JP2002038280A - 非クロム系塗装金属板 - Google Patents
非クロム系塗装金属板Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クロムを含まない成分原料を使用し、耐食性
は勿論、加工性や耐湿性にも優れた塗装金属板を提供す
る。 【構成】 金属板の表面に、チタン化合物及びフッ化物
を含む有機−無機複合皮膜，変性シリカ系防錆顔料を１
５〜６０質量％含む膜厚５μｍ以上の下塗り塗膜及び膜
厚１０〜３００μｍの上塗り塗膜が順次積層されてお
り、有機−無機複合皮膜がチタン換算付着量３〜２５ｍ
ｇ／ｍ2のチタン化合物、フッ素換算付着量で、７〜５
７ｍｇ／ｍ2のフッ化物、必要に応じジルコニウム換算
付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム化合
物を含んでいる。
は勿論、加工性や耐湿性にも優れた塗装金属板を提供す
る。 【構成】 金属板の表面に、チタン化合物及びフッ化物
を含む有機−無機複合皮膜，変性シリカ系防錆顔料を１
５〜６０質量％含む膜厚５μｍ以上の下塗り塗膜及び膜
厚１０〜３００μｍの上塗り塗膜が順次積層されてお
り、有機−無機複合皮膜がチタン換算付着量３〜２５ｍ
ｇ／ｍ2のチタン化合物、フッ素換算付着量で、７〜５
７ｍｇ／ｍ2のフッ化物、必要に応じジルコニウム換算
付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム化合
物を含んでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明には、外装材，内装材，家
電機器用外板，各種器物等に使用され、耐食性に優れた
化成処理皮膜を介して塗膜が形成されている非クロム系
塗装金属板に関する。
電機器用外板，各種器物等に使用され、耐食性に優れた
化成処理皮膜を介して塗膜が形成されている非クロム系
塗装金属板に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ−Ａ１合金めっき
鋼板，合金化Ｚｎめっき鋼板，Ａ１めっき鋼板，Ａ１板
等を塗装原板とする塗装金属板は、塗装前処理として、
クロメート処理を施している。次いで、ストロンチウム
クロメート、カルシウムクロメート等のクロム系防錆顔
料を含む塗料を用いて下塗り塗膜を形成した後、上塗り
塗装を施している。しかしながら、環境保全が重視され
る最近では、クロムに関する規制が大幅に強化される傾
向にあり、それに伴ってクロムを用いない塗装前処理、
クロムフリーの下塗り塗料の開発が進められている。
鋼板，合金化Ｚｎめっき鋼板，Ａ１めっき鋼板，Ａ１板
等を塗装原板とする塗装金属板は、塗装前処理として、
クロメート処理を施している。次いで、ストロンチウム
クロメート、カルシウムクロメート等のクロム系防錆顔
料を含む塗料を用いて下塗り塗膜を形成した後、上塗り
塗装を施している。しかしながら、環境保全が重視され
る最近では、クロムに関する規制が大幅に強化される傾
向にあり、それに伴ってクロムを用いない塗装前処理、
クロムフリーの下塗り塗料の開発が進められている。
【０００３】アルミニウム用の塗装下地用としては、水
溶性ジルコニウム化合物等を含む塗装下地用水性組成物
（特公平７−８１０９７号公報）、ＨＴｉＦ等とＴｉ，
Ｔｉ酸化物から選ばれる成分を含む非クロム系化成処理
剤（特開平１０−１０２２６４号公報）等が知られてい
るが、下塗り塗料の非クロム系防錆顔料までは言及され
ていない。
溶性ジルコニウム化合物等を含む塗装下地用水性組成物
（特公平７−８１０９７号公報）、ＨＴｉＦ等とＴｉ，
Ｔｉ酸化物から選ばれる成分を含む非クロム系化成処理
剤（特開平１０−１０２２６４号公報）等が知られてい
るが、下塗り塗料の非クロム系防錆顔料までは言及され
ていない。
【０００４】クロムを使用しない表面処理鋼板も提案さ
れている。たとえば、特開平８−２８３６０９号公報で
は、りん酸及びＣｕ，Ｃｏ，Ｆｅ等の重金属イオンを有
機樹脂に配合し、或いは更に各種コロイドを添加した塗
料が紹介されている。また、特開平８−２０９０３８号
公報では、バインダーとしてのアクリル酸又はその誘導
体と多価金属の水酸化物の架橋システムを含むクロムフ
リーコーティング組成物が紹介されている。
れている。たとえば、特開平８−２８３６０９号公報で
は、りん酸及びＣｕ，Ｃｏ，Ｆｅ等の重金属イオンを有
機樹脂に配合し、或いは更に各種コロイドを添加した塗
