JPH0683815B2

JPH0683815B2 - 表面処理金属板

Info

Publication number: JPH0683815B2
Application number: JP61296595A
Authority: JP
Inventors: 浩二明星; 求安部
Original assignee: TAIYO SEIKO KK
Current assignee: TAIYO SEIKO KK
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS63151380A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、耐候性にすぐれた、接着性を有する表面処理
金属板に関するものである。

従来の技術表面処理金属板（プレコート金属板）は、金属基板に樹
脂皮膜を形成したもので、通常冷延鋼板、亜鉛めっき鋼
板、アルミめっき鋼板、銅板、アルミ板などの基板上に
ロールコーター、フローコーターなどを用いて塗装し、
連続的に大量生産されるもので、品質がすぐれ、均一で
あり、大量用途に適し、しかも加工後の塗装が不要であ
るため、建材用、家電用、事務機器用などの素材とし
て、その需要が拡大している。

これらプレコート金属板に要求される性能としては、耐
候性、耐食性、加工性、耐傷付性、密着性、耐薬品性、
耐溶剤性、耐汚染性など様々なものがある。

特に屋外で使う用途にはすぐれた耐候性が必要であり、
このためには、たとえばアクリル変性フッ化ビニリデン
樹脂のように耐候性にすぐれた樹脂を用いた塗料を塗装
する方法がある。しかし、これらの耐候性樹脂は一般に
高価である欠点がある。

また、樹脂の耐候性を向上させる方法として塗料用樹脂
の分子量を大きくする方法が考えられるが、この方法は
樹脂の製造コストを上昇させるため結果的にコスト高と
なる。

樹脂の劣化は光に対して活性な官能基が多いと促進され
ることから、カルボン酸などの官能基を少なくし、架橋
反応を十分進めればよいと考えられる。この方法であれ
ば、比較的安価な樹脂でも耐候性が向上するといえる。
しかし、耐候性の向上のため塗料樹脂の架橋反応を進め
ると接着に必要な官能基が減少して、シーリング材や補
修塗料などとの付着性が不十分になるという問題があ
る。シーリング材は、建築物の部材と部材の間の水の侵
入を防ぐためのシール材で、その種類としてはたとえば
シリコン系、ブチル系などがあるが、耐候性の点からシ
リコン系を用いるのが一般的である。このシーリング材
の接着力が十分でないと、建物の内部に水が浸入し発
錆、浸水のため建築物の寿命を短かくする。

現在のプレコート金属板は、シーリング材に対する接着
力が十分ではなく、初期接着は自然にはがれる程劣って
はいないが、通常接着界面から手ではがせる程度であ
る。この程度の接着力では、数年で接着力がさらに低下
し、建築物内部に水が浸入するという問題があった。

シーリング材の接着力を向上するために、プライマーな
どをシーリング材の塗付面に塗付し接着力を向上する方
法があるが、コスト高となったり、作業上の煩わしさか
らあまり一般的ではない。

また、プレコート金属板の施工時に塗膜に傷をつけた場
合、傷付部からの発錆を防ぐため、補修塗料を塗装する
が、補修塗料の接着力が不十分であると、数年で補修し
た塗料がはがれ、補修塗料とプレコート金属板の塗膜の
界面から水が侵入し、発錆するという問題がある。

プレコート金属板は、看板用などの後塗装が必要な用途
にも用いられる。この用途は屋外で使うことが多く、す
ぐれた耐候性と看板用塗料との接着力が必要であるが、
看板用塗料との接着性を向上させるため、官能基を多く
残して、耐候性を犠性にしているのが現状である。

又、プレコート金属板は裏面の塗装面にウレタン樹脂や
フェノール樹脂などの断熱発泡裏打材を張りつけること
が多い。一般にプレコート金属板の裏面用塗料として
は、メラミン・アルキッド樹脂などを用いた安価な塗料
が用いられているが、メラミン・アルキッド樹脂塗料
は、その原料がヒマシ油、ヤシ油などの天然油脂である
ため、官能基を増やし、接着性をあげることが困難であ
る。そのため断熱発泡裏打材の接着性が弱い場合は、エ
ポキシ樹脂などの接着性の良い樹脂を用いているのが現
状である。しかしエポキシ樹脂はメラミン・アルキッド
樹脂に比して耐候性が劣り、かつより高価であるという
問題がある。

発明が解洪しようとする問題点プレコート金属板を屋外で使う場合には、特に優れた耐
候性が必要であり、接着性のために樹脂骨格中に官能基
を残すのは、耐候性の点から好ましくない。したがって
耐候性と接着性を同時に満足させるのは非常に困難であ
り、本発明は耐候性と接着性とを満足させるプレコート
金属板を提供しようとするものである。

