JPH01130764A - 塩化ビニル樹脂塗料用水性プライマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、塩化ビニル樹脂塗料の下塗りに使用される水
性プライマー組成物に関する。

（従来の技術） 一般に塩ビ鋼板と呼ばれる塩化ビニル樹脂塗料を塗装し
た鋼板は、加工性のよいポリ塩化ビニル樹脂（以下、塩
化ビニル樹脂という）を鋼板もしくはメツキ鋼板に厚塗
布したもので、加工密着性に優れている上、キズが鋼板
素地まで達しにくいため、塗装鋼板では一般に困難なプ
レス加工にも耐え、被膜の長期耐久性にも優れることか
ら、自動車、家電製品、建材などに幅広く使用されてい
る。

塩ビ塗装鋼板は、塩化ビニル樹脂のプラスチゾル塗料も
しくはオルガノゾル樹脂塗料を使用して製造される。塩
化ビニル樹脂のプラスチゾル塗料は、ペーストレジンと
呼ばれる乳化重合で得られた微粒状塩化ビニル樹脂のペ
ーストを可塑剤およびその他の添加剤（安定剤、顔料な
ど）と混和したもので、それをトルエンなどの溶剤で希
釈したものがオルガノゾル塗料である。

塩ビ鋼板の塗装は、コイルコータラインにおいて、まず
プライマーの塗布と焼付、次いで前記塩化ビニル樹脂の
ゾル塗料の塗布と焼付という２コート２ベーク法で連続
的に実施される。塩化ビニル樹脂塗料を金属素材（例、
亜鉛メツキ鋼板）に直接適用しても良好な密着性は得ら
れない、従って、従来より、下地用のプライマーが必ず
使用されてきた。

塩ビ鋼板の塗装において従来使用されてきたプライマー
は、特開昭５７−１７８７４５号の第２頁に説明されて
いるように、熱硬化性樹脂を溶剤で希釈した種類のもの
である。具体的には、熱可塑性アクリル樹脂に架橋剤と
してビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂および
ブロックトイソシアネートの少なくとも１種類を添加し
た樹脂成分に、各種顔料および溶剤を配合した塗料系で
ある。この溶剤含有ブライマーの焼付は鋼板表面温度１
５０〜２５０℃で１〜５分間行われる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の有機溶剤を含有する従来の塩化ビニル樹脂塗料用
プライマーには、次の欠点がある。

■焼付温度が、鋼板表面温度１５０〜２５０℃と高く、
高温の熱風炉を設置する必要がある。

■焼付時に発生する溶剤蒸気をそのまま大気中に放出す
ることは公害防止の点で許されないので、排ガス燃焼装
置（インシネレータ）の設置・稼働が必要となる。

このため、塩ビ鋼板のコイルコータラインには、多大の
設備投資が必要であり、また多量のエネルギーを消費す
る。

本発明は、水性系とすることにより上述した欠点が解消
された塩化ビニル樹脂塗料用のプライマー組成物を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的を達成すべく検討した結果、水
溶性ウレタン樹脂と塩化ビニル樹脂ラテックスとの混合
物を含有させた水性系プライマーにより、従来より低温
焼付が可能で、しかも従来の溶剤系のものに匹敵しうる
プライマー性能を得ることができることを見出し、本発
明に到達した。

ここに、本発明の要旨は、水溶性ポリウレタン樹脂と水
分散性塩化ビニル樹脂ラテックスとを、ポリウレタン樹
脂／ポリ塩化ビニル樹脂の固形分重量比が０．３５〜１
．０の範囲内となる量で含有させ、必要に応じて水溶性
アクリル樹脂と水溶性エポキシ樹脂の一方もしくは両方
を適量添加した、塩化ビニル樹脂塗料用の水性プライマ
ー組成物である。

（作用） 以下、本発明について詳述する。

本発明の水性プライマー組成物は、水溶性ポリウレタン
樹脂と水分散性塩化ビニル樹脂ラテックスを塗膜形成成
分として利用する。

水溶性ポリウレタン樹脂は、プライマーとして必要な金
属素地への密着性、変形加工性、耐食性、耐久性を兼備
し、また塩化ビニル樹脂塗料に必ず含まれている可塑剤
の共存下でも耐久性が低下しないという特徴を有し、本
発明のプライマー組成物にこれらの性能を付与すること
ができる。水溶性ポリウレタン樹脂としては各種の市販
品を利用することができ、その１例は大日本インキ化学
工業製のＡＰ３０である。

