JPH0257589B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はプレコート鋼板用塗料組成物に関する
ものである。 近年、北米大陸、北欧のスノーベルトゾーンで
は、冬季降雪時に道路の凍結防止のため大量の岩
塩が散布されている。 このため自動車の腐蝕度は年々増大しており、
自動車に対する安全と経済性の面から、耐蝕性の
向上を要求する声が急激に高まつてきている。 また、上記地域に限らず、その他の鋼板使用製
品についても省資源、耐久性などの観点から防錆
対策がクローズアツプされてきている。 この対策の一つとして、鋼板表面をあらかじめ
薬液、塗料等で塗装したプレコート鋼板が開発さ
れている。 このプレコート鋼板は、 (イ)冷延鋼板→(ロ)プレコート→(ハ)焼付乾燥の各工
程を経て製造されるが、このようにして製造され
たプレコート鋼板を実際に自動車用途等に使用す
る際には更に、 (ニ)成形組立→(ホ)化成処理→(ヘ)電着塗装（下塗塗
装）→(ト)必要により中塗塗装→(チ)仕上げ塗装の各
工程を経るのが通常であり、 このため、耐蝕性ばかりでなく、(ニ)の工程にお
ける溶接性、成形加工性および(ヘ)〜(チ)の工程にお
ける各塗料との密着性等が必要となる。 このようなプレコート鋼板としては、前記(ロ)の
工程において、あらかじめ鋼板の両面を塗装した
両面プレコート鋼板と、片面のみを塗装した片面
プレコート鋼板に分類されるが、両面を塗装した
場合は著しく溶接性、加工性が低下するため、現
在自動車用途等には片面のみを塗装した片面プレ
コート鋼板が実用されている。 ところが、片面プレコート鋼板においても、実
際に使用される際、前記(ヘ)〜(チ)の工程、特に(ヘ)の
工程において、当然鋼板の両面、すなわちプレコ
ートされた面と、プレコートされていない面（裸
面）の両面に（電着）塗料が塗装されるのである
が、プレコートされていない面（裸面）と（電
着）塗料との密着性が低下することが指摘され、
大きな問題となつている。 本発明者らは、かかる実情に鑑み、前記の如き
問題を解消すべく鋭意研究を重ねた結果、その原
因を解消し、これを解決するための手段として本
発明のプレコート鋼板用塗料組成物を見い出した
ものである。 まず、本発明者らは、プレコート鋼板に使用さ
れる通常の冷延鋼板の加熱条件について検討した
ところ、ある一定範囲を超えた温度条件で鋼板表
面を加熱した場合は、その後塗装される塗膜の密
着性が低下することが判明した。 すなわち、冷延鋼板の裸面を150℃を超えた雰
囲気中にさらした場合、あるいはこれに近い、そ
れ以下の温度雰囲気中に５分間を超えてさらした
場合には、該裸面が過度に酸化されることがあ
り、この場合、前記(ホ)の化成処理工程においてな
されるリン酸塩処理のリン酸塩皮膜結晶が均一、
かつち密な状態に付着しにくくなる。 従つて、その後の工程である前記(ヘ)の工程にお
いて、その上に（電着）塗料を塗装しても、その
塗膜の密着性が低下することが確認された。 一方、現在のプレコート鋼板の製造において
は、生産性、その他の点から、前記(ロ)の工程のプ
レコートはコイルコーテイング（ロールコート）
による塗装方法が採用されている。 そのため、このプレコートされた塗膜は約170
℃〜250℃の高温で加熱され、焼付け硬化されて
いる。 従つて、片面プレコート鋼板の場合は、前記プ
レコート塗膜の焼付け時に、他方の面であるプレ
コートされていない裸面も同時に同一条件で加熱
されることとなる。 従つて、このようにして製造された片面プレコ
ート鋼板を実際に使用するに際しては、前記の如
く、すでに高温で加熱された裸面の上に、次工程
である前記(ホ)〜(チ)の工程を経て塗料が塗装される
ために、その密着性が低下することが確認され
た。 本発明者らは、このような確認に基づき、プレ
コートされていない裸面が過度に加熱されない加
熱条件、すなわち、化成処理皮膜結晶の付着状態
を悪化させず、その上に塗装される塗膜との密着
性を低下させない150℃以下で５分間以内の加熱
