JP2006001103A

JP2006001103A - 筆記板用塗装鋼板

Info

Publication number: JP2006001103A
Application number: JP2004178932A
Authority: JP
Inventors: Toshie Taomoto; 敏江垰本; Yasuaki Nakada; 安章仲田; Hiroshi Tsuburaya; 浩圓谷
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】視認性とマーカー消去性の同時改善を図った筆記板用塗装鋼板を提供する。
【解決手段】絶対屈折率１.４５以下、あるいは１.４０以下の基材を用いた塗膜を有する筆記板用塗装鋼板。その塗膜は、基材中に白色顔料を含むものが好適に採用でき、基材中に蓄光性顔料を含んでもよい。基材としてはフッ素樹脂またはシリコーン樹脂が採用でき、白色顔料としては酸化チタン，亜鉛華，リトポン，硫化亜鉛等が採用できる。また、つや消し剤を添加した高明度有機塗膜層と、その上に絶対屈折率が１.４０以下の物質を用いたクリア塗膜層とを有する、複層塗膜を形成した筆記板用塗装鋼板が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、インキ等で筆記された文字等が容易に拭き取り消去できる筆記板（ホワイトボードなど）に使用される塗装鋼板に関する。

ホワイトボードなどの筆記板に用いる材料には、表面に筆記されたインキ等による文字等が正しい色ではっきり判別できるよう、「視認性」に優れることが要求される。そのために、筆記板表面はできるだけ白色に近い高い明度を有する必要がある。また、見る角度によって照明等の明るい光源の像が映り込まないことが重要である。
一方、筆記板表面には水性または油性のマーカーで文字等が筆記されるが、そのインキが容易に拭き取れること、すなわち「マーカー消去性」に優れることが必要である。

現在、ホワイトボード用材料としては琺瑯（ほうろう）が多く使用されており、最近では家庭用などの比較的低グレードの用途を中心に塗装鋼板も使用されるようになってきた。

琺瑯は十分な白色度を付与することができるとともに、表面には適度な凹凸が形成されることにより入射光線が散乱され、鮮映性を低くすることができる。このため筆記板として優れた「視認性」を有する材料である。また、筆記板用に開発されたインキに対し優れた「マーカー消去性」を呈するものである。しかし、琺瑯は鋼板表面にうわぐすりを塗り、８００〜９００℃の高温で焼成して製造されるため、塗装鋼板と比べると製造コストが高いという欠点を有する。

他方、塗装鋼板は連続ラインにおいて鋼帯の状態で製造できる（いわゆるプレコート鋼板）。このため、コスト的には非常に有利となる。しかしながら、筆記板用としての高い性能を付与したプレコート鋼板は未だ出現していないのが現状である。その主たる原因は、「視認性」と「マーカー消去性」を両立させることが難しい点にある。すなわち、プレコート鋼板は一般にロールコーターによって塗料を鋼帯表面に塗布した後、焼付けを行って連続生産されるが、この場合、塗料につや消し剤を添加するなどの処置を施さないと、塗膜表面は平滑性の高いものとなり、照明などの像が写り込んでしまい、視認性が低下する。逆に、つや消し剤を添加すると写り込みは低減できる反面、粗面化された表面となるためにマーカー消去性が確保されなくなってしまうのである。

特許文献１には、セラミック塗膜層中に無機質または金属材料からなる微細な反射材を含有させることにより、６０°鏡面反射率を４０％以下にした映写・筆記兼用板が記載されている。しかし、この材料もプレコート鋼板に比べるとかなり高価なものである。

特開平６−２７５３２号公報

本発明は、以上のような現状に鑑み、優れた視認性とマーカー消去性を両立させた塗装鋼板であって、プレコート鋼板として製造できる筆記板用塗装鋼板を開発し提供しようというものである。

上記目的は、絶対屈折率１.４５以下、あるいは１.４０以下の基材を用いた塗膜を有する筆記板用塗装鋼板によって達成される。その塗膜は、基材中に白色顔料を含むものが好適に採用でき、基材中に蓄光性顔料を含んでもよい。基材としてはフッ素樹脂、あるいはシリコーン樹脂が採用でき、白色顔料としては酸化チタン、亜鉛華、リトポン、硫化亜鉛等が採用できる。
また、つや消し剤を添加した高明度有機塗膜層と、その上に絶対屈折率が１.４０以下の物質を用いたクリア塗膜層とを有する、複層塗膜を形成した筆記板用塗装鋼板が提供される。

