JPS59179339A - プレコ−トされた鋼板 - 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】 本発明は主として建材用素材として用いられる特に耐候
性、加工性、耐食性、生産性にすぐれた３コートされた
プレコート鋼板に関する。

プレコート鋼板は、鋼板上にあらかじめ塗料を塗装した
もので通常冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板あるいはアルミめ
っき鋼板などの」−にロールコータ−を用いて塗装し連
続的に大量生産されるもので、品質がすぐれ、均一であ
り、大量用途１こ通し、しかも施工後の塗装が不要であ
るため、建材用、家電用、事務機器用等の素材として、
その需要が拡大している。

これらプレコート鋼板に要求される性能としては、耐候
性、酎食性、密着性、加工性、耐疵性などが主たるもの
であるが、これらの品質性能のすべてを１種類の塗料で
満足させることは、技術的に非常に困難である。このた
め、従来は塗料を２種類に分け、下塗に密着性と酎食性
を、また」１情に耐候性、加工性、耐疵性などの性能を
分担させることで、各塗料の品質性能が一層向上し、こ
れら塗料を下塗塗料を塗装焼付後、」−塗塗料を塗装焼
料する、いわゆる２コート、２ベークの方式で塗装され
ることでプレコート鋼板の品質性能の向」−が図られて
きた。

しかし、２コ一ト品の上塗には、まだ多くの相反する性
能が同時に要求されている。たとえば、一般的にいって
耐疵性を向」ニさせる目的で塗膜を硬くすると、加工性
が劣化する。プレコート鋼板の」−塗用塗料としてもっ
とも一般的であるポリエステル塗料でも、耐候性、耐疵
性を向」ニさせる方向で骨格樹脂を選定すると、加工性
が劣化して通常の折曲げ加工にも耐えられなくなり、逆
に加工性を向１−させるように骨格樹脂を選定すると耐
候性、耐疵性などの性能が劣化する。このため、これま
での２コ一ト品の上塗用塗料は性能がバランスするよう
に各種の樹脂を７Ｔ１．合するなどの方法で改善がなさ
れていた。

本発明渚は、プレコート鋼板のより一層の品質向上を目
ざし、下塗として密着性の良いエポキシ樹脂を主成分と
する塗料を塗装、焼付けし、ついで、中塗として加工性
を重視してポリエステル樹脂、特に、シリコーンポリエ
ステル樹脂を主成分とするサネｌ、又は上塗塗膜より４
１１分伸び率の高いポリエステル樹脂を一１成分とする
塗料を塗装、焼料けした。ついで−１−塗としてシリコ
ーンポリエステル樹脂を主成分とする塗料を塗装、焼料
けする３コート、３ベ一ク方式によるプレコートを行う
ことにより耐候性、加二しセ１、耐食性の良いプレコー
ト鋼板の得られることを見出した。

すなわち、本発明は、 」−塗塗膜がシリコーンポリエステル樹脂を主成分とす
る塗料によって形成ネれ、中塗塗膜がポリエステル樹脂
を主成分とする塗料によって形成され、下塗塗膜がエポ
キシ樹脂を主成分とする塗料によって形成されたプレコ
ート鋼板に関する。

以下１本発明につき詳述する。

まず下塗塗料に用いられるエポキシ樹脂４才゛ｌは、密
着性の良い市販のものが使用できる。エポキシ樹脂とし
ては、たとえば、ビヌフェノール型、その他各種変性品
が挙げられる。

中塗塗料に用いられるポリエステル樹脂は、たとえばシ
リコーンポリエステル樹脂、ウレタン変性ポリエステル
樹脂、メラミン変性ポリエステル樹脂などが挙げられる
。比較例としてアクリル樹脂塗料を用いると、」−塗塗
料との相溶性が悪く、層間密着性が劣ることから好まし
くない。さらに、上塗塗膜より塗膜伸び率の高いポリエ
ステル樹脂を用いることが好ましい。軟質の」コサは、
硬度が低く耐疵性が劣ることから、比較的硬質の上塗を
使用し、中塗は軟質の伸び率の高い塗膜で可撓性を伺与
する組合わせが最も好ましいためである。

上塗塗料に用いられるシリコーンポリエステル樹脂塗料
は、該樹脂として、ポリエステル樹脂１００重量部に対
してシリコーン中間体を３０〜５０重量部配合したもの
が耐候性の面から好ましい。

