JP2008087242A

JP2008087242A - フッ素樹脂塗装鋼板

Info

Publication number: JP2008087242A
Application number: JP2006268320A
Authority: JP
Inventors: Takao Horiki; 貴郎堀木
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: JP4851904B2

Abstract

【課題】プレッシャーマークの発生を防止することができるフッ素樹脂塗装鋼板を提供する。
【解決手段】フッ素樹脂塗装鋼板に関する。フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０であるフッ素樹脂塗膜２が鋼板１の表面に形成されている。ガラス転移温度が１０〜２０℃であるポリエステル樹脂塗膜３が鋼板１の裏面に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根・壁・看板等の建築材料等に用いられるフッ素樹脂塗装鋼板に関するものである。

フッ素樹脂塗装鋼板は、耐候性や耐熱性等に優れているので、様々な分野において利用されており、これまでに多くのものが提供されている。例えば、特許文献１に記載されたフッ素樹脂被覆物は、フッ素樹脂を主成分とするフィルムをアルミニウム等の基材に被覆することによって形成されており、非粘着性、耐摩耗性、耐腐食性の向上が図られている。
特開平６−１３３８５５号公報

しかしながら、従来のフッ素樹脂塗装鋼板にあっては、コイル状に巻き取られることによって鋼板の表裏に大きな圧力が加わると、化粧面である表面にプレッシャーマーク（圧迫跡）が発生し、外観が損なわれてしまうものであった。しかも一旦このようにプレッシャーマークが発生してしまうと、コイルを解いて放置しておいても、時間の経過では消えないものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プレッシャーマークの発生を防止することができるフッ素樹脂塗装鋼板を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るフッ素樹脂塗装鋼板は、フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０であるフッ素樹脂塗膜２が鋼板１の表面に形成されていると共に、ガラス転移温度が１０〜２０℃であるポリエステル樹脂塗膜３が鋼板１の裏面に形成されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係るフッ素樹脂塗装鋼板によれば、フッ素樹脂塗膜におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の総量１００質量部に対してフッ素樹脂の比率が７５質量部以上であることによって、フッ素樹脂塗膜の結晶化が促進され、圧迫による塑性変形を抑制することができ、また、ポリエステル樹脂塗膜のガラス転移温度が２０℃以下であることによって、ポリエステル樹脂塗膜が軟化し、クッション性を高めることができ、その結果、コイリング等により上記フッ素樹脂塗膜とポリエステル樹脂塗膜とが圧接しても、フッ素樹脂塗膜の表面にプレッシャーマークが発生するのを防止することができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係るフッ素樹脂塗装鋼板は、図１に示すように、鋼板１の表面にプライマー層４、フッ素着色層５、フッ素クリヤー層６をこの順に積層すると共に、鋼板１の裏面にプライマー層４、ポリエステル樹脂塗膜３をこの順に積層することによって形成することができる。また、図２に示すように、フッ素クリヤー層６は形成しなくてもよい。ただし、最表面に位置するフッ素樹脂塗膜２（通常はフッ素クリヤー層６であるが、これを形成しない場合はフッ素着色層５）におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は７５：２５〜９０：１０である。また、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度（Ｔｇ）は１０〜２０℃である。

本発明において鋼板１としては、特に限定されるものではないが、例えば、溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板等のめっき鋼板や、ステンレス鋼板等を用いることができる。

この鋼板１の両面には、プライマー層４の形成に先立って化成処理層（図１では図示省略）を形成することができる。化成処理層としては、例えば、クロメート（クロム酸塩）処理層、リン酸塩処理層、複合酸化皮膜等を挙げることができる。

クロメート（クロム酸塩）処理層は、６価クロムと硫酸等の無機酸とを含む水溶液を用いて鋼板１の表面を処理することによって、３価クロム及び６価クロムを含む水和酸化物からなる層として形成することができる。また、リン酸塩処理層とは、第１リン酸塩とリン酸とを含む水溶液を用いて鋼板１の表面を処理することによって形成された第３リン酸塩からなる層である。リン酸塩の種類としては、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸鉄等を挙げることができる。なお、化成処理層の厚みは、リン酸塩処理層の場合には、１〜２μｍが一般的である。

