JP2009144101A - プレコートメタル塗料組成物及び塗装金属板 - Google Patents

Abstract

【課題】 着色力を高めるため、顔料濃度を高めても、優れた塗膜加工性を有する塗膜を形成できるプレコートメタル塗料組成物を提供する。
【解決手段】 共重合ラテックス樹脂を含むプレコートメタル塗料組成物であって、上記共重合ラテックス樹脂は、スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系の共重合体からなる群より選択される少なくとも１種であるプレコートメタル塗料組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プレコートメタル塗料組成物及び塗装金属板に関する。

従来からプレコートメタル塗料が種々の用途に広く使用されているが、この塗料に対する要求性能は年々高度になってきており、高位な性能バランス化が必要となってきている。例えば、塗膜の硬度を更に高くすれば、加工性は低下する。又、ＰＣＭの用途によっては、従来以上に色彩を鮮明にするものや、更に特定の用途では着色力を高めることが要求されている。このようなプレコートメタル塗料に対する要求性能としては、塗膜硬度を硬くしつつ塗膜加工性を高めること、着色力を向上しつつ塗膜加工性を高めること、等が挙げられる。

これらの要求性能を満足にする、すなわち、加工性を維持しつつ、塗膜硬度を高めかつ着色力を高める手段としては従来、現状使用している顔料の濃度を大きくするとともに、高分子量樹脂を使用し濃度を小さくする方法が従来から用いられてきたが、このような方法では塗膜加工性が不足し、要求を満たす塗膜を形成することは困難であった。

ところで、粘接着剤、不織布等の繊維処理剤、紙塗工用組成物等、種々の用途において共重合ラテックスが使用されている。また、近年では塗料成分としても使用され、例えば、道路標示用塗料組成物に使用することも提案されているが、プレコートメタル塗料組成物中の成分として共重合ラテックスが使用されたものではない（特許文献１等）。
特開２００６−０３７０２６号公報

本発明は、上記現状に鑑み、着色力を高めるため、顔料濃度を高めても（塗膜硬度や着色力を高めても）、優れた塗膜加工性を有する塗膜を形成できるプレコートメタル塗料組成物（以下、「ＰＣＭ塗料組成物」ともいう）を提供することを目的とするものである。

本発明は、共重合ラテックス樹脂を含むプレコートメタル塗料組成物であって、上記共重合ラテックス樹脂は、スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系の共重合体からなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とするプレコートメタル塗料組成物である。

上記共重合ラテックス樹脂は、平均粒子径が４０〜３００ｎｍ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜５０℃であり、かつ、上記共重合ラテックス樹脂の含有量は、プレコートメタル塗料組成物の固形分１００質量％中１０〜７０質量％（固形分）であることが好ましい。

上記プレコートメタル塗料組成物は、更に、着色顔料を塗料組成物の固形分１００質量％中３０〜９０質量％含むことが好ましい。
上記プレコートメタル塗料組成物は、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用として使用されることが好ましい。

本発明はまた、上述のプレコートメタル塗料組成物によって形成された塗膜を備えることを特徴とする塗装金属板でもある。
上記塗装金属板における金属板は、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき金属板、溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム板、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板、ステンレス鋼板又は冷延鋼板であることが好ましい。

上記塗装金属板は、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板として使用されることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明のＰＣＭ塗料組成物では、スチレン・ブタジエン系共重合体等の共重合ラテックス樹脂が使用されている。このような共重合ラテックスを使用した場合、顔料濃度を高めることによって加工性を低下させることなく塗膜硬度や着色力を向上させると同時に、塗膜加工性を向上させることが可能となる。

このような優れた効果は、共重合ラテックス樹脂が粒子状の樹脂で、塗膜形成時に粒子が融合し顔料間の接着剤として機能するため、高顔料濃度（低樹脂濃度）領域でも塗膜の加工性が維持されると推察される。また、高顔料濃度であることから、塗膜硬度を硬くしたり、塗膜の着色力を高めることも可能となる。

