JPH0468141B2

JPH0468141B2 -

Info

Publication number: JPH0468141B2
Application number: JP63131525A
Authority: JP
Inventors: Taiichi Kimura; Hideaki Iwakura; Joji Oka; Hideo Anho; Takehisa Mizunuma
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1992-10-30
Also published as: JPH01301241A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、プレコート塗装金属板に関するもの
で、特に建材用等として溶接安定性に優れ、しか
も加工性、耐食性、密着性に優れ、かつ溶接ビー
ド部の耐銹性にも優れた塗装金属板に関するもの
である。〔従来の技術〕一般に裸の金属板は、建材等に使用されている
が太陽光の反射防止、及び表面の汚染防止、耐食
性向上等の目的の為、有機被膜塗装が採用されて
いる。この塗装方式としてはプレコート及びポス
トコートに大別することができる。プレコートの
場合、予め塗装工場で塗装された金属板が、ユー
ザー側で加工、組立、溶接等の工程を踏む。又、ポストコートの場合、ユーザー側で加工、
組立、溶接等を行ないその後塗装工程を踏むのが
一般的である。プレコート金属板の場合の塗装系としては、下
塗塗膜／上塗塗膜＝5μ／５〜30μの二層系、又は
上塗塗膜のみの３〜30μの一層系が一般的であ
る。次に、今までのプレコート金属板を用いて溶接
を行なう際、塗装した有機被膜が絶縁体となり溶
接することが不可能な為、溶接代を残して工場塗
装しり、又、溶接を必要とする部分の塗膜剥離を
現場で行なつて溶接作業を行なつていた。これら
の作業は、大変手間のかかるものであり、効率を
著しく落すものであつた。この為、有機塗膜に溶
接性を付与する事が期待されていた。而して有機塗膜に溶接性を付与する方法として
通電性を塗膜に与える技術が必要となる。例えば、特開昭61−83032号公報では、塗膜中
にNi、Zn、Al、Sn、ステンレス粉等の粉末の１
種以上を塗膜中に20〜95重量％程度含有させた
り、特開昭61−64442号公報、特開昭61−68238号
公報でも同様にAl、Ni、Co、Cr、ステンレスの
粉末を１種以上塗料不揮発分に対して、30重量％
以上含有させることで溶接性を付与する技術か公
開されている。又特開昭61−152444号公報では、塗膜中に平均
粒径３〜20μｍの亜鉛粉末を塗料不揮発分に対し
70〜80重量％含有するジンクリツチ塗料を塗布し
膜厚３〜10μとし、Zn粉末の平均粒子径が膜厚と
同等から２倍である塗装鋼板が公開されている。
尚、いずれの公報のものも塗装膜のみの一層系で
適用するものであり、下塗塗膜を挟んだ二層系に
ついてはほとんど記述がないのが現状である。又二層系において何故、下塗塗膜を挟むかは、
密着性向上を目的とするものであることは周知の
如くである。また、特に金属板として溶接可能ス
テンレス板を溶接したあとの溶接ビード部は発銹
現象が生じ、耐食性が損なわれるため、タツチア
ツプ塗装等の処理が必要となる。〔発明が解決しようとする課題〕特開昭61−83032号公報では、ステンレス粉末
等の金属粒の粒子径については50μｍ以下の記載
だけで他に記載がなく、実施例よりすると何れも
有機樹脂膜厚よりも小さい粒子径のものを使用し
ている。塗膜中の導電性顔料の量を多くすると通電性が
よくなり、溶接性は良好となるが、樹脂量が少な
くなり、その結果加工性が劣る。逆に量を少なく
すると加工性がよくなるが、通電性が劣り、溶接
性にバラツキを生じる。また導電性顔料の平均粒
子径についても大小により相反する特性を有す
る。即ち粒子径が大きい場合通電性はよくなる
が、加工工程の際に、顔料が脱離し易く、その部
分が塗膜欠陥となり易い、逆に小さい場合には溶
接時の通電性にバラツキを生じ、また溶接時のチ
リ発生の原因となり易く、塗膜劣化を生じ易い。
特開昭61−83032号公報の場合、粒子径が膜厚よ
りも小さい故か、通電性にバラツキを生じ、又溶
