JPH08267655A - 耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 家電分野等に使用される塗装鋼板に関するも
のであり、耐食性、耐指紋性等に優れた塗装鋼板の提
供。 【構成】 冷延鋼板の少なくとも一方の面に、リン酸塩
皮膜またはクロメート皮膜を有し、その上に基体樹脂お
よび亜鉛末からなり、基体樹脂と亜鉛末との重量比が基
体樹脂／亜鉛末＝１／１〜１／９である下塗り塗料を塗
装した膜を有し、さらにその上にシリカを含有した樹脂
からなり、樹脂とシリカとの重量比が樹脂／シリカ＝１
／０．０５〜１／０．５である上塗り塗料を塗装した膜
を有することを特徴とする耐食性、耐指紋性に優れた塗
装鋼板であり、前記下塗り塗料を塗装した膜はクロム系
防錆顔料を含むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家電分野、建材等に使
用される塗装鋼板に係わり、詳しくは冷延鋼板を素材と
した耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、家電分野を中心に亜鉛めっきにク
ロメートおよび有機薄膜を形成させた鋼板が家電製品の
多くの部位に使用されるようになってきた。これらの鋼
板は、亜鉛めっきにクロメートを塗布することで耐食性
を、また有機薄膜により耐指紋性を付与されており、主
に裸使用が行われているが、塗装後使用も一部行われて
いる。

【０００３】このような製品の製造は、一般的にはめっ
き後、別ラインで塗装を行ういわゆるオフライン処理で
行われている。これらのオフライン処理では、ライン間
の搬送費用、各ラインでの歩留り等その他により、多大
な製造コストが避けられないのが実状である。一方、こ
れらの製造コスト要因削減のための解決策として、めっ
き後連続でクロメート処理、樹脂処理を行ういわゆるイ
ンライン処理も一部で行われている。しかし、この場合
でも、めっき設備に後処理設備を設置するために多大な
初期投資を伴い、あまり経済的でない。

【０００４】これらに対し、冷延鋼板をめっきせずに直
接塗装ラインで耐食性、耐指紋性等を満足するような塗
装鋼板の供給が可能であれば大幅なコストダウンにつな
がるのであるが、冷延鋼板に直接塗装しても十分な耐食
性が得られないのが実状である。この耐食性に関して
は、特に塗膜欠陥部で顕著である。これは冷延鋼板で
は、めっき鋼板のような鋼板に対する犠牲防食性が全く
ないからである。

【０００５】これに対し、耐食性向上のために下塗り塗
料中にクロム系顔料に代表される防錆顔料を添加し、そ
の不動体化作用を利用することが一般的に行われている
が、多少赤錆発生を遅らすことは可能であるが、効果は
小さい。一方、耐食性向上のために塗料中に亜鉛末を添
加し、その犠牲防食性を利用する技術も数多く見られ
る。たとえば、ジンクロメタル（商品名）や、特開昭５
４−６１２７７号公報、特開平１−１４８６７号公報、
特開平１−２００５９号公報に見られる冷延鋼板に亜鉛
末塗料を塗装することで溶接性を付与すると同時に耐食
性も向上させた鋼板などである。しかし、これらの鋼板
に適用されている亜鉛末塗料は、その塗膜硬度が非常に
低く、そのために取り扱い時に表面に傷がつきやすいと
いう欠点をもっている。通常これらの製品は自動車用と
して使用されることが多く、その場合後塗装されるた
め、これらの傷が問題になることはほとんどなかった
が、家電分野では、そのまま使用されることも多く、こ
れらの鋼板が適用されることはほとんどなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、家電分野、
建材等に使用されているこれらの製品に関するものであ
り、冷延鋼板をめっき処理せず、塗装ラインで直接塗装
するだけで、これらに要求されている耐食性、耐指紋性
等を満足させようとするものである。そして、これによ
りこれら製品の大幅なコストダウンを達成することを目
的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
冷延鋼板の少なくとも一方の面に、リン酸塩皮膜または
クロメート皮膜を有し、その上に基体樹脂および亜鉛末
からなり、基体樹脂と亜鉛末との重量比が基体樹脂／亜
鉛末＝１／１〜１／９である下塗り塗料を塗装した膜を
有し、さらにその上にシリカを含有した樹脂からなり、
樹脂とシリカとの重量比が樹脂／シリカ＝１／０．０５
〜１／０．５である上塗り塗料を塗装した膜を有するこ
とを特徴とする耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板であ
る。

