特許 5908770 前処理ステンレス鋼板の製造方法、それによって得られる前処理ステンレス鋼板、および塗装ステンレス鋼板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5908770

(24)【登録日】2016年4月1日

(45)【発行日】2016年4月26日

(54)【発明の名称】前処理ステンレス鋼板の製造方法、それによって得られる前処理ステンレス鋼板、および塗装ステンレス鋼板

(51)【国際特許分類】

   C23C 28/00 20060101AFI20160412BHJP

   B32B 15/08 20060101ALI20160412BHJP

【ＦＩ】

   C23C28/00 B

   B32B15/08 A

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-71463(P2012-71463)

(22)【出願日】2012年3月27日

(65)【公開番号】特開2013-204056(P2013-204056A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】中村 浩茂

(72)【発明者】

【氏名】河原 菜穂

(72)【発明者】

【氏名】尾和 克美

(72)【発明者】

【氏名】上田 耕一郎

【審査官】 伊藤 寿美

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５３２６５９４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３１３２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ２２／００−３０／００

Ｂ３２Ｂ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステンレス鋼板の表面に、ケイ酸塩のみをＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２析出させる工程と、
前記ケイ酸塩のみを析出させた前記ステンレス鋼板の表面に、シランカップリング剤および有機樹脂を含有する処理液を塗布して、皮膜を形成する工程と、
を有する、前処理ステンレス鋼板の製造方法。

【請求項2】

前記ケイ酸塩のみを析出させる工程は、
前記ステンレス鋼板の表面に、Ｓｉ換算で０．５〜１０ｇ／Ｌのケイ酸塩を含有し、かつｐＨが９〜１４、液温が４０〜８０℃の第１処理液を接触させる工程と、
前記第１処理液を接触させた前記ステンレス鋼板の表面に、Ｓｉ換算で０．０１〜０．５ｇ／Ｌのケイ酸塩を含み、かつ液温が４０〜８０℃の第２処理液を接触させる工程と、
を含む、
請求項１に記載の前処理ステンレス鋼板の製造方法。

【請求項3】

前記ケイ酸塩のみを析出させる工程の後、かつ前記皮膜を形成する工程の前に、前記ステンレス鋼板の表面を、ケイ酸塩の濃度がＳｉ換算で０．０１ｇ／Ｌ未満の第３処理液で洗浄する工程をさらに有する、請求項１に記載の前処理ステンレス鋼板の製造方法。

【請求項4】

ステンレス鋼板と、
前記ステンレス鋼板の表面に、ケイ酸塩のみがＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２析出したケイ酸塩層と、
前記ケイ酸塩層の上に形成された、シランカップリング剤および有機樹脂を含有する皮膜と、
を有する、前処理ステンレス鋼板。

【請求項5】

請求項４に記載の前処理ステンレス鋼板と、
前記皮膜の上に形成された塗膜と、
を有する、塗装ステンレス鋼板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化成処理ステンレス鋼板の製造方法、およびそれによって得られる化成処理ステンレス鋼板に関する。また、本発明は、前記化成処理鋼板を含む塗装ステンレス鋼板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属板の表面に塗膜を形成した塗装金属板は、建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などに使用されている。塗装金属板は、金属板の表面を洗浄する工程と、洗浄した金属板の表面に、化成処理液を用いて化成処理皮膜を形成する工程と、化成処理皮膜の表面に、塗膜を形成する工程とにより製造されうる。塗装金属板は、用途に応じて、金属板の種類や塗膜の組成を適宜選択して製造される。

【0003】

特許文献１には、シランカップリング剤を含有する化成処理液を用いて製造された塗装金属板が記載されている。特許文献１の塗装金属板は、金属板の表面に付着した油汚れをアルカリ脱脂剤などで洗浄し、化成処理液を用いて化成処理皮膜を形成した後、塗膜を形成することで製造される。また、特許文献１に記載の塗装金属板の製造方法では、金属板の表面にアルカリ脱脂剤がなるべく残留しないように水洗している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２７５２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の塗装金属板では、塗装原板として様々な金属板を使用できると説明されている。しかしながら、金属板の表面状態は金属板ごとに異なるため、各金属板で化成処理皮膜の密着性が異なっていた。特に、金属板がステンレス鋼板であった場合には、アルカリ脱脂のみを施しても、化成処理皮膜の密着性が十分でないことがある。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、密着性に優れる化成処理皮膜を安定して形成することができる化成処理ステンレス鋼板の製造方法、それによって得られる化成処理ステンレス鋼板を提供することを目的とする。また、本発明は、前記化成処理ステンレス鋼板を含む塗装ステンレス鋼板を提供することも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、ステンレス鋼板の表面に所定量のケイ酸塩を析出させることで、上記課題を解決することができることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。

