Покрытый стальной лист и конструкционный материал для наружного использования
Изобретение относится к конструкционным материалам для наружного использования и касается покрытого стального листа. Покрытый стальной лист содержит стальной лист, пленку грунтовочного покрытия, которая располагается на стальном листе и содержит пигмент ингибитора коррозии на основе хромовой кислоты и агрегат, который служит в качестве первичных частиц и не содержит пористых частиц; а также верхнюю пленку покрытия, которая располагается на пленке грунтовочного покрытия. Изобретение обеспечивает создание покрытого стального листа, обладающего превосходной коррозионной стойкостью и стойкостью к царапанию, для применения его в качестве конструкционного материала для наружного использования. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к покрытому стальному листу, обладающему превосходной коррозионной стойкостью и стойкостью к царапанию, а также к конструкционному материалу для наружного использования, содержащему этот покрытый стальной лист.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Проблемой в использовании покрытого стального листа для конструкционного материала для наружного использования и т.п. является образование красной ржавчины. Например, в регионах, которые не страдают от солевой коррозии, красная ржавчина образуется на подвергающейся воздействию атмосферы основной стальной части покрытого стального листа, такой как краевая поверхность и согнутая часть, и эта красная ржавчина создает проблему ухудшения внешнего вида. Образование красной ржавчины может быть эффективно предотвращено путем подвергания стального листа хроматной химической обработке для формирования конверсионного покрытия или путем добавления антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты в грунтовочную пленку. Однако образование красной ржавчины не может быть полностью предотвращено в течение длительного периода времени даже с использованием таких способов, и поэтому покрытый стальной лист, который мог бы сильнее предотвращать образование красной ржавчины на подвергаемой воздействию окружающей среды основной стальной части, является востребованным.
[0003] Когда покрытый стальной лист используется для конструкционного материала для наружного использования и т.п., в некоторых случаях требуется стойкость к царапанию. В качестве методики для улучшения стойкости к царапанию покрытого стального листа предлагается добавление в грунтовочную пленку частиц диоксида кремния, имеющих диаметр от 1 до 5 мкм (см. Патентный документ 1). Добавление частиц диоксида кремния в грунтовочную пленку для увеличения шероховатости поверхности грунтовочной пленки расширяет поверхность соприкосновения между грунтовочной пленкой и верхней пленкой покрытия, что улучшает силу адгезии верхней пленки покрытия к грунтовочной пленке. В результате достигается повышение стойкости к царапанию покрытого стального листа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0004]
Патентный документ 1
- Японская выложенная патентная заявка № 9-122579
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0005] В качестве способа для улучшения коррозионной стойкости и стойкости к царапанию покрытого стального листа рассматривается добавление антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты и частиц диоксида кремния, которые могут увеличить шероховатость поверхности грунтовочной пленки, со ссылкой на Патентный документ 1. Однако, в предварительных экспериментах, проведенных авторами настоящего изобретения, было установлено, что покрытый стальной лист, полученный таким образом, обладает превосходной коррозионной стойкостью (стойкостью к образованию красной ржавчины) и стойкостью к царапанию на начальной стадии, но коррозионная стойкость (стойкость к образованию красной ржавчины) катастрофически уменьшается с течением времени.
[0006] Задачей настоящего изобретения является предложить покрытый стальной лист, который обладал бы превосходной коррозионной стойкостью и превосходной стойкостью к царапанию, а также конструкционный материал для наружного использования, включающий в себя этот покрытый стальной лист.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0007] Авторы настоящего изобретения установили, что вышеописанная проблема может быть решена путем добавления в грунтовочную пленку антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты и агрегата, представляющего собой первичные частицы, и провели дополнительные исследования для того, чтобы завершить настоящее изобретение.
[0008] В частности, настоящее изобретение относится к следующим покрытым стальным листам и к конструкционному материалу для наружного использования.
[0009]
[1] Покрытый стальной лист, включающий в себя:
стальной лист;
грунтовочную пленку, расположенную на стальном листе, причем эта грунтовочная пленка содержит антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты и агрегат, являющийся первичной частицей, и грунтовочная пленка не содержит микропористую частицу; и
верхнюю пленку покрытия, расположенную на грунтовочной пленке,
причем упомянутый агрегат удовлетворяет Выражению 1 и Выражению 2:
D10≥0,6T (Выражение 1),
D90 < 2,0T (Выражение 2),
где D10 представляет собой 10%-ый диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц, D90 представляет собой 90%-ый диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц, и T представляет собой толщину (мкм) грунтовочной пленки в части, не содержащей агрегатов.
