JPH069675B2

JPH069675B2 - 放射線硬化型樹脂の塗装方法

Info

Publication number: JPH069675B2
Application number: JP27623685A
Authority: JP
Inventors: 憲一増原; 多賀夫友末; 秀敏山辺; 浩治森; 杲彦前北
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1985-12-09
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS62136274A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金属板に放射線硬化型樹脂を塗装する際金属板
を予めポリアクリル酸水溶液で前処理して、金属板と放
射線硬化型樹脂塗膜との塗膜密着性を大幅に向上させる
放射線硬化型樹脂の塗装方法に関する。

（従来技術）従来塗装鋼板やラミネート鋼板などの製造は熱硬化型樹
脂の塗料や接着剤を使用して行うのが一般的であった
が、近年品質の向上、省資源、省エネルギー、高生産性
などの観点から電子線硬化型樹脂のものが使用されるよ
うになってきている。例えば電子線硬化型樹脂の塗料を
電子線により高度に架橋反応させると、塗膜は非常に緻
密になるため、塗膜硬度、耐汚染性、耐溶剤性などが著
しく向上し、熱硬化型塗料の塗装では得られない品質の
塗装製品を製造することができる。

しかしながら電子線硬化型樹脂の塗料は硬化の際硬化反
応が常温で急速に進行するため、塗膜の著しい収縮を伴
い、塗膜中に大きな残留応力が生じる。このため電子線
硬化型樹脂の塗料を金属板に直接塗装する場合、熱硬化
型樹脂の塗料に対しては塗膜密着性を向上させる機械的
研摩、リン酸塩処理、クロメート処理、酸洗などの塗装
前処理を施しても、塗膜密着性は熱硬化型樹脂の塗料を
塗装した場合より劣るものであった。

塗料や接着剤などにおける電子線硬化型樹脂の塗膜密着
性低下を改善する方法としては、金属板に電子線硬化型
樹脂を塗布する前に金属板との密着性の優れた熱硬化型
のエポキシ系樹脂塗料を下塗り塗装して、電子線硬化型
樹脂の硬化時の塗膜収縮を吸収する方法が知られてい
る。しかしこの方法はエポキシ系樹脂塗料の硬化にオー
ブンのような設備を必要とするため、省資源、省エネル
ギーなどの点でまだ問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明はこのように従来の塗装方法ではまだ種々の問題
点があったので、簡単な前処理で十分なる塗膜密着性の
得られる放射線硬化型樹脂の塗装方法を提供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは放射線硬化型樹脂の塗膜密着性を向上させ
る塗装方法について種々検討した結果、前処理としてポ
リアクリル酸水溶液を使用し、かつ放射線硬化型樹脂を
硬化させる際、放射線硬化型樹脂の塗膜を貫通して前処
理のポリアクリル酸皮膜まで達する強度の放射線を照射
すればよいことを見出だした。本発明はかかる知見に基
づいてなされたもので、金属板分子量が３，０００〜５
０，０００のをポリアクリル酸水溶液で処理して、乾燥
皮膜量で１０〜１００mg/m²の皮膜を形成した後、放射
線硬化型樹脂液を塗布して、ポリアクリル酸皮膜まで達
する強度の放射線を照射して硬化させることを特徴とし
ている。

本発明において、金属板をポリアクリル酸水溶液で処理
すると放射線硬化型樹脂の塗膜密着性が向上する機構に
ついては理論的に十分解明されていないが、これは次の
ように考えられる。すなわちポリアクリル酸は極性基
（−COOH）とエチレン性二重結合とを有するので、ポリ
アクリル酸皮膜は極性基が金属板の面に配向して、金属
板と強固に密着する。一方エチレン性二重結合は放射線
硬化型樹脂を硬化させる際ポリアクリル酸皮膜まで達す
る強度の放射線が照射されると、放射線によりラジカル
が発生するので、放射線硬化型樹脂とラジカル重合し、
化学的に結合する。このため放射線硬化型樹脂はポリア
クリル酸皮膜を介して金属板に密着するものと考えられ
る。

本発明で金属板の処理に使用するポリアクリル酸水溶液
としては、分子量が３，０００〜５０，０００のポリア
クリル酸を溶解したものを使用するのが好ましい。これ
は分子量が３，０００未満の低分子量のものであると分
子相互の凝集力が弱いため、皮膜強度が弱く、皮膜のと
ころから剥離してしまい、一方５０，０００を越える高
分子量のものになると溶解しにくくなって、常時安定し
た水溶液に保つのが困難になり、塗布作業が不安定にな
るとともに、均一な皮膜を形成することができなくなる
からである。

金属板をポリアクリル酸水溶液で処理する方法としては
特に制限がなく、例えばスプレー法、浸漬ロール絞り
法、浸漬エアナイフ絞り法、ロールコート法、刷毛塗り
法、カーテンフローコート法など従来の公知方法で処理
すればよい。

しかし処理の際ポリアクリル酸皮膜が乾燥皮膜量で１０
〜１００mg/m²になるようにする必要がある。皮膜量が
１０mg/m²未満であると皮膜表面のエチレン性二重結合
数が減少して、放射線硬化型樹脂を硬化させる際放射線
を皮膜に達するまで照射しても、ラジカル発生量が不足
するため、放射線硬化型樹脂塗膜とのラジカル重合が起
こりにくくなり、充分な層間密着性が得られず、逆に１
００mg/m²を越えるとラジカル発生量が著しく増加し
て、ポリアクリル酸同志の架橋反応が進行し、皮膜自体
が硬く、脆くなる結果、硬化に伴う内部応力に耐えられ
なくなり、放射線硬化型樹脂の塗膜密着性、特に加工時
の密着性がかえって低下してしまう。また塗布後の乾燥
は水分を蒸発させればよく、強制乾燥させる場合には板
温が４０〜１２０℃になる程度に加熱すればよい。