そこで本発明者らは、先ず十分硬化した塗膜の上に、更
に接着性を有するクリヤー層を１μ以下の膜厚で塗装す
る２層構造を形成させる方法を試みた。十分硬化した塗
膜で耐候性をもたせ、接着性は、接着性を有するクリヤ
ー層に負担させる。しかし、この方法は、十分硬化した
塗膜の接着性が悪いため層間密着性が劣ることや、塗料
費、ランニングコストが余分にかかりコスト高となる欠
点があり、実用に供さないことが判明した。

次に、硬化反応を途中で止めて、官能基を残し、接着性
を残す方法も試みた。例えば、焼付硬化型塗料であれ
ば、塗料の焼付温度を標準に対し10〜20℃低目の温度と
する方法である。これでは、架橋反応が不十分であり接
着性は、ある程度得られたがまだ不十分であり、却って
耐候性、耐溶剤性、耐食性が劣る結果となった。

そこで、本発明者は２層構造の方法をさらに検討し、塗
料の硬化を十分行なった後、その表面だけを改質する方
法を検討した。

表面を改質する方法としては、クロム酸処理、電子線照
射処理、プラズマ処理、紫外線照射処理についてまず検
討したが、クロム酸処理は、処理面の変色と処理速度が
遅く、電子線照射やプラズマ処理は、真空雰囲気が必要
であることや設備コストが高く、紫外線照射は処理速度
が遅いという問題があった。

そこでプレコート金属板の表面改質法として、塗料の硬
化を十分に進めたプレコート金属板にフレーム・バーナ
ー処理を行った結果、優れた耐候性と接着性を合わせ持
つプレコート金属板の得られることが判明し、本発明に
至ったものである。

問題点を解洪するための手段すなわち、本発明は樹脂を表面に被覆した表面処理金属
板において、樹脂表面を３〜50Kcal/m²／分のフレーム
バーナー処理してなることを特徴とする。

作用本発明は、金属板上の樹脂皮膜をフレーム・バーナー処
理した表面処理金属板であり、この金属板は耐候性と接
着性とを同時に満足するという効果を有するものであ
る。

以下さらに本発明を詳しく説明する。

本発明では、まず基板となる金属板として、鋼板、亜鉛
めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、鉛めっき鋼板、鉛合
金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム
合金めっき鋼板またはステンレス板などが用いられる。
さらにこの上に、0.1〜５μ程度の化成処理層を有する
ものも含まれる。化成処理は、金属基板の耐食性、耐酸
化性および密着性を向上させるため行われるもので、た
とえば、リン酸亜鉛処理、リン酸鉄処理、あるいは電解
クロメート処理によって行われる。

金属板上に樹脂を被覆する方法としては、樹脂塗料を塗
布して得る方法（いわゆるカラー鋼板など）、又は樹脂
フィルムをラミネートする方法（いわゆるラミネート鋼
板など）、又は押出機から溶融混練された熱可塑性樹脂
をＴダイからフィルム状に押出し、予熱してある金属基
板上に溶融状態で直接連続的に被覆するいわゆるホット
メルトコーティング方法などがあるが、特に限定するも
のではない。

以下先ず樹脂塗料を塗布する方法について説明する。樹
脂塗料の塗布に当っては、１回塗りや２回塗りなど通常
の塗装方法が用いられる。たとえば金属板に亜鉛めっき
鉄板を用いる場合は、リン酸亜鉛処理の化成処理を施し
た上、下塗塗膜として防錆顔料を含有するエポキシ樹脂
塗料を塗付し、180℃、50秒程度で焼付しプライマー板
とする。このように、他の金属板を用いる場合も公知の
通常の手段でプライマー板とする。

次いで、プライマー板にポリエステル樹脂、高分子ポリ
エステル樹脂、メラミンアルキッド樹脂、アクリル変性
フッ化ビニリデン樹脂、シリコンポリエステル樹脂、シ
リカポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どから選ばれた１種以上の樹脂を含有する塗料を塗付す
る。なおメラミンアルキッドは、化成処理した後、プラ
イマーなしでも、塗料が塗付することができる。

また、これらの塗料には通常塗料中に添加されている添
加剤、たとえば顔料、消泡剤、艶消剤、紫外線吸収剤な
どを添加したものであっても良い。また塗料の形状とし
ては粉体状、液体状のものであって良い。

プライマー板に塗料を塗装する方法としては、たとえば
ロールコーター、フローコーター、スプレーコーター等
の公知の塗装手段を採用することができ、これらの塗装
手段により塗装したものを加熱乾燥、たとえば熱風乾燥
機により乾燥し硬化させ塗膜を形成させる。

本発明の表面処理金属板としては、このような塗料塗装
によって得られた方法の他、塩ビやポリエチレン等のプ
ラスチックフィルムを金属板上に接着又はラミネートし
て得られたラミネート型やホットメルトコーティング型
も含まれ、金属板上に樹脂フィルムを形成したものであ
ればよく、表面処理金属板の製法は特に限定するもので
はない。

