JPS5964352A - 耐衝撃性のすぐれた金属製構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗装した金属製構造体に係り、さらに詳しくは
、耐＠撃性にすぐれ結果として屋外使用において、長期
耐食性にすぐれた塗膜層を付与した金属製構造体に関す
るものである。

自動車、建築物などのように屋外で使用される金属製構
造体は、砂、小石などによる衝撃（チンピング）を受け
、塗膜が損渇し、この部分から錆が発生、進行し金属製
構造体の寿命に大きな影響を与える。

特に自動車においては、走行中目らおよび他車のはね上
げた土砂などの衝該によく著しく塗膜が損傷される。こ
のよう々チッピングを受ける部位の耐食性は、塗膜の耐
チッピング性に依存すると言って過言ではない。

塗膜の積層皮膜で構成され、その験厚は総計５０〜１２
０μｍｎとすることが多い。一方、建築物においては、
塗膜の密着性を考慮した下塗（プライマー）と外観およ
び４侯性を考慮した上塗とにより複層構造となることが
多い。

−また、一般に塗膜の硬ζは、焼付塗料の場合には、・
焼付温度を高くするか、焼料時間を長くすることで犬き
くなり、引っかきキズ（いわゆるスクラッチ）がつきに
ぐ−なる。しかし、衝撃的な外力（いわゆるチッピング
）に対しては硬すざる塗膜は欠落することがあり、好捷
しぐない。そこで衝撃力を吸収するだめ、下層を軟かく
することがクラッチ）に対して弱くなってくる。すなわ
ち、塗膜の耐スクラッチ性と耐チッピング性とは相反す
る性能であり両立させることは困難とされていた。

また、従来から薄片状メルクや超微粒子細雲母を中塗塗
膜中に含有させる手段が知られているが、このような薄
片や粒子では塗膜中での繊維で得られるような複雑多岐
な交絡が得にぐいため、強化材としての役割および＠撃
力吸収能が弱く、十分にその機能を発揮できない問題が
ある。

本発明者らは、これまでの経験から耐チッピング性を向
上させるには、単に最外層塗膜を硬くするだけでは効果
なく、むしろ、中間層の塗膜の物性に着目して研究を行
った結果、金属製構造体の最外層塗膜直下の中間層塗膜
を樹脂と繊維状のガラスとの複合材料化することによっ
て、塗膜樹脂に柔軟性をもたせ、強化材として添加した
ガラス繊維に引っかき力を持たせるとともに、複合材料
による衝撃力吸収能の向上に着眼して、最適条件を求め
、複層塗膜層の耐スクラッチ性と耐チンピング性の向上
に成功したものである。

すなわち、本発明は、最外層塗膜の直下に、樹脂の鉛亀
硬度３　Ｈ以下で、かつ、１〜１００μｎ】長の繊維状
のガラスを１〜６０重…チの範囲内で含み、塗１換層の
厚さが１０〜１００μｎ〕であることを特徴とする耐衝
撃性にすぐれた金属製構造体である。

以下に本発明について詳細に説明する。

まず、本発明の重要な構成条件の一つは、強化材として
特に繊維状のガラスを用いたところにある。すなわち、
多数のガラス繊維を含１せることにより、塗膜中では前
記の薄片もしくは超微粒子におけるよりもすぐれた複雑
多岐な交絡を構成し、これによる強化相としての効果が
著しく、さらに従来のメルクや真母にくらべ繊維化が容
易でかつ入手もしやすい。また、当然のことながら、ガ
ラス繊維は化学的にも安定であり、さらにすぐれた耐熱
性も具備している。

次に本発明のム直限定理由について説明する。

複ず、最伺層塗１換直下の塗膜の硬さは、あ１り犬きぐ
ない方が良い。鉛篭硬度３Ｈを超えると耐チンピング性
が低下し、衝撃に対して塗膜が損傷することがある。す
なわち、樹脂の硬さを３Ｈ以下とし、耐スクラッチ性は
繊維状ガラスの添加によって保持することにより、耐ス
クラッチ、耐チッピング性の両方の性能を満足できる。

次Ｖこ、塗膜中に添加する繊維状ガラスの大きさは塗装
作業性と関連し１００μｍを超えた場合は塗料中への分
散が均一になシに〈＼、塗膜中のガラス繊維の存在状態
も不均一になる。筐た、塗料粘度も上昇し、塗装作業性
を劣化させる。筐た、この（１４３状のガラスが長い繊
維をすりつぶして製造されることを考慮するとｆｊｌ、
維径よりも短い長さにすることは笑際極めて雌かしい。

現状におけるガラス繊維径が１〜１５μｍ程度であるこ
とから、本発明に用いる最小ガラス繊維長さは１μｍと
することが現実的である。以上のような理由から本発明
の金属製構造体の塗膜中に含有せしめるガラス稙；、「
の長さを、例外的に不可避に混入するものを除き１〜１
００μｍとした。

次に繊維状ガラスの添加−であるが、無添加および塗１
換中０．５重量％添加では、面ｊスクラッチ性および耐
チッピング性に対する効果がないが、塗膜中１重置チ添
加でかなりの効果がある。

１だ、塗膜中６０重−％を超えると耐スクラッチ性は向
上するもの＼、耐チッピング性が低下する。従って、双
方の性能を考えれば、最も好ましいのば５〜３０重１ｔ
％である。