本発明では以上のようにしてポリアクリル酸皮膜を形成
した後放射線硬化型樹脂液を塗布し、ポリアクリル酸皮
膜に達する強度の放射線を照射し、硬化させる。樹脂液
の樹脂としては放射線によりラジカル重合可能なエチレ
ン性不飽和二重結合を有するものであればよく、例えば
不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステル（メタ）アクリ
レート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリウレタン
（メタ）アクリレート、ポリアミド（メタ）アクリレー
トおよびポリオール（メタ）アクリレートなどのオリゴ
マー、あるいはエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、トリエチレングリコール（メタ）アクリレート、テ
トラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、他の
（メタ）アクリル酸エステル類、ジアリルフタレート、
メチレンビスアクリルアミド、トリアクリルイソシアネ
ート、スチレン、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニ
ルなどのモノマーである。放射線硬化型樹脂液には同じ
反応機構の反応性希釈剤を配合してもよく、顔料や各種
添加剤を配合してもよい。

放射線硬化型樹脂の塗装塗膜厚は特に限定はなく、用途
に合わせて決定すればよい。硬化させる際の放射線照射
量は例えば放射線硬化型樹脂液の樹脂を電子線硬化型の
ものにして、乾燥塗膜厚で１０〜５０μｍ塗装した場
合、１００KeV程度の加速電圧で５〜１５Mradの線量の
電子線を照射すれば、硬化させることができるととも
に、ポリアクリル酸皮膜とラジカル重合させることがで
きる。

なお樹脂を紫外線により硬化させる場合には樹脂液をク
リヤーまたは着色クリヤーにして、光重合開始剤を添加
する。光重合開始剤としては、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾフェノ
ン／第３級アミン、ベンジルメチルケタール、２，２−
ジエトキシアセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチロ
フェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン、２−クロ
ロチオキサントンなどがあるが、これらを０．１〜５重
量％添加すれば、２００nm〜３５０nmの紫外線で硬化さ
せることができる。なお着色クリヤー樹脂液を塗布する
場合は塗膜を薄くする。

本発明により放射線硬化型樹脂を塗装する場合、必要で
あればポリアクリル酸水溶液塗布前に従来一般に行われ
ている機械的研摩、リン酸塩処理、クロメート処理、酸
洗などの塗装前処理を施してもよい。

また金属板は冷延鋼板、各種めっき鋼板、ステンレス鋼
板などの鋼板、アルミニウムに代表される非鉄金属板い
ずれでもよい。

次に実施令により本発明を説明する。

（実施例）亜鉛付着量６０ｇ/m²の溶融亜鉛めっき鋼板（板厚0.5m
m）を表１に示すような分子量のポリアクリル酸を溶解
した水溶液で処理した後、乾燥して乾燥皮膜量が５〜１
２０mg/m²の皮膜を形成した。その後この皮膜の上に表
１に示すような種々の放射線硬化型樹脂の樹脂液を塗布
して、加速電圧１６０KeV、電子流１５mAの条件で１０M
rad電子線を照射して硬化させ、乾燥塗膜厚２０μｍの
樹脂塗膜を形成した。

次にここで得られた塗装鋼板に次のような塗膜密着性試
験を行った。

（１）ゴバン目試験塗装鋼板の塗膜面にカッターナイフで１mm×１mmのゴバ
ン目を１００個切り刻み、そのゴバン目部分にセロテー
プを貼り付けて剥離し、次の基準に従って評価した。

○ 塗膜剥離していないゴバン目数が８０以上のもの △ 塗膜剥離していないゴバン目数が８０未満５０以上
のもの × 塗膜剥離していないゴバン目数が５０未満のもの（２）ゴバン目エリクセン試験塗装鋼板に前記ゴバン目試験と同要領でゴバン目を切り
刻んだ後、そのゴバン目部分をエリクセン試験機で６mm
押し出して、セロテープを貼り付けて剥離し、上記同基
準で評価した。

表１にこの塗膜密着性試験結果をポリアクリル酸水溶液
および放射線硬化型樹脂の種類とともに示す。

表１に示すように、放射線硬化型樹脂液塗布前に分子量
３，０００〜５０，０００のポリアクリル酸を溶解下水
溶液で処理して乾燥皮膜量が１０〜１００mg/m²の皮膜
を形成すれば、放射線硬化型樹脂の塗膜密着性は従来の
化成処理を施した場合より向上する。

（効果）以上のごとく、本発明の塗装方法は金属板をポリアクリ
ル酸水溶液で処理して、金属板と放射線硬化型樹脂の双
方に密着性の優れたポリアクリル酸皮膜を形成すること
により放射線硬化型樹脂の塗膜密着性を向上させるので
あるから、設備は簡単なものでよく、省資源、省エネル
ギーにすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森浩治千葉県市川市高谷新町７番地の１日新製鋼株式会社市川研究所内 (72)発明者前北杲彦千葉県市川市高谷新町７番地の１日新製鋼株式会社市川研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板を分子量が３，０００〜５０，００
０のポリアクリル酸水溶液で処理して、乾燥皮膜量で１
０〜１００mg/m²の皮膜を形成した後、放射線硬化型樹
脂液を塗布して、ポリアクリル酸皮膜まで達する強度の
放射線を照射して硬化させることを特徴とする放射線硬
化型樹脂の塗装方法。