KR20210097752A - 클리어 도장 스테인리스 강판 - Google Patents
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Abstract
이 클리어 도장 스테인리스 강판(10)은, 스테인리스 강판(20)과, 스테인리스 강판(20)의 적어도 한쪽의 면(20a)에 형성되며, 평균 막 두께가 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하인 클리어 도장 피막(30)을 갖는다.
Description
본 발명은, 내식성을 갖는 클리어 도장 스테인리스 강판에 관한 것이다.
본원은, 2019년 3월 28일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2019-63335호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
산업계에 있어서의 메인터넌스 프리화의 요망으로부터, 외벽재, 지붕재 등의 옥외용 건재로서, 우수한 내식성과 아름다움을 갖는 스테인리스 강판이 사용되고 있다.
옥외용의 스테인리스 강판으로서는, 445J1로 대표되는 페라이트계 스테인리스강이 사용된다.
옥외에 노출된 스테인리스 강판에는, 철분이 부착되는 경우가 있다. 높은 내식성을 갖는 강종의 스테인리스 강판이라도, 철분이 부착되면, 철분에 기인하는 부착 녹 등의 초기 녹이 발생하여, 외관이 열화되는 경우가 있다. 스테인리스 강판의 아름다운 외관을 손상시키지 않고, 초기 녹에 의한 외관의 열화를 방지하는 방법으로서, 일반적으로, 스테인리스 강판의 표면에 클리어 도장을 실시하는 것이 알려져 있다.
클리어 도장이 실시된 클리어 도장 스테인리스 강판의 내식성을 향상시키는 방법으로서는, 클리어 도료에 방청 안료를 첨가하는 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 방청 안료를 사용하는 방법은, 일반적인 도료에 대해서는 유효한 방법이다. 그러나, 방청 안료 자체의 투명성은 낮다. 이 때문에, 클리어 도료에 방청 안료를 첨가하면, 얻어지는 클리어 도막이 탁해진 외관 혹은 흐려진 외관이 된다. 그 결과, 스테인리스 강판의 표면의 외관을 살린 고의장이라는 특성이 손상된다. 또한, 방청 안료의 유무에 관계없이, 클리어 도막 상에 철분이 부착되면, 철분에 기인하는 초기 녹이 발생하여, 클리어 도료 스테인리스 강판의 표면의 외관이 손상된다.
도장 스테인리스 강판에 대한 철분의 부착을 방지하기 위해, 지문이나 오염이 부착되기 어려운 도장을 실시한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 그러나, 특허문헌 2의 도장 스테인리스 강판은, 도막의 표면에 있어서의 물과의 접촉각이 60° 미만이기 때문에, 물에 젖기 쉽다. 그 때문에, 특허문헌 2의 도장 스테인리스 강판은, 도막 상에 물이 체류하고, 도막 내에 물이 침투하여, 내식성이 저하될 우려가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 의장성과 내초기 녹성이 우수한 클리어 도장 스테인리스 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의 양태를 갖는다.
[1] 스테인리스 강판과, 해당 스테인리스 강판의 적어도 한쪽의 면에 형성되며, 평균 막 두께가 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하인 클리어 도장 피막을 갖는 클리어 도장 스테인리스 강판.
[2] 상기 클리어 도장 피막의 표면은 요철면이며, 해당 요철면에 있어서 인접하는 2개의 볼록부의 간격이 50㎛ 이상 500㎛ 이하이고, 상기 요철면에 있어서 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차가 2.00㎛ 이하인 [1]에 기재된 클리어 도장 스테인리스 강판.
[3] 상기 클리어 도장 피막의 표면에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각이 90° 이상인 [1] 또는 [2]에 기재된 클리어 도장 스테인리스 강판.
[4] 상기 클리어 도장 피막이 유기물 입자를 포함하는 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 클리어 도장 스테인리스 강판.
본 발명에 따르면, 의장성과 내초기 녹성이 우수한 클리어 도장 스테인리스 강판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 클리어 도장 스테인리스 강판의 일 실시 형태의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 클리어 도장 스테인리스 강판의 일 실시 형태에 있어서의, 클리어 도장 피막의 표면의 주사형 전자 현미경상이다.
