JP4327976B2

JP4327976B2 - 光反射性、加工性に優れた白色塗装金属板

Info

Publication number: JP4327976B2
Application number: JP2000050708A
Authority: JP
Inventors: 佳子坂本; 節子小浦; 浩茂中村
Original assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001243819A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、使用面の塗膜が２層構造である白色塗装金属板において、反射率を高めたものに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、電気製品には、省エネルギ−製品の要求が高まっているが、その一環として、少ない消費電力で同じ明るさの得られる照明器具の開発が進められている。この照明器具の開発は反射板を有するものの場合、節電型電球の開発とともに高反射率の反射板開発も重要である。この反射板は塗装金属板の成形加工によるものが比較的反射率が高く、安価であるとの理由で一部採用されてきている。
【０００３】
この塗装金属板のうち、従来多く使用されているものは、金属板の表面にクロム系の防錆顔料を含有する下塗り塗膜が形成され、その上に白色顔料としてシリカ、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、二酸化チタンなどの粉末を１種または２種以上配合したポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系などの樹脂塗料からなる上塗り塗膜が形成された塗装金属板である。この白色塗装金属板で上塗り塗料の白色顔料にＴｉＯ₂粉末を使用する場合は樹脂１００重量部に対して８０〜１００重量部、塗膜比重１.７〜１.７５であり、光沢は８８であるが、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値が８６と不十分であり、蛍光灯光線の主波長である波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍの反射率は７６〜８０％と８１％以上にするのは困難であった。また、上記塗装金属板の下塗り塗膜中にクロム系の防錆顔料とＴｉＯ₂粉末を含有する塗膜で形成された場合でも、防錆顔料とＴｉＯ₂粉末との含有割合はＴｉＯ₂／防錆顔料＝０.２〜１.０であるため、光沢は８８であるが、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値が８７と不十分で、蛍光灯光線の主波長である波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍの反射率は７８〜８１％であり、８２％以上にするのは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、白色度、光沢を高めることにより反射率を改善した塗装金属板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板の表面に防錆顔料を含有する下塗り塗膜が形成され、その上に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を含有するポリエステル系樹脂を主成分とする上塗り塗膜が形成された塗装金属板において、下塗り塗膜に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を添加するとともに、上塗り塗膜の塗膜比重Ｎを１.７５＜Ｎ＜２.３、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値を９０超、６０度鏡面光沢法による光沢を８０超にした。
【０００６】
【作用】
本発明者らは、白色度、光沢の高い塗装金属板を開発すべく種々検討した結果、下塗り塗膜にＴｉＯ₂粉末を含有させれば、上塗り塗膜の白色度、光沢を向上させることが可能であることを見いだした。下塗り塗膜に使用する防錆顔料としては防食性能上、ストロンチウムクロメ−ト、ジンククロメ−トなどのようなクロム系のものにせざるを得ないため、下塗り塗膜色調は黄色になっている。この上に形成する上塗り塗膜が隠蔽力の大きいものであれば、下塗り塗膜色調は上塗り塗膜の色調に影響を与えないが、白色塗膜の場合、隠蔽力が劣るため、上塗り塗膜に影響が現れ、色調が黄味を帯びるようになっていたのである。しかし、下塗り塗膜にＴｉＯ₂粉末を含有させれば、色調が白色に近くなるため、上塗り塗膜の色調は白くなる。また、ＴｉＯ₂粉末の添加により隠蔽力も向上するため、光沢も大きくなり、それにつれて上塗り塗膜の光沢も大きくなる。
【０００７】
下塗り塗膜の防錆顔料とＴｉＯ₂粉末との含有割合は、ＴｉＯ₂粉末／防錆顔料＝３〜８にすると、耐食性とＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値が調和する。好ましくはＴｉＯ₂粉末／防錆顔料＝４〜６とするのがよい。塗膜樹脂としては公知のものでよく、例えば、ポリエステル系、エポキシ系、あるいはこれらの混合物でよい。塗膜厚は３〜１５μｍ、好ましくは６〜９μｍにする。
【０００８】
本発明では、上塗り塗膜の白色度をＴｉＯ₂粉末の含有量ではなく、塗膜比重で規定する。これはＴｉＯ₂粉末を塗料に分散させる場合に空気を巻き込んで空隙が発生し、顔料含有量が大きくても空隙率が高ければ、顔料密度は小さいことになるからである。これに対して、塗膜比重で規定すれば、その大小に顔料密度が比例する。そこで、上塗り塗膜はＴｉＯ₂粉末の含有量を調整して、塗膜比重Ｎを１.７５より大きく、２.３より小さくする。塗膜比重Ｎが１.７５より小さいと、隠蔽力が劣るため、一部の光線の吸収が起こり、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値を９０より大きくできない場合がある。一方、塗膜比重Ｎが２.３より大きいと、Ｌ値は大きくなるが、塗膜の加工性が低下してしまう。なお、塗膜比重Ｎを１.７５＜Ｎ＜２.３にするにはＴｉＯ₂粉末含有量を樹脂１００重量部に対して１００〜１６０重量部、好ましくは１３０〜１５０重量部にすればよい。ＴｉＯ₂粉末は樹脂に対する分散性を良好にするため、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂などで表面処理したものを用いるのが好ましい。
