TW202508828A - 塗裝鋼板 - Google Patents
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Abstract
[課題]提供一種塗裝鋼板,其具有低光澤塗膜層且該低光澤塗膜層具有粒子或薄膜部分,並且該塗裝鋼板可謀求進一步提升耐蝕性及生產性。
[解決手段]提供一種塗裝鋼板,其於具有含Zn鍍敷層之鋼板上的至少單面具有2層以上塗膜層,且該等塗膜層包含防鏽塗膜層;於前述鋼板之至少一面上之前述塗膜層,其按JIS Z 8741:1997規定之60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下;前述防鏽塗膜層之平均膜厚為5µm以上且15µm以下;前述防鏽塗膜層包含黏結劑樹脂、交聯劑及防鏽顏料;並且,在前述塗膜層之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面中,相對於前述防鏽塗膜層之總面積的前述防鏽顏料之存在比率以面積率計為30%以上且60%以下。
Description
本發明涉及塗裝鋼板。
具有高設計性之鋼板逐漸開始被用於建材用、家電用及汽車用等用途。作為所述高設計性之一例,有具有抑制了光澤之無光澤調外觀之鋼板。作為具有無光澤調外觀之鋼板之一例,可舉一種於鋼板表面施有含有樹脂粒子之有機皮膜層的低光澤塗裝鋼板等。又,關於在表面具有塗膜層之鋼板,已知一種鋼板,其設有含有防鏽顏料之防鏽塗膜層來提升鋼板之耐蝕性。
例如,以下專利文獻1提出一種技術,其係在具有有機被膜之鋅系鍍敷鋼板中,使有機皮膜中含有樹脂粒子,且該樹脂粒子具有大於有機皮膜之膜厚的粒徑(以下亦稱為「大粒徑粒子」),藉此提升有機皮膜之耐擦傷性。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2014/112544號
發明欲解決之課題
如所述這般,具有無光澤調外觀之鋼板係一種藉由施行低光澤塗裝等而在鋼板表面具有大的凹凸,且透過該凹凸來抑制光反射而實現低光澤的鋼板。因此,在構成該低光澤塗裝之層(以下亦稱為「低光澤塗膜層」)中會包含薄膜部。當薄膜部產生傷痕等時,雨水等環境中之腐蝕因子容易從該傷痕等侵入,而會成為在鋼板表面造成腐蝕的原因之一。又,當採用了上述專利文獻1所提出的這種包含大粒徑粒子之有機皮膜作為低光澤塗膜層時,大粒徑粒子會從構成有機皮膜之黏結劑樹脂層大幅露出。上述腐蝕因子容易從該大粒徑粒子與黏結劑樹脂層之界面侵入,而會成為在鋼板表面造成腐蝕的原因之一。
又,若將具有包含大粒徑粒子之有機皮膜的鋅系鍍敷鋼板捲取成卷狀或施行預定之壓製加工處理,則有時大粒徑粒子會從有機皮膜脫落而導致有機皮膜之設計性降低。而且,從有機皮膜脫落的大粒徑粒子恐將汙染用以進行捲取成卷狀或施行壓製加工之各種設備而阻礙處理。基於以上所述,在處理包含大粒徑粒子之有機皮膜時,於處理時必須十分小心留意,而在提升生產性的觀點上尚有進一步改良的餘地。
因此,本發明係有鑑於上述問題而作成者,本發明目的在於提供一種塗裝鋼板,其具有低光澤塗膜層且該低光澤塗膜層具有粒子或薄膜部分,並且該塗裝鋼板可謀求進一步提升耐蝕性及生產性。
用以解決課題之手段
為了解決上述課題,本案發明人等致力進行研討之結果,獲得了以下構想。亦即,若可將有機樹脂皮膜層中所含有之具有比平均膜厚更大之粒徑的粒子之表面以有機樹脂被覆,便可將大粒徑粒子與黏結劑樹脂層之界面長距離化。此外,根據「大粒徑粒子與黏結劑樹脂層之界面為長距離」這點,便能透過從黏結劑樹脂層突出之粒子的預定部分被製膜成分覆蓋住來減少該粒子之露出部分。又,藉由大粒徑粒子與黏結劑樹脂層之界面如所述這般長距離化,便可抑制腐蝕因子進入而可抑制腐蝕。而且可防止粒子脫落或變形。本案發明人等根據所述構想,針對包含粒子且該粒子具有比平均膜厚更大之粒徑的塗料之塗佈條件詳細研討。結果,本案發明人等發現:當粒子之平均粒徑、有機樹脂皮膜層之平均膜厚及被覆粒子表面之有機樹脂的厚度等滿足特定條件時,可防止粒子從有機樹脂皮膜層脫落或變形,而可謀求進一步提升塗裝鋼板之設計性及生產性。
基於所述知識見解而完成之本發明,其主旨如下。
[1]一種塗裝鋼板,係於具有含Zn鍍敷層之鋼板上的至少單面具有2層以上塗膜層,且該等塗膜層包含防鏽塗膜層;
於前述鋼板之至少一面上之前述塗膜層,其按JIS Z 8741:1997規定之60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下;
前述防鏽塗膜層之平均膜厚為5µm以上且15µm以下;
前述防鏽塗膜層包含黏結劑樹脂、交聯劑及防鏽顏料;並且
在前述塗膜層之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面中,相對於前述防鏽塗膜層之總面積的前述防鏽顏料之存在比率以面積率計為30%以上且60%以下。
[2]如上述[1]之塗裝鋼板,其中前述防鏽顏料含有Si、P、Mg及V中之至少1種以上。
[3]如上述[2]之塗裝鋼板,其中前述Si包含鈣離子交換氧化矽及鎂離子交換氧化矽中之任一者以上,前述P包含磷酸鋅、磷酸二氫鎂及三聚磷酸二氫鋁中之任一者以上,且前述Mg包含磷酸二氫鎂、氧化鎂及氫氧化鎂中之任一者以上。
[4]如上述[1]或[2]之塗裝鋼板,其中在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,在前述2層以上塗膜層之下層具有前述防鏽塗膜層,且在位於距離前述鋼板最遠之側的最外層具有著色塗膜層,前述著色塗膜層包含樹脂粒子、以及作為製膜成分之黏結劑樹脂、交聯劑及著色顏料;並且
在前述剖面中,相對於前述最外層塗膜層之不含有前述樹脂粒子之部分的平均膜厚,前述樹脂粒子之平均粒徑為2倍以上且5倍以下;
惟,前述平均粒徑設為藉由以下方式所得之值:在前述剖面中之1個觀察視野區域中,測定存在於前述觀察視野區域中之前述樹脂粒子之圓等效直徑,並算出前述圓等效直徑中由大至小排序之前2名前述圓等效直徑的平均值,以相同方式針對任意10處觀察視野區算出前述平均值,再進一步將所得前述平均值按視野數進行平均。
[5]如上述[4]之塗裝鋼板,其中相對於前述最外層塗膜層之總面積的前述樹脂粒子之存在比率以面積率計為5%以上且30%以下。
[6]如上述[4]之塗裝鋼板,其中在前述剖面中,關於前述樹脂粒子從前述最外層塗膜層其不含有前述樹脂粒子之前述部分之表面位置突出的突出部分,沿前述突出部分之外周部的長度的一半以上被厚度0.5µm以上之前述製膜成分覆蓋住。
[7]如上述[4]之塗裝鋼板,其中前述樹脂粒子係丙烯酸樹脂製之樹脂粒子。
[8]如上述[5]之塗裝鋼板,其中前述樹脂粒子係丙烯酸樹脂製之樹脂粒子。
[9]如上述[6]之塗裝鋼板,其中前述樹脂粒子係丙烯酸樹脂製之樹脂粒子。
