JP2015182287A - 塗装金属板および外装建材 - Google Patents

Abstract

【課題】外装用の塗装金属板であって、クロメートフリーでありながら優れた平坦部耐食性を有する塗装金属板を提供する。
【解決手段】本発明に係る塗装金属板は、外装用のクロメートフリーの塗装金属板であり、金属板と、前記金属板上に配置される上塗り塗膜とを有する。当該上塗り塗膜は、０．２〜１５体積％の細孔粒子を光沢調整剤として含有し、０．２〜１５体積％の一次粒子を艶消し剤として含有する。光沢調整剤の個数平均粒径をＲ１（μｍ）、艶消し剤の個数平均粒径をＲ２（μｍ）、上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、光沢調整剤の個数粒度分布の標準偏差をσ１（μｍ）、および艶消し剤の個数粒度分布の標準偏差をσ２（μｍ）としたときに、上記塗装金属板は、下記式を満足する。
（Ｒ１＋２σ１）／Ｔ≦０．７
Ｒ１≧２．０
２．０≦（Ｒ２＋２σ２）／Ｔ≦７．０
１３≦Ｔ≦２０
【選択図】なし

Description

本発明は、外装用の塗装金属板および外装建材に関する。

塗装金属板は、汎用性、意匠性、耐久性などにおいて優れており、様々な用途で使用されている。外装建材の用途の塗装金属板には、通常、主に意匠性の観点から、光沢調整剤が、当該塗装金属板の表面の上塗り塗膜に配合されている。当該外装建材用の塗装金属板における上記光沢調整剤には、シリカが通常使用されている。当該シリカの粒径は、通常、平均粒径で規定されている。上記塗装金属板における上記光沢調整剤としてのシリカの平均粒径は、色や用途にもよるが、通常、３〜３０μｍである（例えば、特許文献１（段落００１８）参照）。また、塗膜に凹凸感を付与し、いわゆる「艶消し塗装鋼板」の外観および質感を付与するためには、光沢調整剤より大粒径の艶消し剤を、さらに添加する必要がある。艶消し剤の種類の例には、ガラスビーズや樹脂ビーズなどが含まれる。通常、艶消し剤の平均粒径は、１０〜５０μｍである（例えば、特許文献２（段落００１６）参照）。

特開２０１１−１４８１０７号公報 特開２００４−１５４９９３号公報

外装建材用の塗装金属板では、クロメート系塗装鋼板が使用されている。当該クロメート系塗装鋼板では、成型加工性や切断端面部の耐食性を向上するための取組みが為されており、クロメート系塗装鋼板は、長期に渡る耐久性を有していた。一方、近年では外装建材の技術分野においても、環境保全に対する強い関心が寄せられている。このため、環境へ悪影響を及ぼすか、またはその可能性が懸念される成分の使用を禁止する法的規制が検討されている。たとえば、塗装金属板において、防錆成分として汎用されている６価クロム成分については、近い将来、全面的に使用を禁止することが検討されている。クロメートフリー塗装鋼板についても、塗装前処理や防錆顔料の適正化など種々の検討が行われ、成形加工部や切断端面部では、クロメート系塗装鋼板と遜色がない特性が得られるようになった。

しかしながら、クロメート系塗装鋼板では、平坦部耐食性は大きな問題とならなかったが、クロメートフリー塗装鋼板では平坦部での腐食が顕著となることがあり、特に、シリカを上記光沢調整剤に用いた場合、図１に示されるように、実使用において、想定した使用年数よりも早くに、平坦部でしみ状錆や塗膜膨れなどの腐食が発生することがあった。

本発明は、クロメートフリーでありながら優れた平坦部耐食性を有する塗装金属板および外装建材を提供することを課題とする。

本発明者らは、平坦部での前述した腐食の原因について鋭意検討した。図２は、クロメートフリーの塗装金属板の平坦部における腐食している部分の顕微鏡写真である。図２中、Ａ部は、上塗り塗膜から光沢調整剤としてのシリカ粒子が露出している部分であり、Ｂ部は、シリカ粒子が上塗り塗膜から脱落した部分である。また、図３は、上記塗装金属板のＡ部の、図２中の直線Ｌに沿っての断面の反射電子顕微鏡写真であり、図４は、上記塗装金属板のＢ部の、図２中の直線Ｌに沿っての断面の反射電子顕微鏡写真である。図３は、上塗り塗膜の表面に露出したシリカ粒子にはクラックが発生している様子を明確に示しており、図４は、シリカ粒子が脱落した上塗り塗膜の穴が、金属板の腐食の起点になっていることを明確に示している。

上記のように、本発明者らは、シリカのような凝集粒子を光沢調整剤に用いた場合、当該腐食は、上塗り塗膜の、光沢調整剤が割れ、崩壊し、あるいは脱落した部分で生じること、を確認し、また、実使用によって減耗していく上塗り塗膜から露出した光沢調整剤が割れ、崩れて、上塗り塗膜から脱落すること、を確認した。

また、本発明者らは、光沢調整剤についても検討した結果、平均粒径で規定されているシリカには、上塗り塗膜の厚さに対して当該平均粒径よりもかなり大きな粒子が含まれていることを確認した。たとえば、本発明者らは、上記光沢調整剤に用いられる市販のシリカのうち、平均粒径が３．３μｍであるシリカを電子顕微鏡で観察したところ、粒径が約１５μｍのシリカが含まれていることを確認した（図５）。

また、本発明者らは、上塗り塗膜にさらに用いられうる艶消し剤としてシリカやポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）などのような凝集粒子を用いた場合も同様に、上塗り塗膜から露出した艶消し剤が割れ、崩壊し、あるいは脱落した部分が腐食の起点になることを確認した（図６および図７）。

そして、本発明者らは、こうした大粒径の凝集粒子が耐食性の低下をもたらすことに着目し、上塗り塗膜の膜厚に対する特定の粒径の凝集粒子である光沢調整剤、および一次粒子である艶消し剤を用いることによって、従来の金属板におけるクロメート系の化成処理および下塗り塗膜中の含クロム防錆顔料の使用による耐食性と同等かそれ以上の耐食性が得られることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、以下の塗装金属板および外装建材に関する。
［１］金属板と、前記金属板上に配置される上塗り塗膜とを有する、クロメートフリーの塗装金属板であって、前記上塗り塗膜は、細孔を有する粒子である光沢調整剤および一次粒子である艶消し剤を含有し、前記上塗り塗膜における前記光沢調整剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、前記上塗り塗膜における前記艶消し剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、前記光沢調整剤の個数平均粒径をＲ１（μｍ）、前記艶消し剤の個数平均粒径をＲ２（μｍ）、前記上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、前記光沢調整剤の個数粒度分布の標準偏差をσ１、前記艶消し剤の個数粒度分布の標準偏差をσ２としたときに、下記式を満足する、塗装金属板。
（Ｒ１＋２σ１）／Ｔ≦０．７
Ｒ１≧２．０
２．０≦（Ｒ２＋２σ２）／Ｔ≦７．０
１３≦Ｔ≦２０
［２］前記金属板および前記上塗り塗膜の間に下塗り塗膜をさらに有する、［１］に記載の塗装金属板。
［３］外装用塗装金属板である、［１］または［２］に記載の塗装金属板。
［４］［１］〜［３］のいずれか一項に記載の塗装金属板で構成されている外装建材。

本発明では、想定される使用年数における光沢調整剤の露出や割れなど、および艶消し剤の割れや脱落などが予防される。このため、外装用の塗装金属板であって、クロメートフリーでありながら、クロムにより防錆されていた塗装金属板と同等以上の優れた平坦部耐食性を有する塗装金属板が提供される。

５年の実使用でクロメートフリーの塗装金属板の平坦部に発生した腐食部（塗膜膨れ）の顕微鏡写真である。 クロメートフリーの塗装金属板の平坦部における腐食している部分の顕微鏡写真である。 図２に示す塗装金属板のＡ部の、図２中の直線Ｌに沿っての断面の反射電子顕微鏡写真である。 図２に示す塗装金属板のＢ部の、図２中の直線Ｌに沿っての断面の反射電子顕微鏡写真である。 平均粒径が３．３μｍであるシリカ粉末の電子顕微鏡写真である。 艶消し剤としてシリカ粒子を用いたクロメートフリーの塗装金属板の平坦部における腐食している部分の断面の顕微鏡写真である。 艶消し剤としてＰＡＮ粒子を用いたクロメートフリーの塗装金属板の平坦部における腐食している部分の断面の顕微鏡写真である。

