大きい分には構わない。

上記伸び率は、必要に応じて上塗り塗膜中のフッ素樹脂を十分に結晶化させた後に常法に従って求めることができる。上塗り塗膜中のフッ素樹脂の結晶化は、塗装鋼板または上塗り塗膜を高温環境下に静置する加速度試験によって行うことができ、例えば、６０℃の環境に７日間静置することによって十分に進行させることが可能である。このような加速度試験によれば、１年間保管されていた在庫品の上塗り塗膜中での上記結晶化を十分に再現することができる。

上記伸び率は、例えば、上塗り塗膜の遊離塗膜を作製し、引張試験をすることによって求めることができる。また、上塗り塗膜の遊離塗膜は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂層を有する基板上に当該上塗り塗膜を形成するための塗料を塗布して得られた乾燥塗膜を基板から剥離することによって入手可能である。上記塗料は、上塗り塗膜の成分分析結果に基づいて調製することが可能である。

また、上記伸び率は、フッ素樹脂とアクリル樹脂の比率を変化させることによって調整することができ、例えば、アクリル樹脂に対するフッ素樹脂の比率を大きくする、例えばフッ素樹脂とアクリル樹脂の比率を７０：３０から８０：２０する、ことによって一般に大きくすることができる。

上記上塗り塗膜の厚さは、後述する他の塗膜の併用などの塗装鋼板の塗膜の構成や、上記塗装鋼板の用途などに応じて適宜に決めることができ、薄すぎると意匠性や耐食性などの所期の特性が不十分となることがあり、厚すぎると塗装不良（ワキ）の発生や生産性の低下および製造コストの上昇などの原因となることがある。意匠性、耐食性および加工性の観点から、当該厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましく、２０μｍ以上であることがさらに好ましい。また、生産性の観点から、当該厚さは、４０μｍ以下であることが好ましく、３５μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。

上記塗装鋼板は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記フェライト系ステンレス鋼板および上記上塗り塗膜以外の他の構成をさらに有していてもよい。当該他の構成の例には、化成処理皮膜、下塗り塗膜および中塗り塗膜が含まれる。

上記化成処理皮膜は、化成処理成分を含有する液を上記フェライト系ステンレス鋼板に塗布、乾燥することによって形成される、化成処理成分の薄層である。化成処理成分は、その所期の効果に応じて、クロメート系または非クロメート系の公知の成分の中から適宜に選ぶことができる。上記化成処理皮膜の例には、クロメート系化成処理皮膜および非クロメート系化成処理皮膜が含まれる。

クロメート系化成処理皮膜の例には、塗布型クロメート処理皮膜、および、リン酸−クロム酸系処理皮膜、が含まれる。非クロメート系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、および、ジルコニウムおよびシランカップリング剤系皮膜、が含まれる。

上記下塗り塗膜は、通常、上記フェライト系ステンレス鋼板と上記上塗り塗膜との間に配置される。下塗り塗膜は、樹脂で構成され、所期の効果に応じて種々の添加成分を含有し得る。下塗り塗膜用の樹脂の例には、エポキシ樹脂、ポリエステル、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびフェノキシ樹脂が含まれる。上記添加成分の例には、防錆顔料、着色顔料およびメタリック顔料が含まれる。

上記下塗り塗膜の伸び率は、小さすぎると、上記塗膜割れ防止効果を低減させることがある。上記塗膜割れの防止効果をさらに高める観点から、上記下塗り塗膜の伸び率は、２％以上であることが好ましく、５％以上であることがより好ましく、１０％以上であることがさらに好ましい。上記下塗り塗膜の伸び率は、上記塗膜割れを防止する効果の観点からは大きいほど好ましいが、下塗り塗膜の機械的強度などの他の理由から、１００％以下であることが好ましい。

上記下塗り塗膜の伸び率は、当該下塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率である。当該伸び率は、下塗り塗膜の遊離塗膜を作製し、引張試験をすることによって求めることができる。当該遊離塗膜は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂層を有する基板上に当該下塗り塗膜を形成するための塗料を塗布して得られた乾燥塗膜を基板から剥離することによって入手可能である。上記塗料は、下塗り塗膜の成分分析結果に基づいて調製することが可能である。

また、上記下塗り塗膜の伸び率は、樹脂の種類の変更、顔料濃度の変更、硬化剤の種類、量によって調整することができ、例えば剛直なエポキシ樹脂を柔軟性のあるエポキシ変性ポリエステル樹脂やポリエステル樹脂に置き換えることによって一般に大きくすることができる。