本発明によれば、優れた視認性とマーカー消去性を具備した塗装鋼板を、プレコート鋼板において実現することが可能になった。この塗装鋼板はホワイトボード用材料として従来一般的に用いられていた琺瑯に比べ製造コストが大幅に低減される。このため、高い実用的性能が要求される学校や企業の筆記板として、より安価なものを提供することができる。また、従来低グレードであった家庭用などの筆記板に適用すれば、従来とあまり変わらないコストで性能向上が実現できる。したがって本発明は、筆記板用塗装鋼板の普及に寄与するものである。

琺瑯をはじめ、従来のホワイトボード用材料では、照明など輝度の高い光源の像が写り込まないようにするために、「鮮映性」を低減させる手法が用いられてきた。鮮映性は、鏡面反射の起こり易さと捉えることができ、例えば６０°鏡面光沢度の値が低いものほど鮮映性の低減効果が大きい材料であると言える。鮮映性を低減するには表面粗度を大きくしたり、特許文献１のように一定方向への反射率が高い粒子を透明性の高い塗膜中に分散させたりすることにより、入射光線の反射を散乱させる方法が採られる。

しかしながら、ロールコーターによって形成される樹脂塗膜の場合には、表面粗度を大きくする手法はマーカー消去性の低下を招くため容易に採用することができず、また反射粒子を含有させる手法は粒子の配向が方向性を持ちやすいために見る角度によって均一な光沢度を実現することが難しい。

そこで本発明では、鮮映性を低下させる（つまり反射を散乱させる）という手法を採用するのではなく、これとは全く異なる思想により視認性の向上を実現することとした。すなわち、塗膜を構成する基材の反射率自体を低減することにより、照明等の写り込みを目立たなくするのである。

本発明では、屈折率の小さい物質で塗膜を構成することにより、塗膜の反射率を低減させる。その原理は以下のとおりである。すなわち、塗膜を構成する物質の反射率は、その物質の屈折率に依存する。空気の絶対屈折率をｎ₁、塗膜構成物質（基材）の絶対屈折率をｎ₂とすると、その塗膜層表面における反射率Ｒは下記(1)式のように表される。
Ｒ＝(ｎ₂−ｎ₁)²／(ｎ₂＋ｎ₁)² ……(1)
ここで、ｎ₁は１.００と考えてよい。ｎ₂は理論的に１.００より大きい値となる。
(1)式より、塗膜構成物質の絶対屈折率ｎ₂が小さいほど、反射率Ｒが小さくなることが判る。したがって本発明では、絶対屈折率の小さい物質で表面の塗膜層を構成する。

従来の筆記板用プレコート鋼板には例えばアクリル樹脂塗料が使用されているが、そのアクリル樹脂の絶対屈折率は１.５０程度である。ｎ₂＝１.５０として(1)式により反射率を求めると、Ｒ＝０.０４０となる。
一方、絶対屈折率の小さい樹脂として、４フッ化エチレンパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＦＡ），４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等のパーフルオロポリマーやフルオロアルキルアクリレートポリマーに代表されるフッ素樹脂、あるいは、ポリジメチルシロキサンやフルオロアルキル基が導入されたポリシロキサン等のシリコーン樹脂が挙げられる。この種の樹脂において例えば絶対屈折率が１.３５のものを塗料の基材に使用すると、(1)式によりその塗膜層の反射率Ｒ＝０.０２２となる。この場合、前記従来のアクリル樹脂との反射率の比率は、０.０２２／０.０４０＝０.５５５となり、大幅な反射率低減効果が得られる。

図１に、本発明の塗装鋼板における表面付近の断面構造を模式的に例示する。鋼板素地１の上に塗膜２が形成されている。その塗膜２は、例えば透光性のある有機高分子樹脂からなる基材３の中に、白色顔料４を分散させた構造が採用できる。基材３中には、白色顔料４の他に例えば蓄光性顔料などの機能性顔料が分散していても構わない（なお、図中、白色顔料４の粒子サイズは極めて誇張して描いてある）。最表面５は通常の樹脂塗膜と同程度に平滑性を有しており、筆記板用マーカーの消去性に優れる。入射光線６は基材３の最表面５で一部が正反射光線７として反射するが、基材３は、前述のように屈折率の低い物質で構成することにより反射率が低くなっているので、正反射光線７は大きく減衰されており、したがって照明等の光源の写り込みが大幅に低減される。白色顔料４を含んだ塗膜では、透過光は白色顔料４の表面で散乱され、高い白色度が確保されるために、前記の正反射光線７の減衰と相俟って優れた視認性が実現できる。

