JPH03119065A - 建築用プレコート金属外装材 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、金属素材、特に長尺の鋼板を連続的に高速で
短時間に塗装して、硬化させるコイルコーテングにより
製造される予め塗装された建築用金属外装材に関し、特
に加工性、防蝕性、耐汚染性、耐候性が共に優れた金属
外装材である。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）外装材
として用いられる亜鉛鍍金鋼板、アルミニウム／亜鉛合
金鍍金鋼板、アルミニウム板、ステンレス板などを予め
塗装した金属外装材は、その塗膜が折り曲げ、エンボス
プレス、ロール成形、絞り加工などの成形加工時の衝撃
に十分耐えると共に、防蝕性、耐汚染性、耐候性及び塗
装作業性などの多種の特性について、要求水準を十分に
満たすことが必要である。しかしながら、加工性と防蝕
性、耐候性等の両方の特性を両立させることは極めて難
しく、一方を犠牲にしなければならなかった。

上述の要求を一応満たすものとして、例えば、特開昭５
７−８３４４９号公報には、第−層にポリエステル樹脂
系下塗り塗料、第二層にエポキシ樹脂系中塗り塗料、第
三層にフッ素樹脂系゛上塗り塗料を塗り重ねた三層から
成る塗装系が開示されている。しかしながら、このもの
も防蝕性、特に塗膜が傷付いた場合の防蝕性をさらに改
善することが望まれ、また耐候性を向上させるためにフ
ッ素樹脂塗料の膜厚を厚くすると加工性が低下し、さら
に経済性あるいは省資源の面で問題があった。

本発明は、前述の問題を解決して、防蝕性、密着性、加
工性、耐候性及び耐汚染性が共に優れた外壁、屋根、雨
戸、シャッター等の建築関連材料として用いられるプレ
コート金属外装材を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、前述のエポキシ樹脂中塗り塗料に代えて、特
定の直鎖ポリエステル樹脂中塗り塗料な用い、かつ特定
の下塗り塗料及び上塗り塗料と組合わせることにより、
前述の問題点を解決した。

本発明は、下記塗料を塗り重ねたことを特徴とする建築
用プレコート金属外装材である。

（Ａ）ポリエステル樹脂４０〜８０重量部に、ビスフェ
ノールＡのエチレンオキサイド付加物６０〜２０重量部
を反応させた変性ポリエステル樹脂を含む下塗り塗料、 （Ｂ）炭素数が４以上の直鎖メチレン基の合計量が、直
鎖ポリエステル樹脂中に１５重量％以上を含み、かつガ
ラス転移点が５〜３０℃である直鎖ポリエステル樹脂を
含む中塗り塗料及び（Ｃ）フルオロオレフィン−ビニル
系モノマー共重体８０〜４０重量部と、アルキル基の炭
素数が２〜５の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを
８５重量％以上含むモノマーを重合させた分子量１５．
０００〜４０．０００のアクリル樹脂２０〜６０重量部
及び硬化剤を含む上塗り塗料。

本発明の下塗り塗料に用いるポリエステル樹脂は、多価
アルコールとしてエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、１．２−１１，３．２．
３−もしくは１．４−ブタンジオール、１．５ベンタン
ジオール、１．６−ヘキサンジオール、１．４−シクロ
ヘキサンジメタツール、２．２−ジメチル−３−ヒドロ
キシプロピル−２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロ
ピオネート（ＢＡＳＨＰＮ）、Ｎ、Ｎ−ビス（２−ヒド
ロキシエチル）ジメチルヒダントイン、ポリテトラメチ
レンエーテルグリコール、ポリカプロラクトンポリオー
ル、グリセリン、ソルビトール、アンニトール、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロ
ールブタン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトー
ル、ジペンクエリスリトール、トリス（ヒドロキシエチ
ル）インシアナート、１，９−ノナンジオ−ルなどが例
示され、これら二種以上の多価アルコールを組合わせて
用いることもできる。また多塩基酸の例としては、フタ
ル酸、無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒ
ドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、メチル
テトラヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、トリメ
リット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水
ピロメリット酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイ
ン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、無水コハ
ク酸、乳酸、ドデセニルコハク酸、ドデセニル無水コハ
ク酸、シクロヘキサン−１，４−ジカルボン酸、無水エ
ンド酸等が挙げられ、これら二種以上の多塩基酸を組合
わせて用いることもできる。

前記ポリエステル樹脂の変性に用いられるビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物は、ベンゼン核に結合
する二つのエチレンオキサイドの繰返単位は１〜３であ
る。

前記ポリエステル樹脂とビスフェノールＡのエチレンオ
キサイド付加物の反応比率は、通常ポリエステル樹脂４
０〜８０重量部に対してビスフェノールＡのエチレンキ
サイド付加物が６０〜２０重量部の範囲で用いられ、ポ
リエステル樹脂５０〜７０重量部に対してビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物が５０〜３０重量部が
好ましい。

