JPH0765016B2 - 金属板用塗料、およびそれを用いた塗装金属板、ならびに塗装金属板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な金属板用塗料と、該塗料を用いて作製
される塗装金属板と、かかる塗装金属板の製造方法に関
する。

さらに詳しくは、例えば電気機器、室内器物、車両内
装、建物内外装などに利用される金属板に塗布して独特
の外観をもたらす仕上げ塗料と、該塗料を用いて作製さ
れる塗装金属板と、その製造方法とに関する。

〔従来の技術〕

屋根や建物外装などの長期耐久性が要求される部位や電
気機器、室内器物、車両内装、建物内装などに広く使用
される塗装金属板は、一般にプレコート鋼板と呼ばれて
いる。

塗装金属板の素材としては、溶融亜鉛メッキ鋼板、亜鉛
／アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼
板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などが一般に用い
られている。

近年、屋根や建物外装などに使用される塗装金属板に対
して、市場の要求は厳しさを増し、長期耐久性からさら
には長期保証が要求されるに至った。そして、これに対
応する塗料として、ポリ弗化ビニリデンを70重量％以上
含有させた弗素樹脂塗料が主流となりつつあり、その品
質規格も、促進耐候性試験1500時間で色の変色はNBS
色差（△Ｅ）が７以下、塩水噴霧試験2,000時間でAST
M8F以上の性能を有していなければならず、長期保証を
義務ずけられているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、現状の弗素樹脂塗料は、巻取り（コイリ
ング）時にプレッシャーマークがつくことや、成形加工
および施工時に傷がつくなどの潜在的な問題が残されて
いる。

特開昭61−236869号公報では、上記の弗素樹脂塗料に無
機質骨材（ガラス繊維など）を配合し、塗膜の強度や硬
度を向上させ、耐傷付き性、耐摩耗性などの加工性や耐
透水性、その他に優れた塗料が開示されている。但し該
塗料の場合、硬質の骨材を使用しているため、成形加工
時に成形ロールを摩耗させたり、シャーリング刃を摩耗
させたりなどの新たな問題発生の危険性を持っている。

本発明の目的は、巻取り時のプレッシャーマークや成形
加工時および施工時の塗面傷付きおよび成形ロールやシ
ャーリング刃の摩耗が殆どないと同時に、新規な暖か味
のあるソフトな意匠性に優れた仕上がりを有し、さらに
従来の塗膜金属板が持つ成形加工性や、長期の耐久性を
備える、金属板用塗料と、それを塗装した塗装金属板
と、かかる塗装金属板の製造方法とを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意研究を
重ねた結果、良好な成形加工性、耐久性をいささかも損
なうことなく、その上で独特の意匠性を備えた仕上がり
が得られることを見出し、本発明を完成させた。

即ち本発明は、ポリ弗化ビニリデンとアクリル樹脂とか
らなる樹脂成分を主成分とする塗料において、その塗料
の固形分中には、架橋剤を２〜20重量％含有するアクリ
ルポリマービーズが0.1〜30重量％含有されていること
を特徴とする金属板用塗料を得るにある。

また本発明は、前記塗料を塗布してなる上塗り塗膜が板
面に形成された塗装金属板を得るにある。

さらに本発明は、前記の塗料を金属板に塗布したのち加
熱して金属板温度を100℃以上に到達せしめ、焼き付け
硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法を得
るにある。

ポリ弗化ビニリデンとしては、重量平均分子量が400,00
0以上、融点が150〜180℃のものが好ましい。例えばカ
イナー500（日本ペンウォルト（株）の商品名、重量平
均分子量650,000、融点160〜165℃）などがある。

アクリル樹脂としては、その重合単位の70重量％以上が
炭素数１〜10の（メタ）アクリル酸アルキルエステルモ
ノマー、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）ア
クリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）
アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸アミル、（メ
タ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル
などの１種または２種以上で構成され、重量平均分子量
が50,000〜200,000である。さらに好ましくは、アクリ
ル樹脂を構成する重合単位の50重量％以上がメタクリル
酸メチルである。

同じくアクリル樹脂の重合単位の30重量％以下を構成す
るモノマーとしては、上記のアクリル系モノマーと共重
合可能なものであればよい。そのようなモノマーとして
は例えば（メタ）アクリル酸、スチレン、ビニルトルエ
ン、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸ア
ミド、塩化ビニルなどがある。上記のポリ弗化ビニリデ
ンとアクリル樹脂との混合割合は、90:10〜40:60重量比
が好ましい。

本発明において、従来塗料に混合されるアクリルポリマ
ービーズは、まずその品質として、従来塗料および、そ
の塗膜が有する優れた特性を損なわない品質でなければ
ならない。具体的には、従来塗料中の溶剤に殆ど溶解し
ないこと、塗料の貯蔵安定性を低下させないこと、塗料
中のアクリル樹脂との親和性を有することなどが要求さ
れる。

