JP3176848B2 - 耐ブロッキング性と加工性に優れた塗装金属板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐ブロッキング性
と加工性に優れる塗装金属板に関する。本発明の塗装金
属板は、家電用途や内装建材に好適であり、さらには器
物用外板としても利用可能である。

【０００２】

【従来の技術】塗装を施した金属板の形態の一つとし
て、塗装金属板の市場拡大が昨今激しくなっている。そ
の特徴の一つに、連続コイルでの大量生産による価格の
低減化がある。しかしその出荷形態である連続コイルの
欠点として、ブロッキングの問題がある。ブロッキング
とは、板の表裏が長時間、倉庫などの高温・高湿の環境
下で加圧されることにより、塗膜表面に圧着による柄模
様が出たり、板同士が剥がれにくくなる現象のことであ
る。そこで従来は、塗膜のガラス転移温度（Ｔｇ）の高
い樹脂を用いたり、高Ｔｇの樹脂をブレンドして、塗膜
表面の温度依存性を高め、ブロッキング対策としてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔｇの
高温化は加工性の低下を招き、実使用上での不具合とな
る。そこで本発明では、高Ｔｇ樹脂を塗膜全体に分散さ
せるのではなく、半溶融の形にして塗膜中に局在させる
ことにより、耐ブロッキング性と加工性に優れた塗装金
属板を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成した本
発明の耐ブロッキング性と加工性に優れた塗装金属板
は、金属板の少なくとも片面上に、化成処理層、下塗り
被覆層を設け、ポリエステル樹脂と硬化剤と、ガラス転
移温度がポリエステル樹脂のそれよりも２０℃以上高
く、且つ塗膜焼成時にポリエステル樹脂とは完全な相溶
状態とならないポリエステルビーズとを含む塗料組成物
を塗布、焼き付けた上塗り被覆層を設けたことを特徴と
する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明の塗装金属板に用いる金属板として
は、たとえば鋼板、アルミ板、ステンレス板、チタン
板、銅板等が挙げられる。このうち鋼板の例として、冷
延鋼板、熱延鋼板、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛めっき
鋼板、亜鉛−鉄合金めっき鋼板、亜鉛−アルミ合金めっ
き鋼板、アルミめっき鋼板、クロムめっき鋼板、ニッケ
ルめっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、錫めっ
き鋼板等が挙げられる。

【０００６】上記金属板の上には化成処理層を設ける。
化成処理層としては、クロメート処理、リン酸亜鉛処
理、複合酸化被膜処理等があり、これらを単独または組
み合わせる。これらの条件は適宜選択すればよい。化成
処理層の上には下塗り被覆層を設ける。下塗り被覆層に
用いる下塗り塗料としては、ポリエステル系、アクリル
系、ウレタン系、エポキシ系や、それぞれの変性系や混
合系など、通常溶剤系塗料に使用されるものであれば特
に限定はしない。また、必須ではないが、色顔料、防錆
顔料、体質顔料、表面修飾した金属粉やガラス粉、分散
剤、レベリング剤、ワックス、骨材、フッ素樹脂ビー
ズ、チタン酸カリウムウイスカー等の添加剤や、希釈溶
剤等を含有させても良い。

【０００７】下塗り被覆層の膜厚は特に限定しないが、
２μｍ以上１５μｍ未満が塗装金属板として一般的であ
る。塗布したあと、１５０℃以上３００℃未満で焼き付
け、硬化乾燥させる。焼き付け温度は、１５０℃未満で
は塗膜の形成が不十分であり、３００℃以上では樹脂成
分の熱劣化が起こり塗膜密着性の低下などから製品とし
て適さない。

【０００８】下塗り被覆層の塗布方法や、硬化乾燥方法
は、一般的な溶剤系塗料を用いる場合の塗装、焼付方法
を利用できる。一例として、塗布方法としては、ロール
コーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフロー
コーター、静電塗装機、ハケ、ブレードコーター、ダイ
コーター等が利用できる。硬化乾燥方法としては、熱風
炉、誘導加熱炉、近赤外線炉、遠赤外線炉、エネルギー
線硬化炉、常温放置等が利用できる。

