JPH02160857A - 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ポリ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ｍ仮に
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−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。この溶剤含有プ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課題） 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（イソシネレータ）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ン肖費
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掃供
することを目的とする。

（課題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
溶性ポリウレタン樹脂と水分散性アクリル樹脂エマルジ
ョン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
匹敵しろ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、水
分散性アクリル樹脂エマルジョン、および水溶性エポキ
シ樹脂を、アクリル樹脂／ポリウレタン樹脂の固形分重
量比が０．０５〜１．５の範囲内、エポキシ樹脂／ポリ
ウレタン樹脂の固形分重量比が０．１〜０．５の範囲内
となる割合で含有する、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、水分散性アクリル樹脂エマルジッンおよび水溶性
エポキシ樹脂を塗膜形成成分として利用する。

ポリウレタン樹脂は、一般に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てい
るが、水溶性のポリウレタン樹脂もこれらの性能を保持
していることが判明した０本発明では水性組成物とする
ために水溶性ポリウレタン樹脂を使用し、それにより本
発明のプライマー組成物に上述した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
工業製のハイトランＡＰ−３０である。

アクリル樹脂は一般に上塗り塗膜との密着性ならびに鋼
板との密着性を上げることができるが、水性組成物に使
用可能な水分散性アクリル樹脂エマルジョンについても
この特性が発揮されることを確認した。但し、アクリル
樹脂は一般に塩化ビニル樹脂塗料の可塑剤により膨潤し
やすい。水分散性アクリル樹脂エマルジョンの市販品の
例としては、大日本インキ化学工業製のポンデイックＤ
−６００がある。

本発明のプライマー組成物にあっては、上記２種類の樹
脂成分を、アクリル樹脂／ポリウレタン樹脂の固形分重
量比が０．０５〜１．５の範囲内となる量で配合する。

上記固形分重量比が０．０５未満では、アクリル樹脂が
少ないために被膜の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１．５を超えると、アクリル樹脂が多すぎるため可塑
剤による膨潤が顕著となり、プライマー塗膜自体が膨潤
して密着性が低下する。

ポリウレタン樹脂をエポキシ樹脂で架橋させることによ
り、塗膜の耐可塑剤性を高めることができる。

本発明のプライマー組成物にあっては、水溶性エポキシ
樹脂を、ポリウレタン樹脂に対する固形分重量比で０．
１〜０．５の範囲内の量で含有させる。

この添加量が上記重量比で０．１を下回ると、添加によ
る効果が十分に得られず、また０、５を超えると、塗膜
の耐可塑剤膨潤性が低下する。

さらに、本発明のプライマー組成物の耐食性をさらに向
上させるために水性のコロイダルシリカを樹脂固形分と
シリカの合計量に対する重量％で３０％以下の量で添加
することもできる。添加量が３０％を超えると塗膜の耐
可塑剤膨潤性に悪影響を及ぼす。好ましくは、１０〜２
０％の配合比で添加する。水性コロイダルシリカは各種
粒径のものが市販されているが、平均粒径１０〜３０ｍ
ｍ程度のものが好ましい。１例として、８産化学工業製
のスノーテックスとして市販されている一連の製品があ
る。

本発明のプ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／イ
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。どの加熱温度では、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、下地のプライマー
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。それにもかかわらず、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、耐可塑剤膨潤性、変形加
工性、耐食性、耐久性といったプライマーに要求される
性能に関して、従来の溶剤系プ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） 両面電気亜鉛メツキ鋼板（各面に対して目付量２０ｇ／
　ｒｄ　）のメツキ面に下地処理として塗布型クロメー
ト液を塗布（Ｃｒ付着Ｍｔ５０ｍｇ／ｍ”）　シた後、
約１００℃の鋼板到達温度となるように３０秒間熱風乾
燥させた。その上に、第１表に示す各種組成の水性プラ
イマー組成物をバーコータより塗布し、上記と同様に熱
風乾燥させた。この時のプライマー付着量は約３〜５ｇ
／ｍ（乾燥被覆重量）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： ハイドランＡＰ−３０（大日本インキ化学工業）水分散
性アクリル樹脂エマルジョン： ポンデイックＤ−６００（大日本インキ化学工業）水溶
性エポキシ樹脂： ＣＲ−５Ｌ　　（大日本インキ化学工業）水性コロイダ
ルシリカ： スノーテックス○（８産化学工業） （平均粒径１０〜２０ｎｍ） プライマーの調製は、上記水分散性アクリル樹脂エマル
ジョンに他の樹脂成分を添加し、必要に応じて適当な粘
性になるように水で希釈し、さらに場合により水性コロ
イダルシリカを加えた後、インペラー攪拌機で均質な水
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！１６Ｊｍ１６は、市販のプライマーとして日本ペ
イント製ビニゾール１６００　（溶剤系の塩化ビニル樹
脂塗料用プライマー）を使用した従来例である。

