JPH09207266A

JPH09207266A - 高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐食性塗装金属材料

Info

Publication number: JPH09207266A
Application number: JP2111296A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Imai; 和仁今井; Kenji Ikishima; 健司壱岐島
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高光沢度と高耐食性を併せ有する塗装金属材料
の提供。【解決手段】下地処理を施された金属材料表面に下塗り
塗膜および上塗り塗膜を有する塗装金属材料であって、
下塗り塗膜が、平均粒子径が０．１〜２μｍの防錆顔料
を含有し、かつ、その濃度が１１〜７０重量％である下
塗り塗料を用いて形成されたものである塗装金属材料。
防錆顔料としてクロム酸ストロンチウムを用いたもの
は、特に材料の端面の防錆能に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高光沢度の下塗り
塗膜を有する高耐食性塗装金属材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗装金属材料、例えば塗装鋼板（プレコ
ート鋼板）は、ユーザーにより打ち抜き、折り曲げ、絞
りなどの加工が行われた後、そのまま製品の外面に使用
されるため、適度な塗膜硬度と、高度の加工性が要求さ
れる。そのため、厳しい成型加工を受けても塗膜剥離を
起こさないように、塗膜密着性に優れ、かつ良好な潤滑
性を有していることが必要である。潤滑性を高めるため
に、上塗り塗膜には各種の潤滑剤が含まれている。

【０００３】一方、エアコン室外機の外板などに用いら
れるプレコート鋼板は、屋外で使用されるため耐候性に
優れていることが要求され、さらに、海岸地域では海塩
粒子の影響を、また工業地域では粉塵の影響を受けやす
く、耐食性も重視した設計となっている。

【０００４】このように、屋外で使用されるプレコート
鋼板の上塗り塗膜に要求される性能として、加工性、耐
候性、耐食性および潤滑性があげられるが、その他に、
意匠性（光沢度、色調）に優れていることも必要であ
る。

【０００５】これらの性能のうち、下塗り塗膜に要求さ
れる性能は、加工性、密着性、耐食性などであるが、下
塗り塗膜の光沢度は上塗り塗膜の光沢度に影響を与える
ため、上塗り塗膜に要求される上記の各性能（耐候性、
加工性、意匠性（光沢度、色調）、潤滑性、適度な塗膜
硬度等）のバランスをとりやすくするための手段とし
て、下塗り塗膜の光沢度を高くすることが望ましい。つ
まり、下塗り塗膜の光沢度を高めてやれば、上塗り塗膜
の光沢度は特別の手段を講じなくても高くすることがで
きるので、他に必要とされる性能の向上が容易になる。

【０００６】従来から、塗装金属材料、特に塗装鋼板を
製造するには、被塗装鋼板に前処理を施し、下塗り塗膜
を塗装した後、上塗り塗膜を塗装する２コート２ベーク
により行うのが一般的である。また、表面だけでなく、
裏面も１コート１ベーク、あるいは下塗り塗膜を塗装し
た２コート２ベークにすることが行われている。そし
て、耐食性を向上させるためには、通常、塗膜密着性の
高い樹脂を用い、体質顔料等の他に、クロム酸ストロン
チウム、クロム酸亜鉛などの防錆顔料を下塗り塗膜に添
加する方法が採られているが、防錆顔料濃度および／ま
たは体質顔料濃度が高くなると塗装鋼板の下塗り塗膜の
光沢度が低下し、また、下塗り塗膜の光沢度を重視して
下塗り塗膜の体質顔料および／または防錆顔料の濃度を
低くすると、クロム溶出量が減少し、耐食性が低下す
る。これは、下塗り塗膜に含まれる防錆顔料の平均粒子
径が３〜６μｍ程度であり、通常の下塗り塗膜の塗膜厚
さ（３〜１０μｍ）と比較して大きいことに起因するも
のと考えられる。そのため、耐食性および下塗り塗膜の
光沢度の一方が極端に悪くならないようにバランスをと
る必要があった。

【０００７】しかし、塗装鋼板を製造するに際して従来
から使用されてきた塗料では、高光沢度の下塗り塗膜を
有する耐食性の優れた鋼板を得ることはできない。一般
に、下塗り塗膜の光沢度が高い塗装鋼板は、下塗り塗料
の防錆顔料の濃度を高くすることができないため耐食性
が劣り、一方、耐食性を重視した塗装鋼板では、下塗り
塗膜の防錆顔料の濃度が高いため下塗り塗膜の光沢度が
低下する。