以下、本発明の一実施の形態に係る塗装金属板を説明する。上記塗装金属板は、金属板と、当該金属板上に配置される上塗り塗膜とを有する。

上記金属板は、本実施の形態における効果が得られる範囲において、公知の金属板から選ぶことができる。当該金属板の例には、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板（オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系を含む）、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板などが含まれる。上記金属板は、耐食性、軽量化および対費用効果の観点から、めっき鋼板であることが好ましい。当該めっき鋼板は、特に、耐食性の観点、および外装建材としての適性の観点から、溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板またはアルミニウムめっき鋼板であることが好ましい。

上記金属板は、その表面に化成処理皮膜を有することが、塗装金属板の密着性および耐食性を向上させる観点から好ましい。当該化成処理皮膜の例には、Ｔｉ−Ｍｏ複合皮膜、フルオロアシッド系皮膜、リン酸塩皮膜、樹脂系皮膜、樹脂およびシランカップリング剤系皮膜、シリカ系皮膜、シリカおよびシランカップリング剤系皮膜、ジルコニウム系皮膜、および、ジルコニウムおよびシランカップリング剤系皮膜、が含まれる。

上記の観点から、上記金属板における、当該Ｔｉ−Ｍｏ複合皮膜の付着量は、全ＴｉおよびＭｏ換算で１０〜５００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記フルオロアシッド系皮膜の付着量は、フッ素換算または総金属元素換算で３〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記リン酸塩皮膜の付着量は、リン元素換算で０．１〜５ｇ／ｍ^２であることが好ましい。

また、上記樹脂系皮膜の付着量は、樹脂換算で１〜５００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記樹脂およびシランカップリング剤系皮膜の付着量は、Ｓｉ換算で０．１〜５０ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記シリカ系皮膜の付着量は、Ｓｉ換算で０．１〜２００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記シリカおよびシランカップリング剤系皮膜の付着量は、Ｓｉ換算で０．１〜２００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記ジルコニウム系皮膜の付着量は、Ｚｒ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、上記ジルコニウムおよびシランカップリング剤系皮膜の付着量は、Ｚｒ換算で０．１〜１００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましい。

上記化成処理皮膜は、当該皮膜を形成するための水性化成処理液を、ロールコート法、スピンコート法、スプレー法などの公知の方法で上記金属板の表面に塗布し、塗布後に上記金属板を水洗せずに乾燥させることによって形成することが可能である。当該金属板の乾燥温度および乾燥時間は、生産性の観点から、例えば、金属板の到達温度で６０〜１５０℃、２〜１０秒間であることが好ましい。

上記上塗り塗膜は、通常、樹脂で構成される。当該樹脂は、意匠性や耐候性などの観点から、適宜に選ばれる。当該樹脂の例には、ポリエステル、アクリル、ウレタン樹脂、およびフッ素樹脂が含まれる。

上記上塗り塗膜の膜厚Ｔは、１３〜２０μｍである。上塗り塗膜の膜厚Ｔは、厚すぎると生産性の低下や製造コストの上昇などの原因となることがあり、薄すぎると所期の意匠性や所期の耐久性が得られないことがある。たとえば、生産性が良好であり、所期の光沢と発色を呈し、かつ少なくとも１０年の外装建材としての実使用が可能な塗装金属板を得るためには、上塗り塗膜の膜厚Ｔは、上記の観点から、例えば１４μｍ以上であることが好ましく、１５μｍ以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、上塗り塗膜の膜厚Ｔは、１９μｍ以下であることが好ましく、１８μｍ以下であることがより好ましい。上塗り塗膜の膜厚Ｔは、例えば上塗り塗膜の艶消し剤が存在しない部分の複数個所における底面から表面までの距離の平均値である。

上記上塗り塗膜の膜厚Ｔは、塗装金属板の意匠性の観点から、上塗り塗膜の色が明るいとより厚いことが好ましく、上塗り塗膜の色が濃いとより薄くすることが可能である。一概には言えないが、例えば、上塗り塗膜のＬ値が８０以下であれば、上塗り塗膜の膜厚Ｔは１５μｍ以下とすることができ、上塗り塗膜のＬ値が８０超であれば膜厚Ｔは、１５μｍ超であることが好ましい。

あるいは、上記上塗り塗膜の膜厚Ｔは、塗装金属板の意匠性の観点から、上塗り塗膜の色が、上塗り塗膜形成前の鋼板の表面（例えば後述する下塗り塗膜）の色に近いほど薄くすることが可能である。一概には言えないが、例えば、上塗り塗膜のＬ値と当該塗膜形成前の鋼板の表面の色のＬ値との差の絶対値ΔＬが１０以下であれば上塗り塗膜の膜厚Ｔを１３μｍ以下とすることができ、ΔＬが２０以下であれば膜厚Ｔを１５μｍ以下とすることができ、ΔＬが５０以下であれば膜厚Ｔを１７μｍ以下とすることができる。

なお、上記Ｌ値は、市販の分光測色計(例えばコニカミノルタオプティクス株式会社製「ＣＭ３７００ｄ」)による測定結果からハンター色差式により算出して求めることができる。

上記上塗り塗膜は、光沢調整剤を含有する。当該光沢調整剤は、上塗り塗膜の表面を適度に粗すために上塗り塗膜中に配合され、光沢を伴う所期の外観を塗装金属板にもたらす。また、製造ロット間での光沢のバラツキを調整するためにも使用される。

上記光沢調整剤の個数平均粒径Ｒ１は、２．０μｍ以上である。光沢調整剤が小さすぎると上塗り塗膜の光沢が高すぎ、所期の意匠性が得られないことがある。このように、光沢調整剤の当該個数平均粒径Ｒ１は、塗装金属板の所期の意匠性（光沢度）に応じて後述の式を満たす範囲において適宜に決めることが可能であるが、大きすぎると上塗り塗膜の粗度が大きくなり、所期の意匠性が得られなくなる。たとえば、上塗り塗膜において、平坦部耐食性とともに、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、光沢調整剤の個数平均粒径Ｒ１は、３μｍ以上であり、５μｍ以上であり、あるいは７μｍ以上である。当該個数平均粒径は、上塗り塗膜の断面の観察により確認することが可能であり、あるいは、画像解析法およびコールター法で（例えば、ベックマン・コールター社製 精密粒度分布測定装置「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」を用いて）測定することが可能である。

上記上塗り塗膜における上記光沢調整剤の含有量は、０．２〜１５体積％である。当該含有量が多すぎると上塗り塗膜の光沢が低すぎ、また加工部密着性が低下する。当該含有量が少なすぎると当該光沢が制御できないため、多くても少なくても所期の意匠性が得られないことがある。たとえば、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、上塗り塗膜中における光沢調整剤の含有量は、０．４体積％以上であることが好ましく、０．６体積％以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、上塗り塗膜中における光沢調整剤の含有量は、１３体積％以下であることが好ましく、１１体積％以下であることがより好ましい。当該含有量は、上塗り塗膜の灰分の測定や上塗り塗膜の溶解による光沢調整剤の回収や、複数箇所での元素識別した断面像についての画像解析などによって確認することが可能である。

上記光沢調整剤は、細孔を有する粒子（以下、「細孔粒子ともいう」）である。細孔粒子の例には、一次粒子が化学的に接合した凝集体、一次粒子が物理的に接合した集合体、および多孔質粒子が含まれる。当該多孔質粒子は、少なくとも粒子の内部に多孔質構造を有する。上記光沢調整剤は、上記細孔粒子のみから構成されていてもよいし、細孔粒子以外の粒子を含んでいてもよい。当該細孔粒子は、無機粒子であっても有機粒子であってもよく、後述する式を満足する範囲において、光沢調整剤として用いられる公知の細孔粒子から選ぶことができる。当該細孔粒子の材料の具体例には、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ポリアクリロニトリル、および、炭酸カルシウム−リン酸カルシウム複合体、が含まれる。

