JPWO2010131775A1 - 耐汚染性に優れるプレコート金属板及びその製造方法ならびに表面処理液 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)下地金属板及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板上に、少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜を形成したプレコート金属板であって、該少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜が、炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシランの縮合物からなる無機−有機複合体樹脂と、光触媒活性を有する物質と、無機系平板状粒子とを含有し、かつ光触媒活性を有する物質の含有量が最外層に位置する皮膜で最も多く、内層側の皮膜ほど少なくなるように含有していることを特徴とするプレコート金属板。
(2)前記無機−有機複合体樹脂に含まれる有機基がメチル基、またはフェニル基である上記(1)に記載のプレコート金属板。
(3)前記皮膜の各層中の光触媒活性を有する物質の含有量が、各層の全質量の0.1%〜50%である上記(1)または(2)に記載のプレコート金属板。
(4)有機樹脂被覆層に接する最も内層側皮膜中の光触媒物質の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜25%である上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(5)前記光触媒活性を有する物質がアナターゼ型の構造を含む酸化チタンである上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(6)前記皮膜の各層中の無機系平板状粒子の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜30%である上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(7)前記無機系平板状粒子が、マイカを含むものである上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(8)前記下地金属板が、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、チタン合金板、アルミニウム板、アルミニウム合金板又はこれら金属板にめっき処理しためっき金属板から選ばれる上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(9)炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシラン(a1)、当該アルコキシシラン(a1)の加水分解物(a2)並びに/又は当該アルコキシシラン(a1)の縮合物(a3)を含む無機−有機複合樹脂原料と、光触媒活性を有する物質と、無機系平板状粒子と、を含有することを特徴とする表面処理液。
(10)(a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)上記(9)に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜を形成するステップ;
(d)上記(9)に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、第1の表面皮膜上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(e)加熱により、前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜上に第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。
(11)(a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)上記(9)に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)上記(9)に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、未硬化の第1の表面被覆層上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(d)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層及び前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜及び第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。
表1に示した割合で配合したγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(GPTES)、フェニルトリエトキシシラン(PhTES)、テトラエトキシシラン(TEOS)、チタニウムテトラエトキシド(TE)を十分に撹拌した後、エタノールで希釈した蒸留水を用いて酢酸酸性下で加水分解を行った。ここにアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)を加え、さらに蒸留水/エタノール混合溶液を用いて加水分解を行い、無機−有機複合樹脂を主成分とする塗布液を調製した。加水分解には十分な量の水を添加し、塗布液は150℃で乾燥させたときの固形分濃度が20質量%となるようにした。この塗布液に、表1に示した光触媒粒子と無機系平板状粒子としてマイカを添加し、コーティング用の表面処理液を作製した。光触媒の添加量は、内層側皮膜の光触媒量が、外層側皮膜の光触媒量の1/2となるようにした。表1中の光触媒粒子とマイカの添加量は、表面処理液に含まれる固形分全体に対する質量割合である。用いた光触媒粒子の粒子径は、ZnOが約60nm、TiO2が約10nmである。マイカの平均粒子径は約5.0μm、厚さは約0.05μm(平均粒子径/厚さ平均値=100)である。
(1)屋外での暴露試験を行い、雨だれ汚染性を評価した。試験片は光触媒皮膜を形成した面を南側に向け、地面に対して垂直となるように設置した。
(4)6ヶ月経過ごとに、皮膜断面を観察し、皮膜厚さの減少を測定することにより、セルフクリーニング機能のおよその持続期間を推定した。
表4に示した割合で配合したγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(GPTES)、フェニルトリエトキシシラン(PhTES)、メチルトリエトキシシラン(MTES)、テトラエトキシシラン(TEOS)、チタニウムテトラエトキシド(TE)を十分に撹拌した後、エタノールで希釈した蒸留水を用いて酢酸酸性下で加水分解を行った。ここにアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)を加え、さらに蒸留水/エタノール混合溶液を用いて加水分解を行い、無機−有機複合樹脂を主成分とする塗布液を調製した。加水分解には十分な量の水を添加し、塗布液は150℃で乾燥させたときの固形分濃度が15質量%となるようにした。この塗布液に、表5に示した量のゾル状態の光触媒と無機系平板状粒子を添加し、コーティング用の表面処理液A〜Dを作製した。光触媒の添加量は、ゾル中に含まれる光触媒としての固形分で換算したものであり、塗布液に含まれる固形分全体に対する質量割合とした。用いた光触媒粒子の粒子径はZnOが約60nm、TiO2が約10nm、マイカの平均粒子径は5.0μm、厚さは0.05μm(平均粒子径/厚さ平均値=100)、ハイドロタルサイトの平均粒子径は4.5μm、厚さは0.15μm(平均粒子径/厚さ平均値=30)である。
表1中の実施例1に記載した配合割合の表面処理液を、0.6mm厚の亜鉛めっき鋼板を基材とし、その最表面にメラミン架橋のポリエステル皮膜を約15μmの厚さで塗装したプレコート鋼板表面に下記の方法によって塗装し、2層からなる光触媒皮膜を形成した(実施例19)。また、表1の実施例9に記載した配合割合の表面処理液を上記と同じプレコート鋼板表面に下記の方法によって塗装し、2層の光触媒皮膜を形成した(実施例20)。
(1)下地金属板及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板上に、少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜を形成したプレコート金属板であって、該少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜が、炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシランの縮合物からなる無機−有機複合体樹脂と、光触媒活性を有する物質と、光触媒活性を有しない無機系平板状粒子とを含有し、かつ光触媒活性を有する物質の含有量が最外層に位置する皮膜で最も多く、内層側の皮膜ほど少なくなるように含有していることを特徴とするプレコート金属板。