料が紹介されている。また、特開平８−２０９０３８号
公報では、バインダーとしてのアクリル酸又はその誘導
体と多価金属の水酸化物の架橋システムを含むクロムフ
リーコーティング組成物が紹介されている。
【０００５】また、特開昭６３−２４８８７３号公報で
は水分散性シリカ−アルコキシシラン−アクリル樹脂系
の非クロム系化成処理剤を紹介しているが、下塗り塗料
の非クロム系防錆顔料には言及していない。特開平１１
−２２２５７５号公報では、下塗り塗料の防錆顔料とし
てカルシウムイオン交換された非晶質シリカ微粒子を用
いた塗料組成物及び塗装鋼板を紹介しているが、この場
合にも非クロム系化成処理ではなく、クロメート処理を
塗装前処理に採用している。
は水分散性シリカ−アルコキシシラン−アクリル樹脂系
の非クロム系化成処理剤を紹介しているが、下塗り塗料
の非クロム系防錆顔料には言及していない。特開平１１
−２２２５７５号公報では、下塗り塗料の防錆顔料とし
てカルシウムイオン交換された非晶質シリカ微粒子を用
いた塗料組成物及び塗装鋼板を紹介しているが、この場
合にも非クロム系化成処理ではなく、クロメート処理を
塗装前処理に採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、非クロム
系の化成処理や下塗り塗膜に配合される非クロム系防錆
顔料に関しては、耐食性に関する要求を十分に満足する
ものが依然として実用化されていない。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、クロム
を含まない成分原料を使用し、耐食性は勿論、加工性や
耐湿性にも優れた塗装金属板を提供することを目的とす
る。
系の化成処理や下塗り塗膜に配合される非クロム系防錆
顔料に関しては、耐食性に関する要求を十分に満足する
ものが依然として実用化されていない。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、クロム
を含まない成分原料を使用し、耐食性は勿論、加工性や
耐湿性にも優れた塗装金属板を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の非クロム系塗装
金属板は、その目的を達成するため、金属板の表面に，
チタン化合物、及びフッ化物を含む有機−無機複合皮
膜，変性シリカ系防錆顔料を１５〜６０質量％含む膜厚
５μｍ以上の下塗り塗膜及び、膜厚１０〜３００μｍの
上塗り塗膜が順次積層されており、有機−無機複合皮膜
のチタン化合物がチタン換算付着量で、３〜２５ｍｇ／
ｍ2で、フッ化物がフッ素換算付着量で、７〜５７ｍｇ
／ｍ2であることを特徴とする。
金属板は、その目的を達成するため、金属板の表面に，
チタン化合物、及びフッ化物を含む有機−無機複合皮
膜，変性シリカ系防錆顔料を１５〜６０質量％含む膜厚
５μｍ以上の下塗り塗膜及び、膜厚１０〜３００μｍの
上塗り塗膜が順次積層されており、有機−無機複合皮膜
のチタン化合物がチタン換算付着量で、３〜２５ｍｇ／
ｍ2で、フッ化物がフッ素換算付着量で、７〜５７ｍｇ
／ｍ2であることを特徴とする。
【０００８】有機−無機複合皮膜は、更にジルコニウム
換算付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム
化合物を含むことができる。また、下地金属板と有機−
無機複合皮膜との間に、付着量１〜２０ｍｇ／ｍ2のニ
ッケル付着層を介在させてもよい。下塗り塗膜に含まれ
る変性シリカ系防錆顔料の含有量及び、上塗り塗膜のガ
ラス転移点温度は、図１のＡ（１５，０）、Ｂ（１５，
６５）、Ｃ（３５，６５）、Ｄ（６０，３１）、Ｅ（６
０，０）で囲まれた範囲に設定することが好ましい。
換算付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム
化合物を含むことができる。また、下地金属板と有機−
無機複合皮膜との間に、付着量１〜２０ｍｇ／ｍ2のニ
ッケル付着層を介在させてもよい。下塗り塗膜に含まれ
る変性シリカ系防錆顔料の含有量及び、上塗り塗膜のガ
ラス転移点温度は、図１のＡ（１５，０）、Ｂ（１５，
６５）、Ｃ（３５，６５）、Ｄ（６０，３１）、Ｅ（６
０，０）で囲まれた範囲に設定することが好ましい。
【０００９】
【実施の形態】本発明に従った非クロム系塗装金属板
は、Ｚｎめっき鋼板、Ｚｎ−Ａ１合金めっき鋼板，合金
化Ｚｎめっき鋼板，Ａ１めっき鋼板，Ａ１板等を塗装原
板として使用する。塗装原板は、脱脂，酸洗等で表面を
