JP4588658B2 - 透明フッ素樹脂塗装ステンレス鋼板 - Google Patents
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Description
発錆を防止するため、ステンレス鋼をクロメート処理することがあるが、六価Crイオンを含む排液の処理に多大な負担がかかる。そこで、チタン系,ジルコニウム系,モリブデン系,リン酸塩系等の薬液を使用した六価Crフリーの化成処理方法が検討されている。たとえば、チタン酸塩を含む化成皮膜は、硫酸チタン水溶液及び燐酸を含む処理液を鋼板に塗布し、加熱乾燥することにより形成される(特許文献1)。
紫外線吸収剤には、トリアジン系又はベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤が好ましい。また、ヒンダートアミン系の光安定剤を紫外線吸収剤を併用すると、紫外線劣化が一層効果的に抑制される。
有機・無機複合皮膜の形成に先立って、ステンレス鋼板の表面を洗浄することが好ましい。洗浄には、アルカリ系脱脂剤を用いたアルカリ脱脂や塩酸,硫酸,リン酸,フッ酸、硝酸等の酸性水溶液を用いた酸洗がある。更に、活性表面を均一に調整するためのNi置換型表面調整等が必要に応じて施される。
化成処理液に添加されるポリビニルフェノールとしては、フェノール環に置換基を有したものも使用できる。たとえば、アクリル樹脂との水素結合を促進するヒドロキジアルキル基,更に複数のヒドロキシアルキル基を有するアミノ基が有効である。
調製された化成処理液をロールコート法,スピンコート法,スプレー法,浸漬法等で、洗浄又は化成処理されたステンレス鋼板の表面に塗布し、水洗せずに乾燥することにより耐食性に優れた有機・無機複合皮膜が形成される。有機・無機複合皮膜は、常温で乾燥することもできるが、連続操業を考慮すると50℃以上の加熱保持で乾燥時間を短縮することが好ましい。
トリアジン系紫外線吸収剤には、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ジデシルオキジプロピル)-オキシ]-2-ヒドロキジフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキジプロピル)-オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンの混合物(チバガイギー製:TINUVIN400)が挙げられる。
化成処理液に対する紫外線吸収剤の配合量は、乾燥固形分の0.1〜2.0質量%にするのが好ましい。0.1質量%未満では、化成皮膜に配合されたポリビニルフェノールの紫外線劣化を防止しきれない。2.0質量%を超える過剰量は、皮膜の加工性,透明フッ素塗膜との密着性を低下させる傾向を示す。
ヒンダートアミン系光安定剤には、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート(三共製:SANOL LS770),ビス(1,2,2,6,6-ペンダメチル-4-ピペリジル)セバケート(三共製:SANOL LS765),1-{2-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}-4-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}-4-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(三共製:SANOL LS2626),4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(三共製:SANOL LS744),8-アセチル-3-ドデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ[4,5]デカン-2,4-ジオン(三共製:SANOL LS440),2-(3,5-ジ-t-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)(チバガイギー製:TINUVIN 144),コハク酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)エステル(チバガイギー製:TINUVIN 780FF)、コハク酸ジメチルと1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンの重縮合物(チバガイギー製:TINUVIN 622LD),ポリ{[6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル][(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]}(チバガイギー製:CHIMASSORB 944LD),N,N'-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンと2,4-ビス[N-ブチル-N-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)アミノ]-6-クロロ-1,3,5-トリアジンの重縮合物(チバガイギー製:CHIMASSORB 