JPH0811257A

JPH0811257A - 耐食性と加工性に優れた塗装鋼板

Info

Publication number: JPH0811257A
Application number: JP14789394A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Shigekuni; 国智文重; Hideo Ogishi; 岸英夫大; Yoshihiro Naruse; 瀬義弘成
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】密着性に関係する物性を損なうことなく端面耐
食性および平面部耐食性を向上させ、加工性に優れた無
公害型塗装鋼板を提供する。【構成】主剤樹脂と硬化剤樹脂の和１００重量部に対
し、イソシアネート化合物、リン酸系防錆顔料を各々１
〜１０重量部、１〜８０重量部を配合したガラス転移温
度（Ｔｇ）が５〜３５℃の下塗り塗膜（プライマー）が
表面処理鋼板の少なくとも一方の表面に設けられ、かつ
その上層に上塗り塗膜（トップ塗膜）が設けられた無公
害でかつ耐食性と加工性に優れた塗装鋼板。下塗り塗膜
はさらに固体酸を主剤樹脂と硬化剤樹脂の和１００重量
部に対し、０．０５〜５重量部含むのがよい。

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
れるプレコート鋼板に関わり、平面部および端面耐食性
に優れたプレコート鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工前に塗装を行なうことを特徴とする
プレコート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。この普及に伴い、電子レンジの内箱
材、ドア材、オーブントースターの外板等調理器具用途
の家電製品にも、プレコート鋼板が使用されようとして
いる。

【０００３】しかし、この分野の要求性能の大前提とし
て、食品衛生性がある。従来のプレコート鋼板は平面部
耐食性および端面耐食性を改善するため、プライマー中
にクロム系の防錆顔料（例えばクロム酸ストロンチウ
ム、クロム酸バリウム）を添加する方法を用いてきた。
しかし、クロム系の防錆顔料は前述の食品衛生性に問題
があり、好ましくない。そこで、無公害型防錆顔料のう
ち、最も汎用性のあるリン酸系防錆顔料は、(1) 金属縮
合リン酸塩系、例えば縮合リン酸アルミニウム、(2) 金
属リン酸塩系、例えばリン酸亜鉛、リン酸カルシウム、
リン酸ケイ素、リン酸チタニウム、(3) 金属亜リン酸塩
系、例えば亜リン酸亜鉛、亜リン酸バリウム、亜リン酸
マグネシウム、亜リン酸マンガン塩、(4) 金属次亜リン
酸塩系、例えば次亜リン酸カルシウムまたは次亜リン酸
鉄、など数多くの提案がなされている。

【０００４】また、上記単独系以外に、トリポリリン酸
２水素アルミニウムと鉛化合物との混合系（特公昭５８
−４９５７９号）、トリポリリン酸２水素アルミニウム
と鉛化合物と亜鉛化合物の混合系（特開昭６４−４０５
６３号）なども提案されている。

【０００５】しかし、これらの無公害型防錆顔料は、従
来のクロム系の防錆顔料と比べ防錆力で見劣りするもの
であった。そのため、プライマー中に多量の防錆顔料を
配合させることが必要で、そのため、耐沸騰水性や高温
時の耐湿性等、鋼板とプライマーの密着性の関係する物
性に悪い影響を与えることがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点である密着性に関係する物性を損なうことな
く端面耐食性および平面部耐食性を向上させ、加工性に
優れた無公害型塗装鋼板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
ような従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、端面耐食性と平面部耐食性の向上には、防錆顔料
の溶出による不動態被膜の生成が不可欠であることがわ
かった。しかし、強固な不動態被膜を形成させるため
に、防錆顔料の配合を多くした場合、前述のように、鋼
板との密着性を損なうことがある。そこで、防錆顔料の
溶出性を高めることと、鋼板との密着性を維持させるよ
うなプライマーの樹脂設計を考案した。つまり、防錆顔
料の配合量が少ない場合、顔料溶出性を高くするには、
プライマーの塗膜のガラス転移温度（Ｔｇ）を低くする
ことによりなされることがわかった。しかし、プライマ
ーの塗膜Ｔｇを低くした場合、塗膜を透過する酸素や水
の量が大きくなるため、耐沸騰水試験および高温湿潤環
境下の耐湿性試験後、密着性劣化のため、表面にふくれ
が発生する問題が生じる。そこで、このような密着性劣
化を低減するため、プライマー中に特にブロックイソシ
アネートを添加すると良い結果が得られることがわかり
本発明に至った。