清浄化した後、非クロム系化成処理剤を用いた化成処理
が施される。非クロム系化成処理剤としては、ヘキサフ
ルオロチタン酸 ５７ｇ／ｌ有機樹脂としてプロポキシ
プロパノールに溶解したアミノメチル置換ポリビニルフ
ェノール ７２ｇ／ｌ （固形物として）の水溶液が利
用できる。処理液中の酸成分により、金属表面から金属
イオンが溶出すると共に金属表面のｐＨが上昇し、溶出
してきた金属イオン，処理液中のチタン化合物，フッ化
物及び有機樹脂が複合されて有機−無機複合皮膜として
界面に形成される。
は、Ｚｎめっき鋼板、Ｚｎ−Ａ１合金めっき鋼板，合金
化Ｚｎめっき鋼板，Ａ１めっき鋼板，Ａ１板等を塗装原
板として使用する。塗装原板は、脱脂，酸洗等で表面を
清浄化した後、非クロム系化成処理剤を用いた化成処理
が施される。非クロム系化成処理剤としては、ヘキサフ
ルオロチタン酸 ５７ｇ／ｌ有機樹脂としてプロポキシ
プロパノールに溶解したアミノメチル置換ポリビニルフ
ェノール ７２ｇ／ｌ （固形物として）の水溶液が利
用できる。処理液中の酸成分により、金属表面から金属
イオンが溶出すると共に金属表面のｐＨが上昇し、溶出
してきた金属イオン，処理液中のチタン化合物，フッ化
物及び有機樹脂が複合されて有機−無機複合皮膜として
界面に形成される。
【００１０】有機樹脂としては、特開平４−２６３０８
３号公報に詳細に記載され、４−ビニルフェノールポリ
マーをホルムアルデヒドとメチルエタノールアミンとに
反応させて得られる。有機樹脂は水酸基，アミノ基を多
く含む物であれば、溶出してきた金属イオン、処理液中
のチタン化合物との結合を強固な物とするため好都合で
ある。好ましくは、非クロム系化成処理液にヘキサフル
オロジルコニウム酸を１０ｇ／１含んでも良い。
３号公報に詳細に記載され、４−ビニルフェノールポリ
マーをホルムアルデヒドとメチルエタノールアミンとに
反応させて得られる。有機樹脂は水酸基，アミノ基を多
く含む物であれば、溶出してきた金属イオン、処理液中
のチタン化合物との結合を強固な物とするため好都合で
ある。好ましくは、非クロム系化成処理液にヘキサフル
オロジルコニウム酸を１０ｇ／１含んでも良い。
【００１１】非クロム系化成処理液は、好ましくは乾燥
皮膜量２５〜２００ｍｇ／ｍ2の有機−無機複合皮膜が
形成されるように金属板に塗布される。乾燥皮膜量２５
ｍｇ／ｍ2未満の塗布量では有機−無機複合皮膜の作用
が十分に発現されず、逆に乾燥皮膜量２００ｍｇ／ｍ2
を越える塗布量では加工性が低下する。有機−無機複合
皮膜は、チタン換算付着量で、３〜２５ｍｇ／ｍ2のチ
タン化合物及び、フッ素換算付着量で、７〜５７ｍｇ／
ｍ2のフッ化物を含むことが必要である。チタン化合物
は、金属素地から溶出してきた金属イオンと共に、有機
樹脂との反応により難溶性の有機−無機複合皮膜を形成
する。チタン化合物は、少ないと有機−無機複合皮膜形
成の効果が不足し、塗装後の加工性が得られない。多い
と効果が飽和するばかりか、逆に塗装後の加工性が低下
してくるし、コストが高くなり経済的に無駄である。
皮膜量２５〜２００ｍｇ／ｍ2の有機−無機複合皮膜が
形成されるように金属板に塗布される。乾燥皮膜量２５
ｍｇ／ｍ2未満の塗布量では有機−無機複合皮膜の作用
が十分に発現されず、逆に乾燥皮膜量２００ｍｇ／ｍ2
を越える塗布量では加工性が低下する。有機−無機複合
皮膜は、チタン換算付着量で、３〜２５ｍｇ／ｍ2のチ
タン化合物及び、フッ素換算付着量で、７〜５７ｍｇ／
ｍ2のフッ化物を含むことが必要である。チタン化合物
は、金属素地から溶出してきた金属イオンと共に、有機
樹脂との反応により難溶性の有機−無機複合皮膜を形成
する。チタン化合物は、少ないと有機−無機複合皮膜形
成の効果が不足し、塗装後の加工性が得られない。多い
と効果が飽和するばかりか、逆に塗装後の加工性が低下
してくるし、コストが高くなり経済的に無駄である。
【００１２】フッ化物は、処理液中でフッ素イオンに解
離し、処理液中の酸成分と共に、金属素地をエッチング
する効果がある。少ないとフッ素イオンによる金属素地
のエッチングが乏しくなり、金属素地との密着力が不足
してしまう。多いとエッチングによる溶出金属が皮膜中
に増加して有機−無機複合皮膜を弱くするとともに、金
属素地との密着力が不足してしまう。さらに、フッ素イ
オンは、界面のｐＨが上昇すると、金属素地から溶出し
た金属イオンと、難溶性のフッ化物を形成し、有機−無
機複合皮膜の形成に寄与する。チタン化合物とフッ化物
が共存すると、チタンのフッ化物錯体となって、フッ素