도 2는 본 발명의 클리어 도장 스테인리스 강판의 일 실시 형태에 있어서의, 클리어 도장 피막의 표면의 주사형 전자 현미경상이다.
이하, 본 발명의 클리어 도장 스테인리스 강판의 실시 형태에 대하여 설명한다.
[클리어 도장 스테인리스 강판]
도 1은 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)은, 스테인리스 강판(20)과, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 형성된 클리어 도장 피막(30)을 갖는다.
「스테인리스 강판」
스테인리스 강판(20)의 종류는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, SUS430, SUS430LX, SUS304, SUS316, SUS317J, SUS445J1, SUS445J2, SUS447J1 등을 포함하는 강판을 들 수 있다. 이들 중에서도, 옥외에서의 사용에 있어서는, 고Cr, 고Mo 첨가 페라이트계 스테인리스 강판인 SUS445J1, SUS445J2, SUS447J1 등을 포함하는 강판이 바람직하다. 이들 고Cr, 고Mo 첨가 페라이트계 스테인리스 강판은, 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스 강판인 SUS304, SUS316, SUS317J나, 내식성이 우수한 2상 스테인리스 강판과 비교하여 열팽창성이 적기 때문에, 근년, 대형 지붕에 많이 채용되고 있어 바람직하다.
또한 페라이트계 스테인리스 강판으로서는, 질량％로, C: 0.001 내지 0.03％, Si: 0.01 내지 1％, Mn: 0.01 내지 1.5％, P: 0.005 내지 0.05％, S: 0.0001 내지 0.01％, Cr: 11 내지 30％, N: 0.001 내지 0.03％, Al: 0.005 내지 1％, 잔부 Fe 및 불순물을 포함하는 스테인리스 강판이 바람직하다. 이 스테인리스 강판은, 필요에 따라서, Fe의 일부 대신에, 질량％로, Sn: 0.01 내지 1％, Nb: 0.03 내지 0.5％, Ti: 0.03 내지 0.5％, Ni: 0.1 내지 0.5％, Cu: 0.1 내지 0.5％, Mo: 0.1 내지 0.5％, V: 0.01 내지 0.5％, Zr: 0.01 내지 0.5％, Co: 0.01 내지 0.5％, Mg: 0.0001 내지 0.005％, B: 0.0003 내지 0.005％ 이하, Ca: 0.005％ 이하 La: 0.001 내지 0.1％, Y: 0.001 내지 0.1％, Hf: 0.001 내지 0.1％ 및 REM: 0.001 내지 0.1％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 가능하다.
스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a) 및 다른 쪽의 면(20b)의 표면 마무리는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, JIS G 4305:2015에 있어서의 표면 마무리의 기호로, No.2B, No.2D, HL 등으로 규정된 상태로 한다.
스테인리스 강판(20)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 지붕재 등의 옥외용 건재 용도에서는, 0.1㎜ 이상 10.0㎜ 이하인 것이 바람직하다.
「클리어 도장 피막」
클리어 도장 피막(30)의 평균 막 두께는, 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하이다. 바람직하게는, 0.10㎛ 이상, 0.50㎛ 이상 또는 1.00㎛ 이상이다. 또한, 보다 바람직하게는, 2.50㎛ 이하 또는 1.50㎛ 이하이다.
클리어 도장 피막(30)의 평균 막 두께가 0.05㎛ 미만인 경우, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 있어서의 요철에 기인하는 클리어 도장 피막(30)이 형성되지 않는 부분이 발생하여, 클리어 도장 피막(30)에 의한 내식성을 향상시키는 효과가 발휘되지 않는다.
한편, 클리어 도장 피막(30)의 평균 막 두께가 3.00㎛를 초과하는 경우, 클리어 도장 피막(30)의 색조가 백색화되어(탁해져), 클리어 도장 스테인리스 강판으로서의 외관이 손상된다.
