JP3424084B2 - 耐候性、密着性に優れた塗装ステンレス鋼板、及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐候性、密着性に優れた
塗装ステンレス鋼板及びその製造方法に関するものであ
る。更に詳しくは、塗装ステンレス鋼板を建材用として
海岸地帯で施工した場合で異種金属との接触による塗膜
の異常剥離（カソ−ド剥離）に強いクリヤ−塗装ステン
レス鋼板、及び着色塗装ステンレス鋼板を効率良く製造
する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】長期屋外耐久性が要求される外装建材と
して塗装ステンレス鋼板の使用が増加している。これ
は、亜鉛メッキ鋼板やアルミ板に比較しステンレス鋼板
の耐食性が期待されるからである。しかし、無塗装のス
テンレス鋼板を海岸地帯に暴露した場合１年で腐食が認
められ、３年後には深い腐食孔が観察されている。その
為これらの腐食を防止するのにアクリル、ポリエステ
ル、シリコ−ンアクリル、シリコ−ンポリエステル、フ
ルオロカ−ボンなどのポリマ−塗料を塗装したステンレ
ス鋼板が使用されている。

【０００３】ステンレス鋼板の腐食に及ぼす塗膜の機能
は、腐食性イオンが直接ステンレスの表面迄侵入、到達
することを防ぐための遮蔽能力であり、且つ、屋外に暴
露された場合、この遮蔽能力が低下すること無く持続す
る事が必要である。そのためには、水分、熱、紫外線、
酸性雨などによる塗膜のチヨ−キング、フクレ、ワレ、
ハガレなどの劣化を起こさないか、或いは劣化速度が極
端におそい塗膜を提供し得るポリマ−を選択する事が重
要である。このような観点から、現在上市されている建
材用塗装ステンレス鋼板としては次のようなものがあ
る。 （１）ステンレス鋼板＋クロメ−ト処理＋エポキシプラ
イマ−＋シリコ−ンポリエステルエナメル （２）ステンレス鋼板＋クロメ−ト処理＋エポキシプラ
イマ−＋ＰＶＤＦエナメル （３）ステンレス鋼板＋クロメ−ト処理＋シリコ−ンア
クリルクリヤ−

【０００４】これらの塗装ステンレス鋼板が一般的環境
に建築施工された場合、（１）のシリコ−ンポリエステ
ルエナメル塗装ステンレス鋼板で約１５年、（３）のシ
リコ−ンアクリルクリヤ−塗装ステンレス鋼板で約７年
の塗膜耐久性が確認されている。また、高価な塗装ステ
ンレス鋼板へのマ−ケットの長期耐久性要求から（２）
のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）エナメル塗装ステ
ンレス鋼板が上市され２０年以上の塗膜耐久性が期待さ
れている。しかし、ＰＶＤＦはステンレス鋼板に対する
密着性が悪いので、密着性の良いエポキシ樹脂プライマ
−などを使用する必要がある。エポキシ樹脂は紫外線に
暴露した場合、劣化が激しいので、上塗は紫外線の透過
を防止する顔料の入ったエナメル塗料を使用しなければ
ならず、クリヤ−塗装の場合は使用できない。屋外耐久
性のある樹脂としては官能基を持った金属密着のよいフ
ッソ樹脂が上市されているが、紫外線に暴露されると分
子中のクロ−ルの離脱が起こり、ステンレス鋼板を腐食
するため好ましくない。

