JP5324488B2 - 塗膜密着性に優れた表面改質鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]25℃における電気抵抗率が10MΩ・cm以上の超純水に0.1mg/L以上の溶存オゾンを含有させた表面改質液を準備するステップと、鋼板の表面に前記表面改質液を接触させるステップとを含む、表面改質鋼板の製造方法。
[2]前記鋼板はステンレス鋼板であり、前記表面改質鋼板の表面から5nmの厚み領域における金属水酸化物のO1sピーク強度POHと、金属酸化物のO1sピーク強度POとの比POH/POは0.8以上である、[1]に記載の製造方法。
[3][1]または[2]に記載の方法で得られた表面改質鋼板の表面に、さらに塗膜を有する、表面改質鋼板。
[4][2]に記載の方法で得られた表面改質鋼板の表面に、さらにクリア塗膜を有する、表面改質鋼板。
本発明の表面改質鋼板の製造方法は、1)表面改質液を準備する第1のステップと、2)鋼板の表面に表面改質液を接触させる第2のステップとを有する。
本発明の表面改質鋼板は、上記本発明の製造方法により得られる。本発明の表面改質鋼板は、鋼板表面に塗膜をさらに有していてもよい。塗膜は、1コート構成でも、下塗り(プライマー)塗膜および上塗り(トップ)塗膜の2コート構成でもよい。さらに、本発明の表面改質鋼板は、鋼板と塗膜との間に塗装前処理皮膜を有していてもよい。
実施例1では、塗膜を有する本発明の表面改質鋼板を製造した例を示す。
(1)実施例1の表面改質液(超純水、高濃度オゾン)
25℃における電気抵抗率が10MΩ・cmの超純水、15MΩ・cmの超純水および18MΩ・cmの超純水を準備した。また、酸素ガスを原料として無声放電により製造したオゾンを含有する気体を準備した。オゾンを含有する気体を超純水に接触させることで、溶存オゾン濃度が0.1〜30mg/Lとなるようにオゾンを超純水に溶解させて、実施例1の表面改質液を調製した。このように調製された表面改質液に含まれる金属(Na、Mg、Al、K、CaおよびFe)の濃度を誘導結合プラズマ発光質量分析(ICP−MS)法で測定した。その結果、表面改質液中の総金属濃度は、いずれの超純水を用いた場合であっても0.1μg/L以下であった。また、表面改質液に含まれる微粒子の数をレーザー散乱法で測定した。その結果、表面改質液中の微粒子の数は、いずれの超純水を用いた場合であっても1万個/L以下であった。
25℃における電気抵抗率が18MΩ・cmの超純水を準備した。また、酸素ガスを原料として無声放電により製造したオゾンを含有する気体を準備した。オゾンを含有する気体を超純水に接触させることで、溶存オゾン濃度が0.005〜0.08mg/Lとなるようにオゾンを超純水に溶解させて、比較例1の表面改質液を調製した。表面改質液中の総金属濃度は、0.1μg/L以下であった。また、表面改質液中の微粒子の数は、1万個/L以下であった。
25℃における電気抵抗率が0.01MΩ・cmの純水、0.1MΩ・cmの純水および1MΩ・cmの純水を準備した。また、酸素ガスを原料として無声放電により製造したオゾンを含有する気体を準備した。オゾンを含有する気体を純水に接触させることで、溶存オゾン濃度が0.1〜30mg/Lとなるようにオゾンを純水に溶解させて、比較例2の表面改質液を調製した。表面改質液中の総金属濃度は、いずれの純水を用いた場合であっても50〜1000μg/Lであった。また、表面改質液中の微粒子の数は、いずれの純水を用いた場合であっても10万個/L程度であった。
塗装原板として、2種類のステンレス鋼板(SUS430、SUS304)、3種類のめっき鋼板(溶融Zn−55質量%Alめっき鋼板、溶融Znめっき鋼板、溶融Zn−6Al−3質量%Mgめっき鋼板)を準備した。各鋼板を実施例1、比較例1または比較例2のいずれかの表面改質液に5秒間浸漬した後、窒素ガスブローにより各鋼板を乾燥させた。