【０００９】
Ｌ値を９０より大きくする場合、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのｂ値（黄味と青味との指標）が−１より大きく、１より小さい範囲にするのが好ましい。−１以下であると、青味が強くなり、１以上であると、黄味が強くなる。ｂ値を前記範囲にするには、ＴｉＯ₂粉末として、平均粒径が０.２〜０.３μｍのものを使用するのが好ましい。平均粒径が小さすぎると、短波長の青色光をよく吸収するため、青味がかって見え、平均粒径が大きすぎると、逆に黄〜赤色光を散乱して黄味がかって見える。また、ベンガラと紺青のように補色関係にある色調の顔料を添加して調整してもよい。６０度鏡面光沢法による光沢は８０以下であると、色調の鮮映性が不足して、くすみ感が出て、反射率が低くなる。光沢を８０超にするには、主樹脂であるポリエステル樹脂と相溶性の乏しいメラミン樹脂を用いて、メラミン樹脂の自己縮合反応を塗膜表面に起こさせるとよい。ここで、主樹脂であるポリエステル樹脂と相溶性の乏しいメラミン樹脂を用いるのは、主樹脂であるポリエステル樹脂と相溶性の優れたメラミン樹脂を用いると、主樹脂であるポリエステル樹脂の官能基とメラミン樹脂の官能基の反応確率が高くなり、メラミン樹脂が塗膜表面に出にくく、塗膜表面で自己縮合反応が起きにくくなるためである。自己縮合により塗膜表面に濃化したメラミン樹脂は塗膜表層にクリア層として存在するため、塗膜表面に濃化していない場合に比べ光沢が高くなる。
【００１０】
上塗り塗膜の樹脂は、ポリエステル系樹脂を主成分とするものであるが、この上塗り塗膜はポリエステル系樹脂１００重量部に対してメラミン樹脂を主成分とする硬化剤を２０〜３５重量部、好ましくは２５〜３０重量部添加した塗料により形成するのが好ましい。メラミン樹脂を添加すると、上記のように、メラミン樹脂が塗膜表面に濃化し、光沢を向上させる。メラミン樹脂は２０重量部より少ないと、塗膜表面に濃化する量が少ないため、光沢が低下し、３５重量部より多いと、塗膜加工性が低下してしまう。メラミン樹脂としては、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂などが好適である。
【００１１】
ポリエステル系樹脂は多塩基酸と多価アルコ−ルとを重縮合させることにより得られるもので、多塩基酸は二価以上の芳香族系、脂肪族系あるいはそれらの酸無水物であり、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、イソフタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸などに代表されるものであり、多価アルコ−ルはＣ₂〜Ｃ₆の二価以上のアルコ−ルであり、例えば、エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、プロピレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、１,６−ヘキサンジオ−ル、グリセリン、トリメチロ−ルエタンなどに代表されるものである。塗膜の加工性、ＴｉＯ₂顔料の分散性などを考慮すると、二塩基酸と二価のアルコ−ルとの重縮合物が好ましい。塗膜厚は１０〜２５μｍ、好ましくは１５〜１８μｍにする。
【００１２】
金属板としては、特に制限はなく、例えば、冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、ステンレス鋼板、銅めっき鋼板、アルミニウム板などでよい。
【００１３】
本発明の塗装金属板は、従来の塗装金属板と同要領で製造すればよい。例えば、金属板に反応型もしくは塗布型クロメ−ト処理を施した後、ロ−ルコ−ト法、カ−テンコ−ト法、スプレ−法などで下塗り塗料を塗装して、焼き付け乾燥することにより下塗り塗膜を形成し、その後、下塗り塗膜の上に上塗り塗料を同方法で塗装して、焼き付け乾燥することにより上塗り塗膜を形成すればよい。
【００１４】
【実施例】
板厚０.６ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板［めっき付着量４５ｇ／ｍ²（片面）］に塗布型クロメ−ト処理を施した後、ポリエステル系樹脂を主成分とし、その樹脂１００重量部に対してＡｌ₂Ｏ₃で表面処理を施した平均粒径０.２５μｍのＴｉＯ₂粉末を８１.８重量部、ストロンチウムクロメ−ト系の防錆顔料を１８.２重量部添加したポリエステル系樹脂の下塗り塗料を乾燥塗膜厚で７μｍになるように塗装して、２１５℃で４０秒間焼き付け乾燥した。その後、二塩基酸であるイソフタル酸と二価のアルコ−ルであるネオペンチルグリコ−ルからなるポリエステル系樹脂を主成分とし、このポリエステル系樹脂１００重量部に対してＡｌ₂Ｏ₃で表面処理を施した平均粒径０.２５μｍのＴｉＯ₂粉末を１３０重量部、メラミン樹脂（重量比でブチル化メラミン樹脂／メチル化メラミン樹脂＝３／７の混合物）を種々の割合で添加した表１に示す上塗り塗料Ａ〜Ｋをすべてが乾燥塗膜厚で１７μｍになるように塗装して、２３０℃で５０秒間焼き付け乾燥した。そして、得られた塗装鋼板に次のような試験を実施した。この結果を表２に示す。
【００１５】
（１）塗膜比重測定試験
ヨウ化カリウム溶液を用いて、ＪＩＳＫ７１１２に規定する浮沈法により測定した。
（２）Ｌ値測定試験
ＪＩＳＺ８７２２に規定する物体色の測定方法を採用した機構の分光測色計［ミノルタ（株）製ＣＭ−３７００ｄ、光源；Ｃ］で上塗り塗膜のＬ値を測定した。
（３）光沢測定試験
分光光度計［スガ試験機（株）製］を用いて上塗り塗膜の６０度鏡面光沢を測定した。
【００１６】
（４）反射率測定試験
Ｌ値測定試験で使用した分光測色計で波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍにおける反射率を測定し、両波長における反射率が８２％以上のものを記号○、８２％未満のものを記号×で評価した。
（５）塗膜加工性試験
温度２０℃の恒温室に放置しておいた試験片の上塗り塗膜との反対側に同じ厚さの板２枚を同室で挟んで１８０°折り曲げ試験（２Ｔ）を行った後、折り曲げ部にクラックの発生しないものを記号○、クラックの発生したものを記号×で評価した。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【表２】