【0008】

すなわち、本発明は、以下の化成処理ステンレス鋼板の製造方法に関する。
［１］ステンレス鋼板の表面に、ケイ酸塩をＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２析出させる工程と、前記ケイ酸塩を析出させた前記ステンレス鋼板の表面に、シランカップリング剤および有機樹脂を含有する化成処理液を塗布して、化成処理皮膜を形成する工程と、を有する、化成処理ステンレス鋼板の製造方法。
［２］前記ケイ酸塩を析出させる工程は、前記ステンレス鋼板の表面に、Ｓｉ換算で０．５〜１０ｇ／Ｌのケイ酸塩を含有し、かつｐＨが９〜１４、液温が４０〜８０℃の第１処理液を接触させる工程と、前記第１処理液で処理した前記ステンレス鋼板の表面に、Ｓｉ換算で０．０１〜０．５ｇ／Ｌのケイ酸塩を含み、かつ液温が４０〜８０℃の第２処理液を接触させる工程と、を含む、［１］に記載の化成処理ステンレス鋼板の製造方法。
［３］前記ケイ酸塩を析出させる工程の後、かつ前記化成処理皮膜を形成する工程の前に、前記ステンレス鋼板の表面を、ケイ酸塩の濃度がＳｉ換算で０．０１ｇ／Ｌ未満の第３処理液で洗浄する工程をさらに有する、［１］または［２］に記載の化成処理ステンレス鋼板の製造方法。

【0009】

また、本発明は、以下の化成処理ステンレス鋼板に関する。
［４］ステンレス鋼板と、前記ステンレス鋼板の表面に、ケイ酸塩がＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２析出したケイ酸塩層と、前記ケイ酸塩層の上に形成された、シランカップリング剤および有機樹脂を含有する化成処理皮膜と、を有する、化成処理ステンレス鋼板。

【0010】

さらに、本発明は、以下の塗装ステンレス鋼板に関する。
［５］［４］に記載の化成処理ステンレス鋼板と、前記化成処理皮膜の上に形成された塗膜と、を有する、塗装ステンレス鋼板。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、化成処理皮膜の密着性に優れる化成処理ステンレス鋼板および塗装ステンレス鋼板を安定して提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．化成処理ステンレス鋼板の製造方法
本発明の化成処理ステンレス鋼板の製造方法は、ステンレス鋼板の表面にケイ酸塩を析出させる工程と、ステンレス鋼板の表面に化成処理皮膜を形成する工程と、を有する。また、ケイ酸塩を析出させた後、化成処理皮膜を形成する前に、ステンレス鋼板の表面を洗浄する工程を有していてもよい。以下、各工程について、詳細に説明する。

【0013】

（１）第１工程
第１工程では、ステンレス鋼板の表面に、Ｓｉ換算付着量で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２のケイ酸塩を析出させる。たとえば、第１工程は、ステンレス鋼板の表面に高濃度のケイ酸塩を含有する水溶液（第１処理液）を接触させる工程と、第１処理液で処理したステンレス鋼板の表面に低濃度のケイ酸塩を含有する水溶液（第２処理液）を接触させる工程とにより実施される。

