JP3518384B2 - 耐久性に優れた塗装鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、加工性に優れると
同時に、傷つきにくく、施工時に傷が発生しても傷部か
ら錆などが発生しにくいといった、優れた耐久性を示
し、特に屋内・屋外建材用途や家電製品に最適の塗装鋼
板に関する。 【０００２】 【従来の技術】めっき鋼板に予め塗装が施してあり、加
工後に塗装の必要がない塗装鋼板 (プレコート鋼板)
は、屋内や屋外の建材用途に従来から広く使用されてい
る。建材用の代表的な塗装鋼板としては、塗装に使用し
た樹脂種による分類で、カラー鋼板とも呼ばれているポ
リエステル系、高耐候性を特徴とするフッ素系、厚膜で
耐食性と耐久性に優れた塩化ビニル系等が挙げられる。
これらの塗料の下塗り (プライマー) としては、エポキ
シ系塗料が一般に利用されている。 【０００３】ポリエステル系塗装鋼板は、分子量3000〜
5000程度のポリエステル樹脂を主成分とする塗料をおよ
そ15μｍ程度の塗膜厚みで塗装したものである。安価で
あるが、塗膜厚みが小さいため、傷つきを生ずると傷部
から発錆が起こり、耐食性、特に加工部耐食性が不十分
である。また、加工性も満足できるとはいえない。 【０００４】代表的なフッ素系塗装鋼板は、ポリフッ化
ビニリデンとアクリル樹脂を主成分とする塗料を塗装し
たものである。この塗装鋼板は、耐候性に優れている
が、塗膜厚みが下塗り (プライマー) ＋上塗り (トップ
コート) の合計でも約25μｍ程度と薄いため、上と同様
に傷部から錆が発生しやすい。また、フッ素系塗料は高
価であるので、経済的にも不利である。 【０００５】塩ビ鋼板と略称されるポリ塩化ビニル系塗
装鋼板は、ポリ塩化ビニル(PVC) のゾル塗料（プラスチ
ゾル) を約 150〜300 μｍの厚みに塗装したものであ
る。ポリエステル系やフッ素系の塗装鋼板に比べて塗膜
厚みが非常に大きいので、傷つきを生じても傷が素地ま
で達しにくいため、優れた耐食性を示す。また、塗膜が
熱可塑性樹脂からなり、可塑剤を含有しているため、加
工性にも優れており、例えば折り曲げ加工であれば密着
曲げ(OT)も可能であるので、建材用として広く利用され
てきた。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、ポリ塩
化ビニル樹脂の使用が困難になりつつあり、塗装鋼板で
も事情は同じである。その一つの理由は、ポリ塩化ビニ
ルの廃却時におけるダイオキシン発生に対する懸念であ
る。廃却が高温で行われる場合には、樹脂が完全に分解
するため問題はないと考えられているが、焼却炉温が低
い場合には有害物質の発生を招きかねない。 【０００７】もう一つの理由は、ポリ塩化ビニル樹脂中
に含まれる可塑剤による環境汚染の可能性である。ポリ
塩化ビニル樹脂には、加工性の向上のために一般に可塑
剤が添加されている。一般的な可塑剤はフタル酸ジオク
チル(DOP) 、フタル酸ジブチル(DBP) 等で代表される高
沸点溶剤であるが、これらは徐々に塗膜から揮発すると
考えられる。こうして揮発した可塑剤が人体に与える影
響は、現状では明確ではないものの、このような物質を
使わない塗装鋼板が市場では求められるようになってき
ている。 【０００８】本発明は、塩化ビニル系塗装鋼板が持つ厚
膜化可能で耐食性が高く、かつ加工性にも優れていると
いう長所を持ち、しかも環境汚染の可能性がない、耐久
性に優れた塗装鋼板を提供することを課題とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】厚膜化可能なプレコート
鋼板として、特開平10−130572号公報には、特定の脂環
式ジアミンと特定のポリイソシアネートをε−カプロラ
クタムでブロックしたブロックイソシアネートとからな
る樹脂系を下塗り塗料として使用し、上塗り塗料として
はポリエステル樹脂成分と特定のブロックイソシアネー
トを含むブロックイソシアネート成分とからなるポリウ
レタン樹脂系を使用した塗装鋼板が提案されている。 【００１０】上記の下塗り塗料は尿素結合を含んだ樹脂
層を形成し、上塗り塗料はウレタン結合を含んだ樹脂層
を形成するので、上記の塗装鋼板は、下層が尿素樹脂、
上層がポリウレタン樹脂からなる２層塗膜を持つ塗装鋼
板である。下塗り塗料が膜厚50μｍまでの厚膜化が可能
であるため、厚膜の塗装鋼板を製造することができ、加
工性も良好である。しかし、本発明者らが試験してみた
