JPH04118079A - 耐熱塗装ステンレス鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は新規な耐熱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。さらに詳しくいえば、本発明は
、常用の耐熱温度が２６０℃程度の耐熱性を何するとと
もに、優れた塗膜密着性、加工性及び耐食性を有し、例
えば自動車やバイツの７７ラー、エンジンまわりなどの
耐熱用途に好適な耐熱塗装ステンレス鋼板、及び前記の
特性に加えて、さらに優れた非粘着性を有し、例えばベ
ークウェア、オーブン天板、加熱プレートなどの食品加
熱加工用具に好適な耐熱塗装ステンレス鋼板、並びにこ
れらの耐熱塗装ステンレス鋼板を効率よく製造する方法
に関すφものである。

【従来の技術】

従来、ステンレス鋼板に、遮Ｒ塗装ラインで塗装を施し
たいわゆるプレコート板は、耐食性及び耐候性に優れる
とともに、良好な色調を有することから、現在屋根やｍ
璧などの外装建材、家電製品などに幅広く用いられてい
る。この塗装ステンレス鋼板は、前記用途に用いる場合
、プレス加工などの加工処理が施されるため、従来その
加工性が菫視される傾向にあり、したがって、その塗料
としては、下塗には圧倒的にエボキン樹脂系塗料が、ま
た上塗にはアクリル樹脂系、ポリエステル樹脂系、塩化
ビニルプラスチゾル系、二フッ化ビニル樹脂系、シリコ
ンポリエステル樹脂系などの塗料が用いられている。 ところで、塗膜の耐熱性は一次的に硬化した塗膜のＴｇ
（ガラス転移温度）によって左右され、７ｇ以上の温度
では塗膜の機械的性質が低下するとともに、ｉｉｉ膜に
対するガスや水の透過性が大幅に増加することが知られ
ている。現在塗装ステンレス鋼板の上塗に使用されてい
る前記塗料は、その塗膜のＴｇが、例えばアクリル樹脂
系塗料３０〜６０℃、ポリエステル樹脂系塗料３０〜５
０℃、塩化ビニルプラスチゾル系塗料３０〜４０℃、二
フフ化ビニル樹脂系塗料６０〜７０℃、シリコンポリエ
ステル樹脂系塗料５０〜７０℃である。 このような塗料で塗装されたステンレス鋼板においては
、連続耐熱温度はせいぜい高くとも１２０〜１３０℃程
度にすぎず、高温域での使用では塗膜性能が劣化するの
を免れない。 一方、耐熱性や難燃性に優れた樹脂として熱可塑性ポリ
エーテルスルホン系樹脂が知られているが、この樹脂は
金属などの表面に塗膜形成した場合、密着性が悪いとい
う欠点を有しており、したがって、この欠点を改良する
ために、例えば被塗面を脱脂後、サンドブラスト加工を
行うなどの方法が試みられている。しかしながら、この
ような方法は工程が煩雑であって、コスト高になるのを
免れず、その改善が望まれていた。 他方、金属が空気中で高ゐにさらされると、高温酸化さ
れて腐食するため、この腐食から金属を守るのに、耐熱
塗料、主としてシリコーン樹脂系耐熱塗料が用いられて
いる。そして、このような耐Ｉ！ｌ塗料は、金属層に対
する密着性は良好であるものの、折り曲げ加工などの加
工性能に劣るために、通常成形された後に塗装するいわ
ゆるボストコート法が採用されている。しかしながら、
このポストコート法は、工場塗装ラインで生産する場合
には、塗布品の貯蔵場所に大きなスペースが必要である
という欠点を有し、まｔ；塗装時における塗料及び溶剤
のロスなど、省エネルギー及び省資源の面からも、密着
性及び折り曲げ加工性に優れＩ；耐熱塗装ステンレス鋼
板用被覆材が望まれていた。 また、従来、鋼板の！ｉ１膜密着性や耐食性を向上させ
る方法として、反応型クロメート処理や電解クロメート
処理が知られている（特開昭６１−１９３８４２号公報
、特開昭６１−１３７５３４号公報）。しかしながら、
反応型クロメート処理は亜鉛の溶解反応を必要とし、亜
鉛メツキ鋼板などには適用しうるが、ステンレス鋼板に
は適さないし、電解クロメート処理は電気化学的に鋼板
表面上にクロムを析出させることから、電解槽などの特
別な装置を必要とする上、プレコート鋼板のような高速
かつｉＩ！続生産ｌこは適さないなどの問題があった。 ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、常用の耐熱温度が２６０°Ｃ程度の耐熱性を
有するとともに、優れた塗膜密着性、加工性及び耐食性
を有し、例えば自動車やバイクの７７ラー、エンジンま
わりなどの耐熱用途に好適な耐熱塗装ステンレス鋼板、