[10]如上述[4]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[11]如上述[5]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[12]如上述[6]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[13]如上述[7]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[14]如上述[8]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[15]如上述[9]之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[16]如上述[1]或[2]之塗裝鋼板,其具有選自下列中之任一項或兩項的特徵:在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,前述鋼板之表面粗糙度以Ra計為2µm以上;及,前述塗膜層含有15%以上由含氧化矽之顏料所構成的骨材。
發明效果
如以上所說明,根據本發明,可防止粒子從有機樹脂皮膜層脫落或變形,而可謀求進一步提升塗裝鋼板之設計性及生產性。
用以實施發明之形態
於以下,參照所附圖式並且詳細說明本發明之較佳實施形態。此外,在本說明書及圖式中,針對實質上具有相同功能構成的構成要素會附加相同符號以省略重複說明。
[關於鋼板10]
本實施形態之塗裝鋼板1中,作為母材之鋼板10可使用各種鋼板。所述鋼板之素材可使用各種鋼板,例如:鋁脫氧鋼;含有Ti、Nb等之極低碳鋼;使極低碳鋼進一步含有P、Si、Mn等強化元素之高強度鋼等。
在如上述之各種鋼板中,又宜使用鋅系鍍敷鋼板作為本實施形態之鋼板10,該鋅系鍍敷鋼板係對作為基材之鋼板其表面設置了至少含有鋅之各種鋅系鍍敷層者。鋅系鍍敷鋼板可舉例如:鍍鋅鋼板、鋅-鎳鍍敷鋼板、鋅-鐵鍍敷鋼板、鋅-鉻鍍敷鋼板、鋅-鋁鍍敷鋼板、鋅-鈦鍍敷鋼板、鋅-鎂鍍敷鋼板、鋅-錳鍍敷鋼板、鋅-鋁-鎂鍍敷鋼板、鋅-鋁-鎂-矽鍍敷鋼板等鋅系鍍敷鋼板。又,鋅系鍍敷鋼板亦可使用下述之物:在上述鍍敷中含有鈷、鉬、鎢、鎳、鈦、鉻、鋁、錳、鐵、鎂、鉛、鉍、銻、錫、銅、鎘、砷等作為少量不同種類之金屬元素或不純物者;或是使氧化矽、氧化鋁、氧化鈦等無機物分散而成者。又,亦可使用具有多層鍍敷之鋼板作為鋅系鍍敷鋼板,該具有多層鍍敷之鋼板係組合了上述鍍敷與其他種類之鍍敷(例如鐵鍍敷、鐵-磷鍍敷、鎳鍍敷、鈷鍍敷等)者。鍍敷方法無特別限定,使用電鍍法、熔融鍍敷法、蒸鍍法、分散鍍敷法、真空鍍敷法等公知之各種鍍敷方法即可。
對鋼板10其表面可設置塗膜11。塗膜11包含防鏽塗膜層20。又,在一實施形態中,包含作為本揭示之著色塗膜層的最外層塗膜層30。在塗膜11中,防鏽塗膜層20位於鋼板10的表面上。又,最外層塗膜層30位於塗膜11之最外層。本實施形態之塗膜11係於防鏽塗膜層20之表面上相接設置有最外層塗膜層30,但於防鏽塗膜層與最外層塗膜層30之間亦可具備有所欲之其他皮膜層。
在此,如先前所述之鋼板10其厚度無特別限定,若因應本實施形態之塗裝鋼板1所要求之機械強度(例如拉伸強度等)、加工性等來適當設定即可。
[關於防鏽塗膜層20]
說明在本實施形態之塗裝鋼板1中設於鋼板10之表面的防鏽塗膜層20。所述防鏽塗膜層20係含有黏結劑樹脂、交聯劑及防鏽顏料之樹脂皮膜層。
如圖1A~圖1C所示,防鏽塗膜層20可設置於鋼板10之單面(圖1A)或兩面(圖1B、C)。藉由該防鏽塗膜層20設置於鋼板10之至少單面,可抑制該面之鋼板10的腐蝕。又,藉由該防鏽塗膜層20設置於鋼板10之兩面,可在兩面抑制鋼板10的腐蝕,同時可發揮優異之端面耐蝕性。
防鏽塗膜層20所含有之黏結劑樹脂係可作為製膜成分發揮功能者且可使用任意素材。然而,由製造之簡便性及成本性之觀點、以及耐蝕性及耐損傷性之觀點,所述樹脂宜使用各種有機樹脂。這種樹脂可舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、胺甲酸酯系樹脂、氟系樹脂等。
防鏽塗膜層20所含有之防鏽顏料可使用含有顏料之公知各種防鏽顏料,且該顏料含有P、V、Si及Mg中之至少1種以上元素。
上述含有P、V、Si及Mg中之至少1種以上元素的顏料可舉例如下述之物等:上述Si包含鈣離子交換氧化矽及鎂離子交換氧化矽中之任一者,上述P包含磷酸鋅、磷酸二氫鎂及三聚磷酸二氫鋁中之任一者,上述Mg包含磷酸二氫鎂、氧化鎂及氫氧化鎂中之任一者,且上述V包含釩酸鈣。
又,防鏽塗膜層20之平均膜厚為5µm以上且15µm以下。藉由將防鏽塗膜層20之平均膜厚做成5µm以上,可使針對上述會從薄膜部或從粒子與黏結劑樹脂之界面侵入之腐蝕因子抑制腐蝕之效果變得充足。防鏽塗膜層20之平均膜厚宜為7.0µm以上。
另一方面,藉由將防鏽塗膜層20之平均膜厚做成15µm以下,可抑制在塗裝燒附時產生稱為泡孔之塗裝缺陷。防鏽塗膜層20之平均膜厚宜為12µm以下。
此外,關於防鏽塗膜層20,於觀察在塗膜11之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面時,相對於防鏽塗膜層20之總面積的防鏽顏料之存在比率以面積率計為30%以上且60%以下。藉由將防鏽顏料之存在比率做成30%以上,可使針對上述會從薄膜部或從粒子與黏結劑樹脂之界面侵入之腐蝕因子抑制腐蝕之效果變得充足。防鏽顏料之存在比率宜為40%以上。
另一方面,藉由將防鏽顏料之存在比率做成60%以下,可使防鏽塗膜層20與鋼板10之密著性充足,尤其可使在加工部之密著性充足。防鏽顏料之存在比率宜為50%以下。
防鏽塗膜層20之平均膜厚可按以下程序來鑑定。首先,注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。然後,利用電子顯微鏡來觀察(更詳細而言,係利用場發射型掃描電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope:FE-SEM)來觀察)所述剖面。接著,在所注目之剖面中的視野中,於10處測定防鏽塗膜層20之厚度。此時,防鏽塗膜層20之厚度係使用FE-SEM所裝配之測長功能等來測定即可。然後,算出所得10處之測定值的平均值,並將其作為所注目之視野中之防鏽塗膜層20其厚度的平均值。對任意10處視野實施以上這樣的操作,並進一步將得自各視野之平均值按視野數進行平均。將按上述方式進行而獲得之值作為防鏽塗膜層20之平均膜厚。
又,相對於防鏽塗膜層20之總面積的防鏽顏料之存在比率係按以下方式計算。亦即,與測定上述平均膜厚時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。在所注目之剖面中,注目於某1個觀察視野區域(寬度方向之長度:40µm)。此時,FE-SEM之倍率設為1視野內可容納寬度方向上40µm之長度這樣的適當倍率(例如3000倍左右)即可。然後,利用電子顯微鏡所裝配之各種功能、影像處理等來計算在所述大小之觀察視野區域中防鏽顏料於防鏽塗膜層20之總面積所佔的面積比率(亦即面積率)。可對任意10處觀察視野區域實施所述觀察,藉此獲得10個防鏽顏料面積率之測定值。計算按上述方式進行而獲得之10個測定值的平均值,並將其作為在剖面中之防鏽顏料的平均面積率。如此一來,所述平均面積率即為所觀察之10處觀察視野區域中相對於防鏽塗膜層20之總面積之防鏽顏料所佔面積比率的平均值。將所述平均值作為防鏽顏料之存在比率。此外,關於塗膜11中之防鏽顏料,可針對存在於塗膜11中之粒子利用EDS分析(Nergy Dispersive X-ray Spectroscopy;能量色散型X射線分析)來確認存在元素,藉此進行鑑定。