ところ、この下塗り塗料では得られた塗装鋼板の耐食性
がなお十分ではなく、特に傷が母材まで達した場合や端
面における錆発生を防ぐことができない。 【００１１】塗料に防錆顔料を添加すると塗膜の耐食性
を高めることができる。一般的な防錆顔料は、クロム酸
ストロンチウムやクロム酸亜鉛をはじめとするクロム酸
塩系の防錆顔料である。これらは防錆力が強いが、６価
クロム化合物であるので、使用をなるべく避けることが
望ましい。しかし、従来の塗装鋼板では、加工性を維持
しながら耐食性を改善する場合、比較的少量の添加で耐
食性を向上できるクロム酸塩系防錆顔料を使用せざるを
得なかった。 【００１２】本発明者らは、厚膜化が可能で、耐食性、
特に加工部耐食性が高く、加工性にも優れた塗装鋼板を
開発すべく検討を重ねた結果、特開平10−130572号公報
に記載された塗装鋼板の下塗り塗料に特定の非クロメー
ト (非クロム酸塩) 系の防錆顔料を含有させると、加工
性を劣化させない程度の添加量で耐食性を著しく向上さ
せることができ、上記課題を解決できることを見出し
た。 【００１３】ここに、本発明は、塗装前処理が施された
亜鉛系またはアルミニウム系めっき鋼板の片面または両
面上に、ポリアミンとポリイソシアネートの反応生成物
からなる尿素樹脂中に10〜50wt％の防錆顔料を含有し、
当該防錆顔料はリン酸塩系および亜リン酸塩系から選ば
れた１種もしくは２種以上からなるものである厚み10〜
80μｍの第１塗膜層と、その上に形成されたポリエステ
ル系またはポリウレタン系塗料から形成された厚み15〜
40μｍの第２塗膜層とを有することを特徴とする、加工
性および耐久性に優れた塗装鋼板である。 【００１４】本発明の塗装鋼板は、塗装前処理が施され
た亜鉛系またはアルミニウム系めっき鋼板に、ポリアミ
ンとブロックイソシアネートと上記防錆顔料とを含有
し、該防錆顔料の含有量が不揮発分合計量に対して10〜
50wt％である塗料を塗布して焼付けた後、ポリエステル
系またはポリウレタン系塗料を塗布して焼付けることに
より製造することができる。 【００１５】本発明では、下塗り塗料のベース樹脂とし
て特開平10−130572号公報に記載されたような尿素樹脂
を選択し、この樹脂と非クロメート系の防錆顔料とを組
合わせることで、６価クロムを含まない厚膜の塗装鋼板
を実現することができる。下塗り塗料のベース樹脂が他
の樹脂種では、非クロメート系の防錆顔料の割合をもっ
と増やさないと、望ましい耐食性を得ることができない
が、そうすると塗装鋼板の加工性が著しく劣化するの
で、使用困難となる。即ち、非クロメート系防錆顔料を
使用する場合には、他の樹脂種では耐食性と加工性を両
立させることができない。 【００１６】 【発明の実施の形態】本発明の塗装鋼板では、母材とし
て耐食性に優れた亜鉛系またはアルミニウム系めっき鋼
板を使用する。亜鉛系めっき鋼板とは亜鉛めっき鋼板と
亜鉛合金めっき鋼板を含む意味であり、同様にアルミニ
ウム系めっき鋼板はアルミニウムめっき鋼板とアルミニ
ウム合金めっき鋼板を包含する。 【００１７】このようなめっき鋼板の具体例としては、
これらに限られるものではないが、電気亜鉛めっき鋼
板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、
電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、溶融５％Al−Zn合
金めっき鋼板、溶融55％Al−Zn合金めっき鋼板、溶融ア
ルミニウムめっき鋼板等が例示される。 【００１８】母材のめっき鋼板は、耐食性と塗膜密着性
の向上のために、常法に従って塗装前処理 (即ち、下地
処理) を施しておく。この塗装前処理としては、例えば
リン酸塩処理 (代表的にはリン酸亜鉛処理) が例示され
る。塗装前処理は従来と同様に実施すればよく、その付
着量も従来と同様でよい。目安として、リン酸亜鉛処理
で 0.3〜1.2 g/m²程度である。 【００１９】下塗り塗料としては、厚膜化が可能である
ことから、ブロックイソシアネートとポリアミンとを主
な樹脂成分とする塗料を用いる。ポリイソシアネートの
イソシアネート基をブロック剤と反応させてブロックし
たブロックイソシアネートを使用するのは、塗料を１液
型とするためである。 【００２０】この塗料は、加熱するとブロック剤が解離
してイソシアネート基 (-NCO) が再生し、これがポリア
ミン中のアミン基 (-NH₂) と反応して尿素結合 (-NHCON
