JPH07232129A

JPH07232129A - 加工性と高温下での耐汚染性に優れたプレコート鋼板

Info

Publication number: JPH07232129A
Application number: JP32612094A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Shigekuni; 国智文重; Hiroyuki Ogata; 形浩行尾; Hideo Ogishi; 岸英夫大; Yoshihiro Naruse; 瀬義弘成
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1995-09-05

Abstract

(57)【要約】【目的】加工性、高温下での耐汚染性、食品衛生性、耐
食性に優れたプレコート鋼板の提供。【構成】鋼板または表面処理鋼板の少なくとも一方の表
面に、主剤にポリエステル樹脂、硬化剤にメラミン樹脂
もしくはイソシアネートを用いて熱硬化させた、１層も
しくは２層の塗膜層を有するプレコート鋼板であって、
その表側１層の塗膜の１２０℃時の弾性率が５．８×１
０⁸dyn/cm² 以上、かつ塗膜の２０℃時の伸びが１００
％以上であることにより、あるいは２層の場合上記塗膜
を食品と接触する表側の上塗り塗膜層とし、その下塗り
塗膜層に、防錆顔料としてりん酸塩系顔料およびバナジ
ン酸塩系顔料とを混合して所定割合で添加した塗膜もし
くは防錆顔料としてりん酸塩系顔料およびシリカをそれ
ぞれ所定割合で、かつ合計が所定割合以内で添加した塗
膜を有し、食品と接触しない裏面にはクロム酸塩系防錆
顔料を添加した下塗り塗膜層を有することにより、上記
目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家電、建材等に使用さ
れる加工性と高温下での汚染性に優れたプレコート鋼板
に関し、特に、電子レンジ内箱材、オーブントースター
等、食品と接触する家電用プレコート鋼板（塗装鋼板）
に係り、加工性、熱時（高温下）の耐汚染性、食品衛生
性、端面耐食性に優れたプレコート鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工前に塗装を行うことを特徴とするプ
レコート鋼板（塗装鋼板）は、コストダウン、作業環境
向上の要求に見合うことから、家電、建材等のメーカー
を中心に急速に普及し始めている。従来、プレコート鋼
板は、洗濯機や冷蔵庫等に主に使用され、その大きな要
求性能は、耐汚染性と加工性であった。この耐汚染性の
評価には、常温下（２０℃）で、マジックをプレコート
鋼板に汚染させるという試験方法が取られている。

【０００３】この耐汚染性を向上させるためにＰＣＭ塗
料として最も多く使用されているポリエステル系塗膜の
場合には、塗膜硬度を高くする方法が取られていた。そ
して、この塗膜硬度を上げるために、ＰＣＭ塗料として
最も多く使用されているポリエステル樹脂の場合、酸成
分にテレフタル酸やイソフタル酸等の芳香族ジカルボン
酸の比率を大きくしたり、グリコールに鎖長の短いもの
を使用することによって、樹脂骨格を硬くする方法がと
られていた。しかしこの方法は、全体の塗膜硬度が上が
ることにより、耐汚染性は良くなるが、逆に加工性が低
下するという問題を含むものであった。また、この問題
を解決するためにメラミン樹脂の自己縮合と表面濃化現
象に着目し、塗膜の表層のみを硬くするという方法も最
近行なわれている。これらの技術は、常温付近での汚染
性向上には有効な方法である。

【０００４】しかし、昨今、プレコート鋼板の普及によ
り、電子レンジの内箱材、ドア材、オーブントースタの
外板、ホットプレート等の熱のかかる部材にもプレコー
ト鋼板が使用されようとしている。例えば、電子レンジ
の内箱やホットプレート等では、高温時に食品等によっ
て汚染されない塗膜が要求されている。すなわち、この
分野の要求性能は、従来の耐汚染性、耐食性、耐キズ付
き性等の他に、熱時の耐汚染性、食品衛生性、耐熱性が
付加され、これらすべての性能を満足する材料は存在し
なかった。すなわち、上述したように、従来の熱硬化型
ポリエステル塗膜は、耐汚染性の向上のために塗膜硬度
を高くし、具体的には、直鎖型ポリエステルにおいて酸
成分にテレフタル酸やイソフタル酸等の芳香族ジカルボ
ン酸の比率を大きくしたり、グリコールの鎖長の短いモ
ノマーを使用することによって、樹脂骨格を硬くしてい
た。

【０００５】しかし、この手法は、熱時の耐汚染性、特
に塗膜ガラス転移温度以上の高温下での耐汚染性（以
上、耐熱汚染性と称す）の向上にはつながらなかった。
従って、この耐熱汚染性は、従来の技術では、不十分
で、主剤であるポリエステル樹脂の基本骨格を改良する
必要があった。また、ポリエステル樹脂以外の樹脂系で
は、フッ素樹脂とアクリル樹脂を混合させた塗料がこの
耐熱汚染性および加工性に優れているため使用されてい
るが、フッ素樹脂は、そのコストが非常に高いと言う欠
点を抱えていた。

