JPH11291387A - 耐候性に優れたプレコート塗装鋼板とその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価なポリアクリル樹脂を用い、良好な耐候
性を付加したプレコ−ト塗装鋼板、及び屋根壁用パネ
ル、屋外広告用パネル、照明反射用パネル、トンネル内
装用パネル、自動車外装用パネル、間仕切りパネル、エ
レベ−タ−内装用パネルを得る。 【解決手段】 重合性紫外線安定性単量体、シクロアル
キル基含有重合性単量体、水酸基含有重合性単量体を必
須的に含む重合性単量体成分を共重合して得られる共重
合アクリルポリオ−ル樹脂を用いた被覆層を鋼板又は各
種パネルの少なくとも片面に有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家電、建材、自動車
等に用いられる耐候性の良いプレコート塗装鋼板とその
用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄板鋼板製品は塗装して使用するのが一
般的である。この塗装の目的は素地の鋼板を保護すると
同時に耐久性を増加し、これを美化するものである。塗
装した鋼板は、建築物、船舶、橋梁等の大きなものから
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、一般にこれらの鋼板の塗装はポスト
コートと呼ばれるように加工・組立後に行われている。
しかしながら、建材・家電分野では予め塗装された、い
わゆるプレコート塗装鋼板を加工・組立する方式に移行
しつつある。このプレコート塗装鋼板には、加工する際
に塗膜が剥離しないように加工性のある高分子化した樹
脂が被覆層に使用されている。中でもポリアクリル樹脂
を被覆層に使用した場合、美麗な外観を得ることが可能
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常のポリア
クリル樹脂を用いたプレコート塗装鋼板では、加工性を
保持したままで十分な耐候性を得ることができない。な
お耐候性とは、屋外にてプレコート塗装鋼板を使用する
際に、太陽光線の照射や風雨による樹脂の劣化や変質に
基づく外観の変化に対する耐久性能のことを指す。

【０００４】これに対して化学的に安定なフッ素樹脂を
用いたプレコート塗装鋼板で十分な耐候性を持つが、ポ
リアクリル系樹脂を用いたプレコート塗装鋼板と比較し
てコストが大変に高い。本発明は、前述の課題を解決す
るために、安価なポリアクリル系樹脂塗料に良好な耐候
性を付加したプレコート塗装鋼板と、そのプレコート塗
装鋼板を使用した用途を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成する本
発明のプレコート塗装鋼板は、鋼板の少なくとも片面
に、重合性紫外線安定性単量体、シクロアルキル基含有
重合性単量体、水酸基含有重合性単量体を必須的に含む
重合性単量体成分を共重合して得られる共重合アクリル
ポリオール樹脂被覆層に有することを特徴とする。

【０００６】本発明のプレコート塗装鋼板を屋根壁用、
屋外広告用、照明反射用、トンネル内装用、自動車外装
用、間仕切り、エレベ−タ−内装用等のパネルに使用す
ることにより、耐候性に優れた薄板鋼板製品を得ること
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプレコート塗装鋼
板用塗料についてさらに詳細に説明する。なお、本発明
は、鋼板と被覆層から構成される。最初に、基材となる
鋼板としては、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、及びステンレス鋼板、アルミ
めっきステンレス鋼板、鉛めっきステンレス鋼板、亜鉛
めっきステンレス鋼板等が挙げられる。

【０００８】なお必要に応じて鋼板には前処理を施すこ
とができる。前処理の一例としては、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
もしくは組み合わせて塗装前処理を行うとよい。各前処
理の条件は適宜選択すればよい。次に、上記鋼板の少な
くとも片面に施す被覆層としては、耐候性を向上させる
重合体成分を含む。

【０００９】共重合アクリルポリオ−ル樹脂を用いた被
覆層から構成される。必須の重合体単量体成分として、
紫外線安定化能力を有するヒンダードアミン等の官能基
を含む重合性紫外線安定性単量体と、樹脂の耐候性を低
下させずに塗膜の肉持ち性を持続させるシクロアルキル
基含有重合性単量体、基材密着性の向上及び架橋剤存在
下での架橋点となりうる水酸基含有重合性単量体とを含
ませる。

【００１０】重合性紫外線安定性単量体は、共重合体に
優れた耐候性を与える上で必須な化合物であり、特に立
体障害を受けたピペリジニル基と重合性不飽和基を分子
内に少なくとも一個有するものが賞用されるが、中でも
式（１）で示される物質が最も代表的に使用される。

