JP2544974B2 - 塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処理方法 - Google Patents
塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処理方法Info
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- JP2544974B2 JP2544974B2 JP1123900A JP12390089A JP2544974B2 JP 2544974 B2 JP2544974 B2 JP 2544974B2 JP 1123900 A JP1123900 A JP 1123900A JP 12390089 A JP12390089 A JP 12390089A JP 2544974 B2 JP2544974 B2 JP 2544974B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処
理方法であって、ステンレス鋼を塗装するに当たり、塗
料の密着性を向上させるステンレス鋼の表面処理方法に
関するものである。
理方法であって、ステンレス鋼を塗装するに当たり、塗
料の密着性を向上させるステンレス鋼の表面処理方法に
関するものである。
尚、本発明で密着性とは、塗装したステンレス鋼を温
水中で一定時間浸漬後の塗料とステンレス鋼の密着性の
ことであり、耐水密着性をいう。
水中で一定時間浸漬後の塗料とステンレス鋼の密着性の
ことであり、耐水密着性をいう。
［従来の技術］ 近年、ステンレス鋼は多様化の観点から表面をカラー
化したり或は耐食性を向上するために塗装して使用する
場合が多くなっている。
化したり或は耐食性を向上するために塗装して使用する
場合が多くなっている。
ステンレス鋼は、本来耐食性が優れていることから屋
外で使用される場合が多い。そこで、ステンレス鋼に塗
装した製品は降雨等で塗料とステンレス鋼界面の水によ
るアタックのためふくれ（ブリスター）や塗料の剥離が
問題となり、密着性評価試験条件が従来の40℃×240Hr
よりも厳しい60℃×480Hrを満足するような耐水性密着
性が求められている。
外で使用される場合が多い。そこで、ステンレス鋼に塗
装した製品は降雨等で塗料とステンレス鋼界面の水によ
るアタックのためふくれ（ブリスター）や塗料の剥離が
問題となり、密着性評価試験条件が従来の40℃×240Hr
よりも厳しい60℃×480Hrを満足するような耐水性密着
性が求められている。
一般にステンレス鋼は塗装の前処理として脱脂−酸洗
活性化後にリン酸処理やクロム酸処理を行なうのが常で
あるが、特殊な場合として表面にシランカップリング剤
の皮膜を形成させる方法が知られている（特開昭63−78
77号公報）。
活性化後にリン酸処理やクロム酸処理を行なうのが常で
あるが、特殊な場合として表面にシランカップリング剤
の皮膜を形成させる方法が知られている（特開昭63−78
77号公報）。
［発明が解決しようとする課題］ 前記公報に記載されているものは、素材表面にアルコ
ールで希釈したアルキルシリケートを塗布乾燥後、シラ
ンカップリング剤のアルコール溶液を塗布乾燥するもの
で、２段階の処理が必要であることと、均一な皮膜を形
成するためにアルコールを溶剤として使用することから
有機溶剤による作業環境上の問題が生じたり、また塗料
密着性についても必ずしも十分ではない。
ールで希釈したアルキルシリケートを塗布乾燥後、シラ
ンカップリング剤のアルコール溶液を塗布乾燥するもの
で、２段階の処理が必要であることと、均一な皮膜を形
成するためにアルコールを溶剤として使用することから
有機溶剤による作業環境上の問題が生じたり、また塗料
密着性についても必ずしも十分ではない。
本発明はステンレス鋼をシランカップリング剤で表面
処理する場合比較的に簡単に塗料の密着性を改善する方
法を提供するものである。
処理する場合比較的に簡単に塗料の密着性を改善する方
法を提供するものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明はステンレス鋼表面に塗料を塗布するための前
処理において、ステンレス鋼素材を0.1〜５％のシラン
カップリング剤水溶液中で、0.05〜5mA/cm2、電解時間
