(57)【要約】      （修正有）【課題】曲げ加工性が良好な耐汚染性プレコートアルミニウム板を提供する。【解決手段】アルミニウム板の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に、２層の塗膜が形成されてなるプレコートアルミニウム板において、数平均分子量が２万〜３万の範囲にありかつ多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂をベース樹脂として含む塗料を焼付けて３〜１３μｍの塗膜厚としたものを下塗り層とし、アクリル樹脂からなるベース樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物と、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有する塗料を焼付けて８〜２０μｍの塗膜厚としたものを上塗り層とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム板の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に２層の塗膜が形成されてなるプレコートアルミニウム板において、数平均分子量が２万〜３万の範囲にありかつ多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂をベース樹脂として含む塗料を焼付けて３〜１３μｍの塗膜厚としたものを下塗り層とし、アクリル樹脂からなるベース樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物と、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有する塗料を焼付けて８〜２０μｍの塗膜厚としたものを上塗り層とすることを特徴とする耐汚染性プレコートアルミニウム板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、看板、屋外用建材、家電製品等に用いられ、特に美観性を伴う外装材に用いられるプレコートアルミニウム板に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
一般に、美観性を伴う外装材は、長期に渡り、その美観性が継続することは極めて稀である。その理由は、土砂、埃、煤塵、排ガス中の粒子状物質などが表面に付着して汚れが生じるからである。例えば、アルミニウム合金板にフィルムを貼った外装材には、筋状の黒い汚れが付着しやすいが、このような筋状の黒い汚れは除去しにくいのが通常である。この筋状の汚れは、大気中に浮遊する土砂、埃、煤塵、排ガス中の粒子状物質などがフィルム表面に付着・堆積し、降雨によって筋状に流れて、一部残留したものが、乾燥後、黒い筋として見えるものである。通常、このような汚れがあっても、そのままの状態で、洗浄及び除去されることはないが、近年、高級感を求めるユーザーの中には、このような汚れを問題視することがある。このような要求に対し、施工後に、汚れを除去する場合、かなりの時間と手間を必要とすることが多い。
【０００３】
そこで、特許文献１に開示されるようなシリカ含有アクリル系樹脂プレコート金属塗装板をプレス成形した外装材が利用されるようになった。このシリカ含有アクリル系樹脂プレコート金属塗装板には汚れが付着しにくく、かつ、雨水等により付着した汚れを落としやすくすることができる。
【０００４】
前記シリカ含有アクリル系樹脂プレコート金属塗装板に美観性を付与する場合、種々の顔料あるいは染料を添加する。添加量は適宜調節されるが、高級感を求めるユーザーの要求に応えるためには、その種類や添加量が多くなりやすい。そのような場合、塗膜が脆くなるために、曲げ部において塗膜割れが起き、その外観が問題になることがあった。
【特許文献１】特開２００４−０８２５１６号公報
【０００５】
また、特許文献２には、耐汚染性に優れるとともに、塗膜の割れの発生を防止することができる塗装金属板が開示されている。この塗装金属板では、下塗り塗料にアルキルアミン鎖を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と、アダクト型ブロックイソシアネート化合物を含有するものを用いることにより、ウレタン架橋構造からなる塗膜が形成され、柔軟性を有し、かつ強靭な塗膜を得ることができる。また、上塗り塗料に有機質樹脂、及びテトラアルコキシシラン化合物を含有し、硬化塗膜のガラス転移温度が２０〜８０℃のものを用いることにより、耐汚染性に優れ、かつ、塗膜の割れを効果的に防止することができる。しかしながら、焼付時間が、２０分と極めて長く、プレコートに適用するには、乾燥炉の長さを極めて長くする、あるいは、製造速度を極めて遅くして製造しなければならず、製造コストがかかるという問題がある。
