JPH0797534A

JPH0797534A - 耐食性に優れた下塗り塗料と樹脂被覆金属板

Info

Publication number: JPH0797534A
Application number: JP24153093A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Yoshida; 究吉田; Yasushi Hosoda; 靖細田; Masaya Kimoto; 雅也木本; Shinya Hikino; 真也引野; Kiyoyuki Fukui; 清之福井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【構成】(1) インヒビター（アルキン類、アルキノール
類、アミン類など）を塗料の固形分総重量に対して合計
で0.05〜20重量％含有する下塗り塗料。 (2) 金属板、例えば鋼板の表面に、下層から順に、めっ
き皮膜（亜鉛系、アルミニウム系または亜鉛−アルミニ
ウム系）、クロメート皮膜またはりん酸亜鉛皮膜、前記
(1) の塗料（厚み１〜15μｍ）を用いて形成された下塗
り樹脂皮膜および少なくとも１層の樹脂皮膜を有する樹
脂被覆金属板。【効果】この下塗り塗料は耐食性ならびに加工性に優れ
た樹脂被覆層を形成させることができる。この塗料を用
いた樹脂被覆金属板は耐食性および加工性に優れ、か
つ、白色度を高めることができるので、特に高白色度を
要求される部位への適用が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば家電製品や建材
用として好適な、耐食性に優れ、しかも高加工性、高硬
度、高白色性を有する下塗り塗料、およびこの塗料を使
用した樹脂被覆金属板に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板、例えば鋼板の表面に塗装を施す
目的は、本来、美観および耐食性の向上にある。鋼板が
構造部材として用いられる場合を除けば、腐食による材
料表面の汚損を防ぐという意味で耐食性の向上も美観の
向上につながるものとも考えられる。

【０００３】塗装鋼板（プレコート鋼板）は、ユーザー
に引き渡された後、打ち抜き、折り曲げ、絞りなどの加
工が施され、そのまま製品の外面を構成することとなる
ので、加工後に塗装を施すポストコート材に比べて鋼板
の端面の露出率が高く、端面耐食性に優れていることが
要求される。また、近年の高級化志向あるいは個別化志
向を背景に高機能性・高意匠性の追求がますます活発化
し、例えば家電機器類においても、優れた耐食性に加
え、良好な加工性や高い硬度等、高機能を有し、美麗な
柄模様、優れた鮮映性など、意匠性にも優れていること
が要求されている。

【０００４】このような種々の機能を鋼板にバランスよ
く付与するために、従来、鋼板の表面に２層以上の樹脂
被覆層を形成させる方法が実施されてきた。即ち、塗布
型クロメート処理あるいはりん酸亜鉛処理を施しためっ
き鋼板上に、防錆顔料を含有する下塗り塗料を塗布して
端面耐食性ならびに加工性を確保し、その上に１層以上
の樹脂被覆層を設けることにより、高硬度、優れた鮮映
性、耐汚染性、美麗な柄模様等、種々の機能の向上を図
ってきた。

【０００５】しかし、このような塗装鋼板を製造するに
際して、従来から使用されてきた溶剤型塗料を用いた場
合は一般に加工性と端面耐食性を両立させることができ
ず、端面耐食性を向上させるために防錆顔料の量を増や
すと下塗り塗膜の加工性が低下し、塗装鋼板全体として
の加工性も低下する傾向を示す。従って、建材用の塗装
鋼板のような高耐食性が要求されるものは加工性が劣
り、加工性を高めた家電製品用の塗装鋼板では一般に端
面耐食性が劣る傾向にある。

【０００６】また、例えば蛍光灯の反射板等の照明器具
では、省エネルギーの観点から白色度の非常に高いもの
が要求されるため、白色の二酸化チタンを顔料として使
用した下塗り塗料が多く用いられているが、白色度を高
めるために防錆顔料を添加していないので、耐食性は必
ずしも十分ではない。照明器具以外にも、意匠性を高め
る等のために高い白色度が要求される部位は多く、従来
そのような部位に使用される鋼板については、耐食性あ
るいは加工性を犠牲にするか、あるいは加工後に塗装を
施すことにより対応してきた。