【００１１】

【化３】

【００１２】ここで、Ｒ¹ は水素原子またはシアノ基、
Ｒ² ，Ｒ³ はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１
〜２のアルキル基、Ｘはイミノ基または酸素原子、Ｙは
水素原子または炭素数１〜１８のアルキル基または−Ｃ
Ｏ−ＣＲ² ＝ＣＨＲ³ を示す。具体的な化合物名を挙げ
て例示的に説明するならば、例えば４−（メタ）アクリ
ロイルオキシ−2,2,6,6 −テトラメチルピペリジン、４
−（メタ）アクリロイルアミノ−2,2,6,6 −テトラメチ
ルピペリジン、４−（メタ）アクリロイルオキシ−1,2,
2,6,6 −ペンタメチルピペリジン、４−（メタ）アクリ
ロイルアミノ−1,2,2,6,6 −ペンタメチルピペリジン、
４−シアノ−４−（メタ）アクリロイルアミノ−2,2,6,
6 −テトラメチルピペリジン、１−（メタ）アクリロイ
ル−４−（メタ）アクリロイルアミノ−2,2,6,6 −テト
ラメチルピペリジン、４−クロトノイルオキシ−2,2,6,
6 −テトラメチルピペリジン、１−クロトノイルオキシ
−2,2,6,6 −テトラメチルピペリジンなどを挙げること
ができ、これらは１種または２種以上を用いることがで
きる。

【００１３】また、シクロアルキル基含有重合性単量体
は、樹脂の耐候性を低下させずに塗膜の肉持ち性を持続
させる上で必須の化合物であり、式（２）で示される物
質が最も代表的に使用される。

【００１４】

【化４】

【００１５】ここで、式（２）中のＲ⁴ は水素原子また
は炭素数１〜２のアルキル基、Ｚは置換基を有してもよ
いシクロアルキル基を示す。具体的な化合物名を挙げて
例示的に説明するならば、シクロヘキシル（メタ）アク
リレ−ト、メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレ−
ト、第三級ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレ−ト
などを挙げることができ、これらの１種または２種以上
を使用することができる。

【００１６】次に水酸基含有重合性単量体としては、例
えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ−ト、ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレ−ト、カプロラクトン変
性ヒドロキシ（メタ）アクリレ−トなどを挙げることが
でき、これらの１種または２種以上を使用することがで
きる。さらに、その他の重合性単量体として、例えば、
メチル（メタ）アクリレ−ト、エチル（メタ）アクリレ
−ト、プロピル（メタ）アクリレ−ト、イソプロピル
（メタ）アクリレ−ト、ｔ−ブチル（メタ）アクリレ−
ト、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレ−トなどの
（メタ）アクリル酸アルキルエステル、グリシジル（メ
タ）アクリレ−トなどのエポキシ基含有不飽和単量体、
（メタ）アクリルイミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエ
チル（メタ）アクリレ−ト、ビニルピリジン、ビニルイ
ミダゾ−ルなどの窒素含有不飽和単量体、スチレン、α
−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族不飽和
単量体、酢酸ビニルなどのビニルエステル、ビニルエ−
テル、（メタ）アクリロニトリルなどの不飽和シアン化
合物などを挙げることができ、必要に応じてこれらの中
から１種または２種以上を使用することができる。

【００１７】上記の重合性単量体成分の共重合について
は、特に規定するものではないが、各単量体成分の含有
比率は、紫外線安定性重合性単量体０．１〜１０．０重
量％、シクロアルキル基含有重合性単量体５．０〜９
７．９重量％、水酸基含有重合性単量体２．０〜３５．
０重量％、その他の重合性単量体０〜９２．９重量％の
範囲内において、共重合アクリルポリオ−ル１００重量
％を構成することが好ましい。

【００１８】また、被覆層中には、必要に応じて架橋剤
を添加することができる。架橋剤としてはアミノプラス
ト樹脂やポリイソシアネ−ト化合物を単独もしくは複合
して配合できる。アミノプラスト樹脂としては、例え
ば、メチルエ−テル化メラミン樹脂、ブチルエ−テル化
メラミン樹脂、ブチルエ−テル化ベンゾグアナミン樹
脂、ブチルエ−テル化シクロヘキシルベンゾグアナミン
樹脂などを挙げることができる。アミノプラスト樹脂の
前記共重合アクリルポリオ−ル樹脂に対する配合比は、
アクリルポリオール１００重量部に対し１０〜１００重
量部とすることが良い。

