JP2745377B2 - 耐熱性塗装鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油やガスなどを用い
たファンヒータの壁、ガスコンロの壁、その他耐熱性が
要求される部位、特に熱風の吹出口周りに設ける場合に
適した耐熱性塗装鋼板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ファンヒータの吹出口周りなどに
設ける構造材として、ステンレス鋼板を所定形状に成形
して、その全面に耐熱性塗料であるシリコン系塗料を吹
付け塗装したものが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造材
は耐熱性に優れているため有用ではあるが、この構造材
を石油やガスのファンヒータの吹出口周りに配設したと
き、この吹出口から吹出される熱風には水分や亜硫酸ガ
スなどが含まれ、これら水分や亜硫酸ガスなどに上記構
造材が直接曝されることになるため、表面に傷が付いた
りすると、この傷付き部から錆が発生する問題があっ
た。特に、室内に設置されるファンヒータなどの一部に
錆が発生すると、室内外観を損なうことになる。

【０００４】また、構造材の端部（エッジ部）での錆の
発生を防止するため、構造材の成形後に上記端部を含む
全面を塗装するようにしているため、製造コストがアッ
プする問題もあった。

【０００５】本発明は以上のような問題に鑑みてなした
もので、その目的は、製造コストを低廉としながら、傷
付き部や端部での錆の発生を抑制でき、しかも、耐熱性
に優れ、ファンヒータの吹出口周りなどに配設する場合
に最適な耐熱性塗装鋼板およびその製造方法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明の耐熱性塗装鋼板は、基板
がＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板又はＡｌメッキ鋼板から構
成されており、上記基板の外表面に化成処理層が形成さ
れ、また、この化成処理層の外表面には、防錆顔料とし
て塗料不揮発分の１〜２９重量％のストロンチウムクロ
メートのみが配合されたポリエーテルサルホン樹脂を主
成分とした下塗り層が、乾燥膜厚２〜２０μｍの範囲で
形成され、その下塗り層の焼付温度を３００〜３５０゜
Ｃとし、かつ、焼付時間を７０〜９０秒として未完硬化
状態となし、さらに、上記下塗り層の外表面には上塗り
層が設けられ、この上塗り層は、ポリエーテルサルホン
樹脂を主成分とし、着色顔料として複合酸化物顔料が５
〜４５重量％配合されて、乾燥膜厚５〜４０μｍの範囲
で形成され、その上塗り層の焼付温度を３５０〜４００
゜Ｃとして前記下塗り層と共に完全硬化させてなること
を特徴としている。

【０００７】また、請求項２に記載の製造方法の発明で
は、Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板又はＡｌメッキ鋼板から
構成される基板の外表面に化成処理層を形成し、次い
で、その化成処理層の外表面に防錆顔料として塗料不揮
発分の１〜２９重量％のストロンチウムクロメートのみ
が配合されたポリエーテルサルホン樹脂を主成分とした
下塗り層を形成し、しかる後、その下塗り層の焼付温度
を３００〜３５０゜Ｃとし、かつ、焼付時間を６０〜１
２０秒として未完硬化状態となし、その後、その下塗り
層の外表面に、ポリエーテルサルホン樹脂を主成分と
し、かつ着色顔料として複合酸化物顔料が５〜４５重量
％配合された上塗り層を形成し、さらに、その上塗り層
の焼付温度を３５０〜４００゜Ｃとして前記下塗り層と
共に完全硬化させてなることを特徴としている。

【０００８】

【作用及び効果】本発明では、Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼
板又はＡｌメッキ鋼板から成る基板を使用しているた
め、耐熱性に優れたものとなり、材料コストも安価にで
きる。しかも、上記基板には化成処理層を形成している
ため、後述する下塗り層の基板に対する密着性を高める
ことができる。

【０００９】また、上記基板としてＡｌ−Ｚｎ合金メッ
キ鋼板やＡｌメッキ鋼板を用いた場合、この基板の端部
（エッジ部）や傷付き部などにおいてメッキ層の腐食現
象が発生し、これが原因で塗膜の膨れが生じ易い。しか
しながら、上記基板の化成処理層の外表面には、防錆顔
料として塗料不揮発分の１〜２９重量％の熱に強いスト
ロンチウムクロメートのみが配合された耐熱性に富むポ
リエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂を主成分とした下塗
り層が、乾燥膜厚２〜２０μｍの範囲で形成されている
ため、上記基板の端部や傷付き部などに上記ストロンチ
ウムクロメートが溶出し、さらに、上記メッキの犠牲防
食作用によって上記基板の端部や傷付き部などでの錆の
発生を抑制して、塗膜の膨れ現象を防ぐことができる。