【０００８】すなわち、本発明によれば、主剤樹脂と硬
化剤樹脂の和１００重量部に対し、イソシアネート化合
物、リン酸系防錆顔料を各々１〜１０重量部、１〜８０
重量部を配合したガラス転移温度（Ｔｇ）が５〜３５℃
の下塗り塗膜（プライマー）が表面処理鋼板の少なくと
も一方の表面に設けられ、かつその上層に上塗り塗膜
（トップ塗膜）が設けられた無公害でかつ耐食性と加工
性に優れた塗装鋼板を提供するものである。ここで、前
記塗装鋼板において、前記下塗り塗膜が、前記主剤樹脂
と硬化剤樹脂の和１００重量部に対し、さらに固体酸が
０．０５〜５．０重量部配合されているのが好ましい。

【０００９】

【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
のプレコート鋼板に用いられる表面処理鋼板としては溶
融亜鉛めっき、溶融亜鉛合金めっき、各種電気めっきを
施したものが用いられ、これらにリン酸塩処理やクロメ
ート処理などの化成処理を施すのが一般的である。

【００１０】本発明のプレコート鋼板には上記表面処理
鋼板に下塗り塗膜を形成する。この下塗り塗膜（プライ
マー）の主剤樹脂は、ポリエステル樹脂、エポキシ変性
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等どのような樹脂でも
よい。また、これら主剤樹脂を硬化させるための硬化剤
樹脂は、メラミン、ベンゾグアナミン等が用いられる。
本発明においては、硬化促進剤を用いることが好まし
い。

【００１１】本発明で用いられる硬化促進剤としては、
パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン
酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレ
ンジスルホン酸、メタンスルホン酸が挙げられる。この
硬化促進剤の配合量は、プライマーの主剤樹脂と硬化剤
樹脂の和１００重量部に対して１〜８重量部が好まし
い。１重量部未満であると硬化反応が不十分となり、耐
溶剤性が劣る。また、８重量部を超えると加工性が低下
し、光沢等の外観が劣化する。

【００１２】密着性を維持させるために添加するイソシ
アネート化合物は、ＨＭＤＩ、ＨＤＩ、ＭＤＩ、ＸＤ
Ｉ、ＴＤＩ等が例示される。本発明においては、前記等
で例示されるイソシアネート化合物をフェノール、アル
コール、オキシム、ラクタム等のブロック化剤でブロッ
ク化したブロックイソシアネートを用いることがより好
ましい。これは、主剤樹脂、硬化剤樹脂、イソシアネー
ト化合物、防錆顔料他からなる本発明における塗料のポ
ットライフが長くなるためである。配合量は、上記主剤
樹脂と硬化剤樹脂の和１００重量部に対し、１〜１０重
量部の範囲とする。１重量部未満では、鋼板との密着性
の維持の効果が小さく、耐沸騰水性試験や高温湿潤試験
後にふくれが生じる。また１０重量部を超えると、イソ
シアネート化合物が残存し、これらが可塑剤的な働きを
し、塗膜劣化が生じ易く耐沸騰水性が悪くなる。

【００１３】これらプライマーの塗膜Ｔｇは、５〜３５
℃の範囲とする。塗膜Ｔｇが３５℃超では防錆顔料の溶
出性が低いため、強固な不動態被膜の生成ができず、耐
食性が悪い。また、加工性も悪くなる。塗膜Ｔｇが５℃
未満では、イソシアネート化合物を添加しても、密着性
が維持できず、耐沸騰水性試験や高温湿潤試験後にふく
れが生じる。なお、本発明における下塗り塗膜のガラス
転移温度（Ｔｇ）は塗装、焼き付け後の下塗り塗膜をＤ
ＳＣを用い昇温速度２．５℃／ｍｉｎで測定した時の値
である。

