JP5113638B2 - メタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法 - Google Patents
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また、従来からあるように中塗り塗膜が光輝性顔料を含有する場合、中塗り塗膜の意匠性を重視すると、その他の顔料濃度(着色顔料、体質顔料、骨材)を低く調整することがある為に塗膜が柔らかくなることがあり、施工時等での接触や衝撃等により金属素地に達する傷がつき易く。金属素地が露出して耐食性が低下する。その改良を目的として樹脂を硬くすると加工性能が低下することとなり、耐傷付き性と加工性の両立ができなかった。
特許文献3には、メタリック調の意匠性を有する塗膜形成に関する記述はない。そこで、メタリック調の意匠性を有する塗膜を得る為に、例えば、中塗塗膜上に、光輝性顔料と着色顔料を含有するメタリック塗膜を塗り重ねることが考えられる。しかし、目的とする色調を得る為に、(C)上塗塗膜中に着色顔料を配合すると、酸性雨や薬品によって塗膜中の光輝性顔料(アルミニウムフレーク)が劣化することによる色調変動が大きい。一方、着色顔料を配合しないと、好ましい色調や意匠性(例えば、暖色系メタリック意匠)が得られないことがある。
特許文献4には、プライマー硬化塗膜上に、上塗着色ベース塗料塗膜上にウェットオンウェットで上塗クリヤ塗料が塗装されてなる塗装方法であって、該上塗クリヤ塗料は、平均粒子径5〜80μmの有機樹脂粒子を含有し、[0058]には、必要に応じて光輝性粉末を含有することが開示されている。しかし、クリヤ塗料中に、平均粒子径5〜80μmの有機樹脂粒子と光輝性粉末を含有させるだけでは、耐候性(耐光性、耐膜厚減耗性)に優れた塗膜は得られなかった。
「1. 表面に化成処理が施されていてもよい金属板上に、プライマー塗料(A)による乾燥膜厚1〜10μmの硬化塗膜(A1)を形成し、該硬化塗膜(A1)上に、水酸基含有樹脂と架橋剤との固形分合計100質量部に対して、顔料成分を50〜120質量部含有する中塗り塗料(B)を塗装して加熱硬化して乾燥膜厚5〜20μmの硬化塗膜(B1)を形成し、さらに該硬化塗膜(B1)上に、下記特徴のメタリック調クリヤ塗料(C)を塗装して加熱硬化して乾燥膜厚10〜25μmの硬化塗膜(C1)を形成することを特徴とするメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。ここでメタリック調クリヤ塗料(C)は水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)とアミノ樹脂(c2)を含んでおり、c1:50〜90質量部と、c2:10〜50質量部との固形分合計100質量部に対して、平均粒子径が10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)1〜10質量部、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)0.1〜10質量部を含有し、且つ塗膜硬化時に塗膜表面に均一なちぢみ模様が発生ことを特徴とする塗料である。
2.メタリック調クリヤ塗料(C)が、さらに(c1)と(c2)の固形分合計100質量部に対して、平均粒子径10μm以下のシリカ微粉末を0.1〜15質量部含有することを特徴とする請求項1に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。
3.塗膜が、JIS B−7533に規定されたサンシャインカーボンアーク灯式耐光性及び耐候性試験において、2,000時間照射後の膜厚減耗が3μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。4.メタリック調クリヤ塗料(C)による乾燥膜厚10〜25μmの硬化塗膜(C1)の光線透過率が波長400nmから700nmの可視光領域において平均10%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。」、に関する。
上記メタリック調クリヤ塗料(C)によるメタリック調クリヤ塗膜(C1)は、中塗着色塗膜が認識できる程度にアルミニウム顔料(c3)を含有したクリヤ塗膜であって、好ましい色調に調整した中塗塗膜の効果と相乗して好ましい意匠性(メタリック調の艶消し塗膜)が得られる。
