JP5896557B2 - アルミニウム塗装材及びこれを用いたプレコートアルミニウムフィン材 - Google Patents
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Description
本発明に係るアルミニウム塗装材は、アルミニウム又はアルミニウム合金の基材と、当該基材の少なくとも一方の面に形成した下地皮膜と、当該下地皮膜上に形成した親水性塗膜とを備える。
本発明で用いる基材は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材である。以下において、アルミニウム及びアルミニウム合金からなる基材を、単に「アルミニウム材」と記す。なお、アルミニウム以外の金属を基材に用いることもできる。
アルミニウム材には、耐食性の下地皮膜が形成される。耐食性下地皮膜としては、化成処理皮膜、耐食性有機皮膜、陽極酸化皮膜、ベーマイト皮膜等が挙げられ、いずれの耐食性下地皮膜を用いてもよい。耐食性、密着性、経済性の観点から、化成処理皮膜と有機耐食性皮膜を用いるのが好ましい。
本発明に用いる親水性塗膜について説明する。親水性塗膜は、親水性樹脂(A)、烏龍茶成分(B)、抗菌防黴剤(C)、酸化チタン微粒子(D)を含有し、親水性塗膜の付着量が0.05〜2.0g/m2とする。このような親水性塗膜は、親水性、耐汚染性、塗膜密着性、成形性、臭気物質の吸脱着性、ならびに、抗菌防黴性において優れ、これらの成分が共存することにより、初めて上記の性能を満足することができる。
親水性塗膜における親水性樹脂は、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方、アミド結合、ならびに、エーテル結合を含有する樹脂より構成される。これらの官能基と結合とにより、親水性、塗膜密着性、成形性及び臭気物質の吸脱着性を発揮することが可能となる。特に親水性においては、これらの官能基及び結合により水と樹脂との濡れ性が向上し、親水性を向上することができるものと考えられる。このような親水性樹脂としては、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方を有する樹脂(a1)、アミド結合を有する樹脂(a2)及びエーテル結合を有する樹脂(a3)を混合したものを用いることが好ましい。ここで、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方、アミド結合、エーテル結合はそれぞれ、樹脂(a1)、(a2)及び樹脂(a3)中に1つ以上含有されていればよいが、複数個含有されているのが好ましい。また、樹脂(a1)、(a2)及び樹脂(a3)は、その他の官能基や結合を有してもよい。
このような混合系に代えて、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方を有するモノマー単位、アミド結合を有するモノマー単位及びエーテル結合を有するモノマー単位からなる共重合体を用いてもよい。
親水性塗膜における親水性樹脂の含有量は、乾燥状態で65.0〜94.80重量%である。65.0重量%未満では親水性が十分に得られ難く、94.80重量%を越えると
抗菌防黴性及び耐臭気性を満足することができない。
上記樹脂(a1)としては、エチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基を含む単量体を重合させた重合体であって、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方を有するものを用いることができる。このような樹脂(a1)としては、単量体として、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、イタコン酸系モノマー、マレイン酸系モノマー及びフマル酸系モノマー等をラジカル重合させた重合体、ならびに、これらの単量体と、他のエチレン性不飽和モノマーをラジカル重合させた共重合体を用いることができる。
本発明においては、塗料組成物中に上記樹脂成分に加えて烏龍茶成分が添加される。烏龍茶成分は、アセトアルデヒド等の臭気物質を吸着する機能を有する。
本発明において、得られる親水性塗膜に防菌防黴性を付与することを目的として、抗菌防黴剤が添加される。本発明における抗菌防黴剤とは、抗菌性及び防黴性の少なくともいずれか一方を有するものであって、抗菌性及び防黴性の両方を有するものが好ましい。抗菌防黴剤としては抗菌・防黴性、親水性、塗膜形成時の耐熱性を確保するため、ビス−(2−ピリジルチオ−1−オキシド)−ジンクを用いるのが好ましい。
