JP2008068402A - 耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材 - Google Patents

Abstract

【課題】 正反射性樹脂被覆アルミニウム材の耐久性と反射性を両立させる。
【解決手段】 ６０°鏡面反射率が５０％以上のアルミニウム基材の表面に、紫外線吸収剤を樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部含有するアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコンポリエステル系樹脂の中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上からなる膜厚０．１〜１０μｍの耐候性クリヤー樹脂皮膜を施す。耐候性クリヤー樹脂皮膜は特定粒径のコロイダルシリカを特定量含有するなどして防汚性を有するのが好ましく、塗装下地処理として化成処理、陽極酸化処理、プライマーの中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上の下地処理を施すのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、高度な正反射性を要する反射板や光輝性の高い意匠を要する建材、電子機器筐体などとして、好適な特に耐久性に優れた正反射性アルミニウム材に関する。

照明器等の反射板やホイールなどの自動車用部品の材料は正反射性や意匠性の観点から表面に高い光沢のある反射面を有している。この反射面を保護するために、従来はアルミニウム板を基材として、この表面に陽極酸化処理により陽極酸化皮膜が形成されたり、あるいは同表面に塗装による有機塗膜が形成されていた。さらに、アルミニウム板に直接塗装した場合、密着性が劣る場合があるため、陽極酸化処理後塗装する方法（例えば、特許文献１参照）等が提案されている。また、陽極酸化処理は製造コストが高いため、基材表面へケイ酸系無機塗料の塗装による無機皮膜を形成する方法（例えば、特許文献２参照）等が提案されている。
特開昭６２−８３４９７号公報 特開平７−２１８１６号公報

しかしながら、陽極酸化皮膜のみの場合、耐候性、耐食性などの耐久性を優先させると膜厚は厚く、反射性を優先させると膜厚は薄くする必要があり耐久性と反射性が両立しないという問題があった。次に、前記（特許文献１）の陽極酸化処理したアルミニウム板に塗装した場合、基材の反射率や塗膜の膜厚が不明で、また塗膜は単なるアクリルメラミン樹脂で耐候性、耐食性はある程度はあるが、実使用上経時で太陽光やランプの紫外線により塗膜が変色し反射性が低下したり、また防汚性がないため経時で反射面が次第に汚れ反射性が低下するなど耐久性に問題があった。また、前記（特許文献２）の基材表面へケイ酸系無機塗料の塗装による無機皮膜を形成する方法の場合、陽極酸化皮膜のみの場合と同様、耐候性、耐食性を優先させると膜厚は厚く、反射性を優先させると膜厚は薄くする必要があり耐久性と反射性が両立しないという問題があった。したがって、耐久性に優れた正反射性アルミニウム材が強く求められている。

このようなことから、本発明者らは反射性の高いアルミニウム材を用い，特に樹脂皮膜に着目し、樹脂の種類、膜厚及び含有する紫外線吸収剤の添加量、コロイダルシリカの粒径、添加量を特定の値に制御することにより反射性を低下させることなく耐久性と反射性を高度に両立し得ることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完成させるに至った。

すなわち請求項１記載の発明は、６０°鏡面反射率が５０％以上のアルミニウム基材の表面に、耐候性クリヤー樹脂皮膜を施したことを特徴とする耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材、である。

また、請求項２記載の発明は、前記耐候性クリヤー樹脂皮膜が紫外線吸収剤を樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部含有するアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコンポリエステル系樹脂の中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上からなり、膜厚０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材、である。

さらに、請求項３記載の発明は、前記耐候性クリヤー樹脂皮膜が防汚性を有するクリヤー樹脂皮膜であることを特徴とする請求項１，２記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材、である。

請求項４記載の発明は、前記防汚性を有するクリヤー樹脂皮膜が平均粒径２００ｎｍ以下のコロイダルシリカを樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部含有することを特徴とする請求項３記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材、である。

請求項５記載の発明は、前記アルミニウム基材が塗装下地処理として化成処理、陽極酸化処理、プライマーの中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上の下地処理からなるアルミニウムまたはアルミニウム合金板であることを特徴とする請求項１〜４記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材、である。

本発明の樹脂被覆アルミニウム材は、耐候性、耐食性などの耐久性に優れた正反射性材料であるので、特に屋外で使用する太陽光採光システムの反射板や意匠性を重視する内外装建材、近年のデジタル家電等の筐体用材料として好適に使用される。

本発明において、基材は６０°鏡面反射率が５０％以上のアルミニウム材である。
６０°鏡面反射率が５０％未満の場合、近年の高度な正反射性や意匠的に光輝な材料が要求される反射板や内外装建材、デジタル家電用としては反射性が劣り適さない。なお、
アルミニウム材の６０°鏡面反射率を５０％以上に達成するためには、高純度のアルミニウム材をロール表面粗さの小さい圧延ロールで圧延するブライト圧延、または電解研磨や化学研磨などの表面研磨などの条件を適宜選定する常法にて達成する。

