JP2623365B2 - 塗料組成物及び塗膜形成方法 - Google Patents
塗料組成物及び塗膜形成方法Info
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Description
関し、さらに詳しくは、耐食性、特に被塗物の端面部の
防食性を向上することができる塗料組成物及びそれを用
いた塗膜形成方法に関する。
等が耐久鋼板として広く使用されている。また、この両
者の特徴を兼ね備えるものとしてアルミニウム−亜鉛合
金めっき鋼板も注目されており、建物の屋根材、壁材、
各種家電製品をはじめとする広い分野で使用されてい
る。
板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板等は、化成処理
後に下塗り塗料を塗装し、さらに下塗り塗膜上に上塗り
塗料を塗装して、いわゆるプレコートメタルとして使用
されることが多いが、従来の下塗り塗料を用いて塗装し
た場合、とくに被塗物の端面部等で塗膜にふくれがみら
れることがあった。これは、鋼板が腐食して腐食生成物
や水素ガスにより塗膜が押し上げられるために生じると
思われる。このような腐食は、特にアルミニウム−亜鉛
合金めっき鋼板では著しく、その防止が望まれていた。
なされた。たとえば特開昭58−120784号は、アルミニウ
ム−亜鉛合金めっき鋼板上に、塗膜形成用樹脂と、体質
顔料と、水溶解度の低いクロメート系防錆顔料と、水溶
解度の高いクロメート系防錆顔料とを混合した下塗り塗
料を塗布し、この下塗り塗料上に上塗り塗料を塗布して
なるアルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板を基板とした塗
装鋼板を開示している。また、特開昭59−14942号は、
溶融めっき法にてアルミニウム亜鉛合金めっき層が形成
されたアルミニウム亜鉛合金めっき鋼板の表面に、アル
ミニウム亜鉛合金めっき層を化成処理した化成処理層を
形成し、この化成処理層の表面にクロム酸ストロンチウ
ム又はクロム酸カルシウムが下塗り塗料の不揮発分に対
して30〜70重量%配合された下塗り塗料を塗装し、この
下塗り塗料の上に上塗り塗料を塗装してなる塗装鋼板を
開示している。
向上がみられるが、実際に長時間屋外に暴露されると、
やはり端面部でのふくれ等がみられる。すなわち、上述
の各塗装鋼板に用いられた塗料では端面防食性が不十分
であった。
き鋼板、アルミニウムめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板等の
耐久性鋼板の耐食性、特に端面部の耐食性を向上するこ
とができる塗料組成物及びそれを用いた塗膜形成方法を
提供することである。
とも1種のクロメート系防錆顔料と、特定の金属酸化物
及び特定の金属塩をそれぞれ特定量含有する塗料組成物
を用いることにより良好な耐食性を得ることができるこ
とを見出し、本発明を完成した。
て、 (a)少なくとも1種のクロメート系防錆顔料3〜70重
量部と、 (b)(i)酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化第
2セリウムからなる群から選ばれた少なくとも1種の金
属酸化物0.5〜20重量部、及び (ii)フッ化セリウム及び炭酸マグネシウムからなる群
から選ばれた少なくとも1種の金属塩0.5〜20重量部と
を含有することを特徴とする塗料組成物であり、また。
量部と、 (b)(i)酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化第
2セリウムからなる群から選ばれた少なくとも1種の金
属酸化物0.5〜20重量部、及び (ii)フッ化セリウム及び炭酸マグネシウムからなる群
から選ばれた少なくとも1種の金属塩0.5〜20重量部と
を含有する塗料組成物よりなる塗膜を、両面塗膜を有す
る被塗物の少なくとも一方の面の塗膜とすることを特徴
とする塗膜形成方法である。
て、以下の熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂を用いること
ができる。
ポキシウレタン樹脂、変性エポキシ樹脂、フェノキシ樹
脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリルエポキシ
樹脂、アクリルフェノール樹脂、アクリルフェノールエ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、各種変性ポリエステル
樹脂、アルキド樹脂、イソシアネート硬化型アクリル樹
脂、ウレタン樹脂、酸無水物変性ポリプロピレン樹脂等
の塗膜形成性樹脂を挙げることができる。これらには、
必要に応じてアミノ樹脂やブロックイソシアネート等の
