JP2007230114A - Coated metal sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家電製品や屋内外の建材等に使用するのに適した、レーザー印字性に優れた塗装金属板に関する。 The present invention relates to a coated metal plate excellent in laser printability, suitable for use in home appliances, indoor and outdoor building materials, and the like.
金属板を使用した製品において、人の目に触れる外板は、耐食性や意匠性の向上を目的として、何らかの塗装が施されて使用されることがほとんどである。 In a product using a metal plate, the outer plate touched by human eyes is mostly used with some coating applied for the purpose of improving the corrosion resistance and the design.
そのような塗装は、従来は製品の組立終了後に塗装するアフターコート方式で行ってきたが、最近は予め塗装を施した塗装金属板（プレコート金属板）の使用が増加してきている。 Conventionally, such painting has been performed by an after-coating method in which painting is performed after completion of product assembly, but recently, the use of pre-painted metal sheets (pre-coated metal sheets) has been increasing.
このような塗装金属板は、主に、冷蔵庫、洗濯機、照明器具などの家電製品や、屋根用折板、建物外壁などの建材に用いられる。そして、これらの製品には、商品名、会社名や製造番号等が表示されるが、従来は印刷されたシールを塗装金属板の表面に貼付することによって表示をしていた。 Such a coated metal plate is mainly used for home appliances such as a refrigerator, a washing machine, and a lighting fixture, and a building material such as a folding plate for a roof and an outer wall of a building. In these products, a product name, a company name, a production number, and the like are displayed. Conventionally, the products are displayed by sticking a printed seal on the surface of a painted metal plate.
しかしながら、シール貼り工程の手間がかかる上に、貼付したシールが剥がれ易いという問題点があった。 However, there is a problem that the sticker sticking process takes time and the attached sticker is easily peeled off.
このため、シール貼り工程の省略とともに部品点数の削減のために、シール貼付による表示に代えて、レーザーによって塗装金属板に印字するレーザー印字法が、次のとおり、提案されている。 For this reason, in order to reduce the number of parts while omitting the sticking process, a laser printing method for printing on a painted metal plate with a laser instead of the display by sticking has been proposed as follows.
特許文献１には、モスグリーン色の下層塗膜と白色の上層塗膜からなる２層の塗膜を有する塗装鋼板に、表示したい文字や図形の形をなぞるようにしてレーザー光を照射することが記載されている。このレーザー光の照射によってなぞった文字や図形の部分が白色の上層塗膜から除去されるので、レーザー光で照射した部分は文字や図形の形でモスグリーン色の下層塗膜が露出し、その文字や図形が白色を背景としてモスグリーン色で表示される。このようにして、塗装金属板の塗膜に直接にレーザーで印字することができるので、その表示も鮮明となる。 Patent Document 1 irradiates a coated steel sheet having a two-layer coating consisting of a moss green lower layer coating and a white upper layer coating with a laser beam so as to trace the shape of characters or figures to be displayed. Is described. Since the part of the character or figure traced by this laser light irradiation is removed from the white upper layer coating film, the moss green colored lower layer coating film is exposed in the form of the letter or figure, Characters and figures are displayed in moss green with a white background. In this way, printing can be performed directly on the coating film of the coated metal plate with a laser, so that the display is also clear.
この特許文献１に記載されたレーザー印字法を用いると、その文字や図形は上層塗膜の白色を背景として下層塗膜のモスグリーン色で表示されるので鮮明な印字が得られるものの、モスグリーン色を発現するためには、下層塗膜にＣｒ系の顔料を含有させる必要がある。しかしながら、このようなＣｒ系の顔料を含有する塗装鋼板は、環境を汚染する原因となる。 When the laser printing method described in Patent Document 1 is used, the characters and figures are displayed in the moss green color of the lower layer coating film against the white color of the upper layer coating film. In order to develop color, it is necessary to contain a Cr-based pigment in the lower layer coating film. However, the coated steel sheet containing such a Cr-based pigment causes pollution of the environment.
したがって、このようなＣｒ系の顔料を含有する塗装鋼板は、環境への配慮から、極力使用しない方向にあり、レーザー印字に用いる塗装鋼板についてもＣｒ系の顔料を含有しないものが求められている。 Therefore, the coated steel sheet containing such a Cr-based pigment is in a direction not to be used as much as possible in consideration of the environment, and the coated steel sheet used for laser printing is also required to contain no Cr-based pigment. .
一方、Ｃｒ系の防錆顔料を含有しないＣｒフリーの塗装金属板自体は、次の特許文献２及び特許文献３に開示されている。いずれもＣｒ系の防錆顔料を含有することなく、優れた耐食性が得られている。 On the other hand, Cr-free coated metal plates themselves that do not contain Cr-based rust preventive pigments are disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3 below. In any case, excellent corrosion resistance is obtained without containing a Cr-based rust preventive pigment.
特許文献２には、水溶性若しくは水分散性有機高分子又は酸素酸塩からなる結合剤によってシリカ微粒子の化学処理被膜を形成した後に、Ｃａ系顔料とシリカとリン酸を樹脂に含有させてなる下層塗膜を形成し、さらに上層塗膜を形成してなる塗装鋼板が記載されている。 In Patent Document 2, after a chemically treated coating of silica fine particles is formed with a binder made of a water-soluble or water-dispersible organic polymer or oxyacid salt, a Ca pigment, silica and phosphoric acid are contained in the resin. A coated steel sheet formed by forming a lower coating film and further forming an upper coating film is described.
