JPH08196991A - 加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板 - Google Patents

加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板

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JPH08196991A
JPH08196991A JP1457295A JP1457295A JPH08196991A JP H08196991 A JPH08196991 A JP H08196991A JP 1457295 A JP1457295 A JP 1457295A JP 1457295 A JP1457295 A JP 1457295A JP H08196991 A JPH08196991 A JP H08196991A
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steel sheet
stain resistance
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JP1457295A
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Morishige Uchida
守重 内田
Hideo Ogishi
英夫 大岸
Yoshihiro Naruse
義弘 成瀬
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工性が良好で、かつ耐汚染性に優れた塗装
鋼板の提供。 【構成】 鋼板に、焼付け硬化型の被膜形成主要素とし
て数平均分子量が20000〜40000、ガラス転移
点(Tg)が10〜50℃であるリニア型ポリエステル
樹脂:80〜60重量部、メラミン系硬化樹脂:20〜
40重量部のあわせて100重量部と、硬化促進剤:1
〜8重量部とを含有するビヒクルを塗布、焼付けてな
る、加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板。メラミン系硬
化樹脂の数平均分子量は300〜600が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プレコート鋼板の基本
性能である加工性、塗膜硬度の改善のみならず、家電製
品等に要求される耐汚染性および耐薬品性に優れた塗膜
を有するプレコート鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、家電製品等の塗装は鋼板を加工、
成形した後、箱型形状の状態で行われていたが、塗装ラ
インの合理化、生産性の向上、公害防止、作業環境改善
等の諸問題を解決するために、平鋼板を塗装した後に加
工、成形を行うプレコート塗装方式に移りつつある。こ
のプレコート鋼板は、塗装後、複雑な形状に加工される
ため、高い加工性が要求される。また、家電製品のなか
でも冷蔵庫、洗濯機等には塗膜硬度、耐汚染性、耐薬品
性などの性能も要求される。
【0003】一般に、高加工用の塗料を塗装した鋼板で
は、塗膜が柔らかいため擦り傷がつきやすく耐汚染性も
きわめて劣り、ポストコート塗料のような高硬度、耐汚
染性に優れた塗料を塗装した鋼板では加工性がきわめて
劣り、ともにプレコート鋼板として要求される性能が得
られない。加工性と高硬度、耐汚染性は相反する性能で
あり、これらの性能は塗膜の架橋密度に起因する。すな
わち、架橋密度が高いと高硬度となり、耐汚染性が向上
し、低いと加工性が向上する。
【0004】通常、高加工性プレコート鋼板用上塗塗料
としては、ポリエステル系塗料が用いられているが、加
工性と耐汚染性、塗膜硬度のバランスがとれないという
欠点がある。現行のプレコート鋼板では、耐汚染性をあ
る程度犠牲にした高加工性鋼板を使用している。しかし
ながら、ポリエステル塗料用の高分子ポリエステル樹脂
の多くはリニア型ポリエステル樹脂であるため、硬化樹
脂を用いて硬化させた場合に塗膜の架橋密度が低いので
加工性は良好であるが、耐汚染性は劣っている。
【0005】また、分子量分布の広いポリエステル樹脂
を用いた場合、塗膜中の架橋反応に関与しない低分子ポ
リエステル樹脂が残存すると耐汚染性が著しく低下す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決し、加工性が良好で、かつ耐汚染性に優れた塗装
鋼板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上に述べ
たような従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、被膜形成成分として、焼付け硬化型の被膜形成
主要素であるポリエステル樹脂として、分子量が高く、
