JP3429637B2 - 耐候性に優れたプレコート塗装鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家電、建材、自動車
等に用いられる耐候性の良いプレコート塗装鋼板の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板は塗装して使用するのが一般的であ
る。この塗装の目的は、素地の鋼板を保護すると同時に
耐久性を増加し、これを美化することである。塗装した
鋼板は、建築物、船舶、橋梁等の大きなものから各種機
械、自動車、家具、電気製品の小物や生活用品にまで使
用されるが、一般にこれらの鋼板の塗装はポストコート
と呼ばれるように加工・組立後に行われている。しかし
ながら、建材・家電分野では予め塗装された、いわゆる
プレコートされた塗装鋼板を加工・組立する方式に移行
しつつある。このプレコート塗装鋼板には、加工する際
に塗膜が剥離しないように加工性のあるポリアクリル系
樹脂等が塗料として使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のポリア
クリル系樹脂の塗膜では加工性を保持したままで十分な
耐候性を得ることができない。なお耐候性とは、屋外に
て塗装鋼板を使用する際に太陽光線の照射や風雨による
樹脂の劣化や変質に基づく外観の変化に対する耐久性能
のことを指す。これに対してフッ素樹脂系の塗膜は十分
な耐候性を持つが、ポリアクリル樹脂系塗料と比較して
コストが大変に高い。

【０００４】本発明は、前述の課題を解決するために、
安価なポリアクリル樹脂系塗料に良好な耐候性を付加し
たプレコート塗装鋼板の製造方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、重合性紫外線
安定性単量体、シクロアルキル基含有重合性単量体、水
酸基含有重合性単量体を必須的に含む重合性単量体成分
を共重合して得られる共重合アクリルポリオールに、架
橋剤としてアミノプラスト樹脂もしくはブロックポリイ
ソシアネート化合物を配合し、これらを溶剤に溶解もし
くは分散させた塗料を、鋼板の少なくとも片面に、塗膜
膜厚が５μｍ以上４０μｍ以下となるように塗布し、１
５０℃以上３００℃未満で焼き付けることを特徴とす
る、耐候性に優れたプレコート塗装鋼板の製造方法であ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプレコート塗装鋼
板の製造方法についてさらに詳細に説明する。

【０００７】まず、本発明における塗膜樹脂成分は、耐
候性を向上させる重合体成分を含む共重合アクリルポリ
オールから構成される。必須の重合性単量体成分とし
て、紫外線安定化能力を有するヒンダードアミン等の官
能基を含む重合性紫外線安定性単量体と、樹脂の耐候性
向上に必要な官能基を有するシクロアルキル基含有重合
性単量体、及び水酸基含有重合性単量体を含ませる。

【０００８】重合性紫外線安定性単量体は共重合体に優
れた耐候性を与える上で必須的な化合物であり、特に立
体障害を受けたピペリジニル基と重合性不飽和基を分子
内に少なくとも一個有するものが賞用されるが、中でも
一般式（１）化２で示される物質が最も代表的に使用さ
れる。

【０００９】

【化２】

【００１０】なお、一般式（１）中、Ｒ₁ は水素原子ま
たはシアノ基、Ｒ₂ ・Ｒ₃ はそれぞれ独立して水素原子
または炭素数１〜２のアルキル基、Ｘはイミノ基または
酸素原子、Ｙは水素原子または炭素数１〜１８のアルキ
ル基または−ＣＯ−ＣＲ₂ ＝ＣＨＲ₃ を示す（式中Ｒ₂
・Ｒ₃ は前と同じ意味）。

【００１１】具体的な化合物名を挙げて例示的に説明す
るならば、重合性紫外線安定性単量体としては、例えば
４−（メタ）アクリロイルオキシ−２，２，６，６−テ
トラメチルピペリジン、４−（メタ）アクリロイルアミ
ノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−
（メタ）アクリロイルオキシ−１，２，２，６，６−ペ
ンタメチルピペリジン、４−（メタ）アクリロイルアミ
ノ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、４
−シアノ−４−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２，
６，６−テトラメチルピペリジン、１−（メタ）アクリ
ロイル−４−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２，
６，６−テトラメチルピペリジン、４−クロトノイルオ
キシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１−
クロトノイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピ
ペリジンなどを挙げることができ、これらの１種または
２種以上を用いることができる。

【００１２】またシクロアルキル基含有重合性単量体
は、例えばシクロヘキシル（メタ）アクリレート、メチ
ルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、第三級ブチル
シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどを挙げること
ができ、これらの１種または２種以上を使用することが
できる。