여기서, 도 1에 도시한 바와 같이, 클리어 도장 피막(30) 중, 스테인리스 강판(20)과 접하는 면과는 반대측의 면을, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)이라 한다. 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)은, 요철면이다. 즉, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)은, 복수의 볼록부(31)와 오목부(32)를 갖는 요철면이다.
요철면을 갖는 클리어 도장 피막(30)의 평균 막 두께는, 클리어 도장 스테인리스 강판(10)의 두께 방향의 단면을, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰함으로써 측정된다. 클리어 도장 피막(30)에 있어서, 오목부(32)의 가장 깊은 점(32a)으로부터 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)까지의 거리 t1을 3점 측정하고, 그 3점의 평균값을 클리어 도장 피막(30)의 평균 막 두께로 한다.
클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)의 요철면에 있어서, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1, 즉, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 정점(볼록부(31)에 있어서의 가장 높은 점)(31a)의 간격 d1이, 50㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 100㎛ 이상, 200㎛ 이상이다. 또한, 보다 바람직하게는, 450㎛ 이하, 400㎛ 이하이다.
인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1이 상기 범위 내이면, 후술하는 염의 석출에 의한 클리어 도장 피막(30)의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1이 500㎛를 초과하면, 클리어 도장 피막(30)의 표면의 색조가 불균일해져, 외관이 손상된다.
도 2에, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)의 주사형 전자 현미경상을 나타낸다.
클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1은, 마이크로스코프(키엔스제: VHX-5000)를 사용하여, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)을 관찰하고, 기기 부속 소프트에 의해 2점간 거리를 3점 측정하고, 그 평균값을 산출함으로써 측정된다.
상기 요철면에 있어서, 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1, 즉, 볼록부(31)의 정점(31a)과 오목부(32)의 가장 깊은 점(32a)의 고저차 h1이 2.00㎛ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 1.80㎛ 이하, 1.50㎛ 이하, 1.20㎛ 이하 또는 1.00㎛ 이하이다. 또한, 하한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 예를 들어 0.01㎛ 이상, 0.03㎛ 이상으로 해도 된다.
인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1이 상기 범위 내이면, 후술하는 염의 석출에 의한 클리어 도장 피막(30)의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1이 2.00㎛를 초과하면, 클리어 도장 피막(30)의 표면의 색조가 불균일해져, 외관이 손상된다.
인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1, 즉, 볼록부(31)의 정점(31a)과 오목부(32)의 가장 깊은 점(32a)의 고저차 h1은, 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰함으로써 측정된다. 고저차 h1은 클리어 도장 피막(30)에 있어서, 오목부(32)의 가장 깊은 점(32a)으로부터 인접하는 2개의 볼록부(31)의 정점(볼록부(31)에 있어서의 가장 높은 점)(31a)까지의 거리 t2를 3점 측정하고, 그 3점의 평균값을 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1로 한다.
클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각이 90° 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 95° 이상 또는 100° 이상이 좋다.
클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각이 90° 이상이면, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수 등의 액적이 체류하는 일이 없어, 후술하는 염의 석출에 의한 클리어 도장 피막(30)의 열화를 방지할 수 있다.
클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각은, 접촉각계를 사용하여, 25℃에서 측정된다. 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서, 접촉각을 10점 측정하고, 그 평균값을 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)의 접촉각으로 한다. 접촉각은 측정 원리상, 측정에 사용하는 용액의 표면 장력에 의해 변화된다. 본 발명에 있어서 접촉각은, 할로겐화물 수용액, 해수의 표면 장력의 변화보다도, 막 두께나 요철 형상의 영향을 강하게 받았기 때문에, 순수에서의 측정으로 하였다. 즉, 할로겐화물 수용액, 해수의 경우의 접촉각은, 순수에서의 접촉각의 측정값과 거의 동일하게 되므로, 순수에 의한 접촉각의 측정값에 의해, 할로겐화물 수용액 또는 해수의 접촉각의 측정값으로 대체할 수 있다.
다음에, 상기 요철에 있어서의, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1, 및, 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1의 한정 이유를 설명한다.
