JP5543682B2 - メタリック調塗装金属板 - Google Patents
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Description
本発明は、光輝性顔料が添加された塗膜を有するメタリック調塗装金属板に関するものである。
従来、ステンレス鋼板やめっき鋼板等の金属板にプレコートを施した塗装金属板は、建材等の分野で広く用いられるようになっており、このような塗装金属板としては、アルミニウムフレークを分散させた光輝性のメタリック調塗装が施されたものがある（特許文献１参照）。
このようなメタリック調塗装金属板は、塗膜に金属光沢が付与された高い意匠性を有し、また太陽熱反射性が高いことから高い遮熱性を有するという特長がある。
しかし、一般的に安定性が高いといわれるアルミニウムであっても、このアルミニウムフレークを含有する塗膜を屋外に長期間曝露すると塗膜中のアルミニウムフレークが変色をきたして塗膜に変退色が生じてしまい、また酸やアルカリに侵されると塗膜にブリスターが発生する場合もあった。このためメタリック調塗装金属板を外装建材等として使用する場合には、経時的に外観が悪化し、塗装の塗り直しや、メタリック調塗装金属板の交換を行うなどの改装を行う必要があるが、近年の省資源化への要請により、メタリック調塗装金属板の耐久性を向上して改装までに要する期間を長くすることが求められるようになってきている。
そこで、光輝性顔料としてアルミニウムフレークに代えてステンレスフレークを用いたメタリック調塗装金属板も考えられ、この場合、アルミニウムフレークを用いる場合に比べて耐候性や耐薬品性を高めることができるが、更なる耐久性の向上を図ることが求められるようになってきている。
特開２００１−２９８８３号公報、段落００４３
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐光性及び耐薬品性が高く、優れた耐久性を有するメタリック調塗装金属板を提供することを目的とするものである。
本発明に係るメタリック調塗装金属板は、金属板に、平均粒径が５〜１５０μｍの鱗片状のステンレス粉を含有すると共に式（２）に示す紫外線吸収剤及び式（１１）に示す光安定剤を双方共に含有し、ステンレス粉の含有量が樹脂成分全量に対し５〜２０重量％の範囲、紫外線吸収剤の含有量が樹脂成分全量に対して０．５〜５重量％の範囲、光安定剤の含有量が樹脂成分全量に対して０．５〜５重量％の範囲であるフッ素樹脂系塗料の塗膜であるメタリック調塗膜を形成して成る、建材用のプレコート金属板である。
本発明によれば、ステンレス粉により塗膜に金属光沢を付与して高い意匠性を現出させることができると共に、耐候性及び耐薬品性が高く、長期間屋外に曝露しても塗膜の変退色やブリスターの発生を抑制することができ、優れた耐久性を発揮することができるものである。
また、ステンレス粉として鱗片状のものを用いると、メタリック調塗膜に更に優れた金属光沢を付与することができ、意匠性を更に向上することができる。
更に、メタリック調塗膜をポリエステル樹脂系塗料又はフッ素樹脂系塗料の塗膜にて形成すると、プレコート金属板として良好な加工性と優れた耐久性を付与することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明にて用いる金属板としては、特に制限されるものではなく、例えばアルミニウムめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板、軟鋼板等を挙げることができる。また、このような金属板としては、長尺のものを用いることができる。
この金属板には、塗膜の形成に先だって化成処理層を形成することができる。化成処理層としては、クロメート（クロム酸塩）処理層、リン酸塩処理層、複合酸化皮膜形成等が挙げられる。
クロメート（クロム酸塩）処理層の形成を行うにあたっては、六価クロムと硫酸等の無機酸とを含む水溶液を用いて金属板表面を処理することができ、これにより、三価クロムおよび六価クロムを含む水和酸化物からなる層を形成する。また、リン酸塩処理層とは、第一リン酸塩とリン酸とを含む水溶液を用いて金属板表面を処理することによって形成された、第三リン酸塩からなる層である。リン酸塩の種類としては、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸鉄等が挙げられる。尚、化成処理層の厚みは、リン酸塩処理層の場合には、１〜２μｍの範囲内が一般的である。
