JPH1110782A

JPH1110782A - 耐汚染性に優れた金属パネル

Info

Publication number: JPH1110782A
Application number: JP9169735A
Authority: JP
Inventors: Setsuko Koura; 節子小浦; Kenji Sakado; 健二坂戸
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-19
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: JP3384949B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光触媒活性を利用して付着有機物を分解し、
塗膜面の親水化により汚れを脱離させ、高級感や落ち着
き感のある艶消し状態で、雨筋汚れのない耐汚染性に優
れた金属パネルを得る。【解決手段】この金属パネルは、めっき鋼板，ステン
レス鋼板，Ａｌ板又はＡｌ合金板等の金属基材の表面に
膜厚１０μｍ以上の有機樹脂系又はシリカ系プライマー
層と、光触媒及び無機系顔料を含む膜厚５μｍ以上のシ
リカ系トップ層が順次形成されている。トップ層は、２
０重量％以上の光触媒を含み、光触媒と無機系顔料との
合計含有量が２０〜８０重量％の範囲に調整されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外装建材等として使用
される耐汚染性に優れた金属パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】外装建材等には、板厚１．５ｍｍ以上の
金属板を加工した後、塗装を施した金属パネルが使用さ
れている。また、意匠性，耐候性，耐食性等を改善する
ため、フッ素樹脂を主成分とする組成物で金属板を被覆
することが知られている。ところで、最近の大都市周辺
では煤煙，排気ガス等による大気汚染がひどくなる傾向
にあり、それに伴って外装建材の汚れが目立つようにな
ってきている。特にフッ素樹脂塗膜を設けた外装パネル
が雨に曝されると、雨水による斑点状の汚れが発生し易
い。また、窓枠の下等のように雨水が集まって流れる部
分では、スジ状の汚れ（以下、雨筋汚れという）が発生
し易い。

【０００３】雨筋汚れは洗浄除去できるが、度重なる洗
浄は煩雑であるばかりでなく、ビル等の大型建築物にあ
っては危険を伴う困難な作業が強いられる。更には、パ
ネル間の目地に設けられたコーキング剤から樹脂分が溶
出し、スジ状の汚れを発生する場合もある。この種の汚
れも、洗浄による除去が容易でない。このようなパネル
表面に発生する汚れを抑制するため、有機・無機複合系
塗料で塗装された金属パネルが開発され、使用されてい
る。また、平滑な表面ほど汚れを拭き取り易く、光沢が
低いほど汚れ易いということから、平滑な表面をもつ金
属パネルが多用される傾向にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有機・無機複合系塗料
で塗装された金属パネルは、フッ素樹脂系の塗装に比較
すると汚れを洗浄除去し易く、吸着による汚れも少なく
できる。しかし、塗膜面が汚れることには変りなく、窓
枠の下等に使用される外装パネルで雨水が集まって流れ
る部分に発生する雨筋汚れやコーキング剤から溶出する
樹脂分による汚れに対する抑制作用を呈さない。また、
汚れの拭き取り易さからは光沢のある金属パネルが好ま
しいが、高級感や落ち着き感を付与する上で艶消し表面
をもつ金属パネルに対する要望が強い。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、光触媒
を含む無機系塗膜を基材表面に形成することにより、表
面汚れは勿論、雨筋汚れやコーキング剤から溶出する樹
脂分による汚れに対しても強い抑制作用を長期間にわた
って維持し、しかも艶消し表面をもち、耐汚染性に優れ
ると共に高級感や落ち着き感を併せ持つ金属パネルを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の金属パネルは、
その目的を達成するため、金属基材の表面に有機樹脂系
又はシリカ系のプライマー層と、光触媒及び無機系顔料
を含むシリカ系のトップ層が順次形成されていることを
特徴とする。金属基材には、亜鉛めっき，アルミめっき
等を施した各種めっき鋼板，ステンレス鋼板，Ａｌ板，
Ａｌ合金板等が使用される。金属基板の表面には、十分
な隠蔽性及び耐食性を付与するため膜厚１０μｍ以上の
プライマー層を形成し、プライマー層への光透過を防止
するため膜厚５μｍ以上のトップ層を形成することが好
ましい。トップ層は、２０重量％以上の光触媒を含み、
光触媒と無機系顔料との合計含有量が２０〜８０重量％
であることが好ましい。