イオンの解離を抑制するため、金属材料との過剰な反応
や、処理浴の急激な劣化を少なくする。処理浴中にチタ
ン成分とフッ化物の両方を同時に導入できるので便利で
ある。
離し、処理液中の酸成分と共に、金属素地をエッチング
する効果がある。少ないとフッ素イオンによる金属素地
のエッチングが乏しくなり、金属素地との密着力が不足
してしまう。多いとエッチングによる溶出金属が皮膜中
に増加して有機−無機複合皮膜を弱くするとともに、金
属素地との密着力が不足してしまう。さらに、フッ素イ
オンは、界面のｐＨが上昇すると、金属素地から溶出し
た金属イオンと、難溶性のフッ化物を形成し、有機−無
機複合皮膜の形成に寄与する。チタン化合物とフッ化物
が共存すると、チタンのフッ化物錯体となって、フッ素
イオンの解離を抑制するため、金属材料との過剰な反応
や、処理浴の急激な劣化を少なくする。処理浴中にチタ
ン成分とフッ化物の両方を同時に導入できるので便利で
ある。
【００１３】有機−無機複合皮膜は、更にジルコニウム
換算付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム
化合物を含むことができる。ジルコニウム化合物は、チ
タン化合物と同様の効果が得られ、金属素地から溶出し
てきた金属イオンと共に、有機樹脂との反応により難溶
性の有機−無機複合皮膜を形成する。金属素地から溶出
してきた金属イオンにアルミが多い場合は、ジルコニウ
ム化合物により、さらに良好な有機−無機複合皮膜を形
成する。ジルコニウム化合物は、少ないと効果が不足
し、多いと効果が飽和するばかりか、逆に塗装後の加工
性が低下してくるし、コストが高くなり経済的に無駄で
ある。
換算付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム
化合物を含むことができる。ジルコニウム化合物は、チ
タン化合物と同様の効果が得られ、金属素地から溶出し
てきた金属イオンと共に、有機樹脂との反応により難溶
性の有機−無機複合皮膜を形成する。金属素地から溶出
してきた金属イオンにアルミが多い場合は、ジルコニウ
ム化合物により、さらに良好な有機−無機複合皮膜を形
成する。ジルコニウム化合物は、少ないと効果が不足
し、多いと効果が飽和するばかりか、逆に塗装後の加工
性が低下してくるし、コストが高くなり経済的に無駄で
ある。
【００１４】有機−無機複合皮膜の形成に先立って、必
要に応じてニッケル付着層を形成しても良い。ニッケル
付着層は、脱脂後も残存する金属表面の不活性な部分に
も作用して、ニッケルが付着するため、金属表面と有機
−無機複合皮膜との密着を助ける。ニッケル付着層は、
ケイフッ化ニッケルと、ケイフッ酸の水溶液による、ス
プレー処理等の方法で形成され、付着量が１〜２０ｍｇ
／ｍ2の範囲に調整される。処理液はＮＰＣ５００（日
本ペイント株式会社製）として、市販されている。ニッ
ケル付着量が少ないと、なお不活性な部分が多く残存
し、多いと効果が飽和し、コストのみが高くなり経済的
に無駄である。
要に応じてニッケル付着層を形成しても良い。ニッケル
付着層は、脱脂後も残存する金属表面の不活性な部分に
も作用して、ニッケルが付着するため、金属表面と有機
−無機複合皮膜との密着を助ける。ニッケル付着層は、
ケイフッ化ニッケルと、ケイフッ酸の水溶液による、ス
プレー処理等の方法で形成され、付着量が１〜２０ｍｇ
／ｍ2の範囲に調整される。処理液はＮＰＣ５００（日
本ペイント株式会社製）として、市販されている。ニッ
ケル付着量が少ないと、なお不活性な部分が多く残存
し、多いと効果が飽和し、コストのみが高くなり経済的
に無駄である。
【００１５】有機−無機複合皮膜が形成された塗装原板
に、下塗り塗料が塗布される。下塗り塗料には、熱硬化
型エポキシ変性高分子ポリエステル樹脂塗料等に変性シ
リカ系防錆顔料を配合することにより調製される。変性
シリカ系防錆顔料は、たとえば、微細な多孔質の湿式シ
リカ担体にカルシウムイオンを導入して製造されるもの
であり、ＳＨＩＥＬＤＥＸ（富士シリシア化学株式会社
製）、ＳＣ６１０，ＴＣ７１０（テイカ株式会社製）等
として市販されている。変性シリカ系防錆顔料は下塗り
塗膜に１５〜６０ｗｔ％の割合で分散するように配合さ
れる。１５ｗｔ％未満の配合量では十分な防錆効果が発
現されず、逆に６０ｗｔ％を超える配合量では、塗膜の
加工性が劣化しやすい。次いで、上塗り塗料が塗布さ
れ、乾燥膜厚１０〜３００μｍの上塗り塗膜が形成され