【００１０】さらに、上記下塗り層の外表面には上塗り
層が設けられ、この上塗り層は、ＰＥＳ樹脂を主成分と
し、これに着色顔料として熱に強い複合酸化物顔料（焼
成顔料）が配合されて、乾燥膜厚５〜４０μｍの範囲で
形成されているため、耐熱性に優れたものとなって高温
に曝されても色が褪せ難くなる。しかも、上記上塗り層
によって、上記下塗り層に含有される防錆顔料（ストロ
ンチウムクロメート）が溶出して変色（黄色）するのを
防止することもできる。

【００１１】また、上記下塗り層及び上塗り層は、何れ
もＰＥＳ樹脂を主成分としているため、耐熱性に優れて
いるだけではなく、従来のシリコン系塗料を用いる場合
に較べて塗膜の加工性がよい。

【００１２】従って、以上の耐熱性塗装鋼板を例えば室
内に設置されるファンヒータなどの構造材として用いる
ことにより、製造コストを低廉にできながら、優れた耐
熱性を発揮できることは勿論のこと、特に構造材の端部
や傷付き部での腐食を抑制して錆の発生や変色を防止で
き、室内外観を良好に維持できる。しかも、上記構造材
の端部での耐食性に優れていることから、プレコート後
に成形しても、錆を発生する恐れが少なく、低廉なコス
トで成形できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１に示した耐熱性塗装鋼板は、基板１の外表
面に化成処理層２を形成して、該化成処理層２の外表面
に下塗り層３を設けると共に、この下塗り層３の外表面
には上塗り層４を形成している。

【００１４】上記基板１としては、Ａｌ−Ｚｎ合金メッ
キ鋼板又はＡｌメッキ鋼板が使用され、これらの鋼板は
何れも３５０℃の高温に長時間曝されても耐え得る耐熱
性を有しているだけではなく、安価である。また、上記
鋼板は、その両面のメッキ層の厚さを２６〜３３μｍの
薄目付けとすれば、成形加工時のメッキ層の割れをなく
すことができて、厳しい条件下での成形に耐えることが
できる。さらに、上記鋼板として、加工性に優れた例え
ばＳＰＣＤなどの絞り用鋼板を使用すれば、さらに厳し
い条件下での成形に耐えることができる。

【００１５】また、上記基板１の化成処理層２は、例え
ばロールコートによる塗布型クロメート処理法又は反応
型クロメート処理法でクロメート処理を行うことによっ
て形成される。

【００１６】さらに、上記化成処理層２の外表面に形成
される下塗り層３は、耐熱性に優れたポリエーテルサル
ホン（ＰＥＳ）樹脂を主成分とし、この樹脂に防錆顔料
を配合して形成される。この防錆顔料としては、高温
（３００℃）でも変質し難くて防錆能力に優れたストロ
ンチウムクロメートが用いられ、このストロンチウムク
ロメートは、塗料不揮発分（塗膜固形分）に対し１〜２
９重量％の比率で配合される。このとき、上記ストロン
チウムクロメートの配合比率を１重量％以下とする場合
には、防錆能力が弱くなって、上記基板１が腐食されて
塗膜の膨れが発生する。一方、３０重量％以上とする場
合は、後述するように、クロスカットを入れた状態で塩
水噴霧試験を行うと、黄色のストロンチウムクロメート
が上塗り層４の外表面に溶出して外観を損なうことにな
る。以上のことから、上記ストロンチウムクロメートの
配合比率は上記範囲に特定されるのであり、特に、好ま
しくは１５〜２５重量％の比率で配合される。

【００１７】上記下塗り層３に配合される防錆顔料とし
ては、高温で変質し難くて防錆能力に優れ、しかも、上
塗り層４の外表面に溶出し難いストロンチウムクロメー
トのみが使用され、これ以外の防錆顔料は配合されな
い。このことによりストロンチウムクロメート以外の防
錆顔料が上塗り層４の外表面に溶出して外観を損なった
りするのを防止することができる。

