JP2008044252A

JP2008044252A - フッ素樹脂塗装鋼板

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Publication number: JP2008044252A
Application number: JP2006222719A
Authority: JP
Inventors: Takao Horiki; 貴郎堀木
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-08-17
Also published as: JP4751274B2

Abstract

【課題】高彩度・高耐候性・高光沢を兼ね備えたフッ素樹脂塗装鋼板を提供する。
【解決手段】鋼板１にプライマー層２、フッ素着色層３、フッ素クリヤー層４がこの順に積層されて形成される。前記フッ素クリヤー層４が紫外線吸収剤及び光安定剤を樹脂固形分に対してそれぞれ１質量％以上含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋根・壁・看板等の建築材料等に用いられるフッ素樹脂塗装鋼板に関するものである。

従来のフッ素樹脂塗装鋼板は、高耐候性が必要とされるため、無機焼成顔料が使用されている。例えば、特許文献１に記載された塗装金属板は、表面に化成処理皮膜が形成され、その上層にプライマー層が形成された金属板に対して、フッ素樹脂粒子とワックス成分とを含む塗膜が形成されたものであるが、この塗膜形成用の樹脂組成物には無機焼成顔料が使用されている。また、特許文献２、３に記載された耐熱非粘着塗装鋼板は、溶融アルミニウムめっき鋼板又は亜鉛系めっき鋼板に、フルオロアシッド皮膜、プライマ層、トップ塗膜が順次積層されているものであるが、このトップ塗膜を形成するための耐熱非粘着塗料には無機焼成顔料が使用されている。
特開２００２−２８３４９７号公報（［００３１］）特開２００５−１８６２８７号公報（［００２４］）特開２００５−１８６２８８号公報（［００２４］）

しかしながら、無機焼成顔料は一般に彩度が低いので、彩度のある調色は困難である。高彩度にするためには有機顔料を使用すればよいが、有機顔料は紫外線による変退色が大きいため、これまでフッ素樹脂塗装鋼板には使用されていなかった。また、従来のフッ素樹脂塗装鋼板は、上述のように無機焼成顔料が使用されていたため、光沢値が４０％以下と低いものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高彩度・高耐候性・高光沢を兼ね備えたフッ素樹脂塗装鋼板を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係るフッ素樹脂塗装鋼板は、鋼板１にプライマー層２、フッ素着色層３、フッ素クリヤー層４がこの順に積層されて形成され、前記フッ素クリヤー層４が紫外線吸収剤及び光安定剤を樹脂固形分に対してそれぞれ１質量％以上含有して成ることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１において、フッ素クリヤー層４の膜厚が５〜２０μｍであることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係るフッ素樹脂塗装鋼板によれば、フッ素着色層に含有されている有機顔料や、無機焼成顔料の中でも比較的色が鮮やかなものによって、彩度を高めることができるものであり、また、フッ素クリヤー層に含有されている紫外線吸収剤及び光安定剤によって、有機顔料が使用されていても高耐候性を得ることができるものであり、また、顔料を含有しないフッ素クリヤー層がフッ素着色層の表面に形成されていることによって、光沢を高めることができるものである。

請求項２に係る発明によれば、フッ素クリヤー層の膜厚が５μｍ以上であることによって、耐候性及び光沢をさらに高めることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明に係るフッ素樹脂塗装鋼板は、図１に示すように、鋼板１の表面にプライマー層２、フッ素着色層３、フッ素クリヤー層４をこの順に積層することによって形成されている。

本発明において鋼板１としては、特に限定されるものではないが、例えば、溶融アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板等のめっき鋼板や、ステンレス鋼板等を用いることができる。

この鋼板１の表面には、プライマー層２の形成に先立って化成処理層（図１では図示省略）を形成することができる。化成処理層としては、例えば、クロメート（クロム酸塩）処理層、リン酸塩処理層、複合酸化皮膜等を挙げることができる。

クロメート（クロム酸塩）処理層は、６価クロムと硫酸等の無機酸とを含む水溶液を用いて鋼板１の表面を処理することによって、３価クロム及び６価クロムを含む水和酸化物からなる層として形成することができる。また、リン酸塩処理層とは、第１リン酸塩とリン酸とを含む水溶液を用いて鋼板１の表面を処理することによって形成された第３リン酸塩からなる層である。リン酸塩の種類としては、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸鉄等を挙げることができる。なお、化成処理層の厚みは、リン酸塩処理層の場合には、１〜２μｍが一般的である。