る。上塗り塗料には、高分子ポリエステル樹脂塗料等が
使用され、主樹脂と硬化剤の配合比、および、ガラス転
移温度の異なる主樹脂の利用によって上塗り塗膜のガラ
ス転移温度が０〜６５℃の範囲に調整される。
に、下塗り塗料が塗布される。下塗り塗料には、熱硬化
型エポキシ変性高分子ポリエステル樹脂塗料等に変性シ
リカ系防錆顔料を配合することにより調製される。変性
シリカ系防錆顔料は、たとえば、微細な多孔質の湿式シ
リカ担体にカルシウムイオンを導入して製造されるもの
であり、ＳＨＩＥＬＤＥＸ（富士シリシア化学株式会社
製）、ＳＣ６１０，ＴＣ７１０（テイカ株式会社製）等
として市販されている。変性シリカ系防錆顔料は下塗り
塗膜に１５〜６０ｗｔ％の割合で分散するように配合さ
れる。１５ｗｔ％未満の配合量では十分な防錆効果が発
現されず、逆に６０ｗｔ％を超える配合量では、塗膜の
加工性が劣化しやすい。次いで、上塗り塗料が塗布さ
れ、乾燥膜厚１０〜３００μｍの上塗り塗膜が形成され
る。上塗り塗料には、高分子ポリエステル樹脂塗料等が
使用され、主樹脂と硬化剤の配合比、および、ガラス転
移温度の異なる主樹脂の利用によって上塗り塗膜のガラ
ス転移温度が０〜６５℃の範囲に調整される。
【００１６】上塗り塗膜のガラス転移温度は、下塗り塗
膜に含まれる変性シリカ系防錆顔料の含有量との間に、
図１に示す関係を成立するように調整することが好まし
い。すなわち、比較的多量の変性シリカ系防錆顔料を分
散させた下塗り塗膜に対しては、変性シリカ系防錆顔料
の含有量に応じてガラス転移温度を下げた上塗り塗膜を
形成する。これにより、イオンに起因した変性シリカ系
防錆顔料の浸透圧が上塗り塗膜から抜け、耐湿性の膨れ
が防止される。他方、変性シリカ系防錆顔料含有量の多
い下塗り塗膜にガラス転移温度が高い上塗り塗膜を重ね
ると、変性シリカ系防錆顔料のイオンに起因する浸透圧
膨れが上塗り塗膜から抜けなくなり、耐湿性の膨れとな
って塗膜表面に欠陥を発生させる。
膜に含まれる変性シリカ系防錆顔料の含有量との間に、
図１に示す関係を成立するように調整することが好まし
い。すなわち、比較的多量の変性シリカ系防錆顔料を分
散させた下塗り塗膜に対しては、変性シリカ系防錆顔料
の含有量に応じてガラス転移温度を下げた上塗り塗膜を
形成する。これにより、イオンに起因した変性シリカ系
防錆顔料の浸透圧が上塗り塗膜から抜け、耐湿性の膨れ
が防止される。他方、変性シリカ系防錆顔料含有量の多
い下塗り塗膜にガラス転移温度が高い上塗り塗膜を重ね
ると、変性シリカ系防錆顔料のイオンに起因する浸透圧
膨れが上塗り塗膜から抜けなくなり、耐湿性の膨れとな
って塗膜表面に欠陥を発生させる。
【００１７】
【実施例１】塗装原板として、目付量２５０ｇ／ｍ2、
板厚０．５ｍｍの亜鉛−４％アルミ合金めっき鋼板を用
意した。塗装原板を脱脂した後、ヘキサフルオロチタン
酸系の非クロム系化成処理剤（Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ１４
５３：Ｈｅｎｋｅ１社製）を目標となるように塗布し、
乾燥した。次いで、変性シリカ系防錆顔料（ＳＨＩＥＬ
ＤＥＸ：富士シリシア株式会社製）を配合したポリエス
テル系樹脂塗料（ＫＰ８１１０：関西ペイント株式会社
製）を下塗り塗料として化成処理後の塗装原板に塗布
し、到達板温２２５℃で４０秒焼き付けた。更に、ポリ
エステル系上塗り塗料（ＡＴ２０００：関西ペイント株
式会社製）を塗布し、到達板温２２５℃で５０秒焼き付
けた。得られた各塗装鋼板の層構成を表１に示す。な
お、有機−無機複合皮膜に含まれるチタン化合物、フッ
化物、ジルコニウム化合物の付着量は、それぞれチタン
換算付着量，フッ素換算付着量，ジルコニウム換算付着
量で示す。有機成分は、アミノメチル置換ポリビニルフ
ェノールとして有機−無機複合皮膜に含まれていた。
板厚０．５ｍｍの亜鉛−４％アルミ合金めっき鋼板を用
意した。塗装原板を脱脂した後、ヘキサフルオロチタン
酸系の非クロム系化成処理剤（Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ１４
５３：Ｈｅｎｋｅ１社製）を目標となるように塗布し、
乾燥した。次いで、変性シリカ系防錆顔料（ＳＨＩＥＬ
ＤＥＸ：富士シリシア株式会社製）を配合したポリエス
テル系樹脂塗料（ＫＰ８１１０：関西ペイント株式会社
製）を下塗り塗料として化成処理後の塗装原板に塗布
し、到達板温２２５℃で４０秒焼き付けた。更に、ポリ
エステル系上塗り塗料（ＡＴ２０００：関西ペイント株