【００１８】また、上記下塗り層３には、上記防錆顔料
以外に着色顔料の適量を配合することも可能であり、こ
の着色顔料としては、熱に強くて高温でも変色し難い焼
成顔料、例えばＴｉＯ_２−ＢａＯ−ＮｉＯ系、ＴｉＯ_２
−ＣｏＯ−ＮｉＯ−ＺｎＯ系、ＣｕＯ−Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｍ
ｎ_２Ｏ_３系などの顔料が使用される。この着色顔料を配
合するときには、厳しい条件下で成形された構造材の上
塗り層４が高温に曝されて小さく剥がれたようなとき、
この剥がれ部分を上記下塗り層３に配合された着色顔料
で目立たなくすることができる。このとき、上記着色顔
料は、上塗り層４の色と近似色とするのであって、例え
ば上塗り層４が黒や灰色のときには着色顔料を黒とし、
また、上塗り層４が白のときには着色顔料を黄色とされ
る。

【００１９】さらに、上記着色顔料は、上記ＰＥＳ樹脂
に対し１５〜４５重量％の比率で配合される。このと
き、上記着色顔料の配合比率が１５重量％以下の場合に
は、上記下塗り層３の着色効果が充分ではなく、上記上
塗り層４が剥がれたとき目立ち易くなり、一方、４５重
量％以上の場合には、成形加工時に割れなどが発生して
加工性が悪くなる。

【００２０】また、上記下塗り層３は、上記基板１の化
成処理層２の表面側にロール塗装により形成され、この
ロール塗装は、乾燥膜厚２〜２０μｍ、焼付温度３００
〜３５０℃、焼付時間７０〜９０秒の条件下で好ましく
行われる。このとき、乾燥膜厚を２μｍ以下とする場合
には、防錆能力が弱くなり、一方、２０μｍ以上とする
場合は、コストアッブを招くだけではなく、成形加工時
に割れなどが発生して加工性が悪くなる。以上のことか
ら、上記下塗り層３は、膜厚を２〜２０μｍにする必要
があり、特に、好ましくは４〜１０μｍの膜厚である。
さらに、上記下塗り層３を塗装する場合、この下塗り層
３の塗装段階では塗膜を完全に硬化させてしまうのでは
なく、これを未完硬化状態のままに保持して上記上塗り
層４を塗装するとき、これら下塗り層３と上塗り層４と
を一緒に完全硬化させて、両者の密着性を高めるように
なすのであり、このことについては後で詳述する。

【００２１】上記下塗り層３の外表面に設けられる上塗
り層４は、下塗り層３の場合と同様に、耐熱性に優れた
ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂を主成分とし、こ
れに着色顔料として複合酸化物顔料（焼成顔料）を配合
して形成され、その乾燥膜厚は５〜４０μｍの範囲で形
成される。上記複合酸化物顔料としては、熱に強くて高
温でも変色し難い焼成顔料、例えばＴｉＯ_２−ＢａＯ−
ＮｉＯ系、ＴｉＯ_２−ＣｏＯ−ＮｉＯ−ＺｎＯ系、Ｃｕ
Ｏ−Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｍｎ_２Ｏ_３系などの顔料が使用され、
これらを上記ＰＥＳ樹脂に配合することにより、上記上
塗り層４が耐熱性に優れたものとなって高温に曝されて
も色が褪せ難くなる。また、上記上塗り層４にはアルミ
粉やパール粉などを配合してメタリック感を出すように
してもよい。

【００２２】また、上記上塗り層４は、上記下塗り層３
の表面側にロール塗装により形成され、このロール塗装
は、乾燥膜厚５〜４０μｍ、焼付温度３５０〜４００
℃、焼付時間６０〜１２０秒の条件下で好ましく行われ
る。このとき、乾燥膜厚を５μｍ以下とする場合には、
隠蔽力が弱くなり、又、下塗り層３の防錆顔料が表面に
溶出するのを抑制し難くなり、一方、乾燥膜厚を４０μ
ｍ以上とする場合には、コストアッブを招くだけではな
く、成形加工時に割れなどが発生して加工性が悪くな
る。以上のことから、上記上塗り層４は、その膜厚を５
〜４０μｍにする必要があり、特に、２０〜４０μｍの
膜厚とすることが好ましく、この範囲にすると耐久性に
非常に優れたものとなる。また、耐久性をあまり必要と
しない場合には、５〜２０μｍの膜厚としてもよい。
尚、以上のロール塗装による場合は、２回塗りを行って
もよい。

