JP2003293169A - フッ素系樹脂被覆Al材 - Google Patents
フッ素系樹脂被覆Al材Info
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- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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Abstract
も優れているプレコート用Al材を提供する。 【解決手段】 Al板1と、そのAl板1の表面を被覆
して形成された有機成分と無機成分とから成る複合型化
成皮膜2と、その複合型化成皮膜2を被覆して形成され
たフッ素系樹脂皮膜3とから成り、前記フッ素系樹脂皮
膜が、溶剤可溶型のフッ素系樹脂と硬化剤との混合物の
焼き付け塗膜であるフッ素系樹脂被覆Al材。
Description
l材に関し、更に詳しくは、優れた加工性と防汚性と耐
候性を発揮するフッ素系樹脂被覆Al材に関する。
るので、各種の建材や土木製品の材料として使用されて
いる。そして屋外用の建材や土木製品の場合には、周囲
の環境に曝露された状態で実使用されるため、当該Al
材の表面は耐候性に優れるとともに、近年、塵埃,排気
ガス,雨筋などに対する防汚性にも優れていることが要
求される。
各種の合成樹脂で被覆して合成樹脂の皮膜を形成した状
態で使用されてきている。そして、それら合成樹脂のう
ち、フッ素系樹脂は他の合成樹脂に比べて耐候性が格段
に優れているので上記皮膜の材料として広く用いられて
いる。その場合、外装建材や、防音壁のような土木製品
の分野では、従来は樹脂被覆していないAl材が使用さ
れることも多く、樹脂被覆する場合、フッ素系樹脂には
着色顔料や染料を含有させることなく、形成した皮膜が
透明であることが望ましい。
膜が透明であるAl材としては、次のような先行技術が
知られている。すなわち、Al板の表面を被覆してリン
酸クロメートの化成皮膜を形成し、その化成皮膜の上
に、多フッ素化カーボン鎖と親水性を有する重合体を添
加した溶剤可溶型のフッ素樹脂系塗料の塗膜を形成した
り(特開平1−198653号公報を参照)、または、
ヒドロキシル基を有するハイドロカーボン系ビニルエー
テルと含フッ素エチレンとの重合体に加水分解性シラン
化合物を配合した溶剤可溶型のフッ素樹脂系塗料の塗膜
を形成(特開平7−82520号公報を参照)して製造
した表面2層構造のAl材である。
膜密着性、耐食性に寄与し、また最外表面のフッ素樹脂
系の塗膜は耐候性に富み、かつ透明でもあるので、耐候
性と防汚性が良好であると同時に、従来のAl材と同様
な金属感を視認可能な材料になっている。ところで、建
材や土木製品などは、それらの使用目的に適合した様々
な形状になっているので、Al材をそれらの用途分野に
使用する場合には、当該Al材に所定の加工を施すこと
が必要である。
なわち最外表面に既にフッ素系樹脂の皮膜が形成されて
いる(皮膜がプレコートされている)Al材に例えば折り
曲げ加工などを施すと、その加工箇所では、化成皮膜内
部や、化成皮膜とフッ素系樹脂の皮膜の間に剥離が発生
することが多い。これは、上記化成皮膜がリン酸クロメ
ートから成る無機質の硬い皮膜であり、しかもこの化成
皮膜と有機質のフッ素系樹脂の皮膜間の密着力が不充分
であるからと考えられる。
所定形状に加工し、その後、その加工品の表面に上記し
た化成皮膜とフッ素系樹脂の皮膜を順次形成すれば解消
することは可能である。しかしながら、その場合は、目
的とするAl材の製造工程は長くなり、プレコートAl
材の加工の場合に比べて経済的には不利である。本発明
は、耐候性と防汚性は優れていることは勿論のこと、加
工性も優れていてプレコート加工も可能なフッ素系樹脂
被覆Al材の提供を目的とする。
ために、本発明においては、Al板と、前記Al板の表
面を被覆して形成された有機成分と無機成分とから成る
複合型化成皮膜と、前記複合型化成皮膜を被覆して形成
されたフッ素系樹脂皮膜とから成り、前記フッ素系樹脂
皮膜が、溶剤可溶型のフッ素系樹脂と硬化剤との混合物
の焼き付け塗膜であることを特徴とするフッ素系樹脂被
覆Al材が提供される。
あり、前記無機成分がクロム酸塩,Zr化合物,Ti化
合物の群から選ばれる少なくとも1種であるフッ素系樹
