JP3223815B2 - 接着性に優れた艶消し塗装金属板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建材，家電機器，事務
機器等の筐体や家具類に艶消し表面をもつ表層材として
使用され、接着剤による組立てが可能な塗装金属板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】屋根，壁材等の建材や家電製品等は、鋼
板を加工・成形した後、スプレー塗装で仕上げている。
しかし、塗装ラインの合理化，生産性の向上等を狙っ
て、成形前のコイルを予め連続的に塗装したプレコート
塗装鋼板を加工・成形して組み立てる方式に移行しつつ
ある。この種のプレコート鋼板では、表面に絶縁性の塗
膜が形成されているため、従来のように溶接接合できな
い。そこで、溶接に代えて接着剤を使用する接合方法が
検討されている（特開昭６２−２２５３４１号公報，特
開昭６４−８５７５３号公報等参照）。また、初期接着
性及び湿潤雰囲気下での長期接着耐久性に優れたポリエ
ステル樹脂系のプレコート塗装鋼板が特開平７−７７１
７８号公報で紹介されている。

【０００３】プレコート塗装鋼板では、消費者の多様な
ニーズに応えるため、色調，成形性等について多岐にわ
たる性能が要求される。なかでも、低い光沢度に関する
要求が強い。プレコート塗装鋼板の光沢度を低下させる
ためには、無機シリカ系の体質顔料や有機系の樹脂ビー
ズ等を艶消し剤として塗料に配合することが一般的な方
法である。たとえば、特公昭５６−７４１５７号公報で
は、アクリロニトリル系重合体の球状微粒子を艶消し剤
として特定割合で塗料に配合することにより、優れた艶
消し効果が得られると共に、塗膜の加工性に優れた塗装
鋼板が得られることを開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、無機系シリカ
等の体質顔料を配合した塗料を塗布した塗装鋼板は、初
期接着性が極端に低下する。また、体質顔料の配合量が
多くなると、塗装鋼板の加工性も低下する。他方、有機
系樹脂ビーズを配合した塗料にはナイロン系，アクリル
系等があるが、塗膜の色調安定性や塗膜外観に問題があ
り、塗装鋼板もコスト高になっている。塗装鋼板に施さ
れる上塗り塗料は、消費者のニーズに応えるため、種々
の光沢度をもつ塗膜外観が要求される。そのため、通常
は無機系のシリカをポリエステル樹脂やメラミン樹脂に
配合している。

【０００５】しかし、無機系シリカ顔料を塗料に配合す
ると、二液型アクリル系構造用接着剤で接着した際、初
期接着性が極端に低下し、接着で組み立てられた構造体
の耐久性も著しく低下する。また、塗膜中に硬質の無機
物が混在しているので、プレコート塗装鋼板に最も要求
される特性である加工性も劣化する。本発明は、このよ
うな問題を解消すべく案出されたものであり、無機系シ
リカに替えて特定の尿素系樹脂ビーズを艶消し剤として
使用することにより、優れた初期接着性及び加工性をも
つ艶消し塗装鋼板を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の艶消し塗装金属
板は、その目的を達成するため、ポリエステル系塗料で
形成した下塗り塗膜層と、艶消し剤として尿素系樹脂ビ
ーズが配合されたイソシアネートを硬化剤とするポリエ
ステル系塗料で形成した艶消し上塗り塗膜層が化成処理
された金属板の表面に積層されていることを特徴とす
る。金属板には、鋼板，ステンレス鋼板，めっき鋼板，
アルミ板等が使用される。

【０００７】下塗り塗膜層は、ガラス転移温度が１０℃
以上の水酸基含有高分子ポリエステル樹脂に硬化剤とし
てメチル化又はブチル化メラミン樹脂を配合した塗料で
形成される。ガラス転移温度は樹脂の配合比率を替える
ことにより調整されるが、ガラス転移温度が１０℃に達
しないと、湿潤雰囲気下での長期耐久性が極端に低下
し、下塗り塗膜の凝集破壊となる。艶消し上塗り塗膜層
は、艶消し材として平均粒径１〜３０μｍの尿素−ホル
ムアルデヒド縮合樹脂微粒子を０．１〜５重量％の割合
で配合した水酸基含有高分子ポリエステル樹脂に硬化剤
としてイソシアネートを配合したポリエステル系塗料で
形成される。イソシアネートの配合量は、１０％以上が
好ましい。

【０００８】

【実施の形態】塗装鋼板の接着には、二液型アクリル系
接着剤が多用されている。二液型アクリル系接着剤は、
通常、第２世代アクリル系接着剤と呼ばれており、なか
でも二液主剤型が主流である。二液主剤型接着剤は、ア
クリル系モノマー，エラストマー，重合開始剤からなる
主剤Ａと、アクリル系モノマー，エラストマー，還元剤
からなる主剤Ｂで構成され、配合比の許容範囲が広く、
強度のバラツキが小さい。しかし、この種の接着剤を従
来の接着可能塗装鋼板に適用すると、光沢度の低下につ
れて初期接着性が極端に低下する欠点がある。光沢を下
げた際の接着性を改善するためには、使用する接着剤と
の関連で上塗り塗膜を材質的に改善することが要求され
る。

