JPH07150100A - 金属板用塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリフッ化ビニリデンとアクリル樹脂とから成
る樹脂成分を主成分とする塗料において、アクリルポリ
マービーズと炭化ケイ素微粉末との重量比１００：５な
いし５：１００の混合物を、固形分の全重量に基づき１
〜３０重量％の割合で含有する金属板用塗料である。 【効果】独特の仕上がり外観を有するとともに、耐傷付
き性、耐摩耗性に優れる塗膜を有し、かつ加工時の作業
性が良く、成形ロール面やシャーリング刃の摩耗を抑制
しうる塗装金属板を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な金属板用塗料、さ
らに詳しくは、電気機器、室内器物、車両内装、建物内
外装などに利用される金属板に塗布して、独特の外観と
塗膜性能をもたらす金属板用塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根や建物外装などの長期耐久性
が要求される部品や電気機器、室内器物、車両内装、建
物内装などには、一般にプレコート鋼板と呼ばれている
塗装金属板が広く使用されている。該塗装金属板は、一
般に次に示す方法で製造されている。まず、厚さ０.２
〜０.６mm、幅０.６〜１.２ｍの長尺の板から成る被塗
装金属板が巻き取られたコイルとして供給される。この
被塗装金属板は、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、アルミニ
ウム亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、冷
間圧延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などであ
り、通常は塗装を施す前にクロメート処理やリン酸処理
などの化成皮膜処理が施され、次いで裏面には１、２
回、おもて面には２〜４回の塗装が施される。塗装方法
は、主にロールコートが適用され、さらに金属板温度１
００〜２６０℃で１５〜１８０秒間程度加熱乾燥された
のち、コイルとして巻取られる。このようにして製造さ
れた塗装金属板は、それぞれ所定の寸法に切断され、成
形加工されて最終の用途に用いられる。近年、屋根や建
物外装などに使用される塗装金属板に対して、市場の要
求は厳しさを増し、これらに使用される塗料としては、
長期耐久性の観点から、ポリフッ化ビニリデン７０重量
％以上を含有するフッ素樹脂塗料が主流となりつつあ
る。しかしながら、現状のフッ素樹脂塗料は、巻取り
（コイリング）時にプレッシャーマークがついたり、成
形加工や施工時に傷がつくなどの問題がある。そこで、
このような問題を解決するために、例えば前記フッ素樹
脂塗料に無機質骨材（ガラス繊維など）を配合し、塗膜
の強度や硬度を向上させ、耐傷付き性、耐摩耗性、加工
性、耐透水性などに優れた塗料が開示されている（特開
昭６１−２３６８６９号公報）。しかしながら、この塗
料は、硬質の骨材を使用しているため、成形加工時に成
形ロールを摩耗させたり、シャーリング刃を摩耗させる
など、新たな問題が生じるおそれがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
塗装金属板に用いられる従来のフッ素樹脂塗料が有する
欠点を克服し、巻きとり時にプレッシャーマークがつい
たり、成形加工時や施工時に塗面が傷ついたりすること
が少なく、かつ成形ロールやシャーリング刃の摩耗がほ
とんどない上、新規な暖か味のあるソフトで意匠性に優
れる仕上がり外観を与え、さらに従来の塗装金属板がも
つ成形加工性や長期の耐久性を損なうことのない金属板
用塗料を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有する金属板用塗料を開発すべく鋭意研究
を重ねた結果、ポリフッ化ビニリデンとアクリル樹脂と
から成る樹脂成分を主成分とする塗料において、特定の
割合のアクリルポリマービーズと炭化ケイ素微粉末との
混合物を所定の割合で含有させることにより、その目的
を達成しうることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、ポリフッ
化ビニリデンとアクリル樹脂とから成る樹脂成分を主成
分とする塗料において、アクリルポリマービーズと炭化
ケイ素微粉末との重量比１００：５ないし５：１００の
混合物を、固形分の全重量に基づき１〜３０重量％の割
合で含有することを特徴とする金属板用塗料を提供する
ものである。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明塗
料において用いられるポリフッ化ビニリデンとしては、
重量平均分子量が１５０,０００以上で融点が１５０〜
１８０℃のものが好適であり、市販品として、例えばカ
イナー５００［日本ペンウォルト(株)商品名、重量平均
分子量３５０,０００、融点１６０〜１６５℃］などが
ある。一方、アクリル樹脂としては、構成単位の７０重
量％以上が（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、（メタ）ア
クリル酸ブチル、（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
のアルキル基の炭素数が１〜８の（メタ）アクリル酸ア
ルキルエステルモノマーの中から選ばれた少なくとも１
種のモノマーから形成される単位から成るものが好まし
く、特に構成単位の５０重量％以上がメタクリル酸メチ
ル単位から成るものが好適である。該アクリル樹脂にお
いて、構成単位の残りの３０重量％以下を形成するモノ
マーとしては、前記（メタ）アクリル酸エステルモノマ
ーと共重合可能なもの、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、塩化ビニルなどが挙げられ
る。また、該アクリル樹脂は、重量平均分子量が５０,
０００〜２００,０００の範囲にあるものが好適であ
る。