H-)を形成することにより重合する。従って、焼付けに
より生成した塗膜中の樹脂は、ポリアミンとポリイソシ
アネートとの反応生成物からなる尿素樹脂である。しか
し、この尿素樹脂の塗膜だけでは、耐食性が十分に確保
できず、母材まで達した傷部や端面での錆発生を防ぐこ
とができない。そのため、本発明では、この下塗り塗料
にさらに防錆顔料を含有させる。 【００２１】本発明で下塗り塗料に用いるブロックイソ
シアネートは、１液型のポリウレタン系塗料に開発され
たものであり、ポリイソシアネートを適当なブロック剤
と反応させることにより得られる。ポリイソシアネート
は芳香族系と脂肪族系に大別され、芳香族系は反応性に
優れ、脂肪族系は耐候性に優れ、黄変しにくい。そのた
め、一般にポリウレタン系塗料では、耐候性に優れた塗
膜を形成できる、脂環式も含めた脂肪族系ポリイソシア
ネートが主に使用され、１液型塗料の場合も脂肪族系ポ
リイソシアネートをブロック剤と反応させたブロックイ
ソシアネートが主流である。 【００２２】しかし、本発明で下塗り塗料に使用するブ
ロックイソシアネートは、耐候性が要求されないので、
脂肪族系のものでもよいが、反応性に優れた芳香族系ポ
リイソシアネートの方が、密着性に優れた塗膜を形成で
きるのでより好ましい。本発明で使用するのに適したポ
リイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレン
ポリフェニルポリイソシアネート、ナフタレンジイソシ
アネート、トリジンジイソシアネートなどの芳香族系ポ
リイソシアネートが例示される。中でもトリレンジイソ
シアネートが性能と経済性から好ましい。 【００２３】ポリイソシアネートは単量体ではなく、プ
レポリマー、アダクト (トリメチロールプロパン等の付
加体) 、イソシアヌレート体、およびビウレット体とい
った誘導体も使用できる。また、２種以上のポリイソシ
アネートまたはその誘導体を組合わせて使用してもよ
い。 【００２４】ポリイソシアネートのブロック剤として
は、厚膜可能とするため、ブロックイソシアネートから
ブロック剤が解離する温度である解離温度が150 ℃以上
のものが好ましい。解離温度が150 ℃より低いブロック
剤 (例、解離温度120 ℃のクレゾール、解離温度140 ℃
のメチルエチルケトンオキシム) を使用したブロックイ
ソシアネートは、塗装後の焼付け時にワキ (気泡) が発
生し易くなるため、厚膜塗装が困難となることがある。
解離温度が高すぎると、焼付け温度を非常に高くした
り、或いは焼付け時間を長くする必要があるので、解離
温度は200 ℃以下、特に180 ℃以下であるのがよい。好
ましいブロック剤の例は、解離温度が170 ℃であるε−
カプロラクタムであるが、解離温度が150 〜200 ℃、特
に 160〜180℃である他のブロック剤も使用できる。 【００２５】ポリイソシアネートとブロック剤との反応
は従来と同様でよく、一般には溶媒中でポリイソシアネ
ートに当量ないしやや過剰のブロック剤を加熱下で反応
させることにより行われる。ブロックイソシアネートは
数平均分子量が1000〜4000の範囲内のものが好ましい。
ブロックイソシアネートはさまざまな製品が市販されて
いるので、市販品から適当なものを選択して使用するこ
とができる。 【００２６】下塗り塗料に用いるポリアミンも、脂肪族
(脂環式を含む) 系と芳香族系のいずれでもよいが、好
ましいのは脂環式ポリアミンである。脂環式ポリアミン
は、例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されてい
るものを使用することができる。具体例としては、１−
シクロヘキシルアミノ−３−アミノプロパン、ジアミノ
シクロヘキサン類、ビス(4−アミノシクロヘキシル) メ
タン、ビス(4−アミノシクロヘキシル) スルホン、3,3'
−ジメチル−4,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタン、
イソホロンジアミンなどがある。最も好ましいのは3,3'
−ジメチル−4,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタンで
ある。ポリアミンも１種または２種以上を使用できる。 【００２７】下塗り塗料中におけるブロックイソシアネ
ートとポリアミンの配合割合は、イソシアネート基／ア
ミノ基のモル比が 0.6〜2.0 の範囲内となるようにする
ことが好ましい。このモル比はより好ましくは 0.8〜1.