【０００９】本発明者等による調査・研究の過程で、光
沢度低下のために一般的に使用されている無機系シリカ
は、初期接着力が極端に低下する傾向を示すことが見い
出された。初期接着力の低下は、無機系シリカが非常に
多孔質であり、その表面に水酸基をもつため、塗膜中の
イソシアネートが無機シリカの水酸基と反応し、接着剤
の水酸基との間で強固なウレタン結合が形成しにくいこ
とに原因があるものと考えられる。そこで、各種光沢調
整剤について調査した結果、尿素系の樹脂ビーズを使用
すると、光沢度を替えても優れた接着性が維持されるこ
とが判った。尿素系樹脂ビーズは、特にその種類が制約
されるものではないが、優れた接着性を呈することから
尿素−ホルムアルデヒド縮合型が好ましい。

【００１０】尿素系樹脂ビーズの粒径は、特に限定され
るものではなく、求める外観に応じて決定されるが、平
均１〜３０μｍ程度の粒径が好ましい。配合量も同様に
限定されるものではないが、尿素系樹脂ビーズの配合割
合が５重量％を超えると、塗膜の接着性，加工性が低下
する傾向がみられる。しかし、０．５重量％に達しない
配合量では、艶消し効果が少ない。また、上塗り塗料に
含まれるイソシアネートは、使用する接着剤との強い接
着力を得るため、１０重量％以上の割合で水酸基含有ポ
リエステル樹脂に配合することが好ましい。イソシアネ
ートの配合割合が１０重量％未満では、初期接着力が極
端に低下し、接着により組み立てられた構造体の強度が
著しく低下する。このようにして、接着剤との関連で上
塗り塗膜中の光沢調整材を特定することにより、種々の
光沢度の外観をもつ塗膜においても優れた接着性や加工
性を呈する塗装鋼板が得られる。この塗装鋼板は、従来
の塗装鋼板と同等の加工性等の特性を併せ持つため、目
標形状に成形した後で接着剤によって製品形状に組み立
てられる。

【００１１】

【実施例】

実施例１：板厚１．６ｍｍ，めっき付着量３０ｇ／ｍ²
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の両面に下地処理としての
化成皮膜，下塗り塗膜及び上塗り塗膜を順次積層するこ
とにより、塗装鋼板を得た。化成処理では、ジクロロエ
チレン蒸気で脱脂した後、表面調整し、更にクロム付着
量が４０ｍｇ／ｍ² となるように塗布型クロメート処理
を施した。下塗り塗料には、湿潤雰囲気下での接着耐久
性を考慮してガラス転移温度を２０℃に調整したポリエ
ステル−メラミン塗料を使用した。具体的には、２種類
のガラス転移温度をもつポリエステル樹脂溶液（東洋紡
績株式会社製バイロンＧＫ７８ＣＳ及び大日本インキ化
学工業株式会社製スーパーベッコライトＭ６８０１）を
ブレンドすることにより、目標のガラス転移温度に調整
した。

【００１２】樹脂溶液４０部に対し、硬化剤としてメチ
ル化メラミン樹脂溶液（大日本インキ化学工業株式会社
製スーパーベッカミンＬ−１０５）５部及びクロム酸ス
トロンチウム顔料（キクチカラー株式会社製）２０部、
粘度調整剤としてシクロヘキサノン／ソルベッソ１００
の混合溶媒３５部を加え、ガラスビーズで分散させるこ
とにより下塗り塗料を調製した。下塗り塗料をバーコー
タで化成処理皮膜に乾燥膜厚４〜８μｍで塗布し、３３
０℃で１２０秒焼き付けることにより塗膜を硬化させ
た。

【００１３】上塗り塗料としては、光沢調整剤の種類が
異なる塗料を調製した。塗料の調製は、水酸基を含む直
鎖ポリエステル樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製
スーパーベッコライトＭ−６８０４）５０部に、硬化剤
としてメチル化メラミン樹脂溶液（大日本インキ化学工
業株式会社製スーパーベッカミンＬ−１０５）１０部と
イソシアネート樹脂溶液１０部を硬化剤として混合し
た。また、イソシアネート樹脂としては、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（IIＤＩ）のイソシアヌレート３量
体（大日本インキ化学工業株式会社製バーノックＤＢ９
８０Ｋ）をイソシアネート樹脂溶液として使用した。そ
して、酸化チタン（テイカ株式会社製ＪＲ６０３）２０
部，粘度調整剤としてイソホロン１０部を加え、ガラス
ビーズで顔料を分散させてベース塗料を調製した。