【０００６】本発明塗料においては、前記ポリフッ化ビ
ニリデンとアクリル樹脂は重量比９０：１０ないし４
０：６０の割合で用いるのが好ましい。本発明塗料にお
いては、アクリルポリマービーズ及び炭化ケイ素微粉末
を含有させることが必要である。これらのアクリルポリ
マービーズや炭化ケイ素微粉末の品質としては、従来の
金属板用塗料や塗膜が有する優れた特性を損なわない品
質でなければならない。具体的には、従来の塗料中に含
有している溶剤に溶解しないこと、塗料の貯蔵中に変質
や沈降固化がなく、安定性を低下させないこと、塗料中
のアクリル樹脂との親和性を有することが要求される。
したがって、まずアクリルポリマービーズとしては、メ
タクリル酸メチル単位８０〜９８重量％、メタクリル酸
メチルと共重合可能なモノマー単位１８重量％以下及び
架橋性モノマー（例えばエチレングリコールジメタクリ
ートなど）単位２〜２０重量％、好ましくは５〜１０重
量％から成るものが望ましい。該架橋性モノマー単位が
２０重量％を超えるとビーズがもろくなるなど物性が低
下したり、耐候性が低下するなどのおそれがあり、好ま
しくない。また、該アクリルポリマービーズは、平均粒
径が１０〜５０μｍ、好ましくは２０〜４０μｍの範囲
にあるものが好適であり、この平均粒径が１０μｍ未満
では本発明の目的である独特の意匠性が得られないし、
５０μｍを超えると塗料中でのビーズの沈降が著しくな
り、好ましくない。

【０００７】一方、炭化ケイ素微粉末については、その
平均粒径が１０〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍ
の範囲にあるのが望ましい。前記のアクリルポリマービ
ーズ及び炭化ケイ素微粉末は共に本発明塗料中に配合さ
れるが、塗装金属板の成形時におけるロール損傷や、施
工及び加工時における素材に達するような傷の形成を防
止するなど、本発明の目的を達成するためには、アクリ
ルポリマービーズの平均粒径が、炭化ケイ素微粉末の平
均粒径を下廻らないことが必要である。該アクリルポリ
マービーズと炭化ケイ素微粉末の混合割合は、重量比１
００：５ないし５：１００、好ましくは１００：５ない
し１００：５０の範囲にあることが必要である。炭化ケ
イ素微粉末が上記割合より少ない場合には良好な外観性
は得られるものの、施工や加工時の耐傷付性能が劣る
し、アクリルポリマービーズが上記割合よりも少ない場
合には成形ロールの摩耗をもたらすおそれがあり、いず
れの場合も本発明の目的を達成することができない。ア
クリルポリマービーズと炭化ケイ素微粉末は、そのまま
塗料中へ混合してもよいが、塗料中への親和性、分散性
を向上させ、また沈降しにくくする目的で、混合前にア
ルミニウム系カップリング剤とよく馴染ませたのちに、
塗料中へ混合するのが望ましい。アルミニウム系カップ
リング剤としては例えば、下記一般式［１］で示される
ブレンアクトＡＬＭ［味の素(株)製、商品名、化学名：
アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート］な
どがある。