また、必要に応じて、金属板に下塗塗膜を形成することもできる。下塗塗膜を形成する場合、塗料（下塗塗料）としては、例えばエポキシ樹脂ワニスやエポキシウレタン樹脂ワニス等の熱硬化性樹脂ワニスに、酸化チタン、微粉末クレー、炭酸カルシウム等の体質顔料や、防錆顔料などを分散させたエポキシ樹脂系塗料を用いることができる。防錆顔料としては、例えばクロム酸ストロンチウム、クロム酸カルシウム、クロム酸バリウム、クロム酸カリウム等のクロム酸塩を主体としたものを用いることができ、かかる防錆顔料を、下塗塗料中にその不揮発成分に対して１５〜６０重量％の範囲で含有させることが好ましい。
下塗塗装にあたっては、上記のような組成を有する下塗塗料を、金属板の一面に塗布するものであり、また場合によっては金属板の他面にも下塗塗料を塗布する。また、金属板の他面には、下塗塗料とは異なる組成を有する裏塗り塗料を塗布しても良い。下塗塗料や裏塗り塗料の塗布は、浸漬、スプレー、はけ塗り、ロールコーター、エアーナイフ、静電塗布等から構成される適宜の塗布装置により行うことができる。
下塗塗料の塗布後は、金属板を加熱炉等に連続的に通板させるなどして焼き付け硬化し、下塗塗膜を形成することができる。
下塗塗膜の厚みは特に制限されず、適宜設定されるものであるが、３〜２５μｍの範囲とすることが好ましい。
次いで、金属板の表面に、ステンレス粉が含有された塗膜（メタリック調塗膜）を形成する。メタリック調塗膜を形成するための塗料（メタリック調塗料）としては、ポリエステル樹脂系塗料やフッ素樹脂系塗料が好適に用いられるが、アクリル樹脂系、塩化ビニル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、変性エポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系、アルキッド樹脂系等の適宜の塗料を用いても良い。
このメタリック調塗料には、上記のようにステンレス粉が必須成分として配合され、これによりメタリック調塗装金属板に金属光沢が付与されて優れた意匠性を発現すると共に、高い遮熱性も付与される。このメタリック調塗膜中のステンレス粉としては、特に鱗片状のステンレス粉（ステンレスフレーク）を用いることが好ましく、この場合、メタリック調塗膜に特に優れた金属光沢が付与される。
このようなステンレス粉の平均粒径は５〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。この範囲において塗装金属板に優れた耐久性を確保することができ、この範囲に満たないと充分な耐久性を付与することが困難となり、この範囲を超えると塗膜の形成に障害が生じる可能性がある。
また、ステンレス粉の含有量は特に制限されないが、好ましくはメタリック調塗料中の樹脂成分全量に対して５〜２０重量％の範囲となるようにする。この範囲において塗装金属板に優れた耐久性を確保することができ、この範囲に満たないと充分な耐久性を付与することが困難となり、この範囲を超えると塗膜の形成に障害が生じる可能性がある。
またメタリック調塗料中には、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）と光安定剤（ＨＡＬＳ）のうち少なくとも一方が含有される。
紫外線吸収剤としては、下記式（１）に示すようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、下記式（２）〜（７）に示すようなヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤等を用いることができ、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。このような紫外線吸収剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番「ＴＩＮＩＶＩＮ ３８４−２」、「ＴＩＮＩＶＩＮ ４００」、「ＴＩＮＩＶＩＮ ４１１Ｌ」、「ＴＩＮＩＶＩＮ ９００」、「ＴＩＮＩＶＩＮ ９２８」等を用いることができる。
また、光安定剤（ＨＡＬＳ）としては、下記式（８）（９）に示すような高分子量タイプヒンダードアミン系光安定剤、下記式（１０）〜（１３）に示すようなヒンダードアミン系光安定剤等を用いることができ、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。このような光安定剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番「ＴＩＮＵＶＩＮ １１１ ＦＤＬ」、「ＴＩＮＵＶＩＮ １２３」、「ＴＩＮＵＶＩＮ １４４」、「ＴＩＮＵＶＩＮ ２９２」等を挙げることができる。