【０００６】

【実施の形態】金属基材としては、亜鉛めっき，アルミ
めっき等を施した各種めっき鋼板，ステンレス鋼板，Ａ
ｌ板，Ａｌ合金板等が使用される。めっき鋼板を基材と
して使用する場合、ジンク塗料，アルミ塗料等を用いた
塗装を溶接部に予め施しておくことが溶接部からの発錆
防止に有効である。金属基材は、加工や溶接によってパ
ネル状にされた後、クロメート処理，リン酸塩処理等の
前処理を施し、エポキシ樹脂系塗料や無機系顔料を含む
シリカ系塗料でプライマー層が形成される。前処理に
は、脱脂して表面調整及び／又はクロメート処理する方
法，フッ酸処理法等が採用され、これによって塗膜密着
性が改善される。隠蔽性のあるプライマー層は、エポキ
シ樹脂系塗料や無機系顔料を含むシリカ系塗料を基材表
面に塗布し熱処理することによって形成される。プライ
マー層の膜厚が１０μｍ以上になると、十分な隠蔽性及
び耐食性が付与される。プライマー層の上に光触媒及び
無機系顔料を含むシリカ系塗料を塗布して熱処理する
と、光触媒作用を呈するトップ層が形成される。シリカ
系塗料としては、たとえば水系のコロイダルシリカやＲ
¹ Ｓｉ (ＯＲ²)₃ （ただし、Ｒ¹ ，Ｒ² はアルキル基を
示す）の構造をもつオルガノシリケートを有機溶媒や水
に溶解させたシリカゾルが使用される。

【０００７】トップ層は、プライマー層とトップ層との
界面にまで光が到達することを防止するため５μｍ以上
の厚みをもつことが好ましい。プライマー層とトップ層
との界面への光透過が抑制されると、プライマー層が有
機樹脂であっても分解・劣化が生じない。また、十分な
密着性及び光触媒活性を付与するため、２０重量％以上
の光触媒をトップ層に含ませ、光触媒と無機系顔料との
合計含有量を２０〜８０重量％の範囲に調整することが
好ましい。光触媒の含有量が２０重量％未満では、光触
媒反応による油分解能が弱く、十分な耐汚染性が得られ
ない。しかし、光触媒と無機系顔料との合計含有量が８
０重量％を超えると、トップ層の密着性が低下する。光
触媒としては、ＴｉＯ₂ ，ＺｎＯ，ＺｒＯ₂ ，ＷＯ₃ ，
Ｆｅ₂ Ｏ₃ ，ＦｅＴｉＯ₃ ，ＳｒＴｉＯ₃ から選ばれた
１種又は２種以上が使用される。なかでも、化学的に安
定であり、安価でしかも活性度の高い微粒子が得られる
ことから、アナターゼ型のＴｉＯ₂ が好ましい。

【０００８】

【作用】外装建材として使用される金属パネルの汚れ
は、ガソリン，軽油等の自動車燃料の不完全燃焼物から
なる有機物が土壌成分であるシリカ系物質からなる無機
物を巻き込む形で、塗膜表面の有機成分と強固に結合す
ることにより生じるものである。また、パネル間の接着
用コーキング剤として使用されているシリコンシーラン
ト等に含まれている樹脂分が雨水に溶出し、パネル表面
に付着することによっても汚れが発生する。本発明に従
った金属パネルでは、汚れの成分である有機物との結合
力が小さな有機・無機複合樹脂塗膜が形成されているの
で、フッ素樹脂被覆に比較すると洗浄し易い表面になっ
ている。この金属パネルにおいて、光触媒を含むシリカ
系塗膜を表層に形成しているので、塗膜面と結合してい
る汚れ中の有機成分を光触媒反応で分解し、塗膜面に対
して結合力のない物質に変換する。その結果、汚れ成分
の洗浄除去が一層容易になる。しかも、光触媒を担持し
た表面は、光照射によって親水性を示す。これは、通
常、光触媒を含むシリカ系塗膜は、表面に疎水性分子を
吸着しているため作製時には撥水性を示すが、光照射さ
れると光触媒によって疎水性分子が分解され、空気中の
水分子が物理吸着するため親水性表面になるものと考え
られる。