中塗、」コサに用いられるポリエステル樹脂としては、
たとえばいわゆるオイルフリーポリエステル樹脂が挙げ
られる。

本発明に用いる塗料はいずれも上記塗膜形成要素である
樹脂主成分の他、溶剤、顔料、硬化剤。

通常塗料に用いられる添加剤を必要星配合して調製され
る。

又、防錆顔料は、従来、通常下塗塗料に配合されていた
。しかし、本発明においては、中塗塗料と下塗塗料のそ
れぞれに、たとえば、クロム酸化合物などの防錆顔料を
含有させることにより、開会性が著しく向上することを
見出した。すなわち、本発明のプレコート鋼板は、防＃
ｉ塗膜層として、下塗、中塗にクロム溶出速度の異った
樹脂系を採用しているため、同一樹脂系で１１に防錆塗
膜層の膜厚だけを厚くしたものより、耐食性に有効な６
価クロムをバランスよく溶出させることができ、防錆効
果を大幅に向−４−させることができるためである。防
錆顔料は下塗、中塗とも樹脂１００重量部に対して５〜
１５重量部重量部側合で添加するのが好ましい。防錆顔
料の添加量が５重量部未満では鋼板を不働態化する防錆
効果はあまり期待できないし、又１５重量部を越しても
防錆効果はあまり向上せず、むしろ樹脂層の柔軟性を欠
く傾向になり、特に中塗では、加工性能に悪影響を及ぼ
すことになるので好ましくない。下塗、中塗への防錆顔
料の配合比は、塗膜構成時の膜厚比によっても変わるた
め、限定するものではないが、下塗／中塗の配合比を８
７１〜属程度とするのが好ましい。

次に膜厚については、従来の２コートの下塗塗１１う！
は２〜８ｇ、」−塗塗膜は９〜２５ＪＬであり、特にシ
リコーンポリエステル樹脂塗料にあっては耐食性をカバ
ーするため、２０〜２５川と厚膜で対処していたのが実
状であるが、高価な」コサ樹脂塗料を厚塗りしているに
もかかわらず、あまり顕著な効果は認められていなかっ
た。

一方、木発明の３コートにあっては、特に」１塗塗膜と
中塗塗膜とが従来の２コートの」１塗塗膜に比べてそれ
ぞれ薄膜でよい利点がある。たとえば乾燥膜厚で上塗塗
膜６〜２５ル、好ましくは９〜２０Ｗであり、又、中塗
塗膜は２〜２０ｐＬ、好ましくは３〜１５ルである。い
ずれも下限は色彩効果及び紫外線透過の点からの必要値
であり、」二限は塗装経済性の点からの必要値である。

」−１中塗を夫々薄膜としうる理由としては、まずたと
えば、紫外線透過率でみると、エネルギーレベルが高い
といわれる３００ｎｍの匍域で紫外線透過率を測定した
場合、」−塗塗膜は６にあれば８層程度と充分な耐候性
を示す。シリコーンポリニス六ル樹脂の屋外暴露におけ
る減少膜厚は０．４〜０．５ｐ／年といわれている。こ
のため、中塗塗膜を厚くする必要がなくなると共に、中
塗塗膜に用いるシリコーンポリエステル樹脂には、」こ
塗塗膜の場合に比し、配合する高価なシリコーン中間体
の量を３０重量部未満に迄減少しうる利点がある。

次に、耐食性の点でみると、前記した如く、防錆顔Ｆ１
を中、下塗両者に分配することにより、耐食性を従来よ
り向」−させることができた。

なお、中塗塗料を、上塗塗ネ４と近似色に調色すること
により、」１塗塗膜が薄膜の場合に、隠蔽性の面から、
色調をより安定させるのに有効となる。

次に、本発明のプレコート鋼板の製法は特に限定するも
のではないが、たとえば、ロールコータ−を用いて、高
速かつ均一に塗料を連続塗布し、これを連続焼イ・１炉
で短詩間に焼付けするいわゆるコイルコーティング方法
などが用いられる。ところが、コイルコーティング法に
おいて、塗料を塗装後、急激に短時間で乾燥焼付すると
溶剤の揮発にイ゛ｒなうワキと称されるピンホール現象
が起る。

ピンホールなどの塗膜欠陥があると、この欠陥部を通し
て、水や醇素が透過し易くなるため、下地金属に対する
保護機能があまり期待できなくなる。この現象は厚膜で
塗装するほど発生し易いことから、厚膜の場合ではライ
ンスピードが限定されてしまい、作業能率、経済性を欠
くという欠点がある。本発明における３コートにおいて
は、従来厚塗りごれていた上塗を、２層に分けて塗装、
焼付を行うため、すなわち夫々薄膜で塗装、焼付するこ
とによって、ラインスピードを低下させることなく、ピ
ンホール現象を防止することができるという大−暦生産
における、固定費、変動費の削減など経済性に大なる利
点がある。