また、特許文献３には、多孔質シリカ粒子にＣａイオンをイオン交換により結合させた腐食抑制剤をポリリン酸塩とともに樹脂に含有させてなる塗膜を有する塗装鋼板が記載されている。 Patent Document 3 describes a coated steel sheet having a coating film in which a corrosion inhibitor obtained by binding Ca ions to porous silica particles by ion exchange is contained in a resin together with a polyphosphate.
特許文献１に記載されたモスグリーン色の下層塗膜と白色の上層塗膜からなる２層の塗膜を有する塗装鋼板に対してレーザー光の照射をすると、塗装金属板の塗膜に直接にレーザーで印字することができるので、その表示も鮮明となるが、モスグリーン色を発現するために下層塗膜にＣｒ系の顔料を含有させる必要がある。しかしながら、このようなＣｒ系の顔料を含有する塗装鋼板は、環境を汚染する原因となる。 When laser light is applied to a coated steel sheet having a two-layer coating film composed of a moss-green lower layer coating film and a white upper layer coating film described in Patent Document 1, it is directly applied to the coating film of the coated metal sheet. Since printing can be performed with a laser, the display becomes clear, but it is necessary to contain a Cr-based pigment in the lower layer coating film in order to develop a moss green color. However, the coated steel sheet containing such a Cr-based pigment causes pollution of the environment.
一方、上記特許文献２及び３に記載されたように、Ｃｒ系の防錆顔料を用いないＣｒフリーの塗装鋼板自体は知られているものの、いずれも、その塗膜は白色のものしか得られていない。したがって、このようなＣｒフリーの塗装鋼板を用いてレーザー印字しても、
レーザー光で照射した部分の表示が不鮮明となり、レーザー印字された部分がどのような文字や図形を表示しているのか読み取り難いという問題がある。
On the other hand, as described in the above Patent Documents 2 and 3, although Cr-free coated steel plates themselves that do not use Cr-based anticorrosive pigments are known, only the white coating film can be obtained. Not. Therefore, even if laser printing using such a Cr-free coated steel sheet,
There is a problem that the display of the portion irradiated with the laser light becomes unclear and it is difficult to read what characters and figures are displayed on the laser-printed portion.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、Ｃｒ系の防錆顔料を用いなくても、優れた耐食性を有し、かつ、レーザー光で照射した部分の表示を鮮明にすることができる、レーザー印字性に優れた塗装金属板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and has excellent corrosion resistance without using a Cr-based rust preventive pigment, and clearly displays a portion irradiated with a laser beam. An object of the present invention is to provide a coated metal plate that is excellent in laser printability.
本発明者は、このようなＣｒフリーのレーザー印字性に優れた塗装金属板について種々検討した結果、次の(a)〜(e)の知見を得た。 As a result of various studies on such a coated metal plate excellent in Cr-free laser printability, the present inventor has obtained the following findings (a) to (e).
(a)Ｃｒフリーの耐食性に優れた塗装金属板は、シリカを含有する処理剤による下地処理の後、シリカ及びリン酸系防錆顔料を含有する塗膜を塗布することで得ることができる。 (a) A coated metal plate excellent in Cr-free corrosion resistance can be obtained by applying a coating film containing silica and a phosphoric acid-based anticorrosive pigment after a base treatment with a treating agent containing silica.
(b)塗装金属板にレーザー光を照射したときにその印字部分の表示を鮮明にするためには、塗装金属板の塗膜を少なくとも２層とし、それらの塗膜の色差ΔＥを３０以上にすればよく、そのためには着色顔料を塗膜に含有させればよい。 (b) In order to make the display of the printed portion clear when the coated metal plate is irradiated with laser light, the coating metal plate has at least two coating films, and the color difference ΔE between these coating films is 30 or more. For this purpose, a color pigment may be contained in the coating film.
(c)印字部分の表示が目立つようにするためには、印字された文字や図形が白色を背景として表示するのが好ましい。したがって、たとえば、淡色の上層塗膜と、その淡色とは３０以上の色差ΔＥを有する下層塗膜からなる塗装金属板とするのが好ましい。 (c) In order to make the display of the printed part conspicuous, it is preferable that the printed character or figure is displayed with white as a background. Therefore, for example, it is preferable to use a light-colored upper layer coating film and a painted metal plate composed of a lower layer coating film having a color difference ΔE of 30 or more.