メタリック調塗料中にはこれらの紫外線吸収剤と光安定剤をいずれか一方のみ含有させるようにしても良いが、双方共に含有させることがより好ましい。このとき紫外線吸収剤と光安定剤の含有量は適宜調整されるものであるが、これらの含有量が過剰であるとメタリック調塗膜に黄変が生じるおそれがあり、またメタリック調塗料の保存時などに低温環境において紫外線吸収剤や光安定剤が結晶化して凝集しやすくなり、これを再生することが困難となるおそれがある。そこで、メタリック調塗料中に紫外線吸収剤のみを含有させる場合にはその含有量をメタリック調塗料中の樹脂成分全量に対して１〜３重量％の範囲とすることが好ましく、また光安定剤のみを含有させる場合にはその含有量を樹脂成分全量に対して１〜３重量％の範囲とすることが好ましい。また紫外線吸収剤と光安定剤とを併用する場合には、紫外線吸収剤の含有量を樹脂成分全量に対して０．５〜３重量％の範囲、光安定剤の含有量を樹脂成分全量に対して０．５〜３重量％の範囲とし、また更に両者の合計量を樹脂成分全量に対して１〜５重量％の範囲となるようにすることが好ましい。
また、このメタリック調塗料中には適宜の着色剤を含有させても良い。着色剤の具体例としては、顔料として酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄イエロー、酸化鉄レッド（ベンガラ）、アルミニウムフレーク、マイカフレーク、着色ガラスフレーク、有機ブルー（フタロシアニンブルー）などが挙げられる。また染料としては保土谷化学興業株式会社製の「ＡＩＺＥＮ ＳＰＩＬＯＮ 染料シリーズ」等が挙げられる。このような着色剤のメタリック調塗料中における配合割合は、メタリック調塗料中の樹脂成分全量に対して２０重量％以下であることが好ましい。
メタリック調塗膜を形成するにあたっては、上記のメタリック調塗料を適宜の手法で塗布成膜することにより行うことができる。例えばメタリック調塗料をロール塗装、スプレー塗装、カーテンフロー塗装、バーコーター塗装、ローラーカーテン塗装、ディップ塗装等の適宜の手法により塗布し、必要に応じてメタリック調塗料の性状に依存する適宜の条件で加熱硬化してメタリック調塗膜を形成することができる。また、メタリック調塗料を予め成膜したフィルムを用いたフィルムラミネート法等によりメタリック調塗膜を形成しても良い。
また、メタリック調塗膜の外側には、必要に応じてクリア塗膜を形成することで、メタリック調塗装金属板に更なる耐候性を付与しても良い。クリア塗膜を形成するためのクリア塗料としてはポリエステル系等の熱硬化性透明塗料や、フッ素系等の熱可塑性透明塗料など適宜のものを用いることができる。またクリア塗料の塗布は浸漬、スプレー、はけ塗り、ロールコーター、エアーナイフ、静電塗布等から構成される適宜の塗布装置により行うことができる。そして、クリア塗料の塗布後、金属板を加熱炉等に連続的に通板させるなどして焼き付け硬化し、クリア塗膜を形成することができる。
クリア塗膜の厚みは適宜調整されるが、２〜２５μｍの範囲となるようにすることが好ましい。
以上のように構成されるメタリック調塗装金属板では、メタリック調塗膜中に光輝性顔料として含有されるステンレス粉は太陽光の照射を受けた場合に変色が発生しにくく、しかもこのメタリック調塗膜中には紫外線吸収剤と光安定剤のうち少なくとも一方が含有されていることから、このステンレス粉の太陽光の照射による変色の発生が更に抑制される。また、このメタリック調塗膜中にステンレス粉以外の顔料や染料等の着色剤が含有されている場合には、塗膜に太陽光が照射された場合の着色剤の変退色も抑制される。これにより、メタリック調塗装金属板を外装材に用いる場合には、長期間屋外に曝露しても塗膜に黄変や変退色が発生することを著しく抑制することができる。
しかも、このメタリック調塗膜は耐薬品性が高く、酸やアルカリに侵された場合ブリスターの発生が抑制される。
このため、上記のようなメタリック調塗装金属板は高い耐久性を有し、長期間屋外に曝露されても塗膜の変退色やブリスターの発生が抑制されて、外装建材として好適に用いることができるものである。
（実施例５〜７、１０〜１２、参考例１〜４、８、９、比較例１〜４）
金属板として日鉄鋼板株式会社製のガルバリウム鋼板（登録商標、ＪＩＳ−ＳＧＬＣＣ、厚み０．３５ｍｍ）を用い、この表面に、塗布型クロメート液（日本パーカライジング株式会社製、品番ＺＭ−１３００ＡＮ）にて化成処理を施した。
金属板として日鉄鋼板株式会社製のガルバリウム鋼板（登録商標、ＪＩＳ−ＳＧＬＣＣ、厚み０．３５ｍｍ）を用い、この表面に、塗布型クロメート液（日本パーカライジング株式会社製、品番ＺＭ−１３００ＡＮ）にて化成処理を施した。
次に、表１に示す下塗塗料を塗布し、最終到達板温２００℃で３０秒間加熱することで焼付硬化させて表１に示す膜厚の下塗塗膜を形成した。
