JP2018134800A - Coated steel material and method for producing coated steel material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗装鋼材及び塗装鋼材の製造方法に関し、特に亜鉛めっき鋼材の表面にプライマー層を設けその上に塗装層を設けた塗装鋼材、及びその塗装鋼材の製造方法に関する。 The present invention relates to a coated steel material and a method for producing the coated steel material, and more particularly to a coated steel material in which a primer layer is provided on the surface of a galvanized steel material and a painted layer is provided thereon, and a method for producing the coated steel material.
従来、耐候性の鋼材として、亜鉛めっき鋼材に塗装を施した材料が広く使用されている。これらの塗装鋼材は、屋外で使用され耐候性が必要とされる防護柵や建築材料等に使用される。例えば、特許文献１においては、塗装鋼材は、溶融亜鉛めっき鋼板を下地とし、その上に化成処理被膜が形成され、その上に塗膜を備えている。また、従来の塗装鋼材の耐食性の評価としては、表面の塗膜が剥がれた時点を耐食年数として評価することが多い。 Conventionally, a material obtained by coating a galvanized steel material has been widely used as a weather-resistant steel material. These coated steel materials are used outdoors, such as protective fences and building materials that require weather resistance. For example, in Patent Document 1, a coated steel material has a hot-dip galvanized steel sheet as a base, a chemical conversion treatment film is formed thereon, and a coating film is provided thereon. Moreover, as evaluation of the corrosion resistance of the conventional coated steel material, the point in time when the coating film on the surface is peeled is often evaluated as the corrosion resistance.
特許文献１に開示されているような塗装鋼材は、塗膜の下に化成処理被膜が形成されているが、市場に流通している亜鉛めっき鋼材は、耐食性向上のため、例えばクロメート処理、クロメートフリー処理、又はリン酸塩処理等の化成処理が施されている。また、市場には、化成処理被膜が施されていない亜鉛めっき鋼材も流通している。このような亜鉛めっき鋼材に塗装を施して塗装鋼材を製造した場合、下地となる亜鉛めっき鋼材の素性により塗料と下地との密着度が異なり、結果として塗装の耐食性の実力に差異が生じるという課題があった。 The coated steel material disclosed in Patent Document 1 has a chemical conversion treatment film formed under the coating film. However, galvanized steel materials distributed in the market are, for example, chromate treatment, chromate for improving corrosion resistance. Chemical conversion treatment such as free treatment or phosphate treatment is performed. In addition, galvanized steel materials that are not subjected to chemical conversion coating are also available on the market. When coating such galvanized steel is used to produce coated steel, the degree of adhesion between the paint and the base varies depending on the nature of the base galvanized steel, resulting in differences in the ability of the coating to resist corrosion was there.
また、所定の耐食性を有する塗装鋼材を得るために、下地となる亜鉛めっき鋼板を選択した場合、所望の寸法の材料が入手できず製造コストが増大するという課題があった。 Further, when a galvanized steel sheet as a base is selected in order to obtain a coated steel material having a predetermined corrosion resistance, there is a problem that a material having a desired dimension cannot be obtained and the manufacturing cost increases.
本発明は、上記の課題を解決するものであり、下地となる亜鉛めっき鋼板の表面の素性が異なっても、塗装の耐久性の高い塗装鋼材及びその塗装鋼材の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a coated steel material having high coating durability and a method for producing the coated steel material even if the surface features of the underlying galvanized steel sheet are different. And
（ｉ）本発明に係る塗装鋼材は、亜鉛めっき鋼材により構成される基材と、前記基材の表面に形成されたプライマー層と、前記プライマー層の表面に形成された塗膜と、を備え、前記プライマー層は、エポキシ系樹脂を含み、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、前記塗膜は、ポリエステル樹脂を含み、厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下である。 (I) The coated steel material according to the present invention includes a base material composed of a galvanized steel material, a primer layer formed on the surface of the base material, and a coating film formed on the surface of the primer layer. The primer layer contains an epoxy resin and has a thickness of 20 μm or more and 150 μm or less, and the coating film contains a polyester resin and has a thickness of 30 μm or more and 150 μm or less.
（ｉｉ）本発明に係る塗装鋼材の製造方法は、亜鉛めっき鋼材により構成される基材の表面に、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下のエポキシ系樹脂を含むプライマー層を形成するプライマー処理工程と、前記プライマー層の表面にポリエステル樹脂を含む厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下の塗膜を形成する外観塗装工程と、を備える。 (Ii) The method for producing a coated steel material according to the present invention includes a primer treatment step of forming a primer layer containing an epoxy resin having a thickness of 20 μm or more and 150 μm or less on the surface of a base material composed of a galvanized steel material; And an external appearance coating step of forming a coating film having a thickness of 30 μm or more and 150 μm or less including a polyester resin on the surface of the primer layer.
