JP2976395B2

JP2976395B2 - 加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板

Info

Publication number: JP2976395B2
Application number: JP27690890A
Authority: JP
Inventors: 守重内田; 俊一津川; 孝雄栗栖
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH04150976A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、プレコート鋼板の基本性能である加工性、
硬度の改善のみならず、家電製品等で要求される耐汚染
性および耐薬品性の優れた塗膜を有するプレコート鋼板
に関する。

＜従来の技術＞従来、家電製品等の塗装は鋼板を加工、成形した後、
箱型形状で行われていたが、塗装ラインの合理化、生産
性の向上、公害防止、作業環境改善等の諸問題を解決す
るために、平鋼板を塗装した後に加工、成形を行うプレ
コート塗装方式に移りつつある。このプレコート鋼板
は、塗装後、複雑な形状に加工されるため、高い加工性
が要求される。また、家電製品のなかでも冷蔵庫、洗濯
機等には塗膜硬度、耐汚染性、耐薬品性などの性能も要
求される。

一般に、高加工の塗料を塗装した鋼板では、塗膜が柔
らかいため擦り傷がつきやすく耐汚染性もきわめて劣
り、ポストコート塗料のような高硬度、耐汚染性に優れ
た塗料を塗装した鋼板では加工性がきわめて劣り、とも
にプレコート鋼板として要求される性能が得られない。
加工性と高硬度、耐汚染性は相反する性能であり、これ
らの性能は塗膜の架橋密度に起因する。すなわち、架橋
密度が高いと高硬度、耐汚染性が向上し、低いと加工性
が向上する。

通常、高加工プレコート鋼板用上塗り塗料としてはポ
リエステル系塗料が用いられているが、加工性と耐汚染
性、塗膜硬度のバランスがとれないという欠点がある。
現行のプレコート鋼板では、耐汚染性をある程度犠牲に
した高加工性鋼板として使用されている。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、ポリエステル塗料用の高分子ポリエス
テル樹脂の多くはリニア型ポリエステル樹脂であるた
め、硬化樹脂と硬化させた場合に塗膜の架橋密度が低い
ので、加工性は良好であるが、耐汚染性は劣っている。

また、分子量分布の広いポリエステル樹脂を用いた場
合、塗膜中の架橋反応に関与しない低分子ポリエステル
樹脂が残存すると耐汚染性が著しく低下する。

本発明は、加工性が良好で、かつ耐汚染性に優れた塗
装鋼板を提供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞本発明者らは、上に述べたような従来技術の問題点を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、被膜形成成分として
焼付硬化型の被膜形成主要素であるポリエステル樹脂
を、分子量が高く、かつ分子量分布の狭いリニア型ポリ
エステル樹脂、硬化樹脂としてメラミン系硬化樹脂、さ
らに自己縮合と硬化反応を促進する硬化促進剤を加えた
ものをビヒクルとして用いることにより、所期の目的が
有利に達成される発明を完成するに至った。

すなわち、上記目的を達成するために本発明によれ
ば、焼付け硬化型の被膜形成主要素として水酸基を有
し、数平均分子量が20000〜40000、ガラス転移点（Tg）
が10〜50℃であるリニア型ポリエステル樹脂80〜60重量
部、メラミン系硬化樹脂20〜40重量部をあわせて100重
量部と、スルホン酸系硬化促進剤１〜８重量部とを含有
するビヒクルを、鋼板に塗布、焼付けて成る加工性、耐
汚染性の優れた塗装鋼板が提供される。

ここで、前記リニア型ポリエステル樹脂の分子量分布
は、１〜３であるのが好ましい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明に用いるリニア型ポリエステル樹脂の原料とな
る芳香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸等、あるいはそれ
らの低級アルキルエステル、酸無水物が挙げられ、これ
らの１種以上を使用することができる。脂肪族ジカルボ
ン酸成分としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライ
ン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、ハイミック酸
等があり、これらの低級アルキルエステル、酸無水物を
用いても良く、これらの１種以上を使用することができ
る。