【０００９】したがって、パネル表面に付着している汚
れは、有機成分が光触媒反応によって分解されパネル表
面に対する付着力が弱められ、塗膜表面と汚れとの間に
回り込んだ雨水によって洗い流される。コーキング剤か
ら溶出する樹脂分も、同様な機構によってパネル表面に
付着して汚染することがない。トップ層に含まれる光触
媒の含有量が多くなるほど、付着した汚れ成分の分解能
や親水化作用が向上する。また、トップ層の光触媒含有
量が多いほど表面光沢は低下し、艶消し状態の表面にな
る。このようなことから、艶消し表面をもっていても、
長期間にわたって全く汚染がない表面状態が維持され
る。光触媒を含むトップ層とコーキング剤との接触部
で、光触媒活性によりコーキング剤の分解が進み剥離す
ることが懸念される。しかし、塗膜中のＴｉＯ₂ によっ
て紫外線が吸収され、膜厚が５μｍ以上になると完全に
吸収されることから、コーキング剤を分解して剥離を発
生させることがない。

【００１０】

【実施例】

実施例１：金属基材として板厚１．６ｍｍの溶融亜鉛め
っき鋼板を使用し、９５０ｍｍ×９５０ｍｍの大きさで
奥行３０ｍｍとなるように折曲げ加工を施し、四隅を溶
接した。パネル状の鋼板を脱脂した後、リン酸塩処理
し、ジンク塗料で溶接部を補修した。このパネル状鋼板
にエポキシ樹脂系粉体塗料を静電吹付け法で塗布し、２
００℃×２０分で焼き付けることにより膜厚８０μｍの
プライマー層を形成した。次いで、プライマー層にトッ
プ塗料を静電吹付け法で塗布し、２００℃×２０分で焼
き付けることにより膜厚１０μｍのトップ層を形成し
た。トップ塗料としては、メチルトリメトキシシリケー
トをブチルセルソロブ−イソプロパノール混合溶媒に溶
解し、水を加えて加水分解を進行させたオルガノシリカ
ゾルに粒径２０ｎｍのアナターゼ型ＴｉＯ₂ 粉末を配合
量５０重量％で分散させた塗料を使用した。パネル表面
に形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性及びプライ
マー層／トップ層界面の密着性が共に優れており、均一
な膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入射角６５度
で測定した光沢度が３〜８であり、艶消し状態の表面を
呈していた。

【００１１】実施例２：プライマー塗料として、メチル
トリメトキシシリケートをブチルセルソロブ−イソプロ
パノール混合溶媒に溶解し、水を加えて加水分解を進行
させたオルガノシリカゾルに白色顔料であるＡｌ₂ Ｏ₃
処理ＴｉＯ₂ 粉末を分散させた塗料を調製した。トップ
塗料としては、実施例１と同様にアナターゼ型ＴｉＯ₂
粉末を４０重量％分散させた塗料を使用した。実施例１
と同様にパネル状に成形され、溶接部が補修されたパネ
ル基材にプライマー塗料を静電吹付け法で塗布し、１２
０℃×２０分で焼き付けることにより膜厚２０μｍのプ
ライマー層を形成した。次いで、プライマー層にトップ
塗料を静電吹付け法で塗布し、２００℃×２０分で焼き
付けることにより膜厚１０μｍのトップ層を形成した。
パネル表面に形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性
及びプライマー層／トップ層界面の密着性が共に優れて
おり、均一な膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入
射角６５度で測定した光沢度が１０〜１５であり、艶消
し状態の表面を呈していた。