2 である。 【００２８】ブロックイソシアネートとポリアミンとを
含有する塗料は、厚膜塗装が可能であるので塗装鋼板に
適しているが、それだけでは端面等における耐食性が不
十分である。そのため、本発明では、この塗料にさらに
防錆顔料を添加して、この塗料を下塗り塗料 (プライマ
ー) として使用する。 【００２９】防錆顔料としては非クロメート系のもの、
具体的にはリン酸塩系および亜リン酸塩液の防錆顔料か
ら選んだ１種もしくは２種以上を使用する。このような
防錆顔料の具体例としては、リン酸アルミニウム、リン
酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カルシウム、亜リン酸
ストロンチウム、亜リン酸亜鉛カルシウム、亜リン酸亜
鉛ストロンチウム等が例示される。 【００３０】本発明では、下塗り塗料に厚膜化可能で、
加工性の良好な樹脂系を選択したため、クロメート系に
比べると防錆力の弱い非クロメート系の防錆顔料でも、
加工性を低下させない範囲の含有率で十分な耐食性を付
与することができる。この非クロメート系防錆顔料の量
は、塗料中の不揮発分合計量（ブロックイソシアネート
中のブロック剤部分は不揮発分に含まれない）に対して
10〜50wt％、好ましくは20〜40wt％の範囲内とする。10
％より少量では切断端面部の耐食性が確保できず、50％
より多量では加工性が低下し、塗膜の二次密着性 (長期
密着性) も低下する。 【００３１】このような非クロメート系防錆顔料は、ク
ロメート系防錆顔料に比べて溶出量が小さいので防錆力
が弱く、従来は上記よりもっと多量に添加しないと望ま
しい耐食性を塗装鋼板に付与することができなかったた
め、加工性の著しい低下が避けられなかった。本発明で
は下塗り塗料が厚膜化可能で、加工性に優れているた
め、加工性の低下を伴わない範囲の非クロメート系防錆
顔料の含有率で、望ましい耐食性を付与することが可能
となる。 【００３２】下塗り塗料は、適当な溶剤にブロックイソ
シアネートとポリアミンを溶解させた樹脂液に、上記の
非クロメート系防錆顔料を添加して均一に分散させるこ
とにより調製することができる。溶剤は一般に有機溶剤
が使用され、例えば、トルエン、キシレンなどの炭化水
素系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系、セロ
ソルブ類などのエーテル系、ならびにメチルイソブチル
ケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキ
サノンなどのケトン系の溶剤が例示される。 【００３３】この塗料に場合により添加してもよい任意
成分としては、塗膜物性の調整やコスト低減を目的とし
て添加される体質顔料 (例、シリカ、アルミナ、タル
ク、炭酸カルシウム、チタニア等) がある。体質顔料を
添加する場合、添加量は、不揮発分合計量に対して20wt
％以下、特に10wt％以下となる範囲内で添加することが
好ましい。下塗り塗料にはさらに消泡剤、顔料分散剤、
タレ防止剤、レベリング剤、シランカップリング剤など
の各種添加剤、およびポリイソシアネートとポリアミド
との反応に対する触媒 (例、有機スズ化合物) を少量添
加してもよい。 【００３４】この下塗り塗料を、塗装前処理が施された
母材のめっき鋼板に塗装する。塗装は、ロールコート、
カーテンフローコート、スプレー塗装などの任意の適当
な方法で実施できる。コイル状の鋼板に連続塗装する場
合にはロールコートが一般的である。塗装は10〜80μｍ
の塗膜厚みが得られるように行う。塗膜厚みが10μｍよ
り小さいと、傷つきによる錆発生を防止できなくなり、
80μｍより厚膜にすると加工性が低下する。この塗膜厚
みは好ましくは20〜60μｍである。本発明で用いる下塗
り塗料は、１回の塗布で上記膜厚の塗膜を形成できる
が、２回以上塗装してもよい。 【００３５】下塗り塗料の塗装後の焼付けは、最高到達
温度 180〜240 ℃で30〜70秒の条件で行うことが好まし
い。この焼付けにより、塗膜中のブロックイソシアネー
トからブロック剤が解離し、生成した遊離のポリイソシ
アネートがポリアミンと反応して尿素樹脂になる。従っ
て、形成された下塗り塗膜 (第１層塗膜) は、尿素樹脂
中に非クロメート系防錆顔料が分散した構造のものとな
り、塗膜中の非クロメート系防錆顔料の含有率は10〜50
wt％の範囲となる。 【００３６】この下塗り塗膜の上に、上塗り塗料を塗装
