JPH08299899A - 塗装金属板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、家電，建材，自動車等に用いら
れ、加工性と耐汚染性の良い有機塗装金属板及びその製
造方法を提供する 【構成】 金属板の少なくとも片面に、ポリエステル系
樹脂とシリコン変性ポリイミド樹脂からなる塗装被膜を
有する塗装金属板であって、そのシリコン変性ポリイミ
ド樹脂のシロキサン変性率が１０重量％以上５０重量％
未満、ポリエステル系樹脂に対する混合比が、重量比で
０．１重量％以上５．０重量％未満で、かつ塗装被膜圧
が０．５μｍ以上１００μｍ未満である塗装金属板であ
る。 【効果】 最表部にシリコン変性ポリイミド樹脂の濃化
層が形成され、耐汚染性と加工性を併せ持つ塗装金属板
を安価に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家電，建材，自動車等
に用いられる耐汚染性の良い有機塗装金属板及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板は塗装して使用されるのが一般的
であり、この塗装の目的は素地の金属板を保護すると同
時に耐久力を増加し、これを美化するものである。塗装
された金属板は、建築物，船舶，橋梁等の大きな構造物
から、各種機械，自動車，家具，電気製品の小物や生活
用品にまで使用されるが、一般にこれらの金属板の塗装
は、ポストコートと呼ばれるように加工・組立後に行わ
れている。

【０００３】しかしながら近年，特に建材・家電の分野
では、予め塗装されたいわゆるプレコート金属板を加工
・組立する方式に移行しつつある。このプレコート金属
板には、加工する際に塗膜が剥離しないように加工性の
高いポリエステル系樹脂等が塗料として使用されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしポリエステル系
樹脂の塗膜では、加工性を保持したままで十分な耐汚染
性を得ることができない。なお耐汚染性とは、特に耐有
機溶剤性汚染や耐水性汚染に優れ、その汚染物の塗膜中
への浸入を阻む機能のことを指す。

【０００５】これに対しシリコン変性樹脂と呼ばれる珪
素を樹脂骨格に含む塗膜は十分な耐汚染性を持つが、加
工性が悪くコスト高のため、プレコート塗料としての使
用は耐熱分野などの特定分野に限られている。

【０００６】本発明は、前記課題を解決するために、加
工性と耐汚染性の良い塗装金属板及びその製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明は、金属板の少なくとも片面にポリエステル系樹脂と
シリコン変性ポリイミド樹脂からなる塗装被膜を有する
塗装金属板であって、そのシリコン変性ポリイミド樹脂
のシロキサン変性率が、１０重量％以上５０重量％未満
であり、ポリエステル系樹脂に対する混合比が、重量比
で０．１重量％以上５．０重量％未満で、かつ前記塗装
被膜圧が０．５μｍ以上１００μｍ未満であることを特
徴とする塗装金属板である。

【０００８】上記塗装金属板において、塗装被膜が、高
周波ＧＤＳによる被膜表層部のバルクに対する珪素分析
比で、１．５以上であることを特徴とする。

【０００９】また本発明の製造方法は、金属板の少なく
とも片面に、シロキサン変性率が１０重量％以上５０重
量％未満のシリコン変性ポリイミド樹脂を、ポリエステ
ル系樹脂に対して重量比で０．１重量％以上５．０重量
％未満で混合した塗料を、金属板上に塗布被覆膜厚が
０．５μｍ以上１００μｍ未満となるように塗布し、１
５０℃以上３００℃未満で焼き付けることを特徴とする
塗装金属板の製造方法である。

【００１０】

【作用】以下作用とともに、本発明について詳細に説明
する。

【００１１】先ず本発明における塗膜は、加工性を保持
するためにポリエステル系樹脂を主とした塗料から構成
される。ポリエステル系樹脂としては、従来使われてい
るいかなるポリエステル系樹脂塗料でもかまわないが、
望ましくは２種以上の樹脂モノマーのエステル結合によ
り主樹脂が構成され、硬化剤成分としてメラミンアルキ
ッド樹脂，ウレタンアルキッド樹脂等を用いる高分子ポ
リエステル塗料が望ましい。