【０００８】

【化１】

【０００９】（式中のＲは炭素数１〜８のアルキル基で
ある） アクリルポリマービーズ及び炭化ケイ素微粉末を塗料中
に配合する具体的な方法としては、両者の合計重量に対
し３重量％相当量のアルミニウム系カップリング剤を、
イソホロンなどの溶剤中に溶解したのち、その中へ両者
を加えてよく接触させたのち、ゆるやかに撹拌されてい
る塗料中に加え、均一に混合すればよい。本発明塗料に
おいては、前記のアクリルポリマービーズと炭化ケイ素
微粉末とを、その合計量が固形分の全重量に基づき１〜
３０重量％になるように含有させることが必要である。
この量が１重量％未満では巻取り時にプレッシャーマー
クがついたり、成形加工や施工時に傷がついたりするお
それがあるし、３０重量％を超えると塗膜外観やテーバ
ー摩耗性が低下する傾向がみられる。

【００１０】本発明塗料においては、必要に応じて、前
記必須成分以外に無機質や有機質骨材、着色顔料、体質
顔料、溶剤及び添加剤などを必要に応じて配合すること
ができる。無機質骨材としては、例えばガラスビーズ、
ガラス繊維、アルミナ粒子、シリカ、焼成シリカなど
が、有機質骨材としては、例えばポリアクリロニトリル
ビーズ、ベンゾグアナミンビーズ、ナイロンビーズなど
が挙げられる。着色顔料としては、例えば酸化チタン、
カーボンブラック、酸化鉄、クロム酸鉛、金属粉末（Ａ
ｌ、Ｃｕ）、焼成顔料（コバルトブルー、グリーン）、
パール顔料などが挙げられる。パール顔料は鱗片状のマ
イカ表面に酸化チタンなどをコーティングした顔料であ
り、本発明の金属板用塗料に配合すると意匠性を向上さ
せる効果があり好ましい。このようなパール顔料として
は、例えばエクステリアーマーリンブライトホワイト
［マール社商品名］、イリオジン１０３Ｗ２［メルクジ
ャパン(株)商品名］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。なかでも顕著な傷付き防
止剤として、融点３００℃以上のポリテトラフルオロエ
チレン粉末樹脂が効果的である。例えば、フォスタフロ
ンＴＦ−９２０５［ヘキストジャパン(株)商品名］など
が挙げられる。

【００１１】次に、以上のようにして調製された金属板
用塗料を用い、塗装金属板を作製する方法について説明
する。被塗装金属板としては、例えば溶融亜鉛めっき鋼
板、アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウムめ
っき鋼板、冷間圧延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウ
ム板などが一般に用いられる。本発明の金属板用塗料
は、化成皮膜処理を施された被塗面に直接塗装すること
が可能であるが、防食性や密着性などの性能を向上させ
るためには、塗装金属板に通常用いられているエポキシ
樹脂系やポリエステル樹脂系の下塗塗料を塗装して焼き
付けた上に、塗装することが望ましい。また該塗料の塗
装時の粘度は、ロールコートの場合フォードカップ＃４
（２５℃）で４０〜１８０秒であるのが好都合である。
塗装方法については特に制限はなく、従来の溶剤型塗料
の塗装に慣用されている方法、例えばはけ塗り、ロール
コート、スプレー塗装などの方法を用いることができる
が、塗装金属板の塗装においてはロールコート法がもっ
とも一般的である。乾燥塗膜厚は通常５〜４０μｍの範
囲である。焼付け硬化条件としては、１５〜１８０秒間
加熱して金属板温度を１００℃以上に到達せしめること
によって行われる。焼付け時間が１５秒未満では、樹脂
成分の硬化が不十分であり、１８０秒を超えると樹脂成
分の硬化が過剰となり、いずれの場合にも塗料本来の性
能が発揮されず好ましくない。加熱方式については特に
制限はなく、例えば対流加熱方式や放射加熱方式などの
外部加熱方式、あるいは高周波などによる内部加熱方式
などの中から、任意の方式を選び用いることができる。

【００１２】

【作用】本発明における金属板用塗料は、真球状のアク
リルポリマービーズと、炭化ケイ素微粉末とを配合する
ことによって、その塗膜においては、有機質のアクリル
ポリマービーズが塗膜の表層に配列し、外観性や成型ロ
ールの保護作用を発現し、無機質の炭化ケイ素微粉末が
塗膜低部に配列し、施工や加工時に発生する金属素材に
達する損傷を保護するものと考えられる。

