JP2792745B2 - ステンレス塗装鋼板 - Google Patents
ステンレス塗装鋼板Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
- C23C2222/20—Use of solutions containing silanes
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
く、耐汚染性に優れ、各種の環境下においても塗膜のは
がれ、ふくれ等がなく密着性に優れるステンレス塗装鋼
板に係るものである。
試みられている。これは本来、耐食性、耐熱性に優れる
ステンレスが、他からのもらい錆により錆を発生した
り、空気中の塵埃により汚染したりするため、それらを
防止し、より美観に優れたものとするとの要求により行
われているものである。しかしながら、ステンレス表面
は本来不活性であるため、これらの塗装により形成され
た塗膜はその密着性が不十分で、長期間には、はがれ、
ふくれを生じる場合が多かった。
ブラスト処理により粗度調整し、微細な凹凸により塗膜
とステンレスの接触面積を広げて、物理的に塗膜の密着
性を向上させる方法や、エッチングプライマー等によ
り、続く塗膜の密着性の良い表面を形成する方法、リン
酸、ケイ酸、タンニン酸、クロメート等の単独または混
合物からなる化成処理液によりステンレス表面を処理し
表面を活性化する方法や、塗装する塗料中にシランカッ
プリング剤等を添加して、不活性表面と塗膜との結合性
を向上させる方法が行われている。
方法のうちブラスト処理により粗度調整する場合は、塗
装工程が煩雑になるうえに大掛かりな設備が必要であ
る。また、エッチングプライマーや従来の化成処理を行
ったステンレス塗装鋼板では、過酷な条件下で使用され
た場合、密着性に問題があった。
決するため、本発明者らは水洗や大掛かりな設備を必要
とせず、ステンレス鋼板表面に、特定の化成処理層、プ
ライマー層、仕上げ塗膜層を単に積層するだけで形成さ
れる、塗膜の耐候性、密着性に優れたステンレス塗装鋼
板を発明した。すなわち、ステンレス鋼板の表面に、
主成分として、リン酸1重量部に対して、クロム酸4〜
8重量部、ケイ酸塩0.5重量部以下の比率からなる化
成処理液により、乾燥時、クロムの付着量で5〜50mg
/m2となるように形成される化成処理層、顔料重量濃
度(PWC)が5〜40%であり、樹脂固形分に対して
1〜10重量%のエポキシ系、アミン系、メルカプト系
より選ばれる少なくとも1種以上のシランカップリング
剤を含むエポキシ樹脂系プライマー層、シリコーン変
性アクリル樹脂系仕上げ塗料層を順次積層したステンレ
ス塗装鋼板である。
は、JISによって規定されているオーステナイト系1
8クロム−8ニッケル系のSUS301、SUS30
4,SUS316、オーステナイト系クロム−マンガン
系のSUS201、SUS202、フェライト系18ク
ロム系のSUS430、マルテンサイト系13クロム系
のSUS410等通常使用されているものでありステン
レス鋼板であれば特に限定されない。
液は主成分として、リン酸1重量部に対して、3価及び
/又は6価のクロム酸が4〜8重量部、ケイ酸塩は0.
5重量部以下、好ましくは0.1重量部以下の比率で添
加されている。また、これらの主成分濃度は乾燥時の化
成処理層においてクロムの付着量が5〜50mg/m2とな
るように適宜調整される。更に化成処理層が均一となる
ようにするために、表面張力の調整として、これらに界
面活性剤等を添加しても良い。上記の成分において、ケ
イ酸塩を0.5重量部以上添加すると、化成処理層の造
膜性が悪く、均一な化成処理層が得られないため、続く
プライマーや仕上げ塗料の密着性が低下する。また、こ
れを無理に造膜させるためにはスプレー塗装や浸漬等の
方法では不可能であり、ロールコーター等の設備を必要
とするため、塗装工程上から不都合である。
量400〜5000程度のビスフェノールA型、ビスフ
ェノールF型、水添ビスフェノールA型、βメチルエピ
クロ型、ノボラック型、レゾルシン型、グリコールエー
テル型、環状エステル型、脂肪族エステル型等の2液硬
化型のエポキシ樹脂を用いる。硬化剤としては、脂肪族
アミン、芳香族アミン、ポリ(アミノ)アミド、脂環族
アミン、アミンアダクト(変性アミン)等があげられ
る。また、このエポキシ樹脂プライマーに添加するエポ
キシ系、アミン系、メルカプト系より選ばれる少なくと
も1種以上のシランカップリング剤は、プライマー塗料
中の全樹脂固形分に対して、1〜10重量%の比率で添
加する。これらシランカップリング剤の例としては、エ
ポキシ系は、β−(3、4エポキシシクロヘキシル)エ
チ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、γ−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン等、アミン系は、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、N−β