【0014】

ステンレス鋼板の種類は、特に限定されない。ステンレス鋼板の例には、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス鋼板、ＳＵＳ４３０ＬＸなどのＴｉやＮｂなどを添加された高純度フェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼板、ＳＵＳ４１０などのマルテンサイト系ステンレス鋼板、これらの複相系ステンレス鋼板などが含まれる。ステンレス鋼板は、表面仕上げされていてもよい。ステンレス鋼板の表面仕上げの例には、Ｎｏ．２Ｄ、Ｎｏ．２Ｂ、Ｎｏ．４、Ｎｏ．８、ＨＬ、ＢＡ、ダル仕上げ、エンボス仕上げなどが含まれる。また、ステンレス鋼板は、焼鈍し材や加工硬化させたハイテン材などの軟質な高強度ステンレス鋼を用いてもよい。さらに、ステンレス鋼板の表面は、酸洗処理されていてもよい。使用される酸洗処理液の例には、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸またはこれらを組み合わせた混合液などが含まれる。

【0015】

ステンレス鋼板の表面に、第１処理液および第２処理液を用いてケイ酸塩を析出させる場合、以下のＡ工程およびＢ工程の２段階でケイ酸塩を析出させればよい。

【0016】

［Ａ工程］
Ａ工程では、ステンレス鋼板の表面に第１処理液を接触させて、ステンレス鋼板の表面を脱脂して汚れを除去すると共に、ステンレス鋼板の表面にケイ酸塩を析出させる。

【0017】

第１処理液は、アルカリ性のケイ酸塩水溶液である。第１処理液は、さらに界面活性剤が配合されていてもよい。また、第１処理液は、必要に応じてリン酸塩、縮合リン酸塩、炭酸塩、苛性アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）などのアルカリビルダーが配合されていてもよい。

【0018】

第１処理液に配合するケイ酸塩の例には、オルソケイ酸ナトリウムなどのオルソケイ酸アルカリ金属塩、メタケイ酸ナトリウムなどのメタケイ酸アルカリ金属塩、セスキケイ酸ナトリウムなどのセスキケイ酸アルカリ金属塩などが含まれる。これらのケイ酸塩は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

【0019】

第１処理液におけるケイ酸塩の濃度は、Ｓｉ換算で０．５〜１０ｇ／Ｌの範囲内であることが好ましい。ケイ酸塩のＳｉ換算濃度が０．５ｇ／Ｌ未満の場合、ケイ酸塩を十分に析出させることができないおそれがある。一方、ケイ酸塩のＳｉ換算濃度が１０ｇ／Ｌ超の場合、ケイ酸塩の析出量を制御することが困難になるおそれがある。第１処理液中のケイ酸塩のＳｉ換算濃度は、ＩＣＰ分析によって定量することができる。

【0020】

第１処理液のｐＨは、９〜１４の範囲内であることが好ましい。第１処理液のｐＨを所定の範囲内に調整することによって、ステンレス鋼板の表面の水酸基の数を増大させて、ステンレス鋼板とケイ酸塩、またはステンレス鋼板と化成処理皮膜の密着性を向上させることができる。一方、ｐＨが９未満の場合、ステンレス鋼板の表面を十分に脱脂できないおそれがある。

【0021】

Ａ工程では、ステンレス鋼板の表面に、第１処理液を１〜３０秒間接触させる。第１処理液をステンレス鋼板の表面に接触させる方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。そのような接触方法の例には、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などが含まれる。第１処理液の温度は、４０〜８０℃の範囲内であることが好ましい。第１処理液の温度が４０℃未満の場合、ケイ酸塩を十分に析出させることができないおそれがある。また、界面活性剤を配合した場合であっても、ステンレス鋼板の表面を十分に脱脂できないおそれがある。一方、第１処理液の温度が８０℃超の場合、界面活性剤を配合しているときには、ミセルが崩壊して脂分が流出してしまうおそれがある。Ａ工程を行うことにより、ステンレス鋼板の表面を脱脂して汚れを除去すると共に、ステンレス鋼板の表面にＳｉ換算付着量で１〜５００ｍｇ／ｍ^２のケイ酸塩を析出（付着）させることができる。

【0022】

［Ｂ工程］
Ｂ工程では、第１処理液を接触させたステンレス鋼板の表面に第２処理液を接触させて、ステンレス鋼板の表面に対する密着性が不十分なケイ酸塩を除去すると共に、ステンレス鋼板の表面のケイ酸塩が析出していない部分にケイ酸塩を析出させる。

