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1、(10)申请公布号 CN 103906578 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103906578 A (21)申请号 201280052977.7 (22)申请日 2012.06.29 2011-239362 2011.10.31 JP B05D 7/14(2006.01) B05D 5/06(2006.01) C09C 1/64(2006.01) C09C 3/00(2006.01) C09D 5/02(2006.01) C09D 5/29(2006.01) C09D 7/12(2006.01) C09D 167/00(2006.01) C09D 175/04(2006.。
2、01) C09D 201/00(2006.01) (71)申请人 新日铁住金株式会社 地址 日本东京 申请人 日本精涂股份有限公司 (72)发明人 森下敦司 林公隆 布田雅裕 木全芳夫 植田浩平 东新邦彦 和田裕介 奥村豪治 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 吴倩 张楠 (54) 发明名称 具有金属色调外观的无铬酸盐预涂金属板及 其制造中使用的水系涂料组合物 (57) 摘要 本发明的无铬酸盐涂装金属板在金属板的至 少一个面具有涂膜 , 所述涂膜 以有机树脂 A 作为造膜成分, 且含有表面被惰性化处理的薄片 状的铝颜料 C, 其中, 所述涂膜 的膜厚为 2 10。
3、m。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.04.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/066732 2012.06.29 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/065354 JA 2013.05.10 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 33 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书33页 (10)申请公布号 CN 103906578 A CN 103906578 A 1/2 页 2 1. 一种无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 在金属板的至少一个面具有涂膜 , 所述。
4、 涂膜 以有机树脂 A 作为造膜成分, 且含有表面被惰性化处理的薄片状的铝颜料 C, 其中, 所述涂膜 的膜厚为 1.5 10m。 2. 根据权利要求 1 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述涂膜 进一步含有 平均粒径为 5 100nm 的二氧化硅粒子 D。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 相对于所述涂膜 的所述铝颜料 C 的含量为 10 35 质量。 4.根据权利要求1或2所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述铝颜料C的平均 粒径为 5 30m。 5.根据权利要求1或2所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述铝颜料C的表面 被。
5、皮膜被覆, 所述皮膜含有选自磷酸化合物、 钼酸化合物、 二氧化硅、 丙烯酸树脂中的至少 1 种。 6.根据权利要求5所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述铝颜料C是表面被二 氧化硅皮膜被覆的二氧化硅皮膜被覆铝颜料 CSi。 7. 根据权利要求 6 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述二氧化硅皮膜被覆 铝颜料 CSi的二氧化硅皮膜被覆量相对于铝 100 质量以 Si 换算计为 1 20 质量。 8. 根据权利要求 6 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述二氧化硅皮膜被覆 铝颜料 CSi的二氧化硅皮膜被覆厚度为 5 100nm。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的无。
