JPH0768217A

JPH0768217A - 金属表面のコーティング方法

Info

Publication number: JPH0768217A
Application number: JP32225193A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Tsukamoto; 英史塚本; Masahiko Hirono; 雅彦廣野; Yasuo Tanabe; 康雄田▲邉▼; Nobuyuki Matsuzoe; 信行松添
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; NOF Corp
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】耐候性、耐酸性、耐汚染性、耐擦傷性に優れ
た金属表面を得るコーティング方法を提供する。【構成】金属表面をコーティングする方法において、
アルコキシシランの加水分解物とポリエステル樹脂とを
含む液状配合物を金属表面に塗布し、ついで乾燥するこ
とを特徴とする金属表面のコーティング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属表面のコーティン
グ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】輸送用機械、なかでも乗用自動車の製造
に当たっては、機械を組み立てた後にその機械の表面に
溶媒等に溶解した塗料を塗布して塗膜を形成し、これに
より自動車の耐候性・耐汚染性・耐腐食性を向上して美
観を保つことが現実に行われている。また、家電、建築
外装の分野でも耐候性、耐酸性、耐汚染性、耐擦傷性の
要求が非常に高くなっている。

【０００３】一般に、これらの自動車、家電・建材製品
は組み立てた後に塗布されるが、もしも組み立てる以前
に塗布乾燥し、それに曲げ加工を行って最終製品にもっ
て行く割合が多くできれば、それらの生産性はその分だ
け向上する。だから、金属平板に塗装を形成させてから
曲げ加工を行うことができれば、家電・建材、更には自
動車外板への用途が拡大できるため、塗装の可撓性向上
が強く求められている。

【０００４】さらに、現在、酸性雨問題がクローズアッ
プしつつある中で、塗膜をより美しく保つ技術の向上が
求められている。これに応える為に、種々の方法が提案
されているが、必ずしもこれらの要求を十分に満足する
ものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者は、上
記の要求に応え、さらに可撓性を向上させた金属表面の
コーティング方法を見出すべく、種々検討を行ない本発
明に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、金属表面をコーティングする方法において、アルコ
キシシランの加水分解物とポリエステル樹脂とを含む液
状配合物を金属表面に塗布し、ついで乾燥することを特
徴とする金属表面のコーティング方法にある。以下、本
発明を詳細に説明する。

【０００７】まず、本発明におけるアルコキシシランの
加水分解物としては、通常、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などのテ
トラアルコキシシランの部分加水分解物が用いられる。
加水分解反応自体は、公知の方法によることができ、た
とえば、上記テトラアルコキシシランに所定量の水を加
えて酸触媒の存在下に、副生するアルコールを留去しな
がら通常、室温程度〜１００℃で反応させる。この反応
によりアルコキシシランは加水分解し、さらに縮合反応
によりヒドロキシル基を２以上有する液状のシリケート
オリゴマー（通常平均重合度２〜８程度、好ましくは３
〜６）が加水分解物として得られる。

【０００８】加水分解の程度は、使用する水の量により
適宜調節することができるが、本発明においては通常４
０〜９０％程度、好適には６０〜８０％程度から選ばれ
る。このテトラメトキシシラン加水分解液には通常２〜
１０重量％のモノマーが含まれているが、フラッシュ蒸
留、真空蒸留等公知の方法によりモノマー含量を１％以
下、好ましくは０．３％以下になるようモノマーを除去
することにより、安全衛生面とともに配合液の貯蔵安定
性も向上する。本発明においては、この加水分解物に、
ポリエステル樹脂を配合し、液状配合物を得る。

【０００９】このポリエステル樹脂としては、無水フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、アジピ
ン酸、コハク酸等の多塩基酸、ラウリン酸、ステアリン
酸等の一塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、
トリメチロールプロパン、グリセリン、ネオペンチルグ
リコール、ペンタエリスリトール、１，４−ブタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール等の多価アルコールと
の縮合物であり、塗料用樹脂として市販されているもの
が使用できる。