条件で焼付け乾燥されても、耐蝕性ばかりでな
く、溶接性および成形加工性も良好となるプレコ
ート鋼板用塗料を見い出すべく研究を行なつた。 その結果、通常鉄、亜鉛メツキなどにリン酸塩
等の処理をほどこしたものに用いられて良好な性
能を発揮する通常のアミノアクリル樹脂塗料、ア
ミノアルキド樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ウレ
タン樹脂塗料などを用いたところ、いずれも硬化
が不充分なものとなり、物理性能、耐蝕性等が不
良となつたが、以下に説明する本発明の塗料組成
物を用いた場合は、150℃以下で５分間以内の加
熱条件で焼付乾燥しても、前記密着性を低下させ
ることなく、良好な耐蝕性、溶接性および成形加
工性を発揮することを見い出し、本発明を完成し
たものである。 すなわち、本発明のプレコート鋼板用塗料組成
物は、 (A) ヒドロキシ含有量６〜９％の直鎖型ポリエー
テルポリオール100重量部に、 ヒドロキシ含有量２〜５％のエピクロルヒド
リン−ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂を30〜
100重量部配合したポリオール樹脂組成物と (B) イソシアネート含有量20〜30％のジフエニル
メタンジイソシアネート系プレポリマーとから
成り、 (A)成分と(B)成分とをNCO／OH当量比で１／
1.2〜1.5の混合比で配合してなる、 150℃以下で５分間以内の加熱条件で硬化塗膜
を形成し、かつ該塗膜のガラス転移点が70℃以上
で、のび率が120％以上であるプレコート鋼板用
塗料組成物からなるものである。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明に使用する(A)成分のヒドロキシ含有量６
〜９％の直鎖型ポリエーテルポリオールは、溶剤
不含有の状態で粘度500〜1500cps（20℃）の直鎖
型ポリエーテルポリオールであり、ヒドロキシ含
有量が６％未満の場合は低温硬化性が低下し、形
成される塗膜がやわらかくなりすぎ、逆に９％を
超えたものは形成される塗膜が硬く、もろくなり
加工性が低下する。 また、ヒドロキシ含有量２〜５％のエピクロル
ヒドリン−ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂は、
エピクロルヒドリンとビスフエノールＡの化合物
からなる一般に市販されているものであり、ヒド
ロキシ含有量が２％未満の場合は低温硬化性が低
下し、逆に５％を超えた場合は塗膜の伸びが不良
となり加工性が低下する。 上記ポリエーテルポリオールとエポキシ樹脂と
の配合比は、ポリエーテルポリオール100重量部
にエポキシ樹脂30〜100重量部であり、エポキシ
樹脂が30重量部未満の場合は塗膜の耐蝕性が不充
分となり、逆に100重量部を超えた場合には塗膜
の伸びが不良となり、加工性が低下する。 この(A)成分には、必要により、顔料、充填剤、
その他の樹脂および各種添加剤等を配合すること
ができる。 次に本発明に使用する(B)成分のイソシアネート
含有量20〜30％のジフエニルメタンジイソシアネ
ート系プレポリマーは、溶剤不含有の状態で粘度
50〜200cps（20℃）のポリイソシアネートであり、
イソシアネート含有量が20％未満の場合は低温硬
化性が低下し、逆に30％を超えた場合は、塗膜の
伸びが不良となり、加工性が低下する。 本発明の塗料組成物は二液反応型である為これ
ら(A)成分と(B)成分は、塗装時に混合されるが、そ
の混合比はNCO／OH当量比で１／1.2〜1.5であ
り、OH当量比が1.2未満の場合は塗膜の密着性が
低下し、1.5を超えた場合は塗膜の耐蝕性が不充
分となる。 また、本発明の塗料組成物には必要により(A)成
分と(B)成分の他に第３成分を配合することができ
る。 例えば、特に優れた耐蝕性を必要とする場合に
は金属亜鉛末及び／又は金属亜鉛合金末を配合す
ることが望ましく混合比は(A)成分と(B)成分の合計
100重量部に対して400〜900重量部が好ましい。
