JPH02174977A

JPH02174977A - 塗装金属板の塗膜形成方法

Info

Publication number: JPH02174977A
Application number: JP32924188A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hane; 羽根　高志; Etsuji Chatani; 悦司茶谷
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-06

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、塗装金属板の塗膜形成方法に関し、さらに詳
しくは加工部においても長期塗膜保証を可能ならしめた
塗膜形成方法に関する。

（従来の技術）屋根や外壁などの長期塗膜保証を要求される部位に多く
使用される塗装金属板は、一般にはプレコート鋼板と呼
ばれている。

プレコート鋼板の素材としては、溶融亜鉛めっき鋼板、
亜鉛／アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウムめっ
き鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などが一般に
用いられている。

また、プレコート鋼板の塗膜形成方法としては、防錆顔
料を配合したエポキシ樹脂系塗料を下塗塗料として使用
し、塗装回数は下塗塗料を含め２〜・４回が業界では主
流となっている。

プレコート鋼板は、実際に屋根材等に使用されるに先立
って、９０度や１８０度折り曲げなどの成形加工が施さ
れ、そしてその塗膜には長期の保証が要求される。

したがって、長期の塗膜保証が要求されるブレコート鋼
板ではその上塗（仕上げ）塗料にフッ素樹脂系塗料が使
用されているが、さらに近年市場の要求は厳しさを増し
、プレコートＥ板業界では塗料メーカーに対し塗膜保証
２０年の要求を出すに至った。そして、これに対応する
品質規格としては、■促進耐候性試験１５００時間で色
の変化はＮ８８色差（ΔＥ）が７以下、■塩水噴霧試験
２，０００時間でＡ、ＳＴＭ８Ｆ以上、のいずれにも合
格することとされた。

したがって、最近では、プレコート鋼板用の上塗塗料は
、その展色材としてポリフッ化ビニリデンを７０％以上
含有させた塗料が主流となっている。

（発明が解決しようとする課題）ポリフッ化ビニリデン系塗料が塗装されたプレコート鋼
板は、非加工部においては前記の品質規格に合格するが
、加工部においては合格することが困難であり、２０年
の塗膜保証は不可能であった。

前記の如く、プレコート鋼板はその使用に先立って成形
加工されるが、その加工時において、ポリフッ化ビニリ
デン系塗料塗膜は伸び率が不十分なため、素材の伸びお
よび割れを克服しきれず、クラックやはがれ等の塗膜欠
陥が生じやすかった。

以上のような塗膜欠陥の発生は、プレコート鋼板用素材
の種類によっても差が生じる。すなわち、前のプレコー
ト鋼板用素材の中では、Ｚ−２７（ＪＩＳ−Ｇ−３３０
２（１９８７年）で規定された亜鉛めっき鋼板の中で亜
鉛めっき量が最も多く、目付は量２７５ｇ／ｍ”である
）は、他の素材に比較して上記の塗膜欠陥が最も生じや
すい。すなわち、Ｚ−２７についての塗膜保証が最も難
しいことが経験的に知られている。

これらの問題を解決する試みとして、従来のポリフッ化
ビニリデン上塗塗膜の上に、さらにポリフッ化ビニリデ
ンを含有するクリヤー塗料や着色塗料を塗り重ねる方法
等がとられたが、塗膜の伸び率を大幅に向上させること
はできず、加工部における２０年塗膜保証の水準に達し
ていないのが現状である。

本発明の目的は、従来のポリフッ化ビニリデン系塗料を
用いたプレコート鋼板塗膜形成方法において、耐候性、
耐食性、耐薬品性等の優れた性能を低下させることなく
、その上、塗膜に柔軟性を付与し、従来の２０年塗膜保
証を加工部にまで拡大ならしめるプレコート鋼板用の塗
膜形成方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記の課題を解決するため、従来から採
用されている長３ｔＪｌ塗膜保証の３コート塗膜形成方
法に注力し鋭意研究した結果、ポリフッ化ビニリデンと
特定のアクリル系重合体との混合物を展色材とする塗膜
は、１５０〜２００％という今までには考えられなかっ
た伸び率を示すこと、このような塗膜が特に中塗塗料と
して形成された３コート塗膜も、また素晴らしい伸び率
を示すこと等を見出し、本発明を完成させた。