上記塗装金属板は、上記光沢調整剤の個数平均粒径をＲ１（μｍ）、上記上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、上記光沢調整剤の個数粒度分布の標準偏差をσ１としたときに、下記式を満足する。
（Ｒ１＋２σ１）／Ｔ≦０．７

Ｒ１＋２σ１は、上記光沢調整剤の個数粒度分布が正規分布である場合には、Ｒ１＋２σ１は、数平均粒径Ｒ１以上の大きな粒径を有する粒子のうちの約９５．４５％の粒子の粒径の最大値を示す。このように、Ｒ１＋２σ１は、上記光沢調整剤の粒径の実質的な最大値を示している。（Ｒ１＋２σ１）／Ｔが大きすぎると、上塗り塗膜の実使用に伴う減耗によって上記細孔粒子が露出したときに所期の平坦部耐食性が得られないことがあり、（Ｒ１＋２σ１）／Ｔが小さすぎると所期の光沢度が得られないことがある。たとえば、外装建材としての実使用年数が少なくとも１０年以上であり、かつ、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、（Ｒ１＋２σ１）／Ｔは、０．３以上であることが好ましく、０．４以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、（Ｒ１＋２σ１）／Ｔは、０．６以下であることが好ましく、０．５以下であることがより好ましい。Ｒ１およびσ１は、上記光沢調整剤の個数粒度分布から求めることが可能である。

上記光沢調整剤は、上記式を満足する範囲では、上塗り塗膜の膜厚Ｔに対して十分に小さな粒子で構成され得るが、光沢調整剤の上塗り塗膜からの早期の露出を防止する観点から、当該光沢調整剤の個数粒度分布における粒径の最大値が上塗り塗膜の膜厚Ｔ未満であることが好ましく、０．７Ｔ以下であることがより好ましく、０．６Ｔ以下であることがさらに好ましい。当該最大値を含む上記粒度分布を有する光沢調整剤は、市販品から適宜に選ぶことが可能であり、また、下記の分級などによって調整することも可能である。

上記光沢調整剤は、外装建材の実使用において減耗する上塗り塗膜からの露出を防止する観点から、当該光沢調整剤の粒度分布をより鋭くするための分級や、当該光沢調整剤中の粗大粒子を除去する処理などが施されていてもよい。上記分級は、例えばふるいや強制渦遠心式精密空気分級機などによって行われる。上記粗大粒子のカット処理は、０．３Ｔ〜０．７Ｔの粒径の上記粗大粒子を分離、除去する公知の方法、あるいは、当該粗大粒子を粉砕する公知の方法、によって行うことが可能である。

また、上記上塗り塗膜は、艶消し剤も含有する。上記艶消し剤は、上塗り塗膜に光沢調整剤により付与される粗さよりも大きな目視で確認できる凹凸を発現し、テクスチャーを付与するために上塗り塗膜中に配合され、所期の外観を塗装金属板にもたらす。また、当該艶消し剤は、上塗り塗膜よりも大きい粒径を有するものを含み、上塗り塗膜への傷つきを防止することができる。これにより塗装金属板の耐傷付き性を向上させることもできる。

上記艶消し剤の個数平均粒径Ｒ２は、特に限定されないが、艶消し剤が小さすぎると上塗り塗膜の光沢を下げることができず、所期の意匠性が得られないことがある。艶消し剤の当該個数平均粒径Ｒ２は、塗装金属板の所期の意匠性（光沢度）に応じて後述の式を満たす範囲において適宜に決めることが可能であるが、大きすぎると塗装時に艶消し剤によるスジ引きが発生し、所期の意匠性が得られないことがある。たとえば、平坦部耐食性とともに、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、艶消し剤の個数平均粒径Ｒ２は、２０μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、艶消し剤の個数平均粒径Ｒ２は、７５μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、４０μｍ以下であることがさらに好ましい。当該個数平均粒径は、上塗り塗膜の断面の観察により確認することが可能であり、あるいは、画像解析法およびコールター法で（例えば、ベックマン・コールター社製 精密粒度分布測定装置「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」を用いて）測定することが可能である。

上記上塗り塗膜における上記艶消し剤の含有量は、０．２〜１５体積％である。当該含有量が多すぎると上塗り塗膜の光沢が低下し、加工部密着性が低下する。一方、少なすぎると光沢の調整ができず、いずれも所期の意匠性が得られないことがある。たとえば、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、上塗り塗膜中における艶消し剤の含有量は、０．４体積％以上であることが好ましく、０．６体積％以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、上塗り塗膜中における艶消し剤の含有量は、１３体積％以下であることが好ましく、１０体積％以下であることがより好ましい。当該含有量は、上塗り塗膜の灰分の測定や上塗り塗膜の溶解による艶消し剤の回収、複数箇所での元素識別した断面像についての画像解析などによって確認することが可能である。

上記艶消し剤は、一次粒子である。当該一次粒子とは、その空隙に存在する物質（例えば水）が膨張したときに粒子を崩壊させうるような、細孔を有さない粒子を言う。当該一次粒子は、樹脂粒子であっても無機粒子であってもよく、後述する式を満足する範囲において、艶消し剤として用いられる公知の一次粒子から選ぶことができる。当該一次粒子の具体例には、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂からなる一次粒子（樹脂粒子）；ガラス、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、アルミナ・シリカなどの無機化合物からなる一次粒子（無機粒子）である。これらの一次粒子の形状は、略球形であることが好ましいが、円柱形状や円板形状などの他の形状であってもよい。また、粒子の崩壊の起点となるような細孔でなければ、一次粒子の表面には、凹部などが存在してもよい。

上記塗装金属板は、上記艶消し剤の個数平均粒径をＲ２（μｍ）、上記上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、上記艶消し剤の個数粒度分布の標準偏差をσ２としたときに、下記式を満足する。
２．０≦（Ｒ２＋２σ２）／Ｔ≦７．０

Ｒ２＋２σ２は、上記艶消し剤の個数粒度分布が正規分布である場合には、Ｒ２＋２σ２は、数平均粒径Ｒ２以上の大きな粒径を有する粒子のうちの約９５．４５％の粒子の粒径の最大値を示す。このように、Ｒ２＋２σ２は、上記艶消し剤の粒径の実質的な最大値を示している。（Ｒ２＋２σ２）／Ｔが大きすぎると、上塗り塗膜の塗装時に艶消し剤を起因としたスジ引きなどが発生し、美麗な塗装外観が得られないことがあり、（Ｒ２＋２σ２）／Ｔが小さすぎると、所期のテクスチャーが得られないことがある。たとえば、外装建材としての実使用年数が少なくとも１０年以上であり、かつ、光沢調整剤および艶消し剤を含有する上塗り塗膜において、７５度における光沢度が１〜２５の塗装金属板を得るためには、（Ｒ２＋２σ２）／Ｔは、３以上であることが好ましく、４以上であることがより好ましい。また、上記の理由から、（Ｒ２＋２σ２）／Ｔは、６以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましい。Ｒ２およびσ２は、上記艶消し剤の個数粒度分布から求めることが可能である。

上記上塗り塗膜は、本実施の形態における効果が得られる範囲において、前述した樹脂、光沢調整剤および艶消し剤以外の他の成分をさらに含有していてもよい。たとえば、上塗り塗膜は、着色剤をさらに含有していてもよい。着色剤の例には、酸化チタン、炭酸カルシウム、カーボンブラック、鉄黒、酸化鉄イエロー、チタンイエロー、ベンガラ、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、群青、コバルトグリーン、モリブデン赤などの無機顔料；ＣｏＡｌ、ＣｏＣｒＡｌ、ＣｏＣｒＺｎＭｇＡｌ、ＣｏＮｉＺｎＴｉ、ＣｏＣｒＺｎＴｉ、ＮｉＳｂＴｉ、ＣｒＳｂＴｉ、ＦｅＣｒＺｎＮｉ、ＭｎＳｂＴｉ、ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＮｉ、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｒＮｉＭｎ、ＣｏＣｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、ＳｎＺｎＴｉなどの金属成分を含む複合酸化物焼成顔料；Ａｌ、樹脂コーティングＡｌ、Ｎｉなどのメタリック顔料；および、キナクリドンレッド、リソールレッドＢ、ブリリアントスカーレットＧ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、パーマネントレッド４Ｒ、ボルドー１０Ｂ、ファストイエローＧ、ファストイエロー１０Ｇ、パラレッド、ウォッチングレッド、ベンジジンイエロー、ベンジジンオレンジ、ボンマルーンＬ、ボンマルーンＭ、ブリリアントファストスカーレット、バーミリオンレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ファストスカイブルー、アニリンブラックなどの有機顔料；が含まれる。上記着色剤は、上記光沢調整剤に対して十分に小さく、例えば、上記着色剤の個数平均粒径は、０．０１〜１．５μｍである。また、上塗り塗膜における着色剤の含有量は、例えば、２〜２０体積％である。