プライマー層２は、塗膜の密着性を向上させたり、防錆性を付与したりするなどの目的のために下塗りとして鋼板１の表面（化成処理層を形成する場合にあっては、化成処理層の表面）に形成される。プライマー層２を形成するための下塗り塗料（プライマー）としては、例えば、エポキシ樹脂系塗料、ポリウレタン樹脂系塗料等を用いることができ、また、これには必要に応じてクロム酸塩を主体とする防錆顔料等を含有させることができる。そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて下塗り塗料を鋼板１の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、プライマー層２を形成することができる。プライマー層２は、化成処理層をあらかじめ形成してある場合にはこの化成処理層に密着するように形成することができ、化成処理層を形成していない場合には鋼板１に直接密着するように形成することができる。またこのとき、プライマー層２として組成の異なる二種以上のものを順次積層して二層以上の多層のプライマー層２を形成してもよい。下塗り塗料の塗布量やプライマー層２の膜厚は適宜に調整することができるが、プライマー層２の膜厚は１〜１０μｍであることが好ましい。

フッ素着色層３を形成するための中塗り塗料としては、有機顔料と無機焼成顔料のいずれか一方又は両方を含有するフッ素樹脂塗料を用いる。このフッ素樹脂塗料（フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は５０：５０〜９０：１０）に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ四フッ化エチレン等を挙げることができ、溶剤としては、例えば、キシレン・イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、ソレベッソ等を挙げることができる。

また、有機顔料としては、例えば、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、レーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等を用いることができる。このような有機顔料のフッ素着色層３における含有量は１０〜３０質量％であることが好ましい。

また、無機焼成顔料としては、比較的色が鮮やかなものであれば特に限定されるものではないが、例えば、カドミウムレッド、黄鉛等を用いることができる。このような無機焼成顔料のフッ素着色層３における含有量は１０〜３５質量％であることが好ましい。ただし、有機顔料と無機焼成顔料を両方用いる場合には、有機顔料の彩度を低下させない範囲において、彩度の低い無機焼成顔料を用いることができる。

そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて中塗り塗料をプライマー層２の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、フッ素着色層３を形成することができる。中塗り塗料の塗布量やフッ素着色層３の膜厚は適宜に調整することができるが、フッ素着色層３の膜厚は１０〜２０μｍであることが好ましい。

フッ素クリヤー層４を形成するための上塗り塗料としては、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）及び光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有するフッ素樹脂塗料を用いる。このフッ素樹脂塗料（フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は５０：５０〜９０：１０）に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリ四フッ化エチレン等を挙げることができ、溶剤としては、例えば、キシレン・イソブチルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサン、ＤＢＥ（二塩基酸エステル）、ソレベッソ等を挙げることができる。なお、上塗り塗料に顔料は含有されていない。

また、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）としては、下記式（１）に示すようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、下記式（２）〜（７）に示すようなヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤等を用いることができ、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。このような紫外線吸収剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番「ＴＩＮＩＶＩＮ３８４−２」、「ＴＩＮＩＶＩＮ４００」、「ＴＩＮＩＶＩＮ４１１Ｌ」、「ＴＩＮＩＶＩＮ９００」、「ＴＩＮＩＶＩＮ９２８」等を用いることができる。

また、光安定剤（ＨＡＬＳ）としては、下記式（８）（９）に示すような高分子量タイプヒンダードアミン系光安定剤、下記式（１０）〜（１３）に示すようなヒンダードアミン系光安定剤等を用いることができ、これらは一種単独で用いるほか、二種以上を併用することができる。このような光安定剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル株式会社から提供されている品番「ＴＩＮＵＶＩＮ１１１ＦＤＬ」、「ＴＩＮＵＶＩＮ１２３」、「ＴＩＮＵＶＩＮ１４４」、「ＴＩＮＵＶＩＮ２９２」等を用いることができる。

また、フッ素クリヤー層４は紫外線吸収剤及び光安定剤を樹脂固形分に対してそれぞれ１質量％以上含有する。紫外線吸収剤又は光安定剤の含有量が１質量％未満であると、高耐候性を得ることができない。逆に、紫外線吸収剤又は光安定剤の含有量が過剰であると、フッ素クリヤー層４に著しい黄着色が生じるおそれがあり、また、上塗り塗料の保存時などに低温環境において紫外線吸収剤や光安定剤が結晶化して凝集し、これらを再生することが困難となるおそれがあるので、紫外線吸収剤及び光安定剤の含有量の上限はいずれも３質量％である。