일반적으로 클리어 도장 피막은, 소수성을 갖고 있다. 이 때문에, 클리어 도장 피막의 표면은, 물이나 수용액에 대하여 발수성을 나타낸다. 또한, 클리어 도장 피막은, 도장 표면의 요철이 클수록, 즉, 도장 표면의 조도가 커질수록, 발수성이 향상된다.
본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)에서는, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서의, 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1이 클수록, 발수성이 향상된다. 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)에 있어서 중요한 성능인 내초기 녹성과 발수성에 대해서는, 발수성이 높을수록, 스테인리스 강판(20)에 대한 수용액의 부착 빈도가 억제되어, 클리어 도장 피막(30)의 열화가 억제된다. 클리어 도장 피막(30)의 열화는, 스테인리스 강판(20)에 대한 수용액의 도달을 용이하게 하여, 스테인리스 강판(20)의 부식을 촉진한다. 그 때문에, 클리어 도장 피막(30)의 발수성의 향상은, 내초기 녹성의 향상에 유효하다. 또한, 철분 등에 기인하는 부착 녹에 대해서도 발수성이 높을수록, 씻어냄 효과에 의해 철분의 부착을 억제할 수 있기 때문에, 부착 녹에 기인하는 초기 녹에 대해서도, 발수성의 향상이 유효하다. 또한, 본 발명자들은, 상기 발수성의 임계는, 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각이 90° 이상임을 알아냈다.
한편, 클리어 도장 스테인리스 강판의 내식성을 향상시키는 관점에 있어서는, 해수나 응축수와 같은 염화물 이온을 포함하는 수용액이 가장 심한 부식 환경이라고 생각된다. 해수는 건조 시에 염화나트륨(NaCl) 등의 염을 생성하고, 이 염이 클리어 도장 피막의 표면의 요철에 들어가, 클리어 도장 피막의 열화를 촉진한다.
그래서, 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)에서는, 염의 석출에 의한 클리어 도장 피막(30)의 열화를 방지하기 위해, 인접하는 2개의 볼록부(31)의 간격 d1, 및, 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차 h1을 상기 범위로 규정한다.
클리어 도장 피막(30)의 수지 성분으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 불소, 우레탄, 실리콘, 실리콘 폴리에스테르, 아크릴 등, 폭넓게 외장 건재용으로 사용되는 투명 도료에 포함되는 수지를 사용할 수 있다. 클리어 도장 피막(30)의 형성에 사용하는 도료는, 수성계 또는 유기 용제계 중 어느 것이어도 된다.
클리어 도장 피막(30)은, 유기물 입자를 포함하고 있어도 된다. 바꿔 말하면, 클리어 도장 피막(30) 내에는, 유기물 입자가 분산되어 있어도 된다.
유기물 입자의 크기, 함유량, 종류는, 클리어 도장 피막(30)의 투명성을 현저하게 저해하는 것이 아니면, 특별히 한정되지 않는다.
본 실시 형태에 있어서 사용하는 것이 바람직한 유기물 입자로서는, 윤활제로서 이용되고 있는 왁스류나 금속 비누를 들 수 있다.
왁스류로서는, 예를 들어 폴리에틸렌 왁스, 카르나우바 왁스, 파라핀 왁스, 폴리테트라플루오로에틸렌 왁스 등을 들 수 있다.
금속 비누로서는, 예를 들어 스테아르산염, 올레산염, 라우르산염, 도데실벤젠술폰산염 등을 들 수 있다.
상기 왁스류나 금속 비누 이외의 유기물 입자도, 사용할 수 있다.
또한, 유기물 입자는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
클리어 도장 피막(30)에 있어서의 유기물 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않고, 클리어 도장 피막(30)의 수지 성분 등에 따라서, 적절히 조정한다.
클리어 도장 피막(30)이 상기 유기물 입자를 포함함으로써, 클리어 도장 피막(30)의 내식성이 향상된다.