【０００８】このように、高光沢度と高耐食性のいずれ
をも満足させる下塗り塗膜を得ることは困難で、そのた
め、従来の２コート２ベーク方式では、光沢度が高く、
しかも耐食性に優れた塗装鋼板を得ることはできなかっ
た。例えば、特公平２−３６３８４号公報に、耐食性を
向上させるため、下塗り塗料としてクロム酸ストロンチ
ウムまたはクロム酸カルシウムを下塗り塗料の不揮発分
に対して３０〜７０重量％配合した塗料が用いられた塗
装鋼板が開示されているが、これら通常の防錆顔料を用
いたのでは、光沢度の低下は避けられない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記現状に鑑
みなされたもので、高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐
食性塗装金属材料、特に塗装鋼板を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者らは塗膜中における顔料の分散状態、顔
料の粒子径と耐食性および光沢度の関係等について検討
した結果、塗膜に含まれる顔料の総量が同一でも、顔料
粒子の大きさによってその作用効果が異なり、粒子径を
特定の径以下に微細化することにより、塗膜の耐食性な
らびに光沢度を大きく改良できることを知見した。

【００１１】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
で、その要旨は、下記およびの塗装金属材料にあ
る。

【００１２】下地処理を施された金属材料表面に下
塗り塗膜および上塗り塗膜を有する塗装金属材料であっ
て、下塗り塗膜が、平均粒子径が０．１〜２μｍの防錆
顔料を含有し、かつ、その濃度が１１〜７０重量％であ
る下塗り塗料を用いて形成されたものであることを特徴
とする高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐食性塗装金属
材料。

【００１３】防錆顔料がクロム酸ストロンチウムで
ある上記に記載の高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐
食性塗装金属材料。

【００１４】ここに、平均粒子径とは、顔料粒子の粒径
の積算分布曲線において、細かい方から５０重量％とな
る粒子径をいう。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の塗装金属材料は、下地処
理を施された金属材料表面に下塗り塗膜および上塗り塗
膜を有する塗装金属材料であって、下塗り塗膜中に微細
な防錆顔料が含まれ、かつ、この塗膜が所定濃度の防錆
顔料を含有する下塗り塗料を用いて形成されたものであ
ることを特徴とする。以下、詳細に説明する。

【００１６】（１）金属材料被塗装物である金属材料は特定のものに限定されること
はない。例えば、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき
鋼板、アルミニウム板、ステンレス板など、金属材料で
あれば何であってもよい。また、板材に限らず、線材、
管材などであってもよく、塗装材として使用に供される
ものであればその形態の如何を問わない。

【００１７】（２）金属材料の前処理上記の金属材料は下地処理（前処理）を施されたもので
ある。前処理方法は特に限定されないが、下塗り塗膜の
密着性ならびに耐食性が向上するので、例えばりん酸塩
処理やクロメート処理が望ましい。

【００１８】（３）下塗り塗膜下塗り塗膜を構成する樹脂系についても特に限定されさ
れることはない。例えば、エポキシ樹脂系あるいはウレ
タン樹脂系、ポリエステル樹脂系など、一般に用いられ
ている樹脂系であればよい。架橋剤としては、例えばメ
ラミン樹脂、イソシアネート樹脂などが挙げられる。

【００１９】この下塗り塗膜には、通常、用途に応じて
着色顔料、体質顔料などが含まれているが、本発明の塗
装金属材料にあっては、下塗り塗膜が、平均粒子径が
０．１〜２μｍの防錆顔料を含有し、かつ、その濃度が
１１〜７０重量％である下塗り塗料を用いて形成された
ものであることが必要である（前記の発明）。なお、
防錆顔料濃度は、塗料中の固形分（不揮発分）に対する
濃度である。

【００２０】防錆顔料の平均粒子径を０．１〜２μｍと
限定するのは、０．１μm よりも細かくしても塗装金属
材料の光沢度の向上効果が飽和する上、粉砕コストが上
昇し、一方、２μｍを超えると、光沢度が低下するおそ
れがあるからである。

【００２１】下塗り塗料の防錆顔料の濃度は１１〜７０
重量％とする。防錆顔料濃度が１１重量％に満たない
と、耐食性の改善効果が十分発揮されず、一方、７０重
量％を超えると加工性が低下し、また、製造コストが上
昇するからである。望ましくは、２０〜６０重量％であ
る。