して焼付けることにより上塗り塗膜(第２層塗膜) を形
成する。上塗り塗料としては、ポリエステル系またはポ
リウレタン系の塗料を用いる。それにより、下塗り塗膜
がかなり多量の防錆顔料を含有する厚膜塗膜であるにも
かかわらず、優れた加工性を持つ塗装鋼板を得ることが
できる。 【００３７】上塗り塗料として用いるポリウレタン系塗
料は、ポリイソシアネートとポリオールとを含有する塗
料であり、市販品を使用しても、或いは既知の方法で調
製してもよい。上塗り塗料として使用するポリウレタン
系塗料も、ポリイソシアネートをブロック剤と反応させ
てブロックイソシアネートの形で含有させた１液型の塗
料とすることが好ましい。 【００３８】上塗り塗料のポリイソシアネートとして
は、耐候性に優れ、黄変しにくい塗膜を形成できる、脂
環式も含めた脂肪族系ポリイソシアネートが好ましい。
このような脂肪族系ポリイソシアネートの例としては、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加ジフ
ェニルメタンジイソシアネートなどが挙げられる。ポリ
イソシアネートは、プレポリマー、アダクト、イソシア
ヌレート体、ビウレット体等でもよい。 【００３９】特に好ましいポリイソシアネートは、加工
性に優れた塗膜を形成できる水素添加ジフェニルメタン
ジイソシアネートである。しかし、このポリイソシアネ
ートはかなり高価であるので、他のポリイソシアネート
を併用してもよい。その場合、ポリイソシアネート中の
少なくとも20wt％を水素添加ジフェニルメタンジイソシ
アネートにすると、加工性に優れた塗膜を得ることがで
きる。 【００４０】ポリウレタン系塗料に用いるポリオール成
分としては、ポリエステルおよびポリエーテル (例、多
価アルコールを開始剤としてエチレンオキサイドまたは
プロピレンオキサイドを開環重合させたもの) が一般的
であり、本発明でもそれらの１種もしくは２種以上を使
用できる。 【００４１】好ましいポリオール成分はポリエステルで
ある。このポリエステルとしては、高分子量の飽和ポリ
エステル樹脂を使用することが好ましい。このポリエス
テル樹脂は、それぞれ１種もしくは２種以上の飽和脂肪
族 (脂環式を含む) または芳香族ジカルボン酸とグリコ
ールとを重縮合させて得られる線状ポリエステルでよ
い。適当なジカルボン酸の例は、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン
ジオン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、 1,4
−シクロヘキサンジカルボン酸等であり；グリコールの
例は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
チレングリコール、 1,5−ペンタンジオール、ネオペン
チルグリコール、 1,6−ヘキサンジオール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、 1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、ヒドロキノン等である。飽和ポリ
エステル樹脂はまた、上記の反応成分に加えて３価以上
のカルボン酸 (例、トリメリット酸等）および／または
３価以上のアルコール (例、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等)
を共重合させた分枝状ポリエステルでもよい。 【００４２】ポリウレタン系塗料のポリオール成分とし
て用いるポリエステル樹脂は、好ましくは重量平均分子
量が5000〜20,000、より好ましくは 8,000〜15,000で、
水酸基含有量が 1.0〜4.0 wt％、より好ましくは 2.0〜
3.0 wt％、ガラス転移温度が−30℃〜０℃のものであ
る。それにより、耐候性と加工性のいずれにも優れた上
塗りポリウレタン塗膜が形成される。 【００４３】好ましいポリウレタン系塗料は、水素添加
ジフェニルメタンジイソシアネートを適当なブロック剤
でブロックしたブロックイソシアネートを少なくとも20
wt％以上含有するブロックイソシアネートと、ポリオー
ル成分として上記の好ましい分子量、水酸基含有量およ
びガラス転移温度を有するポリエステル樹脂、とを含有
するものである。ポリウレタン系塗料におけるイソシア
ネート基／水酸基のモル比は 0.6〜2.0 、特に 0.8〜1.