よる硬化塗膜(A1)を形成し、該硬化塗膜(A1)上に、水酸基含有樹脂と架橋剤との固形分合計100質量部に対して、顔料成分を50〜120質量部含有する中塗り塗料(B)を塗装して加熱硬化して塗膜を形成し、さらに該硬化塗膜(B1)上に、特定のメタリック調クリヤ塗料(C)を塗装して加熱硬化してなる硬化塗膜(C1)を形成することを特徴とするメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法及び塗装金属板である。
以下、詳細に説明する。
被塗物である金属板としては、鉄、アルミニウム合金、真鍮、銅板、ステンレス鋼板、ブリキ板、亜鉛めっき鋼板、合金化亜鉛(Zn−Al、Zn−Ni、Zn−Feなどの)めっき鋼板、アルミニウムメッキ鋼板などの金属板;これらの金属板表面に燐酸塩処理、クロメート処理などの化成処理を施した表面処理金属板等が挙げられる。上記の金属板の他に、片面又は両面の最外層に金属板を有する「金属板/接着剤層/樹脂層/接着剤層/金属板」の層構成を有する金属樹脂複合板を用いることができる。
上記金属被塗物上に、必要に応じてプライマー塗膜が形成される。被塗物である金属板上に、プライマー塗膜の形成に用いられるプライマー塗料としては、ポリエステル樹脂系、エポキシ樹脂系などのプライマー塗料(A)を挙げることができる。
硬化塗膜(A1)上に塗装する中塗り塗料(B)は、水酸基含有樹脂と架橋剤との固形分合計100質量部に対して、顔料成分を50〜120質量部含有することによって、塗膜硬度、耐薬品性及び加工性に優れた硬化塗膜(B1)を得ることができる。
水酸基含有樹脂は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂などの1種又は2種以上を挙げることができる。なかでも、ポリエステル樹脂を好適に使用することができる。
レンの検量線を用いて測定したものである。
上記オイルフリーポリエステル樹脂は、多塩基酸成分と多価アルコール成分とのエステル化物からなるものである。多塩基酸成分としては、例えば無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、無水マレイン酸などから選ばれる1種以上の二塩基酸及びこれらの酸、酸の無水物の低級アルキルエステル化物などのエステル形成性誘導体が主として用いられ、必要に応じて安息香酸、クロトン酸、p−t−ブチル安息香酸などの一塩基酸、無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸、無水ピロメリット酸などの3価以上の多塩基酸などが併用される。
また、ウレタン変性アルキド樹脂は、上記アルキド樹脂又は上記アルキド樹脂製造の際に用いられる各成分を反応させて得られる低分子量のアルキド樹脂を、ポリイソシアネート化合物と反応せしめたもの、ポリエステル樹脂又はアルキド樹脂の製造時にポリイソシアネート化合物を添加して反応せしめたものが挙げられる。
架橋剤は、加熱により水酸基含有樹脂と反応して硬化させることができるものであれば特に制限なく使用することができ、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂及びブロック化ポリイソシアネート等を使用することができる。この中でも、本発明の課題を得る為には、メラミン樹脂を用いることが好ましい。
本発明の塗膜形成方法に用いる中塗り塗料(B)は、水酸基含有樹脂と架橋剤との固形分合計100質量部に対して、顔料成分を50〜120質量部、好ましくは60〜100質量部、さらに好ましくは70〜100質量部含有することを特徴とする。上記範囲内であることが、耐傷付き性、耐食性、耐候性に優れたメタリック調艶消し意匠金属板を得る為にも好ましい。
数平均分子量1,500〜25,000、水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)50〜90質量部とアミノ樹脂(c2)10〜50質量部との固形分合計100質量部に対して、平均粒子径が10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)1〜10質量部、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)0.1〜10質量部含有する。
