JP6915699B2 - Pre-coated steel sheet - Google Patents
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Description
本発明は、プレコート鋼板に関する。
本願は、2017年12月20日に、日本に出願された特願2017−243736号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a precoated steel sheet.
The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-243736 filed in Japan on December 20, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
家電用、建材用、自動車用等の外装材として、加工後塗装される塗装製品や、塗膜を被覆したプレコート鋼板が使用されている。 As exterior materials for home appliances, building materials, automobiles, etc., painted products that are painted after processing and pre-coated steel sheets that are coated with a paint film are used.
これまでプレコート鋼板は機能を分担した複数の塗膜が塗装されることが一般的であった。この塗膜は耐食性を付与するプライマー層と、意匠性、耐溶剤性などを付与するトップ層の少なくとも2層からなることが多い。例えば、特許文献1にはZnめっき層上に複数の防錆顔料を含有する塗膜を有する塗装鋼板が開示されている。 Until now, pre-coated steel sheets have generally been coated with a plurality of coating films having shared functions. This coating film is often composed of at least two layers, a primer layer that imparts corrosion resistance and a top layer that imparts designability, solvent resistance, and the like. For example, Patent Document 1 discloses a coated steel sheet having a coating film containing a plurality of rust preventive pigments on a Zn plating layer.
近年、製造性、経済性の観点で安価に製造できる着色鋼板の検討がなされている。例えば、特許文献2には2〜10μmの厚みの樹脂をベースとした黒色塗膜が形成されたクロメートフリー黒色塗装金属板が開示されている。これらの鋼板においても従来の2層塗膜を有するプレコート鋼板と同様に耐疵つき性、耐汗性、加工部耐食性、密着性、耐端面凝集剥離性が求められる。
In recent years, a colored steel sheet that can be manufactured at low cost has been studied from the viewpoint of manufacturability and economy. For example,
特許文献2に記載のクロメートフリー黒色塗装金属板は、加工されるまで、又は加工中などに塗膜に疵がつき、鋼板に疵が入ることで疵が目立つことが課題であった。また塗膜と金属板の間に化成処理を施さない場合、著しく密着性が劣ることが課題であった。
The chromate-free black-coated metal plate described in
例えば、特許文献3には、ZnとVとを含むめっき層を備え、その直上に塗膜が塗装された鋼板が開示されている。ZnとVとを含むめっき層は、硬いため疵が入りにくく、しかも黒いため疵が目立ちにくいため、耐疵つき性に優れる。
For example,
しかしながら、発明者らが検討した結果、特許文献3に記載のZnとVとを含むめっき層上に有機樹脂を含む塗膜を有する鋼板は、耐汗性や加工部耐食性に劣る場合があることがわかった。ここで、耐汗性とは、鋼板に汗が付着した後、汗が塗膜に浸透して塗膜が変色することや、汗が塗膜の下地を溶解する現象のことをいう。特に、塗膜が、スルホン酸基を含む水分散樹脂や水分散ウレタン樹脂などを含む場合は、耐汗性に劣ることが分かっている。
However, as a result of examination by the inventors, a steel sheet having a coating film containing an organic resin on a plating layer containing Zn and V described in
またZnとVとを含むめっき層は加工時に亀裂が入り易く、それと同時に塗膜にも亀裂が入るため、加工部耐食性も劣ることがわかった。一方、伸びに優れた塗膜は亀裂が入りづらいが、塗装鋼板をプレス加工したときに切断端面が摺動されると、塗膜が凝集剥離するという課題(端面塗膜凝集剥離)がある。「端面塗膜凝集剥離」とは、しごき加工によって生じる塗膜自体の凝集破壊により、切断端部の塗膜が剥離する現象である。従来、加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性とを高い水準で両立することは困難であった。 Further, it was found that the plating layer containing Zn and V is easily cracked during processing, and at the same time, the coating film is also cracked, so that the corrosion resistance of the processed portion is also inferior. On the other hand, a coating film having excellent elongation is hard to crack, but there is a problem that the coating film coagulates and peels off when the cut end face is slid when the coated steel sheet is pressed (cohesive peeling of the end face coating film). "End face coating film coagulation peeling" is a phenomenon in which the coating film at the cut end is peeled off due to the cohesive fracture of the coating film itself caused by the ironing process. Conventionally, it has been difficult to achieve both corrosion resistance of a processed portion and cohesive peeling resistance of an end face coating film at a high level.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、耐疵付き性、耐汗性、加工部耐食性、耐端面凝集剥離性に優れるプレコート鋼板の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a precoated steel sheet having excellent scratch resistance, sweat resistance, corrosion resistance of processed parts, and end face coagulation peeling resistance.
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究した。従来の塗装鋼板では、鋼板と塗膜との間に下地処理及びプライマー層を用いなければ、優れた耐疵付き性、耐汗性等が得られなかった。しかし、研究の結果、驚くべきことに、下地処理及びプライマー層を用いずに、バナジウム及びジルコニウムの1種以上と亜鉛とを含むめっき層の直上で、ブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂とを硬化反応させて、所定のガラス転移温度を有する塗膜を形成することで、優れた耐疵付き性、耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性、加工部耐食性が得られる事を見出した。ここで、直上とは、間に他の層を挟まず接していることをいう。 The present inventor has studied diligently in order to solve the above problems. With the conventional coated steel sheet, excellent scratch resistance, sweat resistance, etc. could not be obtained unless a base treatment and a primer layer were used between the steel sheet and the coating film. However, as a result of research, surprisingly, a binder resin having a butylated melamine resin and an OH group directly above a plating layer containing one or more of vanadium and zirconium and zinc without using a base treatment and a primer layer. It was found that excellent scratch resistance, sweat resistance, end face coating coagulation peeling resistance, and corrosion resistance of processed parts can be obtained by forming a coating film having a predetermined glass transition temperature by curing reaction with and. rice field. Here, "directly above" means that they are in contact with each other without sandwiching another layer.
本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)本発明の一態様に係るプレコート鋼板は、鋼板と、前記鋼板の少なくとも一方の表面に、バナジウム及びジルコニウムの1種以上と亜鉛とを含有するめっき層と、前記めっき層の直上に形成され、ガラス転移温度が、25℃〜80℃であり、OH基を有するバインダー樹脂及びブチル化メラミン樹脂からなる硬化物を含む塗膜と、を備える。
(2)(1)に記載のプレコート鋼板は、前記塗膜の表面を始点として前記鋼板を終点とする測定範囲でグロー放電発光分析法を用いて亜鉛濃度と炭素濃度とを測定したとき、亜鉛濃度が前記測定範囲で最大値となる深さ位置Aを始点として、亜鉛濃度が前記最大値の5%であり、かつ、前記深さ位置Aよりも鋼板側に位置する深さ位置Bを終点とする範囲で、炭素濃度が常に1atomic%以上であり、前記深さ位置Aにおいて、前記亜鉛濃度に対する前記炭素濃度の割合が8%以上であってもよい。
(3)(1)又は(2)に記載のプレコート鋼板は、前記ブチル化メラミン樹脂では、下記式(1)で表す構成単位のR1〜R6のうち、1つ以上が−CH2OC3H7を有していてもよい。
The gist of the present invention is as follows.