【００１９】またポリイソシアネ−ト化合物としては、
分子内に２個以上のイソシアネ−ト基を含んでいればよ
く、例えば、トリメチレンジイソシアネ−ト、1,6 −ヘ
キサメチレンジイソシアネ−ト、トリレンジイソシアネ
−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、イソホロン
ジイソシアネ−ト、およびこれらジイソシアネ−トの誘
導体であるトリメチロ−ルプロパンアダクト体、ビュ−
レット体、イソシアヌレ−ト体等のアダクトポリイソシ
アネ−ト化合物を挙げることができ、さらに、イソシア
ネ−ト化合物のイソシアネ−ト基をε−カプロラクタ
ム、フェノ−ル、クレゾ−ル、オキシム、アルコ−ル等
の化合物でブロックしたブロックポリイソシアネ−ト化
合物等を挙げることができる。ポリイソシアネ−ト化合
物と前記アクリルポリオ−ル樹脂との配合比は、アクリ
ルポリオール中のＯＨ基１モルに対して、イソシアネ−
ト基が０．３〜２．０モルとすることが好適である。

【００２０】また、硬化剤の使用に際しては、必要に応
じてドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＯ）などの硬
化触媒を添加してもよい。その配合量は期待する焼成条
件や塗膜性能バランスに応じて適宜判断すればよい。さ
らには、被覆層中には、チタンホワイトなどの色顔料、
シリカなどの体質顔料、レベリング効果剤、抗酸化剤、
紫外線 吸収剤など、一般に塗料中に使用される添加剤
であれば、適宜それらを必要量混合させて用いてよい。

【００２１】特に耐候性能を向上させるため、特定波長
に吸収能を有する添加剤の使用は効果的である。一例と
して、ベンゾトリアゾ−ル系もしくは蓚酸アニリド系の
紫外線吸収剤を塗料中に用いることにより、波長２００
〜２２０ｎｍ領域に強線のある、殺菌灯などを光源とし
て用いた促進耐候性試験における耐候性能を向上させる
ことができる。

【００２２】なお、鋼板と被覆層との間には、必要に応
じて有機被覆層を単層または複数層形成させても差し支
えない。その際には、最上層の被覆層を意匠などの観点
からクリアや隠蔽力の薄い透過層にした場合などには、
第二層以下にも耐候性を要求される場合がある。その際
には、前述の混合体を用いた被覆層を、第二層以下にも
適用することが可能である。

【００２３】また、同様に意匠などの観点から、本発明
による被覆層よりも上層に、クリアや透過性を持つ有機
被覆を加えることが出来る。この場合の有機樹脂層に
は、潤滑性や硬度、耐汚染性などの要求される特性に応
じて樹脂組成や添加剤組成を選択すればよく、密着性な
どの必要特性が得られれば適宜使用してかまわない。な
お、いずれの被覆層においても、一般に用いられる添加
成分の使用についてはその制限を設けない。その一例と
しては、色顔料や体質顔料、防錆顔料や染料、レベリン
グ成分やメタリック、マイカ、骨材などの意匠性成分な
どが挙げられる。

【００２４】さらに、各被覆層の膜厚については特に規
定はしないが、製造工程上の乾燥限界及び被覆層の加工
性より３０．０μｍ以下とすることが望ましい。上記し
た本発明のプレコート塗装鋼板は、例えば、屋根壁用パ
ネル、屋外広告用パネル、照明反射用パネル、トンネル
内装用パネル、自動車外装用パネル、間仕切りパネル、
エレベ−タ−内装用パネルなど、屋外雰囲気にさらされ
る部品に適用することにより、従来よりもより安価で且
つ耐候性能に優れた薄板鋼板製品を得ることが出来る。

【００２５】

【実施例】本発明のプレコート塗装鋼板の実施例につい
て説明する。アルカリ脱脂・クロメート処理した溶融亜
鉛めっき鋼板上に、表１に示す塗料を乾燥膜厚１５μｍ
となるようにバ−コ−タ−を用いて塗布し、その後高周
波誘導加熱法によって焼き付けた。

【００２６】比較例として、表２に示す汎用塗料を塗布
・焼成したプレコート塗装鋼板も作製した。得られたプ
レコート塗装鋼板について、下記の条件で耐候性を評価
した。促進耐候性試験としてはサンシャインウエザーメ
ーター（ＳＷＯＭ）を行い、３０００時間の試験前後の
色度差（ΔＥ）、光沢保持率（ＧＲ）を測定し評価し
た。その結果を表２に示す。なお色度差（ΔＥ）は、色
度測定器を用いて測定し、ΔＥが１．０以下を良好と判
断した。光沢保持率（ＧＲ）は、６０度反射度測定器に
より測定し、７５％以上を良好と判断した。

