JP2003328150A - 加工性，隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属板及びその製造方法 - Google Patents
加工性，隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属板及びその製造方法Info
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- JP2003328150A JP2003328150A JP2002132288A JP2002132288A JP2003328150A JP 2003328150 A JP2003328150 A JP 2003328150A JP 2002132288 A JP2002132288 A JP 2002132288A JP 2002132288 A JP2002132288 A JP 2002132288A JP 2003328150 A JP2003328150 A JP 2003328150A
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- Laminated Bodies (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光触媒粒子を含む無機塗膜に鱗片状粉末を複
合添加することにより、後加工が可能で隠蔽性，光触媒
活性に優れた塗装金属板を提供する。 【構成】 この塗装金属板は、鱗片状粉末を分散させた
シリカ又はアルミナ系のプライマ層を介し、光触媒粒子
及び鱗片状粉末を分散させたシリカ又はアルミナ系トッ
プ層が基材表面に形成されている。トップ層は、好まし
くは単独配合量で５質量％以上，鱗片状粉末との合計配
合量で１０〜８０質量％の光触媒粒子を含む。プライマ
層は、好ましくは単独配合量で５質量％以上、無機顔料
との合計配合量で１０〜８０質量％の鱗片状粉末を含
む。鱗片状粉末にはＡｌフレーク，ステンレス鋼フレー
ク，パールマイカの１種又は２種以上が使用され、光触
媒粒子にはＴｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ3，Ｓ
ｒＴｉＯ3の１種又は２種以上が使用される。
合添加することにより、後加工が可能で隠蔽性，光触媒
活性に優れた塗装金属板を提供する。 【構成】 この塗装金属板は、鱗片状粉末を分散させた
シリカ又はアルミナ系のプライマ層を介し、光触媒粒子
及び鱗片状粉末を分散させたシリカ又はアルミナ系トッ
プ層が基材表面に形成されている。トップ層は、好まし
くは単独配合量で５質量％以上，鱗片状粉末との合計配
合量で１０〜８０質量％の光触媒粒子を含む。プライマ
層は、好ましくは単独配合量で５質量％以上、無機顔料
との合計配合量で１０〜８０質量％の鱗片状粉末を含
む。鱗片状粉末にはＡｌフレーク，ステンレス鋼フレー
ク，パールマイカの１種又は２種以上が使用され、光触
媒粒子にはＴｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ3，Ｓ
ｒＴｉＯ3の１種又は２種以上が使用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屋外で使用しても長期
耐久性をもち、後加工が容易で隠蔽性，光触媒活性に優
れた塗装金属板及びその製造方法に関する。
耐久性をもち、後加工が容易で隠蔽性，光触媒活性に優
れた塗装金属板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉＯ2を始めとする光触媒は、紫外光
照射で活性化し、有機物，ＮＯx，ＳＯ x等を分解する作
用を呈する。光触媒として働くアナターゼ型のＴｉＯ2
粉末を配合した塗膜を鋼板表面に設けることにより、光
触媒活性を塗装鋼板に付与することが検討されている。
この種の塗装鋼板でベースとなる塗膜に有機物を使用す
ると、光触媒反応で生成したＯ2 -，ＯＨラジカル等の活
性酸素で有機塗膜が分解され、塗膜剥離の原因になるチ
ョーキング現象が生じる。そのため、無機系材料をベー
ス樹脂に使用し、無機塗膜を形成することが通常である
（特開平7−113272号公報，特開平8−164334号公報，Ｗ
Ｏ96／29375）。
照射で活性化し、有機物，ＮＯx，ＳＯ x等を分解する作
用を呈する。光触媒として働くアナターゼ型のＴｉＯ2
粉末を配合した塗膜を鋼板表面に設けることにより、光
触媒活性を塗装鋼板に付与することが検討されている。
この種の塗装鋼板でベースとなる塗膜に有機物を使用す
ると、光触媒反応で生成したＯ2 -，ＯＨラジカル等の活
性酸素で有機塗膜が分解され、塗膜剥離の原因になるチ
ョーキング現象が生じる。そのため、無機系材料をベー
ス樹脂に使用し、無機塗膜を形成することが通常である
（特開平7−113272号公報，特開平8−164334号公報，Ｗ
Ｏ96／29375）。
【０００３】有機塗膜は、光触媒反応によって分解する