次にこのようにして複合化した塗１反の厚さは、面ｔス
クラッチ１生と目１、あ丑り相［列はないが、１０μｍ
未満ではｌｌ′Ｕ［チンピング性に効果はなく、１だ、
１００μｍを超えると逆に低下する。５０μｎ］以上に
するには１回の螺装では困難で、２〜３回に分けて行う
必装がある。従って、耐スクラッチ性、耐チンピング性
、作業性を考慮すると、最も好−ましいのば１０〜５０
μｍである。

なお、本発明の実施に際しては、繊維状のガラスを塗料
中に十分債拌しながら均一に分散させ、スジレイまたけ
刷毛塗りによって全館〉〉構造体に塗装すればよく、実
施は容易であり、しかも従来の塗装手段を全く変更する
ものではない。

以下に実施例によシ、本発明の効果をさらに具体的に説
明する。

実施例１゜ 冷延鋼板に化成処理および電着塗装（膜厚２０μｍ）を
行い、さらに中塗として３０μｍ厚の静電塗装を行った
。中塗塗１模中には１〜１００μＩｎの繊維状ガラスが
０．５〜８０重鼠係含着れるように、またけ１〜１５０
μｍ長の繊維状ガラスが１５車鷺襲含−まれるように、
予め、塗料中に均一に分散させた。中塗塗膜の樹脂部分
の鉛毎硬度は、２も３Ｈ１４Ｈとなるように焼（くＪ温
度、焼付時間で調整した。

さらに上塗として静電塗装にて４（）μｍの塗膜を形成
させた後、耐スクラッチ性、耐チッピング性を評価した
。寸だ、比較のため１５０メツシユ以下の薄片状ガラス
が５〜３０重猷チ含壕れるようにし、ガラス繊維の場合
と同様の試料を作製し評価した。

その結果を第１表に示す。この結果、塗膜中の繊維状の
ガラスが１〜６０ｎ＜ｍ％で効果があること、特に、５
〜３０重置俤では而」スクラッチ性および耐チッピング
性とも極めて良好なこと、繊維状ガラスが１００μｍ超
になると塗装作業性が不良なこと、樹脂の鉛筆硬度が４
Ｈになると耐チッピング性が低下することがわかる。１
だ、同一ガラス添加駄、同一樹脂硬度では繊維状ガラス
の添加が薄片状ガラス添加よりも耐チッピング性がすぐ
れていることがわかる。

実施例２ 央薊例１と同様の３層塗膜の試料を作製し、中孕層の械
雄状ガラス含有鼠を１５重−多、樹脂の鉛筆硬度を２　
Ｈとし、膜厚を５〜１２０μｍ１で変動させた。耐スク
ラッチ性、耐チッピング性および作条性の評価結果を第
２表に示す。

その結果、耐スクラッチ性、耐チッピング性および作業
性いずれも良好な中塗塗膜の膜厚範囲はＩＯ〜１．　Ｏ
ＯμＩｎ″′Ｃあシ、最も良好な範囲は１０〜５０μｍ
であることがわかる。

■、　塗膜に描画部っけを行ない、ＯＣＴ試験６サイク
ル後の偏部からの錆発生状況にょジ評価。

■　全く錆なし、 Ｏわずかに錆あシ △　や＼錆あり ×　錆あり （注）　００　Ｔ試験１サイクルニ塩水噴霧２４ｈｒＴ
ｆＦＶｒ　　”℃、６ｈｒ　Ｈ＋　７０　℃、６ｈｒ、
？ｈｒ 塩水噴ｇ２４ｈｒ−→−４０℃、６ｂｒ−＋＋７０℃３
ｈｒ　　　　　　　　　　　　　　６ｂｒ６ｈｒ−一→
室温 ｂｒ ２、　１／４インチナツト１００個を２ｍの高さから塗
装した鋼板上に自然落下させ、ｏｏＴ試験を＊ｌと同様
に６サイクル実施し、塗膜損傷部よシの錆発生状況にょ
シ評価。

■　全く錆なし ○　わずかに錆あり Δ　や＼錆あシ ×　錆０ ３、ガラスの分散状態、膜厚コントロールのしやすさ等
をガラス非添加の場合と比軟し評価。

Ｇ）はソ同じ Δ　や＼劣る Ｘ　不良 ４　総合評価 ○　良い △　ＪＰ＼良い Ｘ　不良 い−円）　　　　　　　　　　　　　　　　昭和５７年
１１月　ＩＢ特許庁長官　　殿 １、事件の入車 特願昭５７−第１７５１７０　号 耐衝撃性のすぐれた金属製構造体 ３、補正をする名 事件との関１系　出　願人 ｆｌ：　ｉ′ＩＪｉ（居所）東京都千代田区大手町２丁
目６？Ｊ３号氏名（名称）　（６６５）新日本製鐵株式
会社４、代　理　人 居　所　東工；テ郡中央区日本僑兜町１２番１号太洋ビ
ル″ＩＩ　ＩＩ（Ｋｎ　＜７　のトＩｆ・１　昭和　　
年　　月　　日（発送）５　°　　」１・絶」甲Ｉ１１
・山うＩＩ：（１・“・・ ８　、１ｌｔｉ、’＋Ｆの内容　別］我の通り補　　正
　　の　　内　　容 明細書３・２負初行「・・・・ｙｃよく著しく塗膜が」
２［・・・により著しく塗膜が」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）最外塗膜層の直下に樹脂の鉛筆硬度が３Ｈ以下で
   かつ１〜１００μｍの長さの繊維状ガラスを１〜６０重
   漬チの範囲内で含み、塗膜層の厚さが１０〜１００μｍ
   であることを特徴とする耐衝撃性のすぐれた金属製構造
   体。