【特許文献２】特開２００４−２４３５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、曲げ加工性が良好な耐汚染性プレコートアルミニウム板の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、請求項１に示すように、アルミニウム板の表面に化成皮膜を形成し、さらにその上に２層の塗膜が形成されてなるプレコートアルミニウム板において、数平均分子量が２万〜３万の範囲にありかつ多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂をベース樹脂として含む塗料を焼付けて３〜１３μｍの塗膜厚としたものを下塗り層とし、アクリル樹脂からなるベース樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物と、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有する塗料を焼付けて８〜２０μｍの塗膜厚としたものを上塗り層とすることを特徴とする耐汚染性プレコートアルミニウム板である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、下塗り層に、数平均分子量が２〜３万の範囲にあり、かつ多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂をベース樹脂として用い、かつ、下塗り層の塗膜厚を３〜１３μｍの範囲にしたので、硬化塗膜の凝集力が高くなり、曲げ加工によって、脆い上塗り層が割れても、前記上塗り層の変形に追随せずに、下塗り層が伸びて割れないために、曲げ部外観を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
Ａ．アルミニウム板
本発明において用いるアルミニウム板は、純アルミニウムとアルミニウム合金の中で、看板や屋外用建材、家電製品などその用途に用いるのに十分な強度を有し、かつ十分な成形加工性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、３０００系または５０００系アルミニウム合金が好ましい。
【００１０】
Ｂ．化成皮膜
アルミニウム板と２層の塗膜の下塗り層との間に設けられる化成皮膜は、両者の密着性を高めるものであれば特に限定されるものでない。例えば、安価で浴液管理が容易なリン酸クロメート処理液で形成される化成皮膜や、処理液成分の変化が無く水洗を必要としない塗布型ジルコニウム処理で形成される化成皮膜を用いることができる。このような化成処理は、アルミニウム板に所定の化成処理液をスプレーしたり、合金板を処理液中に所定の温度で所定時間浸漬することによって施される。
なお、化成処理を行う前に、アルミニウム板表面の汚れを除去したり表面性状を調整するために、アルミニウム板を硫酸、硝酸、リン酸等の酸処理、或いは、カセイソーダ、リン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ等のアルカリ処理をすることが望ましい。このような表面処理も、アルミニウム板に所定の表面処理液をスプレーしたり、合金板を処理液中に所定温度で所定時間浸漬することによって施される。
【００１１】
Ｃ．下塗り層
前記化成皮膜上に下塗り層が形成される。
下塗り層は、数平均分子量が２万〜３万の範囲にあり、かつ、多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂を必須成分として含有させ、適当な溶剤にこれらを溶解又は分散した塗料を塗装焼付けして３〜１３μｍの塗膜厚とする。
【００１２】
下塗り層のベース樹脂としてはポリエステル系樹脂を用いる。ポリエステル系樹脂は、塗装時の作業性が良好で、加工時に塗膜割れが起こり難いからである。ポリエステル系樹脂としては、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及び変成アルキド樹脂等が用いられる。アルキド樹脂は、無水フタル酸などの多塩基酸とグリセリンなどの多価アルコールとの縮合物を骨格とし、これを脂肪酸の油脂で変性したものである。用いる油脂の種類と含有量によって、短油性アルキド樹脂、中油性アルキド樹脂、長油性アルキド樹脂及び超長油性アルキド樹脂に分類される。不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和多塩基酸又は飽和多塩基酸とグリコール類をエステル化することによって合成される。多塩基酸としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びアジピン酸が用いられ、グリコール類としては、プロピレングリコールが多く用いられる。変成アルキド樹脂としては、天然樹脂、フェノール樹脂又はスチレンなどの重合性モノマーで変成されたものが用いられる。
