JP2000271533A - 模様付き塗装金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗膜に分散している磁性粉末を磁力によって配
向・移動させ、意匠性及び識別性に優れた磁性模様付き
塗装金属板を得る。 【解決手段】磁性粉末を分散させた塗膜を金属板又は金
属帯の表面に形成し、着磁パターンを付けた複数個のリ
ング状強磁性体が、ロール本体の周面に取り付けられて
いる模様付けロールを金属板又は金属帯の背面に配置
し、磁場を作用させる。塗膜中の磁性粉末は磁力線に沿
って配向・移動し、着磁パターンに応じた模様を塗膜面
に形成する。この磁性模様パターンは、強磁性体を並べ
替え、一部の交換、着磁し直すことで容易に変更でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁力によって任意
の模様を付与した模様付き塗装金属板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内装材、外装材、家電製品の外板材等と
して使用される意匠鋼板の代表的なものに着色亜鉛鉄板
がある。この着色亜鉛鉄板は、単一色であることから意
匠性に乏しく、光沢が高いために冷たい印象を与えるの
で、高級感が要求される内装材や器物等の外板には不向
きである。塗膜表面の意匠性を向上し高級感を付与する
ため、従来から種々の手段が提案されている。例えば炭
酸カルシウム、シリコン化合物、ガラス繊維、雲母状酸
化鉄、着色ビーズ、他の無機顔料等の固体添加物を添加
した塗料を使用することにより、塗膜に変化をつけて意
匠性を改善する方法が知られている。固体添加物を含む
塗料では、均一な艶消し面を有する塗膜が得られるもの
の、単調な表面状態になり易く、外観が与える印象が弱
く、意匠性及び識別性に改善の余地がある。

【０００３】金属板に塗装を施した後、模様を印刷した
フィルムを貼り付けて意匠性を付与する方法も採用され
ている。しかし、模様付きフィルムの貼付によって意匠
性を高める方法では、固体添加物を含む塗料を使用する
場合に比べて製造コストが高くなる。また、品質にも難
点がありフィルムと鋼板との密着性や長時間の暴露によ
りフィルム自体の樹脂が変質し、表面の黄変やフィルム
層の剥離等の欠陥が発生する場合もある。

【０００４】一方、塗料中に分散している磁性材を磁力
により配向・移動させて模様を形成させるとき、深みの
ある模様付き塗装金属板が得られる。この種の方法とし
ては、磁性粉末を分散させた塗料を金属板又は金属帯上
に塗布した後、塗料が流動性のある間に金属板又は金属
帯の背面から磁石の磁力を作用させ、塗料中に分散して
いる磁性粉末を磁力線に沿って配向・移動させることが
特開平３−１９３１６２号公報に紹介されている。この
方法では模様が限られるため、意匠性付与に多様性が求
められる塗装鋼板の製造には不向きである。また、本発
明者らは、磁性体を貼り付けた金属ロールを使用し、必
要とするパターンに応じて脱磁、着磁させることによ
り、任意の磁性模様を付与した塗装金属板を得る方法を
特開平９−２０６６７７号公報で紹介した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法は、
磁力により金属板上の塗料中の磁性粉末を配向・移動さ
せるために磁性体と金属板が接するか極めて近接する必
要がある。磁性体を貼り付けた金属ロールを用いる場
合、塗装金属板に対する強磁性体の磁力面積が小さいた
め、明確な模様が得られ難く時間もかかるという問題が
ある。明確な模様を発現するためには、金属ロールの径
を充分に大きくし、強磁性体の塗装金属板に対する磁力
面積を確保する必要がある。また、連続塗装ライン中で
模様を付与する場合、塗装金属帯の板幅以上の長さを持
つ強磁性体で覆われた金属ロールが必要となる。

