JP2632702B2 - 金属板用塗料及び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及び該塗料を用いて塗装
金属板を製造する方法に関するものである。さらに詳し
くいえば、本発明は、例えば電気機器、室内器物、車両
内装、建築内装などに利用される金属板に塗布して、優
れた外観をもたらす発泡仕上げ塗料、及びこの塗料を用
いて発泡樹脂塗膜を有する塗装金属板を製造する方法に
関するものである。

［従来の技術］ 未塗装の金属素材は、金属特有の外観並びに感触を有
し、使用側に力強い安心感を与えるものの、硬く冷たい
感触や温か味のない外観を有し、そのままでは屋内装飾
用として不向きである。

このため、一般に塗装によって美観を向上させること
で解決が図られている。このような塗装の中でも、より
一層金属特有の外観を減少させる方法として、様々な意
匠性のある塗装仕上げ、例えば、プリント模様、エンボ
ス仕上げ、ハンマートン仕上げなどが利用されている。
さらに金属板のもつ硬く冷たい感触までも改良するため
に、発泡仕上げが考案され、使用する塗料として例えば
発泡樹脂を含む水系塗料組成物が提案されている（特開
昭62−141072号公報）。

一方、塗装方式については、従来使用者において成形
後化成処理、塗装を行っていたが、近年金属板製造メー
カーにおいて、連続的に塗装する方式、すなわちプレコ
ート方式へ切り替わりつつある。

しかしながら、従来のプレコート金属板は、いずれも
外観面のみの改善にすぎず、金属板のもつ硬さ、冷たさ
といった感触の欠点を解消するには至っていない。この
ような金属板の感触面の欠点を解消する手段としては、
例えば発泡樹脂塗膜の利用が考えられる。

該発泡樹脂塗膜を形成する塗料としては、前記の発泡
樹脂を含む水系塗料組成物（特開昭62−141072号公報）
が知られているが、このものは鎖延長剤であるカチオン
系界面活性剤を含む水系ディスパージョン型塗料であっ
て、塗膜硬化前に溶剤の水を揮散させるために、長時間
の予備乾燥工程を必要とする。

しかるに、該プレコート金属板は、連続塗装でしかも
焼付乾燥であるために、短時間の焼付処理が必須であ
り、前記水系塗料を用いて短時間で焼付処理を行うと、
異常発泡を免れず、均質な発泡塗膜が形成されないとい
う問題が生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような従来の発泡樹脂含有塗料が有す
る欠点を克服し、短い焼付時間で金属板上に均質な発泡
樹脂塗膜を形成し、温かく、かつ柔らかで、なめし皮へ
スウェードのような外観、感触を有する塗装金属板を提
供しうる金属板用塗料、及びこの塗料を用いて前記の優
れた特徴を有する塗装金属板を製造する方法を提供する
ことを目的としてなされたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記の好ましい性質を有する金属板用
塗料及び該塗料を用いて、塗装金属板を製造する方法を
開発するために鋭意研究を重ねた結果、低沸点炭化水素
などを内包する熱膨張性マイクロカプセルと特定の塗膜
形成成分と特定の有機溶剤とを成分とする発泡樹脂塗料
が高温短時間の焼付が可能であり、かつ均質でなめし皮
のようなしっとりとした感触と、ソフトな優れた弾性を
有し、艶消し状のスウェード感を有する塗膜を形成する
ことができ、その目的を達成しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）熱膨張性マイクロカプセ
ル、（Ｂ）ポリオール、（Ｃ）ブロック型ポリイソシア
ネート化合物及び（Ｄ）芳香族炭化水素系溶剤、アルコ
ール系溶剤、エーテル系溶剤及びエステル系溶剤の中か
ら選ばれた少なくとも１種の有機溶剤を主成分とする金
属板用塗料、及び金属表面に前記塗料を塗布して塗膜を
形成したのち、20〜180秒間加熱して金属板温度を100℃
以上に到達せしめ、該塗膜を焼付硬化させることを特徴
とする塗装金属板の製造方法を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明塗料においては、（Ａ）成分として熱膨張性マ
イクロカプセルが用いられる。このマイクロカプセル
は、芯物質として、例えば窒素、二酸化炭素、あるいは
ブタンなどの低沸点炭化水素などを内包したものであ
り、また、その壁膜には、例えばビニリデンクロリド重
合体、アクリロニトリル重合体、メラミン−ホルムアル
デヒド樹脂などの高分子重合体が用いられる。さらに、
該マイクロカプセルは、例えばコアセルベーション法、
界面重合法、インサイチュ法など、いずれの方法によっ
て得られたものであってもよい。この熱膨張性マイクロ
カプセルの具体例としては、マツモトマイクロスフェア
Ｆ−30［松本油脂製薬（株）製、商品名］などを挙げる
ことができる。