[關於最外層塗膜層30]
如圖1A~圖1C所例示,本實施形態之最外層塗膜層30位於塗膜11之最外層,且係以粒子101在作為製膜成分之黏結劑樹脂103中分散之狀態存在的樹脂皮膜層。最外層塗膜層30除了含有上述粒子101及黏結劑樹脂103以外,亦可進一步含有交聯劑或著色劑等各種添加劑。
關於最外層塗膜層30,在對其表面測定JIS Z 8741:1997所規定之60度鏡面光澤度G
S(60°)時,該最外層塗膜層30之60度鏡面光澤度G
S(60°)之值為20以下。在本實施形態之塗裝鋼板1中,最外層塗膜層30之表面展現上述這種範圍內的光澤度,藉此,本實施形態之塗裝鋼板1便會展現更優異之無光澤調外觀(進而展現更優異之設計性)。60度鏡面光澤度G
S(60°)之值較宜為5以上。又,60度鏡面光澤度G
S(60°)之值較宜為15以下。
在本實施形態之塗裝鋼板1中,在最外層塗膜層30中粒子101分散於黏結劑樹脂103中。而且,所述粒子101滿足以下所詳細說明之條件。藉此,黏結劑樹脂103可實現預定之耐蝕性及耐損傷性。另外,以塗裝鋼板1整體而言,可實現兼具有紋理外觀與無光澤調外觀之優異設計性。並且,透過粒子101與黏結劑樹脂103之界面被長距離化而能抑制鋼板腐蝕。而且,附帶地可防止因為已變形之部分的有機被膜變得相對平坦而產生壓痕。
≪關於粒子101≫
在本實施形態之最外層塗膜層30中,粒子101係從最外層塗膜層30其不含有粒子101之部分之表面的位置突出。藉此,以塗裝鋼板1整體而言能夠實現兼具有紋理外觀與無光澤調外觀之優異設計性。關於最外層塗膜層30與粒子101之關係的詳細內容將於後續說明。
又,粒子101較宜具有預定之韌性、延展性。藉由粒子101具有預定之韌性、延展性,可緩和對最外層塗膜層30所施加之衝擊。結果,在本實施形態之塗裝鋼板1中可更提升最外層塗膜層30之耐損傷性。又,藉由粒子101具有預定之韌性、延展性,更能防止因為已變形之部分的有機被膜變得相對平坦而產生壓痕。並且,就算最外層塗膜層30上有傷痕,仍能防止傷痕到達鋼板10而能維持塗裝鋼板1之耐蝕性。
在此,在本實施形態之最外層塗膜層30中,粒子101若為具有預定韌性、延展性之物,便可使用由各種素材所構成之粒子。然而,由具有較優異之韌性及延展性的觀點來看,與由具代表性之氧化矽、陶瓷這類無機化合物所構成之無機粒子相比,較宜採用有機樹脂所構成之有機樹脂粒子。
可用作粒子101之有機樹脂粒子可舉例如:丙烯酸系樹脂製之樹脂粒子、聚酯系樹脂製之樹脂粒子、胺甲酸酯系樹脂製之樹脂粒子、氟系樹脂製之樹脂粒子、矽樹脂製之樹脂粒子、聚烯烴系樹脂製之樹脂粒子等。其中,由更能容易實現所欲之韌性、延展性的觀點來看,較宜使用胺甲酸酯系樹脂製之樹脂粒子或丙烯酸系樹脂製之樹脂粒子作為粒子101。其中,更宜使用以丙烯酸系樹脂為主成分之樹脂粒子作為粒子101。
另一方面,在使用熱塑性樹脂之粒子作為樹脂粒子時,宜具有在後述之塗裝鋼板之製造過程中實行了燒附步驟時不會熔解之程度的熔點。藉由具有所述熔點,可使粒子101在塗膜燒附步驟中不會熔解,而可獲得所欲之60度鏡面光澤度GS(60°)。關於燒附將於後續詳細說明,但以最高到達板溫而言可設為180~250℃之範圍內,因此樹脂粒子宜具有高於所述最高到達板溫之程度的熔點。
此外,亦可含有平均粒徑不同之複數種粒子作為所述粒子101。又,所述粒子101亦可兼具例如著色劑或防鏽劑等作為可添加於最外層塗膜層30之各種添加劑的功能。
≪關於黏結劑樹脂103≫
又,本實施形態之最外層塗膜層30所含有之作為製膜成分的黏結劑樹脂103,若是可作為粒子101之黏結劑發揮功能者,便可使用任意素材。然而,由製造之簡便性及成本性之觀點、以及耐蝕性及耐損傷性之觀點,宜使用各種有機樹脂作為黏結劑樹脂103。作為所述黏結劑樹脂103,可舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、胺甲酸酯系樹脂、氟系樹脂等。其中,更宜使用以丙烯酸系樹脂或聚酯系樹脂為主成分之黏結劑樹脂。
又,在最外層塗膜層30之一較佳實施形態中,係選擇與粒子101之親和性高的有機樹脂作為黏結劑樹脂103。藉此,粒子101與黏結劑樹脂103之親和性會更提升,而能更抑制粒子101之脫落。而且能更提升最外層塗膜層30之密著性及障壁性。作為與粒子101之親和性高的樹脂粒子之一例,係選擇與粒子101相同種類的樹脂。又,作為與粒子101之親和性高的樹脂粒子之另一例,在選擇丙烯酸樹脂作為粒子101時係選擇聚酯系樹脂作為黏結劑樹脂103。
在最外層塗膜層30之另一較佳實施形態中,在選擇丙烯酸樹脂作為粒子101時係選擇以聚酯/三聚氰胺硬化型樹脂為主成分之黏結劑樹脂作為黏結劑樹脂103。藉此,透過作為黏結劑樹脂103之交聯(硬化)所用之交聯劑(硬化劑)的三聚氰胺樹脂之作用,該黏結劑樹脂103與作為粒子101之丙烯酸系樹脂的親和性會更提升,而能更抑制粒子101之脫落。在一較佳實施形態中,黏結劑樹脂103由聚酯/三聚氰胺硬化型樹脂所構成。
<關於最外層塗膜層30中之粒子101的存在狀態>
接著,參照圖2並且詳細說明本實施形態之最外層塗膜層30中之粒子101的分佈狀態。圖2係用以說明本實施形態之塗裝鋼板1中之最外層塗膜層30的說明圖。
在本實施形態之塗裝鋼板1中,粒子101係以分散在構成最外層塗膜層30之黏結劑樹脂103及著色顏料等製膜成分中的狀態存在。在討論所述粒子101之存在狀態時,於以下係注目於如圖2所示意展示這般藉由在任意位置沿厚度方向裁切本實施形態之塗膜11所得之剖面。然後利用FE-SEM觀察所述剖面,並討論粒子101之存在狀態。
更詳細而言,係與上述防鏽塗膜層20時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。在所注目之剖面中,將相對於厚度方向成正交之方向(以下亦稱為寬度方向)上長度40µm的區域設為在1次顯微鏡觀察中之觀察視野區域,且在所注目之剖面內任意設定10處所述觀察視野區域。然後,根據在10處所得之測定結果,計算出譬如以下所說明之表示粒子101之存在狀態的特徵量。
◇在剖面中之粒子101之存在比率
本實施形態之最外層塗膜層30中,在上述這種剖面中之粒子101之存在比率,以粒子101在最外層塗膜層30中所佔面積比率即面積率之平均值(亦即平均面積率)計是在5%以上且30%以下之範圍內。
在此,所述平均面積率是按以下方式計算。亦即,在所注目之剖面中,注目於某1個觀察視野區域(寬度方向之長度:100µm)。此時,FE-SEM之倍率設為寬度方向上100µm之長度可容納在1視野內這樣的適當倍率(例如1000倍左右)即可。然後,利用電子顯微鏡所裝配之各種功能、影像處理等來計算
在所述大小之觀察視野區域中粒子101在最外層塗膜層30中所佔面積比率(亦即面積率)。可對任意10處觀察視野區域實施所述觀察,藉此獲得10個粒子101面積率之測定值。計算按上述方式進行而獲得之10個測定值的平均值,並將其作為在剖面中之粒子101的平均面積率。如此一來,所述平均面積率為相對於所觀察之10處觀察視野區域的總面積之樹脂粒子所佔面積比率之平均值。