【０００９】下塗り被覆層を設けた上記金属板の上に、
上塗り被覆層を設ける。上塗り被覆層は、樹脂と硬化剤
と、所定のポリエステルビーズとを含んだ塗料組成物に
より形成される。また、必須ではないが、色顔料、色染
料、体質顔料、防錆顔料、表面修飾した金属粉やガラス
粉、分散剤、レベリング剤、ワックス、骨材、フッ素樹
脂ビーズ、チタン酸カリウムウイスカー等の添加剤や、
希釈溶剤等を含有させても良い。

【００１０】樹脂としては、高分子化したポリエステル
系樹脂か、その変性体及び複数のポリエステル樹脂を混
合したものであって、通常溶剤系塗料用に使用されるポ
リエステル系樹脂であれば特に限定はしない。なお、樹
脂のＴｇは特に限定はしないが、Ｔｇが５〜４０℃の樹
脂を用いた場合、常温下での加工性が良好であり、特殊
な温度での加工を前提としていない一般的な用途に適し
た塗装金属板を得ることができる。

【００１１】上記の樹脂との反応により熱硬化性の樹脂
被膜層を形成させるために使用する硬化剤としては、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等のアミ
ノ樹脂、あるいはイソシナネート化合物及びそのブロッ
ク体が好適である。これら硬化剤と樹脂の乾燥塗膜中で
の重量比は、樹脂と硬化剤の総量１００重量部に対し
て、硬化剤が５〜３０重量部が好ましい。これは、硬化
剤が５重量部以下では、密着性、耐食性が十分発揮され
ず、３０重量部以上では加工性、耐薬品性が低下するた
めである。

【００１２】さらに、ポリエステルビーズは本発明にお
いて耐ブロッキング性を向上させる必須成分である。こ
のポリエステルビーズとしては、分子量・粒径ともに特
に限定はしないが、平均分子量が１０００〜５０００、
平均粒径が４０μｍ程度、最大粒径が７０μｍ以下のも
のが好適である。また成膜時にポリエステル樹脂と完全
に相溶や分散せず、塗膜中に局在化することが耐ブロッ
キング性と加工性を両立させることが必須である。その
目安として、ポリエステル樹脂とポリエステルビーズの
それぞれの溶解性パラメータの値（以下、ＳＰと略す）
が離れている場合、成膜時にポリエステルビーズが分散
せずに、局在化しやすい傾向がある。

【００１３】ここでＳＰ値とは、分子間力や溶解力、溶
媒効果を表す熱力学的パラメータであり、液体のモル蒸
発エンタルピーをΔＨ_A ^V 、そのモル容をＶ_A 、熱力学
定数をＲ、絶対温度をＴとしたときに、（ΔＨ_A ^V −Ｒ
Ｔ）^1/2 Ｖ_A ^-1/2で表すことができる（参照：学会出版
センター編、大瀧仁志、田中元治、舟橋重信、「溶液反
応の化学」１１７頁）。特にこのＳＰの値の差の絶対値
が１．５以上でポリエステル樹脂とポリエステルビーズ
の相互分散が阻害され、ポリエステルビーズを局在化さ
せることができる。

【００１４】また、ポリエステルビーズの含有量は特に
限定しないが、乾燥塗膜中に重量比で５〜２０重量部含
まれていることが好適である。５部未満では耐ブロッキ
ング性が向上せず、２０部以上では成膜後ビーズが塗膜
表面から剥離する現象が起きる。また使用するポリエス
テルビーズのＴｇは、ポリエステル樹脂のＴｇよりも２
０℃以上高くすることが必須である。これはＴｇが２０
℃以上高くないと耐ブロッキング性が向上しないためで
ある。またポリエステルビーズが結晶性を有し、その結
晶化の変異点温度が６５℃以上である場合には、より一
層の耐ブロッキングを向上させる効果が大きく好適であ
る。

【００１５】上塗り被覆層の膜厚は特に限定しないが、
５μｍ以上２０μｍ未満が塗装金属板として一般的であ
る。膜厚が５μｍ未満だと色による隠蔽力が不足した
り、耐食性や耐薬品性に劣り不適である。また、膜厚が
２０μｍ以上だと加工性が低下し、やはり不適となる。
上塗り塗料を塗布後、１５０℃以上３００℃未満で焼き
付けて硬化乾燥させる。焼き付け温度は、１５０℃未満
では塗膜の形成が不十分であり、３００℃以上では樹脂
成分の熱劣化が起こり塗膜密着性の低下などから製品と
して適さない。上塗り被覆層の塗布方法や硬化乾燥方法
は、下塗り被覆層の場合と同様な方法を利用することが
できる。