클리어 도장 피막(30)은, 유기물 입자에 더하여, 의장성을 부여할 목적으로 산화규소나 산화티타늄 등의 안료를 포함하고 있어도 된다. 이들 안료가 클리어 도장 피막(30)에 과잉으로 포함되면, 스테인리스 강판 특유의 외관이 손상되는 경우가 있다. 또한, 외관을 손상시키지 않을 정도로, 클리어 도장 피막(30)에 미량의 안료가 포함되어 있어도, 사용 시에 초킹이라 불리는 백화에 의해 외관이 열화될 가능성이 있다. 그래서, 클리어 도장 피막(30)에 있어서의 안료의 함유량은, 초킹이 발생하지 않는 범위로 한다. 대형 구조물의 지붕이나 외장재와 같이, 사용되는 면적이 광대한 경우에는, 초킹이 발생하여 외관이 열화된 경우, 막대한 수복 비용이 들기 때문에, 안료의 함유량을 조정하는 것은 중요한 것이다.
「클리어 도장 스테인리스 강판의 제조 방법」
본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판의 제조 방법은, 예를 들어 도료를 조정하는 공정과, 상기 도료를, 무광택 마무리된 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 도장하여 도막을 형성하는 공정과, 상기 도막을 건조하고, 경화하여, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 클리어 도장 피막(30)을 형성하는 공정을 갖는다. 도료에는, 클리어 도장 피막(30)의 수지 성분을 포함하는 용액 혹은 에멀션인 수지액이 포함된다. 이 클리어 도장 스테인리스 강판의 제조 방법에 의해, 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판이 제조된다.
상기 도료는, 상기 유기물 입자를 포함하고 있어도 된다.
도료에 포함되는 수지 고형분에 대한 유기물 입자의 함유량을 조정함으로써, 클리어 도장 피막(30)을 구성하는 수지에 대한 유기물 입자의 함유량을 조정할 수 있다.
도료가 상기 유기물 입자를 포함하는 경우, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 도료를 도장하기 전에, 적당한 교반 수단에 의해, 도료에 유기물 입자를 충분히 분산시키는 것이 바람직하다.
스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 대한 도료의 도장 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 도장 방법으로서는, 예를 들어, 롤 코터, 바 코터, 스프레이, 커튼 플로 코터, 브러시 등을 사용하여, 소정의 막 두께가 얻어지는 방법을 들 수 있다. 이들 도장 방법에 의해, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에 도료를 도포한 후, 상온 건조나 오븐, 가열로 등에서 건조하여, 클리어 도장 피막(30)을 형성한다. 필요에 따라서, 베이킹을 행해도 된다. 클리어 도장 피막(30)의 표면(30a)의 요철면의 형상을 정밀하게 제어하는 경우에는, 롤 코터나 바 코터 등을 사용하는 것이 유효하다.
예를 들어, 바 코터와 롤 코터를 사용하여 스테인리스 강판(20)에 도료를 도포하는 경우, 도포 속도를 변화시킴으로써, 인접하는 2개의 볼록부의 간격이나, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 조정할 수 있다. 도포 속도를 높이면, 인접하는 2개의 볼록부의 간격을 넓게 하고, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 크게 할 수 있다. 또한, 도료를 겹쳐 도포함으로써도, 인접하는 2개의 볼록부의 간격이나, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 조정할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)에서는, 외면으로 향해진 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에만 클리어 도장 피막(30)이 형성되어 있는 경우를 예시하였지만, 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)은 이것에 한정되지 않는다. 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)은, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a) 및 다른 쪽의 면(20b)의 양면에, 클리어 도장 피막(30)이 형성되어 있어도 된다. 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)에만 클리어 도장 피막(30)이 형성되는 경우, 스테인리스 강판(20)의 다른 쪽의 면(20b)에는 피막이 형성되어 있지 않아도 되고, 혹은, 클리어 도장 피막 이외의 적당한 피막, 예를 들어 유기물 입자를 함유하지 않는 투명 수지 피막 또는 착색 안료를 함유하는 착색 수지 피막이 형성되어 있어도 된다.
