JPS6157076B2

JPS6157076B2 -

Info

Publication number: JPS6157076B2
Application number: JP54114491A
Authority: JP
Inventors: Nagaharu Ueno; Kenji Tokiwa; Joji Oka
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1986-12-05
Also published as: JPS5638160A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、塗膜の硬化に電子線硬化法を利用し
た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。更に詳しくは、塗膜の模厚、比重等に
より、電子線照射の場合に、加速電圧を適当に調
節することにより、塗膜表面物性がすぐれかつ高
加工性を有するプレコート鋼板を製造する方法に
関するものである。

従来、高加工性プレコート鋼板を製造するため
には、鋼板前処理剤、下塗塗料、上塗塗料等の材
料の検討あるいは、加熱硬化法においては焼付条
件の検討等が行なわれ、かなりの水準にあるが、
高加工性を有し、かつ塗膜の硬度、耐汚染性が良
好という製品を得ることは困難である。

即ち、加工性、例えば伸びが大なる塗膜は、硬
さが不足している、あるいは硬さが大であり、薬
品におかされにくいというような塗膜は概しても
ろく、加工に耐えないものである。

本発明は、これらのことを改良すべく、検討し
た結果塗膜の最上層は十分に硬化して、硬度、耐
汚染・薬品にすぐれ、最下層は、十分な硬化を行
なわずに柔軟な性質を残した一層の塗膜を得るこ
とができることを実験的に見出したことに基くも
のである。即ち、塗装塗膜を電子線で硬化するに
あたり、その膜厚、比重を勘案して電子線照射の
際の電圧を設定し、結果としては塗膜最上層と最
下層の電子線吸収線量が異なり、後者が低くなる
ような加速電圧の電子線を照射することを特徴と
するものである。

従来、塗膜の下層部分は、柔軟な樹脂塗料系を
塗装し、硬化後、上層に硬い塗膜を塗装、硬化す
る。即ち、２コート２キユア方式の考え方は公知
であつた。しかしこの方式では、工程数が多いた
めコスト的に不利であり、上塗塗料系と下塗塗料
系の相溶性の点から各々の塗料系に制約があり、
また両塗膜が異質であるために層間剥離をおこし
やすい点あるいは塗装直後には良好であつても経
時により剥離を起しやすいといつた性能上の欠点
を有していた。

然るに本発明によれば、(1)１コートであり、し
かも(2)塗膜の最上層付近は強固な構造をもち、下
層付近は柔軟な構造をもつ同一樹脂系塗膜であ
り、(3)１キユアで製造できる。等の優れた特徴が
ある。

電子線は、その加速電圧により、物質を透過す
る透過力は異なり、電圧が低い場合はその透過力
は小となる。従来、電子線加速器の開発は、特に
工業用用途の場合に使用するものについては、高
電圧例えばメガボルト級のものに始まり、700KV
級、500KV級、300KV級と徐徐に低電圧、大電流
型へと推移してきた。ここ二、三年来更に低電圧
のもの例えば200KV、150KV級のものが市販され
るようになつてきている。この傾向は、例えば塗
膜のキユアリング、紙、フイルム等のコーテイン
グ、紙と金属箔のラミネーシヨン等のように薄い
物質に、電子線照射法を適用する用途が広まりつ
つあるからである。低電圧加速器の利点は、周知
のように、薄膜の場合は、エネルギー吸収効率が
よいとか、あるいは二次Ｘ線の防禦のための遮へ
い構造が簡単であるといつた点にある。この低電
圧加速器の前者の利点が、加速器メーカーにも認
識されはじめ、高電圧装置、例えば300KV〜
1MV級のものでも、自由に電圧を変化させ得る
ような、加速器が開発され、希望の電圧設定を得
ることが容易となつた。