発明において、親水性塗膜は微粒子を含有し、この微粒子中には50重量%以上、好ましくは70重量%以上の酸化チタン微粒子が含まれる。親水性塗膜中に酸化チタン微粒子を含有させると、塗膜表面に分散されることにより親水性を向上する。酸化チタン成分としては、アモルファス酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、過酸化チタンなどの1種又は2種以上を組み合わせたものが好適に用いられる。
更に、本発明においては、烏龍茶成分に加えて緑茶成分及び紅茶成分の少なくともいずれか一方を親水性塗膜の成分として添加するのが好ましい。これら緑茶成分及び紅茶成分は、烏龍茶成分によって吸着した臭気成分を塗膜中に定着する機能を有する。したがって、緑茶成分や紅茶成分を親水性塗膜成分として添加することにより、吸着した臭気成分の脱着率が低減されることにより定着性が高められる。結果的に、親水性塗膜の吸脱着性が一層向上することになる。
本発明の親水性塗膜には、必要に応じて、タンニン酸、没食子酸、フイチン酸、ホスフィン酸等の防錆剤;ポリアルコールのアルキルエステル類等のレベリング剤;相溶性を損なわない範囲で添加されるフタロシアニン化合物等の着色剤;アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩系等の界面活性剤等;の添加剤を添加することができる。
本発明に用いる親水性塗膜は、アルミニウム基材面に親水性塗膜用の液状の塗料組成物を塗装(塗布)しこれを焼付けることにより形成し得る。
実施例1〜31及び比較例1〜24
表1〜9に示すように、親水性樹脂(A)、烏龍茶成分(B)、抗菌防黴剤(C)、酸化チタン微粒子(D)、緑茶成分及び紅茶成分(E)、他の添加物を含有する親水性塗膜用の塗料組成物を調製した。実施例1〜16及び比較例1〜24では、緑茶成分及び紅茶成分(E)を添加しなかった。実施例17、18、20〜24では、緑茶成分及び紅茶成分(E)としていずれか一方を添加し、実施例19では、緑茶成分及び紅茶成分(E)の両方を添加した。他の添加物は、比較例9及び10のみにおいてカーボンブラックを添加した。
ゴニオメーターで純水の接触角を測定した。アルミニウム塗装板を作製した直後の親水性である初期親水性と、乾湿サイクル後の親水持続性を評価した。乾湿サイクルは、作製したアルミニウム塗装板を流量が1リットル/分の水道水に8時間浸漬した後、80℃で16時間乾燥する工程を1サイクルとしてこれを20サイクル行なった。各表中の記号の意味は以下の通りであり、●、◎及び○を性能を満足する合格とし、△及び×を不合格とした。
●:接触角が10°以下であり非常に優れていることを示す。
◎:接触角が10°を超え、かつ20°以下であり非常に良好であることを示す。
○:接触角が20゜を越え、かつ30°以下であり、良好であることを示す。
△:接触角が30゜を越え、かつ40゜以下であり、不良であることを示す。
×:接触角が40゜を越え非常に不良であることを示す。
作製したアルミニウム塗装板を前処理し、次いで汚染サイクル処理を実施した。汚染サイクル処理はパルミチン酸蒸気を含む50℃の空気にアルミニウム塗装板を1時間暴露することにより気相中でパルミチン酸を吸着させ、次いで水道水に6時間浸漬後、乾燥機中で乾燥することを1サイクルとし、これを10サイクル実施した。10サイクル後の親水性塗膜表面の接触角を、上記親水性評価と同様の方法で測定した。各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎、○を性能を満足する合格とし、△及び×を不合格とした。
◎:接触角が20°以下であり非常に良好であることを示す。
○:接触角が20゜を越え、かつ40°以下であり、良好であることを示す。
△:接触角が40゜を越え、かつ60゜以下であり、不良であることを示す。
×:接触角が60゜を越え非常に不良であることを示す。
JIS H4001に従った付着性試験を行い、碁盤目におけるテープ剥離後の残存個数を測定した。各表中において、全て残存した場合(25/25)を合格(○)とし、それ以外を不合格(×)とした。
実機フィンプレスにてドローレス成形を実施した状況で評価した。成形条件は以下の通りである。揮発性プレスオイル:AF−2C(出光興産)を使用し、しごき率は58%、成形スピードは250spmで実施した。評価結果である各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎及び○を性能を満足する合格とし、△及び×を不合格とした。