たとえば、試例によれば、ｌ塗２０ｐ厚の２コートの場
合、ピンホールを生ぜず塗装できるラインスピードは７
０ｍ／ｍｉｎが限度であった。一方、これを中、」二塗
１０ｇ厚ずつとした３コートで塗装すると、ピンホール
を生ぜずラインスピードを１３０＋ｎ／ｆｆ１ｉｎと約
２倍にでき、生産量は２倍となった。同一・ラインスピ
ードの場合で比較すると、塗装に要する電気、エネルギ
ーなどのコスト増は約１．２倍となるが、ラインスピー
ドを考慮して中位生産措あたりでみると、固定費、変動
費は約０．８倍となり、１・−タルとして３コートの場
合、２コートより経済性が大であった。

このように本発明は上塗、中塗、下塗の３層が一体とし
て、従来の２コートに比べ、安価で四候性、−食性、加
工性に優れた効果を発揮する。

以下、実施例により、木発明をさらに詳しく説明する。

なお表中＊印は比較のための不例である。

実施例１ ３コーＩ・の適正な塗膜構成と、中塗塗膜の伸び率が加
工性と耐食性に及ぼす影響を確認するために下記条件の
試験片を用いて試験し、結果を第１表に示した。

０ 素地鋼板：　板厚０．３５ｍｍのりん酸亜鉛処理した亜
鉛めっき鋼板 塗料、焼料条件および膜厚：（１）下塗：樹脂１００重
量部に対し、ストロンチウムクロメート８重量部を添加
した第１表に示した樹脂塗料、２００’ＱＸ２０秒、５
川、（２）中塗：樹脂１００重量部に対し、ストロンチ
ウムクロメ−ｌ−６重量部を添加した第１表に示した塗
料、２００°ＣＸ２０秒、５ｐＬ、（３）上塗：第１表
に示した塗料、２３０’ＣＸ２５秒、１５ル。

従来の２コート法に比し、」−４と中塗とが夫々薄膜で
あるにも拘らず、すぐれた加工性と耐食性とを示してい
る。なお、Ｎ０１４〜７は比較のための不例で、Ｎｏ、
４及びＮ００６は中塗塗膜の伸び率が」コサ塗膜より小
さい場合、Ｎ００５及び７は中塗がポリエステル樹脂系
以外の場合である。ＮＯ６５は上塗と中塗との間で層間
剥離を起した。

実施例２ 中塗塗膜の種類と膜厚が耐食性に及ぼす影響を確認する
ために下記条件の試験片を用いて試験１ し、結果を第２表に示した。すなわち、下塗および」−
塗の種類と膜厚は一定にし、中塗にポリエステル樹脂系
塗ＩＩを使用したものと、ド塗りと同じエポキシ樹脂系
塗料を使用したものとで、膜厚を変えて防錆効果を比較
した。

素地鋼板：　板厚Ｑ、３５ｍｍのりん酸亜鉛処理した亜
鉛めっき鋼板 塗料、焼付条件および膜＊：　　（＋）下塗：樹脂１０
０重量部に対して、ストロンチウムクロメート６重量部
を添加したエポキシ樹脂塗料、２００°ＣＸ２０秒、３
ｋ、（２）中塗：樹脂１００重量部に対して、ストロン
チウムクロメート１２重量部を添加したメラミン変性ポ
リエステル樹脂塗料およびエポキシ樹脂塗料、２００°
ＣＸ２０秒、第２表に示した膜厚、（３）　ｌ塗：シリ
コーンポリエステル樹脂塗料Ａ、２３０℃×２５秒、１
２μ。

中塗と下塗の夫々に防錆顔料を含んでいるため、耐食性
がすぐれている。Ｎｏ、　１３〜１５は比較のための不
例で、中塗と下塗とに同じエポキシ樹脂塗ネ１を用いた
ため、耐食性は劣る結果となる。

２ 実施例３ ３コ一ト品と２コ一ト品との性能差を確認するために下
記条件の試験片を用いて試験し、結果を第３表に示した
。

素地鋼板：　板厚９．３５ｍｍのりん酸亜鉛処理した亜
鉛めっき鋼板 ＠料、焼付条件および膜厚：（１）下塗：樹脂１００重
量部に対して、ストロンチウムクロメート６重量部を添
加したエポキシ樹脂塗料、２００°ＣＸ２０秒、第３表
に示す膜厚、（２）中塗：樹脂１００重量部に対して、
ストロンチウムクロメート１２重量部を添加したウレタ
ン変性ポリエステル樹脂塗料、２００°ＣＸ２０秒、第
３表に示す膜厚、（３）」−塗：シリコーンポリエステ
ル樹脂塗料Ｂ、２２０℃Ｘ３５秒、第３表に示す膜厚。