[2] Покрытый стальной лист в соответствии с пунктом [1], в котором процентная доля агрегата относительно содержания твердых веществ в грунтовочной пленке составляет 1 об.% или больше и меньше чем 10 об.%.
[3] Покрытый стальной лист в соответствии с пунктом [1] или [2], в котором стальной лист был подвергнут химической обработке для формирования конверсионного покрытия.
[4] Конструкционный материал для наружного использования, включающий в себя покрытый стальной лист в соответствии с любым из пунктов [1] - [3].
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Настоящее изобретение может обеспечить покрытый стальной лист и наружный строительный материал, которые обладают превосходными коррозионной стойкостью и стойкостью к царапанию.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0011] Покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: стальной лист (непокрытый лист); грунтовочную пленку, сформированную на этом стальном листе; и верхнюю пленку покрытия, сформированную на этой грунтовочной пленке. Далее будут описаны составные части покрытого стального листа в соответствии с настоящим изобретением.
[0012] (Непокрытый лист)
Тип стального листа, используемого в качестве непокрытого листа, особенно не ограничивается. Примеры непокрытого листа включают в себя холоднокатаные стальные листы, оцинкованные стальные листы, покрытые сплавом Zn-Al стальные листы, покрытые сплавом Zn-Al-Mg стальные листы, покрытые алюминием стальные листы и листы из нержавеющей стали (включая стальные листы из аустенитной, мартенситной, ферритной и феррит-мартенситной двухфазной нержавеющей стали). Непокрытый лист предпочтительно представляет собой гальванизированный погружением в расплав сплава 55%Al-Zn стальной лист с точек зрения коррозионной стойкости, уменьшения веса и эффективности затрат. Этот стальной лист может быть заранее подвергнут известной предварительной обработке, такой как обезжиривание и травление. Толщина этого стального листа особенно не ограничивается и может быть подходящим образом установлена в соответствии с применением покрытого стального листа. Например, толщина стального листа составляет приблизительно от 0,1 до 2 мм.
[0013] Стальной лист (непокрытый лист) может быть предварительно подвергнут химической обработке для формирования конверсионного покрытия с точки зрения повышения коррозионной стойкости и адгезии к пленке покрытия (стойкости к царапанию) покрытого стального листа. Тип химической обработки для формирования конверсионного покрытия особенно не ограничивается. Примеры химической обработки для формирования конверсионного покрытия включают в себя хромирование, обработку без применения хрома, а также фосфатирование.
[0014] Химическая обработка для формирования конверсионного покрытия может быть выполнена путем использования какого-либо известного способа, например, путем нанесения раствора для химической обработки для формирования конверсионного покрытия на поверхность стального листа с использованием способа нанесения покрытия с помощью валика, способа нанесения покрытия методом центрифугирования, способа распыления и подобного, с последующей сушкой без промывки водой. Температура сушки и ее продолжительность особенно не ограничиваются, при условии, что влага может быть испарена. С точки зрения производительности температура сушки предпочтительно находится в диапазоне от 60°C до 150°C для окончательной температуры листа, а ее продолжительность предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 10 с. Количество осаждаемой пленки конверсионного покрытия особенно не ограничивается, при условии, что это количество находится в диапазоне, эффективном для повышения коррозионной стойкости и адгезии к пленке покрытия. В случае хроматной пленки покрытия, например, осаждаемое количество может быть отрегулировано так, чтобы оно составляло от 5 до 100 мг/м2 в пересчете на полное содержание Cr. В случае бесхромной пленки покрытия осаждаемое количество может быть отрегулировано так, чтобы оно составляло от 10 до 500 мг/м2 для композитной пленки покрытия из Ti-Мо, и от 3 до 100 мг/м2 по фтору или по полному содержанию металлического элемента для пленки фторкислотного типа. В случае фосфатной пленки покрытия осаждаемое количество может быть отрегулировано так, чтобы оно составляло от 5 до 500 мг/м2.
[0015] (Грунтовочная пленка)
Грунтовочная пленка формируется на поверхности стального листа или пленки конверсионного покрытия. Грунтовочная пленка содержит антикоррозионный пигмент и агрегат, и улучшает коррозионную стойкость, адгезию к пленке покрытия (стойкость к царапанию) и т.д. покрытого стального листа.
[0016] Тип смолы (основной смолы), содержащейся в грунтовочной пленке, особенно не ограничивается. Примеры смолы, содержащейся в грунтовочной пленке, включают в себя эпоксидную смолу, акриловую смолу и полиэфир.