【０００６】耐食性に関しては、平板部の他に加工部お
よび端面部分の防錆が重要である。そのため素材に、表
面処理鋼板である亜鉛系めっきあるいは、亜鉛系合金め
っき鋼板が使用されている。また下塗り塗料には、防錆
性に最も優れているクロム系顔料を添加し、平面および
端面の耐食性を向上させている。しかし、電子レンジ内
箱やオーブントースター等、食品と接触する部材の場
合、その表側に傷が入った場合、蒸気等の接触を伴っ
て、クロムが溶出する等、食品衛生上、好ましくないこ
とが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するためになされたものであって、ポ
リエステル樹脂を使用し、２０℃における１８０°密着
折り曲げ加工をしたとき、塗膜にクラックが入らず、ま
た１００℃以上の高温下でも食品等によって汚染されな
い加工性と高温下での耐汚染性に優れたプレコート鋼板
を提供することを目的とする。また、本発明は、さら
に、耐熱汚染性、加工性、食品衛生性、耐食性に優れた
プレコート鋼板を提供することを他の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
従来技術の問題を解決し、プレコート鋼板の加工性およ
び１００℃以上の高温下での耐汚染性の向上を両立させ
るべく鋭意研究し、検討を重ねた結果、以下の様なこと
を知見した。まず、本発明の重要な性能である耐熱汚染
性の向上の方法について説明する。熱時（１００℃以
上）の汚染（熱汚染）は、以下の様に進行すると考え
た。汚染物質が高分子塗膜に接触する。塗膜が高温（１００℃以上）になり、ガラス転移温度
以上になることで、ゴム状態になる。２次的相互作用が取り除かれ、高分子樹脂の網目鎖中
に汚染物質が浸透し、塗膜が汚染される。

【０００９】このため、本発明者らは、耐熱汚染性を向
上させるためには、架橋間分子量を小さくする、すなわ
ち架橋密度を上げ、高くすることで、塗膜がゴム状態に
おいても、汚染物質の浸透をある程度抑制することがで
きると考えた。そこで、本発明者らは、ポリエステル系
塗膜を有するプレコート鋼板に関し、架橋密度の異なる
ポリエステル系硬化塗膜を用いて、種々の耐熱汚染試験
を行った結果、架橋密度が高いほど、汚染性に優れてお
り、架橋密度を表わすパラメータである高温弾性率が高
いほど、耐熱汚染性が向上することがわかった。また、
架橋密度を高くするため、硬化剤量を増加させた場合、
硬化剤量が多いほど、耐熱汚染性が向上することがわか
った。

【００１０】また、従来のフッ素−アクリル樹脂塗料レ
ベルにするには、１２０℃時の弾性率が５．８×１０⁸
dyn/cm² 以上にすることによって達成される。また、こ
の様な高架橋密度の樹脂設計を行なった場合、２０℃の
時の加工性が悪くなる傾向にあるが、主剤ポリエステル
樹脂の骨格にソフトモノマーを導入し、ガラス転移温度
を下げ、骨格を柔らかくすることによって、２０℃の時
の伸び率を１００％以上に確保すれば、１８０°密着曲
げを行なった場合でも、クラックが発生しないことがわ
かった。すなわち、加工性を向上させるには、塗膜の伸
び率を大きくすることが重要な因子であることがわか
り、上記２つの物性値を満足すれば、耐熱汚染性と加工
性の両性能を達成することができることを本発明者らは
知見し、本発明に至ったものである。

【００１１】次に、食品衛生性の付与に関して説明す
る。一般にプレコート鋼板は、平面部および端面部の耐
食性向上のためにクロム酸塩系防錆顔料を樹脂中に添加
している。しかし、クロム酸塩は６価クロムを含むもの
であり、傷部等からのクロム溶出が懸念される。そこ
で、本発明者は食品と接触する表側の下塗り塗料には、
この様なクロム酸塩系防錆顔料を使用せず、非クロム系
防錆顔料の使用の検討を行った。本発明者らは、りん酸
塩系顔料とバナジン酸塩系顔料との２種類を添加した系
において、平面部耐食性が良いこと、また、端面耐食性
は、食品と接触しない裏面にクロム酸塩系防錆顔料を用
いることで充分確保できることを知見し、本発明に至っ
たものである。さらに、本発明者らは、りん酸塩系顔料
がそれから発生するりん酸イオンと塗装鋼板の端面やク
ロスカット部に露出するＦｅ面と錯体を作ることにより
不動態皮膜を形成せしめること、およびシリカが樹脂と
橋かけ反応をおこし、塗膜の透水性を低下させ、また、
Ｚｎイオンの捕捉効果があることなどから、これら２種
の顔料の相乗効果で耐食性の向上の可能性について鋭意
検討の結果、本発明に至ったものである。

【００１２】すなわち、本発明の第１の態様は、鋼板ま
たは表面処理鋼板の少なくとも一方の表面に、主剤にポ
リエステル樹脂、硬化剤にメラミン樹脂もしくはイソシ
アネートを用いて熱硬化させた１層もしくは２層の塗膜
層を有するプレコート鋼板であって、前記鋼板の表側１
層の塗膜の１２０℃における弾性率が５．８×１０⁸dyn
/cm² 以上、かつ塗膜の２０℃における伸びが１００％
以上であることを特徴とする加工性と高温下での耐汚染
性に優れたプレコート鋼板を提供するものである。

