JPS625057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はターンシート表面に薄片状ガラス入塗
膜を形成した耐摩耐食塗装鋼板の製造方法に関す
るものであり、主な目的とするところは硬度が大
で耐摩耗性、耐スクラツチ性、折り曲げなどの加
工性に優れた塗膜を有し加工時及施工時に疵がつ
きにくい、耐摩耐食性に優れた塗装鋼板を提供す
ることにある。 最近大量に生産されているカラー亜鉛鉄板など
の耐侯性と耐食性に優れたプレコート鋼板は実際
に住宅、工場、倉庫などの屋根材、壁材などに使
用される場合折り曲げ加工、ロール成形加工など
の加工をされる場合が殆んどであり、又施工工事
の時、成型材を運搬、移動したり踏んだりするの
で塗膜が加工時に発生する疵、施工時の疵、使用
中の衝撃などによる疵が発生しその部分から腐食
が発生進行しカラー鉄板の寿命に大きな影響を与
えている。従つて成型加工時、施工時、使用中の
原因に基ずく塗膜の損傷を防ぐことが重要と言え
るわけである。ところで塗膜の疵つき易さと塗膜
の物理・化学的性質との関係を考えるならば上記
の疵の原因に対しては塗膜硬度が大きいことが望
ましい。一方塗膜硬度が大きくなると折り曲げ加
工性が低下して、折り曲げプレス、ロール成形加
工の際の塗膜の亀裂や疵の発生に対して好ましく
ないことはカラー鉄板に関する常識となつてい
る。つまりカラー鉄板の塗膜硬度とカラー鉄板の
加工性とは相反する性質であり双方を同時に満足
させることは困難とされていた。現在の塗装鋼板
ではそれぞれの用途に応じ一方の性質を重視し他
方を犠牲にして塗膜硬度の選択を行なつている。
現在のカラー鉄板で主体をなしているポリエステ
ル系塗装鋼板又は熱硬化型アクリル系塗装鋼板は
塗膜硬度が鉛筆硬度で2H〜3H程度であり耐スク
ラツチ性は良好とは言えない一方、加工性は折り
曲げ加工常温で０^T〜１^T迄向上している。比較的
高価なシリコンポリエステル、シリコンアクリル
などの塗料を用いても耐候性には優れているが、
十分な硬度、耐スクラツチ性、および加工性の双
方を満足するものではない。 かかる実情に対する解決策の一つとして、薄片
状ガラス入りの硬度の高い耐摩塗装鋼板が既に特
公昭51―8128号公報に示されており、又同じよう
に硬度の高い耐摩塗装鋼板がガラス繊維入りとし
て特公昭50―25485号公報に示されている。この
両者間の差異は、繊維状ガラスに比べ薄片状ガラ
スを添加した場合は添加量が遥かに少くて硬度の
上昇がえられ、また光沢の低下も少ないという効
果を有する。即ち薄片状ガラスを塗料中に添加混
合して通常のカラー鉄板と同様な製法即ち亜鉛鉄
板にリン酸亜鉛、またはクローム酸などの化成被
覆を形成し、次いでエポキシ又はウレタン系の下
塗り塗料を塗装して焼付けを行ない、次いで薄片
状ガラスを15％前後を混入したオイルフリーポリ
エステル又はシリコンポリエステル塗料を塗装焼
付をすると塗膜硬度が７〜9Hに向上し、一般カ
ラー鉄板と性能を比較すると、後述するように耐
スクラツチ性が向上した製品が得られる。 一方亜鉛鉄板を下地にしたカラー鉄板は亜鉛め
つき鋼板の亜鉛被覆が犠牲陽極として溶出するこ
とによつて地金の鉄を保護して錆を防止している
が亜鉛層の上の塗膜の厚みは通常15〜25μ程度で
ある。従つて或る程度の透水性は避けられず、又
亜鉛が鉄に対し電気化学的に卑であるため亜鉛が
犠牲陽極としてイオン化して長年月の間に塗膜中
を移動して流出したりする。また太陽光線中の紫
外線、熱、それに空気中の酸素によりオイルフリ