6、铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述涂膜 进一步 含有平均粒径为 0.5 3m 的聚烯烃树脂粒子 E。 10.根据权利要求9所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 相对于所述涂膜的所 述聚烯烃树脂粒子 E 的含量为 0.5 5 质量。 11. 根据权利要求 1 或 2 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述有机树脂 A 为 用固化剂 B 固化得到的树脂。 12. 根据权利要求 1 或 2 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述有机树脂 A 含 有结构中包含磺酸基的聚酯树脂 Ae。 13.根据权利要求12所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述有机树脂A进一步 含有结构。
7、中包含羧基及脲基的聚氨酯树脂 Au。 14.根据权利要求1或2所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 在所述涂膜的下 层具有基底处理层 。 15. 根据权利要求 1 或 2 所述的无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 所述金属板为镀锌 系钢板。 16.一种无铬酸盐涂装金属板, 其特征在于, 权利要求1或2所述的所述涂膜通过将 含有所述涂膜的构成成分的水系涂料组合物X涂布在所述金属板的至少一个面上, 然后 进行加热干燥而形成。 17. 一种水系涂料组合物 X, 其特征在于, 含有结构中包含磺酸基的聚酯树脂粒子 Ae、 表面被惰性化处理的薄片状的铝颜料 C、 平均粒径为 5 100nm 的二氧化硅。
8、粒子 D。 18. 根据权利要求 17 所述的水系涂料组合物 X, 其特征在于, 所述水系涂料组合物 X 进 一步含有结构中包含羧基及脲基的聚氨酯树脂 Au。 权 利 要 求 书 CN 103906578 A 2 2/2 页 3 19. 根据权利要求 17 或 18 所述的水系涂料组合物 X, 其特征在于, 所述水系涂料组合 物 X 进一步含有平均粒径为 0.5 3m 的聚烯烃树脂粒子 E。 20. 根据权利要求 17 或 18 所述的水系涂料组合物 X, 其特征在于, 所述水系涂料组合 物 X 进一步含有固化剂 B。 权 利 要 求 书 CN 103906578 A 3 1/33 页 4 具。
9、有金属色调外观的无铬酸盐预涂金属板及其制造中使用 的水系涂料组合物 技术领域 0001 本发明涉及不含环境负荷性高的 6 价铬, 在金属板的至少一个面形成有具有金属 色调外观的涂膜, 设计性 ( 亮度感、 隐蔽性 )、 耐蚀性、 涂膜密合性 ( 加工密合性、 耐水密合 性 )、 耐损伤性、 耐化学药品性等非常优良的廉价的无铬酸盐预涂金属板及其制造中使用的 水系涂料组合物。 0002 本申请基于 2011 年 10 月 31 日在日本提出申请的特愿 2011-239362 号并主张其 优先权, 这里引用其内容。 背景技术 0003 最近, 对具有高级感的金属设计感的需求在以家电为代表的各种各样的。
10、领域中在 增长。 0004 具备金属设计感的金属板通常用作各式各样的制品的外板。在作为外板的用途 中, 以往多采用不锈钢板、 铝板等高级原材料。可是, 因这些原材料高价而强烈要求低成本 化。 0005 预涂金属板与不锈钢板或铝板等相比可以廉价地提供。 因此, 根据上述情况, 迫切 期待提供具备金属设计感的预涂金属板。 0006 一般来说, 具备金属设计感的预涂金属板中的涂膜形成为 : 从基底金属板侧依次 形成底涂膜、 中涂膜和上层涂膜的 3 层结构, 或从基底金属板侧依次形成底涂膜及上层涂 膜的 2 层结构。无论在哪种情况下, 预涂金属板表面的上层涂膜中都含有承担表现出金属 设计的颜料。 00。
11、07 例如, 专利文献 1 中记载了由 3 层结构的涂膜构成的金属色调消光设计涂装金属 板。据此, 在表面可实施化学被膜生成处理 ( 基底处理 ) 的金属板上形成干燥膜厚为 1 10m 的底涂膜, 在所述底涂膜上形成干燥膜厚为 5 20m 的中涂膜, 在所述中涂膜上形 成由金属色调透明涂料构成的干燥膜厚为 10 25m 的上层涂膜。上层涂膜形成用的金 属色调透明涂料含有平均粒径为 10 22m 的铝颜料, 优选含有薄片状的铝颜料。 0008 专利文献2中记载了由2层结构的涂膜构成的白色系金属色调涂装金属板。 据此, 可在基底金属板的表面经由化学被膜生成处理皮膜, 形成添加了无色或白色的防锈颜料。