【０００７】従って、耐食性、加工性がともに優れ、し
かも高白色化が可能になれば、塗装鋼板の適用部位は今
後ますます広がっていくものと予想される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐食性、特
に端面耐食性ならびに加工性に優れ、かつ白色度の高い
樹脂被覆層を金属板の表面に形成させ得る下塗り塗料
と、このような塗料を使用した樹脂被覆金属板を提供す
ることを課題としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂被覆
金属板の端面耐食性および加工性をバランスよく向上さ
せ、かつ、高白色化を可能にする方法を見出すべく検討
を重ねた結果、下塗り塗料中に腐食抑制効果のある有機
系のインヒビターを含有させることが有効であるという
知見を得た。

【００１０】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、下記の下塗り塗料、ならびに下記の樹脂被覆金
属板を要旨とする。

【００１１】アルキン類、アルキノール類、アミン
類もしくはその塩、チオ化合物、複素環化合物、ポリカ
ルボン酸化合物もしくはその塩、芳香族カルボン酸化合
物もしくはその塩、およびリグニンスルホン酸もしくは
その塩の中の１種以上を塗料の固形分総重量に対して合
計で0.05〜20重量％含有することを特徴とする耐食性に
優れた下塗り塗料。

【００１２】金属板の少なくとも片面に亜鉛系、ア
ルミニウム系または亜鉛−アルミニウム系のめっき皮膜
を有し、その上に付着量がクロムに換算して10〜100mg/
m²のクロメート皮膜または付着量が 0.1〜2.0g/m²のり
ん酸亜鉛皮膜を有し、その上に上記に記載の下塗り塗
料により形成された厚みが１〜15μｍの樹脂被覆層を有
し、更にその上に１層以上の樹脂被覆層を有することを
特徴とする耐食性に優れた樹脂被覆金属板。

【００１３】

【作用】以下、本発明の構成要件とその作用効果につい
て説明する。

【００１４】上記のように、前記の発明は、アルキン
類、アミン類などの有機系のインヒビターが添加された
下塗り塗料であり、の発明は、金属板の表面に下層か
ら順にめっき皮膜（第１層）、クロメート皮膜またはり
ん酸亜鉛皮膜（第２層）、下塗り樹脂被覆層（第３層）
および１層以上の樹脂被覆層（第４層）を有する樹脂被
覆金属板であって、その特徴は、塗料にインヒビターが
添加されている点、および樹脂被覆金属板がのインヒ
ビターが添加された塗料により形成された下塗り樹脂被
覆層を有している点にある。

【００１５】の発明の樹脂被覆金属板において、金属
板は樹脂被覆鋼板の母材として従来から使用されている
鋼板（例えば、JIS G 3141に規定されるSPCC、SPCD、SP
CE等の鋼板、あるいは極低炭素Ti添加鋼、Ｐ添加鋼その
他の高張力鋼板）である場合が普通であるが、特にこれ
らの鋼板に制限されず、軽量化のために使用されるアル
ミニウム板など、その材料の使用目的、使用部位に応じ
て鋼板以外の金属板であってもよい。

【００１６】第１層のめっき皮膜は、耐食性に優れた亜
鉛系、アルミニウム系または亜鉛−アルミニウム系めっ
き皮膜である。例えば、純Zn（亜鉛）、Zn−Fe（鉄）合
金、Zn−Co（コバルト）合金、Zn−Ni（ニッケル）合
金、Zn−Mn（マンガン）合金、Zn−Cr（クロム）合金、
Zn−Mg（マグネシウム）合金、Zn−Al（アルミニウム）
合金、純Al、Al−Mn合金などのめっき皮膜であり、めっ
き方法としては、電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき
など、いずれも適用可能である。めっき金属がZn、Zn−
Fe合金、Zn−Al合金のときは、金属板が鋼板の場合は、
一般に、電気亜鉛系めっき鋼板よりも溶融亜鉛系めっき
鋼板が主に用いられる。これは、電気めっき鋼板は、加
工性が良好であるにも関わらず厚目付になると製造コス
トが高く、薄目付では耐食性が不十分であることによる
ものである。

