JPS63151380A - 表面処理金属板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐候性にすぐれた、接着性を有する表面処理
金属板に関するものである。

従来の技術　　　゛ 表面処理金属板（プレコート金属板）は、金属基板に樹
脂皮膜を形成したもので、通常冷延鋼板、亜鉛めっき鋼
板、アルミめっき鋼板、銅板、アルミ板などの基板上に
ロールコータ−、フローコーターなどを用いて塗装し、
連続的に大量生産されるもので、品質がすぐれ、均一で
あり、大量用途に適し、しかも加工後の塗装が不要であ
るため、建材用、家電用、事務機器用などの素材として
、その需要が拡大している。

これらプレコート金属板に要求される性能としては、耐
候性、耐食性、加工性、耐傷付性、密着性、耐薬品性、
耐溶剤性、耐汚染性など様々なものがある。

特に屋外で使う用途にはすぐれた耐候性が必要であり、
このためには、たとえばアクリル変性フッ化ビニリデン
樹脂のように耐候性にすぐれた樹脂を用いた塗料を塗装
する方法がある。しかし、これらの耐候性樹脂は一般に
高価である欠点がある。

また、樹脂の耐候性を向上させる方法として塗料用樹脂
の分子量を大きくする方法が考えられるが、この方法は
樹脂の製造コストを上昇させるため結果的にコスト高と
なる。

樹脂の劣化は光に対して活性な官能基が多いと促進され
ることから、カルボン酸などの官能基を少なくし、架橋
反応を十分進めればよいと考えられる。この方法であれ
ば、比較的安価な樹脂でも耐候性が向上するといえる。

しかし、耐候性の向上のため塗料樹脂の架橋反応を進め
ると接着に必要な官能基が減少して、シーリング材や補
修塗料などとの付着性が不十分になるという問題がある
。シーリング材は、建築物の部材と部材の間の水の侵入
を防ぐためのシール材で、その種類としてはたとえばシ
リコン系、ブチル系などがあるが、耐候性の点からシリ
コン系を用いるのか−・般的である。このシーリング材
の接着力が十分でないと、建物の内部に水が侵入し発錆
、浸水のため建築物の寿命を短かくする。

現在のプレコート金属板は、シーリング材に対する接着
力が十分ではなく、初期接着は自然にはがれる程劣って
はいないが、通常接着界面から手ではがせる程度である
。この程度の接着力では、数年で接着力がさらに低下し
、建築物内部に水が浸入するという問題があった。

シーリング材の接着力を向上するために、プライマーな
どをシーリング材の塗付面に塗イリし接着力を向上する
方法があるが、コスト高となったり、作業上の煩わしさ
からあまり一般的ではない。

また、プレコート金属板の施工時に塗膜に傷をつけた場
合、傷付部からの発錆を防ぐため、補修塗料を塗装する
が、補修塗料の接着力が不十分であると、数年で補修し
た塗料がはがれ、補修塗料とプレコート金属板の塗膜の
界面から水が侵入し、発錆するという問題がある。

プレコート金属板は、看板用などの後塗装が必要な用途
にも用いられる。この用途は屋外で使うことが多く、す
ぐれた耐候性と看板用塗料との接゛着力が必要であるが
、看板用塗料との接着性を向上させるため、官能基を多
く残して、耐候性を犠牲にしているのが現状である。

又、プレコート金属板は裏面の塗装面にウレタン樹脂や
フェノール樹脂などの断熱発泡裏打材を張りつけること
が多い。一般にプレコート金属板の裏面用塗料としては
、メラミン・アルキッド樹脂などを用いた安価な塗料が
用いられているが、メラミンφアルキッド樹脂塗料は、
その原料がヒマシ油、ヤシ油などの天然油脂であるため
、官能基を増やし、接着性をあげることが困難である。

そのため断熱発泡裏打材の接着性が弱い場合は、エポキ
シ樹脂などの接着性の良い樹脂を用いているのが現状で
ある。しかしエポキシ樹脂はメラミン・アルキッド樹脂
に比して耐候性が劣り、かつより高価であるという問題
がある。

発明が解決しようとする問題点 プレコート金属板を屋外で使う場合には、特に優れた耐
候性が必要であり、接着性のために樹脂骨格中に官能基
を残すのは、耐候性の点から好ましくない。したがって
耐候性と接着性を同時に満足させるのは非常に困難であ
り、本発明は耐候性と接着性とを満足させるプレコート
金属板を提供しようとするものである。

