JPH058347A - 耐熱性プレコート金属板 - Google Patents

耐熱性プレコート金属板

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JPH058347A
JPH058347A JP3190641A JP19064191A JPH058347A JP H058347 A JPH058347 A JP H058347A JP 3190641 A JP3190641 A JP 3190641A JP 19064191 A JP19064191 A JP 19064191A JP H058347 A JPH058347 A JP H058347A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温における十分な硬度と優れた加工性およ
び耐食品汚染性を有する耐熱性プレコート金属板を得
る。 【構成】 表面処理皮膜を形成した金属板1上に、防錆
顔料を含有するポリエーテルサルフォン樹脂のプライマ
層2と、ポリエーテルサルフォン樹脂100重量部に対
して直径0.1〜20μm、長さ100μm以下の無機繊
維を0.1〜40重量部配合した上塗り層3とを順に積層
する。上塗り層3にはポリエーテルサルフォン樹脂10
0重量部に対して四フッ化系のフッ素樹脂を1〜50重
量部配合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプレコート金属板に関
し、とくにストーブ、電子レンジ、ガスレンジなどの加
熱物品を構成する部材に適用するために耐熱性および加
工性の向上を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】近年、上記のような加熱物品の分野でも
製造コストの低減と生産性の向上のためにプレコート金
属板が使用されるようになってきている。例えば、アル
ミニウムメッキ鋼板にシリコン変性ポリエステル系塗料
を塗装したものがあり、これは従来のプレコート金属板
の中でも耐熱性と加工性に優れている。しかしながら、
これでも200℃以上の温度に加熱されると、塗膜を形
成している樹脂が分解し消失しはじめる。例えばストー
ブやレンジなどは高温の熱源を有しているために、最も
高温にさらされる部位では300℃以上まで達し、シリ
コン変性ポリエステル系塗料のプレコート金属板ではか
かる用途に供し切れなかった。
【0003】そこで、耐熱性を高めるために塗料樹脂に
ポリエーテルサルフォン樹脂(以下PESと称す)を用
いたものが開発されている(特開平2−249638号
公報)。PESは耐熱性に優れており、300℃程度の
高温でも分解や消失を生じにくい。さらに、例えばレン
ジなどでは食品やソースなどがこぼれたりするとこれが
高温下で焼き付くことがあるが、この付着物はPESの
プレコート金属板の場合には取り除きやすい(すなわち
耐食品汚染性がよい)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】それでもPESの軟化
点は200℃程度であるので、スクラッチテストを行う
と250℃を越える付近から傷付きが目立つようにな
る。これは高温において硬度が低下することを意味す
る。したがって、PESのプレコート金属板をストーブ
やレンジなどに適用した場合、使用中に他物が当たるこ
とによる傷付きを防止することができない。本発明の目
的は、高温下でも変質することなく十分な硬度を保ち、
かつ加工性にも優れる耐熱性プレコート金属板を提供す
るにある。本発明の他の目的は、耐食品汚染性に優れる
耐熱性プレコート金属板を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱性プレコー
ト金属板は、表面処理皮膜を形成した金属板1上に、防
錆顔料を含有するポリエーテルサルフォン樹脂のプライ
マ層2と、ポリエーテルサルフォン樹脂100重量部に