下塗り塗膜には、通常、経時的に結晶化する樹脂成分（フッ素樹脂）は使用されないことから、下塗り塗膜の伸び率の測定における加速度試験は、樹脂の種類（結晶性）に応じて省略することができる。

上記下塗り塗膜の厚さは、上記塗装鋼板の用途などに応じて適宜に決めることができ、薄すぎると下塗り塗膜に求められる効果（例えば防錆効果）が不十分となることがあり、厚すぎると加工性に影響を及ぼすことがある。本実施の形態における効果と下塗り塗膜による効果との両方を発現させる観点から、当該厚さは、例えば１〜１０μｍの範囲から適宜に決められる。

上記中塗り塗膜は、通常、上記下塗り塗膜と上記上塗り塗膜との間に配置される。中塗り塗膜は、樹脂で構成され、所期の効果に応じて種々の添加成分を含有し得る。中塗り塗膜用の樹脂の例には、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステル変性シリコーン、アクリル樹脂、ポリウレタンおよびポリ塩化ビニルが含まれる。上記添加成分の例には、防錆顔料、着色顔料およびメタリック顔料が含まれる。

上記中塗り塗膜の厚さは、上記塗装鋼板の用途などに応じて適宜に決めることができ、薄すぎると中塗り塗膜に求められる効果（例えば意匠性に係る効果）が不十分となることがあり、厚すぎると加工性に影響を及ぼすことがある。本実施の形態における効果と下塗り塗膜による効果との両方を発現させる観点から、当該厚さは、例えば下塗り塗膜の膜厚との総和で３〜２０μｍの範囲から適宜に決められる。

上記中塗り塗膜の伸び率は、上塗り塗膜の割れの防止効果をさらに高める観点から、上記上塗り塗膜の上記伸び率と上記下塗り塗膜の上記伸び率との間にあることが好ましく、例えば２〜１００％の範囲内であることが上記の観点から好ましい。中塗り塗膜の上記伸び率は、下塗り塗膜のそれと同様に求めることができ、下塗り塗膜のそれと同様に調整することが可能である。

塗装鋼板の耐性試験では、長期の実環境における水分、熱などによる劣化を想定し、例えば沸騰水試験での評価が行われている。このような評価は、長期の実使用における水や熱による影響を確認し、それらに対する対策を図る上で十分に有効であるが、長期の実使用における紫外線による塗膜の劣化や腐食の影響を確認するには十分ではないことがある。

これに対して、本実施の形態における上記塗装鋼板では、塗装鋼板における塗膜の割れを防止するために、塗装原板における平均結晶粒径が規定されており、より好ましい範囲として上塗り塗膜の伸び率が規定されている。塗膜の割れは、前述したように、紫外線による塗膜の劣化やそれに伴う腐食などに起因している。すなわち、本実施の形態では、上記の規定により、長期屋外暴露環境を想定した紫外線による塗膜の劣化および鋼板の腐食を防止することができ、よって、上記塗装鋼板は、屋根、外装用の塗装鋼板としても十分な特性を有している。

以上の説明から明らかなように、上記塗装鋼板は、上記フェライト系ステンレス鋼板と、当該フェライト系ステンレス鋼板の上にフッ素樹脂を含む樹脂で構成されている上記上塗り塗膜とを有し、上記フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径が２０μｍ以下である。よって、上記塗装鋼板は、塗装原板がフェライト系ステンレス鋼板であり、かつ加工部での塗膜密着性に優れている。

また、上記塗装鋼板が上記フェライト系ステンレス鋼板と上記上塗り塗膜との間に配置されている上記下塗り塗膜をさらに有し、上記上塗り塗膜の上記伸び率が１５％以上であり、上記下塗り塗膜の上記伸び率が２％以上であることは、上記加工部における上記上塗り塗膜の割れを防止する観点からより一層効果的である。

以下、本発明の実施の形態をより具体的に示す。

［塗装原板１〜１０の作製］
８２０℃で焼き鈍され、その表面が圧延方向と平行にＮｏ．４研磨された板厚０．４ｍｍのＳＵＳ４３０の鋼板を用意し、これを塗装原板１とした。ＪＩＳ Ｇ０５５１：２０１３に記載の切断法に基づいて、塗装原板１の試験片を用意し、その断面を鏡面研磨し、硝酸電解にてエッチングをして、当該試験片から塗装原板１の平均結晶粒径を求めたところ、１５μｍであった。

