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1 r-free oating system with comparable performances to the existing r based system developed for Pre-coated Steel Sheets Hideki Matsuda kihisa Sakamoto Takashi Kojima Yutaka Hayami

2 PM 建材用クロムフリー塗装システムの開発 エッジ部に対する防錆 2.2 サービスコート 塗装 用 エッジ部及び加工部に対する防錆 プレコート鋼板では 塗装面につ 顔料分散 防錆剤 溶出 皮膜形成 いても防錆力が求められることから 一 塗膜物性 加工追従 般に用塗料についても防錆顔料が 含有されている 従来 個別に用と して塗料開発を行ってきたが 基礎研究 及び塗料の樹脂系 塗料 設計領域 の結果 それぞれのエッジク リープは 表裏それぞれの防錆顔料を含 む 総合的なの影響を互いに受 塗料及び塗料 及び表裏全体で 最適化を図ることが理想 塗膜下カソード抵抗性 バリヤー 耐アルカリ けあっていることが明らかとなった 表 裏のにより切断エッジ部に流れ 3 る腐食電流が異なるメカニズムは既報 エッジ部及び一般部に対する防錆 を参照していただくとし 本報では概念 図 についてのみ図3に示す 鋼板を 全体を見渡した最適システムの設計 コート仕様とし その表面親水性をコント ロールすることで塗装面から溶出す 3タイプの基本樹脂 3タイプの防錆剤 特殊変性エポキシ樹脂 KP88系 良好 エポキシ変性樹脂 KP89系 高付着性エポキシ樹脂 KP88系 架橋度 r 第1世代 ph緩衝 皮膜形成 顔料色 溶出色 溶出量 黄緑 多 無色 少 黄 無色 少 中 高バリヤー性 樹脂設計 防錆剤設計は独立の要素技術 自由な塗料設計が可能 図2 用基体樹脂及び防錆顔料の特性比較 における塗装膜全体としてのバリヤー性 低い 高い 腐食促進物質 イオン等 の浸透 <> 塗装 防錆顔料あり 55%l Zn コート 仕様 ウェット 腐食 エリア <2> 55%l Zn lcorr LT lcorr 55%l Zn 塗装 防錆顔料あり 55%l Zn <3> 55%l Zn 2コート 仕様 <4> 55%l Zn 55%l Zn 55%l Zn 塗料 図3 トケン1.14.indd 64 No.152 Oct. 21 各種表裏とエッジにおける腐食電池形成状態の関係 アノード カソード LT 腐食性液膜の有効作用厚み 64 1/11/22 14:32

3 PM 建材用クロムフリー塗装システムの開発 る防錆顔料溶解成分をコントロールでき 更にエッジ部で表 3.2 耐食性試験法 裏を繋ぐ電流回路を形成させることが可能となる この技術 屋外開放環境における腐食は 付着した塩分と相対湿度 を用いるとのエッジクリープを効果的に抑制できる そ の影響により形成される潮解水膜下で進行することが判っ こで 用塗料は基体樹脂にの良好なポリエステ ている 従って プレコート鋼板の耐食性試験もこれらのプ ル樹脂を用い のにあわせた形でクロムフリー ロセスを考慮した条件で行われることが望ましいと考える 3 防錆顔料組成を 最適化して KPカラー 6 系 本報では種々検討している中から 例として図4に示し た条件により実施した複合サイクル腐食試験結果について を開発した 示す しかしながら は塗料ユーザーの使用条件 や鋼板の用途等によって ①防錆顔料を含むコート ②表 と同様のを塗装した上に用の塗料を 3.3 各種試験結果 塗装する2コートの場合がある 弊社では 幅広い塗装仕 屋根用における比較 様及び要求される耐食性レベルに対応するために 表裏両 の塗料として 弊社屋根用 KPカラー 面のクロムフリーの防錆性能を更に高め 青色 フルグロス を乾燥膜厚 3μm塗装した場合の代表 る方策として 2コート専用塗料についても開発 的な試験結果を表に示す を進めている 試験工程 大気腐食の要素 3 開発技術の詳細 塩分の付着 及び腐食 35 塩水噴霧 1 h 乾燥 塩分の析出 6 乾燥 1.5 h 潮解水膜形成 及び腐食 5 耐湿 4 h 3.1 試験片作成条件 アルミ 亜鉛めっき鋼板 ガルバリウム鋼板 以後G Lと称す の両面に 素材最高到達温度 以後 PMTと称す 2 焼付時間4 秒で乾燥膜厚μmとなるように各種プ ライマー塗料を塗装した 次いで 同条件にて各種用塗 料を塗装した がコートとなる場合については このと き乾燥膜厚を7μmとした 次いで 用塗料をP 2サイクル MT2 焼付時間3 秒で乾燥膜厚 μmとなるように 塗装した 最後に に各種塗料をPMT2 2 図4 焼付時間4 秒で それぞれ所定の膜厚にて塗装した 表 屋根用塗装系における性能比較 複合サイクル腐食試験の一例 KP158 青色 フルグロス KP88 1 KP88 2 KP82 第世代 KP88 1 KP88 2 KPカラー67 KP69 1コートタイプ 4T折曲げ 付着 加工部耐食性 エッジ部耐食性 耐スクラッチ性 耐水性 沸水時間 付着その他 耐アルカリ性 65 トケン1.14.indd 65 No.152 Oct. 21 1/11/22 14:32