【０００６】このように大きな筒状の強磁性体を一体で
成形するには、粉末状磁石を樹脂に練り込んで金型を用
いなければならない。しかし、圧縮量を考慮すると、ロ
ール長さの３倍以上の長さを有する金型が必要であり、
技術上及びコスト上でも困難である。作製しても射出成
形等と比較して密度も低く、強い磁力を保持することは
難しく、また、模様を変更する際の脱磁・着磁に手間が
かかる。さらに、強磁性体の一部が破損したとき、強磁
性体全部を交換しなければならない。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、予め脱磁
及び着磁により繰返し必要パターンに応じて着磁した複
数個のリング状強磁性体を並ベてロール表面を覆い、か
つ、各強磁性体の脱着を容易にすることにより容易に任
意の磁性模様を付けた塗装金属板を大量に得ることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、そ
の目的を達成するため、５０ガウス以上の保磁力をもつ
リング状強磁性体が周面に取り付けられ、脱磁及び着磁
により繰返し必要パターンに応じて着磁したロールを、
金属板又は金属帯の被塗装背面に配置し、磁性粉末を分
散させた塗料を前記金属板又は金属帯に塗装した後、前
記塗料が流動性のあるうちに前記ロールによって磁力を
作用させ、発生した磁力線に沿って磁性粉末を塗料内で
配向又は移動させて模様を発現させ、次いで前記塗膜を
焼付け硬化することを特徴とする。本発明で使用する模
様付けロールには、幅５〜２００ｍｍ、直径１００〜５
００ｍｍの複数個のリング状強磁性体を周面に取り付け
ている。

【０００８】

【発明の実施の形態】リング状強磁性体は、焼結フェラ
イト磁石、ネオジウム磁石等の通常使用されている磁石
でよい。予め電磁石ヨークによって必要パターンに応じ
て着磁されたリング状強磁性体を、金属ロール本体の周
面に取り付けることで、模様付けロールが形成される。
リング状強磁性体は射出成形により加工でき、磁石粉の
密度が高く強磁力を得ることが可能となる。また、取り
付けが簡単で金属ロールに貼り付ける必要がなく、嵌め
込むだけで使用でき、組立・交換が容易であるととも
に、強磁性体の一部が破損したり磁力が低下したときは
その部位のみ交換すればよく、メンテナンス等の作業性
に優れる。

【０００９】各リング状強磁性体の大きさは幅５〜２０
０ｍｍ、直径１００〜５００ｍｍが好ましい。幅５ｍｍ
未満では模様付けロールを形成するために多数の強磁性
体が必要となるので実用的でない。幅２００ｍｍを越え
ると成形が困難であり、脱磁・着磁にも手間がかかる。
直径が１００ｍｍ未満では塗装金属板に対する強磁性体
の磁力面積が小さくなるため、明確な模様が得られな
い。直径が５００ｍｍを越えると成形が困難でコスト高
のわりに模様の明確さは５００ｍｍまでと変わらない。
これらのリング状強磁性体は、電磁石ヨークにより適宜
の模様に着磁され、図１に示すように未着磁部、着磁部
からなるパターンが形成される。電磁石ヨークは、ロー
ル外形に対応する曲面を有するヨークが用いられる。形
状の異なるヨークを使用し、着磁の間隔を変えることに
より異なる模様を着磁することができる。

【００１０】全ての強磁性体を同じ模様に統一するこ
と、一部を異なる模様にすることが可能である。強磁性
体の並べ替えや一部交換、着磁変更により模様を変える
こともできる。着磁パターンの輪郭は、磁石のコントロ
ールによりシャープ又はソフトを任意に選択し調節でき
る。塗布された塗料が流動状態にあるうちに、金属板ま
たは金属帯に着磁したロールを背面から接触または近接
させると、着磁部の磁力線に沿って塗料中の磁性粉末が
配向又は移動し、図２に示すような着磁パターンに対応
する模様が形成される。次いで、塗膜を焼付け硬化する
と、塗膜中の磁性粉末が配向又は移動した状態で固定さ
れる。