冷延鋼板の鋼種がＳＵＳ４３０ではなくＳＵＳ４３０ＬＸである点以外は塗装原板１と同じである鋼板を用意し、塗装原板２とした。塗装原板２の平均結晶粒径は１３μｍであった。

冷延鋼板の鋼種がＳＵＳ４３０ではなくＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４４５Ｊ１のそれぞれである点以外は塗装原板１と同じである鋼板を用意し、それぞれ、塗装原板３〜５とした。塗装原板３の平均結晶粒径は１５μｍであり、塗装原板４の平均結晶粒径は１２μｍであり、塗装原板５の平均結晶粒径は１０μｍであった。

さらに、焼き鈍し温度が８７０℃、９５０℃、９５０℃、９５０℃および１０００℃と異なる以外は塗装原板１〜５と同じである鋼板を用意し、それぞれ、塗装原板６〜１０とした。塗装原板６の平均結晶粒径は２８μｍであり、塗装原板７の平均結晶粒径は４５μｍであり、塗装原板８の平均結晶粒径は３４μｍであり、塗装原板９の平均結晶粒径は３８μｍであり、塗装原板１０の平均結晶粒径は４７μｍであった。

［塗料の準備］
下塗り塗料として、下塗り塗料１〜３をそれぞれ用意した。下塗り塗料１は、一般的なエポキシ樹脂系の塗料であり、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製のエポキシ樹脂塗料（分子量７０００である。下塗り塗料２は、アクリル樹脂含有エポキシ樹脂系の塗料であり、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製のアクリル樹脂含有エポキシ樹脂塗料（分子量８０００）である。下塗り塗料３は、エポキシ樹脂含有高分子ポリエステル樹脂系の塗料であり、ＢＡＳＦジャパン株式会社製のエポキシ樹脂含有高分子ポリエステル塗料（分子量８０００）である。

上塗り塗料として、上塗り塗料１〜３をそれぞれ用意した。上塗り塗料１は、３０質量部のアクリル樹脂に対して７０質量部のポリフッ化ビニリデンを含有する、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製の塗料である。上塗り塗料２は、２０質量部のアクリル樹脂に対して８０質量部のポリフッ化ビニリデンを含有する、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製の塗料である。上塗り塗料３は、２０質量部のアクリル樹脂に対して８０質量部のポリフッ化ビニリデンを含有する、ＢＡＳＦジャパン株式会社製の塗料である。

上塗り塗料２は、ガラス転移温度が５０℃と１５℃の２種類のアクリル樹脂を含有している、より軟質な塗膜を形成する塗料である。上塗り塗料３は、ガラス転移温度が１００℃アクリル樹脂のアクリル樹脂を含有している、より硬質な塗膜を形成する塗料である。

［塗装鋼板１〜１０の作製］
塗装原板１をアルカリ脱脂し、次いでクロメート系化成処理液の塗布および乾燥による塗布型クロメート処理を施し、次いで下塗り塗料１をバーコーターにて塗布し、２００℃で焼付け、膜厚５μｍの下塗り塗膜１を塗装原板１に作製した。

次いで、上塗り塗料１をバーコーターにて下塗り塗膜１の上に塗布し、２５０℃で焼付け、膜厚２２μｍの上塗り塗膜１を作製した。こうして、下塗り塗膜１および上塗り塗膜１を有する塗装鋼板１を作製した。

なお、上塗り塗膜１を作製した直後に塗装鋼板１を水冷により急冷処理し、次いで、上塗り塗膜１中のフッ素樹脂塗膜を結晶化するために、６０℃、７日間の熱処理を行った。

塗装原板１に代えて塗装原板２〜１０のそれぞれを用いる以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板２〜１０のそれぞれを作製した。

［塗装鋼板１１、１２の作製］
下塗り塗料１に代えて下塗り塗料２を用い、下塗り塗料の焼き付け温度を２１０℃に変更し、上塗り塗料１に代えて上塗り塗料２を用いた以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板１１を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板１１の作製と同様にして、塗装鋼板１２を作製した。

［塗装鋼板１３、１４の作製］
下塗り塗料１に代えて下塗り塗料３を用い、下塗り塗料の焼き付け温度を２３０℃に変更し、上塗り塗料１に代えて上塗り塗料３を用いた以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板１３を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板１３の作製と同様にして、塗装鋼板１４を作製した。