虞があるものの、無機塗膜に比較して加工性に優れてい
る。比較的安定なフッ素樹脂をベースとすることにより
有機塗膜の分解を抑制できることから、フッ素樹脂ベー
スにアナターゼ型ＴｉＯ2粒子を分散させた塗膜（特開
平7−171408号公報）や、アナターゼ型ＴｉＯ2粒子を配
合したシリカ−オルガノシラン系塗料から形成された有
機・無機複合塗膜をもつ光触媒プレコート鋼板（特開平1
0−225658号公報）も知られている。
虞があるものの、無機塗膜に比較して加工性に優れてい
る。比較的安定なフッ素樹脂をベースとすることにより
有機塗膜の分解を抑制できることから、フッ素樹脂ベー
スにアナターゼ型ＴｉＯ2粒子を分散させた塗膜（特開
平7−171408号公報）や、アナターゼ型ＴｉＯ2粒子を配
合したシリカ−オルガノシラン系塗料から形成された有
機・無機複合塗膜をもつ光触媒プレコート鋼板（特開平1
0−225658号公報）も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＴｉＯ2添加で光触媒
活性を付与した無機塗膜は、加工性に劣り、曲げ加工，
絞り加工等の際にクラックが発生し、鋼板表面から塗膜
が剥離しやすい。そのため、曲げ加工，絞り加工等で製
品化される建材，家電製品等の用途では、加工後に塗装
するポストコート法で光触媒活性を付与せざるを得な
い。生産性が低く、製品コストを上昇させるポストコー
トの欠点を考慮すると、製造コスト低減に有利なポスト
コート化が要求されている。しかし、建材，家電製品等
の用途で要求される加工性を十分満足する無機系プレコ
ート鋼板は開発されていない。
活性を付与した無機塗膜は、加工性に劣り、曲げ加工，
絞り加工等の際にクラックが発生し、鋼板表面から塗膜
が剥離しやすい。そのため、曲げ加工，絞り加工等で製
品化される建材，家電製品等の用途では、加工後に塗装
するポストコート法で光触媒活性を付与せざるを得な
い。生産性が低く、製品コストを上昇させるポストコー
トの欠点を考慮すると、製造コスト低減に有利なポスト
コート化が要求されている。しかし、建材，家電製品等
の用途で要求される加工性を十分満足する無機系プレコ
ート鋼板は開発されていない。
【０００５】フッ素系樹脂を用いた有機塗装鋼板は、光
触媒反応で生成した活性酸素による分解に対して高い抵
抗力を示すものの、建材や外置き家電製品に要求される
耐候性を十分満足するには至っていない。光触媒反応に
よる有機物の分解は、ＴｉＯ 2粒子の周りに他の無機物
をコーティングしてＴｉＯ2粒子と有機塗膜との直接接
触を避ける方法やＴｉＯ2粒子の配合量を減らした塗料
の使用等によって抑制できるが、何れの場合もＴｉＯ2
粒子の光触媒活性が低下する。光触媒活性のある有機・
無機複合塗膜を形成した塗装鋼板も、無機塗装鋼板と同
様に加工性に劣る。たとえば、膜厚１μｍ程度に薄くし
た塗膜であっても、Ｔ曲げテープ剥離試験で１０Ｔもク
リアできず、光触媒プレコート鋼板に要求される６Ｔ以
下の曲げ特性が得られていない。
触媒反応で生成した活性酸素による分解に対して高い抵
抗力を示すものの、建材や外置き家電製品に要求される
耐候性を十分満足するには至っていない。光触媒反応に
よる有機物の分解は、ＴｉＯ 2粒子の周りに他の無機物
をコーティングしてＴｉＯ2粒子と有機塗膜との直接接
触を避ける方法やＴｉＯ2粒子の配合量を減らした塗料
の使用等によって抑制できるが、何れの場合もＴｉＯ2
粒子の光触媒活性が低下する。光触媒活性のある有機・
無機複合塗膜を形成した塗装鋼板も、無機塗装鋼板と同
様に加工性に劣る。たとえば、膜厚１μｍ程度に薄くし
た塗膜であっても、Ｔ曲げテープ剥離試験で１０Ｔもク
リアできず、光触媒プレコート鋼板に要求される６Ｔ以
下の曲げ特性が得られていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、無機系のプライ
マ層，トップ層に鱗片状粉末を分散させることにより、
後加工が容易で、隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属
板を提供することを目的とする。本発明の塗装金属板
は、その目的を達成するため、鱗片状粉末を分散させた
シリカ又はアルミナ系のプライマ層を介し、光触媒粒子
及び鱗片状粉末を分散させたシリカ又はアルミナ系トッ
プ層が基材表面に形成されていることを特徴とする。プ
ライマ層は、必要に応じて無機顔料を含む。
題を解消すべく案出されたものであり、無機系のプライ
マ層，トップ層に鱗片状粉末を分散させることにより、
後加工が容易で、隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属
板を提供することを目的とする。本発明の塗装金属板
は、その目的を達成するため、鱗片状粉末を分散させた
シリカ又はアルミナ系のプライマ層を介し、光触媒粒子
及び鱗片状粉末を分散させたシリカ又はアルミナ系トッ
プ層が基材表面に形成されていることを特徴とする。プ