스테인리스 강판의 하지 처리는 필수는 아니지만, 하지 처리에 의해 내식성과 도막의 밀착성을 개선할 수 있기 때문에, 금속판의 도장에서는 일반적으로 하지 처리가 채용되고 있다. 본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판(10)에서는, 스테인리스 강판(20)의 한쪽의 면(20a)이나 다른 쪽의 면(20b)에, 크로메이트 처리 또는 크롬프리의 하지 처리를 실시함으로써, 스테인리스 강판(20)의 내식성을 향상시킴과 함께, 스테인리스 강판(20)과 클리어 도장 피막(30)의 밀착성을 향상시키는 것이 가능하다.
본 실시 형태의 클리어 도장 스테인리스 강판에 의하면, 지붕재 등의 옥외용 건재 용도에 있어서의 의장성과 내초기 녹성을 향상시킬 수 있다.
실시예
본 발명의 효과를 상세하게 확인하기 위해, 이하의 실험을 행하였다. 또한, 본 실시예는, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것이며, 본 발명은 이하의 구성에 한정되는 것은 아니다.
[실험예]
스테인리스 강판으로서는, 판 두께 1.0㎜의 SUS304의 2B 제품을 사용하였다.
스테인리스 강판의 한쪽의 면에, 시판되고 있는 아크릴계 도료(상품명: 아크릴 크래커 ECO 투명 클리어, 선데이 페인트사제)를 도포하였다.
아크릴계 도료의 도포에는, 바 코터와 롤 코터를 사용하여, 표 1에 나타내는 클리어 도장 피막의 평균 막 두께(㎛), 인접하는 2개의 볼록부의 간격(㎛), 볼록부와 오목부의 고저차(㎛)가 되도록 도막을 형성하였다.
그 후, 120℃에서 60초의 베이킹을 행하여, 클리어 도장 피막을 갖는 스테인리스 강판(클리어 도장 스테인리스 강판)을 제작하였다.
또한, 표 1에 있어서, No.A1 내지 No.A9는, 클리어 도장 피막의 평균 막 두께가 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하, 클리어 도장 피막의 요철면에 있어서 인접하는 2개의 볼록부의 간격이 50㎛ 이상 500㎛ 이하, 클리어 도장 피막의 요철면에 있어서 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차가 2.00㎛ 이하, 및, 클리어 도장 피막의 표면에 있어서의 순수와의 접촉각이 90° 이상인 것을 모두 충족하는, 본 발명의 실시예의 클리어 도장 스테인리스 강판을 나타낸다.
또한, 표 1에 있어서, No.B1 내지 No.B11 및 No.C1 내지 No.C9는, 클리어 도장 피막의 평균 막 두께가 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하, 클리어 도장 피막의 요철면에 있어서 인접하는 2개의 볼록부의 간격이 50㎛ 이상 500㎛ 이하, 클리어 도장 피막의 요철면에 있어서 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차가 2.00㎛ 이하, 및, 클리어 도장 피막의 표면에 있어서의 순수와의 접촉각이 90° 이상인 것 중 적어도 하나를 충족하지 않는, 본 발명의 비교예의 클리어 도장 스테인리스 강판을 나타낸다.
바 코터와 롤 코터를 사용하여 아크릴계 도료를 도포할 때, 도포 속도를 변화시킴으로써, 인접하는 2개의 볼록부의 간격이나, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 조정한다. 도포 속도를 높이면, 인접하는 2개의 볼록부의 간격을 넓게 하고, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 크게 할 수 있다. 또한, 아크릴계 도료를 겹쳐 도포함으로써도, 인접하는 2개의 볼록부의 간격이나, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를 조정할 수 있다.
[평가]
No.A1 내지 No.A9, No.B1 내지 No.B11 및 No.C1 내지 No.C9에서 얻어진 클리어 도장 스테인리스 강판에 대하여, 「클리어 도장 피막의 평균 막 두께」, 「인접하는 2개의 볼록부의 간격」, 「인접하는 볼록부와 오목부의 고저차」, 「접촉각(발수성)」, 및, 「내식성」을 평가하였다.
