JP3384949B2 - 耐汚染性に優れた金属パネル - Google Patents
耐汚染性に優れた金属パネルInfo
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Description
される耐汚染性に優れた金属パネルに関する。
金属板を加工した後、塗装を施した金属パネルが使用さ
れている。また、意匠性,耐候性,耐食性等を改善する
ため、フッ素樹脂を主成分とする組成物で金属板を被覆
することが知られている。ところで、最近の大都市周辺
では煤煙,排気ガス等による大気汚染がひどくなる傾向
にあり、それに伴って外装建材の汚れが目立つようにな
ってきている。特にフッ素樹脂塗膜を設けた外装パネル
が雨に曝されると、雨水による斑点状の汚れが発生し易
い。また、窓枠の下等のように雨水が集まって流れる部
分では、スジ状の汚れ(以下、雨筋汚れという)が発生
し易い。
浄は煩雑であるばかりでなく、ビル等の大型建築物にあ
っては危険を伴う困難な作業が強いられる。更には、パ
ネル間の目地に設けられたコーキング剤から樹脂分が溶
出し、スジ状の汚れを発生する場合もある。この種の汚
れも、洗浄による除去が容易でない。このようなパネル
表面に発生する汚れを抑制するため、有機・無機複合系
塗料で塗装された金属パネルが開発され、使用されてい
る。また、平滑な表面ほど汚れを拭き取り易く、光沢が
低いほど汚れ易いということから、平滑な表面をもつ金
属パネルが多用される傾向にある。
で塗装された金属パネルは、フッ素樹脂系の塗装に比較
すると汚れを洗浄除去し易く、吸着による汚れも少なく
できる。しかし、塗膜面が汚れることには変りなく、窓
枠の下等に使用される外装パネルで雨水が集まって流れ
る部分に発生する雨筋汚れやコーキング剤から溶出する
樹脂分による汚れに対する抑制作用を呈さない。また、
汚れの拭き取り易さからは光沢のある金属パネルが好ま
しいが、高級感や落ち着き感を付与する上で艶消し表面
をもつ金属パネルに対する要望が強い。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、光触媒
を含む無機系塗膜を基材表面に形成することにより、表
面汚れは勿論、雨筋汚れやコーキング剤から溶出する樹
脂分による汚れに対しても強い抑制作用を長期間にわた
って維持し、しかも艶消し表面をもち、耐汚染性に優れ
ると共に高級感や落ち着き感を併せ持つ金属パネルを提
供することを目的とする。
その目的を達成するため、プライマー層,トップ層が金
属基材の表面に順次形成されており、プライマー層が膜
厚10μm以上の有機樹脂系又はシリカ系からなり、ト
ップ層が光触媒を含み膜厚5μm以上で、入射角65度
で測定した光沢度が32以下の艶消し表面をもつことを
特徴とする。金属基材には、亜鉛めっき,アルミめっき
等を施した各種めっき鋼板,ステンレス鋼板,Al板,
Al合金板等が使用される。金属基板の表面には、十分
な隠蔽性及び耐食性を付与するため膜厚10μm以上の
プライマー層を形成し、プライマー層への光透過を防止
するため膜厚5μm以上のトップ層を形成することが好
ましい。トップ層は、20重量%以上の光触媒を含み、
光触媒と無機系顔料との合計含有量が20〜80重量%
であることが好ましい。
めっき等を施した各種めっき鋼板,ステンレス鋼板,A
l板,Al合金板等が使用される。めっき鋼板を基材と
して使用する場合、ジンク塗料,アルミ塗料等を用いた
塗装を溶接部に予め施しておくことが溶接部からの発錆
防止に有効である。金属基材は、加工や溶接によってパ
ネル状にされた後、クロメート処理,リン酸塩処理等の
前処理を施し、エポキシ樹脂系塗料や無機系顔料を含む
シリカ系塗料でプライマー層が形成される。前処理に
は、脱脂して表面調整及び/又はクロメート処理する方
法,フッ酸処理法等が採用され、これによって塗膜密着
性が改善される。隠蔽性のあるプライマー層は、エポキ
シ樹脂系塗料や無機系顔料を含むシリカ系塗料を基材表
面に塗布し熱処理することによって形成される。プライ
マー層の膜厚が10μm以上になると、十分な隠蔽性及
び耐食性が付与される。プライマー層の上に光触媒及び
無機系顔料を含むシリカ系塗料を塗布して熱処理する
と、光触媒作用を呈するトップ層が形成される。シリカ
系塗料としては、たとえば水系のコロイダルシリカやR
1 Si (OR2)3 (ただし、R1 ,R2 はアルキル基を
示す)の構造をもつオルガノシリケートを有機溶媒や水