水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)は、オイルフリーポリエステル樹脂、油変性アルキド樹脂、また、これらの樹脂の変性物、例えばウレタン変性ポリエステル樹脂、ウレタン変性アルキド樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂などが挙げられる。
アルキド樹脂は、上記オイルフリーポリエステル樹脂の酸成分及びアルコール成分に加えて、油脂肪酸をそれ自体既知の方法で反応せしめたものであって、油脂肪酸としては、例えばヤシ油脂肪酸、大豆油脂肪酸、アマニ油脂肪酸、サフラワー油脂肪酸、トール油脂肪酸、脱水ヒマシ油脂肪酸、キリ油脂肪酸などを挙げることができる。アルキド樹脂の油長は30%以下、特に5〜20%程度のものが好ましい。
アミノ樹脂(c2)には、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂及び尿素樹脂等が挙げられるが、本発明においては、耐候性、加工性の点からメラミン樹脂を使用することが好ましい。
平均粒子径10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)(以下、平均粒子径10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)を「アルミニウム顔料(c3)」と略することがある)は、キラキラとした光輝感を有する顔料であり、例えば、アルミニウムフレーク、酸化アルミニウムフレーク、塩化オキシビスマスフレーク、ニッケルフレーク、銅フレークなどの鱗片状の光輝性顔料であるのが好ましい。
アルミニウム顔料(c3)の配合量が1質量部未満であると耐膜厚減耗性が劣ることとなり、耐候性の試験後のクリヤ塗膜が減滅して中塗塗膜が露出してしまう。また、アルミニウム顔料(c3)の配合量が10質量部を超えると、クリヤ塗膜を通して中塗塗膜の色調を見え難くなり、本願の目的とする意匠性を得ることができない。
メタリック調クリヤ塗料(C)は、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)(以下、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)を「アクリル系有機樹脂微粒子(c4)」と省略することがある)を含有することによって、図4のようなアルミニウムの配向とすることができる。メタリック調クリヤ塗料(C)において使用されるアクリル系有機樹脂微粒子(c4)は、アルミニウム顔料(c3)の配向を調整し、硬化塗膜(C1)に耐膜厚減耗性と耐候性の向上を目的とする。
これらのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)の平均粒径は、コールカウンター法で測定した平均粒子径が10〜22μm、好ましくは15〜21μm、さらに好ましくは16〜20μmであることによって、平均粒子径10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)と共に配合した時に、図4のようなアルミニウムの配向とすることができ、従来にない耐膜厚減耗性、耐候性及び意匠性に優れたメタリック調艶消し意匠金属板を得ることができる。
なお、アクリル系有機樹脂微粒子(c4)の配合割合は、水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)とアミノ樹脂(c2)の固形分合計100質量部に対して、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)0.1〜10質量部、好ましくは1〜8質量部、より好ましくは2〜6質量部である。アクリル系有機樹脂微粒子(c4)の配合量が0.1質量部未満では十分な耐膜厚減耗性を得ることができない場合があり、またアクリル系有機樹脂微粒子(c4)の配合量が10質量部を超えると加工性を損う場合がある。
平均粒子径はメタリック調クリヤ塗料(C)中に分散された状態での粒径であり、いわゆる二次粒子径と呼ばれるものである。上記シリカ微粉末には、湿式法、乾式法のいずれの方法によって製造されたものも含まれ、また表面をコーティングなどの処理をされたものであってもよい。
メタリック調クリヤ塗料(C)における平均粒子径10μm以下のシリカ微粉末の含有量は、ちぢみ模様を安定形成させる為や紫外線透過阻止を目的として、意匠性を損わない程度の配合量が好ましく、水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)とアミノ樹脂(c2)との合計100質量部に対して、0.1〜15質量部、好ましくは0.5〜10質量部、さらに好ましくは1〜8質量部の範囲がよい。