次に、下塗塗膜の表面に、下記表１に示す組成を有するメタリック調塗料を塗布し、最終到達板温２３０℃で３０秒間加熱することで焼付硬化させて、膜厚１５μｍのメタリック調塗膜を形成し、メタリック調塗装金属板を得た。
ここで、下塗塗料としては日本ファインコーティングス株式会社製の品名「ＮＳＣ６６７プライマー」又はＢＡＳＦコーティングスジャパン株式会社製の品番「ＦＸ３１Ｐ」を用いた。
また、メタリック調塗料のベース塗料としては、ポリエステル系塗料としてＢＡＳＦコーティングスジャパン株式会社製の品番「ＨＤ００３０」を、フッ素系塗料としてＢＡＳＦコーティングスジャパン株式会社製の品番「８８００」を用いた。
また、鱗片状ステンレス粉としては、東洋アルミニウム株式会社製のステンレスフレーク「ＲＦＡ２０００(平均粒径５０μｍ）」及び「ＲＦＡ４０００（平均粒径１００μｍ）」を用いた。
また、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）としてはチバ・スペシャリティケミカル株式会社製「ＴＩＮＵＶＩＮ４００」を、光安定剤（ＨＡＬＳ）としてはチバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社製「ＴＩＮＵＶＩＮ１４４」を用い、これらは予め必要量をキシロールに溶解してから配合した。
また、着色剤としては、青色着色剤として大日本インキ化学工業株式会社製の「ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｂｌｕｅ ＧＦＡ」を、赤色着色剤として大日本インキ化学工業株式会社製の「ＦＡＳＴＯＧＥＮ Ｓｕｐｅｒ Ｒｅｄ ４００ＲＧ」を用い、着色剤により現れる塗膜の色相を下記表１に示した。尚、「（シルバー）」とあるのは、着色剤を含有せず、金属粉の色が現れていることを示す。
（耐候性試験）
各実施例、参考例及び比較例にて得られたメタリック調塗装金属板のメタリック調塗膜の表面に、サンシャインウェザオメーター（スガ試験機株式会社製）にてカーボンアークによる光照射をブラックパネル温度６３℃の条件で行い、メタリック調塗膜の表面の色差を色差光度計により測定した。
各実施例、参考例及び比較例にて得られたメタリック調塗装金属板のメタリック調塗膜の表面に、サンシャインウェザオメーター（スガ試験機株式会社製）にてカーボンアークによる光照射をブラックパネル温度６３℃の条件で行い、メタリック調塗膜の表面の色差を色差光度計により測定した。
（耐酸性試験）
各実施例、参考例及び比較例で得られたメタリック調塗装金属板を酸性溶液である５％ＨＣｌ水溶液に２４時間浸漬し、浸漬後の表面の色差を色差光度計により測定した。
各実施例、参考例及び比較例で得られたメタリック調塗装金属板を酸性溶液である５％ＨＣｌ水溶液に２４時間浸漬し、浸漬後の表面の色差を色差光度計により測定した。
（耐アルカリ性試験）
各実施例、参考例及び比較例で得られたメタリック調塗装金属板をアルカリ性溶液である５％ＮａＯＨ水溶液に２４時間浸漬し、浸漬後の表面の色差を色差光度計により測定した。
各実施例、参考例及び比較例で得られたメタリック調塗装金属板をアルカリ性溶液である５％ＮａＯＨ水溶液に２４時間浸漬し、浸漬後の表面の色差を色差光度計により測定した。
以上の結果を表１に併せて示す。
この結果から明らかなように、各実施例においては、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性に優れ、全体的に各比較例よりも優れた性能を有する塗装金属板が得られた。
また、参考例１では、紫外線吸収剤及び光安定剤を含有しない以外は同一組成を有する比較例１と較べ、特に耐候性が向上し、また金属粉としてアルミニウム粉を用いた比較例２と較べて、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性が全て向上した。
また、実施例５では、紫外線吸収剤及び光安定剤を含有しない以外は同一組成を有する比較例３と較べ、特に耐候性が向上し、また金属粉としてアルミニウム粉を用いた比較例４と較べて、耐候性、耐酸性、耐アルカリ性が全て向上した。
Claims (1)
- 金属板に、平均粒径が５〜１５０μｍの鱗片状のステンレス粉を含有すると共に式（２）に示す紫外線吸収剤及び式（１１）に示す光安定剤を双方共に含有し、ステンレス粉の含有量が樹脂成分全量に対し５〜２０重量％の範囲、紫外線吸収剤の含有量が樹脂成分全量に対して０．５〜５重量％の範囲、光安定剤の含有量が樹脂成分全量に対して０．５〜５重量％の範囲であるフッ素樹脂系塗料の塗膜であるメタリック調塗膜を形成して成り、建材用のプレコート金属板であることを特徴とするメタリック調塗装金属板。
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