JPH07224245A - プレコート鋼板用塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】被膜を形成する成分として、水酸基を有する数
平均分子量３０００〜５００００のポリエステル樹脂及
びメラミン樹脂とを主成分とし、オルガノシリカゾルを
含有する塗料であって、塗料中のポリエステル樹脂及び
メラミン樹脂を合計した樹脂固形分１００重量部当た
り、オルガノシリカゾルの固形分が１〜４０重量部であ
ることを特徴とするプレコート鋼板用塗料組成物。 【効果】本発明の塗料組成物は、高分子ポリエステル樹
脂成分の有する柔軟性に起因する優れた加工性や耐衝撃
性と、オルガノシリカゾルの有する硬度とを系中で複合
させることで、特に低温での高度の加工性を損なうこと
なく、高い硬度を発現させることができる。すなわち、
従来の高分子ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との組合
せだけでは極めて困難であった、加工性と硬度という相
反する塗膜性能の両立が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料組成物に関し、更
に詳しくは、高度の加工性と高い硬度とを兼ね備えた強
靭な架橋塗膜を与える、プレコート鋼板用に好適な熱硬
化型塗料組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレコート鋼板用塗料分野においては、
加工性に優れ、かつ、高度の塗膜硬度を有する塗膜への
要望が強い。特に、近年、プレコート鋼板は、その経済
性、生産性などの利点から、屋根材、壁材などの建材分
野、物置、ラジエーターユニットなどの屋外器物、ＶＴ
Ｒ、オーディオ、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品に広く
使用されており、今後もその用途は拡大する傾向にあ
る。プレコート鋼板用塗料の特性としては、折り曲げ、
ロール成型、エンボスプレスなどの成型加工に耐えるた
めの優れた加工性能と、耐擦傷性や耐汚染性などのため
の高い塗膜硬度といった互いに相反する２つの性能を同
時に満足させることが必要であり、また、冬期における
成型加工を考慮した、低温での加工性も要求される。こ
のような要求に対して、現在のプレコート鋼板用塗料の
主流であるテレフタル酸を用いた高分子量ポリエステル
樹脂とメラミン樹脂を主体とした塗料では、一般的に加
工性は優れるが、高度の塗膜硬度を実現することは極め
て困難である。また、特開平２−２６９１６８号公報に
は、高分子量ポリエステル樹脂に対するメラミン樹脂の
添加比率を増加させることによって、メラミン樹脂の有
する高い硬度を発現させ、高度の加工性と高い硬度を同
時に得ることが提示されている。しかしながら、メラミ
ン樹脂の量が増大すると、低温加工性が劣るという欠点
が生ずる。このように、低温でプレコート鋼板を直接１
８０度折り曲げても塗膜にクラックが生じないという高
度の加工性と、鉛筆硬度としてＨ〜２Ｈのような高い硬
度を同時に兼ね備えることは、従来の技術では極めて困
難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
プレコート鋼板に用いられる従来のポリエステル樹脂系
塗料が有する欠点を克服し、加工性に優れ高い塗膜硬度
を有するプレコート鋼板を与える塗料を提供することを
目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
状況に鑑みて、加工性に優れ、かつ、高硬度の塗膜を形
成し得る塗料組成物の開発を目的として鋭意検討した結
果、高分子ポリエステル樹脂とメラミン樹脂を組合せた
塗料に、さらに、オルガノシリカゾルを加えることによ
り、高度の加工性と高い硬度とを両立させ得ること見い
だし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、被膜を形成する成分として、水酸基を有する数平均
分子量３０００〜５００００のポリエステル樹脂及びメ
ラミン樹脂とを主成分とし、オルガノシリカゾルを含有
する塗料であって、塗料中のポリエステル樹脂及びメラ
ミン樹脂を合計した樹脂固形分１００重量部当たり、オ
ルガノシリカゾルの固形分が１〜４０重量部であること
を特徴とするプレコート鋼板用塗料組成物である。