また、上記上塗り塗膜は、体質顔料をさらに含有していてもよい。当該体質顔料の例には、硫酸バリウム、酸化チタンなどが含まれる。上記体質顔料は、上記光沢調整剤に対して十分に小さく、例えば、上記体質顔料の個数平均粒径は、０．０１〜１μｍである。また、上塗り塗膜における体質顔料の含有量は、例えば、０．１〜１５体積％である。

また、上記上塗り塗膜は、塗装金属板の加工時における上塗り塗膜でのカジリの発生を防止する観点から、潤滑剤をさらに含有していてもよい。当該潤滑剤の例には、フッ素系ワックス、ポリエチレン系ワックス、スチレン系ワックスおよびポリプロピレン系ワックスなどの有機ワックス、および、二硫化モリブデンやタルクなどの無機潤滑剤、が含まれる。上塗り塗膜における潤滑剤の含有量は、例えば、０〜１０体積％である。

上記上塗り塗膜は、上記金属板の表面や後述の下塗り塗膜の表面などに、上塗り塗膜用の塗料を塗布し、乾燥させ、必要に応じて硬化させる公知の方法によって作製される。上塗り塗膜用の塗料は、前述した上塗り塗膜の材料を含有するが、本実施の形態の効果が得られる範囲において、当該材料以外の他の成分をさらに含有していてもよい。

たとえば、上塗り塗膜用の塗料は、硬化剤をさらに含有していてもよい。上記硬化剤は、上塗り塗膜を作製する際の硬化（焼付け）時に、前述のポリエステルまたはアクリル樹脂を架橋する。硬化剤の種類は、使用する樹脂の種類や焼付け条件などに応じて、前述した架橋剤や既知の硬化剤などから適宜選択することができる。

上記硬化剤の例には、メラミン化合物、イソシアネート化合物およびメラミン化合物とイソシアネート化合物の併用などが含まれる。メラミン化合物の例には、イミノ基型、メチロールイミノ基型、メチロール基型または完全アルキル基型のメラミン化合物が含まれる。イソシアネート化合物は、芳香族、脂肪族、脂環族のいずれでもよく、例としては、ｍ−キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートおよびこれらのブロック化合物が含まれる。

また、上塗り塗膜は、上塗り塗膜用の塗料の貯蔵安定性に影響しない範囲内において、硬化触媒をさらに適宜含有していてもよい。上塗り塗膜中における上記硬化剤の含有量は、例えば、１０〜３０体積％である。

また、上塗り塗膜は、耐候性を更に向上させる観点から、１０体積％以下の紫外線吸収剤（ＵＶＡ）や光安定化剤（ＨＡＬＳ）などを適宜含有していてもよい。さらには、上塗り塗膜は、雨筋汚れを防止する観点から、親水化剤、例えば３０体積％以下のテトラアルコキシシランの部分加水分解縮合物などを含んでいてもよい。

上記上塗り塗膜用の塗料は、例えば、前述した上塗り塗膜の材料を溶剤中に分散することによって調製される。当該塗料は、溶剤や架橋剤などを含んでいてもよい。上記溶剤の例には、トルエン、キシレンなどの炭化水素；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル；セロソルブなどのエーテル；および、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン；が含まれる。

上記上塗り塗膜用の塗料は、例えば、ロールコート、カーテンフローコート、スプレーコート、浸漬コートなどの公知の方法によって塗布される。上塗り塗膜は、上塗り塗膜用の塗料が塗布された金属板を、その到達温度が２００〜２５０℃となるように加熱することで上記上塗り塗膜用の塗料を金属板に焼き付けることによって作製される。上塗り塗膜の膜厚Ｔは、例えば、上記塗料の塗布量によって適宜に調整される。

なお、前述のとおり、艶消し剤を上塗り塗膜に配合することにより、独特の意匠を発現するだけでなく、塗膜金属板の耐傷付き性も向上させることができる。この意匠および耐傷付き性を両立させるために、光沢調整剤のみを含み、艶消し剤を含まない塗膜よりも厚く塗装することが好ましい。また、上塗り塗膜に艶消し剤を配合することによって、塗料の不揮発成分の割合が増加するため、光沢調整剤のみを含み、艶消し剤を含まない塗膜より厚く塗装することが可能になる。

上記塗装金属板は、本実施の形態における効果を奏する範囲において、さらなる構成要素を有していてもよい。たとえば、上記塗装金属板は、塗装金属板における上塗り塗膜の密着性および耐食性を高める観点から、上記金属板および前記上塗り塗膜の間に下塗り塗膜をさらに有することが好ましい。上記下塗り塗膜は、金属板の表面、あるいは上記化成処理皮膜が作製されている場合は、当該化成処理皮膜の表面、に配置される。

上記下塗り塗膜は、樹脂で構成される。当該樹脂の例には、エポキシ樹脂、ポリエステル、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂およびフェノキシ樹脂が含まれる。

上記下塗り塗膜は、防錆顔料や、着色顔料、メタリック顔料、体質顔料などをさらに含有していてもよい。上記防錆顔料の例には、変性シリカ、バナジン酸塩、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、およびポリリン酸アルミニウムなどの非クロム系の防錆顔料が含まれる。上記着色顔料の例には、酸化チタン、カーボンブラック、酸化クロム、酸化鉄、ベンガラ、チタンイエロー、コバルトブルー、コバルトグリーン、アニリンブラックおよびフタロシアニンブルーが含まれる。上記メタリック顔料の例には、アルミニウムフレーク（ノンリーフィングタイプ）、ブロンズフレーク、銅フレーク、ステンレス鋼フレークおよびニッケルフレークが含まれる。上記体質顔料の例には、硫酸バリウム、酸化チタン、シリカおよび炭酸カルシウムが含まれる。

上記の顔料の下塗り塗膜中における含有量は、本実施の形態における効果が得られる範囲において、適宜に決めることが可能であり、例えば上記下塗り塗膜における上記防錆顔料の含有量は、例えば１０〜７０体積％であることが好ましい。

上記下塗り塗膜は、下塗り塗膜用の塗料の塗布によって作製される。当該塗料は、溶剤や架橋剤などを含んでいてもよい。上記溶剤の例には、トルエン、キシレンなどの炭化水素；酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル；セロソルブなどのエーテル；および、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン；が含まれる。また、上記架橋剤の例には、前述した樹脂を架橋する、メラミン樹脂やイソシアネート樹脂などが含まれる。下塗り塗膜用の塗料は、前述した材料を均一に混合、分散させることによって調製される。

下塗り塗膜用の塗料は、例えば、ロールコート、カーテンフローコート、スプレーコート、浸漬コートなどの公知の方法で、１〜１０μｍ（好ましくは３〜７μｍ）の乾燥膜厚が得られる塗布量で金属板に塗布される。当該塗料の塗膜は、例えば金属板の到達温度で１８０〜２４０℃の温度で金属板を加熱することにより金属板に焼き付けられ、作製される。

本実施の形態に係る塗装金属板は、クロメートフリーの塗装金属板である。「クロメートフリー」とは、上記塗装金属板が６価クロムを実質的に含有しないことを意味する。上記塗装金属板が「クロメートフリー」であることは、例えば、前述した金属板、化成処理皮膜、下塗り塗膜および上塗り塗膜のいずれにおいても、上塗り塗膜または下塗り塗膜を単独で作製した金属板から５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片４枚を切り出し、沸騰している純水１００ｍＬに１０分間浸漬した後、当該純水中に溶出した６価クロムを、ＪＩＳ Ｈ８６２５付属書の２．４．１の「ジフェニルカルバジッド比色法」に準拠する濃度の分析方法で定量したときに、検出限界以下であること、によって確認することが可能である。上記塗装金属板は、実使用において環境へ６価クロムを溶出せず、かつ、平坦部で十分な耐食性を発現する。なお、「平坦部」とは、上記金属板の上記上塗り塗膜で覆われており、曲げ加工、絞り加工、張り出し加工、エンボス加工、ロール成型等により変形していない部分を言う。