【００１７】めっきは、片面めっき、両面めっきのいず
れであってもよい。めっき付着量は特に制限されない
が、加工性と耐食性のバランスから片面あたり10〜120g
/m² の範囲が好ましい。

【００１８】第２層のクロメート皮膜またはりん酸亜鉛
皮膜（下地処理皮膜）において、クロメート皮膜は、塗
布型、反応型、電解型のいずれの方法により形成された
ものであってもよいが、塗布型クロメート皮膜が耐食性
に特に優れており、好ましい。塗布型クロメート液の種
類は特に限定されず、市販の部分還元クロメート液を使
用すればよい。クロメート皮膜の付着量は、少ないと塗
膜の密着性、ひいては樹脂被覆金属板の耐食性が低下
し、多いと加工性が低下するので、金属クロム（Cr）量
に換算して10〜100mg/m²であることが必要である。30〜
80mg/m² の範囲が好ましい。

【００１９】りん酸亜鉛皮膜は、通常の塗装鋼板の化成
処理に使用される薬液を用いて、スプレー法、浸漬法等
の慣用手段で形成された皮膜であればよい。りん酸亜鉛
皮膜の付着量は、クロメート皮膜と同様の理由から、
0.1〜2.0mg/m²の範囲内であればよく、 0.4〜1.2mg/m²
であるのが好ましい。

【００２０】第３層の下塗り樹脂被覆層は、前記の発
明の下塗り塗料（プライマー塗料）が塗布され、焼付け
されてなる厚みが１〜15μｍの層である。

【００２１】下塗り塗料には、樹脂および架橋剤の他
に、顔料、種々の添加剤および有機溶剤が含まれている
が、本発明の下塗り塗料にはこれらの成分に加え有機系
のインヒビターが添加されている。

【００２２】下塗り塗料に用いられる樹脂は、ポリエス
テル、エポキシ、アクリル、ウレタン等、通常の塗料に
用いられる樹脂であればよく、特に限定されることはな
い。

【００２３】架橋剤も、通常の塗料に用いられるメラミ
ン、イソシアネート等で、特に制限はない。添加量も特
に限定されないが、硬度および加工性のバランスを保つ
ために、樹脂100gに対して５〜50ｇ添加されているのが
好ましい。

【００２４】顔料は、通常、下塗り塗料中に添加される
防錆顔料、酸化チタン、体質顔料（シリカ等塗膜の補強
用）などで、特に限定されることはない。各顔料の添加
比率、総添加量は、形成される樹脂皮膜に要求される性
能に応じて適宜定めればよい。

【００２５】添加剤とは、架橋触媒、潤滑寄与成分、消
泡剤、表面硬化調整剤等で、使用する樹脂、架橋剤に応
じて適宜選択し、添加する。

【００２６】有機溶剤についても、樹脂、架橋剤の種類
や製造条件に応じて適宜選択すればよい。

【００２７】有機系のインヒビターとしては、アルキ
ン類、アルキノール類、アミン類もしくはその塩、チオ
化合物、複素環化合物、ポリカルボン酸化合物もしくは
その塩、芳香族カルボン酸化合物もしくはその塩、およ
びリグニンスルホン酸もしくはその塩の中の１種以上が
使用される。

【００２８】アルキン類は、炭素−炭素三重結合（−Ｃ
≡Ｃ−）を含む有機化合物であり、例えば、ペンチン、
ヘキシン、ヘプチン、オクチンなどが挙げられる。

【００２９】アルキノール類は上記のアルキン類に１個
以上の水酸基が結合した有機化合物で、プロパルギルア
ルコール、１−ヘキシン−３−オール、１−ヘプチン−
３−オールなどが挙げられる。