ジアルコールとしては、エチレングリコール、1,2−
プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、３−メチルペ
ンタン−1,5−ジオール、1,4−ジシクロヘキサンジメタ
ール、キシレングリコール、水添ビスフェノールＡ等の
脂肪族または芳香族ジアルコールの１種以上を使用する
ことができる。

リニア型ポリエステル樹脂の数平均分子量（Mn）は20
000〜40000とする。数平均分子量（Mn）が40000をこえ
ると塗装性が悪くなる。また、20000未満では加工性と
硬度のバランスをとるのに不十分である。

高分子ポリエステルは、分子量の異なる同族体の混合
物であり、分子量分布の幅の広さを、重量平均分子量
（Mw）／数平均分子量（Mn）で規定する。

分子量分布（Mw/Mn）は１〜３の範囲が好ましい。分
子量分布（Mw/Mn）が３を超えると低分子成分が混入す
るため耐汚染性が劣る。

また、ガラス転移点（Tg）が10℃未満であると塗膜硬
度が劣り耐傷つき性が劣化し、50℃超になると加工性が
著しく低下するため10〜50℃の範囲が好ましい。

メラミン系硬化樹脂としてはメチル化メラミン、ブチ
ル化メラミンを挙げることができ、その使用量は、ポリ
エステル樹脂の水酸基量にほぼ対応する官能基量と塗膜
硬度を上げるための自己縮合に対応する官能基量が必要
であり、20〜40重量部の範囲である。これと前記リニア
型ポリエステル樹脂をあわせて100重量部とする。

また、硬化反応と自己縮合反応を十分におこなわせる
ためにスルホン酸系硬化促進剤を１〜８重量部添加す
る。この添加量が１重量部未満ではメラミン樹脂の自己
縮合反応が未反応なものがあり耐汚染性が不十分とな
り、また、８重量部超では、表面光沢が低下するという
不具合が生じる。使用するスルホン酸系硬化促進剤とし
てはパラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸、メタンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホ
ン酸を挙げることができる。

上記の被膜形成主要素を上記の好適範囲で配合し、必
要に応じて溶剤で希釈したプレコート鋼板用塗料を、基
地鋼板の表面に塗布、焼付けて塗膜を形成させるわけで
あるが、その塗布に当たっては、ロールコーター法、カ
ーテンフローコーター法およびバーコーター法など従来
公知のいずれの方法も使用でき、また焼付け処理は、18
0〜300℃、0.5〜３分程度の条件下に行うことが好まし
い。

また基地鋼板としては、一般冷延鋼板はもとより、化
成処理、めっき処理、さらにはプライマー処理を施した
ものでも好適に用いることができる。

焼付け後の塗膜厚は、15〜40μｍ程度とするのが望ま
しい。

なお、本発明において「数平均分子量」とはゲルパー
ミエーションクロマトグラフィーを利用し、標準ポリエ
チレンの検量線を使用して測定したものである。

従来用いられていたポリエステル塗料では塗膜の架橋
密度、塗膜硬度が低く、耐汚染性の劣る部分が存在する
のに対して、本発明ではポリエステル樹脂の数平均分子
量を高くして加工性を維持しつつ、硬化樹脂との未反応
な低分子量のポリエステル樹脂をなくすため分子量分布
を狭くし、かつ十分な硬化促進剤を添加することによ
り、硬化樹脂の自己縮合反応を促進して硬化樹脂の残存
をなくすことによって架橋密度、塗膜表面の緻密性があ
がり、耐汚染性が優れ、加工性とのバランスを改善する
こができる。