ポリエステル樹脂が４０重量部未満であると加工性が低
下し、８０重量部を越えると素地との密着性が低下する
と共に、偏部の耐食性が低下するので好ましくない。

この下塗り塗料には、塗料用として公知のストロンチュ
ウムクロメート、カルシウムクロメート、ジンククロメ
ートなどの防食顔料５〜３０重量％及び必要によりその
他の成分を適宜配分することができる。

前記下塗り塗料の本発明における役割は、素地金属の防
食及び素地金属と中塗り塗料との強固な密着性を高める
ことである。

本発明の中塗り塗料に用いる直鎖ポリエステル樹脂は、
炭素数が４以上の直鎖メチレン基の合計量が、該樹脂中
の１５％重量以上であり、ガラス転位点（Ｔｇ）が５〜
３０℃である直鎖ポリエステル樹脂である６直鎖メチレ
ン基が該樹脂の１５％重量％未満であると加工性が悪く
なり、クラックが入り易く、外しが不良となり易い。

本発明の中塗り塗料は、前記直鎖ポリエステル樹脂をビ
ヒクルの主成分とする塗料であり、顔料、硬化剤、溶剤
及び各種添加剤を、必要により適宜配合することができ
る。

本発明における中塗り塗料の役割は、特に加工性の向上
にある。これにより上塗りのフッ素樹脂系塗膜を薄くす
ることができ、折り曲げ加工などで塗膜に亀裂の発生が
少な（なるので、防食性が改善される。

本発明の上塗り塗料（トップコート）に用いられるフル
オロオレフィン−ビニル系モノマー共重合体は、フルオ
ロオレフィンとカルボン酸ビニルエルテル、ヒドロキシ
アルキルビニルエーテル又はアルキルビニルエーテルを
モノマーとする共重合体であって、フッ素樹脂系塗料と
して公知のものである。

また、上塗り塗料に配合されるアクリル樹脂は、例えば
以下のようなモノマーを通常の方法により重合させ得る
ことができる。

（１）（メタ）アクリル酸ヒドロキシルメチル、（メタ
）アクリル酸ヒドロキシルエチル、（メタ）アクリル酸
ヒドロキシルプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシ
ルブチル、Ｎ−メチロールアクリルアミン等のヒドロキ
シル基を有するエチレン性モノマー、（２）（メタ）ア
クリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマール酸、マレ
イン酸等のカルボキシル基を有するエチレン性モノマー
、（３）（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル
酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル
、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ｎ−ドデシル
等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル等の前記モノ
マー、（１）及び（２）と共重合可能なエチレン性モノ
マー、並びに（メタ）アクリロニトリル、スチレン等が
用いられる。

これらのモノマーの内、炭素数２〜５の（メタ）アクリ
ル酸アルキルエステルを８５重量％以上含むことが必要
である。アクリル樹脂の分子量が１５，０００未満であ
ると、塗膜の機械的特性が悪化し、また４０．０００を
超えると塗装の作業性が困難となる。良好な範囲は１５
，０００〜４０．０００である。

フルオロオレフィン−ビニル系モノマー共重合体が４０
重量部よりも少ないと耐候性と耐汚染性が劣り、また、
８０重量部を超えると加工性が低下すると共に経済性も
低下するので好ましくない。好ましい配合範囲は７０〜
５０重量部であり、残部がアクリル樹脂である。本発明
に好適に用いられる硬化剤としては、下記のジイソシア
ネート及びメラミン樹脂がある。ジイソシアネートとし
ては、トルエンジイソシアネート、４．４−フェニレン
メタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、
ヘキサンメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート等が例示される、またメラミン樹脂としては
、例えばｎ−ブチル化メチロールメラミン樹脂、イソブ
チル化メチロールメラミン樹脂等のアルコキシ基がメト
キシ、エトキシ、ｎ−ブトキシ又はｉ−ブトキシなどで
あるアルコキシメチルメラミン樹脂などが挙げられる。

これらの樹脂は、通常メラミンにホルムアルデヒド、パ
ラホルムアルデアヒト等を付加反応または付加縮合反応
させて得られたものを、炭素数１〜４の１価アルコール
でエーテル化して得られる。

これら硬化剤の配合量はジイソシアネートの場合、フッ
素樹脂とアクリル樹脂の合計量１００重量部に対して３
０〜５０重量部、メラミン樹脂の場合は、２０〜４０重
量部が好ましい。

前記上塗り塗料の役割は、ベースコートの耐候性及び耐
汚染性の向上にある。

本発明の上塗り塗料には顔料等を配合することができる
。

本発明の上塗り塗料を、顔料を含まないクリヤー塗料と
して用いる場合は、硬化剤を含むビヒクルソリッド成分
１００重量部に対して、紫外線吸収剤１〜５重量部及び
／又は光安定剤０．５〜３重量部を配合してベースコー
トを保護することが好ましい。また酸化防止剤を併用し
てもよい。