及び前記特性に加えて、さらに優れた非粘着性を有し、
例えばベークウェア、オープン天板、加熱プレートなど
の食品加熱加工用具に好適な耐熱塗装ステンレス鋼板、
並びにこれらの耐熱塗装ステンレス鋼板を効率よく製造
する方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。 ［課題を解決するＩ；めの手段］ 本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、ステンレス鋼板表面に、塗布型クロメート処理
によって、クロム付着量が特定の範囲にあるクロメート
被膜を形成させたのち、この上に熱可塑性ポリエーテル
スルホン系樹脂を主成分とする塗膜を形成させることに
より、自動車やバイツのマフラー、エンジンまわりなど
の耐熱用途に好適な物性を有する耐熱塗装ステンレス鋼
板が得られること、また、前記塗膜として熱可塑性ポリ
エーテルスルホン系樹脂と四フッ化エチレン樹脂とを主
成分とする塗膜を形成させることにより、ベータウェア
、オーブン天板、加熱プレートなどの食品加熱加工用具
に好適な物性を有する耐熱塗装ステンレス鋼板が得られ
ることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。 すなわち、本発明は、ステンレス鋼板表面に、クロム付
着量ｌＯ〜１００Ｂ／ｎｔ”のクロメート被膜、及び熱
可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂を主成分とする塗膜
又は熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エ
チレン樹脂とを主成分とする塗膜を順次設けて成る耐熱
塗装ステンレス鋼板を提供するものである。 本発明に従えば、前記耐熱塗装ステンレス鋼板は、ステ
ンレス鋼板表面に、塗布型クロメート処理により、クロ
ム付着量がｌＯ〜１００履ｙ／　ｍ　”になるようにク
ロメート被膜を形成させ、次いでその上に熱可塑性ポリ
エーテルスルホン系樹脂を主成分とする耐熱塗装材又は
熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エチレ
ン樹脂とを主成分とする耐熱塗装材を塗装し、焼付硬化
させることにより、製造することができる。 以下、本発明の詳細な説明する。 本発明においては、ステンレス鋼板表面に、まずクロム
付着量が１０〜１１００ＩＩ／ｍ”の範囲にあるクロメ
ート被膜を形成させることが必要である。このクロメー
ト被膜の形成は、ステンレス鋼板に対する塗膜密着性、
耐食性及び加工性を向上させるためのもので、クロム付
着量が１０　ｍｇ／　ｍ　”未満では十分な塗膜密着性
及び耐食性が得られないし、１０　（Ｊａｇ／ｍ”を超
えると加工性が低下する傾向がみられる。 該クロメート被膜の形成には、従来公知の種々の手段を
用いることができるが、本発明方法においては、塗布型
クロメート処理が用いられる。この塗布型クロメート処
理は、六価クロムと三価クロムとを含有するクロメート
処理液をスプレー法やロールコータ−法などによりステ
ンレス鋼板表面に塗布したのち、常温乾燥又は加熱乾燥
させて、三価クロム化合物及び六価クロム化合物の脱水
縮合に続く高分子化により、クロメート被膜を形成させ
るものである。 該塗布型クロメート処理は、ロールコータ−やフローコ
ーターなどの一般の塗装機により塗装することができ、
かつ短時間での乾燥処理が可能なため、既存の鋼板用連
続塗装ラインを利用して前処理しうるという利点がある
上、省エネルギー、省スペース、廃水処理不用などの特
徴を有している。 このような塗布型クロメート処理を行うことにより、ス
テンレス鋼板と塗膜との密着性を向上させうるとともに
、加工性や耐食性などの塗膜性能も向上させることがで
きる。 塗布型クロメート処理液としては、例えばバルクロムＲ
２８２、パルトップＲ１４０１，ジンクロムＲ１４０２
、同Ｒ１４１５、同ＤＳ１３００Ａ、パルコートＤＳ１
３２０　［いずれも日本、＜−カーライジング（株）製
、商品名１などが市販されており、入手可能である。 また、塗布型クロメート処理液の塗布方法としては、例
えばロールコータ−法、スプレー法、フローコーター法
、ディッピング法、バーコーター法など、−紋型な塗装
方法を用いることができるが、これらの中で特にロール
コータ−法及びスプレー法が好適である。！！Ｉ布され