在剖面中之粒子101之平均面積率小於5%時,粒子101之存在比率過少而無法實現所欲之設計性。藉由粒子101之平均面積率為5%以上,能夠實現兼具有紋理外觀與無光澤調外觀之優異設計性。在剖面中之粒子101之平均面積率宜為10%以上,較宜為15%以上。
另一方面,當在剖面中之粒子101之平均面積率大於30%時,粒子101之存在比率過多,結果不僅無法實現最外層塗膜層30所要求之耐損傷性,還無法實現所欲之設計性(尤其是無光澤調外觀)。藉由粒子101之平均面積率為30%以下,能夠實現最外層塗膜層30所要求之耐損傷性同時實現所欲之設計性。在剖面中之粒子101之平均面積率宜為25%以下,較宜為20%以下。
◇在不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T
關於本實施形態之最外層塗膜層30,在上述那樣的剖面中,在不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T宜為10µm以上。並且,平均膜厚T宜為40µm以下。當在剖面中之不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T小於10µm時,最外層塗膜層30之厚度過薄而無法實現所欲之耐蝕性。藉由平均膜厚T為10µm以上,能夠實現本實施形態之塗裝鋼板1所要求之耐蝕性。平均膜厚T較宜為12µm以上,更宜為15µm以上。
另一方面,當在剖面中之不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T大於40µm時,最外層塗膜層30之厚度過厚而最外層塗膜層30之密著性降低,故不佳。藉由平均膜厚T為40µm以下,能夠確保最外層塗膜層30之密著性同時實現所欲之耐蝕性。平均膜厚T宜為35µm以下,較宜為25µm以下。
此外,上述在剖面中之不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T可按以下程序來鑑定。首先,與上述防鏽塗膜層20時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。在所注目的1個觀察視野區域中,在至少10處以上測定不存在粒子101之部分的最外層塗膜層30其厚度。此時,不含有粒子101之部分的最外層塗膜層30其厚度使用FE-SEM所裝配之測長功能等來測定即可。然後,算出所得3個以上測定值的平均值,並將其作為所注目之觀察視野區域中之最外層塗膜層30其厚度之平均值。對任意10處觀察視野區域實施以上所述之操作,並進一步將得自各觀察視野區域之平均值按視野數進行平均。將按上述方式進行而獲得之值作為在不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T。
如圖2所例示,在所注目之1個觀察視野區域中,在不存在粒子101之部分中之3處分別獲得厚度T
1、T
2、T
3之測定結果。此時,在所注目之1個觀察視野區域中之最外層塗膜層30其厚度之平均值為(1/3)×(T
1+T
2+T
3)。針對任意10處觀察視野區域實施所述觀察,並進一步將所得之複數個平均值按視野數進行平均,藉此便能獲得在不含有粒子101之部分中的最外層塗膜層30其平均膜厚T。
≪關於在最外層塗膜層30中之粒子101的存在狀態≫
接著,參照圖2並且詳細說明最外層塗膜層30中之粒子101的存在狀態。圖2係用以說明本實施形態之塗裝鋼板1中之最外層塗膜層30所具有之粒子101的示意圖。
在本實施形態之最外層塗膜層30中,按後述程序所鑑定之粒子101其平均粒徑φ
10(以下簡稱為「平均粒徑φ
10」)相對於最外層塗膜層30其不含有樹脂粒子之部分的平均膜厚T(以下簡稱為「平均膜厚T」)為2倍以上且5倍以下。藉由含有具有所述之平均粒徑φ
10與平均膜厚T之關係的粒子101,以塗裝鋼板1整體而言能夠實現兼具有紋理外觀與無光澤調外觀之優異設計性。關於粒子101,粒子101之平均粒徑φ
10相對於最外層塗膜層30之平均膜厚T宜為2.1倍以上,較宜為2.2倍以上,較宜為2.3倍以上,更宜為2.4倍以上,最宜為2.5倍以上。又,關於粒子101,粒子101之平均粒徑φ
10相對於最外層塗膜層30之平均膜厚T宜為4.5倍以下,較宜為4倍以下,最宜為3.5倍以下。
上述這種在剖面中之粒子101的平均粒徑φ
10可按以下程序來鑑定。首先,與上述防鏽塗膜層20時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。在所注目之1個觀察視野區域中,作為用以計算存在於區域中之粒子101其平均粒徑φ
10的測定值,係測定出粒子101之等效圓直徑並算出粒子101之圓等效直徑由大至小排序之前2名圓等效直徑的平均值。對任意10處觀察視野區域實施所述測定,並進一步將得自各觀察視野區域之平均值按視野數進行平均。將按上述方式進行而獲得之值作為粒子101之平均粒徑φ
10。
◇在剖面中之突出部分周長L
1與粒子被覆部分長度L
2又,在塗膜11之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面中,關於粒子101從最外層塗膜層30其不含有樹脂粒子之部分之表面位置突出的突出部分(以下稱為「突出部分P」),沿該突出部分之外周部的長度(以下稱為「突出部分周長L
1」)的一半以上被厚度0.5µm以上之製膜成分覆蓋住。
在圖2所示之例中,位於虛線線段B往上之部位即為突出部分P,該虛線線段B係連結在不存在粒子101之部分中的最外層塗膜層30其表面位置者。又,將突出部分P中粒子101之被厚度0.5µm以上之製膜成分覆蓋住的部分稱為「粒子被覆部分C」,且將粒子101之未被厚度0.5µm以上之製膜成分覆蓋的部分稱為「粒子露出部分E」。上述之「關於粒子101之突出部分P,沿該突出部分P之外周部的長度的一半以上被製膜成分覆蓋住」,換言之係意指粒子被覆部分C之沿突出部分P之外周部的長度(以下稱為「粒子被覆部分周長L
2」)相對於突出部分周長L
1之比(L
2/L
1)為1/2以上。此外,亦可如圖2右側所示之粒子101這般,突出部分P全部被製膜成分覆蓋住。此時,突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2相等,上述比(L
2/L
1)為1。
在本實施形態之最外層塗膜層30中,粒子101之突出部分P的一半以上被製膜成分覆蓋住,藉此可將粒子101與製膜成分之界面長距離化。因此,關於本實施形態之塗裝鋼板1,可抑制腐蝕因子自該界面進入而可抑制在鋼板10表面之腐蝕。從所述觀點來看,突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2之上述比(L
2/L
1)宜為3/5以上。