【０００５】また、塗装ステンレス鋼板が海岸地帯で使
用された場合、紫外線によって劣化した塗膜はイオン透
過性が増大しＮａ イオンやＣｌ~イオン透過による膜下
腐食や塗膜の密着強度低下を起す。また、建築施工時に
使用する吊り子や止め金などの異種金属との接触がある
場合、その金属がステンレス鋼板より卑な場合はステン
レス側がカソ−ドになり、塗膜剥離が起こる。これらを
防止するためステンレス表面の化成処理や防錆顔料の使
用などが試みられているが、それだけでは充分な効果は
得られず、エポキシ樹脂プライマ−の金属密着性とＰＶ
ＤＦエナメル塗料の水分やイオンの遮蔽効果が大きい
（２）の塗装系ステンレス鋼板においてのみよい結果が
得られている。従ってクリヤ−塗装ステンレス鋼板や１
コ−ト１ベ−ク塗装ステンレス鋼板で満足するものはな
く問題となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記の問
題点を解決するため種々検討した結果、ステンレス鋼板
の表面にクロメ−ト皮膜を設け、その上に特定のフッ素
系樹脂とアクリル系樹脂とを主成分とする塗料を塗装し
た後に焼き付けることによって、塗膜密着性、耐食性、
耐候性に優れ、且つ、建築施工する場合の異種金属との
接触に因って起こる塗膜剥離に対して優れた塗装ステン
レス鋼板が得られることを見出し本発明を完成したもの
で、本発明の目的は海岸地帯で建築施工される場合でも
密着性の優れた耐食性塗装ステンレス鋼板を提供するも
ので、更に詳しくは、塗装ステンレス鋼板が建築施工さ
れる場合、使用される吊り子や止め金、また同時に貼り
合わされる塗装亜鉛鉄板、塗装アルミ板、窓サッシ、手
摺などの異種金属との接触で生ずるガルバニック作用に
よって起こる塗膜の剥離や膜下腐食に強く、かつ屋外耐
久性に優れた塗装ステンレス鋼板を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨はス
テンレス鋼板表面にクロメ−ト皮膜を設け、該皮膜上
に、フッ化ビニリデン・４フッ化エチレン・６フッ化プ
ロピレンを主成分とするフルオロポリマ−とメチルメタ
アクリレ−トを主成分とするアクリルポリマ−の混合物
より成る塗膜を順次設けて成る耐候性、密着性に優れた
塗装ステンレス鋼板であり、ステンレス鋼板表面に全ク
ロム／ＳｉＯ₂が１／１〜１／３の重量比から成るクロ
メ−ト処理剤を用い、総クロ−ム量が５ｍｇ／ｍ²〜４
０ｍｇ／ｍ²となるクロメ−ト皮膜を設け、その上に、
フッ化ビニリデン・４フッ化エチレン・６フッ化プロピ
レンを主成分とするフルオロポリマ−とメチルメタアク
リレ−トを主成分とするアクリルポリマ−の混合物より
成るクリヤ−塗料、又は該クリヤ−塗料中に、各種着色
顔料、及び、又は金属粉、体質顔料を分散したエナメル
塗料を塗布してから、最高到達温度５０℃〜２００℃と
なるよう焼き付ける事を特徴とする耐候性、密着性に優
れた塗装ステンレス鋼板の製造方法である。

【０００８】次に本発明について詳細に述べる。本発明
で使用するステンレス鋼板は、０．２ｍｍ〜１．２ｍｍ
厚のＳＵＳ３０４、３１６、４３０で、ヘアライン、ダ
ル、ブライトなどの表面仕上げした帯板であり、需要に
より選択する。ステンレス鋼板上に先ずクロメ−ト処理
剤をロ−ルコ−タ−にて塗布しクロメ−ト皮膜を設け
る。該クロメ−ト皮膜はステンレスと塗料の密着を向上
するために行うもので、一次密着性、二次密着性のバラ
ンスを取るため、好ましくは、クロ−ムとシリカの量を
全クロム／ＳｉＯ₂＝１／１〜１／３に調整したシリカ
・クロ−ム酸タイプの処理皮膜がよい。全クロム／Ｓｉ
Ｏ₂＝１／３より小さい場合は処理皮膜の凝集破壊を起
し易く、１／１より大きい場合は塗膜の密着が不充分と
なる。そして、この処理皮膜中の全クロ−ム量は５ｍｇ
／ｍ²〜４０ｍｇ／ｍ²の範囲にあることが望ましい。全
クロ−ム量が５ｍｇ／ｍ²以下では塗料との密着性を向
上させることができず、また、４０ｍｇ／ｍ²以上で
も、より以上の効果を期待することができない。