[0017] Антикоррозионный пигмент на основе кислоты шестивалентного хрома добавляется в грунтовочную пленку для повышения коррозионной стойкости. Тип основанного на хромовой кислоте антикоррозионного пигмента особенно не ограничивается. Примеры такого антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты включают в себя хромат стронция, хромат цинка, хромат кальция, хромат марганца и хромат магния. Общее количество добавляемого антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты особенно не ограничивается, но находится в диапазоне от 1 об.% до 50 об.% и предпочтительно в диапазоне от 5 об.% до 20 об.% относительно содержания твердых веществ в грунтовочной пленке. Если общее количество добавляемого антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты составляет менее 1 об.%, коррозионная стойкость не может быть улучшена эффективно. Если общее количество добавляемого антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты составляет более 50 об.%, укрывистость, способность к обработке и/или адгезия к пленке покрытия могут быть ухудшены.
[0018] Агрегат добавляется в грунтовочную пленку для повышения стойкости к царапанию. Добавление агрегата в грунтовочную пленку для увеличения шероховатости поверхности грунтовочной пленки увеличивает поверхность соприкосновения между грунтовочной пленкой и верхней пленкой покрытия, что улучшает силу адгезии верхней пленки покрытия к грунтовочной пленке. В результате достигается повышение стойкости к царапанию покрытого стального листа.
[0019] Антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты элюируется из грунтовочной пленки, проявляя тем самым эффект придания коррозионной стойкости. С другой стороны, при таких обстоятельствах добавление микропористых частиц в качестве агрегата в грунтовочную пленку ускоряет элюирование антикоррозионного пигмента через пустоты в агрегате, и коррозионная стойкость может быть потеряна за короткий период времени. Принимая это во внимание, первичные частицы добавляются в качестве агрегата в покрытом стальном листе в соответствии с настоящим изобретением. Здесь термин «микропористая частица» относится к частице, включающей в себя микропоры, которые могут служить путем для антикоррозионного пигмента, и концепция включает в себя агломерат мелких частиц и частицы, имеющей пористую структуру. «Первичная частица» относится к частице, не содержащей микропор, которые могли бы служить путем для антикоррозионного пигмента. Первичная частица может включать в себя углубление, которое не служит путем для антикоррозионного пигмента. Например, агрегат представляет собой первичную частицу, содержащую смолу (полимерную частицу), такую как акриловая смола, полиуретан, полиэстер, меламиновая смола, карбамидная смола и полиамид; или первичную частицу, содержащую неорганическое соединение (неорганическую частицу), такое как стекло, карбид кремния, нитрид бора, двуокись циркония и глинозем-кремнезем. Форма этих первичных частиц предпочтительно является в целом сферической, но может быть и другой, такой как цилиндр и диск.
[0020] Диаметр частицы агрегата особенно не ограничивается, но предпочтительно удовлетворяет Выражению 1 и Выражению 2. В Выражении 1 и Выражении 2 D10 представляет собой 10%-ый диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц, D90 представляет собой 90%-ый диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц, и T представляет собой толщину (мкм) грунтовочной пленки в части, не содержащей агрегатов. Если Выражение 1 не удовлетворяется, шероховатость поверхности грунтовочной пленки понижается, и стойкость к царапанию не может быть улучшена эффективно. Если Выражение 2 не удовлетворяется, то агрегат может отделиться от грунтовочной пленки, и стойкость к царапанию может быть понижена.
D10≥0,6T (Выражение 1)
D90 < 2,0T (Выражение 2)
[0021] Диаметры частиц в Выражении 1 и Выражении 2 измеряются с использованием, например, способа счетчика Культера. Однако стойкость к царапанию может быть улучшена эффективно даже тогда, когда диаметры частиц, измеренные с использованием другого способа измерения, при условии, что эти диаметры частиц удовлетворяют Выражению 1 и Выражению 2. Например, диаметр частиц агрегата в грунтовочной пленке может быть измерен в соответствии со следующей процедурой. Сначала покрытый стальной лист режется, и поверхность реза полируется. Поверхность реза затем наблюдается с помощью электронного микроскопа для получения изображения поперечного сечения грунтовочной пленки. Затем измеряются длина длинной стороны и длина короткой стороны для всех агрегатов, присутствующих в изображении поперечного сечения, для вычисления среднего размера частиц для каждого агрегата. После этого количество частиц подсчитывают в порядке размера частиц, начиная от самого малого, и диаметр частиц, при котором достигается 10% общего количества частиц, определяется как D10, а диаметр частиц, при котором достигается 90% общего количества частиц, определяется как D90.