【0023】

第２処理液は、Ｓｉ換算で０．０１〜０．５ｇ／Ｌのケイ酸塩を含むケイ酸塩水溶液である。第２処理液に配合されるケイ酸塩は、第１処理液に配合したケイ酸塩と同じ塩を使用することができる。第２処理液中のケイ酸塩のＳｉ換算濃度は、ＩＣＰ分析によって定量することができる。

【0024】

Ｂ工程では、第１処理液を接触させたステンレス鋼板の表面に、第２処理液を２〜３０秒間接触させた後、乾燥させる。第２処理液をステンレス鋼板の表面に接触させる方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。そのような接触方法の例には、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などが含まれる。第２処理液の温度は、４０〜８０℃の範囲内であることが好ましい。第２処理液の温度が４０℃未満の場合、密着性が不十分なケイ酸塩を除去することができないおそれがある。一方、第２処理液の温度が８０℃超の場合、蒸発量が多くなり、第２処理液中のケイ酸塩の濃度の制御が困難になる場合がある。

【0025】

上記Ａ工程およびＢ工程により、ステンレス鋼板の表面に対して密着性に優れるケイ酸塩のみを、Ｓｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２の付着量で層状または島状に析出させることができる。ケイ酸塩の付着量は、Ｓｉ換算で０．５〜５０ｍｇ／ｍ^２の範囲内であることがより好ましい。ステンレス鋼板の表面に析出したケイ酸塩のＳｉ換算の付着量は、蛍光Ｘ線分析により定量できる。

【0026】

上記Ａ工程およびＢ工程を終えた後、ステンレス鋼板の表面をゴムロールなどで水切りする。次に説明する第２工程を行わない場合は、ステンレス鋼板の表面を乾燥させる。ステンレス鋼板を乾燥させる方法は、特に限定されず、常温乾燥、３０〜１５０℃での加熱乾燥またはブロアー乾燥のいずれであってもよい。

【0027】

（２）第２工程
前述したように、ステンレス鋼板の表面にケイ酸塩を析出させた後、化成処理皮膜を形成する前に、ステンレス鋼板の表面を水または低濃度のケイ酸塩水溶液（第３処理液）で洗浄する工程を有していてもよい。

【0028】

第２工程では、ステンレス鋼板の表面に、ケイ酸塩の濃度がＳｉ換算濃度で０．０１ｇ／Ｌ未満の第３処理液を接触させて、ステンレス鋼板の表面を洗浄する。

【0029】

第３処理液は、水、またはＳｉ換算で０．０１ｇ／Ｌ未満のケイ酸塩を含む水溶液である。第３処理液に配合されるケイ酸塩は、第１処理液に配合したケイ酸塩と同じ塩を使用することができる。第３処理液中のケイ酸塩のＳｉ換算濃度は、ＩＣＰ分析によって定量することができる。

【0030】

第２工程を行う場合、第１工程を行った後に、ステンレス鋼板の表面に第３処理液を０．５〜３秒間接触させた後、乾燥させる。第３処理液の接触時間が長すぎると、ステンレス鋼板表面のケイ酸塩の付着量が減少してしまうことから、ケイ酸塩の付着量が好適な範囲内となるように接触時間を調整する。第３処理液をステンレス鋼板の表面に接触させる方法は、特に限定されず、公知の方法から適宜選択すればよい。そのような接触方法の例には、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などが含まれる。第３処理液の温度は、４０〜８０℃の範囲内であることが好ましい。第３処理液の温度が４０℃未満の場合、ステンレス鋼板の表面に対する密着性が不十分なケイ酸塩を除去することができないおそれがある。一方、第３処理液の温度が８０℃超の場合、蒸発量が多くなり、第３処理液中のケイ酸塩の濃度の制御が困難になる場合がある。そして、上記Ｂ工程と同様に、水切りおよび乾燥させればよい。これにより、ステンレス鋼板の表面に対して密着性が不十分なケイ酸塩を除去することができる。