【００２７】表３から明らかなように、本発明によるプ
レコート塗装鋼板は、比較例のポリエステル塗料やシリ
コンポリエステル塗料を塗布したプレコート塗装鋼板よ
りも耐候性能に優れており、且つフッ素塗料を塗布した
プレコート塗装鋼板に並ぶ耐候性能を有していることが
わかる。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】次に、表１に示す本発明のプレコート塗装
鋼板を、屋根壁用パネル、屋外広告用パネル、照明反射
用パネル、トンネル内装用パネル、自動車外装用パネ
ル、間仕切りパネル、エレベ−タ−内装用パネルに適用
して、３０００時間のＳＷＯＭ試験前後のΔＥ及びＧＲ
を測定した結果、表３の結果と同様に、良好な耐候性能
を示した。

【００３２】

【発明の効果】本発明の、重合性紫外線安定性単量体、
シクロアルキル基含有重合性単量体、水酸基含有重合性
単量体を共重合して得られるアクリルポリオールを被覆
層に必須に有するプレコート塗装鋼板を使用することに
より、安価で且つ耐候性に優れる製品を製造することが
できる。これを家電・建材分野などに応用することによ
り、製品品質の向上並びに製品コストの削減をはかるこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西岡 良二 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 高杉 政志 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 ▲吉▼田 雅也 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社日 本触媒内 (72)発明者 臣 隆夫 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社日 本触媒内 (72)発明者 中▲崎▼ 三男 大阪府吹田市西御旅町５−８ 株式会社日 本触媒内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の少なくとも片面に重合性紫外線安
   定性単量体、シクロアルキル基含有重合性単量体、水酸
   基含有重合性単量体を必須に含む重合性単量体成分を共
   重合して得られる共重合アクリルポリオール樹脂を用い
   た被覆層を有する耐候性に優れたプレコート塗装鋼板。
2. 【請求項２】 重合性紫外線安定性単量体が、式(1) 【化１】 〔但し、式(1）中、Ｒ¹ は水素原子またはシアノ基、Ｒ
   ² ，Ｒ³ はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜
   ２のアルキル基、Ｘはイミノ基または酸素原子、Ｙは水
   素原子または炭素数１〜１８のアルキル基または−ＣＯ
   −ＣＲ² ＝ＣＨＲ ³ （式中Ｒ² ，Ｒ³ は前と同じ意味）
   を示す。〕で表される請求項１記載の耐候性に優れたプ
   レコート塗装鋼板。
3. 【請求項３】 シクロアルキル基含有重合性単量体が、
   式(2) 【化２】 〔但し、式(2) 中、Ｒ⁴ は水素原子または炭素数１〜２
   のアルキル基、Ｚは置換基を有してもよいシクロアルキ
   ル基を示す。〕で表される請求項１または２記載の耐候
   性に優れたプレコート塗装鋼板。
4. 【請求項４】 被覆層中に、架橋剤としてアミノプラス
   ト樹脂または／及びポリイソシアネート化合物を用いた
   請求項１、２または３記載の耐候性に優れたプレコート
   塗装鋼板。
5. 【請求項５】 被覆層と鋼板の間に、化成処理層を設け
   ることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の耐
   候性に優れたプレコート塗装鋼板。
6. 【請求項６】 被覆層と鋼板の間、または／及び被覆層
   の上層に、有機被覆層を施すことを特徴とする請求項
   １，２，３，４または５記載の耐候性に優れたプレコー
   ト塗装鋼板。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレコ
   ート塗装鋼板を使用した屋根壁用パネル。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレコ
   ート塗装鋼板を使用した屋外広告用パネル。
9. 【請求項９】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレコ
   ート塗装鋼板を使用した照明反射用パネル。
10. 【請求項１０】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレ
    コート塗装鋼板を使用したトンネル内装用パネル。
11. 【請求項１１】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレ
    コート塗装鋼板を使用した自動車外装用パネル。
12. 【請求項１２】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレ
    コート塗装鋼板を使用した間仕切りパネル。
13. 【請求項１３】 請求項１〜６のいずれかに記載のプレ
    コート塗装鋼板を使用したエレベ−タ−内装用パネル。