JPS5943226B2 - フルオロカ−ボン樹脂を被覆した基体およびその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基体のコーテイング法およびそれによつて製造
される物品に関する。

さらに詳しくは、本法は耐久性のコーテイングを有する
基体を製造することに関する。外観目的のため顔料含有
コーテイングを与えるため、および保護目的のため耐久
性コーテイングを与えるため、古くから基体が被覆され
てきた。

屋外で使用する被覆した基体は、コーテイングの退色ま
たは劣化により外観の変化と耐久性の損失を特に受け易
い。たとえば、屋外用のシート金属からつくつた建築パ
ネルおよび他の物品は顔料含有コーテイングを必要とす
る。従来の当該技術により提供される顔料含有コーテイ
ングは、長期間天候に露出中その外観を保持する能力お
よび基体を保護する能力において遺憾な点が多い。建築
パネル用に推奨された従来の当該技術のコーテイング組
成物に明白な一つの欠点は、このような組成物で使う顔
料の選択が限定されている事実である。すなわち、多く
の顔料は長期間露出中退色または変色を受け易い。勿論
、これは望ましくない。ある種の顔料は天候条件に対す
る露出に一層良く耐えることができるが、これは必然的
に製造業者に役立つ選択を限定する。フルオロカーボン
樹脂はそのすぐれた耐久性で知られている。

タフネスな仕上を与えまた変化する天候条件で小割れや
白亜化しない仕上を与えるその耐久性はよく知られてい
る。建築パネル工業においてはフルオロカーボン樹脂が
推奨され、使用されてきた。不幸にも、フルオロカーボ
ン樹脂と組合せて使用できる顔料の使用は一層耐候性顔
料に限定される。したがつて、役立つ顔料の選択に関し
制限されない耐久性仕上を有する基体を提供する方法が
必要である。

この方法で得られる被覆した基体は耐久性であるべきで
ある。ここで使うパーセントと比はすべて、ことわらな
い限り重量である。耐久性の被覆した基体の本提供法は
（ａ）樹脂固体基準で３之２０％のポリエポキシド樹脂
と３０〜９６％のアクリル樹脂と１〜５０％のフルオロ
カーボン樹脂とから本質的になるプライマー組成物を基
体に適用し、（ｂ）樹脂固体基準で４５〜８５％のフル
オロカーボン樹脂と１５〜５５％のアクリル樹脂とから
本質的になり、乾燥塗膜基準で３〜５５％の顔料体積濃
度を有する顔料含有コーテイング組成物を工程（ａ）の
プライマーのほどこされた基体に適用し、（ｃ）樹脂固
体基準で４５〜８５％のフルオロカーボン樹脂と１５〜
５５％のアクリル樹脂とから本質的になる透明コーテイ
ング組成物を工程（ｂ）の被覆した基体に適用し、（ｄ
）これらの被覆を（ｂ）工程のあとで、および（ｃ）工
程のあとで、或いは一段階で基体に焼付けて、コーテイ
ング層を一緒に融解して密接に結合させることによつて
被覆した基体を形成させる諸工程からなつている。本法
は下塗りした金属基体のコーテイング用に特に有用であ
る。本発明の方法は顔料含有コーテイング組成物を基体
に適用し、ついで透明コーテイング組成物を基体に適用
することからなる。

基体、コーテイング組成物、適用法、本法により製造さ
れる物品のさらに詳細を次に示す。本発明によるコーテ
イング法は金属、プラスチツク、木材、石造物、ウオー
ルボード、革、織物を含む多くの異なる基体で使用され
る。