本発明塗料においては、該熱膨張性マイクロカプセル
の配合量は、通常バインダー固形分に対して５〜40重量
％の範囲で選ばれる。この配合量が５重量％未満では塗
膜の軟質感がとぼしく、一方40重量％を超えると塗膜の
キメが粗くなる傾向が生じ、好ましくない。

本発明塗料においては、バインダー成分（塗膜形成成
分）として、（Ｂ）ポリオール及び（Ｃ）ブロック型ポ
リイソシアネート化合物との組合せが用いられる。該
（Ｂ）成分のポリオールについては特に制限はなく、従
来ウレタン系塗料に慣用されているもの、例えばポリエ
ステルポリオール、アクリルポリオール、エポキシ変性
ポリオールなどが用いられる。ポリエステルポリオール
の具体例としては、アルマテックスP645、P646、P647B
C、HMP15［三井東圧化学（株）製、商品名］などを、ア
クリルポリオールの具体例としては、アクリディックＡ
−801、Ａ−804、Ａ−808［大日本インキ化学工業
（株）製、商品名］などや、アルマテックス749−７、7
48−5M［三井東圧化学（株）製、商品名］などを、エポ
キシ変性ポリオールの具体例としては、エピクロンH201
−60BT、U160−60BT［大日本インキ化学工業（株）製、
商品名］などを挙げることができる。これらのポリオー
ルは１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用い
てもよい。

一方（Ｃ）成分として用いられるブロック型ポリイソ
シアネート化合物は、ポリイソシアネート化合物の反応
性イソシアネート基をアルコール類やフェノール類など
のブロック剤で封鎖してなる常温で不活性なものであ
り、このようなものとしては、例えばヘキサメチレンジ
イソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネー
ト、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、イソプロピ
ルベンゼン−2,4−ジイソシアネートなどのポリイソシ
アネート化合物のイソシアネート基をアルコール類やフ
ェノール類などで封鎖したもの、あるいはこれらのポリ
イソシアネート化合物とポリアルキレングリコールやポ
リオキシアルキレングリコールなどを付加反応させて得
られる末端イソシアネート基を有するプレポリマーの該
末端イソシアネートをアルコール類やフェノール類で封
鎖したものなどが挙げられる。このようなブロック型ポ
リイソシアネート化合物の具体例としては、オレスタNP
1060PB、NP1000、NP2000［三井東圧化学（株）製、商品
名］などを挙げることができる。これらのブロック型ポ
リイソシアネート化合物は１種用いてもよいし、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。

前記（Ｃ）成分のブロック型ポリイソシアネート化合
物は、そのイソシアネート基が（Ｂ）成分のポリオール
の水酸基１当量に対し、通常0.4〜1.6当量、好ましくは
0.8〜1.2当量になるような割合で用いられる。この量が
0.4当量未満では形成される塗膜に粘着性が残り、所望
の塗膜性が得られないおそれがあるし、1.6当量を超え
ると塗膜の弾性がとぼしくなる上、発泡樹脂塗料の塗膜
としての外観がそこなわれる傾向が生じ、好ましくな
い。