在剖面中之突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2可按以下程序來鑑定。首先,與上述防鏽塗膜層20時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。在所注目之剖面中的視野中鑑定出所有具有粒子露出部分E之粒子101。在此,關於不具有粒子露出部分E之粒子101(例如圖2右側之粒子101),因為突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2相等而明白可知上述比(L
2/L
1)為1,故省略測定。針對上述所鑑定出之具有粒子露出部分E之粒子101分別規定虛線線段B,該虛線線段B係連結在不存在粒子101之部分中的最外層塗膜層30其表面位置者。測定連結線段B與粒子101外周的2個交點之圓弧的長度,並將其作為突出部分周長L
1。而且,測定圓弧長度L
21與圓弧長度L
22,並將圓弧長度L
21與L
22相加後之長度作為粒子被覆部分周長L
2;該圓弧長度L
21係連結線段B與粒子101外周的2個交點中在左側的1個交點、及在粒子被覆部分C與粒子露出部分E之境界上之粒子101外周上的2個點中在左側的1個點之圓弧的長度;該圓弧長度L
22係連結線段B與粒子101外周的2個交點中在右側的1個交點、及在粒子被覆部分C與粒子露出部分E之境界上之粒子101外周上的2個點中在右側的1個點之圓弧的長度。突出部分周長L
1、圓弧長度L
21及L
22可利用電子顯微鏡所裝配之各種功能、影像處理等來計算。並且計算上述比值(L
2/L
1)。當按上述方式算出之各粒子101之上述比值(L
2/L
1)為1/2以上時,可以說「關於粒子101之突出部分P,沿該突出部分P之外周部的長度的一半以上被製膜成分覆蓋住」。此外,在圖2中,點G係粒子101的重心。
此外,在粒子101當中,突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2之上述比(L
2/L
1)為1/2以上之粒子的比率最宜為100%。然而,吾等認為可能會因使用狀態造成粒子露出部分E擴大或例外包含上述比值(L
2/L
1)落在上述規定之範圍外的粒子。因此,在粒子101當中,突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2之上述比(L
2/L
1)為1/2以上之粒子的比率亦可為60%以上,較佳亦可為80%以上。
◇所有粒子101之平均粒徑
粒子101之平均粒徑φ
10具備上述構成,除此之外,當防鏽塗膜之膜厚為10µm時,所有粒子101之平均粒徑宜為15µm以上。又,當防鏽塗膜之膜厚為10µm時,所有粒子101之平均粒徑宜為40µm以下。當所有粒子101之平均粒徑小於15µm時,粒子101之平均粒徑過小而無法實現所欲之設計性、耐損傷性。藉由所有粒子101之平均粒徑為15µm以上,更能實現本實施形態之塗裝鋼板1所要求之設計、耐損傷性。粒子101之平均粒徑較宜為18µm以上,更宜為20µm以上。
另一方面,當粒子101之平均粒徑大於40µm時,粒子101之平均粒徑變得過大,結果在製造步驟中恐會產生部分粒子遺落等情形。藉由粒子101之平均粒徑為40µm以下,能夠抑制部分粒子遺落且能實現穩定之製造。粒子101之平均粒徑較宜為30µm以下。
關於所有粒子101之平均粒徑,可按與粒子101之前10名平均粒徑φ
10相同方式進行測定。具體而言,係針對計算平均粒徑φ
10時的1個觀察視野,計算該觀察視野中所有粒子101之圓等效直徑的平均值。對任意10處觀察視野區域實施所述測定,並進一步將得自各觀察視野區域之平均值按視野數進行平均。將按上述方式進行而獲得之值作為所有粒子101之平均粒徑。
◇最外層塗膜層30之最小膜厚與最大膜厚之比值
關於本實施形態之最外層塗膜層30,其透過後述程序所鑑定之最大膜厚H
MAX相對於最小膜厚H
min的比值(H
MAX/H
min)宜為5以上且20以下。藉由該比值(H
MAX/H
min)在上述範圍內,能將最外層塗膜層30之60度鏡面光澤度G
S(60°)之值做成較佳之值。藉此便會展現更優異之無光澤調外觀(甚至是更優異之設計性)。又,藉由將上述比值(H
MAX/H
min)做成5以上,便能使塗裝鋼板1中之該表面的觸感舒適。由所述觀點來看,最大膜厚H
MAX之比值(H
MAX/H
min)較宜為6以上,更宜為7.5以上。又,上述比值(H
MAX/H
min)較宜為17.5以下,更宜為15以下。
又,當該比值(H
MAX/H
min)在上述範圍內時,在最外層塗膜層30中之最小膜厚H
min的部分有時為薄膜部。此時,在該薄膜部若產生了傷痕等,則腐蝕因子容易從該傷痕侵入。相對於此,本實施形態之塗裝鋼板1具備上述防鏽塗膜層20,因此即便在腐蝕因子侵入之情況下仍能抑制在鋼板10表面之腐蝕。
最大膜厚H
MAX相對於最小膜厚H
min的比值(H
MAX/H
min)可按以下程序來鑑定。首先,與上述防鏽塗膜層20時同樣注目於將本實施形態之塗膜11在任意位置沿厚度方向裁切所得之剖面。使用例如FE-SEM所裝配之測長功能等,在所注目之1個觀察視野區域中鑑定出極小膜厚h
min之部分與極大膜厚h
MAX之部分,並測定各自之膜厚。對任意10處觀察視野區域實施以上所述之操作。然後,將得自各觀察視野區域之極小膜厚h
min當中的最小值作為最小膜厚H
min,並將得自各觀察視野區域之極大膜厚h
MAX當中的最大值作為最大膜厚H
MAX。並且,從所得之值鑑定最大膜厚H
MAX相對於最小膜厚H
min的比值(H
MAX/H
min)。
在此,如圖2B所例示,所謂的極小膜厚h
min之部分係在各視野中最外層最薄之部分,且係與防鏽塗膜層20相接之側的面及露出面S之距離最近的部分。又,所謂的極大膜厚h
MAX之部分係在各視野中最外層塗膜層30之膜厚最厚的部分,且係與防鏽塗膜層20相接之側的面及露出面S之距離最遠的部分。惟,上述「距離」係垂直於鋼板10之面內方向的方向。
此外,上述最外層塗膜層30中之「露出面S」包含:在不存在粒子101之部分中之黏結劑樹脂103的露出面Sa;在粒子101中之粒子露出部分E的露出面Sb;及,在粒子被覆部分C中之黏結劑樹脂103的露出面Sc。例如,圖2B所示這般考慮展示最外層塗膜層30之膜厚的h
1~h
4之部分。此時,關於膜厚h
1及膜厚h
3之部分,與防鏽塗膜層20相接之側的面及在不存在粒子101之部分中之黏結劑樹脂103的露出面Sa之距離分別係膜厚h
1、h
3。又,關於膜厚h
2之部分,與防鏽塗膜層20相接之側的面及在粒子露出部分E中之露出面Sb的距離係該膜厚h
2。又,關於膜厚h
4之部分,與防鏽塗膜層20相接之側的面及在粒子被覆部分C中之黏結劑樹脂103的露出面Sc之距離係該膜厚h
4。
在圖2B之例中鑑定極小膜厚h
min及極大膜厚h
MAX時,在膜厚h
1~h
4當中最大者為h
2,因此該部分被鑑定為極大膜厚h
MAX之部分。而且因為最小者為h
3,所以該部分被鑑定為極小膜厚h
min之部分。在上述剖面觀察中,按上述方式便可鑑定極小膜厚h
min及極大膜厚h
MAX。
<<關於最外層塗膜層30之其他構成>>
關於最外層塗膜層30,只要最外層塗膜層30之60度鏡面光澤度G
S(60°)之值為20%以下,便可採用譬如不包含粒子101之所欲的其他構成。