上記塗装金属板の用途は、外装用が好適である。「外装用」とは、屋根、壁、役物、看板および屋外設置機器などの、外気に露出する部分であって、日光やその反射光に照射され得る部分に使用されることを言う。外装用の塗装金属板の例には、外装建材用の塗装金属板などが含まれる。

上記塗装金属板は、艶消しの塗装金属板に好適である。艶消しとは、７５度における光沢度が１〜２５であることを言う。上記光沢度は、光沢調整剤および艶消し剤の平均粒径や上塗り塗膜におけるこれらの含有量などによって調整される。

上記塗装金属板では、上記光沢調整剤（細孔粒子）は、完全に上塗り塗膜中に包含される。また、細孔粒子の実質的な最大粒子は、上塗り塗膜の膜厚に対して十分に小さい。よって、外装の用途での実使用によって上塗り塗膜の樹脂が上塗り塗膜の表面から徐々に減耗しても所期の使用年数以内であれば上記細孔粒子が露出しないように、上記の上塗り塗膜を設計することが可能である。したがって、所期の使用年数以内における上記細孔粒子の割れや崩壊および上記上塗り塗膜からの脱落が防止され、所期の使用年数の間、雨水などの腐食因子が金属板に到達し得ない。

一方、上記塗装金属板では、艶消し剤は、上塗り塗膜を構成する樹脂に覆われているものの、艶消し剤の少なくとも一部の粒子は、艶消し剤を含まない部分の上塗り塗膜の膜厚に対して大きい。そのため、所期の使用年数以内であっても外装の用途での実使用によって上塗り塗膜の樹脂が上塗り塗膜の表面から徐々に減耗したときに、上塗り塗膜から艶消し剤が表出することがある。このような状況において、上塗り塗膜に艶消し剤として細孔粒子を配合すると、上塗り塗膜の、艶消し剤が割れ、崩壊し、あるいは脱落した部分が腐食の起点となるおそれがある。このため、上記塗装金属板では、艶消し剤として一次粒子を配合する。よって、外装の用途での実使用によって上塗り塗膜の表面から上記一次粒子が表出しても、細孔粒子において生じるような割れや崩壊および上記上塗り塗膜からの脱落が防止され、雨水などの腐食因子が金属板に到達し得ない。

このため、上記塗装金属板は、クロメートフリーでありながら、クロメート系の防錆成分を含有する塗装金属板と同等かそれ以上の平坦部耐食性を発現する。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態によれば、金属板と、当該金属板上に配置される上塗り塗膜とを有し、当該上塗り塗膜が細孔を有する粒子（細孔粒子）を光沢調整剤として、一次粒子を艶消し剤として含有し、上記上塗り塗膜における上記光沢調整剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、上記上塗り塗膜における上記艶消し剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、当該光沢調整剤の個数平均粒径をＲ１（μｍ）、当該艶消し剤の個数平均粒径をＲ２（μｍ）、上記上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、上記細孔粒子の個数粒度分布の標準偏差をσ１、上記一次粒子の個数平均分布の標準偏差をσ２としたときに、下記式を満足することから、クロメートフリーでありながら優れた平坦部耐食性を有する塗装金属板を提供することができる。
（Ｒ１＋２σ１）／Ｔ≦０．７
Ｒ１≧２．０
２．０≦（Ｒ２＋２σ２）／Ｔ≦７．０
１３≦Ｔ≦２０

また、上記塗装金属板が上記金属板および上記上塗り塗膜の間に下塗り塗膜をさらに有することは、塗装金属板における上塗り塗膜の密着性および耐食性を高める観点からより一層効果的である。

また、上記塗装金属板が外装用塗装金属板であることは、実使用時におけるクロムの溶出による環境への負荷を軽減する観点から、より一層効果的である。

また、上記塗装金属板で構成されている外装建材は、クロメートフリーでありながら１０年間以上の実使用において優れた平坦部耐食性を奏することが可能である。

上記塗装金属板は、曲げ加工、絞り加工、張り出し加工、エンボス加工、ロール成型などの公知の加工によって、外装建材などの外装建材に成形される。このように当該外装建材は、上記塗装金属板によって構成される。当該外装建材は、上記の効果が得られる範囲において、他の構成をさらに含んでいてもよい。たとえば、上記外装建材は、当該外装建材の実使用における適切な設置に供される構成をさらに有していてもよい。このような構成の例には、外装建材を建物に固定するための部材や、外装建材同士を連結するための部材、および、外装建材の取り付け時の向きを示すマーク、断熱性を向上させるための発泡シートや発泡層などが含まれる。これらの構成は、前述の外装用塗装金属板に含まれていてもよい。

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

［塗装原板１〜３の作製］
両面付着量１５０ｇ／ｍ^２の溶融５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき鋼板をアルカリ脱脂し、当該めっき鋼板のめっき層の表面に、塗装前処理として、２０℃の、クロメート処理液である日本ペイント株式会社製の「サーフコートＮＲＣ３００ＮＳ」（「サーフコート」は同社の登録商標）を塗布し、当該めっき鋼板を水洗することなく１００℃で乾燥し、クロム換算で２０ｍｇ／ｍ^２の付着量のクロメート処理鋼板を得た。また、上記クロメート処理液に代えて下記クロメートフリー処理液を塗布し、当該めっき鋼板を水洗することなく１００℃で乾燥し、Ｔｉ換算で１０ｍｇ／ｍ^２の付着量のクロメートフリーの化成処理鋼板を得た。
（クロメートフリー処理液）
ヘキサフルオロチタン酸 ５５ｇ／Ｌ
ヘキサフルオロジルコニウム酸 １０ｇ／Ｌ
アミノメチル置換ポリビニルフェノール ７２ｇ／Ｌ
水 残り

上記クロメートフリーの化成処理鋼板の表面に、エポキシ樹脂系の下記下塗り塗料１を塗布し、上記めっき鋼板の到達温度が２００℃となるように上記化成処理鋼板を加熱し、乾燥膜厚が５μｍのクロメートフリーの下塗り塗膜１を有するクロメートフリーの塗装原板１を得た。また、下塗り塗料１に代えて下記下塗り塗料２を用いた以外は塗装原板１と同様にして、乾燥膜厚が５μｍのクロメートフリーの下塗り塗膜２を有するクロメートフリーの塗装原板２を得た。さらに、上記クロメートフリーの化成処理鋼板に代えて上記クロメート処理鋼板を用い、下塗り塗料１に代えて下記下塗り塗料３を用いた以外は塗装原板１と同様にして、乾燥膜厚が５μｍのクロム含有の下塗り塗膜３を有する、クロムを含有する塗装原板３を得た。
（下塗り塗料１）
リン酸塩混合物 １５体積％
硫酸バリウム ５体積％
シリカ １体積％
クリアー塗料 残り
（下塗り塗料２）
バナジン酸カルシウム １５体積％
硫酸バリウム ５体積％
シリカ １体積％
クリアー塗料 残り
（下塗り塗料３）
ストロンチウムクロメート １５体積％
硫酸バリウム ５体積％
シリカ １体積％
クリアー塗料 残り

上記下塗り塗料１〜３において、上記クリアー塗料は、日本ファインコーティングス株式会社製「ＮＳＣ６８０」である。また、上記下塗り塗料１において、上記リン酸塩混合物は、リン酸水素マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、および、トリポリリン酸アルミニウム、の混合物である。さらに、上記体積％は、下塗り塗料中の固形分に対する割合である。

［上塗り塗料の調製］
下記組成の上塗り塗料１〜３を調製した。上塗り塗料１は、下記クリアー塗料が日本ファインコーティングス株式会社製の「ＣＡクリアー塗料」であり、上塗り塗料２は、下記クリアー塗料が同社製の「ＱＫクリアー塗料」であり、上塗り塗料３は、下記クリアー塗料が同社製の「ＮＳＣ３３００クリアー塗料」である。カーボンブラックは着色顔料である。下記体積％は、上塗り塗料中の固形分に対する割合である。
（上塗り塗料）
カーボンブラック ７体積％
光沢調整剤（種類および配合量は表１〜３に記載）
艶消し剤（種類および配合量は表１〜３に記載）
クリアー塗料 残り