プライマー層４は、塗膜の密着性を向上させたり、防錆性を付与したりするなどの目的のために下塗りとして鋼板１の表面（化成処理層を形成する場合にあっては、化成処理層の表面）に形成することができる。プライマー層４を形成するための下塗り塗料（プライマー）としては、例えば、エポキシ樹脂系塗料、ポリウレタン樹脂系塗料等を用いることができ、また、これには必要に応じてクロム酸塩を主体とする防錆顔料等を含有させることができる。そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて下塗り塗料を鋼板１の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、プライマー層４を形成することができる。プライマー層４は、化成処理層をあらかじめ形成してある場合にはこの化成処理層に密着するように形成することができ、化成処理層を形成していない場合には鋼板１に直接密着するように形成することができる。またこのとき、プライマー層４として組成の異なる二種以上のものを順次積層して二層以上の多層のプライマー層４を形成してもよい。下塗り塗料の塗布量やプライマー層４の膜厚は適宜に調整することができるが、プライマー層４の膜厚は１〜１０μｍであることが好ましい。

フッ素着色層５を形成するための中塗り塗料としては、無機焼成顔料、有機顔料、アクリル樹脂を含有するフッ素樹脂塗料を用いることができる。このフッ素樹脂塗料に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ四フッ化エチレン等を挙げることができ、溶剤としては、例えば、キシレン・イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、ソレベッソ等を挙げることができる。ここで、フッ素クリヤー層６を形成しない場合にはフッ素着色層５が最表面に位置するフッ素樹脂塗膜２となるので、このフッ素樹脂塗膜２におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０となるように、中塗り塗料におけるフッ素樹脂の配合量をあらかじめ調整しておくものである。

また、無機焼成顔料としては、例えば、酸化チタン、亜鉛華、鉛白等の白色顔料、酸化鉄黄、黄鉛、カドミウムイエロー等の黄色顔料、モリブデートオレンジ等の橙色顔料、べんがら、カドミウムレッド、鉛丹、朱、酸化鉄レッド等の赤色顔料、酸化クロム、クロムグリーン等の緑色顔料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、マンガンバイオレット等の紫色顔料、鉄黒、黒鉛、カーボンブラック等の黒色顔料等のほか、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、アルミナホワイト、グロスホワイト等を用いることができる。このような無機焼成顔料のフッ素着色層５における含有量は１０〜３５質量％であることが好ましい。

また、有機顔料としては、例えば、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等を用いることができる。このような有機顔料のフッ素着色層５における含有量は１０〜３０質量％であることが好ましい。

そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて中塗り塗料をプライマー層４の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、フッ素着色層５を形成することができる。中塗り塗料の塗布量やフッ素着色層５の膜厚は適宜に調整することができるが、フッ素着色層５の膜厚は１０〜２０μｍであることが好ましい。

フッ素クリヤー層６を形成するための上塗り塗料としては、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を含有するフッ素樹脂塗料を用いる。このフッ素樹脂塗料に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ四フッ化エチレン等を挙げることができ、溶剤としては、例えば、キシレン・イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、ソレベッソ等を挙げることができる。ここで、フッ素クリヤー層６を形成する場合にはフッ素クリヤー層６が最表面に位置するフッ素樹脂塗膜２となるので、このフッ素樹脂塗膜２におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０となるように、上塗り塗料におけるフッ素樹脂の配合量をあらかじめ調整しておくものである。なお、上塗り塗料に顔料は含有されていない。

そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて上塗り塗料をフッ素着色層５の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、フッ素クリヤー層６を形成することができる。

このようにして、フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０であるフッ素樹脂塗膜２を鋼板１の表面に形成することができるが、フッ素樹脂とアクリル樹脂の総量１００質量部に対してフッ素樹脂の比率が７５質量部未満であると、フッ素樹脂塗膜２の結晶化を促進することができず、圧迫による塑性変形を抑制することができないものであり、逆に、フッ素樹脂とアクリル樹脂の総量１００質量部に対してフッ素樹脂の比率が９０質量部を超えると、フッ素着色層５又はプライマー層４との密着性が低下するものである。

ここで、上塗り塗料の塗布は、フッ素着色層５を形成する中塗り塗料が乾燥硬化した後に行ってもよいが、乾燥硬化する前の中塗り塗料の表面に上塗り塗料を塗布した後、中塗り塗料及び上塗り塗料を同時に焼付け乾燥して仕上げる、いわゆるウェットオンウェット（ツーコートワンベーク）を使用してもよい。この工法を使用すると、フッ素着色層５とフッ素クリヤー層６との間の密着性をさらに向上させることができる。また、フッ素クリヤー層６の膜厚は５〜１０μｍであることが好ましい。このようにフッ素クリヤー層６の膜厚が５μｍ以上であることによって、耐候性及び光沢をさらに高めることができるものである。しかし、フッ素クリヤー層６が過度に厚くなる場合には、わき（あわ）が発生するおそれがあるので、フッ素クリヤー層６の膜厚の上限は上記のように１０μｍとなる。