白色顔料４としては、例えば酸化チタン，亜鉛華，リトポン，硫化亜鉛等が好適に使用できる。また、白色顔料４の代わりに、明度の高い着色顔料を使用することもできる。その場合、板面に筆記されたインキ層が判別できる色相の顔料を使用する必用があるが、種々のインキ色に対応できるよう、できるだけ無彩色に近くかつ明度の高い着色顔料を使用することが望ましい。

また、蓄光性顔料を分散させると、照明を暗くした室内においても筆記板に記載された文字等を視認することが可能になる。例えば、暗くした会議室で映像を別のスクリーンに映写しながら筆記板に文字等を筆記して説明することができ、照明を点灯した後には写り込みの目立たない良好な視認性が発揮される。蓄光性顔料としては輝度の高いユーロピウムやディスプロシウム等で賦活されたアルミン酸ストロンチウム等が使用できる。

図２に、複層塗膜を形成した本発明の塗装鋼板における表面付近の断面構造を模式的に例示する。鋼板素地１の上に高明度有機塗膜層１１を有し、その上にクリア塗膜層１２を有する。この高明度有機塗膜層１１とクリア塗膜層１２によって複層塗膜２'が構成されている。クリア塗膜層１２の最表面５は通常の樹脂塗膜と同程度に平滑性を有しており、筆記板用マーカーの消去性に優れる。このクリア塗膜層１２は図１の基材３と同様、反射率の低い物質で構成されているので、入射光線６による正反射光線７は大きく減衰されている。このため、最表面５での照明等の光源の写り込みは大幅に低減される。一方、高明度有機塗膜層１１はつや出し剤が添加されているのでクリア塗膜層１２との界面１３は細かい凹凸に富んでおり、クリア塗膜層１２を透過してきた光線は界面１３で散乱され、界面１３での反射による光源の写り込みはほとんど起こらない。また、高明度有機塗膜層１１は白色あるいはそれに近い明度（使用するインキが十分視認できる明度）を有するため、前記の正反射光線７の減衰と相俟って優れた視認性が実現できる。

クリア塗膜層１２を構成する物質としては、屈折率の低い前記のフッ素樹脂あるいはシリコーン樹脂等が好適に使用できる。
高明度有機塗膜層１１は、例えばポリエステル樹脂，アクリル樹脂等を基材とする樹脂に酸化チタン，亜鉛華，リトポン，硫化亜鉛等の白色顔料を添加し、さらにつや消し剤としてシリカ，ガラスビーズ，アクリルビーズ，ポリアクリロニトリル樹脂ビーズ，ナイロンビーズ等を添加したものが使用できる。つや消し剤の添加量は、当該高明度有機塗膜層を形成した単層状態のときに、表面の光沢度がＪＩＳＺ８７４１に規定される６０度鏡面光沢度で７０以下になるような量とするのが好ましい。

本発明の筆記板用塗装鋼板は、光源の写り込みが少ないという特性を利用して、映写スクリーンを兼ねた筆記板にも好適に利用できる。室内の壁面の一部を当該塗装鋼板で構成すれば、筆記・映写兼用壁として使用できる。また、本発明の塗装鋼板はプレコート鋼板として製造でき、琺瑯とは異なり家電製品の外板などに加工することもできる。このため、冷蔵庫などの電化製品の外板を本発明の塗装鋼板で構成すれば、そのボディーをメモ書き自在な筆記板として利用でき便利である。

屈折率の低い物質として４フッ化エチレンパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＦＡ）を使用した。まず、この物質の屈折率を求めるために、この物質からなる塗料（顔料を含まない）を用意し、鋼板表面に塗布した後、４００℃に加熱して焼付けした。焼付け後の塗膜厚みは約５０μｍである。この塗装鋼板について、２０℃の雰囲気中で、ナトリウムＤ光源を塗膜表面に入射し、反射した光を多波長アッベ屈折計で測定することにより屈折率を求めた。その結果、絶対屈折率は１.３５であった。

次に、上記４フッ化エチレンパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＦＡ）を基材に、白色顔料として、乾燥塗膜中の含有率が５０質量％となる量の二酸化チタンを添加し、ボールミルを用いて分散させて白色塗料を調製した。
一方、ベースとなる鋼板として、板厚０.５ｍｍの普通鋼溶融亜鉛めっき鋼帯を用意した。