(클리어 도장 피막의 평균 막 두께)
클리어 도장 피막의 평균 막 두께를, 클리어 도장 스테인리스 강판의 두께 방향의 단면을, 주사형 전자 현미경(상품명: JSM-6490A, 니혼덴시사제)으로 관찰함으로써 측정하였다. 클리어 도장 피막에 있어서, 오목부의 가장 깊은 점으로부터 스테인리스 강판의 한쪽의 면까지의 거리를 3점 측정하고, 그 평균값을 클리어 도장 피막의 평균 막 두께로 하였다.
평균 막 두께가 0.05㎛ 미만인 경우, 내식성이 열화되기 때문에, 불합격으로 하였다. 또한, 평균 막 두께가 3.00㎛를 초과하는 경우, 클리어 도장 피막의 탁함이 현저해지기 때문에, 불합격으로 하였다. 또한, 평균 막 두께가 2.00 내지 3.00㎛인 범위에서는, 클리어 도장 피막이 약간 탁해지지만, 실용상 문제없기 때문에, 종합 판정에서는 합격으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(인접하는 2개의 볼록부의 간격)
클리어 도장 피막의 표면에 있어서, 인접하는 2개의 볼록부의 간격을, 마이크로스코프(상품명: VHX-5000, 키엔스사제)를 사용하여, 클리어 도장 피막의 표면을 관찰함으로써 측정하였다. 기기 부속 소프트에 의해 2점간 거리를 3점 측정하고, 그 평균값을 산출함으로써 측정하였다.
인접하는 2개의 볼록부의 간격이 50㎛ 미만인 경우, 염화물 수용액 중의 NaCl이 석출되어, 클리어 도장 피막이 파괴되고, 클리어 도장 피막이 열화되어, 내식성이 열화되기 때문에, 불합격으로 하였다. 또한, 인접하는 2개의 볼록부의 간격이 500㎛를 초과하는 경우, 후술하는 열처리 후의 클리어 도장 피막의 색조가 불균일해져, 클리어 도장 스테인리스 강판의 외관이 손상되기 때문에, 불합격으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(인접하는 볼록부와 오목부의 고저차)
클리어 도장 피막의 표면에 있어서, 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차를, 주사형 전자 현미경(상품명: JSM-6490A, 니혼덴시사제)으로 관찰함으로써 측정하였다. 고저차는 클리어 도장 피막에 있어서, 오목부의 가장 깊은 점으로부터 인접하는 2개의 볼록부의 정점(볼록부에 있어서의 가장 높은 점)까지의 거리를 3점 측정하고, 그 3점의 평균값을 인접하는 볼록부(31)와 오목부(32)의 고저차로 하였다.
인접하는 볼록부와 오목부의 고저차가 2㎛를 초과하면, 후술하는 열처리 후의 클리어 도장 피막의 색조가 불균일해져, 클리어 도장 스테인리스 강판의 외관이 손상되기 때문에, 불합격으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(접촉각)
클리어 도장 피막의 표면에 1.8μL의 순수를 적하하고, 접촉각계(상품명: DMs-401, 교와 가이멘 가가쿠사제)를 사용하여, 25℃에서, 클리어 도장 피막의 표면에 있어서의 순수의 접촉각을 측정하였다. 클리어 도장 피막의 표면에 있어서, 접촉각을 10점 측정하고, 그 평균값을 클리어 도장 피막의 표면의 접촉각으로 하였다.
접촉각이 90° 미만인 경우, 클리어 도장 피막의 표면에 순수의 액적이 체류하여, 클리어 도장 피막의 열화를 빠르게 하여, 클리어 도장 스테인리스 강판의 내식성이 열화되기 때문에, 불합격으로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(내식성)
No.A1 내지 No.A9, No.B1 내지 No.B11 및 No.C1 내지 No.C9에서 얻어진 클리어 도장 스테인리스 강판의 내식성을 평가하였다.