ガラス転移点が規定された分子量分布の狭いリニア型ポ
リエステル樹脂を用いることにより耐汚染性、加工性、
塗膜硬度に優れた塗装鋼板が得られることを見出した。
また、硬化樹脂としてのメラミン系硬化樹脂の分子量を
制御することで、塗膜表層にメラミン樹脂を濃化させメ
ラミン樹脂の自己縮合、ポリエステル樹脂との硬化反応
により塗膜表層の架橋密度をあげることが可能となり、
耐汚染性に優れた塗装鋼板を得ることが可能となった。
さらに、主剤であるポリエステル樹脂とメラミン樹脂の
分子量の差を大とすることにより、また自己縮合性が低
く、メラミン樹脂一量体としての分子量である時間が長
いメチル化メラミン樹脂を用いることにより、メラミン
樹脂がより塗膜表層に濃化し、耐汚染性がより向上し、
所期した目的が有利に達成されることが判明し、本発明
を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明は、鋼板に、焼付け硬化
型の被膜形成主要素として数平均分子量が20000〜
40000、ガラス転移点(Tg)が10〜50℃であ
るリニア型ポリエステル樹脂:80〜60重量部、メラ
ミン系硬化樹脂:20〜40重量部のあわせて100重
量部と、硬化促進剤:1〜8重量部とを含有するビヒク
ルを塗布、焼付けてなることを特徴とする加工性、耐汚
染性に優れた塗装鋼板であり、また本発明は、前記メラ
ミン系硬化樹脂が数平均分子量300〜600のメラミ
ン系硬化樹脂であることが好ましく、また本発明は、前
記リニア型ポリエステル樹脂の重量平均分子量Mwと数
平均分子量Mnとの比である分子量分布Mw/Mnが1
〜3の範囲内であることが好ましく、また本発明は、前
記メラミン系硬化樹脂がメチル化メラミン樹脂であるこ
とが好ましく、さらに本発明は、前記硬化促進剤がスル
ホン酸系硬化促進剤であることが好ましい。
【0009】また、本発明に用いる塗料は、必要に応じ
て顔料および/または溶剤を含有することが好ましい。
該顔料の塗料中の含有量は、リニア型ポリエステル樹脂
とメラミン系硬化樹脂のあわせて100重量部に対して
50〜120重量部であるのが好ましい。本発明に用い
るリニア型ポリエステル樹脂は、実質的に二塩基酸と二
価アルコールの重縮合によって得られるものであり、芳
香族ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸等あるいは、それらの
低級アルキルエステル、酸無水物が挙げられ、これらの
1種以上を使用することができる。脂肪族ジカルボン酸
成分としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン
酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、ハイミック酸等
があり、これらの低級アルキルエステル、酸無水物を用
いてもよく、これらの1種以上を使用することができ
る。
【0010】また、二塩基酸としては、芳香族ジカルボ
ン酸成分の1種以上と脂肪族ジカルボン酸成分の1種以
上とを併用して用いてもよい。ジアルコールとしては、
エチレングリコール、1、2−プロパンジオール、1、
3−ブタンジオール、1、4−ブタンジオール、1、5
−ペンタンジオール、1、6−ヘキサンジオール、ジエ
チレングリコール、ネオペンチルグリコール、1、4−
シクロヘキサンジメタノール、3−メチルペンタン−
1、5−ジオール、1、4−ジシクロヘキサンジメタノ
ール、キシレングリコール、水添ビスフェノールA等の
脂肪族あるいは芳香族ジアルコールの1種以上を使用す
ることができる。
【0011】本発明に用いるメラミン系硬化樹脂として
は、メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂、メ
トキシ基とブトキシ基とを有する混合アルキル化メラミ
ン樹脂等のアルキル化メラミン樹脂、メチロール基型メ
ラミン樹脂、イミノ基型メラミン樹脂、メチロール/イ
ミノ基型メラミン樹脂等から選ばれるメラミン系硬化樹
脂が挙げられるが、塗装鋼板の表面硬度の面および耐汚
染性の面から、メチル化メラミン樹脂が好ましい。
【0012】スルホン酸系硬化促進剤としては、パラト
ルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジノ
ニルナフタレンジスルホン酸、メタンスルホン酸等から
選ばれるスルホン酸系硬化促進剤が例示される。また、
本発明に用いる顔料としては、特には限定されず二酸化
チタン、亜鉛華(ジンクホワイト)、アゾ系顔料、アニ
リンブラッック、カーボンブラック、ベンガラ、フタロ
シアニン、シリカ、アルミナ、タルク、ケイ酸塩、リン
酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸カリウム、ジンク
クロメート、ストロンチウムクロメート等から選ばれる