2 の範囲内とすることが好ましい。 【００４４】また、上塗り塗料はポリエステル系塗料で
あってもよい。本発明で使用するのに適したポリエステ
ル系塗料は、上にポリウレタン系塗料のポリオール成分
として説明したようなポリエステル樹脂を、メラミン樹
脂、特にアルコール変性したメラミン樹脂で架橋させる
種類のものである。ポリエステル系塗料は、ポリウレタ
ン系塗料に比べて、若干の加工性の低下が見られるが、
経済的にはポリウレタン塗料より有利である。 【００４５】上塗り塗料には、ガラス繊維、アルミナ繊
維、窒化ホウ素などの無機フィラーや、熱可塑性樹脂ビ
ーズ (例、アクリル樹脂やナイロンのビーズ、平均粒径
は１〜50μｍが好ましい) 等の有機フィラーを10wt％以
下の量で含有させてもよい。それにより、塗膜表面に凹
凸ができて塗膜の耐摩耗性が向上し、傷つきにくくな
る。また、特に樹脂ビーズの場合には、外観が低光沢化
して、意匠性が付与される。 【００４６】上塗り塗料は、上記以外に通常は着色顔料
を含有する。溶剤や他の成分 (例、体質顔料、他の樹
脂、各種添加剤) は下塗り塗料について説明したものと
同様でよい。 【００４７】上塗り塗料も、下塗り塗料と同様の方法で
塗装できる。塗装は、塗膜厚みが15〜40μｍ、好ましく
は20〜25μｍとなるように行う。上塗り塗膜が薄すぎる
と、色相が安定せず、耐食性や耐候性も不十分となる。
この塗膜が厚すぎると加工性が低下する。塗装後の焼付
けは、最高到達温度 200〜240 ℃、好ましくは 220〜24
0 ℃の範囲で40〜90秒の乾燥時間の条件で行うことが好
ましい。 【００４８】こうして得られた本発明の塗装鋼板は、鋼
板上に、下から順に、亜鉛系またはアルミニウム系め
っき層、下地処理層 (塗装前処理層) 、非クロメー
ト系防錆顔料を含有する尿素樹脂からなる第１塗膜層、
およびポリウレタン系またはポリエステル系樹脂から
なる第２塗膜層、という４層の被覆層を持つ構造とな
る。 【００４９】なお、樹脂塗膜層は、上記の第１塗膜層と
第２塗膜層の２層に限られるものではない。塗装を３回
以上行うことが許容される場合には、第１塗膜層の上か
下に、さらに別の塗膜層を形成してもよい。但し、最上
層は上記の第２塗膜層とする。例えば、従来より塗装鋼
板のプライマーとして使用されてきたエポキシ樹脂系塗
膜を、尿素樹脂系塗膜の下に最下層塗膜として、または
尿素樹脂系塗膜の上に中間層塗膜として形成して塗膜を
３層構造とすることもできる。その場合、非クロメート
系防錆顔料は、尿素樹脂系塗膜に加えて、エポキシ樹脂
系塗膜の中に添加することも可能である。 【００５０】上述した少なくとも２層の樹脂系塗膜は、
母材のめっき鋼板の両面に形成してもよいが、通常は片
面のみに形成する。その場合、反対側の面は、めっき面
のままか、下地処理のままでもよく、或いは他の樹脂系
塗装を施してもよい。 【００５１】本発明の塗装鋼板は、下塗り塗膜が厚膜化
できるので傷がつきにくく、さらに下塗り塗膜に添加し
た防錆顔料により切断端面の耐食性にも優れており、仮
に母材に達する傷がついても錆を生じにくい。さらに、
上下の塗膜が加工性に優れているため、密着曲げ可能な
優れた加工性も確保される。従って、この塗装鋼板は、
特に屋内で使用される各種建材 (例、パーティション)
や家電製品 (例、パソコン本体、オーディオもしくはビ
デオ等の外面板) に有用であるだけでなく、屋外建材
(例、屋根材、壁材、シャッター) や屋外で家電製品
(例、エアコン室外機や自動販売機の外板) にも十分に
使用できる。もちろん、建材、家電製品以外の他の用途
にも適用可能である。 【００５２】 【実施例】[実施例１]溶融亜鉛めっき鋼板 (板厚0.6 m
m、めっき付着量は片面90 g/m²)を母材として使用し、
脱脂処理後、その両面に市販の処理液を用いて燐酸亜鉛
処理 (付着量は片面１g/m²) を施した。 【００５３】下塗り塗料は、ポリアミン (BASF製ラロミ
ン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノジシクロヘキシル
メタン) とブロックイソシアネート (住友バイエルウレ
タン製デスモジュールBL1100、解離温度170 ℃のε−カ
プロラクタムでブロックされたトリレンジイソシアネー
ト) とを、アミノ基とイソシアネート基のモル比が１：
1.2 となるような割合で溶媒のシクロヘキサノンに溶解
し、得られた樹脂液に表１に示した不揮発分合計量に対
する割合 (以下同じ) で、非クロメート系防錆顔料のリ