【０００９】この処理材皮膜上にフッ化ビニリデン・４
フッ化エチレン・６フッ化プロピレンを主成分とするフ
ルオロポリマ−（以下、２＋４＋６ フルオロポリマ−
と略記する）とアクリルポリマ−の混合物を主成分とす
る塗料を５μｍ〜５０μｍ塗装し焼き付ける。焼き付け
条件は３０秒〜６０秒の範囲で最高到達板温度（ＰＭ
Ｔ）は５０℃〜２００℃である。この場合、２＋４＋６
フルオロポリマ−のみでは密着性が悪く、アクリルポ
リマ−のみでは耐候性が充分でない。相互補完するため
に両者を混合使用するものである。両者の混合割合は２
＋４＋６ フルオロポリマ−の含有量が５０％〜８０％
の範囲が良い。５０％以下では耐候性が不充分でであ
り、８０％以上ではステンレス鋼板との密着性が劣る。
２＋４＋６フルオロポリマ−は有機溶剤に対する溶解性
から重合度が制約され、アクリルポリマ−は２＋４＋６
フルオロポリマ−と相溶するものでなければならない。
また、この塗料中に必要に応じて着色顔料、及び、又は
金属粉、体質顔料を分散しても良い。

【００１０】塗膜厚は必要な意匠性及び耐久性を得るた
めに５μｍ〜４０μｍの範囲で選択する事ができるが、
塗膜厚が５μｍ未満では耐久性が劣り、４０μｍを越え
ると加工性がマイナスとなる。耐久性と加工性のバラン
スが必要な場合は１５μｍ〜２５μｍの膜厚が好まし
い。焼き付け時間は特に限定するものではなく、必要に
応じて種々な時間が選択できる。

【００１１】ところで、本発明の効果を確認するため
に、塗装ステンレス鋼板の耐食性能評価方法が重要であ
る。建築施工して実用試験に供した場合は２〜３年間か
かる。促進試験法として、塩水噴霧試験、ＣＡＳＳ試
験、循環腐食試験、電解腐食試験などが一般的に知られ
ている。しかし、いずれの試験法も海岸地帯で異種金属
と接触した工法で建築施工された場合に起こる塗膜剥離
との相関性や促進性が充分ではない。本発明者等は先ず
この問題を解決するため、各種試験結果を検討して上記
剥離を再現し得る促進試験法を考案し、短期間で塗装ス
テンレス鋼板の剥離に対する性能評価を可能とした。本
発明者等が考案した当該促進試験方法は二次物性試験中
の電池剥離試験に使用した。

【００１２】本願発明にかかる塗装ステンレス鋼板は、
本発明者等が考案した耐食性促進試験方法によって測定
した結果、２４０Ｈｒで塗膜剥離は認められず、従来上
市されている塗装ステンレス鋼板と比較し、非常に優れ
た性能を有することがわかった。また、屋外耐久性試験
を代表するデュウサイクルウエザ−メ−タ−試験にて優
秀な耐チヨ−キング性、耐変褪色性を示している。次に
本発明を実施例、比較例により、更に具体的に説明す
る。

【００１３】

【実施例及び比較例】

実施例１ ダル仕上げしたステンレス鋼板ＳＵＳ３０４の表面を脱
脂・清浄し、クロメ−ト処理剤パルクロ−ム２８３（日
本パ−カ−ライジング（株）製）をロ−ルコ−タ−で塗
布した後、最高到達板温（ＰＭＴ）で６０℃となるよう
に熱風乾燥してクロメ−ト皮膜とした。この時のクロ−
ム付着量は３０ｍｇ／ｍ²であった。次に、この皮膜上
に２＋４＋６ フルオロポリマ−とアクリルポリマ−の
混合物を主成分とするステンレス用クリヤ−塗料ディッ
クフロ−Ｃ・Ａクリヤ−（大日本インキ化学工業（株）
製）を５、１０、及び１５μｍの厚さに塗装し、最高到
達板温（ＰＭＴ）で２００℃となるように焼き付けを行
い、クリヤ−塗装ステンレス鋼板ＣＰ₁（塗膜厚５μ
ｍ）、ＣＰ₂（塗膜厚１０μｍ）、ＣＰ₃（塗膜厚１５μ
ｍ）を作成した。

【００１４】実施例２ ステンレス用クリヤ−塗料として２＋４＋６ フルオロ
ポリマ−とアクリルポリマ−の混合物を主成分とするバ
インダ−に焼成顔料を分散したステンレス用エナメル塗
料ディックフロ−Ｃ・Ａエナメル（大日本インキ化学工
業（株）製）を用いた以外は、実施例１と同様にして、
エナメル塗装ステンレス鋼板ＥＰ₁（塗膜厚５μｍ）、
ＥＰ₂（塗膜厚１０μｍ）、ＥＰ₃（塗膜厚１５μｍ）を
作成した。