したがってビーズを形成するアクリルポリマーのモノマ
ー組成および架橋密度としては、MMA（メチルメタクリ
レート）が80〜98重量％、MMAと共重合可能なモノマー
群が18重量％以下、および架橋剤（エチレングリコール
ジメタクリレート）が２〜20重量％、好ましくは５〜10
重量％のものが望ましい。

架橋剤が20重量％を越えるとビーズが硬すぎるため、塗
装金属板巻取り時に裏面に傷がついたり、その他の不具
合が生じる危険性があり好ましくない。

アクリルポリマービーズの粒径としては10〜50μｍφ、
好ましくは20〜40μｍφである。10μｍφ未満では本発
明の目的である独特の意匠性が得られず、50μｍφを越
えると塗料中でのビーズの沈降性が著しくて、いずれも
好ましくない。

アクリルポリマービーズは、そのまま塗料中へ混合して
もよいが、塗料中への親和性、分散性を向上させ、沈降
の危険性を減ずる目的で、カップリング剤にてビーズの
表面処理をしたのち、塗料中に混合することもできる。
具体的な表面処理方法としては、アルミニウム系カップ
リング剤、例えばプレンアクトALM〔味の素（株）の商
品名、化学名：アセトアルコキシアルミニウムジイソプ
ロピレート、一般式（Ｉ）〕 を、アクリルポリマービーズに対し３重量％を、イソホ
ロン中に溶解したのち、その中へビーズを入れて両者を
良く接触させる。

アクリルポリマービーズの塗料中への混合割合は、塗膜
中に0.1〜30重量％、好ましくは５〜20重量％である。
0.1重量％未満では、本発明の目的である独特の意匠性
にとぼしく、30重量％を越えると塗料性状が低下し、塗
装作業性に支障をきたし、塗面仕上りが低下し、不満足
である。

アクリルポリマービーズを従来塗料中へ含有させる方法
としては、塗料をゆるやかに撹拌しながら、その中へア
クリルポリマービーズを加え均一に混合すればよい。

本発明の金属板用塗料においては、以上の必須成分以外
に無機質や有機質骨材、着色顔料、体質顔料、溶剤およ
び添加剤などを必要に応じて配合することができる。

無機質骨材としては、例えばガラスビーズ、ガラス繊
維、アルミナ繊維、アルミナ粒子、シリカ、焼成シリカ
などがあげられる。

有機質骨材としては、ポリアクリロニトリルビーズ、ベ
ンゾグアナミンビーズ、ナイロンビーズなどがあげられ
る。

着色顔料としては、例えば酸化チタン、カーボンブラッ
ク、酸化鉄、クロム酸鉛、金属粉末（Al、Cu）、焼成顔
料（コバルトブルー、グリーン）、パール顔料などが挙
げられる。パール顔料は鱗片状のマイカ表面に酸化チタ
ン等のコーティングをした顔料であり、本発明の金属板
用塗料に配合すると意匠性を向上させる効果があり好ま
しい。例えば、エクステリアマーリンブライトホワイト
（マール社商品名）、イリオジン103W2（メルクジャパ
ン（株）の商品名）などが挙げられる。

体質顔料としては、例えば炭酸カルシウム、クレイ、タ
ルク、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、カオリンなど
が挙げられる。

溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、セロソルブ系溶剤、メチルイソブチル
ケトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、イ
ソホロン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。

添加剤としては、例えば消泡剤、顔料分散剤、たれ防止
剤、傷付き防止剤などが挙げられる。なかでも顕著な傷
付き防止剤として、融点300℃以上のポリテトラフルオ
ロエチレン粉末樹脂が効果的である。例えば、フォスタ
フロンTF−9205（ヘキストジャパン（株）の商品名）な
どが挙げられる。

次に、以上のように調製された金属板用塗料を用い、塗
装金属板を作製する方法について説明する。被塗装金属
板としては、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛／アルミ
ニウム合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、冷間
圧延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などが一般
に用いられている。

これらの金属板は通常は塗装を施す前に脱脂処理を行
い、場合によってはさらに酸洗いや電解酸洗いなどの化
学的錆落しを行ったのち、クロメート処理や燐酸処理な
どの化成皮膜処理が施される。

本発明の金属板用塗料は、このようにして形成された化
成皮膜の上に直接塗装することが可能であるが、耐食性
や密着性などの性能を向上させるためには、塗装金属板
に通常用いられている下塗り塗料、例えばエポキシ樹脂
系下塗り塗料などを塗装して焼き付けた上に、塗装する
ことが望ましい。

