JPS6157075B2

JPS6157075B2 -

Info

Publication number: JPS6157075B2
Application number: JP9586579A
Authority: JP
Inventors: Nagaharu Ueno; Kenji Tokiwa; Hidejiro Asano
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1986-12-05
Also published as: JPS5621665A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、塗膜の硬化法として電子線硬化法を
用いた厚膜高加工性プレコート鋼板の製造方法に
関するものである。

現在、コイルもしくは切板コーテイングにおい
て、製品の耐食・耐久性をますために塗膜を厚塗
り（例えば数十μ以上）する場合には、塗料系と
して、塩ビ系の“プラスチゾル”もしくは“オル
ガノゾル”型のものを用いる場合が大部分であ
る。これらは難揮発性の可塑剤、例えばフタル酸
系エステル、リン酸系エステル等に塩ビ樹脂を溶
解して、塗料化したものであり、シンナー含有量
が少なく熱硬化時に“わき”のトラブルが生じな
いために、厚塗りが可能なものである。しかしな
がら、この塩ビ系塗料を用いたプレコート鋼板の
塗膜性能は、架橋密度が十分でないためか耐熱耐
候性、耐汚染性が良くないとか、塗料中に可塑剤
を使用しているために、使用する場所によつては
“カビ”が発生しやすいといつた欠点を有してい
る。

本発明は、塩ビ系に限らず、広範囲の樹脂系の
塗料を厚塗り可能とし、かつ性能的には高加工性
を有するプレコート鋼板の製造を可能ならしめる
ものである。

塗膜の硬化法として、電子線照射法を用いるこ
とは、すでによく知られており、その原理的特徴
の一つとして、塗料不揮発分が100％のものが可
能であるといわれているが、本発明者らの経験に
よると、確かにそのことは真実ではあるが、適当
な硬度を有し、かつ高加工性の塗膜を得ることは
困難である。この理由については、塗料不揮発分
を100％にすることを大前提とすると樹脂系とし
てはオリゴマー的なものにしなければならず、こ
の樹脂塗料系を電子線で硬化すると、液相から固
相に急激に変化して固化するために、体積収縮が
大であり、かつ塗膜内に内部応力が大となるため
と考えられる。

電子線硬化させた塗膜に高加工性を付与せしめ
るためには、電子線硬化型樹脂の分子量を大とす
るか、高分子ラツカー型樹脂を添加するかのいず
れかが一般的な方法であるが、この場合、通常の
塗装方法を採用する限り、シンナーを添加して、
適当な塗装粘度に調整する必要がある。このよう
にシンナー添加などを行なうと通常の熱硬化型塗
料に、塗料不揮発分は、近くなる。本発明は、こ
のような塗料を厚塗り可能ならしめるものである
（ここでいう厚塗りとは、膜厚30μ〜200μ程度で
ある）。

本発明の特徴を次にのべると、塗装後、電子線
照射して塗膜硬化させる前に、“わき”を防止す
るために、低温、即ち、板温で最高120℃程度以
下、望ましくは100℃程度以下で塗膜中の溶剤の
一部を飛散させる。その程度は、含有溶剤の60％
程度以上、望ましくは80％程度以上を飛散させる
ものである。但し、完全に100％飛散させると、
塗膜厚さにもよるが、例えば塗膜厚60μでは“わ
き”が生じることが多い。本発明者等の経験によ
ると塗膜厚60μでは90〜95％程度、塗膜厚90μで
は80％程度の溶剤飛散量であれば、溶剤・樹脂組
成にもよるが、一般には“わき”がおこらない。
加温の際にオーブン中に、塗装板が滞留する時間
は５秒ないし90秒位である。尚いうまでもない
が、この工程の低温での溶剤飛散では、化学反応
を殆んどおこさないことが特徴の一つでもある。
念のために補足すると、通常の熱硬化型アクリル
塗料を加熱硬化する場合は、縮合反応をおこさせ
るために、板温で200℃程度以上に加熱するの
で、急激な板温上昇および縮合反応生成物が塗膜
中より飛散するために、塗膜に“わき”が生じ
て、厚塗装は不可能である。

第２の特徴は、塗膜の硬化方法として電子線硬
化法を用いることである。この方法で硬化する
と、硬化反応時にも板温の上昇は殆んど認められ
ず、しかも、先にのべた程度の溶剤が残存して
も、塗膜高分子の架橋反応は十分に進行して、強
靭な塗膜に成膜する。そのため次の工程で再加温
して溶剤飛散させる際にも“わき”が生じること
を防ぎ、また、ラジカル重合が主となるために、
熱硬化法と異なり、塗膜中より飛散する反応生成
物は生じない。