［塗装金属板１〜１３の作製］
光沢調整剤としてシリカ粒子Ａ’（シリカＡ’）（「’」は、分級したものであることを示す）を０．２体積％、艶消し剤としてアクリル粒子Ａ（アクリルＡ）を５体積％で配合した上塗り塗料１を、塗装原板１の下塗り塗膜１の表面に塗布し、塗装原板１における上記めっき鋼板の到達温度が２２０℃となるように塗装原板１を加熱し、乾燥膜厚Ｔが１５μｍの上塗り塗膜を作製した。こうして、塗装金属板１を作製した。

シリカ粒子Ａ’は、東ソー・シリカ株式会社製「ニップジェル ＡＺ−４００」（「ニップジェル」は同社の登録商標）の、粒径が０．３Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ニップジェル ＡＺ−４００」は、湿式ゲル法によって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、膜厚Ｔが１５μｍのときのシリカ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は２．５μｍであり、標準偏差σ１は、１．０μｍである。

アクリル粒子Ａは、東洋紡株式会社製「タフチック ＡＲ−６５０ＭＸ」（「タフチック」は同社の登録商標）を使用した。「タフチック ＡＲ−６５０ＭＸ」は、懸濁重合によって作製されており、前述の一次粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ａの平均粒径Ｒ２は４０μｍであり、標準偏差σ２は、４μｍである。

シリカ粒子Ａ’の配合量を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１と同様にして、塗装金属板２〜４をそれぞれ作製した。アクリル粒子Ａの配合量を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１と同様にして、塗装金属板５〜７をそれぞれ作製した。また、乾燥膜厚Ｔを表１に記載されているように、変更した以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板８〜１０をそれぞれ作製した。膜厚Ｔが１３μｍのときのシリカ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は２．２μｍであり、標準偏差σ１は０．９μｍである。膜厚Ｔが１７μｍのときのシリカ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は２．８μｍであり、標準偏差σ１は１．１μｍである。膜厚Ｔが２０μｍのときのシリカ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は３．０μｍであり、標準偏差σ１は１．５μｍである。また、塗装原板の種類を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板１１を作製した。また、上塗り塗料の種類を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板１２、１３をそれぞれ作製した。

なお、塗装金属板２を切断してその断面を露出させ、エポキシ樹脂の塊内にし、上記断面をさらに研摩し、当該断面を走査型電子顕微鏡で撮影し、得られた複数箇所の画像を処理、分析することによって、シリカ粒子Ａ’およびアクリル粒子Ａの粒度分布を求めたところ、Ｒ１、σ１、Ｒ２およびσ２は、上記の数値と実質的に同じであることが確認された。

［塗装金属板１４〜２６の作製］
光沢調整剤としてシリカ粒子Ｂ’（シリカＢ’）を０．２体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板１と同様にして、塗装金属板１４を作製した。

シリカ粒子Ｂ’は、富士シリシア化学株式会社製「サイリシア ３００Ｐ」の、粒径が０．２Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「サイリシア ３００Ｐ」は、湿式ゲル法によって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１５μｍのときのシリカ粒子Ｂ’の平均粒径Ｒ１は２μｍであり、標準偏差σ１は、０．５μｍである。

シリカ粒子Ｂ’の配合量を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１４と同様にして、塗装金属板１５〜１７をそれぞれ作製した。また、アクリル粒子Ａの配合量を表１に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板１８〜２０をそれぞれ作製した。また、乾燥膜厚Ｔを表１に記載されているように、変更した以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２１〜２３をそれぞれ作製した。膜厚Ｔが１３μｍのときのシリカ粒子Ｂ’の平均粒径Ｒ１は１．９μｍであり、標準偏差σ１は０．４μｍである。膜厚Ｔが１７μｍのときのシリカ粒子Ｂ’の平均粒径Ｒ１は２．１μｍであり、標準偏差σ１は０．７μｍである。膜厚Ｔが２０μｍのときのシリカ粒子Ｂ’の平均粒径Ｒ１は２．２μｍであり、標準偏差σ１は０．８μｍである。また、塗装原板の種類を表２に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２４を作製した。また、上塗り塗料の種類を表２に記載されているように変更した以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２５、２６をそれぞれ作製した。

［塗装金属板２７〜３２の作製］
光沢調整剤としてシリカ粒子Ｂ’に代えてシリカ粒子Ｃ’（シリカＣ’）を用いる以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２７を作製した。シリカ粒子Ｃ’は、東ソー・シリカ株式会社製「ニップジェル ＡＺ−４１０」の、粒径が０．５Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ニップジェル ＡＺ−４１０」は、湿式ゲル法とその後の無機物での処理とによって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１５μｍのときのシリカ粒子Ｃ’の平均粒径Ｒ１は３．５μｍであり、標準偏差σ１は、２．２μｍである。

また、光沢調整剤としてシリカ粒子Ｂ’に代えてシリカ粒子Ｄ’（シリカＤ’）を用いる以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２８を作製した。シリカ粒子Ｄ’は、東ソー・シリカ株式会社製「ニップジェル ＡＺ−４６０」の、粒径が０．５Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ニップジェル ＡＺ−４６０」は、湿式ゲル法とその後の有機物での処理とによって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１５μｍのときのシリカ粒子Ｄ’の平均粒径Ｒ１は３．７μｍであり、標準偏差σ１は、２．１μｍである。

また、光沢調整剤としてシリカ粒子Ｂ’に代えてシリカ粒子Ｅ’（シリカＥ’）を用いる以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板２９を作製した。シリカ粒子Ｅ’は、日本アエロジル株式会社製「ＡＣＥＭＡＴＴ ＴＳ１００」（「ＡＣＥＭＡＴＴ」はエボニック デグサ社の登録商標）の、粒径が０．７Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ＡＣＥＭＡＴＴ ＴＳ１００」は、乾式燃焼法によって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１３μｍのときのシリカ粒子Ｅ’の平均粒径Ｒ１は７．９μｍであり、標準偏差σ１は、０．６μｍである。

また、光沢調整剤としてシリカ粒子Ｂ’に代えてシリカ粒子Ｆ’（シリカＦ’）を用いる以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板３０を作製した。シリカ粒子Ｆ’は、日本アエロジル株式会社製「ＡＣＥＭＡＴＴ ３３００」の、粒径が０．７Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ＡＣＥＭＡＴＴ ３３００」は、乾式燃焼法とその後の有機物での処理とによって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１３μｍのときのシリカ粒子Ｆ’の平均粒径Ｒ１は７．５μｍであり、標準偏差σ１は、０．８μｍである。

また、光沢調整剤としてポリアクリロニトリル粒子Ａ’（ＰＡＮ Ａ’）を５体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板３１を作製した。

ＰＡＮ粒子Ａ’は、東洋紡株式会社製「タフチック ＡＳＦ−７」の、粒径が０．４Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「タフチック ＡＳＦ−７」は、スプレードライ法で作成された粒子を粉砕することによって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１５μｍのときのＰＡＮ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は５μｍであり、標準偏差σ１は、０．６μｍである。

また、光沢調整剤として炭酸カルシウム−リン酸カルシウム複合体粒子Ａ’（ＣａＣＰＣ Ａ’）を５体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板３２を作製した。

ＣａＣＰＣ粒子Ａ’は、丸尾カルシウム株式会社製「ボロネックス」（「ボロネックス」は同社の登録商標）の、粒径が０．４Ｔ以上の粒子を強制渦遠心式精密空気分級機によってカットした粉体である。「ボロネックス」は、花弁状多孔質構造を有し、前述の細孔粒子に該当する。膜厚Ｔが１５μｍのときのＣａＣＰＣ粒子Ａ’の平均粒径Ｒ１は５μｍであり、標準偏差σ１は、０．５μｍである。