12、的 白色系的底涂层和分散了金属颜料的顶涂层。作为金属颜料, 可列举出铝薄片、 珍珠云母、 金属被覆玻璃薄片、 金属薄片、 板状氧化铁等。底涂层和顶涂层的干燥膜厚都记载为 5 30m。 0009 如专利文献 1、 2 中记载, 具备金属设计感的涂装金属板 ( 预涂金属板 ) 中的上层 涂膜 ( 顶涂层 ) 多含有铝薄片等作为金属颜料。作为金属颜料的铝颜料有时在实施了表面 处理后使用。 0010 例如, 专利文献 3 中记载了可配合在水性涂料中的二氧化硅被覆铝颜料。其中记 载该二氧化硅被覆铝颜料在配合在水性涂料中的情况下, 不发生由铝和水的反应形成的气 说 明 书 CN 103906578 A 4。
13、 2/33 页 5 体, 贮藏稳定性优良, 此外在配合在用于形成要求耐电压性的涂膜的金属涂料中的情况下, 不损害金属感, 可满足耐电压性。 其中记载用于金属涂料中时的铝粒子优选为薄片(鳞片) 状, 而且优选采用硅醇盐形成二氧化硅被覆。 0011 专利文献 4 中记载了不含重金属的、 可在钢板、 镀锌钢板、 镀铝钢板等各种金属基 材上形成耐蚀性优良的涂膜的水性涂料组合物和将该涂料组合物涂装在金属基材上而形 成的涂装物品。 该水性涂料组合物除了含有水性树脂等造膜成分, 作为提高耐蚀性的成分, 还含有实施了对水惰性化的表面处理的铝颜料。其中记载作为铝颜料优选鳞片状的, 此外 将实施了对水惰性化的表面。
14、处理的铝颜料致密地配置在由涂料组合物形成的涂膜中, 能够 抑制涂膜中的水分等腐蚀物质的透过, 提高耐蚀性。记载了引用文献 4 的水性涂料组合物 适合作为下涂涂料或单层精涂涂料使用, 在作为单层精涂涂料使用时, 固化涂膜的膜厚通 常为 8 50m 的范围。铝颜料为在水性涂料组合物中抑制与分散介质中的水的反应而被 实施表面处理, 作为表面处理中所用的表面处理剂, 可列举出通过对含有磷酸基的聚合性 不饱和单体、 含有羟基的聚合性不饱和单体及可与这些单体共聚的其它聚合性不饱和单体 进行共聚而得到的含有磷酸基的共聚物等。 0012 专利文献 5 中记载了一种金属涂装钢板, 其改善了作为金属颜料含有铝薄片。
15、的涂 膜的耐候性。铝薄片被丙烯酸树脂被覆, 目的是提供一种在受阻胺类光稳定剂 (HALS) 共存 的涂料或涂膜中, 通过避免 HALS 和铝薄片的直接接触, 即使长时间保存涂料或者在长时间 暴露于太阳光的环境下也可抑制与 HALS 的反应, 具有耐候性、 色稳定性优良的金属色调的 涂膜的预涂金属板。 0013 虽说预涂金属板与不锈钢板或铝板等相比能够廉价地提供, 但由于通过实施基底 金属板的涂装处理来制造, 所以为了适应低成本化的要求, 减少构成涂膜的层的数量 ( 理 想地讲为1层结构的涂膜), 而且尽量减薄涂膜的膜厚是有利的。 专利文献6中记载了一种 黑色涂装金属板, 其在金属板的至少一个面。
16、具有含有特定的聚酯树脂和碳黑的 2 10m 厚的黑色涂膜。该黑色涂膜能够以无底层的方式形成在可设置基底处理层的金属板表面 上。除此以外, 作为能够廉价地制造的着色钢板, 专利文献 7 中公开了设有厚度为 5m 以 下的着色树脂层的着色钢板, 专利文献 8 中公开了在具有特定的粗糙度的钢板表面具有发 色皮膜的着色钢板。 0014 预涂金属板的涂装皮膜有时被形成在对表面实施了化学被膜生成处理 ( 也称为 基底处理 ) 的镀覆钢板上。从以往广泛使用的有代表性的化学被膜生成处理是铬酸盐处 理。但是, 考虑到有从铬酸盐处理皮膜溶出的可能性的 6 价铬对环境的负荷, 最近对无铬防 锈处理的期望高涨。 00。
17、15 例如, 专利文献 9 或专利文献 10 中公开了耐蚀性优良的无铬系预涂钢板, 已开始 实用化。在这些预涂钢板中, 涂膜以 10m 以上的厚的膜厚形成。专利文献 6 的黑色涂装 金属板也是无铬酸盐的涂装金属板。 0016 现有技术文献 0017 专利文献 0018 专利文献 1 : 日本特开 2009-297631 号公报 0019 专利文献 2 : 日本特开 2002-144474 号公报 0020 专利文献 3 : 日本特开 2004-124069 号公报 说 明 书 CN 103906578 A 5 3/33 页 6 0021 专利文献 4 : 日本特开 2002-121470 号公。