紫外線吸収剤としてはサリチル酸系、ベンゾフェノン系
、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系などの
紫外線吸収剤が用いられ、その配合量が５重量部をこえ
ると塗膜の黄変などの問題が発生し、また、１重量部未
満では耐候性への効果が期待できない、好ましい範囲は
２〜４重量部である。光安定剤としてはヒンダードアミ
ン系の光安定剤が用いられ、その配合量は３重量部を超
えて配合しても効果の向上が少なく、経済性も低下する
。０．５重量部未満では耐候性向上の効果が期待できな
い。好ましい範囲は１〜２重量部である。ベンゾトリア
ゾール系の紫外線吸収剤とヒンダードアミン系の光安定
剤を組合わせて使用することが最も好ましい。

これらの塗料は、ロールコート法で塗装し、夫々はぼつ
ぎの表１に示す条件で塗膜形成される。

表１ 下塗り　中塗り　　上塗り 乾燥膜厚　　Ｐ３〜１０１Ｏ〜２０８〜１５（作　用） 本発明のプレコート金属外装材は、塗装系の各層に防食
性、密着性、加工性、耐候性などの機能を振り分けたこ
とにより、極薄い塗膜を形成することができ、エンボス
加工性、折曲性、耐衝撃性など、相反する要求水準をバ
ランス良く兼ね備えるものである。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。実施
例中、部は重量部を示す。

（Ａ）下塗り塗料の製造例 （１）ポリエステル樹脂フェスの調製 ジメチルテレフタレート４８５部、ジメチルイソフタレ
ート４８５部、エチレングリコール５１２部、ニューポ
ールＢＰＥ２０　［ビスフェノールＡのエチレンオキサ
イド２モル付加物、三洋化成■製］９０７部、酢酸亜鉛
０，４４部及び三酸化アンチモン０，４３部を反応容器
に仕込み、１４０℃から２２０℃まで、４時間かけて昇
温し、エステル交換反応させた。次に０．１〜０　、　
３　ｍｍＨｇの減圧下、２７０℃で２時間重縮合反応さ
せた。

得られたポリエステル樹脂のは、ＮＭＲ等の組成分析の
結果、ジカルボン酸成分がテレフタル酸／イソフタル酸
＝５０１５０　（モル比）、グリコール成分がエチレン
グリコール／ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２
モル付加物＝４５１５５（モル比）であり、淡黄色透明
で還元粘度は０６４　ｄｉ！７ｇであった。

同様にして、表２に示した◎〜＠のボリエステル樹脂を
、 同表の配合組成によって調製した。

表 配合組成 ■　　◎ （重量部） ■ ポリエステル樹脂　　　７０　　８０　　５０　　４０
加物 を、ペイントシェーカーに仕込み、粒度が１５Ｐになる
まで分散させた。次いで、残りの原料を添加し、シクロ
ヘキサノンで粘度が１３０秒／＃４ＦＣ／２０℃になる
ように希釈して、塗料とした。なお、Ａ、及びＡ６の塗
料については１０戸になるまで分散させ、粘度がｌｏＯ
秒／＃４ＦＣ／２０℃となるようにシクロヘキサノンで
希釈した。

次いで■〜＠の樹脂を、それぞれシクロへキサノン／ツ
ルペッツ”１５０（芳香族系炭化水素、エクソン化学社
製）の混合溶剤（重量比５０１５０）で溶解し、不揮発
分４０％のワニスを調製した。

（２）下塗り塗料の製造 前記■〜＠のポリエステル樹脂のワニスを用いて１表３
に示した配合組成により、Ａ　、　−Ａ　、の塗料を製
造した。塗料の製造は表３の各分散原料（Ｂ）中塗り塗
料の製造例 （１）ポリエステル樹脂ワニスの調製 加熱装置、撹拌機、還流装置、水分離器、精留塔及び温
度計を備えた反応槽にジメチルテレフタレート２７部、
ジメチルイソフタレート２７部、ネオペンチルグリコー
ル３０部及び１．６ヘキサンジオ一ル３０部を仕込み、
加熱して原料を溶融した。ジブチル錫オキサイド０．０
２部を投入し撹拌を開始し、反応温度を２１０℃まで４
時間かけて昇温し、エステル交換反応させ、メタノール
を留去した０反応部合物を１００℃まで冷却した後、ア
ジピン酸６部を仕込み、反応温度を２５０℃まで昇温し
た。ただし、１８０〜２５０℃までは４時間かけて一定
昇温速度で昇温した。生成する縮合水は系外へ留去した
。２５０℃に達したところで保温し、保温１時間後、反
応槽内に還流溶剤としてキシレン５部を徐々に添加し、
溶剤存在下の縮合に切り替え反応を続けた。樹脂酸価が
１．０に達したところで反応を終了し、１００℃まで冷
却し、ツルペッツ”１５０　５０部及びシクロへキサノ
ン５０部を加えて共重合ポリエステル樹脂ワニス■を得
た。