一般の体質顔料、着色顔料、および防食顔料等の特殊機
能顔料が例示される。
【0013】リニア型ポリエステル樹脂の数平均分子量
は20000〜40000の範囲が好ましい。分子量が
20000未満であるとメラミン樹脂の塗膜表層への濃
化が十分に起こらず、分子量が40000を超えると塗
装性が悪くなる。リニア型ポリエステル樹脂の重量平均
分子量Mwと数平均分子量Mnとの比である分子量分布
Mw/Mnは、1〜3の範囲が好ましい。分子量分布が
広いと低分子成分が混入して耐汚染性が劣る。また、ガ
ラス転移点(Tg)が10℃未満であると耐汚染性が著
しく劣化するとともに、塗膜硬度が劣り耐傷つき性が劣
化し、50℃超になると加工性が著しく低下するため、
ガラス転移点(Tg)は10〜50℃の範囲が好まし
い。
【0014】メラミン系硬化樹脂の使用量は、ポリエス
テル樹脂の水酸基量にほぼ対応する官能基量と、塗膜硬
度を上げるための自己縮合に対応する官能基量が必要で
あり、ポリエステル樹脂とメラミン系硬化樹脂の合計1
00重量部に対し、20〜40重量部の範囲が好まし
い。また、硬化反応と自己縮合反応を充分におこなわせ
るために、ポリエステル樹脂とメラミン系硬化樹脂の合
計100重量部に対し、硬化促進剤を1〜8重量部添加
する必要がある。
【0015】メラミン系硬化樹脂の数平均分子量は30
0〜600の範囲が好まい。分子量が600を超える
と、ポリエステル樹脂との分子量の差が十分でなく、メ
ラミン樹脂の塗膜表層への濃化が十分に起こらず耐汚染
性が劣化する。また、メラミン硬化樹脂の1量体の分
子量は、ほぼ300であるため分子量の下限は300と
なる。
【0016】本発明の塗装鋼板の製造方法としては、前
記の被膜形成主要素としての各種添加剤を前記の好適範
囲で配合し、必要に応じて溶剤で希釈したプレコート鋼
板用塗料を、基地鋼板の表面に塗布、焼付けて塗膜を形
成させる。その塗布に当たっては、ロールコーター法、
カーテンフローコーター法およびバーコーター法などの
従来公知のいずれの方法も使用でき、また焼付け処理は
180〜300℃、0.5〜3分程度の条件下で行うこ
とが好ましい。
【0017】また基地鋼板としては、一般冷延鋼板はも
とより、化成処理、めっき処理、さらにはプライマー処
理を施したものでも好適に用いることができる。焼付け
後の塗膜厚は、15〜40μm程度とするのが望まし
い。なお、本発明において「数平均分子量」とはゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィーを利用し、標準ポリ
エチレンの検量線を使用して測定したものである。
【0018】
【作用】従来用いられていたポリエステル樹脂塗料では
塗膜の架橋密度、塗膜硬度が低く、耐汚染性に劣る部分
が存在するのに比較して、本発明に係わるポリエステル
樹脂塗料では、数平均分子量が高く、ガラス転移点が規
定されたリニア型ポリエステル樹脂を用いることにより
耐汚染性、加工性、塗膜硬度に優れた塗装鋼板が得られ
る。さらに、硬化樹脂との未反応な低分子量のポリエス
テル樹脂をなくすためポリエステル樹脂の分子量分布を
狭くし、かつメラミン系硬化樹脂の数平均分子量を30
0〜600にすることでメラミン樹脂の塗膜表層への濃
化を可能にし、また充分な量の硬化促進剤を添加するこ
とにより、自己縮合反応を促進して未反応の硬化樹脂の
残存をなくすことによって、架橋密度、塗膜表面の緻密
性が上がり耐汚染性が優れ、加工性とのバランスが改善
される。
【0019】
【実施例】
実施例1 板厚0.5mmの電気亜鉛めっき鋼板(めっきの目付量
は鋼板両面の合計で20g/m2 )に通常のリン酸亜鉛
処理を施した後、該鋼板に下塗塗料としてエポキシ変性
ポリエステル樹脂塗料を乾燥膜厚で5〜7μmになるよ
うに塗布し、ついで最高到達板温が210±10℃、焼
付け時間60秒の条件で焼付けを行った。
【0020】次に、上塗塗料として被膜形成主要素とし
てリニア型ポリエステル樹脂(数平均分子量Mn=35
000、重量平均分子量Mw=45000、Mw/Mn
=1.29、ガラス転移点Tg=38℃)70重量部、
メチル化メラミン樹脂(数平均分子量Mn=350)3
0重量部、硬化促進剤(ドデシルベンゼンスルホン酸)
4重量部、二酸化チタン100重量部を配合し、溶剤
(シクロヘキサノンとソルベッソ#150の1:1混合
溶剤)を用いて塗料化したポリエステル樹脂塗料を乾燥
膜厚で15〜20μmになるように塗布し、ついで最高
到達板温が230±10℃、焼付け時間60秒の条件で
焼付けして試験用塗装鋼板を作製した。
【0021】得られた塗装鋼板の塗膜性能試験結果を表
2に示す。 実施例2〜5 被膜形成主要素であるリニア型ポリエステル樹脂とメチ
ル化メラミン樹脂の混合比を変化させたことと硬化促進
剤の添加量を変化させた以外、実施例1と同様な方法で
塗装鋼板を得た。表1に配合明細を示し、表2に塗膜性
能試験結果を示す。