18、报 0022 专利文献 5 : 日本特开 2007-237681 号公报 0023 专利文献 6 : 国际公开第 2010/137726 号小册子 0024 专利文献 7 : 日本特开平 5-16292 号公报 0025 专利文献 8 : 日本特开平 2-93093 号公报 0026 专利文献 9 : 日本特开 2000-199075 号公报 0027 专利文献 10 : 日本特开 2000-262967 号公报 发明内容 0028 发明要解决的问题 0029 在具有金属色调外观的迄今为止的预涂金属板中, 如专利文献 1、 2 等所述, 采用 2 层结构或 3 层结构的涂膜的预涂金属板为主流,。
19、 多采用 3 层结构的涂膜。与此相对应, 专利 文献 6 中记载了一种黑色涂装金属板, 其对于应对最近的低成本化的要求是适合的, 在金 属板的至少一面以薄膜 (10m 以下 ) 形成有 1 层涂膜。可是, 在专利文献 6 中, 关于具有 金属色调外观的预涂金属板的技术没有任何记载。此外, 专利文献 7 中公开了一种设有厚 度为5m以下的着色树脂层的着色钢板, 专利文献8公开了一种在具有特定的粗糙度的钢 板表面具有发色皮膜的着色钢板, 但这些文献中关于具有金属色调外观的预涂金属板都没 有任何记载。而且, 专利文献 7、 8 的着色钢板为通过设置铬酸盐处理皮膜来确保耐蚀性的 设计, 因此不能应对最。
20、近的无铬化的要求。 0030 本发明的目的是提供一种具有金属色调外观的无铬酸盐预涂金属板, 其能够满足 最近的低成本化的要求, 而且能够应对无铬化需求, 设计性 ( 亮度感、 隐蔽性 )、 耐蚀性、 涂 膜密合性(加工密合性、 耐水密合性)、 耐损伤性、 耐化学药品性等非常优良。 本发明的另一 目的是提供该无铬酸盐预涂金属板的制造中使用的涂料组合物。 0031 用于解决课题的手段 0032 本发明的主旨如下。 0033 (1) 本发明的第 1 方式是一种无铬酸盐涂装金属板, 其中, 在金属板的至少一个面 具有涂膜 , 所述涂膜 以有机树脂 A 作为造膜成分, 且含有表面被惰性化处理的薄片状 的。
21、铝颜料 C, 所述涂膜 的膜厚为 1.5 10m。 0034 (2) 在上述 (1) 所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述涂膜 可以进一步含有平均 粒径为 5 100nm 的二氧化硅粒子 D。 0035 (3) 在上述 (1) 或 (2) 所述的无铬酸盐涂装金属板中, 相对于所述涂膜 的所述 铝颜料 C 的含量可以为 10 35 质量。 0036 (4)在上述(1)(3)中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述铝颜料C的平 均粒径可以为 5 30m。 0037 (5)在上述(1)(4)中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述铝颜料C的表 面可以被皮膜被覆, 所述皮膜含有选自磷酸化合物、 钼酸。
22、化合物、 二氧化硅、 丙烯酸树脂中 的至少 1 种。 0038 (6)在上述(5)所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述铝颜料C可以是表面被二氧化 硅皮膜被覆的二氧化硅皮膜被覆铝颜料 CSi。 说 明 书 CN 103906578 A 6 4/33 页 7 0039 (7) 在上述 (6) 所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述二氧化硅皮膜被覆铝颜料 CSi 的二氧化硅皮膜被覆量相对于铝 100 质量以 Si 换算计可以为 1 20 质量。 0040 (8)在上述(6)或(7)所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述二氧化硅皮膜被覆铝颜 料 CSi的二氧化硅皮膜被覆厚度可以为 5 100nm。 0041 (。
23、9) 在上述 (1) (8) 中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述涂膜 可以 进一步含有平均粒径为 0.5 3m 的聚烯烃树脂粒子 E。 0042 (10)在上述(9)所述的无铬酸盐涂装金属板中, 相对于所述涂膜的所述聚烯烃 树脂粒子 E 的含量可以为 0.5 5 质量。 0043 (11) 在上述 (1) (10) 中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述有机树脂 A 可以为用固化剂 B 固化得到的树脂。 0044 (12) 在上述 (1) (11) 中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述有机树脂 A 可以含有结构中包含磺酸基的聚酯树脂 Ae。 0045 (13)在上述(12)所。