0.1〜60秒間の陽極電解を少なくとも１回行った後、純
水で水洗するという構成からなるものである。
処理において、ステンレス鋼素材を0.1〜５％のシラン
カップリング剤水溶液中で、0.05〜5mA/cm2、電解時間
0.1〜60秒間の陽極電解を少なくとも１回行った後、純
水で水洗するという構成からなるものである。
茲にシランカップリング剤は周知の如く無機質材料と
して化学結合する反応基（メトキシ基、エトキシ基、シ
ラノール基等）と、有機質材料と化学結合する反応基
（ビニル基、エポキシ基、メタアクリル基、アミノ基
等）の２種類の異なる反応基をもつ有機ケイ素単量体で
あって、具体的にはビニルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン等が市販されており
何れも従来から接着性向上のための処理剤として広く利
用されている。
して化学結合する反応基（メトキシ基、エトキシ基、シ
ラノール基等）と、有機質材料と化学結合する反応基
（ビニル基、エポキシ基、メタアクリル基、アミノ基
等）の２種類の異なる反応基をもつ有機ケイ素単量体で
あって、具体的にはビニルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン等が市販されており
何れも従来から接着性向上のための処理剤として広く利
用されている。
本発明は前記シランカップリング剤を予め水に溶解し
た水溶液とするものである。シランカップリング剤は、
アルコール類には溶解しやすいが、水に対してはアミノ
基を有する所謂アミノシラン系は溶解しやすく、その他
は比較的に溶解しにくいものであるが、水に溶解しにく
いものは酢酸を0.01〜１％添加した水溶液とすれば簡単
に溶解することができる。
た水溶液とするものである。シランカップリング剤は、
アルコール類には溶解しやすいが、水に対してはアミノ
基を有する所謂アミノシラン系は溶解しやすく、その他
は比較的に溶解しにくいものであるが、水に溶解しにく
いものは酢酸を0.01〜１％添加した水溶液とすれば簡単
に溶解することができる。
［作用］ 本発明者等はシランカップリング剤水溶液で表面処理
する場合について検討するため、次の如き実験を行なっ
た。
する場合について検討するため、次の如き実験を行なっ
た。
尚、この場合供試材として0.4mm厚X70mm幅X150mmの長
のSUS430ステンレス冷延鋼板の光輝焼鈍仕上材を用いた
外、塗料は表−１に示す市販品（関西ペイント株式会社
製）、塗装条件で行なった。
のSUS430ステンレス冷延鋼板の光輝焼鈍仕上材を用いた
外、塗料は表−１に示す市販品（関西ペイント株式会社
製）、塗装条件で行なった。
実験1. 供試材をシランカップリング剤としてＮ−β（アミノ
エチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン１％水
溶液中で、供試剤の極性を＋、−に切り替えたものにつ
いて電流0.01A、0.1A、1Aの３種類、時間0.1秒、１秒、
６秒、60秒の４種類の組み合わせで電解処理を行ない純
水で水洗し、ゴムロールで絞った後130℃X5分で乾燥し
た。尚、電圧は１％水溶液、1Aの場合140V、0.1Aの場合
14V程度である。また、比較として前記と同一のシラン
カップリング剤水溶液に単に浸漬したままのもの及び何
も処理しない未処理のものについての結果を併記した 前記供試材を黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装、焼
付した試料について密着性を評価した。結果を表−２に
示す。
エチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン１％水
溶液中で、供試剤の極性を＋、−に切り替えたものにつ
いて電流0.01A、0.1A、1Aの３種類、時間0.1秒、１秒、
６秒、60秒の４種類の組み合わせで電解処理を行ない純
水で水洗し、ゴムロールで絞った後130℃X5分で乾燥し
た。尚、電圧は１％水溶液、1Aの場合140V、0.1Aの場合
14V程度である。また、比較として前記と同一のシラン
カップリング剤水溶液に単に浸漬したままのもの及び何
も処理しない未処理のものについての結果を併記した 前記供試材を黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装、焼
