(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル樹脂を配合したポリフッ化ビニリデン樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシランの部分加水分解縮合物を０.５〜１００重量部添加した塗料から形成した上塗り塗膜を有することを特徴とするプレコート金属板。
【請求項２】
前記プレコート金属板において、プライマー層及び疎水性中塗り塗膜を有することを特徴とする請求項１記載のプレコート金属板。
【請求項３】
アクリル樹脂を配合したポリフッ化ビニリデン樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシランの部分加水分解縮合物を０.５〜１００重量部添加した塗料から形成した上塗り塗膜を金属板上に焼付けることを特徴とするプレコート金属板の製造方法。
【請求項４】
前記上塗り塗膜の焼付けに先立って、プライマー層及び疎水性中塗り塗膜を形成することを特徴とする請求項３記載のプレコート金属板の製造方法。
【請求項５】
前記上塗り塗料をｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔで塗装し、焼付けることを特徴とする請求項４記載のプレコート金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プレコート金属板及びその製造方法に関し、詳しくは、建築物の屋根、壁及び屋外構造物の外壁などの外装建材に好適なプレコート金属板及びその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外装建材に金属板を用いる場合、使用環境に対する耐食性や耐候性を付与するために塗装を施すことが一般であるが、近年これらの塗装として耐食性、耐候性に優れること、或いは意匠性などの観点からプレコート金属板が広く使用されるに至っている。なかでも長期の耐久性を要求される用途では、耐候性や機械的性質に優れることからフッ素樹脂系塗料が多用されている。これに対して、最近は自動車の排ガス、工場からの煤煙などに起因する大気汚染が広まるにつれて、これらに含まれるカーボン系汚染物質等による汚れが問題となり、これらの汚れに対する付着防止が求められるようになっているが、この種のフッ素樹脂系塗料を焼付けた塗膜は、極めて耐候性に優れるものの、従来の他のプレコート用塗料と同様これらの汚れ付着防止は十分ではなく、比較的短時間のうちに汚れが目立つようになることは避けられなかった。
【０００３】
これに対して、屋外での汚れ付着を低減する方法として、アクリル系樹脂にシリコン化合物を添加した塗料用樹脂組成物（特開平７−３３１１３６号公報）や官能基を有する溶剤可溶型フッ素樹脂にシラン化合物を添加した塗料用樹脂組成物（特開平８−１２９２１号公報）が提案されている。
これらの塗料用樹脂組成物はいずれも配合されているシリコン化合物により、塗膜表面に親水性が付与され、このため大気汚染の主な原因物質の油性のカーボン系汚染物質等はこれらの表面に定着し難くなって汚れが防止され、更に、この親水性のため雨水がこれらの汚染物質をその表面から洗い流す作用を助長して、これらの塗膜表面を清浄に保つ作用を有するものと考えられている。
しかしながら、これらに提案される塗料用樹脂組成物は、いずれも価格が高く、プレコート用塗料に調整した場合に求められる塗膜の加工性に劣ることに加え、調整された塗料の貯蔵安定性が劣り、塗装工程で残った塗料を保存して次回の塗装工程で使用することができないため全体的なコストアップが避けられないものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、大気中の汚染物質による汚れが付着し難く、かつ加工性に優れると共に、塗装コストを低減して安価なプレコート金属板を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その目的を達成するため、アクリル樹脂を配合したポリフッ化ビニリデン樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシランの部分加水分解縮合物を０.５〜１００重量部添加した塗料から形成した上塗り塗膜を有することを特徴とするプレコート金属板であり、更に、前記プレコート金属板において、プライマー層及び疎水性中塗り塗膜を有することを特徴とする。
【０００６】
