JPWO2020196870A1 - クリア塗装ステンレス鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2019年3月28日に、日本に出願された特願2019−63335号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
屋外向けのステンレス鋼板としては、445J1に代表されるフェライト系ステンレス鋼が使用される。
[1]ステンレス鋼板と、該ステンレス鋼板の少なくとも一方の面に形成され、平均膜厚が0.05μm以上3.00μm以下のクリア塗装皮膜と、を有するクリア塗装ステンレス鋼板。
[2]前記クリア塗装皮膜の表面は凹凸面であり、該凹凸面において隣り合う2つの凸部の間隔が50μm以上500μm以下であり、前記凹凸面において隣り合う凸部と凹部の高低差が2.00μm以下である[1]に記載のクリア塗装ステンレス鋼板。
[3]前記クリア塗装皮膜の表面における、純水、ハロゲン化物水溶液または海水との接触角が90°以上である[1]または[2]に記載のクリア塗装ステンレス鋼板。
[4]前記クリア塗装皮膜が有機物粒子を含む[1]から[3]のいずれかに記載のクリア塗装ステンレス鋼板。
図1は、本実施形態のクリア塗装ステンレス鋼板の概略構成を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態のクリア塗装ステンレス鋼板10は、ステンレス鋼板20と、ステンレス鋼板20の一方の面20aに形成されたクリア塗装皮膜30と、を有する。
ステンレス鋼板20の種類は、特に限定されず、例えば、SUS430、SUS430LX、SUS304、SUS316、SUS317J、SUS445J1、SUS445J2、SUS447J1などからなる鋼板が挙げられる。これらの中でも、屋外での使用においては、高Cr、高Mo添加フェライト系ステンレス鋼板であるSUS445J1、SUS445J2、SUS447J1などからなる鋼板が好ましい。これら高Cr、高Mo添加フェライト系ステンレス鋼板は、耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼板であるSUS304、SUS316、SUS317Jや、耐食性に優れた二相ステンレス鋼板と比較して熱膨張性が少ないため、近年、大型屋根に多く採用されているため好ましい。
クリア塗装皮膜30の平均膜厚は、0.05μm以上3.00μm以下である。好ましくは、0.10μm以上、0.50μm以上または1.00μm以上である。また、より好ましくは、2.50μm以下または1.50μm以下である。
クリア塗装皮膜30の平均膜厚が0.05μm未満の場合、ステンレス鋼板20の一方の面20aにおける凹凸に起因するクリア塗装皮膜30が形成されない部分が生じ、クリア塗装皮膜30による耐食性を向上する効果が発揮されない。
一方、クリア塗装皮膜30の平均膜厚が3.00μmを超える場合、クリア塗装皮膜30の色調が白色化し(濁り)、クリア塗装ステンレス鋼板としての外観が損なわれる。
隣り合う2つの凸部31の間隔d1が前記の範囲内であれば、後述する塩の析出によるクリア塗装皮膜30の劣化を防止することができる。また、隣り合う2つの凸部31の間隔d1が500μmを超えると、クリア塗装皮膜30の表面の色調が不均一となり、外観が損なわれる。
隣り合う凸部31と凹部32の高低差h1が前記の範囲内であれば、後述する塩の析出によるクリア塗装皮膜30の劣化を防止することができる。また、隣り合う凸部31と凹部32の高低差h1が2.00μmを超えると、クリア塗装皮膜30の表面の色調が不均一となり、外観が損なわれる。
クリア塗装皮膜30の表面30aにおける、純水、ハロゲン化物水溶液または海水との接触角が90°以上であれば、クリア塗装皮膜30の表面30aに純水、ハロゲン化物水溶液または海水などの液滴が滞留することがなく、後述する塩の析出によるクリア塗装皮膜30の劣化を防止することができる。
有機物粒子の大きさ、含有量、種類は、クリア塗装皮膜30の透明性を著しく阻害するものでなければ、特に限定されない。
本実施形態において使用することが好ましい有機物粒子としては、潤滑剤として利用されているワックス類や金属石鹸が挙げられる。
金属石鹸としては、例えば、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、ラウリン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩などが挙げられる。
上記のワックス類や金属石鹸以外の有機物粒子も、使用できる。
また、有機物粒子は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
本実施形態のクリア塗装ステンレス鋼板の製造方法は、例えば、塗料を調整する工程と、前記の塗料を、ダル仕上げされたステンレス鋼板20の一方の面20aに塗装して塗膜を形成する工程と、前記の塗膜を乾燥し、硬化して、ステンレス鋼板20の一方の面20aにクリア塗装皮膜30を形成する工程と、を有する。塗料には、クリア塗装皮膜30の樹脂成分を含む溶液もしくはエマルジョンである樹脂液が含まれる。このクリア塗装ステンレス鋼板の製造方法により、本実施形態のクリア塗装ステンレス鋼板が製造される。
塗料に含まれる樹脂固形分に対する有機物粒子の含有量を調整することにより、クリア塗装皮膜30を構成する樹脂に対する有機物粒子の含有量を調整することができる。
