JP2001011368A - 不飽和ポリエステル樹脂系塗料及び塗装金属板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐候性や加工性に優れた不飽和ポリエステル
樹脂系塗料を提供する。また、表面硬度、表面平滑性、
耐傷付き性、成形加工性に優れた不飽和ポリエステル樹
脂系塗料を提供する。また、耐摩耗性、密着性に優れた
不飽和ポリエステル樹脂系塗料を提供する。 【解決手段】 不飽和ポリエステル樹脂とワラストナイ
トを含有する不飽和ポリエステル樹脂系塗料及び不飽和
ポリエステル樹脂系塗料を金属板に塗布焼付けてなる塗
装金属板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不飽和ポリエステ
ル樹脂系塗料及び塗装金属板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根材や外装材等の建材用途や、
家電製品、産業用機器、家庭用機器等の器物加工用途等
の塗料には、主に不飽和ポリエステル樹脂系塗料が使用
されている。不飽和ポリエステル樹脂系塗料は、その硬
化塗膜（以下単に「塗膜」という）が高い耐候性及び加
工性を示し、例えば、該塗料の塗膜を金属板表面に形成
すると、該金属板は錆等の発生から保護されると共に、
該金属板を折曲げ加工しても該塗膜にクラック等が発生
しないという優れた特性を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その一
方で、不飽和ポリエステル系塗料の塗膜は表面硬度が低
く、耐傷付き性に劣るという問題がある。この様な問題
を解決する不飽和ポリエステル樹脂系塗料として、シリ
コーンポリエステル樹脂とガラス繊維とを含む組成物が
提案されている（特公昭５３−３３９７７号公報）。該
組成物は、塗膜の表面硬度は向上しているものの、ガラ
ス繊維を配合しているため、塗膜の表面平滑性が損なわ
れ、表面がざらついたり又はガラス繊維の影が出来たり
して、外観が悪化する。

【０００４】更に、例えば金属板に塗膜を形成した塗装
体を成形加工する際に、該塗膜がガラス繊維を含んでい
るので、成形ロールを摩耗させたり又は切断時にシャリ
ング刃を摩耗させたりする等の塗装体の加工性を低下さ
せるという問題があった。また、特公平４−６７５０２
号公報は、不飽和ポリエステル樹脂にシラン系カップリ
ング剤で表面処理されたガラス繊維を配合し、不飽和ポ
リエステル樹脂とのなじみを良くし、塗膜の表面硬度を
向上させた塗料を開示する。しかしながら、この塗料に
おいても、ガラス繊維が含まれているため、外観の悪化
や塗装体の成形加工性の低下を避けることができない。

【０００５】一方、ワラストナイトが樹脂の機械的強度
を向上させることは公知である。更に、ポリブチレンテ
レフタレート等の飽和ポリエステル樹脂にワラストナイ
トを配合した組成物も種々提案されている。該組成物
は、通常、射出成形等によって各種形状に成形して使用
されるが、飽和ポリエステル樹脂が熱可塑性樹脂である
ことから、塗料用途には不適当である。

【０００６】本発明の課題は、耐候性や加工性に優れた
不飽和ポリエステル樹脂系塗料を提供することにある。
また本発明の課題は、表面硬度、表面平滑性、耐傷付き
性、成形加工性に優れた不飽和ポリエステル樹脂系塗料
を提供することにある。また本発明の課題は、耐摩耗
性、密着性に優れた不飽和ポリエステル樹脂系塗料を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和ポリエ
ステル樹脂とワラストナイトを含有する不飽和ポリエス
テル樹脂系塗料に係る。更に本発明は、上記不飽和ポリ
エステル樹脂系塗料を金属板に塗布焼付けてなる塗装金
属板に係る。

【０００８】本発明によれば、不飽和ポリエステル樹脂
にワラストナイトを配合することにより、不飽和ポリエ
ステル樹脂系塗料が本来有する優れた特性（耐候性や加
工性等）を損なうことなく、表面硬度、表面平滑性、耐
傷付き性に優れた塗料が提供される。また本発明の不飽
和ポリエステル樹脂系塗料を金属板に塗布焼付けて得ら
れる塗装金属板は、高い耐候性を有すると共に、成形加
工性にも優れ、成形ロールやシャリング刃等を傷付ける
ことがない。更に、本発明によれば、極めて優れた耐摩
耗性を示し且つ金属板との密着性が非常に良好な塗膜を
形成し得る塗料が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の不飽和ポリエステル樹脂
系塗料は、不飽和ポリエステル樹脂とワラストナイトと
を必須成分とする。本発明において使用される不飽和ポ
リエステル樹脂としては、塗料用として公知のものを使
用できる。不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和多価カル
ボン酸と多価アルコールの重縮合反応により生成した不
飽和ポリエステルにビニル化合物を混合し、過酸化物触
媒を用いて重合反応による架橋を起こさせて硬化させた
樹脂である。