水分散性塩化ビニル樹脂ラテックスは、上塗りの塩化ビ
ニル樹脂塗膜に対するプライマーの相溶性を高めること
により、上塗り塗膜に優れた密着性を付与することがで
きる。この塩化ビニル樹脂ラテックスは、塩化ビニルの
乳化重合により得られる、粒径が約１０μ以下の水分散
性ポリ塩化ビニル粒子を含有するラテックスである。

本発明のプライマー組成物にあっては、これらの樹脂成
分を、ポリウレタン樹脂／ポリ塩化ビニル樹脂の固形分
重量比が０．３５〜１．０の範囲内となる量で配合する
。上記固形分重量比が０．３５未満では、被膜の可撓性
と金属素地への密着性が不足し変形加工性や耐食性、耐
久性も劣化する。一方、この重量比が１．０を超えると
、上塗り塗膜への密着性が低下するのである。

所望により、被膜の硬化促進や金属素地への密着性の増
強のために、水溶性エポキシ樹脂、水溶性アクリル樹脂
もしくはその両者を、ポリ塩化ビニル樹脂に対する固形
分重量比が０．１〜１．０となる範囲内の量でさらに含
有させることもできる。

これらの樹脂の添加量が上記重量比で０．１を下回ると
、所期の硬化が十分に得られず、また１、０を超えると
、下地被膜が硬くなりすぎて変形加工性が低下する。

さらに、従来のプライマー組成物と同様に、体質顔料、
防錆顔料、着色顔料などの各種顔料を適宜の量で配合す
ることもできる。本発明のプライマー組成物に有用な顔
料の例は、二酸化チタン、酸化亜鉛、クロム酸亜鉛等で
ある。

本発明のブライマー組成物の全固形分含有量は、容易に
塗布できる範囲であればよく、特に制限されない。

本発明のプライマー組成物は、主として冷延鋼板などの
鋼板や亜鉛メツキもしくは亜鉛合金メツキ鋼板などのメ
ツキ鋼板に使用されるが、アルミニウム板などの他の金
属板にも適用可能であり、また鋼管など板取外の材料に
も適用可能であることは当然である。

塩ビ鋼板の製造においては、好ましくは密着性向上のた
めに予めクロメート処理などの化成処理を施した鋼板に
、本発明のプライマー組成物を一般に１〜２０ｇ／ｆｆ
ｒの範囲内の付着量で塗布した後、１００℃前後の温度
で焼付けて被膜から水分を除去して乾燥させる。乾燥時
間は、一般に１０〜６０秒である。この加熱温度では、
下地被膜の完全な硬化は達成されないが、上塗りの塩化
ビニル樹脂塗料の塗布作業には支障を生じない程度の硬
さの指触乾燥皮膜が得られる。その後、一般に約２００
℃程度で行われる上塗り塗膜の焼付時に、下地のブライ
マー乾燥被膜も同時に加熱され、完全に硬化した下地被
膜が形成される。

（発明の効果） このように、本発明のプライマー組成物では、塗布後の
鋼板の焼付が１００℃程度の比較的低温でよく、温風発
生器などの小型の加熱装置で十分である。また、水性系
であるため、有機溶媒の発生に付随する煩雑な処理が不
要である。それにもがかわらず、このプライマー組成物
により形成された下地被膜は、金属素地および上塗り塩
化ビニル樹脂塗膜への密着性、変形加工性、耐食性、耐
久性といったブライマーに要求される性能に関して、従
来の溶剤系ブライマー組成物と同等の性能を発揮するこ
とができ、したがって、塩ビ鋼板の製造コスト低減に寄
与する。

次に、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例） 片面電気亜鉛メツキ鋼板（目付量２０ｇ／ｒｄ）のメツ
キ面にクロメート処理（Ｃｒ付着１５０■／ｒｌ？）を
施した後、第１表に示す各種組成の水性ブライマー組成
物をバーコードにより塗布し、１００℃の電気炉で３０
秒間焼付けることにより被膜を乾燥させた。この時の塗
布量は約３〜５ｇ／ｎ？（乾燥被膜付着量）であった。