(1) The precoated steel sheet according to one aspect of the present invention is formed on the steel sheet, a plating layer containing one or more of vanadium and zirconium and zinc on at least one surface of the steel sheet, and directly above the plating layer. A coating film having a glass transition temperature of 25 ° C. to 80 ° C. and containing a cured product composed of a binder resin having an OH group and a butylated melamine resin is provided.
(2) The precoated steel sheet according to (1) is zinc when the zinc concentration and the carbon concentration are measured by the glow discharge emission analysis method in the measurement range starting from the surface of the coating film and ending at the steel sheet. Starting from the depth position A where the concentration is the maximum value in the measurement range, the zinc concentration is 5% of the maximum value, and the end point is the depth position B located on the steel plate side of the depth position A. The carbon concentration may always be 1 atomic% or more, and the ratio of the carbon concentration to the zinc concentration at the depth position A may be 8% or more.
(3) In the precoated steel sheet according to (1) or (2), in the butylated melamine resin, one or more of the structural units R1 to R6 represented by the following formula (1) have −CH2OC3H7. You may.
(4)(1)乃至(3)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記バインダー樹脂が、OH基を有するポリエステル樹脂、ポリオール付加エポキシ樹脂、ポリオール付加ポリウレタン樹脂、ポリオール付加オレフィン樹脂、ポリオール付加アクリル樹脂からなる群から選択される1種以上であってもよい。
(5)(1)乃至(4)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記バインダー樹脂が、スルホン酸基を含まなくてもよい。
(6)(1)乃至(5)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記バインダー樹脂のガラス転移温度が7℃以上71℃以下であってもよい。
(7)(1)乃至(6)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記バインダー樹脂の水酸基価が5〜50KOHmg/gであってもよい。
(8)(1)乃至(7)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記塗膜が、さらにメチル化メラミン樹脂を含有していてもよい。
(9)(1)乃至(8)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記塗膜中にシランカップリング剤の付加物を含有していてもよい。
(10)(1)乃至(9)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記塗膜の膜厚が、5μm超20μm以下であってもよい。
(11)(1)乃至(10)のいずれか一態様に記載のプレコート鋼板は、前記塗膜が、さらにエポキシ樹脂を含有していてもよい。(4) In the precoated steel sheet according to any one of (1) to (3), the binder resin is a polyester resin having an OH group, a polyol-added epoxy resin, a polyol-added polyurethane resin, a polyol-added olefin resin, or a polyol. It may be one or more selected from the group consisting of the added acrylic resin.
(5) In the precoated steel sheet according to any one of (1) to (4), the binder resin may not contain a sulfonic acid group.
(6) The precoated steel sheet according to any one of (1) to (5) may have a glass transition temperature of the binder resin of 7 ° C. or higher and 71 ° C. or lower.
(7) The precoated steel sheet according to any one of (1) to (6) may have a hydroxyl value of 5 to 50 KOHmg / g of the binder resin.
(8) In the precoated steel sheet according to any one of (1) to (7), the coating film may further contain a methylated melamine resin.
(9) The precoated steel sheet according to any one of (1) to (8) may contain an adduct of a silane coupling agent in the coating film.
(10) In the precoated steel sheet according to any one of (1) to (9), the film thickness of the coating film may be more than 5 μm and 20 μm or less.
(11) In the precoated steel sheet according to any one of (1) to (10), the coating film may further contain an epoxy resin.
上記態様によれば、従来の塗装鋼板のように、鋼板と塗膜との間に下地処理及びプライマー層を用いなくても、耐疵付き性、耐汗性、加工部耐食性、耐端面凝集剥離性に優れるプレコート鋼板を提供することができる。 According to the above aspect, unlike the conventional coated steel sheet, even if a base treatment and a primer layer are not used between the steel sheet and the coating film, scratch resistance, sweat resistance, corrosion resistance of the processed portion, and end face cohesive peeling are performed. It is possible to provide a precoated steel sheet having excellent properties.
以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係るプレコート鋼板について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るプレコート鋼板10の断面模式図である。
本発明のプレコート鋼板10は、鋼板1の少なくとも一方の表面(即ち、鋼板1の一方の表面又は両面)に陰極電解処理によって亜鉛(Zn)及びバナジウム(V)又はZn及びジルコニウム(Zr)を含むめっき層2を形成し、その上にバインダー樹脂などを含有する塗料を塗布し、加熱することによって塗膜3が形成されているプレコート鋼板10である。
塗膜のガラス転位温度や塗料の動的表面張力を十分に制御していないプレコート鋼板では、めっき層中に樹脂が十分に入り込まずに十分な密着性等が得られないことがある(表6−2)。Hereinafter, the precoated steel sheet according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a precoated
The precoated
For precoated steel sheets in which the glass dislocation temperature of the coating film and the dynamic surface tension of the paint are not sufficiently controlled, the resin may not sufficiently penetrate into the plating layer and sufficient adhesion may not be obtained (Table 6). -2).
(鋼板)
本実施形態において、鋼板1は、特に限定されない。例えば、極低C型、Al−k型、2相組織型(例えば、フェライト中にマルテンサイトを含む組織)、加工誘起変態型(フェライト中に残留オーステナイトを含む組織)、微細結晶型(フェライト主体組織)等のいずれの型の鋼板を鋼板1として用いてもよい。(Steel plate)
In the present embodiment, the steel plate 1 is not particularly limited. For example, ultra-low C type, Al-k type, two-phase structure type (for example, structure containing martensite in ferrite), work-induced transformation type (structure containing retained austenite in ferrite), fine crystal type (mainly ferrite). Any type of steel plate such as (texture) may be used as the steel plate 1.