ライマ層は、必要に応じて無機顔料を含む。
【０００７】トップ層は、好ましくは単独配合量で５質
量％以上，鱗片状粉末との合計配合量で１０〜８０質量
％の光触媒粒子を含む。プライマ層は、好ましくは単独
配合量で５質量％以上、無機顔料との合計配合量で１０
〜８０質量％の鱗片状粉末を含む。鱗片状粉末にはＡｌ
フレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイカの１種
又は２種以上が使用され、光触媒粒子にはＴｉＯ2，Ｚ
ｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3の１種又は２
種以上が使用される。無機顔料には、ＳｉＯ2及び／又
はＡｌ2Ｏ3処理されたルチル型ＴｉＯ2，ＴｉＯ2−Ｓｂ
2Ｏ5−Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｏＡｌ2Ｏ4，Ｃｕ(Ｃ
ｒ，Ｍｎ)3Ｏ4，ＴｉＯ2−ＮｉＯ−Ｓｂ2Ｏ5等がある。
無機顔料及び鱗片状粉末を配合したシリカゾル及び／又
はアルミナゾルを基材・金属板に塗布し、ＳｉＯ2及び／
又はＡｌ2Ｏ3前駆体からなるプライマ層を形成する熱処
理を施した後、光触媒活性及び鱗片状粉末を配合したシ
リカゾル及び／又はアルミナゾルを塗布し、トップ層を
形成する熱処理を施すことにより製造される。
量％以上，鱗片状粉末との合計配合量で１０〜８０質量
％の光触媒粒子を含む。プライマ層は、好ましくは単独
配合量で５質量％以上、無機顔料との合計配合量で１０
〜８０質量％の鱗片状粉末を含む。鱗片状粉末にはＡｌ
フレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイカの１種
又は２種以上が使用され、光触媒粒子にはＴｉＯ2，Ｚ
ｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3の１種又は２
種以上が使用される。無機顔料には、ＳｉＯ2及び／又
はＡｌ2Ｏ3処理されたルチル型ＴｉＯ2，ＴｉＯ2−Ｓｂ
2Ｏ5−Ｃｒ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｏＡｌ2Ｏ4，Ｃｕ(Ｃ
ｒ，Ｍｎ)3Ｏ4，ＴｉＯ2−ＮｉＯ−Ｓｂ2Ｏ5等がある。
無機顔料及び鱗片状粉末を配合したシリカゾル及び／又
はアルミナゾルを基材・金属板に塗布し、ＳｉＯ2及び／
又はＡｌ2Ｏ3前駆体からなるプライマ層を形成する熱処
理を施した後、光触媒活性及び鱗片状粉末を配合したシ
リカゾル及び／又はアルミナゾルを塗布し、トップ層を
形成する熱処理を施すことにより製造される。
【０００８】
【作用】ＴｉＯ2等の光触媒粒子を紫外光照射すると、
有機物，ＮＯx，ＳＯx等を分解する光触媒反応が生じ
る。光触媒による分解反応は、紫外光照射で酸化チタン
の価電子帯にある電子がエネルギー吸収して伝導帯に励
起され、価電子帯に生じた正孔の非常に強い酸化力によ
って有機物，ＮＯx，ＳＯx等が分解されるものと考えら
れている。分解反応は、有機物，ＮＯx，ＳＯx等に留ま
らず、塗膜を構成する有機物にも及ぶ。したがって、加
工性向上を狙って有機物を導入した塗膜では、光触媒活
性によって塗膜中の有機物が分解されてチョーキング現
象が発生するため、耐久性と加工性とが両立し難い。
有機物，ＮＯx，ＳＯx等を分解する光触媒反応が生じ
る。光触媒による分解反応は、紫外光照射で酸化チタン
の価電子帯にある電子がエネルギー吸収して伝導帯に励
起され、価電子帯に生じた正孔の非常に強い酸化力によ
って有機物，ＮＯx，ＳＯx等が分解されるものと考えら
れている。分解反応は、有機物，ＮＯx，ＳＯx等に留ま
らず、塗膜を構成する有機物にも及ぶ。したがって、加
工性向上を狙って有機物を導入した塗膜では、光触媒活
性によって塗膜中の有機物が分解されてチョーキング現
象が発生するため、耐久性と加工性とが両立し難い。
【０００９】本発明者等は、光触媒活性によるチョーキ
ングがなく、加工性、隠蔽性に優れ、しかも光触媒活性
が低下しない塗膜を形成する方法を検討する過程で、無
機系プライマ層に鱗片状粉末を分散させ、トップ層に光
触媒粒子，鱗片状粉末を複合分散させると、無機塗膜で
も後加工が容易で、優れた光触媒活性が発現することを
見出した。鱗片状粉末の分散が加工性，光触媒活性に及
ぼす影響は次のように推察される。
ングがなく、加工性、隠蔽性に優れ、しかも光触媒活性
が低下しない塗膜を形成する方法を検討する過程で、無
機系プライマ層に鱗片状粉末を分散させ、トップ層に光
触媒粒子，鱗片状粉末を複合分散させると、無機塗膜で
も後加工が容易で、優れた光触媒活性が発現することを
見出した。鱗片状粉末の分散が加工性，光触媒活性に及
ぼす影響は次のように推察される。
【００１０】プライマ層となる無機塗膜は，塗膜自体に
伸びがないため曲げ加工，絞り加工等を施すとクラック
が発生し、基材・金属板から剥離してしまう。これに対
し、Ａｌフレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイ
カ等の鱗片状粉末を塗膜に分散させると、塗膜に加わる
引張り応力や圧縮応力が鱗片状粉末で緩和され、基材・
金属板に達するクラックの伝播が鱗片状粉末で防止され
る。しかも、鱗片状粉末自体が柔らかいため、塗膜の加
工性も向上する。更に、塗膜の形成過程で鱗片状粉末が
基材・金属板の面方向に配向するので薄い塗膜であって
も隠蔽性に優れ、通常の膜厚よりも薄く成膜できること
も加工性に有利に働いている。
伸びがないため曲げ加工，絞り加工等を施すとクラック
が発生し、基材・金属板から剥離してしまう。これに対
し、Ａｌフレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイ
カ等の鱗片状粉末を塗膜に分散させると、塗膜に加わる
引張り応力や圧縮応力が鱗片状粉末で緩和され、基材・
金属板に達するクラックの伝播が鱗片状粉末で防止され
る。しかも、鱗片状粉末自体が柔らかいため、塗膜の加
工性も向上する。更に、塗膜の形成過程で鱗片状粉末が
基材・金属板の面方向に配向するので薄い塗膜であって
も隠蔽性に優れ、通常の膜厚よりも薄く成膜できること
も加工性に有利に働いている。
【００１１】トップ層に分散させた鱗片状粉末も、プラ
イマ層と同様な理由からトップ層の加工性を向上させ
る。Ａｌフレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイ
カ等の鱗片状粉末は、塗膜に入射した光をフレーク表面
で乱反射させて光路を長くするため、光触媒粒子に対す
る光照射効率が向上する。その結果、光触媒粒子の配合
量を下げても、鱗片状粉末のない塗膜に比較して高い光
触媒活性が示される。また、マイカ表面をルチルやアナ
ターゼ構造のＴｉＯ2で被覆したパールマイカをトップ
層に分散させると、光の乱反射に加えてマイカ表面に光
触媒活性が付与され、光触媒反応が一層効率よく進行す
る。
イマ層と同様な理由からトップ層の加工性を向上させ
る。Ａｌフレーク，ステンレス鋼フレーク，パールマイ
カ等の鱗片状粉末は、塗膜に入射した光をフレーク表面
で乱反射させて光路を長くするため、光触媒粒子に対す
る光照射効率が向上する。その結果、光触媒粒子の配合
量を下げても、鱗片状粉末のない塗膜に比較して高い光
触媒活性が示される。また、マイカ表面をルチルやアナ
ターゼ構造のＴｉＯ2で被覆したパールマイカをトップ
層に分散させると、光の乱反射に加えてマイカ表面に光
触媒活性が付与され、光触媒反応が一層効率よく進行す
る。
【００１２】
【実施の形態】〔基材・金属板〕普通鋼板，めっき鋼
板，ステンレス鋼板，アルミニウム板，アルミニウム合
金板，銅板，銅合金板等が使用される。めっき鋼板に
は、Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板，Ｚｎ
−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板，Ａｌめっき鋼板，Ａｌ−
Ｓｉめっき鋼板等がある。基材・金属板は、必要に応じ
アルカリ脱脂，クロメート処理，リン酸塩処理，クロム
フリーの化成処理等の塗装前処理が施される。
板，ステンレス鋼板，アルミニウム板，アルミニウム合
金板，銅板，銅合金板等が使用される。めっき鋼板に
は、Ｚｎめっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板，Ｚｎ
−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板，Ａｌめっき鋼板，Ａｌ−
Ｓｉめっき鋼板等がある。基材・金属板は、必要に応じ
アルカリ脱脂，クロメート処理，リン酸塩処理，クロム
フリーの化成処理等の塗装前処理が施される。
【００１３】〔プライマ層〕無機顔料や鱗片状粉末を配
合したオルガノシリカゾル及び／又はアルミナゾルを基
材・金属板に塗布し熱処理すると、隠蔽性のあるＳｉＯ2
及び／又はＡｌ2Ｏ3前駆体からなるプライマ層が形成さ
れる。オルガノシリカゾルとしては、Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3
（Ｒ1，Ｒ2：アルキル基）の構造をもつオルガノシリケ
ートを有機溶媒又は水に溶解させたものが使用される。
アルキル基は、熱処理後に残留する有機成分を少なくす
る上で炭素数の少ないものほど好ましく、なかでもメチ
ル基が好適である。アルミナゾルには、アルミニウムア
ルコキシドの加水分解生成物やベーマイト構造をもつ微
粒子を分散させたものが使用される。
合したオルガノシリカゾル及び／又はアルミナゾルを基
材・金属板に塗布し熱処理すると、隠蔽性のあるＳｉＯ2
及び／又はＡｌ2Ｏ3前駆体からなるプライマ層が形成さ
れる。オルガノシリカゾルとしては、Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3
（Ｒ1，Ｒ2：アルキル基）の構造をもつオルガノシリケ
ートを有機溶媒又は水に溶解させたものが使用される。