24、述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述有机树脂A可以进一步含有 结构中包含羧基及脲基的聚氨酯树脂 Au。 0046 (14) 在上述 (1) (13) 中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 在所述涂膜 的下层可以具有基底处理层 。 0047 (15)在上述(1)(14)中任一项所述的无铬酸盐涂装金属板中, 所述金属板可以 是镀锌系钢板。 0048 (16) 本发明的第 2 方式是一种无铬酸盐涂装金属板, 其中, 上述 (1) (15) 中任 一项记载的所述涂膜 通过将含有所述涂膜 的构成成分的水系涂料组合物 X 涂布在所 述金属板的至少一个面上, 然后进行加热干燥而形成。 0049 (17)本发明的。
25、第3方式是一种水系涂料组合物X, 其中, 含有结构中包含磺酸基的 聚酯树脂粒子 Ae、 表面被惰性化处理的薄片状的铝颜料 C、 平均粒径为 5 100nm 的二氧化 硅粒子 D。 0050 (18)在上述(17)所述的水系涂料组合物X中, 所述水系涂料组合物X可以进一步 含有结构中包含羧基及脲基的聚氨酯树脂 Au。 0051 (19) 在上述 (17) 或 (18) 所述的水系涂料组合物 X 中, 所述水系涂料组合物 X 可 以进一步含有平均粒径为 0.5 3m 的聚烯烃树脂粒子 E。 0052 (20) 在上述 (17) (19) 中任一项所述的水系涂料组合物 X 中, 所述水系涂料组 合物。
26、 X 可以进一步含有固化剂 B。 0053 发明效果 0054 本发明的具有金属色调外观的无铬酸盐涂装金属板不含环境负荷性高的 6 价铬, 廉价, 设计性 ( 亮度感、 隐蔽性 )、 耐蚀性、 涂膜密合性 ( 加工密合性、 耐水密合性 )、 耐损伤 性、 耐化学药品性等非常优良。因此, 作为廉价的高设计、 高附加价值的环境应对型的金属 色调原材料是非常有希望的, 对各产业领域的贡献非常大。 具体实施方式 0055 为了得到具有金属色调外观的低成本的预涂金属板, 重要的是用尽量薄的 1 层涂 膜来确保以设计性(亮度感、 隐蔽性)为代表的诸性能。 由此, 可削减涂装所需的材料费用。 说 明 书 C。
27、N 103906578 A 7 5/33 页 8 此外, 如果是薄膜, 则涂装时容易进行涂膜的干燥, 而且能够对以厚膜涂装涂料时容易产生 的称为气泡状凹凸(日语原文为 : )的涂膜缺陷等的发生进行抑制, 能够确保高生产率 的制造。此外, 用于形成具有金属色调外观的涂膜的涂料优选为水系涂料。由此, 不需要通 过专用的涂装设备进行制造, 所以可削减多余的涂装工序的费用。 例如, 在使用镀锌钢板作 为预涂金属板的基底时, 如果是水系涂料则可在镀膜生产线中的镀覆工序后的涂装工序中 进行涂装, 即, 能够在镀膜生产线中使其一直完成到涂装。与此相对, 在使用有机溶剂系涂 料时, 大多需要在通过镀膜生产线后。
28、用另外的涂装专用线进行涂装。 0056 为了在预涂金属板中得到金属色调外观, 含有铝颜料等金属颜料的涂膜的形成是 不可缺的。在 10m 以下左右的薄的仅 1 层的涂膜 ( 即无底层, 只由上涂层构成的涂膜 ) 中添加铝颜料的情况下, 为了确保设计性 ( 隐蔽性 ) 需要添加比较大量的颜料。此外, 由于 无底层, 所以即使涂膜与基底金属板直接接触、 或对基底金属板进行基底处理, 也不过在涂 膜与基底金属板之间夹着非常薄的基底处理层。因此, 涂膜中的铝颜料与基底金属板表面 接触的概率相当高。 由于铝是金属, 所以如果铝与基底金属板表面接触, 则因产生异种金属 接触腐蚀 ( 电腐蚀 ), 而损害预涂。
29、金属板的耐蚀性。例如在基底金属板为镀锌金属板时, 因 金属板表面的锌腐蚀而发生白锈。 另外, 水等腐蚀因子容易渗透到高颜料浓度的薄涂膜中, 铝颜料因与渗透的水反应而被氧化, 产生颜料的黑变, 容易使预涂金属板的设计性下降。 0057 作为避免铝颜料和基底金属板表面的接触、 同时避免铝颜料和来自涂膜外部的水 的反应的一种对策, 发明者们研究了被覆铝颜料的表面。结果在采用各式各样的被覆材料 的试验后发现 : 通过用含有选自磷酸化合物、 钼酸化合物、 二氧化硅、 丙烯酸树脂中的至少 1 种的皮膜被覆铝颜料表面 ( 惰性化处理 ) 是有效的。 0058 作为铝颜料, 发现薄片状 ( 鳞片状 ) 的铝颜。