また、金属板上に、アクリル樹脂を配合したポリフッ化ビニリデン樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシランの部分加水分解縮合物を０．５〜１００重量部添加した塗料から形成した上塗り塗膜を焼付けることを特徴とするプレコート金属板の製造方法であり、更に、前記上塗り塗膜の焼付けに先立って、プライマー層及び疎水性中塗り塗膜を形成すること、及び前記上塗り塗料をｗｅｔ ｏｎ ｗｅｔで塗装し、焼付けることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明者らは、前記の耐汚れ付着性を有する塗料用樹脂組成物について種々検討した結果、従来用いられていた、例えば商品名ルミフロン（旭硝子社製）などのような溶剤可溶型フッ素樹脂塗料に使用されるフッ素樹脂は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の官能基を有しており、アルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物を添加するとこれらの官能基と反応し易いため、塗料の貯蔵安定性に問題の生じていたことを突き止めた。更に、通常使用されるイソシアネート化合物やメラミン樹脂を硬化剤とした架橋塗膜は、加工性が劣るという問題があり、加工性を向上するために架橋密度を下げると汚れ物質が塗膜に浸透し、汚れが除去できなくなるという問題点があった。そこで、フッ素樹脂系塗料の優れた塗膜特性を保持すると共に、これらの反応を生じることなく安定でしかもシリコン化合物によって親水性を付与されて優れた耐汚れ付着性を発揮し、更に塗膜の加工性に優れたフッ素樹脂系組成物、塗膜構成及び製造方法を調査・研究した結果、本発明に至ったものである。
【０００８】
即ち、ポリフッ化ビニリデンは官能基を有していないため、ポリフッ化ビニリデン系フッ素樹脂塗料（以下、ＰＶｄＦ系フッ素塗料という。）にアルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物を添加しても安定であり、しかも形成されたプレコート塗膜は優れた耐汚れ付着性を有している。また、ポリフッ化ビニリデンは伸び特性に優れた樹脂であることに加え、汚れ物質の浸透もないため、プレコート塗膜は加工性及び汚れ除去性においても優れた特性を有している。
ＰＶｄＦ系フッ素塗料としては、特に限定されることはないが、塗料の流動性、顔料の分散性、下地との密着性の観点から、アクリル樹脂を配合したものが好ましい。こうした塗料としては、市販されているものを使用することができ、例えば、商品名ディックフローＣ（大日本インキ化学工業社製）、ユニフロンＫ（日本ペイント社製）、プレカラー＃８０００シリーズ（日本油脂社製）などがある。
ＰＶｄＦ系フッ素塗料は、クリアー又は顔料を添加したエナメルのいずれの形態でも使用することができる。また、必要に応じて塗膜の硬度を向上して傷付き防止するなどの種々の特性を付与するため、骨材、艶消し剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤など通常使用される各種の助剤を適用することができる。
【０００９】
本発明に使用するアルコキシシラン又はその部分加水分解縮合物として、例えば、テトラアルコキシシランとして、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等及びこれらの部分加水分解縮合物等を挙げることができる。
また、トリアルコキシシランとして、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等及びこれらの部分加水分解縮合物等が挙げられる。
【００１０】
これらの部分加水分解縮合物は、常法により製造することができるが、市販品（例えばコルコート社製メチルシリケート５１、エチルシリケート４０等）を使用することができる。
前記アルコキシシラン又はその加水分解縮合物は、塗料樹脂１００重量部に対して０．５〜１００重量部添加する。添加量が０．５重量部未満では、耐汚れ付着性が不十分であり、また、１００重量部を超えて添加すると、塗膜の加工性が低下してしまうため好ましくない。
本発明のプレコート金属板の塗膜構成は、特に限定されるものでないが、金属板の防食性と前記上塗り塗膜の密着性の観点から、金属板にプライマー層を設けることが好ましい。更に、プライマー層と疎水性中塗り塗膜を設けることが最も好ましく、疎水性中塗り塗膜を設けることにより、塗膜の耐水性が向上し、屋外の特に厳しい環境においても優れた長期耐久性を有するプレコート金属板を得ることができる。
【００１１】
前記プライマー層は、一般にプレコート金属板に使用される公知の塗料、例えば、エポキシ塗料、エポキシウレタン塗料、ポリエステル塗料、アクリル塗料などを塗装、焼付けすることにより形成することができる。プライマー層の膜厚は、３μｍ以上にすることが好ましく、３μｍ未満であると、密着性、耐食性が低下し、また、膜厚を厚くすると、コストが高くなり、加工性も低下するため５μｍ前後とすることが最も好ましい。