また該塗料の塗装時の粘度は通常用いられている粘度で
よく、ロールコートの場合、フォードカップ＃４（25
℃）で40〜180秒であるのが好ましい。

塗装方法については特に制限はなく、従来の溶剤型塗料
の塗装に慣用されている方法、例えばはけ塗り、タンポ
塗り、ロールコート、スプレー塗装などの方法を用いる
ことができるが、塗装金属板の塗装においてはロールコ
ート法がもっとも一般的である。塗装膜厚は、焼付け硬
化前で５〜80μｍ、好ましくは10〜50μｍの範囲であ
る。

焼付け硬化条件としては、15〜180秒間加熱して金属板
温度を100℃以上に到達せしめることによって行われ
る。焼付け時間が15秒未満では、樹脂成分の硬化が不十
分であり、180秒を越えると樹脂成分の硬化が過剰とな
り、いずれの場合にも塗料本来の性能が発揮されず好ま
しくない。

加熱方式については特に制限はなく、例えば対流加熱方
式や放射加熱方式などの外部加熱方式、あるいは高周波
などによる内部加熱方式などから、任意の方式を用いる
ことができる。

〔作用〕

本発明における塗装金属板は、その塗料に使用されるア
クリルポリマービーズが架橋剤２〜20重量％を含む低架
橋構造のポリマーであり、溶剤には殆ど溶解せず、また
硬すぎることもなく、中間的な好ましい性質を有してい
る。したがって、塗料の安定性を低下させることなく、
また塗膜形成時においてはアクリルポリマービーズの表
層が微かながら膨潤して塗料樹脂成分と親和性を持って
一体性を強めることから、塗膜の堅牢性、耐摩耗性、耐
傷付き性、耐久性、耐湿性等にも寄与しているものと考
えられる。

〔発明の効果〕

本発明の塗料を塗装した金属板は、従来の塗装金属板で
はみられなかった独特の仕上がり表面を得ることができ
る。すなわちアクリルポリマービーズを配合することに
より、ツヤ消し調の肉持ち感のある、ソフトな意匠性に
優れた外観を与え、成形加工するにおいては、塗装表面
は強靱で耐傷付き性、耐摩耗性にも優れていて作業性が
よく、成形ロール面やシャーリング刃の摩耗度合もごく
微かである。

〔実施例〕

次に実施例および比較例により、本発明を具体的に説明
する。例中の％、部はいずれも重量基準である。

実施例１〜６および比較例１〜３ （上塗り塗料の調製） 第１表の配合に準じて、以下の方法で各上塗り塗料を調
製した。塗料として、プレカラーNo.8000ブラウン（日
本油脂（株）の商品名）を容器に入れ撹拌しながら、そ
の他の成分を加えて均一に混合し、各上塗り塗料を調製
した。

＊1:プレカラーNo.8000ブラウン（日本油脂（株）の商
品名） 塗料組成および性状は以下のとおりである。

（１）樹脂組成（固形分：合計100） ポリビニリデンジフルオライド（カイナー500 日本ペ
ンフォルト（株）の商品名、重量平均分子量:650000、
融点160〜165℃） 70％ アクリル樹脂（メチルメタクリレート／エチルアクリル
レート＝70/30、重量平均分子量:63000） 30％ （２）顔料組成（合計100） 酸化チタン ３％ 焼成ブラウン 49％ 焼成ブラック 43％ 三酸化アンチモン ５％ （３）顔料／樹脂（固形分）比 0.35 （４）塗料固形分（重量％） 55％ （５）塗料粘度（フォードカップ＃４、25℃）105秒 ＊2:テクポリマーMBX−30（積水化成品工業（株）の商
品名、架橋剤:5重量％、粒径:30μｍφ） ＊3:エクステリアマーリンブライトホワイト（マール社
の商品名） ＊4:フォスタフロンTF−9205（ヘキストジャパン（株）
の商品名） ＊5:マイクログラスサーフェストランドREV−９（日本
板硝子（株）の商品名） （試験片の作製） 使用する被塗板としては、ガリバリウム:55％Al/Znめっ
き鋼板とし、予め裏面に裏面用塗料を、乾燥塗膜厚５μ
ｍ塗装したものを用いた。

おもて面の塗膜形成方法としてまず、被塗板の下塗り塗
料としてエポキシ樹脂系塗料（商品名：プレカラープラ
イマーＦ−１、日本油脂（株）製）を、バーコーター＃
12を用いて乾燥塗膜厚が５μｍになるように塗布し、到
達板温210℃で乾燥させた。次に、上記の各上塗り塗料
を、バーコーター＃46を用いて乾燥塗膜厚が25μｍにな
るように塗布し、到達板温250℃で乾燥させた。

以上で作製した試験片について、以下に示す試験項目お
よび方法で試験を行った。その結果を第２表に示した。

試験方法及び評価方法 ａ 塗膜外観：塗膜仕上がりの、ツヤ消し調の肉持ち
感、柔らかみ、暖かみがあり、金属感に乏しいものを意
匠性が高い（５）とした。一方、硬さ、冷たさがあり金
属感のあるものを意匠性が低い（１）とした。この５点
法で評価し、４点以上を合格とした。