30、料是有利的。通过采用容易在涂膜中 取向的薄片状铝颜料, 即使薄膜也能够确保高设计性 ( 高隐蔽性 )。在薄片状铝颜料时, 倒 不如说, 如果为薄膜则容易控制颜料的取向性, 因此适合得到亮度感高的美丽的金属外观, 并且难产生由取向不均造成的外观不良。 0059 另一方面, 作为涂膜形成用涂料的造膜成分, 采用有机树脂。 由此来确保预涂金属 板所要求的涂膜密合性、 高加工性。 有机树脂提高铝颜料在涂膜中的保持性, 对于得到具有 耐久性的金属外观是适合的。 0060 另外, 得知 : 通过适当地选择造膜成分即有机树脂和对表面进行了被覆处理的铝 颜料, 能够提高两者的相容性, 抑制腐蚀因子向涂膜的浸入。
31、, 改善耐蚀性。 0061 本发明是基于以上的见识而完成的。以下, 对本发明的实施方式进行更详细的说 明。 0062 在作为代替以往的具备金属设计感的金属板即不锈钢板、 铝板等的低成本的原材 料, 要提供一种在金属板表面设有具有金属感的涂膜的预涂金属板的本发明中, 在金属板 表面只设置 1 层尽量薄的涂膜是非常重要的。另外, 为了通过 1 层的薄的涂膜得到良好的 金属感, 需要在涂膜中混入相当大量的金属颜料。 即使在采用进行了基底处理的金属板时, 由于不过在涂膜与基底金属板之间夹着非常薄的基底处理层, 所以上述两个主要条件成为 涂膜中的金属颜料与基底金属板表面接触的概率相当高的要因。 本发明中。
32、作为金属颜料使 用的铝为金属, 如果金属铝与基底金属板表面接触, 则产生异种金属接触腐蚀 ( 电腐蚀 ), 损害预涂金属板的耐蚀性。 此外, 水等腐蚀因子容易渗透到高颜料浓度的薄的涂膜中, 铝颜 说 明 书 CN 103906578 A 8 6/33 页 9 料因与渗透的水反应而被氧化, 产生颜料的黑变, 容易使预涂金属板的设计性下降。 0063 由此, 发明者们为了防止用作金属颜料的铝颜料和基底金属板的直接接触, 采用 通过对表面实施被覆对表面进行了惰性处理的铝颜料, 研究了适合的被覆材料。被覆的目 的是防止铝颜料和金属板的接触及铝颜料和浸入涂膜中的水分等的接触, 因此认为无空隙 等的均匀的。
33、皮膜是适合的, 首先试验了用树脂进行被覆。 其结果是, 发现用丙烯酸树脂被覆 的铝颜料特别适合。 0064 为了在各种各样的用途中进行应用, 优选能够使用由多种材料被覆的铝颜料, 因 此通过扩展对象对用树脂以外的材料被覆的铝颜料进行了进一步的研究。 其结果是, 发现 : 用磷酸化合物对树脂被覆的铝颜料进一步进行了处理的铝颜料也适合本发明的目的。另 外, 还得知用钼酸化合物进行了表面处理的铝颜料是合适的, 用二氧化硅被覆了表面的铝 颜料也是合适的。认为利用钼酸化合物或磷酸化合物的表面被覆、 以及利用二氧化硅的表 面被覆与利用树脂的被覆相比, 多少总显示离子性, 所以意外地发现它们对于防止铝颜料 。
34、和金属板的接触是有效的。 0065 这样, 发明者们得到通过用含有选自磷酸化合物、 钼酸化合物、 二氧化硅、 丙烯酸 树脂中的至少 1 种的皮膜被覆铝颜料表面是有效的这样的见识, 从而完成本发明。接着, 对 本发明进行更具体的说明。 0066 为了表现出金属色调外观, 在本发明的无铬酸盐涂装金属板中, 在形成在至少一 个面的涂膜中, 含有通过被覆表面进行了惰性化处理的薄片状铝颜料。铝颜料的表面被覆 可通过含有选自磷酸化合物、 钼酸化合物、 二氧化硅、 丙烯酸树脂中的至少 1 种的皮膜来进 行。 0067 对于铝颜料, 为了分散在薄的皮膜中表现出金属色调外观, 优选为薄片状 ( 或鳞 片状或平板。
35、状 )。这里所谓 “薄片状” 铝颜料, 指的是纵横比 ( 平均粒径 D50( 累积重量 50 粒径)/厚度比)一般为20以上的铝颜料。 对于本发明中适合使用的薄片状铝, 从通过均匀 地分散在薄的涂膜中表现出所希望的金属外观的目的和获得的容易性的观点出发, 平均粒 径 (D50( 累积重量 50粒径 ) 优选为 5 30m。更优选的平均粒径 D50 为 10 25m。 如果平均粒径(D50)低于5m, 则有时设计性(特别是亮度感)下降, 如果超过30m则有 时设计性 ( 隐蔽性 ) 下降, 或耐蚀性下降。关于所述平均粒径 (D50), 能够采用将铝颜料糊 剂0.5g和甲苯等溶剂大约10g通过电磁。
36、搅拌器等均匀地混合得到的铝颜料分散液, 用激光 衍射 - 散射式的粒度分析仪 ( 例如 Honywell 公司制 :“Microtrac HRA9320X-100” ) 进行测 定。如果更详细地示出薄片状铝的涂膜中的优选的形状, 则薄片状铝的扁平面的直径 ( 在 形状不是正圆状而是椭圆状或不定形状时, 指长径和短径的平均值 ) 的平均值优选为 5 30m, 更优选为 10 25m。如果扁平面的直径的平均值低于 5m, 则有时设计性 ( 特别 是亮度感 )下降, 如果超过30m则有时设计性(隐蔽性)下降或耐蚀性下降。 薄片状铝的 厚度需要根据由含有铝颜料的涂料形成的皮膜的厚度进行选择, 但优选在。