【００１３】また、本発明の第２の態様は、鋼板または
表面処理鋼板の食品と間接的に接触する表側の下塗り塗
膜層に、防錆顔料としてりん酸塩系顔料およびバナジン
酸塩系顔料とを混合して樹脂１００重量部に対し１０〜
１２０重量部の割合で添加した塗膜を有し、その上塗り
に１２０℃における弾性率が５．８×１０⁸dyn/cm²以
上、かつ塗膜の２０℃における伸びが１００％以上であ
るポリエステル硬化塗膜を有し、食品と接触しない裏面
にはクロム酸塩系防錆顔料を添加した下塗り塗膜層を有
することを特徴とする加工性と高温下での耐汚染性と耐
食性に優れかつ食品衛生上好ましいプレコート鋼板を提
供するものである。

【００１４】また、本発明の第３の態様は、鋼板または
表面処理鋼板の食品と間接的に接触する表側の下塗り塗
膜層に、防錆顔料としてりん酸塩系顔料およびシリカを
それぞれ樹脂１００重量部に対し５〜１００および１〜
６０重量部の割合で、かつ合計が１２０重量部以内の割
合で添加した塗膜を有し、その上塗りに１２０℃におけ
る弾性率が５．８×１０⁸dyn/cm² 以上、かつ塗膜の２
０℃における伸びが１００％以上であるポリエステル硬
化塗膜を有し、食品と接触しない裏面にはクロム酸塩系
防錆顔料を添加した下塗り塗膜層を有することを特徴と
する加工性と高温下での耐汚染性と耐食性に優れかつ食
品衛生上好ましいプレコート鋼板を提供するものであ
る。

【００１５】ここで、上記本発明の第２または３のいず
れかの態様において、前記表側の下塗り塗膜層および上
塗り塗膜層の膜厚が各々２〜１５μｍおよび１７〜２５
μｍの範囲で、前記裏面の下塗り塗膜層および上塗り塗
膜層の膜厚が各々３〜１５μｍおよび１０〜２０μｍで
あり、裏面下塗り塗膜層の防錆顔料が、該下塗り塗膜層
の樹脂１００重量部に対して１０〜１２０重量部である
のがこのましい。

【００１６】

【発明の作用】以下に、本発明をさらに詳細に説明す
る。本発明に用いられる鋼板としては、熱延鋼板、冷延
鋼板、ステンレス鋼板等が挙げられ、表面処理鋼板とし
ては、これらに電気亜鉛めっき、合金化電気亜鉛めっき
などの各種電気めっきや、溶融亜鉛めっき、溶融亜鉛系
合金めっき、溶融アルミめっきなどの各種溶融めっきを
施したものなどが挙げられる。そして、これらに化成処
理を施すのが一般的である。化成処理としては、りん酸
亜鉛、りん酸鉄等通常のものが用いられる。

【００１７】まず、本発明の第１の態様の加工性と高温
下での耐汚染性に優れたプレコート鋼板について説明す
る。本発明のプレコート鋼板の重要な構成要素である塗
膜は、主剤樹脂にポリエステル樹脂、硬化剤にメラミン
樹脂もしくはイソシアネート化合物を用いるもので、こ
のようなものからなる塗料を適正な焼き付け条件にて焼
き付けて得られるポリエステル硬化膜である。そして、
塗膜構成が、２層の場合その表側の塗膜（上塗り塗膜）
の１２０℃の時の弾性率が、１層の場合その塗膜の１２
０℃の時の弾性率が、５．８×１０⁸dyn/cm² 以上であ
ると、従来のフッ素−アクリル樹脂レベルの耐熱汚染性
を有することができ、５．８×１０⁸dyn/cm² 未満の場
合、塗膜の架橋密度が低く、汚染物質が架橋網目鎖中へ
浸透し、耐熱汚染性が不十分となる。この弾性率は、例
えば、動的粘弾性自動測定器、レオバイブロンＤＤＶ−
II−ＥＰを使用し、周波数１１０Ｈｚ、昇温スピード３
℃／ｍｉｎで測定した時の値である。

【００１８】塗膜の伸び率は、２０℃の時の引張条件
で、１００％以上が必要である。１００％未満である
と、加工性が悪くなり、２０℃下での１８０°密着曲げ
を行なった場合、塗膜にクラックが入る。ここで、塗膜
の伸び率は、下記式で表され、引張試験は、例えば島津
製作所製オートグラフを使用し、引張スピード５０mm/m
in、温度２０℃で行うことができる。

【００１９】

【数１】

【００２０】そして、加工性と耐熱汚染性の両性能を満
足させるには、１２０℃の時の弾性率が５．８×１０⁸
dyn/cm² 以上、２０℃の時の伸び率が１００％以上の２
つを満足する塗膜であれば、従来、フッ素−アクリル樹
脂レベルに到達することができる。