に溶解させたシリカゾルが使用される。
界面にまで光が到達することを防止するため5μm以上
の厚みをもつことが好ましい。プライマー層とトップ層
との界面への光透過が抑制されると、プライマー層が有
機樹脂であっても分解・劣化が生じない。また、十分な
密着性及び光触媒活性を付与するため、20重量%以上
の光触媒をトップ層に含ませ、光触媒と無機系顔料との
合計含有量を20〜80重量%の範囲に調整することが
好ましい。光触媒の含有量が20重量%未満では、光触
媒反応による油分解能が弱く、十分な耐汚染性が得られ
ない。しかし、光触媒と無機系顔料との合計含有量が8
0重量%を超えると、トップ層の密着性が低下する。光
触媒としては、TiO2 ,ZnO,ZrO2 ,WO3 ,
Fe2 O3 ,FeTiO3 ,SrTiO3 から選ばれた
1種又は2種以上が使用される。なかでも、化学的に安
定であり、安価でしかも活性度の高い微粒子が得られる
ことから、アナターゼ型のTiO2 が好ましい。
は、ガソリン,軽油等の自動車燃料の不完全燃焼物から
なる有機物が土壌成分であるシリカ系物質からなる無機
物を巻き込む形で、塗膜表面の有機成分と強固に結合す
ることにより生じるものである。また、パネル間の接着
用コーキング剤として使用されているシリコンシーラン
ト等に含まれている樹脂分が雨水に溶出し、パネル表面
に付着することによっても汚れが発生する。本発明に従
った金属パネルでは、汚れの成分である有機物との結合
力が小さな有機・無機複合樹脂塗膜が形成されているの
で、フッ素樹脂被覆に比較すると洗浄し易い表面になっ
ている。この金属パネルにおいて、光触媒を含むシリカ
系塗膜を表層に形成しているので、塗膜面と結合してい
る汚れ中の有機成分を光触媒反応で分解し、塗膜面に対
して結合力のない物質に変換する。その結果、汚れ成分
の洗浄除去が一層容易になる。しかも、光触媒を担持し
た表面は、光照射によって親水性を示す。これは、通
常、光触媒を含むシリカ系塗膜は、表面に疎水性分子を
吸着しているため作製時には撥水性を示すが、光照射さ
れると光触媒によって疎水性分子が分解され、空気中の
水分子が物理吸着するため親水性表面になるものと考え
られる。
れは、有機成分が光触媒反応によって分解されパネル表
面に対する付着力が弱められ、塗膜表面と汚れとの間に
回り込んだ雨水によって洗い流される。コーキング剤か
ら溶出する樹脂分も、同様な機構によってパネル表面に
付着して汚染することがない。トップ層に含まれる光触
媒の含有量が多くなるほど、付着した汚れ成分の分解能
や親水化作用が向上する。また、トップ層の光触媒含有
量が多いほど表面光沢は低下し、艶消し状態の表面にな
る。このようなことから、艶消し表面をもっていても、
長期間にわたって全く汚染がない表面状態が維持され
る。光触媒を含むトップ層とコーキング剤との接触部
で、光触媒活性によりコーキング剤の分解が進み剥離す
ることが懸念される。しかし、塗膜中のTiO2 によっ
て紫外線が吸収され、膜厚が5μm以上になると完全に
吸収されることから、コーキング剤を分解して剥離を発
生させることがない。
使用し、950mm×950mmの大きさで奥行30m
mとなるように折曲げ加工を施し、四隅を溶接した。パ
ネル状の鋼板を脱脂した後、リン酸塩処理し、ジンク塗
料で溶接部を補修した。このパネル状鋼板にエポキシ樹
脂系粉体塗料を静電吹付け法で塗布し、200℃×20
分で焼き付けることにより膜厚80μmのプライマー層
を形成した。次いで、プライマー層にトップ塗料を静電
吹付け法で塗布し、200℃×20分で焼き付けること
により膜厚10μmのトップ層を形成した。トップ塗料
としては、メチルトリメトキシシリケートをブチルセロ
ソルブ−イソプロパノール混合溶媒に溶解し、水を加え
て加水分解を進行させたオルガノシリカゾルに粒径20
nmのアナターゼ型TiO2粉末を配合量50重量%で
分散させた塗料を使用した。パネル表面に形成された塗
膜は、鋼基材に対する密着性及びプライマー層/トップ
層界面の密着性が共に優れており、均一な膜厚で緻密な
組織をもっていた。また、入射角65度で測定した光沢
度が3〜8であり、艶消し状態の表面を呈していた。
をブチルセロソルブ−イソプロパノール混合溶媒に溶解
し、水を加えて加水分解を進行させたオルガノシリカゾ
ルに白色顔料であるAl2O3処理TiO2粉末を分散さ
せた塗料を調製した。トップ塗料としては、実施例1と
同様にアナターゼ型TiO2粉末を40重量%分散させ