【００１６】

【実施例】本発明の塗装金属板の実施例について説明す
る。アルカリ脱脂後クロメート処理した溶融亜鉛めっき
鋼板を基材として用いた。下塗り塗料として、ウレタン
系塗料（ＦＬＣ６４１）を用い、乾燥膜厚が４μｍとな
るようにバーコーターを用いて塗布し、高周波誘導加熱
法によって、２１５℃で焼き付けた。次いで、上塗り塗
料として、高分子化ポリエステル樹脂１００部に対し
て、メラミン樹脂硬化剤２０部で構成される塗料（ＦＬ
Ｃ３５０１：Ｔｇ＝１７℃、またはＦＬＣ３５１０：Ｔ
ｇ＝４０℃）を用い、ポリエステルビーズとして変性ポ
リエステルビーズ（Ａ：Ｔｇ＝４５℃で結晶性有り（変
異点６７℃）、Ｂ：Ｔｇ＝２７℃で結晶性無し、Ｃ：Ｔ
ｇ＝３８℃で結晶性無し）を、表１に示すように種々の
量を含ませて塗布した。塗布は、バーコーターを用いて
乾燥塗膜換算で１５μｍとなるようにし、その後高周波
誘導加熱法によって、２３０℃で焼き付けた。

【００１７】以上のようにして得られた塗装板の耐ブロ
ッキング性を以下の方法で評価した。試験は、塗膜の表
裏を重ね合わせてホットプレス機を用いて５０℃雰囲気
下、荷重５０ｋｇ／ｃｍ² で２４時間静置したのちに剥
離テストを行い、塗膜の剥離に要する荷重と、剥離後の
表面塗膜の外観を評価した。剥離荷重が小さいものほど
耐ブロッキングは良好であり、測定限度以下（荷重の表
示が０ｇで数値的判読が実質上行えない状況）を合格と
した。

【００１８】塗膜外観の評点は、◎：跡残り無し、△：
やや跡残りあり、×：跡残りあり、であり、◎を合格と
した。また、加工性の評価としては、２０℃の板温下で
の２Ｔ曲げを行い、塗膜表面の亀裂や剥離の状態を２０
倍ルーペで観測した。その際の評点は、◎：亀裂剥離無
し、△：やや亀裂剥離あり、×：著しい亀裂剥離あり、
であり、◎を合格とした。表１に評価結果を示す。表１
より明らかなように、本発明による塗膜構成とすること
により、耐ブロッキング性と加工性に優れた塗装金属板
を得ることができる。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明の塗装金属板は、上塗り被覆中の
ポリエステル樹脂に対して特定の性状を有するポリエス
テルビーズを含ませるので、耐ブロッキング性と加工性
に優れる。従って本発明の塗装金属板は長時間コイル状
態で保管されていたとしても、まき直し時に異常な表面
欠陥を生むことなく家電用に広く適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−52421（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−301071（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05D 1/00 - 7/26 B32B 15/08,27/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の少なくとも片面上に、化成処理
   層、下塗り被覆層を設け、ポリエステル樹脂と硬化剤
   と、ガラス転移温度がポリエステル樹脂のそれよりも２
   ０℃以上高く、且つ塗膜焼成時にポリエステル樹脂とは
   完全な相溶状態とならないポリエステルビーズとを含む
   塗料組成物を塗布、焼き付けた上塗り被覆層を設けたこ
   とを特徴とする耐ブロッキング性と加工性に優れた塗装
   金属板。
2. 【請求項２】 上塗り被覆層中に含まれるポリエステル
   ビーズが結晶性を有し、その変異点の温度が６５℃以上
   であることを特徴とする請求項１記載の塗装金属板。
3. 【請求項３】 上塗り被覆層中に含まれるポリエステル
   ビーズの溶解性パラメータが、ポリエステル樹脂のそれ
   と１．５以上異なることを特徴とする請求項１または２
   記載の塗装金属板。