【００２１】次に、上記の様なプレコート鋼板を得るた
めの具体的手段について述べる。一般にプレコート鋼板
は、素地鋼板に下塗り層を施し、その上に上塗り層を塗
布する。この場合、下塗り塗料の限定は、特にしない
が、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポ
リエステル樹脂等が用いられ、必要に応じて硬化剤を用
いてもよく、その場合、硬化剤として、メラミン樹脂、
ベンゾグアナミン、ブロックイソシアネート等が用いら
れる。下塗り層の膜厚は、２〜１５μｍが適当である
が、２μｍ未満では、素地鋼板の色の濃淡を、上塗り層
が拾い、安定した色が出ない。また１５μｍを超える
と、加工性が低下し適当でない。

【００２２】本発明の重要な構成である上塗り層を形成
させるための塗料は、例えば主剤にポリエステル樹脂、
硬化剤にメラミン樹脂、もしくはブロックイソシアネー
トを用い、塗膜を形成させるには、温度が２００〜２５
０℃、焼き付け時間が、３０〜１５０秒が適当である。
膜厚は１０〜２０μｍが適当で、１０μｍ未満では色調
が安定せず、２０μｍ超では、溶剤のわき等が生じ不適
当である。

【００２３】本発明に用いるポリエステル樹脂の酸成分
としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、
アジピン酸、コハク酸、マレイン酸等のジカルボン酸が
あげられるが、架橋点を増加させるため、直鎖構造でな
く、分岐構造をとる必要があり、トリメリット酸等の多
価の酸を上記ジカルボン酸以外に、入れる必要がある。
また、ポリエステル樹脂のジアルコールとしては、エチ
レングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−
ブタンジオール、１，４ブタンジーオル、１，５−ペン
タンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロ
ヘキサンジメタノール、キシレングリコール等があげら
れる。また、末端基は架橋点であるＯＨ基としなくては
いけない。

【００２４】上記の様な酸とジアルコールとのエステル
反応によってなるポリエチレン樹脂を硬化させるため
に、硬化剤としてメラミン樹脂もしくはブロックイソシ
アネートを使用する。本発明に用いられるメラミン樹脂
としては、メチル化メラミン、ブチル化メラミンを挙げ
ることができる。触媒としてスルホン酸系硬化促進剤、
例えば、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンス
ルホン酸、メタンスルホン酸、ジノニルナフタレンジス
ルホン酸等を挙げることができる。

【００２５】そして、ポリエステル樹脂が分岐構造をと
る場合、メラミン硬化後、ガラス転移温度が上昇し、塗
膜の伸び率が低下するので、ポリエステル樹脂中のソフ
トモノマー成分、例えば、酸では、セバシン酸やアジピ
ン酸、グリコールとしては、ヘキサンジオール等の鎖長
の長いモノマーを使用し、塗膜のガラス転移温度（Ｔ
ｇ）を下げるようにするのがよい。以上の様な主剤とし
てポリエステル樹脂、硬化剤としてメラミン樹脂もしく
はブロックイソシアネートを用いた硬化塗膜に関し、前
述した物性の限定を満足するものであれば、主剤、硬化
剤そして触媒に関し特に限定するものではない。

【００２６】次に、本発明の第２の態様の加工性と高温
下での耐汚染性と耐食性に優れかつ食品衛生上好ましい
プレコート鋼板について説明する。このプレコート鋼板
においては、食品と接触する表側の上塗り塗料は、主剤
にポリエステル樹脂、硬化剤にメラミン樹脂、ベンゾグ
アナミンなどのアミノ樹脂、ブロックイソシアネートな
どのイソシアネート化合物などが用いられ、ポリエステ
ル硬化塗膜を形成する。このポリエステル硬化塗膜は、
上述した本発明の第１の態様と同様に、塗膜の１２０℃
の時の弾性率が、５．８×１０⁸dyne/cm²以上、かつ塗
膜の２０℃の時の伸び率が、１００％以上である必要が
ある。この弾性率および伸び率の定義ならびに測定方法
については上述した通りである。

【００２７】すなわち、加工性と耐熱汚染性の両性能を
満足させるには、このように１２０℃の時の弾性率が
５．８×１０⁸dyn/cm² 以上、２０℃の時の伸び率が１
００％以上の２つを満足させる塗膜であればよく、この
ような塗膜であれば、従来のフッ素−アクリル樹脂レベ
ルの耐熱汚染性と加工性に優れた性能を併せ持つことが
できる。これらの上塗り塗膜層の膜厚としては、１７〜
２５μｍが好ましく適当である。この膜厚が１７μｍ未
満では、加工性が低下し、２５μｍ超では、均一な塗膜
が得られなかったり、溶剤蒸発による泡物が付着する。

【００２８】表側の下塗り塗料用の樹脂としては、密着
性に問題が生じなければ、上記第１の態様同様に、どの
様な樹脂でも良く、例えばポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂、エポキシ変性ポリエステル等が用いられる。また
必要に応じて硬化剤を用いてもよく、その場合、メラミ
ン樹脂、ベンゾグアナミン、ブロックイソシアネート等
が用いられる。