架橋剤を添加して用いる。また上記した樹脂には、必要
に応じて油脂又は脂肪酸を30重量%程度まで加えて、柔
軟性を付与したアルキド樹脂として用いることもでき
る。さらに、エポキシ樹脂と各種アミン、ポリアミド、
酸、及び酸無水物等の硬化剤を添加することができる。
は、塗料分野で通常用いることのできる塩素化ポリエチ
レン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化オレフィン系樹
脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル、塩化ビニルリデン及
びこれらを共重合したビニル樹脂、セルロース系樹脂、
アセタール樹脂、アルキド樹脂、塩化ゴム系樹脂等を挙
げることができる。なお、本発明では、有機溶剤に可溶
の樹脂だけでなく、水溶性、水分散性、乳化された樹脂
の水系塗料を用いることができる。
この場合活性エネルギー線硬化型塗料としては、一般的
には塗膜形成成分としてその構造中にラジカル重合性の
二重結合を有するポリマー、オリゴマー、モノマー等を
主成分とし、その他必要に応じて、非反応性のポリマ
ー、有機溶剤、ワックス、その他の添加剤を含有してよ
い。なお、活性エネルギー線としては、電子線、紫外線
等が挙げられ、塗膜形成樹脂として好ましいものとして
は、アクリレート系の官能基を有するものが挙げられ
る。
に述べたが、本発明の塗料組成物をプレコート方式に用
いる場合は、ベースとなる樹脂として、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂をそれぞれ対応する硬化剤と組み合わ
せた樹脂等を用いるのがよい。
防錆顔料としては、クロム酸ストロンチウム、クロム酸
カルシウム、クロム酸バリウム、クロム酸亜鉛等が挙げ
られるが、特に、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カ
ルシウムを用いるのが好ましい。
形分100重量部に対して3〜70重量部とする。クロメー
ト系防錆顔料の配合が3重量部未満であると耐食性が低
下する。一方、70重量部を超す量を添加すると、この塗
料組成物から得られる塗膜の黄色度が強くなり、その上
に設ける上塗り塗料の色相の自由度が低下する。また、
クロメート系防錆顔料等の沈澱により塗料の貯蔵安定性
が低下する。さらに、塗膜焼付後の水冷却(ウォーター
クエンチ)によるクロム溶出量が多くなって外観ムラを
生じたり、冷却水へのクロム流出が起こり、環境汚染等
の問題が生じる。好ましいクロメート系防錆顔料の配合
量は5〜60重量部であり、さらに好ましくは5〜24重量
部である。
シウム、及び酸化第2セリウムからなる群から選ばれた
少なくとも1種の金属酸化物である。これらの金属酸化
物を配合することにより防錆性を向上することができる
が、特に、アルミニウムめっき鋼板やアルミニウム−亜
鉛合金めっき鋼板等の表面にアルミニウム量が多い鋼板
において、上述の金属酸化物を添加することにより防錆
性を大きく向上することができる。その機構は不明であ
るが、鋼板とと塗膜間に生じた腐食生成物の腐食促進物
質(例えばCl-等)の遮断性が改善され、腐食が抑制さ
れると推定される。
に対して0.5〜20重量部とする。金属酸化物の配合が0.5
重量部未満であるとエッジクリープ性が低下し、良好な
耐食性が得られない。一方、20重量部を超える量を配合
すると、塗料組成物内での顔料のバランスが保てず、下
塗り塗料としての良好な性能が発揮できない。好ましい
金属酸化物の配合は3〜15重量部である。
ム及び炭酸マグネシウムからなる群から選ばれた少なく
とも1種の金属塩を添加、配合する。この金属塩の添加
により防錆性が向上するが、特にアルミニウムがリッチ
な表面の鋼板において腐食生成物の成長を効果的にブロ
ックする役目を果たすと思われる。
て0.5〜20重量部とする。金属塩の配合が0.5重量部未満
であるとエッジクリープ性が低下し、良好な耐食性が得
られない。一方、20重量部を超える量を配合すると、塗
料組成物内での顔料のバランスが保てず、下塗り塗料と
しての良好な性能が発揮できない。好ましい金属塩の配
合は3〜15重量部である。
任意に組み合わせることにより目的を達成するが、より
好ましい(i)成分と(ii)成分の組合せは、(イ)酸
化亜鉛とフッ化セリウム、(ロ)酸化第二セリウムと炭
酸マグネシウム、(ハ)酸化亜鉛と炭酸マグネシウム及
び(ニ)酸化マグネシウムとフッ化セリウムであり、こ
のような組合せとするとその性能は一段と向上する。
メート系防錆顔料に加えて特定の金属の酸化物及び塩を
含有しており、これによって優れた耐食性が得られる。
この理由は必ずしも明らかではないが、以下の作用によ
り良好な耐食性が得られるものと思われる。すなわち、
腐食性雰囲気下では塗装鋼板の表層部においていわば電