＜実施例＞以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１）板厚0.5mmの電気亜鉛めっき鋼板（めっき付着量は両
面で20g/m²）に通常のりん酸亜鉛処理を施した後、下塗
塗料としてエポキシ変性ポリエステル樹脂塗料を乾燥膜
厚で５〜７μｍになるように塗布し、ついで最高到達板
温210±10℃、焼付け時間60秒の条件で塗装した後、上
塗塗料として被膜形成主要素としてリニア型ポリエステ
ル（数平均分子量Mn＝35000、分子量分布Mw/Mn＝1.5、
ガラス転移点Tg＝38℃）、メチル化メラミン樹脂、硬化
促進剤（ドデシルベンゼンスルホン酸）、顔料として二
酸化チタンをそれぞれ表１に示すように配合、塗料化し
たポリエステル樹脂塗料を乾燥膜厚で15〜20μｍになる
ように塗布し、ついで最高到達板温が230±10℃、焼付
け時間60秒の条件で塗装して塗装鋼板を作成した（本発
明例１〜５）。

得られた塗装鋼板について調べた塗膜評価の結果を表
３に示す。

（比較例１〜５）被膜形成主要素であるリニア型ポリエステルとメラミ
ン樹脂の混合比または硬化促進剤の添加量を本発明範囲
外としたほかは実施例１と同様にして塗装鋼板を得た。
表１に配合を示し、表４に塗膜評価の結果を示す。

（比較例６、７）被膜形成主要素であるリニア型ポリエステルとして表
２に示す数平均分子量、分子量分布、ガラス転移点のも
のを用い、被膜形成主要素およびその他の添加物の量に
ついては実施例１の本発明例１と同様とし、実施例１と
同様にして塗装鋼板を得た。表４に塗膜評価の結果を示
す。

なお、塗膜評価は下記により行った。

鉛筆硬度：三菱鉛筆社製三菱ユニを用いて測定した。

加工性：供試材と同一厚み（Ｔ）の鋼板をｎ枚挟んで
180゜折り曲げを行いクラックを生じずに折り曲げので
きた枚数で評価した。

耐汚染性：試験片上のマジックインキ跡を24時間後、
エタノールで拭き取り、評価した。

評価；◎非常に優れる、○良好、△やや劣る、×かな
り劣る表３から明らかなように、本発明のプレコート鋼板で
は硬度、高加工性を維持しつつ耐汚染性がきわめて向上
しており、高加工性と耐汚染性の両方の性能を同時に満
足していることがわかる。

ところが、比較例に示すように、メラミン樹脂が少な
いものでは十分な塗膜硬度が得られず、耐汚染性も良好
ではない（比較例１、２）。また、多すぎると加工性が
劣る傾向になる（比較例３）。ポリエステル樹脂につい
ては、ガラス転移点が低いものは塗膜硬度が十分なもの
は得られない（比較例６）。また、ガラス転移点が高い
ものは加工性が低下する（比較例７）。分子量について
は、低いものは耐汚染性が劣る傾向がみられる（比較例
７）。

＜発明の効果＞本発明は、以上説明したように構成されているので、
本発明の塗装鋼板は、従来高加工プレコート鋼板におい
て犠牲にしていた耐汚染性が良好になり、高加工性、耐
傷つき性、耐汚染性のバランスのとれた優れたプレコー
ト鋼板であり、家電製品等への適用についてはきわめて
有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−102279（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−48865（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−16538（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−120674（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 7/14 B05D 7/24 302 B32B 15/08 104 C09D 167/00 - 167/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼付け硬化型の被膜形成主要素として水酸
基を有し、数平均分子量が20000〜40000、ガラス転移点
（Tg）が10〜50℃であるリニア型ポリエステル樹脂80〜
60重量部、メラミン系硬化樹脂20〜40重量部をあわせて
100重量部と、スルホン酸系硬化促進剤１〜８重量部と
を含有するビヒクルを、鋼板に塗布、焼付けて成る加工
性、耐汚染性の優れた塗装鋼板。
【請求項２】前記リニア型ポリエステル樹脂の分子量分
布は、１〜３である請求項１記載の加工性、耐汚染性の
優れた塗装鋼板。