対して直径0.1〜20μm、長さ100μm以下の無機
繊維を0.1〜40重量部配合した上塗り層3とを順に積
層したものである。この上塗り層3には、ポリエーテル
サルフォン樹脂100重量部に対して四フッ化系のフッ
素樹脂を1〜50重量部配合することができる。その無
機繊維としては、直径0.1〜1μm、長さ0.1〜30μ
mのものを使用すると加工性がより向上する。
【0006】
【作用】プライマ層2と上塗り層3が共にPESを主成
分としているので、両層2・3は非常に良好な密着性を
示す。上塗り層3に無機繊維を配合するのは、300℃
程度の高温における塗膜の硬度を確保するためである。
無機繊維を直径0.1〜20μmさらに好ましくは0.1〜
1μm、長さ100μm以下さらに好ましくは0.1〜3
0μmとすることにより、上塗り層3は十分な加工性を
も備える。上塗り層3に四フッ化系のフッ素樹脂を配合
すると、これが上塗り層3を焼き付ける際に上塗り層3
の表面側に保護層5を形成して耐食品汚染性がさらに向
上する。
【0007】
【実施例】基材の金属板1には、アルミニウム−亜鉛メ
ッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、その他の合金メッ
キ鋼板、ステンレス板などを使用することができる。と
くに55%アルミニウム−亜鉛合金溶融メッキ層1aを
形成した鋼板は耐熱性が高いうえに、メッキ温度が60
0℃程度とアルミニウムメッキ鋼板よりも100℃程低
く低コスト化に有利であるため、有用性が高い。金属板
1の表面処理にはクロメート処理を行う。これには浸漬
法、スプレー法、ロール塗布法などの方法をとることが
できる。本発明では処理液をロール塗布して、金属板1
の上に表面処理皮膜を形成している。次いで、表面処理
皮膜を形成した金属板1上にプライマ層2を形成する。
【0008】プライマ層2はPESを主成分として、こ
れに防錆顔料を含有させたものを使用する。防錆顔料に
は、鉛丹(Pb3O4)、クロム酸亜鉛(ZnCrO4)等があるが、
ここではストロンチウムクロメートを使用する。ストロ
ンチウムクロメートを使用するのは、これが300℃の
高温使用でも変質することがなく、さらに十分な耐食性
を保持するからである。ストロンチウムクロメートは、
プライマ層2中に10〜50%の割合で存在するように
含有させる。プライマ層2中のストロンチウムクロメー
トが10%を下回る場合には耐食性が劣るようになり、
50%を上回る場合には加工性が劣るようになるからで
ある。
【0009】プライマ層2は、上記の固形成分に溶剤を
加えて調整した塗料を金属板1の表面処理皮膜上にロー
ルコートし、加熱によりこの溶剤をとばして形成する。
このプライマ層2の厚さは、3〜20μmとする。プラ
イマ層2の厚さが3μmを下回る場合には耐食性が劣る
ようになり、20μmを上回るとコストアップにつなが
るからである。本発明ではロールコートしているので、
3〜7μmの厚さを実用的な範囲としている。プライマ
層2を焼き付ける温度は240〜300℃としている。
【0010】プライマ層2の上に上塗り層3を形成す
る。上塗り層3は、PESを主成分としており、これに
無機繊維および必要な着色顔料を配合して溶剤中に分散
させた状態でプライマ層2の上に塗布し、次いでこの溶
剤をとばして形成する。PESはそれ自体が耐熱性、耐
食品汚染性、耐薬品汚染性に優れた樹脂であるので、単
独で上塗り層3に使用してもこれらの特徴を発揮する。
【0011】本発明ではさらに、高温における硬度を確
保するためにこれに無機繊維を配合する。無機繊維とし
てはチタン酸カリウム繊維、ウォラストナイト(CaSi
O3) 繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、アルミナシ
リケート繊維、シリカ繊維、ロックウール、鉱滓綿、ガ
ラス繊維、炭素繊維等を使用することができる。無機繊
維の大きさについて無制限とすると、仕上がったプレコ