【００２２】防錆顔料としては、クロム酸亜鉛、クロム
酸ストロンチウム、クロム酸カルシウム、りん酸アルミ
ニウムなどが挙げられる。これらの防錆顔料が１種また
は２種以上含まれていることが必要である。これらの防
錆顔料は、例えば市販の顔料がボールミルにより粉砕さ
れ、平均粒子径が上記所定の範囲に入るように調製され
たものであればよい。

【００２３】下塗り塗膜の厚さ（乾燥塗膜厚）は、１〜
１５μｍであることが望ましい。さらに望ましくは３〜
７μｍである。塗膜厚が薄すぎると耐食性が低下し、厚
すぎるとコスト高になり塗装経済性の点から好ましくな
い。

【００２４】前記の発明は、の塗装金属材料の下塗
り塗膜に含まれる防錆顔料として、クロム酸ストロンチ
ウムが用いられている塗装金属材料である。この材料
は、防錆顔料の水への溶出性に優れ、かつ長期にわたっ
て溶出が持続するので、特に材料の端面の防錆能に優れ
ている。

【００２５】（４）上塗り塗膜上塗り塗膜の樹脂も特に限定されず、例えば、ポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、シリコンポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
フッ素樹脂などであればよい。上塗り塗膜はこれらの樹
脂の１種類以上と、架橋剤、顔料、溶剤および添加剤か
らなる塗料が塗布されたものである。

【００２６】顔料としては、無機系顔料である酸化亜
鉛、酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、カオリン等
が挙げられる。これらの顔料の濃度は、塗膜の乾燥重量
に対して０〜７０重量％であるのが好ましく、添加され
ていなくてもよい。過剰に添加されると塗膜が多孔質と
なり、透水性が高くなって塗膜性能が低下し、曲げ加工
性も低下する傾向がみられる。なお、顔料は上記のもの
に限らず、塗膜を着色させる場合等、必要に応じて他の
無機顔料、あるいは有機顔料を加えてもよい。例えば、
銅フタロシアニン、トルイジンレッド、クロム酸鉛、カ
ーボンブラックなどである。

【００２７】添加剤は、例えば、消泡剤、レベリング
剤、潤滑剤等で、それらの種類、組み合わせ等について
は特に限定されない。

【００２８】上塗り塗膜の乾燥塗膜厚は、薄すぎると隠
ぺい性が不十分であり、厚すぎるとコスト高につながる
ので、１〜３０μｍであるのが望ましい。

【００２９】（５）製造方法本発明の塗装金属材料は、上記の金属材料に前処理を施
し、次いで、その表面に本発明で規定する条件を満たす
防錆顔料を含む下塗り塗料を用いて下塗り塗膜を形成さ
せ、さらに上塗り塗膜で被覆することにより製造するこ
とができる。

【００３０】下塗り塗料の塗装方法は特に限定されるも
のではなく、ロールコーター、カーテンフローコータ
ー、スプレーガン、バーコーター等によって行えばよ
い。また、焼付処理は塗膜を構成する樹脂の特性に応じ
て鋼板最高到達温度１００〜２８０℃の条件下で行うこ
とが好ましい。

【００３１】上記本発明の塗装金属材料は、下塗り塗膜
が耐食性に優れるとともに高光沢度を有しているので、
上塗り塗膜の光沢性にも優れ、従来技術では得られなか
った高光沢度と高耐食性とを併せ有する材料である。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）板厚０．６ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板（亜
鉛付着量は片面６０ｇ／ｍ²）に通常のりん酸亜鉛処理
を施した後、平均粒子径の異なるクロム酸ストロンチウ
ムを分散させた下塗り塗料を乾燥塗膜厚が２〜７μｍの
範囲の所定の塗膜厚になるように塗布し、次いで、鋼板
最高到達温度２１０±１０℃、焼付時間５０秒で焼き付
けた。なお、樹脂系は、主樹脂を高分子ポリエステル樹
脂（ＲＶ−２９０、東洋紡製）とし、架橋剤としてメチ
ル化メラミン樹脂（サイメル３２７、三井サイナミッド
製）を用いた。主樹脂と架橋剤の比率は、主樹脂８０重
量部に対して架橋剤２０重量部とした。