(d)白色とは３０以上の色差ΔＥを有する下層塗膜とするための顔料としては、レーザー印字の際に、上層塗膜だけでなく下層塗膜までもレーザーによって除去されてしまって下地処理膜が露出し、耐食性が低下することがないように、レーザー波長に対して吸収率が大きくないものが好ましい。着色顔料としては、黒色であればカーボンブラック、マンガン鉄系酸化物やＮｉ酸化物、青色であればフタロシアニンブルーや酸化コバルト、赤色や黄色であれば鉄酸化物が好ましい。ただし、カーボンブラックは安価でしかもΔＥを大きくすることができるが、多量に含有させると、レーザー波長に対して吸収率が大きくなりすぎて下地処理膜が露出するおそれがあるとともに、下層塗膜の電気伝導性を増加させて耐食性を低下させるおそれがあるため、カーボンブラックの添加量の上限は、塗料の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以下とするのが好ましい。 (d) White is a pigment for forming a lower layer coating having a color difference ΔE of 30 or more. In laser printing, not only the upper layer coating but also the lower layer coating has been removed by the laser, and the base treatment In order to prevent the film from being exposed and the corrosion resistance from decreasing, it is preferable that the absorption rate is not large with respect to the laser wavelength. As the coloring pigment, carbon black is preferable for black, manganese iron-based oxide or Ni oxide, phthalocyanine blue or cobalt oxide for blue, and iron oxide for red or yellow. However, carbon black is inexpensive and can increase ΔE, but if it is contained in a large amount, the absorptivity becomes too large with respect to the laser wavelength, and the base treatment film may be exposed. Since there is a possibility of increasing the electrical conductivity and reducing the corrosion resistance, the upper limit of the amount of carbon black added is preferably 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint.
(e)下層塗膜が薄すぎると、レーザー印字の際に、上層塗膜だけでなく下層塗膜までもレーザーによって除去されてしまって下地処理膜が露出し、もって耐食性が低下するおそれがあるので、下層塗膜の厚みは３μｍ以上とするのが好ましい。 (e) If the lower coating film is too thin, not only the upper coating film but also the lower coating film may be removed by the laser during laser printing, exposing the base treatment film, which may reduce the corrosion resistance. Therefore, the thickness of the lower layer coating film is preferably 3 μm or more.
本発明は、このような知見に基づいて完成したものであり、次の(1)〜(3)の塗装金属板をその要旨とする。 This invention is completed based on such knowledge, and makes the summary the following coated metal plate of (1)-(3).
(1)シリカを含有する処理剤によって下地処理が施されためっき金属板の少なくとも片面に、下層塗膜及び上層塗膜を有するＣｒフリーの塗装金属板であって、下層塗膜がシリカ及びリン酸系防錆顔料並びに着色顔料を含有するとともに下層塗膜と上層塗膜の色差ΔＥが３０以上であることを特徴とする、レーザー印字性に優れた塗装金属板。 (1) A Cr-free coated metal plate having a lower layer coating and an upper layer coating on at least one side of a plated metal plate that has been subjected to a base treatment with a treating agent containing silica, wherein the lower layer coating is composed of silica and phosphorus. A coated metal plate excellent in laser printability, characterized by containing an acid rust preventive pigment and a color pigment, and having a color difference ΔE between the lower layer coating film and the upper layer coating film of 30 or more.
(2)下層塗膜に添加される着色顔料としてカーボンブラックを用いることを特徴とする上記(1)のレーザー印字性に優れた塗装金属板。 (2) The coated metal plate excellent in laser printability according to the above (1), wherein carbon black is used as a color pigment added to the lower coating film.
(3)下層塗膜の厚みが３μｍ以上であることを特徴とする上記(1)又は(2)のレーザー印字性に優れた塗装金属板。 (3) The coated metal plate having excellent laser printability according to the above (1) or (2), wherein the thickness of the lower layer coating film is 3 μm or more.
本発明により、Ｃｒ系の防錆顔料を用いなくても、優れた耐食性を有し、かつ、レーザー光で照射した部分の表示を鮮明にすることができる、レーザー印字性に優れた塗装金属板を提供することができる According to the present invention, a coated metal plate excellent in laser printability, which has excellent corrosion resistance and can clearly display a portion irradiated with laser light without using a Cr-based rust preventive pigment. Can provide
以下に、本発明の塗装金属板及びその製造方法について説明する。 Below, the coated metal plate of this invention and its manufacturing method are demonstrated.
（１）塗装金属板の基材となる金属板：
塗装金属板の基材となる金属板としては、特に限定されるものではなく、例えば、冷延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などを挙げることができる。
(1) Metal plate that is the base material of the painted metal plate:
The metal plate that is the base material of the painted metal plate is not particularly limited, and examples thereof include a cold-rolled steel plate, a stainless steel plate, and an aluminum plate.
屋内や屋外建材用、家電機器用として使用される塗装金属板であれば、亜鉛系やアルミ系のめっき鋼板が耐食性や経済性の面から好適である。 In the case of a coated metal plate used for indoor and outdoor building materials and for home appliances, a zinc-based or aluminum-based plated steel plate is preferable in terms of corrosion resistance and economy.
めっき金属板は、溶融めっき、電気めっき、気相めっき等のいずれの方法によりめっきしたものでもよく、めっき金属種は亜鉛、錫、アルミニウム等とそれらの合金が用いられる。具体的には、溶融亜鉛めっき金属板、５％Ａｌを含有した溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき金属板、溶融アルミニウムめっき金属板、５５％Ａｌを含有した溶融Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板等が挙げられる。 The plated metal plate may be plated by any method such as hot dipping, electroplating, vapor phase plating, etc., and zinc, tin, aluminum, etc. and alloys thereof are used as the plating metal species. Specifically, a hot-dip galvanized metal plate, a hot-dip Zn—Al alloy-plated metal plate containing 5% Al, a hot-dip aluminum-plated metal plate, a hot-dip Al—Zn alloy-plated metal plate containing 55% Al, and the like can be mentioned. .