た塗料を使用した。実施例1と同様にパネル状に成形さ
れ、溶接部が補修されたパネル基材にプライマー塗料を
静電吹付け法で塗布し、120℃×20分で焼き付ける
ことにより膜厚20μmのプライマー層を形成した。次
いで、プライマー層にトップ塗料を静電吹付け法で塗布
し、200℃×20分で焼き付けることにより膜厚10
μmのトップ層を形成した。パネル表面に形成された塗
膜は、鋼基材に対する密着性及びプライマー層/トップ
層界面の密着性が共に優れており、均一な膜厚で緻密な
組織をもっていた。また、入射角65度で測定した光沢
度が10〜15であり、艶消し状態の表面を呈してい
た。
パネル基材とし、フッ酸処理した後、エポキシ樹脂系塗
料を用いて膜厚15μmのプライマー層を形成した。次
いで、実施例1と同様な方法で、TiO2 を30重量%
含む膜厚10μmのトップ層を形成した。パネル表面に
形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性及びプライマ
ー層/トップ層界面の密着性が共に優れており、均一な
膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入射角65度で
測定した光沢度は、18〜23であった。
パネル基材とし、フッ酸処理した後、実施例1と同様な
方法で膜厚80μmのプライマー層及びTiO2 を20
重量%含む膜厚10μmのトップ層を形成した。パネル
表面に形成された塗膜は、鋼基材に対する密着性及びプ
ライマー層/トップ層界面の密着性が共に優れており、
均一な膜厚で緻密な組織をもっていた。また、入射角6
5度で測定した光沢度は、25〜32であった。
材とし、脱脂及びクロメート処理を施した後、実施例2
と同様な方法で膜厚20μmのプライマー層及びTiO
2 を50重量%含む膜厚10μmのトップ層を形成し
た。パネル表面に形成された塗膜は、鋼基材に対する密
着性及びプライマー層/トップ層界面の密着性が共に優
れており、均一な膜厚で緻密な組織をもっていた。ま
た、入射角65度で測定した光沢度は、5〜8であっ
た。
れぞれ2枚上下に取り付け、シリコンシーラントを用い
てパネル間を接着し、雨筋暴露試験に供した。雨筋暴露
試験では、パネル上部に雨筋が垂れるように波板を取り
付け、パネル面を南側に向けて設置した。また、通常使
用されているフッ素樹脂被覆金属パネル及び有機・無機
複合樹脂被覆金属パネルを比較材として使用した。雨筋
暴露試験に供された金属パネルの色彩を定期的に測定
し、明度指数差ΔLの経時変化を求め、この経時変化か
ら汚染の度合いを調査した。図1の調査結果にみられる
ように、フッ素樹脂被覆金属パネルや有機・無機複合樹
脂被覆金属パネルでは、試験開始から3か月経過した時
点で明度指数差ΔLが大きく低下し、パネル表面がかな
り汚れていた。これに対し、本発明に従った実施例1〜
5の金属パネルでは、試験開始から3か月経過した時点
でも明度指数差ΔLに実質的な変化がみられず、取付け
時と同様に清浄な表面が維持されていた。
ネルは、塗膜面に付着している有機物を分解し、光照射
によって塗膜表面を親水化する作用を呈する光触媒をト
ップ層に分散させるとともに、トップ層を艶消し表面に
調整している。そのため、塗膜面に付着している汚れ
は、その有機成分の分解により塗膜面に対する付着力が
弱められ、親水化した塗膜面に回り込んだ雨水によって
洗い流される。したがって、耐汚染性に優れ、雨筋汚れ
のない金属パネルとなる。また、コーキング剤から溶出
した樹脂成分による汚れの発生も長期間にわたって防止
される。しかも、艶消し状態でも汚れのない表面が維持
されるため、高級感や落ち着き感のある外装建材等とし
て使用される。
ていることを、フッ素樹脂被覆金属パネルや有機・無機
複合樹脂被覆金属パネルと比較して示したグラフ
Claims (2)
- 【請求項1】 プライマー層,トップ層が金属基材の表
面に順次形成されており、プライマー層が膜厚10μm
以上の有機樹脂系又はシリカ系からなり、トップ層が光
触媒を含み膜厚5μm以上で、入射角65度で測定した
光沢度が32以下の艶消し表面をもつことを特徴とする
耐汚染性に優れた金属パネル。 - 【請求項2】 トップ層が20重量%以上の光触媒を含
み、光触媒と無機系顔料の合計含有量が20〜80重量
%の範囲にある請求項1記載の金属パネル。
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