そして、スプレー、バーコーター、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等を用いて上塗り塗料をフッ素着色層３の表面に塗布した後、これを熱風乾燥炉や誘電加熱装置等に通して加熱して乾燥硬化させることによって、フッ素クリヤー層４を形成して、図１に示すようなフッ素樹脂塗装鋼板を製造することができる。

ここで、上塗り塗料の塗布は、フッ素着色層３を形成する中塗り塗料が乾燥硬化した後に行ってもよいが、乾燥硬化する前の中塗り塗料の表面に上塗り塗料を塗布した後、中塗り塗料及び上塗り塗料を同時に焼付け乾燥して仕上げる、いわゆるウェットオンウェット（ツーコートワンベーク）を使用してもよい。この工法を使用すると、フッ素着色層３とフッ素クリヤー層４との間の密着性をさらに向上させることができる。また、フッ素クリヤー層４の膜厚は５〜２０μｍであることが好ましい。このようにフッ素クリヤー層４の膜厚が５μｍ以上であることによって、耐候性及び光沢をさらに高めることができるものである。しかし、フッ素クリヤー層４が過度に厚くなる場合には、わき（あわ）が発生するおそれがあるので、フッ素クリヤー層４の膜厚の上限は上記のように２０μｍとなる。

以上のようにして製造されるフッ素樹脂塗装鋼板にあっては、従来のものと比較して、次のような有利な効果を得ることができる。まず、フッ素着色層３に含有されている有機顔料や、無機焼成顔料の中でも比較的色が鮮やかなものによって、彩度を高めることができるものである。よって、カラーバリエーションに富んだフッ素樹脂塗装鋼板を製造することができ、近年における顧客の多様なニーズに応えることができるものである。次に、フッ素クリヤー層４に含有されている紫外線吸収剤及び光安定剤によって、上記のように有機顔料が使用されていても、無機焼成顔料を用いる場合と同程度に、高耐候性を得ることができるものである。そして、顔料を含有しないフッ素クリヤー層４がフッ素着色層３の表面に形成されていることによって、光沢を高めることができるものである。従って、フッ素樹脂塗装鋼板を屋外において長時間曝露した場合でも、塗膜の割れ・剥離等が防止され、さらに塗膜の変退色や光沢の劣化も防止されることとなる。これは、フッ素クリヤー層４に含有されている紫外線吸収剤や光安定剤の働きにより、日光の照射に基づく樹脂劣化の連鎖反応が遮断されるからである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１）
鋼板１としては、厚み０．４０ｍｍの溶融５５％アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板を用いた。この鋼板１の表面には、塗布クロメート液（日本パーカライジング（株）製「ＺＭ−１３００ＡＮ」）を用いて化成処理層を形成した。そしてこの化成処理層の表面に下塗り塗料（プライマー）を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度１９０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのプライマー層２を形成した。

ここで、前記下塗り塗料としては、エポキシ樹脂プライマー（日本ファインコーティングス（株）製「ファインタフＤプライマーＧＬ６４Ｐ」）を用いた。

次に、プライマー層２の表面に中塗り塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚２０μｍのフッ素着色層３を形成した。

ここで、前記中塗り塗料としては、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に有機顔料及び無機焼成顔料を下記［表１］のように配合したものを用いた。なお、フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は７０：３０である。

次に、フッ素着色層３の表面に上塗り塗料を塗布した後、これを４５秒間、最終到達温度２５０℃に加熱して乾燥硬化させることによって、膜厚５μｍのフッ素クリヤー層４を形成して、図１に示すようなフッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

ここで、前記上塗り塗料としては、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦクリヤー」）に紫外線吸収剤（ＵＶＡ）及び光安定剤（ＨＡＬＳ）を配合したものを用いた。紫外線吸収剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル（株）製「ＴＩＮＩＶＩＮ３８４−２」を用い、光安定剤としては、チバ・スペシャリティ・ケミカル（株）製「ＴＩＮＵＶＩＮ１２３」を用いた。フッ素クリヤー層４は紫外線吸収剤及び光安定剤を樹脂固形分に対してそれぞれ１質量％含有する。なお、フッ素樹脂とアクリル樹脂の質量比は８５：１５である。