すなわち本発明は、金属板上に下塗中塗および上塗の各
塗料を塗り重ね、特に上塗塗料としてポリフッ化ビニリ
デンを含有する塗料を用いる塗膜の形成方法において、
下記の成分：（Ａ）ポリフッ化ビニリデンと、（Ｂ）　　　−ｉ　弐　Ｇ　　Ｈｚ　　＝　　ＣＲ’　
　　　　ＣＯｚ　　Ｒ２（但し、式中Ｒ１は水素原子ま
たはメチル基を、Ｒ２はＣＩ％ＣＩＧのアルキル基を示
す）で表される（メタ）アクリル酸エステルモノマーを
、その重合単位として７０重量％以上含有する、重量平
均分子量が５０．０００〜２００．０００のアクリル系
重合体とを、７０　：　３０〜４０　：　６０重量比に
混合した混合物を展色材の主成分とした中塗塗料を使用
することを特徴とする。

本発明の塗膜形成方法において使用され、また本発明の
主体である中塗塗料は、その展色材の主成分がポリフッ
化ビニリデン（成分（Ａ））と特定のアクリル系重合体
（成分（Ｂ））で形成されている。

ポリフッ化ビニリデンとしては、重量平均分子量が４０
０．０００以上、融点１５０〜１８０°Ｃのものが好ま
しい。例えばカイナー５００（日本ペンウォルト■商品
名、重量平均分子量６５０．０００、融点１６０〜１６
５℃）などがある。

特定のアクリル系重合体としては、その重合単位の７０
重量％以上が炭素数１〜ｌＯの（メタ）アクリル酸アル
キルエステルモノマー、例えば、（メタ）アクリル酸メ
チル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸
ブチル１．（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アク
リル酸アミル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）
アクリル酸オクチルなどが挙げられ、重量平均分子量が
５０．０００〜２００，０００である。さらに好ましく
は、アクリル系重合体を構成する重合単位の５０重重量
以上がメタアクリル酸メチルである。

特定のアクリル系重合体の重合単位の３０重量％以下を
構成する七ツマ−としては、上記のアクリル系モノ−７
−と共重合可能なものであればよい。

その′ようなモノマーとしては例えば（メタ）アクリル
酸、スチレン、ビニルトルエン、（メタ）アクリロニト
リル、　（メタ）アクリル酸アミド、塩化ビニルなどが
ある。上記の成分（Ａ）と（Ｂ）との混合割合は、７０
８３０〜４０　：　６０重量比である。

混合割合が、この範囲外では充分な塗膜保証が得られな
い。

本発明の中塗塗料は、その他の成分として一般に塗料に
使用される着色顔料、体質顔料、溶剤および添加剤など
を配合することができる。着色顔料としては、例えば酸
化チタン、カーボンブランク、酸化鉄、クロム酸鉛、金
属粉末（Ａ！、Ｃｕ）、焼成顔料（コバルトブルー、グ
リーン）などが挙げられる。体質顔料としては、例えば
炭酸カルシウム、クレイ、タルク、三酸化アンチモン、
硫酸バリウム、カオリンなどが挙げられる。溶剤として
は、例えばトルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、セロソルブ系溶剤、メチルイソブチルケトン、メチ
ルエチルケトン、ジイソブチルケトン、イソホロン、シ
クロヘキサノンなどが挙げられる。添加剤としては、例
えば消泡剤、顔料分散剤、たれ防止剤、傷付き防止剤な
どが挙げられる。