池が形成され、その電池のアノード部分において亜鉛イ
オン、アルミニウムイオンの溶出が起こる。これにより
腐食生成物が生成されるが、上述した金属酸化物及び金
属塩がこの腐食生成物と混合し、あるいは複合物を生成
することにより、腐食の進行が抑制されるものと思われ
る。
て含有するが、さらに着色顔料、体質顔料及びその他の
防錆顔料を含有してもよい。そのような顔料としては、
たとえば、二酸化チタン、フタロシヤニンブルー、フタ
ロシヤニングリーン、キナクリドリン、インダンスロ
ン、イソインドリノン、ペリレン、アンスラピリミジ
ン、カーボンブラック、ベンズイミダゾロン、グラファ
イト、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄等の着色顔料、クレー、
アルミニウムシリケート等の体質顔料が挙げられる。
ンゾフェノール系の紫外線吸収剤、シリコーンや有機高
分子等の表面調整剤、タレ止め剤、増粘剤等の各種添加
剤を加えることができる。これらの添加剤は、塗料中に
5重量部以下の量で配合し、塗料性能や塗膜性能を改善
することができる。ただし、これらの添加剤の配合量が
多くなりすぎると、塗膜形成時にハジキが生じたり、層
間付着性が悪くなったりするおそれがあるので好ましく
ない。粘度調整(作業性)のために、溶媒を適宜添加し
てもよい。
トシェイカー、ディゾルバー、ボールミル、サンドグラ
インドミル、ニーダー等の装置を用いる。
合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、亜鉛めっき
鋼板等の耐久性鋼板の下塗り塗料として好適に用いられ
る。
て行う。
鉛合金めっき鋼板等)を脱脂後、化成処理する。脱脂
(表面洗浄)及び化成処理は公知の方法により行ってよ
く、用いる鋼板に適合する方法を適宜選択する。
は、上述の通り予め塗料組成物を適当な粘度に調整して
おく。塗装方法は特に限定されず、エアースプレー塗
装、エアレス塗装、静電塗装などの通常の塗装方法を用
いることができる。また、特に塗布厚の精度、塗布表面
の平滑性等を求める場合には、グラビアコーティング方
法、ロールコーティング方法、カーテンコーティング方
法、バーコーティング方法、オフセットグラビアコーテ
ィング方法を採用するのがよい。なお、プレコート方式
の場合には、ロールコーティング方法を採用するのが好
ましい。
を下塗り塗料として被塗物に塗装するが、その塗装は被
塗物(鋼板)の一方の面であってもよいし、両面であっ
てもよい。鋼板の両面に本発明の塗料組成物を塗布すれ
ば耐食性は一層向上するが、要求性能、製造コスト等を
考えて鋼板の一面に塗布しただけでもよい。一方の面だ
けに本発明の塗料組成物を下塗りする場合には、他の面
の下塗りとして従来の下塗り塗料を用いる。なお、鋼板
を加工して製品とした場合の裏面となる面への塗装の場
合には、本発明の塗料組成物は上塗り塗膜用としても適
用可能である。裏面に本発明の塗料組成物を塗布するこ
とにより、塗膜の形成されていないエッジ端面に対して
も腐食電流が抑制され、両面のエッジクリープ性をさら
に向上させることができる。
10μm、好ましくは3〜8μmとする。膜厚が2μm未
満であると耐食性が低下する。また10μmを超す膜厚と
すると塗膜表面の平滑性が低下するおそれがある。な
お、鋼板を加工して製品とした場合の裏面となる面にお
いては、膜厚を5〜25μm、好ましくは8〜20μmとす
る。
の焼付を行う。
コーンポリエステル、フッ素樹脂、熱硬化アクリル樹
脂、メラミンアルキド樹脂、シリコンアクリル樹脂等か
らなる公知の上塗り塗料を塗布することができる。この
ときの塗装は公知の方法によってよい。なお、上述した
下塗り塗料とこの上塗り塗料用の樹脂の組合せは、上塗
り塗膜と下塗り塗膜との密着性に問題がなければ、同種
の樹脂を主成分とする塗料の組み合わせでも異種の樹脂
の主成分とする塗料の組合せでもよい。
25μmとするのがよく、塩化ビニルを主とした上塗り塗
料の場合には100〜300μmとするのがよい。
の焼付を行う。
塗装を行ってもよく、塗膜の要求性能に応じて、適宜、
下塗り塗料と上塗り塗料とに適合する塗料(上塗り塗料
又は下塗り塗料と同系統の塗料)を塗布する。このとき
は中塗り塗装後に焼付を行って、いわゆる3コート3ベ
ークとするのがよい。
する。
を分散機にて分散し、次に樹脂及び溶剤の残部を添加し
て粘度調製を行い、各塗料1〜13を得た。
製。
製。
(株)製。
20%、UCC製。
(株)製。
ン(株)製。
インキ化学工業(株)製。
(シクロヘキサノン、ソルベッソ150でワニス化) (19)サイメル301、不揮発分100%、三井サイアナミド
(株)製。
%、大日本インキ化学工業(株)製。
ン(株)製。
製。
(株)製。
めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板を準備し、脱脂を
行い試験板の基板とした。
面に施した。
示す条件で各試験基板に下塗りを施した。各試験基板と
塗料1〜13との組合せを第2表に示す。
び12においては、以下に示す条件で中塗りを行い、他は
中塗りを行わずに下記の条件で上塗りを行った。
ニウム含有量5%。
ニウム含有量55%。
った。化成処理は、第2表に示すように実施例5、6及
び比較例6(共に亜鉛めっき鋼板)においてはリン酸亜
鉛系の処理液(サーフダインZD9200、日本ペイント
(株)製)を用い鋼板をこの処理液に浸漬することで、
他の例ではクロメート系の処理液(サーフコートNRC30
0、日本ペイント(株)製)を用いてこれを塗布するこ
とで行った。
2表に示すように上述の各鋼板の両面(又は片面)に下
塗りを行った。
表に示す温度で60秒の焼付を行った。なお、得られた乾
燥膜厚を第2表に合わせて示す。
対しては、上述の下塗り塗膜の上に中塗りを行った。中
塗り塗料としてはエポキシ系塗料スーパーラックDIF
P−29(日本ペイント(株)製)を用い、バーコート法
により乾燥膜厚が3μmとなるように塗布し、200℃で4
0秒の焼付行った。なお、実施例10においては試験板の
両面にこの中塗りを行った。また実施例11及び12では片
面のみを中塗りした。
た。塗布量はそれぞれ乾燥膜厚が以下に示すように調製
した。また焼付条件はそれぞれ以下の通りとした。
す通りとした。
クDIF F−60、ホワイト(日本ペイント(株)製):乾
燥膜厚15μm:焼付条件は到達最高温度が200℃で40秒と
した。
S−30、ホワイト(日本ペイント(株)製):乾燥膜厚
15μm:焼付条件は到達最高温度が220℃で40秒とした。
55、ホワイト(日本ペイント(株)製):乾燥膜厚15μ
m:焼付条件は到達最高温度が220℃で50秒とした。
ト(日本ペイント(株)製):乾燥膜厚200μm:焼付条
件は到達最高温度が200℃で60秒とした。
本ペイント(株)製):乾燥膜厚20μm:焼付条件は到達
最高温度が245℃で50秒とした。
施した場合の上塗り塗料として)スーパーラックDIF F
−25、ホワイト(日本ペイトン(株)製):乾燥膜厚15
μm:焼付条件は到達最高温度が200℃で50秒とした。
ッジクリープ性及び加工部白錆性について下記の要領で
試験をした。結果を第2表に併せて示す。
10cm×30cm、塩水噴霧試験用としては7cm×20cmのサイ
ズにカットし、カットした三辺をポリエステルテープで
シールした。なお、このシール幅はカット部端より5mm
とした。
について、自然暴露試験として沖縄県で42ヶ月間屋外に
放置した。
000時間の試験を行った。
生じたブリスターのシールしなかった辺からの最大長さ
(mm)を測定した。
において、端から15cmの部分で折り曲げる2T加工(この
板を2枚分挟むことができる隙間を形成するように、側
面から見たJ字状になるように端から15cmの部分でこの
板を折り曲げる)し、JIS Z2371に準拠して塩水噴霧試
験を行った。
からの白錆の発生状況を以下の基準で評価した。
鋼板は、良好な耐食性を有し、加工端部における塗膜の
膨れが防止される。
少なくとも一方の面に塗装すれば良好な耐食性を得るこ
とができる。
あり、コイルコーティング法により耐食性に優れたプレ
コートメタルを製造することができる。このようなプレ
コートメタルは、洗濯機等の各種家電製品、屋根、壁材
等の屋外建設材等に好適である。
Claims (2)
- 【請求項1】塗料固形分100重量部に対して、 (a)少なくとも1種のクロメート系防錆顔料3〜70重
量部と、 (b)(i)酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化第
2セリウムからなる群から選ばれた少なくとも1種の金
属酸化物0.5〜20重量部、及び (ii)フッ化セリウム及び炭酸マグネシウムからなる群
から選ばれた少なくとも1種の金属塩0.5〜20重量部と を含有することを特徴とする塗料組成物。 - 【請求項2】塗料固形分100重量部に対して、 (a)少なくとも1種のクロメート系防錆顔料3〜70重
量部と、 (b)(i)酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化第
2セリウムからなる群から選ばれた少なくとも1種の金
属酸化物0.5〜20重量部、及び (ii)フッ化セリウム及び炭酸マグネシウムから選ばれ
た少なくとも1種の金属塩0.5〜20重量部とを含有する
塗料組成物よりなる塗膜を、両面塗膜を有する被塗物の
少なくとも一方の面の塗膜とすることを特徴とする塗膜
形成方法。
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