在一實施形態中,於觀察在塗膜11之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面時,最外層塗膜層30可包含薄膜部200。圖3A及圖3B係展示具備最外層塗膜層30之塗裝鋼板1其構成的剖面圖,且該最外層塗膜層30包含薄膜部200。當在薄膜部200產生傷痕等時,腐蝕因子容易從該傷痕侵入。相對於此,本實施形態之塗裝鋼板1具備上述防鏽塗膜層20,因此即便在腐蝕因子侵入之情況下仍能抑制在鋼板10表面之腐蝕。
關於薄膜部200,在圖3A之例中,當鋼板10之上表面為平坦狀且最外層塗膜層30之上表面為具有一定凹凸之粗面狀時,塗裝鋼板1與最外層塗膜層30之凹部之間的部分符合薄膜部200。作為一例,此時之薄膜部200為20µm以下。以最外層塗膜層30為具有一定凹凸之粗面狀的情況而言,作為一例,可想到因為最外層塗膜層30含有1%以上的硬化觸媒,所以最外層塗膜層30硬化收縮而具備凹凸的情況。
又,作為另一例,在圖3B之例中,當鋼板10之上表面為具有一定凹凸的粗面狀且最外層塗膜層30之上表面為平坦狀時,塗裝鋼板1之凸部與最外層塗膜層30之間的部分符合薄膜部200。作為一例,此時之薄膜部200為20µm以下。以塗裝鋼板1為具有一定凹凸的粗面狀的情況而言,作為一例,可想到塗裝鋼板1之表面粗糙度以Ra計為2µm以上的情況。
(關於塗裝鋼板之製造方法)
接著,說明本實施形態之塗裝鋼板之製造方法的一例。
首先,對作為母材之鋼板施行以鹼脫脂處理、水洗處理、酸洗處理等為代表之各種前處理,而做成清潔的鋼板表面。
之後,對所述鋼板塗佈用以形成防鏽塗膜層之公知各種防鏽塗料並使其乾燥。在此,上述這種防鏽塗料之塗佈可用一般公知之塗佈方法來進行,例如可用輥塗覆、簾式流動塗覆、空氣噴塗、無氣噴塗、浸漬、棒塗覆、刷塗等來進行。又,防鏽塗料之加熱方法無特別限定,採用譬如熱風、近紅外線、遠紅外線、感應加熱或透過結合該等來進行之加熱法等任意方法即可。
接著,對形成有防鏽塗膜層之鋼板表面塗佈用以形成有機樹脂皮膜層之塗佈液並將其加熱乾燥,藉此形成有機樹脂皮膜層。在此,所述塗佈液係藉由於溶劑中含有上述這種黏結劑樹脂,並視需求使其更含有各種添加劑來準備。亦可視需求使供塗佈於鋼板之至少一表面的塗佈液含有上述這種粒子,並使其形成最外層塗膜層30。又,亦可視需求於防鏽塗膜層表面塗佈用以形成其他有機樹脂皮膜層之塗佈液,並於該其他有機樹脂皮膜層的表面上形成最外層塗膜層。
並且,重要的是使用簾式流動塗佈機來實施所準備之塗佈液的塗佈。藉由使用簾式流動塗佈機來塗佈含有粒子之塗佈液,便能在不讓粒子沉降或不產生塗裝缺陷(條痕;roping)下塗佈塗佈液。
在對防鏽塗膜層表面塗佈塗佈液後進行使所述塗佈液加熱硬化之燒附。於燒附時,加熱溫度因應所使用之溶劑來設定即可,例如以最高到達板溫而言宜設為180~250℃之範圍內。又,在使塗佈液加熱硬化時必須留意升溫速度。更詳細而言,重要的是令升溫速度在5~50℃/秒之範圍內。透過簾式流動塗佈機來塗佈具有上述那樣的表面張力及黏度的塗佈液,並在上述之升溫速度的狀況下使其加熱硬化,藉此可形成有機樹脂皮膜層,該有機樹脂皮膜層實現了如先前所說明之粒子狀態。升溫速度較宜在10~30℃/秒之範圍內。
此外,塗佈液之加熱方法無特別限定,採用譬如熱風、近紅外線、遠紅外線、感應加熱或透過結合該等來進行之加熱法等任意方法即可。
以上,已說明本實施形態之塗裝鋼板之製造方法。
實施例
以下,舉實施例及比較例並且具體說明本實施形態之塗裝鋼板。此外,以下所示之實施例僅為本實施形態之塗裝鋼板之一例,本實施形態之塗裝鋼板不限於後續所述之例子。
(1)鋼板
準備以下表1所示之A1~A5這5種鋼板(皆為市售物)。於以下表1中,鍍敷附著量係每單面之附著量。亦準備了對所準備之鋼板施行過60mg/m
2之無鉻酸鹽系塗裝基底處理(與CT-E300/Nihon Parkerizing公司製同等者)的鍍敷鋼板(板厚0.6mm)。用於塗裝基底處理之處理液含有矽烷耦合劑作為其成分,且透過所述塗裝基底處理所形成之皮膜層可作為塗裝基底處理皮膜層發揮功能。此外,有無塗裝基底處理已記載於以下表4-1~4-3中。
(2)防鏽塗膜層
首先,按以下程序製作不包含防鏽顏料之下述透明防鏽塗料B1~B3,之後添加表2所記載之防鏽顏料C1~C5中之任一者或兩者以上並進行顏料分散,而製作出防鏽塗膜塗料。當使用透明防鏽塗料B1時,其中所含之聚酯樹脂及環氧樹脂主要作為防鏽塗膜層中之黏結劑樹脂發揮功能。當使用透明防鏽塗料B2時,其中所含之聚酯樹脂主要作為防鏽塗膜層中之黏結劑樹脂發揮功能。當使用透明防鏽塗料B3時,其中所含之聚酯樹脂及胺甲酸酯樹脂主要作為防鏽塗膜層中之黏結劑樹脂發揮功能。使用所製出之防鏽塗料,用棒塗機塗佈於施行過基底處理之鍍敷鋼板的單面,之後,按PMT(鋼板最高到達溫度)為220℃±10℃且燒附時間10秒來進行了燒附。所製出之防鏽塗膜之防鏽顏料C1~C5之種類別及各自的存在比率(%)、以及所包含之所有防鏽顏料的存在比率相加後之總存在比率(%)已記載於表4-1~4-3中。又,防鏽塗膜之膜厚(µm)已記載於表4-1~4-3中。表2中,「SHIELDEX」為註冊商標,「K-WHITE」為註冊商標且「Kyowamag」為註冊商標。
<透明防鏽塗料:B1>
以固體成分比率計,按75:5:20摻合聚酯樹脂(Vylon TM270,東洋紡製,「Vylon」為註冊商標)、環氧樹脂(EPICLON TM1000,DIC公司製,「EPICLON」為註冊商標)及作為交聯劑之三聚氰胺樹脂(Cymel 327,allnex公司製,「Cymel」為註冊商標),並加入有機溶劑(使用以質量比計混合成環己酮:SOLVESSO 150=1:1者)來調整成固體成分濃度為25質量%而製出。
<透明防鏽塗料:B2>
以固體成分比率計,按80:20摻合聚酯樹脂(Vylon GK-140,東洋紡公司製)與作為交聯劑之三聚氰胺樹脂(Cymel 327,allnex公司製),並加入有機溶劑(使用以質量比計混合成環己酮:SOLVESSO 150=1:1者)來調整成固體成分濃度為25質量%而製出。
<透明防鏽塗料:B3>
以固體成分比率計,按40:40:20摻合聚酯樹脂(Vylonal MD1480,東洋紡製,「Vylonal」為註冊商標)、胺甲酸酯樹脂(SUPERFLEX 150,第一工業製藥製,「SUPERFLEX」為註冊商標)及作為交聯劑之三聚氰胺樹脂(Cymel 327,allnex公司製),並加入水來調整成固體成分濃度為25質量%而製出。
(3)最外層塗膜層
用作最外層塗膜之塗料係使用市售之屬聚酯系表塗塗料的NIPPON PAINT公司製「FLC100HQ(白色系)」作為黏結劑樹脂。於該塗料中添加預定量之表3所記載之樹脂粒子D1~D10、D13或D14、作為骨材之氧化矽D11、及硬化觸媒D12中之任一者或兩者以上來進行調整而製出。此外,因應所製出之塗料的黏度,加入有機溶劑(使用以質量比計為環己酮:SOLVESSO 150=1:1所混合成者)來調整黏度。使用所製出之塗料,用簾塗機或棒塗機將其塗佈於塗佈有防鏽塗膜之鋼板的單面。當是簾塗機時,在用簾塗機進行塗佈後,按PMT(鋼板最高到達溫度)為230℃且燒附時間40秒來進行了燒附。當是棒塗機時,亦同樣按PMT(鋼板最高到達溫度)為230℃且燒附時間12秒來進行了燒附。針對一部分試樣,PMT係維持在230℃並且變更燒附時間來進行。所使用之塗裝方法已記載於表5-1~表5-3中。防鏽塗膜及最外層塗膜僅塗佈於正面或塗佈於正面及背面這兩面上。背面有無塗膜及種類別已記載於表5中。表3中,「Gran Pearl」為註冊商標且「Sylosphere」為註冊商標。