【００１０】上記加水分解物とポリエステル樹脂との配
合は、次のように行なわれる。すなわち、好適には有機
溶剤が使用されるが、この有機溶剤は加水分解物とポリ
エステル樹脂双方に相溶性を持つものが好適であり、た
とえばアルコール類、あるいはグリコール誘導体、炭化
水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類を１種、ま
たは２種以上混合して使用できる。

【００１１】アルコール類としては具体的にはメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎブタノー
ル、イソブタノール、オクタノール等が挙げられ、グリ
コール誘導体としてはエチレングリコール、エチレング
リコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノ
エチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−プロピル
エーテル、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル
等が挙げられる。このうちエタノール、メタノールを使
用すると、特に耐擦傷性に優れた高硬度のコーティング
を得ることができる。

【００１２】炭化水素類としてはベンゼン、ケロシン、
トルエン、キシレン等が使用でき、エステル類として、
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチ
ル、アセト酢酸エチル等が使用できる。アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルア
セトン等のケトン類、エチルエーテル、ブチルエーテ
ル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ジオキサ
ン、フラン、テトラヒドロフラン等のエーテル類が使用
できる。

【００１３】有機溶剤の使用量としては、ポリエステル
樹脂に対して重量で１〜１０倍程度が操作性の点が好ま
しい。配合に際しては、おそくとも後述する金属表面へ
のコーティングまでに、触媒が添加され、たとえば、塩
酸、酢酸、硝酸、ギ酸、硫酸、リン酸などの無機酸、パ
ラトルエンスルホン酸、安息香酸、フタル酸などの有機
酸、ジブチルスズジラウリレート、ジブチルスズジオク
チエート、ジブチルスズジアセテート等の有機スズ化合
物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ触
媒が有効であるが、特に無機酸、有機スズ化合物および
有機酸が有効である。

【００１４】加水分解物の配合量は、１００重量部に対
して好ましくは５０〜３００重量部、より好ましくは１
００〜２５０重量部である。５０重量部未満では曲げ剛
性が低下するので好ましくなく、３００重量部を超える
と、金属との密着性が低下するので好ましくない。上記
加水分解物、ポリエステル樹脂、（触媒）及び溶剤を含
む配合物は、室温（２５℃）で１０，０００ｃｐｓ以下
の２相分離のない実質的に均一な液状物である。

【００１５】本発明においては、この液状配合物を金属
表面にコーティングする。金属としては、軟鋼、アルミ
ニウム、ステンレス等の板状体が挙げられる。コーティ
ングに際しては、通常の霧化塗装、ロールコーター、カ
ーテンフローコーター、浸漬塗装等一般の液状塗料を塗
装する方法で行われる。塗膜厚は用途目的により異なる
が、通常１０〜５０μｍ程度から選ばれる。

【００１６】コーティングされた金属はついで乾燥され
る。乾燥は室温で可能であるが、通常−２０〜３００℃
程度、効率の点から好ましくは〜１５０℃程度まで加熱
して行なわれる。乾燥炉は強制送風か開放型等を使用す
ることができる。乾燥により有機溶剤が揮発し、加水分
解物とポリエステル樹脂の脱水縮合反応が完結し、水分
も揮発する。

【００１７】以上のようにしてコーティングされた金属
表面は、耐候性、耐酸性、耐汚染性が良好であり、かつ
高い可撓性を有するので、コーティング後の曲げ加工に
十分耐えうる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により、さらに本発明を詳細に
説明する。なお部及び％は特に断わりのない限り重量部
及び重量％を示す。実施例１〜３攪拌機と還流用コンデンサー及び温度計を付けた５００
ｍｌの３つ口丸底フラスコに、テトラメトキシシラン２
３４ｇｒとメタノール７４ｇｒを加えて混合した後、
０．０５％塩酸２２．２ｇｒを加え、内温度６５℃、２
時間加水分解反応を行った。