【００１１】金属帯又は金属板としては、磁性又は非磁
性材料を使用することができる。例えば、溶融亜鉛めっ
き鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼
板、冷延鋼板などの磁性金属材料や、オーステナイト系
ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板
等の非磁性金属材がある。オーステナイト系ステンレス
鋼板等の非磁性金属材料を塗装原板とするとき、比較的
弱い磁場でも鮮明な模様を付与することができる。磁性
金属材料を塗装原板とする場合、比較的強い磁場が必要
とされる。磁性粉末を分散させる塗料としては、種類に
制約を受けるものではないが、例えばアクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニ
ル樹脂等を使用することができる。

【００１２】塗料に分散させる磁性粉末には、例えばニ
ッケルめっき、クロムめっき、酸化鉄を０．０１〜数μ
ｍコーティングしたマイカ粉等が使用される。マイカ粉
は、鱗片状になっていることから、配向によって発現す
る模様が鮮明になる。また、フェライト系ステンレス鋼
の粉末やベンガラ、フェライト等を磁性粉末として使用
することもできる。磁性粉末は、塗料に対する分散性か
ら直径１００μｍ以下、厚さ数μｍのフレーク状が好ま
しい。なお、過剰量の磁性粉末を塗料に配合すると、塗
膜性能に悪影響を及ぼすので、樹脂１００重量部に対し
て１〜５０重量部の割合で磁性粉末を配合することが好
ましい。

【００１３】磁性粉末を分散させた塗料を金属板又は金
属帯に塗布し、塗料が流動性を維持している状態で塗装
背面から５０ガウス以上の磁力をロールによって作用さ
せるとき、磁力線に沿って磁性粉末が配向又は移動し、
磁場に対応した模様が発現する。磁性粉末は、塗料を金
属板又は金属帯に塗布した状態では形成された塗膜内で
安定した状態を維持するが、塗料が流動性のあるうちに
磁場を作用させると、磁力線に沿って磁性粉末が傾斜・
配向する。中には、磁力線に沿って流動性のある塗膜内
を移動する磁性粉末もある。このように、磁性粉末の配
向・移動によって模様が発現した塗膜を焼き付けると、
磁性粉末がその状態で固定され、深み感に富む模様が得
られる。

【００１４】本発明に従って磁性模様を発現させるため
に、例えば図１に示すロール本体１の周面を複数のフェ
ライト磁石等のリング状強磁性体２で覆った模様付けロ
ール３を使用する。強磁性体２は予め着磁装置で所望の
模様を着磁しておく。模様付けロール３を磁性塗膜４を
形成した金属板５又は金属帯の背面に接触させる又は背
面近傍に配置する。これにより、磁性塗膜中に分散して
いる磁性粒子が模様付けロール３から発した磁力線に従
って配向し、図２に示すような所定の磁性模様を発現し
た模様付き金属板が得られる。

【００１５】模様を発現させるには、塗膜表面に５０ガ
ウス以上の磁力を作用させる必要がある。金属板の磁性
又は非磁性、板厚、着磁距離等で模様発現状態が異なる
ので、模様付けロールの着磁力を制御しながら多種の模
様を発現することができる。また、強磁性体を並ベ変え
たり図３のように一部の強磁性体を交換又は着磁し直す
ことにより多様な磁性模様が得られる。着磁し直すとき
は、古い着磁パターンを脱磁装置によって減磁周波数を
与え容易に消磁できる。