上記（ｉ）及び（ｉｉ）の構成により、塗装鋼材及び塗装鋼材の製造方法は、以下の効果を奏する。塗装鋼材は、エポキシ系樹脂を含むプライマー層とポリエステル系樹脂を含む塗膜とを有するため、耐食性が高く、またプライマー層の上に強固に塗膜が定着するため、屋外の使用においても塗装の剥がれが抑えられ美観的に良好な状態が長期間にわたって保たれる。さらに、亜鉛めっき鋼材の化成処理被膜の種類、化成処理被膜の有無に拘わらず、塗装の強度及び耐食性を高くすることができ、ひいては塗装鋼材の塗装工程に新たに化成処理工程を追加する必要がないため、製造コストを抑えつつ、耐久性が高い塗装鋼材を提供することが可能となる。 With the configurations (i) and (ii) above, the coated steel material and the method for producing the coated steel material have the following effects. Painted steel has a primer layer containing an epoxy resin and a paint film containing a polyester resin, so it has high corrosion resistance, and the paint film is firmly fixed on the primer layer. Peeling is suppressed and an aesthetically good state is maintained for a long time. Furthermore, regardless of the type of chemical conversion coating on the galvanized steel and the presence or absence of the chemical conversion coating, it is possible to increase the strength and corrosion resistance of the coating, and thus it is necessary to add a new chemical conversion processing step to the coating process of the coated steel material. Therefore, it is possible to provide a coated steel material with high durability while suppressing the manufacturing cost.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る塗装鋼材１００の表面近傍の断面構成を示す模式図である。図１（ａ）においては、基材１０は、亜鉛めっき鋼材の表面に化成処理被膜２０が形成されている。そして、化成処理被膜２０の上にプライマー層３０が形成され、プライマー層３０の表面に塗膜４０が形成されている。図１（ｂ）においては、亜鉛めっき鋼材の表面にプライマー層３０が形成され、プライマー層３０の表面に塗膜４０が形成されている。塗装鋼材１００は、例えば屋外で長期間使用される、ガードレール及びガードパイプなどの防護柵及びその他の建築用材料などに用いられる。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration in the vicinity of the surface of a coated
（基材１０）
基材１０は、亜鉛めっき鋼材から構成される。亜鉛めっき鋼材は、板状又は管状などの様々な形状に成形されており、表面に処理が施される場合がある。亜鉛めっき鋼材である基材１０は、亜鉛めっき層１１を備えることにより、通常の鋼材よりも大気中で高い耐食性を備える。亜鉛めっき層１１は、例えば溶融亜鉛めっきにより形成されるものである。溶融亜鉛めっき層は、特に、Ａｌ：４.０〜１０.０重量％，Ｍｇ：１.０〜４.０重量％，Ｔｉ：０.００２〜０.１重量％，Ｂ：０.００１〜０.０４５重量％，残部がＺｎおよび不可避的不純物からなり、めっきを施された鋼板の耐食性及び外観を良好にするものである。
(Substrate 10)
The
（化成処理被膜２０）
基材１０が有する亜鉛めっき層１１は、水分に対し錆びやすい性質があるため、表面に化成処理が施されることがある。基材１０が有する化成処理被膜２０は、化成処理工程において、例えば、クロメート処理、クロムフリー処理、又はリン酸塩処理などにより形成されるものである。これらの化成処理被膜２０により、基材１０の表面に不動態化した金属層が形成され、不動態化した金属層により防錆性が向上する。また、化成被膜の自己修復により基材１０の腐蝕が抑制される効果が得られる。ただし、実施の形態１においては、化成処理被膜２０は、形成されていなくても良い。化成処理被膜２０は、基材１０が有する亜鉛めっき層１１の成分、表面の状態、又は化成処理工程の環境により被膜の形成が十分でない場合がある。実施の形態１に係る塗装鋼材１００は、この化成処理被膜２０が基材１０の表面にどのように形成されているかに拘わらず、又は化成処理被膜が形成されているか否かに拘わらず、高い塗装密着性及び耐食性を得ることができる。
(Chemical conversion coating 20)
Since the galvanized
（プライマー層３０）
プライマー層３０は、基材１０の表面に塗装される。又は、プライマー層３０は亜鉛めっき層１１又は化成処理被膜２０の表面に直接塗装されてもよい。プライマー層３０は、エポキシ系の樹脂を含むものであって、粉体塗料又は液体塗料の形態をとる。粉体塗料でプライマー層３０を形成する場合は、亜鉛めっき層１１の表面又は化成処理被膜２０の表面に粉体塗料を静電気により付着させ、所定の温度で所定の時間加熱し、表面に定着させる。また、液体塗料の場合は、スプレー等で亜鉛めっき層１１の表面又は化成処理被膜２０の表面に塗布し、所定の温度で所定の時間加熱し、表面に定着させる。なお、加熱する温度及び時間については、塗料の仕様により適宜設定されるものである。また、本発明において、プライマー層３０を形成する工程をプライマー処理工程と呼ぶ。