【０００８】また、本発明の第２の発明は、冷延鋼板の
少なくとも一方の面に、リン酸塩皮膜またはクロメート
皮膜を有し、その上に基体樹脂、亜鉛末およびクロム系
防錆顔料からなり、基体樹脂と、亜鉛末およびクロム系
防錆顔料の両者との重量比が、基体樹脂／（亜鉛末＋ク
ロム系防錆顔料）＝１／１〜１／９であり、かつクロム
系防錆顔料と亜鉛末との重量比がクロム系防錆顔料／亜
鉛末＝０．０２／１〜０．２／１である下塗り塗料を塗
装した膜を有し、さらにその上にシリカを含有した樹脂
からなり、樹脂とシリカとの重量比が樹脂／シリカ＝１
／０．０５〜１／０．５である上塗り塗料を塗装した膜
を有することを特徴とする耐食性、耐指紋性に優れた塗
装鋼板である。

【０００９】本発明の第１の発明および第２の発明にお
いては、前記下塗り塗料の基体樹脂が、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、およびウレタン樹脂
から選ばれる１種または２種以上であることが好まし
く、また、前記上塗り塗料の樹脂が、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、およびこ
れらの樹脂の他の樹脂による変性誘導体から選ばれる１
種または２種以上であることが好ましく、また、下塗り
塗料および／または上塗り塗料に、さらにメラミン樹
脂、尿素樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、およびベ
ンゾグアナミン樹脂から選ばれる１種または２種以上の
硬化剤を含有することが好ましい。

【００１０】さらに、本発明の第１の発明および第２の
発明においては、前記リン酸塩皮膜の付着量が鋼板片面
当たり０．３〜２．０ｇ／ｍ² であり、クロメート皮膜
の付着量が鋼板片面当たり５〜１００ｍｇ／ｍ² であ
り、下塗り塗料の膜厚が３〜１５μｍであり、上塗り塗
料の膜厚が０．３〜３μｍであることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明者らは、前記した従来の問題点を解決す
べく鋭意検討した結果、下塗り塗料中の亜鉛末の犠牲防
食作用、クロム系防錆顔料の不動態化作用により冷延鋼
板の耐食性を向上させると同時に、さらにその上に亜鉛
末塗料の耐傷付き性を改善させる目的でシリカを添加し
た樹脂層を形成させるという基本的な着想により問題を
解決するに至った。

【００１２】以下に本発明について詳細に述べる。出発
素材は、冷延鋼板とし、この上に鋼板と下塗り塗料との
密着性向上の目的でリン酸塩皮膜またはクロメート皮膜
を形成する。リン酸塩皮膜としてはリン酸亜鉛、リン酸
鉄等通常のものが用いられる。リン酸塩皮膜の付着量と
しては、特に限定しないが、鋼板片面当たり０．３〜
２．０ｇ／ｍ² が好ましい。０．３ｇ／ｍ² 未満では、
下塗りと鋼板との密着性が不十分なため、加工部の塗膜
剥離や腐食環境下での塗膜ふくれが生じやすい。また
２．０ｇ／ｍ² 超えでは、下塗りと鋼板との密着性は十
分に維持されるもののリン酸塩皮膜が電気絶縁性である
ことから、亜鉛等の犠牲防食電流が冷延鋼板に作用しに
くく赤錆抑制の効果が不十分になること、また、これら
の製品に要求される溶接性も低下するので好ましくな
い。さらに、加工時にリン酸塩皮膜層にクラックが入り
これが下塗り、上塗りの加工性にも悪影響を及ぼし好ま
しくない。

【００１３】一方、クロメートの付着量も特に限定しな
いが、鋼板片面当たり５〜１００ｍｇ／ｍ² が好まし
い。５ｍｇ／ｍ² 未満では、やはり下塗りと鋼板との密
着性が不十分なため、加工部の塗膜剥離、腐食環境下で
の塗膜ふくれが生じやすく、１００ｍｇ／ｍ² 超えで
は、やはりクロメート層の電気絶縁性のため、下塗り塗
料中の亜鉛末の犠牲防食電流が冷延鋼板に作用しにくく
なり赤錆抑制効果が不十分となること、また溶接性も低
下するので好ましくない。適用できるクロメートとして
は、反応型、塗布型、電解型いずれでもかまわない。