【００１５】比較例１ ステンレス用クリヤ−塗料としてシリコ−ンアクリル樹
脂を主成分としたステンレス用クリヤ−塗料リユ−コ−
トＳＡクリヤ−（大日本インキ化学工業（株）製、）を
使用し、焼き付け条件をＰＭＴで２３０℃となるように
した以外は、実施例１と同様にしてクリヤ−塗装ステン
レス鋼板ＳＡ₁（塗膜厚５μｍ）、ＳＡ₂（塗膜厚１０μ
ｍ）、ＳＡ₃（塗膜厚１５μｍ）を作成した。

【００１６】比較例２ ステンレス用エナメル塗料としてシリコ−ンポリエステ
ル樹脂を主成分としたバインダ−に焼成顔料を分散した
ステンレス用エナメル塗料リュ−コ−トＵＸ６５ＳＰエ
ナメル（大日本インキ化学工業（株）製）を用い、焼き
付け条件をＰＭＴで２１０℃となるようにした以外は、
実施例２と同様にしてエナメル塗装ステンレス鋼板ＳＰ
₁（塗膜厚５μｍ）、ＳＰ₂（塗膜厚１０μｍ）、ＳＰ₃
（塗膜厚１５μｍ）を作成した。

【００１７】比較例３ 市販の塗装ステンレス鋼板Ａ（シリコ−ンアクリル樹脂
クリヤ−塗装ステンレス鋼板）、Ｂ（エポキシ樹脂系プ
ライマ−＋シリコ−ンポリエステル樹脂系エナメル塗装
ステンレス鋼板）、Ｃ（エポキシ樹脂系プライマ−＋フ
ッ化ビニリデン樹脂系エナメル塗装ステンレス鋼板）を
比較材料とした。

【００１８】実施例及び比較例で作成した塗装ステンレ
ス鋼板と比較材との性能は次の試験法にて試験し、評価
した。 １、一次物性試験 １）ゴバン目エリクセン・セロハンテ−プ剥離試験 ２）折り曲げ・セロハンテ−プ剥離試験 ３）デュポン衝撃・セロハンテ−プ剥離試験 以上の試験はＪＩＳ Ｇ ３３１２，Ｇ ３３２０の折
り曲げ試験、衝撃変形試験と碁盤目試験の碁盤目部を７
ｍｍエリクセン絞り機で押し出した後、各試験片の変形
部分にセロハンテ−プを貼り、強く引き離して、塗膜の
剥離状況を観察、評価結果を表示する。

【００１９】２、二次物性試験 １）デュ−サイクル・サンシャインウエザ−メ−タ−試
験５００Ｈｒ後 色差（ΔＥ） ：ハンタ−式色差計を用いて暴露前後
の色差を測定、ΔＥ（Ｌ，ａ，ｂ）で表示する。 光沢保持率（％）：６０度反射光沢計を用いて暴露後の
光沢残存率で表示する。 テ−プ剥離試験 ：暴露後の試験片の平面部、及びクロ
スカット部にセロハンテ−プを貼り強く引き離して、塗
膜の剥離状況を観察し、評価結果を表示する。 ２）ＣＡＳＳ試験 ＪＩＳ Ｄ ０２０１附属書２のキャス試験に従って、
８００Ｈｒ暴露後の、ブリスタ−発生状況と、セロハン
テ−プ剥離試験をし、塗膜の剥離状況を観察し、夫々の
評価結果を表示する。 ３）電池剥離試験 ６ｃｍ×１５ｃｍの試験パネルの裏面の上部に６ｃｍ×
３ｃｍを研磨し、研磨面が内側となるように上部約１．
５ｃｍを１８０度折り曲げて、クリップを形成し、アル
ミ片５ｃｍ×４ｃｍをクリップに差し込んで試験片を作
製し５％ＮａＣｌ水溶液１リットルを入れた１リットル
ビ−カ−の中に浸漬し、液温３０℃にて１２０Ｈｒ経過
後、試験液を新しい液に交換し、更に１２０Ｈｒ浸漬し
た後、試験片を取りだし、水洗いする。次に試験片の表
面の水分を拭き取り、セロハンテ−プハクリ試験及びブ
リスター評価をした。その評価結果を表示する。ブリス
ター評価の判定表示基準は、日本塗料検査協会の塗膜の
評価基準による。