【００１４】プライマー中に添加される防錆顔料は、リ
ン酸系防錆顔料で、リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、
オルトリン酸、縮合リン酸、リン酸塩、ポリリン酸塩、
種々の金属のオルトリン酸塩または縮合リン酸塩、五酸
化リン、リン酸塩鉱物、市販のリン酸塩顔料、アルカリ
土類金属のリン酸塩またはこれらの混合物が挙げられ
る。リン酸塩としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸カ
ルシウム、リン酸アルミニウム、メタリン酸カルシウ
ム、メタリン酸マグネシウム、トリポリリン酸アルミニ
ウム、トリポリリン酸亜鉛等が挙げられる。本発明にお
いては、より好ましくは、亜鉛との不動態被膜の形成し
易さの面から、リン酸カルシウム、トリポリリン酸亜
鉛、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛が好ましい。

【００１５】リン酸系防錆顔料の配合量は、上記主剤樹
脂と硬化剤樹脂との和１００重量部に対し、１〜８０重
量部の範囲とする。１重量部未満では耐食性が悪くな
り、８０重量部を超えるとコスト、耐沸騰水性の面で不
利である。

【００１６】また、カソード反応によって生じたＯＨ^-
イオンを中和しアルカリ発生に伴う塗膜剥離を抑制する
ため、より好ましくは固体酸として、５酸化バナジウ
ム、３酸化モリブデン、３酸化タングステン、シリカ等
の各種酸化物をリン酸系防錆顔料とともに併用すること
が好ましい。

【００１７】前記固体酸の添加量は、前記主剤樹脂と硬
化剤樹脂の和１００重量部に対し、０．０５〜５．０重
量部配合されていることが好ましい。０．０５重量部未
満では、平面部耐食性、端面耐食性がその分低下し、
５．０重量部超では、塗膜の密着性が悪くなる。

【００１８】本発明の塗装鋼板においては、上記下塗り
塗膜の上に上塗り塗膜（トップコート）を形成する。こ
のトップコートを形成させるための塗料成分は、要求性
能を満足すればどんな樹脂でもよく、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が例示され、これら
の樹脂にアミノ樹脂、イソシアネート化合物の架橋剤を
併用してもよい。プライマー層、トップ層の膜厚は特に
限定しないが、膜厚が厚くなりすぎると、発泡やわきの
原因となり好ましくない。

【００１９】

【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）板厚０．５ｍｍの合金化溶融亜鉛めっき鋼板
（めっき目付量は各側４５ｇ／ｍ ²）にリン酸亜鉛処理
を施した。プライマー（下塗り塗料）として、主剤樹脂
であるポリエステル樹脂（バイロン３００、２００、５
５０、東洋紡（株）製）、硬化剤樹脂としてメチル化メ
ラミン（サイメルＣ３０３、三井サイアナミッド（株）
製）、イソシアネート化合物としてＨＤＩ系ブロックイ
ソシアネート（Ｃ−２５１３、日本ポリウレタン工業
（株）製）、ＭＤＩ系ブロックイソシアネート（ＭＳ−
５０、日本ポリウレタン工業（株）製）、ＴＤＩ系ブロ
ックイソシアネート（ＡＰｓｔａｂｌｅＭ、日本ポリウ
レタン工業（株）製）、またはＭＤＩ系ブロックイソシ
アネート（Ｃ−２５１２、日本ポリウレタン工業（株）
製）、防錆顔料としてリン酸カルシウム、リン酸亜鉛ま
たはトリポリリン酸亜鉛（テイカ（株）製）、固体酸と
して５酸化バナジウム、３酸化モリブデン、シリカ、ま
たは３酸化タングステン、顔料として２酸化チタン、硬
化促進剤としてドデシルベンゼンスルホン酸（Ｃａｔ−
６０００、三井サイアナミッド（株）製）を表１（発明
例）、表２（比較例）の通り配合したプライマー（下塗
り塗料）を用いた。