本法は金属基体のコーテイングに特に有用である。基体
をまずプライマー組成物（後で詳しく記載する）で被覆
する。最も興昧ある基体は下塗りしたアルミニウムまた
は鋼のような下塗料りした金属基体である。これらの被
覆した基体は建築パネル工業において特に有用である。
被覆しようとする基体はふつうコーテイング工程前に望
む形状に製作されるが、本法で使うコーテイング組成物
のすぐれたたわみ性のために、基体の平らなコイルを被
覆し、ついで望む被覆した物品を製作することができる
。ここに記載の本発明の工程（ｂ）で使う顔料含有コー
テイング組成物は、樹脂固体基準で約４５〜約８５％の
フルオロカーボン樹脂と約１５〜約５５７０のアタリル
樹脂から本質的になる。さらに、当該組成物は乾燥塗膜
基準で約３〜約５５％の顔料体積濃度（ＰＶＣ）の顔料
を含む。一般に、樹脂固体および顔料のキヤリヤ一とし
て有機溶剤を使う。特定の樹脂系、顔料、適応法、望む
塗膜厚さに依存して、組成物中の溶剤水準は広く変化で
きる。典型的な溶剤水準は全組成物の約４０〜約７５％
の範囲である。好ましい組成物は樹脂固体基準で約６５
〜約７５％のフルオロカーボン樹脂と約２５〜約３５％
のアクリル樹脂から本質的になる。好ましい組成物はま
た約５〜約４０％のＰＶＣを有し、約５０〜約６５％の
溶剤を含む。幾つかの異なるフルオロカーボン樹脂がこ
こで有用である。このような樹脂はポリフツ化ビニル、
ポリフツ化ビニリデン、フツ化ビニル共重合体、フツ化
ビニリデン共重合体を含む。これらの樹脂は米国特許第
２４１９０１０号、第２５１０７８３号、第２４３５５
３７号、第２９３５８１８号、第２４６８０５４号、第
２９７０９８８号に一層詳しく記載されており、これら
の特許をここで引用文献とする。好ましいフルオロカー
ボン樹脂はポリフツ化ビニリデンである。上記フルオロ
カーボン樹脂と組合せて使うアクリル樹脂は熱可塑性ま
たは熱硬化性アクリル樹脂であることができる。

しかし、熱可塑性樹脂がここでは特に有用である。熱可
塑性アクリル樹脂はアクリル酸およびメタクリル酸の重
合したエステル誘導体である。このエステルはアクリル
酸またはメタクリル酸と適当なアルコール、たとえばメ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール
との反応により形成される。一般的に言つて、エステル
のアルコール部分が大きい程、生成樹脂は一層軟かく一
層たわみ性となる。また一般的に言つて、メタクリルエ
ステルは相当するアクリルエステルよりも硬い塗膜を形
成する。すぐれた性質をもつた樹脂を生じるように、ス
チレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン
のような単量体をアクリルおよびメタクリルエステルと
反応させることができる。特に満足な樹脂は分子量約５
００００〜約１５００００を有するメタクリル酸メチル
とアクリル酸エチルとの共重合体である。熱硬化性アク
リル樹脂は２種のおよびときには３種の単量体からつく
られるふつうは低分子量の共重合体である０多くのこの
ような樹脂が既知であり、ここで使用できる。

単量体の一つはヒドロキシルまたはアミドのようなぶら
さがつた反応性基を含むアクリル化合物である。他のも
のはアクリル酸である。第３の単量体はふつうはスチレ
ン自身、ビニノレトノレエン、メチノレスチレン、また
はエチルスチレンのようなスチレン型単量体である。重
合操作における３成分の割合は、共重合体が使われる生
成物に依存して変化する。幾つかの異なる顔料を当該組
成物中に使用できる。

有用な無機顔料は二酸化チタン、シリカ、鉄酸化物、タ
ルク、雲母、白土、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニ
ウム、カーボンブラツク、クロム酸鉛、金属顔料、モリ
ブデンオレンジ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムを含む
。有機顔料も使用できる。上記のような金属顔料を退色
による外観の変化なしに本発明で使用できるという事実
は特に注目に値する。適当な溶剤は芳香族石油留出所、
シクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、エチルアルコール、プロピルアルコール、ジ
アセトンアルコールのようなアルコール、フタル酸ジメ
チル、エチレングリコールおよびジエチレングリコール
のモノ一およびジアルキルエーテルたとえばエチレング
リコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ
ブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールエチルエーテルを含む。