[0022] Количество добавляемого агрегата особенно не ограничивается, но предпочтительно находится в диапазоне 1 об.% или больше и меньше чем 10 об.% относительно содержания твердых веществ в грунтовочной пленке. Если общее количество добавляемого агрегата составляет менее 1 об.%, стойкость к царапанию не может быть улучшена эффективно. Поскольку количество агрегата, который служит барьером против элюирования антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты, является малым, антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты чрезмерно элюируется, и коррозионная стойкость может быть потеряна за короткий период времени. Если общее добавленное количество составляет 10 об.% или больше, элюирование антикоррозионного пигмента на основе хромовой кислоты чрезмерно ингибируется, и коррозионная стойкость может быть понижена.
[0023] Толщина грунтовочной пленки особенно не ограничивается, но предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 10 мкм. Если толщина пленки составляет менее 1 мкм, коррозионная стойкость не может быть улучшена в достаточной степени. С другой стороны, если толщина пленки будет больше 10 мкм, то становится вероятным образование точечных отверстий при сушке материала покрытия, и внешний вид покрытого стального листа может быть ухудшен (например, за счет образования точечных отверстий при сушке материала покрытия), либо способность к обработке покрытого стального листа может быть понижена. В дополнение к этому, задание толщины грунтовочной пленки больше чем 10 мкм является экономически невыгодным.
[0024] Грунтовочная пленка может быть сформирована путем использования какого-либо известного способа, например, путем нанесения грунтовки, содержащей основную смолу, антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты и агрегат, на поверхность непокрытого листа (стального листа) и подвергания этого листа термической обработке при окончательной температуре листа от 150°C до 280°C в течение от 10 до 60 с. Если температура термической обработки является более низкой, чем 150°C, материал покрытия не может быть спечен в достаточной степени, и функция грунтовочной пленки не может быть проявлена в достаточной степени. С другой стороны, если температура термической обработки является более высокой, чем 280°C, спекание становится чрезмерным и адгезия между грунтовочной пленкой и верхней пленкой покрытия может быть понижена. Способ для нанесения грунтовки особенно не ограничивается, и может быть подходящим образом выбран из способов, используемых в производстве предварительно покрытого стального листа. Примеры такого способа нанесения включают в себя способ нанесения покрытия с помощью валика, способ нанесения покрытия струйным обливом, способ нанесения покрытия поливом и способ нанесения покрытия распылением.
[0025] (Верхняя пленка покрытия)
Верхняя пленка покрытия формируется на грунтовочной пленке. Верхняя пленка покрытия улучшает конструкционную пригодность, коррозионную стойкость и т.д. покрытого стального листа.
[0026] Тип смолы (основной смолы), содержащейся в верхней пленке покрытия, особенно не ограничивается. Примеры смолы, содержащейся в верхней пленке покрытия, включают в себя полиэстер, эпоксидную смолу и акриловую смолу. Эти смолы могут быть сшиты с помощью отвердителя. Тип отвердителя может быть подходящим образом выбран в соответствии, например, с типом используемой смолы и условиями спекания. Примеры отвердителя включают в себя соединения меламина и соединения изоцианата. Примеры соединения меламина включают в себя соединения меламина с группой имина, группами метилола и имина, группой метилола и полностью алкильной группой.
[0027] Верхняя пленка покрытия может быть прозрачной или может быть окрашенной путем добавления произвольного окрашивающего пигмента. Примеры окрашивающего пигмента включают в себя неорганические пигменты, такие как оксид титана, карбонат кальция, сажа, сурьма в тонком порошке, титановый желтый, железный сурик, железная лазурь, кобальтовая синь, лазурь железная сухая, ультрамариновый синий, кобальтовая зелень (зелень Ринмана) и молибденовый красный; композитные оксидные кальцинированные пигменты, содержащие металлические компоненты, такие как CoAl, CoCrAl, CoCrZnMgAl, CoNiZnTi, CoCrZnTi, NiSbTi, CrSbTi, FeCrZnNi, MnSbTi, FeCr, FeCrNi, FeNi, FeCrNiMn, CoCr, Mn, Co и SnZnTi; металлические пигменты, такие как Al, покрытый смолой Al, и Ni; и органические пигменты, такие как литоль красный B, яркий алый G, пигмент алый 3B, яркий кармин 6B, лаковый красный C, лаковый красный D, прочный красный 4R, бордо 10B, прочный желтый G, прочный желтый 10G, паранитроанилин красный, сигнальный красный, бензидиновый крон, бензидиновый оранжевый, бордовый бон L, бордовый бон M, блестящий прочный алый, багряно-красный, фталоцианиновый синий, фталоцианиновый зеленый, прочный лазурный и анилиновая сажа. Дополнительный пигмент, такой как пигмент-наполнитель, может быть примешан к верхней пленке покрытия. Примеры пигмента-наполнителя включают в себя сульфат бария, оксид титана, диоксид кремния и карбонат кальция.
