JP3518108B2 - 端面耐食性に優れた高加工性塗装鋼板 - Google Patents

端面耐食性に優れた高加工性塗装鋼板

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、主として建材用及
び家電製品用の部材として使用される端面耐食性に優れ
た高加工性塗装鋼板に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、建築物の屋根・壁材用の部材とし
て、いわゆるカラートタンと呼ばれる塗装鋼板が使用さ
れてきた。 【0003】近年は、そのような建材分野のみならず、
家電製品の分野においても、予め塗装を施した塗装鋼板
を使用し、切断、加工を施して製品を組み立てるプレコ
ート方式の生産形態が普及してきている。 【0004】このような塗装鋼板を使用する場合、組み
立ての過程で切断、加工が施されるので、必然的に塗膜
の存在しない切断端面が発生する。従って、端面付近の
耐食性は、他の塗装が完全な部分に比べて劣ることにな
る。例えば、長期間にわたり屋外に暴露された場合、端
面から塗膜の膨れや錆が発生し、また、耐食性を評価す
るための促進試験でも、端面から同様な腐食の発生が認
められる。 【0005】塗装鋼板の端面耐食性を向上させる手段と
しては、例えば、特公平2−36384号公報に、プラ
イマー塗膜中に含有させるクロム酸ストロンチウム等の
防錆顔料の量を特定の範囲に限定した塗装鋼板が記載さ
れている。また、プライマー塗膜中における防錆顔料濃
度や塗膜厚を増大させ、あるいは鋼板の裏面にもプライ
マー塗膜を設けるのがプレコート鋼板の端面耐食性の向
上に有効であることが知られている〔「材料とプロセ
ス」,3(1990),P.1517、第7回塗料塗装
技術総合研究発表会予稿集(日本塗装技術協会)(19
89),P.40等参照〕。 【0006】しかしながら、プライマー塗装に用いる樹
脂の種類によっては、同じ防錆顔料を同一の濃度で含有
させても、良好な端面耐食性が得られない場合がある。
また、従来の建材用塗装鋼板に比べて、家電製品用の塗
装鋼板は、端面を密着曲げするなどの厳しい加工に耐え
るものであることが要求される。 【0007】プライマー塗膜の防錆顔料濃度を高めるこ
とは、端面の耐食性向上に大きな効果があるが、その反
面、加工性の低下を引き起こすので、高加工性と高耐食
性を両立させることは困難であった。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みなされたもので、耐食性と加工性のいずれにも
優れた塗装鋼板を提供すること、すなわち塗装鋼板の高
耐食性(端面耐食性)と高加工性を両立させることを目
的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】従来、塗装鋼板におい
て、プライマー塗膜中におけるクロム系防錆顔料を増
量すると耐食性が向上すること、および、ガラス転移
温度(Tg)が低い樹脂を使用することにより加工性が
向上することは、既に知られている。 【0010】本発明者らは、これら従来知見を踏まえて
さらに検討を重ね、以下の新知見を得た。すなわち、 クロム系防錆顔料の端面からのクロムの溶出速度を初
めて定量化した。これによって、十分な端面耐食性を得
るために必要なクロム溶出速度の適正範囲の限定が可能
である。 【0011】クロム溶出速度が適正範囲を超えると、
二次密着性等が低下し、必ずしも良好な耐食性が得られ
ない。 【0012】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、その要旨は下記の塗装鋼板にある。 【0013】溶融亜鉛めっき鋼板表面に上塗り塗膜お
よび下塗り塗膜を有する塗装鋼板であって、下塗り塗膜
が、ガラス転移温度が−5℃から40℃であり、平均分
子量が5000以上である高分子ポリエステル樹脂を主
樹脂とし、クロム系防錆顔料を含有し、かつ塗装鋼板の
切断端面からのクロム溶出量が、切断端面単位長さ当た
りおよび単位時間当たり、0.5〜50μg/(m・h
r)であることを特徴とする端面耐食性に優れた高加工
性塗装鋼板。 【0014】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の塗装鋼板につい
て詳細に説明する。 【0015】(1)塗装鋼板の構成 この塗装鋼板の母材であるめっき鋼板としては、溶融
鉛めっきを施した鋼板が使用できる。 【0016】めっき付着量は限定されることはなく、通