【００１３】
ポリエステル系樹脂の数平均分子量は２万〜３万の範囲とする。数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンで換算したものである。数平均分子量が２万未満であると、低分子量成分の含有量が多くなり、硬化塗膜の凝集力が不足するために、曲げ加工によって、上塗り層の割れに追随して下塗り層が割れやすく、曲げ部外観が劣り、３万を超えると、塗料粘度が高くなり、塗料を十分に希釈するために、塗装外観が劣化しやすいからである。
ポリエステル系樹脂の多分散度は２〜１０の範囲とする。多分散度は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンで換算した重量平均分子量と数平均分子量との比から算出する。多分散度が２未満であると、塗料粘度が高くなり、塗料を十分に希釈するために、塗装外観が劣化し、多分散度が１０を超えると、低分子量成分の含有量が多く、硬化塗膜の凝集力が不足するために、曲げ加工によって、上塗り層の割れに追随して、下塗り層が割れやすく、曲げ部外観が劣るからである。
【００１４】
上記樹脂を必須成分とし、適当な溶剤にこれらを溶解又は分散した塗料を、ロールコーターによって化成皮膜上に塗布し、所定温度のオーブン中で所定時間処理して焼付け乾燥する。溶剤としては、シクロヘキサン、イソホロン、イソブチルアルコール、キシレン、エチルベンゼン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテルなどが用いられる。なお、ロールコーターに代えてエアスプレーやバーコーター等によって塗料を塗布してもよい。
【００１５】
塗装焼付け後の塗膜厚は３〜１３μｍとする。３μｍ未満であると耐食性が劣り、１３μｍを超えると曲げ加工によって、上塗り層の割れに追随して下塗り層が割れやすく、曲げ部外観が劣る。
【００１６】
Ｄ．上塗り層
前記下塗り層上に上塗り層が形成される。上塗り層は、アクリル樹脂からなるベース樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物と、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有する塗料を焼付けて８〜２０μｍの塗膜厚としたものとする。
【００１７】
上塗り層のベース樹脂としては、アクリル系樹脂を用いる。アクリル系樹脂は総合的に塗膜性能が良好で比較的に安価なことから一般的に塗料に多く使用されており、特に塗膜表面の光沢を比較的高くすることができ、また比較的硬い塗膜を形成させることができるからである。
なおアクリル系樹脂は、アクリル酸、およびメタクリル酸等とそれらのエステルの共重合物であるが、このようなアクリル樹脂に、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂等が少量配合されていても特に支障はない。
【００１８】
コロイダルシリカを塗料に添加することにより塗布直後は、塗膜内に均等に分散しているが、焼付乾燥時に塗膜表面の濃度が上昇する。この状態で、暴露されると、空気中の水分や雨水と反応し、表面に親水性の高いシラノール基が生成され、塗膜表面の水接触角を下げることができる。その結果、塗膜表面にかかった雨水等が円滑に流れて溜まりにくくなり、付着した汚れを落しやすくできる。
また、コロイダルシリカが塗膜に添加されているために、塗膜が硬くなり、土砂、埃、煤塵、排ガス中の粒子状物質等が塗膜中に埋没しにくくなる。
コロイダルシリカの平均粒径は、０．１μｍ以下とすることが好ましい。コロイダルシルカの粒径を０．１μｍ以下とすることにより、塗膜表面にシラノール基が微細に存在するために水濡れを良好にすることができるからである。また、平均粒径が０．１μｍを超えると、曲げ加工において、塗膜の割れの起点となるからである。
コロイダルシリカの含有量は、１〜１０％の範囲にあることが好ましい。１％未満では親水性の効果が十分に得られず、付着した雨水等が溜まりやすくなり、汚れを流し落としにくいからである。１０％を超えると、塗膜が硬くなり、塗膜割れの起点が多くなって、曲げ加工時に割れが発生しやすくなるからである。
【００１９】
塗装直後の親水性を向上させるために、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物を添加する。アルコキシ基を含有するシリコーン化合物の含有量は、０．１〜５％の範囲にあることが好ましい。０．１％未満では、親水性の効果が十分に得られず、５％を超えるとそれ以上の効果が望めずコストアップにつながるからである。
アルコキシ基を含有するシリコーン化合物としては、平均重合度が３〜５０のものを用いることが好ましい。重合度が３より小さければ、加水分解され難いため親水性を向上させる効果が得られず、５０より大きければゲル化しやすくなり、塗装性に問題が生じるからである。