たクロメート処理液は均質な被膜を形成させるために、
速やかに熱風乾燥するのが望ましく、例えば１３０〜１
５０°Ｃの温度において、ｌＯ〜２０秒程度熱程度燥す
るのが一般的である。 本発明においては、このようにして、ステンレス鋼板表
面にクロメート被膜を形成させたのち、この上に耐熱塗
膜を形成させる。この耐熱塗膜の形成には、熱可塑性ポ
リエーテルスルホン系樹脂を主成分とする耐ｌ！！塗装
材又は熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化
エチレン樹脂とを主成分とする耐ｌ！！塗装材が用いら
れる。 該熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂としては、式 で表される繰り返し単位から成る樹脂が用いられる。二
〇熟可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂は、公知の方法
（英国特許明細書第１１３６７６６号、同第１１５３０
３５号、同第１１５３５２８号、同第１１７７１８３号
、同第１２３４３０１号、同第１２３４３８１号、同第
１２９８８２１号）によって製造することができる。該
熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂としては、例えば
ピクトレックスＰＥ５３６００Ｆ、３６００Ｇ。 ４１００Ｆ、　　４１００Ｇ、　　４８００Ｐ、　　４
８００Ｇ、　　５２００Ｐ、　　５２００Ｇ、　　５０
０３Ｇ（ＩＣ１社製、商品名）などが市販されてお′す
、入手可能である。 これらの熱可塑性ポリエーテルスルポン系樹脂を主成分
とする塗膜は常用の耐熱温度が２６０℃程度の耐熱性を
有している。 一方、四７ン化ユチレン樹脂は、式 で表される繰り返し単位から成る化学的に極めて不活性
なフッ素樹脂で、広い温度使用範囲、非粘着性、低摩擦
特性を有している。したがって、この四７ン化エチレン
樹脂と前記熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂とを主
成分とする塗膜は、常用の耐熱温度が２６０℃程度の耐
熱性を有するとともに、コゲ付きが生じにくく、かつ汚
れ落としが簡単であるという、いわゆる非粘着性（離型
性）を有し、食品加熱加工用具に好適な塗装ステンレス
鋼板を供することができる。 このような四フッ化エチレン樹脂としては、例えばフル
オンルブリカント［旭アイシーアイ７０ロホリマーズ（
株）製、商品名］、ホスタフ０ン（ヘキスト社製、商品
名）、ルブロン［ダイキン工業（株）製、商品名］など
が市販されており、入手可能である。 前記熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エ
チレン樹脂との配合割合については、熱可塑性ポリエー
テルスルホン系樹脂１００重量部量対して、四フッ化エ
チレン樹脂が好ましくは０．１−１００重量部、より好
ましくは１〜５０重量部の割合で用いられる。該四フッ
化エチレン樹脂の配合量が０．１重量部未満では十分な
非粘着性が得られないし、１００重量部を超えると折り
曲げ加工性が低下する傾向がみられる。 本発明において用いられる耐熱塗装材は、前記熱可塑性
ポリエーテルスルホン系樹脂、又はこのものと四フッ化
エチレン樹脂とを主成分とするものであるが、所望に応
じ顔料などの着色剤を含有してもよい。該着色剤は良好
な耐熱性を有することが必要で、このようなものとして
は、例えばケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、
ノリ力などのケイ素化合物、ストロンチウムクロメ−］
・、ジンククロメート、酸化クロムなどのクロム系防錆
顔料、９００−１１００°Ｃ程度の温度で熱処理して得
られる複合酸化化合物から成る焼成顔料、さらにはアル
ミニウム粉末やグラファイトなどが挙げられる。 これらの着色剤は、樹脂成分１００重量部に対し、通常
０−１００ｔｊｉ部、好ましくは１０〜６０重量部の割
合で用いられる。この量が１００重量部を超えると折り
曲げ加工性が低下する傾向がみられる。 前記熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂を主成分とす
る耐熱塗装材としては、例えばサーモプレカラーＮｏ５
２００　［日本油脂（株）製、商品名］などが、また熱