常、30〜200g/m2のものであればよい。 【0017】上記のめっき鋼板は下地処理を施されたも
のである。下地処理方法は特に限定されず、通常用いら
れているリン酸亜鉛系やクロメート系の下地処理が施さ
れたものであればよい。 【0018】プライマー(下塗り)塗膜中には、ストロ
ンチウムクロメート、ジンククロメート、バリウムクロ
メート、カルシウムクロメート等のクロム系防錆顔料が
含まれていることが必要である。クロム系防錆顔料の含
有量は特に限定されないが、後述するように、塗装鋼板
の切断端面からのクロム溶出量が所定の範囲内であるこ
とを要する。これは、塗装鋼板をシャー切断、あるいは
打ち抜き加工を行った場合の鋼板端面の耐食性を確保す
るためである。なお、クロム系防錆顔料の他に、シリ
カ、炭酸カルシウム等の体質顔料や、チタニア等の着色
顔料が含まれていてもよい。 【0019】プライマー塗膜は、ガラス転移温度(T
g)が−5℃から40℃の範囲で、しかも分子量が50
00以上の高分子量のポリエステル樹脂を主樹脂とする
ものである。これは、高い加工性を確保するためで、T
gが前記の範囲を超えると塗装鋼板の加工性が低下し、
一方、この範囲を下回る場合は塗装鋼板の硬度が低下す
る。このポリエステル樹脂は塗膜を構成する樹脂全体に
対して60重量%以上であるのが好ましく、その他の樹
脂として、例えばエポキシ樹脂等が含まれていてもよ
い。なお、プライマー塗料は、メラミンやイソシアネー
ト系硬化剤を使用して、熱硬化型塗料にして使用する。 【0020】トップコート(上塗り塗膜)や塗装鋼板の
裏面に関しては、何等限定はない。 【0021】但し、極めて高い端面耐食性が要求される
場合には、裏面にもクロム系の防錆顔料を含むプライマ
ー塗膜が形成されていてもよい。 【0022】トップコート樹脂種としては、ポリエステ
ル系、アクリル系、塩化ビニル系、フッ素系等の汎用の
樹脂が使用できる。また、裏面の塗膜の樹脂種として
は、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、メラミ
ンアルキド系等の樹脂が使用できる。 【0023】(2)端面からのクロム溶出量 上記のように、本発明の塗装鋼板にあっては、プライマ
ー塗膜中のクロム系防錆顔料の含有量は特に限定されな
い。しかし、塗装鋼板の端面耐食性を確保するために、
鋼板の切断端面の単位長さ(1m)当たり、および単位
時間(1時間)当たりのクロム溶出量(これを、「端面
からのクロム溶出量Q」、あるいは単に「クロム溶出量
Q」という)が、0.5〜50μg(以下、0.5〜5
0μg/(m・hr)と記す)の範囲内であることが必
要である。クロム溶出量Qが0.5μg/(m・hr)
未満では端面耐食性が劣り、50μg/(m・hr)を
超えると塗膜の二次密着性が劣化する。 【0024】端面からのクロム溶出量Qに影響を与える
因子としては、クロム系防錆顔料を含有する塗膜層の厚
み、塗膜中のクロム系防錆顔料の濃度、塗膜樹脂系およ
びクロム系防錆顔料の種類等があげられる。これらの影
響因子をコントロールすることによってクロム溶出量Q
を上記の適正範囲内にすることができる。なお、クロム
溶出量Qに対しては、めっき鋼板の種類、トップコート
の種類等の影響は小さく、無視し得る程度である。 【0025】端面からのクロム溶出量Qは以下のように
測定する。 【0026】 塗装鋼板をシャーあるいは打ち抜き機
によって、例えば短冊状のような、塗装部の面積に対し
て端面の長さが大きい試験片を多数作製し、これら多数
の試験片を水あるいは5%NaCl等の水溶液(浸漬
液)に浸漬する。 【0027】例えば、100ccの浸漬液(室温)に対
して、短冊状の試験片の端面の長さの合計(総端面周
長)が1〜10mとなるようにする。 【0028】 経時的に浸漬液のサンプリングを行
い、可視・紫外吸光法や原子吸光法によって浸漬液中の
クロム濃度(全クロム濃度)を定量する。 【0029】例えば、イオン交換水中での浸漬10時間
後のクロム溶出量を吸光光度計によって測定し、端面の
単位長さ(1m)当たり、単位時間(1時間)当たりの
溶出量に換算する。 【0030】(3)塗装鋼板の製造方法 本発明の塗装鋼板は、上記のめっき鋼板に下地処理を施
し、次いで、その表面に、クロム系防錆顔料が含まれ、
かつ上記の条件を満たすプライマー塗膜を形成させ、さ
らにトップコートで被覆することにより製造することが
できる。プライマー塗膜の形成方法は特に限定されるこ
とはなく、上記のプライマー塗膜が得られるように調整
したプライマー塗料を通常用いられているロールコータ
ー、カーテンフローコーター、スプレーガン等により被