塗料が上記の有機物粒子を含む場合、ステンレス鋼板20の一方の面20aに塗料を塗装する前に、適当な攪拌手段によって、塗料に有機物粒子を十分に分散させることが好ましい。
ステンレス鋼板としては、板厚1.0mmのSUS304の2B製品を用いた。
ステンレス鋼板の一方の面に、市販のアクリル系塗料(商品名:アクリルクラッカーECO透明クリヤー、サンデーペイント社製)を塗布した。
アクリル系塗料の塗布には、バーコーターとロールコーターを用いて、表1に示すクリア塗装皮膜の平均膜厚(μm)、隣り合う2つの凸部の間隔(μm)、凸部と凹部の高低差(μm)になるように塗膜を形成した。
その後、120 ℃で60秒の焼付けを行って、クリア塗装皮膜を有するステンレス鋼板(クリア塗装ステンレス鋼板)を作製した。
No.A1〜No.A9、No.B1〜No.B11およびNo.C1〜No.C9で得られたクリア塗装ステンレス鋼板について、「クリア塗装皮膜の平均膜厚」、「隣り合う2つの凸部の間隔」、「隣り合う凸部と凹部の高低差」、「接触角(撥水性)」、および、「耐食性」を評価した。
クリア塗装皮膜の平均膜厚を、クリア塗装ステンレス鋼板の厚さ方向の断面を、走査型電子顕微鏡(商品名:JSM−6490A、日本電子社製)で観察することにより測定した。クリア塗装皮膜において、凹部の最も深い点からステンレス鋼板の一方の面までの距離を3点測定し、その平均値をクリア塗装皮膜の平均膜厚とした。
平均膜厚が0.05μm未満の場合、耐食性が劣化するため、不合格とした。また、平均膜厚が3.00μmを超える場合、クリア塗装皮膜の濁りが顕著になるため、不合格とした。なお、平均膜厚が2.00〜3.00μmの範囲では、クリア塗装皮膜が若干濁るが、実用上問題ないため、総合判定では合格とした。結果を表1に示す。
クリア塗装皮膜の表面において、隣り合う2つの凸部の間隔を、マイクロスコープ(商品名:VHX−5000、キーエンス社製)を用いて、クリア塗装皮膜の表面を観察することにより測定した。機器付属ソフトにより二点間距離を3点測定し、その平均値を算出することにより測定した。
隣り合う2つの凸部の間隔が50μm未満の場合、塩化物水溶液中のNaClが析出し、クリア塗装皮膜が破壊され、クリア塗装皮膜が劣化し、耐食性が劣化するため、不合格とした。また、隣り合う2つの凸部の間隔が500μmを超える場合、後述する熱処理後のクリア塗装皮膜の色調が不均一となり、クリア塗装ステンレス鋼板の外観が損なわれるため、不合格とした。結果を表1に示す。
クリア塗装皮膜の表面において、隣り合う凸部と凹部の高低差を、走査型電子顕微鏡(商品名:JSM−6490A、日本電子社製)で観察することにより測定した。高低差はクリア塗装皮膜において、凹部の最も深い点から隣り合う2つの凸部の頂点(凸部における最も高い点)までの距離を3点測定し、その3点の平均値を隣り合う凸部31と凹部32の高低差とした。
隣り合う凸部と凹部の高低差が2μmを超えると、後述する熱処理後のクリア塗装皮膜の色調が不均一となり、クリア塗装ステンレス鋼板の外観が損なわれるため、不合格とした。結果を表1に示す。
クリア塗装皮膜の表面に1.8μLの純水を滴下し、接触角計(商品名:DMs−401、協和界面化学社製)を用いて、25℃で、クリア塗装皮膜の表面における純水の接触角を測定した。クリア塗装皮膜の表面において、接触角を10点測定し、その平均値をクリア塗装皮膜の表面の接触角とした。
接触角が90°未満の場合、クリア塗装皮膜の表面に純水の液滴が滞留し、クリア塗装皮膜の劣化を早め、クリア塗装ステンレス鋼板の耐食性が劣化するため、不合格とした。結果を表1に示す。
No.A1〜No.A9、No.B1〜No.B11およびNo.C1〜No.C9で得られたクリア塗装ステンレス鋼板の耐食性を評価した。
クリア塗装ステンレス鋼板の耐食性について、JASO−M609に準拠した乾湿繰り返し試験を50サイクル行い、試験後のクリア塗装ステンレス鋼板の外観を目視により観察した。ここで、錆部と健全部(腐食していない部分)を二値化し、画像処理によって、錆部の面積率を判定した。クリア塗装ステンレス鋼板の表面において、錆部の面積率が5%未満を合格「○」、5%以上を不合格「×」とした。結果を表1に示す。
20 ステンレス鋼板
30 クリア塗装皮膜
Claims (4)
- ステンレス鋼板と、該ステンレス鋼板の少なくとも一方の面に形成され、平均膜厚が0.05μm以上3.00μm以下のクリア塗装皮膜と、を有することを特徴とするクリア塗装ステンレス鋼板。
- 前記クリア塗装皮膜の表面は凹凸面であり、該凹凸面において隣り合う2つの凸部の間隔が50μm以上500μm以下であり、
前記凹凸面において隣り合う凸部と凹部の高低差が2.00μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のクリア塗装ステンレス鋼板。 - 前記クリア塗装皮膜の表面における、純水、ハロゲン化物水溶液または海水との接触角が90°以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のクリア塗装ステンレス鋼板。
- 前記クリア塗装皮膜が有機物粒子を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のクリア塗装ステンレス鋼板。
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