【００１３】次に水酸基含有重合性単量体としては、例
えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変
性ヒドロキシ（メタ）アクリレートなどを挙げることが
でき、これらの１種または２種以上を使用することがで
きる。

【００１４】さらに、その他の重合性単量体として、例
えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）ア
クリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロ
ピル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリ
レート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートなど
の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、グリシジル
（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有不飽和単量
体、（メタ）アクリルイミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミ
ノエチル（メタ）アクリレート、ビニルピリジン、ビニ
ルイミダゾールなどの窒素含有不飽和単量体、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族
不飽和単量体、酢酸ビニルなどのビニルエステル、ビニ
ルエーテル、（メタ）アクリロニトリルなどの不飽和シ
アン化合物などを挙げることができ、必要に応じてこれ
らの群から選ばれた１種または２種以上を使用すること
ができる。

【００１５】上記の重合性単量体成分の共重合について
は、特に規定するものではないが、各単量体成分の含有
比率は、重合性紫外線安定性単量体０．１〜１０．０重
量％、シクロアルキル基含有重合性単量体５．０〜９
７．９重量％、水酸基含有重合性単量体２．０〜３５．
０重量％、その他の重合性単量体０〜９２．９重量％の
範囲内において、共重合アクリルポリオール１００重量
％を構成することが好ましい。

【００１６】また、架橋剤としてはアミノプラスト樹脂
もしくはブロックポリイソシアネート化合物を配合す
る。

【００１７】アミノプラスト樹脂としては、例えば、メ
チルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミ
ン樹脂、ブチルエーテル化ベンゾグアナミン樹脂、ブチ
ルエーテル化シクロヘキシルベンゾグアナミン樹脂など
を挙げることができる。アミノプラスト樹脂の前記共重
合アクリルポリオールとの配合は、アクリルポリオール
の１０〜１００重量％とすることが良い。

【００１８】またブロックポリイソシアネート化合物と
しては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、1,6-
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のイソシアネート基をε- カプロラ
クタム、フェノール、クレゾール、オキシム、アルコー
ル等の化合物でブロックしたブロックポリイソシアネー
ト化合物等を挙げることができる。ブロックポリイソシ
アネート化合物と前記アクリルポリオールとの配合は、
アクリルポリオール中のOH基1 モルに対してイソシアネ
ート基が0.3 〜2.0 モルとすることが良い。

【００１９】そして、配合物には、ドデシルベンゼンス
ルホン酸などの硬化触媒、チタンホワイトなどの色顔
料、レベリング効果剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤などを
混合させて塗料化すると良い。

【００２０】塗料は、化成処理もしくは下塗り塗装を施
した鋼板の少なくとも片面に塗膜膜厚が５〜４０μｍと
なるように塗布する。塗膜膜厚が５μｍ未満では色抜け
等の外観不良や、耐候性不足を起こす。一方、膜厚が４
０μｍを越えると加工性が不足する。好ましくは７〜２
５μｍの膜厚とすると良い。

【００２１】塗布した後は、１５０℃以上３００℃未満
で焼き付け、硬化乾燥させる。焼き付け温度が１５０℃
未満では塗料中の溶剤が十分に揮発せず、塗膜として硬
化不足となり、３００℃以上では樹脂成分の熱劣化が起
こり、加工性の低下などから製品として適さない。

【００２２】塗料の塗布方法としては、ロールコータ
ー、カーテンフローコーター、ローラーカーテンコータ
ー、静電塗装機、ハケ、ブレードコーター、ダイコータ
ー等で必要な膜厚になるように塗装し、その後の硬化乾
燥方法は、常温放置であるいは熱風炉、誘導加熱炉、近
赤外線炉、遠赤外線炉、エネルギー線硬化炉等で硬化乾
燥すると良い。

【００２３】なお、鋼板としては、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、及びス
テンレス板、アルミめっきステンレス板、鉛めっきステ
ンレス板、亜鉛めっきステンレス板等が挙げられる。

【００２４】鋼板の前処理としては、水洗、湯洗、酸
洗、アルカリ脱脂、研削、研磨、クロメート処理、リン
酸亜鉛処理、複合酸化皮膜処理等があり、これらを単独
もしくは組み合わせて塗装前処理を行うとよい。塗装前
処理の条件は適宜選択すればよい。

【００２５】また、必要に応じて下塗り塗料を鋼板上に
塗布し、硬化乾燥させることにより下塗り塗膜層を形成
させることができる。下塗り塗料としては、ポリエステ
ル系、エポキシ系、ウレタン系などがある。

【００２６】なお、下塗り塗膜と本発明のポリアクリル
樹脂含有の塗膜層の間にポリアクリル、ポリエステル、
エポキシ塗膜等の中間の塗膜層を形成することは差し支
えない。