(Primer layer 30)
The
プライマー層３０は、エポキシ系樹脂を含む塗料により構成される。市販されているエポキシ系樹脂を含む塗料としては、例えば、Ｖ−ＰＥＴ（商品名、大日本塗料株式会社製）＃１３４０ＱＤ、ＦＦプライマー（商品名、久保孝ペイント株式会社製）、ＣＦプライマー（商品名、大日本塗料株式会社製）が挙げられる。エポキシ系樹脂を含む塗料は、耐水性及び耐薬品性に優れるという特徴がある。また、後述する塗膜４０にはポリエステル系樹脂が含まれているが、実施の形態１に係るプライマー層３０は、この塗膜４０との組み合わせにより、高い塗装密着性及び耐食性を得るものである。
The
（塗膜４０）
塗膜４０は、プライマー層３０の上に形成され、塗装鋼材の外観を形成する。塗膜４０は、ポリエステル樹脂を含み、粉体塗料又は液体塗料の各形態をとりうる。粉体塗料で塗膜４０を形成する場合は、プライマー層３０の表面に粉体塗料を静電気により付着させ、所定の温度で所定の時間加熱し、表面に定着させる。また、液体塗料の場合は、スプレー等でプライマー層３０の表面に塗布し、所定の温度で所定の時間加熱し、表面に定着させる。なお、加熱する温度及び時間については、塗料の仕様により適宜設定されるものである。また、本発明において、粉体塗料により塗膜４０を形成する工程を粉体塗装工程と呼び、液体塗料により塗膜４０を形成する工程を液体塗装工程と呼ぶ。
(Coating film 40)
The
塗膜４０は、ポリエステル樹脂を含む塗料により構成される。市販されているポリエステル系樹脂を含む塗料としては、例えば、Ｖ−ＰＥＴ＃４５００が挙げられる。実施の形態１において、塗膜４０の下の層であるプライマー層３０は、塗装鋼材１００の耐水性及び耐薬品性を確保する観点からエポキシ系樹脂を含む塗料により構成されている。しかし、エポキシ系樹脂は紫外線に対し劣化するため、プライマー層３０は、太陽光が当たると劣化する。よって、実施の形態１においては、プライマー層３０の上に耐光性を有する塗膜４０を形成することによりプライマー層３０の劣化を抑制している。また、塗膜４０は、プライマー層３０の上に形成されることにより、塗膜４０とプライマー層３０との間が強く接着できるため、塗膜４０の剥がれを抑制でき、塗装鋼材１００の耐久性が向上する。
The
実施の形態１に係る塗装鋼材１００の耐食性及び塗装密着性の評価結果を以下に説明する。
The evaluation results of the corrosion resistance and paint adhesion of the coated
表１は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の各評価サンプルの基材１０の仕様及びプライマー層３０の仕様を示すものである。また、表１は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の評価サンプルの塩水噴霧、耐沸騰水性、耐水性、及び塩温水浸漬の各試験における評価結果を示している。
Table 1 shows the specification of the
図２は、比較例の塗装鋼材１０１の表面近傍の断面構成を示す模式図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、プライマー層３１が設けられている場合の比較例の塗装鋼材１０１の模式図である。図２（ｃ）及び（ｄ）は、プライマー層が設けられていない場合の比較例の塗装鋼材１０１の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration in the vicinity of the surface of the coated
表２は、比較例としての塗装鋼材１０１の評価サンプルの基材１０の仕様及びプライマー層３１の仕様を示している。また、表２は、比較例の評価サンプルの塩水噴霧、耐沸騰水性、耐水性、及び塩温水浸漬の各試験における評価結果を示している。
Table 2 shows the specification of the
表３は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の評価サンプルの基材１０の仕様、及び比較例の塗装鋼材１０１の評価サンプルの基材１０の仕様を示している。基材１０のうち、Ｚ２７−Ｍは、化成処理被膜２０が形成されていない基材１０である。なお、基材１０がＺ２７−Ｍである塗装鋼材１００、１０１の構造は、図１（ｂ）、図２（ｂ）、及び図２（ｄ）に表されている。
Table 3 shows the specification of the
表４は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の評価サンプルのプライマー層３０の仕様、及び比較例の塗装鋼材１０１の評価サンプルのプライマー層３１の仕様を示している。表４のＡ〜Ｃが実施の形態１に係る塗装鋼材１００のプライマー層３０の仕様である。Ｄは、比較例の塗装鋼材のプライマー層３１の仕様である。比較例は、アクリル系樹脂を含む塗料によりプライマー層３１を形成している。
Table 4 shows the specification of the
表５は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の評価サンプルの塗膜４０の仕様、及び比較例の塗装鋼材１０１の評価サンプルの塗膜４０の仕様を示している。塗膜４０は、実施の形態１に係る塗装鋼材１００の評価サンプル及び比較例の塗装鋼材１０１の評価サンプルの両方に共通した条件で形成されている。塗膜４０の膜厚は、３０〜１５０μｍに設定したもので試験を行っている。
Table 5 shows the specification of the
以下に、表１及び表２に示されている各試験の概要を説明する。 Below, the outline | summary of each test shown by Table 1 and Table 2 is demonstrated.