【００１４】次に、本発明の第１の発明においては、亜
鉛末を含む下塗り塗料を塗装する。この場合、下塗り塗
料に含まれる亜鉛末の量は、重量比で樹脂／亜鉛末＝１
／１〜１／９の範囲が好ましい。樹脂量に対する亜鉛末
量が少なく、樹脂／亜鉛末＞１／１の場合は、亜鉛の犠
牲防食作用による赤錆抑制効果が不十分であり、また下
塗り塗装の電気絶縁性が高くなり、溶接性が低下し好ま
しくない。樹脂量に対する亜鉛末量が過剰で、樹脂／亜
鉛末＜１／９の場合は、下塗り塗料の加工性が著しく低
下し、加工時に容易に塗膜剥離等が生じ、やはり好まし
くない。

【００１５】また、本発明の第２の発明においては、亜
鉛末およびクロム系防錆顔料を含む下塗り塗料を塗装す
る。下塗り塗料に含まれる亜鉛末、クロム系防錆顔料の
量は、重量比で樹脂／（亜鉛末＋クロム系防錆顔料）＝
１／１〜１／９の範囲が好ましい。樹脂量に対する、亜
鉛末およびクロム系防錆顔料の量が少なく、樹脂／（亜
鉛末＋クロム系防錆顔料）＞１／１の場合は、亜鉛の犠
牲防食作用およびクロム系防錆顔料の不動態化作用によ
る赤錆抑制効果が不十分であり、また下塗り塗料の電気
絶縁性が高くなり、溶接性が低下し好ましくない。樹脂
量に対する、亜鉛末およびクロム系防錆顔料の量が過剰
で、樹脂／（亜鉛末＋クロム系防錆顔料）＜１／９の場
合は、下塗り塗料の加工性が著しく低下し、加工時に容
易に塗膜剥離等が生じ、やはり好ましくない。また、ク
ロム系防錆顔料／亜鉛末の重量比は０．０２／１〜０．
２／１の範囲が好ましい。

【００１６】クロム系防錆顔料の量が、クロム系防錆顔
料／亜鉛末＜０．０２／１と少なければクロム系防錆顔
料の不動態化作用が小さくなり、またクロム系防錆顔料
／亜鉛末＞０．２／１と多ければ、亜鉛末の量が相対的
に少なくなるため、亜鉛の犠牲防食作用が小さくなるだ
けでなく、下塗りの電気絶縁性が高くなり、溶接性も悪
くなり、好ましくない。

【００１７】クロム系防錆顔料としては、ストロンチュ
ームクロメート、ジンククロメート、カルシウムクロメ
ート等が有効である。下塗り塗料中の樹脂成分として
は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
ウレタン樹脂等特に限定はしないが、耐食性、および上
塗り塗膜との密着性の観点からエポキシ樹脂がもっとも
好ましい。なお、エポキシ樹脂としては、高分子量のビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましいが、これを加
工性、密着性改善の目的で、ポリエステル、ウレタン、
脂肪酸等で変成したものでもかまわない。さらに、必要
に応じて硬化剤を使用してもよい。使用する硬化剤とし
ては、メラミン、ブロックイソシアネート、尿素樹脂、
ベンゾグアナミン等が挙げられる。また、樹脂と硬化剤
の反応性を高めるため、必要に応じて触媒を用いても良
い。これら下塗り層の膜厚としては３〜１５μｍが好ま
しく、特に５〜１０μｍが好適である。３μｍ未満では
十分な耐食性が得られず、１５μｍ超えでは耐食性が十
分なものの、加工性が劣化し好ましくない。

【００１８】さらに、この下塗り層の上に亜鉛末塗料表
面の耐傷付き性を改善するためにシリカ入りの上塗り層
を形成する。塗膜の表面硬度を高めるため、および耐食
性の観点からシリカを添加するわけであるが、シリカの
添加量としては、樹脂とシリカとの重量比が樹脂／シリ
カ＝１／０．０５〜１／０．５の範囲が好ましい。シリ
カの添加量が、樹脂／シリカ＞１／０．０５と少なけれ
ば、上塗り塗膜の硬度が十分でなく耐傷付き性が不十分
となり好ましくない。また、シリカの添加量が樹脂／シ
リカ＜１／０．５と多ければ、塗膜の硬度は十分になる
ものの加工性が低下し、やはり好ましくない。

【００１９】使用されるシリカとしては、気相シリカ、
湿式シリカ、コロイダルシリカいずれでもよい。上塗り
に使用される樹脂は特に限定しないが表面硬度を考慮す
るとアクリル系樹脂が好ましい。上塗り層の膜厚として
は０．３〜３μｍが好ましく、特に０．５〜２μｍが好
適である。膜厚が０．３μｍ未満では十分な表面硬度が
得られず、耐傷付き性が不十分となる。また３μｍを超
えると、耐傷付き性、耐食性は十分となるが上塗りによ
る電気絶縁性が大きくなり、その結果溶接性の低下を招
き好ましくない。これらの上塗り塗料には、必要に応じ
て、たとえば、メラミン、ベンゾグアナミン、ブロック
イソシアネート、尿素樹脂等が添加される。