ーポリエステル、熱硬化アクリルなどの塗膜樹脂
の劣化が促進し白亜化して行くと益々亜鉛めつき
層の亜鉛が減少していく。さらに雨水中の不純物
が塗膜中に蓄積される場合もある。さらにカラー
鉄板の運搬、取扱い、加工時又は加工後に発生し
た皮膜の欠陥及び施工後の衝撃などによつて疵が
発生して亜鉛めつき面が露出した場合にはめつき
面の亜鉛が溶出しやがて赤錆が発生腐食して孔が
あき鉄板の寿命に大きな影響を与える。 これに対しターンシートは鉛―錫合金（ターン
メタル）を通常の低炭素鋼又は耐候性鋼の如き含
銅鋼、耐硫酸性鋼、耐海水性鋼などの低合金鋼の
冷延鋼板、又は酸洗熱延鋼板に溶融めつき法、又
は電気めつき法でめつきしためつき鋼板であり、
ターンメタル層が素地の鉄に対し電気化学的に貴
であるため典型的なカソーデイツクタイプのめつ
き鋼板で、この点亜鉛めつき鋼板とは異つてい
る。このことからターンメタルは亜鉛に比して耐
食耐薬品性の性能がよく、たとえ塗料皮膜が劣化
したり皮膜に欠陥が生じても高耐食性の鉛―錫合
金が地金を保護し長年月の間に鉛―錫合金が消失
した場合でも腐食はこの部分にとどまり周囲の皮
膜の剥離を促進させることはない。しかもこのめ
つき層の表面は鉛―錫の酸化物の安定な被膜で覆
われているので亜鉛めつき鋼板に比べ著しく耐食
性が優れている。例えば両者の塩水噴霧試験
（JIS―Z2371）の結果によると1000時間後に亜鉛
めつき鋼板は全面が白錆と赤錆になるのに比べ鉛
―錫合金めつき鋼板は全面積の約30％が発錆する
のみである。上記の鉛―錫合金めつき層を有する
鋼板は、亜鉛めつき鋼板より加工性、耐食性が優
れているため無塗装のまま、或いは塗装されて耐
久性の要求される自動車部品、オイルタンク、電
気器具部品、建材等の素材として使用されてい
る。 このような耐食性の優れたターンシートを下地
にした塗装鋼板が今迄商品化されなかつた理由
は、亜鉛めつき鋼板の場合のように塗料皮膜との
密着性、並びに耐食性を向上する前処理としての
燐酸亜鉛処理やクロム酸処理の如き適切な前処理
及び適当なプライマーが存在しなかつたためと、
ターンメタルめつき層の表面硬度が低く、従来の
カラー鉄板のような熱硬化アクリル系やオイルフ
リーポリエステル系、シリコンポリエステル系塗
装の膜厚20μ前後では、めつき層表面の硬度の影
響を受けて塗膜硬度が低く（鉛筆硬度Ｂ〜Ｈ）疵
がつき易すい欠点があり実用化に至らなかつた。 本発明は薄片状ガラス入り塗膜を形成した硬度
の高い塗膜で疵のつきにくい耐摩耗性、耐スクラ
ツチ性の耐摩塗膜で、しかもターンシートとの密
着性がよく折曲げなどの加工性に優れた塗膜を形
成する処理方法を開発し、耐食性の優れたターン
シート下地の耐摩耐食塗装鋼板を実用化したもの
である。 即ち本発明はターンシートの表面に厚さ２μ〜
10μの防錆顔料入プライマーの焼付層を有しさら
にその上層に厚さ３μ以下150メツシユの篩をパ
スする薄片状のガラスを0.3〜50％の範囲で含有
した塗料による厚さ５μ〜40μの被覆層を有する
ことを特徴とする耐摩耐食塗装鋼板の製造法であ
る。 以下に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ターンシートの
ターンメタルは、錫１〜30％、鉛が70〜99％残り
が微量の亜鉛、リン、ビスマス、銀、アンチモン
その他の金属の合金を適用する。上限を30％とし
たのは加工性が悪くなるためと錫が高価であるた
めであり、下限を１％としたのはめつき層の鋼板
に対する付着性、ハンダ性、めつき外観が悪くな
るからである。めつき法は溶融法と電気めつき法