基材のアルミニウム材はＡＬ含有量が９９．５ｍａｓｓ％以上の高純度のアルミニウム材であることが好ましい。ＡＬ含有量が９９．５ｍａｓｓ％未満の場合、不純物による光の吸収が大きく、いくら表面を平滑にしても反射性が劣ることがある。

また、アルミニウム基材の塗装下地処理は特に限定されないが、反射性を低下させない範囲で、化成処理、陽極酸化処理、プライマー処理などをすることにより塗膜密着性が向上し、その結果耐久性が向上する。

＜第一の発明＞
反射性の高いアルミニウム基材を耐候性クリヤー樹脂皮膜で被覆する耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材に関する。

前記アルミニウム基材表面に設ける樹脂皮膜はクリヤー（透明）で耐候性を有するものとする。クリヤーでない樹脂皮膜（着色顔料や染料を添加したもの）の場合、塗膜中の着色添加剤の光の吸収や拡散反射により反射性が低下する。さらに、耐候性樹脂皮膜でない場合、実使用時の経時による塗膜の変色（塗膜の劣化による黄変や樹脂成分が分解して表面粗面化することによる白濁）により反射性が低下し、耐久性が劣る。

請求項１の発明において、前記耐候性クリヤー樹脂皮膜は樹脂１００質量部に対して、紫外線吸収剤を０．１〜１０質量部含有する。紫外線吸収剤が０．１質量部未満の場合、有機樹脂皮膜が経時で紫外線により劣化、黄変し易くなり反射性が低下し耐久性が劣る。紫外線吸収剤が１０質量部を超える場合、紫外線吸収剤による光の吸収が顕著になり反射性が低下する。

紫外線吸収剤としては特に限定されないが、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系などが用いられる。なお、紫外線吸収剤は樹脂に添加するだけで樹脂骨格中には組み込まれない添加剤タイプと樹脂合成時にモノマーとして用いて樹脂骨格中に組み込まれる反応型タイプがありどちらも使用可能であるが、反応型タイプの方が安定した性能を発揮するためより好ましい。

また、前記耐候性クリヤー樹脂皮膜の樹脂の種類は特に限定されないが、透明性が高く、耐候性に優れるアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコンポリエステル系樹脂の中から選ぶことが好ましい。

さらに、前記耐候性クリヤー樹脂皮膜の膜厚は０．１〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．１μｍ未満の場合、保護膜の役割が十分でなく、耐久性が劣る。膜厚が１０μｍを超える場合、樹脂皮膜による光の吸収の影響が大きくなり反射性が低下する。

＜第二の発明＞
反射性の高いアルミニウム基材を防汚性を有する耐候性クリヤー樹脂皮膜で被覆する耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材に関する。

前記耐候性クリヤー樹脂皮膜は防汚性を有することにより、使用環境の違いによる実使用時の経時での汚れ付着による反射性低下の可能性を低減でき、耐久性の信頼性が向上する。

請求項３の発明において、前記防汚性を有するクリヤー樹脂皮膜はコロイダルシリカを含有する。コロイダルシリカは塗膜を硬質化させ汚れ物質が塗膜中に埋没することを低減するとともに、親水化させ付着した汚れ物質を雨水等で容易に洗い落とす防汚性を発現する。

また、前記コロイダルシリカの平均粒径は２００ｎｍ以下である。平均粒径が２００ｎｍを超える場合、つまり可視光の波長（３８０〜７８０ｎｍ）程度以上では、光がコロイダルシリカで拡散反射または吸収されてしまい塗膜の透明性が低下し、反射性が低下する。

さらに、前記コロイダルシリカの添加量は樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部含有する。添加量が樹脂１００質量部に対して０．１質量部未満の場合、添加量が少ないため効果が小さく防汚性が劣る。添加量が樹脂１００質量部に対して２０質量部を越える場合、添加量増加による防汚性向上の効果が小さく高コストとなったり、また塗料の粘度上昇が顕著になり塗装性が低下する等の問題が発生しやすくなる。

以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
常法のブライト圧延にて表面を鏡面加工したアルミニウム板（材質：ＪＩＳ Ａ１０８０，板厚０．５ｍｍ）を用い、さらに表１に示す下地処理を施したアルミニウム基材の上に表１に示す条件で塗料をロールコーターで塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２００〜２８０℃にて焼付けした。