ステンレス鋼板(SUS430またはSUS304)を基材とする表面改質ステンレス鋼板について、X線光電子分光分析装置(5500MC;アルバック・ファイ株式会社)を用いてXPS分析を行った(X線源:Mg Kα線)。各表面改質ステンレス鋼板について、10箇所分析した。この分析により、各表面改質ステンレス鋼板の表層(表面から5nm)における金属水酸化物/金属酸化物のO1sピーク強度の比(POH/PO)を求めた。
各表面改質鋼板から試験片を切り出し、塗膜密着性試験を実施した。各試験片の表面にウレタン系塗料(KP1101白色塗料;関西ペイント株式会社)またはポリエステル系塗料(FLC5000クリア塗料;日本ファインコーティングス株式会社)を乾燥膜厚が5μm程度となるように塗布し、到達板温度230℃で焼付け乾燥した。塗装後の各試験片を沸騰水に2時間浸漬した後、180度2T曲げ試験を実施した。すなわち、曲げ部に試験片と同じ厚さの板を2枚挟み込み、手動万力にて180度に締め付けた。このとき、曲げ稜線は、試験片の幅方向と平行にした。曲げ加工部にセロハンテープを貼り付けた後、曲げ稜線に対して垂直にテープを剥がして、塗膜の残存率を測定し、塗膜密着性を評価した。このとき、塗膜の残存率が、90%以上の場合を「○」、50%以上90%未満の場合を「△」、50%未満の場合を「×」と評価した。
実施例2では、塗装前処理皮膜および塗膜を有する本発明の表面改質鋼板を製造した例を示す。
(1)実施例2の表面改質液(超純水、高濃度オゾン)
25℃における電気抵抗率が18MΩ・cmの超純水を準備した。また、酸素ガスを原料として無声放電により製造したオゾンを含有する気体を準備した。オゾンを含有する気体を超純水に接触させることで、溶存オゾン濃度が5mg/Lとなるようにオゾンを超純水に溶解させて、実施例2の表面改質液を調製した。
25℃における電気抵抗率が0.3MΩ・cmの純水を準備した。また、酸素ガスを原料として無声放電により製造したオゾンを含有する気体を準備した。オゾンを含有する気体を純水に接触させることで、溶存オゾン濃度が5mg/Lとなるようにオゾンを純水に溶解させて、比較例3の表面改質液を調製した。
塗装原板として、2種類のステンレス鋼板(SUS430、SUS304)、3種類のめっき鋼板(溶融Zn−55質量%Alめっき鋼板、溶融Znめっき鋼板、溶融Zn−6Al−3質量%Mgめっき鋼板)を準備した。各鋼板を実施例2または比較例3の表面改質液に1秒間浸漬した後、窒素ガスブローにより各鋼板を乾燥させた。
ステンレス鋼板(SUS430またはSUS304)を基材とする表面改質ステンレス鋼板について、XPS分析を行った。各表面改質ステンレス鋼板について、10箇所分析した。この分析により、各表面改質ステンレス鋼板の表層(表面から5nm)におけるPOH/PO(O1sピーク強度の比)を求めた。
Claims (4)
- 25℃における電気抵抗率が10MΩ・cm以上の超純水に0.1mg/L以上の溶存オゾンを含有させた表面改質液を準備するステップと、
鋼板の表面に前記表面改質液を接触させるステップと、
を含む、表面改質鋼板の製造方法。 - 前記鋼板は、ステンレス鋼板であり、
前記表面改質鋼板の表面から5nmの厚み領域における金属水酸化物のO1sピーク強度POHと、金属酸化物のO1sピーク強度POとの比POH/POは、0.8以上である、
請求項1に記載の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の方法で得られた表面改質鋼板の表面に、さらに塗膜を有する、表面改質鋼板。
- 請求項2に記載の方法で得られた表面改質鋼板の表面に、さらにクリア塗膜を有する、表面改質鋼板。
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