(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等、
メルカプト系は、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン等があげられる。また顔料としては、酸化チタ
ン、タルク、硫酸バリウム、珪砂、炭酸カルシウム、ク
レー、カオリン、珪酸アルミニウム、ホワイトカーボ
ン、ベントナイト、炭酸バリウム、雲母等などがあげら
れる。
仕上塗料層は、芳香族ビニル単量体例えば、スチレン、
α−メチルスチレン、α−クロルスチレン等を50重量
%以下と、アミド基や水酸基等の極性基を有するビニル
系単量体、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、
2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプ
ロピルアクリレートを20重量部以下と、
ロピルトリメトキシシランを5〜35重量%と、極性基
を有しないアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステ
ルを20〜95重量%を必須成分として重合させること
により得られる線状のランダム重合体を含む湿気硬化性
塗料を塗付した塗膜である。
表面状態を整えるために酸またはアルカリ系の脱脂剤に
て脱脂する。 b)次に本発明における化成処理液を用いて、浸漬、流
しかけ、スプレー、ロールコーターのいずれかにより処
理を行う。処理時間は10〜60秒、処理温度は15〜
43℃、塗付量はクロム付着量で5〜50mg/m2、処理
後水切りを行いその後70℃以上にて乾燥を行う。 c)次に、下塗りとしてエポキシ樹脂系塗料を乾燥膜厚
が10〜50μとなるように塗装する。塗装方法は、一
般のエナメルに使用するような、スプレーガン、静電ス
プレー、刷毛、ローラー等を用いる。塗装後は常温にて
も硬化するが、80℃にて30分乾燥を行えば、短時間
にて諸物性を得ることができる。 d)次に、上塗にはシリコーン変性アクリル樹脂系仕上
塗料を使用する。塗付量は乾燥膜厚が15〜60μとな
るように塗装する。塗装方法は下塗りと同様の方法を用
いることができる。塗装後は常温にても硬化するが、例
えば120℃にて30分乾燥を行えば、短時間にて諸物
性を得ることができる。
に特定量以下のケイ酸塩を含有している。この特定量の
ケイ酸塩は化成処理層の造膜性には何ら影響を与えな
い。さらに、化成処理層の上に積層するエポキシプライ
マー層中には、シランカップリング剤を含有している。
したがって、これら両層の境界面において、シランカッ
プリング剤がケイ酸塩と結合し、以下、実施例で明らか
なように、ゲージ圧7 kgf/cm2 {0.6865 MPa}、
槽内温度約171℃飽和蒸気圧のオートクレーブ中で、
8時間という過酷な条件においても、塗膜の密着性が良
好であると共にシリコーン変性アクリル樹脂系塗料層に
より優れた耐候性及び高い表面硬度、耐汚染性を発揮す
るものと考えられる。
のSUS430ステンレス鋼板をオーカイト社製「オー
カイト67」にて脱脂したのち、流水にて1分間洗浄を
行った。つぎに乾燥炉で120℃、5分間乾燥を行い、
その後常温まで放冷した。この後オーカイト社製「オー
ケムコート2000」5容量%溶液中にステンレスを浸
漬して処理した後に常温にて10分放置し、乾燥炉で1
00℃、5分間乾燥を行った。つぎに、下塗り層として
表1に示す組成のエポキシプライマーを乾燥膜厚が40
μとなるように塗装し、80℃、30分間焼き付けた。
さらに、これを常温まで放冷後、仕上げ塗料層として、
表1に示したシリコーン変性アクリル樹脂塗料を乾燥膜
厚40μとなるように塗装し、120℃、20分間焼付
けてステンレス塗装鋼板を得た。 (実施例2)下塗り層として表1に示した組成のエポキ
シプライマーを用い、焼付け時間を80℃、20分にし
た以外は実施例1と同様にしてステンレス塗装鋼板を得
た。 (実施例3)フェライト系オーステナイト系のSUS4
30ステンレス鋼板を日本パーカライジング社製「ファ
インクリーナー4389」にて脱脂したのち、流水にて
1分間洗浄を行った。つぎに乾燥炉で120℃、5分間
乾燥を行い、その後常温まで放冷した。この後オーカイ
ト社製「オーケムコート2000」5容量%溶液をステ
ンレス表面にスプレーして乾燥炉で80℃、10分間乾
燥を行った。つぎに、下塗り層として表1に示す組成の
エポキシプライマーを乾燥膜厚が40μとなるように塗
装し、80℃、10分間焼き付けた。さらに、これを常
温まで放冷後、仕、上げ塗料層として、表1に示したシ
リコーン変性アクリル樹脂塗料を乾燥膜厚40μとなる
ように塗装し、120℃、20分間焼付けてステンレス
塗装鋼板を得た。 (実施例4)下塗り層として表1に示した組成のエポキ
