JPH03159736A - 塗装金属板 - 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、主に家電製品、容器類等に用いられ、四フッ
化エチレン樹脂（以下ｒＰＴＦＥＪと言う．）あるいは
四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（以
下ｒＦＥＰＪと言う．）等のフッ化オレフィン系樹脂を
含有した塗料を使用する，長期使用に耐える安定な非粘
着性及び潤滑性に優れた塗装金属板に関する． さらには、前記フッ化オレフィン系樹脂と共にポリエー
テルスルホン樹脂等の耐熱性樹脂も含有した塗料を使用
する，耐熱用途に適した塗装金属板に関する． 従来の技術 従来、フッ素系樹脂は、耐候性、耐食性等が良１１ｆな
ため、高級塗装金属板として広く用いられている．特に
，フッ素系樹脂の中でも表面エネルギーが低く２低摩擦
係数を有するＰＴＦＥやＦＥＰのようなフッ化オレフィ
ン系樹脂は，非粘着性、潤滑性、あるいは加工性を要求
される分野に広く用いられている．この場合の塗料とし
ては、ＰＴＦＥやＦＥＰに種々の樹脂（以下「バインダ
ー樹脂」と言゛う．）を混合した樹脂系を利用すること
が多い（例えば，特公昭５５−４４７８５、あるいは特
開昭１３１−　１１１３７８）　． 非粘着性や潤滑性が要求される分野としては、例えば，
付着防止の必要な家庭用調理容器や冷凍食品容器の分野
、あるいは、無塗油で成形するために潤滑性が要求され
る家電製品分野などが挙げられる． このようなＰＴＦＥやＦＥＰとバインダー樹脂とを主成
分とする塗料により形成される塗膜においては、ＰＴＦ
ＥやＦＥＰは非粘着性及び潤滑性の機能を、バインダー
樹脂は基材との密着性、及び可とう性に代表される加工
性の機能をそれぞれ発揮することが必要である．そのた
めに，膜構造としては、表面に近い上層にはＰＴＦＥや
ＦＥＰが，基材側にはバインダー樹脂が富化された層分
離構造とするのが理想的である． しかしながら、通常のＰＴＦＥやＦＥＰを含有する塗料
を用いた塗装系では、焼付工程において表面に極めて薄
いＰＴＦＥやＦＥＰの濃度の高い屑が形成されるものの
、明確な層分離とはならず、良好な密着性や加工性に加
えて、長期使用にも嗣えうる非粘着性や潤滑性を得るこ
とは困難であった． このような非粘着性や潤滑性を向上させるためのこれま
での方法としては、 ■塗料中のＰＴＦＥやＦＥＰの含有量を多くする（＃開
昭６１−　１１３８５９）、 ■焼付温度を高くする． ■塗膜面をロール圧下する（特開昭６１−　１３８５８
７）、■ＰＴＦＥ，ＦＥＰの平均粒径を乾燥塗膜厚の０
．５〜１．７倍の範囲とする、 等があった． 発明が解決しようとする課題 まず，■の方法では，非粘着性及び潤滑性は向上するも
のの，密着性や加工性の低下を招く．■及び■の方法で
は、ベレリングによりある程度の非粘着性や潤滑性の向
上は認められるが、良好な層分離構造を実現するまでに
は至らないため、十分とは言い難い． ■の方法では、塗膜上層部にフッ化オレフィン系樹脂の
富化された層が形成され，良好な層分離構造となるが、
長期使用にも耐えうるほどの安定な非粘着性や潤滑性を
得るまでには至っていない．これは、長期使用によって
塗膜上層部のフッ化オレフィン系樹脂が脱落し、その結
果，非粘着性や潤滑性が失われるためと考えられる．課
題を解決するための手段 本発明は、金属板上にフッ化オレフィン系樹脂粉末とそ
の他の樹脂との混合物を主戒分とする塗料を塗布●焼付
して塗膜を形成させる塗装金属板において、該フー２化
すレフィン系樹脂粉末を、平均粒径又はメジアン粒径Ｒ
が該塗膜の乾燥膜厚Ｔの０．５〜１．７倍であるフッ化
オレフィン系捌脂粉末と、ＲがＴの０．３倍以下である
フッ化オレフィン系樹脂粉末との混合物としたことを特
徴とする、長期使用に耐える安定な非粘着性及び潤滑性
を右した塗装金属板であり、特に、フッ化オレフィン系
樹脂を、四フッ化エチレン樹脂及び四フッ化エチレン・
六フッ化プロピレン共重合樹脂からなる樹脂群の中の１
種又は２種のものとし，且つ，その他の樹脂を、ポリエ
ーテルスルホン樹脂、ボリフェニレンスルフィド樹脂、
及びポリアミドイミド樹脂からなる樹脂群の中の１種又
は２！！以七のものとしたことを特徴としている． 以下に本発明を作用と共に詳しく説明する．作用 一般に表面自由エネルギーの異なる互いに相溶しない２
種類以−ヒの樹脂を混合した塗料の塗膜形態を考えた場
合、表面自由エネルギーの低い樹脂が」二層に配向して
表面を覆う形態が熱力学的に最も安定した状態であると