(めっき層)
めっき層2は、元素としてV及びZrの1種以上とZnイオンとを含む。具体的には、めっき層2は、V及びZrの金属、酸化物、水酸化物のいずれか1つ以上及びZnの金属、酸化物、水酸化物のいずれか1つ以上を含む。めっき層2は、V及びZrの1種以上とZnイオンとを含有する溶液からなる電解処理浴から作製される。(Plating layer)
The
めっき層2は、Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液を用いて、鋼板1を陰極電解処理することで作製することができる。Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液は、従来公知の方法によって作製することができる。具体的には、例えば無機酸、例えば硫酸の中に硫酸Zn、酸化バナジル又は硝酸ジルコニルを溶解することによって得ることができる。
The
Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液としては、pHが1.0〜4.0であることが好ましい。pHが1.0より低いと、V及びZrの1種以上がめっき層2中に取り込まれない場合がある。pHが4.0より大きいと、V及びZrの1種以上とZnイオンとを含有する溶液中にVイオン又はZrイオンが酸化物として沈殿してしまい、めっき層2中に取り込まれなくなる。
The pH of the solution containing one or more of V ions and Zr ions and Zn ions is preferably 1.0 to 4.0. If the pH is lower than 1.0, one or more of V and Zr may not be incorporated into the
Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液中のVイオン及びZrイオンの1種以上と、Znイオンとの質量比((Vイオン及びZrイオンの1種以上)/Znイオン)が0.20〜0.90であることが好ましい。0.20より小さい又は0.90より大きいと、Vイオン及びZrイオンの1種以上がめっき層2中に取り込まれないことがある。
Mass ratio of one or more V ions and Zr ions in a solution containing one or more V ions and Zr ions and Zn ions to Zn ions ((one or more V ions and Zr ions) / Zn Ions) are preferably 0.25 to 0.90. If it is smaller than 0.20 or larger than 0.90, one or more of V ions and Zr ions may not be incorporated into the
Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液中の金属イオン又はめっき層2の成分組成はICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析や蛍光X線分光分析等の既知の方法で分析することができる。ICP発光分光分析でめっき層2の成分組成を分析する場合は、鋼板1が溶解しないよう塩酸等にインヒビターを添加した溶液でめっき層2を溶解し測定する。
The component composition of the metal ion or the
めっき層2中のZnの付着量の下限は、1.5g/m2以上が好ましい。Znの付着量が1.5g/m2以上の場合、耐疵つき性が向上するためである。Znの付着量の上限は、9g/m2以下が好ましい。Znの付着量が9g/m2以下であるとめっき層2と鋼板1との密着性が向上し、また耐端面塗膜凝集剥離性が向上するためである。The lower limit of the amount of Zn adhered to the
Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液中にZnイオンと共にVイオン及びZrイオンの1種以上が存在する場合、デンドライト状にV及びZrの1種以上とZnとが鋼板又は先に析出しためっきの最表面に析出し、めっき層が形成される。そのため、ZnイオンとVイオン及びZrイオンとの1種以上との共存下で陰極電解処理を行い形成しためっき層2の表面には、多くの凹凸が形成される。この凹凸に樹脂が入り込むことで、塗膜3とめっき層2との間に十分なアンカー効果が得られ、耐端面塗膜凝集剥離性が向上する。V及びZrの1種以上の合計付着量は、V換算又はZr換算で0.35g/m2以上1.00g/m2以下が好ましい。V及びZrの1種以上の合計付着量が0.35g/m2以上では、ZnとV及びZrの1種以上がデンドライト状に成長していることから、耐端面塗膜凝集剥離性が改善されるため、好ましい。V及びZrの1種以上の合計付着量が1.00g/m2超では、めっき表面形状による耐端面塗膜凝集剥離性への改善効果が飽和するため好ましくない。なお、Vイオン及びZrイオンの1種以上とZnイオンとを含有する溶液中に、Vイオン又はZrイオンは、どちらか単独で存在していてもよいし、Vイオン及びZrイオンがともに存在していてもよい。When one or more of V and Zr ions and one or more of Zr ions are present together with Zn ions in a solution containing one or more of V and Zr ions and Zn ions, one or more of V and Zr and Zn are dendrite-like. It precipitates on the steel plate or the outermost surface of the previously deposited plating to form a plating layer. Therefore, many irregularities are formed on the surface of the
めっき層2中のV及びZrの1種以上と、Znとの質量比は、金属換算でV及びZrの1種以上の含有量とZnの含有量との質量比((V及びZrの1種以上)/Zn)が、0.05〜0.50であることが好ましい。0.05未満であると耐疵つき性が劣るため好ましくない。0.50超であるとめっき層2と鋼板1との密着性が劣り、また耐端面塗膜凝集剥離性が劣るため好ましくない。
The mass ratio of one or more of V and Zr in the
(塗膜)
めっき層2の直上に形成される塗膜3のガラス転移温度(Tg)は、25℃以上80℃以下である。Tgは、好ましくは50℃以上80℃以下である。Tgが25℃未満であると、塗膜3の凝集力が小さいことから、耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性に劣るため、好ましくない。80℃超であると、塗膜3の凝集力が大きいことや塗膜3が硬いので、めっきとともに大きな塗膜亀裂が発生し加工部耐食性に劣るため好ましくない。(Coating film)
The glass transition temperature (Tg) of the
塗膜3のTgは、剛体振り子試験機を用いてISO 12013−2:塗膜の熱的性質(Tg、硬度)の測定方法に準じて測定することができる。
The Tg of the
塗膜3は、ブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂とを含有することによって、耐汗性と耐端面塗膜凝集剥離性とに優れる。ここで、汗の成分としては、塩化ナトリウム、乳酸、アミノ酸、尿素などがあるが、ここでは、特に塩化ナトリウム及び乳酸(人工汗)に対する耐性について着目した。ブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂との硬化反応によって、OH基を有するバインダー樹脂及びブチル化メラミン樹脂の硬化物が塗膜中に形成される。OH基は、OH基を有するバインダー樹脂とブチル化メラミン樹脂とを架橋する硬化反応に必要である。従来、Tgの制御だけでは、塗膜の加工部耐食性と耐断面凝集剥離との高い水準での両立は困難であると考えられていた。本願では、ブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂とを使用し塗膜3のTgを制御することによって加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性とに優れたプレコート鋼板10が得られた。優れた加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性とが得られた理由の詳細は不明であるが、ブチル化メラミン樹脂がOH基と架橋するとともに、ブチル化メラミン樹脂の自己縮合性が高く、これによって凝集力を高めていることが影響していると考えられる。またブチル化メラミン樹脂の耐汗性は、汗の成分が塗膜3に浸透していくため、メラミン樹脂と汗の成分との相溶性も重要であり、この点で耐汗性改善にブチル化メラミン樹脂が適していたと考えられる。
The
塗膜3に用いることができるOH基を有するバインダー樹脂としては、例えば、OH基を有するポリエステル樹脂、ポリオールを用いて反応させたエポキシ樹脂(ポリオール付加エポキシ樹脂)、ポリウレタン樹脂(ポリオール付加ポリウレタン樹脂)、オレフィン樹脂(ポリオール付加オレフィン樹脂)、アクリル樹脂(ポリオール付加アクリル樹脂)等の樹脂が挙げられる。OH基含有バインダー樹脂は、これらの樹脂の群から選択される1種類のみでもよく、2種類以上でもよい。なお、OH基を有するバインダー樹脂は、スルホン酸基を含まないことが好ましい。OH基を有するバインダー樹脂がスルホン酸基を含むと、塗膜3の耐汗性が好適ではなくなるため、好ましくない。
Examples of the binder resin having an OH group that can be used for the
上記OH基を有するバインダー樹脂の水酸基価は50以下であることが好ましい。より好ましくは、30以下である。上記OH基を有するバインダー樹脂の水酸基価の下限は、5以上が好ましい。より好ましくは、7以上である。水酸基価が50超であると加工部耐食性が低下することがあるため好ましくない。また、塗膜3のTgが80℃超になることがあるため、好ましくない。水酸基価が5未満では、十分にブチル化メラミンとの反応が進まないため、好ましくない。また、Tgが25℃未満になる場合があるため、好ましくない。なお、水酸基価の単位は、KOHmg/gである。
The hydroxyl value of the binder resin having an OH group is preferably 50 or less. More preferably, it is 30 or less. The lower limit of the hydroxyl value of the binder resin having an OH group is preferably 5 or more. More preferably, it is 7 or more. If the hydroxyl value is more than 50, the corrosion resistance of the processed portion may be lowered, which is not preferable. Further, the Tg of the
上記エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、オレフィン樹脂、アクリル樹脂は一般に公知の樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン社製の「jER(登録商標)」やDIC社製の「EPICLON(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。ウレタン樹脂としては、住化バイエルウレタン社製の「バイヒドロール(登録商標)シリーズ」、三井化学社製「コスモネート(登録商標)シリーズ」、東邦化学工業社製「ハイセル(登録商標)シリーズ」、DIC社製の「ボンディック(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。オレフィン樹脂としては、東邦化学工業社製の「ハイテック(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。アクリル樹脂としては、DIC社製の「アクリディック(登録商標)シリーズ」、日本触媒社製の「アクリセット(登録商標)シリーズ」などを用いることができる。 As the epoxy resin, polyurethane resin, olefin resin, and acrylic resin, generally known resins can be used. As the epoxy resin, "jER (registered trademark)" manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., "EPICLON (registered trademark) series" manufactured by DIC Corporation, or the like can be used. Urethane resins include "Bihydrour (registered trademark) series" manufactured by Sumika Bayer Urethane, "Cosmonate (registered trademark) series" manufactured by Mitsui Chemicals, "Hisel (registered trademark) series" manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd., and DIC. The "Bondic (registered trademark) series" manufactured by the company can be used. As the olefin resin, "Hi-Tech (registered trademark) series" manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd. can be used. As the acrylic resin, "Acrydic (registered trademark) series" manufactured by DIC Corporation, "Acryset (registered trademark) series" manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., and the like can be used.