【００３０】アミン類は分子中に窒素原子を１個以上含
む有機化合物で、脂肪族、芳香族のいずれであってもよ
く、ラウリルアミン、オクチルアミン、プロペニルアミ
ン、シクロヘキシルアミンなどが使用できる。また、そ
の塩とは、例えば、そららの硝酸塩、塩酸塩、硫酸塩で
ある。塗料のベースである樹脂が熱可塑性樹脂の場合、
特に好適である。

【００３１】チオ化合物は分子中に硫黄原子を１個以上
含む有機化合物で、チオ尿素およびその誘導体、デシル
メルカプタン、ジメチルスルフィドなどが挙げられる。

【００３２】複素環化合物は、環状の分子において、環
の構成原子として炭素以外の元素が含まれている有機化
合物で、例えば、チオフェン、インドール、ベンゾイミ
ダゾールなどである。

【００３３】ポリカルボン酸化合物は分子中にカルボキ
シル基を２個以上含む化合物で、くえん酸、こはく酸、
アジピン酸、セバシン酸などが挙げられる。その塩とし
ては、くえん酸二水素カリウム、アジピン酸二ナトリウ
ムなどがある。

【００３４】芳香族カルボン酸化合物は芳香族炭化水素
に結合したカルボキシル基を有する化合物で、安息香
酸、サリチル酸などが挙げられる。その塩とは、安息香
酸ナトリウム、サリチル酸ナトリウムなどである。

【００３５】上記の化合物の他に、リグニンスルホン酸
およびその塩（リグニンスルホン酸ナトリウムなど）も
インヒビターとして使用できる。

【００３６】の発明の下塗り塗料には、上記のインヒ
ビターの中から選ばれた少なくとも１種の化合物が塗料
中の固形分の総重量に対して合計で0.05〜20重量％含ま
れている。含有量が0.05重量％未満では下塗り塗料の耐
食性を向上させる効果が乏しく、20重量％を超えると樹
脂の機械的特性が損なわれる。

【００３７】上記のインヒビターは、例えば、塗料を塗
布した後の焼付硬化過程でインヒビターが熱分解しない
ように、樹脂と架橋剤の種類および添加量により適宜選
択すればよい。

【００３８】この樹脂被覆層の厚みは、１μｍ未満では
防食効果が不十分で、下地のめっき皮膜が透けて見える
ことのない、いわゆる隠蔽性も十分ではなく、15μｍを
超えると加工性が低下するので、１〜15μｍとする。

【００３９】第４層の有機樹脂皮膜（上層樹脂皮膜）
は、少なくとも１層あればよく、特に限定しないが、加
工性、層間の密着性等を考慮すると３層以下が望まし
い。膜厚も特に限定されないが、隠蔽性、硬度、汚染
性、加工性等のバランスを考慮とすると、10〜40μｍの
範囲であることが好ましい。

【００４０】上層樹脂皮膜として用いられる樹脂はポリ
エステル系、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、塩
化ビニル系、ふっ素系等、通常、上塗り用塗料あるいは
フィルムとして使用されるものであれば特に限定されな
い。また、樹脂に添加される架橋剤、顔料、添加剤、有
機溶剤についても特に制約はない。

【００４１】上記の構成を有する本発明（の発明）の
樹脂被覆金属板を製造するには、金属板の表面に第１層
のめっき皮膜、および第２層のクロメート皮膜またはり
ん酸亜鉛皮膜を形成させた後、前記の下塗り塗料を塗
布し、焼付硬化させて第３層の下塗り樹脂被覆層を形成
させる。塗布にはロールコーター、カーテンフローコー
ター等の慣用の手段を用い、焼付硬化には熱風オーブ
ン、誘導加熱式オーブン等による熱硬化、あるいは紫外
線硬化、電子線硬化等の手法を用いればよい。焼付硬化
は、例えば熱硬化の場合、最高到達温度で 200〜220 ℃
程度になるように加熱し、30〜70秒程度保持するのが好
ましい。なお、第２層のクロメート皮膜またはりん酸亜
鉛皮膜、第３層の下塗り樹脂皮膜および第４層の上層樹
脂皮膜は、材料の使用目的に応じてめっき金属板の片
面、両面のいずれに形成させてもよい。