【００２９】本態様のプレコート鋼板の第１の態様に対
する特徴の一つは、この表側下塗り塗膜層に２種の防錆
顔料を添加することである。この表側下塗り層に添加す
る防錆顔料としては、クロムを含まない無害性のりん酸
塩系顔料とバナジン酸塩系顔料の２種類の顔料である。
ここでりん酸塩系顔料としては、例えばりん酸亜鉛、ポ
リりん酸亜鉛、りん酸アルミニウム、トリポリりん酸ア
ルミニウム、りん酸カルシウム等が挙げられるが、耐食
性の点でりん酸亜鉛が最も好ましい。また、バナジン酸
塩系顔料としては、五酸化バナジン、三二酸化バナジウ
ム、四二酸化バナジウム等が挙げられる。

【００３０】防錆顔料の添加量としては、樹脂１００重
量部に対してりん酸塩系顔料とバナジン酸塩系顔料との
合計で１０〜１２０重量部とする。合計添加量が１０重
量部未満では充分な耐食性が得られず、１２０重量部超
では耐蝕性の向上がみられず、また塗料粘度が上昇し、
塗料化できない。りん酸塩系顔料とバナジン酸塩系顔料
の配合比率は、特に限定しないが、１種類のみの添加で
は充分な耐食性が得られない。この表側下塗り塗膜層の
膜厚は、２〜１５μｍが好ましい。膜厚が２μｍ未満で
は十分な耐食性が得られず、１５μｍ超では耐食性は十
分なものの加工性が低下し、適当でない。

【００３１】食品と接触しない裏面の下塗り塗料用の樹
脂は、上記第１の態様同様に、一般にポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリエステル等が用い
られるが、密着性に問題を生じない場合、どの様な樹脂
でも良い。また必要に応じて硬化剤を用いてもよく、そ
の場合、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン、ブロックイ
ソシアネート等が用いられる。

【００３２】本態様のプレコート鋼板の第１の態様に対
する特徴の他の一つは、この裏側下塗り塗膜層にクロム
酸塩系防錆顔料を添加することである。ここで、使用す
るクロム酸塩系防錆顔料は、クロム酸カルシウム、クロ
ム酸ナトリウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸亜
鉛、クロム酸バリウム、クロム酸マグネシウム、クロム
酸リチウム等が挙げられる。この防錆顔料の添加量とし
ては樹脂１００重量部に対して１０〜１２０重量部が好
ましい。１０重量部未満では、十分な耐食性が得られな
い。１２０重量部超では、塗料化が困難である。膜厚
は、３〜１５μｍが最適であり、３μｍ未満では、耐食
性が不十分で、１５μｍ超では、加工性が低下し適当で
ない。

【００３３】裏面の上塗り塗膜膜厚は、特に限定しない
が、１０〜２０μｍが望ましく、１０μｍ未満では隠ぺ
い性に劣り、２０μｍ超では溶剤蒸発による泡物が発生
する。なお、本発明において下塗り塗膜層、上塗り塗膜
層の樹脂とは、硬化剤を併用する場合は、硬化剤を含ん
だ樹脂を意味するものとする。

【００３４】次に、本発明の第３の態様の加工性と高温
下での耐汚染性と耐食性に優れかつ食品衛生上好ましい
プレコート鋼板について説明する。本態様のプレコート
鋼板は、食品と接触する表側の下塗り塗膜層にりん酸塩
系顔料とバナジン酸塩系顔料の２種類の防錆顔料の代わ
りにりん酸塩系顔料およびシリカを添加している点を除
いて、本発明の第２の態様のプレコート鋼板と全く同様
であるので、同様な点の詳細な説明は省略し、主に表側
の下塗り塗膜層の相違点について説明する。本態様にお
いては、この表側下塗り塗膜層を形成する下塗り塗料用
樹脂には防錆顔料として、クロムを含まない無害性のり
ん酸塩系顔料およびシリカが添加される。ここで、本態
様に使用されるシリカとしては、湿式シリカと気相シリ
カとがあるが、湿式シリカを用いた場合、りん酸塩系防
錆顔料との相乗効果により優れた防錆性が発揮される。

【００３５】上記樹脂と顔料との混合比は、樹脂１００
重量部に対してりん酸塩系顔料およびシリカをそれぞれ
５〜１００重量部および１〜６０重量部とし、かつ合計
が１２０重量部を超えないようにする。りん酸塩系顔料
が５未満であればたとえシリカを可能な限り大量に導入
しても耐食性に劣り、またりん酸塩系顔料が１００重量
部超であれば上塗り塗料面の外観、密着性、また塗装性
の観点から不適当である。よってりん酸塩系顔料の添加
量は５〜１００重量部の範囲とする。

【００３６】この時、シリカの添加量が１重量部未満で
あれば、耐食性の持続性に劣り、６０重要部を越えると
塗装性、上塗り塗装面の外観の観点から不適当である。
よって、シリカの添加量は１〜６０重量部の範囲とす
る。なお、りん酸塩系顔料とシリカの添加量が合計で１
２０重量部を超えると、塗料化が困難であるので、本発
明では、両者の合計添加量を１２０重量部以内の範囲と
する。下塗り塗膜の膜厚は、２〜１５μｍが適当で、２
μｍ未満では耐食性に問題が生じ、１５μｍを越えると
加工性が悪くなる。