このように金属板上に樹脂皮膜を形成したものにフレー
ム・バーナー処理をする。

又、金属板にラミネートする前に予め樹脂フィルムをフ
レームバーナー処理し、処理した樹脂フィルムをラミネ
ートする方法も本発明に含まれる。

フレーム・バーナー処理の場合、処理条件としては１m²
の被処理物に１分間に供給するガスの発熱量（放熱量）
として３〜50kcal/m²／分程度の範囲が好ましく、3kcal
/m²／分未満では、接着性向上効果が不十分であり、50k
cal/m²／分超では、フレーム・バーナーの燃焼時の熱で
樹脂が焼け黄変すると共にコスト高となり好ましくな
い。

バーナー装置と被処理物との距離としては10〜100mm程
度の範囲が好ましく、通常は約30mm程度で処理される
が、これに限られるものではない。

なお、コロナ放電処理とフレーム・バーナー処理との両
方の処理を行ってもよい。

実施例以下本発明を実施例、比較例によって詳細に説明する。

実施例４〜６、比較例１、４〜５金属板は、0.35m/mの亜鉛鉄板を用い、リン酸亜鉛処理
の化成処理を施した上に、下塗塗膜として防錆顔料を含
有したエポキシ樹脂塗料を塗付、180℃、50秒間焼付
し、乾燥膜厚５μを塗装したプライマー板を得た。

上記プライマー板上に上塗塗料として、高分子ポリエス
テル樹脂塗料１（日本ペイント（株）製、商品名「スー
パーラック DIF H-18」）を塗付し、300℃の炉内で金
属板の最高温度が215℃になるよう焼付し、乾燥膜厚15
μを得た。得られた塗膜表面に、実施例４〜６、比較例
４〜５はフレームバーナー処理を施し、最適処理条件を
見い出した。得られた各プレコート金属板について、耐
候性、接着性、耐溶剤性、鉛筆硬度を調べた結果は表１
に示した。

比較例６上記プライマー板上に上塗塗料として塗料タイプを高分
子ポリエステル樹脂塗料２（日本ペイント（株）製、商
品名「スーパーラック DIF H-25」）を塗付し、300℃
の炉内で金属板の最高温度が215℃になるように焼付
し、乾燥膜厚15μを得た。性能を調査した結果は表１の
とおりであった。なお高分子ポリエステル塗料２は、高
分子ポリエステル塗料１から酸触媒を取り除いたもの
で、架橋度を下げ、接着性を向上させたものである。

実施例８、比較例７〜８上記化成処理を施した金属板上にメラミン・アルキッド
樹脂塗料（日本ペイント（株）製、商品名「オルガ 10
0.5」）を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高温度が実
施例８、比較例７については215℃、比較例８について
は195℃になるよう焼付し、乾燥膜厚５μを得た。得ら
れた塗膜表面に実施例８はフレームバーナー処理を施
し、得られたプレコート金属板について、性能を調べた
結果は表１に示した。

実施例10、比較例９〜10 上記プライマー板上に上塗塗料としてシリカ・ポリエス
テル塗料（関西ペイント（株）製、商品名「コスマー32
00」）を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高温度を実
施例10、比較例９については240℃、比較例10について
は220℃になるよう焼付し、乾燥膜厚15μを得た。得ら
れた塗膜表面に実施例10はフレーム・バーナー処理を施
し、得られたプレコート金属板について性能を調べた結
果は表１に示した。

実施例12、比較例11〜12 上記プライマー板上に、上塗塗料として、アクリル変成
フッ化ビニリデン樹脂塗料（大日本インキ（株）製、商
品名「フロロポン」）を塗付し、300℃の炉内で金属板
の最高温度が実施例12、比較例11については、250℃、
比較例12については220℃になるように焼付し、乾燥膜
厚20μを得た。得られた塗膜表面に実施例12はフレーム
バーナー処理を施し、得られたプレコート金属板につい
て試験した結果は表１に示した。

実施例14、比較例13〜14 上記プライマー板上に、上塗塗料として、ポリエステル
樹脂塗料（日本ペイント（株）商品名「スーパーラック
DIF F-38」）を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高
温度が実施例14、比較例13については230℃、比較例14
については210℃になるように焼付し乾燥膜厚18μを得
た。得られた塗膜表面に実施例14はフレームバーナー処
理を施し、得られたプレコート金属板について試験した
結果は表１に示した。