【００１２】本発明では、このポリエステル系樹脂にシ
リコン変性ポリイミド樹脂を混合させることによって、
耐汚染性を付与させる。

【００１３】シリコン変性ポリイミド樹脂としては、
３，３′、４，４′−ジフェニルスルホンテトラカルボ
ン酸二水和物及び／又は４，４′−（ヘキサフルオロイ
ソプロピリデン）ジフタル酸二水和物と、芳香族ジアミ
ンに対して、シロキサン系ジアミンが重量比で１０重量
％以上５０重量％未満よりなる複数種類のジアミン成分
とを重縮合させて得られたポリイミド前駆体を、イミド
化させて得られる有機溶剤可溶のシリコン変性ポリイミ
ド樹脂であることが望ましい。

【００１４】シロキサン変性率が１０重量％未満及び５
０重量％以上では、塗膜表面の耐汚染性が失われる。

【００１５】ポリエステル系樹脂に対する前記シリコン
変性ポリイミド樹脂の混合比は、重量比で０．１重量％
以上５．０重量％未満とする。重量比が０．１重量％未
満では十分な耐汚染性が発揮されず、また５．０重量％
以上混合した場合には、耐汚染性が逆に低下傾向にあ
り、さらに加工性の低下やコスト高になり製品に不利と
なる。

【００１６】ポリエステル系樹脂に前記のシリコン変性
ポリイミド樹脂を混合させた塗料を金属板に塗布し、焼
き付けることによって、塗料成分中のシリコン変性ポリ
イミド樹脂分がポリエステル系樹脂との表面張力の差に
応じて表層部に濃化し、最表部に耐汚染性の優れたシリ
コン変性ポリイミド樹脂の濃化層が形成される。このこ
とにより、耐汚染性と加工性を併せ持つ塗装金属板を得
ることができる。

【００１７】前記濃化層の形成については、高周波ＧＤ
Ｓを用いて表層部とバルクの珪素分の存在比で表すこと
ができる。良好な耐汚染性を得るためは、珪素の表層部
／バルク比で１．５以上であることが望ましい。

【００１８】ポリエステル系樹脂にシリコン変性ポリイ
ミド樹脂を混合させた塗膜膜厚は、０．５μｍ以上１０
０μｍ未満とする。塗膜膜厚が０．５μｍ未満の場合
は、十分なシリコン変性ポリイミド樹脂の表面濃化が起
こらず、十分な耐汚染性が得られない。また膜厚１００
μｍ以上の場合は熱処理時に塗膜に亀裂が入り、プレコ
ートとして使用に耐える製品を得ることができない。

【００１９】次に、本発明の塗装金属板の製造方法につ
いて説明する。

【００２０】本発明にて使用する金属板としては、例え
ば鋼板，アルミ板，ステンレス板，チタン板，銅板等が
挙げられる。このうち鋼板の例として、冷延鋼板，熱延
鋼板，亜鉛めっき鋼板，合金化亜鉛めっき鋼板，亜鉛−
鉄合金めっき鋼板，亜鉛−アルミ合金めっき鋼板，アル
ミめっき鋼板，クロムめっき鋼板，ニッケルめっき鋼
板，亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板，錫めっき鋼板等が
挙げられる。

【００２１】金属板には必要に応じて前処理を施すこと
ができる。前処理としては、水洗，湯洗，酸洗，アルカ
リ脱脂，研削，研磨，クロメート処理，リン酸亜鉛処
理，複合酸化皮膜処理等があり、これらを単独または組
み合わせて塗装前処理を行う。塗装前処理の条件は適宜
選択すれば良い。

【００２２】次いで必要に応じて下塗り塗料を金属板上
に塗布し、硬化乾燥させることにより下塗り塗膜層を形
成することができる。下塗り塗料としては、ポリエステ
ル系，エポキシ系，ウレタン系等があり、これロールコ
ーター，カーテンフローコーター，ローラーカーテンコ
ーター，静電塗装機，ハケ，ブレードコーター，ダイコ
ーター等で必要な膜厚になるように塗装する。

【００２３】次いで常温放置であるいは熱風炉，誘導加
熱炉，近赤外線炉，遠赤外線炉，エネルギー線硬化炉等
で硬化乾燥することによって下塗り塗膜層が得られる。
膜厚は任意であるが、塗装金属板においては１〜３０μ
ｍ程度、特に３〜１２μｍ程度の乾燥膜厚が一般的であ
る。

【００２４】必要により、前処理あるいはさらに下塗り
塗膜を形成させた上に、前記したポリエステル系樹脂に
シリコン変性ポリイミド樹脂を混合させた本発明の塗料
を塗布する。樹脂の混合方法については特に限定するも
のはなく、通常行われている方法に従って混合すること
ができる。