そこで本発明者らは、先ず十分硬化した塗膜の上に、更
に接着性を有するクリヤ一層を１ル以下の膜厚で塗装す
る２層構造を形成させる方法を試みた。十分硬化した塗
膜で耐候性をもたせ、接着性は、接着性を有するクリヤ
一層に負担させる。

しかし、この方法は、十分硬化した塗膜の接着性が悪い
ため層間密着性が劣ることや、塗料費、ランニングコス
トが余分にかかりコス）・高となる欠点があり、実用に
供さないことが判明した。

次に、硬化反応を途中で止めて、官能基を残し、接着性
を残す方法も試みた。例えば、焼付硬化型塗料であれば
、塗料の焼付温度を標準に対し１０〜２０°Ｃ低目の温
度とする方法である。これでは、架橋反応が不十分であ
り接着性は、ある程度得られたがまだ不十分であり、却
って耐候性、耐溶剤性、耐食性が劣る結果となった。

そこで、本発明者は２層構造の方法をさらに検討し、塗
料の硬化を十分性なった後、その表面だけを改質する方
法を検討した。

表面を改質する方法としては、クロム酸処理、電子線照
射処理、プラズマ処理、紫外線照射処理についてまず検
討したが、クロム酸処理は、処理面の変色と処理速度が
遅く、電子線照射やプラズマ処理は、真空雰囲気が必要
であることや設備コストが高く、紫外線照射は処理速度
が遅いという問題があった。

そこでプレコート金属板の表面改質法として、塗料の硬
化を十分に進めたプレコート金属板にコロナ放電処理ま
たは、フレーム・バーナー処理を行った結果、優れた耐
候性と接着性を合わせ持つプレコート金属板の得られる
ことが判明し、本発明に至ったものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は樹脂を表面に被覆した表面処理金属
板において、樹脂表面がコロナ放電処理またはフレーム
・バーナー処理してなることを特徴とする。

作用 本発明は、金属板上の樹脂皮膜をコロナ放電またはフレ
ーム・バーナー処理した表面処理金属板であり、この金
属板は耐候性と接着性とを同時に満足するという効果を
有するものである。

以下さらに本発明の詳細な説明する。

本発明では、まず基板となる金属板として、鋼板、亜鉛
めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、鉛めっき鋼板、鉛合
金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム
合金めっき鋼板またはステンレス板などが用いられる。

さらにこの上に、０，１〜５用程度の化成処理層を有す
るものも含まれる。化成処理は、金属基板の耐食性、耐
酸化性および密着性を向上させるため行われるもので、
たとえば、リン酸亜鉛処理、リン酸鉄処理、あるいは電
解クロメート処理によって行われる。

金属板上に樹脂を被覆する方法としては、樹脂塗料を塗
布して得る方法（いわゆるカラー鋼板など）、又は樹脂
フィルムをラミネートする方法（いわゆるラミネート鋼
板など）、又は押出機から溶融混練された熱可塑性樹脂
をＴダイからフィルム状に押出し、予熱しである金属基
板上に溶融状態で直接連続的に被覆するいわゆるホット
メルトコーティング方法などがあるが、特に限定するも
のではない。

以下先ず樹脂塗料を塗布する方法について説明する。樹
脂塗料の塗布に当っては、１回塗りや２回塗りなど通常
の塗装方法が用いられる。たとえば金属板に亜鉛めっき
鉄板を用いる場合は、リン酸亜鉛処理の化成処理を施し
た上、下塗塗膜として防錆顔料を含有するエポキシ樹脂
塗料を塗付し、１８０°Ｃ１５０秒程度で焼付しブライ
マー板とする。このように、他の金属板を用いる場合も
公知の通常の手段でブライマー板とする。

次いで、ブライマー板にポリエステル樹脂、高分子ポリ
エステル樹脂、メラミンアルキッド樹脂、アクリル変性
フッ化ビニリデン樹脂、シリコンポリエステル樹脂、シ
リカポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂な
どから選ばれた１種以上の樹脂を含有する塗料を塗付す
る。なおメラミンアルキッドは、化成処理した後、ブラ
イマーなしでも、塗料が塗付することができる。