ン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、もしくは亜リン酸スト
ロンチウム、または比較としてクロメート系防錆顔料の
クロム酸ストロンチウムを、５wt％の体質顔料のシリカ
と共に添加し、適当な手段で均一に分散させることによ
り調製した。 【００５４】上記の前処理した溶融亜鉛めっき鋼板の片
面に、この下塗り塗料をバーコータにより表１に示した
塗膜厚みになるように塗布し、最高到達温度210 ℃で約
60秒間の焼付けを行って、下塗り塗膜を形成した。 【００５５】この下塗り塗膜の上に、上塗り塗料として
ポリウレタン系塗料をバーコータにより塗膜厚みが20μ
ｍになるように塗布し、最高到達温度230 ℃で約60秒間
の焼付けを行って、上塗り塗膜を形成し、塗装鋼板のサ
ンプルを作製した。 【００５６】使用したポリウレタン系塗料は、ポリエス
テル樹脂 (住友バイエルウレタン製アルキノール2013、
重量平均分子量8,000 、水酸基含有量３wt％、ガラス転
移温度−20℃の線状飽和ポリエステル樹脂) と、水素添
加ジフェニルメタンジイソシアネートをε−カプロラク
タムでブロックしたブロックイソシアネート (住友バイ
エルウレタン製スミジュール2117) とを、固形分重量比
で１：0.2(イソシアネート基／水酸基のモル比＝1.2)の
割合で混合し、さらに白色の体質顔料として酸化チタン
(石原産業製CR97) を樹脂固形分と同重量で添加して分
散させ、溶媒 (シクロヘキサノン) で適宜希釈すること
により調製した。 【００５７】得られた塗装鋼板について、下記の性能を
評価し、それらの試験結果も表１に併記した。比較のた
めに、市販の塩ビ鋼板 (膜厚：約180 μｍ) についても
同様に試験した。 【００５８】(1) 加工性 塗装面を外側にして23℃で 180°曲げ加工を施し、曲げ
部におけるクラック発生有無を10倍ルーペで観察し、ク
ラックが認められない最小の板挟み枚数 (Ｔ、０Ｔは密
着曲げ) で評価した。２Ｔ以下が良好である。 【００５９】(2) 耐食性 JIS Z 2371に規定される塩水噴霧試験を使用した。試験
片にめっき鋼板素地に達するクロスカットを入れてか
ら、200 時間の塩水噴霧を受けさせ、カット部からの塗
膜膨れ幅 (最大値) を測定した。この膨れ幅が２mm以下
であれば耐食性は良好である。 【００６０】(3) 耐湿潤性 めっき鋼板素地に達するクロスカットを入れた試験片
を、50℃−RH98％以上の湿潤雰囲気に 500時間曝露した
後、クロスカット部の錆発生により膨れた塗膜膨れ幅
(最大値) を測定した。この膨れ幅が２mm以下であれば
耐湿潤性は良好である。 【００６１】(4) 耐傷つき性 ダイヤモンド針を用いて、試験片の塗膜面に引っ掻き傷
を入れることにより評価した。ダイヤモンド針の荷重を
変化させて、約１cm/sの速度で針を移動させ、塗膜が剥
離してめっき鋼板素地が露出する限界の荷重で評価し
た。この荷重が大きいほど塗膜が強靱で剥離しにくいこ
とを示す。この荷重が 100ｇ以上であれば耐傷つき性が
良好である。 【００６２】 【表１】【００６３】表１からわかるように、非クロメート系防
錆顔料を用いた下塗り塗料では、クロム酸塩系防錆顔料
を用いた下塗り塗料と比べて、同じ防錆顔料の含有率と
同じ塗膜厚みでは、耐食性や耐湿潤性における塗膜膨れ
幅が大きくなるが、塗膜厚みを大きくすれば防錆顔料の
絶対量が多くなり、良好な加工性を保持したまま、十分
に耐食性や耐傷つき性を向上させることができる。 【００６４】但し、下塗り塗膜厚みを大きくしすぎると
加工性が少しずつ低下する。また、ワキ発生により均一
な下塗り塗膜を形成することが困難となる。 【００６５】[実施例２]溶融亜鉛めっき鋼板 (板厚0.6
mm、めっき付着量は片面120 g/m²) を母材として使用
し、脱脂処理後、その両面に市販の処理液を用いて燐酸
亜鉛処理 (付着量は片面１g/m²) を施した。 【００６６】下塗り塗料は、非クロメート系防錆顔料と
してリン酸アルミニウムを使用して実施例１と同様に調
製し、これを上記の前処理した溶融亜鉛めっき鋼板の片
面にバーコータにより表２に示した塗膜厚みになるよう
に塗布し、実施例１と同様に焼付けを行って、下塗り塗
膜を形成した。 【００６７】この下塗り塗膜の上に、上塗り塗料として
ポリエステル系塗料をバーコータにより塗膜厚みが20μ
ｍになるように塗布し、最高到達温度230 ℃で約60秒間
の焼付けを行って、上塗り塗膜を形成し、塗装鋼板のサ
ンプルを作製した。 【００６８】使用したポリエステル系塗料は、ポリエス