基体を上記組成物で被覆後、好ましくはついで空気乾燥
または焼付ける。

２１０〜約２６０℃の範囲の焼付け温度を使用できる。

しかし、コーテイング技術で既知のように、被覆した基
体を乾燥することなくついで被覆できる。これはウエツ
トオンウエツトコーテイングと呼ばれる。乾燥したコー
テイングの塗膜厚さは約０．７〜約２．０ミルの範囲で
ある。樹脂固体基準で約４５〜約８５％のフルオロカー
ボン樹脂と約１５〜約５５％のアクリル樹脂から本質的
になる透明コーテイング組成物を次に適用する。

上記の有機溶剤および（または）水のような液体キヤリ
ヤ一を使う。好ましい透明コーテイング組成物は樹脂固
体基準で約６５〜約７５％のフルオロカーボン樹脂と約
２５〜約３５７０のアクリル樹脂とから本質的になる。
上記のフルオロカーボン樹脂とアクリル樹脂を当該透明
コーテイング組成物において使用する。好ましいフルオ
ロカーボン樹脂はポリフツ化ビニリデンであり、好まし
いアクリル樹脂は熱可塑性樹脂である。透明コーテイン
グの乾燥塗膜厚さは０．３〜１．０ミルの間で変化する
。顔料含有コーテイング組成物および透明コーテイング
組成物を被覆した基体を、ついで約２１０〜約２６０゜
Ｃの温度で焼付ける。

この焼付け工程は溶剤を除去しまた２コーテイング層を
一緒に融解させて結合させる効果をもつ。結合工程は被
覆した基体に良好なコーテイング間接着と小割れ抵抗を
与える効果をもつことがわかつた。この点に関しては、
各コーテイング組成物で熱可塑性アクリル樹脂の使用が
好ましい。熱可塑性アクリル樹脂は別々の顔料含有コー
テイングと透明コーテイングを一接に一層良く接合させ
るような融解能力をもつ。これは基体上の顔料含有コー
テイングと透明コーテイングが別々の層としてみえる熱
硬化性アクリル樹脂を使つた場合と対照的である。後者
の生成物も満足であるが、コーテイングのコーテイング
間接着と小割れ抵抗は熱可塑性アクリル樹脂を使うとき
ほど良好ではない。本法により被覆した基体は５デルタ
Ｅ単位以下の変色でもつて４５た角度で南フロリダ露出
５年に耐えることができるという事実は、当該被覆した
基体の耐久性の証拠である。上記コーテイング組成物の
どちらかにまたは両者に、通常の添加剤を含めることが
できる。

そこで、必要なときは界面活性剤、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、安定剤、潤滑剤、合体剤、懸濁剤を添加できる
。前記のように顔料含有コーテイング組成物の適用前に
基体を下塗りする。この目的に有用な多くのプライマー
が既知である。典型的には、これらはエポキシまたはア
クリル型プライマーである。特に好ましいプライマー組
成物は樹脂固体基準で約３〜約２０％のポリエポキシド
樹脂と約３０〜約９６７０のアクリル樹脂と約１〜約５
０７０のフルオロカーボン樹脂とから本質的になる。