【0022】比較例1〜5 被膜形成主要素であるリニア型ポリエステル樹脂とメチ
ル化メラミン樹脂の混合比を変化させたことと硬化促進
剤の添加量を変化させた以外、実施例1と同様な方法で
塗装鋼板を得た。表1に配合明細を示し、表2に塗膜性
能試験結果を示す。
【0023】比較例6〜7 被膜形成主要素であるリニア型ポリエステル樹脂とし
て、数平均分子量とガラス転移点の異なるものを用い、
その他は実施例1と同様な方法で塗装鋼板を得た。表1
に樹脂の配合明細を示し、表2に塗膜性能試験結果を示
す。 比較例8〜9 硬化樹脂であるメチル化メラミン樹脂の数平均分子量を
変化させた以外、実施例1と同様な方法で塗装鋼板を得
た。表1にメラミン樹脂の分子量明細を示し、表2に塗
膜性能試験結果を示す。
【0024】表2からも明らかなように、本発明のプレ
コート鋼板では硬度、高加工性を維持しつつ耐汚染性が
極めて向上しており、高加工性と耐汚染性の両方の性能
を同時に満足していることがわかる。ところが、比較例
1〜7に示すように、メラミン樹脂が少ないものでは充
分な塗膜硬度が得られず、耐汚染性も良好ではない。ま
た多すぎると加工性が劣る傾向になる。ポリエステル樹
脂については、ガラス転移点が低いものは塗膜硬度が充
分なものは得られない。また、ガラス転移点が高いもの
は加工性が低下する。
【0025】ポリエステル樹脂の分子量については、低
いものは耐汚染性が劣る傾向がみられる。さらに、比較
例8〜9に示すようにメラミン樹脂の分子量が600を
超えたものは耐汚染性が良好でない。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】〔塗膜性能試験方法〕 (鉛筆硬度)三菱ユニを用いて測定した。JISK−5
400鉛筆引っかき試験に準じて測定した。 (加工性)JISK−5400耐屈曲性試験に準じて行
った。
【0029】180°折り曲げを行い、折り曲げ部のク
ラックにより評価した。すなわち、0.5mm厚のスペ
ーサーをはさんで180°折り曲げ加工を行った後、加
工部を30倍ルーペで観察した。評価はスペーサーの枚
数を変化させクラックが生じない時点でのスペーサーの
枚数で表示した。表示方法はスペーサーがない時は0
T、1枚の時は1Tの様に表示した。
【0030】(耐汚染性)試験片上のマジックインキ跡
を、24時間後エタノールで拭き取り評価した。評価;
◎非常に優れる(マジックインキの痕跡全くなし)、○
良好(マジックインキの痕跡ほとんどなし)、△やや劣
る(マジックインキの痕跡やや残る)、×かなり劣る
(マジックインキの痕跡が著しい)
【0031】
【発明の効果】本発明により、従来高加工プレコート鋼
板において犠牲にしていた耐汚染性が良好になり、高加
工性、耐傷つき性、耐汚染性のバランスのとれたプレコ
ート鋼板が得られ、家電製品等への適用について極めて
有効である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/36

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板に、焼付け硬化型の被膜形成主要素
    として数平均分子量が20000〜40000、ガラス
    転移点(Tg)が10〜50℃であるリニア型ポリエス
    テル樹脂:80〜60重量部、メラミン系硬化樹脂:2
    0〜40重量部のあわせて100重量部と、硬化促進
    剤:1〜8重量部とを含有するビヒクルを塗布、焼付け
    てなることを特徴とする加工性、耐汚染性に優れた塗装
    鋼板。
  2. 【請求項2】 メラミン系硬化樹脂が数平均分子量30
    0〜600であるメラミン系硬化樹脂である請求項1記
    載の加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板。
  3. 【請求項3】 リニア型ポリエステル樹脂の重量平均分
    子量Mwと数平均分子量Mnとの比である分子量分布M
    w/Mnが1〜3の範囲内である請求項1または2記載
    の加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板。
  4. 【請求項4】 メラミン系硬化樹脂がメチル化メラミン
    樹脂である請求項1〜3いずれかに記載の加工性、耐汚
    染性に優れた塗装鋼板。
  5. 【請求項5】 硬化促進剤がスルホン酸系硬化促進剤で
    ある請求項1〜4いずれかに記載の加工性、耐汚染性に
    優れた塗装鋼板。
JP1457295A 1995-01-31 1995-01-31 加工性、耐汚染性に優れた塗装鋼板 Pending JPH08196991A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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