【０００５】以下、本発明の塗料組成物について詳細に
説明する。本発明の塗料組成物に用いるポリエステル樹
脂は、直接エステル化法、エステル交換法、開環重合法
などの公知の方法を用いて得られる、水酸基を有するポ
リエステル樹脂であり、その数平均分子量は３０００〜
５００００、より好ましくは５０００〜２５０００であ
る。数平均分子量が３０００未満の場合は、硬化塗膜と
したとき架橋密度が高くなりすぎるため柔軟性が低下
し、加工性に問題を生ずるおそれがあるので好ましくな
い。また、数平均分子量が５００００を超えると溶液の
粘度が高くなり、取扱いが困難となり、塗料とした場合
の塗装作業性に問題を生ずるおそれがあり好ましくな
い。ポリエステル樹脂の水酸基は、メラミン樹脂との加
熱硬化反応に不可欠な官能基である。本発明に用いられ
るポリエステル樹脂の水酸基価は２〜１００であること
が好ましく、さらに５〜５０であることがより好まし
い。本発明の塗料組成物に用いるポリエステル樹脂は、
例えば、多価カルボン酸と多価アルコールの縮重合によ
り合成することができる。多価カルボン酸としては、例
えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの二塩基酸類及び
それらの無水物類、トリメリット酸、無水トリメリット
酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸などの三価以
上の多価カルボン酸類及びそれらの無水物類などが挙げ
られる。また、多価アルコールとしては、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１,４
−ヘキサンジオール、１,６−ヘキサンジオール、シク
ロヘキサンジメタノールなどのジオール類、グリセリ
ン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトールなどの三価以上の多価アルコール
類などが挙げられる。

【０００６】本発明の塗料組成物に用いるポリエステル
樹脂は、また、多価カルボン酸の低級アルキルエステル
と多価アルコールとのエステル交換による縮重合によつ
ても得ることができる。さらに、本発明の塗料組成物に
用いるポリエステル樹脂は、β−プロピオラクトン、δ
−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどのラクトン
類の開環重合によっても得ることができる。市販されて
いるこのようなポリエステル樹脂としては、例えば、バ
イロン５６［東洋紡績(株)製］、エリーテルＵＥ−３２
５０［ユニチカ(株)製］、エスペル１６１２［日立化成
工業(株)製］などを挙げることができる。本発明の塗料
組成物において、硬化剤として用いるメラミン樹脂は、
メラミンに弱アルカリ性でホルムアルデヒドを付加し、
さらに酸性でアルコールと反応してエーテル化すること
により得られるアルキルエーテル化メラミン樹脂が好ま
しい。あるいは、メラミンとホルムアルデヒドとアルコ
ールの３成分を混合し、最初弱アルカリ性でメチロール
化し、ついで酸性にしてアルコールと反応させてもよ
い。アルキルエーテル化メラミン樹脂は、アルキル基の
炭素数が１〜４であるものが好ましく、メラミン１分子
中のアミノ基の６個の水素中平均して２〜６個の水素が
置換されているものが好ましく、さらに６個の水素中平
均して４〜６個の水素が置換されているものがより好ま
しい。また、アミノ基の一部がジメチレンエーテル結合
により架橋されているメラミン樹脂も使用することがで
きる。市販されているこのようなメラミン樹脂として
は、例えば、サイメル３０３、サイメル７１２［三井サ
イアナミッド(株)製］、スミマールＭ４０Ｓ［住友化学
工業(株)製］などを挙げることができる。

【０００７】本発明の塗料組成物において用いるオルガ
ノシリカゾルは、有機溶媒中に微細な粒径のコロイダル
シリカを安定に分散させたコロイド溶液である。微細な
コロイダルシリカは、メタノール、イソプロパノール、
エチレングリコーン、エチレングリコールモノプロピル
エーテル、ジメチルアセトアミド、キシレン／ブタノー
ル混合溶液、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トンなどに分散させることができるが、高温焼付けを行
うプレコート鋼板用塗料には、エチレングリコールモノ
プロピルエーテル、ジメチルアセトアミド、キシレン／
ブタノール混合液、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなどを分散媒とするものが好ましく、さら
に、キシレン／ブタノール混合液、メチルエチルケトン
及びメチルイソブチルケトンを分散媒とするものがさら
に好ましい。コロイダルシリカの平均粒径は、５０ｎｍ
以下であることが好ましく、１０〜２５ｎｍであること
がさらに好ましい。コロイダルシリカの平均粒径が５０
ｎｍを超える場合は、塗膜の光沢低下を起こしやすく、
平均粒径が１０ｎｍ未満の場合は、不安定になりやすく
製造が困難であるので好ましくない。市販されているこ
のようなオルガノシリカゾルとしては、例えば、ＭＩＢ
Ｋ−ＳＴ、ＸＢＡ−ＳＴ［日産化学(株)製］を挙げるこ
とができる。オルガノシリカゾルを加える量は、塗料中
の樹脂固形分１００重量部当たり、オルガノシリカゾル
中の固形分が１〜４０重量部になるよう加えることが好
ましく、さらに、オルガノシリカゾル中の固形分が３〜
２０重量部になるよう加えることがより好ましい。加え
るオルガノシリカゾル中の固形分が、塗料中の樹脂固形
分１００重量部当たり１重量部未満の場合には、オルガ
ノシリカゾルによる効果はほとんど現れず硬度は向上し
ない。オルガノシリカゾル中の固形分が塗料中の樹脂固
形分１００重量部当たり４０重量部を超える場合には、
オルガノシリカゾルが不安定となり、塗膜光沢の低下や
加工性の低下をもたらすので好ましくない。なお、塗料
中の樹脂固形分とは、ポリエステル樹脂又はポリエステ
ル樹脂溶液中の樹脂固形分とメラミン樹脂又はメラミン
樹脂溶液中の樹脂固形分の合計量をいう。

