JPS625059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はターンシート表面にガラス繊維入り塗
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、加工時及び施工時に
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
どの耐候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、カラー鋼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つて
いる。現在のカラー鋼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、ガラ
ス繊維入りの硬度の高い耐摩塗装鋼板が、既に、
特公昭50―25485号公報に示されており、製品と
しても亜鉛鉄板を下地とするものが“耐摩カラ
ー”なる名称で市販されている。即ち、ガラス繊
維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を
行い、次いでガラス繊維を20％前後混入したオイ
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、やがて赤銹が発生腐食し
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）疵がつきやすい欠点があり実用化に至らなか
つた。 本発明はガラス繊維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２
μ〜10μの防錆顔料入プライマーの焼付層を有
し、さらに、その上層に長さ１〜100μのガラス
繊維を0.3〜30％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，Ｐ，Bi，Ag，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。めつき方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十分で、
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で温水洗浄をす
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しているので、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、例えばジンクロメート又はストロンチユーム
クロメート等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。２
μ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、塗膜塗料中に長さ１〜100μのガラス繊
維を0.3〜30％を含むもので、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。ここでガラス繊維の長さが100μを超
えると塗装作業性や塗膜の加工性が低下し、また
１μ未満の長さにすることは実際上極めて難し
い。又、その含有量が0.3％未満では塗膜硬度の
上昇効果が少なく、一方、30％を超えると、折り
曲げ加工性が損なわれる。塗膜の厚さは乾燥状態
で５μ〜40μが必要である。５μ未満では耐スク
ラツチ性及び耐食性が悪くなり、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さらに具体
的に示す。 実施例 １ 厚さ0.4ｍ／ｍ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
メタルめつき層を両面約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からなターンシート３の
表面に３％オルソケイ酸ソーダ液（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ユームクロ
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
エステル塗料に径13μ、長さ20μのガラス繊維を
20％混入した塗料をガラス繊維入り塗膜層７とし
て各種の厚さに塗布して板温約200℃で50秒間焼
付けた。 以上のようにして得たターンシート下地の耐摩
カラー鋼板の諸特性を従来型の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
した製品と、上記と同一条件で亜鉛めつき鋼板に
塗装した耐摩カラー製品、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、ターンシート表面に厚さ２〜10
μのプライマーを塗装し、さらにその上に５〜40
μの耐摩カラー塗料を塗装した本発明鋼板は耐食
性にすぐれ、かつ加工性にも富んだ耐摩耐食塗装
鋼板となることが明らかである。

【表】

【表】 実施例 ２ 厚さ0.6ｍ／ｍの耐候性含銅鋼の両面に電気め
つき法にて鉛95％、錫50％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５μ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を製造直後にすぐ研摩
材入りのスコツチブライトロールで両面を研摩湯
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、両面にストロンチユームクロメー
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６μ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径13μ、長さ10μの
ガラス繊維を20％混入した塗料をガラス繊維入り
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径13μ、長さ10μのガラス繊
維を20％混入した塗料をガラス繊維入り塗膜層
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として厚さ約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。 この結果からわかるようにシリコンポリエステ
ルのクリアー塗料を上層塗膜層として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′……ガラ
ス繊維入塗膜層、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、長さ１〜100μのガラ
   ス繊維を0.3〜30％の範囲で混合した塗料を塗布
   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。