（２）下地処理について：
塗装金属板の基材となる金属板は、基材金属板と塗膜との密着性の向上を図るために、金属板表面にシリカを含有する処理剤によって下地処理が施される。
(2) About ground treatment:
In order to improve the adhesion between the base metal plate and the coating film, the metal plate serving as the base of the painted metal plate is subjected to a ground treatment with a processing agent containing silica on the surface of the metal plate.
下地処理に使用するのに好ましい下地処理剤の一例を挙げると、シリカ及びバインダーからなるシリカ系下地処理液である日本ペイント(株)製「サーフコート EC2000」である。これは、６価クロムも３価クロムも含有しないので、環境上の問題が発生しない。 An example of a preferred surface treatment agent for use in the surface treatment is “Surf Coat EC2000” manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., which is a silica-based surface treatment solution composed of silica and a binder. Since neither hexavalent chromium nor trivalent chromium is contained, no environmental problems occur.
（３）下層塗膜について：
塗装金属板の基材となる金属板に、シリカを含有する下地処理剤を介して、塗装される下層塗膜の塗料は、例えば、エポキシ系、ポリエステル系およびウレタン系の樹脂が使用できる。シリカを含有する下地処理剤に対して密着性に優れ、加工性も良好な塗膜を形成することができる樹脂が好ましい。また、レーザー印字の際に分解しにくい樹脂が好ましい。使用する塗料の溶媒は水性系と有機溶剤系のいずれでもよいし、溶媒を使用しない粉体塗料でもよい。
(3) About lower layer coating film:
For example, epoxy-based, polyester-based, and urethane-based resins can be used as the coating material for the lower layer coating film that is applied to the metal plate serving as the base material of the coated metal plate via a surface treatment agent containing silica. A resin capable of forming a coating film that is excellent in adhesion and excellent in workability with respect to a surface treatment agent containing silica is preferable. Also, a resin that is difficult to decompose during laser printing is preferred. The solvent of the paint used may be either an aqueous or organic solvent, or may be a powder paint that does not use a solvent.
エポキシ系塗料は各種のものが市販されており、それらを適宜、使用すればよい。例えば、メラミン、アミン、またはイソシアネートを架橋剤として含有するエポキシ系塗料でよい。エポキシ樹脂種としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。 Various types of epoxy paints are commercially available, and these may be used as appropriate. For example, an epoxy paint containing melamine, amine, or isocyanate as a crosslinking agent may be used. As the epoxy resin type, a bisphenol type epoxy resin is preferable.
ポリエステル系塗料の例として、熱可塑性ポリエステル樹脂にメラミンやイソシアネートを架橋剤として配合したものが挙げられる。ポリエステルとしては、分子量が５千から２万程度のいわゆる高分子量ポリエステル樹脂が、加工性の観点から好適である。架橋剤としては、エチルアルコールやブチルアルコールで変性したメラミンを使用することができ、場合によってパラトルエンスルホン酸やドデシルベンゼンスルホン酸等を触媒として適宜使用することができる。 As an example of a polyester-type coating material, what mix | blended melamine and isocyanate as a crosslinking agent with the thermoplastic polyester resin is mentioned. As the polyester, a so-called high molecular weight polyester resin having a molecular weight of about 5,000 to 20,000 is preferable from the viewpoint of processability. As the crosslinking agent, melamine modified with ethyl alcohol or butyl alcohol can be used, and in some cases, paratoluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, or the like can be appropriately used as a catalyst.
ウレタン系塗料の例としては、ポリエステルポリオールを黄変型ポリイソシアネートまたは無黄変型ポリイソシアネートで架橋反応させるものが挙げられる。架橋剤の例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等が使用できる。この場合も、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)等の触媒を適宜使用してもよい。 Examples of urethane-based paints include those in which a polyester polyol is subjected to a crosslinking reaction with a yellowing polyisocyanate or a non-yellowing polyisocyanate. As examples of the crosslinking agent, isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI) and the like can be used. In this case also, a catalyst such as dibutyltin dilaurate (DBTDL) may be used as appropriate.
下層塗膜の塗料は、２種以上の樹脂種を含有してもよい。下層塗膜は１層でもよいが、用途に応じて２層以上としてもよい。 The paint for the lower layer coating film may contain two or more kinds of resin. The lower layer coating film may be one layer, but may be two or more layers depending on the application.
下層塗膜の厚みは、乾燥膜厚として３μｍ以上の厚みとすることが好ましい。塗膜厚みを３μｍ以上にすると、耐食性が良好であるとともに、レーザー印字の際に下層塗膜がレーザーによって除去され難くなる。なお、塗膜厚みが１５μｍを上回ると、耐食性が飽和する一方、コストが増加するだけであり、また、塗膜厚みが１５μｍ以下のとき加工性が良好であるので、塗膜厚みは１５μｍ以下とするのが好ましい。 The thickness of the lower coating film is preferably 3 μm or more as a dry film thickness. When the coating film thickness is 3 μm or more, the corrosion resistance is good and the lower layer coating film is difficult to be removed by the laser during laser printing. When the coating thickness exceeds 15 μm, the corrosion resistance is saturated, but only the cost is increased. Also, when the coating thickness is 15 μm or less, the workability is good, so the coating thickness is 15 μm or less. It is preferable to do this.