119FL),ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート(チバガイギー製:TINUVIN 292)、ビス(1-オクタオキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート(チバガイギー製:TINUVIN 123),HA-70G(三共製),アデカスタブ LA-52,アデカスタブ LA-57,アデカスタブ LA-62,アデカスタブ LA-63,アデカスタブ LA-67,アデカスタブ LA-68,アデカスタブ LA-82,アデカスタブ LA-87(以上、旭電化工業製)等が挙げられる。
透明フッ素塗膜を二層構成とした場合でも、アンダーコートに紫外線吸収剤を配合することにより、下地皮膜を紫外線から保護でき、塗膜表面も透明感を維持できる。
紫外線吸収剤には、2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンと2-[4-[(2-ヒドロキシ-3-トリドデシルオキシプロピル)オキシ]-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジンとを混合したトリアジン系紫外線吸収剤を使用した。光安定剤には、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)-セバケートと1-(メチル)-8-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)-セバケートとを混合したヒンダートアミン系光安定剤を使用した。
表1の化成処理液をステンレス鋼板に塗布し、水洗せずにオーブンに投入し、板温:100℃で加熱乾燥した。比較のため、市販のクロメート処理液(ZM-3387:日本パーカライジング株式会社製)をステンレス鋼板に塗布し、同様に水洗せずに板温:100℃で加熱乾燥した。
ステンレス鋼板の表面に形成された有機・無機複合皮膜を分析したところ、表2に示す濃度で各成分が含まれていた。
1コート1ベーク方式又は2コート2ベーク方式で塗料を250℃に1分間加熱した後、直ちに水冷することにより膜厚:18μmの透明フッ素樹脂塗膜に成膜した。2コート2ベーク方式では、下塗り塗膜,上塗り塗膜の合計膜厚が18μmとなる塗布量を設定し、下塗り,上塗りごとに250℃×1分間の焼付け→水冷を行った。
〔沸騰水試験〕
沸騰水に2時間漫漬して引き上げた試験片を「J1S G3312 塗装溶融亜鉛めっき鋼板及び鋼帯 12.2.2 曲げ武験」に準拠して0t曲げ加工し、曲げ部に粘着テープを一旦貼り付けて引き剥がすテーピング試験に供した。粘着テープ剥離後に塗膜を観察し、塗膜剥雌の有無を調査した。僅かでも塗膜剥離が検出された試験片を×,塗膜剥離が生じていない試験片を○として塗膜密着性を評価した。
透明フッ素樹脂塗膜の上から下地のステンレス鋼に達する切込み(クロスカット)をカッターナイフで入れた後、「JIS K5400:1990 塗料一般試験方法 9.8 促進耐候性 9.8.1 サンシャインカーボンアーク灯式」に準拠した耐候性試験に供した。500時間,1000時間経過後、耐候性試験機から試験片を取り出し、塗膜の浮き,剥離等を検査した。浮き,剥離等が生じていない試験片を○,切込みから幅0.5mm以下の浮きが検出された試験片を△,幅0.5mm以上の浮きが検出された試験片を×として耐候性を評価した。
他方、塗膜に紫外線吸収剤を含まない試験No.11,12は、沸騰水試験後の塗膜密着性に問題はないが、有機・無機複合皮膜まで達した紫外線が皮膜を劣化させるため耐候性に劣っていた。有機・無機複合皮膜にチタン酸塩,フッ化物,ポリビニルフェノール等をが含まれていない試験No.13〜15は、透明フッ素塗膜に紫外線吸収剤,更にはヒンダートアミン系光安定剤が配合されていても、沸騰水試験後の塗膜密着性や耐候性に劣っていた。
Claims (4)
- チタン酸塩,フッ化物,ポリビニルフェノールを主成分とする有機・無機複合皮膜を介しポリフッ化ビニリデン樹脂,アクリル樹脂の混合塗料から成膜された透明フッ素樹脂塗膜がステンレス鋼表面に設けられ、有機・無機複合皮膜,透明フッ素樹脂塗膜の少なくとも一方に紫外線吸収剤が配合されていることを特徴とする透明フッ素樹脂塗装ステンレス鋼板。
- 透明フッ素樹脂塗膜がトップコート,アンダーコートの二層構成であり、アンダーコートに紫外線吸収剤が配合されている請求項1記載の透明フッ素樹脂塗装ステンレス鋼板。
- 紫外線吸収剤がトリアジン系又はベンゾトリアゾール系である請求項1又は2記載の透明フッ素樹脂塗装ステンレス鋼板。
- 紫外線吸収剤に加えヒンダートアミン系光安定剤が有機・無機複合皮膜,透明フッ素樹脂塗膜の少なくとも一方に添加されている請求項1〜3何れかに記載の透明フッ素樹脂塗装ステンレス鋼板。
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