このプライマーは前記のクロメート下地処理の後、バー
コータにより５Ａｔｍ（乾燥膜Ｗ−）の厚さに譬布し、
２００℃の鋼板最高到達温度となるように熱風乾燥炉で
焼付けた。

乾燥したプライマー被覆の上に、塩化ビニル樹脂オルガ
ノゾル塗料（プレカラー＃５０００、日本油脂）を、バ
ーコータにより３０ｐ（乾燥膜厚）の厚さに塗布し、２
１０〜２１５℃の鋼板最高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塗膜密着性を、初期密着性と沸
騰水中に２時間および２４時間浸漬した後について、次
の要領で調べた。試験片の塗膜に素地に達する深さで１
ｆｌ角のマス目を１００個けがき、エリクセン試験機で
７１押し出しを行った後、セロハンテーブヱリ離テスト
で評価した。結果は剥離した塗膜マス目数で表示した。

　０／１００は密着性良好を表し、１００／１００は密
着していないことを表す。

また、得られた塩ビ塗装鋼板の耐食性について、綱板素
地に達する深さのカフ）を入れた試験片の塩水噴霧試験
を行い、カット部とシャー切断面からのエツジ部におけ
る白さびの発生状況、およびエツジ部におけるブリスタ
ーの発生状況で耐食性を評価した。

以上の試験結果を第１表に併せて示した。第１表のプラ
イマー組成は、すべて水を除いた加熱残部の重量部を示
している。なお、ＳＳＴは塩水噴霧試験（Ｓａｌｔ　５
ｐｒａｙ　Ｔｅｓｔｉｎｇ）のことである。

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、市販の溶剤系プライマー（比
較例隘１６）と同様に初期密着性は完全で、沸騰水浸漬
後の密着性もほぼ完全であった。これに対して、アクリ
ル樹脂／ポリウレタン樹脂の比率が本発明の範囲外であ
る比較例磁１．２．７．１０、（患３は硬化せず）およ
びエポキシ樹脂／ポリウレタン樹脂の比率が本発明の範
囲外である比較例磁１１．１４．１５では少なくとも沸
騰水浸漬後の密着性に劣り、初期密着性にも劣っている
ものがほとんどである。

また、隘４．５．６からシリカの含有率による耐食性へ
の影響がわかる。好ましい１０〜２０％の範囲内のシリ
カを含有させた本発明例陽５では、塩水噴霧試験７２０
時間後においても耐食性が良かった。

以上の結果から、本発明の水性系プライマー組成物は、
１次、２次密着性に優れ、塩水噴霧試験による耐食性も
良好であり、従来の溶剤系プライマーに匹敵しうる性能
を発揮することがわかる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水溶性ポリウレタン樹脂、水分散性アクリル樹脂
   エマルジョン、および水溶性エポキシ樹脂を、アクリル
   樹脂／ポリウレタン樹脂の固形分重量比が０．０５〜１
   ．５の範囲内、エポキシ樹脂／ポリウレタン樹脂の固形
   分重量比が０．１〜０．５の範囲内となる割合で含有す
   る、塩化ビニル樹脂塗料用水性プライマー組成物。
2. （２）水性コロイダルシリカを、前記組成物中の樹脂固
   形分とシリカの合計量に対して３０重量％以下の量でさ
   らに含有させた、請求項１記載の水性プライマー組成物
   。