次に本発明について、詳述する。図面に示す
「塗膜透過後の線量」は、本発明者等の実験デー
ター例であるが、例えば加速電圧170KVを例にと
ると、乾燥膜厚60μとなるように塗装した塗膜
（硬化膜比重1.65）の最上層を1.0とすると最下層
はＡ点、すなわち約0.4の電子線を吸収したこと
を示すものである。このようなグラフを、塗膜比
重、膜厚、加速電圧をパラメーターとして、作成
すれば、塗膜の最上層と最下層の電子線吸収線量
比が一目して判る訳である。これを一般式で表わ
すと、例えば最上層と比較して最下層が80％の吸
収線量となるように電圧(E)を設定するためには、Ｅ＝１／０．９７（ρｄ−110） ρ：塗膜密度（ｇ／ cm³）ｄ：塗膜厚さ（μ）で、70％の場合は、Ｅ＝１／１．１３（ρｄ−124）の式で大略表わされる。この二つの式を例にとつ
たのは、塗膜の種類にもよるが、塗膜最下層と最
上層の吸収線量比が0.7〜0.8程度以下において、
多くの場合本発明の要件にかなうからである。

塗膜最下層と最上層の吸収線量比の下限として
は、0.05程度であり、これ以下であると、塗膜表
面は十分に硬化していても、最下層は未反応に近
く、下地金属に対する密着性あるいは耐食性（特
に傷が入つた場合）その他の性能上の問題が生じ
る場合があり望ましくない。尚本発明方法におい
て、適正電圧を設定するには、加速器自体で加速
電圧を制御することが最も便利であるが、場合に
よつては照射窓と硬化する塗装板との間に、金属
製の箔あるいはフイルム等を挿入して、結果とし
て、被照射物に対する電圧を低下させてもよい。
後者の方法は、例えば、電子線加速器が、加速電
圧の最低電圧として200KVまでしか下げられない
ような場合、更に低い電圧が要求される場合に有
効である。ここで用いる金属箔とはチタン、アル
ミニウム、鉄、銅、錫、亜鉛その他のものが用い
られ、フイルムとはアクリル、塩ビ、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等が用いられる。これらの箔
もしくはフイルムは適宜な厚さにするために一枚
もしくはそれ以上用いる。もしくは照射距離を適
当に変化させることによつて吸収線量を調節する
こともできる。

本発明において、用いられる電子線加速器は市
販されている工業用加速器はいずれも使用可能
で、電圧としては150KV〜1MV、望ましくは
150KV〜500KV程度で十分であるが、もちろん、
塗膜厚、比重、照射距離によつてきまつてくるも
のである。

尚、先に示した式は照射距離が大略３〜20cmの
範囲で成立するものである。

次に、本発明に用いる電子線硬化型塗料につい
て述べる。原理的には、電子線に活性なＣ＝Ｃ結
合を有する成分を一成分以上含んでいればよい
が、本発明の場合は、電子線を照射した場合に、
吸収線量に対して、硬化性が敏感に左右される方
がよい。

即ち、このことは、塗膜最上層には多くの線量
をあて十分硬化した膜として最下層には少ない線
量をあてて、柔軟構造をもつものを得ることを可
能とするためである。このような樹脂系として
は、Ｃ＝Ｃ結合を分子中に含有する密度が高いも
の、またはＣ＝Ｃ結合を分子中に導入する際にメ
タクリル酸として導入したもの等であり例えば、
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、
多価アルコール等の（メタ）アクリレート、また
はポリエステル（メタ）アクリレートオリゴマ
ー、エポキシ（メタ）アクリレート、ジエン系オ
リゴマー等である。これらの少なくとも一成分以
上を添加した塗料系が望ましい。

本発明における塗装原板としては、溶融亜鉛メ
ツキ鋼板、電気亜鉛メツキ鋼板、鉄板およびそれ
らに化成処理した鋼板、ブリキ、テインフリース
チール、ステンレススチール、アルミ板銅板その
他の金属板が用いられる。これらの原板には、防
錆性、密着性等を付与するために、プライマーを
用いた方がよい。プライマーとしては、熱硬化
型、紫外線硬化型、電子線硬化型のいずれでもよ
いが、電子線硬化型プライマーを塗布して、２コ
ート１キユアをする場合には上塗塗膜を通して電
子線が照射されるために、かなり減衰しているた
めに、低線量電子線硬化型樹脂系でなければなら
ない。プライマー膜厚としては１〜20μ程度でよ
い。