37、 0.01 1m 的 范围内。 更优选的厚度的范围为0.050.5m。 将厚度控制在低于0.01m在技术上是困 难的, 如果超过 1.0m 则有时耐蚀性下降。关于所述扁平面的直径, 可通过用 SEM( 扫描式 电子显微镜 ) 直接观察涂膜的表面进行测定。关于所述薄片状铝的厚度, 可通过下述方法 进行测定 : 以可看到涂膜的垂直断面的方式将涂装金属板埋入常温干燥型环氧树脂中, 在 将其埋入面进行机械研磨后, 用SEM(扫描式电子显微镜)进行观察的方法 ; 或采用FIB(聚 说 明 书 CN 103906578 A 9 7/33 页 10 焦离子束 ) 装置, 在以可看到涂膜的垂直断面的方式从涂装。
38、金属板将厚度为 50nm 100nm 的观察用试样切下后, 用 TEM( 透射式电子显微镜 ) 观察涂膜断面的方法。 0068 关于薄片状铝颜料, 已知有用球磨机粉碎法、 捣碎机法、 蒸镀破碎法等制造的, 在 本发明的目的的范围内可以使用其中的任一种方法。也可使用市售的薄片状铝颜料。 0069 本发明中所用的薄片状铝颜料可通过含有选自磷酸化合物、 钼酸化合物、 二氧化 硅、 丙烯酸树脂中的至少 1 种的皮膜进行被覆。 0070 作为用磷酸化合物皮膜被覆的铝颜料, 例如如日本特开 2003-82259 号公报中记 载的, 可通过对分散在分散介质中的铝颜料用磷酸氢二铵进行处理来得到。除磷酸氢二铵 。
39、以外, 作为被覆处理中所用的磷酸化合物的例子, 可列举出磷酸二氢铵、 磷酸二氢铝、 正磷 酸、 焦磷酸、 偏磷酸、 三磷酸、 四磷酸、 亚磷酸、 聚磷酸、 月桂磷酸、 聚氧丙烯油基醚磷酸、 二聚 氧乙烯壬基苯基醚磷酸、 酸性有机磷酸酯、 酸性有机亚磷酸酯等。 作为磷酸化合物皮膜的被 覆量, 相对于铝 100 质量, 以 P 换算计优选在 0.1 3.0 质量的范围内。在低于 0.1 质 量时被覆的效果不充分, 如果以超过 3.0 质量的附着量被覆, 则有时设计性 ( 亮度感、 金属感 ) 下降。磷酸化合物皮膜的更优选的被覆量为 0.2 2.0 质量。作为用磷酸化合 物皮膜被覆的铝颜料, 也可以。
40、使用市售品。 0071 作为用钼酸化合物皮膜被覆的铝颜料, 例如如日本特开平 6-57171 号公报中记载 的, 可通过对分散在分散介质中的铝颜料用仲钼酸铵进行处理来得到。除仲钼酸铵以外, 作为被覆处理中所用的钼酸化合物的例子, 可列举出钼酸的金属盐 ( 镁盐、 钙盐、 锶盐、 钡 盐 )、 钼二硫代磷酸盐、 钼二硫代氨基甲酸盐等。作为钼酸化合物皮膜的被覆量, 相对于铝 100 质量, 以 Mo 换算计优选在 0.1 10 质量的范围内。在低于 0.1 质量时被覆的效 果不充分, 如果以超过 10 质量的附着量被覆, 则有时设计性 ( 亮度感、 金属感 ) 下降。钼 酸化合物皮膜的更优选的被覆。
41、量为 1 8 质量。作为用钼酸化合物皮膜被覆的铝颜料, 也可以使用市售品。 0072 作为用二氧化硅皮膜被覆的铝颜料, 例如如日本特开 2004-124069 号公报中记载 的, 可通过对分散在分散介质中的铝颜料用四乙氧基硅烷等烷氧基硅烷进行处理, 形成二 氧化硅皮膜来得到。 除四乙氧基硅烷以外, 作为被覆处理中所用的二氧化硅源, 可列举出四 甲氧基硅烷、 四正丙氧基硅烷、 四异丙氧基硅烷、 四正丁氧基硅烷等烷氧基硅烷或硅烷偶联 剂等。二氧化硅皮膜的被覆量相对于铝 100 质量, 以 Si 换算计优选在 1.0 20 质量 的范围内。在低于 1.0 质量时被覆的效果不充分, 如果以超过 20 。
42、质量的附着量被覆, 则有时设计性 ( 亮度感、 金属感 ) 下降。二氧化硅皮膜的更优选的被覆量为 3.5 10 质 量, 二氧化硅皮膜的被覆厚度优选为 5 100nm。在低于 5nm 时被覆的效果不充分, 如果 以超过 100nm 的厚度被覆, 则有时设计性 ( 亮度感、 金属感 ) 下降。二氧化硅皮膜的更优选 的被覆厚度为 15 50nm。作为用二氧化硅皮膜被覆的铝颜料, 也可以使用市售品。 0073 作为用丙烯酸树脂皮膜被覆的铝颜料, 例如如日本特开 2005-146111 号公报中记 载的, 可通过在铝颜料的分散液加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 丙烯酸及偶氮二异丁腈, 使 其反应来得到。这。