【００３７】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。（実施例１）板厚０．５ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼
板に、りん酸亜鉛処理を施した後、下塗り塗料としてポ
リエステル樹脂塗料を、膜厚７μｍになるようにバーコ
ーターで塗布し、最高到達温度２１０°±１０℃、焼き
付け時間６０秒間の条件で塗装（プライマー処理）した
後、上塗り塗料として末端基がＯＨの分岐型ポリエステ
ル樹脂（数平均分子量８０００、ガラス転移温度（Ｔ
ｇ）３℃、分岐剤としてトリメリット酸含有）８０重量
部、メチル化メラミン樹脂Ｃ３０３（三井サイアナミ
ッド（株）製）２０重量部、触媒キャタリスト＃６
０００（三井サイアナミッド（株）製）４重量部、白系
顔料二酸化チタン８０重量部を配合し塗料化したポリ
エステル樹脂塗料を、乾燥膜厚１５〜２０μｍになるよ
うに塗布した。そして最高到達板温２３０±１０℃、焼
き付け時間６０秒間で硬化させ、本発明のプレコート鋼
板を得た。

【００３８】（実施例２）鋼板、プライマー処理、膜
厚、焼き付け条件は、実施例１と全く同様とし、上塗り
塗料として、末端基がＯＨの分岐型ポリエステル樹脂
（数平均分子量 25000、ガラス転移温度（Ｔｇ）１０
℃、分岐剤としてトリメリット酸含有）８０重量部、ブ
チル化メラミン樹脂Ｊ８２０−６０（大日本インキ化
学（株）製）２０重量部、触媒キャタリスト＃６０
００（三井サイアナミッド（株）製）４重量部、白系顔
料二酸化チタン８０重量部を配合し、塗料化したもの
を使用した以外は実施例１と全く同様にして、本発明の
プレコート鋼板を得た。

【００３９】（比較例１）上塗り塗料のポリエステル樹
脂を末端基がＯＨでトリメリット酸含有の分岐型ポリエ
ステル樹脂（数平均分子量８０００、ガラス転移温度７
０℃）とした以外は、実施例１と同様にしてプレコート
鋼板を製造した。

【００４０】（比較例２）上塗り塗料のポリエステル樹
脂を末端基がＯＨの直鎖型ポリエステル樹脂（数平均分
子量８０００、ガラス転移温度０℃）とした以外は、実
施例１と同様にしてプレコート鋼板を製造した。

【００４１】（比較例３）上塗り塗料のポリエステル樹
脂を末端基がＯＨの直鎖型ポリエステル樹脂（数平均分
子量 25000、ガラス転移温度７０℃）とした以外は、実
施例１と同様にしてプレコート鋼板を製造した。

【００４２】（従来例）上塗り塗料をフッ素−アクリル
樹脂にした以外は、実施例１と同様にしてプレコート鋼
板を製造した。

【００４３】このようにして得られた実施例１〜２およ
び比較例１〜３ならびに従来例に対し、下記の様な物性
評価を行なった。（弾性率の測定方法）動的粘弾性自動測定器、レオバイ
ブロンＤＤＶ−II−ＥＰ（東洋ボールドウィン製）を使
用し、周波数１１０Ｈｚ、昇温スピード３℃／ｍｉｎと
し、１２０℃時の弾性率を測定した。

【００４４】（伸び率の測定方法）引張試験器、オート
グラフＡＧＳ−１００Ａを使用し、引張スピード５０
mm/min、温度２０℃で初期および引張破断時の塗膜長さ
を測定し、下記式に従って伸び率（％）を決定した。

【００４５】

【数２】

【００４６】この様にして得られた実施例１、２および
比較例１〜３ならびに従来例のプレコート鋼板の物性値
を表１に示す。このようにして得られたプレコート鋼板
の実用評価試験は以下の通りである。

【００４７】（加工性）供試材にこれと同一厚みの鋼板
をスペーサとしてｎ枚挟んで１８０°折り曲げを行い、
クラックを生じずに折り曲げのできた時点でのスペーサ
の枚数で表示した。なお、表示方法はスペーサがない時
は０Ｔ、ｎ枚の時はｎＴと表示する。

【００４８】（耐熱汚染性）供試材の塗膜上に混合食品
（正油／塩／砂糖／ケチャップ／ソース／小麦粉＝１／
１／１／１／１／２重量比）を塗布し、１２０℃で１時
間焼き付けた後、塗膜上の残存物を水洗し、評価した。評価基準 ◎ 汚染がほとんどなく良好であり、従来のフッ素樹脂
−アクリル樹脂系塗料と同レベルである。 ○ 若干の汚染がみられる。 △ 汚染がされている。 × 著しく汚染されている。

【００４９】

【００５０】表１から明らかなように、実施例１および
２は、廉価なポリエステル樹脂を用いているにもかかわ
らず、従来例のフッ素樹脂−アクリル樹脂系塗料レベル
以上の優れた加工性および耐熱汚染性を示すことがわか
る。これに対し、比較例１および３は、上塗り塗料の主
剤のポリエステル樹脂のガラス転位温度が高く、上塗り
塗膜の２０℃時の伸び率が低いために、加工性が劣化し
ていることがわかる。また、比較例２および３は上塗り
塗料の主剤のポリエステル樹脂が直鎖型ポリエステル樹
脂であり、上塗り塗膜の１２０°時の弾性率が低いため
耐熱汚染性に劣ることがわかる。