また、従来から透過型液晶表示装置のバックパネル反射板として、鋼板等の金属板にＰＥＴフィルムを接着剤等で貼り付けたものが使用されているが、このような反射板の製造では、フィルムの貼付工程が必要であるため、生産性に劣ってしまう。また、反射板の白色度が低いため、光の反射率が低くなることもある。

これに対し、金属板上に、本発明のＰＣＭ塗料組成物を使用して塗膜を形成した塗装金属板を反射板として使用した場合、上記の貼付工程は不要となるため、生産性良く製造することができる。また、ＰＣＭ塗料組成物中の顔料成分として白色顔料を使用した場合、上記のように塗膜硬度を維持しながら顔料濃度を高めることが可能である。このため、形成される塗膜の白色度を高めることが可能となるため、反射板上の光の反射率を向上させることができる。よって、本発明のＰＣＭ塗料組成物により形成した塗膜を備える塗装金属板は、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板として極めて良好に使用することができる。

本発明のＰＣＭ塗料組成物は、共重合ラテックス樹脂として、スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系の共重合体からなる群より選択される少なくとも１種を含むものである。このような成分を使用することにより、顔料濃度を高めた場合であっても、塗膜硬度を硬くしつつ塗膜加工性を向上させることができ、また、塗膜の着色力を高めつつ塗膜加工性を向上させることが可能となる。

上記スチレン・ブタジエン系共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、酢酸ビニル系共重合体、シリコーン系共重合体、ウレタン系共重合体、アクリル系共重合体のラテックス樹脂としては特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。なかでも、上記効果が良好に得られる点から、スチレン・ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体を使用することが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記共重合ラテックス樹脂は、平均粒子径が４０〜３００ｎｍの樹脂粒子であることが好ましい。これにより、上記効果を良好に得ることができる。４０ｎｍ未満であると、塗料の保存安定性が悪化する恐れがある。３００ｎｍを超えると、塗膜形成時の顔料間における樹脂粒子の融合不良が生じる恐れがある。５０〜２００ｎｍであることがより好ましい。上記平均粒子径を有する樹脂粒子は、共重合ラテックス樹脂の製造条件を適宜選択することにより調整することができる。

なお、上記平均粒子径は、レーザー散乱法や回折法等を用いた通常の測定機器により求めた重量平均粒子径を指すものであり、例えば、島津製作所社製レーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２０００」を使用して得ることができる。

上記共重合ラテックス樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜５０℃であることが好ましい。これにより、上記効果を良好に得ることができる。−５０℃未満であると、得られた塗膜の硬度が不足するおそれがある。５０℃を超えると、得られた塗膜の加工性が不足するおそれがある。−１５〜２０℃であることがより好ましい。上記Ｔｇは、共重合ラテックス樹脂の合成に用いるモノマー組成物の組成を適宜選択することにより調整することができる。

上記共重合ラテックス樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）の算出方法は以下のとおりである。
使用モノマーのＴｇ値は、例えば、北岡協三著、新高分子文庫７ 塗料用合成樹脂入門（高分子刊行会）ｐ１６８等の成書に記載されている値を用い、次式によりＴｇ値を算出した。
共重合ラテックス樹脂の１／Ｔｇ 値＝１／Ｔｇ１×ｗ１＋１／Ｔｇ２×ｗ２＋・・・・・・＋１／Ｔｇ ｎ×ｗｎ
上式中、Ｔｇ１、Ｔｇ２、・・・Ｔｇｎは成書記載の各モノマーのＴｇ値、ｗ１、ｗ２、・・・ｗｎは各モノマーのモノマー総量に対する質量分率を表わす。

上記ＰＣＭ塗料組成物において、上記共重合ラテックス樹脂の含有量は、ＰＣＭ塗料組成物の固形分１００質量％中１０〜７０質量％（固形分）であることが好ましい。１０質量％未満であると、造膜不良を生じる恐れがあり、７０質量％を超えると、目的とする硬度と加工性及び着色力のバランスが得られない恐れがある。
固形分とは、塗料組成物中の全顔料及び全樹脂をいう。