【００２０】上塗りおよび下塗りの塗装方法としては、
たとえばナチュラルコート、リバースロールコート、カ
ーテンフローコート等通常の方法で行うことができる。
硬化方法としては、熱、電子熱、紫外線、赤外線、遠赤
外線のいずれでも良い。以上のように、本発明は冷延鋼
板の上にリン酸塩皮膜またはクロメート皮膜形成後、亜
鉛末量を適正化した下塗り塗膜を形成後、さらにその上
に適正量のシリカを含有した上塗り塗装を施すことで耐
食性、耐指紋性、加工性、表面硬度、溶接性等に優れ、
かつ安価な塗装鋼板を得ることができる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例および比較例を以下に説明す
る。 （実施例１〜３１）、（比較例１〜１２）まず実施例１
について説明する。０．５ｍｍ厚の冷延鋼板を脱脂後、
付着量が２０ｍｇ／ｍ² のクロメート皮膜を形成した。

【００２２】得られた鋼板の上にエポキシ樹脂と亜鉛末
を、エポキシ樹脂／亜鉛末＝１／８の重量比で含有する
塗料を、乾燥膜厚で５μｍになるよう塗装、焼き付け
し、さらにその上にアクリル樹脂とコロイダルシリカ
を、アクリル樹脂／コロイダルシリカ＝１／０．１の重
量比で含有する塗料を乾燥膜厚で１μｍとなるように塗
装、焼き付けした。

【００２３】なお、エポキシ樹脂としては、油化シェル
株式会社製エピコート１０１０（分子量５５００）を、
アクリル樹脂としては、三菱レーヨン株式会社製ダイヤ
ナールＢＲ−７３（分子量：８５０００、Ｔｇ＝１００
℃）を、コロイダルシリカとしては、日産化学工業株式
会社製オルガノシリカゾルＥＧ−ＳＴを用いた。このよ
うにして得られた塗装鋼板の耐食性、加工性、表面硬
度、溶接性、耐指紋性の評価結果を表２に示す。

【００２４】さらに前処理、下塗り塗装、上塗り塗装の
条件を変えた以外は実施例１と同様にして作成した塗装
鋼板の前処理、下塗り塗料、上塗り塗料の組成、および
得られた塗装鋼板の評価結果を表１、表２に示す。（実
施例２〜３１）また、本発明における好適範囲外の比較
例についても同様に表１、表２に示した。

【００２５】なお、耐食性、加工性、表面硬度、溶接
性、耐指紋性の評価方法は次の通りである。 （耐食性）素地鋼板に達するクロスカットを描いて塗膜
に傷を付けた後、塩水噴霧試験を１２０時間行い、クロ
スカット部からの塗膜の最大剥離幅および赤錆発生状況
で評価した。評価は次の基準で評価した。

【００２６】最大剥離幅 ◎：ふくれ全くなし ○：片側ふくれ巾１ｍｍ以下 △：片側ふくれ巾１ｍｍ超え〜５ｍｍ未満 ×：片側ふくれ巾５ｍｍ以上 赤錆発生状況 ○：赤錆発生なし △：一部赤錆発生 ×：著しい赤錆発生 （加工性）簡易プレス機にて９０度曲げを行った後、曲
げ部にセロハンテープを密着させたあと剥離した。その
ときの、曲げ部の塗膜の剥離状態を以下の基準で３段階
評価した。

【００２７】塗膜の剥離状況 ○：剥離が全くみられな
い △：一部に塗膜剥離発生 ×：塗膜の全面剥離 （表面硬度）三菱鉛筆社製三菱ユニを用い、傷つき法に
て評価した。評価は傷がつかない限界の鉛筆の硬度で示
した。

【００２８】（耐指紋性）人工指紋液を付着させ、その
変色度を目視判定し下記の基準で３段階評価した。 変色度 ○：全く痕跡なし △：わずかに痕跡有り ×：著しい痕跡有り （溶接性）スポット溶接試験機を使用して、先端径５．
０ｍｍの電極により、溶接電流８．５ｋＡ、通電時間１
０サイクル、加圧荷重２００ｋｇの条件において、冷延
鋼板と塗装鋼板試験片のスポット溶接を行った。溶接性
は次の基準で評価した。