所製出之最外層塗膜層各自的樹脂粒子存在比率(%)、及所包含之所有樹脂粒子的存在比率相加後之總存在比率(%)已記載於表5-1~表5-3中。又,最外層塗膜之膜厚T(µm)及平均粒徑φ
10與平均膜厚T的比值(粒徑/膜厚)已記載於表5-1~表5-3中。並且,在表5-1~表5-3中,各樹脂粒子之突出部分周長L
1與粒子被覆部分周長L
2之上述比(L
2/L
1)為1/2以上之粒子的比率為60%以上者,評為樹脂粒子被覆度良好並用「○」來表示;所述比率小於60%者則評為樹脂粒子被覆度不佳並用「×」來表示。再者,最外層塗膜層其最大膜厚相對於最小膜厚之比值(最大膜厚/最小膜厚)已記載於表5-1~表5-3中。
針對所得之各受測材,依據先前所說明之方法測定光澤度(更詳細而言係60度鏡面光澤度G
S(60°))並記載於以下表6-1~表6-3中。
另外,測定塗膜形成面之耐蝕性(耐蝕性1)及端面耐蝕性(耐蝕性2)等。並且評估塗膜形成面之耐損傷性。所得結果彙整列示於以下表6-1~表6-3中。評估方法如下。
(耐蝕性1)
關於塗膜形成面之耐蝕性(耐蝕性1),係將表面處理鋼板之端面貼上密封膠帶,並用刀具在試驗片中央部賦予到達鋼板基底為止之交叉切痕後,實施鹽水噴霧(SST,5%NaCl,35℃氣體環境)500小時,之後測定及算出自切痕部膨脹之平均塗膜膨脹幅度。此外,平均塗膜膨脹幅度可藉由在測量塗膜膨脹部之面積後,將其除以切痕部長度而算出。又,評估基準如下。合格等級定為3以上。
<評估基準>
評分5:小於0.5mm且未產生紅鏽
4:0.5mm以上且小於1mm,並且未產生紅鏽
3:1mm以上且小於2mm,並且未產生紅鏽
2:2mm以上且小於5mm,並且未產生紅鏽
1:5mm以上或產生紅鏽
(耐蝕性2)
關於端面耐蝕性(耐蝕性2),係針對於表面及背面這兩面形成有防鏽塗膜及最外層塗膜的受測材,在將表面處理鋼板之上下端面貼上密封膠帶後,實施鹽水噴霧(SST,5%NaCl,35℃氣體環境)500小時,之後測定及算出自左右的端面部(左:下毛邊,右:上毛邊)膨脹之平均塗膜膨脹幅度。此外,平均塗膜膨脹幅度可藉由在測量塗膜膨脹部之面積後,將其除以端面部長度而算出。又,評估基準如下。評分2定為合格等級。
<評估基準>
評分2:平均膨脹幅度小於5mm且未產生紅鏽
1:平均膨脹幅度為5mm以上或產生紅鏽
(耐損傷性)
關於塗膜形成面之耐損傷性,係透過硬幣刮擦試驗來評估耐損傷性。使硬幣在傾斜45度之角度的狀態下接觸所製出之試樣的塗裝面,且令荷重為500g來進行刮擦。按下列基準來評估所賦予之傷痕,且合格等級定為3以上。
<評估基準>
評分4:無塗膜剝離或可觀察到極些微之塗膜剝離。
3:可觀察到些微塗膜剝離。
2:可觀察到局部塗膜剝離。
1:塗膜完全剝離。
(粗糙度測定)
從塗裝鋼板表面所得之粗糙度(算術平均粗糙度Ra),係依據JIS B 0601:2001用接觸式粗糙度計來求得。測定長度設為8.0mm,且截止值設為0.8mm。Ra為2µm以上評為○,且Ra小於2µm評為×。
(檢查粒子之脫落)
針對於最外層塗膜層中包含樹脂粒子之試樣,以試驗面(塗裝面)為外表面之方式進行圓筒引伸(引伸條件:胚材徑長為100mmφ,衝頭徑長為50mmφ,衝模徑長為52.4mmφ,壓料力(BHF)為1.5ton)之後,以目視確認圓筒引伸壁面有無產生傷痕。關於確認到有產生傷痕之傷痕產生部位,係切下包含傷痕部之壁部並透過表面SEM觀察來確認有產生樹脂粒子脫落。在壁部未確認到產生傷痕者、或確認到有產生傷痕但未產生樹脂粒子脫落者評為○,確認到有產生傷痕且確認到有產生樹脂粒子脫落者評為×。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4-1]
[表4-2]
[表4-3]
[表5-1]
[表5-2]
[表5-3]
[表6-1]
[表6-2]
[表6-3]
從上述表4-1~表6-3明顯可知,符合本發明實施例之受測材展現出能夠兼顧優異之低光澤度的無光澤調外觀與高耐蝕性。而且,符合本發明實施例之受測材展現出可附帶地發揮高耐損傷性。又,符合滿足本發明較佳態樣之構成的受測材展現出可發揮抑制粒子脫落之效果。另一方面,符合本發明比較例之受測材,其低光澤度或耐蝕性之至少任一者不合格。
No.2於最外層塗膜層中不包含樹脂粒子,No.3雖包含樹脂粒子但其比率很低。又,No.27於最外層塗膜層中不包含樹脂粒子,且雖包含骨材但其比率很低。又,No.30於最外層塗膜層中不包含樹脂粒子,且雖包含硬化觸媒但其比率很低。因此,可認為光澤度在範圍外而無法實現所欲之設計性。
No.10~13、16、18~20、24~26、33~38之平均粒徑φ
10與平均膜厚T的比值(粒徑/膜厚)小於本案所揭示的2倍。因此,可認為光澤度在範圍外而無法實現所欲之設計性。
No.40、41之防鏽塗膜膜厚小於5µm(參照表4-1),所以可認為針對會從薄膜部或從粒子101與黏結劑樹脂103之界面侵入之腐蝕因子抑制腐蝕之效果不足。因此,可認為其等無法獲得所欲之耐蝕性。另外,No.47之防鏽塗膜膜厚大於15µm,所以可認為其產生了塗裝缺陷。因此,可認為其無法獲得所欲之耐蝕性。
No.48、49之防鏽顏料之存在比率小於30%(參照表4-1),所以可認為針對會從薄膜部或從粒子101與黏結劑樹脂103之界面侵入之腐蝕因子抑制腐蝕之效果不足。因此,可認為其等無法獲得所欲之耐蝕性。又,No.55之防鏽顏料之存在比率大於60%(參照表4-1),所以可認為防鏽塗膜層20與鋼板10之密著性不足,尤其是在加工部之密著性不足。因此,可認為其無法獲得所欲之耐蝕性。
No.68在鋼板10的表面未設置鍍敷層(使用金屬板A5),故無法獲得所欲之耐蝕性。
於以上,已參照所附圖式並且詳細說明了本發明之較佳實施形態,但本發明不限於所述例子。且顯而易見地,若為具有本發明所屬技術領域之通識之人士,皆可在申請專利範圍中所記載之技術思想範疇內思及各種變更例或修正例,並知悉該等亦理當歸屬於本發明之技術範圍。
此次所揭示之實施形態在各方面皆屬例示性且非限制性。上述實施形態亦可在不脫離所附之申請專利範圍、後述之屬於本發明技術範圍之構成及其主旨下,在各種形態中作省略、取代及變更。譬如,上述實施形態之構成要件可在不損及其效果之範圍內任意組合。又,從該任意組合當然可獲得關於所組合之各構成要件的作用及效果,並且可獲得熟知此項技藝之人士根據本說明書之記載明顯可知之其他作用及其他效果。
又,本說明書所記載之效果僅為說明性或例示性,並非限定性。亦即,本發明之技術可發揮上述效果,或者可取代上述效果而發揮熟知此項技藝之人士根據本說明書之記載明顯可知的其他效果。
此外,以下所列之構成亦屬於本發明之技術範圍。