また、これらの塗料には通常塗料中に添加されている添
加剤、たとえば顔料、消泡剤、艶消剤、紫外線吸収剤な
どを添加したものであっても良い。また塗料の形状とし
ては粉体状、液体状のものであって良い。

プライマー板に塗料を塗装する方法としては、たとえば
ロールコータ−、フローコーター、スプレーコーター等
の公知の塗装手段を採用することができ、これらの塗装
手段により塗装したものを加熱乾燥、たとえば熱風乾燥
機により乾燥し硬化させ塗膜を形成させる。

本発明の表面処理金属板としては、このような塗料塗装
によって得られた方法の他、塩ビやポリエチレン等のプ
ラスチックフィルムを金属板上に接着又はラミネートし
て得られたラミネート型やホットメルトコーチ４イング
型も含まれ、金属板上に樹脂フィルムを形成したもので
あればよく、表面処理金属板の製法は特に限定するもの
ではない。

このように金属板上に樹脂皮膜を形成したものにコロナ
放電処理、またはフレーム・バーナー処理をする。

又、金属板にラミネートする前に予め樹脂フィルムをコ
ロナ放電処理又は、フレームバーナー処理し、処理した
樹脂フィルムをラミネートする方法も本発明に含まれる
。

コロナ放電処理の場合、処理条件としてはｌｒｎ’の被
処理物に１分間に放電させる放電量としては５〜５００
Ｉｌｉ／ｒｒｆ／分の程度の範囲が好ましく、５Ｗ／ｎ
ｆ／分未満では接着性向上効果がみられず、５００　’
ｔＪ／ｍ’／分超では耐候性の劣化をもたらす他コスト
高となる。

また放電体と被処理物との距離は近接すると作業性が悪
く、離れすぎると接着性向上効果が得られない。通常的
５〜３０ｍｍ程度で処理されるが、これに限られるもの
ではない。

フレーム・バーナー処理の場合、処理条件としてはｌｒ
ｎ’の被処理物に１分間に供給するガスの発熱量（放熱
量）として３〜５０　ｋｃａｉｊ　／　ｍ’　／分程度
の範囲が好ましく、３　ｋｃａｉｊ　／ｍ’／分未満で
は、接着性向上効果が不十分であり、５０　ｋｃａｌ／
　ｍ’／分超では、フレーム・バーナーの燃焼時の熱で
樹脂が焼は黄変すると共にコスト高となり好ましくない
。

バーナー装置と被処理物との距離としては１０〜１００
ｍ＋ｎ程度の範囲が好ましく、通常は約３０ｍｍ程度で
処理されるが、これに限られるものではない。

なお、コロナ放電処理とフレーム・バーナー処理との両
方の処理を行ってもよい。

実施例 以下本発明を実施例、比較例によって詳細に説明する。

実施例１〜６、比較例１〜５ 金属板は、０．３５ｍ／ｍの亜鉛鉄板を用い、リン酸亜
鉛処理の化成処理を施した上に、下＠塗膜として防錆顔
料を含有したエポキシ樹脂塗料を塗付、１８０°Ｃ１５
０秒間焼付し、乾燥膜厚５ＪＪ、を塗装したプライマー
板を得た。

上記プライマー板上に上塗塗料として、高分子ポリエス
テル樹脂塗料１（日本ペイント■製、商品名「スーパー
ラック　ＤＩＦ　Ｈ−１８Ｊ　）を塗付し、３００℃の
炉内で金属板の最高温度が２１５℃になるよう焼付し、
乾燥膜厚１５声を得た。得られた塗膜表面に、実施例１
〜３、比較例２〜３はコロナ放電処理、実施例４〜６、
比較例４〜５はフレームバーナー処理を施し、最適処理
条件を見い出した。得られた各プレコート金属板につい
て、耐候性、接着性、耐溶剤性、鉛筆硬度を調べた結果
は表１に示した。

比較例６ 上記プライマー板上に上塗塗料として塗料タイプを高分
子ポリエステル樹脂塗料２（日本ペイント■製、商品名
「スーパ−ラック　ＤＩＦ　Ｈ−２５Ｊ　）を塗付し、
　３００°Ｃの炉内で金属板の最高温度が２１５°Ｃに
なるように焼付し、乾燥膜厚１５声を得た。性能を調査
した結果は表１のとおりであった。なお高分子ポリエス
テル塗料２は、高分子ポリエステル塗料１から酸触媒を
取り除いたもので、架橋度を下げ、接着性を向上させた
ものである。