◎:非常に良好であることを示す。
○:良好であることを示す。
△:カラー部内面にキズが発生して不良であることを示す。
×:座屈、カラー飛びが発生して不良であることを示す。
1.抗菌性試験
作製したアルミニウム塗装板を用いて、JIS Z2801に従った抗菌性試験(フィルム密着法)を行い、次式を用いて、抗菌活性値を求めた。
R=log(A/B)
R:抗菌活性値
A:ブランク試験片の培養後の生菌数平均値
B:抗菌加工試験片の培養後の生菌数平均
評価結果である各表中の記号の意味は以下の通りであり、○を性能を満足する合格とし、×を不合格とした。
○:Rが2.0以上であり、良好であることを示す。
×:Rが2.0未満であり、不良であることを示す。
作製したアルミニウム塗装板を用いて、JIS Z2911に従ったかび抵抗性試験を行い、菌糸の発育状況を肉眼で調べた。
評価結果である各表中の記号の意味は以下の通りであり、0を性能を満足する合格とし、1及び2を不合格とした。
0:試験片の接種した部分に菌糸の発育が認められない。
1:試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積は、全表面積の1/3を超えなかった。
2:試験片の接種した部分に認められる菌糸の発育部分の面積は、全表面積の1/3を超えた。
アルミニウム塗装板は、アルミニウム塗装板を作製した直後と親水性の乾湿サイクルを実施したサンプルにて評価を実施した。
1−1.アセトアルデヒド吸着試験
アセトアルデヒド雰囲気の容器中に各アルミニウム塗装板を配置し、アセトアルデヒドを吸着させた後の容器内のアセトアルデヒド濃度(Ca)を測定した。Caは未吸着のアセトアルデヒド量に対応する濃度である。測定条件は以下の通りであった。なお、下記のアセトアルデヒド初期濃度(20ppm)から上記アセトアルデヒド濃度Caを差し引いた濃度(Cb)が、アルミニウム塗装板によるアセトアルデヒド吸着量に対応する濃度である。アセトアルデヒドの吸着率(%)は、(Cb/20)×100で表わされる。
試料の面積 :100×200mm2
試料容器 :5リットルデシケータ
容器のガス量:5リットル
ガス初期濃度:アセトアルデヒド20ppm
ガス測定方法:アセトアルデヒド検知管
試験室温度 :20℃
測定時間 :24時間
各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎、○を性能を満足する合格とし、△、×を不合格とした。
◎:70%を越える吸着率であり、非常に良好であることを示す。
○:吸着率が55%を越え、かつ70%以下であり、良好であることを示す。
△:吸着率が40%を越え、かつ55%以下であり、不良であることを示す。
×:吸着率が40%以下であり、非常に不良であることを示す。
大気雰囲気の容器中にアセトアルデヒドを吸着した各アルミニウム塗装板を配置し、アセトアルデヒドを脱着させた後の容器内のアセトアルデヒド濃度(Cc)を測定した。測定条件は以下の通りであった。なお、上記アセトアルデヒド濃度Cbから上記アセトアルデヒド濃度Ccを差し引いた濃度(Cd)が、アルミニウム塗装板によるアセトアルデヒド定着量に対応する濃度である。したがって、アセトアルデヒドの定着率(%)は、(Cd/Cb)×100で表わされる。
試料の面積 :100×200mm2
試料容器 :5リットルデシケータ
容器のガス量:5リットル
ガス初期濃度:アセトアルデヒド 0ppm
ガス測定方法:アセトアルデヒド検知管
試験室温度 :20℃
測定時間 :24時間
各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎及び○を性能を満足する合格とし、△及び×を不合格とした。
◎:定着率が95%を越え、非常に良好であることを示す。
○:定着率が90%を越え、かつ95%以下であり、良好であることを示す。
△:定着率が60%を越え、かつ90%以下であり、不良であることを示す。
×:定着率が60%以下であり、非常に不良であることを示す。
アンモニア雰囲気の容器中に各アルミニウム塗装板を配置し、アンモニアを吸着させた後の容器内のアンモニア濃度(Ca)を測定した。Caは未吸着のアンモニア量に対応する濃度である。測定条件は以下の通りであった。なお、下記のアンモニア初期濃度(20ppm)から上記アンモニア濃度Caを差し引いた濃度(Cb)が、アルミニウム塗装板によるアンモニア吸着量に対応する濃度である。アンモニアの吸着率(%)は、(Cb/20)×100で表わされる。