　２コ一ト品にあっては（２）中塗りを使用せずに、（
１）下塗りと（３）上塗りとの塗膜構成で試験片を作成
し比較材とした。

上塗りの色調は青色とした。

２コ一ト品は、加工性及び耐食性が特に劣っている。

３ 実施例４ 中塗塗膜の防錆剤の有無が、耐食性に及ぼす影響を確認
するため、下記条件の試験片を用いて試験し、結果を第
４表に示した。

素地鋼板：　板厚０．３５ｍｍのりん酸亜鉛処理した亜
鉛めっき鋼板 塗料、焼料条件および膜厚：（１）丁塗：樹脂１００重
量部に対して、ス］・ロンチウムクロメートを第１表に
示した添加量としたエポキシ樹脂塗料、２００℃×２０
秒、５ル、（２）中塗：樹脂１００重量部に対して、ス
トロンチウムクロメートを第１表に示した添加量とした
エポキシ変性ポリエステル樹脂塗料Ａ、２００°ＣＸ２
０秒、５ＩＬ、（３）］二コサシリコーン変性ポリエス
テル樹脂塗料Ｃ１２３０°Ｃ×２５秒、１５色。

防錆顔料を下、中塗に適正配合することにより耐食性が
向上した。

実施例５ 上塗塗膜の短時間乾燥焼付適性を確認するため、下記条
件にて試験し、結果を第５表に示した。

４ 素地鋼板：　板厚０．３５ｍｎ＋のりん酸亜鉛処理した
亜鉛めっき鋼板 塗料、焼付条件および膜厚：（１）下塗：エポキシ樹脂
塗料、２００°Ｃ×２０秒、５鉢、（２）」コサ：シリ
コーン変性ポリエステル樹脂塗料Ｃ，第５表に示した焼
付条件および膜厚。

なお、以」二の実施例の供した塗料は第６表に示第４表 第５表 ２０ 又、性能試験はつぎのように行なった。

（１）塗膜伸び率：　フィルム１１２５ｍｍの下塗、中
塗、−１こ塗の単層塗膜と下塗、中塗、」−塗を重ね塗
りした複層塗膜をテンシロンにて１０ｍｍ／ｍｉｎの速
度で引張測定した値（第１表）。

（２）加工性：　衝撃変形試験及び２Ｔ曲げ試験（ＪＩ
Ｓ　Ｇ　３３１２）に準拠した。判定は５点法で５は亀
裂なし、１は剥離大である。分母の値は塗膜をテープで
引き剥した後の判定である（第１表、第３表）。

（３）耐食性：１１Ｘ水噴霧試験（ＪＩＳ　Ｚ　２３７
１）　１５００時間後の２Ｔ曲げ部の白錆発生状況を観
察した（第１〜４表）。１５００時間後のクロスカット
部（塗膜にカッターで基板に達する疵をＸ印に入れたも
の）のブリスター発生［ＩＪおよびエリクセン部（エリ
クセン試験機で塗膜面に６ｍｍ押出ししたもの）の白錆
発生状況を観察した（第２〜４表）。

白錆判定は５点法で５は白錆なし、■は白錆著しいもの
とする。

（４）塗膜のカット部からのＣｒ６＋溶出量：　塗膜に
１ カッターで基板に達する疵を入れ、ｐＨ１１の緩衝液に
１００時間浸漬したときの緩衝液中への６価クロムの溶
出量（第２表）。

（５）塗膜硬度：　　ＪＩＳ　Ｇ　３３１２に準拠した
方法で塗膜に疵のつかない最高鉛筆硬度で示した（第１
表、第３表）。

（６）耐疵性：ＩＯ円硬貨で塗膜を引掻いて目視判定し
た。０印は最も良く、Ｏ印は普通程度である。

（７）耐候性：　デユーサイクルウェザ−メーター５０
０時間後の塗膜面の色差ΔＥと光沢保持率％で示した。

以」二詳述したごとく、本発明は耐候性、加工性、耐食
性、生産性にすぐれた３コートされたプレコート鋼板に
関する。

特許出願人　大洋製鋼株式会社 代理人　弁理士　井　」−雅　生 ２ ２１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　上１！膜がシリコーンポリエステル樹脂を主成
   分とする塗料によって形成され、中塗塗膜がポリエステ
   ル樹脂を主成分とする塗料によって形成され、下艙塗膜
   がエポキシ樹脂を主成分とする塗料によって形成された
   プレコート鋼板。 ２、中塗塗膜が、上塗塗膜よりも伸び率の高いポリエス
   テル樹脂を主成分とする塗料によって形成された特許請
   求の範囲第１項記載のプレコート鋼板。 ３、　中塗塗膜がシリコーンポリエステル樹脂を主成分
   とする塗料によって形成された特許請求の範囲第１又は
   ２項記載のプレコート鋼板。 ４、中塗塗膜と下塗塗膜とに防錆顔料を含有した特許請
   求の範囲第１．２、又は３項記載のプレコート銅板。