（塩水噴霧試験）
塗装鋼材１００から試験片を採取して、未塗装部である端面をシールして評価サンプルとした。試験片は、塗装部分にクロスカットを入れたものとクロスカット無しのものを用意した。試験方法は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−７−１に従い、３５℃の恒温槽内で、試験片の塗装されている面に５％ＮａＣｌ水溶液をスプレーした。試験時間は、１０００時間とした。
(Salt spray test)
A test piece was collected from the coated
評価は、クロスカットを入れたものについてはクロスカット部をテープ剥離試験し、クロスカットからの片側最大剥離幅を測定した。測定された剥離幅により、各評価サンプルの塗装後耐食性を評価した。表１及び表２における評価結果は、最大剥離幅が３ｍｍ以下を◎、３ｍｍを超えて５ｍｍ以下を○、５ｍｍを超えて７ｍｍ以下を△、７ｍｍを超えたものを×として表示している。また、クロスカット無しの試験片についての評価は、表面部の観察を行い、塗装面の膨れ箇所数により各評価サンプルを評価した。表１及び表２における評価結果は、膨れ箇所が０個は◎、１〜３個は○、４〜１０個は△、１０個を超えるものは×として表示した。 For the evaluation, the crosscut portion was subjected to a tape peeling test for the one with the crosscut, and the one-side maximum peel width from the crosscut was measured. The corrosion resistance after coating of each evaluation sample was evaluated based on the measured peel width. The evaluation results in Tables 1 and 2 indicate that the maximum peel width is 3 mm or less, ◎, 3 mm and 5 mm or less, ◯, 5 mm and 7 mm or less, Δ, and 7 mm or more as x. Moreover, the evaluation about the test piece without a crosscut performed the observation of the surface part, and evaluated each evaluation sample by the number of the swelling parts of a coating surface. The evaluation results in Tables 1 and 2 are indicated as ◎ for 0 swelling, ◯ for 1-3, △ for 4-10, and x for more than 10.
（耐沸騰水性試験）
塗装鋼材１００から試験片を採取して、未塗装部である端面をシールした。試験方法は、ＪＩＳ Ｋ ５４００−１９９０−８．２０に準拠して、試験片を沸騰水中に1時間浸漬させた。評価は、試験終了後、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６の規定に準拠して、碁盤目状クロスカット付着性試験を行ない、剥離状況を調査することによって行った。塗膜４０の剥離状況は、ＪＩＳ Ｋ ５４００の試験結果の分類に準拠して、分類０〜５の段階で判定し、塗膜の二次密着性を評価した。表１及び表２においては、分類０または１を◎、分類２を○、分類３を△、分類４または５を×として表示している。
(Boiling water resistance test)
A test piece was collected from the coated
（耐水性試験）
塗装鋼材１００から試験片を採取して、未塗装部である端面をシールした。試験方法は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−６−１に準拠して、試験片を水温２３℃に２４０時間浸漬した。評価は、１試験終了後、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６の規定に準拠して、碁盤目状クロスカット付着性試験を行ない、剥離状況を調査することによって行った。塗膜４０の剥離状況は、ＪＩＳ Ｋ ５４００の試験結果の分類に準拠して、分類０〜５の段階で判定し、塗膜の二次密着性を評価した。表１及び表２においては、分類０または１を◎、分類２を○、分類３を△、分類４または５を×として表示している。
(Water resistance test)
A test piece was collected from the coated
（塩温水浸漬試験）
塗装鋼材１００から試験片を採取して、未塗装部である端面をシールした。試験方法は、塗装表面にクロスカットを入れ、５％ＮａＣｌ水溶液（液温５５℃）に浸漬した。浸漬時間は２４０時間とした。評価は、クロスカット部をテープ剥離試験し、クロスカットからの片側最大剥離幅を測定した。測定された剥離幅により、各評価サンプルを評価した。表１及び表２における評価結果は、最大剥離幅が３ｍｍ以下を◎、３ｍｍを超えて５ｍｍ以下を○、５ｍｍを超えて７ｍｍ以下を△、７ｍｍを超えたものを×として表示している。