実施例16、比較例15〜16 上記プライマー上に上塗塗料としてシリコンポリエステ
ル樹脂塗料（関西ペイント（株）商品名「KP-7516」）
を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高温度が実施例1
6、比較例15については230℃、比較例16については210
℃になるように焼付し、乾燥膜厚15μを得た。得られた
塗膜表面に実施例16はフレーム・バーナー処理を施し、
得られたプレコート金属板について試験した結果は表２
に示した。

実施例18、比較例17〜18 上記プライマー上に上塗塗料としてエポキシ樹脂塗料
（日本ペイント（株）商品名「スーパーラック DIF P1
55」）を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高温度が実
施例18、比較例17については200℃、比較例18について1
80℃になるように焼付し、乾燥膜厚15μを得た。得られ
た塗膜表面に実施例18はフレーム・バーナー処理を施し
た。その結果を表２に示した。

実施例20、比較例19〜20 上記プライマー上に上塗塗料としてアクリル樹脂塗料
（日本ペイント（株）商品名「スーパーラック DIF A5
5」）を塗付し、300℃の炉内で金属板の最高温度が実施
例20、比較例19については225℃、比較例20については2
05℃になるように焼付し、乾燥膜厚15μを得た。得られ
た塗膜表面に実施例20はフレーム・バーナー処理を施し
た。その結果を表２に示した。

実施例22、比較例21 上記プライマー板上にラミネートフィルムとしてポリエ
チレン樹脂フィルム（宇部興産（株）製）150μをラミ
ネートし得られた樹脂被膜表面に実施例22はフレーム・
バーナー処理を施した。

得られた結果は表２に示した。

実施例24、比較例22 上記プライマー板上に、実施例24についてはフレーム・
バーナー処理を施したポリエチレン樹脂フィルム（宇部
興産（株）製）150μをラミネートした。

得られた結果は表２に示した。

なお性能試験はつぎのように行なった。

（１）濡れ張力 JIS K6768の「PE、PPフィルムの濡れ試験方法」に基い
て行なった。

（２）耐候性デューサイクル・ウエザーメーター100時間（Ｈ）後の
塗膜面の色差ΔＥと光沢保持率％で示した。なお、実施
例11〜12、比較例11〜12、実施例21〜24、比較例21〜22
は試験時間を500Hとした。

（３）接着性アクリルラッカー補修塗料（ロックペイント（株）製）
をスプレーにて塗付し、碁板目エリクセン試験を行なっ
た後に、テープで引きはがした後の残り数を示した。

（４）シリコンシーリング材の接着性シリコンシーリング材（信越化学（株）商品名「KE457
7」）を表面処理金属板に厚さ2mmで塗付し、２週間室温
で乾燥した後、シーリング材をはがし、接着力を判定し
た。

○はシーリング材内部の凝集破かいで特に良い。

Δは塗膜とシーリング材の界面ではくりするが接着力の
強いもの。

×は塗膜とシーリング材の界面で簡単にはくりし、最も
劣る。

（５）シリコンシーリング材の経時接着力上記（４）で作成したサンプルを50℃の温水に１週間浸
漬後の接着力を判定した。その評価基準は（４）と同じ
で行った。

（６）耐溶剤性メチルエチルケトン（MEK）を脱脂綿にしみこませ、塗
面をこすり、下地がみえるまでの回数を示した。最高は
100回までとした。

（７）塗膜硬度 JIS G3312に準拠した方法で塗膜にきずのつかない最高
鉛筆硬度で示した。

発明の効果本表面処理金属板は、金属板上の塗膜表面の接着性が改
善され、かつ耐候性がすぐれるという効果を有する。従
って、これまでの表面処理金属板が接着性を改善するた
めに官能基を残し耐候性を犠性にしていたのに比べ、大
幅に耐候性が向上したものである。また、溶剤に侵され
やすい官能基が少ないため耐溶剤性が向上した。このこ
とは、施工時についた汚れをシンナーなどの溶剤でふき
とっても塗膜をいためることがないという点ですぐれて
いる。

また、耐候性を劣化させることなく、シーリング材や補
修塗料の接着性が向上し、これまでのように数年でシー
リング材や補修塗料の接着力が低下し、はがれることが
ない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂を表面に被覆した表面処理金属板にお
いて、樹脂表面を３〜50Kcal/m²／分のフレームバーナ
ー処理してなることを特徴とする表面処理金属板。
【請求項２】表面処理金属板が、樹脂塗料により金属板
上に樹脂塗膜を形成したものであり、該塗膜表面をフレ
ームバーナー処理してなる特許請求の範囲第１項記載の
表面処理金属板。
【請求項３】金属板上に樹脂フィルムをラミネートし、
該ラミネートされた樹脂フィルムをフレームバーナー処
理してなる特許請求の範囲第１項記載の表面処理金属
板。
【請求項４】予じめ表面をフレームバーナー処理した樹
脂フィルムを金属板上にラミネートしてなる特許請求の
範囲第１項記載の表面処理金属板。