実施例７〜８、比較例７〜８ 上記化成処理を施した金属板上にメラミンφアルキッド
樹脂塗料（日本ペイント■製商品名「オルガ１００．５
Ｊ　）を塗料し、３００℃の炉内で金属板の最高温度が
実施例７．８、比較例７については２１５℃、比較例８
については１８５°Ｃになるよう焼イリし、乾燥膜厚５
ＪＬを得た。得られた塗膜表面に実施例７はコロナ放電
処理、実施例８はフレームバーナー処理を施し、得られ
たプレコート金属板について、性能を調べた結果は表１
に示した。

実施例９〜１０、比較例９〜１０ 上記プライマー板上に上塗塗料としてシリカ・ポリエス
テル塗料（関西ペイント■製、商品名「コスマー３２０
０Ｊ　）を塗付し、３００℃の炉内で金属板の最高温度
を実施例９〜１０、比較例９については２４０°Ｃ１比
較例１０については２２０℃になるよう焼付し、乾燥膜
厚１５ルを得た。得られた塗膜表面に実施例９はコロナ
放電処理、実施例１０はフレーム・バーナー処理を施し
、得られたプレコート金属板について性能を調べた結果
は表１に示した。

実施例１１〜１２、比較例１１〜１２ 」−記ブライマー板上に、上塗塗料として、アクリル変
成フッ化ビニリデン樹脂塗料（大日本インキ■製、商品
名「フロロボン」）を塗付し、３００℃の炉内で金属板
の最高温度が実施例１１〜１２、比較例１１については
、　２４０℃、比較例１２については２２０°Ｃになる
ように焼付し、乾燥膜厚２０ｇを得た。得られた塗膜表
面に実施例１１はコロナ放電処理、実施例１２はフレー
ムバーナー処理を施し、得られたプレコート金属板につ
いて試験した結果は表１に示した。

実施例１３〜１４、比較例１３〜Ｉ４ 上記ブライマー板上に、上塗塗料として、ポリエステル
樹脂塗料（１１本ペイント■商品名「スーパーラッ’）
　　ＤＩＦ　Ｆ−３８Ｊ　）を塗付し、３００°Ｃ（７
）炉内で金属板の最高温度が実施例１３〜１４、比較例
１３については２３０°Ｃ１比較例１４については２１
０°Ｃになるように焼付し乾燥膜厚１８．を得た。

得られた塗膜表面に実施例１３はコロナ放電処理、実施
例１４はフレームバーナー処理を施し、得られたプレコ
ート金属板について試験した結果は表１に示した。

実施例１５〜１６、比較例１５〜１８ 上記プライマー上に上塗塗料としてシリコンポリエステ
ル樹脂塗料（関西ペイント銖商品名ｒＫＰ−７５１６Ｊ
　）を塗付し、３００°Ｃの炉内で金属板の最高温度が
実施例１５〜１６、比較例１５については２３０℃、比
較例１６については２１０°Ｃになるように焼付し、乾
燥膜厚１５ｐを得た。得られた塗膜表面に実施例１５は
コロナ放電処理、実施例１６はフレーム・バーナー処理
を施し、得られたプレコート金属板について試験した結
果は表２に示した。

実施例１７〜１８、比較例１７〜１８ 上記プライマー上に上塗塗料としてエポキシ樹脂塗料（
日本ペイント■商品名「スーパーラックＤＩＦ　Ｐ２Ｓ
５　Ｊ　）を塗付し、　３００”Ｃ！（７）炉内で金属
板の最高温度が実施例１７〜１８、比較例１７について
は２００℃、比較例１８については１８０℃になるよう
に続刊し、乾燥膜厚１５牌を得た。得られた塗膜表面に
実施例１７はコロナ放電処理、実施例１８はフレーム・
バーナー処理を施した。その結果を表２に示した。

実施例１８〜２０、比較例１８〜２０ 上記ブライマー上に上塗塗料としてアクリル樹脂塗料（
日本ペイント■商品名「スーパーラックＤＩＦ　Ａ３５
Ｊ　）を塗付し、３００°Ｃの炉内で金属板の最高温度
が実施例１９〜２０、比較例１９については２２５℃、
比較例２０については２０５°Ｃになるように焼付し、
乾燥膜厚１５ｐを得た。得られた塗膜表面に実施例１９
はコロナ放電処理、実施例２ｏはフレーム・バーナー処
理を施した。その結果を表２に示した。