接チツプにチリ付着を起し易く、塗膜も劣化する
問題点があつた。特開昭61−64442号公報、特開昭61−68238号公
報では金属粒の粒子径には触れていない。特開昭61−152444号公報では、平均粒子径が膜
厚と同等から２倍である亜鉛粉末を含有させ、溶
接性を与えている。しかし、表面に露出した亜鉛
粉末は化学的に不安定であり、酸化されて外観を
著しく損い易い。そして外力摩耗等により、亜鉛
粉末の突起部分が破壊され、加工性に劣りまた溶
接時に圧力を加えた場合、容易に破壊され、チリ
発生の原因となり塗膜の劣化が生じ易い問題点が
あり到底実用性がない。又、従来ステンレス粉末の如き硬い金属は膜厚
より大きな粒子を塗膜に入れると加工工程で、こ
の粉末顔料が脱離し易く、その部分か塗膜欠陥と
なると考えられている。次に、下塗塗膜（乾燥膜厚5μ程度）を挟んだ
二層系において上塗塗膜のみに前述の溶接付与方
法（金属粉の含有）を与えても、下塗塗膜が絶縁
体となることで通電不能か、通電にバラツキを生
じ溶接性としては適当ではない。現在の所下塗塗膜にも金属粉等の導電性顔料を
含めることが可能であるが、しかし、前述の公開
発明の様に20重量％以上も含めると、溶接性には
貢献するが、上塗塗膜をかけて加工等をすると下
塗塗膜の材質破壊をおこし、上塗塗膜密着性を悪
くして、プレコート塗装金属板として実用的でな
い。特に、溶接可能ステンレス板を溶接した後のビ
ード部は、放置することにより、発銹現象が生
じ、耐食性を著しく損う。現状技術ではタツチア
ツプ塗装等の処理を施しているが、屋根材等の場
合、タツチアツプ塗装が作業的に不可能なケース
や、工期によつては発銹が生じた後、タツチアツ
プ塗装を余儀なくさせられる。前者のケースは長期に渡つて穴あき等を生じ、
雨漏りの原因ともなる。又、後者のケースは、ビ
ード部前処理を充分に行う必要性があるため、コ
ストデメリツトとなる。尚、発銹部に直接塗装を行なうと、将来塗膜剥
離等の欠陥ともなり、いずれのケースでも、プレ
コート塗装ステンレス板としては実用的でない。尚、このような溶接ビード部発銹に関するメカ
ニズムは定かではないが、次の様に考えられてい
る。シーム溶接時の溶接入熱が高くなり、蓄熱によ
り冷却がゆるやかになるとステンレス粒界にクロ
ムカーバイドが析出し、その付近のクローム量が
欠乏することや、又、ビード部表面上の圧着残留
物等によるすき間腐食により発銹を生じさせ、そ
の結果耐食性低下につながると考えられる。本発明はプレコート塗装金属板の機能を損なわ
ず溶接安定性に優れ、加工性、耐食性、密着性に
優れ、かつ溶接ビード部の耐銹性に優れ、美観等
にも優れた二層系溶接可能塗装金属板を提供する
事を目的とするものである。〔課題を解決するための手段〕本発明者等は、密着性、加工性、耐久性、耐候
性に優れた塗装系は下塗塗膜／上塗塗膜の二層系
であることが必要であることを再確認した為、下
塗塗膜及び上塗塗膜にそれぞれ溶接性を与えるこ
とに鋭意検討を加えた結果、下塗塗膜には、金属
顔料を含有させることは好ましくなく、むしろ密
着性を著しく損なわない程度に薄膜化する。そし
て溶接加圧の際、上塗塗膜中の金属粉により下塗
塗膜を突き破ることが可能な膜厚を見い出したこ
と。又、上塗塗膜には、数ある導電性顔量の中か
ら下塗塗膜厚を溶接時の加圧力で下地金属板まで
突き破ることのできる硬く、化学的に安定でかつ
外力摩耗等により破壊され難いステンレス粉末を
選択した事。又、加工性、溶接性を共に満足でき
るステンレス粉末の粒子平均径とその粒度範囲を
見い出した事、更に溶接後のビード部耐銹性をキ
ープするためには、塗膜中に電気防食効果のある
アルミニウム粉末、亜鉛粉末、マグネシウム粉
末、マンガン粉末及びこれらの合金粉末の内、１
種以上を含有させ、これがビード部表面に圧着残
留することで犠牲防食をおこし発銹を防止できる
のを確認したこと、及びその最適平均粒径、含有
率を見い出した事で本発明を完成させたものであ
る。すなわち本発明は、金属板上に有機合成樹脂を
ベースとした下塗用塗膜を乾燥膜厚にして3μ未
満塗装し、かつ上塗用塗膜として乾燥膜厚の1.0
〜1.5倍となる平均粒子径で、その粒度範囲のも
のが40重量％以上あるステンレス粉末を乾燥固型
分中に５〜40容量％配合させ、更に平均粒子径