金属亜鉛末及び／又は金属亜鉛合金末が400重量
部未満の場合は金属亜鉛末の添加の目的としてい
る陰極防蝕性（耐蝕性）が不充分となり、逆に
900重量部を超えた場合は、(A)成分と(B)成分から
なる樹脂成分の相対配合量が少なくなり過ぎる為
に塗膜の物理性能、加工性が低下する。 本発明の塗料組成物は前記の如き各成分からな
るものであり、公知の塗料製造法により製造され
る。 また、塗装方法としては、金属板素材をコンベ
アラインで搬送しながらロールコート、フローコ
ート、スプレー塗装、静電塗装等による塗装方法
が挙げられるが、塗装後の塗膜は前記したように
150℃以下の温度で５分間の加熱条件で硬化塗膜
を形成できるように塗装方法、コンベアスピー
ド、加熱温度等を選択しなければならない。 なお、加熱条件の下限については特に設けない
が、実用的見地から80℃以上であることが望まし
い。 さらに、このようにして得られた塗膜は、ガラ
ス転移点が70℃未満では密着性および耐蝕性が不
充分となり、また伸び率が120％未満では加工性
が不良となるので、塗膜のガラス転移点が70℃以
上で、かつ伸び率が120％以上であることが必要
である。 なお、これまでの説明は主として冷延鋼板を対
象に行つてきたが、このようにして得られた本発
明の塗料組成物は冷延鋼板のみならず各種メツキ
鋼板に適用することも可能である。 かかる塗料組成物を塗装したプレコート鋼板は
密着性、耐蝕性、溶接性および成形加工性等に優
れた効果を発揮するものである。 以下、実施例および比較例によりさらに詳細に
本発明を説明する。 実施例 １ 塗料製造法の常法により下記配合の本発明の塗
料組成物を調製した。次にこのプレコート用塗料
組成物を冷延鋼板の片面に乾燥塗膜が15μになる
ように塗装（プレコート）し、150℃で２分間焼
付けてプレコート鋼板を作つた。このプレコート
鋼板について溶接性および加工性を試験した。 さらにプレコート面および裸面（プレコートさ
れていない面）にリン酸亜鉛処理を施した上に、
市販のエポキシ系カチオン電着塗料を乾燥塗膜が
15μとなるように電着塗装し、175℃で20分間焼
付けた鋼板について外観、密着性および耐蝕性を
試験した。 それぞれの試験結果を第１表に示す。 本発明の塗料組成物 （Ａ成分） ポリエーテルポリオール（注１） 40重量部 エポキシ樹脂（シエル化学社商品名エピコート
＃1004）（注２） 20 〃 吸水剤 ５ 〃 トルエン 20 〃 キシレン 15 〃 100重量部 （Ｂ成分） ジフエニルメタンジイソシアネート系プレポリマ
ー（注３） 30重量部 （金属亜鉛末） 平均粒径１〜5μの亜鉛末 570重量部 塗装直前に(A)成分、(B)成分および金属亜鉛末を
均一に混合分散して本発明の塗料組成物を調製し
た。 なお(A)成分と(B)成分の混合比はNCO／OH当量
比で１／1.33である。また形成されたプレコート
塗膜のTgは83℃で伸び率は140％であつた。 （注１） ポリエーテルポリオールは、トリメチ
ロールプロパンとプロピレンオキサイドとを反
応させて得られるヒドロキシ含有量7.5％、ヒ
ドロキシ当量228、酸価0.3で粘度1200cps（20
℃）の直鎖型ポリエーテルポリオールを用い
た。 （注２） エポキシ樹脂は、ヒドロキシ含有量
4.3％のエピクロルヒドリン−ビスフエノール
Ａ型エポキシ樹脂を用いた。 （注３） ジフエニルメタンジイソシアネート系
プレポリマーは４，4′−ジイソシアネートジフ
エニルメタン５モルにトリプロピレングリコー
ル１モルを反応させて得た変性MDIと、４，
4′−ジイソシアネートジフエニルメタンとを混
合したイソシアネート含有量24％、イソシアネ
ート当量173でかつ粘度150cps（20℃）のポリイ
ソシアネートを用いた。 比較例 １ 実施例１の本発明の塗料組成物のエポキシ樹脂
を配合しないプレコート用塗料組成物を用いた他
は実施例１と同様にして試験し、その結果を第１
表に示した。 比較例 ２ 実施例１の本発明の塗料組成物の(B)成分を40重
量部配合したプレコート用塗料組成物を用いた他