リン酸亜鉛処理を施した厚さ0.5mm×70mm×150mmの溶融亜鉛メッキ鋼板上に、関西ペイント株式会社製、KPカラー8510プライマー(プレコート鋼板用エポキシ樹脂系プライマー)を乾燥膜厚が約4μmとなるように塗装し、素材到達最高温度が220℃となるように30秒間焼付け、プライマー塗装金属板を得た。
温度計、攪拌機、加熱装置及び精留搭を具備した反応装置に、イソフタル酸1079部、アジピン酸407部、ネオペンチルグリコール466部、トリメチロールプロパン802部を仕込み、160℃まで昇温して160℃〜230℃まで3時間かけて徐々に昇温した。
次いで、230℃で30分間反応を続けた後、精留搭を水分離機と置換し、内容部にキシレン124部を加え水分離機にもキシレンを入れて、水とキシレンとを共沸させて縮合水を除去し酸価が10mgKOH/gになるまで反応させ、冷却し、シクロヘキサノン855部を加えて、固形分55%のポリエステル樹脂溶液を得た。得られた樹脂は、水酸基価184mgKOH/g、数平均分子量2,400、Tg点−18℃を有していた。
製造例2で得たポリエステル樹脂溶液75部(固形分)、サイメル303(注3)25部(固形分)、ネイキュア5225(注4)0.6部(固形分)、CR−95(注5)70部、サイリシア445(注6)10部、カーボンMA−100(注7)2部、TAROX HY−100(注8)及びトダカラー130R(注9)に、有機溶剤(シクロヘキサノン/スワゾール150040/60の混合溶剤)を加えて希釈し、粘度80秒(フォードカップ#4、25℃)の中塗り塗料No.1を得た。
表1の配合内容とする以外は製造例3と同様にして、中塗り塗料No.2〜No.5を得た。
バイロンKS−1430V(注10)80部(固形分)、サイメル303(注3参照)を20部(固形分)、アルミペーストHR−8801(注11)4部(固形分)、テクポリマー MB30X−20(注15)を10部(固形分)、ネイキュア5225(注4)を0.3部(固形分)、CYASORBUV−1164L(注21)2部、チヌビン123(注22)1部、及び有機溶剤(シクロヘキサノン/スワゾール150040/60の混合溶剤)で希釈して、粘度110秒(フォードカップ#4、25℃)のクリヤ塗料No.1を得た。
表2の配合内容とする以外は、製造例6と同様にして、クリヤ塗料No.2〜No.12を得た。
バイロンKS−1430V(注10)80部(固形分)、サイメル303(注3参照)を20部(固形分)、アルミペーストMR−8801(注11)0.5部(固形分)、テクポリマー MBX−30(注27)を10部(固形分)、ネイキュア5225(注4)を0.3部(固形分)、サイロイド161W(注20)を6部、CYASORBUV−1164L(注21)2部、チヌビン123(注22)1部を混合し、有機溶剤(シクロヘキサノン/スワゾール150040/60の混合溶剤)で希釈して、粘度110秒(フォードカップ#4、25℃)のクリヤ塗料No.13を得た。
表3の配合内容とする以外は、比較製造例3と同様にして、クリヤ塗料No.14〜No.25を得た。
(注30)テクポリマー MBXR−8N:積水化成品工業社製、アクリル系樹脂微粒子平均粒径8μm。
製造例1で得た「プライマー塗装金属板」上に、製造例3で得た中塗り塗料No.1をロールコーターにて乾燥膜厚20μmとなるように塗装し、素材到達最高温度が190℃で60秒間焼き付けて硬化塗膜を得た。
次いで、上記硬化塗膜上に、クリヤ塗料No.1をロールコーターにて乾燥膜厚15μmとなるように塗装し、素材到達最高温度が230℃で60秒間焼き付けて複層塗膜No.1を得た。
表4の塗料内容及び加熱硬化条件とする以外は、実施例1と同様の操作にて複層塗膜No.2〜No.14を得た。併せて、下記の試験条件に従った試験を行ったので結果を示す。
表5の塗料内容及び加熱硬化条件とする以外は、実施例1と同様の操作にて複層塗膜No.15〜No.29を得た。併せて、下記の試験条件に従った試験を行ったので結果を示す。
◎は、塗面に緻密で均一な縮み模様が発生し、ハジキ、凹み、曇りなどの塗面異常が認められない。
〇は、塗面に縮み模様が発生し、ハジキ、凹み、曇りなどの塗面異常が認められないが、縮み模様の緻密さ又は均一さが上記◎のものに比べて僅かに劣る。
△は、ハジキ、凹み、曇りなどの塗面異常が認められないが、塗面に縮み模様が発生しない。