30μ以下のアルミニウム粉末、亜鉛粉末、マグネ
シウム粉末、マンガン粉末及びこれらの合金粉末
のうち、１種以上を乾燥固型分中に２〜10容量％
配合させた上塗塗膜厚10μ〜30μを塗装したこと
を特徴とする溶接可能塗装金属板である。以下、本発明を詳細に説明する。まず本発明において対象とする金属板として
は、本発明の効果が最も顕著であるのはステンレ
ス板であるが、この他チタン板の如き単一金属板
でもよい。なおこの場合、ステンレスとはJIS等
公知の規格に示されたステンレス鋼を総称するも
のである。次に本発明の塗装金属板に用いられる下塗塗膜
としては、膜厚3μ未満（好ましくは1.0〜2.0μ）
におさえることが必要である。下塗塗膜の組成と
しては、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエス
テル系等が好ましく、上塗塗膜との相性により決
定される。又、上塗塗膜には粒度分布において、
その40％以上が該範囲内にあるステンレス粉末を
５〜40容量％、更に平均粒子径30μ以下のアルミ
ニウム粉末、亜鉛粉末、マグネシウム粉末、マン
ガン粉末及びこれらの合金粉末のうち、１種以上
を乾燥固型分中に２〜10容量％配合させ、ビヒク
ルとして、有機合成樹脂をベースとしたものを93
〜50容量％含む塗膜組成物を金属板上に塗膜厚が
10〜30μｍ（好ましくは20〜25μｍ）となる様、
かつ、前記ステンレス粉末の平均粒子径が塗膜厚
の1.0〜1.5倍となる様塗装したものである。有機
合成樹脂としてはアクリル系、ポリエステル系、
アルキツド系、フエノール系、ポリウレタン系、
フツ素系、シリコーン系、シリコンポリエステル
系等を使用する。尚、全塗膜厚は、13〜33μとな
る。このように下塗塗膜を薄くすること、又、上塗
塗膜の塗膜表面に粒子を突き出すことで溶接時の
通電性が十分に発揮できる。しかも金属としてス
テンレス粉末を使用したものであり、化学的に安
定で、外力摩耗により破壊され難いので、溶接チ
ツプの汚れやチリ発生による塗膜劣化の問題もな
い。又非常に硬い粉末であるため溶接時の加圧に
おいて、下層部の下塗塗膜を突き破り金属板面に
達し、有効に溶接性を与えることができる。この
際、下層部の下塗塗膜が3μ以上であると、その
下塗塗膜自身が通電性に劣ることと、又ステンレ
ス粉末による突き破る効果もほとんどなくなる為
3μ未満に押さえる必要がある。又、下塗塗膜を
0μに近づけると密着力が損なうケースがでてく
る。次にステンレスの粒子径が塗膜厚と同等未満で
は通電性にバラツキを生じ、また1.5倍以上では、
加工時において、顔料の脱離が生じ易い。またこ
の粒子径を採用することで、従来用いられていた
導電性顔料の含有量よりも少ない量で優れた溶接
性を発揮させることができる。これは溶接時に用
いる溶接電極と塗膜上に突起した導電性顔料との
接触確率が高くなる事、また塗膜どうしを重ねた
時、導電性顔料と導電性顔料との接触確率が高く
なること、及び下塗塗膜層を突き破る確率が高く
なること、がその理由と考えられる。次にアルミニウム粉末、亜鉛粉末、マグネシウ
ム粉末、マンガン粉末及びこれらの合金の粉末等
（以下、防錆金属粉と称す）であるが、これは、
ステンレス粉末に比べ比較的軟質な金属粉であ
り、更に、塗膜形成後は塗膜中で層状に並ぶケー
スや塗膜上突起する等のあらゆる形態が確認され
ている。前述のステンレス粉末の形態と組合せて
配合すると、溶接加圧時の塗膜変形の際、金属粉
同志の接触確率を高めることで導電性に寄与する
働きにも貢献している。しかしながら本発明においては、むしろこの防
錆金属粉が溶接ビード部に圧着残留していること
を見い出したことにある。すなわち金属板として
ステンレスを用いる場合、圧着残留している防錆
金属粉が腐食環境下でビード部ステンレス鋼に対
して卑な電位を示し犠牲陽極としての防食硬化を
有し、発銹を抑制することが確認された。又、こ
の防錆金属粉の平均粒子径を30μ以下、含有率を
２〜10容量％を最適範囲と限定したのは以下の理
由による。まず、平均粒径30μ超あるいは含有率10容量％
超だとビード部耐銹性には良好であるが、塗膜の
加工性が悪くなるからである。反対に２容量％未
満のケースは犠牲防食効果が低下し、ビード部耐