（実施例２）
フッ素クリヤー層４の膜厚を１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例３）
紫外線吸収剤及び光安定剤をそれぞれ２質量％とし、フッ素クリヤー層４の膜厚を１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例４）
フッ素クリヤー層４の膜厚を３μｍとした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例５）
紫外線吸収剤及び光安定剤をそれぞれ３質量％とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例６）
紫外線吸収剤及び光安定剤をそれぞれ５質量％とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例７）
フッ素クリヤー層４の膜厚を２０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例８）
中塗り塗料として、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に有機顔料のみを下記［表２］のように配合したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（実施例９）
中塗り塗料として、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に無機焼成顔料のみを下記［表３］のように配合したものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例１）
紫外線吸収剤及び光安定剤をそれぞれ０質量％とし、フッ素クリヤー層４の膜厚を１０μｍとした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例２）
紫外線吸収剤及び光安定剤をそれぞれ０．５質量％とした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（比較例３）
中塗り塗料として、フッ素樹脂塗料（日本ファインコーティングス（株）製「ディックフローＥＦ」）に無機焼成顔料のみを下記［表４］のように配合したものを用いると共に、フッ素クリヤー層４を形成しないようにした以外は、実施例１と同様にして、フッ素樹脂塗装鋼板を製造した。

（彩度（Ｃ^＊値））
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＺ８７２９に基づいてＣ^＊を求め、彩度を評価した。Ｃ^＊≧４０であるものは高彩度とした。結果を下記［表５］に示す。

（耐候性ＤＥＷ）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＺ９１１７に基づくＤＥＷサイクル式促進耐候試験を行って１０００ＨｒでのΔＥを求め、下記の基準で耐候性を評価した。結果を下記［表５］に示す。

「◎」：ΔＥが５以下であるもの。

「○」：ΔＥが５を超えて８以下であるもの。

「△」：ΔＥが８を超えて１０以下であるもの。

「×」：ΔＥが１０を超えるもの。

（光沢値）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＫ５６００−４−７に基づいて光沢値を求めた。結果を下記［表５］に示す。

（硬度）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＧ３３２２の１３．２．３に基づく鉛筆硬度試験を行い、硬度を評価した。結果を下記［表５］に示す。

（加工性）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＧ３３２２の１３．２．２に基づく曲げ試験を行い、折り曲げ部におけるクラックの有無を１０倍ルーペで観察することによって、加工性を評価した。結果を下記［表５］に示す。なお、下記［表５］中の「２Ｔ」は、曲げの内側間隔が表示厚さ（Ｔ：０．４０ｍｍ）の板２枚の場合に、クラックが発生しないことを意味する。

（ＳＳＴ）
各フッ素樹脂塗装鋼板について、ＪＩＳＺ２３７１に基づく塩水噴霧試験（ＳＳＴ）を行った。結果を下記［表５］に示す。

上記［表５］にみられるように、いずれの実施例のフッ素樹脂塗装鋼板も高彩度・高耐候性・高光沢を兼ね備えていることが確認される。特に、フッ素クリヤー層４の膜厚が５μｍ以上である実施例１〜３のものは、フッ素クリヤー層４の膜厚が５μｍ未満である実施例４のものと比較して、耐候性及び光沢がさらに高められていることが確認される。また、フッ素クリヤー層４の膜厚が２０μｍ以下である実施例１〜９のものはいずれも、わき（あわ）は全く発生していなかった。

これに対して、紫外線吸収剤及び光安定剤を用いていない比較例１のものは、高彩度・高光沢であるものの、耐候性が低いことが確認される。

また、比較例２のものは、紫外線吸収剤及び光安定剤を用いているが、いずれも１質量％未満であるため、耐候性がそれほど高くないことが確認される。

また、無機焼成顔料を用いた比較例３のものは、高耐候性であるものの、彩度・光沢が低いことが確認される。

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。

符号の説明

１鋼板
２プライマー層
３フッ素着色層
４フッ素クリヤー層

Claims

鋼板にプライマー層、フッ素着色層、フッ素クリヤー層がこの順に積層されて形成され、前記フッ素クリヤー層が紫外線吸収剤及び光安定剤を樹脂固形分に対してそれぞれ１質量％以上含有して成ることを特徴とするフッ素樹脂塗装鋼板。
フッ素クリヤー層の膜厚が５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフッ素樹脂塗装鋼板。