最も好ましいプライマー組成物は樹脂固体基準で約８〜
約１２％のポリエポキシド樹脂と約７６〜約８４％のア
クリル樹脂と約８〜約１２％のフルオロカーボン樹脂と
から本質的になるものである。幾つかの異なるポリエポ
キシド樹脂のいずれも使用でき、その例はり一およびネ
ピル著「エポキシ樹脂ハンドブツク」（１９７６年、マ
グロービル・ブツク社）に見出される。上記のアクリル
樹脂およびフルオロカーボン樹脂をプライマー組成物中
に同様に使用できる。これらの好ましいプライマー組成
物は、プライマーコーテイングと顔料含有コーテイング
との間の良好なコーテイング間接着のため、本法で特に
有用である。両コーテイング中にフルオロカーボン樹脂
の存在から、良好なコーテイング間接着が得られるよう
である。次の実施例は本法を使つて達成される利点を示
す。

実施例 １ クロム酸塩前処理アルミニウム建築パネルに、次の処方
物を使いプライマーコーテイング、顔料含有コーテイン
グ、透明コーテイングを与えた。

（１）アクリロイドＢ−４４としてローム・アンド・ハ
ース社から入手できるメタクリル酸メチルアクリル酸エ
チル共重合体分散液。（２）キナール５００としてペン
ワルト・コーポレーシヨンから入手できるポリフツ化ビ
ニリデン樹脂。

（３）アクリル酸エチル／メタクリロニトリル／メタク
リル酸／アクリルアミド７２．５／２０／２．５／５，
０のインターポリマー。

（４）工ホン１００１としてシエル・ケミカル社から入
手できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）樹脂固体基準で３〜２０％のポリエポキシド
   樹脂と３０〜９６％のアクリル樹脂と１〜５０％のフル
   オロカーボン樹脂とから本質的になるプライマー組成物
   を基体に適用し、（ｂ）樹脂固体基準で４５〜８５％の
   フルオロカーボン樹脂と１５〜５５％のアクリル樹脂と
   から本質的になり、乾燥塗膜基準で３〜５５％の顔料体
   積濃度を有する顔料含有コーティング組成物を工程（ａ
   ）のプライマーのほどこされた基体に適用し、（ｃ）樹
   脂固体基準で４５〜８５％のフルオロカーボン樹脂と１
   ５〜５５％のアクリル樹脂とから本質的になる透明コー
   ティング組成物を工程（ｂ）の被覆した基体に適用し、
   （ｄ）これらの被覆を（ｂ）工程のあとで、および（ｃ
   ）工程のあとで、或いは一段階で基体に焼付けて、コー
   ティング層を一緒に融解して密接に結合させることによ
   つて被覆した基体を形成させる諸工程を特徴とする、耐
   久性の、被覆した基体の製造法。 ２ 基体が金属基体である特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 金属基体が鋼である特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の方法。 ４ 金属基体がアルミニウムである特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の方法。 ５ 工程（ｂ）および（ｃ）の組成物のアクリル樹脂が
   熱可塑性アクリル樹脂である特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ６ 工程（ｂ）の組成物が樹脂固体基準で６５〜７５％
   のフルオロカーボン樹脂と２５〜３５％のアクリル樹脂
   とから本質的になる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 工程（ｃ）で使う組成物が樹脂固体基準で６５〜７
   ５％のフルオロカーボン樹脂と２５〜３５％のアクリル
   樹脂とから本質的になる特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ８ 工程（ｂ）および（ｃ）の組成物で使うフルオロカ
   ーボン樹脂がポリフッ化ビニリデンである特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ９ 工程（ｂ）および（ｃ）の組成物で使うアクリル樹
   脂が５００００〜１５００００の分子量を有するメタク
   リル酸メチル−アクリル酸エチル共重合体である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 １０ 工程（ｂ）の被覆した基体を、透明コーティング
   組成物の適用前に２１０〜２６０℃で焼付ける特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １１ 工程（ｃ）の被覆した基体を２１０〜２６０℃で
   焼付ける特許請求の範囲第１項記載の方法。 １２ 顔料含有コーティングの乾燥塗膜厚さが０．７〜
   ２．０ミルの範囲であり、透明コーティングの乾燥塗膜
   厚さが０．３〜１．０ミルの範囲である特許請求の範囲
   第１項記載の方法。