(Salt warm water immersion test)
A test piece was collected from the coated
（塗装仕様の相違による評価結果について）
表１及び表２の評価結果は、共通の基材１０で実施している。しかし、プライマー層３０の相違により、評価結果に差異が認められる。特に、塩温水浸漬試験の結果を見ると、表１に示されている実施の形態１に係るプライマー層３０を備える各評価サンプルは◎又は○といった良好な成績であるのに対し、表２の比較例のプライマー層３１を備える各評価サンプルは、△〜×といった成績になっている。この点において、実施の形態１に係るプライマー層３０を備えることによって、耐食性及び塗装密着性が高くなるという効果が示されている。
(Evaluation results due to differences in paint specifications)
The evaluation results in Tables 1 and 2 are carried out on a
表２によれば、基材１０をＺ２７−Ｍとし、プライマー層３１が仕様Ｄ（アクリル系樹脂のプライマー）である場合は、塩温水浸漬試験以外の試験項目において、表１と同等の評価結果となっている。しかし、表２において、プライマー層３１が仕様Ｄであって基材１０をＺ２７−Ｍ以外にした場合は、塩水噴霧試験において基材１０をＺ−２７Ｍにしたものよりも評価結果が劣っている。つまり、亜鉛めっきに化成処理被膜２０が形成されていないＺ２７−Ｍに対し仕様Ｄのプライマー層３１（アクリル系樹脂のプライマー）を設けた場合と、化成処理被膜２０が形成された基材１０に仕様Ｄのプライマー層３１（アクリル系樹脂のプライマー）を設けた場合とでは、耐食性及び塗装密着性に差異が生じている。
According to Table 2, when the
一方、表１によれば、実施の形態１のプライマー層３０が設けられている塗装鋼材１００は、基材１０に化成処理被膜２０が形成されているか否かによらず、各試験において良好な評価結果となっている。従って、実施の形態１に係るプライマー層３０を設けることによって、化成処理被膜２０の仕様に拘わらず耐食性及び塗装密着性が高い塗装鋼材１００を得られる。
On the other hand, according to Table 1, the coated
特に、表１においてプライマー層３０が仕様Ａである場合（エポキシ系樹脂のプライマーであって、膜厚が５０μｍである場合）は、化成処理被膜２０がクロメート処理、クロムフリー処理、又はリン酸塩処理のいずれであっても耐食性及び塗装密着性が高い塗装鋼材１００が得られている。
In particular, in Table 1, when the
また、表１においてプライマー層３０が仕様Ａである場合は、化成処理被膜２０が無くても化成処理被膜２０が設けられている場合と同等の結果が得られている。さらに、表１において、プライマー層３０が仕様Ｂである場合（エポキシ系樹脂のプライマーであって、膜厚が２０μｍである場合）は、基材１０がＫ２７−Ｃである場合に限って塩水噴霧試験のカット無しの結果が○になっており、仕様Ａのプライマー層３０よりも若干劣った評価結果になっている。また、プライマー層３０が仕様Ｃである場合（エポキシ系樹脂のプライマーであって、膜厚が１５μｍである場合）は、基材１０がＫ２７−Ｃである場合の塩水噴霧試験カット無しの条件及び塩温水浸漬試験の結果が○になっており、仕様Ａ及びＢのプライマー層３０よりも若干劣った評価結果になっている。
Moreover, in Table 1, when the
つまり、同じＫ２７−Ｃである基材１０において比較した場合、仕様Ａのプライマー層３０が最も耐食性及び塗装密着性が高く、仕様Ｂ（膜厚２０μｍ）、仕様Ｃ（膜厚１５μｍ）の順に性能が下がっている。仕様Ａ〜Ｃのプライマー層３０は、主に膜厚が異なっているだけであり、屋外の使用に耐えうる塗装鋼材１００としては、少なくとも温塩水浸漬試験にて◎の評価が得られている仕様Ｂのプライマー層３０の膜厚を確保することが求められる。評価結果からは、基材１０に形成される、化成処理被膜２０の有無又は化成処理被膜２０の種類に拘わらず、エポキシ系樹脂のプライマー層３０を少なくとも２０μｍ以上に設定することにより、耐食性及び塗装密着性の高い塗装鋼材１００が得られる。
That is, when compared with the
なお、評価サンプルにおいて、仕様Ａのプライマー層３０は、Ｂ〜Ｄ仕様と比較して膜厚が厚くなっている。仕様Ａのプライマー層３０を形成する際に粉体塗料により塗装を行っており、静電気で基材１０の表面に粉体塗料を付着させることにより、１回の塗装作業で膜厚を厚くすることができる。評価においては、プライマー層３０の膜厚が２０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲になる様に設定し、表１に示される仕様Ａのプライマー層３０と同等の良好な結果を得られる。しかし、実際の塗装鋼材１００の製造においては、膜厚の下限側でプライマー層３０の膜厚が２０μｍを下回らないようにして、塗装鋼材１００の耐食性及び塗装密着性を安定させる必要がある。よって、実際の製造においては、プライマー層３０の下限側の膜厚は４０μｍ以上に設定することが好ましい。また、プライマー層３０の膜厚は１５０μｍであっても、表１に示される仕様Ａのプライマー層３０と同等の結果を得られる。プライマー層３０の膜厚は、１５０μｍを超えると塗装鋼材１００の表面の強度が低くなり傷つきやすくなる。実際の塗装鋼材１００の製造において、プライマー層３０の上限側の膜厚は、プライマー層３０を形成する粉体塗料の消費量及び製品の寸法のばらつきを考慮して１００μｍ以下に設定することが好ましい。