［塗装鋼板１５、１６の作製］
下塗り塗料１に代えて下塗り塗料２を用い、下塗り塗料の焼き付け温度を２１０℃に変更し、上塗り塗料１に代えて上塗り塗料３を用いた以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板１５を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板１５の作製と同様にして、塗装鋼板１６を作製した。

［塗装鋼板１７、１８の作製］
下塗り塗料１に代えて下塗り塗料３を用い、下塗り塗料の焼き付け温度を２３０℃に変更し、上塗り塗料１に代えて上塗り塗料２を用いた以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板１７を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板１７の作製と同様にして、塗装鋼板１８を作製した。

［塗装鋼板１９、２０の作製］
上塗り塗料１に代えて上塗り塗料２を用いた以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板１９を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板１９の作製と同様にして、塗装鋼板２０を作製した。

［塗装鋼板２１、２２の作製］
下塗り塗料１に代えて下塗り塗料３を用い、下塗り塗料の焼き付け温度を２３０℃に変更した以外は塗装鋼板１の作製と同様にして、塗装鋼板２１を作製した。また、塗装原板１に代えて塗装原板５を用いる以外は塗装鋼板２１の作製と同様にして、塗装鋼板２２を作製した。

［評価］
（１）塗装原板の耐肌荒れ性
塗装原板１〜１０のそれぞれを幅４０ｍｍ×長さ４０ｍｍに切断し、得られた試験片のそれぞれを２Ｔ折り曲げ加工した。２Ｔ折り曲げ加工では、曲げ軸が圧延方向に対して垂直となる向きに塗装原板を折り曲げた。そして、曲げ加工部の断面を光学顕微鏡２００倍で観察し、凸部の頂点を結んだ直線から凹部に引いた垂線のうち、最も長いものを肌荒れ深さとし、２０μｍ未満のものを肌荒れなし（○）、それ以上を肌荒れあり（×）と判定した。なお、「２Ｔ折り曲げ加工」とは、試験片と同じ板厚の板が２枚挟まるように試験片を１８０°曲げる加工である。また、「肌荒れ」とは、塗装鋼板の上記曲げ加工部によって当該曲げ加工部の表面に現れる凹凸である。

（２）曲げ加工部における塗膜の密着性
長期屋外にあって塩害がもたらされる環境を想定して、塗装鋼板の曲げ加工部における塗膜の密着性を以下の方法で試験し、評価した。

塗装鋼板１〜２２のそれぞれを幅５０ｍｍ×長さ２０ｍｍに切断し、得られた試験片のそれぞれを、曲げ軸が圧延方向に垂直となる向きに２Ｔ折り曲げ加工し、幅５０ｍｍ×長さ約１０ｍｍの大きさに折り曲げた。次いで、試験片のそれぞれを、その稜線がアクリル板の表面に対して垂直方向となるように当該アクリル板に取り付けて試験体とし、サイクル試験に供した。

上記サイクル試験は、塗膜劣化過程と腐食促進過程とを組み合わせた試験である。塗膜劣化過程として、紫外線照度７５ｍＷ／ｃｍ^２で紫外線を７２時間、試験体に照射し、腐食促進過程として、硫酸でｐＨ３に調整された５質量％のＮａＣｌ水溶液を３５℃で１時間、試験体に噴霧し、次いで５０℃、試験体を相対湿度２０〜３０％で４時間乾燥させた後、５０℃、相対湿度９５％以上の環境に３時間静置し、これを９６時間実施した。これらの一連の状態を１サイクルとして、１８サイクルを実施した。

上記１８サイクルのサイクル試験を実施した後、曲げ部の塗膜面について、ＪＩＳ Ｚ１５２２：２００９に規定されるセロハン粘着テープを使用して、塗膜剥離試験を実施した。当該塗膜剥離試験は、セロハン粘着テープを曲げ部の塗膜面に貼り付け、強く押し付け、指でこすり、そして上記塗膜面から剥がすことによって行った。上記曲げ部における上記セロハン粘着テープを貼付した面積に対する、セロハン粘着テープを剥がしたときに当該曲げ部から剥離した塗膜の部分の面積の割合（剥離面積率Ｒｐａ（％））を求め、上記曲げ加工部における塗膜の密着性を下記の基準で評価した。「◎」および「○」を合格と判断した。
（基準）
◎：Ｒｐａが１０％未満
〇：Ｒｐａが１０％以上２０％未満
△：Ｒｐａが２０％以上３０％未満
×：Ｒｐａが３０％以上