【0031】

（３）第３工程
第３工程では、ケイ酸塩を析出させたステンレス鋼板の表面に、シランカップリング剤と有機樹脂を含有する化成処理液を塗布して、化成処理皮膜を形成する。

【0032】

化成処理液は、シランカップリング剤と有機樹脂を含む水系処理液（水溶液）である。化成処理液は、芳香環を有するジイソシアネート化合物、脂肪族ジイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物が配合されていてもよい。また、化成処理液の溶媒としては、水に加えて、少量のアルコール、ケトン、セロソルブ系の水溶性有機溶剤などを併用してもよい。

【0033】

シランカップリング剤の種類は、特に限定されないが、第１級アミノ基を有することが好ましい。化成処理液にポリカルボジイミド化合物が配合されている場合、第１級アミノ基を有するシランカップリング剤は、ポリカルボジイミド化合物と架橋して、バリア性の高い緻密な化成処理皮膜を形成する。シランカップリング剤の例には、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（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、Ｎ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（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、Ｎ−（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などが含まれる。

【0034】

有機樹脂の種類は、特に限定されないが、ウレタン樹脂やフェノール樹脂などの水系樹脂が使用される。ウレタン樹脂やフェノール樹脂などの水系樹脂は、極性基を有しているため、密着性向上の観点から好ましい。

【0035】

有機樹脂の数平均分子量は、１０００〜１００００００の範囲内であることが好ましい。数平均分子量が１０００未満の場合、化成処理皮膜の形成性が不十分なおそれがある。一方、数平均分子量が１００００００超の場合、化成処理液の安定性が低下するおそれがある。

【0036】

有機樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、０〜１００℃の範囲内であることが好ましい。ガラス転移温度が０℃未満の場合、成形加工時に塗膜のカジリが発生しやすくなるおそれがある。一方、ガラス転移温度が１００℃超の場合、有機樹脂の凝集力が高くなり、成形加工時の密着性が低下するおそれがある。

【0037】

化成処理液の固形分濃度は、０．１〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。固形分濃度が、０．１質量％未満の場合、化成処理皮膜が機能しないおそれがある。一方、固形分濃度が４０質量％超の場合、化成処理液の貯蔵安定性が低下するおそれがある。また、化成処理液のｐＨは、３〜１２の範囲内に調整されることが好ましい。

【0038】

調製した化成処理液（ｐＨ＝３〜１２）を、ロールコート法、スプレー法などにより、ステンレス鋼板の表面に塗布し、水洗することなく常温で乾燥させる。化成処理液の塗布量は、乾燥後の化成処理皮膜の付着量が１〜５００ｍｇ／ｍ^２の範囲内となるように調整されることが好ましい。化成処理皮膜の付着量が１ｍｇ／ｍ^２未満の場合、塗膜との密着性が低下するおそれがある。一方、化成処理皮膜の付着量が５００ｍｇ／ｍ^２超の場合、コストの観点から好ましくない。前述のように、常温で乾燥させることで化成処理皮膜を形成することも可能であるが、連続操業を考慮すると５０℃以上の温度で乾燥時間を短縮することが好ましい。ただし、乾燥温度が２００℃超の場合、化成処理皮膜に含まれている有機成分が熱分解するおそれがあるため好ましくない。

【0039】

以上の手順により、ステンレス鋼板と、ステンレス鋼板の表面にケイ酸塩がＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２析出したケイ酸塩層と、ケイ酸塩層の上に形成された化成処理皮膜と、を有する本発明の化成処理ステンレス鋼板を製造することができる。

【0040】

本発明の化成処理ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板の表面に所定量のケイ酸塩を析出させているため、ステンレス鋼板の表面状態に関わらず、ケイ酸塩のアンカー効果によりステンレス鋼板に対する化成処理皮膜の密着性が高い。よって、本発明の化成処理ステンレス鋼板の製造方法は、化成処理皮膜の密着性に優れる化成処理ステンレス鋼板を安定して製造することができる。

【0041】

２．塗装ステンレス鋼板の製造方法
上記のように化成処理ステンレス鋼板を作製した後、さらに化成処理ステンレス鋼板の表面に塗膜を形成する工程を経て塗装ステンレス鋼板を製造してもよい。