塗膜3に用いるOH基を有するバインダー樹脂がポリエステル樹脂であると、加工部耐食性がより優れるため好適である。ポリエステル樹脂は延性に優れ、加工性に優れるためである。
It is preferable that the binder resin having an OH group used for the
OH基を有するポリエステル樹脂としては、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及び変成アルキド樹脂等が用いられる。アルキド樹脂は、無水フタル酸などの多塩基酸とグリセリンなどの多価アルコールとの縮合物を骨格とし、これを脂肪酸の油脂で変性した樹脂である。用いる油脂の種類と含有量によって、アルキド樹脂は、短油性アルキド樹脂、中油性アルキド樹脂、長油性アルキド樹脂及び超長油性アルキド樹脂に分類される。不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和多塩基酸又は飽和多塩基酸とグリコール類をエステル化することによって合成される。多塩基酸の例としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びアジピン酸が用いられ、グリコール類としては、プロピレングリコールが挙げられる。変成アルキド樹脂としては、天然樹脂、フェノール樹脂又はスチレンなどの重合性モノマーで変成された樹脂を用いることができる。OH基を有するポリエステル樹脂としては、一般に公知のポリエステル樹脂を用いることができる。 As the polyester resin having an OH group, an alkyd resin, an unsaturated polyester resin, a modified alkyd resin and the like are used. The alkyd resin is a resin in which a condensate of a polybasic acid such as phthalic anhydride and a polyhydric alcohol such as glycerin is used as a skeleton and modified with fatty acid fats and oils. The alkyd resin is classified into a short oil alkyd resin, a medium oil alkyd resin, a long oil alkyd resin and an ultra long oil alkyd resin according to the type and content of the fat and oil used. Unsaturated polyester resins are synthesized by esterifying unsaturated polybasic acids or saturated polybasic acids with glycols. Examples of polybasic acids include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid and adipic acid, and examples of glycols include propylene glycol. As the modified alkyd resin, a resin modified with a polymerizable monomer such as a natural resin, a phenol resin or styrene can be used. As the polyester resin having an OH group, a generally known polyester resin can be used.
上記以外のポリエステル樹脂としては、例えば、東洋紡社製の「バイロンTM」(東洋紡社の登録商標)や、住化バイエルウレタン社製「デスモフェンTM」(住化バイエルウレタン社の登録商標)等の市販品を用いることができる。Examples of polyester resins other than the above include commercially available "Byron TM " manufactured by Toyobo Co., Ltd. (registered trademark of Toyobo Co., Ltd.) and "Desmophen TM " manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd. (registered trademark of Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.). Goods can be used.
塗膜3に用いるOH基を有するバインダー樹脂のTgが、7℃以上71℃以下であると、得られる塗膜3の耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性、加工部耐食性がより優れるため好適である。7℃未満であると得られる塗膜3の凝集力が不足し耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性が低下するため、好ましくない。71℃超であると、塗膜3の加工部に大きな亀裂が入り加工部耐食性が低下する場合があるため、好ましくない。このTgの範囲のブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂とを所定の温度ならびに所定量で反応させることで塗膜3のTgを制御することができる。
When the Tg of the binder resin having an OH group used for the
塗膜3に用いるポリエステル樹脂のTgが、7℃以上71℃以下であると、得られる塗膜3の耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性、加工部耐食性がより優れるため好適である。7℃未満であると得られる塗膜3の凝集力が不足し耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性が劣る。71℃超であると、塗膜3の加工部に大きな亀裂が入り加工部耐食性に劣る。このTgの範囲のブチル化メラミン樹脂とポリエステル樹脂とを所定の温度及び所定量で反応させることで塗膜3のTgを制御することができる。
When the Tg of the polyester resin used for the
塗膜3中のOH基を有するバインダー樹脂の割合は塗膜3を構成する全樹脂に対して50質量%以上95質量%以下が好ましい。OH基を有するバインダー樹脂が50質量%以上では、OH基を有するバインダー樹脂とブチル化メラミン樹脂との反応が進み、塗膜3が剥がれにくくなるため、好ましい。また、OH基を有するバインダー樹脂が50質量%以上とすることで、塗膜3のTgを25℃以上に調整することができるため、好ましい。OH基を有するバインダー樹脂の割合が95質量%以下とすることで、加工部耐食性が向上する。また、OH基を有するバインダー樹脂の割合が95質量%以下とすることで、塗膜3のTgが80℃以下に調整することができる。
The proportion of the binder resin having an OH group in the
塗膜3中のOH基を有するポリエステル樹脂の割合は、塗膜3を構成する全樹脂に対して50質量%以上95質量%以下が好ましい。
The proportion of the polyester resin having an OH group in the
塗膜3に用いることができるブチル化メラミン樹脂は、下記式(1)で表す構成単位のR1〜R6のうち、1つ以上が−CH2OC3H7である。式中、−CH2OC3H7ではないRは、H、CH2OH、CH2OCH3から選ばれる基となることができる。ブチル化メラミン樹脂は、市販されているブチル化メラミン樹脂等を用いることができる。ブチル化メラミン樹脂は、通常、水には溶けないため有機溶剤を溶媒とした塗料として用いる。As the butylated melamine resin that can be used for the
塗膜3中のブチル化メラミン樹脂は、塗膜3を構成する全樹脂に対して5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。ブチル化メラミン樹脂が5質量%以上では、ブチル化メラミン樹脂とOH基を有するバインダー樹脂との反応が進み、塗膜3がはがれにくくなり、加工部耐食性が向上するため、好ましい。ブチル化メラミン樹脂が50質量%以下とすることで、加工部耐食性が向上するため、好ましい。
The butylated melamine resin in the
本発明の塗膜3は、さらにメチル化メラミン樹脂を含有してもよい。メチル化メラミン樹脂をブチル化メラミン樹脂と併用することで耐溶剤性が優れるためより好適である。ここで、メチル化メラミン樹脂は下記式(2)で表す構成単位のR1〜R6のうち、1つ以上が−CH2OCH3である。式中、−CH2OCH3ではないRは、H、CH2OHから選ばれる基となることができる。The
塗膜3中にカーボンブラックを、塗膜3の全固形分に対して1質量%〜20質量%含有してもよい。カーボンブラックを含有しない場合よりもカーボンブラックを含有したほうが塗膜の意匠性に優れるため、カーボンブラックは好適である。
Carbon black may be contained in the
使用することができるカーボンブラックには、特に制限はないが、例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等、公知のカーボンブラックを使用することができる。また、公知のオゾン処理、プラズマ処理、液相酸化処理されたカーボンブラックも使用することができる。 The carbon black that can be used is not particularly limited, and for example, known carbon blacks such as furnace black, ketjen black, acetylene black, and channel black can be used. Further, known carbon blacks that have been subjected to ozone treatment, plasma treatment, or liquid phase oxidation treatment can also be used.
