JP2002004065A

JP2002004065A - 塗装鋼板

Info

Publication number: JP2002004065A
Application number: JP2000182923A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Tanaka; 勇一郎田中; Keiji Yoshida; 啓二吉田; Takafumi Yamaji; 隆文山地; Masaaki Yamashita; 正明山下
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】亜鉛系めっき鋼板を素材とする塗装鋼板につ
いて、加工部の防錆性を改善する。【解決手段】亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施した表
面処理鋼板の表面に、樹脂固形分50質量部に対し、トリ
ポリリン酸二水素アルミニウムとクロム酸塩系化合物を
合計で1〜50質量部、且つトリポリリン酸二水素アルミ
ニウムの含有量(A)とクロム酸塩系化合物の含有量(B)の
質量比A/Bを90/10〜10/90の比で配合した、ポリエステ
ル樹脂系及び／またはエポキシ樹脂系を主樹脂とする下
塗り塗料を焼き付けてなる厚さ15μｍ以下の下塗り塗膜
と、上塗り塗膜を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建材用、家電用、
自動車用等の用途で用いるのに好適な、防錆性、特に加
工部の防錆性に優れた塗装鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】建材用、家電用、自動車用等の腐食環境
の厳しい用途に、防錆性に優れる塗装鋼板が使用されて
いる。係る用途に使用される塗装鋼板は、一般的に、亜
鉛系めっきに化成処理を施した表面処理鋼板に、下塗り
塗装、上塗り塗装を施して、下塗り塗膜、上塗り塗膜が
形成されている。

【０００３】前記塗装鋼板は、主に加工を施してから用
いられる。そのため加工後に塗装を行ったものとは異な
り、加工の際に塗膜に割れが起きることが多く見られ
る。加工部における塗膜割れ部分はめっき、まためっき
割れも起こっている部分では下地である鉄が露出してる
ため、加工部から腐食しやすく、塗膜の膨れ、剥離を起
こしやすくなる。

【０００４】これを改善するために、下塗り塗膜中に防
錆顔料が含有されている。現在のところクロム酸塩が最
も有効な防錆顔料として知られており、クロム酸ストロ
ンチウムを中心に幅広く使用されている（例えば、特公
平2-32355号公報）。

【０００５】近年、より優れた耐久性が求められてお
り、素材のめっき鋼板として、3〜70質量％のアルミを
含有する亜鉛系めっき鋼板が多く用いられるようになっ
てきた。中でも、アルミを20〜70質量％以上含む亜鉛系
めっき鋼板を素材とする塗装鋼板では、亜鉛めっき鋼板
との腐食メカニズムの違いから、長期的にはアルミの腐
食生成物が安定な保護膜になることによって、塗膜の膨
れ、剥離の進行速度が低下していくため、特に耐久性に
優れる。ところがアルミを20〜70質量％以上含む亜鉛系
めっき鋼板を素材とする塗装鋼板では、めっき自体が硬
いことから、加工を行った際に割れが起きやすく、加工
部の耐食性向上が求められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記事情を
考慮して、亜鉛系めっき鋼板を素材とする塗装鋼板につ
いて、加工部の防錆性を改善することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の手段は以下の通りである。（１）亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施した表面処理鋼
板の表面に、樹脂固形分50質量部に対し、トリポリリン
酸二水素アルミニウムとクロム酸塩系化合物を合計で1
〜50質量部、且つカルシウムイオン交換シリカの含有量
(A)とクロム酸塩系化合物の含有量(B)の質量比A/Bを90/
10〜10/90の比で配合した、ポリエステル樹脂系及び／
またはエポキシ樹脂系を主樹脂とする下塗り塗料を焼き
付けてなる厚さ15μｍ以下の下塗り塗膜と、上塗り塗膜
を有することを特徴とする塗装鋼板。

【０００８】（２）亜鉛系めっき鋼板が、3〜70質量％
のアルミを含有する亜鉛系めっき鋼板であることを特徴
とする前記（１）に記載の塗装鋼板。

【０００９】（３）亜鉛系めっき鋼板が、20〜70質量％
のアルミを含有する亜鉛系めっき鋼板であることを特徴
とする前記（１）に記載の塗装鋼板。

【００１０】

【発明の実施の形態】JIS Z 2371に規定される塩水噴霧
試験よりもJIS K 5621に規定される乾湿繰り返し条件を
導入した促進試験（以下、CCT試験）の方が実腐食環境
に近いと考えられる。そこで、本発明者らは、アルミを
含む亜鉛系めっき鋼板の加工部の防錆性を向上できる防
錆顔料について、CCT試験を行い、種々検討した。その
結果、アルミを含む亜鉛系めっき鋼板を素材とした塗装
鋼板において、下塗り塗膜に防錆顔料としてトリポリリ
ン酸二水素アルミニウムとクロム酸塩系化合物を同時に
含有させることで、亜鉛めっきだけでなく、腐食メカニ
ズムの異なるアルミを多く含む亜鉛めっきについても、
従来以上の優れた加工部の防錆性が得られることを新た
に見いだした。