本発明の中塗塗料を含め、展色材の主成分がポリフッ化
ビニリデンと特定のアクリル系重合体とで構成された塗
料においては、その塗膜の伸び率は透明塗料（顔料を含
まない）と着色塗料とでは殆ど差がみられない。換言す
れば、顔料を通常の着色塗料並に配合しても伸び率は、
第２表の製造例６と７を参照しても判るように、低下し
ない。

本発明の塗膜形成方法において使用される下塗塗料は、
従来からプレコート鋼板の製造に多く使用されているエ
ポキシ樹脂系塗料が最も好適に使用できるが、これに限
定するものではなく、本発明の目的を果たせるものであ
れば、他のタイプの塗料、例えばポリエステル樹脂系や
ビニルブチラールなどのビニル樹脂系の塗料等も使用す
ることができる。

同じく上塗塗料としては、従来からプレコート鋼板に使
用されているポリフッ化ビニリデン系上塗塗料が最も好
ましい。上塗塗料には塗膜硬度その他の性能の向上を目
的として、ガラス繊維、ガラスピーズ、アルミナ、マイ
カ、シリカなどの無機質やポリテトラフルオロエチレン
、ベンゾグアナミン、メラミンなどの有機骨材を配合し
てもよい。また上塗塗料は着色顔料、その他−船に塗料
に使用される添加剤、例えば紫外線吸収剤、消泡剤、顔
料分散剤、たれ防止剤、酸化防止剤、傷付き防止剤など
を配合することもできる。

本発明の塗膜形成方法は、上記の下塗、中塗および上塗
の各塗料を塗り重ねることで成り立っている。

実際の塗装方法としては、エポキシ樹脂系下塗塗料を乾
燥塗膜厚が約５μｍになるように塗布したのち、１分間
で到達板温２１０±１０℃となるように乾燥させ、つぎ
に本発明で使用される中塗塗料を乾燥塗膜厚が約２０１
Ｍになるように塗布し、到達板温２４０±１０℃で乾燥
させ、最後にポリフッ化ビニリデン系上塗塗料を乾燥塗
膜厚が約２０ｐｍとなるように塗布したのち、到達板温
２４０±１０℃で乾燥させる。

以上は下塗、中塗および上塗塗料をそれぞれ加熱乾燥さ
せるいわゆる３コート３ベイク（３ｃ３ｂ）方式である
が、別法として下塗塗料を塗布後、乾岸させ、ついで中
塗塗料と上塗塗料をウェットオンウェットさせる、いわ
ゆる１ｃｌｂ　＋　２ｃｌｂ方式を採用することもでき
る。

プレコート鋼板は一般には塗膜によって着色されるが、
その着色方法としては、■上塗塗料で着色する（この場
合、中塗塗料が透明塗装４であってもよい）方法と７、
■中塗塗料で主として着色する（この場合は、上塗塗料
は透明塗料であってもよい）方法とがあるが、■、■い
ずれを採用してもさしつかえない。

（作用）ポリフッ化ビニリデンは本来結晶性を持つポリマーであ
り、その塗膜は耐候性に優れているが結晶しているため
に伸び率は多く期待できないものである。

しかしながら本発明における（■３）成分すなわち特定
のアクリル系重合体をポリフッ化ビニリデン中に適量混
合した混合樹脂を展色剤の主体とする塗料では、加熱乾
燥時に溶融したポリフッ化ビニリデンは再結晶化するこ
とを妨げられる結果、従来では考えられなかった伸び率
を示したものと考えられる。

（実施例）次に製造例、実施例および比較例により本発明を具体的
に説明する。

製造例１〜３（アクリル系共重合体溶液の調製）第１表の配合表に準じて、攪拌器、滴下槽、還流冷却器
および温度計を備えた２１フラスコに溶剤混合物を入れ
て１１０℃に加熱したのち、攪拌しながら単量体および
重合触媒の混合溶液を滴下槽から２時間かけて滴下した
。その後さらに１時間同じ温度で反応をつづけてアクリ
ル系重合体溶液（八１、Ａ２および八３）を得た。加熱
残分％、重量平均分子量は第１表に示すとおりであった
。