【００４２】この第３層の下塗り樹脂被覆層の上に、第
４層の上層樹脂皮膜を形成させる。

【００４３】上層樹脂皮膜の形成は、塗料の場合にはロ
ールコータをはじめとする慣用手法を用いて塗布し、次
いで80〜250 ℃の温度で焼付けることにより行ってもよ
いし、紫外線、電子線等を用いてもよい。また、フィル
ムの場合には、通常のラミネート方法により形成すれば
よい。

【００４４】このようにして得られる本発明の樹脂被覆
金属板、例えば樹脂被覆鋼板は、第３層の下塗り樹脂皮
膜中に腐食抑制効果のある有機物（インヒビター）が含
まれているので、加工性が損なわれることなく、耐食
性、特に端面耐食性が高められる。これは、金属板が腐
食性の環境に曝された場合、プライマー中のインヒビタ
ーが溶解し、端面のめっき金属の活性部分に吸着するこ
とによりその部分の溶解が抑制されることによるもので
ある。また、防錆顔料を添加することなく耐食性を向上
させ得るため、樹脂被覆鋼板の白色度を高めることがで
きる。

【００４５】

【実施例１】板厚 0.5mmの冷延鋼板（材質：JIS G 3141
に規定されるSPCD材）に表１に示す種々のめっきを施し
ためっき鋼板の両面に、同じく表１に示すクロメート処
理を施し、表面に下塗り樹脂被覆層を形成させ、その上
に上層の樹脂皮膜を形成させた樹脂被覆鋼板を作製し
た。

【００４６】クロメート処理には市販の塗布型クロメー
ト処理液を使用し、付着量がCrに換算して 50mg/m²にな
るようにロールコータで塗布した後乾燥させ、クロメー
ト皮膜とした。下塗り樹脂皮膜は乾燥膜厚８μｍとなる
ようにし、最高到達鋼板温度(以下、ＰＭＴと記す) 21
0℃で焼付硬化させた。また、上層の樹脂皮膜は、市販
のポリエステル樹脂塗料 (日本ペイント社製ＦＬＣ1001
ＨＱ) を乾燥膜厚が約18μｍになるようにロールコータ
で塗布した後、ＰＭＴ 220℃で焼付硬化させた。なお、
裏面には、市販のサービスコート用塗料であるエポキシ
樹脂塗料（日本ペイント社製ビニゾール1000）を乾燥膜
厚が５μｍになるように塗布した後ＰＭＴ 220℃で焼付
硬化させた。

【００４７】このようにして得られた樹脂被覆鋼板の端
面耐食性および加工性を以下に示す方法で評価した。

【００４８】〔端面耐食性〕70mm×150mm の試験片を端
面の両側のカエリが表面側に向くようにシャーで切り出
し、塩水噴霧試験 (５％NaCl、35℃) を行って、 500時
間経過後に端面のカエリの部分に生じるブリスター度合
いを下記の５段階に区分して評価した。

【００４９】◎：ブリスター幅が 1.0mm未満の場合 ○：ブリスター幅が 1.0mm以上 2.0mm未満の場合 △：ブリスター幅が 2.0mm以上 3.0mm未満の場合 ×：ブリスター幅が 3.0mm以上 4.0mm未満の場合 ××：ブリスター幅が 4.0mm以上の場合〔加工性〕50mm×150mm の試験片を切り出し、塗面を外
側にして、25℃の恒温室で折曲げ試験を実施した。評価
は、加工部における樹脂皮膜のクラックの有無を10倍の
ルーペで観察し、ノークラックになるまでの曲げ数（下
記の０Ｔ〜６Ｔ）で行った。０Ｔが最も良好で、１Ｔ、
２Ｔと増すにつれて加工性が低下する。