【0042】

（４）第４工程
第４工程では、第３工程後の化成処理皮膜の表面に、塗料を塗布して塗膜を形成する。

【0043】

塗料のベースとなる樹脂の種類は、特に限定されず、公知の有機樹脂から適宜選択すればよい。有機樹脂の例には、ウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体などのオレフィン系樹脂、ポリスチレンなどのスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、これらの共重合物または変性物、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂などが含まれる。

【0044】

塗料には、防錆顔料をさらに配合してもよい。防錆顔料としては、イオン交換によってカルシウムイオンを結合させた多孔質シリカ粒子（変性シリカ）が使用される。また、変性シリカに加えて、必要に応じてポリリン酸塩も使用してもよい。ポリリン酸塩の例には、ピロリン酸アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、トリポリリン酸二水素アルミニウムなどが含まれる。

【0045】

化成処理皮膜の表面に塗膜を形成する方法は、特に限定されない。たとえば、塗料をロールコート法、カーテンコート法などの方法で化成処理皮膜の表面に塗布し、焼き付ければよい。焼き付け温度は、ベースとなる有機樹脂に応じて、１８０〜５００℃の範囲内で適宜調整すればよい。塗膜は、多層構成としてもよい。

【0046】

以上の手順により、本発明の化成処理ステンレス鋼板と、化成処理ステンレス皮膜の上に形成された塗膜と、を有する本発明の塗装ステンレス鋼板を製造することができる。

【0047】

本発明の塗装ステンレス鋼板は、ステンレス鋼板の表面に所定量のケイ酸塩を析出させているため、ステンレス鋼板の表面状態に関わらず、ステンレス鋼板に対する化成処理皮膜および塗膜の密着性が高い。

【0048】

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

【実施例】

【0049】

本実施例では、塗装ステンレス鋼板の塗膜密着性を調べることにより、ステンレス鋼板に対する化成処理皮膜の密着性を調べた。

【0050】

１．塗装ステンレス鋼板の作製
（１）ステンレス鋼板
ステンレス鋼板（塗装原板）として、板厚０.５ｍｍのＳＵＳ４３０を準備した。

【0051】

（２）塗装前処理
Ａ．各処理液の調製
（Ａ）第１処理液の調製
第１処理液は、水に、表１に示す各種塩（ケイ酸塩または水酸化ナトリウム）を所定の濃度になるように溶解させ、必要に応じてｐＨを調整することで調製した。表１に示すＣの処理液には、ケイ酸塩に加えて、さらに界面活性剤（ＤＫＳ ＮＬ−６０；ポリオキシエチレンアルキルエーテル；第一工業製薬株式会社）を２ｇ／Ｌの濃度で配合した。表１に示すＦの処理液には、水酸化ナトリウムに加えて、さらに界面活性剤（ＤＫＳ ＮＬ−６０）を１０ｇ／Ｌの濃度で配合した。

【0052】

【表1】

【0053】

（Ｂ）第２処理液の調製
水に第１処理液と同じ塩を所定の濃度になるように溶解させて、表２および表３に示す第２処理液を調製した。

【0054】

（Ｃ）第３処理液の調製
第３処理液として、表２および表３に示すように、水、または水に第１処理液と同じ塩を所定の濃度になるように溶解させた水溶液を準備した。

【0055】

Ｂ．ケイ酸塩の析出
ステンレス鋼板の表面に、表２および表３に示す条件で第１処理液をスプレー法で塗布した（第１工程）。次いで、ステンレス鋼板の表面に表２および表３に示す条件で第２処理液をスプレー法で塗布した（第２工程）。最後に、ステンレス鋼板の表面に表２および表３に示す条件で第３処理液をスプレー法で塗布して、ステンレス鋼板の表面を洗浄した後（第３工程）、ゴムロールによる水切りおよび常温でのブロアー乾燥を行った。

【0056】

各ステンレス鋼板の表面に析出したケイ酸塩のＳｉ換算量を、蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００；株式会社リガク）を用いて測定した。