【００１４】この上塗り塗料に尿素樹脂ビーズ２重量％
を配合した後、十分に撹拌して上塗り塗料を調製した。
上塗り塗料を十分に撹拌した後、バーコータで下塗り塗
膜に乾燥膜厚１７〜２３μｍで塗布し、３３０℃で１５
０秒焼き付けることにより塗膜を硬化させた。このと
き、最高到達温度が２２０〜２５０℃となるように加熱
条件を設定した。

【００１５】実施例２： ベース塗料に尿素樹脂ビーズを５重量％配合する外は、
実施例１と同じ条件下で艶消し塗装鋼板を得た。 比較例１： ベース塗料に尿素樹脂ビーズを１０重量％配合する外
は、実施例１と同じ条件下で艶消し塗装鋼板を得た。 比較例２： ベース塗料に尿素樹脂ビーズを３０重量％配合する外
は、実施例１と同じ条件下で艶消し塗装鋼板を得た。

【００１６】比較例３： 上塗りベース塗料に従来の無機系シリカを２重量％配合
した上塗り塗料を使用する外は、実施例１と同じ条件下
で艶消し塗装鋼板を得た。 比較例４： 上塗りベース塗料にアクリル系樹脂ビーズ（東洋紡績株
式会社製タフチックＡＲ６５０Ｓ）２重量％を配合した
上塗り塗料を使用する外は、実施例１と同じ条件下で艶
消し塗装鋼板を得た。 比較例５： 実施例１の上塗りベース塗料をそのまま上塗り塗料とし
て塗装し、塗装鋼板を得た。

【００１７】得られた各塗装鋼板について、光沢度，接
着性及び加工性を調査した。光沢度は、６０度反射光沢
度を測定した。接着性試験では、得られた各塗装鋼板か
ら２５ｍｍ×１００ｍｍの試験片を切り出し、二液型ア
クリル系接着剤を使用して接着面積３．１２５ｃｍ² で
試験片を接着した。接着後の試験片を剪断強度試験に供
し、初期接着力を測定した。また、接着耐久性を調査す
るため、相対湿度９０％，温度６０℃に保持された恒温
恒湿槽に試験片を６０日間保持した後、同様に剪断強度
試験に供し、剪断接着力の維持率を測定した。

【００１８】加工性は、曲げ部内側に試験片と同じ厚み
の板を所定枚数挟んだ状態で、塗装鋼板の塗膜面を外側
にして試験片を試験温度５℃で１８０度折り曲げる折曲
げ試験で判定した。そして、塗膜に亀裂が入らなくなる
枚数により、塗装鋼板の加工性を評価した。表１の調査
結果にみられるように、本発明に従った尿素系樹脂ビー
ズを上塗り塗膜層に配合した塗装鋼板では、優れた初期
接着性が得られ、接着耐久性も十分であった。また、加
工性も、フルグロスのものと同程度であった。

【００１９】

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の艶消し
塗装金属板は、ポリエステル系塗料で形成した下塗り塗
膜を形成した上に、尿素樹脂ビーズを光沢調整剤とする
イソシアネート含有ポリエステル系塗料で上塗り塗膜を
形成している。この塗装金属板は、艶消し材であるにも
拘らず、初期接着性及び接着耐久性に優れ、更に光沢調
整剤の配合に伴う加工性の低下も少ない。そのため、家
電機器，重電機器，事務用品等の筐体や建材，家具類等
の表層材等として、長期間にわたって良好な表面状態を
維持する材料として使用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森重 美千春 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 沢谷 啓一 千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製 鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者 澤口 彰廣 東京都板橋区舟渡２−13−20 (72)発明者 松尾 弘司 埼玉県鳩ケ谷市桜町４−５ 東公団２− 208 (72)発明者 原賀 康介 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−57419（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−244164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 15/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板表面に下塗り塗膜層及び上塗り塗
   膜層を備え、 下塗り塗膜層は、ガラス転移温度が１０℃以上の水酸基
   含有高分子ポリエステル樹脂に硬化剤としてメチル化又
   はブチル化メラミン樹脂を配合したポリエステル系塗料
   から形成され、 上塗り塗膜層は、艶消し剤として平均粒径１〜３０μｍ
   の尿素−ホルムアルデヒド縮合樹脂ビーズが０．１〜５
   重量％の割合で配合され、水酸基含有高分子ポリエステ
   ル樹脂に硬化剤としてイソシアネートを添加したポリエ
   ステル系塗料から形成されていることを特徴とする接着
   性及び加工性に優れた艶消し塗装金属板。
2. 【請求項２】 金属板が鋼板，ステンレス鋼板，めっき
   鋼板又はアルミ板である請求項１記載の接着性に優れた
   艶消し塗装金属板。