［塗装金属板３３〜３６の作製］
艶消し剤としてアクリル粒子Ａに代えてウレタン粒子（ウレタン）を用いる以外は、塗装金属板１５と同様にして、塗装金属板３３を作製した。ウレタン粒子は、根上工業製「アートパール Ｃ−２００」（「アートパール」は同社の登録商標）を使用した。「アートパール Ｃ−２００」は、懸濁重合によって作製されており、前述の一次粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、ウレタン粒子の平均粒径Ｒ２は３０μｍであり、標準偏差σ２は、３μｍである。

また、艶消し剤としてウレタン粒子に代えてガラス粒子（ガラス）を用いる以外は、塗装金属板３３と同様にして、塗装金属板３４を作製した。ガラス粒子は、ポッターズ・バロティーニ製「ＥＧＢ ７３１」を使用した。「ＥＧＢ ７３１」は、前述の一次粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、ガラス粒子の平均粒径Ｒ２は２０μｍであり、標準偏差σ２は、５μｍである。

また、艶消し剤としてウレタン粒子に代えてアクリル粒子Ｂ（アクリルＢ）を用いる以外は、塗装金属板３３と同様にして、塗装金属板３５を作製した。アクリル粒子Ｂは、東洋紡株式会社製「タフチック ＡＲ６５０ＭＺ」を使用した。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ｂの平均粒径Ｒ２は６０μｍであり、標準偏差σ２は、５μｍである。

また、艶消し剤としてウレタン粒子に代えてアクリル粒子Ｃ（アクリルＣ）を用いる以外は、塗装金属板３３と同様にして、塗装金属板３６を作製した。アクリル粒子Ｃは、東洋紡株式会社製「タフチック ＡＲ６５０ＭＬ」を使用した。「タフチック ＡＲ６５０ＭＬ」は、懸濁重合によって作製されており、前述の一次粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ｃの平均粒径Ｒ２は７５μｍであり、標準偏差σ２は、１５μｍである。

［塗装金属板３７〜４３の作製］
光沢調整剤としてシリカ粒子Ａ’に代えて、下記方法によって調製したシリカ粒子Ｇ（シリカＧ）を用いる以外は、塗装金属板１と同様にして、塗装金属板３７を作製した。

シリカ粒子Ｇの調製方法を説明する。まず、攪拌機付き反応槽に市販の３号ケイ酸ソーダ（ＳｉＯ_２：２１．９質量％、Ｎａ_２Ｏ：７．１質量％、ＳｉＯ_２／Ｎａ_２Ｏ＝３．１９）を１００ｇ（全液量中のＳｉＯ_２濃度として７質量％）量り採り、水１００ｇ加えた後、５０℃に調節し、ゆっくり攪拌しながらアクリルアミドポリマー水溶液（１０質量％水溶液、重量平均分子量：５０万）を６５ｇ加えて十分に分散させる。当該水溶液の添加量は、ＳｉＯ_２に対してポリアクリルアミド無水物が３０質量％となる量である。

次いで、上記の混合液に、予め５０℃に調節した５質量％硫酸を加えて、当該混合液のｐＨを１０に調整した後、攪拌を止め、そのまま１００時間静置させる。その後、攪拌、分散し、沈澱物と母液を濾別し、得られたケーキを水中で再分散し、十分分散後、ｐＨが２．０になるまで５質量％硫酸を加え、分散液のｐＨが２．０でほぼ安定したら、そのまま２４時間攪拌し、当該分散液を濾過、水洗し、さらにケーキをリパルプし、１５質量％の球状シリカ粒子スラリーにする。

次いで、上記スラリーを濾過後、得られたケーキを１１０℃の恒温乾燥機で一夜乾燥後、サンプルミルで粉砕し、シリカ粒子Ｇを得た。シリカ粒子Ｇは、前述の細孔粒子に該当する。シリカ粒子Ｇの粒度分布をベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」を用いて、５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて測定したところ、膜厚Ｔが１５μｍのときのシリカ粒子Ｇの平均粒径Ｒ１は２．７μｍであり、標準偏差σ１は、１．２μｍである。また、シリカ粒子Ｇの、個数粒度分布における最大値（粒度分布曲線とベースラインとの交点）は５．７μｍであり、このように１５μｍ（０．５Ｔ）未満であった。

シリカ粒子Ｇの配合量を表２に記載されているように変更した以外は、塗装金属板３７と同様にして、塗装金属板３８〜４０をそれぞれ作製した。また、アクリル粒子Ａの配合量を表２に記載されているように変更した以外は、塗装金属板３８と同様にして、塗装金属板４１〜４３をそれぞれ作製した。

［塗装金属板４４〜５９の作製］
光沢調整剤としてシリカ粒子Ｈ（シリカＨ）を５体積％、艶消し剤としてＰＡＮ粒子Ｂ（ＰＡＮ Ｂ）を５体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板２と同様にして、塗装金属板４４を作製した。

シリカ粒子Ｈは、日産化学工業株式会社製「ライトスター ＬＡ−ＯＳ２６ＢＫ」（「ライトスター」は同社の登録商標）を使用した。「ライトスター ＬＡ−ＯＳ２６ＢＫ」は、前述の細孔粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、シリカ粒子Ｈの平均粒径Ｒ１は０．７μｍであり、標準偏差σ１は、０．２μｍである。

ＰＡＮ粒子Ｂは、東洋紡株式会社製「タフチック Ａ−２０」を使用した。「タフチック Ａ−２０」は、スプレードライ法によって作製されており、前述の細孔粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、ＰＡＮ粒子Ｂの平均粒径Ｒ２は２３μｍであり、標準偏差σ２は、１０．７μｍである。

光沢調整剤としてシリカ粒子Ａ（シリカＡ）を０．１体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板４４と同様にして、塗装金属板４５を作製した。シリカ粒子Ａは、前述の東ソー・シリカ株式会社製「ニップジェル ＡＺ−４００」を使用した。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、シリカ粒子Ａの平均粒径Ｒ１は３．３μｍであり、標準偏差σ１は、５．８μｍである。

また、シリカ粒子Ａの配合量を表２、３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板４５と同様にして、塗装金属板４６〜４９をそれぞれ作製した。また、ＰＡＮ粒子Ｂの配合量を表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板４７と同様にして、塗装金属板５０〜５３をそれぞれ作製した。また、乾燥膜厚Ｔを表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板４７と同様にして、塗装金属板５４、５５をそれぞれ作製した。また、塗装原板の種類を表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板４７と同様にして、塗装金属板５６、５７をそれぞれ作製した。また、上塗り塗料の種類を表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板４７と同様にして、塗装金属板５８、５９をそれぞれ作製した。

［塗装金属板６０〜６９の作製］
艶消し剤としてＰＡＮ粒子Ｂに代えてアクリル粒子Ｄ（アクリルＤ）を用いる以外は、塗装金属板５９と同様にして、塗装金属板６０を作製した。アクリル粒子Ｄは、東洋紡株式会社製「タフチック ＡＲ−６５０Ｍ」を使用した。「タフチック ＡＲ−６５０Ｍ」は、懸濁重合によって作製されており、前述の一次粒子に該当する。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ｄの平均粒径Ｒ２は３０μｍであり、標準偏差σ２は、６．７μｍである。

光沢調整剤としてシリカ粒子Ａに代えてシリカ粒子Ｂ（シリカＢ）を５体積％で配合した上塗り塗料１を用いる以外は、塗装金属板５９と同様にして、塗装金属板６１を作製した。シリカ粒子Ｂは、前述の富士シリシア化学株式会社製「サイリシア ３００Ｐ」を使用した。シリカ粒子Ｂの平均粒径Ｒ１は２．２μｍであり、標準偏差σ１は、０．９μｍである。

また、シリカ粒子Ｂを５体積％で配合した上塗り塗料１を用い、シリカ粒子Ｂの配合量を表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板６０と同様にして、塗装金属板６２、６３をそれぞれ作製した。また、シリカ粒子Ｂを５体積％で配合した上塗り塗料１を用い、ＰＡＮ粒子Ｂの配合量を表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板６０と同様にして、塗装金属板６４、６５をそれぞれ作製した。また、シリカ粒子Ｂを５体積％で配合した上塗り塗料１を用い、乾燥膜厚Ｔを表３に記載されているように変更した以外は、塗装金属板６０と同様にして、塗装金属板６６、６７をそれぞれ作製した。