[0028] Толщина верхней пленки покрытия особенно не ограничивается, но предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 30 мкм. Если толщина пленки составляет менее 5 мкм, желаемый внешний вид не может быть достигнут. С другой стороны, если толщина пленки будет больше 30 мкм, то становится вероятным образование точечных отверстий при сушке материала покрытия, и внешний вид покрытого стального листа может быть ухудшен (например, за счет образования точечных отверстий при сушке материала покрытия), либо способность к обработке покрытого стального листа может быть понижена.
[0029] Верхняя пленка покрытия может быть сформирована путем использования какого-либо известного способа, например, путем нанесения верхнего покрытия, содержащего основную смолу, окрашивающий пигмент и пигмент-наполнитель, на поверхность непокрытого листа (стального листа) и подвергания этого листа термической обработке при окончательной температуре листа от 150°C до 280°C в течение от 20 до 80 с. Если температура термической обработки является более низкой, чем 150°C, материал покрытия не может быть спечен в достаточной степени, и функция верхней пленки покрытия не может быть проявлена в достаточной степени. С другой стороны, если температура термической обработки является более высокой, чем 280°C, такие свойства, как способность к обработке, атмосферостойкость и коррозионная стойкость не могут быть проявлены в достаточной степени из-за окислительной деградации смолы, вызываемой чрезмерным спеканием. Способ для нанесения верхнего покрытия особенно не ограничивается, и может быть подходящим образом выбран из способов, используемых в производстве предварительно покрытого стального листа. Примеры такого способа нанесения включают в себя способ нанесения покрытия с помощью валика, способ нанесения покрытия струйным обливом, способ нанесения покрытия поливом и способ нанесения покрытия распылением.
[0030] (Пленка покрытия обратной стороны)
Покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя пленку покрытия (пленку покрытия обратной стороны) также и на поверхности, противоположной той поверхности, на которой формируются грунтовочная пленка и верхняя пленка покрытия. Пленка покрытия обратной стороны может иметь конфигурацию с одним слоем или конфигурацию с двумя слоями. Тип смолы, содержащейся в пленке покрытия обратной стороны, тип пигмента и т.д. особенно не ограничиваются. Пленка покрытия обратной стороны может быть сформирована путем, например, нанесения известного материала покрытия с использованием какого-либо известного способа.
[0031] (Эффект)
Покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением может предотвратить образование красной ржавчины на подвергаемой воздействию окружающей среды основной стальной части покрытого стального листа, такой как краевая поверхность и согнутая часть, потому что грунтовочная пленка содержит антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты, который легко элюируется из грунтовочной пленки. Покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением может предотвратить чрезмерное элюирование антикоррозионных пигментов на основе хромовой кислоты и имеет превосходную стойкость к царапанию, потому что грунтовочная пленка содержит агрегаты, состоящие из первичных частиц. Из этого следует, что покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением обладает превосходными краткосрочной и долгосрочной коррозионной стойкостью и стойкостью к царапанию. Соответственно, покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением является подходящим для конструкционного материала для наружного использования для сооружений, например, для использования в качестве детали, которая может подвергаться воздействию внешней атмосферы и облучению солнечным светом.
[0032] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на Примеры, однако настоящее изобретение не ограничивается этими Примерами.
Примеры
[0033] 1. Производство покрытого стального листа
В качестве непокрытого листа был подготовлен покрытый погружением в расплав сплава 55%Al-Zn стальной лист (основной материал: SPCC, плотность покрытия с обеих сторон: 150 г/м2). Поверхность этого непокрытого листа была обезжирена щелочью, а затем подвергнута химической обработке для формирования конверсионного покрытия раствором для хромирования (Surfcoat NRC300NS производства компании Nipponpaint Co., Ltd.).