可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エチレン
樹脂とを主成分とする耐熱塗装材としては、例えばサー
モブレカラーＮ。 ６２００　［日本油脂（株）製、商品名１などが市販さ
れており、入手可能である。 これらの耐熱塗装材は、形成する塗膜の厚さが、耐熱性
、耐食性、加工性などの点から、通常５〜３０μｍの範
囲となるように塗装される。塗装方法としてはロールコ
ータ−法や７０−コーター法が一般に用いられるが、も
ちろんこれらに限定されるものではない。また、焼付硬
化条件としては、例えば乾燥炉内の風速が５〜２０ｍ／
ｍｉｎの場合は、雰囲気温度３００〜４００℃で１〜２
分程度、乾燥炉内の風速が０．３〜５ｍ／ｍｉｎの場合
には、雰囲気温度３００〜４００℃で２〜５分程度とす
るのが一般的である。 このようにして得られた本発明の耐熱塗装ステンレス鋼
板は、その塗膜が熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂
を主成分とする場合、常用の耐熱温度が２６０°Ｃ程度
の耐熱性を有するとともに、塗膜密着性、加工性及び耐
食性に優れ、例えば自動車やバイクのマフラー、エンジ
ンまわりなどの耐熱用途に好適に用いられる。また、塗
膜が熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フフ化エ
チレン樹脂とを主成分とする場合、常用の耐熱温度が２
６０°Ｃ程度の耐熱性を有するとともに、非粘着性、塗
膜密着性、加工性及び耐食性に優れ、例えばベータウェ
ア、オーブン天板、加熱プレートなどの食品加熱加工用
具に好適に用いられる。 ［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本
発明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。 なお、塗装ステンレス鋼板の性質は次のようにして工率
価しＩこ。 （１）密着性 （イ）ゴバン目テープ剥離 塗装面にカッターで１００個のゴバン目を切り、６１１
＃押し出し後、押し出し部をセロテープ剥離試験し、密
着性を目視判定する。 （ロ）衝撃テープ剥離 塗装面にカッターで１００＠のゴバン 目を切り、Ｄｕ　Ｐｅａ１式衝撃試験器（ＪＩＳＫ−５
４００（１９９０）　８．３．２デュポン式による）で
、５００ｇのおもりを５０ＣＩ１１の高さから落下させ
た後、変形部分にセロテープ剥離試験を行い、密着性を
目視判定する。 （２）折り曲げ加工性 塗装面を万力で折り曲げ、折り曲げ部をセロテープにて
剥離試験を行い、試験後の状態を目視観察し、次の判定
基準に従って折り曲げ加工性を評価した。 Ｏ：非常に良好 Ｏ：良好 Δ：やや不良 Ｘ：不良 ｘ×：非常に悪い （３）耐熱性 ２００℃で１０００時間熱処理後の塗膜の外観の変化を
目視観察し、次の判定基準に従って耐熱性を評価した。 ＠：非常に良好 Ｏ：良好 Δ：やや不良 ×：不良 ××：非常に悪い 製造例１　耐熱塗料（１）の製造 熱可塑性ポリエーテルスルホン系樹脂「ピクトレックス
ＰＥＳ−４１００ＰＪ　　（ＩＣ１社製、商品名）３０
［［量部を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン７０１ｉ量部
に溶解し、固形分濃度３０重量％の溶液を調製したのち
、これを用いて以下の配合で耐熱塗料（１）を製造した
。 ＰＥ５−４１００Ｐの３０を量％溶液 ６０ｆ［量部 レジミックスＲＬ−４”　　　０．５重量部ダイピロキ
サイドカラー＃９５５０” ９．０重量部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン ３０．５重量部 注 ｌ）三井東圧化学（株）製、商品名 アクリル系レベリング剤 ２）大日精化工業（株）製、商品名 鋼−鉄−マンガン複合酸化物系顔料 前記成分を混合し、ボールミルで顔料分散粒度が１０μ
ｍ以下になるまで分散を行った。 製造例２　耐熱塗料（ｒｌ）の製造 製造例１と同様にして、以下の配合により耐熱塗料（Ｕ
）を製造した。 ＰＥＳ−３６００Ｐの３０重量％溶液 ６０重量部 レジミックスＲＬ−４０，５重量部 ダイピロキサイドカラー＃９１］０　３ゝ５．０重量部 ＰＴＦＥ　”　　　　　　　　　４．０重量部Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン ３０．５重量部 ３）大ロ精化工業（株）製、商品名 チタン−バリウム−ニッケル複合酸化物系顔料 ４）四フッ化エチレン樹脂 ホスタフ０ンＴＦ９２０５ （ヘキスト社製、商品名） ＰＴＦＥを除いた前記成分を混合し、ボールミルで顔料