塗膜3を製造するのに用いる塗料中にシランカップリング剤を含有させてもよい。シランカップリング剤を添加すると、シランカップリング剤の分解によって生じたシロキサンオリゴマーによって、めっき層2と塗膜3との密着性が向上するため好適である。分解によって生じたシロキサンオリゴマーはめっき層2表面の水酸基や塗膜3中の樹脂などと反応する。即ち、シロキサンオリゴマーとめっき層2表面の水酸基や塗膜3中の樹脂との反応物であるシランカップリング剤の付加物を形成する。塗料中のシランカップリング剤の量は、好ましくは塗料の質量の1質量%〜20質量%である。
A silane coupling agent may be contained in the paint used for producing the
シランカップリング剤としては一般的なシランカップリング剤を用いることができる。シランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−〔2−(ビニルベンジルアミノ)エチル〕−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカブトプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、オクタデシルジメチル[3−(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル[3−(メチルジメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル[3−(トリエトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、オクタデシルジメチル[3−(メチルジエトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等を用いることができる。 As the silane coupling agent, a general silane coupling agent can be used. Examples of the silane coupling agent include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylethoxysilane, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane, 2- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -Γ-Aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercabutpropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-amino Ethyl) Aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldiethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane , Γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -Γ-Aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane , N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltri Ethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, methyltrimethoxy Silane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyl Methyldiethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxy Silane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (methyldimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (Triethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, octadecyldimethyl [3- (methyldiethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyl Dichlorosilane, trimethylchlorosilane and the like can be used.
塗膜3の膜厚は、5μm超20μm以下であることが好ましく、この範囲で、塗膜3の耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性に優れるため、この範囲が好適である。5μm以下では、バリア性が小さくなり、耐汗性が劣るため好ましくない。また、20μmを超えると内部応力が大きくなりめっき層2との密着性が劣り、耐端面塗膜凝集剥離性が劣るため、好ましくない。なお、塗膜3の膜厚は、電子顕微鏡で2000倍で断面観察して、塗膜部分の面積を塗膜の長手方向の長さで割り算することで求めることができる。なお、塗膜部分の面積は、断面観察して得られた画像を市販の画像解析ソフトで分析することで得られる。
The film thickness of the
塗膜3はOH基を有するバインダー樹脂とは別にさらにエポキシ樹脂を含有してもよい。エポキシ樹脂を用いることによりエポキシ基がめっき層2の表面と結合することにより耐汗性、密着性がより優れるため好適である。
The
エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。 As the epoxy resin, a known epoxy resin can be used. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolak type epoxy resin and the like can be mentioned.
塗膜3は防錆顔料を含んでもよい。防錆顔料は一般的に亜鉛系めっきに適用されている公知の顔料を使用することができる。例えば、リン系、シリカ系、バナジウム系などが挙げられる。
The
本発明の実施形態に係るプレコート鋼板10を塗膜3の表面を始点として鋼板1を終点とする測定範囲でグロー放電発光分析法(GDS)を用いてZn濃度と炭素(C)濃度とを測定したとき、Zn濃度が前述の測定範囲で最大値となる深さ位置Aを始点として、Zn濃度が最大値の5%であり、かつ、前記深さ位置Aよりも鋼板側に位置する深さ位置Bを終点とする範囲で、C濃度が常に1atomic%以上(GDSで検出できる元素中(C、Fe、H、N、Na、Ni、O、P、S、Si、Ti、V、Zn)に占めるC濃度の割合)であり、深さ位置Aにおいて、Zn濃度に対するC濃度の割合が8%以上である。
図2は、本発明の実施形態に係るプレコート鋼板10をグロー放電発光法で測定して得られるV、Zn及びCの深さ方向の濃度分布を示す図である。横軸は、塗膜3表面からの深さを示し、縦軸は各元素の濃度の変化を示す。図2に示されるように、プレコート鋼板10は、深さ位置Aを始点とし深さ位置Bを終点とする範囲でC濃度が常に1atomic%以上であり、深さ位置AにおいてZn濃度に対するCの濃度の割合が8%以上という関係を満たす。この関係を満たすことは、OH基を有するバインダー樹脂とメラミン樹脂とがめっき層2中に空隙なく入り込んでいることを示す。OH基を有するバインダー樹脂とメラミン樹脂とがめっき層2中に入り込むことで、十分なアンカー効果が得られ、塗膜3とめっき層2との密着性が大きく改善される。Using the
FIG. 2 is a diagram showing the concentration distributions of V, Zn and C in the depth direction obtained by measuring the
(製膜方法)
塗膜3の製造に用いられる塗料の塗布方法は、例えば、バーコーター法、ロールコート法、リンガーロールコート法、エアースプレー法、エアーレススプレー法、浸漬法等の周知の方法が利用できる。めっき層2の形成、洗浄及び乾燥した後に、塗料の塗布を行う。めっき層2の乾燥後、120秒以内に塗料の塗布を行うことが好ましい。一般的に、めっき層2の乾燥後直ぐに塗布しない場合は、防錆のため塗油して保管し、脱脂してから塗装することが多い。しかしながら、脱脂する場合はめっき層2形成直後よりも表面活性が低く、塗膜3の樹脂がめっき層2に入り込みにくいことがある。また、めっき層2の乾燥後120秒を過ぎる場合も表面活性が低く、塗膜3の樹脂がめっき層2に入り込みにくいことがある。めっき層2を形成し乾燥後、塗料を塗布するまでの時間が120秒以下であると、めっき層2と塗膜3の密着性が優れるため、めっき層2と塗膜3間での塗膜3の界面剥離を抑制することができる。特にプレコート鋼板10端面のしごき加工時に、凝集破壊による塗膜剥離ではなく、塗膜3とめっき層2との界面剥離が発生することがあり、これを抑制することができる。(Film formation method)
As a method for applying the paint used for producing the
塗料の動的表面張力を15mN/m以上30mN/m以下に調整する。塗料の動的表面張力が15mN/m未満及び、30mN/m超の場合、めっき層2の凹凸へ塗料が入り込むことができないため、好ましくない。
The dynamic surface tension of the paint is adjusted to 15 mN / m or more and 30 mN / m or less. When the dynamic surface tension of the paint is less than 15 mN / m and more than 30 mN / m, the paint cannot penetrate into the unevenness of the
塗料の動的表面張力の調整には界面活性剤(消泡剤やレベリング剤も含む)を利用することが好ましい。界面活性剤は公知の界面活性剤が使用でき、市販されている界面活性剤としては、BYK社のBYK−333、BYK−307や花王社のエルマゲン、日信化学社のサーフィノールなどが知られるが、その他にも多数あり、用いる塗料に応じて適宜添加することができる。また、希釈や他溶媒を混合するなどの界面活性剤を用いる以外の調整方法であってもかまわない。 It is preferable to use a surfactant (including a defoaming agent and a leveling agent) for adjusting the dynamic surface tension of the paint. Known surfactants can be used as the surfactants, and commercially available surfactants include BYK-333 and BYK-307 from BYK, Ermagen from Kao, and Surfinol from Nissin Chemicals. However, there are many others, and they can be added as appropriate depending on the paint used. Further, an adjustment method other than using a surfactant such as dilution or mixing with another solvent may be used.
