JPH07310052A - 耐熱性塗料およびその塗料による塗装鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主鎖がカルボシラン結合（Ｓｉ−Ｃ）からな
るポリマ−、シリコン樹脂および無機充填剤を有機溶媒
に溶解、分散させた塗料およびその塗料による塗装鋼帯
の製造方法において、短時間に塗膜を硬化させることの
できる塗料および方法を提供する 【構成】 塗料にアミノシランカップリング剤を添加
し、最高到達板温２５０〜４００℃で６０〜１８０秒間
乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車マフラ
−、調理器ヒ−タ−、電気オ−ブン、化学プラントの部
材のように製造には成形加工を必要とし、かつ、２５０
〜８００℃程度の耐熱性を必要とする用途に好適な耐熱
性塗料およびその塗料による塗装鋼帯の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】自動車マフラ−、調理器ヒ−タ−の部材の
ように、４００℃を越える高温や高濃度の腐食性イオン
を含んだ凝縮液にさらされたりする用途の部材は、加工
性に優れた耐熱性プレコ−ト鋼板が存在しなかったた
め、従来は未塗装素材を成形加工した後、耐熱塗料を塗
装する方法で製造していた。この塗装方法の一つとし
て、ポリカルボシランを金属アルコキシドで架橋したポ
リメタロカルボシランと無機充填剤とを有機溶媒に溶
解、分散させた耐熱性塗料（特開昭６２−４８７７３
号）またはこれにシリコン樹脂を添加した耐熱性塗料、
ポリカルボシラン、シリコン樹脂および無機充填剤を有
機溶媒に溶解、分散させた耐熱性塗料（特開昭６２−２
３５３７０号）、ポリカルボシランおよび/またはポリ
カルボシラスチレン、シリコン樹脂および無機充填剤を
有機溶媒に溶解、分散させた耐熱性塗料（特開平４−１
００８７２号）をスプレ−法で塗布した後、１５０℃程
度で２０〜３０分間予備加熱し、その後２５０〜４５０
℃で３０〜４０分間加熱する２段乾燥法する方法があ
る。これらの塗料はいずれも主鎖がカルボシラン結合
（Ｓｉ−Ｃ）からなるポリマ−を無機充填剤のバインダ
−に用いて、乾燥の際の塗膜収縮をシリコン樹脂で抑制
したもので、シリコン樹脂、無機充填剤はポリマ−１０
０重量部に対してともに１０〜９００重量部、好ましく
は５０〜５００重量部にしたものである。

【０００３】しかし、この方法では、塗装は均一でな
く、乾燥にも長時間を要するため、生産能率が劣る。こ
のため、上記のような耐熱塗料を塗装したプレコ−ト鋼
板が要望されていた。しかし、上記のような耐熱塗料を
そのままプレコ−ト鋼板に適用しても、乾燥時間が極め
て長いため、鋼帯の連続塗装ラインで商業ベ−スで製造
することは困難である。また、製造したとしても、塗膜
が極めて硬いため、密着性、耐衝撃性が従来のポリエス
テル塗料を塗装したプレコ−ト鋼板に比べると比較にな
らない程劣り、実用上使用困難である。この対策とし
て、乾燥時間を例えば６０〜１８０秒と短くして、塗膜
硬化を抑制することも考えられるが、硬化不十分な塗膜
は概して耐熱性が劣り、また、柔らかくてブロッキング
を生じるため、乾燥時間を短くすることはできない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑み、短時間乾燥でも塗膜が十分硬化して、良好な耐ブ
ロッキング性、塗膜密着性、耐熱性が得られるように改
善した耐熱性塗料およびその塗料による塗装鋼帯の製造
方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、主鎖がカルボ
シラン結合（Ｓｉ−Ｃ）からなるポリマ−、シリコン樹
脂および無機充填剤を有機溶媒に溶解、分散させた塗料
において、該塗料にアミノシランカップリング剤を添加
した。また、塗装前処理を施した鋼帯に前記塗料を乾燥
塗膜厚５〜４０μｍになるように塗装した後、最高到達
板温２５０〜４００℃で６０〜１８０秒間乾燥すると、
鋼帯の連続塗装ラインで能率よく製造できることを見い
だした。