塗装材表面に塗布し、塗膜を構成する樹脂の特性に応じ
て最高到達温度200〜240℃で焼付乾燥させればよ
い。 【0031】本発明の塗装鋼板は上記のような構成を有
する鋼板であって、端面からのクロム溶出量Qを定量化
し、これによって良好な端面耐食性を示す範囲を明確化
した点に最大の特徴がある。さらに、高い加工性を確保
するために、プライマー塗膜の樹脂系をポリエステル樹
脂主体とし、そのTgと分子量を規定したものである。
従って、この鋼板は端面耐食性と加工性のいずれにも優
れており、従来困難とされていた高耐食性(端面耐食
性)と高加工性の両立が実現される。 【0032】この鋼板は、例えば屋根・壁を始め、エア
コン室外機や自動販売機等のシャーカット部やネジ穴
部、切り欠き部の耐食性向上に対して特に優れた効果を
発揮するので、切断部の端面耐食性が要求される屋外使
用の部材や機器類の外板として好適である。また、加工
性にも優れているので、特に厳しい加工性が要求される
家電製品用の部材としても使用でき、さらに将来的には
自動車用途への適用も考えられる。 【0033】 【実施例】板厚0.5mmの溶融亜鉛めっき鋼板(めっ
き付着量:片面60g/m2 )を供試材として、そのめ
っき面にリン酸亜鉛処理(付着量:1g/m2 )を施し
た後、表1に示す樹脂および防錆顔料を有するプライマ
ー塗料をバーコータによって表2に示す種々の塗膜厚に
なるように塗布し、オーブンで、最高到達温度が210
℃になるように、約40秒間で焼付乾燥させた。 【0034】次いで、酸化チタン40%(塗料固形分に
対する重量%)を含有する高分子量のポリエステル系の
トップコート塗料を塗膜厚みが15μmとなるようにバ
ーコータで塗布し、最高到達温度が230℃となるよう
に、約60秒間で焼付乾燥させた。 【0035】こうして得られた試料(塗装鋼板)につい
て、下記の方法に基づいて端面からのクロム溶出量の測
定、耐食性試験、加工性試験および二次密着性試験を行
った。 【0036】〔端面からのクロム溶出量の測定〕5mm
×50mmの短冊状塗装鋼板試験片を50枚(総端面周
長:5.5m)作製し、イオン交換水100cc(23
℃)に浸漬し、10時間経過後におけるクロム溶出量を
吸光光度計で測定した。なお、一部の試験片について浸
漬液として5%NaClも用いたが、同じ溶出結果を示
した。 【0037】〔耐食性試験〕JISに規定される塩水噴
霧試験(SST)を行い、240時間後における試験片
の端面からの塗膜膨れ幅(最大値)を測定した。1.0
mm以下であれば良好とした。 【0038】〔加工性試験〕180度折曲げを行い、ク
ラックの発生しない最低板挟み枚数で表した。0Tまた
は1Tであれば良好とした。 【0039】〔二次密着性試験〕塗装鋼板を沸騰水に2
時間浸漬した後、碁盤目テープ剥離を行い(碁盤目数1
00個)、剥離しなかった碁盤目数を数え、剥離しない
ものが98個以上であれば良好(○印)、それに満たな
ければ不良(×印)とした。 【0040】結果を表2併せてに示す。この結果から明
らかなように、ポリエステル樹脂として、本発明で規定
するTgおよび分子量を有するものを使用し、かつ端面
からのクロム溶出量を特定の範囲内に抑えた鋼板は良好
な端面耐食性および加工性を有している。 【0041】 【発明の効果】本発明の塗装鋼板は端面耐食性と加工性
のいずれにも優れており、例えば屋根・壁を始め、エア
コン室外機や自動販売機等、屋外使用の外板として好適
である。また、特に厳しい加工性が要求される家電製品
用の部材としても使用でき、さらに将来は自動車用材料
としての利用も考えられる。 【0042】 【表1】 【0043】 【表2】
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05D 1/00 - 7/26 B32B 1/00 - 35/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】溶融亜鉛めっき鋼板表面に上塗り塗膜お
    よび下塗り塗膜を有する塗装鋼板であって、下塗り塗膜
    が、ガラス転移温度が−5℃から40℃であり、平均分
    子量が5000以上である高分子ポリエステル樹脂を主
    樹脂とし、クロム系防錆顔料を含有し、かつ塗装鋼板の
    切断端面からのクロム溶出量が、切断端面単位長さ当た
    りおよび単位時間当たり、0.5〜50μg/(m・h
    r)であることを特徴とする端面耐食性に優れた高加工
    性塗装鋼板。
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