【００２０】以上の試験に於ける、セロハンテ−プ剥離
試験、及びブリスタ−の判定表示基準は下記のとおりと
した。 セロハンテ−プ剥離試験判定表示基準 ａ：異常なし ｂ：剥離面積１０％未満 ｃ：剥離面積５０％未満 ｄ：剥離面積５０％以上 ブリスタ−判定表示基準 日本塗料検査協会の塗膜の評価基準による。以上の試験
法で試験し、性能評価した結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】この結果から明らかなように、一次物性試
験では、実施例１、２、比較例１、２、３、であまり差
がないが、二次物性試験では明らかに実施例１、２が、
優れており、特に電池剥離試験では非常に優れた性能が
得られた。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる塗
装ステンレス鋼板は耐候性、密着性に優れ、特に、電池
剥離試験で非常に優れた性能の塗装ステンレス鋼板であ
り、海岸地帯で建築施工され、且つ異種金属との接触が
考えられる建築材料（屋根、壁、雨どい、役物など）、
フェンス、太陽熱温水器などが曝らされる過酷な条件に
対し、よりすぐれた耐久性を持った塗装ステンレス鋼板
を提供することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 11/38 ３０２ Ｃ２５Ｄ 11/38 ３０２ (72)発明者 平倉 誠 東京都中央区京橋一丁目５番８号 日本 冶金工業株式会社内 (72)発明者 安藤 貴志 東京都板橋区坂下三丁目35番58号 大日 本インキ化学工業株式会社内 (72)発明者 須佐 光夫 東京都板橋区坂下三丁目35番58号 大日 本インキ化学工業株式会社内 (72)発明者 林 光文 東京都中央区日本橋一丁目15番１号 日 本パーカライジング株式会社内 (72)発明者 朝隈 武志 千葉県八千代市上高野1812 東邦シート フレーム株式会社八千代工場内 (56)参考文献 特開 平４−94768（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−189879（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 7/14 B05D 7/24 302 B32B 15/08 C23C 22/24 C23C 28/00 C25D 11/38 302

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステンレス鋼板表面に全クロム（３価クロ
   ムと６価クロムの合計量）とシリカの重量比が全クロム
   ／ＳｉＯ _２ で１／１〜１／３のクロメ−ト処理剤を用
   い、総クロ−ム量が５ｍｇ／ｍ ^２ 〜４０ｍｇ／ｍ ^２ とな
   るクロメ−ト皮膜を設け、該皮膜上に、フッ化ビニリデ
   ン・４フッ化エチレン・６フッ化プロピレンを主成分と
   するフルオロポリマ−とメチルメタアクリレ−トを主成
   分とするアクリルポリマ−の混合物より成る塗膜を順次
   設けて成る耐候性、密着性に優れた塗装ステンレス鋼
   板。
2. 【請求項２】 フッ化ビニリデン・４フッ化エチレン・
   ６フッ化プロピレンを主成分とするフルオロポリマ−と
   メチルメタアクリレ−トを主成分とするアクリルポリマ
   −の混合物よりなる塗膜は、該塗膜内に各種着色顔料、
   及び／又は金属粉、体質顔料が分散した塗膜である請求
   項１項記載の塗装ステンレス鋼板。
3. 【請求項３】 ステンレス鋼板表面に全クロム（３価ク
   ロムと６価クロムの合計量）とシリカの重量比が全クロ
   ム／ＳｉＯ₂で１／１〜１／３のクロメ−ト処理剤を用
   い、総クロ−ム量が５ｍｇ／ｍ²〜４０ｍｇ／ｍ²となる
   クロメ−ト皮膜を設け、その上に、フッ化ビニリデン・
   ４フッ化エチレン・６フッ化プロピレンを主成分とする
   フルオロポリマ−とメチルメタアクリレ−トを主成分と
   するアクリルポリマ−の混合物より成るクリヤ−塗料、
   又は該クリヤ−塗料中に、各種着色顔料、及び、又は金
   属粉、体質顔料を分散したエナメル塗料を塗布してか
   ら、最高到達温度５０℃〜２００℃となるよう焼き付け
   る事を特徴とする耐候性、密着性に優れた塗装ステンレ
   ス鋼板の製造方法。