【０００６】

【作用】アミノシランカップリング剤を添加すると、短
時間乾燥でも塗膜が十分硬化する理由は明確ではない
が、アミノシランカップリング剤はアルカリ性であるた
め、中性の塗料をアルカリ性にして、ｐＨ依存性のある
シリコン樹脂のシラノ−ル基を活性化し、硬化反応を促
進するためと考えられる。このため、エポキシ基、メル
カプト基、ビニル基、またはアクリル基などを有するシ
ランカップリング剤を添加しても、硬化は促進されな
い。アミノシランカップリング剤の場合、１級アミノシ
ランカップリング剤には塗膜硬化促進作用が、２級アミ
ノシランカップリング剤には架橋剤的作用が認められる
ので、両者を複合添加すると、両者の相乗効果を期待で
きる。

【０００７】アミノシランカップリング剤は、塗料不揮
発分に対して０.５〜２０.０重量％添加するのが好まし
い。０.５重量％未満であると、耐ブロッキング性があ
まり改善されず、２０重量％を越えると、耐衝撃性、密
着性が低下する。アミノシランカップリング剤として
は、アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
などが挙げられる。

【０００８】本発明の塗料は、鋼帯にリン酸塩処理、ク
ロメ−ト処理のような公知塗装前処理を施して、乾燥塗
膜厚５〜４０μｍになるように塗装した後、最高到達板
温２５０〜４００℃で６０〜１８０秒間乾燥すると、短
時間乾燥で塗膜を硬化させることができる。鋼帯は用途
により材質、表面処理などを選択するが、Ａｌ−Ｓｉ合
金めっき鋼帯、ステンレス鋼帯が好ましい。塗膜厚は５
μｍ未満にすると、高温耐食性が不十分になり、４０μ
ｍより厚くすると、硬化が不十分になり、耐ブロッキン
グ性が低下するので、塗膜厚は５〜４０μｍにする。な
お、この塗膜厚で耐熱性を維持しつつ密着性を良好にす
るには、無機充填剤をポリマ−１００重量部に対して２
０〜１００重量部にするのが好ましい。

【０００９】塗料の塗装は、ロ−ルコ−タ−法、カ−テ
ンフロ−法、スプレ−法、刷毛塗り法、ディッピング法
などの公知方法によればよいが、乾燥は最高到達板温２
５０〜４００℃で６０〜１８０秒間加熱する。乾燥条件
がこの範囲を下回ると、塗膜硬化が不十分になり、耐熱
性、耐ブロッキング性および加工性が劣る。一方、前記
範囲を上回る条件で乾燥しても、塗膜は十分硬化してい
るので、生産性の低下、エネルギ−の浪費を招くだけで
ある。

【００１０】

【実施例】

実施例１〜９ 板厚０.５ｍｍ、板幅１０００ｍｍのＳＵＳ４３０鋼帯
（２Ｂ仕上げ）にアルカリ洗浄、水洗、水切りを施した
後、再度リン酸洗浄、水洗、水切り、乾燥を施して、ポ
リチタノカルボシラン、シリコン樹脂、無機充填剤を有
機溶剤に溶解、分散させた耐熱塗料［商品名；チラノコ
−ト、宇部興産（株）製］にＮ−フェニル−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシランを塗料不揮発分に対して
０.５〜２０.０重量％添加したものを塗装した。塗装は
ロ−ルコ−タ−法で乾燥塗膜厚で５〜４０μｍになるよ
うにし、最高到達板温２５０〜４００℃で６０〜１８０
秒間乾燥した。

【００１１】比較例１〜６ 実施例１〜９と同様の方法でシランカップリング剤を添
加しない耐熱塗料を乾燥塗膜厚で２０μｍになるように
塗装し、最高到達板温３００℃で９０秒間乾燥した。ま
た、同一アミノシランカップリング剤を０.３、４.０重
量％添加したものを乾燥塗膜厚で３〜５０μｍになるよ
うに塗装し、最高到達板温２３０〜４５０℃で６０〜１
８０秒間乾燥した。

【００１２】実施例１０〜１８ 実施例１〜９と同様の方法で、Ｎ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランの代わりにＮ−β（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを
添加した耐熱塗料を塗装した。

【００１３】比較例７〜１１ 実施例１０〜１８と同様の方法でＮ−β（アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを０.
３、４.０重量％添加した耐熱塗料を乾燥塗膜厚で３〜
５０μｍになるように塗装し、最高到達板温２３０〜４
５０℃で６０〜１８０秒間乾燥した。

【００１４】実施例１９〜３１ 実施例１〜９と同様の方法で、アミノシランカップリン
グ剤として、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランおよびＮ−β（アミノエチル）−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランを複合添加した耐熱塗料
を塗装した。

【００１５】比較例１２〜１７ 実施例１９〜３１と同様の方法でアミノシランカップリ
ング剤として、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシランおよびＮ−β（アミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランを複合添加した耐熱塗
料を塗装し、最高到達板温２３０〜４５０℃で６０〜１
８０秒間乾燥した。