下層塗膜の塗料は、下地処理を施した金属板の上に、ロールコータ等の適当な塗布装置を使用して、塗装される。塗装は、塗布だけでなく、スプレーコータを用いた静電塗装や電着塗装によってもよい。 The paint for the lower layer coating is applied on a metal plate that has undergone the base treatment using a suitable coating device such as a roll coater. The coating may be performed not only by coating but also by electrostatic coating or electrodeposition coating using a spray coater.
下層塗膜には、シリカ及びリン酸系防錆顔料並びに着色顔料を含有させる。 The lower layer coating film contains silica and a phosphoric acid-based rust preventive pigment and a color pigment.
シリカは、通常の乾性シリカやカルシウム交換シリカを用いることができる。 As the silica, normal dry silica or calcium exchange silica can be used.
リン酸系防錆顔料は、トリポリリン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸マグネシウムなどを用いることができる。 As the phosphoric acid-based anticorrosive pigment, aluminum tripolyphosphate, zinc phosphate, magnesium phosphate, or the like can be used.
シリカとリン酸系防錆顔料の添加量は、塗料の樹脂１００質量部に対して、合計で、１０〜１００質量部とするのが好ましい。１０質量部以上にすると耐食性が良好となり、また１００質量部以下にすると加工性が良好となり、折り曲げ加工してもクラックが生じにくくなる。 The addition amount of silica and phosphoric acid-based anticorrosive pigment is preferably 10 to 100 parts by mass in total with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint. When it is 10 parts by mass or more, the corrosion resistance is good, and when it is 100 parts by mass or less, the workability is good, and cracks are hardly generated even if it is bent.
着色顔料は、Ｃｒを含有しないものを用いる。そして、レーザー印字の際に、過度に塗膜が除去されないように、レーザー波長に対して吸収率が大きくないものが好ましい。たとえば、黒色であればカーボンブラック、青色であればフタロシアニンブルーや酸化コバルト、赤色や黄色であれば酸化鉄が好ましい。 A coloring pigment that does not contain Cr is used. And what does not have a large absorption factor with respect to a laser wavelength is preferable so that a coating film may not be removed excessively in the case of laser printing. For example, carbon black is preferable for black, phthalocyanine blue or cobalt oxide for blue, and iron oxide for red or yellow.
着色顔料の添加量は、塗料の樹脂１００質量部に対して、３〜２０質量部とするのが好ましい。ただし、カーボンブラックの場合は、多量に含有させると、レーザー波長に対して吸収率が大きくなりすぎて下層塗膜が除去されてしまうおそれがあるとともに、下層塗膜の電気伝導性を増加させて耐食性を低下させるおそれがあるため、カーボンブラックの添加量は、塗料の樹脂１００質量部に対して０．５質量部以下とするのが好ましい。 The addition amount of the color pigment is preferably 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint. However, in the case of carbon black, if it is contained in a large amount, the absorptivity becomes too large with respect to the laser wavelength and the lower layer coating film may be removed, and the electrical conductivity of the lower layer coating film is increased. Since there exists a possibility of reducing corrosion resistance, it is preferable that the addition amount of carbon black shall be 0.5 mass part or less with respect to 100 mass parts of resin of a coating material.
塗装後、加熱して焼き付けがなされる。焼付けは、金属板の最高到達温度が約１５０〜２５０℃となるように約３０〜６０秒の焼付けにより行うことができ、従来の熱風吹き付け型オーブンや、誘導加熱、赤外線加熱などの加熱方法が利用できる。 After painting, it is heated and baked. The baking can be performed by baking for about 30 to 60 seconds so that the maximum temperature of the metal plate is about 150 to 250 ° C., and a conventional hot-air blowing type oven or a heating method such as induction heating or infrared heating can be used. Available.
（４）上層塗膜について：
上層塗膜の塗料は、塗装金属板が使用される製品の部位に応じて適宜、選択することが可能であるが、下層塗膜との間で優れた密着性を有する塗料を用いるのが好ましい。また、レーザー印字の際に分解し易い樹脂が好ましい。
(4) About upper layer coating film:
The coating material for the upper layer coating film can be appropriately selected depending on the part of the product in which the coated metal plate is used, but it is preferable to use a coating material having excellent adhesion with the lower layer coating film. . A resin that is easily decomposed during laser printing is preferred.
上層塗膜の塗料に使用される樹脂種としては、下層塗膜の塗料に関して上述した樹脂種に加えて、フッ素系樹脂も使用できる。耐候性や加工性が求められる場合には、ポリエステル系、ウレタン系及びフッ素系の樹脂が好ましい。エポキシ系、ポリエステル系及びウレタン系の樹脂種の具体的な態様については、上述の（３）下層塗膜において説明したものと同様である。 As the resin type used for the coating material for the upper layer coating film, in addition to the resin types described above for the coating material for the lower layer coating film, a fluorine-based resin can also be used. When weather resistance and workability are required, polyester-based, urethane-based and fluorine-based resins are preferable. Specific embodiments of the epoxy-based, polyester-based, and urethane-based resin types are the same as those described in the above (3) lower layer coating film.