式会社製）を塗布し、到達板温２２５℃で５０秒焼き付
けた。得られた各塗装鋼板の層構成を表１に示す。な
お、有機−無機複合皮膜に含まれるチタン化合物、フッ
化物、ジルコニウム化合物の付着量は、それぞれチタン
換算付着量，フッ素換算付着量，ジルコニウム換算付着
量で示す。有機成分は、アミノメチル置換ポリビニルフ
ェノールとして有機−無機複合皮膜に含まれていた。
【００１８】
【００１９】各塗装鋼板から試験片を切り出し、加工性
試験，耐湿性試験，耐食性試験に供した。比較のため、
非クロム系化成処理皮膜の付着量，下塗り塗膜の変性シ
リカ系防錆顔料含有量，上塗り塗膜の膜厚等が本発明で
規定した範囲を外れるものを用意した。加工性試験で
は、同じ板厚の２枚の鋼板を折り曲げ部に挟んで、塗装
金属板を１８０度折り曲げた後、屈曲部に粘着テープを
貼り付けて引き剥がすことにより、塗膜の剥離状況を観
察した（２ｔ折曲げ試験）。そして、剥離が検出されな
かったものを５点、塗膜が全面剥離したものを０点とし
て、０〜５の６段階で塗膜密着性を評価した。一般に４
点以上が、密着性良好な塗膜として扱われている。耐湿
試験では、８０℃の飽和水蒸気に試験片を７２時間暴露
した後、塗膜表面を観察し、異常が無いものを○、膨れ
が発生するものを×として耐湿性を評価した。耐食性試
験では、上塗り塗膜側から下地鋼板に達する切断端面を
もつ試験片を使用し、ＪＩＳ Ｚ−２３７１に準拠した
塩水噴霧試験２５０時間継続した後、切断端面の腐食発
生状況を観察した。そして、切断端面の腐食に起因した
塗膜剥離を切断端面からの最大塗膜膨れ幅で評価し、膨
れ幅が３ｍｍ以下を○、３ｍｍを超える物を×として耐
食性を評価した。
試験，耐湿性試験，耐食性試験に供した。比較のため、
非クロム系化成処理皮膜の付着量，下塗り塗膜の変性シ
リカ系防錆顔料含有量，上塗り塗膜の膜厚等が本発明で
規定した範囲を外れるものを用意した。加工性試験で
は、同じ板厚の２枚の鋼板を折り曲げ部に挟んで、塗装
金属板を１８０度折り曲げた後、屈曲部に粘着テープを
貼り付けて引き剥がすことにより、塗膜の剥離状況を観
察した（２ｔ折曲げ試験）。そして、剥離が検出されな
かったものを５点、塗膜が全面剥離したものを０点とし
て、０〜５の６段階で塗膜密着性を評価した。一般に４
点以上が、密着性良好な塗膜として扱われている。耐湿
試験では、８０℃の飽和水蒸気に試験片を７２時間暴露
した後、塗膜表面を観察し、異常が無いものを○、膨れ
が発生するものを×として耐湿性を評価した。耐食性試
験では、上塗り塗膜側から下地鋼板に達する切断端面を
もつ試験片を使用し、ＪＩＳ Ｚ−２３７１に準拠した
塩水噴霧試験２５０時間継続した後、切断端面の腐食発
生状況を観察した。そして、切断端面の腐食に起因した
塗膜剥離を切断端面からの最大塗膜膨れ幅で評価し、膨
れ幅が３ｍｍ以下を○、３ｍｍを超える物を×として耐
食性を評価した。
【００２０】表２の調査結果に見られるように、本発明
に従って有機−無機複合皮膜、下塗り塗膜及び上塗り塗
膜が形成された試験番号１〜８の塗装鋼板は、何れも加
工性，耐湿性，耐食性に優れていた。これに対し、有機
−無機複合皮膜のチタン化合物及びフッ化物が少ない試
験番号９は加工性及び耐食性に劣り、下塗り塗膜の膜厚
が不足する試験番号１０，１４や上塗り塗膜が薄い試験
番号１１は耐食性が不足し、過剰な変性シリカ系防錆顔
料を下塗り塗膜に分散させた試験番号１２は加工性に劣
り、変性シリカ系防錆顔料の配合量が少ない試験番号１
３は耐食性に劣り、有機−無機複合皮膜のチタン化合物
及びフッ化物が過剰な試験番号１５は加工性に劣ってい
た。
に従って有機−無機複合皮膜、下塗り塗膜及び上塗り塗
膜が形成された試験番号１〜８の塗装鋼板は、何れも加
工性，耐湿性，耐食性に優れていた。これに対し、有機
−無機複合皮膜のチタン化合物及びフッ化物が少ない試
験番号９は加工性及び耐食性に劣り、下塗り塗膜の膜厚
が不足する試験番号１０，１４や上塗り塗膜が薄い試験
番号１１は耐食性が不足し、過剰な変性シリカ系防錆顔
料を下塗り塗膜に分散させた試験番号１２は加工性に劣
り、変性シリカ系防錆顔料の配合量が少ない試験番号１
３は耐食性に劣り、有機−無機複合皮膜のチタン化合物
及びフッ化物が過剰な試験番号１５は加工性に劣ってい
た。
【００２１】
【００２２】
【実施例２】Ａ１めっき鋼板を塗装原板に使用し、脱脂
後にヘキサフルオロチタン酸系の非クロム系化成処理剤
（Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ１４５３：Ｈｅｎｋｅ１社製）を