【００１０】不飽和多価カルボン酸としては、例えば無
水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン
酸、フマル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル
酸等を例示できる。不飽和多価カルボン酸に飽和多価カ
ルボン酸を併用することもできる。飽和多価カルボン酸
としては、例えば無水フタル酸、フタル酸、テレフタル
酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸、コハク酸、シトラコン酸、アジピン
酸、セバシン酸等を例示できる。

【００１１】多価アルコール成分としては、例えば、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、ジブロピレング
リコール、１,３−ブチレングリコール、２,３−ブチレ
ングリコール、１,６−ヘキサンジオール、２−エチル
−１,３−ヘキサンジオール、２,２,４−トリメチル−
１,３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリ
セリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノール・アル
キレンオキシド付加物等を挙げることができる。ビニル
化合物としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、（メ
タ）アクリル酸メチル、ビニルトルエンなどを例示でき
る。更に本発明では、公知の油変性不飽和ポリエステル
樹脂の使用も可能である。油としては、例えば桐油、ア
マニ油、大豆油、綿実油、サフラワ油、やし油等を例示
できる。

【００１２】不飽和ポリエステル樹脂の分子量は５００
〜５００００、好ましくは１０００〜３００００が、ま
た酸価は０.１〜５００程度、水酸基価は２〜２００程
度が好ましい。 本発明で使用されるワラストナイト
は、焼成物又は非焼成物のいずれの形態であってもよ
く、更に、無水物又は１分子以上の水和物の何れの形態
であってもよく、また、これらの混合物を用いることも
できる。更にワラストナイトは、天然に産出するものを
そのまま、又は粉砕、分級して用いることができる。ま
た、合成したワラストナイトも使用可能である。かかる
ワラストナイトの中でも、平均繊維長２０〜５０μｍ、
平均繊維径０.０５〜５μｍ、アスペクト比８〜１００
のものを好適に使用できる。

【００１３】上記ワラストナイトの配合量は、不飽和ポ
リエステル樹脂系塗料の全量に対して５〜５０重量％と
するのが好ましく、更に好ましくは１０〜４０重量％と
するのがよい。ワラストナイトをこの範囲で配合するこ
とにより、耐傷付き性を十分に発揮させることができ、
また表面平滑性の悪化を抑制することができる。本発明
で使用されるワラストナイトには、不飽和ポリエステル
樹脂との接着性を高める目的で、シラン系カップリング
剤、アルミニウム系カップリング剤、チタネート系カッ
プリング剤、エポキシ樹脂、エポキシウレタン樹脂等で
表面処理を行ってもよい。

【００１４】本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料に
は硬化触媒を配合するのが好ましい。該硬化触媒は、使
用時に配合すること（２液型）も可能であり、最初から
配合した状態（１液型）でも保存は可能である。硬化触
媒の具体例としては、塩酸、硝酸、リン酸、硼酸等の無
機酸、酢酸、ギ酸、マレイン酸、フタル酸、安息香酸、
ｐ−トルエンスルホン酸等の有機酸、ジブチルスズラウ
リレート、ジブチルスズオクチエート、ジブチルスズア
セテート、ジオクチルスズラウレート等の有機スズ化合
物、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネー
ト、テトラブトキシチタネート等の有機チタン化合物、
モノメチルホスフェート、モノエチルホスフェート等の
リン酸エステル、γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラ
ン等のシランカップリング剤、トリス（アセチルアセト
ナート）アルミニウム、トリス（エチルアセトアセテー
ト）アルミニウム等の有機アルミニウム化合物、テトラ
ブチルジルコネート、ブトキシトリス（アセチルアセト
ナート）等の有機ジルコニウム化合物、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、ピペラジン、メタフェニレ
ンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等のアミン化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム等のアルカリ化合物、エポキシ化合物等を挙げること
ができる。これらの中でも、無機酸、有機酸、有機スズ
化合物、有機アルミニウム等が好ましい。硬化触媒は１
種を単独で使用でき又は２種以上を併用できる。硬化触
媒の使用量は触媒の種類により広い範囲から適宜選択で
きるが、例えば塩酸を使用する場合は不飽和ポリエステ
ル樹脂１００重量部に対して０.１〜２重量部程度とす
ればよい。

【００１５】本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料に
は、必要に応じて、着色顔料、体質顔料、重合微粒子、
塗面調整剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を
配合してもよい。本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗
料は、不飽和ポリエステル樹脂、ワラストナイト及び必
要に応じて硬化触媒、その他の添加剤等を通常の方法に
従って混合することにより製造できる。本発明の塗装金
属板は、本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料を金属
板に塗布し、焼付けてなるものである。