【００２０】表１（発明例）、表２（比較例）の通り配
合したプライマー（下塗り塗料）を表１（発明例）、表
２（比較例）で示す膜厚となるように塗装、焼き付けし
た。その後、ポリエステル系塗料ＡＬ−２６０（関西ペ
イント（株）製）を膜厚１８μｍで塗装、焼き付けた。
焼き付け条件はプライマーを２１５℃、６０秒、トップ
コートを２３０℃、６０秒とした。なお、塗装は裏面に
も同一の塗装を施した。

【００２１】かくして得られた塗装鋼板の塗膜性能につ
いて、平面部耐食性、端面耐食性、折曲げ加工性、耐沸
騰水性、高温耐湿性について調べ、発明例、比較例につ
いての結果を表３に示す。なお、下塗り塗膜のガラス転
移温度（Ｔｇ）は、ブリキ板に下塗り塗膜を塗装、焼き
付けした後、水銀アマルガム法で塗膜を剥離し測定し
た。

【００２２】（試験方法）平面部耐食性：クロスカットをカッターでいれ、ＳＳＴ
５００ｈ後とりだし、赤錆およびふくれを評価する。 ◎ 平面部（クロスカット以外の部分）およびクロスカ
ット部のふくれが０．５ｍｍ以下で、かつ赤錆がない。 ○ 平面部（クロスカット以外の部分）およびクロスカ
ット部のふくれが０．５ｍｍ超１ｍｍ以下で、かつ赤錆
がない。 △ 平面部（クロスカット以外の部分）およびクロスカ
ット部のふくれが１ｍｍ超３ｍｍ以下で、かつ赤錆が発
生する。 × 平面部（クロスカット以外の部分）およびクロスカ
ット部のふくれが３ｍｍ超で、かつ赤錆が発生する。端面耐食性： ◎ ふくれが０．５ｍｍ以下で、かつ赤錆がない。 ○ ふくれが０．５ｍｍ超１ｍｍ以下で、かつ赤錆がな
い。 △ ふくれが１ｍｍ超３ｍｍ以下で、かつ赤錆が発生す
る。 × ふくれが３ｍｍ超で、かつ赤錆が発生する。加工性：２０℃の０Ｔ折り曲げ時クラックが生じない。 ○ クラックが生じる。 × クラックがない。耐沸騰水性：沸騰水に２ｈ浸漬し、ふくれがないか評価
する。 ○ ふくれなし。 △ １ｍｍ以下のふくれが生じる。 × １ｍｍ超のふくれが生じる。高温耐湿性： ○ ふくれなし。 △ １ｍｍ以下のふくれが生じる。 × １ｍｍ超のふくれが生じる。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【００２７】

【発明の効果】本発明の塗装鋼板においては、防錆顔料
の溶出性を高めるとともに表面処理鋼板との密着性を維
持させることができるプライマーの設計に成功したの
で、平面部耐食性、端面耐食性に優れるばかりか、加工
性にも優れ、また耐沸騰水性、高温耐湿性にも優れ、し
かも無公害であり、家電、建材などに有効に使用でき
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主剤樹脂と硬化剤樹脂の和１００重量部に
対し、イソシアネート化合物、リン酸系防錆顔料を各々
１〜１０重量部、１〜８０重量部を配合したガラス転移
温度（Ｔｇ）が５〜３５℃の下塗り塗膜（プライマー）
が表面処理鋼板の少なくとも一方の表面に設けられ、か
つその上層に上塗り塗膜（トップ塗膜）が設けられた無
公害でかつ耐食性と加工性に優れた塗装鋼板。
【請求項２】前記塗装鋼板において、前記下塗り塗膜
が、前記主剤樹脂と硬化剤樹脂の和１００重量部に対
し、さらに固体酸が０．０５〜５．０重量部配合されて
なる請求項１に記載の無公害でかつ耐食性と加工性に優
れた塗装鋼板。