【００１２】実施例３：ＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を
パネル基材とし、フッ酸処理した後、エポキシ樹脂系塗
料を用いて膜厚１５μｍのプライマー層を形成した。次
いで、実施例１と同様な方法で、ＴｉＯ₂ を３０重量％
含む膜厚１０μｍのトップ層を形成した。パネル表面に
形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性及びプライマ
ー層／トップ層界面の密着性が共に優れており、均一な
膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入射角６５度で
測定した光沢度は、１８〜２３であった。

【００１３】実施例４：ＳＵＳ４３０ステンレス鋼板を
パネル基材とし、フッ酸処理した後、実施例１と同様な
方法で膜厚８０μｍのプライマー層及びＴｉＯ₂ を２０
重量％含む膜厚１０μｍのトップ層を形成した。パネル
表面に形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性及びプ
ライマー層／トップ層界面の密着性が共に優れており、
均一な膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入射角６
５度で測定した光沢度は、２５〜３２であった。

【００１４】実施例５：アルミニウム合金板をパネル基
材とし、脱脂及びクロメート処理を施した後、実施例２
と同様な方法で膜厚２０μｍのプライマー層及びＴｉＯ
₂ を５０重量％含む膜厚１０μｍのトップ層を形成し
た。パネル表面に形成された塗膜は、鋼基材に対する密
着性及びプライマー層／トップ層界面の密着性が共に優
れており、均一な膜厚で緻密な組織をもっていた。ま
た、入射角６５度で測定した光沢度は、５〜８であっ
た。

【００１５】実施例１〜５で得られた各金属パネルをそ
れぞれ２枚上下に取り付け、シリコンシーラントを用い
てパネル間を接着し、雨筋暴露試験に供した。雨筋暴露
試験では、パネル上部に雨筋が垂れる用に波板を取り付
け、パネル面を南側に向けて設置した。また、通常使用
されているフッ素樹脂被覆金属パネル及び有機・無機複
合樹脂被覆金属パネルを比較材として使用した。雨筋暴
露試験に供された金属パネルの色彩を定期的に測定し、
明度指数差ΔＬの経時変化を求め、この経時変化から汚
染の度合いを調査した。図１の調査結果にみられるよう
に、フッ素樹脂被覆金属パネルや有機・無機複合樹脂被
覆金属パネルでは、試験開始から３か月経過した時点で
明度指数差ΔＬが大きく低下し、パネル表面がかなり汚
れていた。これに対し、本発明に従った実施例１〜５の
金属パネルでは、試験開始から３か月経過した時点でも
明度指数差ΔＬに実質的な変化がみられず、取付け時と
同様に清浄な表面が維持されていた。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の金属パ
ネルは、塗膜面に付着している有機物を分解し、光照射
によって塗膜表面を親水化する作用を呈する光触媒をト
ップ層に分散させている。そのため、塗膜面に付着して
いる汚れは、その有機成分の分解により塗膜面に対する
付着力が弱められ、親水化した塗膜面に回り込んだ雨水
によって洗い流される。したがって、耐汚染性に優れ、
雨筋汚れのない金属パネルとなる。また、コーキング剤
から溶出した樹脂成分による汚れの発生も長期間にわた
って防止される。しかも、艶消し状態でも汚れのない表
面が維持されるため、高級感や落ち着き感のある外装建
材等として使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った金属パネルの耐汚染性が優れ
ていることを、フッ素樹脂被覆金属パネルや有機・無機
複合樹脂被覆金属パネルと比較して示したグラフ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属基材の表面に有機樹脂系又はシリカ
系のプライマー層と、光触媒及び無機系顔料を含むシリ
カ系のトップ層が順次形成されている耐汚染性に優れた
金属パネル。
【請求項２】プライマー層の膜厚が１０μｍ以上で、
トップ層の膜厚が５μｍ以上である請求項１記載の金属
パネル。
【請求項３】請求項１又は２記載のトップ層が２０重
量％以上の光触媒を含み、光触媒と無機系顔料との合計
含有量が２０〜８０重量％の範囲に調整されている耐汚
染性に優れた金属パネル。
【請求項４】金属基材がめっき鋼板，ステンレス鋼
板，Ａｌ板又はＡｌ合金板である請求項１〜３の何れか
に記載の金属パネル。