本発明塗料においては、バインダー成分として前記
（Ｂ）成分と（Ｃ）成分との組合せが用いられるが、必
要に応じ、さらにメラミン樹脂（アミノ樹脂）を配合す
ることができる。この場合、メラミン樹脂とポリオール
との割合は、重量に基づき好ましくは1:99ないし30:70
の範囲で選ばれる。本発明塗料において、（Ｄ）成分と
して用いられる有機溶剤は、（Ａ）成分の熱膨張性マイ
クロカプセルを侵さないものであることが必要で、芳香
族炭化水素系、アルコール系エーテル系及びエステル系
溶剤の中から選ばれ、例えばケトン系溶剤などを用いる
と良好な発泡性状態を有する塗膜が形成されにくい。該
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えばベンゼン、トル
エン、キシレン、メチルナフタレン、キユメンなどが、
アルコール系溶剤として、例えばメタノール、エタノー
ル、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノ
ール、イソブタノール、sec−ブタノール、ｔ−ブタノ
ール、２−メチルブタノール、３−メトキシブタノー
ル、イソアミルアルコール、メチルアミルアルコール、
２−メチルペンタノール、ジアセトンアルコール、アリ
ルアルコール、２−エチルヘキサノール、シクロヘキサ
ノール、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコー
ル、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、フルフリルアルコールなどが、エー
テル系溶剤としては、例えばイソプロピルエーテル、ジ
オキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エ
チレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエ
チレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコ
ールイソプロピルエーテル、テトラヒドフランなどが、
エステル系溶剤としては、例えばエチレングリコールア
セテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセ
テート、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピプ、酢酸イソプロ
ピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸sec−ブ
チル、酢酸イソアミル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキ
シル、プロピオン酸メチル、2,2,4−トリメチル−1,3−
ペンタンジオールモノイソブチレートなどが挙げられ
る。

これらの有機溶剤は、それぞれ単独で用いてもよい
し、２種以上を組合せ混合溶剤として用いてもよく、ま
た、使用するバインダー成分や熱膨張性マイクロカプセ
ルの種類に応じて適宜選ばれる。

本発明塗料には、必要に応じ無機顔料、有機顔料、体
質顔料などの顔料類を配合することができる。該無機顔
料としては、例えば二酸化チタン、亜鉛華、鉛白などの
白色系顔料、カーボンブラック、アセチレンブラック、
黒鉛などの黒色系顔料、朱、カドミウム赤、アンチモン
朱、ベンガラなどの赤色系顔料、紺青、群青、コバルト
青などの青色系顔料、酸化クロム緑、ギネー緑、クロム
緑、亜鉛緑、緑土などの緑色系顔料、あるいは種々の色
調を有する酸化鉄系顔料などが挙げられる。また有機顔
料としては、例えばアゾ系、フタロシアニン系、スレン
系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノ
ン系有機顔料などが挙げられ、体質顔料としては、例え
ば白亜、沈降性炭酸カルシウム、ごふん、バライト粉、
沈降性硫酸バリウム、クレイ、タルク、ケイ石粉、ケイ
ソウ土、アルミナ、セッコウなどが挙げられる。

さらに、本発明塗料には、所望に応じ、従来塗料組成
物に慣用されている添加成分、例えば硬化促進剤、消泡
剤、増粘剤、沈降防止剤、タレ防止剤、色分かれ防止
剤、顔料分散剤、レベリング剤、皮張り防止剤、スリ傷
防止剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防
止剤などを、本発明の目的をそこなわない範囲で添加す
ることができる。