アルキル基は、熱処理後に残留する有機成分を少なくす
る上で炭素数の少ないものほど好ましく、なかでもメチ
ル基が好適である。アルミナゾルには、アルミニウムア
ルコキシドの加水分解生成物やベーマイト構造をもつ微
粒子を分散させたものが使用される。
【００１４】プライマ層用の塗料には、単独配合量で５
質量％以上，無機顔料との合計配合量で１０〜８０質量
％（好ましくは、２０〜５０質量％）の鱗片状粉末が配
合される。鱗片状粉末としてはＡｌフレーク，ステンレ
ス鋼フレーク，パールマイカから選ばれた１種又は２種
以上が使用され、基材・金属板の面方向に配向させてプ
ライマ層の隠蔽能を高めるため径／厚み比が１０以上の
フレークが好ましい。鱗片状粉末の分散でプライマ層の
隠蔽性が不足する場合、ＳｉＯ2及び／又はＡｌ2Ｏ3処
理されたルチル型ＴｉＯ2，ＴｉＯ2−Ｓｂ2Ｏ5−Ｃｒ2
Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｏＡｌ2Ｏ4，Ｃｕ(Ｃｒ，Ｍｎ)
3Ｏ4，ＴｉＯ2−ＮｉＯ−Ｓｂ2Ｏ5等の無機顔料を併用
する。鱗片状粉末の単独配合量が５質量％未満では十分
な加工性，隠蔽性が得られず、無機顔料との合計配合量
が８０質量％を超えると基材・金属板に対するプライマ
層の密着性が低下する。
質量％以上，無機顔料との合計配合量で１０〜８０質量
％（好ましくは、２０〜５０質量％）の鱗片状粉末が配
合される。鱗片状粉末としてはＡｌフレーク，ステンレ
ス鋼フレーク，パールマイカから選ばれた１種又は２種
以上が使用され、基材・金属板の面方向に配向させてプ
ライマ層の隠蔽能を高めるため径／厚み比が１０以上の
フレークが好ましい。鱗片状粉末の分散でプライマ層の
隠蔽性が不足する場合、ＳｉＯ2及び／又はＡｌ2Ｏ3処
理されたルチル型ＴｉＯ2，ＴｉＯ2−Ｓｂ2Ｏ5−Ｃｒ2
Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｏＡｌ2Ｏ4，Ｃｕ(Ｃｒ，Ｍｎ)
3Ｏ4，ＴｉＯ2−ＮｉＯ−Ｓｂ2Ｏ5等の無機顔料を併用
する。鱗片状粉末の単独配合量が５質量％未満では十分
な加工性，隠蔽性が得られず、無機顔料との合計配合量
が８０質量％を超えると基材・金属板に対するプライマ
層の密着性が低下する。
【００１５】基材・金属板に塗布した塗料を熱処理する
ことによりプライマ層が形成されるが、プライマ層形成
時の熱処理温度は６０〜３５０℃の範囲で選定すること
が好ましい。６０℃に達しない熱処理温度では、塗料の
乾燥が不足し、後工程で形成されるトップ層にムラが生
じやすくなる。逆に３５０℃を超える熱処理温度では、
プライマ層にクラックが発生し、基材・金属板からプラ
イマ層が剥離しやすくなる。
ことによりプライマ層が形成されるが、プライマ層形成
時の熱処理温度は６０〜３５０℃の範囲で選定すること
が好ましい。６０℃に達しない熱処理温度では、塗料の
乾燥が不足し、後工程で形成されるトップ層にムラが生
じやすくなる。逆に３５０℃を超える熱処理温度では、
プライマ層にクラックが発生し、基材・金属板からプラ
イマ層が剥離しやすくなる。
【００１６】〔トップ層〕光触媒粒子，鱗片状粉末を配
合したオルガノシリカゾル及び／又はアルミナゾルをプ
ライマ層の上に塗布し熱処理することによって、加工
性，光触媒活性に優れたトップ層が形成される。トップ
層用のオルガノシリカゾルやアルミナゾルには、プライ
マ層と同様なゾルが使用される。オルガノシリカゾル及
び／又はアルミナゾルは，単独配合量で５質量％以上，
鱗片状粉末との合計配合量で１０〜８０質量％（好まし
くは、２０〜５０質量％）の光触媒粒子を含む。光触媒
粒子の単独配合量が５質量％未満では光触媒活性が不足
し、鱗片状粉末との合計配合量が８０質量％を超えると
トップ層の密着性が低下する。
合したオルガノシリカゾル及び／又はアルミナゾルをプ
ライマ層の上に塗布し熱処理することによって、加工
性，光触媒活性に優れたトップ層が形成される。トップ
層用のオルガノシリカゾルやアルミナゾルには、プライ
マ層と同様なゾルが使用される。オルガノシリカゾル及
び／又はアルミナゾルは，単独配合量で５質量％以上，
鱗片状粉末との合計配合量で１０〜８０質量％（好まし
くは、２０〜５０質量％）の光触媒粒子を含む。光触媒
粒子の単独配合量が５質量％未満では光触媒活性が不足
し、鱗片状粉末との合計配合量が８０質量％を超えると
トップ層の密着性が低下する。
【００１７】トップ層に分散させる光触媒粒子には、Ｔ
ｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ 3，ＳｒＴｉＯ3から
選ばれた１種又は２種以上が使用される。なかでも、化
学的に安定で、活性度の高い安価な微粒子が得られるこ
とから、アナターゼ型のＴｉＯ2が好ましい。鱗片状粉
末には、プライマ層と同様なＡｌフレーク，ステンレス
鋼フレーク，パールマイカ等が使用される。パールマイ
カを使用する場合、ルチル又はアナターゼ型構造をもつ
ＴｉＯ2で被覆したマイカが好ましい。光触媒粒子、鱗