【００５１】（実施例３）合金化溶融亜鉛めっき鋼板
（ＧＡ、めっき付着量片面あたり４５ｇ／ｍ²）にりん
酸亜鉛処理を施した後、表面の下塗り塗料として、ポリ
エステル樹脂（ＴＰ２３６、日本合成化学工業（株）
製）１００重量部に対して、りん酸亜鉛（ＺＰ−ＤＬ、
菊池色素工業（株）製）と５酸化バナジンとの混合物を
８０重量部、添加した塗料を乾燥膜厚で７μｍとなるよ
うに塗布した。さらに表側の上塗り塗料として、主剤に
ポリエステル樹脂（バイロン３００、東洋紡（株）
製）、硬化剤にメチル化メラミン（Ｃ３０３、三井サイ
アナミッド（株）製）を用いた塗料で、１２０℃時の弾
性率が６．７×１０⁸dyne/cm²、２０℃の時の伸び率１
２０％を示す塗膜を膜厚１８μｍとなるように塗布し
た。

【００５２】また裏面の下塗りに、ポリエステル系樹脂
（ＧＫ５９０、東洋紡（株）製）１００重量部に対し、
防錆顔料としてクロム酸ストロンチウム（菊池色素工業
（株）製）４０重量部を配合した塗料を用い、乾燥膜厚
７μｍになるように塗装した。さらにその上塗り塗料と
してポリエステル系塗料（ＧＫ１５０、東洋紡（株）
製）を１０μｍ塗布した。上記のようにして得られたプ
レコート鋼板の耐熱汚染性、耐食性、加工性の試験結果
を表２に示す。

【００５３】さらに、表面トップコート（上塗り層）、
表面プライマー（下塗り層）、裏面トップコート（上塗
り層）および裏面プライマー（下塗り層）の条件を変え
て、実施例３と同様にして得られた実施例４〜１３およ
び比較例４〜１７の塗料組成および顔料組成ならびにそ
れらの塗膜性能の試験結果を、それぞれ表２および表３
に示す。なお、本実施例、比較例における塗膜の弾性率
および伸び率は、アマルガム法で剥離したフリーフィル
ムを前記測定法で測定した値である。

【００５４】なお、加工性（表面）および耐熱汚染性
（表面）の評価は、上述の実施例１と同様な評価方法で
行った。また、耐食性（平面部、端面）、外観（泡物、
隠ぺい性）、塗料化の評価方法は以下に示す通りであ
る。

【００５５】（耐食性）・平面部：表側の素地に達するクロスカットを描いて塗
膜に傷を付けた後、塩水噴霧試験を２４０時間行い、ク
ロスカット部からの塗膜の最大ふくれ巾で評価した。・端面部：表面から裏面へせん断し、端面を露出させた
まま、塩水噴霧試験を２４０時間行い、端面部からの最
大ふくれ巾で評価した。評価基準は、 ○：ふくれ巾１ｍｍ以下 △：ふくれ巾１ｍｍ超５ｍｍ以下 ×：ふくれ巾５ｍｍ超

【００５６】（外観） ○：泡物が無くかつ隠ぺい性を有する塗装外観である。 ×：泡物を有すまたは隠ぺい性の無い塗装外観である。（塗料化） ○：顔料が樹脂中に均一に存在する。 ×：顔料が樹脂中に不均一に存在する。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】

【表６】

【００６３】（実施例１４）合金化溶融めっき鋼板（Ｇ
Ａ：めっき付着量、片面あたり４５ｇ／ｍ²）にりん酸
亜鉛処理を施した後、表面の下塗り塗料として、ポリエ
ステル樹脂（ＴＰ２３６、日本合成化学工業（株）製）
１００重量部に対して、りん酸亜鉛８０重量部（ＺＰ−
ＰＬ、菊池色素工業社製）および湿式シリカ（ｎ−ブタ
ノールシリカゾル、ＮＢＡ−ＳＴ、日産化学工業（株）
製）を固形分として３０重量部含む防錆顔料を配合した
樹脂塗料を用い、乾燥膜厚７μｍになるように塗布し
た。さらに表側の上塗り塗料として、主剤の分子量１８
０００、ＯＨ価７の直鎖型ポリエステル樹脂（バイロン
３００、東洋紡（株）製）に、硬化剤のメチル化メラミ
ン（Ｃ３０３、三井サイアナミッド（株）製）をポリエ
ステル樹脂１００重量部に対し、４７重量部、着色顔料
（Ｒ９７２、石原産業（株）製）を１００重量部および
酸触媒（Ｃａｔ−６０００、三井サイアナミッド（株）
製）を５重量部添加した塗料系を用い、乾燥膜厚を１８
μｍになるように塗布した。また裏面の下塗りポリエス
テル系樹脂（ＧＫ５９０、東洋紡（株）製）１００重量
部に対して、防錆顔料として、クロム酸ストロンチウム
（菊池色素工業社製）４０重量部を配合した塗料を用
い、乾燥膜厚７μｍになるように塗布した。さらに、そ
の上塗り塗料としてポリエステル系塗料（ＧＫ１５０、
東洋紡（株）製）を１０μｍ塗布した。