43、样, 作为用丙烯酸树脂皮膜被覆的铝颜料, 可通过在铝颜料的分散液中 通过聚合引发剂使 1 种以上的丙烯酸单体聚合来得到。如果列举丙烯酸单体的例子, 则为 丙烯酸甲酯、 丙烯酸乙酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸 2 乙基己酯、 丙烯酸苄酯、 丙烯酸苯氧基乙 酯、 甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸 2 乙基己酯、 甲基丙 说 明 书 CN 103906578 A 10 8/33 页 11 烯酸苄酯等 ( 甲基 ) 丙烯酸烷基酯 ; 丙烯酸、 甲基丙烯酸、 丙基丙烯酸、 异丙基丙烯酸、 丁烯 酸、 马来酸酐、 邻苯二甲酸等含有羧基的不饱和单体 ; 四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、 。
44、四羟甲基 甲烷三丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、 二乙烯基苯等 具有 2 个以上的反应性官能团的聚合性不饱和单体 ; (2 丙烯酰氧基乙基 ) 酸式磷酸酯、 (2 丙烯酰氧基丙基 ) 酸式磷酸酯、 (2 甲基丙烯酰氧基乙基 ) 酸式磷酸酯、 (2 甲基丙 烯酰氧基丙基 ) 酸式磷酸酯等含有磷酸的聚合性不饱和单体 ; 苯乙烯、 丙烯腈等。作为聚 合引发剂, 能够使用偶氮二异丁腈等偶氮化合物或过氧化苯酰等过氧化有机化合物等。丙 烯酸树脂皮膜的被覆量相对于铝 100 质量, 优选在 5 25 质量的范围内。在低于 5 质 量时被覆的效果不充分, 如果以超过25质量的。
45、附着量被覆, 则有时设计性(亮度感、 金 属感 ) 下降。丙烯酸树脂皮膜的更优选的被覆量为 8 20 质量。作为用丙烯酸树脂皮 膜被覆的铝颜料, 也可以使用市售品。 0074 用丙烯酸树脂皮膜被覆的铝颜料还可进一步用磷酸盐进行处理。 例如如日本特开 2002-121423 号公报中记载的, 在此种情况下, 能够在按以上说明用丙烯酸树脂皮膜被覆的 铝颜料的分散液中, 仍按以上说明地添加磷酸化合物进行处理。丙烯酸树脂皮膜和磷酸化 合物皮膜的各自的被覆量最好与上述相同。在此种情况下, 作为用丙烯酸树脂皮膜被覆的 铝颜料, 可以使用市场上出售的产品。 0075 作为这里说明的对表面进行了惰性化处理的薄。
46、片状铝颜料, 在本发明中特别优选 使用的为通过二氧化硅皮膜被覆了表面的。 0076 在本发明的无铬酸盐涂装金属板的涂膜中, 优选以 10 35 质量的含量含有对 表面进行了惰性化处理的薄片状铝颜料。在含量低于 10 质量时, 有时得不到所期待的设 计性 ( 亮度感、 隐蔽性 )。如果含量超过 35 质量, 则有时耐蚀性或耐水密合性下降。铝颜 料的更优选的含量为 15 30 质量。 0077 作为实施了表面被覆处理的铝颜料, 例如如专利文献 3、 4、 5 中记载的, 从以前就 为人所知。可是, 由于将铝颜料添加到预涂金属板的单层涂膜中而容易与基底金属板表面 接触, 为了预防引起异种金属接触腐蚀。
47、的危险性增大, 而采用表面被覆的铝颜料, 对此迄今 为止还不为人知。专利文献 3 的二氧化硅被覆铝颜料被用于抑制因水性涂料中的铝和水的 反应而产生的气体, 从而提高涂料的贮藏稳定性, 并在不损害金属感的情况下满足耐电压 性。专利文献 4 的实施了对水惰性化的表面处理的铝颜料被致密地配置在由涂料组合物形 成的涂膜中, 说明可抑制涂膜中的水分等腐蚀物质的透过, 提高耐蚀性。专利文献 5 的用丙 烯酸树脂被覆的铝颜料在受阻胺类光稳定剂 (HALS) 共存的涂膜中, 避免铝颜料和 HALS 的 直接接触, 说明可进行涂料的长时间保存及提高形成的涂膜的耐候性、 色稳定性。 0078 本发明中采用的实施了。
48、表面被覆处理的铝颜料不仅可预防因与基底金属板表面 接触而引起异种金属接触腐蚀的危险, 而且在用于形成涂膜的涂料为水系涂料的情况下, 对于防止铝颜料在涂料中与水反应而产生危险的氢气也是有益的。 0079 在本发明的预涂金属板的涂膜中, 除表面被覆的薄片状铝颜料以外, 也可以存在 平均粒径为 5 100nm 的二氧化硅粒子。通过将如此微细的二氧化硅粒子分散在涂膜中, 对于阻止铝颜料和基底金属板表面的接触、 防止异种金属接触腐蚀是有效果的。 此外, 也不 会使涂膜的光泽消失, 对于美丽地见到具有金属色调外观的预涂金属板也是有效的。二氧 化硅粒子还有助于提高预涂金属板的耐蚀性、 耐损伤性。 说 明 书 CN 103906578 A 11 9/33 页 12 0080 作为二氧化硅粒子没有特别的限制, 能够使用胶体二氧化硅、 气相二氧化硅等。 可 以使用市售的二氧化硅粒子, 例如, 可列举出 O、 N、 C、 IPA-ST( 日产化学工业 )、 Adelite AT-20N、 AT-20A( 旭电化工 业 )、 Aerosil200( 日本 Aerosil) 。