【００２３】さらに、上記下塗り層３の焼付温度を３０
０〜３５０℃とし、かつ、上記上塗り層４の焼付温度を
上記下塗り層３の焼付温度よりも高温の３５０〜４００
℃としているのは、次の理由による。つまり、上記下塗
り層３の塗装段階では完全に塗膜を硬化させてしまうの
ではなく、これを未完硬化状態のままに保持しておき、
上記上塗り層４を塗装するとき、上記高温の焼付温度３
５０〜４００℃で下塗り層３と上塗り層４とを一緒に完
全硬化させて、両者の密着性を高めるためである。

【００２４】また、上記上塗り層４には、上記複合酸化
物顔料からなる着色顔料は、上記ＰＥＳ樹脂に対し５〜
４５重量％の比率で配合される。このとき、上記着色顔
料の配合比率が５重量％以下の場合には、隠蔽力が弱く
なり、一方、４５重量％以上の場合には、成形加工時に
割れなどが発生して加工性が悪くなる。尚、鋼板の裏面
側も上記と同じ塗装形態とするが、用途によればポリエ
ーテルサルホン樹脂を主成分とする塗膜の一層としても
よい。

【００２５】次に、具体的な実験例を挙げて説明する。 実験例１ 先ず、基板として、最も耐熱、耐食性に優れた素材であ
る、５５重量％Ａｌ，１．６重量％Ｓｉ，残りＺｎの合
金メッキ鋼板を使用し、これを塗布型クロメート処理液
（日本ペイント株式会社製のＮＲＣ３００）を用いて化
成処理層を形成した。

【００２６】次に、上記化成処理層の表面に、ＰＥＳ樹
脂１００重量部に対して、ＣｕＯ−Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｍｎ_２
Ｏ_３系複合酸化物顔料の２４重量％と、ストロンチウム
クロメートの塗料不揮発分に対する２１重量％から成る
下塗り層をロール塗装して、３２０℃の温度で焼き付
け、乾燥して膜厚８μｍを形成した。

【００２７】さらに、ＰＥＳ樹脂１００重量部に対し、
着色顔料であるＣｕＯ−Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｍｎ_２Ｏ_３系複合
酸化物顔料を２４重量％配合した上塗り層をロール塗装
して、３８０℃の温度で焼き付けて乾燥させ、膜厚１０
μｍを形成した。

【００２８】実験例２ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を１重量％となし、その他の条件は上記実験例１と同じ
とした。

【００２９】実験例３ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を２９重量％となし、その他の条件は上記実験例１と同
じとした。

【００３０】実験例４ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を２５重量％となし、また、下塗り層の膜厚を４μｍ、
上塗り層の膜厚を５μｍとなして、その他の条件は上記
実験例１と同じとした。

【００３１】実験例５ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を１６重量％となし、また、下塗り層の膜厚を１０μ
ｍ、上塗り層の膜厚を１８μｍとなして、その他の条件
は上記実験例１と同じとした。

【００３２】実験例６ 上記基板がＡｌメッキ鋼板で、上記下塗り層へのストロ
ンチウムクロメートの配合比率を１０重量％となし、そ
の他の条件は上記実験例１と同じとした。

【００３３】比較例１ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を０重量％となし、その他の条件は上記実験例１と同じ
とした。

【００３４】比較例２ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を４０重量％となし、その他の条件は上記実験例１と同
じとした。

【００３５】比較例３ 上記下塗り層へのストロンチウムクロメートの配合比率
を２１重量％となし、また、下塗り層の膜厚を１μｍ、
上塗り層の膜厚を１０μｍとなして、その他の条件は上
記実験例１と同じとした。

【００３６】比較例４ 基板として、ステンレス（ＳＵＳ４３０）鋼板を使用
し、これを塗布型クロメート処理液（日本ペイント株式
会社製のＮＲＣ３００）を用いて化成処理層を形成し
た。また、この化成処理層の表面に、シリコン系樹脂１
００重量部に対して着色顔料を１６重量％配合した塗料
をロール塗装して、３８０℃の温度で焼き付けて乾燥さ
せ、膜厚１０μｍを形成した。