【００１９】次いでコンデンサーを抽出管に取り換え、
内温度が１５０℃になるまで昇温し、メタノールで抽出
させ更に１５０℃、３時間加熱し縮合を行った。このよ
うにして加水分解物を得た。重合度は３〜６でヒドロキ
シル基１０以上であった。このアルコキシシラン加水分
解物２００重量部と下記ポリエステル樹脂Ａ〜Ｃのいず
れか（それぞれ実施例１〜３）を１００重量部との混合
物をキシレン／酢酸ブチル＝５０／５０（重量比）の混
合溶剤３００重量部でフォードカップＮｏ．４での流下
時間が約２０秒になるように希釈して、クロメート処理
したステンレス板（ＳＵＳ３０４ＨＬサイズ７０
×１５０×０．３ｍｍ）に乾燥膜厚が約２０μｍになる
ようにエアースプレーガンで片面に塗装し、室温で１５
分間放置してから約１８０℃に保った電熱式温風乾燥炉
で２０分間焼付乾燥させ、室温で２４時間放置した後に
各種試験に供した。

【００２０】（１）ポリエステル樹脂ポリエステル樹脂Ａ（東洋紡績（株） "バイロン”２０
０）ポリエステル樹脂Ｂ（日立化成工業（株） "エスペル”
１１０２）ポリエステル樹脂Ｃ（大日本インキ化学工業（株） "ス
ーパーベッコライト”Ｍ−６８０３−４０）

【００２１】（２）試験法鉛筆硬度：ＪＩＳＫ５４００８．４．２すり傷で
評価折り曲げ試験：試験片を塗面を外側にして１８０°折り
曲げ、内側に未塗装の同じ厚さの試験板をはさんで万力
で完全に折り曲げた時ワレ、ハガレが発生しない最小の
試験板枚数で表示付着性：ＪＩＳＫ５４００８．５．２碁盤目テー
プ法すきま１ｍｍ耐酸性：５％Ｈ₂ＳＯ₄ スポットテスト、１ケ月耐汚染性：ＪＩＳＫ５４００８．１０に準ずる。但
し、ふき取りは水を浸した清浄なガーゼで行う。汚染材
料は、ＪＩＳＳ６０３７に規定するマーキングペンの
油性黒促進耐候性：ＪＩＳＫ５４００９．８．１サンシャ
インカーボンアーク灯式、３０００時間後の光沢保持率得られた試験結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】［実施例４］実施例１で得られたテトラメ
トキシシラン加水分解物のモノマー含有量は５％であっ
た。引き続き１００〜１５０℃に加熱したジャケットに
テトラメトキシシラン・オリゴマーで煮沸させて、気化
したモノマーを不活性ガスと共に系外に排出する。こう
して得られたテトラメトキシシラン・オリゴマー中のモ
ノマー量は０．２％であった。その後、実施例１と全く
同様にポリエステル樹脂、キシレン／酢酸ブチル溶剤で
配合液を得た。この液は６ケ月経ても増粘が見られなか
った。なお、実施例１で得られた混合液は２月で粘度が
２倍になった。

【００２４】

【発明の効果】本発明方法によれば、得られる金属表面
は耐候性、耐酸性等にすぐれ、かつ高い可撓性を有す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田▲邉▼ 康雄東京都千代田区丸の内二丁目５番２号三菱化成株式会社内 (72)発明者松添信行東京都千代田区丸の内二丁目５番２号三菱化成株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属表面をコーティングする方法におい
て、アルコキシシランの加水分解物とポリエステル樹脂
とを含む液状配合物を金属表面に塗布し、ついで乾燥す
ることを特徴とする金属表面のコーティング方法。
【請求項２】加水分解物中のモノマー量が１重量％以
下であることを特徴とする請求項１記載の金属表面のコ
ーティング方法。