[0034] На поверхность непокрытого листа после химической обработки для формирования конверсионного покрытия с помощью устройства для нанесения покрытий валиком была нанесена грунтовка, после чего лист сушился при окончательной температуре листа 200°C в течение 30 с для того, чтобы сформировать грунтовочную пленку, имеющую толщину от 2 до 8 мкм. Грунтовка была приготовлена путем добавления 5 об.% сульфата бария в качестве пигмента-наполнителя к коммерчески доступному прозрачному эпоксидному материалу покрытия (NSC680 производства компании Nippon Fine Coatings Co., Ltd.) для того, чтобы сформировать основной материал, а затем добавления антикоррозионного пигмента и/или агрегата, показанных в Таблице 1, к основному материалу. Диаметры частиц (D10 и D90) агрегата представляли собой диаметры частиц в численном кумулятивном распределении размера частиц, определенном с использованием способа счетчика Культера, и они были отрегулированы с помощью сита.
[0035] После этого верхнее покрытие было нанесено на поверхность грунтовочной пленки с помощью устройства для нанесения покрытий валиком, после чего лист сушился при окончательной температуре листа 220°C в течение 45 с для того, чтобы сформировать верхнюю пленку покрытия, имеющую толщину 10 мкм. Верхнее покрытие было приготовлено путем добавления 7 об.% сажи в качестве окрашивающего пигмента к коммерчески доступному прозрачному эпоксидному материалу покрытия (CA производства компании Nippon Fine Coatings Co., Ltd.).
[0036] Конфигурация грунтовочной пленки каждого произведенного покрытого стального листа показана в Таблице 1. В колонке «Тип» в «Агрегате» в Таблице 1 «A1» означает частицу акриловой смолы (первичную частицу) (Art-pearl J-4P производства компании Negami Chemical Industrial Co., Ltd.); «A2» означает частицу акриловой смолы (первичную частицу) (TAFTIC FH-S010 производства компании Toyobo Co., Ltd.); «A3» означает частицу акриловой смолы (первичную частицу) (TAFTIC FH-S005 производства компании Toyobo Co., Ltd.); «A4» означает частицу акриловой смолы (первичную частицу) (TAFTIC FH-S008 производства компании Toyobo Co., Ltd.); «A5» означает частицу акриловой смолы (первичную частицу) (Art-pearl J-5P производства компании Negami Chemical Industrial Co., Ltd.); «B» означает частицу из уретановой смолы (первичную частицу) (Art-pearl P-800T производства компании Negami Chemical Industrial Co., Ltd.); «C» означает стеклянную частицу (первичную частицу) (EMB-10 производства компании Potters-Ballotini Co., Ltd.); и «D» означает твердую частицу из диоксида кремния (микропористую частицу) (Sylysia 430 производства компании Fuji Silysia Chemical Ltd.). В колонке «Тип» в «антикоррозионном пигменте» в Таблице 1 «a» означает хромат стронция; «b» означает хромат цинка; «c» означает оксид хрома (III); и «d» означает сульфат хрома (III). В Таблице 1 «Смешиваемое количество» для агрегата и антикоррозионного пигмента представляет собой процентную долю (об.%) относительно содержания твердых веществ в грунтовочной пленке.
[0037]
[Таблица 1]
| № | Грунтовочная пленка | Классификация | ||||||
| Агрегат | Антикоррозионный пигмент | Толщина пленки (мкм) |
||||||
| Тип | D10 (мкм) |
D90 (мкм) |
Смешиваемое количество (об.%) |
Тип | Смешиваемое количество (об.%) |
|||
| 1 | A1 | 1,5 | 3 | 3 | a | 20 | 2 | Пример |
| 2 | A2 | 5 | 10 | 3 | a | 20 | 8 | Пример |
| 3 | A3 | 4 | 6 | 3 | a | 20 | 4 | Пример |
| 4 | A4 | 4 | 6 | 0,5 | a | 20 | 4 | Пример |
| 5 | A4 | 4 | 6 | 15 | a | 20 | 4 | Пример |
| 6 | A4 | 4 | 6 | 3 | b | 20 | 4 | Пример |
| 7 | B | 4 | 6 | 3 | a | 20 | 4 | Пример |
| 8 | C | 4 | 6 | 3 | a | 20 | 4 | Пример |
| 9 | A4 | 2 | 10 | 3 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 10 | A5 | 2 | 6 | 3 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 11 | A5 | 2 | 6 | 3 | a | 20 | 3 | Сравнительный пример |
| 12 | A4 | 2 | 10 | 0,5 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 13 | A5 | 2 | 6 | 0,5 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 14 | A5 | 2 | 6 | 0,5 | a | 20 | 3 | Сравнительный пример |
| 15 | A4 | 2 | 10 | 15 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 16 | A5 | 2 | 6 | 15 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 17 | A5 | 2 | 6 | 15 | a | 20 | 3 | Сравнительный пример |
| 18 | D | 4 | 6 | 3 | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 19 | D | 4 | 6 | 3 | b | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 20 | A3 | 4 | 6 | 3 | с | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 21 | A3 | 4 | 6 | 3 | d | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 22 | D | 4 | 6 | 3 | с | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 23 | - | - | - | - | с | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 24 | - | - | - | - | a | 20 | 4 | Сравнительный пример |
| 25 | A3 | 4 | 6 | 3 | - | - | 4 | Сравнительный пример |
| 26 | D | 4 | 6 | 3 | - | - | 4 | Сравнительный пример |
[0038] 2. Тест для оценки
(1) Тест коррозионной стойкости
Образец был вырезан из каждого из покрытых стальных листов с помощью ножниц, и этот образец был подвергнут 2T-изгибу для того, чтобы подготовить тестовый образец. Тестовый образец имел краевую поверхность реза и согнутую часть, и основная сталь и металл покрытия были открытыми на этих частях.