【００１１】本発明は、この知見に基づきなされたもの
である。以下、本発明について更に説明する。

【００１２】トリポリリン酸二水素アルミニウムとクロ
ム酸塩系化合物を下塗り塗膜に同時に含有させることに
よる加工部の防錆性向上効果は、素材鋼板がアルミを3
〜70質量％含む亜鉛系めっき鋼板で大きく、アルミを20
〜70質量％含む亜鉛系めっき鋼板でより大きい。また、
この効果は通常の亜鉛めっき鋼板でも認められる。

【００１３】アルミを3〜70質量％含む亜鉛系めっき鋼
板としては、アルミを5質量％程度含む所謂5％アルミ−
亜鉛溶融めっき鋼板、アルミを55質量％程度含む所謂55
％アルミ−亜鉛溶融めっき鋼板が代表的である。また、
アルミを20〜70質量％含む亜鉛系めっき鋼板としては前
記の所謂55％アルミ−亜鉛溶融めっき鋼板が代表的であ
る。所謂5％アルミ−亜鉛溶融めっき鋼板には、一般的
めっき皮膜中に更に他の成分、例えばミッシュメタル、
In、Ge、Ga、Mgの中から選んだ１種以上が0.05〜2.0質
量％程度含有されている。また、所謂55％アルミ−亜鉛
溶融めっき鋼板には、めっき皮膜中に更にSiを1〜3質量
％程度含有している。

【００１４】特に防錆性が要求される場合、アルミを20
〜70質量％含む亜鉛系めっき鋼板を使用することが好ま
しく、この場合、めっき付着量は40g/m²以上にする必要
がある。

【００１５】化成処理については、特に限定されない。
一般に、化成処理としては、クロメート処理またはリン
酸亜鉛処理やシリカを主成分とする処理など挙げられ
る。環境に重きを置くとシリカを主成分とする化成処理
が用いられ、耐食性に重きを置くとクロメート処理が用
いられる。またリン酸亜鉛処理は処理工程が煩雑であ
り、また素材が20〜70質量％のアルミを含む亜鉛系めっ
き鋼板ではリン酸が反応しないことが考えられるため使
用しない方がよい。

【００１６】下塗り塗膜を構成する主樹脂について、ポ
リエステル系樹脂及び／またはエポキシ系樹脂を用いる
必要がある。これにはポリエステル樹脂の一部をエポキ
シ樹脂で置き換えたエポキシ変性ポリエステル樹脂も含
まれる。これ以外の樹脂を用いると塗装鋼板の下塗り塗
膜として必要な性能のバランスが取れなくなるためであ
る。例えば、アクリル樹脂やフッ素樹脂を用いた場合に
は、下塗り塗膜に要求される密着性が得られなくなる。

【００１７】本発明に用いるトリポリリン酸二水素アル
ミニウム（以下、防錆顔料Ａ）とは、化学式に表すとAl
H₂P₃O₁₀である。

【００１８】また、クロム酸塩系化合物（以下、防錆顔
料Ｂ）としては、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カ
リウム、クロム酸亜鉛、クロム酸カルシウム、クロム酸
バリウム等を使用でき、中でもクロム酸ストロンチウム
が好適である。

【００１９】トリポリリン酸二水素アルミニウム（防錆
顔料Ａ）とクロム酸塩系化合物（防錆顔料Ｂ）の合計配
合量は、樹脂固形分50質量部に対して、1質量部以上50
質量部以下にする必要がある。1質量部未満になると加
工部の防錆性が低下して効果が十分得られない。また、
50質量部を超えると樹脂に対する顔料濃度の増大から加
工性に悪影響を及ぼし、加工部の防錆性が低下する。ト
リポリリン酸二水素アルミニウムの配合量は、特に優れ
た防錆性を得るには5質量部以上が好ましく、また良好
な加工性を得るには40質量部以下が好ましい。

【００２０】また、クロム酸塩系化合物が樹脂固形分50
質量部に対して30質量部超えになると防錆性は幾分向上
するが耐酸性が劣化するので、酸性雨による損傷が懸念
される場合は25質量部以下にすることが好ましい。