考えられる．従って，捌脂の中でも表面エネルギーの低
いＰＴＦＥやＦＥＰと、表面自由エネルギーがそれらよ
りも高いその他の樹脂との混合系においても、ＰＴＦＥ
やＦＥＰが優先的に上層に配向するような層分離構造を
とる． そこで、これらＰＴＦＥやＦＥＰの平均粒径又はメジア
ン粒径を乾燥塗膜厚に対してある一定レベル以上の値に
して層分離が容易に進行するようにすれば、溶剤蒸発後
の塗膜形成時においても、ＰＴＦＥやＦＥＰの粒子が上
層の表面近傍に多量に配置した表面層を形成させること
が可能となる．しかしながら、この場合には、前記（従
来の技術）の項で述べた（４）のケースに相当し、長期
使用に耐える安定な非粘着性、潤滑性を確保することが
できない． そこで，本発明者らは、ＰＴＦＥやＦＥＰの平均粒径又
はメジアン粒径が乾燥塗膜厚に対して互いに異なる２つ
の粒度分＊（ピーク）を持つようにそれらを塗料中に含
有させた場合の層分離構造を考えた．すなわち、粒径の
大きいものは、塗膜の上層に配向して表面層を形成し，
それよりも小さいものは、塗膜の上層まで移動して配向
する以前に溶剤蒸発により固定されてしまう結果、主と
して中層に分布するという構造である．この場合は、長
期使用によって塗膜上層表面にあるＰＴＦＥやＦＥＰが
脱落しても、塗膜中層のＰＴＦＥやＦＥＰが非粘着性、
潤滑性を確保するため、長期使用に対して安定な非粘着
性、潤滑性を得ることができる。

この考え方に基づき各種検討を行なったところ、本発明
の実施により、密着性、耐熱性が良好で、且つ、長期使
用にも十分耐える安定な非粘着性、潤滑性を右した塗装
金属板を得ることができた．更に，高温で使用する際に
は、塗膜上層表面にあるＰＴＦＥやＦＥＰが脱落しても
、塗膜中層のＰＴＦＥやＦＥＰが上層に配向していき、
その結果，再度新たな表面層を形戊することを見出した
．従って．高温使用時の非粘着性、潤滑性は長期使用に
よってより安定となる． 以上述べたように、木発明である密着性、耐熱性、また
は、長期使用に対しても安定な非粘着性、潤滑性を有す
る塗装金属板を得るための条件は、明確な２層分離構造
形成のために、ＰＴＦＥやＦＥＰの平均粒径又はメジア
ン粒径が乾燥塗膜厚に対してその０．５倍以上１．７倍
以下の範囲のものを塗料中に含有させ、更に、長期使用
に耐える安定な非粘着性．ｌ！！Ｉ滑性を得るために、
ＰＴＦＥやＦＥＰの平均粒径又はメジアン粒径が乾燥塗
膜厚に対して０．３倍以下の範囲のものも含有させるこ
とが必要である． このとき、これら２つの平均粒径又はメジアン粒径を有
する樹脂粒子は、同じ捌脂のものであっても、あるいは
、異なった樹脂のものであっても良い．更に、ＰＴＦＥ
とＦＥＰの混合物を用いても良い． また、前者の粒径大のものと後者の粒径小のものとの混
合比率は任意とすることができるが，長期使用にも十分
耐えられるだけの安定な非粘着性を得るためには、ＰＴ
ＦＥあるいはＦＥＰが塗膜の中層にも十分残る必要があ
るため、特に，前者と後者の重量比を５：５から９：ｌ
の間にとるのが望ましい． 一方、ＰＴＦＥやＦＥＰと混合可能なその他の樹脂とし
ては，塗料に適用できるものであれば，熱可塑性であろ
うと熱硬化性であろうと如何なるものでも良く、ポリエ
ステル系樹脂，アクリル系樹脂，エボキシ系樹脂、ある
いはウレタン系樹脂が代表的である． 特に、常用耐熱温度として２００〜２６０℃程度を要求
される耐熱用途の場合には、ポリエーテルスルホン樹脂
（ＰＥＳ）　，ボリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ
）．及びポリアミドイミド樹脂（ＦＡＩ）を、単独で、
あるいはこれらの内の２種以上を混合して用いるのが良
い． なお、全樹脂中でのＰＴＦＥ及びＦＥＰの含有率は、要
求特性に応じて決定されるが、好ましくは全樹脂に対す
るＰＴＦＥ及びＦＥＰの量が１〜８０ｗｔ％となるよう
に混合するのが良い． 本発明に関わる以上のような成分の塗料において、使用
する顔料あるいは溶剤は特に限定するものではなく、一
般に塗料用として用いられるものならば適用可能である
．また、塗料形態としては、粉体塗料としても、あるい
は分散塗料としても使用することができる． 次に，この塗料の塗装対象となるものの条件を以下に示
す． 金属板としては、 ■冷延鋼板、 ■メッキ鋼板，例えば、Ｚｎメッキ鋼板あるいはＺｎ合
金メッキ鋼板、Ｍメッキ鋼板あるいは超合金メッキ鋼板
，　Ｃｒメッキ鋼板（ＴＦＳ），Ｎｉメッキ鋼板、Ｃｕ
メッキ鋼板など， ■アルミニウム板、 ■チタン板 ■ステンレス板、 等のものが用いられる． これらの金属板は、必要に応じてアルカリ脱脂等により