上記共重合ラテックス樹脂の含有量は、１０〜４０質量％であることがより好ましく、１０〜３０質量％であることが更に好ましい。樹脂量が少量（高顔料濃度）であっても、所望の塗膜性能（塗膜硬度、着色力）を得ることができる。よって、白色顔料を高濃度領域で使用することによって塗膜の白色度が高められるため、反射板上の光の反射率を向上させることができる。従って、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用ＰＣＭ塗料組成物として好適に使用できる。

本発明のＰＣＭ塗料組成物は、着色顔料を含むことが好ましい。これにより、所望の塗膜硬度、着色力を得ることができる。
上記着色顔料としては特に限定されず、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、各種焼成顔料、シアニングリーン、シアニンブルー等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

本発明のＰＣＭ塗料組成物が透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用として使用される場合、着色顔料として白色顔料である酸化チタンを使用することが好ましい。この場合、塗膜の白色度を効果的に高めることが可能となるため、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板上の光の反射率を効果的に向上させることができる。

上記ＰＣＭ塗料組成物は、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム等の体質顔料、アルミニウム粉等の金属粉、シリカ、アルミナを含むものであってもよい。また、つや消剤、消泡剤、レベリング剤、たれ止め剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、分散剤、粘性調整剤、ワックス等の慣用の添加剤を含んでもよい。更に、上記ＰＣＭ塗料組成物は、水以外の他の溶剤を本発明の効果を阻害しない範囲内で含んでもよい。

上記ＰＣＭ塗料組成物は、全顔料重量濃度（ＰＷＣ）が３０〜９０％であることが好ましい（着色顔料の含有量が塗料組成物の固形分１００質量％中３０〜９０質量％であることが好ましい）。３０質量％未満であると、目的とする硬度は加工性及び着色力のバランスが得られない。９０質量％を超えると、造膜不良を生じる恐れがある。
ＰＷＣとは、全顔料の重量（Ｐ）と全樹脂の固形分重量（Ｒ）から式ＰＷＣ＝Ｐ／（Ｐ＋Ｒ）×１００より算出した値である。

上記共重合ラテックス樹脂の含有量は、６０〜９０質量％であることがより好ましく、７０〜９０質量％であることが更に好ましい。高顔料濃度（樹脂量が少量）であっても、所望の塗膜性能（塗膜硬度、着色力）を得ることができる。

上記ＰＣＭ塗料組成物は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、共重合ラテックス樹脂、着色顔料、他の成分（各種添加剤、溶剤等）を加え、ローラーミル、ペイントシェーカー、ポットミル、ディスパー、ビーズミル等の機械を用いて塗料化される。

上記ＰＣＭ塗料組成物は、道路標示用等の塗料組成物等、種々の用途に好適に使用することができるが、なかでも、上述した優れた性能を有しているため、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用として特に好適に使用することができる。

本発明の塗装金属板は、上述したプレコートメタル塗料組成物によって形成された塗膜を備えたものである。上記ＰＣＭ塗料組成物によって形成された塗膜が塗膜硬度、着色力、塗膜加工性に優れているため、本発明の塗装金属板は優れた加工性（折り曲げ性）を有している。

上記塗装金属板において、素材として使用される金属板としては、例えば、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム板、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板、ステンレス鋼板、冷延鋼板等を挙げることができる。

上記塗装金属板は、素材（金属板）に直接塗装することもできるが、リン酸亜鉛処理、塗布型クロメート等の表面処理後、特に耐食性を必要とする用途に対してはエポキシ樹脂プライマー、ポリウレタン変性エポキシ樹脂プライマー、ポリエステル樹脂プライマー等のプライマーをあらかじめ塗布し、上記ＰＣＭ塗料組成物を塗装することが好ましい。