脂被覆Al材が提供され、より好適には、前記複合型化
成皮膜が、リン酸クロムと水溶性アクリル樹脂から成る
塗膜、チタン酸と水溶性フェノール樹脂から成る塗膜、
または炭酸ジルコニウムと水溶性アクリル樹脂から成る
塗膜のいずれか1種であるフッ素系樹脂被覆Al材が提
供される。
ように、Al板1と、その表面を被覆する後述の複合型
化成皮膜2と、更にそれを被覆して形成される後述のフ
ッ素系樹脂皮膜3で構成されている。このAl材におけ
るAl板1は、純Alで構成されていてもよいし、また
各種のAl合金で構成されていてもよい。
体から成り、具体的には後述する無機成分と有機成分と
から成る混合物塗料による塗膜である。この化成皮膜2
は、含有されている無機成分の働きで同じ無機質材料で
あるAl板1との密着性が良好であり、同時に有機成分
の働きで、この化成皮膜2の上に形成され、かつ同じ有
機質材料であるフッ素系樹脂皮膜3との密着性も良好で
あり、その結果、Al材の加工時に各皮膜間が剥離する
ことを抑制する。
で、無機成分のみの場合に比べると化成皮膜2は柔軟性
に富んでいるので、Al材の加工時に当該化成皮膜2に
加わる応力を吸収して、Al板1とフッ素系樹脂皮膜3
との間に緩衝機能を付与し、もって加工後にあっても、
Al板1とフッ素系樹脂皮膜3の密着性を確保する。こ
の化成皮膜2の無機成分としては、例えばリン酸クロム
のようなクロム酸塩、炭酸ジルコニウムやフッ化ジルコ
ニウムのようなZr化合物、またはチタン酸のようなT
i化合物を好適例としてあげることができる。
リル酸,ポリビニルアルコール,セルロース,エチレン
無水マレイン酸,ポリビニルピロリジン,ポリビニルメ
チルエーテルなどを好適例とする水溶性樹脂をあげるこ
とができる。化成皮膜2は、上記した成分を例えばイオ
ン交換水を希釈剤として混合して塗料を調製し、その塗
料を例えばスプレー法やロールコート法でAl板1の表
面に塗布し、ついで例えば最高到達板温度(以下、PM
Tという)80〜120℃で乾燥することにより形成す
ることができる。
クロム酸塩を用いた場合は、Cr付着量が5〜40mg/
m2となる厚みに設定し、無機成分としてZr化合物を
用いた場合は、Zr付着量が3〜20mg/m2となる厚
みに設定し、無機成分としてTi化合物を用いた場合
は、Ti付着量が3〜30mg/m2となる厚みに設定す
ることが好ましい。いずれの場合も、Al材の良好な加
工性を付与することができるからである。
ンおよびビニルエーテルなどの共重合可能な単量体を共
重合して得られる樹脂であるような溶剤可溶型のフッ素
系樹脂と硬化剤を混合し、更にその混合物に芳香族炭化
水素系溶剤,アルコール系溶剤,エーテル系溶剤,エス
テル系溶剤,ケトン系溶剤などを添加して所定粘度の塗
料を調製し、この塗料を例えばロールコータ,ブレード
コータ,スプレー装置などを用いて前記化成皮膜2の上
に塗布し、ついで、例えばPMT200〜300℃で焼
付けして形成される。
シアネート,そのイソシアネート基をカプラクタムでブ
ロックしたもの,メラミン,ベンゾグアナミン,尿素な
どを用いることができる。このフッ素系樹脂皮膜3は、
基材として溶剤可溶型のフッ素系樹脂を用いているの
で、形成された皮膜における架橋密度は比較的高く、皮
膜中にフッ素原子を含有しているのでそれ自身で防汚性
は良好である。
コキシシランのような加水分解性のシラン化合物を添加
すると、形成された皮膜3の表面の親水性が向上し、雨
筋に対する防汚性も含めてAl材の防汚性が更に向上す
るので好適である。
1.0mm)に脱脂処理と水洗を順次施したのち、そのA
l合金板の表面に別々に下記の処理を行って化成皮膜が
形成されている5種類のAl合金板にした。
脂を混合し、更にイオン交換水で希釈したのち、それを
ロールコータ法で塗布し、更にPMT100℃で焼き付
けた。 処理B:チタン酸と水溶性フェノール樹脂を混合し、更
にイオン交換水で希釈し、それをロールコータ法で塗布
し、更にPMT100℃で焼き付けた。
ル樹脂を混合し、更にイオン交換水で希釈したのち、そ
れをロールコータ法で塗布し、更にPMT100℃で焼
き付けた。 処理D:リン酸、クロム酸、フッ化水素酸から成る市販
の薬剤(薬剤名:アルサーフ407/47、日本ペイン
ト(株)製)を処理温度45℃でスプレー法によって塗
布し、その後、水洗、乾燥し、リン酸クロメート処理を