【００１６】以上のようにして得られた塗装鋼帯に対し
て下記条件で折り曲げ試験、デュポン衝撃試験、耐ブロ
ッキング試験、耐熱性試験および高温耐食性試験を実施
した。表１に実施例１〜９および比較例１〜６の試験結
果を示す。また、表２に実施例１０〜１８および比較例
７〜１１の試験結果を示す。さらに、表３に実施例１９
〜３１および比較例１２〜１７の試験結果を示す。

【００１７】（１）折り曲げ試験 ＪＩＳ Ｇ ３３１２ １２.２.２に準拠して、１８０
度４Ｔ折り曲げを行い、その後折り曲げ部をセロハンテ
−プで剥離し、塗膜に異状のないものを○、塗膜が僅か
に脱落したものを△、全面脱落したものを×で評価し
た。

【００１８】（２）デュポン衝撃試験 ＪＩＳ Ｋ ５４００ ６.１３.３に準拠し、塗膜面を
上にして、撃心が直径１２.７ｍｍである１ｋｇの分銅
を５００ｍｍの高さから落下させ、その後、衝撃部をセ
ロハンテ−プで剥離して、塗膜に異状のないものを５、
塗膜残存率が９０％以上のものを４、９０％未満７０％
以上のものを３、７０％未満５０％以上のものを２、全
面脱落したものを１で評価した。

【００１９】（３）耐ブロッキング試験 １００ｍｍ角の試験片の塗膜面を合わせて、６０ｋｇ/
ｃｍ²に加圧した状態で４０℃の雰囲気中に２時間放置
した後、剥離して、塗膜が人の手で力を加えても脱落し
ないものを×、人の手で僅かに力を加えると脱落するも
のを△、塗膜が自重で脱落するものを○で評価した。

【００２０】（４）耐熱性試験 試験片を大気雰囲気の６００℃のマッフル炉に投入し
て、５００時間後に取り出した後、塗膜に１ｍｍ間隔の
ゴバン目をカッタ−ナイフで入れて、その部分をセロハ
ンテ−プで剥離した。塗膜剥離状態は塗膜に異状のない
ものを○、塗膜が僅かに脱落したものを△、全面脱落し
たものを×で評価した。

【００２１】（５）高温耐食性試験 大気中で６００℃に３０分間加熱した後、１０分間放冷
して、塗膜面に５％ＮａＣｌ溶液を滴下するという工程
を１サイクルとするサイクル試験を１０サイクル実施し
て、腐食状態を評価した。腐食状態は塗膜に異状のない
ものを○、塗膜が僅かに脱落したものを△、全面脱落し
たものを×で評価した。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】 （注）カップリング剤の左側はＮ−フェニル−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシランの添加量を、右側はＮ−
β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランの添加量を示している。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明の耐熱塗料は、短
時間乾燥でも塗膜が十分硬化して、良好な耐ブロッキン
グ性、塗膜密着性、耐熱性を示す。このため、鋼帯の連
続塗装ラインで能率よく耐熱塗装鋼帯を製造できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高花 達利 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社鉄鋼研究所塗覆装研究部内 (72)発明者 坂井 哲男 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社鉄鋼研究所塗覆装研究部内 (72)発明者 福本 博光 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社鉄鋼研究所塗覆装研究部内 (72)発明者 高井 邦男 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社無機材料研究所内 (72)発明者 小島 弘 山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部 興産株式会社無機材料研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主鎖がカルボシラン結合（Ｓｉ−Ｃ）
   からなるポリマ−、シリコン樹脂および無機充填剤を有
   機溶媒に溶解、分散させた塗料において、、該塗料にア
   ミノシランカップリング剤を添加したことを特徴とする
   耐熱性塗料。
2. 【請求項２】 アミノシランカップリング剤を塗料不
   揮発分に対して０.５〜２０.０重量％添加したことを特
   徴とする請求項１に記載の耐熱性塗料。
3. 【請求項３】 塗装前処理を施した鋼帯に請求項１の
   塗料を乾燥塗膜厚５〜４０μｍになるように塗装した
   後、最高到達板温２５０〜４００℃で６０〜１８０秒間
   乾燥することを特徴とする耐熱性塗装鋼帯の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１の塗料の無機系充填剤をポリ
   マ−１００重量部に対して２０〜１００重量部にして塗
   装することを特徴とする請求項３に記載の耐熱性塗装鋼
   帯の製造方法。