【0057】

（３）化成処理
Ａ．化成処理液の調製
水に、Ｎ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシランおよびカチオン性ウレタン樹脂の混合物（質量比６：４）を配合して、固形分濃度が５質量％の化成処理液を調製した。カチオン性ウレタン樹脂は、以下の手順で調製した。ポリエーテルポリオール１６０質量部、トリメチロールプロパン５質量部、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン２５質量部、イソホロンジイソシアナート９５質量部およびメチルエチルケトン１３０質量部を反応容器に入れ、７５℃で３０分間加熱してウレタンプレポリマーを得た。次いで、ウレタンプレポリマーに硫酸ジメチル１８質量部を配合し、５５℃で４０分間加熱して、カチオン性ウレタンプレポリマーを得た。次いで、カチオン性ウレタンプレポリマーに、水６００質量部を加えて、均一に乳化させた後、メチルエチルケトンを回収して、カチオン性ウレタン樹脂を調製した。

【0058】

Ｂ．化成処理皮膜の形成
各ステンレス鋼板の表面に、調製した化成処理液をロールコート法で塗布し、８０℃で乾燥させて、皮膜付着量が１００ｍｇ／ｍ^２の化成処理皮膜を形成した。

【0059】

（４）塗装
化成処理皮膜上に、ポリエステル系下塗り塗料を塗布し、到達板温度２００℃で焼付けて、膜厚５μｍの下塗り塗膜を形成した。次いで、ポリエステル系上塗り塗料を下塗り塗膜の表面に塗布し、到達板温度２３０℃で焼付けて、膜厚１５μｍの上塗り塗膜を形成した。

【0060】

２．化成処理皮膜の密着性の評価
（１）密着性試験
化成処理皮膜の密着性は、塗装ステンレス鋼板の１８０度折り曲げ加工を行った後の、塗膜の残存率により評価した。具体的には、塗膜が外側になるように、塗装ステンレス鋼板を１８０度密着折り曲げ加工した。次いで、曲げ稜線部にセロハンテープを貼り付け、曲げ稜線に対して垂直方向にセロハンテープを剥がし、塗膜の残存率を測定した。塗膜の残存率が９０％以上の場合、加工密着性に極めて優れるとして「◎」、塗膜の残存率が７０％以上であって９０％未満の場合、加工密着性に優れるとして「○」、塗膜の残存率が７０％未満の場合、加工密着性に改善が見られないとして「×」と評価した。

【0061】

（２）結果
各塗装ステンレス鋼板について、使用した処理液の種類、ステンレス鋼板表面のケイ酸塩のＳｉ換算析出量および密着性試験の結果を表２および表３に示す。

【0062】

【表2】

【0063】

【表3】

【0064】

塗膜の剥離が生じていた塗装ステンレス鋼板では、ステンレス鋼板と化成処理皮膜の界面で剥離が生じていた。塗装ステンレス鋼板Ｎｏ．３５〜４０（比較例）では、ステンレス鋼板の表面のＳｉ析出量が０．１ｍｇ／ｍ^２未満であったため、化成処理皮膜の密着性が悪かった。一方、塗装ステンレス鋼板Ｎｏ．１〜３４（実施例）では、ステンレス鋼板の表面のＳｉ析出量が所定の範囲内であったため、化成処理皮膜の密着性が良好であった。特に、塗装ステンレス鋼板Ｎｏ．２〜８、１２〜１８、２４〜２８、３１および３２（実施例）では、ケイ酸塩の付着量が、Ｓｉ換算で０．５〜５０ｍｇ／ｍ^２の範囲内であったため、化成処理皮膜の密着性がさらに良好であった。

【0065】

また、塗装原板として板厚が０.５ｍｍのＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４３０ＬＸを用いて、表２および表３に示す各条件で塗装ステンレス鋼板を作製し、化成処理皮膜の密着性を評価した。その結果、ケイ酸塩の析出量がＳｉ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２の塗装ステンレス鋼板では、塗装原板としてＳＵＳ４３０を使用した場合と同様に、密着性の評価が「○」または「◎」と良好であった。

【0066】

以上の結果から、本発明の製造方法によって作製される化成処理ステンレス鋼板は、化成処理皮膜の密着性に優れていることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本発明の製造方法により製造される化成処理ステンレス鋼板およびそれを有する塗装ステンレス鋼板は、化成処理皮膜の密着性に優れているため、建築物の屋根材や外装材、家電製品、自動車などの材料として有用である。