付した試料について密着性を評価した。結果を表−２に
示す。
尚、密着性は60℃の温水に480Hr浸漬後、テープテス
ト（1mm角碁盤目剥離法10mmX10mm＝100ます）を行ない
塗料の剥離状態により評価した。
ト（1mm角碁盤目剥離法10mmX10mm＝100ます）を行ない
塗料の剥離状態により評価した。
評価基準： ○；全く剥離なし △；ます目のふちがかけている X;ます目が剥離 表−２の結果から陽極電解であれば、電流、時間には
影響されず何れも密着性は良好であることが解った。
影響されず何れも密着性は良好であることが解った。
実験２ 供試材をシランカップリング剤水溶液としてＮ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン0.001％、0.01％、0.1％、１％、５％の純水水溶液中
にて0.1A、６秒間の陽極電解を行ない、そのままゴムロ
ールで絞ったものと、純水で水洗してからゴムロールで
絞ったものを130℃X5分で乾燥した。これらの供試剤を
黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装、焼付けした試料に
ついて密着性を評価した。結果を表−３に示す。
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン0.001％、0.01％、0.1％、１％、５％の純水水溶液中
にて0.1A、６秒間の陽極電解を行ない、そのままゴムロ
ールで絞ったものと、純水で水洗してからゴムロールで
絞ったものを130℃X5分で乾燥した。これらの供試剤を
黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装、焼付けした試料に
ついて密着性を評価した。結果を表−３に示す。
表−３の結果から、電解処理後に水洗を行なった場
合、シランカップリング剤の濃度は0.01〜５％が良く、
水洗を行なわない場合は、0.01〜１％未満が良いことが
解る。
合、シランカップリング剤の濃度は0.01〜５％が良く、
水洗を行なわない場合は、0.01〜１％未満が良いことが
解る。
ここで電極のままゴムロールで絞ったものは、１％、
５％と高濃度になるにつれて密着性が劣ってくることか
ら、シランカップリング剤が厚く付着していると、耐水
密着性が低下することがわかる。即ち、電解後に水洗す
ることにより0.01〜５％の範囲ではシランカップリング
剤の膜厚が薄く均一に付着していると考えられる。尚、
浸漬のままでは密着性に対する効果は認められない。
５％と高濃度になるにつれて密着性が劣ってくることか
ら、シランカップリング剤が厚く付着していると、耐水
密着性が低下することがわかる。即ち、電解後に水洗す
ることにより0.01〜５％の範囲ではシランカップリング
剤の膜厚が薄く均一に付着していると考えられる。尚、
浸漬のままでは密着性に対する効果は認められない。
実験３ 供試材をシランカップリング剤水溶液としてＮ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン１％水溶液で0.1A、６秒間の電解を行なった。供試材
の極性と電解時間は、＋６秒、−６秒、＋1.5秒−３秒
＋1.5秒，−２秒＋２秒−２秒、−1.5秒＋３秒−1.5
秒、−２秒＋２秒−２秒の６種類の条件で行ない、純水
水洗してからゴムロールで絞り、130℃X5分で乾燥し
た。
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン１％水溶液で0.1A、６秒間の電解を行なった。供試材
の極性と電解時間は、＋６秒、−６秒、＋1.5秒−３秒
＋1.5秒，−２秒＋２秒−２秒、−1.5秒＋３秒−1.5
秒、−２秒＋２秒−２秒の６種類の条件で行ない、純水
水洗してからゴムロールで絞り、130℃X5分で乾燥し
た。
前記各供試材を黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装焼
付した試料について密着性を評価した。結果を表−４に
示す。
付した試料について密着性を評価した。結果を表−４に
示す。
表−４の結果から陽極電解は勿論、交番電解処理であ