【００１６】 本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料
からなる塗膜は、金属板との密着性に顕著に優れるとい
う特性を有している。尚、該塗料は、金属板の両面、片
面、全面、又は一部分に塗布することができる。本発明
においては、金属板は全体が１種の金属で構成されてい
る必要はない。即ち、金属板の少なくともその表面の全
面又は一部分が金属で構成されていればよい。また、本
発明における金属板は、板状のものだけでなく、立方体
状、直方体状、円柱状、円錐状、角錐状、球状等の各種
形状のものをも包含する。

【００１７】金属板の少なくとも一部分を構成する金属
の種としては特に制限されず、例えば、鉄、アルミニウ
ム、ステンレス、亜鉛等の広い範囲から適宜選択できる
が、塗膜との密着性のより一層の向上という観点から、
アルミニウム、亜鉛、これらの１種又は２種を含む合金
等が好ましい。金属板の具体例としては、例えば、溶融
めっき法又は電解めっき法等により製造される亜鉛めっ
き鋼板、亜鉛−５％アルミニウム合金めっき鋼板、亜鉛
−５５％アルミニウム合金めっき鋼板等の亜鉛めっき鋼
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、冷延鋼板等を用いることができる。

【００１８】本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料を
金属板に塗装して、塗装金属板を製造する方法として
は、通常、以下のような手順で行われる。即ち、まず、
金属板に脱脂処理を行った後、クロメート処理やリン酸
塩処理等の化成処理を施し、適宜調製した不飽和ポリエ
ステル樹脂系塗料を塗布し、焼付け処理を行うことによ
り、塗装金属板を製造することができる。より詳しく
は、金属板に脱脂処理を施した後に、必要に応じて酸洗
を施す。次にクロメート処理やリン酸塩処理等の化成処
理を施すのが好ましい。

【００１９】尚、不飽和ポリエステル樹脂系塗料の塗布
に際しては、前記化成処理によりできた被膜の上に直接
塗布することも可能であるが、耐食性や密着性を向上さ
せるため、予め各種のプライマーを塗装処理した上に塗
布することが望ましい。塗布の方法については特に制限
はなく、従来一般に行われているロールコーター法、カ
ーテンフローコーター法、スプレー塗布、はけ塗り等の
塗布法を適用できるが、塗装金属板の塗料の塗布方法は
ロールコーター法が最も一般的である。

【００２０】塗料は、粉体、エマルジョン、又は溶剤に
溶解させた状態で用いることができる。塗料を塗布した
後に行う焼付けは、好ましくは３０〜１８０秒間加熱し
て金属板温度を２００℃以上に到達させることにより行
われる。焼付け時の加熱方法については特に制限はな
く、熱風加熱方式、高周波加熱方式等の方法を適用でき
る。

【００２１】塗装部の乾燥塗膜厚としては、通常５〜４
０μｍとするのが好ましい。塗膜厚をこの範囲とするこ
とで、塗膜中のワラストナイトの脱落を防ぐことがで
き、また塗膜の耐候性を向上させることができる。更に
塗装作業性が向上すると共に塗膜外観も良好となり、更
には経済的にも有利である。また、塗装例としては、屋
根材、外壁材、雨戸、シャッター、内装材等の建築用途
や、家電製品、産業用機器、家庭用機器等の器物加工用
途、自動車、電車等の車両用途等の塗料として適用する
ことができる。本発明の不飽和ポリエステル樹脂系塗料
は、金属の他に、コンクリート、モルタル、プラスチッ
ク、木材等にも適用できる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を具
体的に説明するが、これに限定されるものではない。

【００２３】実施例１ 〔塗料〕ベース塗料として、不飽和ポリエステル塗料
〔商品名：ポリライトＫＦ９２０、大日本インキ化学工
業（株）製〕を用い、骨材としてワラストナイト（商品
名：ＲＲＩＭＧＬＯＳ、ＮＹＣＯ社製）を１０重量％添
加して塗料を得た。 〔塗装される金属板〕塗装される金属板としては、厚さ
０.４ｍｍの亜鉛めっき鋼板を使用した。 〔塗装金属板の製法〕上記金属板に、塗布型クロメート
処理を、付着量が金属クロム換算で３０ｍｇ／ｍ^２にな
るように施し、次いで、下塗塗料としてエポキシ樹脂塗
料を乾燥塗膜厚が５μｍになるように塗布した後、約２
００℃で６０秒間焼付けた。次いで、上塗塗料として上
記不飽和ポリエステル塗料を乾燥塗膜厚が２５μｍにな
るように塗布した後、約２５０℃で６０秒間焼付け、塗
装金属板を得た。