塗膜3を製造するのに用いる塗料の乾燥方法は、特に制限はなく、熱風、誘導加熱、近赤外線、直火等を単独もしくは組み合わせて使用することができる。
The method for drying the paint used to produce the
塗料は加熱により硬化され、当業者であれば、加熱温度と保持時間を適宜制御することでTgを調整可能である。塗料は加熱温度(到達板温度)が150℃以上250℃以下で加熱される。150℃未満であると、塗膜の硬化が不十分であり耐溶剤性に劣り、250℃超であると塗膜が分解し耐溶剤性に劣る。保持時間は8秒〜120秒である。保持時間とは設定した温度に達した後に加熱を保持している時間である。保持時間120秒超の場合、塗膜3のTgが80℃超になることがあるため、好ましくない。保持時間8秒未満の場合、塗膜3のTgが25℃未満になることがあるため好ましくない。
The paint is cured by heating, and those skilled in the art can adjust the Tg by appropriately controlling the heating temperature and the holding time. The paint is heated at a heating temperature (reaching plate temperature) of 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. If it is less than 150 ° C., the coating film is insufficiently cured and the solvent resistance is inferior, and if it is more than 250 ° C., the coating film is decomposed and the solvent resistance is inferior. The holding time is 8 seconds to 120 seconds. The holding time is the time for holding the heating after reaching the set temperature. If the holding time exceeds 120 seconds, the Tg of the
以下に本発明の実施例の詳細について記載する。
[実施例1]
1.鋼板
鋼板としては、JIS G 3141記載の一般冷延鋼板の絞り用であるSPCDで板厚0.8mmの鋼板を用いた。
2.めっき層
ZnイオンおよびVイオンを含む溶液Aと、ZnイオンおよびZrイオンを含む溶液Bを作製した。溶液Aは硫酸の中に硫酸Znと酸化バナジルとを混合することで作製し、溶液Bは、硫酸の中に硫酸Znと硝酸ジルコニルとを混合することで作製した。めっき層の成分はこれらの溶液成分の量によって調整した。pHは硫酸の量と水酸化Naの量で調整した。この溶液を用いて、上記鋼板上に陰極電解処理(電流密度20〜150A/dm2)によりめっき層を形成した。形成されためっき層中の各成分はICP発光分光分析法で同定し、確認した。
作製した溶液の成分を表1に、めっき層の成分を表2に記載する。なお、表1において、各イオンの質量(g/L)は、使用した硫酸Zn、酸化バナジル、硝酸ジルコニルの質量から換算した。Details of the examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
1. 1. Steel plate As the steel plate, a steel plate having a thickness of 0.8 mm was used as the SPCD for drawing the general cold-rolled steel sheet described in JIS G 3141.
2. Plating layer Solution A containing Zn ions and V ions and solution B containing Zn ions and Zr ions were prepared. Solution A was prepared by mixing Zn sulfate and vanadyl oxide in sulfuric acid, and solution B was prepared by mixing Zn sulfate and zirconyl nitrate in sulfuric acid. The components of the plating layer were adjusted according to the amount of these solution components. The pH was adjusted by the amount of sulfuric acid and the amount of sodium hydroxide. Using this solution, a plating layer was formed on the steel sheet by cathode electrolysis treatment (
The components of the prepared solution are shown in Table 1, and the components of the plating layer are shown in Table 2. In Table 1, the mass (g / L) of each ion was converted from the mass of Zn sulfate, vanadyl oxide, and zirconyl nitrate used.
3.塗膜
塗料はソルベッソ150を溶剤として、表3−1、表3−2、表3−3に記載の樹脂と、場合によって表4に記載の無機顔料を混合し撹拌して作製した(固形分30%)。表3−2中のサイメル327及びサイメル325はメチル化メラミン樹脂、マイコート506はブチル化メラミン樹脂である。作製した塗料を表5に記載する。(サーフィノール104を除いた固形分の量で記載した。)なお、塗料32及び33は溶媒の95%以上が水である水系塗料である(固形分30%)。3. 3. The coating film coating material was prepared by mixing and stirring the resins shown in Tables 3-1 and 3-2 and 3-3 and, in some cases, the inorganic pigments shown in Table 4 using Solbesso 150 as a solvent (solid content). 30%). In Table 3-2, Cymel 327 and Cymel 325 are methylated melamine resins, and Mycoat 506 is a butylated melamine resin. The prepared paints are shown in Table 5. (The amount of the solid content excluding the surfinol 104 is described.) The paints 32 and 33 are water-based paints in which 95% or more of the solvent is water (solid content 30%).
上記2.の条件でめっき層を作成し、表6に記載の乾燥条件(めっき作成後乾燥までの時間と乾燥温度)でめっき層を乾燥させた後、表5に記載の塗料をバーコーターで厚さ10μmとなるように塗布し、その後、加熱温度(到達板温度)が30秒で200℃になるよう熱風炉で加温し8〜120秒保持した。その後水に浸漬し冷却することで塗膜を形成させた。塗料の動的表面張力の調整は界面活性剤「サーフィノール104(日信化学社製)」を使用した。作製したプレコート鋼板の塗膜について表6に記載する。 Above 2. After preparing the plating layer under the conditions shown in Table 6 and drying the plating layer under the drying conditions shown in Table 6 (time from preparation of plating to drying and drying temperature), the paint shown in Table 5 was coated with a bar coater to a thickness of 10 μm. Then, it was heated in a hot air furnace so that the heating temperature (reaching plate temperature) became 200 ° C. in 30 seconds and held for 8 to 120 seconds. Then, it was immersed in water and cooled to form a coating film. A surfactant "Surfinol 104 (manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.)" was used to adjust the dynamic surface tension of the paint. Table 6 shows the coating film of the prepared precoated steel sheet.