4 PM 建材用クロムフリー塗装システムの開発 KPカラー 系 として KP 下向き - 及び KP -2 を適用したも 上向き 3T加工部 のは 従来の型 KPカラー 適用 品と同等以上の 加工部付着性 耐スクラッチ性を示 す 耐アルカリ性は6価クロム含有の KPカラー プラ エッジ長さ 9 cm イマー よりも良好となっている これは クロムフリー第2世 代防錆顔料の 特性と 新規開発樹脂の両者の 効果である また 複合サイクル腐食試験の結果からわかるように KP カラー 系 を表裏両側に適用することで エッジクリープは従来の6価クロム含有系に近いレベルとな る 更に に KPカラー6 7 を用いた2コート 仕様から KPカラー6 のコート仕様とすると エッジ クリープは従来の6価クロム含有系とほぼ同等となる 図 図 に耐食性試験後の写真を示す KP158 KP851 KP851 KP67 KP69 屋根用における複合サイクル腐食試験 12時間後の外観比較 下向き 高耐久ネオマット 仕様としての性能比較 塗料に 弊社縮み模様型の低グロス高耐候性 KP88 2 KP88 2 KP67 上向き 3T加工部 塗料 KPカラー 7 ネオマット を乾燥膜厚2 μm塗装 した場合の代表的な試験結果を 表2及び図6に示す KPカラー - KPカラー プライ エッジ長さ 9 cm マー を適用した塗装板は それぞれ対応する6価クロム含 有適用品と比較して いずれも良好な塗膜性能を 示す 特に 耐アルカリ性が良好となる 耐食性はポリエス テル樹脂系とした方が 全般に良好である KP KP17ネオマット KP86 KP851 KP67 カラー 7 ネオマット は 及び屋外耐候性が 特に 優れた塗料であり 屋外ばくろ試験において一般部における 7 腐食発生リスクが 少ない 従って 塗料をネオ 図6 マットとし を KPカラー 表2 KP69 高耐久ネオマットにおける複合サイクル 腐食試験12時間後の外観比較 高耐久ネオマット塗装系における性能比較 KP89 KP88 2 KP67 KP17 ネオマット グレー 6 度グロス 1 以下 KP86 KP88 1 KP89 KP88 1 KPカラー67 KP69 1コートタイプ 2T折曲げ 付着 加工部耐食性 エッジ部耐食性 耐スクラッチ性 耐水性 沸水時間 付着その他 耐アルカリ性 トケン1.14.indd 66 No.152 Oct /11/22 14:32