塗装は、ロールコーター、エアレススプレー、静電スプレー、カーテンフローコーターその他一般の塗装方法が可能である。焼付温度は到達板温で１５０〜２３０℃が一般的であり、時間は３０〜１２０秒が一般的である。
上記塗装金属板に形成される塗膜は、乾燥膜厚として５〜８０μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることがより好ましい。

上記塗装金属板は、種々の用途に適用することができるが、特に透過型液晶表示装置のバックパネル反射板として好適に使用される。このような反射板では、高い白色度（反射率）を付与することが可能である。また、簡便な製造工程で製造することができる。

本発明のＰＣＭ塗料組成物は、スチレン・ブタジエン系共重合体等の共重合ラテックス樹脂を使用しているため、顔料濃度を高めても（塗膜硬度や着色力を高めても）、優れた塗膜加工性を有する塗膜を形成することが可能である。また、着色顔料として白色顔料を用いた場合、白色度（反射率）が高められるため、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用ＰＣＭ塗料組成物として好適に使用することができる。

以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。

塗料調製例１
スチレン・ブタジエン系ラテックス（Ｎｉｐｏｌ ＬＸ４３８Ｃ、日本ゼオン社製、平均粒子径１５０ｎｍ、Ｔｇ１℃、加熱残分４５％）３３．３質量部、顔料（酸化チタン：ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ９７ 石原産業社製）８５質量部、溶剤（純水）５０質量部を配合してＰＣＭ塗料１を調製した。

塗料調製例２
アクリロニトリル−ブタジエン系ラテックス（Ｎｉｐｏｌ １５７１Ｈ 日本ゼオン社製、平均粒子径１２０ｎｍ、Ｔｇ−８℃、加熱残分４０％）３７．５質量部、顔料（酸化チタン：ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ９７ 石原産業社製）８５質量部、溶剤（純水）５０質量部を配合してＰＣＭ塗料２を調製した。

塗料調製例３
ポリエステル樹脂（パイロンＧＫ１９ＣＳ、東洋紡社製、加熱残分５０％）３０質量部、顔料（酸化チタン：ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ９７ 石原産業社製）８５質量部、溶剤（シクロヘキサノン／ソルベッソ１５０＝１／１）５０質量部を配合してＰＣＭ塗料３を調製した。

塗料調製例４
ポリエステル樹脂（パイロンＧＫ１９ＣＳ、東洋紡社製、加熱残分５０％）８０質量部、顔料（酸化チタン：ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ９７ 石原産業社製）６０質量部、溶剤（シクロヘキサノン／ソルベッソ１５０＝１／１）４０質量部を配合してＰＣＭ塗料４を調製した。

塗料調製例５
ポリエステル樹脂（パイロンＧＫ１９ＣＳ、東洋紡社製、加熱残分５０％）１２０質量部、顔料（酸化チタン：ＴＩＰＡＱＵＥ ＣＲ９７ 石原産業社製）４０質量部、溶剤（シクロヘキサノン／ソルベッソ１５０＝１／１）４０質量部を配合してＰＣＭ塗料５を調製した。

実施例１ 塗装金属板の作成
０．５ｍｍ厚の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板を金属板（基材）として使用し、以下のようにして塗装金属板を作成した。
塗料調製例１で調製したＰＣＭ塗料１を乾燥膜厚１５μｍになるように塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温）２２０℃で６０秒間焼き付けることによって塗装金属板を作成した。

実施例２ 塗装金属板の作成
０．５ｍｍ厚の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板を金属板（基材）として使用し、以下のようにして塗装金属板を作成した。
塗料調製例２で調製したＰＣＭ塗料２を乾燥膜厚１５μｍになるように塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温）２２０℃で６０秒間焼き付けることによって塗装金属板を作成した。

比較例１ 塗装金属板の作成
０．５ｍｍ厚の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板を金属板（基材）として使用し、以下のようにして塗装金属板を作成した。
塗料調製例３で調製したＰＣＭ塗料３を乾燥膜厚１５μｍになるように塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温）２２０℃で６０秒間焼き付けることによって塗装金属板を作成した。