本発明塗料の調製方法については特に制限はなく、通
常の方法を用いることができる。すなわち、顔料を配合
しない場合には、前記の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）の各成分及び所望に応じて用いられる添加成分を
混合し、十分にかきまぜて（Ａ）成分の熱膨脹性マイク
ロカプセルを均質に分散させることにより調製すること
ができるし、また、顔料を配合する場合には、例えば
（Ｂ）成分のポリオールの一部と（Ｄ）成分の有機溶剤
の一部と顔料とを混合し、ロールミル、コーンミル、フ
ラットストーンミル、スピードライミル、ポールミル、
サンドグラインドミル、パールミル、アトライター、デ
ィゾルバーなどを用いて、該顔料を所望の粒度に磨砕
し、分散させたのち、これに（Ｂ）成分のポリオールの
残部、（Ｃ）成分のブロック型ポリイソシアネート化合
物、（Ｃ）成分の有機溶剤の残部及び所望に応じて用い
られる添加成分を加え、かきまぜて混合し、次いで
（Ａ）成分の熱膨張性マイクロカプセルを加え、十分に
かきまぜて、該顔料及びマイクロカプセルを均質に分散
させることにより、調製することができる。

次に、このようにして調製された本発明塗料を用い、
塗装金属板を製造する方法について説明する。被塗装金
属板としては、例えば冷間圧延鋼板や、電気亜鉛メッキ
鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板な
どの各種メッキ鋼板、あるいはステンレス鋼板、アルミ
ニウム板などが用いられる。これらの金属板は、通常塗
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さび落とし処理を行った
のち、クロメート処理やリン酸塩処理などの化成皮膜処
理が施される。本発明塗料は、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も可能であるが、耐
食性や密着性などの性能を向上させるためには、通常プ
レコート金属板に用いられているエポキシ樹脂系下塗り
塗料などを塗装して焼付けた上に、塗装することが望ま
しい。

塗装方法については特に制限はなく、従来溶剤型塗料
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、ロールコーター塗装、スプレー塗装、エアスプレ
ー塗装などの方法を用いることができるが、プレコート
鋼板の塗装においては、ロールコーター塗装法が最も一
般的である。塗装膜厚は、焼付硬化前で10〜80μｍ範囲
にあることが好ましい。この膜厚が10μｍ未満では塗膜
の軟質性がとぼしく、一方80μｍを超えると塗膜のキメ
が粗くなって、物理的性能が低下するおそれが生じ、好
ましくない。塗膜の外観の点から、焼付硬化前の膜厚は
20〜40μｍの範囲にあることが望ましい。

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、ロールコーター塗装の場合、フォードカッ
プ＃４（25℃）で40〜180秒が適当である。焼付処理
は、20〜180秒間加熱して、金属板の温度を100℃以上に
到達せしめることによって行われる。焼付時間が20秒未
満では、バインダー成分の硬化が不十分で、形成される
塗膜は粘着性を有し、かつ熱膨張性マイクロカプセルの
発泡状態が不十分となるおそれがあるし、180秒を超え
ると該マイクロカプセルの崩壊が発生して塗膜のキメが
粗くなる傾向が生じる。金属板到達温度は熱膨張性マイ
クロカプセルを十分に発泡させ、またバインダー成分を
硬化させるためにも100℃以上が必要である。塗膜外
観、塗膜物性などの点から、40〜100秒の焼付時間で金
属板温度は120〜220℃、好ましくは160〜210℃に到達せ
しめるのが望ましい。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の中
から任意の方式を選び用いることができる。

［実施例］ 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら制限されるものでは
ない。

なお、塗膜の外観及び物性は次のようにして求めた。

（１）外観 目視により塗膜の外観を観察し、ソフトな弾性を有す
る外観を◎、そうでないものを×として評価した。

（２）鉛筆硬度 JIS K−5400に準拠して求めた。

（３）エリクセンクロスカット カッターナイフで1mm×1mmの切り目を100コ形成し、
エリクセン試験器で6mm押し出し、セロテープ剥離試験
を行った。

10点法により、付着性を判定した。

（４）塩水噴霧試験 JIS Z−2371に準拠し、240時間噴霧後、判定を行い、
次の基準に従って評価した。

◎：異常が認められない △：少し異常が認められる ×：異常が認められる 実施例１〜４、比較例１、２ 発泡樹脂塗料の調製 第１表に示す塗料配合に基づいて、まずミルベース成
分を分散機で粒度15μｍ以下になるまで分散し、次いで
残りの後添加物を添加し攪拌分散したのち、粘度調製を
行って、発泡樹脂塗料を調整した。