フッ素系樹脂塗料としては、例えば、アクリル樹脂とＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂の混合物が挙げられる。質量比で５０：５０から１０：９０の混合比のものが好ましい。フッ素系樹脂塗料は、特に耐候性が要求される用途に好適である。 Examples of the fluorine resin coating include a mixture of acrylic resin and PVdF (polyvinylidene fluoride) resin. A mass ratio of 50:50 to 10:90 is preferred. The fluorine-based resin paint is particularly suitable for applications requiring weather resistance.
使用する塗料の溶媒は水性系と有機溶剤系のいずれでもよいし、溶媒を使用しない粉体塗料でもよい。 The solvent of the paint used may be either an aqueous or organic solvent, or may be a powder paint that does not use a solvent.
上層塗膜の塗料は、２種以上の樹脂種を含有してもよい。上層塗膜は１層でもよいが、用途に応じて２層以上としてもよい。上層塗膜は、色彩のニーズによって適宜着色顔料を含有させる。 The coating material for the upper layer coating film may contain two or more kinds of resin. The upper layer coating film may be one layer, but may be two or more layers depending on the application. The upper coating film appropriately contains a coloring pigment depending on the color needs.
上層塗膜の塗料の塗装は、下地処理を施した後に、下層塗膜の塗料の塗膜を介して、なされる。ロールコータ等の適当な塗布装置を使用するのが好ましいが、塗布だけでなく、スプレーコータを用いた静電塗装や電着塗装によってもよい。なお、上層塗膜の塗料の塗装は、下層塗膜の塗料が未乾燥の状態で行ってもよいが、下層塗膜の塗料を乾燥、硬化した後に行うのが好ましい。 The coating of the upper coating film is performed through the coating film of the lower coating film after the base treatment. It is preferable to use an appropriate coating apparatus such as a roll coater. However, not only coating but also electrostatic coating or electrodeposition coating using a spray coater may be used. The coating of the upper coating film may be performed in a state where the coating of the lower coating film is undried, but is preferably performed after the coating of the lower coating film is dried and cured.
上層塗膜の厚みは、乾燥膜厚として、好ましいのは１０〜３０μｍである。塗膜厚みが１０μｍ以上のとき下層塗膜の隠蔽性が良好であるが、塗膜厚みが３０μｍを上回ると、ワキ等の塗膜欠陥が生じる場合があり、また密着性が飽和するので、コストが増加するだけである。塗膜厚みは、さらに好ましいのは１２〜１８μｍである。 The thickness of the upper coating film is preferably 10 to 30 μm as the dry film thickness. When the coating thickness is 10 μm or more, the concealability of the lower layer coating is good. However, if the coating thickness exceeds 30 μm, coating defects such as cracks may occur, and the adhesiveness is saturated. Only increase. The coating thickness is more preferably 12 to 18 μm.
通常の塗装金属板では、上層塗膜を１層だけ形成させるので十分であるが、目的に応じて、上層塗膜を２層又はそれ以上の層とすることも可能である。 In a normal coated metal plate, it is sufficient to form only one upper layer coating film. However, depending on the purpose, the upper layer coating layer can be formed into two or more layers.
上層塗膜には、下層塗膜との色差ΔＥが３０以上となるように、着色顔料を含有させる。 The upper coating film contains a coloring pigment so that the color difference ΔE with the lower coating film is 30 or more.
着色顔料は、Ｃｒを含有しないものを用いる。着色顔料の添加量は、塗料の樹脂１００質量部に対して、５０〜１２０質量部とするのが好ましい。そして、レーザー印字の際に、上層塗膜が分解し易くなるように、レーザー波長に対して吸収率が大きいものが好ましい。たとえば、白色であれば酸化チタンが好ましい。上層塗膜に含有させる顔料が白色であれば、印字された文字や図形が白色を背景として表示されることになる。このとき、下層塗膜との色差ΔＥが３０以上となるようにする必要があり、下層塗膜の色相によっては、白色以外の顔料を用いてもよい。いずれにしても、下層塗膜との色差ΔＥが３０以上となるように、上層塗膜に含有させる着色顔料を選択する必要がある。 A coloring pigment that does not contain Cr is used. The addition amount of the color pigment is preferably 50 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint. And what has a large absorption factor with respect to a laser wavelength is preferable so that an upper-layer coating film may decompose | disassemble easily in the case of laser printing. For example, titanium oxide is preferable if it is white. If the pigment contained in the upper layer coating is white, printed characters and figures are displayed with white as the background. At this time, it is necessary that the color difference ΔE with the lower layer coating film is 30 or more, and pigments other than white may be used depending on the hue of the lower layer coating film. In any case, it is necessary to select a color pigment to be contained in the upper layer coating so that the color difference ΔE with the lower layer coating is 30 or more.
上層塗膜の塗料の焼付けは、下層塗膜の塗料について説明したのと同様に実施できる。上層塗膜の焼付けは、金属板の最高到達温度が１５０〜２５０℃となるように約３０〜７０秒の焼付けで行うことができる。 Baking of the upper layer coating can be performed in the same manner as described for the lower layer coating. The upper layer coating can be baked by baking for about 30 to 70 seconds so that the maximum temperature of the metal plate is 150 to 250 ° C.