片状粉末が配合されたオルガノシリカゾル及び／又はア
ルミナゾルは、基材・金属板に塗布された後、プライマ
層形成時の熱処理温度より高い温度（好ましくは、１５
０〜４００℃）で熱処理される。熱処理によってシリカ
系又はアルミナ系の縮重合が進行し、密着性の高いトッ
プ層が形成される。縮重合を効率よく進行させるため、
好ましくは熱処理温度を１５０℃以上に設定する。しか
し、４００℃を超える高温に加熱すると、トップ層にク
ラックが入りやすくなる。
ｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，ＦｅＴｉＯ 3，ＳｒＴｉＯ3から
選ばれた１種又は２種以上が使用される。なかでも、化
学的に安定で、活性度の高い安価な微粒子が得られるこ
とから、アナターゼ型のＴｉＯ2が好ましい。鱗片状粉
末には、プライマ層と同様なＡｌフレーク，ステンレス
鋼フレーク，パールマイカ等が使用される。パールマイ
カを使用する場合、ルチル又はアナターゼ型構造をもつ
ＴｉＯ2で被覆したマイカが好ましい。光触媒粒子、鱗
片状粉末が配合されたオルガノシリカゾル及び／又はア
ルミナゾルは、基材・金属板に塗布された後、プライマ
層形成時の熱処理温度より高い温度（好ましくは、１５
０〜４００℃）で熱処理される。熱処理によってシリカ
系又はアルミナ系の縮重合が進行し、密着性の高いトッ
プ層が形成される。縮重合を効率よく進行させるため、
好ましくは熱処理温度を１５０℃以上に設定する。しか
し、４００℃を超える高温に加熱すると、トップ層にク
ラックが入りやすくなる。
【００１８】トップ層形成時の熱処理温度は、好ましく
はプライマ層形成時の熱処理温度との関連で選定され
る。具体的には、塗膜の乾燥を促進させるためプライマ
層形成時の熱処理温度を８０〜２５０℃の範囲で選定
し、トップ層形成時の熱処理温度を１５０〜４００℃の
範囲で選定する。この温度設定により、プライマ層とト
ップ層との間に強固な結合が得られ、トップ層形成時の
熱処理でプライマ層に対するトップ層の密着性が向上す
る。形成されたトップ層は、分散している光触媒粒子の
光触媒反応により塗膜に付着している汚れ，油等の有機
成分を分解するセルフクリーニング作用を呈する。光触
媒粒子は、ＮＯx，ＳＯx等を分解する大気浄化作用も発
現する。このようにして得られる塗装金属板は、優れた
耐汚染性及び大気浄化作用を活用して戸外に配置される
外装建材や外置き家電機器筐体等に使用され、長期間に
わたって美麗な外観が維持される製品が提供される。
はプライマ層形成時の熱処理温度との関連で選定され
る。具体的には、塗膜の乾燥を促進させるためプライマ
層形成時の熱処理温度を８０〜２５０℃の範囲で選定
し、トップ層形成時の熱処理温度を１５０〜４００℃の
範囲で選定する。この温度設定により、プライマ層とト
ップ層との間に強固な結合が得られ、トップ層形成時の
熱処理でプライマ層に対するトップ層の密着性が向上す
る。形成されたトップ層は、分散している光触媒粒子の
光触媒反応により塗膜に付着している汚れ，油等の有機
成分を分解するセルフクリーニング作用を呈する。光触
媒粒子は、ＮＯx，ＳＯx等を分解する大気浄化作用も発
現する。このようにして得られる塗装金属板は、優れた
耐汚染性及び大気浄化作用を活用して戸外に配置される
外装建材や外置き家電機器筐体等に使用され、長期間に
わたって美麗な外観が維持される製品が提供される。
【００１９】
【実施例】〔製造法１：本発明例〕板厚１.０ｍｍのＳ
ＵＳ３０４ステンレス鋼板をアルカリ脱脂，酸洗，水
洗，乾燥することにより、基材・金属板を用意した。ジ
ルコニアで表面処理されたルチル型酸化チタン（白色顔
料）及び鱗片状粉末を分散させたオルガノシリカゾルを
基材・金属板に塗布し、２００℃×１分で焼成すること
によりプライマ層を形成した。更に、粒径２０ｎｍのア
ナターゼ型ＴｉＯ2及び鱗片状粉末を配合したオルガノ
シリカゾルをプライマ層上に塗布し、２３０℃×１分の
焼成でトップ層を形成した。
ＵＳ３０４ステンレス鋼板をアルカリ脱脂，酸洗，水
洗，乾燥することにより、基材・金属板を用意した。ジ
ルコニアで表面処理されたルチル型酸化チタン（白色顔
料）及び鱗片状粉末を分散させたオルガノシリカゾルを
基材・金属板に塗布し、２００℃×１分で焼成すること
によりプライマ層を形成した。更に、粒径２０ｎｍのア
ナターゼ型ＴｉＯ2及び鱗片状粉末を配合したオルガノ
シリカゾルをプライマ層上に塗布し、２３０℃×１分の
焼成でトップ層を形成した。
【００２０】〔製造法２：本発明例〕Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ
合金めっき鋼板を基材・金属板に、粒径７ｎｍのアナタ
ーゼ型ＴｉＯ2粒子を光触媒粒子に使用した以外は、製
造法１と同じ条件下でプライマ層，トップ層を形成し
た。
合金めっき鋼板を基材・金属板に、粒径７ｎｍのアナタ
ーゼ型ＴｉＯ2粒子を光触媒粒子に使用した以外は、製
造法１と同じ条件下でプライマ層，トップ層を形成し