銹性に寄与しない場合があるからである。又、上塗塗膜の膜厚として、10〜30μに定めた
理由としては、10μ未満であると耐食性、下地の
隠ぺい力に問題を生ずる。又、30μ超であると塗装後の外観（ワキ発生
等）損なうことや、加工時にクラツクを発生させ
る等の問題を生じる為である。次にステンレス粉末の粒子径の各粒度における
粒度分布については狭い範囲での分布（例えばそ
の平均粒径が70％以上）が好ましいわけである
が、粒子の分級を３〜４回と繰返さなければなら
ず、経済的に適当でなくコストアツプとなる。そ
の平均値の近傍に40％以上の粒度分布を有してい
れば溶接性、加工性の点で優れている。又粒度分布において、その40％以上が範囲内に
あると規定したのは、粒度分布が必ずしも正規分
布をしていない場合もあり、平均粒子径が範囲内
にあつても、分布の２山が範囲を外れるケース等
を規制したものである。〔実施例〕次に本発明の具体的、実施例を示す。 (1) プレコート塗装金属板の製造 () 下塗塗料の塗装板厚0.4mmで研摩材で処理したステンレス
鋼板（SUS 304L）の上に、エポキシ系塗料
（商品名 FY4332プライマーメーカー大日
本インキ(株)）の膜厚０、1μ、2μ、3μ、4μ、
5μになる様にロールコータにて塗装した。
焼付条件としては、200℃／40秒で硬化させ
た。 () 上塗塗料の塗装フツ素樹脂をベースにした塗料（商品名
フロロポンＦ−91、メーカー大日本インキ
(株)）にステンレス粉末を塗膜固型分中に３、
５、20、40、50容量％になる様に、又、防錆
金属粉末としてアルミニウム粉末、亜鉛粉
末、マグネシウム粉末、マンガン粉末、及び
アルミニウム／亜鉛の混合粉末のケース、ア
ルミニウム／マグネシウムの混合粉末のケー
ス、アルミニウム／亜鉛の合金粉末のケース
を選び、塗膜固型分中に１、２、６、10、14
容量％になる様塗料を作成した。尚、ステン
レス粉末の平均粒子径は8μ、16μ、20μ、
30μ、40μのものをそれぞれ用いた。又、防
錆金属粉末の平均粒子径は1μ、5μ、15μ、
30μ、40μのものをそれぞれ用いた。その際上塗塗料の乾燥膜厚が20μになる様
（）で作成した下塗塗膜上に塗装した。 (2) 試験方法上記試料について以下に示す方法にて溶接
性、加工性、耐食性を評価した。 (イ) 溶接性：シート溶接機にて評価シーム溶接機の溶接条件電極：クロム−銅 4.0mm副台形電極溶接の組合せ：塗膜を外側どうしとする。加圧力：100Kg スピード：2.0ｍ／min 通電時間：連続評価基準としては溶接電流範囲、ナゲツト
の生成状況、溶接部外観（チリ発生等）の評
価を行なつた。 (ロ) 加工性：円筒成型形状：80mmφ平底円筒クリアランス：0.6mm ブランクサイズ：140mmφ しわ押え力：４Kg／成型高さ：40mm 評価基準としては加工部の外観及び加工後
セロハンテープによる塗膜剥離テストの評価
を行なつた。 (ハ) 溶接ビード部耐銹性・耐塩水噴霧性５％食塩水を35℃で24時間噴霧試験を行な
つた。 (ニ) 塗装金属板の耐食性：耐沸騰水性、耐塩水
噴霧性耐沸騰水性（JIS Ｋ−5400に準ずる）純
水を沸騰させ、３時間浸漬後塗膜を観察し
た。耐塩水噴霧試験５％食塩水を35℃で240時間噴霧試験を
行なつた。以上の結果を各表に示す。尚、これらの表の試験結果において、

【表】を夫々示すものである。

【表】

〔発明の効果〕

本発明によれば、バラツキのない安定した溶接
性を有し、しかも加工性、耐食性、密着性に優れ
かつ、溶接ビード部の耐銹性にも優れた二層系プ
レコート塗装金属板を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属板上に有機合成樹脂をベースとした下塗
用塗膜を乾燥膜厚にして3μ未満塗装し、かつ上
塗用塗膜として乾燥膜厚の1.0〜1.5倍となる平均
粒子径で、その粒度範囲のものが40重量％以上あ
るステンレス粉末を乾燥固型分中に５〜40容量％
配合させ、更に平均粒子径30μ以下のアルミニウ
ム粉末、亜鉛粉末、マグネシウム粉末、マンガン
粉末及びこれらの合金粉末のうち、１種以上を乾
燥固型分中に２〜10容量％配合させた上塗塗膜厚
10μ〜30μを塗装したことを特徴とする溶接可能
塗装金属板。