【００２５】塗布したあとは、１５０℃以上３００℃未
満で焼き付け、硬化乾燥させる。焼き付け温度は、１５
０℃未満ではシリコン変性ポリイミド樹脂の塗膜表層部
への濃化が不十分であり、３００℃以上では樹脂成分の
熱劣化が起こり、加工性の低下などから製品として適さ
ない。

【００２６】塗料の塗布方法や硬化乾燥方法は、下塗り
塗膜の形成方法について述べたものを利用できる。な
お、下塗り塗膜と本発明の樹脂混合塗膜層の間に塗膜層
を形成することは差支えない。

【００２７】

【実施例】本発明の塗装金属板及びその製造方法の実施
例について、以下説明する。

【００２８】シロキサン変性率の異なるシリコン変性ポ
リイミド樹脂をポリエステル樹脂に混合させて、混合比
の異なる塗料を準備した。その塗料を表１に示す。次に
アルカリ脱脂・クロメート処理した電気亜鉛めっき鋼板
上にこれらの塗料を塗布し、高周波誘導加熱法によって
焼き付けた。塗膜厚及び焼き付け温度も表１に示す。得
られた塗装金属板について、高周波ＧＤＳ分析を行うと
ともに、下記の条件で加工性，耐汚染性を評価した。

【００２９】(1) 高周波ＧＤＳ分析 最表面でのシリコン変性ポリイミド樹脂の濃化層の濃化
具合を、高周波ＧＤＳ分析によって測定した。シリコン
変性ポリイミド樹脂特有の珪素元素の存在率について、
最表層のバルクに対する比をＧＤＳピーク比で求めた。

【００３０】(2) 加工性 ＪＩＳ Ｇ ３３１２に準拠して、１８０度折り曲げ後
の塗膜クラックの限界で評価した。例えば、０Ｔとは密
着曲げによるクラック発生がないことを意味する。

【００３１】(3) 耐汚染性 油性赤マジックを塗装金属板表面に塗り付け、その際の
赤マジックのはじかれ具合の程度を目視観察で評価し
た。その評価は、○：はじき顕著，△：ややはじきあ
り，×：はじきなしで行った。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、本発明による混
合樹脂塗料を用い、塗膜膜厚及び焼き付け温度を適正範
囲にした場合、ポリエステル系樹脂塗料の加工性のまま
耐汚染性を向上させることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の塗装金属板
及びその製造方法は、シリコン変性ポリイミド樹脂のシ
ロキサン変性率を１０％以上５０％未満、ポリエステル
系樹脂に対する混合比を重量比で０．１％以上５．０％
未満とし、かつ塗装被膜圧を０．５μｍ以上１００μｍ
未満とした塗膜を施すことにより、最表部に耐汚染性の
優れたシリコン変性ポリイミド樹脂の濃化層が形成され
て、耐汚染性と加工性を併せ持つ塗装金属板を安価に製
造することができ、これを各種機械，自動車，家具，電
気製品等の家電分野に幅広く応用することにより、製品
品質の向上ならびに製造コストの削減を図ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 洋 君津市君津１番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 古川 信之 川崎市中原区井田1618番地 新日本製鐵株 式会社先端技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の少なくとも片面にポリエステル
   系樹脂とシリコン変性ポリイミド樹脂からなる塗装被膜
   を有する塗装金属板であって、そのシリコン変性ポリイ
   ミド樹脂のシロキサン変性率が、１０重量％以上５０重
   量％未満であり、ポリエステル系樹脂に対する混合比
   が、重量比で０．１重量％以上５．０重量％未満で、か
   つ前記塗装被膜圧が０．５μｍ以上１００μｍ未満であ
   ることを特徴とする塗装金属板。
2. 【請求項２】 塗装被膜が、高周波ＧＤＳによる被膜表
   層部のバルクに対する珪素分析比で、１．５以上である
   ことを特徴とする請求項１記載の塗装金属板。
3. 【請求項３】 金属板の少なくとも片面に、シロキサン
   変性率が１０重量％以上５０重量％未満のシリコン変性
   ポリイミド樹脂を、ポリエステル系樹脂に対して重量比
   で０．１重量％以上５．０重量％未満で混合した塗料
   を、金属板上に塗布被覆膜厚が０．５μｍ以上１００μ
   ｍ未満となるように塗布し、１５０℃以上３００℃未満
   で焼き付けることを特徴とする塗装金属板の製造方法。