【００１６】連続走行する金属帯を模様付けする場合、
ロールは例えば図５に示す構成で塗装ラインに組み込ま
れる。磁性粉末を分散させた塗料６を収容した塗料パン
７中に浸漬したピックアップロール８とアプリケーター
ロール９が接触すると、塗料パンからすくい上げられた
塗料がロール８、９を経てバックアップロール１０で支
持された金属帯１１に乾燥塗膜厚として１０〜２０μｍ
になるように塗布される。金属帯の背面に模様付けロー
ル３が配置されており、模様付けロール３の着磁パター
ンに応じた模様が塗膜に付与される。次いで、模様が付
与された磁性塗膜は、オーブン１２で焼付け硬化され
る。このように磁場を作用させながら塗装金属帯を走行
させて塗装焼付けを施すことにより、連続的に模様付き
塗装金属板を製造することができる。

【００１７】得られた塗膜面は、磁性粉末の配向状態、
磁性塗膜内での不均一分布、微細な凹凸等に起因する偏
光、干渉作用等により深み感のある表面状態を呈する。
その結果、従来にない意匠性や識別性に優れた塗装金属
板又は金属帯が得られる。塗膜に作用させる磁場は、鮮
明度のある模様に必要な磁性粉末の配向又は移動させる
ため、５０ガウス以上の強度が必要である。ただし、１
０００ガウスを越える磁場強度では、磁力線が磁性塗膜
全体に作用し、磁力差が小さくなるので、磁性粉末の濃
度変化も小さく鮮明な磁性模様が得られ難い。通常、通
板速度が速くなるに従って強力な磁場を作用させるよう
に、模様付けロールの保磁力を５００〜１５００ガウ
ス、強磁性体の厚さを１〜１０ｍｍの範囲で調整し、塗
膜表面磁力を５０〜１０００ガウスの範囲で選定するこ
とが好ましい。

【００１８】

【実施例】実施例１；直径２００ｍｍ、幅３００ｍｍの
金属製ロール本体１に、着磁装置により模様を着磁した
内径２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状フ
ェライト系磁石２を図１に示すように８個並ベて嵌め込
み、模様付けロール３とした。また、直径１〜３２μｍ
（平均粒径１２μｍ）の鱗片状マイカ及び直径２０〜９
６μｍ（平均粒径５０μｍ）の鱗片状マイカに平均厚さ
０．０５μｍのＮｉをコーティングした磁性粉末を用意
した。この磁性粉末１５重量部を高分子ポリエステル系
樹脂１００重量部に配合して磁性塗料７を調合した。磁
性塗料を溶剤で希釈し、Ｎｏ．４フォードカップで１１
０秒（２５℃）に粘度調整した後、クロメート処理を施
した板厚０．５ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板５に乾燥塗膜
厚が１５μｍになるように塗布した。次いで磁性塗料７
が流動性があるうちに、模様付けロール３により背面か
ら１０００ガウスの磁力を作用させたとき、溶融亜鉛め
っき鋼板５の表面で１００ガウスの磁力が得られた。こ
の磁力によって図２のような着磁模様に対応した深み感
のある鮮やかな磁性模様が塗膜に発現し、模様付き塗装
金属板が得られた。この模様は塗膜を焼付け硬化後でも
維持できた。

【００１９】実施例２；実施例１で使用したリング状強
磁性体８個のうち、1個を異なる模様を着磁した同型の
リング状強磁性体と交換した。この模様付けロールを用
いた以外は実施例１と同条件であり、得られた模様付き
塗装金属板の磁性模様は、図４に示すように変更した着
磁模様に対応していた。 実施例３；クロメート処理した板厚０．５ｍｍのＳＵＳ
３０４ステンレス鋼板に、実施例１と同条件下で模様付
き塗装金属板を作製した。模様付けロールにより背面か
ら１０００ガウスの磁力を作用させたとき、ステンレス
鋼板表面で８００ガウスの磁力が得られた。作製された
塗装金属板の磁性模様は、着磁模様に対応した鮮やかな
塗膜が得られた。