【０００８】本発明の塗料組成物において、顔料の分散
や塗料の希釈などに使用する溶剤は、オルガノシリカゾ
ルの安定性の点から、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロへキサノン、イソホロンなどのケ
トン系の溶剤及びメタノール、ブタノールなどのアルコ
ール系溶剤が好ましい。炭化水素系溶剤を単独で使用す
ると、オルガノシリカゾルが不安定となり凝集し沈降す
るため、炭化水素系溶剤を使用する場合でも、ケトン系
及びアルコール系の溶剤と混合して使用することが好ま
しい。本発明の塗料用組成物の塗装方法としては、ロー
ル塗装が一般的であるが、例えば、カーテンフローコー
ター塗装、スプレー塗装などの塗装方法などを用いるこ
とも可能である。通常、本発明の塗料は上塗塗料とし
て、乾燥塗膜厚が５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０
μｍの範囲で用いられる。また、通常、塗料に用いられ
る消泡剤、レベリング剤などの添加剤は、なんら差し支
えなく併用することができる。被塗物としては、冷延鋼
板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、合金メ
ッキ鋼板、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板、銅
メッキ鋼板、錫メッキ鋼板などの金属板、又はこれらの
金属板にリン酸塩系やクロム酸塩系などの表面処理を施
した金属板が用いられる。また、下塗塗料としては、一
般にプレコート鋼板用に用いられるエポキシ樹脂系塗
料、ポリエステル樹脂系塗料等を用いることができる
が、加工性を考慮したポリエステル樹脂系下塗塗料を用
いることが好ましい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を挙げて説明す
るが、本発明はこれらの実施例によってなんら制限を受
けるものではない。なお、実施例及び比較例によって得
られた塗膜は下記の試験方法によって評価した。 （１）鉛筆硬度：ＪＩＳ Ｋ ５４００ ６.１４ に規定
する鉛筆引っかき試験を行い、塗面での傷つき性につい
て評価を行った。 （２）加工性：２０℃又は５℃の室内に１時間おいたの
ち、塗面を外側にして試験板を１８０度曲げて、折り曲
げ部分を３０倍のスコープで見てワレが発生しなくなる
Ｔ数を表示した。Ｔ数とは折り曲げ部分の内側に何も挟
まず、１８０度折り曲げを行った場合を０Ｔ、試験板と
同じ厚さの板を１枚挟んで折り曲げた場合を１Ｔ、２
枚、３枚、４枚を挟んだ場合をそれぞれ２Ｔ、３Ｔ、４
Ｔと表した。 （３）耐汚染性：２０℃の室内において、赤マジックイ
ンキ（油性インキ）で塗面に線を引き、２４時間室内に
放置後、キシロールを浸みこませたガーゼで拭き取り、
拭き取った後の汚れの残り具合を目視にて評価した。評
価基準は次の通りである。 ◎：跡が認められない。 ○：跡がわずかに認められる。 △：かなり跡が残る。 ×：跡が濃く残る。 （４）耐溶剤性：２０℃の室内において、折り畳んだガ
ーゼにメチルエチルケトンを浸みこませ、約１kg／cm²
の加重をかけて塗面の約５cmの長さの間を往復させ、プ
ライマー塗膜が見えるまでの往復回数を測定した。１０
０回の往復でもプライマー塗膜が見えないものは、１０
０＜と表示した。

【００１０】実施例１〜５ 第１表に示す塗料配合に従って、以下の方法で実施例１
〜５の塗料を調製した。得られた塗料を用いて、以下の
方法で鋼板に塗料を塗布し焼き付けて塗装鋼板を作製し
た。