第３の特徴は、電子線照射後に、再加温して、
塗膜中の残存溶剤を十分に飛散させることであ
る。この場合、前工程の電子線照射により、塗膜
は成膜しているうえに残存溶剤量は少ないため
に、“わき”の現象は認められなくなる。この場
合、再加温の板温は、40〜200℃程度、望ましく
は60〜120℃程度であるが、先の加温により飛散
しきらなかつた溶剤を完全飛散するものであるか
ら、先の加温条件との関連において、設定される
ものである。

本発明の他の１つの特徴である高加工性という
点に関しては、本発明では電子線照射前に若干の
溶剤を塗膜中に残しているので、そのため溶剤が
一種の可塑剤的作用をし、電子線硬化時の内部応
力を緩和するとともに、再加温することによつて
塗膜の一種の“焼きなまし”作用を期待できるこ
とによつて性能が向上するものである。

本発明における塗装原板としては、例えば鋼
板、電気亜鉛メツキ鋼板、溶融亜鉛メツキ鋼板、
又はこれらの表面にすでに鋼板製造工程でクロム
酸、リン酸等の化成処理を施したもの、テインフ
リースチール、ブリキ、アルミニウム板、ステン
レス板等を使用することができる。又、金属板に
必要に応じて行なう前処理方法としては、公知の
種々の方法で行なうことができ、例えば、前記金
属板として、その製造工程ですでに化成処理を施
した鋼板にあつては、単に洗滌処理のみの前処理
を施してもよく、また、化成処理を施していない
ものは、その材質に応じた化成処理剤を用いて、
前処理を行なうことができる。

また、溶剤含有電子線硬化型塗料を塗布する前
に、プライマーを施した方が望ましく、塗装原板
と良好な密着性を有し、かつ上に塗布する塗料に
対してトラブルのないものなら何でも使用でき
る。例えば、その一例として、エポキシ、エポキ
シアクリル、エポキシポリエステル、ポリエステ
ル、アクリル、ビニルフエノール系等の加熱硬化
型、紫外線硬化型、電子線硬化型塗料のいずれで
もよく、それぞれの硬化手段によつて硬化する。
ここで、電子線硬化型プライマーの場合は、後の
工程で上層の塗膜と同時に電子線で硬化でき、焼
付工程を省略できる利点がある。尚、念のため付
言するが、紫外線、電子線硬化型プライマー中に
溶剤が入つている場合には、それを飛散するため
の、セツテイング、フラツシユオフ工程を入れて
もよい。而して、これらのプライマーを塗布する
方法としては、例えば、ナチユラルロールコー
ト、リバースロールコート、カーテンフローコー
ト、スプレーコート等の通常の方法で行なうこと
ができ、又、その塗膜厚としては、３〜10μ程度
好ましくは、３μ前後である。

本発明に用いられる溶剤含有電子線硬化型塗料
は、分子中に電子線に活性な不飽和炭素結合（Ｃ
＝Ｃ）を含むポリマー、オリゴマー、モノマーの
いずれか一成分以上を配合したものであり、電子
線照射により硬化するものである。その樹脂系と
しては、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ
系、塩ビ系、ジエン系、シリコン系あるいはそれ
らの変性系などが用いられる。塗料化する場合に
は、顔料、可塑剤、充填剤、ラツカー型樹脂その
他の添加物を添加する。

本発明における電子線硬化型塗料は、先にのべ
たように、高加工性を得るためのものであり、そ
のためには、分子量が5000〜300000の範囲の樹脂
を最低一成分以上配合せしめたものが特に望まし
い。この樹脂は粘度的には、半固体もしくは固体
に近いものが、硬化後の塗膜の加工性という点か
ら望ましく、少なくとも粘度10000センチポイズ
以上、更に望ましくは100000センチポインズ以上
である。このような樹脂を最低一成分以上配合す
るために、塗料としての粘度は上昇し、塗装時に
は溶剤を添加する必要があるが、本発明の方法に
おいては、塗料不揮発分が20％以上あれば、先に
のべたように厚膜に塗装して硬化できるものであ
る。

尚、塗装法としては、通常のロールコート、カ
ーテンフローコート、スプレーコートなどが用い
られ、塗装粘度が非常に高いものであれば、加温
塗装してもよい。電子線照射前後の加温方法とし
ては、通常の加温方法でよく、例えば、熱風乾燥
炉、（遠）赤外乾燥炉、電磁波誘導加熱法その他
が用いられる。電子線照射方法について説明する
と、装置としては、公知のものであればいずれも
使用することが可能で、現在開発、市販されてい
る加速電圧が150kV〜数MVのいずれもが使用で
きる。加速電圧を設定するには、膜厚、塗膜比重
と公知の知見（Depth―Dose曲線）を用いればよ
く、例えば、500kV、200mAの加速器で十分であ
る。