ート金属板の加工性が低下する。そこで、この無機繊維
については直径0.1〜20μm、長さ100μm以下と
することにより、十分な加工性を確保した。なお、その
中でもより加工性に優れている大きさは直径が0.1〜1
μm(平均直径0.2〜0.5μm)で、長さが0.1〜30
μm(平均長さ10〜20μm)である。かつそれに最
も適している繊維は、チタン酸カリウム繊維である。
【0012】また、上塗り層3中に配合する無機繊維の
割合は、PES100重量部に対して0.1〜40重量部
とした。これは、0.1重量部を下回ると高温における硬
度を維持することができなくなり、40重量部を上回る
と塗料を調整する時の分散性が悪くなって塗装しにく
く、さらにプレコート金属板に仕上げた後はプライマ層
2との密着性および加工性が低下するからである。さら
に好ましい割合は1〜20重量部である。また、上塗り
層3中には着色顔料を添加して着色を行う。着色顔料は
高温を経ても変色しない複合酸化物顔料(焼成顔料)、
具体的には、 TiO2-BaO-NiO 系、 TiO2-CoO-NiO-ZnO
系、CuO-Fe2O3-Mn2O3 系の顔料などを使用することがで
きる。
【0013】本発明ではさらに、上塗り層3を塗布する
際の塗料中に四フッ化系のフッ素樹脂を配合することが
できる。これにより、耐食品汚染性が一層向上する。四
フッ化系のフッ素樹脂としてはポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体(FEP)などを使用することができる。
【0014】四フッ化系のフッ素樹脂は、上塗り層3の
PES100重量部に対して1〜50重量部の割合で配
合する。これは、1重量部を下回ると耐食品汚染性の向
上が認められず、50重量部を上回ると塗料を調整する
時の分散性が悪くなって、塗装しにくく、さらにプレコ
ート金属板に仕上げた後はプライマ層2との密着性が低
下するからである。
【0015】上塗り層3は、上記の固形成分を有する塗
料をプライマ層2上にロール塗装し、240〜400℃
で焼き付けて形成する。なお、上塗り層3の塗料中に四
フッ化系のフッ素樹脂を配合する場合には焼付温度を3
00〜400℃とする。この場合には、例えばPTFE
を上塗り層3の塗料中に配合して焼き付けを行うと、P
ES、無機繊維および着色顔料からなる基層4の表面に
PTFEのみが分離して薄い保護層5を形成する。この
両層4・5が上塗り層3を形成する。
【0016】上塗り層3の厚さは、焼き付けた後で5〜
25μmとする。これが5μmを下回ると塗膜の硬度を
維持することができず、25μmを上回るときには塗装
しにくいからである。かくして、表面処理皮膜を形成し
た金属板1の上に、プライマ層2と上塗り層3とを順に
積層した耐熱性プレコート金属板を得る。
【0017】(実施例1)金属板1には55%アルミニ
ウム−亜鉛合金溶融メッキ層1aを形成した鋼板を使用
し、塗布型クロメート処理(日本ペイント株式会社製:
サーフコートNRC300)で表面処理皮膜を形成し
た。この表面にPES70重量部とストロンチウムクロ
メート30重量部とからなるプライマ層2を、300℃
で焼き付けて5μmの膜厚に形成した。
【0018】さらに上塗り層3用に、PES100重量
部に対して、直径0.1〜1μm(平均直径0.2〜0.5μ
m)、長さ0.1〜30μm(平均長さ10〜20μm)
のチタン酸カリウム繊維(大塚化学株式会社製:ティス
モ−D)を10重量部、着色顔料のTiO2-BaO-NiO系顔料
を100重量部、PTFEを20重量部配合して溶剤を
加え、塗料を調整した。この塗料をプライマ層2の上に
塗装し、380℃で焼き付けて膜厚15μmの上塗り層
3を形成した。その場合の上塗り層3は、PES、無機
繊維および着色顔料からなる基層4の表面をPTFEの
薄い保護層5が被覆したものとなった。
【0019】(実施例2)上塗り層3のPES100重
量部に対して配合するチタン酸カリウム繊維の割合を0.