【００６４】焼き付け温度は、表、裏の下塗り塗膜を２
１０±５℃で４５秒間焼き付けた後、表、裏の上塗り塗
膜を２３５±５℃で６０秒間焼き付けた。この条件下で
焼き付けた場合、表面の上塗り塗膜は、１２０℃時の弾
性率が６．０×１０⁸ｄｙｎ／ｃｍ²、伸び率１２０％
を示した。上記のようにして得られたプレコート鋼板の
耐熱汚染性、耐食性、加工性の試験結果を表４に示す。

【００６５】さらに、めっき、表面上塗り、表面下塗
り、裏面上塗りおよび裏面下塗りの条件を変えた実施例
１５〜７および比較例１８〜３３のめっき組成、塗料組
成ならびに塗膜性能の試験結果を表４、表５および表６
に示す。なお、表４のめっき種の欄のＧＡは合金化溶融
亜鉛めっき、ＧＩは溶融亜鉛めっき、ＥＧは電気亜鉛め
っき、Ｚｎ−ＮｉはＺｎ−Ｎｉ合金めっきを示す。な
お、本実施例における塗膜の弾性率および伸び率は、ア
マルガム法で剥離したフリーフィルムを前記測定法で測
定した値である。

【００６６】なお、加工性（表面）、耐熱汚染性（表
面）、耐食性（平面部、端面）、外観（泡物、隠ぺい
性）、塗料化の評価方法は、前記した評価方法と同様で
ある。

【００６７】

【表７】

【００６８】

【表８】

【００６９】

【表９】

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高価なフッ素樹脂を用いていないにもかかわらず、従来
のフッ素樹脂−アクリル樹脂系塗料レベル以上の優れた
加工性および１００℃以上での高温下での耐汚染性を備
えるプレコート鋼板を提供できるという効果を奏する。

【００７１】また、本発明によれば、従来のストロンチ
ウムクロメートを用いたプレコート鋼板とほぼ同程度の
耐食性を持ちながら、無害性で食品衛生上好ましく、加
工性にも優れ、また、１００℃以上での耐熱汚染性に優
れているため、電子レンジの内箱、オーブントースター
の外箱等、食品と接触する部分に適用可能なプレコート
鋼板として極めて有用であり、工業上の有用性が高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｇ (72)発明者大岸英夫千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者成瀬義弘千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社鉄鋼研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板または表面処理鋼板の少なくとも一方
の表面に、主剤にポリエステル樹脂、硬化剤にメラミン
樹脂もしくはイソシアネートを用いて熱硬化させた１層
もしくは２層の塗膜層を有するプレコート鋼板であっ
て、前記鋼板の表側１層の塗膜の１２０℃における弾性
率が５．８×１０⁸dyn/cm² 以上、かつ塗膜の２０℃に
おける伸びが１００％以上であることを特徴とする加工
性と高温下での耐汚染性に優れたプレコート鋼板。
【請求項２】鋼板または表面処理鋼板の食品と間接的に
接触する表側の下塗り塗膜層に、防錆顔料としてりん酸
塩系顔料およびバナジン酸塩系顔料とを混合して樹脂１
００重量部に対し１０〜１２０重量部の割合で添加した
塗膜を有し、その上塗りに１２０℃における弾性率が
５．８×１０⁸dyn/cm² 以上、かつ塗膜の２０℃におけ
る伸びが１００％以上であるポリエステル硬化塗膜を有
し、食品と接触しない裏面にはクロム酸塩系防錆顔料を
添加した下塗り塗膜層を有することを特徴とする加工性
と高温下での耐汚染性と耐食性に優れかつ食品衛生上好
ましいプレコート鋼板。
【請求項３】鋼板または表面処理鋼板の食品と間接的に
接触する表側の下塗り塗膜層に、防錆顔料としてりん酸
塩系顔料およびシリカをそれぞれ樹脂１００重量部に対
し５〜１００および１〜６０重量部の割合で、かつ合計
が１２０重量部以内の割合で添加した塗膜を有し、その
上塗りに１２０℃における弾性率が５．８×１０⁸dyn/c
m² 以上、かつ塗膜の２０℃における伸びが１００％以
上であるポリエステル硬化塗膜を有し、食品と接触しな
い裏面にはクロム酸塩系防錆顔料を添加した下塗り塗膜
層を有することを特徴とする加工性と高温下での耐汚染
性と耐食性に優れかつ食品衛生上好ましいプレコート鋼
板。
【請求項４】請求項２または３のいずれかに記載のプレ
コート鋼板であって、前記表側の下塗り塗膜層および上
塗り塗膜層の膜厚が各々２〜１５μｍおよび１７〜２５
μｍの範囲で、前記裏面の下塗り塗膜層および上塗り塗
膜層の膜厚が各々３〜１５μｍおよび１０〜２０μｍで
あり、裏面下塗り塗膜層の防錆顔料が、該下塗り塗膜層
の樹脂１００重量部に対して１０〜１２０重量部である
ことを特徴とする加工性と高温下での耐汚染性と耐食性
に優れかつ食品衛生上好ましいプレコート鋼板。