塗膜のTgは剛体振り子試験機を用いてISO 12013−2:塗膜の熱的性質(Tg、硬度)の測定方法に準じて測定した。評価結果を表6に記載する。 The Tg of the coating film was measured using a rigid pendulum tester according to ISO 12013-2: the method for measuring the thermal properties (Tg, hardness) of the coating film. The evaluation results are shown in Table 6.
塗料の動的表面張力は、協和界面科学社製BP−D5(最大泡圧法)によって測定し、最小泡圧から最大泡圧になるまでの時間は100msとした。評価結果を表6に記載する。 The dynamic surface tension of the paint was measured by BP-D5 (maximum foam pressure method) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., and the time from the minimum foam pressure to the maximum foam pressure was 100 ms. The evaluation results are shown in Table 6.
塗膜のGDS測定は堀場製作所社製のGD−PROFILER2を用い、放電電力35W、アルゴン圧力600Paの条件で、塗膜の表面を始点とし、鋼板を終点として深さ方向のスペクトル強度を測定した。Zn濃度がこの測定範囲で最大値となる深さ位置Aを始点として、Zn濃度が最大値の5%であり、かつ、前記深さ位置Aよりも鋼板側に位置する深さ位置Bを終点とする範囲で、C濃度が常に1atomic%以上であり、深さ位置Aにおいて、Zn濃度に対するC濃度の割合が8%以上である場合をGood、8%未満の場合をBadとした。評価結果を表6−1及び6−2に記載する。 For the GDS measurement of the coating film, GD-PROFILER2 manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd. was used, and the spectral intensity in the depth direction was measured with the surface of the coating film as the starting point and the steel plate as the ending point under the conditions of a discharge power of 35 W and an argon pressure of 600 Pa. Starting from the depth position A where the Zn concentration is the maximum value in this measurement range, the end point is the depth position B where the Zn concentration is 5% of the maximum value and is located on the steel plate side of the depth position A. The case where the C concentration was always 1 atomic% or more and the ratio of the C concentration to the Zn concentration at the depth position A was 8% or more was Good, and the case where it was less than 8% was Bad. The evaluation results are shown in Tables 6-1 and 6-2.
試験1.耐汗性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を50×100mmに切断した試験片に人工汗液(D法)(JIS L 0848)を、0.05mlを滴下し、40度相対湿度98%の条件で24時間後放置した後、滴下痕の状態を下記の評価基準で評価した。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:跡残りなし。
4:極僅かに跡が付く(斜めから見て跡が判別できるレベル)
3:僅かに跡が付く(正面から見て跡が判別できるレベル)
2:明確に跡が付く。(瞬時に跡が判別できるレベル)
1:鋼板が露出。Test 1. Sweat resistance 0.05 ml of artificial sweat solution (Method D) (JIS L 0848) was added dropwise to a test piece obtained by cutting a precoated steel sheet prepared under the conditions shown in Tables 6-1 and 6-2 to a size of 50 × 100 mm. After being left for 24 hours under the condition of 40 degrees and 98% relative humidity, the state of the dripping marks was evaluated according to the following evaluation criteria. The pass was 3 or more according to the following evaluation criteria.
5: No trace left.
4: Very slight traces are left (level at which traces can be discerned when viewed from an angle)
3: Slight marks are left (level at which the marks can be discerned when viewed from the front)
2: There is a clear mark. (Level at which traces can be identified instantly)
1: The steel plate is exposed.
試験2.耐疵つき性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を50×100mmに切断した試験片をラビングテスターに設置後、ラビングテスターの摺動冶具先端に右川ゴム製造所社製の円柱状の消しゴムを取り付け、16Nの荷重で100往復擦った後の皮膜状態を下記の評価基準で評価した。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:鋼板の露出がない。
4:鋼板の露出幅が1mm未満である。
3:鋼板の露出幅が1mm以上2mm未満である。
2:鋼板の露出幅が2mm以上3mm未満である。
1:鋼板の露出幅が4mm以上である。
5: The steel plate is not exposed.
4: The exposed width of the steel plate is less than 1 mm.
3: The exposed width of the steel plate is 1 mm or more and less than 2 mm.
2: The exposed width of the steel plate is 2 mm or more and less than 3 mm.
1: The exposed width of the steel plate is 4 mm or more.
試験3.加工部耐食性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を50×50mmに切断した試験板をエリクセンテスターにて7mm押し出し加工し、試験板のエッジと裏面をテープシールし、塩水噴霧試験(SST)(JIS−Z−2371)を行った。24時間後の白錆発生状況を観察し下記基準で評価した。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:錆発生なし。
4:錆発生面積が1%未満である。
3:錆発生面積が1%以上、5%未満である。
2:錆発生面積が5%以上、10%未満である。
1:錆発生面積が10%以上である。
5: No rust.
4: Rust generation area is less than 1%.
3: The rust generation area is 1% or more and less than 5%.
2: The rust generation area is 5% or more and less than 10%.
1: The rust generation area is 10% or more.
試験4.耐端面塗膜凝集剥離性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を切断し、切断した鋼板の下側に形成された下バリ部をさらに金型を用いてバリ方向(切断したときに生じるかえりの方向)に加工した後、端面部の塗膜にテープをしっかり貼り、テープ剥離後を目視で観察し、塗膜のはがれの有無を調べた。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:塗膜が全く剥がれていない。
4:塗膜の剥がれがテープを貼付した面積の10%未満である。
3:塗膜の剥がれがテープを貼付した面積の10%以上30%未満である。
2:塗膜の剥がれがテープを貼付した面積の30%以上50%未満である。
1:塗膜の剥がれがテープを貼付した面積の50%以上である。Test 4. End face coating film coagulation peeling property The precoated steel sheet prepared under the conditions shown in Tables 6-1 and 6-2 is cut, and the lower burr portion formed on the lower side of the cut steel sheet is further burred using a mold. After processing in (the direction of the burr that occurs when cut), the tape was firmly attached to the coating film on the end face, and after the tape was peeled off, the presence or absence of peeling of the coating film was examined. The pass was 3 or more according to the following evaluation criteria.
5: The coating film has not peeled off at all.
4: The peeling of the coating film is less than 10% of the area where the tape is attached.
3: The peeling of the coating film is 10% or more and less than 30% of the area where the tape is attached.
2: The peeling of the coating film is 30% or more and less than 50% of the area where the tape is attached.
1: The peeling of the coating film is 50% or more of the area where the tape is attached.
試験5.耐溶剤性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を50×50mmに切断した試験板をラビングテスターに設置後、エタノールを含浸させた脱脂綿を49.03kPa(0.5kgf/cm2)の荷重で10往復擦った後の塗膜状態を下記の評価基準で評価した。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:擦り面に全く跡が付かない。
4:擦り面に極僅かに跡が付く(目を凝らして何とか擦り跡が判別できるレベル)。
3:擦り面に僅かに跡が付く(目を凝らすと容易に擦り跡が判別できるレベル)。
2:擦り面に明確な跡が付く(瞬時に擦り跡が判別できるレベル)。
1:擦り面で塗膜が溶解し、下地が露出する。Test 5. Solvent resistance A test plate obtained by cutting a precoated steel sheet prepared under the conditions shown in Tables 6-1 and 6-2 into a size of 50 × 50 mm is placed on a rubbing tester, and then cotton wool impregnated with ethanol is applied at 49.03 kPa (0.5 kgf). The state of the coating film after rubbing 10 times with a load of / cm 2) was evaluated according to the following evaluation criteria. The pass was 3 or more according to the following evaluation criteria.