た。
【００２１】〔製造法３：比較例〕鱗片状粉末を含まな
いトップ層用塗料を使用する以外は、製造法１と同じ条
件下でプライマ層，トップ層を形成した。 〔製造法４：比較例〕鱗片状粉末を含まないトップ層用
塗料を使用する以外は、製造法２と同じ条件下でプライ
マ層，トップ層を形成した。得られた各塗装金属板の塗
膜構成を表１に示す。
いトップ層用塗料を使用する以外は、製造法１と同じ条
件下でプライマ層，トップ層を形成した。 〔製造法４：比較例〕鱗片状粉末を含まないトップ層用
塗料を使用する以外は、製造法２と同じ条件下でプライ
マ層，トップ層を形成した。得られた各塗装金属板の塗
膜構成を表１に示す。
【００２２】
【００２３】各塗装金属板から試験片を切り出し、次の
耐汚染性試験，ＮＯx分解試験、加工試験、隠蔽性試験
に供した。〔耐汚染性試験〕塗装金属板に雨筋が垂れる
ように、波板を取り付けた塗装金属板を地面に対して直
角に設置し、３ヶ月間大気曝露した。設置直後及び曝露
試験後に試験片の明度を測定し、明度差ΔＬが±１以内
を○，±１を超えるものを×として耐汚染性を評価し
た。
耐汚染性試験，ＮＯx分解試験、加工試験、隠蔽性試験
に供した。〔耐汚染性試験〕塗装金属板に雨筋が垂れる
ように、波板を取り付けた塗装金属板を地面に対して直
角に設置し、３ヶ月間大気曝露した。設置直後及び曝露
試験後に試験片の明度を測定し、明度差ΔＬが±１以内
を○，±１を超えるものを×として耐汚染性を評価し
た。
【００２４】〔ＮＯx分解試験〕５０ｍｍ×１００ｍｍ
の試験片２枚をガラス容器に入れ、ブラックライト（Ｕ
Ｖ強度：１.０ｍＷ／ｃｍ2）で試験片を照射しながら、
濃度１ｐｐｍのＮＯガスを含み湿度５０％ＲＨに調整し
た高純度空気を流量３.０リットル／分で連続的にガラ
ス容器に送り込んだ。ガラス容器の出側で、ＮＯxメー
タを用いてＮＯ濃度，ＮＯ2濃度を測定した。測定値を
次式に代入し、ＮＯx除去率を算出した。 ＮＯx除去率（％）＝〔Ａ1−(Ａ2＋Ｂ2)〕／Ａ1×１０
０ ただし、Ａ1：初期ＮＯ濃度 Ａ2：分解後のＮＯ濃度 Ｂ2：分解後のＮＯ2濃度
の試験片２枚をガラス容器に入れ、ブラックライト（Ｕ
Ｖ強度：１.０ｍＷ／ｃｍ2）で試験片を照射しながら、
濃度１ｐｐｍのＮＯガスを含み湿度５０％ＲＨに調整し
た高純度空気を流量３.０リットル／分で連続的にガラ
ス容器に送り込んだ。ガラス容器の出側で、ＮＯxメー
タを用いてＮＯ濃度，ＮＯ2濃度を測定した。測定値を
次式に代入し、ＮＯx除去率を算出した。 ＮＯx除去率（％）＝〔Ａ1−(Ａ2＋Ｂ2)〕／Ａ1×１０
０ ただし、Ａ1：初期ＮＯ濃度 Ａ2：分解後のＮＯ濃度 Ｂ2：分解後のＮＯ2濃度
【００２５】〔加工試験〕２５ｍｍ×５０ｍｍの試験片
を６Ｔ曲げ加工し、曲げ部外側に粘着テープを貼り付
け、引き剥がした後で塗膜の剥離状態を目視観察した。
剥離が検出された塗膜を×，剥離が生じなかった塗膜を
○として塗膜の加工性を評価した。 〔隠蔽性試験〕５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を色差測定
し、明度Ｌ値が８５以上を○，８５未満を×として隠蔽
性を評価した。
を６Ｔ曲げ加工し、曲げ部外側に粘着テープを貼り付
け、引き剥がした後で塗膜の剥離状態を目視観察した。
剥離が検出された塗膜を×，剥離が生じなかった塗膜を
○として塗膜の加工性を評価した。 〔隠蔽性試験〕５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を色差測定
し、明度Ｌ値が８５以上を○，８５未満を×として隠蔽
性を評価した。
【００２６】表２の調査結果にみられるように、鱗片状
粉末をプライマ層，トップ層に分散させた試験番号１〜
１２の塗装金属板は、何れも加工性，隠蔽性が良好であ
った。なかでも、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を基
材・金属板とした試験番号７〜１２の塗装金属板は、１
３％以上の高いＮＯx除去率を示した。また、プライマ
層を薄くしたにも拘らず、膜厚２０μｍのプライマ層を
形成した試験番号１４，１６の塗装金属板と同等な隠蔽
性を示した。
粉末をプライマ層，トップ層に分散させた試験番号１〜
１２の塗装金属板は、何れも加工性，隠蔽性が良好であ
った。なかでも、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を基
材・金属板とした試験番号７〜１２の塗装金属板は、１
３％以上の高いＮＯx除去率を示した。また、プライマ
層を薄くしたにも拘らず、膜厚２０μｍのプライマ層を
形成した試験番号１４，１６の塗装金属板と同等な隠蔽
性を示した。
【００２７】他方、プライマ層，トップ層に鱗片状粉末
が分散していない試験番号１３〜１６の塗装金属板で
は、加工性，隠蔽性に劣っており、本発明例に比較して
低いＮＯx除去率であった。この対比から明らかなよう
に、プライマ層，トップ層に鱗片状粉末を分散させるこ