連続塗装ラインにおいて、上記白色塗料をロールコーターにて上記鋼帯の表面に塗布し、４００℃×１２０秒の焼付けを行った。焼付け後の塗膜厚さは約２０μｍである。

得られた塗装鋼板から切り出したサンプル（５００×５００ｍｍ）を、市販の琺瑯製ホワイトボードの板面に貼付し、裸の蛍光灯，裸の白熱電球，および明るい窓の写り込みの程度を、種々の角度から肉眼で観察することにより、当該塗装鋼板とその周囲の琺瑯製ホワイトボードで比較した。その結果、当該塗装鋼板は、琺瑯製ホワイトボードと遜色ない視認性を有することが確認された。

また、市販の種々の筆記板用マーカーにて当該塗装鋼板および琺瑯製ホワイトボードに筆記を行い、市販のフェルト製マーカー消しにてマーカー消去性を比較した。その結果、当該塗装鋼板のマーカー消去性は琺瑯製ホワイトボードと同等もしくはそれ以上に良好であった。

さらに、比較のために、白色のプレコート鋼板を使用した市販のホワイトボードを用意し、前記の当該塗装鋼板サンプルをプレコート鋼板製ホワイトボードの板面に貼付し、裸の蛍光灯，裸の白熱電球，および明るい窓の写り込みの程度を、種々の角度から肉眼で観察することにより、当該塗装鋼板とその周囲のプレコート鋼板製ホワイトボードで比較した。その結果、当該塗装鋼板は、プレコート鋼板製ホワイトボードと比べ、光源の写り込みは大幅に軽減されており、視認性に優れていた。

つや消し剤を添加した白色の有機塗膜層（下層）と、低屈折率物質からなるクリア塗膜層（上層）とで構成される複層塗膜を有する塗装鋼板を製造した。
下層用の塗料として、ポリエステル樹脂に、二酸化チタンの白色顔料を乾燥塗膜中の含有率が５０質量％となるように添加し、平均粒径８μｍのガラスビーズつや消し剤を約５質量％混合したものを用意した。
上層用のクリア塗料としては、実施例１で用いたＰＦＡ（屈折率１.３５）からなるもの（顔料を含まないもの）を用意した。
ベースの鋼板は実施例１と同じ普通鋼溶融亜鉛めっき鋼帯を使用した。

連続塗装ラインにおいて、上記の下地層用の白色塗料をロールコーターを用いて上記鋼帯の表面に塗布し、２３０℃×４０秒の焼付けを行った。焼付け後の下地白色塗膜層の厚さは約１８μｍである。次いで、連続塗装ラインにて、上記のクリア塗料をロールコーターを用いて上記下地層（白色塗膜）の上に塗布し、４００℃×１２０秒の焼付けを行った。焼付け後のクリア塗膜層の厚さは約５μｍである。

得られた塗装鋼板から５００×５００ｍｍのサンプルを採取し、実施例１と同様の方法で、市販の琺瑯製ホワイトボードとの比較において、視認性（光源の写り込み）およびマーカー消去性を調べた。その結果、当該塗装鋼板は、琺瑯製ホワイトボードと遜色ない視認性を有することが確認された。また、当該塗装鋼板のマーカー消去性も琺瑯製ホワイトボードと同等もしくはそれ以上に良好であった。

また、実施例１と同様に市販のプレコート鋼板製ホワイトボードとの視認性を比較した。その結果、当該塗装鋼板は、プレコート鋼板製ホワイトボードと比べ、光源の写り込みは大幅に軽減されており、視認性に優れていた。

本発明の塗装鋼板における塗膜構造を模式的に表した断面図。本発明の塗装鋼板における複層塗膜構造を模式的に表した断面図。

符号の説明

１鋼板素地
２，２' 塗膜
３基材
４白色顔料
５最表面
６入射光線
７正反射光線
１１高明度有機塗膜層
１２クリア塗膜層
１３界面

Claims

絶対屈折率１.４５以下の基材を用いた塗膜を有する筆記板用塗装鋼板。
絶対屈折率１.４０以下の基材を用いた塗膜を有する筆記板用塗装鋼板。
前記塗膜が、基材中に白色顔料を含むものである請求項１または２に記載の筆記板用塗装鋼板。
前記塗膜が、基材中に蓄光性顔料を含むものである請求項１または２に記載の筆記板用塗装鋼板。
基材がフッ素樹脂またはシリコーン樹脂である請求項１〜４に記載の筆記板用塗装鋼板。
白色顔料が酸化チタン，亜鉛華，リトポンまたは硫化亜鉛である請求項１〜４に記載の筆記板用塗装鋼板。
つや消し剤を添加した高明度有機塗膜層と、その上に絶対屈折率が１.４０以下の物質を用いたクリア塗膜層とを有する筆記板用塗装鋼板。