【００５０】０Ｔ： 180度密着曲げ１Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に１枚挟んで 180度密着曲げ２Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に２枚挟んで 180度密着曲げ３Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に３枚挟んで 180度密着曲げ４Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に４枚挟んで 180度密着曲げ５Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に５枚挟んで 180度密着曲げ６Ｔ： 0.5mm厚の鋼板を間に６枚挟んで 180度密着曲げ試験結果を表１に併せて示す。めっき皮膜の種類および
樹脂の種類別に本発明例と比較例とを対比すると、下塗
り樹脂皮膜中に腐食抑制効果を有するインヒビターを含
有させることにより、端面耐食性を高め、しかも加工性
を損なわずに、端面耐食性と加工性をバランスよく改善
できることがわかる。

【００５１】

【実施例２】板厚 0.5mmの溶融亜鉛めっき鋼板 (めっき
付着量：片面当たり60g/m²、母材鋼板は低炭素アルミニ
ウムキルド鋼) の表面（両面）に市販のりん酸亜鉛処理
液を付着量が 0.8g/m²になるように塗布して乾燥させ、
その上に表２に示す皮膜構成の下塗り樹脂皮膜を乾燥膜
厚が10μｍになるようにＰＴＭ 210℃で焼付硬化させ
た。更にその上に、市販の高白色塗料 (関西ペイント社
製アレステック＃100)を乾燥膜厚が20μｍになるように
ＰＴＭ 230℃で焼付硬化させた。

【００５２】このようにして得られた樹脂被覆鋼板の端
面耐食性、加工性および色調を評価した。端面耐食性お
よび加工性についての評価は実施例１の場合と同じ方法
で行い、色調については、白さを表す尺度であるＬ値を
測定することにより評価した。Ｌ値が大きいほど白色度
が高いことを表す。

【００５３】試験結果を表２に併せて示す。この結果に
示されるように、比較例として示した材料では耐食性、
加工性および白色度を両立させることが困難であった
が、インヒビターを含有する下塗り塗料を使用すること
により耐食性、加工性および白色度のバランスを向上さ
せることが可能になった。

【００５４】

【表１（１）】

【００５５】

【表１（２）】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【発明の効果】本発明の下塗り塗料は耐食性ならびに加
工性に優れた樹脂被覆層を形成させることができる。こ
の塗料を用いた本発明の樹脂被覆金属板は優れた耐食
性、加工性を有し、かつ、白色度を高めることができる
ので、特に高白色度が要求される部位への適用が可能で
ある。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｇ (72)発明者引野真也大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内 (72)発明者福井清之大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住友金属工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルキン類、アルキノール類、アミン類も
しくはその塩、チオ化合物、複素環化合物、ポリカルボ
ン酸化合物もしくはその塩、芳香族カルボン酸化合物も
しくはその塩、およびリグニンスルホン酸もしくはその
塩の中の１種以上を塗料の固形分総重量に対して合計で
0.05〜20重量％含有することを特徴とする耐食性に優れ
た下塗り塗料。
【請求項２】金属板の少なくとも片面に亜鉛系、アルミ
ニウム系または亜鉛−アルミニウム系のめっき皮膜を有
し、その上に付着量がクロムに換算して10〜100mg/m²の
クロメート皮膜または付着量が 0.1〜2.0g/m²のりん酸
亜鉛皮膜を有し、その上に請求項１に記載の下塗り塗料
により形成された厚みが１〜15μｍの樹脂被覆層を有
し、更にその上に１層以上の樹脂被覆層を有することを
特徴とする耐食性に優れた樹脂被覆金属板。