プライマー組成物の調製に使用した材料は次の通りであ
る。

水溶性ポリウレタン樹脂：ＡＰ３０（大日本インキ化学
工業） 塩化ビニル樹脂ラテックス：　Ｇ１００Ｏ（住人化学工
業） 水溶性アクリル樹脂：Ｄ６００（大日本インキ化学工業
） 水溶性エポキシ樹脂：　　　ＣＲ５Ｌ（大日本インキ化
学工業） 二酸化チタン顔料：　　　平均粒径５μプライマ一組成
物の調製は、上記塩化ビニル樹脂ラテンクスに他の樹脂
成分を添加し、必要に応して適当な粘性になるように水
で希釈し、さらに場合により二酸化チタン顔料を加えた
後、インペラー撹拌機で均質な水性分散液が得られるま
で攪拌することによって行った。第１表の１ｌｈ８は、
塩化ビニル樹脂のみを含有させたプライマー組成物を使
用した比較例である。

乾燥したブライマー被膜の上に、塩化ビニル樹脂プラス
チゾル塗料（ビニゾールＶｓ１６００．　　日本ペイン
ト）を、バーコータにより２００　μ　（乾燥膜厚）の
厚さに塗布し、２１０℃の鋼板到達温度となるように熱
風乾燥炉で上塗り塗膜を焼付けた。

得られた塩ビ塗装鋼板の試験片の塗膜密着性を、初期密
着性と沸騰水中に２時間浸漬した後について、幅ＩＱｍ
ｍのピーリング試験による剥離強度で評価し、試験結果
を第１表に合わせて示した。ピーリング試験は、塗装試
験片に鋼素地に達する深さで幅１０ｆｉの２本の平行線
をケガキした後、この幅１０鶴の塗膜フィルムを剥離す
るのに必要な強度を測定するものである。第１表の剥離
強度において、Ｏは剥離強度がフィルム凝集強度以上で
あることを示し、これは塗膜フィルムの密着力がフィル
ムの凝集強度を上回り、剥離試験でフィルムが先に破断
して剥離できなかったことを意味する。

第１表の結果かられかるように、本発明のプライマー組
成物を使用した場合には、初期密着性は完全で、沸騰水
浸漬後も比較例に比べて約１０倍以上の高い剥離強度が
得られる。これに対して、塩化ビニル樹脂にポリウレタ
ン樹脂を添加しなかった比較例では、患９や１０のよう
に、ポリウレタン樹脂の代わりにほぼ同′量のエポキシ
樹脂やアクリル樹脂を添加した場合であっても、初期密
着性と沸騰水浸漬後の密着性のいずれも劣っている。エ
ポキシ樹脂やアクリル樹脂も金属に対して高い密着性を
有し、金属材料の塗装におけるプライマーとしてよく使
われる材料であることを考慮すると、この比較例の結果
から、本発明のプライマー組成物、すなわち塩化ビニル
樹脂とポリウレタン樹脂の組合わせからなる組成物によ
り得られる効果が予想外であることが理解される。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶性ポリウレタン樹脂と水分散性ポリ塩化ビニ
   ル樹脂ラテックスとを、ポリウレタン樹脂／ポリ塩化ビ
   ニル樹脂の固形分重量比が０．３５〜１．０の範囲内と
   なる量で含有する、塩化ビニル樹脂塗料用水性プライマ
   ー組成物。
2. （２）水溶性エポキシ樹脂、水溶性アクリル樹脂、もし
   くはこれらの混合物を、前記ポリ塩化ビニル樹脂に対す
   る固形分重量比が０．１〜１．０となる範囲内の量でさ
   らに含有させた、特許請求の範囲第１項記載の水性プラ
   イマー組成物。
3. （３）顔料を、前記ポリ塩化ビニル樹脂固形分に対する
   重量比が０．０５〜１．０となる量でさらに含有させた
   、特許請求の範囲第１項または第２項記載の水性プライ
   マー組成物。