JP4424305B2 - クリヤーコート鋼板とそれに用いる水系塗布液 - Google Patents
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Description
(D)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.03以上、0.22以下、
(E)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.005以上、0.10以下、
となる量にする。いうまでもないが、式中の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、塗布液中のそれぞれの成分の含有量(質量%)を意味し、ジルコニウム化合物(C)およびバナジウム化合物(E)はそれぞれZrO2およびV2O5に換算した量である。
本発明において、亜鉛系めっき鋼板とは、亜鉛めっき鋼板と亜鉛合金めっき鋼板とを含む意味である。同様に、アルミニウム系めっき鋼板とは、アルミニウムめっき鋼板とアルミニウム合金めっき鋼板とを含む意味である。
本発明の水系塗布液は、(A)アクリル系エマルション樹脂、(B)シリカ、および(C)ジルコニウム化合物を必須成分として含有し、さらに任意成分として、(D)固体潤滑剤および(E)バナジウム化合物の一方または両方を含有しうる。
シリカ(B)は、クリヤーコート鋼板の耐ブロッキング性を大きく改善する作用を示す。このシリカは、皮膜の透明性を確保するために、コロイド粒径のものを使用する。コロイダルシリカ(湿式シリカ)と気相シリカ(乾式シリカ)のいずれも使用できる。シリカにはまた、皮膜の防錆性を高める効果もある。
本発明のクリヤーコート鋼板の基板は、耐食性に優れた亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板であるが、その種類やめっき目付量は特に制限されない。クリヤーコート被覆はめっき外観の意匠性を生かしながら、耐食性、加工性(例、型かじり性)を改善する目的で施される。その意味では、外観の意匠性に優れためっき鋼板が好ましく、例えば、55%Al−Zn合金めっき鋼板やAlめっき鋼板が挙げられるが、スパングル模様を生かすために溶融亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板などに適用してもよい。
本発明の水系塗布液のめっき鋼板への塗布は、通常の手段(連続塗装ラインの場合には、ロールコータでの塗布やまたは塗布液をスプレー後にリンガーロールで絞ることによる塗布)で行うことができる。このようにして乾燥後に所定付着量のクリヤー皮膜が形成されるように塗布液を塗布した後、オーブンで乾燥(焼付け)を行えばよい。
クリヤー皮膜の付着量(片面当たり)は、求められる性能(主として耐食性)に応じて調整されればよい。通常の用途であれば0.5g/m2以上、より耐食性が必要な場合は1g/m2以上とするのが好ましい。上限も、主として求められる性能とコストとの関係により決定されるが、付着量が厚すぎると、加工時に皮膜が剥がれやすくなったり、耐ブロッキング性の面でも不利になりやすい。そこで特に強加工を考慮すれば、付着量は8g/m2以下とし、好ましくは5g/m2以下である。
下記に示す(A)アクリル系エマルション樹脂、(B)シリカ、(C)ジルコニウム化合物、および(D)固体潤滑剤(ワックス)を用いて、試験用の各種水系塗布液(全固形分濃度は25質量%)を調合した。塗布液中の各成分の割合は表2に示した通りであった:
(A)アクリル系エマルション樹脂
代符S1:コロイダルシリカ(日産化学社製スノーテックスN)、
代符S2:コロイダルシリカ(日産化学社製スノーテックス30)、
代符S3:気相シリカ(日本アエロジル社製130)。
代符AZ:炭酸ジルコニウムアンモニウム。
(D)ワックス
代符WA:ポリエチレンワックス(軟化点130℃、平均粒径1μm)、
代符WB:ポリプロピレンワックス(軟化点142℃、平均粒径1.5μm)。
0.6mm厚の55%Al−Znめっき鋼板(めっき付着量:片面あたり75g/m2)を150mm×150mmの大きさに切り出し、アルカリ脱脂液(日本パーカライジング社製FCL4480)でスプレー脱脂し、その後水洗、乾燥したものを基板とした。
こうして作成されたクリヤーコート鋼板について、耐ブロッキング性については焼付けのあと速やかに、その他の性能については、焼付け後に室温まで放冷してから、以下の方法で性能を評価した。その結果を表2に併記する。いずれの性能についても、○以上の性能であれば合格である。
2枚のクリヤーコート鋼板の評価面(クリヤーコート面)同士を重ね合わせたものに2kgf/mm2の荷重をかけ、圧力をかける金型の温度を60℃に設定して24時間保持した。その後、鋼板同士の融着状態を以下の基準で評価した。◎が望ましい。
○…軽度に融着するが、分離後の評価面に剥離痕が認められない、