尚、一般に電子線を照射して、塗膜を硬化させ
る場合、酸素もしくはオゾンは重合抑止剤として
作用することが知られているので、これを遮断す
る必要があり、不活性ガス等によつて、ガス置換
も行なつて酸素を除去してから電子線を照射する
ことが望ましい。不活性ガスとしては、例えば、
窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガ
ス等を供給すればよい。この場合の酸素濃度とし
ては１％程度以下望ましくは0.5％程度以下であ
る。

本発明において、必要に応じて印刷を施すこと
があるが、その組成物としては、本発明の塗料と
同じような組成物をインク化してもよいし、その
他の電子線硬化型ポリエステル、アクリルアミ
ド、エポキシ、ジエン、アルキド、メラミン型と
の他等の樹脂をインク化してもよい。而して、イ
ンク組成物を印刷する方法としては、例えば、オ
フセツトグラビア方式、オフセツト方式、フレキ
ソ方式、スクリーン方式等の公知の方法で行なう
ことができ、連続模様を形成する方法としては、
オフセツトグラビア方式を採用することが好まし
く、又断続模様を形成する方式としては、フレキ
シ印刷方式、オフセツト印刷方式又はスクリーン
方式を採用することが好ましい。

尚、本発明において、印刷模様としては、例え
ば、木目模様、石目模様、布目模様、抽象柄、そ
の他の任意のものであつてもよい。また、インク
が溶剤を含有する場合は、必要に応じて、溶剤飛
散工程を入れてもよい。

更に、本発明においては、塗膜表面を保護する
ために、保護フイルムをラミネートしてもよい。

実施例１アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、メタク
リル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸グルリ
シジルの単重体モル比が26：18：52：２：２より
なり、数平均分子量が約10万のアクリル系共重合
体100部と、トリメチロールプロパントリアクリ
レート15部よりなり、キシレン―酢酸ブチル（等
重量混合）溶液200部に溶解している樹脂系に、
チタン白115部を加えた塗料を、熱硬化型エポキ
シアクリル系プライマーを乾燥塗膜で３μ塗布し
た電気亜鉛メツキ鋼板（0.7mm厚）に、乾燥塗膜
として70μ塗布、次いで、板温が80℃となるよう
に第一次加温した（この時の溶剤飛散率としては
約90％）。この塗装板に電子線を2Mrad照射（加
速電圧300kV，電流25mA，照射巾60cm，照射時
酸素濃度0.1％）し、次いで、板温が120℃となる
ように第二次加温した（溶剤飛散率100％）。この
塗装板の性状は次の通りである。

外観：良好、鉛筆硬度：HB、OT折曲げ：良好比較例１実施例１において、第一次加温を、熱硬化アク
リル塗料の焼付条件並の温度（板温220℃）に
し、他の条件は全く同じにした。その場合の塗装
板の性状は次の通りである。

外観：全く不良（ワキ）、鉛筆硬度：HB、OT
折曲げ：ワキの部分よりクラツク。

比較例２実施例１において、第二次加温を省略し、他の
条件は全く同じにした。その場合の塗装板の性状
は次の通りである。

外観：良好、鉛筆硬度：4B＞、（ベタツキ）実施例２東洋紡エステルレジンＰ―300（固体）100部、
東亜合成ポリエステルオリゴマー「アロニクス
8060」50部にチタン白150部、キシレン200部を加
えて塗料化した。

この塗料を、実施例１と同じプライマー塗装板
に、乾燥塗膜として90μ塗布、次いで板温が100
℃となるように第一次加温した（この時の溶剤飛
散率としては約85％）。この塗板を実施例１と同
じ条件で電子線照射し、次いで、板温が130℃と
なるように第二次加温を行なつた（溶剤飛散率
100％）。

この塗装板の性状は次の通りである。

外観：良好、鉛筆硬度：Ｆ、OT折曲げ：良
好。

Claims

【特許請求の範囲】

１溶剤含有電子線硬化型塗料を塗装原板に塗布
した後加温して溶剤の一部を飛散させてから電子
線照射を行ない、再び加温して残存溶剤を完全に
飛散することを特徴とする厚膜高加工性プレコー
ト鋼板の製造方法。