分散粒度が１０μｍ以下になるまで分散を行ったのち、
さらにＰＴＦＥを加えてデイシルバーにて３０分間分散
を行った。 実施例１ 表面清浄した０、３ｍｍＸ　１００ｓ＋ｍＸ　２００ａ
ｔｓのステンレス鋼板（ＳＵＳ３１６）に、塗布型クロ
メート処理剤ジンクロムＲ１４１５Ａ（日本パーカーラ
イジング（株）製、商品名）をロールコータ−で塗装し
たのち、ただちに１５０℃で１５秒間熱風乾燥を行い、
クロメート被膜処理を行った。 このときのクロム付着量は３〜１００ｍｇ／ｍ２であっ
た。 次に、製造例１で得られた耐熱塗料（１）をロールコー
タ−で塗装し、４００°Ｃで２分間焼付硬化させて、耐
熱塗装ステンレス鋼板を作成した。 このものの耐ｌ！！塗膜の膜厚は１２μｍであった。 この耐熱塗装ステンレス鋼板の性能を第１表に示す。 比較例１ 実施例１において、塗布型クロメート処理を行わなかっ
たこと以外は、実施例１と同様にして耐熱塗装ステンレ
ス鋼板を作成した。このものの性能を第１表に示す。 実施例２ 実施例１において、耐熱塗料（１）の代わりに製造例２
で得られた耐熱塗料（ｎ）を用いた以外は、実施例１と
同様にして耐熱塗装ステンレス鋼板を作成した。このも
のの性能を第１表に示す。 比較例２ 実施例２において、塗布型クロメート処理を行わなかっ
たこと以外は、実施例２と同様にして耐熱塗装ステンレ
ス鋼板を作成した。このものの性能を第１表に示す。 第１表から、実施例１及び２では優れた密着性及び加工
性を示すが、比較例１及び２では十分な密着性が得られ
ず、かつ加工性が悪いことが分かる。 〔発明の効果ｊ 本発明の耐熱塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板表
面に、クロメート被膜、及び熱可塑性ポリエーテルスル
ホン系樹脂を主成分とする塗膜又は熱可塑性ポリエーテ
ルスルホン系樹脂と四フク化エチレン樹脂とを主成分と
する塗膜を順次設けて成るものであって、前者の熱可塑
性ポリエーテルスルホン系樹脂を主成分とする塗膜を有
するものは、常用の耐熱温度が２６０℃程度の耐熱性を
有するとともに、塗膜密着性、加工性及び耐食性に優れ
ており、例えば自動車やバイクの７７ラーエンジンまわ
りなどの耐熱用途に好適に用いられ、一方、後者の熱可
塑性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エチレン樹
脂とを主成分とする塗膜を有するものは、前記特性に加
えて、さらに非粘着性にも優れており、例えばベータウ
ェア、オーブン天板、加熱プレートなどの食品加熱加工
用具に好適に用いられる。 また、該クロメート被膜を塗布型クロメート処理によっ
て形成させることにより、電解クロメート処理と異なり
、本発明の耐熱塗装ステンレス鋼板の高速かつ連続生産
を容易に行うことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ステンレス鋼板表面に、クロム付着量１０〜１００
   ｍｇ／ｍ＾２のクロメート被膜及び熱可塑性ポリエーテ
   ルスルホン系樹脂を主成分とする塗膜を順次設けて成る
   耐熱塗装ステンレス鋼板。 ２　ステンレス鋼板表面に、塗布型クロメート処理によ
   り、クロム付着量が１０〜１００ｍｇ／ｍ＾２になるよ
   うにクロメート被膜を形成させ、次いでその上に熱可塑
   性ポリエーテルスルホン系樹脂を主成分とする耐熱塗装
   材を塗装し、焼付硬化させることを特徴とする請求項１
   記載の耐熱塗装ステンレス鋼板の製造方法。 ３　ステンレス鋼板表面に、クロム付着量１０〜１００
   ｍｇ／ｍ＾２のクロメート被膜及び熱可塑性ポリエーテ
   ルスルホン系樹脂と四フッ化エチレン樹脂とを主成分と
   する塗膜を順次設けて成る耐熱塗装ステンレス鋼板。 ４　ステンレス鋼板表面に、塗布型クロメート処理によ
   り、クロム付着量が１０〜１００ｍｇ／ｍ＾２になるよ
   うにクロメート被膜を形成させ、次いでその上に熱可塑
   性ポリエーテルスルホン系樹脂と四フッ化エチレン樹脂
   とを主成分とする耐熱塗装材を塗装し、焼付硬化させる
   ことを特徴とする請求項３記載の耐熱塗装ステンレス鋼
   板の製造方法。