【００２４】実施例２ ワラストナイトを２０重量％添加した以外は実施例１と
同様にして、本発明の不飽和ポリエステル塗料及び塗装
金属板を製造した。

【００２５】実施例３ ワラストナイトを４０重量％添加した以外は実施例１と
同様にして、本発明の不飽和ポリエステル塗料及び塗装
金属板を製造した。

【００２６】実施例４ 塗装される金属板を亜鉛めっきされていない鋼板にした
以外は、実施例２と同様の塗料を用い、実施例１と同様
にして塗装金属板を製造した。

【００２７】比較例１ ワラストナイトを添加しない以外は実施例１と同様にし
て塗装金属板を製造した。

【００２８】比較例２ ワラストナイトに代えてガラス繊維〔商品名：サーフェ
ストランドＥＶＳ、日本板硝子（株）製〕を添加した以
外は実施例２と同様にして、不飽和ポリエステル樹脂系
塗料及び塗装金属板を製造した。

【００２９】比較例３ ワラストナイトに代えて、シラン系カップリング剤で表
面処理されたガラス繊維〔商品名：サーフェストランド
ＥＶＳ、日本板硝子（株）製〕を添加した以外は実施例
２と同様にして、不飽和ポリエステル塗料及び塗装金属
板を製造した。

【００３０】試験例１ 実施例１〜４及び比較例１〜３で得られた塗装金属板を
下記の試験に供した。結果を表１に示す。

【００３１】〔試験方法〕 耐傷付き性（表面硬度） 三菱鉛筆ユニ（商品名）を使用し、ＪＩＳ−Ｋ−５４０
０.６.１４により塗膜の破れない最高の硬さで表示し
た。 密着性 塗装表面に、２ｍｍ四方で１０×１０の碁盤目をつけ、
その上にセロテープを貼付し、セロテープを剥す際に剥
離する碁盤目の数を調べた。

【００３２】耐摩耗性 テーバー摩耗試験機を使用し、ＪＩＳ−Ｋ−６９０２に
基づき、摩耗輪ＣＳ−１０、荷重１ｋｇで１０００回転
後の摩耗減量（ｍｇ）を測定して評価した。 表面平滑性 表面平滑性は、表面粗さ形状測定機〔商品名：サーフコ
ン３００Ｂ、（株）東京精密製〕で測定し、中心線平均
粗さ（Ｒａ）で評価した。

【００３３】加工性 厚み０.４ｍｍの４枚の鋼板をはさんで試験片を１８０
度の角度で折曲げ、折曲げ部の塗膜の割れ具合（クラッ
クの発生状況）を目視により評価した。評価基準は下記
の通りである。 ◎：異常なし ○：割れが１０％未満 ×：割れが１０％以上 表面外観 試験片を支持台の上に水平に置き、表面を刷毛で清浄化
した後、上部からＪＩＳ−Ｃ−７６０１に基づく光源
で、８００〜１１００ルクスの明るさのもとで、ざらつ
き等がないか目視により評価した。評価基準は以下の通
りである。 ◎：良好（塗膜表面に異常が認められない） ○：比較的良好（多少影やざらつきが認められる） ×：不良（かなり影やざらつきがみとめられる）

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】 ※１：比較例３のガラス繊維はシラン系カップリング剤
で表面処理したもの

【００３６】

【発明の効果】本発明では、不飽和ポリエステル樹脂に
ワラストナイトを配合することにより、不飽和ポリエス
テル樹脂系塗料が本来有する優れた特性（耐候性や加工
性等）を損なうことなく、表面硬度、表面平滑性、耐傷
付き性に優れた塗料を得ることができる。また本発明の
不飽和ポリエステル樹脂系塗料を金属板に塗布焼付けて
得られる塗装金属板は、高い耐候性を有すると共に、成
形加工性にも優れ、成形ロールやシャリング刃等を傷付
けることがない。更に、本発明では、極めて優れた耐摩
耗性を示し且つ金属板との密着性が非常に良好な塗膜を
形成し得る塗料を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB01B AB10B AB18B AB31B AC10A AK44A AT00B BA02 CA12A CA12H GB07 GB31 GB51 JK09 JL11 4J038 DD181 KA08 PA19 PC02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和ポリエステル樹脂とワラストナイ
   トを含有する不飽和ポリエステル樹脂系塗料。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のポリエステル樹脂系塗
   料を金属板に塗布焼付けてなる塗装金属板。
3. 【請求項３】 金属板が、少なくともその表面の全面又
   は一部分に、亜鉛、アルミニウム又はそれらの少なくと
   も１種を含む合金からなる金属層を有する金属板である
   請求項２に記載の塗装金属板。