とにより、加工性，隠蔽性，光触媒活性が改善され、無
機塗膜を設けた塗装金属板であっても製品形状に加工で
きることが確認される。
が分散していない試験番号１３〜１６の塗装金属板で
は、加工性，隠蔽性に劣っており、本発明例に比較して
低いＮＯx除去率であった。この対比から明らかなよう
に、プライマ層，トップ層に鱗片状粉末を分散させるこ
とにより、加工性，隠蔽性，光触媒活性が改善され、無
機塗膜を設けた塗装金属板であっても製品形状に加工で
きることが確認される。
【００２８】
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の塗装金
属板は、プライマ層、トップ層に鱗片状粉末を分散させ
ているため隠蔽性が高く、無機塗膜でありながら後加工
容易なプレコート金属板となる。しかも、トップ層に分
散している鱗片状粉末により入射光の乱反射が促進され
るため、光触媒粒子の光触媒活性が高められ、セルフク
リーニング作用や大気浄化能も向上する。そのため、長
期にわたり美麗な外観を維持する外装建材，外置き家電
製品用筐体等として使用される。
属板は、プライマ層、トップ層に鱗片状粉末を分散させ
ているため隠蔽性が高く、無機塗膜でありながら後加工
容易なプレコート金属板となる。しかも、トップ層に分
散している鱗片状粉末により入射光の乱反射が促進され
るため、光触媒粒子の光触媒活性が高められ、セルフク
リーニング作用や大気浄化能も向上する。そのため、長
期にわたり美麗な外観を維持する外装建材，外置き家電
製品用筐体等として使用される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中村 浩茂
千葉県市川市高谷新町７番１号 日新製鋼
株式会社技術研究所内
Ｆターム(参考） 4F100 AA19A AA19B AA20A AA20B
AA21B AA23B AA25B AA33B
AB01C AB04A AB04B AC05A
AC05B AT00C BA03 BA07
BA10B BA10C DE01B DE02A
DE02B JL00 JL01 JL08B
JL11A JN02 JN24A JN24B
4G069 AA03 AA08 BA04B BA17
BA48A BB06A BC12A BC35A
BC50A BC60A BC66A DA06
EA08
4K044 AA02 AA03 AA06 AB02 BA06
BA10 BA12 BA21 BB03 BC05
CA16 CA53 CA62
Claims (4)
- 【請求項１】 鱗片状粉末を分散させたシリカ又はアル
ミナ系のプライマ層を介し、光触媒粒子及び鱗片状粉末
を分散させたシリカ又はアルミナ系トップ層が基材表面
に形成されていることを特徴とする加工性，隠蔽性，光
触媒活性に優れた塗装金属板。 - 【請求項２】 鱗片状粉末がＡｌフレーク，ステンレス
鋼フレーク，パールマイカの１種又は２種以上である請
求項１記載の塗装金属板。 - 【請求項３】 光触媒粒子がＴｉＯ2，ＺｎＯ，ＷＯ3，
ＦｅＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3の１種又は２種以上である請
求項１記載の塗装金属板。 - 【請求項４】 鱗片状粉末を含むシリカゾル及び／又は
アルミナゾルを基材・金属板に塗布し、ＳｉＯ2及び／又
はＡｌ2Ｏ3前駆体からなるプライマ層を形成する熱処理
を施した後、光触媒活性及び鱗片状粉末を配合したシリ
カゾル及び／又はアルミナゾルを塗布し、トップ層を形
成する熱処理を施すことを特徴とする加工性，隠蔽性，
光触媒活性に優れた塗装金属板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002132288A JP3866147B2 (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 加工性，隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002132288A JP3866147B2 (ja) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | 加工性，隠蔽性，光触媒活性に優れた塗装金属板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003328150A true JP2003328150A (ja) | 2003-11-19 |
| JP3866147B2 JP3866147B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=29695981
Family Applications (1)
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2002
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