【００３７】以上の各実験例と各比較例について、塩水
噴霧試験（ＪＩＳ−Ｋ−５４００に基づく）を行った。
尚、この試験は、７×１５ｃｍの試験片に対角線状にク
ロスカット（長さ１２ｃｍ）を入れ、５％塩水の噴霧試
験を２００時間にわたって行い、経時的な腐食状態の変
化を評価するものである。その結果は、表１の通りであ
る。

【００３８】

【表１】

【００３９】上記表１において、Ａは試験片のクロスカ
ット部分を、Ｂは試験片の平坦部分を、Ｃは試験片のエ
ッジ部分をそれぞれ示している。また、同表において、
○印は塩水噴霧試験の結果異常が発生しなかったこと
を、各数字は上記各部分が腐食して発生する塗膜の膨れ
幅（ｍｍ）を示しており、さらに、Ｓ溶は下塗り層のス
トロンチウムクロメートが上塗り層の表面側に溶出した
ことを、赤錆は素材としてステンレスを使用したときに
発生する錆をそれぞれ示している。

【００４０】以上の表１から明らかなように、実験例２
においては、下塗り層に含まれるストロンチウムクロメ
ートの配合量が少ないことから、１４４時間以上を経過
すると、若干の膨れが発生するものの、その他の実験例
においては、良好な結果が得られた。また、比較例の各
者は、４８時間を経過すると膨れが発生し、特に、９６
時間以上を経過すると、大きな膨れが発生したり、スト
ロンチウムクロメートの溶出が起こったり、ステンレス
を使用した比較例４では赤錆が発生する。

【００４１】前記実験例１〜６を、次の条件で耐熱性テ
ストを行った。実験例１〜６の試験片を、炉内温度３０
０℃で無風状態とした炉に１５００時間入れておいた。
各試験片はすべて、目視で塗膜剥離がなかった。

【００４２】以上のことから、製造コストを低廉としな
がら、傷付き部や端部での錆の発生を抑制でき、しか
も、耐熱性に優れ、ファンヒータの吹出口周りなどに配
設する場合に最適な耐熱性塗装鋼板を得られることが理
解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる耐熱性塗装鋼板を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１…基板、２…化成処理層、３…下塗り層、４…上塗り
層。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板がＡｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板又はＡ
   ｌメッキ鋼板から構成されており、上記基板の外表面に
   化成処理層が形成され、また、この化成処理層の外表面
   には、防錆顔料として塗料不揮発分の１〜２９重量％の
   ストロンチウムクロメートのみが配合されたポリエーテ
   ルサルホン樹脂を主成分とした下塗り層が、乾燥膜厚２
   〜２０μｍの範囲で形成され、その下塗り層の焼付温度
   を３００〜３５０゜Ｃとし、かつ、焼付時間を７０〜９
   ０秒として未完硬化状態となし、さらに、上記下塗り層
   の外表面には上塗り層が設けられ、この上塗り層は、ポ
   リエーテルサルホン樹脂を主成分とし、着色顔料として
   複合酸化物顔料が５〜４５重量％配合されて、乾燥膜厚
   ５〜４０μｍの範囲で形成され、その上塗り層の焼付温
   度を３５０〜４００゜Ｃとし、かつ、焼付時間を６０〜
   １２０秒として前記下塗り層と共に完全硬化させてなる
   ことを特徴とする耐熱性塗装鋼板。
2. 【請求項２】 Ａｌ−Ｚｎ合金メッキ鋼板又はＡｌメッ
   キ鋼板から構成される基板の外表面に化成処理層を形成
   し、次いで、その化成処理層の外表面に防錆顔料として
   塗料不揮発分の１〜２９重量％のストロンチウムクロメ
   ートのみが配合されたポリエーテルサルホン樹脂を主成
   分とした下塗り層を形成し、しかる後、その下塗り層の
   焼付温度を３００〜３５０゜Ｃとし、かつ、焼付時間を
   ７０〜９０秒として未完硬化状態となし、その後、その
   下塗り層の外表面に、ポリエーテルサルホン樹脂を主成
   分とし、かつ着色顔料として複合酸化物顔料が５〜４５
   重量％配合された上塗り層を形成し、さらに、その上塗
   り層の焼付温度を３５０〜４００゜Ｃとし、かつ、焼付
   時間を６０〜１２０秒として前記下塗り層と共に完全硬
   化させてなることを特徴とする耐熱性塗装鋼板の製造方
   法。