一方、鋼板１の裏面にはプライマー層４を介してポリエステル樹脂塗膜３が形成される。鋼板１の裏面におけるプライマー層４の形成は、鋼板１の表面におけるプライマー層４の形成と同様に行うことができる。ポリエステル樹脂塗膜３を形成するためのポリエステル樹脂塗料としては、例えば、テレフタル酸等の二塩基酸（直鎖状モノマー）と１，６−ヘキサンジオール等の二価アルコール（直鎖状モノマー）とを重縮合させて得られるポリエステル樹脂を含有する塗料等を用いることができ、溶剤としては、例えば、キシレン・イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、ソレベッソ、ケトン類、芳香族炭化水素等を用いることができる。ポリエステル樹脂塗料には、架橋剤として、メラミン樹脂、着色顔料として、既述の無機焼成顔料や有機顔料、艶消し剤として、シリカ粉、添加剤として、表面調整剤や硬化触媒等が含有されていてもよい。ここで、ポリエステル樹脂塗料に含有されるポリエステル樹脂の分子量をあらかじめ６０００〜１００００に調整しておくと、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を容易に１０〜２０℃に設定することができる。そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いてポリエステル樹脂塗料を鋼板１の裏面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、ポリエステル樹脂塗膜３を形成することができる。ポリエステル樹脂塗料の塗布量やポリエステル樹脂塗膜３の膜厚は適宜に調整することができるが、ポリエステル樹脂塗膜３の膜厚は５〜１５μｍであることが好ましい。

このようにして、ガラス転移温度が１０〜２０℃であるポリエステル樹脂塗膜３を鋼板１の裏面に形成することができるが、ガラス転移温度が１０℃未満であると、タック性（粘着性）が大きくなってしまう。そうすると、例えば、フッ素樹脂塗装鋼板をコイル状に巻き取った場合には、後にこのコイルを解くのが非常に困難となり、また、所定の大きさに切断された複数のフッ素樹脂塗装鋼板を重ねた場合には、後に一枚ずつ剥がすのが非常に困難となる。逆に、ガラス転移温度が２０℃を超えると、ポリエステル樹脂塗膜３を軟化させることができず、クッション性を高めることができないものである。

以上のようにして図１に示すようなフッ素樹脂塗装鋼板を製造することができる。このようにして製造されるフッ素樹脂塗装鋼板にあっては、従来のものと比較して、次のような有利な効果を得ることができる。すなわち、フッ素樹脂塗装鋼板の表面に形成されているフッ素樹脂塗膜２におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の総量１００質量部に対してフッ素樹脂の比率が７５質量部以上であることによって、フッ素樹脂塗膜２の結晶化が促進され、圧迫による塑性変形を抑制することができるものである。また、フッ素樹脂塗装鋼板の裏面に形成されているポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度が２０℃以下であることによって、ポリエステル樹脂塗膜３が軟化し、クッション性を高めることができるものである。その結果、コイリング等により上記フッ素樹脂塗膜２とポリエステル樹脂塗膜３とが圧接しても、フッ素樹脂塗膜２の表面にプレッシャーマークが発生するのを防止することができるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
鋼板１としては、厚み０．４０ｍｍの溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板を用いた。この鋼板１の両面には、塗布クロメート液（日本パーカライジング（株）製「ＺＭ−１３００ＡＮ」）を用いて化成処理層を形成した。そしてこの化成処理層の表面に下塗り塗料（プライマー）を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度１９０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのプライマー層４を鋼板１の両面に形成した。

ここで、前記下塗り塗料としては、エポキシ樹脂プライマー（日本ファインコーティングス（株）製「ファインタフＤプライマーＧＬ６４Ｐ」）を用いた。

次に、一方のプライマー層４の表面に中塗り塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚２０μｍのフッ素着色層５を形成した。

ここで、前記中塗り塗料としては、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に有機顔料及び無機焼成顔料を下記［表１］のように配合したものを用いた。

次に、フッ素着色層５の表面に上塗り塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのフッ素クリヤー層６を形成した。

ここで、前記上塗り塗料としては、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦクリヤー」）を用いた。最表面に位置するフッ素樹脂塗膜２（フッ素クリヤー層６）におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は７５：２５である。