【００２１】トリポリリン酸二水素アルミニウム（防錆
顔料Ａ）とクロム酸塩系化合物（防錆顔料Ｂ）の顔料濃
度比A/B（質量％）は90/10〜10/90の範囲にする必要が
ある。A/Bが90/10を超えると、加工部の防錆性がクロム
酸塩系化合物を入れなかった場合と同じになり、また10
/90未満になるとトリポリリン酸二水素アルミニウムを
入れなかった場合と同じになり、何れも加工部の防錆性
を改善する効果が得られなくなる。

【００２２】なお、下塗り塗膜に、防錆顔料としてトリ
ポリリン酸二水素アルミニウムとクロム酸塩化合物を同
時に含有させることによって加工部の防錆性を向上でき
る理由は明確ではない。

【００２３】下塗り塗膜の膜厚は3μm以上15μm以下が
好ましい。膜厚が3μmを下回ると十分な防錆性が得られ
ない。また15μmを超えると加工性が低下する上にコス
トが上昇し現実的ではない。

【００２４】上塗り塗膜を構成する主樹脂については、
一般的に亜鉛系めっき下地塗装鋼板に用いられている樹
脂を用いることができる。好ましくはポリエステル系樹
脂が塗装鋼板に要求される各性能のバランスが良いため
適当である。

【００２５】上塗り塗膜の膜厚は4μm以上25μm以下が
望ましい。上塗り塗膜が4μmを下回ると十分な耐久性と
隠蔽性が得られない。また25μmを超えると加工性が低
下する上にコストが上昇するため現実的ではない。

【００２６】

【実施例】（実施例１）板厚0.5mmの55％アルミ−亜鉛
溶融めっき鋼板（めっき付着量は片面75g/m²）に通常の
クロメート処理を施した後、樹脂固形分50質量部に対
し、防錆顔料としてトリポリリン酸二水素アルミニウム
（K-Ca650；テイカ社製）、クロム酸ストロンチウム
（キクチカラー製）を各々10質量部、エポキシ樹脂を変
性したポリエステル樹脂塗料（エポキー830；三井化学
製）に混入し、下塗り塗料として、乾燥塗膜厚が4μmに
なるようにバーコーターで塗布し、鋼板の到達温度220
℃、焼き付け時間38秒で焼き付けた。その上に上塗りと
してポリエステル樹脂塗料を乾燥塗膜厚が10μmになる
ようにバーコーターで塗布し、鋼板の到達温度230℃、
焼き付け時間53秒で焼き付けた。さらに、裏面にはポリ
エステル樹脂系裏面塗料を乾燥塗膜厚が6μmになるよう
にバーコーターで塗布し、鋼板の到達温度220℃、焼付
時間38秒で焼き付け、塗装鋼板を得た。

【００２７】（実施例2）樹脂固形分50質量部に対し、
実施例１と同じ防錆顔料トリポリリン酸二水素アルミニ
ウム／クロム酸ストロンチウムを20質量部／20質量部に
変化させた下塗り塗料を作製し、それ以外の条件は実施
例１と同様にして塗装鋼板を得た。

【００２８】（実施例3〜5）下塗り塗膜（μm）／上塗
り塗膜（μm）の塗膜厚が、各々8μm/10μm、4μm/7μ
m、4μm/20μmとなるように下塗り塗料と上塗り塗料を
塗布、焼き付けを行い、塗膜の厚さのみを変化させ、そ
れ以外の条件は実施例1と同様にして塗装鋼板を得た。

【００２９】（実施例6）55％アルミ−亜鉛溶融めっき
鋼板のめっき付着量を50g/m²に変化させ、それ以外の条
件は実施例1と同様にして塗装鋼板を得た。

【００３０】（実施例7〜8）めっき鋼板として、5％ア
ルミ−亜鉛溶融めっき鋼板（めっき付着量は片面125g/m
²）及び溶融亜鉛めっき鋼板（めっき付着量は片面125g/
m²）を使用し、下地となるめっき鋼板の種類を変化さ
せ、それ以外の条件は実施例1と同様にして塗装鋼板を
得た。めっき付着量については55％アルミ−亜鉛溶融め
っき鋼板と同等の耐食性を示すと考えられている付着量
にあわせた。

【００３１】（比較例1）比較として防錆顔料を全く使
用せずに下塗り塗料を作製し、それ以外の条件は実施例
１と同様にして塗装鋼板を得た。

【００３２】（比較例2）実施例１で使用したトリポリ
リン酸二水素アルミニウムをカルシウムイオン交換シリ
カに置き換えて使用した下塗り塗料を作製し、それ以外
の条件は実施例１と同様にして塗装鋼板を得た。