製造比較例１．２反応温度を１４０℃にした以外は製造例１〜３と同様に
第１表の配合に準じてアクリル系重合体溶液（八４およ
びＡ５）を得た。加熱残分％、重量平均分子量は第１表
に示すとおりであった。

製造例４〜６、製造比較例３．４（中塗塗料の調製）第２表の配合に準じて、製造例１〜３、製造比較例Ｉ、
２で調製したアクリル系重合体溶液、顔料、および溶剤
の混合物をサンドグラインダーにて粒度１５−に分散さ
せたのち、デイシルバーで撹拌しながらポリフッ化ビニ
リデン粉末を加え、均一に分散させ、最後に添加剤を加
えて、中塗塗料（Ｎｌ、Ｎ２、Ｎ３、Ｃ，Ｎ４およびＮ
５）を調製した。

（中塗塗料試験片の作製）キシレンで洗浄し自然乾燥させた０、３　ｔｍｌ’！、
のブリキ板の片面に、各中塗塗料（Ｎｕ、、　Ｎ２、Ｎ
３、Ｃ１Ｎ４およびＮ５）をバーコーター”３８を用い
て乾燥塗膜厚が２０１Ｍになるように塗布し、到達板温
２４０℃で乾燥させ、各中塗塗料の試験片を作製した。

そして下記の方法にて破断伸び率、抗張力を測定し、第
２表の結果を得た。

く引張り試験方法〉ブリキ板に塗装された塗料試験片からアマルガム法で塗
膜を遊離させ、８０　Ｘ　１０龍の大きさに切った塗膜
を引張り試験機（ストログラフＷ、東洋精器■製）を用
い破断伸び率％と抗張力ｋｇ　ｆ　／　ｃＩＩｌとを測
定した。なお室温２０℃の室内にて引張り速度は２０ｍ
＊／ｍｉｎである。

実施例１〜３および比較例（試験片の作成）使用する被塗板として引張り試験（破断伸び率、および
抗張力の測定）用としては０．３ｍｍ厚のブリキ板を用
い、加工性、塩水噴霧、耐湿性、耐薬品性および促進耐
候性の各試験用としては次の３種類の被塗板とした。

Ｚ−２７７溶融亜鉛めっき鋼板（目付量２７５ｇ／　ｍ
　＞スーパージンク：５％Ａｌ／Ｚｎめっき鋼板ガルバ
リウム：５５％Ａ！／Ｚｎめっき鋼板衣に塗膜形成方法
として、まず被塗板に下塗塗料としてエポキシ樹脂系塗
料（商品名：ブレカラーブライマーＦ−１、日本油脂０
菊製）をバーコーター＃１２を用いて乾燥塗膜厚が５μ
ｍになるように塗布し、到達板温２１０°Ｃで乾燥させ
た。次に各中塗塗料（第３表に示した）をバーコーター
０３８を用いて乾燥塗膜厚が２０μｍになるように塗布
し到達板温２４０℃で乾燥させた。Ｒ後に上塗塗料とし
てその展色材中にポリフッ化ビニリデンを７０重量％含
有する透明塗料（商品名：ブレカラーＮｏ、８．０ＯＯ
クリヤー、日本油脂ＩＩ製）をバーコーター１３８を用
いて乾燥塗膜厚が２０−になるように塗布し、到達板温
２４０℃で乾燥させ各試験片を作成した。

以上のように作成した各試験片について、それぞれ試験
をおこない、その結果を第３表に示した。

試験方法加工性＝２０℃の室内にて各試験片の加工性を試験した
。表中の２丁とは加工される試験片と同一の被塗板を２
枚はさみ込み（３７〜６Ｔは３〜６枚はさみ込む）１８
０度密着折曲げをしたものである。折り曲げた先端を１
０倍ルーペで観察し、クランクフリーとなる加ニレベル
を示した。塩水噴霧：　ＪＩＳ−Ｚ２３７１に準じて２
Ｔ加工を施した試験片について２．５００時間試験し、
加工部の錆の程度を目視で判定した。