【００１３】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。なお、作成した試験片の性能は次の要領
に従って評価した。 （１）塗膜外観 塗膜仕上がりについて、ツヤ消し調の肉持ち感、柔らか
み、暖かみが感じられ、金属感の硬さがないものを意匠
性が高い（５）とした。一方、金属感の硬さ、冷たさが
強いものを意匠性が低い（１）とした。５点法で評価
し、４点以上を合格とした。 （２）プレッシャーマーク試験 プレス機の温度を４０℃にセットし、試験片２枚のおも
て面と裏面とを合わせて重ね、加重１００kg／cm²にて
９６時間プレス機にて挟み付けたのち、試験片おもて面
の光沢変化を肉眼で観察した。この試験方法では、塗膜
がフラットなほど、艶の増加が認められる。評価方法は
次のとおりとした。 ◎：目視光沢の増加なし。（合格） ○：目視光沢の増加が僅かに認められる。（合格） △：目視光沢の増加が明かに認められる。（不合格） （３）コインスクラッチ性 試験片塗面に対し、十円硬貨を約４５度の角度で、指で
押し付けるようにエッジを塗面に当てる。そのまま塗面
に強く押し付けながら、十円硬貨の平面と直角の方向に
引っ張り、塗面に傷をつける。傷のつき方から、塗膜の
耐傷つき性及び滑りやすさを観察した。次の基準で評価
した。 ◎：傷は僅かにつく。（合格） ○：傷はこすりあとだけである。（合格） △：傷はこすりあとが下塗塗膜に達している。（不合
格） ×：傷はこすりあと以上にはがれる。（不合格）

【００１４】（４）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２Ｔとは、加工される試験片と同一の被塗板２枚を内
側にはさみ込み（３Ｔ〜６Ｔは３〜６枚はさみ込む）１
８０度密着折曲げをしたものである。折曲げた先端を１
０倍ルーペで観察し、クラックフリーとなる加工レベル
を示した。２Ｔ〜５Ｔを合格とした。 （５）成形ロール摩耗性 ３０×１００cmの試験片３０枚をつぎつぎにロールフォ
ーミング機にて成形加工を行い、３０枚通過後の成形ロ
ールのめっき面を観察した。実施例２及び４、６、比較
例１及び３、４、５の試験片について実施した。評価方
法は次のとおりとした。 ◎：めっき面の艶に、変化を認めない。（合格） ○：めっき面の艶が、僅かながら低下している。（不合
格） △：めっき面の艶が、低下しているのが認められる。
（不合格） （６）鉛筆硬度 ＪＩＳ Ｄ-０２０２(１９８８)４.１３鉛筆引っかき抵
抗性試験方法に基づいて試験を行った。２Ｈ以上を合格
とした。 （７）テーバー摩耗性 ＪＩＳ Ｋ-６９０２に基づき、摩耗輪ＣＳ−１０を用
い、荷重１kg、１,０００回転後の摩耗減量を測定し
た。摩耗減量１０mg／１,０００回転以下を合格とし
た。

【００１５】（８）落砂試験 ＡＳＴＭ Ｄ９６８-５１に基づき素地露出までの落砂量
を測定した。 （９）塩水噴霧試験 ＪＩＳ Ｚ-２３７１に準じて、２Ｔ加工を施した試験片
について２,０００時間試験し、加工部の錆の程度を肉
眼で判定した。 ◎：塗面に全く異常ないもの。（合格） ○：殆ど異常なし。（合格） △：フクレ、白さびを認める。（不合格） ×：明らかに異常あり。（不合格） （１０）耐薬品性 ３Ｔ加工を施した試験片を２０℃の１０wt％塩酸水溶
液、１０wt％硫酸水溶液及び１０wt％水酸化ナトリウム
水溶液に、それぞれ１０日間浸漬したのち、加工部の塗
膜の異常の有無を肉眼で判定した。 ◎：塗面に全く異常なし。（合格） ○：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。（不合格） （１１）促進耐候性 ３Ｔ加工を施した試験片について次の試験器及び試験条
件で１,５００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） 試験機：ＷＥＬ−Ｓｕｎｓｈｉｎｅ−ＤＣ、スガ試験器
(株)製、商品名 試験条件：光源：カーボンアーク ブラックパネル温度 ６３℃ 試験後の塗面状態を観察し、試験前と後との色差ΔＥ、
光沢保持率％を測定した。塗面状態の評価方法は次のと
おりとした。 ◎：塗面に全く異常なし。（合格） ○：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） ×：明かに異常あり。（不合格） 色差、光沢保持率については、７.０以下、７０％以上
をそれぞれ合格とした。