[0039] Тестовые образцы были размещены на открытом воздухе в городе Кирю, префектура Гунма, Япония (регион, в котором отсутствует солевая коррозия), и подвергнуты атмосферным испытаниям в течение шести месяцев и двух лет. Каждый из этих тестовых образцов был ориентирован на юг под углом уклона 35° так, чтобы согнутая часть находилась с нижней стороны тестового образца. Спустя шесть месяцев и два года после начала экспонирования доля площади, занятая образовавшейся красной ржавчиной, была измерена для краевой поверхности реза и подвергавшихся воздействию атмосферы основных стальных частей согнутой части. Тот случай, когда доля площади, занятая образовавшейся красной ржавчиной, составляла меньше чем 20%, оценивался как «A», случай, когда доля площади, занятая образовавшейся красной ржавчиной, составляла 20% или больше и меньше чем 40%, оценивался как «B», случай, когда доля площади, занятая образовавшейся красной ржавчиной, составляла 40% или больше и меньше чем 60%, оценивался как «C», и случай, когда доля площади, занятая образовавшейся красной ржавчиной, составляла 60% или больше, оценивался как «D». Покрытый стальной лист, имеющий оценку «A», «B» или «C», может рассматриваться как покрытый стальной лист, имеющий заданную коррозионную стойкость.
[0040] (2) Тест стойкости к царапанию
Поскольку покрытый стальной лист неизбежно царапается при обращении с ним и при его эксплуатации, тест стойкости к царапанию проводился с помощью склерометра Клеменса. Лист для оценки помещался горизонтально, и жетон из нержавеющей стали располагался на нем так, чтобы угол наклона к поверхности листа для оценки составил 45°. Пленка покрытия листа для оценки царапалась этим жетоном с предопределенной нагрузкой, приложенной к жетону, и минимальная нагрузка, при которой наблюдался слой металлизации, регистрировалась в качестве оценочного значения. Случай, когда это оценочное значение составляло 2000 г или выше, оценивался как «A», случай, когда это оценочное значение составляло 1000 г или выше и ниже чем 2000 г, оценивался как «B», и случай, когда это оценочное значение составляло 500 г или выше и меньше чем 1000 г, оценивался как «C». Покрытый стальной лист, имеющий оценку «A» или «B», может рассматриваться как покрытый стальной лист, имеющий заданную стойкость к царапанию.
[0041] (3) Результаты оценки
Результаты оценки теста коррозионной стойкости и теста стойкости к царапанию для покрытых стальных листов показаны в Таблице 2.