【００１２】
前記疎水性中塗り塗膜は、プレコート金属板に一般的に使用される公知の塗料、例えばＰＶｄＦ系フッ素塗料、溶剤可溶型フッ素樹脂塗料、ポリエステル塗料、シリコンポリエステル塗料、アクリル塗料、ウレタン塗料、塩化ビニル塗料等を用いることができるが、前記上塗り塗膜との密着性、耐候性の観点からＰＶｄＦ系フッ素塗料を用いることが好ましい。中塗り塗膜の膜厚は、耐候性、耐食性の観点から使用する塗料や上塗り塗料などのそれぞれの種類や塗膜厚さなどに応じて好適な厚さを設定する。例えば、ＰＶｄＦ系フッ素塗料では、前記上塗り塗料がクリアーの場合は、１５μｍ以上とする。１５μｍ未満ではプライマー層に太陽光が到達し、耐候性が低下してしまう。また、膜厚を厚くするとコストが高くなるため２０μｍ前後にすることが好ましい。前記上塗り塗膜がエナメルの場合は、上記の理由により中塗り塗膜と上塗り塗膜を合わせて１５μｍ以上の膜厚とする。
前記上塗り塗膜の膜厚は、０．１μｍ以上にする。０．１μｍ未満では、塗膜の強度が低下し、耐汚れ付着性が不十分となり、また、膜厚を厚くするとコストが高くなるため、０．５μｍ〜３０μｍの範囲とすることが好ましい。
【００１３】
前記金属板としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛アルミ合金めっき鋼板、アルミめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板、銅板等の外装建材に広く用いられている金属板材を挙げることができる。
本発明のプレコート金属板の製造方法は、ポリフッ化ビニリデン系フッ素樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物０．５〜１００重量部を添加した上塗り塗料を塗布し、焼付けることを特徴とする。塗装方法は、例えば、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、ダイコート等の常法により行うことができる。
【００１４】
焼付け条件は、最高到達板温が１８０〜３００℃の範囲で、３０秒間以上焼付ける。更に好ましくは、２２０〜２８０℃の範囲で４０〜９０秒間焼付ける。温度又は時間が不足すると十分な塗膜の強度が得られず、耐候性が劣る。また、焼付け温度がこの範囲を超えると、成分樹脂の分解劣化を生じるようになるため好ましくない。
【００１５】
金属板上にプライマー層及び疎水性中塗り塗膜を有するプレコート金属板の製造方法は、（１）金属板上にプライマー層及び疎水性中塗り塗膜を形成した後、ポリフッ化ビニリデン系フッ素樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物０．５〜１００重量部を添加した塗料を塗装し焼付けること、又は、（２）金属板上にプライマー層を形成した後、疎水性中塗り塗料を塗布し、ポリフッ化ビニリデン系フッ素樹脂塗料に、塗料樹脂１００重量部に対してアルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物０．５〜１００重量部を添加した塗料をｗｅｔ  ｏｎ  ｗｅｔで塗装し焼付けることにより製造する。
【００１６】
本発明のプレコート金属板の耐汚れ付着性発現の作用機構は、上塗り塗料に配合したアルコキシシラン又はアルコキシシランの部分加水分解縮合物が塗膜表面において塗膜形成時及び塗膜形成後に加水分解し、シラノール基が生成することにより、塗膜表面が親水性になることによると考えられる。塗膜表面が親水性になることにより、疎水性のカーボン汚れなどが付着し難くなり、一旦汚れが付着しても、雨水により洗い流され易くなるため、清浄化されて汚れが残ることがない。
また、ポリフッ化ビニリデンは、耐候性に優れることに加え、伸び特性に優れるため、形成されたプレコート塗膜の加工性が優れ、また、汚れ物質が浸透しないため、一旦付着した汚れが雨水により洗い流され易い性質も持っている。
更に、アクリル樹脂の添加により、塗料の流動性、顔料の分散性、下地との密着性を向上することができる。
【００１７】
【実施例】
本発明を以下の実施例により更に具体的に説明する。
上塗り塗料の調整例１
ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）の白色エナメルにテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物（コルコート社製メチルシリケート５１）を塗料樹脂１００重量部に対して２０重量部添加し、攪拌機で均一に混合して調整した。
【００１８】
上塗り塗料の調整例２
ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）の白エナメルの代わりにクリアーを用いる以外は調整例１と同様とした。