클리어 도장 스테인리스 강판의 내식성에 대하여, JASO-M609에 준거한 건습 반복 시험을 50사이클 행하고, 시험 후의 클리어 도장 스테인리스 강판의 외관을 눈으로 보아 관찰하였다. 여기서, 녹부와 건전부(부식되지 않은 부분)를 2치화하고, 화상 처리에 의해, 녹부의 면적률을 판정하였다. 클리어 도장 스테인리스 강판의 표면에 있어서, 녹부의 면적률이 5％ 미만을 합격 「○」, 5％ 이상을 불합격 「×」로 하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
클리어 도장 스테인리스 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 각각에 있어서 눈으로 보아 관찰하여, 양방향 모두 백색화와 광택 불균일이 확인되지 않은 것을, 투명성이 양호하여, 합격으로 하였다. 클리어 도장 스테인리스 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 각각에 있어서 눈으로 보아 관찰하여, 길이 방향 및 폭 방향 중 적어도 한쪽에 있어서, 백색화와 광택 불균일이 확인된 것을, 투명성이 불량하여, 불합격으로 하였다.
클리어 도장 스테인리스 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 각각에 있어서 눈으로 보아 관찰하여, 양방향 모두 광택 불균일이 확인되지 않은 것을 「○」로 하였다. 클리어 도장 스테인리스 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 각각에 있어서 눈으로 보아 관찰하여, 길이 방향 및 폭 방향 중 적어도 한쪽에 있어서 광택 불균일이 확인된 것을 「×」로 하였다.
또한, 표 1에 있어서, 내식성, 투명성 및 광택 불균일 모두가 합격인 경우에, 종합 판정을 「○」, 내식성, 투명성 및 광택 불균일 중 적어도 하나가 불합격인 경우에, 종합 판정을 「×」로 하였다.
표 1의 결과로부터, No.A1 내지 No.A9의 클리어 도장 스테인리스 강판은, 내식성, 투명성 및 광택 불균일이 우수한 것을 알 수 있었다.
한편, No.B1 내지 No.B11 및 No.C1 내지 No.C9의 클리어 도장 스테인리스 강판은, 내식성, 투명성 및 광택 불균일 중 적어도 하나가 떨어지는 것을 알 수 있었다.
또한, 표 1에 나타내는 클리어 도장 스테인리스 강판을, 해안에 인접하는 제철소의 구내에 설치하고, 3개월간 방치함으로써, 내초기 녹성을 평가하였다. 클리어 도장 스테인리스 강판으로서는, 1변이 1m인 정사각 형상의 강판으로 하였다. 3개월 방치 후에도 초기 녹이 발생하지 않은 경우를, 내초기 녹성이 양호로 하여 「○」로 평가하고, 초기 녹이 발생한 경우를 「×」로 평가하였다. No.A1 내지 No.A9의 클리어 도장 스테인리스 강판에서는, 내초기 녹성이 양호하였다.
본 발명의 클리어 도장 스테인리스 강판은, 의장성과 내초기 녹성이 우수하기 때문에, 지붕재 등의 옥외용 건재 용도에 적합하다.
10: 자동차 배기계 부품용 클리어 도장 스테인리스 강판(클리어 도장 스테인리스 강판)
20: 스테인리스 강판
30: 클리어 도장 피막
20: 스테인리스 강판
30: 클리어 도장 피막
Claims (4)
- 스테인리스 강판과, 해당 스테인리스 강판의 적어도 한쪽의 면에 형성되며, 평균 막 두께가 0.05㎛ 이상 3.00㎛ 이하인 클리어 도장 피막을 갖는 것을 특징으로 하는, 클리어 도장 스테인리스 강판.
- 제1항에 있어서,
상기 클리어 도장 피막의 표면은 요철면이며, 해당 요철면에 있어서 인접하는 2개의 볼록부의 간격이 50㎛ 이상 500㎛ 이하이고,
상기 요철면에 있어서 인접하는 볼록부와 오목부의 고저차가 2.00㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 클리어 도장 스테인리스 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 클리어 도장 피막의 표면에 있어서의, 순수, 할로겐화물 수용액 또는 해수와의 접촉각이 90° 이상인 것을 특징으로 하는, 클리어 도장 스테인리스 강판. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클리어 도장 피막이 유기물 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 클리어 도장 스테인리스 강판.
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