行った。 処理E:リン酸、チタン酸、フッ化水素酸を混合した水
溶液処理剤を処理温度45℃でスプレー法により塗布
し、その後、水洗、乾燥し、リン酸チタン処理を行っ
た。
金板のそれぞれに対して下記の処理を行ってフッ素系樹
脂皮膜を形成し、皮膜が表1で示したように組み合わせ
られているAl材を製造した。 処理a:ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をアクリル
樹脂に分散したアクリル分散型フッ素系塗料をロールコ
ータ法で塗布し、更にPMT245℃で焼き付けた。
テル系共重合体(EEVE)とブロックイソシアネート
を混合した溶剤可溶型フッ素系塗料をロールコータ法で
塗布し、更にPMT230℃で焼き付けた。 処理c:処理bで用いた処理液と加水分解性シラン化合
物を混合し、それをロールコータ法で塗布し、更にPM
T230℃で焼き付けた。
法:35mm)をいれ、デューサイクル試験を500時間
実施したのちテープ試験を行い、皮膜の剥離なしの場合
を○、皮膜の剥離ありの場合を×として評価。
ボンブラックを5重量%含む水溶液をスプレーしたのち
温度60℃で1時間乾燥した。ついで、流水中で、皮膜
表面に付着しているカーボンブラックをガーゼで拭き取
る作業を行い、下記の基準で皮膜表面の防汚性を評価し
た。すなわち、全てきれいに除去できた場合を◎、かす
かに残ったがほぼきれいに除去できた場合を○、少し残
った場合を△、ほとんど除去できなかった場合を×とし
た。
個のマス目(1個のマス目の寸法、1mm×1mm)を刻印
し、5mm張出しエリクセン試験を実施したのちテープ試
験を行い、下記の基準で加工性を評価した。すなわち、
皮膜の残存数が100個の場合を○、皮膜の残存数が5
1〜99個の場合を△、皮膜の残存数が50個以下の場
合を×とした。
加工性が優れている。とくに皮膜剥離はまったく発生せ
ず、その加工性が優れていて、プレコート用のAl材と
して十分な実用性を備えている。
候性、防汚性、加工性のいずれかが劣っている。例え
ば、比較例1の場合は、最外表面のフッ素系樹脂皮膜が
アクリル分散型のものであるため耐候性と防汚性のいず
れもが劣り、更に化成皮膜が無機系の皮膜であるため加
工性も劣っている。比較例2,3は最外表面のフッ素系
樹脂皮膜は実施例と同種のものであるため耐候性と防汚
性は良好であるが、化成皮膜は無機系の皮膜であるため
加工性が劣っている。
Al材は、耐候性、防汚性が良好であるだけではなく、
加工性も優れていて、プレコート用のAl材として有用
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 Al板と、前記Al板の表面を被覆して
形成された有機成分と無機成分とから成る複合型化成皮
膜と、前記複合型化成皮膜を被覆して形成されたフッ素
系樹脂皮膜とから成り、前記フッ素系樹脂皮膜が、溶剤
可溶型のフッ素系樹脂と硬化剤との混合物の焼き付け塗
膜であることを特徴とするフッ素系樹脂被覆Al材。 - 【請求項2】 前記有機成分が水溶性樹脂であり、前記
無機成分がクロム酸塩,Zr化合物,Ti化合物の群か
ら選ばれる少なくとも1種である請求項1のフッ素系樹
脂被覆Al材。 - 【請求項3】 前記複合型化成皮膜が、リン酸クロムと
水溶性アクリル樹脂から成る塗膜、チタン酸と水溶性フ
ェノール樹脂から成る塗膜、または炭酸ジルコニウムと
水溶性アクリル樹脂から成る塗膜のいずれか1種である
請求項1または2のフッ素系樹脂被覆Al材。 - 【請求項4】 前記混合物には、更に、加水分解性シラ
ン化合物が含有されている請求項1〜3のいずれかのフ
ッ素系樹脂被覆Al材。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002102872A JP2003293169A (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | フッ素系樹脂被覆Al材 |
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-
2002
- 2002-04-04 JP JP2002102872A patent/JP2003293169A/ja active Pending
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