In the evaluation sample, the
表１において、仕様Ｂ及び仕様Ｃのプライマー層３０は、仕様Ａに対し膜厚が薄い。これは、仕様Ｂ及び仕様Ｃのプライマー層３０を形成する際に液体塗料を使用しているためである。液体塗料を使用した場合、プライマー層３０は、１回の塗装で最大３０μｍ程度の膜厚にしかならない。しかし、１回液体塗料を塗布し、加熱後に再度液体塗料を重ね塗りすることにより膜厚を厚くすることが可能である。ただし、粉体塗料を使用した仕様Ａのように１回の塗装により膜厚を厚くできる方が、工程数が少なく製造時の塗装にかかる時間も抑えつつ、耐食性及び塗装密着性の高い塗装鋼材１００が得られる。
In Table 1, the
表１において、仕様Ａ〜Ｃのプライマー層３０を有する塗装鋼材１００は、塩水噴霧、耐沸騰水性、耐水性、及び塩温水浸漬の各試験において良好な耐食性及び塗装密着性が得られている。仕様Ａ〜Ｃのプライマー層３０の上に表５に示されている塗膜４０を形成することにより、塗装鋼材１００は太陽光に長期間さらされても塗装が劣化することなく高い耐久性を維持できる。実施の形態１において、塗膜４０は膜厚が３０μｍ以上となるように形成されている。塗膜４０の膜厚が３０μｍ未満の場合は、プライマー層３０が劣化し易いため、塗装鋼材１００の耐食性及び塗装密着性が低下する。よって、実施の形態１に係る塗装鋼材１００は、塗膜４０の膜厚を３０μｍ以上確保することが好ましい。
In Table 1, the coated
塗膜４０は、膜厚を３０μｍ以上確保するために粉体塗料により塗装される。粉体塗装工程においては、静電気でプライマー層３０の表面に粉体塗料を付着させることにより、１回の塗装作業で膜厚を厚くすることができるという利点がある。液体塗料により塗膜４０を形成する場合は、プライマー層３０の表面に１回液体塗料を塗布し、加熱後に再度液体塗料を重ね塗りすることにより塗膜４０を厚くすることが可能である。ただし、塗膜４０が複数の層になるため、塗装密着性の観点から好ましくは粉体塗料により１回の粉体塗装工程により塗膜４０を形成することが好ましい。
The
塗膜４０は、実際の塗装鋼材１００の製造において膜厚の下限側で塗膜４０の膜厚が３０μｍを下回らないようにして、紫外線によるプライマー層３０の劣化を抑制し塗装鋼材１００の耐食性及び塗装密着性を安定させる必要がある。そのため、塗膜４０は、下限側の膜厚は４０μｍ以上に設定することが好ましい。また、塗膜４０の膜厚は１５０μｍであっても表１に示されるように良好な結果を得られる。塗膜４０の膜厚は、１５０μｍを超えると塗装鋼材１００の表面の強度が低くなり、傷つきやすくなる。実際の塗装鋼材１００の製造において、塗膜４０の上限側の膜厚は、塗膜４０の強度、塗膜４０形成する粉体塗料の消費量、及び製品の寸法のばらつきを考慮して１００μｍ以下に設定することが好ましい。
The
（実施の形態１の効果）
（１）実施の形態１に係る塗装鋼材１００は、亜鉛めっき鋼材により構成される基材１０と、基材１０の表面に形成されたプライマー層３０と、プライマー層３０の表面に形成された塗膜４０と、を備える。プライマー層３０は、エポキシ系樹脂を含み、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、塗膜４０は、ポリエステル樹脂を含み、厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下である。
このように構成されることにより、塗装鋼材１００は、基材１０の表面に化成処理被膜２０が形成されているか否かに拘わらず、高い塗装密着性と高い耐食性を得ることができる。また、塗装鋼材１００は、基材１０に施されている化成処理被膜２０の種類に拘わらず、高い塗装密着性と高い耐食性とを得ることができる。これにより、基材１０の素性のばらつきがあっても高い塗装密着性と高い耐食性とを備える塗装鋼材１００が得られるため、塗装鋼材１００は、亜鉛めっき鋼材である基材１０の選択が制限されず、コストを抑えつつ高い品質を確保できる。
(Effect of Embodiment 1)
(1) The coated
By being configured in this way, the coated
（２）実施の形態１に係る塗装鋼材１００によれば、基材１０は、表面に化成処理被膜を備える。
（３）実施の形態１に係る塗装鋼材１００によれば、化成処理被膜２０は、クロメート処理被膜、クロメートフリー処理被膜、又はリン酸塩被膜である。
このように構成されていても、塗装鋼材１００は、基材１０に施されている化成処理被膜２０の種類に拘わらず、高い塗装密着性と高い耐食性とを得ることができる。また、クロメート処理被膜又はクロメートフリー処理被膜が施された基材１０のように塗膜４０が密着しにくい構成の材料であっても、プライマー層３０を施すことにより塗膜４０を密着し易くすることができる。