【００１９】
上塗り塗料の調整例３
ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）のクリアーにテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物（コルコート社製メチルシリケート５１）を塗料１００重量部に対して２０重量部添加し、更にＰＶｄＦ系フッ素塗料専用薄め液（芳香族系混合溶剤）を加え、フォードカップ＃４による粘度が２０秒になるように調整した。
【００２０】
上塗り塗料の調整例４
調整例３のテトラメトキシシランの部分加水分解縮合物の代りに、テトラエトキシシランの部分加水分解縮合物（コルコート社製エチルシリケート４０）を使用した以外は調整例３と同様とした。
【００２１】
実施例１
Ｚｎ付着量Ｚ２５の溶融亜鉛めっき鋼板に常法により表面調整及びクロメート処理を施し、エポキシプライマー塗料（大日本インキ化学工業社製８００Ｐプライマー）を乾燥膜厚が５μｍになるように塗装し、最高到達板温２００℃で４０秒間焼付けた後、上塗り塗料の調整例１の塗料を乾燥膜厚が２２μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付け、水冷した。
【００２２】
実施例２
実施例１と同様にプライマー層を形成し、中塗り塗膜として、ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）の白エナメルを乾燥膜厚が１７μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付けた後、上塗り塗料の調整例１の塗料を乾燥膜厚が５μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付け、水冷した。
【００２３】
実施例３
実施例１と同様にプライマー層を形成し、中塗り塗膜として、ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）の白エナメルを乾燥膜厚が２２μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付けた後、上塗り塗料の調整例２の塗料を乾燥膜厚が５μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付け、水冷した。
【００２４】
実施例４
実施例１と同様にプライマー層を形成し、中塗り塗膜として、ＰＶｄＦ系フッ素塗料（大日本インキ化学工業社製ディックフローＣ）の白エナメルを乾燥膜厚が２２μｍになるように塗装し、更にｗｅｔ  ｏｎ  ｗｅｔで上塗り塗料の調整例３の塗料をスプレーにより乾燥膜厚が５μｍになるように塗装し、最高到達板温２５０℃で６０秒間焼付け、水冷した。
【００２５】
実施例５
上塗り塗料に上塗り塗料の調整例４の塗料を使用する以外は、実施例４と同様にして試験板を作製した。
【００２６】
比較例１
実施例３の上塗り塗料を塗装しないものを、比較例１とした。
【００２７】
試験片の評価方法
（１）塗膜表面の親水性の評価
接触角測定装置により、水との静的接触角を測定した。接触角が小さいほど塗膜表面の親水性が高いことを示す。
【００２８】
（２）耐汚れ付着性の評価
千葉県市川市で、南向き３５°の屋外暴露試験を６ケ月間実施した。汚れ付着の程度は、分光光度計による明度（Ｌ値）の変化により評価した。即ち、暴露試験後のＬ値から暴露前のＬ値を差し引いた値（△Ｌ）を汚れ付着の尺度とした。△Ｌが大きいほど汚れの付着が少ないことを示す。
【００２９】
（３）加工性の評価
ＪＩＳ  Ｇ−３３１２の１８０℃曲げ試験に従って試験を行い。塗膜にクラックが発生しなくなる限界内側間隔を加工性の尺度とした。内側間隔は、表示厚さの板の枚数（Ｔ）で表した。
【００３０】
試験片の評価結果
試験片の評価結果を表１に示す。実施例の試験片は比較例に比して、いずれも塗膜の接触角が小さく、親水性が良好であり、△Ｌ値が著しく大きいことから、耐汚れ付着性に優れていることが判る。また、いずれも塗膜の良好な加工性を示している。
【００３１】
0003963230.tif 000002
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、プレコート金属板として、従来のフッ素樹脂塗料による塗膜以上の優れた耐候性、耐食性等の特性を保持すると共に、優れた耐汚れ付着性を発揮することから、広範な大気汚染環境において好適に使用することができる。また、塗膜の加工性が優れており、更に、貯蔵安定性を有していることから塗装作業上の取扱が容易で無駄がなくなり、全体的なコストの低減が可能となるものである。