試料の面積 :100×200mm2
試料容器 :5リットルデシケータ
容器のガス量:5リットル
ガス初期濃度:アンモニア20ppm
ガス測定方法:アンモニア検知管
試験室温度 :20℃
測定時間 :24時間
各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎、○を性能を満足する合格とし、△、×を不合格とした。
◎:45%を越える吸着率であり、非常に良好であることを示す。
○:吸着率が35%を越え、かつ45%以下であり、良好であることを示す。
△:吸着率が25%を越え、かつ35%以下であり、不良であることを示す。
×:吸着率が25%以下であり、非常に不良であることを示す。
大気雰囲気の容器中にアンモニアを吸着した各アルミニウム塗装板を配置し、アンモニアを脱着させた後の容器内のアンモニア濃度(Cc)を測定した。測定条件は以下の通りであった。なお、上記アンモニア濃度Cbから上記アンモニア濃度Ccを差し引いた濃度(Cd)が、アルミニウム塗装板によるアンモニア定着量に対応する濃度である。したがって、アンモニアの定着率(%)は、(Cd/Cb)×100で表わされる。
試料の面積 :100×200mm2
試料容器 :5リットルデシケータ
容器のガス量:5リットル
ガス初期濃度:アンモニア 0ppm
ガス測定方法:アンモニア検知管
試験室温度 :20℃
測定時間 :24時間
各表中の記号の意味は以下の通りであり、◎、○を性能を満足する合格とし、△、×を不合格とした。
◎:定着率が90%を越え、非常に良好であることを示す。
○:定着率が80%を越え、かつ90%以下であり、良好であることを示す。
△:定着率が70%を超え、かつ80%以下であり、不良であることを示す。
×:定着率が70%以下であり、非常に不良であることを示す。
Claims (3)
- アルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の少なくとも一方の表面に形成した下地皮膜と、当該下地皮膜上に形成した親水性塗膜とを含むアルミニウム塗装材であって、
前記親水性塗膜は、親水性樹脂(A)の65.0〜94.80重量%と、烏龍茶成分(B)の0.1〜5.0重量%と、ビス−(2−ピリジルチオ−1−オキシド)−ジンクを含む抗菌防黴剤(C)の5.0〜25.0重量%と、0.001〜0.050μmの平均粒径を有する酸化チタン微粒子(D)の0.1〜5.0重量%とを含有し、その付着量が0.05〜2.0g/m2であり、
前記親水性樹脂(A)が、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方を有する樹脂(a1)のα%と、アミド結合を有する樹脂(a2)のβ%と、エーテル結合を有する樹脂(a3)のγ%とを含み、α、β及びγがγ≧α+βの関係を満たすと共に、
前記(a1)がポリアクリル系樹脂を含み、前記(a2)がポリアクリルアミド系樹脂を含み、前記(a3)がポリエチレングリコール系樹脂を含み、α:β:γ=5〜25:5〜25:50〜90の関係を満たすことを特徴とするアルミニウム塗装材。 - アルミニウム基材と、当該アルミニウム基材の少なくとも一方の表面に形成した下地皮膜と、当該下地皮膜上に形成した親水性塗膜とを含むアルミニウム塗装材であって、
前記親水性塗膜は、親水性樹脂(A)の64.0〜94.79重量%と、烏龍茶成分(B)の0.1〜5.0重量%と、ビス−(2−ピリジルチオ−1−オキシド)−ジンクを含む抗菌防黴剤(C)の5.0〜25.0重量%と、0.001〜0.050μmの平均粒径を有する酸化チタン微粒子(D)の0.1〜5.0重量%と、緑茶成分及び紅茶成分の少なくとも一方(E)の0.01〜1.0重量%とを含有し、その付着量が0.05〜2.0g/m 2 であり、
前記親水性樹脂(A)が、カルボキシル基及びその塩の少なくとも一方を有する樹脂(a1)のα%と、アミド結合を有する樹脂(a2)のβ%と、エーテル結合を有する樹脂(a3)のγ%とを含み、α、β及びγがγ≧α+βの関係を満たすと共に、
前記(a1)がポリアクリル系樹脂を含み、前記(a2)がポリアクリルアミド系樹脂を含み、前記(a3)がポリエチレングリコール系樹脂を含み、α:β:γ=5〜25:5〜25:50〜90の関係を満たすことを特徴とするアルミニウム塗装材。 - 請求項1又は2に記載のアルミニウム塗装材を用いたプレコートアルミニウムフィン材。
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