チタン化合物がチタン換算付着量で、１３ｍｇ／ｍ
2で、フッ化物がフッ素換算付着量で、２８ｍｇ／ｍ2と
なるように塗布し、乾燥した。次いで、膜厚７μｍの下
塗り塗膜及び、膜厚１５μｍの上塗り塗膜を形成した。
下塗り塗料として変性シリカ系防錆顔料の含有量が種々
異なる塗料及び上塗り塗膜のガラス転移温度が種々異な
るように調整した上塗り塗料を使用することにより、得
られた塗装鋼板の物性に及ぼす変性シリカ系防錆顔料含
有量、及び上塗り塗膜のガラス転移温度が及ぼす影響を
調査した。調査結果を示す表３及び図１にみられるよう
に、変性シリカ系防錆顔料の含有量を横軸、ガラス転移
温度を縦軸にする座標でＡ（１５，０）、Ｂ（１５，６
５）、Ｃ（３５，６５）、Ｄ（６０，３１）、Ｅ（６
０，０）で囲まれた範囲に変性シリカ系防錆顔料及びガ
ラス転移温度を設定した試験番号１〜１１は、何れも優
れた耐湿性を示し、加工性、耐食性共に良好であった。
後にヘキサフルオロチタン酸系の非クロム系化成処理剤
（Ｂｏｎｄｅｒｉｔｅ１４５３：Ｈｅｎｋｅ１社製）を
チタン化合物がチタン換算付着量で、１３ｍｇ／ｍ
2で、フッ化物がフッ素換算付着量で、２８ｍｇ／ｍ2と
なるように塗布し、乾燥した。次いで、膜厚７μｍの下
塗り塗膜及び、膜厚１５μｍの上塗り塗膜を形成した。
下塗り塗料として変性シリカ系防錆顔料の含有量が種々
異なる塗料及び上塗り塗膜のガラス転移温度が種々異な
るように調整した上塗り塗料を使用することにより、得
られた塗装鋼板の物性に及ぼす変性シリカ系防錆顔料含
有量、及び上塗り塗膜のガラス転移温度が及ぼす影響を
調査した。調査結果を示す表３及び図１にみられるよう
に、変性シリカ系防錆顔料の含有量を横軸、ガラス転移
温度を縦軸にする座標でＡ（１５，０）、Ｂ（１５，６
５）、Ｃ（３５，６５）、Ｄ（６０，３１）、Ｅ（６
０，０）で囲まれた範囲に変性シリカ系防錆顔料及びガ
ラス転移温度を設定した試験番号１〜１１は、何れも優
れた耐湿性を示し、加工性、耐食性共に良好であった。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の非クロ
ム系塗装金属板は、チタニウム化合物及びフッ化物を含
む有機−無機複合皮膜を塗装原板に形成した上で、変性
シリカ系防錆顔料を含む下塗り塗膜を介して上塗り塗膜
を積層している。この塗膜構成によって、クロメート処
理塗装鋼板に匹敵する加工性，耐食性，耐湿性をもつ塗
装鋼板が得られる。
ム系塗装金属板は、チタニウム化合物及びフッ化物を含
む有機−無機複合皮膜を塗装原板に形成した上で、変性
シリカ系防錆顔料を含む下塗り塗膜を介して上塗り塗膜
を積層している。この塗膜構成によって、クロメート処
理塗装鋼板に匹敵する加工性，耐食性，耐湿性をもつ塗
装鋼板が得られる。
【図１】 下塗り塗膜の変性シリカ系防錆顔料含有量及
び上塗り塗膜のガラス転移温度が耐湿性に及ぼす影響を
示したグラフ。
び上塗り塗膜のガラス転移温度が耐湿性に及ぼす影響を
示したグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 浩治 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 (72)発明者 福本 博光 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4D075 CA33 DB05 DB07 DC10 EB16 EB42 EB56 EC02 EC15 4F100 AA05B AA17B AA20C AA21B AA34B AB01A AB03 AB10 AB18 AB31 AK41 BA04 BA10A BA10D BA25D CA13C CC00C CC00D EH462 EH711 EJ681 GB07 GB48 JB02 YY00D 4K044 AA02 AB02 BA10 BA14 BA20 BA21 BB04 BB05 BC02 BC05 CA11 CA16 CA53
Claims (4)
- 【請求項１】 金属板の表面に、チタン化合物とフッ化
物を含む有機−無機複合皮膜を有し、変性シリカ系防錆
顔料を１５〜６０ｗｔ％含む膜厚５μｍ以上の下塗り塗
膜及び、膜厚１０〜３００μｍの上塗り塗膜を順次積層
されており、有機−無機複合皮膜のチタン化合物がチタ
ン換算付着量で、３〜２５ｍｇ／ｍ2で、フッ化物がフ
ッ素換算付着量で、７〜５７ｍｇ／ｍ2であることを特