【００２０】実施例４；直径３００ｍｍ、幅１０００ｍ
ｍのロール本体に着磁装置により、模様を着磁した内径
３００ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状ネオジ
ウム系磁石２を２０個並ベて嵌め込み、模様付けロール
３とした。実施例１で用いた磁性塗料を、図５に示す塗
装ラインで溶融亜鉛めっき鋼帯１１表面に塗布した。そ
して、模様付けロールの磁力１５００ガウスを作用させ
たとき、塗膜表面磁力３５０ガウスが得られた。通板速
度４０ｍ／分でめっき鋼帯を着磁しながら磁性模様を発
現させたところ、着磁した模様に対応する磁性模様を有
する塗装金属帯が連続して製造できた。

【００２１】比較例；直径６０ｍｍ、幅３００ｍｍの金
属ロールに、着磁装置により模様を着磁した直径６０ｍ
ｍ、幅２５ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状フェライト系磁
石を８個並ベて嵌め込み、模様付けロールとした。この
模様付けロールにより実施例１と同条件下で、模様付き
塗装金属板を作製した。模様付けロールにより背面から
１０００ガウスの磁力を作用させたとき、溶融亜鉛めっ
き鋼板の表面で２０ガウスの磁力しか得られなかった。
製造された模様付き塗装金属板の磁性模様は、非常に不
鮮明であり模様と視認することができなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、磁性
塗膜が形成された金属板又は金属帯に模様付けロールの
磁場を作用させることにより、塗膜に分散している磁性
粉末を磁力線に沿って配向、移動させ、磁性模様を発現
させている。この磁性模様は偏光、干渉作用のある塗膜
面を呈し、意匠性、識別性に優れた模様付き塗装金属板
又は金属帯が得られる。模様付けロール表面の強磁性体
は分割されているため、成形が容易であるとともに、ロ
ールの大型化が可能である。また、一部の強磁性体が破
損した場合、その部分のみを交換することができ、修
理、取り付け、メンテナンスが容易である。さらに、強
磁性体を並べ替えたり一部の強磁性体を交換や着磁し直
すことで、多種多様な磁性模様が得られるため、ニーズ
に応じて多様な模様を有する塗装金属板を通常の連続塗
装ラインで生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】着磁パターンが付けられた模様付けロール

【図２】図１の着磁パターンにより塗膜に発現した磁性
模様

【図３】着磁パターンを変更した模様付けロール

【図４】図３の着磁パターンにより塗膜に発現した磁性
模様

【図５】連続塗装ラインに組み込まれた模様付けロール

【符号の説明】

１：ロール本体 ２：リング状強磁
性体 ３：模様付けロール ４：磁性塗膜 ５：金属板 ６：磁性塗料 ７：塗料パン ８：ピックアップ
ロール ９：アプリケーターロール １０：バックアップ
ロール １１：金属帯 １２：オーブン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正樹 千葉県市川市高谷新町７番地の１日新製鋼 株式会社技術研究所塗装・複合材料研究部 内 Ｆターム(参考） 4D075 BB26Z BB99Y CB14 DB05 DC01 DC18 EA60 EB35 EB52 EC04 EC10 4F100 AB01A AB16 AC05 AK42 BA02 BA07 CA20B CC01B EH46 GB08 JL02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】５０ガウス以上の保磁力をもつリング状強
   磁性体が周面に取り付けられ、脱磁及び着磁により繰返
   し必要パターンに応じて着磁したロールを、金属板又は
   金属帯の被塗装背面に配置し、磁性粉末を分散させた塗
   料を前記金属板又は金属帯に塗装した後、前記塗料が流
   動性のあるうちに前記ロールによって磁力を作用させ、
   発生した磁力線に沿って磁性粉末を塗料内で配向又は移
   動させて模様を発現させ、次いで前記塗膜を焼付け硬化
   することを特徴とする模様付き塗装金属板の製造方法。
2. 【請求項２】ロールが、幅５〜２００ｍｍ、直径１００
   〜５００ｍｍの複数個のリング状強磁性体を周面に取り
   付けることにより構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の模様付き塗装金属板の製造方法。