5 PM 建材用クロムフリー塗装システムの開発 を KPカラー6 コート仕様とした塗装系は 耐候 4 屋外ばくろ試験経過状況 性 耐食性含めたトータルで特に高性能なクロムフリー塗装 先行開発し既に上市した KPカラー 系 仕様になると考えられる については 鹿児島県沖永良部島にある 沖永良部ばくろ その他の加工建材用における性能比較 場 千葉県南房総市の太平洋直近の重塩害地区にある 千 塗料に 弊社加工建材用 KPカラー 茶 倉ばくろ場 及び 新潟県三条市の信濃川流域にある軒下 色 6 度グロス 3 を乾燥膜厚 3μm塗装した場合の代 方式の 新潟ばくろ場 にて3年以上続けており 従来の6価 表的な試験結果について 表3に示す クロム含有と差異なく良好であることが確認され 7 KPカラー -2 KPカラー プライ ている 例として 図7にを弊社屋根用 KPカラー マー ともに 従来の6価クロム含有適用品と同等 青色 フルグロス 乾燥膜厚 3μm とし はい 以上の 加工部付着性 耐スクラッチ性を示した 耐 ずれもと同一の防錆顔料を添加したポリエス アルカリ性については KPカラー をに用いた テル樹脂系コート仕様とした場合における 表上バリ側の 標準的な屋根用 表 の場合に比較して 全体にや エッジクリープ進行挙動の比較を示す ばくろ試験結果から や低下傾向ではあるが 従来の6価クロム含有適 クロムフリー防錆顔料を用いた KPカラー 系 用品に比較して良好となっている 一般的な加工建材で重 適用品は 6価クロム含有タイプである KPカ 要視される加工部耐食性は 6価クロム含有の場 ラー 適用品と同等であり 沖永良部ばくろ 合と同様に の良好な樹脂系 及び千倉ばくろではエッジクリープの停止現象 も確認でき を適用する方がより良い結果となっている 本につ る 時点におけるコート塗装面の状態比較を示した 図7 価クロム含有塗装系とほぼ同等となる ただし 加工建材用塗料はを向上させるた に示したように 結露状態が長期間保持される新潟軒下方 め 屋根用に比較してTgが 低く架橋密度も低い 従って 式はプレコート鋼板の腐食に対して大変厳しいばくろ試験で 屋外開放ばくろ試験における一般部 平面部 の腐食リスク ある しかしながら KP6 コート塗装面は6価クロ 7 は屋根用標準仕様に比較してやや高くなる こういった観点 ム含有型コート塗装面に比較して良好である ばくろ試験 から 要求される耐候性 耐食性レベルによって KPカラー が3年程度経過しているが 表裏ともに従来の6価クロム含 -2 と KPカラー の適切 有を用いた2コート仕様と特に大きな外観差は無 な使い分けが望ましい く 現在もばくろ試験継続中である 表3 加工建材用塗装系における性能比較 KP151 茶色 6 度グロス 3 KP86 KP88 2 KP89 KP88 2 KPカラー67 KP69 1コートタイプ 2T折曲げ 付着 加工部耐食性 エッジ部耐食性 耐スクラッチ性 耐水性 沸水時間 付着その他 また 図には 新潟における軒下方式ばくろ3 2ヶ月経過 いても はコート仕様とすることで エッジクリープは6 耐アルカリ性 67 トケン1.14.indd 67 No.152 Oct. 21 1/11/22 14:32

6 PM 建材用クロムフリー塗装システムの開発 4 rフリー第1世代系 KP88系 r系 千倉 南向き3 開放 4 最大フクレ幅 mm 沖永良部 南向き22 開放 最大フクレ幅 mm 最大フクレ幅 mm ばくろ月数 図7 新潟 北向き垂直軒下 ばくろ月数 ばくろ月数 屋外開放ばくろ試験におけるエッジクリープ進行状況 上バリ側 の比較 KP691コート 一般部全体に ツヤの低下及び細かいフクレが発生 良 好 6価クロム含有型1コート 図 軒下方式ばくろ試験32ヶ月経過時における1コート塗装面の比較 本報で紹介した各種についても現在ばくろ試験 参考文献 中であり 継続的に長期耐食性を確認し 結果を常にフィー ドバックしながら より良い製品づくりへつなげていきたいと 松田英樹 坂本明久 児島敬 早速裕 考えている 2 小林啓祐 3 松田英樹 大島孝夫 塗装工学 44 [12] おわりに 4 中野多佳士 多田昌弘 田中正一 これまで述べてきたように 弊社では各種用途に合わせ たクロムフリー塗装システムの開発を推進してきた プレコー 松田英樹 塗装工学 44 [5] ト鋼板のクロムフリー品質は日々向上しており 一般的な地 6 ネオマット技術資料 関西ペイント 域における腐食耐久性はほぼ満足されているとの見解も出 7 松田英樹 大島孝夫 第25回 塗料 塗装研究発表会 講演予稿集 されつつあることから 今後クロムフリー品への切り替えが たとえば 金井洋 山崎隆生 野村広正 西岡良二 更に加速することが期待される 更に 将来の環境負荷低 塗装工学 32 [6] 減を目指した社会の実現のために 各種社会インフラの長 及川弘行 金井洋 野村広正 金井隆雄 第25回 塗料 寿命化或いは易メンテナンス性といった部分が重要度を増 塗装研究発表会 してくると考えている 弊社では 今後もプレコート鋼板用 講演予稿集 塗料の品質向上のための努力を続け 新しい技術について 今後も紹介する予定である トケン1.14.indd 68 No.152 Oct /11/22 14:32

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