シプライマーを用い、20℃、8時間養生後、仕上げ塗
料層として、表1に示したシリコーン変性アクリル樹脂
塗料を乾燥膜厚40μとなるように塗装し、20℃、3
日間、常温乾燥した以外は実施例3と同様にしてステン
レス塗装鋼板を得た。 (比較例1)化成処理を行わず、下塗り層として表2に
示した組成のエポキシプライマーを用いた以外は実施例
1と同様にしてステンレス塗装鋼板を得た。 (比較例2)下塗り層として、表2に示したような、シ
ランカップリング剤を含有しないエポキシプライマーを
用いた以外は、実施例1と同様にしてステンレス塗装鋼
板を得た。 (比較例3)化成処理後に乾燥炉で80℃、10分乾燥
させ、上塗り層として、表2に示したような、アクリル
ウレタン樹脂塗料を用いた以外は実施例1と同様にして
ステンレス塗装鋼板を得た。 (試験方法)以上実施例1〜比較例4で得られえたステ
ンレス塗装鋼板を、JIS A 6205「鉄筋コンクリート用防
せい剤」に規定されたオートクレーブ装置に入れ、ゲー
ジ圧7 kgf/cm2 {0.6865 MPa}槽内温度約171
℃飽和蒸気圧で8時間加圧試験を行った。
により観察を行った。 ii)鉛筆引っかき値 JIS K 5400 8.4.1により、塗膜の破れを評価する。 iii)碁盤目テープ試験 JIS K 5400 8.5.2により評価した。但し、切り傷の間隔
は2mmとし、ます目数は25にした。 iv)耐塩水噴霧性試験 JIS K 5400 9.1に準じて1000時間後の塗膜表面の変化を
目視した。 v)耐汚染性 屋外暴露1か年後のグレースケール値により、5を良
好、1を不良として5段階に識別した。 vi)促進耐候性試験JIS K 5400 9.8.1に準じて、サンシ
ャインウェザオメーターで3000時間照射後の塗膜外
観を目視した。 vii)汚染回復性(1) 白色ワセリンにカーボンブラック(JIS K 5107)を10
%混入した汚染物質を1g布につけ、直交する方向にそ
れぞれ5往復、均等に力を入れて試験片に擦り込み、1
週間放置する。その後、布で試験片の汚染物質を十分に
拭きとったうえJIS K 3310(化粧石鹸)に規定する5%
の、化粧石鹸水をつけた布で、20往復擦り洗浄し水で
洗い流し、恒温乾燥器(50±2℃)にて30分間乾燥
させる。その後グレースケール値により、5を良好、1
を不良として、5段階に識別し、汚染回復力を評価し
た。 viii)汚染回復性(2) (塗膜の自動車排ガス耐汚染
性試験) エンジン排気量1500ccの年式60年後期の日産サ
ニーを使用し、そのマフラーより30cm離した所に、
試験体を懸垂して、1時間排ガスに暴露する。暴露後、
室内に一ヶ月間放置した後に、中性洗剤にて洗浄し、恒
温乾燥器(50±2℃)にて30分間乾燥させる。評価
はグレースケールを使用し、5を良好、1を不良とし
て、5段階に識別し、汚染回復力を評価した。このよう
な評価方法により、加圧試験前と加圧試験後についてそ
れぞれ評価した。その結果を表3及び表4に示した。
ス塗装鋼板は何れも加圧後にブリスター(ふくれ)や剥
離が発生しているのに対して、本発明のステンレス塗装
鋼板は飽和蒸気加圧という過酷な条件下においても、当
初の塗膜物性を維持し、耐候性、密着性、さらに塗膜表
面に汚染物質が付着しても、洗浄等により除去すれば塗
膜は汚染されていないという汚染回復性等の表面物性に
非常に優れていることが明白である。
Claims (1)
- 【請求項1】ステンレス鋼板の表面に、主成分とし
て、リン酸1重量部に対して、クロム酸4〜8重量部、
ケイ酸塩0.5重量部以下の比率からなる化成処理液に
より、乾燥時、クロムの付着量で5〜50mg/m2となる
ように形成される化成処理層、顔料重量濃度(PW
C)が5〜40%であり、樹脂固形分に対して1〜10
重量%のエポキシ系、アミン系、メルカプト系より選ば
れる少なくとも1種以上のシランカップリング剤を含む
エポキシ樹脂系プライマー層、シリコーン変性アクリ
ル樹脂系仕上げ塗料層を順次積層してなるステンレス塗
装鋼板。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1948591A JP2792745B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ステンレス塗装鋼板 |
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Family Applications (1)
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-
1991
- 1991-01-18 JP JP1948591A patent/JP2792745B2/ja not_active Expired - Fee Related
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