（５）下層塗膜と上層塗膜との色差ΔＥについて：
下層塗膜と上層塗膜との色差ΔＥは、下層塗膜の色値Ｅ（Ｄ）と上層塗膜の色値Ｅ（Ｕ）の差であり、次式で表される。
ΔＥ＝｜Ｅ（Ｄ）―Ｅ（Ｕ）｜
色相を数値化する方法としては、ＪＩＳ Ｚ８７２９によれば、Ｌａｂ表色系とＬｕｖ表色系の２種類が認められているが、以下では、Ｌａｂ表色系によって説明する。
(5) About the color difference ΔE between the lower layer coating film and the upper layer coating film:
The color difference ΔE between the lower layer coating film and the upper layer coating film is a difference between the color value E (D) of the lower layer coating film and the color value E (U) of the upper layer coating film, and is represented by the following formula.
ΔE = | E (D) −E (U) |
According to JIS Z8729, two types of Lab color system and Luv color system are recognized as methods for digitizing the hue, but the following description is based on the Lab color system.
Ｌａｂ表色系では、ある地点における色値を、一つの明度Ｌ（白〜黒）並びに色相と彩度を示す２つの色度ａ（赤〜緑）及びｂ（黄〜青）という、３つの座標の数値で表わすことができる。したがって、ある地点における色値のＬａｂ表色系測定結果を、（Ｌ,ａ,ｂ）という座標で表すことができる。 In the Lab color system, the color value at a certain point is divided into three values: one lightness L (white to black) and two chromaticities a (red to green) and b (yellow to blue) indicating hue and saturation. It can be expressed as a numerical value of coordinates. Therefore, the Lab color system measurement result of the color value at a certain point can be represented by coordinates (L, a, b).
そして、２つの地点のＬａｂ表色系による色差ΔＥは、ＪＩＳ Ｚ８７３０によって、次式で表される。
ΔＥ＝［（ΔＬ）2＋（Δａ）2＋（Δｂ）2］1/2
したがって、下層塗膜と上層塗膜との色差ΔＥは、下層塗膜上の一地点の座標を（Ｌ1,ａ1,ｂ1）、上層塗膜上の一地点の座標を（Ｌ2,ａ2,ｂ2）とすれば、次式で表される。
ΔＥ＝［（Ｌ1−Ｌ2）2＋（ａ1−ａ2）2＋（ｂ1−ｂ2）2］1/2
本発明においては、レーザー印字性の観点から、印字部分の表示を鮮明にするために、上層塗膜と下層塗膜との色差ΔＥを３０以上に規定する必要がある。
The color difference ΔE according to the Lab color system at the two points is expressed by the following equation according to JIS Z8730.
ΔE = [(ΔL) 2 + (Δa) 2 + (Δb) 2 ] 1/2
Therefore, the color difference ΔE between the lower layer coating film and the upper layer coating film represents the coordinates of one point on the lower layer coating film (L 1 , a 1 , b 1 ) and the coordinates of one point on the upper layer coating film (L 2 , a 2 , b 2 ), it is expressed by the following equation.
ΔE = [(L 1 −L 2 ) 2 + (a 1 −a 2 ) 2 + (b 1 −b 2 ) 2 ] 1/2
In the present invention, from the viewpoint of laser printability, it is necessary to define the color difference ΔE between the upper coating film and the lower coating film to be 30 or more in order to make the display of the printed portion clear.
（６）塗装金属板の耐食性について
塗装金属板の耐食性は、ＪＩＳ Ｚ２３７１の塩水噴霧試験に従って、１２０時間経過後の切断端面の塗膜膨れ幅を測定した。
(6) Corrosion resistance of the coated metal plate The corrosion resistance of the coated metal plate was determined by measuring the swollen width of the coating end face after 120 hours according to the salt spray test of JIS Z2371.
塗膜膨れ幅が２．０ｍｍ以下のときは耐食性良好（○）と評価し、２．０ｍｍを上回るとき耐食性不良（×）と評価した。
（７）レーザー印字性の評価方法について：
レーザー印字は、炭酸ガスレーザーを使用して、塗装金属板の表面に焦点を合わせて、５Ｗの電力かつ１０００ｍ／ｓｅｃのスキャン速度によって、実施した。レーザー印字によって、縦５ｍｍ、横２０ｍｍの「レーザー」という文字を描いた。線幅は約０．６ｍｍであった。
When the swollen width of the coating film was 2.0 mm or less, it was evaluated as good corrosion resistance (O), and when it exceeded 2.0 mm, it was evaluated as poor corrosion resistance (x).
(7) About the laser printability evaluation method:
Laser printing was carried out using a carbon dioxide laser, focusing on the surface of the coated metal plate with a power of 5 W and a scanning speed of 1000 m / sec. The letters “Laser”, 5 mm long and 20 mm wide, were drawn by laser printing. The line width was about 0.6 mm.
レーザー印字性は、(i)レーザーによる塗膜の除去の程度、すなわち、レーザー印字の先端が下層塗膜内に止まっているか否か、そして、(ii)視力１．０を有する人が、１００ｃｍ離れた場所から、レーザー印字後の塗装金属板を眺めた際に、レーザーによる印字部分が鮮明であって「レーザー」という文字を判読することができるか否かの２つの判断の組合せによって、３段階の評価を行った。 Laser printability refers to (i) the degree of removal of the coating film by laser, that is, whether the tip of laser printing is stopped in the lower layer coating film, and (ii) a person with a visual acuity of 1.0 is 100 cm. By looking at the painted metal plate after laser printing from a remote place, the combination of two judgments on whether the laser printed part is clear and the letter “laser” can be read or not is 3 A stage evaluation was performed.