比較例２ 塗装金属板の作成
０．５ｍｍ厚の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板を金属板（基材）として使用し、以下のようにして塗装金属板を作成した。
塗料調製例４で調製したＰＣＭ塗料４を乾燥膜厚１５μｍになるように塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温）２２０℃で６０秒間焼き付けることによって塗装金属板を作成した。

比較例３ 塗装金属板の作成
０．５ｍｍ厚の化成処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板を金属板（基材）として使用し、以下のようにして塗装金属板を作成した。
塗料調製例５で調製したＰＣＭ塗料５を乾燥膜厚１５μｍになるように塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温）２２０℃で６０秒間焼き付けることによって塗装金属板を作成した。

実施例３
溶融亜鉛めっき鋼板の代わりに溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板を使用した以外は、実施例１と同様にして塗装金属板を作成した。

〔評価方法〕
実施例、比較例で得られた塗装金属板について、以下の方法により評価した。結果を表１に示した。
＜白色度（反射率Ｙ値）＞
反射率（Ｙ値）はコニカミノルタ社製、ＣＲ４００（Ｄ／０拡散照明垂直受光方式）（ＪＩＳ Ｚ８７２２に準拠／正反射光含む）で塗面を測定した方法により得られる値である。
＜鉛筆硬度＞
鋼板の塗面をＪＩＳ−Ｓ−６００６に規定された高級鉛筆を用い、ＪＩＳ−Ｋ−５４００に従って測定した。
＜加工性（折曲性）＞
塗装鋼板を１８０度折曲げ、折曲部の割例を判定した。
２Ｔとは折曲部に同じ板厚のものを２枚はさんだ場合をさす。

表１から、実施例１及び２のスチレン・ブタジエン系ラテックスやアクリロニトリル−ブタジエン系ラテックスを使用した塗装金属板（基材：溶融亜鉛めっき鋼板）は、高顔料濃度であるにもかかわらず、白色度（反射率）が高く、鉛筆硬度、加工性（折曲性）のすべてに優れていた。また、基材として溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板を使用した実施例３でも同様に優れた塗装金属板が得られた。一方、ポリエステル樹脂を使用した比較例１〜３では、白色度が低かったり、鉛筆硬度や加工性に劣っており、白色度、鉛筆硬度及び加工性のすべての性能に優れた塗装金属板は得られなかった。

本発明のＰＣＭ塗料組成物は、道路標示用等の塗料組成物、透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用塗料組成物等として好適に使用することができる。

Claims (7)

1. 共重合ラテックス樹脂を含むプレコートメタル塗料組成物であって、
   前記共重合ラテックス樹脂は、スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系の共重合体からなる群より選択される少なくとも１種である
   ことを特徴とするプレコートメタル塗料組成物。
2. 共重合ラテックス樹脂は、平均粒子径が４０〜３００ｎｍ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜５０℃であり、かつ、前記共重合ラテックス樹脂の含有量は、プレコートメタル塗料組成物の固形分１００質量％中１０〜７０質量％（固形分）である請求項１記載のプレコートメタル塗料組成物。
3. 更に、着色顔料を塗料組成物の固形分１００質量％中３０〜９０質量％含む請求項１又は２記載のプレコートメタル塗料組成物。
4. 透過型液晶表示装置のバックパネル反射板用として使用される請求項１、２又は３記載のプレコートメタル塗料組成物。
5. 請求項１、２、３又は４記載のプレコートメタル塗料組成物によって形成された塗膜を備えることを特徴とする塗装金属板。
6. 塗装金属板における金属板は、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき金属板、溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム板、溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板、ステンレス鋼板又は冷延鋼板である請求項５記載の塗装金属板。
7. 透過型液晶表示装置のバックパネル反射板として使用される請求項５又は６記載の塗装金属板。