徴とする非クロム系塗装金属板。 - 【請求項２】 有機−無機複合皮膜がジルコニウム換算
付着量で０．８〜６．４ｍｇ／ｍ2のジルコニウム化合
物を含む、請求項１記載の非クロム系塗装金属板。 - 【請求項３】 付着量１〜２０ｍｇ／ｍ2のニッケル付
着層を介して、有機−無機複合皮膜が形成されている請
求項１又は２記載の非クロム系塗装金属板。 - 【請求項４】 下塗り塗膜に含まれる変性シリカ系防錆
顔料の含有量及び、上塗り塗膜のガラス転移点温度の関
係が、図１のＡ（１５，０）、Ｂ（１５，６５）、Ｃ
（３５，６５）、Ｄ（６０，３１）、Ｅ（６０，０）で
囲まれた範囲にある請求項１〜３何れかに記載の非クロ
ム系塗装金属板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224037A JP2002038280A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 非クロム系塗装金属板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000224037A JP2002038280A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 非クロム系塗装金属板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038280A true JP2002038280A (ja) | 2002-02-06 |
Family
ID=18718062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000224037A Pending JP2002038280A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 非クロム系塗装金属板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002038280A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010064725A1 (ja) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 新日本製鐵株式会社 | 塗装金属材及びその製造方法 |
| JP2010247396A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塗装金属板およびこれを用いてなる電子機器筐体 |
| US11377744B2 (en) | 2017-03-10 | 2022-07-05 | Nippon Steel Corporation | Organic resin-coated plated steel sheet |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000224037A patent/JP2002038280A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010064725A1 (ja) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 新日本製鐵株式会社 | 塗装金属材及びその製造方法 |
| US9933550B2 (en) | 2008-12-03 | 2018-04-03 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Coated metal material and method of production of same |
| JP2010247396A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 塗装金属板およびこれを用いてなる電子機器筐体 |
| US11377744B2 (en) | 2017-03-10 | 2022-07-05 | Nippon Steel Corporation | Organic resin-coated plated steel sheet |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090730 |
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