塗装鋼板の作成 予め脱脂処理、リン酸塩化成処理を施した、板厚0.27
mmの亜鉛メッキ鋼板を使用した。これにエポキシ樹脂下
塗り塗料（市販塗料日本油脂社製「プレカラープライマ
ーP32」）をバーコーターで塗装したのち、260℃の雰囲
気で40秒間焼付けて膜厚５μｍのプライマー層を形成し
た。次に、前記の発泡樹脂塗料及び比較塗料を、それぞ
れウェット膜厚30μｍでバーコーター塗装し、次いで60
秒焼付けて金属板温度を190℃に到達せしめ発泡樹脂塗
料を塗装した鋼板及び比較塗料を塗装した鋼板を得た。

このようにして作成された塗装鋼板の塗膜の外観及び
物性を第２表に示す。

比較例３ 塗装鋼板の作成 実施例１と同様にして、エポキシ樹脂下塗り塗料を用
いて亜鉛メッキ板上にプライマー層を設けたのち、実施
例１と同様にして調製した第１表に示す配合組成の塗料
を、ウェット膜厚30μｍでバーコーター塗装し、次いで
15秒間焼付けて金属板温度を90℃に到達せしめ、比較例
３の塗装鋼板を得た。

この塗装鋼板の塗膜の外観性及び物性を第２表に示
す。

比較例４ 塗装鋼板の作成 実施例１と同様にして、エポキシ樹脂下塗り塗料を用
いて亜鉛メッキ板上にプライマー層を設けたのち、実施
例１と同様にして調製した第１表に示す配合組成の塗料
を、ウェット膜厚30μｍでバーコーター塗装し、次いで
200秒間焼付けて金属板温度を230℃に到達せしめて比較
例４の塗装鋼板を得た。

このようにして作成された塗装鋼板の塗膜の外観及び
物性を第２表に示す。

第２表から明らかなように、比較例１の熱膨張性マイ
クロカプセル未添加のもの、比較例２のブロック型ポリ
イソシアネートを含有しないもの、比較例３の焼付時間
が不足した場合、比較例４の焼付け時間がオーバーした
場合など、ともに塗膜の外観において、本発明の実施例
において得られた発泡樹脂鋼板には遠く及ばなかった。
実施例の各塗膜外観は、温かく、柔らかく、かつなめし
皮のような感触を示した。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によれば、均一な発泡
樹脂塗膜を有する塗装金属板の迅速な製造が可能であ
る。得られた塗装金属板は、金属特有の硬く、冷たく、
温かみのない外観、感触を消失し、温かく、柔らかく、
かつなめし皮やスウェードのような外観、感触を有し、
電気機器、室内機器、車両内装、建築内装、などの用途
に広範囲に利用することができる。また、本発明の塗料
はユーザーにおいて成形後塗装するポストコート方式に
も適用可能であり、その場合、従来の発泡樹脂塗料と比
較して短時間焼付が可能であるため、生産性が向上する
などの利点を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 克彦 兵庫県西宮市霞町２―10―401 (72)発明者 塩田 明俊 兵庫県神戸市垂水区つつじが丘４―８― １ (56)参考文献 特開 昭62−141072（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−242670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−39674（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）熱膨張性マイクロカプセル、（Ｂ）
   ポリオール、（Ｃ）ブロック型ポリイソシアネート化合
   物及び（Ｄ）芳香族炭化水素系溶剤、アルコール系溶
   剤、エーテル系溶剤及びエステル系溶剤の中から選ばれ
   た少なくとも１種の有機溶剤を主成分とする金属板用塗
   料。
2. 【請求項２】金属板表面に請求項１記載の塗料を塗布し
   て塗膜を形成したのち、20〜180秒間加熱して金属板温
   度を100℃以上に到達せしめ、該塗膜を焼付硬化させる
   ことを特徴とする塗装金属板の製造方法。