一方、鋼板１の裏面のプライマー層４にポリエステル樹脂塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのポリエステル樹脂塗膜３を形成して、図１に示すようなフッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

ここで、前記ポリエステル樹脂塗料としては、日本ファインコーティングス（株）製「ＮＳＣ８３３−２０」を用いた。ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度は２０℃である。

（実施例２）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を８０：２０とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例３）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を８０：２０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１０℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

なお、ポリエステル樹脂塗膜３を形成するためのポリエステル樹脂塗料としては、日本ファインコーティングス（株）製「ＮＳＣ８３３−１０」を用いた。

（実施例４）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を９０：１０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１５℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

なお、ポリエステル樹脂塗膜３を形成するためのポリエステル樹脂塗料としては、日本ファインコーティングス（株）製「ＮＳＣ８３３−１５」を用いた。

（実施例５）
鋼板１としては、厚み０．４０ｍｍの溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板を用いた。この鋼板１の両面には、塗布クロメート液（日本パーカライジング（株）製「ＺＭ−１３００ＡＮ」）を用いて化成処理層を形成した。そしてこの化成処理層の表面に下塗り塗料（プライマー）を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度１９０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのプライマー層４を鋼板１の両面に形成した。

ここで、前記中塗り塗料としては、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に有機顔料及び無機焼成顔料を上記［表１］のように配合したものを用いた。最表面に位置するフッ素樹脂塗膜２（フッ素着色層５）におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は７５：２５である。

一方、鋼板１の裏面のプライマー層４にポリエステル樹脂塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのポリエステル樹脂塗膜３を形成して、図２に示すようなフッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例６）
フッ素着色層５におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を８０：２０とした以外は、実施例５と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例７）
フッ素着色層５におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を８０：２０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１０℃とした以外は、実施例５と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例８）
フッ素着色層５におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を９０：１０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１５℃とした以外は、実施例５と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例１）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を７０：３０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１０℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例２）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を７０：３０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を３５℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

なお、ポリエステル樹脂塗膜３を形成するためのポリエステル樹脂塗料としては、日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローリメン用（グリーン色）」を用いた。

（比較例３）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を８０：２０とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を３５℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例４）
フッ素クリヤー層６におけるフッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比を９５：５とし、ポリエステル樹脂塗膜３のガラス転移温度を１０℃とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（プレッシャーマーク促進ラボ試験）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、プレッシャーマーク促進ラボ試験を行った。この試験は次のようにして行った。すなわち、５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切断したフッ素樹脂塗装鋼板のサンプルを２枚重ねた後、この重ねたものにプレス機で４．９ＭＰａ（５０ｋｇ／ｃｍ^２）の荷重を２４時間かけた。そして、サンプルを一枚ずつ剥がし、各サンプルのフッ素樹脂塗膜２（フッ素クリヤー層６）の外観を目視により観察し、下記の基準で評価した。結果を下記［表２］に示す。

「○」：プレッシャーマークが発生しなかったもの。

「△」：プレッシャーマークが若干発生したもの。

「×」：プレッシャーマークが発生したもの。

（硬度）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＧ３３２２の１３．２．３に基づく鉛筆硬度試験を行い、硬度を評価した。結果を下記［表２］に示す。

（加工性）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＧ３３２２の１３．２．２に基づく曲げ試験を行い、折り曲げ部におけるクラックの有無を１０倍ルーペで観察することによって、加工性を評価した。結果を下記［表２］に示す。なお、下記［表２］中の「２Ｔ」は、曲げの内側間隔が表示厚さ（Ｔ：０．４０ｍｍ）の板２枚の場合に、クラックが発生しないことを意味する。

（ＳＳＴ）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＺ２３７１に基づく塩水噴霧試験（ＳＳＴ）を行った。結果を下記［表２］に示す。

上記［表２］にみられるように、いずれの実施例のフッ素樹脂塗装鋼板もプレッシャーマークが発生しなかったことが確認される。

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。本発明の実施の形態の他の一例を示す断面図である。

符号の説明

１鋼板
２フッ素樹脂塗膜
３ポリエステル樹脂塗膜

Claims

フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比が７５：２５〜９０：１０であるフッ素樹脂塗膜が鋼板の表面に形成されていると共に、ガラス転移温度が１０〜２０℃であるポリエステル樹脂塗膜が鋼板の裏面に形成されていることを特徴とするフッ素樹脂塗装鋼板。