すなわち、
○：レーザー印字の先端が下層塗膜内に止まっており、かつ文字が鮮明で判読できる。
△：レーザー印字の先端が下層塗膜内に止まっているが、文字が不鮮明で判読できない。
×：レーザー印字の先端が下層塗膜内に止まらず、素材の金属板にまで到達している。
That is,
○: The tip of the laser printing is stopped in the lower layer coating film, and the characters are clear and legible.
Δ: The tip of the laser printing is stopped in the lower layer coating, but the characters are unclear and cannot be read.
X: The tip of laser printing did not stop in the lower layer coating film, but reached the metal plate of the material.
供試材の作製方法：
Ａｌ：５５質量％、Ｚｎ：４４質量％及びＳｉ：１質量％のめっき組成を有する５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板（金属板厚み０．５ｍｍ）を素材とし、この素材の片面に次の下地処理を施した。
Preparation method of test materials:
A 55% Al—Zn alloy-plated metal plate (metal plate thickness 0.5 mm) having a plating composition of Al: 55 mass%, Zn: 44 mass%, and Si: 1 mass% is used as a raw material. A ground treatment was applied.
シリカ系下地処理液（日本ペイント(株)製「サーフコート EC2000」）を、Ｓｉ付着量が２０mg/m2となるようにバーコータで塗布し、最高到達温度が１００℃となるように５秒間加熱して、乾燥させた。 Apply a silica-based surface treatment solution (“Surfcoat EC2000” manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) with a bar coater so that the Si adhesion amount is 20 mg / m 2 and heat for 5 seconds so that the maximum temperature reaches 100 ° C. And dried.
こうして下地処理を施した５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板の面に、下層塗膜の塗料として、エポキシ変性ポリエステル塗料（日本ファインコーティング(株)製「ＴＮ６５１」）に表１に示す着色顔料を、塗料の樹脂１００質量部に対して表１に示すとおりの量を添加して、バーコータで塗布し、焼き付け時間４０秒で、最高到達温度が２１０℃になるように焼き付けをおこなって、表１に示す膜厚（乾燥時厚み）の下層塗膜を得た。ここで、上記の「ＴＮ６５１」は、塗料の樹脂１００質量部に対して、シリカ１０質量部とトリポリリン酸アルミニウム２５質量部を含有する塗料である。なお、比較例として、着色顔料を添加しない塗料を用いて下層塗膜を形成した供試材も作製した。 On the surface of the 55% Al—Zn alloy-plated metal plate thus subjected to the base treatment, the color pigments shown in Table 1 were added to the epoxy-modified polyester paint (“TN651” manufactured by Nippon Fine Coating Co., Ltd.) as the paint for the lower layer coating. The amount shown in Table 1 was added to 100 parts by mass of the resin of the paint, applied with a bar coater, and baked so that the maximum temperature reached 210 ° C. with a baking time of 40 seconds. The lower layer coating film of the film thickness (thickness at the time of drying) shown in FIG. Here, the above-mentioned “TN651” is a paint containing 10 parts by mass of silica and 25 parts by mass of aluminum tripolyphosphate with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint. In addition, as a comparative example, a test material in which a lower layer coating film was formed using a paint to which no coloring pigment was added was also prepared.
別途、上層塗膜に使用する塗料として、ポリエステル塗料（関西ペイント(株)製「ＫＰ１５１０」）を用意し、これに着色顔料として酸化チタンを、塗料の樹脂１００質量部に対して６５質量部添加して、バーコータで塗布し、焼き付け時間６０秒で、最高到達温度が２４０℃になるように焼き付けをおこなって、乾燥時の厚みが２０μｍの上層塗膜を得た。 Separately, a polyester paint (“KP1510” manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) is prepared as a paint to be used for the upper layer coating film, and titanium oxide is added as a coloring pigment to this in an amount of 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin of the paint. Then, it was applied with a bar coater and baked for a baking time of 60 seconds so that the maximum temperature reached 240 ° C., thereby obtaining an upper coating film having a thickness of 20 μm at the time of drying.
このようにして得られた模様塗装金属板について、耐食性とレーザー印字性を評価した結果を表１に示す。なお、下層塗膜と上層塗膜の色差ΔＥをＬａｂ表色系により測定した結果も併せて表１に示す。 Table 1 shows the results of evaluating the corrosion resistance and laser printability of the pattern-coated metal plate thus obtained. In addition, the result of having measured the color difference (DELTA) E of a lower layer coating film and an upper layer coating film by the Lab color system is also shown in Table 1.
以上のとおり、本発明に係る塗装金属板は、Ｃｒ系の防錆顔料を用いることなく、耐食性を有し、かつ、レーザー光で照射した部分の表示を鮮明にすることができるので、家電製品や屋内外の建材等に、商品名、会社名や製造番号等をレーザー印字によって表示することができる。
As described above, the coated metal plate according to the present invention has corrosion resistance without using a Cr-based anticorrosive pigment, and can clearly display the portion irradiated with the laser beam. Product names, company names, serial numbers, etc. can be displayed by laser printing on building materials indoors and outdoors.
Claims (3)
The coated metal plate excellent in laser printability according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the lower layer coating film is 3 µm or more.
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