【００２７】

【実施例】本発明のプレコート塗装鋼板の製造方法の実
施例について説明する。

【００２８】４−メタクリロイルオキシ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジンを３部、シクロヘキシルメ
タクリレートを２０部、ステアリルメタクリレートを１
０部、ブチルアクリレートを１５部、メチルメタクリレ
ートを５．５部、ヒドロキシエチルアクリレートを２
部、アクリル酸を４．５部、アゾビスイソブチルニトリ
ル２部からなるアクリルポリオール樹脂に、硬化剤とし
てデスモジュールＢＬ３１７５（住友バイエルウレタン
製）をＯＨ／ＮＣＯ＝１：１当量で混合し、硬化触媒と
してジブチレンジウラレートを対樹脂固形分比で２５０
ｐｐｍ含有させ、色顔料としてチタンホワイトＣＲ−９
５（石原産業製）をＰＷＣ４０％となるように混合し、
塗料とした。ついでアルカリ脱脂・クロメート処理した
溶融亜鉛めっき鋼板上にエポキシ系プライマーを４μ塗
布し、２００℃で硬化乾燥させた上に、前記塗料を塗布
し、高周波誘導加熱法によって焼き付けた。塗膜厚及び
焼き付け温度（ＰＭＴ）は表１に示す。得られたプレコ
ート塗装鋼板について、下記の条件で加工性・耐候性を
評価した。

【００２９】１）加工性 ＪＩＳ Ｇ ３３１２に準拠して、１８０度折り曲げ後
の塗膜クラックの限界で評価した。例えば、０Ｔとは密
着曲げによるクラック発生がないことを意味する。

【００３０】２）耐候性 促進耐候性試験として、サンシャインウエザーメーター
（ＳＷＯＭ）を行い、３０００時間の試験前後の色度差
（ΔＥ）、光沢保持率（ＧＲ）を測定し評価した。色度
差は、色度測定器を用いて測定し、ΔＥとして２．０以
下が良好と判断される。光沢保持率は、６０度反射度測
定器により測定し、５０％以上が良好と判断される。

【００３１】表１から明らかなように、本発明法により
製造したプレコート塗装鋼板は、加工性・耐候性とも優
れた製品であった。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明により、安価でかつ加工性・耐候
性に優れるプレコート塗装鋼板を製造することができ
る。これを家電・建材分野などに応用することにより、
製品品質の向上並びに製造コストの削減をはかることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ (72)発明者 西岡 良二 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (72)発明者 高杉 政志 君津市君津１ 新日本製鐵株式会社 君 津製鐵所内 (72)発明者 吉田 雅也 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社 日本触媒吹田製造所内 (72)発明者 臣 隆夫 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社 日本触媒吹田製造所内 (72)発明者 中崎 三男 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社 日本触媒吹田製造所内 (56)参考文献 特開 平６−207142（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−261409（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−120049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B05D 1/00 - 7/26 C09D 175/00 - 175/16 C23C 28/00 - 28/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合性紫外線安定性単量体、シクロアル
   キル基含有重合性単量体、水酸基含有重合性単量体を必
   須的に含む重合性単量体成分を共重合して得られる共重
   合アクリルポリオールに、架橋剤としてアミノプラスト
   樹脂もしくはブロックポリイソシアネート化合物を配合
   し、これらを溶剤に溶解もしくは分散させた塗料を、鋼
   板の少なくとも片面に、塗膜膜厚が５μｍ以上４０μｍ
   以下となるように塗布し、１５０℃以上３００℃未満で
   焼き付けることを特徴とする、耐候性に優れたプレコー
   ト塗装鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 重合性紫外線安定性単量体が一般式
   （１）化１〔但し、一般式（１）中、Ｒ₁ は水素原子ま
   たはシアノ基、Ｒ₂ ・Ｒ₃ はそれぞれ独立して水素原子
   または炭素数１〜２のアルキル基、Ｘはイミノ基または
   酸素原子、Ｙは水素原子または炭素数１〜１８のアルキ
   ル基または−ＣＯ−ＣＲ₂ ＝ＣＨＲ₃ を示す（式中Ｒ₂
   ・Ｒ₃ は前と同じ意味）〕で現される請求項１記載の耐
   候性に優れたプレコート塗装鋼板の製造方法。 【化１】
3. 【請求項３】 前記塗料を鋼板に塗布する前に、鋼板に
   化成処理もしくは下塗り塗装、もしくはその両方を施す
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の耐候性に優
   れたプレコート塗装鋼板の製造方法。