っても、陽極電解と同様に密着性は良好である。即ち、
電解条件としては、少なくとも陽極電解を１回含む電解
であれば良いことが解る。
っても、陽極電解と同様に密着性は良好である。即ち、
電解条件としては、少なくとも陽極電解を１回含む電解
であれば良いことが解る。
実験４ 0.05％酢酸水溶液に、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシランを夫々0.1％溶解したものに供試材を浸
漬し、0.1A、６秒間陽極電解した後ゴムロールで絞り、
130℃X5分乾燥した後、黒ウレタン、アミラック、マジ
クロン、KPカラーを20μの厚さに塗装焼付した試料につ
いて密着性を評価した。結果を表−５に示す。
メトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシランを夫々0.1％溶解したものに供試材を浸
漬し、0.1A、６秒間陽極電解した後ゴムロールで絞り、
130℃X5分乾燥した後、黒ウレタン、アミラック、マジ
クロン、KPカラーを20μの厚さに塗装焼付した試料につ
いて密着性を評価した。結果を表−５に示す。
表−５の結果からシランカップリング剤はその種類に
よって塗料との相性が異なるため塗料の種類によってシ
ランカップリング剤を適宜選択して使用すれば良いこと
が解る。
よって塗料との相性が異なるため塗料の種類によってシ
ランカップリング剤を適宜選択して使用すれば良いこと
が解る。
前記実験１〜４で使用した供試材は、SUS430ステンレ
ス冷延鋼板であるが、材質としてはこれに限定されずス
テンレス鋼であれば何でもよく、ステンレス鋼の特徴で
あるCrをメッキしたものにも適用できる。特にステンレ
スのようにCrを含む素材では、処理液がはじかれてしま
い均一な処理は困難であるが、本発明はかかる現象は全
く生ぜず均一処理が達成できる。
ス冷延鋼板であるが、材質としてはこれに限定されずス
テンレス鋼であれば何でもよく、ステンレス鋼の特徴で
あるCrをメッキしたものにも適用できる。特にステンレ
スのようにCrを含む素材では、処理液がはじかれてしま
い均一な処理は困難であるが、本発明はかかる現象は全
く生ぜず均一処理が達成できる。
また、シランカップリング剤水溶液は導電性が悪いた
め、電圧を高くしないと電流は流れにくい。例えば、試
料寸法70mm×150mmの表裏両面210cm2にて５％水溶液の
場合、0.66A（電流密度3mA/cm2）で12Vであり、1.0Aで1
8Vである。電流密度は0.05mA/cm2（0.01A相当）〜5mA/c
m2（1.0A相当）で十分である。
め、電圧を高くしないと電流は流れにくい。例えば、試
料寸法70mm×150mmの表裏両面210cm2にて５％水溶液の
場合、0.66A（電流密度3mA/cm2）で12Vであり、1.0Aで1
8Vである。電流密度は0.05mA/cm2（0.01A相当）〜5mA/c
m2（1.0A相当）で十分である。
尚、電解、水洗後の乾燥は60℃以上で、かつ有機反応
基が分解しない温度、時間であれば良い。
基が分解しない温度、時間であれば良い。
［発明の効果］ 以上の如く、本発明はステンレス鋼をシランカップリ
ング剤で処理することにより簡単に、かつ塗料密着性に
優れた表面処理が達成できるが、本発明の効果を要約す
れば次のようである。
ング剤で処理することにより簡単に、かつ塗料密着性に
優れた表面処理が達成できるが、本発明の効果を要約す
れば次のようである。
（１）ステンレス鋼の種類を問わず全てに適用できる。
（２）シランカップリグ剤は塗料の種類に応じて適宜選
択すれば良い。
択すれば良い。
（３）陽極電解（＋）の密着性は良いが、陰極電解
（−）では悪い。しかし、陽極、陰極を交互に繰り返す
交番電解でも良好であることから、少なくとも陽極電解
を１回含む処理であれば良い。
（−）では悪い。しかし、陽極、陰極を交互に繰り返す
交番電解でも良好であることから、少なくとも陽極電解
を１回含む処理であれば良い。
（４）電解時間0.1秒以上60秒以下の短時間処理で良
く、電流密度は0.05mA/cm2（0.01A相当）〜5mA/cm2（1.
0A相当）で良いから、汎用の整流器を使用でき、従っ
て、コストが廉価であるから設備費、生産性において優
れている。
く、電流密度は0.05mA/cm2（0.01A相当）〜5mA/cm2（1.