ｂ プレッシャーマーク試験：プレス機の温度を40℃に
セットし、試験片２枚のおもて面と裏面とを合わせて重
ね、荷重100kg/cm²にて96時間プレス機にて挟み付けた
後、試験片おもて面の光沢変化を肉眼で観察した。この
試験方法では、塗膜がフラットなほど、艶の増加が認め
られる。評価方法は次の通りとした。

◎：目視光沢の増加無し ○：目視光沢の増加が僅かに認められる。

△：目視光沢の増加が明らかに認められる。

ｃ コインスクラッチ性：試験片塗面に対し、十円硬貨
を約45度の角度で指で押し付けるようにエッジを塗面に
当てる。そのまま塗面に強く押し付けながら、十円硬貨
の平面と直角の方向に引っ張り、塗面に傷をつける。傷
のつき方から、塗膜の耐傷つき性および滑りやすさを観
察した。それを次の５点法で評価した。

◎：傷は僅かにつく。

○：傷はこすりあとだけである。

△：傷はこすりあとだけであったが下塗り塗膜に達して
いる。

×：傷がこすりあと以上にはがれる。

ｄ 加工性:20℃の室内にて各試験片の加工性を試験し
た。表中の2Tとは、加工される試験片と同一の被塗板２
枚を内側にはさみ込み（3T〜6Tは３〜６枚はさみ込む）
180度密着折曲げをしたものである。折曲げた先端を10
倍ルーペで観察し、クラックフリーとなる加工レベルを
示した。2T〜5Tを合格とした。

ｅ 成形ロール摩耗性:30×100cmの試験片30枚をロール
フォーミング機にて成形加工を30回行い、30枚通過後の
成形ロールめっき面を観察した。実施例２、比較例１及
び３の試験片にて実施した。評価方法は次の通りとし
た。

◎：めっき面の艶に、変化を認めない。

○：めっき面の艶が、僅かながら低下している。

△：めっき面の艶が、低下しているのが認められる。

ｆ 鉛筆硬度：鉛筆硬度は、JIS−Ｄ−0202に基づいて
試験を行った。

ｇ テーパー摩耗性：テーパー摩耗性は、JIS−Ｋ−690
2に基づき、摩耗輪CS−10を用い、荷重1kg、1,000回転
後の摩耗減量を測定した。摩耗減量はmg/1,000回転にて
評価を行った。

ｈ 落砂試験：落砂試験は、ASTM−D968−51に基づき素
地露出までの落砂試験を測定した。

ｉ 塩水噴霧:JIS−Ｚ−2371に準じて2T加工した試験片
について2,000時間試験し、加工部の錆の程度を目視で
判定した。

ｊ 耐薬品性:3T加工を施した試験片を20℃の10％塩酸
水溶液、10％硫酸水溶液および、10％水酸化ナトリウム
水溶液に、それぞれ10日間浸漬したのち、加工部の塗膜
の通常の有無を目視で判定した。

ｋ 促進耐候性:3T加工を施した試験片について次の試
験器および試験条件で1,500時間試験した（通称デュー
サイクルサンシャイン ウェザーオメーター） 試験器:WEL−Sunshine−DC、スガ試験器（株）製 試験条件：光源カーボンアーク ブラックパネル温度 63℃ 試験後の塗面状態を観察し、試験前と後との色差△Ｅ、
光沢保持率％を測定した。

第２表から明らかなように、本発明の範囲から外れた比
較例１、２は塗膜外観、プレッシャマーク、あるいは成
形ロール摩耗性において不満点がある。ガラス繊維を配
合した比較例３では、成形ロール摩耗性でやや不安があ
り、また実施例に比べて意匠性に乏しい。本発明に準じ
た実施例１〜６では、塗膜外観、意匠性、塗膜の強靱
性、耐久性などいずれも極めて良好な結果を示している
ことが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−66261（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−228377（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203973（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−174977（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリ弗化ビニリデンとアクリル樹脂とから
   なる樹脂成分を主成分とする塗料において、その塗料の
   固形分中には、メチルメタクリレートが80〜98重量％、
   メチルメタクリレートと共重合可能なモノマー群が18重
   量％以下、および架橋剤が２〜20重量％含有するアクリ
   ルポリマービーズが0.1〜30重量％含有されていること
   を特徴とする金属板用塗料。
2. 【請求項２】請求項１記載の塗料を塗布してなる上塗り
   塗膜が、板面に形成されている塗装金属板。
3. 【請求項３】請求項１記載の塗料を金属板に塗布したの
   ち、加熱して金属板温度を100℃以上に到達せしめ、焼
   き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方
   法。