があり鋼板には通常の炭素鋼耐候性含銅鋼が一般
に使用される。 次に前処理としてはPH９以上のアルカリ水溶液
が良いが、単なる浸漬洗浄程度では不充分で、ア
ルカリ電解洗浄、又は強力なブラツシング研摩効
果によるめつき層表面の活性化が必要である。例
えば90℃のオルソ硅酸ソーダ３％水溶液（PH
13.5）でブラツシング洗浄後さらに同液での電解
洗浄とその後のブラツシング温水洗浄をすること
によつてターンメタル表面を活性化させる方法を
採用することにより亜鉛めつき鋼板を下地に燐酸
亜鉛処理をした場合と同等以上のプライマーおよ
び塗膜との密着性が得られることが判明した。又
電気めつき法の場合はアルカリ脱脂を除いて研摩
材入りのブラツシングロールや研摩材入りバフロ
ールでめつき層表面の酸化皮膜を削り取り活性面
を出す方法もある。 またターンシートは通常ピンホールなどのめつ
き皮膜の欠陥が存在するのでプライマー塗膜層に
より皮膜欠陥を保護するように防錆顔料例えばジ
ンククロメート又はストロンチウムクロメート等
の防錆顔料入りのプライマー（例、ポリエステル
＋エポキシ系、エポキシウレタン系）を塗布し上
塗塗膜との密着性が高められると共に耐食性が向
上するものである。この場合塗膜の厚さは乾燥状
態で２μ〜10μを必要とする。２μ未満では耐食
性が悪く10μを超えると加工性が悪くなる。 さらに上塗は塗膜硬度と加工性双方を併せ持つ
ため塗膜塗料中に厚さ３μ以下で150メツシユの
篩をパスする薄片状のガラスを0.3〜50％含むも
ので塗料はメラミンアルキツド系、アクリル系、
ポリエステル系、シリコンアクリル系、シリコン
ポリエステル系、エポキシウレタン系、エポキシ
系、弗化ビニリデン系を使用する。ここで厚さが
３μを超えたり大きさが150メツシユを超える大
きさになると塗装作業性や塗膜の密着性が悪くな
り、又その混合比が0.3％未満では塗膜硬度が上
がらず、50％を超えると塗装作業性や塗膜の密着
性が悪くなる。塗膜の厚さは乾燥状態で５μ〜40
μが必要である。５μ未満では耐スクラツチ性及
耐食性が悪くなり、40μを超えると加工性が悪く
なる。なおこの他に必要であればさらにその上に
厚さ４μ程度の上層塗膜を耐候性向上の目的で形
成せしめても良い。以上のような構成とすること
によりさらに耐候性に優れた塗装鋼板を得ること
ができる。 以下本発明の効果を実施例により具体的に示
す。 実施例 １ 厚さ0.4mmの冷延鋼板の両面に溶融めつき法に
て鉛85％、錫15％の合金メタル層であるターンメ
タル層を両面約10μの厚さに形成して得られるタ
ーンシートを用い第１図に示すような塗膜構成の
塗装鋼板を製造した。まず鋼板１、ターンメタル
めつき層２からなるターンシート３の表面に３％
オルソ硅酸ソーダ液（PH13.5）を90℃に加温した
ものをナイロンブラツシングロールにてブラツシ
ングしながらスプレイ洗浄後、同じ濃度の液にて
電解洗浄し、次いで温水洗浄をしてターンメタル
めつき層２の両表面に活性化層４を形成し、表面
となる片面にストロンチウムクロメート防錆顔料
入りポリエステル、エポキシ系のプライマー層５
を各種厚さに塗布し、一方裏面サービスコート面
となる片面にはポリエステル系塗料を裏面塗膜層
として約７μ厚さに塗布し、板温約190℃で45秒
間焼付け、次いで表面となるプライマー層５の面
上に耐摩層としてオイルフリーポリエステル塗料
に厚さ３μ以下150メツシユの篩をパスし、300メ
ツシユの篩をパスしない薄片状ガラスを10％混入
した塗料を薄片状ガラス入り塗膜層７として各種