その表面を清浄化した後，そこに直接、あるいはブラッ
シグロールによる表面研磨や化成処理等を施した上で，
前記塗料を塗装する．ここで化或処理としては、クロメ
ート化成処理、リン酸塩化或処理、複合酸化皮膜処理等
がある．具体的には、クロメート化威処理として，電解
クロメート、塗布型クロメート、反応型クロメート処理
が、リン酸塩化或処理として、リン酸亜鉛処理、リン酸
鉄処理が、複合酸化皮膜処理として、ニッケルとコバル
トを含イ１する処理等があり、これらを：適用できる．
更に、酎食性，あるいは密着性向上等の目的で、必要に
応じプライマーを施すことも可能である． 本発明による前記塗料の塗装方法としては、スプレー、
ロールコート２あるいはフローコートなどの方法があり
、塗装後、塗料中に含有する樹脂に応じた温度条件で焼
付を行なって、塗膜を形成する． 実施例 第１表（そのｌ）から（その７）までに、各塗料組戊毎
に各種塗装条件下でバーコーターにて塗装を行なったと
きのサンプルの性能試験結果を一覧表として記した．こ
こではアルカリ脱脂による金属板の表面洗浄化は行った
が、化成処理等の塗装前処理及びプライマー塗装は施さ
なかった。

全樹脂に対するＰＴＦＥやＦＥＰの量が８０ｗｔ％以下
のいずれの塗料組成においても、塗料中のフッ素樹脂の
平均粒径又はメジアン粒径が乾燥塗膜厚の０．５〜１．
７倍のものを含有している場合には、密着性は良好であ
るが、この平均粒径又はメジアン粒径ｌ種類のみしか含
有していない場合には非粘着性の耐久性能に劣る（Ｎｏ
．　２０．　２１．　２５、２６、２７，２８、２９、
４１．　４３、４５、４７、５４、８１．　６２、６６
、？１．　７２、７６、７７）． また、これに乾燥塗膜厚の０．３倍より大きな粒径のも
のを加えた場合（Ｎｏ．　１９、２４、３０，　４２．
４４、４Ｂ，　４８、５１．　５５、８０、７０）も非
粘着性の耐久性能は向上しないことがわかる． また全樹脂に対するＰＴＦＥ及びＦＥＰの量が８Ｑｗｔ
％を越えると非粘着性の耐久性能は良好だが、密着性は
著しく低下する（Ｎｏ．　２２、２３）．しかしながら
、本発明により得られる第１表に示した上記以外の塗装
金属板では非粘着性の耐久性能が良好で塗膜物性に優れ
ているという利点を有するものである． なお，第１表に示した性能試験の評価方法は次の通りで
ある． （１）密着性二ＮＴカッターにて、試料表面に１００個
の碁盤目をカットし、エリクセン試験機にて，７■押し
出し後テーピングし，剥離状況を評価する．評価の判定
基準は次の通り． Ｏ：●全〈剥離が認められず． Δ：１００個の碁盤目の内、１個以上５個未満の剥離が
発生する． ｘ　：　ｔｏｏ個の碁盤目の内、５個以Ｌの剥離が発生
する． （２）非粘着耐久性：ケチャップとンースを塗装金属板
上にのせ、２５０℃中に１時間放置後，室温に取り出し
て３０分放置し、次にティッシュペーパーで拭き取る．
これを繰返しケチャー２プあるいはソースの拭き取り除
去が出来なくなるまでの回数を評価判定する． 発明の効果 本発明により得られた塗装金属板は密着性、加工性に加
え，長期使用に耐える安定な非粘着性及び潤滑性を有し
ている． （以下余白）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板上にフッ化オレフィン系樹脂粉末とその他
   の樹脂との混合物を主成分とする塗料を塗布・焼付して
   塗膜を形成させた塗装金属板において、該フッ化オレフ
   ィン系樹脂粉末が平均粒径又はメジアン粒径（以下、Ｒ
   と記載。）が該塗膜の乾燥膜厚（以下、Ｔと記載。）の
   ０．５〜１．７倍であるフッ化オレフィン系樹脂粉末と
   、ＲがＴの０．３倍以下であるフッ化オレフィン系樹脂
   粉末との混合物であることを特徴とする塗装金属板。
2. （２）フッ化オレフィン系樹脂が、四フッ化エチレン樹
   脂及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹
   脂からなる樹脂群の中の１種又は２種のものであり、且
   つその他の樹脂が、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフ
   ェニレンスルフィド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂か
   らなる樹脂群の中の１種又は２種以上のものであること
   を特徴とする、特許請求の範囲第（１）項記載の塗装金
   属板。