(2) According to the coated
(3) According to the coated
Even if comprised in this way, the coated
（４）実施の形態１に係る塗装鋼材１００の製造方法によれば、亜鉛めっき鋼材により構成される基材１０の表面に、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下のエポキシ系樹脂を含むプライマー層３０を形成するプライマー処理工程と、プライマー層３０の表面にポリエステル樹脂を含む厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下の塗膜４０を形成する外観塗装工程と、を備える。
このように構成されることにより、塗装前に基材１０の表面に化成処理被膜２０が形成する化成処理工程を特に必要とせず、塗装鋼材１００は高い塗装密着性と高い耐食性を得ることができる。また、プライマー処理工程の前に基材１０に特に前処理をしなくても、高い塗装密着性と高い耐食性とを有する塗装鋼材１００が得られる。
(4) According to the manufacturing method of the coated
By being comprised in this way, the chemical conversion treatment process in which the chemical
（５）実施の形態１に係る塗装鋼材１００の製造方法によれば、プライマー処理工程の前に基材１０表面に化成処理被膜２０を形成する化成処理工程を備える。
このように構成されることにより、クロメート処理被膜又はクロメートフリー処理被膜が施された基材１０のように塗膜４０が密着しにくい構成の材料であっても、プライマー層３０を施すことにより塗膜４０を密着し易くすることができ、高い塗装密着性と高い耐食性とを有する塗装鋼材１００が得られる。
(5) According to the manufacturing method of the coated
By being configured in this manner, even a material having a configuration in which the
（６）実施の形態１に係る塗装鋼材１００の製造方法によれば、プライマー処理工程は、エポキシ系樹脂を含む粉体塗料を基材１０の表面に付着させ、加熱して前記基材の表面に定着させる粉体塗装工程を備える。
このように構成されることにより、一回の塗装工程により十分な厚さのプライマー層３０を形成することができるため、製造コストを抑えつつプライマー層３０の厚みを所定の範囲に形成することができる。
(6) According to the method for manufacturing
By being configured in this manner, the
（７）実施の形態１に係る塗装鋼材１００の製造方法によれば、前記プライマー処理工程は、エポキシ系樹脂を含む液体塗料を前記基材の表面に塗布し、加熱して前記基材の表面に定着させる液体塗装工程を備える。
（８）また、プライマー処理工程は、液体塗装工程の後に、さらに液体塗料を塗布し、加熱して表面に定着させることによりプライマー層３０を積層させる。
このように構成されることにより、液体塗料によりプライマー層３０を形成した場合であっても、所定の厚さの膜厚に形成できる。
(7) According to the method for manufacturing
(8) Further, in the primer treatment step, after the liquid coating step, the
With this configuration, even when the
（９）実施の形態１に係る塗装鋼材１００の製造方法によれば、外観塗装工程は、粉体塗料をプライマー層３０の表面に付着させ、加熱してプライマー層３０の表面に定着させる。
このように構成されることにより、一回の塗装工程により十分な厚さの塗膜４０を形成することができるため、製造コストを抑えつつ塗膜４０の厚みを所定の範囲に形成することができる。
(9) According to the method for manufacturing the coated
By being configured in this manner, the
１０ 基材、１１ 亜鉛めっき層、２０ 化成処理被膜、３０ プライマー層、３１ プライマー層、４０ 塗膜、１００ 塗装鋼材、１０１ 塗装鋼材、Ａ 仕様、Ｂ 仕様、Ｃ 仕様、Ｄ 仕様。 10 base material, 11 galvanized layer, 20 chemical conversion coating, 30 primer layer, 31 primer layer, 40 coating film, 100 coated steel material, 101 coated steel material, A specification, B specification, C specification, D specification.