同様にして、表４に示す配合組成によって、ワニスθを
調製した。

表４ 配合組成（重量部） ＠　　　　Ｑ テレフタル酸 ４．５ 表５に示した配合組成によって各分散原料を混合し、ペ
イントシェーカーで粒度が１０戸以下となるまで分散さ
せ、次いで、残りの原料を添加した。更にシクロヘキサ
ノンで粘度が１００秒／＃４ＦＣ／２０℃となるように
希釈し、塗料Ｂ１、Ｂ２及びＢ３を夫々製造した。

ネオペンチルグリ オール １）表２参照 （２）中塗り塗料の製造 表５ 配合組成（重量部） Ｅ＋　　Ｂｓ　　Ｂｓ （Ｃ）上塗り塗料の製造例 表６に示した配合組成によって、各原料を混合し、ペイ
ントシェーカーで４００Ｏｒｐｍ、１０分間撹拌し、次
いで、粘度が１００秒／＃４ＦＣ／２０℃になるように
ツルペッツ＃１５０で希釈し、塗料Ｃ３〜Ｃ９を製造し
た。

（注） ■）　エポキシ樹脂溶液、 ２）メラミン樹脂溶液、 ３）　、　４）表２参照 ダウケミカル社製 住友化学■製 実施例１〜１１及び比較例１〜３ 金属素材として、０．３５ｍｍ厚みの溶融亜鉛鍍金鋼板
を用い、脱脂後、日本ペイント■製塗布型りロメート系
処理剤「サーフコートＮＲＣ３００Ｊにて処理し、表８
に示した下塗り、中塗り及び上塗り塗料を用いて、ロー
ルコート法で表７に示した条件で、連続コイル塗装ライ
ンにより塗装焼付を行い、プレコート金属外装材を製作
した。

表７ 下塗り　　中塗り　　上塗り 乾燥膜厚　　Ｐ　　　５−１０　　　８〜１５　　１０
−２０製作したプレコート金属外装材には、金属エンボ
スロールにより、板温４０〜６０℃にて、深さ０．８ｍ
ｍのエンボス模様付けを行った。更にウレタンフオーム
裏打材を貼付し、金属外装材としての加工を行い、各試
験項目に適合した試験片を採取した。

評価試験は下記の方法によって実施し、結果を第８表に
付記した。

ロエ・　　エンボス・　　　深さ０．８ｍｍの凹凸面を
持つエンボスロールで加工後、クラックの発生状態を次
の基準にて評価した。

０：クラック発生なし ○：微少クラックが微かにあり △：クラックがかなりある ×：クラックが全面に発生 ｌ墓皿ＪＩＳ　Ａ　１４１５　（サンシャインウェザ−
メータ）１５００時間照射後の光沢保持率 ○：１００〜７０％ △：６９〜４０％ ×：３９％以下 肚豆歯五　塗膜に油性インクを塗付し、２０℃、２４時
間放置後エタノールで拭き取り、３０分間放置後外観を
観察した。

Ｏ：痕跡なし △：僅かに痕跡あり ×：痕跡が目立つ 肚皇丘　１０１０Ｘ２０の試験片に交差状にクロスカッ
トを入れた後に、ＪＩＳ　Ｋ　５４００の塩水噴霧試験
を１０００時間行い、クロスカット部からの「フクレ及
び錆が発生した最大幅」を観察した。

Ｏ：０〜１１１１ｍ未満 ６２１〜５ｍｍ未満 Ｘ：５ｍｍ超

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記塗料を塗り重ねたことを特徴とする建築用プレコー
   ト金属外装材。 （Ａ）ポリエステル樹脂４０〜８０重量部に、ビスフェ
   ノールＡのエチレンオキサイド付加物６０〜２０重量部
   を反応させた変性ポリエステル樹脂を含む下塗り塗料、 （Ｂ）炭素数が４以上の直鎖メチレン基の合計量が、直
   鎖ポリエステル樹脂中の１５重量％以上であり、かつガ
   ラス転移点が５〜３０℃である直鎖ポリエステル樹脂を
   含む中塗り塗料及び （Ｃ）フルオロオレフィン−ビニル系モノマー共重体８
   ０〜４０重量部と、アルキル基の炭素数が２〜５の（メ
   タ）アクリル酸アルキルエステルを８５重量％以上含む
   モノマーを重合させた分子量１５，０００〜４０，００
   ０のアクリル樹脂２０〜６０重量部及び硬化剤を含む上
   塗り塗料。