[1]一種塗裝鋼板,係於具有含Zn鍍敷層之鋼板上的至少單面具有2層以上塗膜層,且該等塗膜層包含防鏽塗膜層;
於前述鋼板之至少一面上之前述塗膜層,其按JIS Z 8741:1997規定之60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下;
前述防鏽塗膜層之平均膜厚為5µm以上且15µm以下;
前述防鏽塗膜層包含黏結劑樹脂、交聯劑及防鏽顏料;並且
在前述塗膜層之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面中,相對於前述防鏽塗膜層之總面積的前述防鏽顏料之存在比率以面積率計為30%以上且60%以下。
[2]如上述[1]之塗裝鋼板,其中前述防鏽顏料含有Si、P、Mg及V中之至少1種以上。
[3]如上述[2]之塗裝鋼板,其中前述Si包含鈣離子交換氧化矽及鎂離子交換氧化矽中之任一者以上,前述P包含磷酸鋅、磷酸二氫鎂及三聚磷酸二氫鋁中之任一者以上,且前述Mg包含磷酸二氫鎂、氧化鎂及氫氧化鎂中之任一者以上。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之塗裝鋼板,其中在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,在前述2層以上塗膜層之下層具有前述防鏽塗膜層,且在位於距離前述鋼板最遠之側的最外層具有著色塗膜層,前述著色塗膜層包含樹脂粒子、以及作為製膜成分之黏結劑樹脂、交聯劑及著色顏料;並且
在前述剖面中,相對於前述最外層塗膜層之不含有前述樹脂粒子之部分的平均膜厚,前述樹脂粒子之平均粒徑為2倍以上且5倍以下;
惟,前述平均粒徑設為藉由以下方式所得之值:在前述剖面中之1個觀察視野區域中,測定存在於前述觀察視野區域中之前述樹脂粒子之圓等效直徑,並算出前述圓等效直徑中由大至小排序之前2名前述圓等效直徑的平均值,以相同方式針對任意10處觀察視野區域算出前述平均值,再進一步將所得前述平均值按視野數進行平均。
[5]如上述[4]之塗裝鋼板,其中相對於前述最外層塗膜層之總面積的前述樹脂粒子之存在比率以面積率計為5%以上且30%以下。
[6]如上述[4]或[5]之塗裝鋼板,其中在前述剖面中,關於前述樹脂粒子從前述最外層塗膜層其不含有前述樹脂粒子之前述部分之表面位置突出的突出部分,沿前述突出部分之外周部的長度的一半以上被厚度0.5µm以上之前述製膜成分覆蓋住。
[7]如上述[4]至[6]中任一項之塗裝鋼板,其中前述樹脂粒子係丙烯酸樹脂製之樹脂粒子。
[8]如上述[4]至[7]中任一項之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
[9]如上述[1]至[8]中任一項之塗裝鋼板,其具有選自下列中之任一項或兩項的特徵:在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,前述鋼板之表面粗糙度以Ra計為2µm以上;及,前述塗膜層含有15%以上由含氧化矽之顏料所構成的骨材。
1:塗裝鋼板
10:鋼板
11:塗膜
20:防鏽塗膜層
30:最外層塗膜層
101:粒子
103:黏結劑樹脂
200:薄膜部
B:線段
C:粒子被覆部分
E:粒子露出部分
G:粒子的重心
L
1:突出部分周長
L
2:粒子被覆部分周長
L
21,L
22:圓弧長度
P:突出部分
S,Sa,Sb,Sc:露出面
T
1,T
2,T
3:厚度
h
1~h
4:膜厚
φ
A,φ
B:粒徑
φ
10:平均粒徑
圖1A係用以說明本發明實施形態之塗裝鋼板之結構之一例的示意圖。
圖1B係用以說明該實施形態之塗裝鋼板之結構之一例的示意圖。
圖1C係用以說明該實施形態之塗裝鋼板之結構之一例的示意圖。
圖2A係用以說明該實施形態之塗裝鋼板中之最外層塗膜層的示意圖。
圖2B係用以說明該實施形態之塗裝鋼板中之最外層塗膜層的示意圖。
圖3A係用以說明其他實施形態之塗裝鋼板中之薄膜部的示意圖。
圖3B係用以說明又一其他實施形態之塗裝鋼板中之薄膜部的示意圖。
1:塗裝鋼板
10:鋼板
11:塗膜
20:防鏽塗膜層
30:最外層塗膜層
101:粒子
103:黏結劑樹脂
Claims (10)
- 一種塗裝鋼板,係於具有含Zn鍍敷層之鋼板上的至少單面具有2層以上塗膜層,且該等塗膜層包含防鏽塗膜層; 於前述鋼板之至少一面上之前述塗膜層,其按JIS Z 8741:1997規定之60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下; 前述防鏽塗膜層之平均膜厚為5µm以上且15µm以下; 前述防鏽塗膜層包含黏結劑樹脂、交聯劑及防鏽顏料;並且 在前述塗膜層之任意位置沿厚度方向進行裁切所得之剖面中,相對於前述防鏽塗膜層之總面積的前述防鏽顏料之存在比率以面積率計為30%以上且60%以下。
- 如請求項1之塗裝鋼板,其中前述防鏽顏料含有Si、P、Mg及V中之至少1種以上。
- 如請求項2之塗裝鋼板,其中前述Si包含鈣離子交換氧化矽及鎂離子交換氧化矽中之任一者以上,前述P包含磷酸鋅、磷酸二氫鎂及三聚磷酸二氫鋁中之任一者以上,且前述Mg包含磷酸二氫鎂、氧化鎂及氫氧化鎂中之任一者以上。
- 如請求項1之塗裝鋼板,其中在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,前述2層以上塗膜層係在下層具有前述防鏽塗膜層,且在位於距離前述鋼板最遠之側的最外層具有著色塗膜層,前述著色塗膜層包含樹脂粒子、以及作為製膜成分之黏結劑樹脂、交聯劑及著色顏料;並且 在前述剖面中,相對於前述著色塗膜層之不含有前述樹脂粒子之部分的平均膜厚,前述樹脂粒子之平均粒徑為2倍以上且5倍以下; 惟,前述平均粒徑設為藉由以下方式所得之值:在前述剖面中之1個觀察視野區域中,測定存在於前述觀察視野區域中之前述樹脂粒子之圓等效直徑,並算出前述圓等效直徑中由大至小排序之前2名前述圓等效直徑的平均值,以相同方式針對任意10處觀察視野區域算出前述平均值,再進一步將所得前述平均值按視野數進行平均。
- 如請求項4之塗裝鋼板,其中相對於前述著色塗膜層之總面積的前述樹脂粒子之存在比率以面積率計為5%以上且30%以下。
- 如請求項4之塗裝鋼板,其中在前述剖面中,關於前述樹脂粒子從前述著色塗膜層其不含有前述樹脂粒子之前述部分之表面位置突出的突出部分,沿前述突出部分之外周部的長度的一半以上被厚度0.5µm以上之前述製膜成分覆蓋住。
- 如請求項4至6中任一項之塗裝鋼板,其中前述樹脂粒子係丙烯酸樹脂製之樹脂粒子。
- 如請求項4至6中任一項之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
- 如請求項7之塗裝鋼板,其中前述黏結劑樹脂係丙烯酸樹脂製或聚酯樹脂製之黏結劑樹脂。
- 如請求項1或2之塗裝鋼板,其具有選自下列中之任一項或兩項的特徵:在前述鋼板之前述60度鏡面光澤度GS(60°)為20%以下之前述面中,前述鋼板之表面粗糙度以Ra計為2µm以上;及,前述塗膜層含有15%以上由含氧化矽之顏料所構成的骨材。
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