なお、脱脂は市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行なった。化成処理は、上記脱脂処理後市販のリン酸クロメート処理液にて化成処理を行った。プライマーは上記化成処理後、透明なアクリル系塗料を塗装、焼付けし、厚さ約５μｍのプライマー皮膜を形成した。陽極酸化処理は、上記脱脂処理後、常法により硫酸浴による陽極酸化処理を行い、厚さ１μｍの硫酸陽極酸化皮膜を形成した。

また、紫外線吸収剤を含有する塗料は、発明例２〜５と８〜２０とは反応タイプのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を用い、発明例６、７は添加剤タイプのベンゾフェノン系紫外線吸収剤を用いた。

また、従来例２１〜２３については上述の脱脂処理を行なったアルミニウム板を用い、常法により硫酸浴による陽極酸化処理を行い、厚さ３μｍの硫酸陽極酸化皮膜ａ１、厚さ８μｍの硫酸陽極酸化皮膜ａ２及び厚さ１μｍの硫酸陽極酸化皮膜を形成した。
従来例２３は、さらに表１に示す条件でアクリル系塗料を塗装した。次に、従来例２４、２５については、上述のアルミニウム板を用い、ケイ酸ナトリウム水溶液を塗布、焼付けし、厚さ５μｍのケイ酸ナトリウムよりなる無機皮膜ｂ１、厚さ７μｍのケイ酸ナトリウムよりなる無機皮膜ｂ２を形成した。

こうして、図１〜４に模式的に断面図を示す樹脂被覆アルミニウム材を製造した。

得られたアルミニウム合金板について下記の試験方法にて性能試験を行なった。
（反射性）
反射性は、スガ試験機社製デジタル変角光沢計ＵＧＶ−５Ｋを用い、入射角及び反射角６０°の条件での光沢度より６０°鏡面反射率を算出し評価した。なお、６０°鏡面反射率が５０％以上を使用可能とした。
（耐久性）
耐久性は、塩水噴霧試験１０００時間（ＪＩＳＺ２３７１準拠）及び促進耐候性試験
１０００時間（ＪＩＳＨ４００１準拠）後の外観を以下の基準にて評価した。
○：異常なし、○△：変色、腐食、膨れが軽微で良好、△：変色、腐食、膨れがあるが使用可能、×：変色、腐食、膨れのいずれかが大きく使用不可。
（防汚性）
防汚性は、カーボン汚染試験後の外観を以下の基準にて評価した。
○：異常なし、○△：僅かに跡残りあり、△：少し跡残りある、×：跡残り大きい。
なお、カーボン汚染試験は、５％カーボンブラック水溶液を試験片表面に塗布し、８０℃で２時間乾燥させる。その後流水下柔らかい布で表面を拭き、表面に残存したカーボンブラックの汚れの跡残り程度を目視で評価。

得られた性能試験結果を表１に示す。

表１に示される結果から明らかなように、本発明例Ｎｏ．１〜１２は反射性、耐久性が良好で、Ｎｏ．１３〜２０は反射性、耐久性に加え防汚性が良好である。

一方、従来例であるＮｏ．２１〜２５は、反射性、耐久性のいずれかが劣る。また、比較例であるＮｏ．２６は、クリヤー樹脂皮膜のエポキシ系樹脂が耐候性が悪いため耐久性が劣る。

本発明に係る正反射性樹脂被覆アルミニウム材断面図である。 本発明に係る正反射性樹脂被覆アルミニウム材断面図である。（化成皮膜あり） 本発明に係る正反射性樹脂被覆アルミニウム材断面図である。（化成皮膜・プライマーあり） 本発明に係る正反射性樹脂被覆アルミニウム材断面図である。（陽極酸化皮膜あり）

符号の説明

１ 耐候性クリヤー樹脂皮膜
２ アルミニウム合金
３ 化成皮膜
４ プライマー
５ 陽極酸化皮膜

Claims (5)

1. ６０°鏡面反射率が５０％以上のアルミニウム基材の表面に、耐候性クリヤー樹脂皮膜を施したことを特徴とする耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材。
2. 前記耐候性クリヤー樹脂皮膜が紫外線吸収剤を樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部含有するアクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコンポリエステル系樹脂の中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上からなり、膜厚０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材。
3. 前記耐候性クリヤー樹脂皮膜が防汚性を有するクリヤー樹脂皮膜であることを特徴とする請求項１，２記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材。
4. 前記防汚性を有するクリヤー樹脂皮膜が平均粒径２００ｎｍ以下のコロイダルシリカを樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部含有することを特徴とする請求項３記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材。
5. 前記アルミニウム基材が塗装下地処理として化成処理、陽極酸化処理、プライマーの中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上の下地処理からなるアルミニウムまたはアルミニウム合金板であることを特徴とする請求項１〜４記載の耐久性に優れた正反射性樹脂被覆アルミニウム材。

Images