結果を表１に示す。表１中、「Ｄａｃｐ」は平均結晶粒径を表し、「Ｓｄ」は２Ｔ折り曲げ加工後の肌荒れ深さを表す。

表１より、２Ｔ折り曲げ加工時に肌荒れが発生しない塗装原板１〜５を用いた塗装鋼板１〜５では、サイクル試験の評価が良好であることがわかる。

（３）遊離塗膜の伸び率
上塗り塗膜１〜３および下塗り塗膜１〜３の遊離塗膜の伸び率を以下の方法によって測定した。すなわち、上塗り塗膜の遊離塗膜伸び率は、膜厚２０μｍの遊離塗膜を長さ４０ｍｍ、幅５ｍｍに切断し、引張試験機に取り付け、標点間距離２５ｍｍ、引張速度１０ｍｍ／分の条件で行った。下塗り塗膜の遊離塗膜伸び率は、膜厚１０μｍの遊離塗膜を長さ４０ｍｍ、幅５ｍｍに切断し、引張試験機に取り付け、標点間距離２５ｍｍ、引張速度１ｍｍ／分の条件で行った。

なお、上塗り塗膜１〜３の上記伸び率は、前述の結晶化熱処理（６０℃×７日間）後に測定し、下塗り塗膜１〜３の上記伸び率は、当該結晶化熱処理を行わずに測定した。その結果、上塗り塗膜１の伸び率は５％であり、上塗り塗膜２の伸び率は２３％であり、上塗り塗膜３の伸び率は１７％であった。また、下塗り塗膜１の伸び率は１％であり、下塗り塗膜２の伸び率は２％であり、下塗り塗膜３の伸び率は７％であった。

（４）曲げ加工部における塗膜の耐割れ性
塗装鋼板１１〜２２、５および１０のそれぞれを前述のように２Ｔ曲げ加工により折り曲げ、曲げ加工部の、実体顕微鏡で１０倍に拡大した写真を撮影し、当該写真から、塗膜が割れている面積を求め、曲げ加工部の面積に対する塗膜割れ面積の割合（割れ率Ｒｃ（％））を求め、下記の基準にて評価した。
（基準）
◎：Ｒｃが１０％未満
〇：Ｒｃが１０％以上２０％未満
△：Ｒｃが２０％以上３０％未満
×：Ｒｃが３０％以上

塗装鋼板１１〜２２における塗膜の耐割れ性および塗膜密着性の評価試験結果を表２に示す。表２中、「Ｒｅ」は伸び率を表す。

表２より、上塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率が１５％以上であるか、または、下塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率が２％以上であること、を満たすと、塗膜割れの防止および曲げ加工部の塗膜密着性を十分に発現させることができ、上記の両方の条件を満たすと、塗膜割れの防止および曲げ加工部の塗膜密着性をさらに向上させることができることがわかる。

本発明によれば、フェライト系ステンレス鋼板を塗装原板とする、プレコート鋼板に適用可能な塗装鋼板おいて、加工部での塗膜密着性がさらに改善される。これにより、屋根、外装用の塗装ステンレス鋼板の塗装原板として、オーステナイト系ステンレス鋼に代えてフェライト系ステンレス鋼を採用することが可能になる。フェライト系ステンレス鋼は、熱膨張係数が小さい点でも当該塗装ステンレス鋼板へ採用する上で有利である。したがって、本発明によれば、少なくとも、屋根、外装用の塗装ステンレス鋼板のコスト低減に大きく寄与することが期待される。

Claims (2)

1. フェライト系ステンレス鋼板と、前記フェライト系ステンレス鋼板の上にフッ素樹脂を含む樹脂で構成されている上塗り塗膜と、を有する塗装鋼板であって、
   前記フェライト系ステンレス鋼板の平均結晶粒径は、２０μｍ以下である、塗装鋼板。
2. 前記フェライト系ステンレス鋼板と前記上塗り塗膜との間に配置されている下塗り塗膜をさらに有し、
   前記上塗り塗膜における前記フッ素樹脂が結晶化した後の前記上塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率は、１５％以上であり、
   前記下塗り塗膜の遊離塗膜の伸び率は、２％以上である、請求項１に記載の塗装鋼板。