【００１９】
【発明の効果】
以上のように、金属板の表面に防錆顔料を含有する下塗り塗膜が形成され、その上に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を含有するポリエステル系樹脂を主成分とする上塗り塗膜が形成された塗装金属板において、下塗り塗膜に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を添加するとともに、上塗り塗膜の塗膜比重Ｎを１.７５＜Ｎ＜２.３、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値を９０超、６０度鏡面光沢法による光沢を８０超にすると、上塗り塗膜の反射率が８２％以上になる。また、上塗り塗膜がメラミンを主成分とする硬化剤をポリエステル樹脂１００重量部に対して２０〜３５重量部含有していると、Ｌ値が９０超、光沢が８０超になり易い。

Claims

金属板の表面に防錆顔料を含有する下塗り塗膜が形成され、その上に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を含有するポリエステル系樹脂を主成分とする上塗り塗膜が形成された塗装金属板において、下塗り塗膜に白色顔料のＴｉＯ₂粉末を添加するとともに、上塗り塗膜の塗膜比重Ｎを１.７５＜Ｎ＜２.３、ＪＩＳＺ８７２２による色調測定でのＬ値を９０超、６０度鏡面光沢法による光沢を８０超にしたことを特徴とする光反射性、加工性に優れた白色塗装金属板。
上塗り塗膜がメラミンを主成分とする硬化剤をポリエステル樹脂１００重量部に対して２０〜３５重量部含有していることを特徴とする請求項１に記載の光反射性、加工性に優れた白色塗装金属板。