◎　塗面に全く異常ないもの。

Ｏ殆ど異常なし、合格。

△　フクレ、自さびを認める、不合格。

×　明らかに異常あり。

耐湿性エフ０℃１００％相対温度の器内に、３Ｔ加工を
施した試験片を２．５００時間静置したのち加工部のフ
クレの状況を目視で判定した。

◎　塗面に全く異常ないもの。

○　殆ど異常なし、合格。

△　フクレを認める、不合格。

×　明らかに異常あり。

耐薬品性：３１加工を施した試験片を２０”Ｃの１０％
塩酸、１０％硫酸および１０％水酸化ナトリウムに、そ
れぞれ３０日間浸漬したのち、加工部の塗膜の異常の有
無を目視で判定した。

◎　塗面に全く異常ないもの。

○　殆ど異常なし、合格。

△　フクレを認める、不合格。

×　明らかに異常あり。

促進耐候性：　Ｚ−２７についしは５Ｔ加工を、スーパ
ージンクおよびガルバリウムについては３Ｔ加工を、そ
れぞれ施した試験片について次の試験器および試験条件
で２．０００時間試験した（通称デューサイクルサンシ
ャインウェザーオメーター）。

試験器：　ＷＥＬ−５ｕｎｓｈｉｎｅ　−ＤＣ、スガ試
験器■製試験条件：光源カーボンアークブラックパネル温度　６３℃ ■　塗面に全く異常ないもの。

○　殆ど異常なし、合格。

△　光沢低下、白さび、フクレが認められるもの、不合
格。

×　明らかに異常あり。

第２表の結果から明らかなように本発明の（Ｂ）成分よ
りも重量平均分子量の低いアクリル系重合体溶液（Ａ４
およびＡ５）を配合した製造比較例３、および４の中塗
塗料はポリフッ化ビニリデン（成分（Ａ））の量が多い
にもかかわらず、破断伸び率％が低（、これらの中塗塗
料を使用した第３表の比較例１および２は本発明の目的
を達成していないことがわかる。

一方、本発明に準じた第２表の製造例４〜６の中塗塗料
は１６０〜２００％とすばらしい破断伸び率を示し、こ
れらを使用した第３表の実施例１〜３はいずれの試験に
おいても満足な結果を示しており、本発明の塗膜の形成
方法はすぐれていることが明らかである。

（発明の効果）本発明によれば、上塗にポリフッ化ビニリデン系塗料を
用いたプレコート鋼板塗膜の中塗に、特定の展色剤を用
いたので、耐候性、耐食性、耐薬品性等の優れた性能を
低下させることなく、その上、塗膜に柔軟性を付与し、
従来の２０年塗膜保証を加工部にまで拡大ならしめるプ
レコート鋼板用の塗膜形成方法を提供することができる
。

Claims

【特許請求の範囲】金属板上に下塗、中塗および上塗の各塗料を塗り重ね、
特に上塗塗料としてポリフッ化ビニリデンを含有する塗
料を用いる塗膜の形成方法において、下記の成分：（Ａ）ポリフッ化ビニリデンと、（Ｂ）一般式ＣＨ＿２＝ＣＲ＾１−ＣＯ＿２Ｒ＾２（但
し、式中Ｒ＾１は水素原子またはメチル基を、Ｒ＾２は
Ｃ＿１〜Ｃ＿１＿０のアルキル基を示す）で表される（
メタ）アクリル酸エステルモノマーを、その重合単位と
して７０重量％以上含有する、重量平均分子量が５０，
０００〜２００，０００のアクリル系重合体とを、７０
：３０〜４０：６０重量比に混合した混合物を展色材の
主成分とした中塗塗料を使用することを特徴とする塗装
金属板の塗膜形成方法。