Claims (9)
前記基材の表面に形成されたプライマー層と、
前記プライマー層の表面に形成された塗膜と、を備え、
前記プライマー層は、
エポキシ系樹脂を含み、厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下であり、
前記塗膜は、
ポリエステル樹脂を含み、厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下である、塗装鋼材。 A base material composed of galvanized steel,
A primer layer formed on the surface of the substrate;
A coating formed on the surface of the primer layer,
The primer layer is
Including an epoxy resin, the thickness is 20 μm or more and 150 μm or less,
The coating film
A coated steel material containing a polyester resin and having a thickness of 30 μm or more and 150 μm or less.
前記亜鉛めっき鋼材の表面にさらに化成処理被膜を備える、請求項１に記載の塗装鋼材。 The substrate is
The coated steel material according to claim 1, further comprising a chemical conversion coating on the surface of the galvanized steel material.
クロメート処理被膜、クロメートフリー処理被膜、又はリン酸塩被膜である、請求項２に記載の塗装鋼材。 The chemical conversion coating is
The coated steel material according to claim 2, which is a chromate-treated film, a chromate-free treated film, or a phosphate film.
前記プライマー層の表面にポリエステル樹脂を含む厚さが３０μｍ以上１５０μｍ以下の塗膜を形成する外観塗装工程と、を備える、塗装鋼材の製造方法。 A primer treatment step of forming a primer layer containing an epoxy-based resin having a thickness of 20 μm or more and 150 μm or less on the surface of a substrate made of galvanized steel;
An external appearance coating step of forming a coating film having a thickness of 30 μm or more and 150 μm or less including a polyester resin on the surface of the primer layer.
エポキシ系樹脂を含む粉体塗料を前記基材の表面に付着させ、加熱して前記基材の表面に定着させる粉体塗装工程を備える、請求項４又は５に記載の塗装鋼材の製造方法。 The primer treatment step includes
The manufacturing method of the coated steel materials of Claim 4 or 5 provided with the powder coating process of making the powder coating material containing an epoxy resin adhere to the surface of the said base material, and heating and fixing to the surface of the said base material.
エポキシ系樹脂を含む液体塗料を前記基材の表面に塗布し、加熱して前記基材の表面に定着させる液体塗装工程を備える、請求項４〜６の何れか１項に記載の塗装鋼材の製造方法。 The primer treatment step includes
The coated steel material according to any one of claims 4 to 6, further comprising a liquid coating process in which a liquid paint containing an epoxy resin is applied to the surface of the base material and heated to be fixed on the surface of the base material. Production method.
前記液体塗装工程の後に、さらに液体塗料を塗布し、加熱して前記プライマー層の表面に定着させることにより前記プライマー層を積層させる、請求項７に記載の塗装鋼材の製造方法。 The primer treatment step includes
The method for producing a coated steel material according to claim 7, wherein after the liquid coating step, the primer layer is laminated by further applying a liquid paint and heating to fix the primer layer on the surface of the primer layer.
粉体塗料を前記プライマー層の表面に付着させ、加熱して前記プライマー層の表面に定着させる、請求項４〜８の何れか１項に記載の塗装鋼材の製造方法。 The appearance painting process includes
The method for producing a coated steel material according to any one of claims 4 to 8, wherein a powder coating material is attached to the surface of the primer layer, and is fixed to the surface of the primer layer by heating.
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