(2)前記光触媒活性を有しない無機系平板状粒子が粘土鉱物、黒鉛及び黒鉛化カーボンブラックのうちから選択されることを特徴とする上記(1)に記載のプレコート金属板。
(3)前記無機−有機複合体樹脂に含まれる有機基がメチル基、またはフェニル基である上記(1)または(2)に記載のプレコート金属板。
(4)前記皮膜の各層中の光触媒活性を有する物質の含有量が、各層の全質量の0.1%〜50%である上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(5)有機樹脂被覆層に接する最も内層側皮膜中の光触媒物質の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜25%である上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(6)前記光触媒活性を有する物質がアナターゼ型の構造を含む酸化チタンである上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(7)前記皮膜の各層中の無機系平板状粒子の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜30%である上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(8)前記無機系平板状粒子が、マイカを含むものである上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(9)前記下地金属板が、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、チタン合金板、アルミニウム板、アルミニウム合金板又はこれら金属板にめっき処理しためっき金属板から選ばれる上記(1)〜(8)のいずれか1つに記載のプレコート金属板。
(10)炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシラン(a1)、当該アルコキシシラン(a1)の加水分解物(a2)並びに/又は当該アルコキシシラン(a1)の縮合物(a3)を含む無機−有機複合樹脂原料と、光触媒活性を有する物質と、光触媒活性を有しない無機系平板状粒子と、を含有することを特徴とする表面処理液。
(11)前記光触媒活性を有しない無機系平板状粒子が粘土鉱物、黒鉛及び黒鉛化カーボンブラックのうちから選択されることを特徴とする上記(10)に記載の表面処理液。
(12)(a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)上記(10)又は(11)に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜を形成するステップ;
(d)上記(10)又は(11)に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、第1の表面皮膜上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(e)加熱により、前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜上に第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。
(13)(a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)上記(10)又は(11)に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)上記(10)又は(11)に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、未硬化の第1の表面被覆層上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(d)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層及び前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜及び第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。
Claims (11)
- 下地金属板及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板上に、少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜を形成したプレコート金属板であって、該少なくとも2層の光触媒活性を有する皮膜が、炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシランの縮合物からなる無機−有機複合体樹脂と、光触媒活性を有する物質と、無機系平板状粒子とを含有し、かつ光触媒活性を有する物質の含有量が最外層に位置する皮膜で最も多く、内層側の皮膜ほど少なくなるように含有していることを特徴とするプレコート金属板。
- 前記無機−有機複合体樹脂に含まれる有機基がメチル基、またはフェニル基である請求項1に記載のプレコート金属板。
- 前記皮膜の各層中の光触媒活性を有する物質の含有量が、各層の全質量の0.1%〜50%である請求項1または2に記載のプレコート金属板。
- 有機樹脂被覆層に接する最も内層側皮膜中の光触媒物質の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜25%である請求項1〜3のいずれか1項に記載のプレコート金属板。
- 前記光触媒活性を有する物質がアナターゼ型の構造を含む酸化チタンである請求項1〜4のいずれか1項に記載のプレコート金属板。
- 前記皮膜の各層中の無機系平板状粒子の含有量が、当該皮膜の全質量の0.05%〜30%である請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレコート金属板。
- 前記無機系平板状粒子が、マイカを含むものである請求項1〜6のいずれか1項に記載のプレコート金属板。
- 前記下地金属板が、鋼板、ステンレス鋼板、チタン板、チタン合金板、アルミニウム板、アルミニウム合金板又はこれら金属板にめっき処理しためっき金属板から選ばれる請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレコート金属板。
- 炭素数1以上12以下のアルキル基、アリール基、カルボキシル基、水酸基、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される有機基を有するアルコキシシラン、エポキシ基を有するアルコキシシラン、アミノ基を有するアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるアルコキシシラン(a1)、当該アルコキシシラン(a1)の加水分解物(a2)並びに/又は当該アルコキシシラン(a1)の縮合物(a3)を含む無機−有機複合樹脂原料と、光触媒活性を有する物質と、無機系平板状粒子と、を含有することを特徴とする表面処理液。
- (a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)請求項9に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜を形成するステップ;
(d)請求項9に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、第1の表面皮膜上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(e)加熱により、前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜上に第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。 - (a)金属層、及びその表面に有機樹脂被覆層を有する基材プレコート金属板を準備するステップ;
(b)請求項9に記載の表面処理液である第1の表面処理液を、前記基材プレコート金属板上に適用し、未硬化の第1の表面被覆層を形成するステップ;
(c)請求項9に記載の表面処理液である第2の表面処理液を、未硬化の第1の表面被覆層上に適用し、未硬化の第2の表面被覆層を形成するステップ;そして
(d)加熱により、前記未硬化の第1の表面被覆層及び前記未硬化の第2の表面被覆層を硬化させ、第1の表面皮膜及び第2の表面皮膜を形成するステップ:
を含むことを特徴とする、プレコート金属板の製造方法。
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