×は、塗面にハジキ、凹み、曇りなどの塗面異常が認められる。
◎は、塗膜にワレ、ハガレなどの異常が認められない。
○は、塗膜にワレが僅かに認められる。
△は、塗膜にワレがかなり認められる。
×は、塗膜にワレが著しく認められる。
JIS B−7533に規定されたサンシャインカーボンアーク灯式耐光性及び耐候性試験において、照射時間が2,000時間となるまで試験を行った塗膜において、60度鏡面光沢度で測定した初期光沢に対する光沢保持率(%)を調べた。
サンシャインウェザオメータで照射時間が2,000時間となるまで試験を行なった塗膜の膜厚を測定し、初期膜厚との差を求めた。
上記(注34)加工性、で用いた「0T折曲げ加工」に用いた試験板を塩水噴霧試験に供した。塩水噴霧試験は、JIS Z−2371に準じて行い、塩水噴霧試験時間は1,000時間とし、加工部の錆の発生程度を下記基準により評価した。
◎は、加工部に錆の発生が認められない。
○は、加工部に錆の発生が認められるが加工部の長さの10%未満である
△は、加工部の長さの10%以上で50%未満に錆の発生が認められる
×は、加工部に加工部の長さの50%以上に錆の発生が認められる。
JIS K 5600−5−6(1999)碁盤目−テープ法に準じて、塗装板の塗膜面に素地に達するようにナイフを使用して約1mmの間隔で縦、横それぞれ平行に11本の切目を入れてゴバン目を形成し、その表面にセロハン(登録商標)粘着テープを貼着し、テープを急激に剥離した後のゴバン目塗面を下記基準にて評価した。
◎:塗膜の剥離が全く認められない
○:ナイフ傷における塗膜の一部にわずかに剥離が認められる
△:100個のゴバン目のうち少なくともUVインクの全てが剥離したものが1〜20個である
×:100個のゴバン目のうち少なくともUVインクの全てが剥離したものが21個以上である。
〇:塗膜にフクレ又はワレなどの異常のないもの。
△:塗膜にフクレ又はワレのいずれかが認められる 。
×:塗膜にフクレ又はワレが著しく認められる。
2.中塗り塗膜部分を示す。
3.減耗膜厚分を示す。
4.アルミニウムの配向を示す。
5.紫外線を示す。
6.表層で紫外線が反射していることを示す。
Claims (4)
- 表面に化成処理が施されていてもよい金属板上に、プライマー塗料(A)による乾燥膜厚1〜10μmの硬化塗膜(A1)を形成し、該硬化塗膜(A1)上に、水酸基含有樹脂と架橋剤との固形分合計100質量部に対して、顔料成分を50〜120質量部含有する中塗り塗料(B)を塗装して加熱硬化して乾燥膜厚5〜20μmの硬化塗膜(B1)を形成し、さらに該硬化塗膜(B1)上に、下記特徴のメタリック調クリヤ塗料(C)を塗装して加熱硬化して乾燥膜厚10〜25μmの硬化塗膜(C1)を形成することを特徴とするメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。
ここでメタリック調クリヤ塗料(C)は水酸基含有ポリエステル樹脂(c1)とアミノ樹脂(c2)を含んでおり、c1:50〜90質量部と、c2:10〜50質量部との固形分合計100質量部に対して、平均粒子径が10〜22μmのアルミニウム顔料(c3)1〜10質量部、平均粒子径10〜22μmのアクリル系有機樹脂微粒子(c4)0.1〜10質量部を含有し、且つ塗膜硬化時に塗膜表面に均一なちぢみ模様が発生することを特徴とする塗料である。 - メタリック調クリヤ塗料(C)が、さらに(c1)と(c2)の固形分合計100質量部に対して、平均粒子径10μm以下のシリカ微粉末を0.1〜15質量部含有することを特徴とする請求項1に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。
- JIS B−7533に規定されたサンシャインカーボンアーク灯式耐光性及び耐候性試験において、2,000時間照射後の膜厚減耗が3μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。
- メタリック調クリヤ塗料(C)による乾燥膜厚10〜25μmの硬化塗膜(C1)の光線透過率が波長400nmから700nmの可視光領域において平均10%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のメタリック調艶消し意匠塗装金属板の塗装方法。
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