【００３３】上塗り塗料は、主樹脂としての高分子ポリ
エステル樹脂（ＲＶ５６０、東洋紡製）、架橋剤として
のメチル化メラミン樹脂（サイメル３２７、三井サイナ
ミッド製）、顔料としての酸化チタン（ＣＲ−９５、石
原産業製）および溶剤からなり、主樹脂と架橋剤の比率
は、主樹脂８０重量部に対して架橋剤２０重量部とし
た。この塗料を下塗り塗膜の上に塗布した後、鋼板最高
到達温度２３０℃、焼付時間６０秒で焼付を行った。

【００３４】表１に、上塗り塗膜の厚さおよび塗膜の乾
燥重量に対する顔料濃度と、下塗り塗膜の厚さ、塗料中
の固形分に対する（すなわち、塗膜の乾燥重量に対す
る）防錆顔料（クロム酸ストロンチウム）濃度およびそ
の平均粒子径を示す。

【００３５】こうして得られた試料（塗装鋼板）につい
て、光沢度測定と耐食性試験を行った。

【００３６】（１）光沢度測定光沢度測定は入射光６０度、反射光６０度で行った。評
価基準は下記のとおりで、◎印および○印の場合、良好
とした。

【００３７】 ◎：１５以上 ○：８以上１５未満 △：３以上８未満 ×：３未満（２）耐食性試験５００時間および１０００時間の塩水噴霧試験を行った
後、それぞれの場合における試験片の端面からの膨れ幅
（最大値）を測定した。なお、試験片の裏面、および４
箇所ある端面のうち上部と下部の端面はポリエステルテ
ープでシールした。評価基準は下記のとおりで、◎印お
よび○印の場合、良好とした。

【００３８】 ◎：１ｍｍ未満 ○：１ｍｍ以上３ｍｍ未満 △：３ｍｍ以上５ｍｍ未満 ×：５ｍｍ以上試験結果を表１に併せて示す。この結果から、下塗り塗
料に含まれる防錆顔料（クロム酸ストロンチウム）の平
均粒子径およびその濃度が塗装鋼板の光沢度と耐食性に
影響を及ぼし、平均粒子径および防錆顔料濃度が本発明
で定める範囲内であれば、高光沢度であり、耐食性は良
好であることがわかる。

【００３９】（実施例２）下塗り塗料の主樹脂をブロッ
クウレタン変性エポキシ樹脂（エポキー８３４、三井東
圧化学製）とした他はすべて実施例１の場合と同じ条件
で塗装鋼板を作製し、光沢度測定と耐食性試験を行っ
た。試験条件も、実施例１の場合と同じである。

【００４０】試験結果を表２に示す。この結果から明ら
かなように、下塗り塗料の主樹脂がブロックウレタン変
性エポキシ樹脂であっても、下塗り塗料に含まれる防錆
顔料（クロム酸ストロンチウム）の平均粒子径およびそ
の濃度が本発明で定める範囲内であれば、高光沢度であ
り、耐食性は良好であった。

【００４１】（実施例３）下塗り塗料の主樹脂を高分子
ポリエステル樹脂（アルマテックスＨＭＰ２７、三井東
圧化学製）とした他はすべて実施例１の場合と同じ条件
で塗装鋼板を作製し、光沢度測定と耐食性試験を行っ
た。試験条件も、実施例１の場合と同じである。

【００４２】試験結果を表３に示す。この場合も、下塗
り塗料に含まれる防錆顔料（クロム酸ストロンチウム）
の平均粒子径およびその濃度が本発明で定める範囲内で
あれば、高光沢度であり、耐食性は良好であった。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【発明の効果】本発明の塗装金属材料は下塗り塗膜に含
まれる防錆顔料の粒度を微細化するとともに、その濃度
を所定の範囲に限定したもので、耐食性のみならず光沢
度も高く、従来技術では得られなかった高性能の材料と
して実用上極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下地処理を施された金属材料表面に下塗り
塗膜および上塗り塗膜を有する塗装金属材料であって、
下塗り塗膜が、平均粒子径が０．１〜２μｍの防錆顔料
を含有し、かつ、その濃度が１１〜７０重量％である下
塗り塗料を用いて形成されたものであることを特徴とす
る高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐食性塗装金属材
料。
【請求項２】防錆顔料がクロム酸ストロンチウムである
請求項１に記載の高光沢度の下塗り塗膜を有する高耐食
性塗装金属材料。