5: No marks are left on the rubbing surface.
4: Very slight marks are left on the rubbing surface (a level at which the rubbing marks can be discerned by squinting).
3: Slight marks are left on the rubbing surface (a level at which the rubbing marks can be easily identified by squinting).
2: A clear mark is left on the rubbing surface (a level at which the rubbing mark can be instantly identified).
1: The coating film melts on the rubbing surface and the base is exposed.
試験6.密着性
表6−1及び6−2に記載の条件で作製したプレコート鋼板を、幅5cmに切断した試験片について、JIS.G3312に準じた試験方法で20℃の雰囲気中で2T曲げを行った。その加工部に対し、テープ剥離試験(使用したテープ:ニチバン社製テープ)を実施し、塗膜剥離の発生状況を観察した。合格は下記の評価基準で3以上とした。
5:剥離無し
4:剥離した塗膜がテープを貼付した面積の5%未満である。
3:剥離した塗膜がテープを貼付した面積の5%以上20%未満である。
2:剥離した塗膜がテープを貼付した面積の20%以上50%未満である。
1:剥離した塗膜がテープを貼付した面積の50%以上70%未満である。
5: No peeling 4: The peeled coating film is less than 5% of the area where the tape is attached.
3: The peeled coating film is 5% or more and less than 20% of the area to which the tape is attached.
2: The peeled coating film is 20% or more and less than 50% of the area to which the tape is attached.
1: The peeled coating film is 50% or more and less than 70% of the area to which the tape is attached.
上記試験の評価結果を、表7−1及び7−2にまとめる。表7−1及び7−2からわかるように本発明の実施例(発明例)はいずれも耐汗性、耐疵つき性、加工部耐食性、耐溶剤性、密着性に優れていた。 The evaluation results of the above tests are summarized in Tables 7-1 and 7-2. As can be seen from Tables 7-1 and 7-2, all of the examples (invention examples) of the present invention were excellent in sweat resistance, scratch resistance, corrosion resistance of the processed portion, solvent resistance, and adhesion.
比較例1〜5は、めっき層にVやZrを含まなかったため、耐疵付き性や加工部耐食性が劣る結果となった。
比較例6は塗膜中にOH基を有するバインダー樹脂を含有しないため、耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性などが劣る結果となった。
比較例7、9は、塗膜のTgが低かったため、耐汗性、耐端面塗膜凝集剥離性などが劣る結果となった。なお、比較例7で用いられた塗料2は、実施例15で用いられた塗料3と同一の組成である。比較例7のTgは、加熱条件の調整によって、実施例15のTgより低くなっている。
比較例8、10は、塗膜のTgが高かったため、加工部耐食性が劣る結果となった。
比較例11は、塗膜中にブチル化メラミン樹脂を含有しないため、加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性などが劣る結果となった。
比較例12、13は、塗膜のTgが低かったため、耐端面塗膜凝集剥離性が劣る結果となった。
比較例14、15は、塗膜中にブチル化メラミン樹脂を含有しないため、加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性、密着性が劣る結果となった。
比較例16は、メラミン樹脂を含有していないため、加工部耐食性と耐端面塗膜凝集剥離性、密着性が劣る結果となった。In Comparative Examples 1 to 5, since V and Zr were not contained in the plating layer, the scratch resistance and the corrosion resistance of the processed portion were inferior.
In Comparative Example 6, since the coating film did not contain a binder resin having an OH group, the sweat resistance and the end face coating film coagulation peeling property were inferior.
In Comparative Examples 7 and 9, since the Tg of the coating film was low, the sweat resistance and the end face coating film coagulation peeling property were inferior. The
In Comparative Examples 8 and 10, since the Tg of the coating film was high, the corrosion resistance of the processed portion was inferior.
In Comparative Example 11, since the butylated melamine resin was not contained in the coating film, the corrosion resistance of the processed portion and the cohesive peeling property of the end face coating film were inferior.
In Comparative Examples 12 and 13, since the Tg of the coating film was low, the result was that the end face coating film coagulation peeling property was inferior.
In Comparative Examples 14 and 15, since the butylated melamine resin was not contained in the coating film, the corrosion resistance of the processed portion, the cohesive peeling property of the end face coating film, and the adhesion were inferior.
Since Comparative Example 16 does not contain a melamine resin, the result is that the corrosion resistance of the processed portion, the cohesive peeling property of the end face coating film, and the adhesion are inferior.
本発明のプレコート鋼板は、耐疵付き性、耐汗性、加工部耐食性、耐端面凝集剥離性に優れているため、自動車用、家電用、建材用、土木用、機械用、家具用、容器用等で極めて有用である。 Since the pre-coated steel sheet of the present invention is excellent in scratch resistance, sweat resistance, corrosion resistance of processed parts, and end face coagulation peeling resistance, it is used for automobiles, home appliances, building materials, civil engineering, machinery, furniture, and containers. It is extremely useful for applications.
1 鋼板
2 めっき層
3 塗膜
10 プレコート鋼板1
Claims (11)
前記鋼板の少なくとも一方の表面に、バナジウム及びジルコニウムの1種以上と亜鉛とを含有するめっき層と、
前記めっき層の直上に形成され、ガラス転移温度が25℃〜80℃であり、ブチル化メラミン樹脂及びOH基を有するバインダー樹脂からなる硬化物を含む塗膜と、
を備えるプレコート鋼板。 Steel plate and
A plating layer containing one or more of vanadium and zirconium and zinc on at least one surface of the steel sheet.
A coating film formed directly above the plating layer, having a glass transition temperature of 25 ° C. to 80 ° C., and containing a cured product composed of a butylated melamine resin and a binder resin having an OH group.
Pre-coated steel sheet with.
亜鉛濃度が前記測定範囲で最大値となる深さ位置Aを始点として、亜鉛濃度が前記最大値の5%であり、かつ、前記深さ位置Aよりも鋼板側に位置する深さ位置Bを終点とする範囲で、炭素濃度が常に1atomic%以上であり、
前記深さ位置Aにおいて、前記亜鉛濃度に対する前記炭素濃度の割合が8%以上である請求項1に記載のプレコート鋼板。 When the zinc concentration and carbon concentration are measured using the glow discharge emission analysis method in the measurement range starting from the surface of the coating film and ending at the steel sheet.
Starting from the depth position A where the zinc concentration is the maximum value in the measurement range, the depth position B where the zinc concentration is 5% of the maximum value and is located on the steel plate side of the depth position A is set. In the range of the end point, the carbon concentration is always 1 atomic% or more,
The precoated steel sheet according to claim 1, wherein the ratio of the carbon concentration to the zinc concentration at the depth position A is 8% or more.
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