【００２９】溶接性評価基準 ○：溶接後にちりがない △：溶接が可能である ×：未溶接があるか、溶接不能である場合

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】（実施例３２〜６２）、（比較例１３〜２
５）まず実施例３２について説明する。０．５ｍｍ厚の
冷延鋼板を脱脂後、付着量が２０ｍｇ／ｍ² のクロメー
ト皮膜を形成した。得られた鋼板の上にエポキシ樹脂と
亜鉛末およびストロンチュームクロメートを、エポキシ
樹脂／（亜鉛末＋ストロンチュームクロメート）＝１／
８の重量比で含有する塗料を乾燥膜厚で５μｍになるよ
う塗装、焼き付けし、さらにその上にアクリル樹脂とコ
ロイダルシリカを、アクリル樹脂／コロイダルシリカ＝
１／０．１の重量比で含有する塗料を乾燥膜厚で１μｍ
となるように塗装、焼き付けした。なお、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、コロイダルシリカは実施例１と同じ
ものを用いた。

【００３４】このようにして得られた塗装鋼板の耐食
性、加工性、表面硬度、溶接性、耐指紋性の評価結果を
表４に示す。さらに前処理、下塗り塗装、上塗り塗装の
条件を変えた以外は実施例３２と同様にして作成した塗
装鋼板の前処理、下塗り塗料、上塗り塗料の組成、およ
び得られた塗装鋼板の評価結果を表３、表４に示す。
（実施例３３〜６２）また、本発明における好適範囲外
の比較例についても同様に表３、表４に示した。

【００３５】なお、耐食性、加工性、表面硬度、溶接
性、耐指紋性の評価は実施例１と同様にして行った。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の塗装鋼板
は、冷延鋼板を素材としながらも優れた耐食性を有し、
また加工性、耐傷つき性、耐指紋性、溶接性にも優れた
品質を有する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷延鋼板の少なくとも一方の面に、リン
   酸塩皮膜またはクロメート皮膜を有し、その上に基体樹
   脂および亜鉛末からなり、基体樹脂と亜鉛末との重量比
   が基体樹脂／亜鉛末＝１／１〜１／９である下塗り塗料
   を塗装した膜を有し、さらにその上にシリカを含有した
   樹脂からなり、樹脂とシリカとの重量比が樹脂／シリカ
   ＝１／０．０５〜１／０．５である上塗り塗料を塗装し
   た膜を有することを特徴とする耐食性、耐指紋性に優れ
   た塗装鋼板。
2. 【請求項２】 冷延鋼板の少なくとも一方の面に、リン
   酸塩皮膜またはクロメート皮膜を有し、その上に基体樹
   脂、亜鉛末およびクロム系防錆顔料からなり、基体樹脂
   と、亜鉛末およびクロム系防錆顔料の両者との重量比
   が、基体樹脂／（亜鉛末＋クロム系防錆顔料）＝１／１
   〜１／９であり、かつクロム系防錆顔料と亜鉛末との重
   量比がクロム系防錆顔料／亜鉛末＝０．０２／１〜０．
   ２／１である下塗り塗料を塗装した膜を有し、さらにそ
   の上にシリカを含有した樹脂からなり、樹脂とシリカと
   の重量比が樹脂／シリカ＝１／０．０５〜１／０．５で
   ある上塗り塗料を塗装した膜を有することを特徴とする
   耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板。
3. 【請求項３】 下塗り塗料の基体樹脂が、エポキシ樹
   脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、およびウレタン
   樹脂から選ばれる１種または２種以上である請求項１ま
   たは２に記載の耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板。
4. 【請求項４】 上塗り塗料の樹脂が、ポリエステル樹
   脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェ
   ノール樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、およびこ
   れらの樹脂の他の樹脂による変性誘導体から選ばれる１
   種または２種以上である請求項１〜３いずれかに記載の
   耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板。
5. 【請求項５】 下塗り塗料および／または上塗り塗料に
   さらに、メラミン樹脂、尿素樹脂、ブロックイソシアネ
   ート樹脂、およびベンゾグアナミン樹脂から選ばれる１
   種または２種以上の硬化剤を含有してなる請求項１〜４
   いずれかに記載の耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板。
6. 【請求項６】リン酸塩皮膜の付着量が鋼板片面当たり
   ０．３〜２．０ｇ／ｍ² であり、クロメート皮膜の付着
   量が鋼板片面当たり５〜１００ｍｇ／ｍ² であり、下塗
   り塗料の膜厚が３〜１５μｍであり、上塗り塗料の膜厚
   が０．３〜３μｍである請求項１〜５いずれかに記載の
   耐食性、耐指紋性に優れた塗装鋼板。