1重量部とした以外は、実施例1と同様に処理した。 (実施例3)上塗り層3のPES100重量部に対して
配合するチタン酸カリウム繊維の割合を40重量部とし
た以外は、実施例1と同様に処理した。 (実施例4)上塗り層3のPES100重量部に対して
配合するPTFEの割合を1重量部とした以外は、実施
例1と同様に処理した。 (実施例5)上塗り層3のPES100重量部に対して
配合するPTFEの割合を50重量部とした以外は、実
施例1と同様に処理した。
【0020】(実施例6)上塗り層3に使用する無機繊
維を直径5μm、長さ80μmのガラス繊維とした以外
は、実施例1と同様に処理した。 (実施例7)上塗り層3に使用する無機繊維を直径5μ
m、長さ80μmの炭素繊維とした以外は、実施例1と
同様に処理した。 (実施例8)上塗り層3の塗料中にはPTFEを配合せ
ず、それ以外は実施例1と同様に処理した。
【0021】(比較例1)無機繊維を除くこと以外は、
実施例1と同様に処理した。 (比較例2)無機繊維とPTFEを除くこと以外は、実
施例1と同様に処理した。 (比較例3)チタン酸カリウム繊維に代えて直径30μ
mのガラスビーズを加えたこと以外は、実施例1と同様
に処理した。 (比較例4)PTFEを除き、チタン酸カリウム繊維に
代えて直径30μmのガラスビーズを加えたこと以外
は、実施例1と同様に処理した。上記各実施例および各
比較例で得た耐熱性プレコート金属板について、各性能
試験を行った。表1はその結果を示す。
【0022】
【表1】
【0023】以下各試験の方法とその評価の仕方を説明
する。 (ア)スクラッチテスト 250℃で500時間加熱した試験片について、300
℃雰囲気中でコインスクラッチを行い、その表面を目視
により観察した。○は傷付きが認められず、△は小さな
傷付きがあり、×は傷付きが大きいものであった。 (イ)加工性テスト 180°曲げ加工(1T)を行い、加工部のクラックの
発生状況を目視により観察した。○はクラックが認めら
れず、△はわずかにクラックがあり、×はクラックが目
立つものであった。 (ウ)耐食品汚染性テスト 250℃で500時間加熱した試験片上に、しょう油、
ソース、レモン汁、牛乳などの食品を塗布し、300℃
で1時間焼き付けたのち常温に戻して、付着物を剥ぎ取
った。この時の付着物の剥ぎ取りやすさと塗膜の汚染の
具合を観察した。◎は剥ぎ取りがきわめて容易で汚染も
全く認められず、○は剥ぎ取りがやや容易で汚染も明瞭
には認められないものであった。△は剥ぎ取りが多少困
難であるかまたは一応取ることができるが少なくとも痕
跡程度以上の汚染が認められるものであった。
【0024】スクラッチテストでは、実施例1と実施例
3〜8および比較例3、4が良好な成績を示し、実施例
2がやや劣り、無機繊維を含まない比較例1、2の結果
が悪かったことから、無機繊維が高温において高い硬度
を維持することに寄与していることが判った。加工性テ
ストでは、実施例1〜5と実施例8および比較例1、2
が優れた成績を示しており、直径5μm、長さ80μm
のガラス繊維と炭素繊維を配合した実施例6、7がやや
劣り、無機繊維の代わりにガラスビーズを使用した比較
例3、4の結果が悪かったことから、無機繊維の大きさ
についての限定が金属板の加工性に有用であることが判
った。耐食品汚染性テストでは、PTFEを配合した各
例(実施例1〜7と比較例1、3)がきわめて優れた成
績を示し、PTFEを欠く実施例8および比較例2、4
は実用上で支障のない程度の成績を示していることか
ら、上塗り層3がPESのみで構成される場合でも実用
上支障のない程度の耐食品汚染性を有し、さらに上塗り
層3がPTFEを含む場合にはきわめて優れた耐食品汚
染性を示すことが判った。
【0025】
【発明の効果】本発明の耐熱性プレコート金属板は、高
温に長時間さらされても安定して硬度を保ちながら同時
に良好な加工性を有し、さらに優れた耐食品汚染性をも
備えているので、ストーブやレンジなどの加熱物品を構
成する用途に対して、従来のプレコート金属板に比べて
非常に適したものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】耐熱性プレコート金属板の断面図である。
【符号の説明】 1 金属板 2 プライマ層 3 上塗り層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/20 A 6122−4F

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面処理皮膜を形成した金属板1上に、
    防錆顔料を含有するポリエーテルサルフォン樹脂を主成
    分とするプライマ層2と、直径0.1〜20μm、長さ1
    00μm以下の無機繊維をポリエーテルサルフォン樹脂
    100重量部に対して0.1〜40重量部配合した上塗り
    層3とを順に積層してある耐熱性プレコート金属板。
  2. 【請求項2】 上塗り層3の塗料中に、ポリエーテルサ
    ルフォン樹脂100重量部に対して1〜50重量部の割
    合の四フッ化系のフッ素樹脂を配合してある請求項1記
    載の耐熱性プレコート金属板。
  3. 【請求項3】 無機繊維が直径0.1 〜1μm、長さ0.1
    〜30μmである請求項1または請求項2記載の耐熱性
    プレコート金属板。
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