【００１６】実施例１〜６、比較例１〜５ （１）上塗塗料の調製 第１表に示す配合に準じて、プレカラーNo.８０００ブ
ラウン［日本油脂(株)登録商標］を容器に入れ撹拌しな
がら、その他の成分を均一に混合し、各上塗塗料を調製
した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】［注］ 1)プレカラーNo.８０００ブラウン［日本油脂(株)登録
商標］塗料組成及び性状は以下のとおりである。 ・樹脂組成 ポリビニリデンジフルオリド（固形分：１００％） ７０重量部 ［カイナー５００、日本ペンウォルト(株)商品名、重量
平均分子量：３５００００、融点１６０〜１６５℃］ アクリル樹脂溶液（固形分：３０wt％） １００重量部 ［メチルメタクリレート単位／エチルアクリレート単位
重量比７０／３０、重量平均分子量：６３０００］ ・顔料組成 酸化チタン １.１重量部 焼成ブラウン １７.２重量部 焼成ブラック １５.０重量部 三酸化アンチモン １.７重量部 ・イソホロン溶剤 ４０.５重量部 性状：粘度＝１０５秒（フォードカップ＃４、２５℃） 固形分＝５５wt％ 2)テクポリマーＭＢＸ−３０ 積水化成品工業(株)商品名、架橋性モノマー単位５重量
％、粒径３０μｍ 3)グリンデンシックＧＣ−７００ 昭和電工(株)商品名、粒径３０μｍ 4)マイクログラスサーフェストランドＲＥＶ−９ 日本板硝子(株)商品名

【００２０】（２）試験片の作製及び評価 被塗板として、ガルバリウム（アルミニウム亜鉛合金め
っき鋼板：５５％Ａｌ／Ｚｎ）を用い、その両面に塗布
型クロメート処理を施したのちに、前もって裏面に裏面
用塗料を乾燥膜厚が５μｍになるように塗装した。次
に、おもて面に、まずエポキシ樹脂系下塗塗料［プレカ
ラープライマーＦ−１、日本油脂(株)登録商標］を、バ
ーコーター＃１２を用いて乾燥塗膜厚が５μｍになるよ
うに塗布し、到達板温２１０℃で乾燥させた。次いで、
実施例１〜６及び比較例１〜５の各上塗塗料を、バーコ
ーター＃４６を用いて乾燥塗膜厚が２５μｍになるよう
に塗布し、到達板温２５０℃で乾燥させた。このように
して作製した各試験片について性能を評価した。その結
果を第２表に示す。なお、比較例２については、塗装作
業性が悪く塗面仕上がりが異状であったため、成形ロー
ル摩耗性、テーバー摩耗性及び落砂試験については試験
しなかった。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】第２表から明らかなように、本発明の範囲
から外れた比較例１及び２、３、５は、塗膜外観、プレ
ッシャーマーク、加工性あるいは成形ロール摩耗性にお
いて不十分である。ガラス繊維を配合した比較例４で
は、成形ロール摩耗性で難点があり、また意匠性に乏し
い。一方、本発明に準じた実施例１〜６では、塗膜外
観、意匠性、塗膜の強靭性、耐久性などいずれも極めて
良好な結果を示し、本発明の塗料が優れていることが分
かる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の塗料を塗装した金属板は、従来
の塗装金属板ではみられなかった独特の仕上がり外観
や、塗膜性能を得ることができる。すなわち仕上がり塗
面は、ツヤ消し調の肉持ち感のある、ソフトな意匠性に
優れた外観を与え、しかも、塗膜表面は強靭で耐傷付き
性、耐摩耗性にも優れ、加工時の作業性がよく、成形ロ
ール面やシャーリング刃の摩耗も抑制することができ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリフッ化ビニリデンとアクリル樹脂とか
   ら成る樹脂成分を主成分とする塗料において、アクリル
   ポリマービーズと炭化ケイ素微粉末との重量比１００：
   ５ないし５：１００の混合物を、固形分の全重量に基づ
   き１〜３０重量％の割合で含有することを特徴とする金
   属板用塗料。
2. 【請求項２】アクリルポリマービーズが架橋性モノマー
   単位２〜２０重量％を含有する平均粒径２０〜４０μｍ
   のものであり、かつ炭化ケイ素微粉末が平均粒径１０〜
   ３０μｍのものである請求項１記載の金属板用塗料。