厚さに塗布して板温約200℃で５秒間焼付けた。
以上のようにして得られたターンシート下地の薄
片状ガラス入り耐摩カラー鋼板の諸物性をターン
シート下地のガラス繊維入り耐摩カラー鋼板（オ
イルフリーポリエステル塗料に径13μ、長さ20μ
のガラス繊維を20％混入したもの）、従来型の２
コート２ベークの一般カラー鉄板用の塗料をター
ンシートに塗装した製品、上記と同じ条件で亜鉛
めつき鋼板に塗装した薄片状ガラス入り耐摩カラ
ー製品、それに一般カラー鋼板との比較をすると
第１表のような結果となる。 この結果からプライマー塗膜厚２〜10μ、上塗
塗膜厚５〜40μの塗膜構成からなるターンシート
薄片状入り耐摩カラーはターンシートのめつき層
が軟らかく疵つき易い欠点をなくし、なおかつ耐
食性の優れた耐摩耐食塗装鋼板となることが明ら
かになつた。又、ガラス繊維入りの耐摩カラーに
比し薄片状ガラス入りの耐摩カラーは、ガラスの
混入率が半分にも拘らずガラス繊維入りの耐摩カ
ラーと同等のスクラツチ性が得られ、なおかつガ
ラス混入による光沢の低下も少ない。

【表】

【表】

【表】 実施例 ２ 厚さ0.6mmの耐候性含銅鋼の両面に電気めつき
法にて鉛95％、錫５％に微量の亜鉛を添加した合
金メタル層であるターンメタルめつき層を両面５
μの厚さに形成して得られるターンシートを用い
第２図に示すような塗膜構成の塗装鋼板を製造し
た。 まず鋼板１、ターンメタルめつき層２からなる
ターンシート３をすぐ研摩材入りのスコツチブラ
イトロールで両面を研磨湯洗してターンメタルめ
つき層２の両表面に活性化層４を形成し両面にス
トロンチウムクロメート防錆顔料入りエポキシウ
レタン系プライマーをプライマー層５として約６
μ厚さに塗布し板温190℃で40秒焼付け、次いで
表面となる片面にシリコンポリエステル系塗料に
厚さ３μ以下150メツシユの篩をパスし300メツシ
ユの篩をパスしない薄片状ガラスを10％混入した
塗料を薄片状ガラス入り塗膜層７として約17μの
厚さに塗布し裏面側にはエポキシ系塗料に厚さ３
μ以下150メツシユの篩をパスし300メツシユの篩
もパスしない薄片状ガラスを10％混入した塗料を
薄片状ガラス入り塗膜層７′として約15μの厚さ
に塗布し板温約190℃で60秒間焼付けた。さらに
表面側にシリコンポリエステル系塗料の顔料の入
らないクリアー塗料を上層塗膜層８として約４μ
を塗布し板温190℃で50秒焼付けた。その結果を
第２表に示す。 この結果シリコンポリエステルのクリアーを上
層塗膜層とし３コート３ベークすることにより実
施例１よりもさらに耐候性の優れた耐摩耐食塗装
鋼板が得られた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図及第２図は本発明鋼板の実施態様例を示
す断面図である。 １……鋼板、２……ターンメタルめつき層、３
……ターンシート、４……活性化層、５……プラ
イマー層、６……裏面塗膜層、７，７′……薄片
状ガラス入り塗膜層、８……上層塗膜層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 薄鋼板にターンメタルをめつき被覆して得ら
   れるターンシートのターンメタルめつき層表面を
   ブラツシング研磨又はアルカリ電解洗浄をして表
   面を活性にし、その上に防錆顔料入りのプライマ
   ー塗料を塗布して焼付後、厚さ３μ以下150メツ
   シユの篩をパスする薄片状のガラスを0.3ないし
   50％の範囲で含有した塗料を塗布して焼付けるこ
   とを特徴とする耐摩耐食塗装鋼板の製造方法。