また、シリカ粒子Ｂを５体積％で配合した上塗り塗料１を用い、アクリル粒子Ｄに代えてアクリル粒子Ｃを用いる以外は、塗装金属板６０と同様にして、塗装金属板６８を作製した。アクリル粒子Ｃは、前述の東洋紡株式会社製「タフチック ＡＲ−６５０ＭＬ」を使用した。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ｃの平均粒径Ｒ２は８０μｍであり、標準偏差σ２は、２０μｍである。

また、シリカ粒子Ｂを５体積％で配合した上塗り塗料１を用い、アクリル粒子Ｃに代えてアクリル粒子Ｅ（アクリルＥ）を用いる以外は、塗装金属板６８と同様にして、塗装金属板６９を作製した。アクリル粒子Ｅは、前述の東洋紡株式会社製「タフチック ＦＨ−Ｓ０１０」を使用した。ベックマン・コールター社製「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４」で５０μｍ径のアパーチャーチューブを用いて求めたところ、アクリル粒子Ｅの平均粒径Ｒ２は１０μｍであり、標準偏差σ２は、６．３μｍである。

作製した塗装金属板１〜６９の塗装原板の種類、上塗り塗膜の種類および膜厚、光沢調整剤および艶消し剤の種類、個数平均粒径、個数粒度分布の標準偏差などを表１〜３に示す。なお、光沢調整剤の種類の「’」は、分級していることを示す。

［評価］
塗装金属板１〜６９のそれぞれについて、下記の測定および試験を行った。

（１）７５度光沢度
塗装金属板１〜６９のそれぞれの、ＪＩＳ Ｚ ８７４１で規定される７５度における光沢度（Ｇ７５）を日本電色株式会社製 光沢計ＶＧ−２０００によって測定した。

（２）塗装外観
塗装金属板１〜６９のそれぞれの乾燥後の塗膜の外観を、以下の基準により評価した。
（評価基準）
○：（光沢異常および塗膜欠陥が認められず、良好な外観が認められる）
×：（以下に示すＤ１〜Ｄ３のいずれかの異常が認められる）
Ｄ１：光沢が高すぎる（光沢度が２５より大きい）
Ｄ２：ワキが認められる
Ｄ３：スジ引きが認められる

（３）耐傷付き性
１２５μｍφダイヤモンド針を使用し、４００ｇの荷重を加えてクレメンス型引っ掻き試験を行い、下記の基準で評価した。
（評価基準）
○：素地（金属板）に到達する傷が認められない
×：素地（金属板）に到達する傷が認められる

（４）加工部密着性
塗装金属板１〜６９のそれぞれに０Ｔ曲げ（密着曲げ）加工を施し、当該０Ｔ曲げ部のセロハンテープ剥離試験を行い、以下の基準により評価した。
（評価基準）
○：塗膜の剥離が認められない
×：塗膜の剥離が認められる

（５）平坦部耐食性
塗装金属板１〜６９のそれぞれについて、まずＪＩＳ Ｋ５６００−７−７（ＩＳＯ １１３４１：２００４）に規定されているキセノンランプ法促進耐候性試験を１，０００時間行い、次いで、ＪＩＳ Ｈ８５０２に規定されている「中性塩水噴霧サイクル試験」（いわゆるＪＡＳＯ法）を７２０時間行った。上記二つの試験の実施を１サイクルとし、塗装金属板１〜６９のそれぞれについて、１サイクル（実使用の耐久年数が５年程度に相当）試験品と、２サイクル（実使用の耐久年数１０年程度に相当）試験品のそれぞれを水洗し、目視、および、１０倍ルーペによる拡大観察によって、塗装金属板の平坦部における塗膜の膨れの有無を観察し、以下の基準により評価した。
（評価基準）
◎：膨れが認められない
○：拡大観察で僅かに微小な膨れが認められるが、目視では当該膨れが認められない
×：目視で膨れが認められる

塗装金属板１〜６９の評価結果を表４〜６に示す。

表２、３、５および６から明らかなように、光沢調整剤の個数平均粒径Ｒ１が２μｍ未満である塗装金属板４４ならびに上塗り塗膜における光沢調整剤の含有量が０．２体積％未満である塗装金属板４５および６２は、所期の光沢度が得られておらず、塗装外観が劣っていた。また、艶消し剤の含有量が０．２体積％未満である塗装金属板５０および６４ならびに（Ｒ２＋２σ２）／Ｔが２．０未満である塗装金属板６９は、所期の光沢が得られておらず、塗装外観および耐傷付き性が劣っていた。さらに（Ｒ２＋２σ２）／Ｔが７．０を超えている塗装金属板６８は、スジ引きが発生し塗装外観に劣っていた。

また、上塗り塗膜の膜厚が１３μｍ未満である塗装金属板５４および６６は、耐傷付き性に劣っていた。一方、上塗り塗膜の膜厚が２０μｍ超である塗装金属板５５および６７は、ワキが発生し、塗装外観に劣っていた。

また、上塗り塗膜における光沢調整剤の含有量が１５体積％超である塗装金属板４９および６３、ならびに上塗り塗膜における艶消し剤の含有量が１５体積％超である塗装金属板５３および６５は、加工部密着性に劣っていた。

また、（Ｒ１＋２σ１）／Ｔが０．７を超えている塗装金属板６０、艶消し剤として細孔粒子を用いている塗装金属板６１、またはこれら両方を満たす塗装金属板４６〜４８、５１、５２、５７〜５９は、５年間の実使用に相当する平坦部耐食性すら得られなかった。

これに対し、表１、２、４および５から明らかなように、光沢調整剤の個数平均粒径Ｒ１が２μｍ以上、（Ｒ１＋２σ１）／Ｔが０．７以下、艶消し剤が一次粒子、（Ｒ２＋２σ２）／Ｔが２．０以上かつ７．０以下、上塗り塗膜の膜厚Ｔが１３μｍ以上かつ２０μｍ以下である塗装金属板１〜４３は、所期の光沢度が得られ、かつ塗装外観、耐傷付き性、加工部密着性および平坦部耐食性のいずれも優れていた。特に、塗装金属板１〜４３の平坦部耐食性は、塗装金属板５６との対比から明らかなように、含クロメート化成処理を金属板に施し、防錆顔料としてクロムを含有する塗装金属板の平坦部耐食性と同等か、それ以上であった。

本発明に係る塗装金属板では、上塗り塗膜からの光沢調整剤および艶消し剤の崩壊および脱落に起因する平坦部での耐食性の低下が防止される。よって、外装の用途で長期にわたって使用されても所期の外観と耐食性を長期にわたって呈する塗装金属板が得られる。したがって、本発明によって、外装用の塗装金属板のさらなる長寿命化および利用のさらなる促進が期待される。

上記上塗り塗膜は、通常、樹脂で構成される。当該樹脂は、意匠性や耐候性などの観点から、適宜に選ばれる。当該樹脂の例には、ポリエステル、アクリル樹脂およびウレタン樹脂が含まれる。

Claims (4)

1. 金属板と、前記金属板上に配置される上塗り塗膜とを有する、クロメートフリーの塗装金属板であって、
   前記上塗り塗膜は、細孔を有する粒子である光沢調整剤および一次粒子である艶消し剤を含有し、
   前記上塗り塗膜における前記光沢調整剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、
   前記上塗り塗膜における前記艶消し剤の含有量は、０．２〜１５体積％であり、
   前記光沢調整剤の個数平均粒径をＲ１（μｍ）、前記艶消し剤の個数平均粒径をＲ２（μｍ）、前記上塗り塗膜の膜厚をＴ（μｍ）、前記光沢調整剤の個数粒度分布の標準偏差をσ１、前記艶消し剤の個数粒度分布の標準偏差をσ２としたときに、下記式を満足する、塗装金属板。
   （Ｒ１＋２σ１）／Ｔ≦０．７
   Ｒ１≧２．０
   ２．０≦（Ｒ２＋２σ２）／Ｔ≦７．０
   １３≦Ｔ≦２０
2. 前記金属板および前記上塗り塗膜の間に下塗り塗膜をさらに有する、請求項１に記載の塗装金属板。
3. 外装用塗装金属板である、請求項１または２に記載の塗装金属板。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗装金属板で構成されている外装建材。