△…融着し、分離後の評価面に剥離痕が認められる、
×…融着し、鋼板同士を簡単に分離することができない。
評価面が外曲げとなるような曲げ試験(JISG331212.2.2に準拠)を行った後、曲げ部をポリエステルテープで剥離試験を行い、剥離の起こらない最小の曲げ厚み(板厚(T)の倍数)により評価した。
耐食性:
塩水噴霧試験240時間後における評価面の白錆面積率で評価した。
摺動性:
特開2003−136151号公報に記載のピンオンディスク試験法(回転ディスク上に被試験材を載置し、この被試験材に金属製のピン状試験具を押し付けながら被試験材をディスクと共に回転させて、ピンを1方向に摺動させる摺動摩擦試験法)に従って、防錆油を塗布したクリヤーコート鋼板の摩擦係数を以下の条件で測定し、摩擦係数が0.2を超えるまでの周回数で評価した。
押し付け荷重:3kgf
試験具先端形状:球
試験具先端形状曲率:2.5mmR
試験具先端材質:SKD鋼
摺動速度:6300mm/min(100rpm)
摩擦係数μ:0.1秒毎計測した摩擦係数6個の測定値から算出した平均値の最大値
◎…500周以上、○…300〜499周、△…100〜299周、×…99周以下。
調合した塗布液200mlを密閉容器に入れて40℃に保持し、固化(ゲル化)の状況を1日毎(初期は数時間毎)に観察し、固化までの期間で評価した。
代符AV:バナジン酸アンモニウム。
調合した各水系塗布液を、実施例1と同様に基板の片面への塗布と焼付けを行い、試験用のクリヤーコート鋼板を作成した。ただし、本例では、クリヤー皮膜の付着量を変動させた。塗布液の組成、皮膜の付着量、および性能試験の結果を表3にまとめて示す。
Claims (8)
- (A)アクリル系エマルション樹脂と、(B)シリカと、(C)炭酸ジルコニウムおよび炭酸ジルコニウムアンモニウムから選ばれたジルコニウム化合物とを含み、6価クロムを実質的に含まない(その含有量がCrO 3 として0.1%未満)クリヤーコート用水系塗布液であって、アクリル系エマルション樹脂(A)のガラス転移温度が10℃以上であり、(A)〜(C)の各成分の含有量(ジルコニウム化合物(C)の量はZrO2換算での量)が、(B)/(A)の質量比が0.08以上、(C)/(A)の質量比が0.05以上、0.25以下を満たすことを特徴とする、耐ブロッキング性に優れたクリヤー皮膜を形成できる水系塗布液。
- さらに(D)固体潤滑剤を含有し、その含有量が、(D)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.03以上、0.22以下となる量である、請求項1に記載の水系塗布液。
- さらに(E)バナジウム化合物を含有し、その含有量(V2O5に換算した量)が、(E)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.005以上、0.10以下となる量である、請求項1または2に記載の水系塗布液。
- アクリル系エマルション樹脂(A)の一部または全部が、アクリル系エマルジョン樹脂の重合時にコロイダルシリカを添加して得られるシリカ変性アクリル系エマルション樹脂である、請求項1ないし3のいずれかに記載の水系塗布液。
- 亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板の表面に、(A)アクリル系エマルション樹脂と、(B)シリカと、(C)炭酸ジルコニウムおよび炭酸ジルコニウムアンモニウムから選ばれたジルコニウム化合物とを含み、6価クロムを実質的に含まない(その含有量がCrO 3 として0.1%未満)水系塗布液から形成されたクリヤー皮膜を備えるクリヤーコート鋼板であって、アクリル系エマルション樹脂(A)のガラス転移温度が10℃以上であり、(A)〜(C)の各成分の含有量(ジルコニウム化合物(C)の量はZrO2換算での量)が、(B)/(A)の質量比が0.08以上、(C)/(A)の質量比が0.05以上、0.25以下を満たし、クリヤー皮膜の付着量が0.5〜8g/m2であることを特徴とする耐ブロッキング性に優れたクリヤーコート鋼板。
- 前記塗布液がさらに(D)固体潤滑剤を、(D)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.03以上、0.22以下となる量で含有する、請求項5に記載のクリヤーコート鋼板。
- 前記塗布液がさらに(E)バナジウム化合物を、(E)/[(A)+(B)+(C)]で示される質量比が0.005以上、0.10以下(バナジウム化合物(E)の量はV2O5に換算した量)となる量で含有する、請求項5または6に記載のクリヤーコート鋼板。
- アクリル系エマルション樹脂(A)の一部または全部が、アクリル系エマルジョン樹脂の重合時にコロイダルシリカを添加して得られるシリカ変性アクリル系エマルション樹脂である、請求項5ないし7のいずれかに記載のクリヤーコート鋼板。
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