は、実施例１と同様にして試験し、その結果を第
１表に示した。 なおこのプレコート用塗料組成物の(A)成分と(B)
成分の配合比はNCO／OH当量比で１／１であ
り、また、形成された塗膜の伸び率は112％、
Tg89℃であつた。 比較例 ３ 実施例１の本発明の塗料組成物の(B)成分を20重
量部配合したプレコート用塗料組成物を用いた他
は、実施例１と同様にして試験し、その結果を第
１表に示した。 なお、このプレコート用塗料組成物の(A)成分と
(B)成分の混合比はNCO／OH当量比で１／２であ
り、また形成された塗膜の伸び率は124％、Tgは
65℃であつた。

【表】

【表】 実施例 ２ 金属亜鉛末を配合しない他は実施例１と同様に
して本発明の塗料組成物を調製した。 次にこのプレコート用塗料組成物を冷延鋼板の
片面に乾燥塗膜が15μとなるように塗装し、第２
表に示すような加熱条件で焼付けてプレコート鋼
板を作つた。 このプレコート鋼板の塗膜性状は第２表に示す
如くであつた。 さらにこの鋼板の裸面（プレコートされていな
い面）に、リン酸亜鉛処理を施した上に、市販の
エポキシ系カチオン電着塗料を乾燥塗膜が15μと
なるように電着塗装し、175℃で20分間焼付けた
鋼板について密着性試験をし、その結果を第２表
に示した。 比較例 ４ 下記配合の一液型エポキシ系プレコート用塗料
組成物を用いた他は実施例２と同様にしてプレコ
ート鋼板を作つた。 このプレコート鋼板の塗膜性状は第２表に示す
如くであつた。 エポキシ樹脂（UCC社商品名フエノキシPKHH）
15重量部 トルエン 35 〃 メチルエテルケトン 35 〃 エチルセロソルブ 15 〃 100重量部 比較例 ５ 下記配合の二液型エポキシ系プレコート用塗料
組成物を用いた他は実施例２と同様にしてプレコ
ート鋼板を作つた。 このプレコート鋼板の塗膜性状は第２表に示す
如くであつた。 （主剤成分） エポキシ樹脂（シエル化学社商品名エピコート
＃1001） 50重量部 トルエン 20 〃 メチルエテルケトン 20 〃 エチルセロソルブ 10 〃 100重量部 （硬化剤成分） ポリアミド樹脂（ヘンケル社商品名バーサミド
＃100） 30重量部 イソプロピルアルコール 10 〃 トルエン 10 〃 50重量部 比較例 ６ 下記配合のアクリル系プレコート用塗料組成物
を用いた他は実施例２と同様にしてプレコート鋼
板を作つた。 このプレコート鋼板の塗膜性状は第２表に示す
如くであつた。 アクリル樹脂（大日本インキ社商品名アクリデイ
ツク47−151） 80重量部 トルエン 10 〃 メチルエテルケトン ５ 〃 エテルセロソルブ ５ 〃 100重量部 比較例 ７ 下記配合のエポキシ−メラミン系プレコート用
塗料組成物を用いた他は実施例２と同様にしてプ
レコート鋼板を作つた。 このプレコート鋼板の塗膜性状は第２表に示す
如くであつた。 エポキシ樹脂（シエル化学社商品名エピコート
＃1007） 30重量部 メラミン樹脂（大日本インキ社商品名ベツカミン
Ｐ−138） 10 〃 トルエン 30 〃 メチルエテルケトン 20 〃 エチルセロソルブ 10 〃 100重量部

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A) ヒドロキシ含有量６〜９％の直鎖型ポリ
   エーテルポリオール100重量部に、 ヒドロキシ含有量２〜５％のエピクロルヒド
   リン−ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂を30〜
   100重量部配合したポリオール樹脂組成物と (B) イソシアネート含有量20〜30％のジフエニル
   メタンジイソシアネート系プレポリマーとから
   成り、 (A)成分と(B)成分とをNCO／OH当量比で１／
   1.2〜1.5の混合比で配合してなる、 150℃以下で５分間以内の加熱条件で硬化塗膜
   を形成し、かつ該塗膜のガラス転移点が70℃以上
   で、のび率が120％以上であるプレコート鋼板用
   塗料組成物。