0A相当）で良いから、汎用の整流器を使用でき、従っ
て、コストが廉価であるから設備費、生産性において優
れている。
（５）シランカップリング剤の濃度は、0.01〜５％が良
く、５％を越えると持出量が増加し、コスト的に不利と
なる。
く、５％を越えると持出量が増加し、コスト的に不利と
なる。
（６）電解処理後の水洗によって、薄く均一なシランカ
ップリング剤の膜ができ、密着性が安定して良好とな
る。
ップリング剤の膜ができ、密着性が安定して良好とな
る。
このように本発明によれば、低コストでステンレス鋼
の塗料密着性を改善することができる。また、本発明で
処理したものは、シランカップリング剤の膜が極めて薄
いため、処理の前後で色調の変化は殆ど認められず、ス
テンレス鋼の光沢を活かした用途（部分塗装、クリヤ塗
装）に利用することも可能である。
の塗料密着性を改善することができる。また、本発明で
処理したものは、シランカップリング剤の膜が極めて薄
いため、処理の前後で色調の変化は殆ど認められず、ス
テンレス鋼の光沢を活かした用途（部分塗装、クリヤ塗
装）に利用することも可能である。
さらに、本発明はステンレス鋼であればコイル又はそ
の他の加工品についても処理が可能であり、産業上非常
に有用である。
の他の加工品についても処理が可能であり、産業上非常
に有用である。
尚また、従来の如くアルコール使用による作業環境劣
化も改善することができる。
化も改善することができる。
［実 施 例］ 次に実施例によって本発明を具体的に説明する。
供試材として、SUS301の圧延完材0.2mm厚X280mm幅の
コイルを用い、アルカリ電解脱脂、水洗した後、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン１％純水水溶液中で間接通電法による交番電解処理を
行なった。
コイルを用い、アルカリ電解脱脂、水洗した後、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン１％純水水溶液中で間接通電法による交番電解処理を
行なった。
間接通電法はコイルの上下両面に100mm幅の対極を用
い、電流0.5Aで陰極１秒間ついで陽極１秒間の交番電解
下でコイルの速度6m/分で水溶液中を通すものである。
い、電流0.5Aで陰極１秒間ついで陽極１秒間の交番電解
下でコイルの速度6m/分で水溶液中を通すものである。
前記処理後ゴムロールで絞った後、純水水洗し、さら
にゴムロールで絞り130℃X30秒で乾燥し、コイル処理品
を得た。これを黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装焼付
後、密着性を評価した。結果を表−６に示す。尚、比較
例として脱脂のままのものを併記する。
にゴムロールで絞り130℃X30秒で乾燥し、コイル処理品
を得た。これを黒ウレタンPG80で20μの厚さに塗装焼付
後、密着性を評価した。結果を表−６に示す。尚、比較
例として脱脂のままのものを併記する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭58−52036（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−53817（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭54−33781（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】ステンレス鋼表面に塗料を塗布するための
前処理において、ステンレス鋼素材を0.1〜５％のシラ
ンカップリング剤水溶液中で、電流密度0.05〜5mA/c
m2、電解時間0.1〜60秒間の陽極電解を少なくとも１回
行った後、純水で水洗することを特徴とする塗料密着性
に優れたステンレス鋼の表面処理方法。 - 【請求項２】陽極電解処理を間接通電法で行うことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の塗料密着性に優れ
たステンレス鋼の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123900A JP2544974B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123900A JP2544974B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02305993A JPH02305993A (ja) | 1990-12-19 |
| JP2544974B2 true JP2544974B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14872121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123900A Expired - Fee Related JP2544974B2 (ja) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | 塗料密着性に優れたステンレス鋼の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544974B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011001862A1 (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | 関西ペイント株式会社 | 皮膜を有するステンレス鋼部材の製造方法 |
| CN102953105B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-01-14 | 浙江大学 | 一种一步电沉积制备超疏水表面的方法 |
| CN104451807B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-08-04 | 哈尔滨工程大学 | 金属表面电沉积制备硅烷膜的方法 |
| JP7272706B1 (ja) * | 2021-12-28 | 2023-05-12 | ドングァン ディーエスピー テクノロジー カンパニー リミテッド | ポリマーとステンレス鋼の接合体のためのステンレス鋼の表面処理方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5433781A (en) * | 1977-08-20 | 1979-03-12 | Shimadzu Corp | Mass spectrum system with ei and ci complex ion source |
| US4364509A (en) * | 1981-06-25 | 1982-12-21 | The Mead Corporation | Article carrier with dispensing feature |
| JPS5853718A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電磁流量計の測定管 |
| JPS637877A (ja) * | 1986-06-28 | 1988-01-13 | Takasago Tekko Kk | 塗料密着性にすぐれたステンレス鋼の表面処理方法 |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1123900A patent/JP2544974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02305993A (ja) | 1990-12-19 |
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