実施例２１〜２２、比較例２３ 上記ブライマー板ににラミネートフィルムとしてポリエ
チレン樹脂フィルム（宇部興産■製）１５０色をラミネ
ートし得られた樹脂被膜表面に実施例２１はコロナ放電
処理、実施例２２はフレーム・バーナー処理を施した。

得られた結果は表２に示した。

実施例２３〜２４、比較例２４ 上記プライマー板」二に、実施例２３についてはコロナ
放電処理、実施例２４についてはフレーム・バーナー処
理を施したポリエチレン樹脂フィルム（宇部興産■製）
１５０ルをラミネー１−　した。

得られた結果は表２に示した。

なお性能試験はつぎのように行なった。

（１）濡れ張力　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　事ＪＩＳ　Ｋｆ（７６８のｒＰＥ、　ＰＰフィルム
の濡れ試験方法」に基いて行なった。

（２）耐候性 デユーサイクル・ウェザ−メーター１００時間（＋（）
後の塗膜面の色差△Ｅと光沢保持率％で示した。なお、
実施例１１〜１２、比較例１１−１２、実施例２１〜２
４、比較例２１〜２２は試験時間を５００１（とじた。

（３）接着性 アクリルラッカー補修塗料（ロックペイント■製）をス
プレーにて塗付し、基板口エリクセン試験を行なった後
に、テープで引きはがした後の残り数を示した。

（４）シリコンシーリング材の接着性 シリコンシーリング材（信越化学■商品名ｒＫＥ　４５
７７　Ｊ　）を表面処理金属板に厚さ２■で塗付し、２
週間室温で乾燥した後、シーリング材をはがし、接着力
を判定した。

○はシーリング材内部の凝集破かいで特に良い。

△は塗膜とシーリング材の界面ではくすするが接着力の
強いもの。

×は塗膜とシーリング材の界面で簡単にはくすし、最も
劣る。

（５）シリコンシーリング材の経時接着力上記（４）で
作成したサンプルを５０℃の温水に１週間浸漬後の接着
力を判定した。その評価基準は（４）と同じで行った。

（６）耐溶剤性 メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を脱脂綿にしみこませ、
塗面をこすり、下地がみえるまでの回数を示した。最高
は１００回までとした。

（７）塗膜硬度 ＪＩＳ　Ｇ３３１２に準拠した方法で塗膜にきすのつか
ない最高鉛筆硬度で示した。

（以下余白） 発明の効果 本表面処理金属板は、金属板上の塗膜表面の接着性が改
善され、かつ耐候性がすぐれるという効果を有する。従
って、これまでの表面処理金属板が接着性を改善するた
めに官能基を残し耐候性を犠牲にしていたのに比べ、大
幅に耐候性が向上したものである。また、溶剤に侵され
やすい官能基が少ないため耐溶剤性が向上した。このこ
とは、施工時についた汚れをシンナーなどの溶剤でぶき
゛とっても塗膜をいためることがないという点ですぐれ
ている。

また、耐候性を劣化させることなく、シーリング材や補
修塗料の接着性が向上し、これまでのように数年でシー
リング材や補修塗料の接着力が低下し、はがれることが
ない。

代理人　弁理士　井　上　雅　生 こ　リ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂を表面に被覆した表面処理金属板において、
   樹脂表面がコロナ放電処理又はフレームバーナー処理し
   てなることを特徴とする表面処理金属板。
2. （２）表面処理金属板が、樹脂塗料により金属板上に樹
   脂塗膜を形成したものであり、該塗膜表面をコロナ放電
   処理又はフレームバーナー処理してなる特許請求の範囲
   第１項記載の表面処理金属板。
3. （３）金属板上に樹脂フィルムをラミネートし、該ラミ
   ネートされた樹脂フィルムをコロナ放電処理又はフレー
   ムバーナー処理してなる特許請求の範囲第１項記載の表
   面処理金属板。
4. （４）予じめ表面をコロナ放電処理又はフレームバーナ
   ー処理した樹脂フィルムを金属板上にラミネートしてな
   る特許請求の範囲第１項記載の表面処理金属板。