【００２０】
所望の塗膜色を得るために、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有させる。顔料としては、例えば、酸化チタンやカーボンブラックが好ましく、染料としては、例えば、フタロシアニンブルーが好ましい。それらの含有量は、要求される塗膜色に応じて適宜調整される。
【００２１】
適当な溶剤にこれらを溶解又は分散した塗料を、ロールコーターによって下塗り層上に塗布し、所定温度のオーブン中で所定時間処理して焼付け乾燥する。溶剤としては、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソホロン、シクロヘキサノンなどが用いられる。なお、ロールコーターに代えてエアスプレーやバーコーター等によって塗料を塗布してもよい。
【００２２】
焼付け後の塗膜厚さは、８〜２０μｍの範囲とする。８μｍ未満であると耐食性が劣り、２０μｍを超えると、ローピングが発生し塗装外観が劣るからである。
【実施例】
【００２３】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２４】
アルミニウム板（Ａ５０５２−Ｈ３４、板厚０．６ｍｍ）を市販のアルカリ系脱脂剤でスプレー法により脱脂処理を行ない、水洗後、市販のリン酸クロメート処理液にて化成処理を行い、水洗後、乾燥させた。その表面上に表１に示す塗料（ポリエステル系樹脂）をバーコーターで塗布し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２１０℃にて焼付けて下塗り層を形成させた。なお、ポリエステル系樹脂の数平均分子量と多分散度は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンで換算して算出した。さらに、その表面上にアクリル系樹脂に平均粒径が０．０３μｍであるコロイダルシリカを５％添加し、さらに平均重合度が１０であるアルコキシド含有シリコーン化合物を１％、カーボンブラックを１０％添加した塗料をバーコーターで塗布し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２２４℃にて焼付けて上塗り層を形成し、プレコートアルミニウム合金板を得た。
【００２５】
【表１】
2006247906.tif 000002
【００２６】
得られたプレコートアルミニウム板を用いて以下の試験を行なった。評価は、◎と○を合格とし、△と×を不合格とした。
【００２７】
（１）曲げ加工性試験
（ａ）１８０度曲げ
屈曲半径をアルミニウム板の厚みの２倍とした２Ｔ、３倍とした３Ｔ、４倍とした４Ｔにて、１８０度曲げを施して、テープ剥離試験を行い、塗膜の剥離状態を観察した。
◎：２Ｔで、剥離なし
○：２Ｔで、剥離あるが、３Ｔで、剥離なし
△：２Ｔと３Ｔで、剥離あるが、４Ｔで、剥離なし
×：２Ｔと３Ｔと４Ｔで、剥離あり
（ｂ）９０度曲げ
曲げＲを０．２Ｒとし、９０度曲げを施して、塗膜の割れ状態をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で断面観察した。
◎：上塗り層、下塗り層とも割れなし
○：上塗り層の割れあるが、下塗り層の割れなし
△：上塗り層の割れがあり、下塗り層も割れているが、素地には達していない
×：上塗り層、下塗り層とも割れあり
【００２８】
（２）耐汚染性試験
市販のサクラネーム（登録商標）赤マジックインクで３ｃｍ＊５ｃｍの線を描き、２４時間放置した後、エタノールを浸したキムワイプで２０回擦った後の塗膜表面に残存した赤マジックを目視によって評価した。
◎：完全に除去された
○：跡は残っていないが、極僅かに色味を帯びた
△：弱く跡が残った
×：相当量の跡が残った
【００２９】
結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2006247906.tif 000003
【００３１】
本発明例１〜３は、数平均分子量が２〜３万の範囲にあり、かつ多分散度が２〜１０の範囲にあるポリエステル系樹脂をベース樹脂として含む塗料を焼付けて３〜１３μｍの塗膜厚としたものを下塗り層とし、アクリル樹脂からなるベース樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物と、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有する塗料を焼付けて８〜２０μｍの塗膜厚としたものを上塗り層とした２層塗膜を用いたので、これらのプレコートアルミニウム板では、耐汚染性と曲げ加工性が良好であった。
比較例１は、下塗り層の塗膜厚が１３μｍを超えたために曲げ加工性が劣った。
比較例２は、下塗り層に用いたベース樹脂の数平均分子量が２万未満であり、多分散度が１０を超えたために曲げ加工性が劣った。