テル樹脂 (住友バイエルウレタン製アルキノール2013)
100 重量部に対して、架橋剤のメラミン樹脂 (三井サイ
アナミド製サイメル303)を20重量部および触媒のパラト
ルエンスルホン酸0.5 重量部を混合して得た樹脂液に白
色の体質顔料として酸化チタン (石原産業製CR97) を樹
脂固形分と同重量で添加して分散させ、溶媒 (シクロヘ
キサノン) で適宜希釈することにより調製した。 【００６９】得られた塗装鋼板の加工性、耐食性、耐湿
潤性および耐傷つき性を実施例１と同様にして評価した
結果も表２に併せて示す。表２からわかるように、上塗
り塗料がポリエステル樹脂であっても、加工性を損なわ
ずに、良好な耐食性、耐湿潤性および耐傷つき性を得る
ことができる。 【００７０】 【表２】【００７１】 【発明の効果】本発明の塗装鋼板では、厚膜化が可能な
ブロックイソシアネートとポリアミンをベース樹脂とす
る塗料に非クロメート系防錆顔料を配合して下塗り塗膜
を形成するため、防錆力が弱い非クロメート系防錆顔料
を使用するにもかかわらず、厚膜化により十分な耐食性
を付与することができる。そのため、施工時に塗膜に傷
つき等が発生しても、傷が母材やめっきまで達すること
が少ないため、傷部からの錆等が発生しにくい上、傷が
鋼板またはめっき面まで達した場合や、切断端面での耐
食性も確保される。従って、従来の塗装鋼板に比べて耐
久性が著しく優れている。 【００７２】さらに、上塗り塗膜を、加工性が高く、下
塗り塗膜との密着性がよいポリウレタン系塗料またはポ
リエステル系塗料から形成することにより、下塗り塗膜
が非クロメート系防錆顔料を多量に含有する厚膜塗膜で
あるにもかかわらず０〜２Ｔの優れた加工性が得られ
る。また、下塗りと上塗りのいずれの塗膜も塩化ビニル
系ではなく、さらにクロメート系防錆顔料を含有しない
ので、環境上の懸念がない。 【００７３】従来の塗装鋼板では、クロム酸塩系に比べ
て防錆力が弱い非クロメート系の防錆顔料は、十分な耐
食性を付与するには加工性の低下を招く多量の添加が必
要であるため、実際上は使用することができなかった
が、本発明では厚膜化が可能で加工性のよい下塗り塗料
中に非クロメート系防錆顔料を配合することで、良好な
加工性を保持しながら十分な耐食性を得ることが可能と
なり、非クロメート系防錆顔料を利用して、耐食性、加
工性、耐傷つき性のいずれにも優れた耐久性の高い完全
またはほぼ完全にクロメートフリーの塗装鋼板を実現す
ることに成功したものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｄ 167/00 Ｃ０９Ｄ 167/00 175/02 175/02 175/04 175/04 (72)発明者 吉岡 明人 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 熊谷 寛 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 松尾 左千夫 大阪府堺市出島西町２番地 住友金属建 材株式会社堺製造所内 (72)発明者 杉山 茂好 大阪府堺市出島西町２番地 住友金属建 材株式会社堺製造所内 (72)発明者 小林 健一郎 大阪府堺市出島西町２番地 住友金属建 材株式会社堺製造所内 (56)参考文献 特開 平７−51620（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−130572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−99971（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/00 - 7/26 B32B 15/08 C09D 5/08 C09D 167/00 C09D 175/02 C09D 175/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 塗装前処理が施された亜鉛系またはアル
   ミニウム系めっき鋼板の片面または両面上に、ポリアミ
   ンとポリイソシアネートの反応生成物からなる尿素樹脂
   中に10〜50wt％の防錆顔料を含有し、当該防錆顔料はリ
   ン酸塩系および亜リン酸塩系から選ばれた１種もしくは
   ２種以上からなるものである厚み10〜80μｍの第１塗膜
   層と、その上に形成されたポリエステル系またはポリウ
   レタン系塗料から形成された厚み15〜40μｍの第２塗膜
   層とを有することを特徴とする、加工性および耐久性に
   優れた塗装鋼板。