[0042]
[Таблица 2]
| № | Коррозионная стойкость | Стойкость к царапанию | Классификация | |||
| Экспонирование в течение 6 месяцев | Экспонирование в течение 2 лет | |||||
| Краевая поверхность | Согнутая часть | Краевая поверхность | Согнутая часть | |||
| 1 | A | A | B | A | A | Пример |
| 2 | A | A | A | A | A | Пример |
| 3 | A | A | A | A | A | Пример |
| 4 | A | A | B | B | B | Пример |
| 5 | A | A | B | B | A | Пример |
| 6 | A | A | A | A | A | Пример |
| 7 | A | A | A | A | A | Пример |
| 8 | A | A | A | A | A | Пример |
| 9 | B | A | B | B | D | Сравнительный пример |
| 10 | A | A | B | B | D | Сравнительный пример |
| 11 | A | A | B | B | D | Сравнительный пример |
| 12 | B | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 13 | B | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 14 | B | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 15 | C | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 16 | B | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 17 | B | B | D | D | D | Сравнительный пример |
| 18 | B | B | D | D | A | Сравнительный пример |
| 19 | B | B | D | D | A | Сравнительный пример |
| 20 | C | C | D | D | A | Сравнительный пример |
| 21 | C | C | D | D | A | Сравнительный пример |
| 22 | C | C | D | D | A | Сравнительный пример |
| 23 | D | D | D | D | D | Сравнительный пример |
| 24 | A | A | D | D | D | Сравнительный пример |
| 25 | D | D | D | D | A | Сравнительный пример |
| 26 | D | D | D | D | A | Сравнительный пример |
[0043] Как показано в Таблице 2, покрытые стальные листы № 23 и 24, в которых агрегат не был добавлен в грунтовочную пленку, обладали недостаточной стойкостью к царапанию. Покрытые стальные листы № 18 и 19, в которых агрегат, состоящий из микропористых частиц, был добавлен в грунтовочную пленку, обладали превосходной стойкостью к царапанию, но имели недостаточную долгосрочную коррозионную стойкость. Причина этого заключается, по-видимому, в том, что поскольку агрегат представлял собой микропористую частицу, антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты элюировался к внешней стороне за короткий период через пустоты (микропоры) в агрегате. Покрытые стальные листы № 9-17, в которых значения D10 или D90 агрегата не удовлетворяли Выражению (1) или Выражению (2), обладали недостаточной стойкостью к царапанию. Причина недостаточной стойкости к царапанию покрытых стальных листов №№ 9, 10, 12, 13, 15 и 16 заключается, по-видимому, в том, что агрегат с размером меньше, чем толщина грунтовочной пленки, не может внести свой вклад в увеличение поверхности соприкосновения между грунтовочной пленкой и верхней пленкой покрытия. Причина недостаточной стойкости к царапанию покрытых стальных листов № 9, 11, 12, 14, 15 и 17 заключается, по-видимому, в том, что агрегат с размером больше, чем толщина грунтовочной пленки, с большой вероятностью будет отделяться от грунтовочной пленки.
[0044] Покрытые стальные листы № 20-23, в которых грунтовочная пленка включала в себя трехвалентный хром в качестве антикоррозионного пигмента, и покрытые стальные листы № 25 и 26, в которых никакого антикоррозионного пигмента не добавлялось в грунтовочную пленку, обладали недостаточной краткосрочной и долгосрочной коррозионной стойкостью.
[0045] С другой стороны, покрытые стальные листы № 1-8, в которых антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты и агрегат, состоящий из первичных частиц, имеющих предопределенный размер, добавлялись в грунтовочную пленку, обладали превосходной краткосрочной и долгосрочной коррозионной стойкостью, а также стойкостью к царапанию.
[0046] Из вышеприведенных результатов можно заметить, что покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением обладает как превосходной коррозионной стойкостью, так и превосходной стойкостью к царапанию.
[0047] Настоящая заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2014-159568, зарегистрированной 5 августа 2014 г., полное содержание которой, включая описание и чертежи, включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[0048] Покрытый стальной лист в соответствии с настоящим изобретением обладает как превосходной коррозионной стойкостью, так и превосходной стойкостью к царапанию и, таким образом, является полезным для наружных строительных материалов, используемых, например, для сооружений.
1. Покрытый стальной лист, содержащий:
стальной лист;
грунтовочную пленку, расположенную на стальном листе, причем эта грунтовочная пленка содержит антикоррозионный пигмент на основе хромовой кислоты и агрегат, являющийся первичной частицей, причем грунтовочная пленка не включает в себя в себя микропористую частицу; и
верхнюю пленку покрытия, расположенную на грунтовочной пленке,
причем упомянутый агрегат удовлетворяет Выражению 1 и Выражению 2:
D10≥0,6T (Выражение 1),
D90 < 2,0T (Выражение 2),
где D10 представляет собой 10%-ный диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц, D90 представляет собой 90%-ный диаметр частицы (мкм) агрегата в числовом кумулятивном распределении размера частиц и T представляет собой толщину (мкм) грунтовочной пленки в части, не содержащей агрегатов.
2. Покрытый стальной лист по п. 1, в котором процентная доля агрегата относительно содержания твердых веществ в грунтовочной пленке составляет 1 об.% или больше и меньше чем 10 об.%.
3. Покрытый стальной лист по п. 1, в котором стальной лист был подвергнут химической обработке для формирования конверсионного покрытия.
4. Конструкционный материал для наружного использования, содержащий покрытый стальной лист по любому из пп. 1-3.