【００１１】

【表１】

【００１２】［注］ １）Ｓ−１６１２：商品名「エスペル１６１２」、日立
化成工業(株)製、ポリエステル樹脂、数平均分子量約２
０,０００；加熱残分４０重量％ ２）ＵＥ３２５０：商品名「エリーテルＵＥ−３２５
０」、ユニチカ(株)製、ポリエステル樹脂、数平均分子
量約１７,５００；加熱残分４０重量％ ３）ＲＶ−５６：商品名「バイロン ５６ＣＳ」、東洋
紡績(株)製、ポリエステル樹脂、数平均分子量約２０,
０００；加熱残分４０重量％ ４）サイメル３０３：メチル化メラミン樹脂、三井サイ
アナミッド(株)製、商品名；加熱残分１００重量％ ５）サイメル７１２：メチル化メラミン樹脂、三井サイ
アナミッド(株)製、商品名；加熱残分８０重量％ ６）ＣＲ−９７：二酸化チタン、石原産業(株)製、商品
名 ７）オルガノシリカゾル ＭＩＢＫ−ＳＴ：日産化学
(株)製、商品名；加熱残分３０重量％ ８）ＮＡＣＵＲＥ ５２２５：ドデシルベンゼンスルホ
ン酸のアミンブロック体、米国キングインダストリー社
製、商品名

【００１３】まず、顔料をポリエステル樹脂の一部及び
溶剤と共にペイントシェイカーで粒度が１０μｍ以下と
なるまで分散する。次に、残りのポリエステル樹脂及び
メラミン樹脂を加える。［これを（塗料Ａ）とする。］ 次に、あらかじめ容器に秤り取ったオルガノシリカゾル
と溶剤との混合物に、上記の（塗料Ａ）を撹拌しながら
少量づつ加え、すべて加え終わった後、さらに充分に撹
拌する。［これを（塗料Ｂ）とする。］ 厚さ０.４mmのリン酸亜鉛処理された電気亜鉛メッキ鋼
板上に、プレコート鋼板用プライマー塗料、プレカラー
プライマーＰ−４４Ａ［日本油脂(株)製、商品名］を乾
燥膜厚が５μｍになるように塗装し、素材到達温度２２
０℃となるよう焼き付け、プライマー塗装鋼板を得た。
このプライマー塗装鋼板上に上記のようにして得た各上
塗塗料（塗料Ｂ）をバーコーターにて乾燥膜厚が約２０
μｍになるように塗装し、素材到達温度２３０℃となる
よう焼き付け、各上塗塗装鋼板を得た。得られた塗装鋼
板について各種試験を行い、試験結果を第２表に示し
た。

【００１４】比較例１〜２ 第１表に示す塗料配合に従って、実施例１〜５と同様に
して塗料化を行い比較例１〜２の塗料を得た。さらに、
実施例１〜５と同様にして塗装鋼板を作製した。これら
の塗装鋼板について塗膜性能試験を行い、試験結果を第
２表に示した。

【００１５】

【表２】

【００１６】実施例１〜５の塗膜の鉛筆硬度はすべてＨ
又は２Ｈであり、プレコート鋼板の塗膜として十分な硬
度を有している。加工性試験は、２０℃においても、５
℃においてもすべて０Ｔであり、これらの塗装鋼板はす
べて室温においても低温においても加工性に優れてい
る。耐汚染性試験では、赤マジックインキの跡が認めら
れないか、あるいはわずかに認められる程度であり、耐
汚染性も良好であった。オルガノシリカゾルの固形分
が、塗料中の樹脂固形分１００重量部当たり０.７５重
量部しか含有していない比較例１の塗膜は、鉛筆硬度が
ＨＢと低く、耐汚染性試験では赤マジックインキの跡が
かなり残った。また、オルガノシリカゾルの固形分の含
有量が、塗料中の樹脂固形分１００重量部当たり５１重
量部と多い比較例２の塗膜は、鉛筆硬度は２Ｈと高い
が、加工性は２０℃では２Ｔ、５℃では４Ｔであり、加
工性に劣っていた。

【００１７】

【発明の効果】本発明の塗料組成物は、高分子ポリエス
テル樹脂成分の有する柔軟性に起因する優れた加工性や
耐衝撃性と、オルガノシリカゾルの有する硬度とを系中
で複合させることで、特に低温での高度の加工性を損な
うことなく、高い硬度を発現させることができる。すな
わち、従来の高分子ポリエステル樹脂とメラミン樹脂と
の組合せだけでは極めて困難であった、加工性と硬度と
いう相反する塗膜性能の両立が可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被膜を形成する成分として、水酸基を有す
   る数平均分子量３０００〜５００００のポリエステル樹
   脂及びメラミン樹脂とを主成分とし、オルガノシリカゾ
   ルを含有する塗料であって、塗料中のポリエステル樹脂
   及びメラミン樹脂を合計した樹脂固形分１００重量部当
   たり、オルガノシリカゾルの固形分が１〜４０重量部で
   あることを特徴とするプレコート鋼板用塗料組成物。