本発明において、電子線照射雰囲気としては、
空気中でもよいが、塗膜表面の物性を特に重視す
る場合には不活性ガス雰囲気中がよく、好ましく
は、酸素濃度で１％以下更に好ましくは、0.5％
以下である方がよい。

尚、本発明の塗膜の膜厚としては、照射距離に
もよるが、20〜30μ程度以上が望ましい。

実施例１アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸２―ヒドロキシルエチル、アクリル酸の単
量体比（モル％）で70：24：３：３よりなる数平
均分子量が約８万のアクリル系共重合体100部
に、トリメチロールプロパントリメタクリレート
20部を加え、キシレン―酢酸ブチル（等重量混
合）溶液120部に溶解した樹脂系に、チタン白120
部を加え塗料化した。

熱硬化型エポキシアクリル系プライマーを乾燥
塗膜で２μ塗布した電気亜鉛メツキ鋼板（0.6mm
厚）に、さきに得た塗料（乾燥塗膜比重約1.65）
を乾燥膜厚60μになるように、カーテンフローコ
ーターで塗布し、セツテイング後120℃の溶剤飛
散炉を約１分間通して、溶剤を飛散させた後、塗
板を窒素気流中（酸素濃度0.1％）で、加速電圧
150KV、電流25mAの条件に電子線照射条件を設
定し、コンベアスピード8m／分で塗板を通過さ
せ、塗膜を硬化させた。塗膜の最上層と最下層の
電子線吸収線量比は1/0.4である。

その塗膜性能は次の通りである。（良◎＞〇＞
△＞×不良）衝撃OT折曲げ ◎（クラツクなし）鉛筆硬度（表面） 2H 耐薬品性（24時間）５％水酸化ナトリウム ◎ ５％塩酸 ◎ キシレン ◎ 耐汚染性口紅 ◎ マジツクインキ〇比較例１実施例１と加速電圧以外は全く同じ条件で塗板
を得た。本例では加速電圧は300KVである。

その塗膜性能は次の通りである。

衝撃OT折曲げ △（クラツク）他性能は実施例１と同じである。

このように、図面よりわかるように実施例１の
塗膜の最下層には、本例のそれの約40％の線量し
か吸収してなく、柔軟な構造となつているため
に、実施例１の場合は、加工性が良好なものと思
われる。

実施例２実施例１において、加速電圧を300KVとし、衝
撃OT曲げが◎となるコンベア速度をさがした。
その結果、コンベア速度が約20m／分程度以上で
あれば良いことがわかつた。このことは、塗膜最
下層にあたる線量が、電圧150KVの場合のコンベ
ア速度が8m／分の場合と略同じである。しかし
ながら他の塗膜性能は次の通りである。

鉛筆硬度（表面）Ｆ〜Ｈ耐薬品性（24時間）５％カ性ソーダ〇５％塩酸 ◎ キシレン〇〜◎ 耐汚染性口紅〇〜◎ マジツクインキ ×〜△

【図面の簡単な説明】

図面は膜厚の異なる硬化塗膜を素材より剥離
し、これを線量測定用のブルーセロフアンの上に
おき、夫々の条件で電子線を照射してブルーセロ
フアンの光学濃度変化を示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】

１塗装塗膜を電子線により硬化するにあたり、
その塗膜厚さ、比重を勘案して、電子線照射の際
の電圧を設定し、一層の上塗塗膜の最上層と最下
層の電子線吸収線量が異なり、後者が低くなるよ
うな加速電圧の電子線を照射することを特徴とす
る高加工性プレコート鋼板の製造方法。