【００３３】（比較例3）実施例1で使用したトリポリリ
ン酸二水素アルミニウムをクロム酸カルシウム

【００３４】（キクチカラー製）に置き換えて使用した
下塗り塗料を作製し、それ以外の条件は実施例１と同様
にして塗装鋼板を得た。

【００３５】（比較例4〜5）めっき鋼板として、5％ア
ルミ−亜鉛溶融めっき鋼板（めっき付着量は片面125g/m
²）及び溶融亜鉛めっき鋼板（めっき付着量は片面125g/
m²）を使用し、防錆顔料として、実施例１で使用したト
リポリリン酸二水素アルミニウムをクロム酸カルシウム
（キクチカラー製）に置き換えて、下地となるめっき鋼
板の種類と防錆顔料の組合せを変化させ、それ以外の条
件は実施例1と同様にして塗装鋼板を得た。めっきの付
着量については55％アルミ−亜鉛溶融めっき鋼板と同等
の耐食性を示すと考えられている付着量にあわせた。

【００３６】（比較例6〜7）樹脂固形分50質量部に対
し、実施例１と同じ防錆顔料を使用し、カルシウムイオ
ン交換シリカ／クロム酸ストロンチウムを各々20質量部
／0質量部、0質量部／20質量部に変化させた下塗り塗料
を作製し、それ以外の条件は実施例１と同様にして塗装
鋼板を得た。

【００３７】以上のように得られた塗装鋼板の加工部の
防錆性を評価するため、150mm×70mmに切断し、Ｔ字曲
げ試験で3Ｔに加工後、端部をすべてタールエポキシ塗
料でシールした試験片を用いて、CCT試験を300サイクル
行い、加工部の膨れ％を測定し、膨れ％が30％未満を
◎、30〜59％を○、60〜79％を△、80％以上を×とし
た。結果を表１に示す。

【００３８】ここで、Ｔ字曲げ試験は折り曲げ加工性の
評価によく用いられる試験で、鋼板の塗装面を外側にし
て予めU字曲げを行い、その後鋼板の内側に同一板厚の
ｎ枚のサンプル板を挟んで万力で密着曲げ加工し、塗膜
の割れを観察する試験である。この際、加工の厳しさを
鋼板の内側に挟むサンプルの枚数で表し、枚数が1枚、2
枚の場合、それぞれ1T、2Tのように表示する。本実施例
では、試験片の板厚0.5mmと同じ板厚の鋼板3枚を塗装鋼
板の内側に挟んで、3Tの加工を行った。また、CCT試験
は下記のように行った。

【００３９】・CCT試験の条件（JIS K 5621）「5％塩水
噴霧、30℃、0.5時間→湿潤95％RH、30℃、1.5時間→乾
燥20％RH、50℃、2時間→乾燥20％RH、30℃、2時間」を
1サイクル(6時間)とし、これを所定サイクルになるまで
繰り返す。

【００４０】

【表１】

【００４１】めっき種類、付着量、塗膜厚、顔料濃度が
同一の場合、防錆顔料としてトリポリリン酸二水素アル
ミニウムとクロム酸ストロンチウムを含有する実施例の
方が、前記双方の防錆顔料を含有しない比較例に比べて
加工部防錆性が優れていることが分かる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、亜鉛系めっき鋼板を素
材とする塗装鋼板について加工部防錆性を改善できる。

【００４３】本発明の塗装鋼板は、建材用途、家電用
途、自動車用途等で、加工後厳しい腐食環境で使用され
る塗装鋼板として好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２Ｖ３０２ＵＣ０９Ｄ 5/00 Ｃ０９Ｄ 5/00 Ｄ 163/00 163/00 167/00 167/00 (72)発明者山地隆文東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山下正明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB73X CA33 DA06 DB05 DC02 DC12 DC18 EA02 EA05 EB33 EB35 EB56 4J038 DB001 DD001 HA246 HA426 KA05 NA03 PA19 PC02 4K044 AA02 AB02 BA10 BA15 BA17 BA21 BB04 BC02 CA11 CA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】亜鉛系めっき鋼板に化成処理を施した表
面処理鋼板の表面に、樹脂固形分50質量部に対し、トリ
ポリリン酸二水素アルミニウムとクロム酸塩系化合物を
合計で1〜50質量部、且つトリポリリン酸二水素アルミ
ニウムの含有量(A)とクロム酸塩系化合物の含有量(B)の
質量比A/Bを90/10〜10/90の比で配合した、ポリエステ
ル樹脂系及び／またはエポキシ樹脂系を主樹脂とする下
塗り塗料を焼き付けてなる厚さ15μｍ以下の下塗り塗膜
と、上塗り塗膜を有することを特徴とする塗装鋼板。
【請求項２】亜鉛系めっき鋼板が、3〜70質量％のア
ルミを含有する亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とす
る請求項１に記載の塗装鋼板。
【請求項３】亜鉛系めっき鋼板が、20〜70質量％のア
ルミを含有する亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とす
る請求項１に記載の塗装鋼板。