JP2018095921A - 塗装金属板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐汚染性耐食性、および意匠性に優れた塗装金属板、およびその製造方法を提供する。【解決手段】塗装金属板は、金属板と、前記金属板の少なくとも一方の面に配置された、厚みが２００ｎｍ未満であり、かつ実質的に組成式Ｋ２Ｏ・ｘＳｉＯ２（３．５≦ｘ＜６．８）で表される組成物からなる塗膜と、を有する。前記塗膜を有する任意の１０箇所の、１ｍｍ２当たりの塗膜被覆率の平均値が９５％以上であり、前記金属板の算術平均うねりをＷａ（金属板）、前記塗膜の算術平均うねりをＷａ（塗膜）としたとき、Ｗａ（塗膜）／Ｗａ（金属板）≧０．７を満たし、前記塗膜表面の光沢度が２５０未満である。【選択図】図２

Description

本発明は、塗装金属板およびその製造方法に関する。

エレベータ等のドア材や操作パネル等には、エッチングや着色、表面処理等によって意匠性を高めたステンレス鋼板が用いられている。これらのステンレス鋼板には、指紋等が付着し難いことや、耐汚染性が高いこと、耐擦傷性が高いこと等が求められている。そこで通常、ステンレス鋼板の表面には、樹脂やワックス、オイル等からなる塗膜が形成されている。

しかしながら、ステンレス鋼板の表面に樹脂からなる塗膜を形成すると、経時変化により、塗膜にクラックや白化等が生じ、意匠性を損ないやすい。また、ワックスやオイルは、定期的に塗り直す必要がある。

そこで、ステンレス鋼板の表面に無機材料からなる塗膜を形成することが検討されている（例えば、特許文献１）。無機材料からなる塗膜は、経時変化が少なく、硬度が高いとの利点がある。

特開２００９−１６８５号公報

ここで、無機材料からなる塗膜の厚みが厚いと、金属板由来の質感（光沢感）が失われやすく、意匠性が損なわれやすい。一方で、無機材料からなる塗膜の厚みが薄いと、塗膜によって金属板を十分に被覆することが難しく、耐食性や耐汚染性が不十分になりやすい。さらに、塗膜を薄くした場合には、塗膜表面で反射する光と、金属板表面で反射する光との間で干渉が生じやすく、色ムラ（以下、「干渉ムラ」とも称する）が生じやすい。

図１Ａおよび図１Ｂに、従来の塗装金属板１０の表面の部分拡大断面図を示す。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、一般的な金属板１は、巨視的には平滑な表面を有していても、微視的にはうねりを有している。このような金属板１上に、厚みの薄い塗膜２を従来の方法で形成すると、図１Ａに示すように、金属板１表面のうねりに塗膜２が十分に追従せず、金属板１の一部が露出する。その結果、金属板１が露出した領域等において耐汚染性や耐食性が不十分となりやすい。

また、図１Ｂに示すように、金属板１の表面を覆うように塗膜２を形成できたとしても、金属板１のうねりに塗膜２のうねりを追従させることは難しい。したがって、塗膜２の厚みが厚い領域と、塗膜の厚みが薄い領域とが生じる。その結果、様々な波長の光が干渉し、干渉ムラが視認されやすくなる。

このような状況を鑑み、本発明はなされたものである。すなわち、本発明は、耐汚染性耐食性、および意匠性に優れた塗装金属板、およびその製造方法の提供を目的とする。

本発明は、以下の塗装金属板を提供する。
［１］金属板と、前記金属板の少なくとも一方の面に配置された、平均厚みが２００ｎｍ未満であり、かつ実質的に組成式Ｋ_２Ｏ・ｘＳｉＯ_２（３．５≦ｘ＜６．８）で表される組成物からなる塗膜と、を有し、前記塗膜を有する任意の１０箇所の、１ｍｍ^２当たりの塗膜被覆率の平均値が９５％以上であり、前記金属板の算術平均うねりをＷａ_{（金属板）}、前記塗膜の算術平均うねりをＷａ_（塗膜）としたとき、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}≧０．７を満たし、前記塗膜表面の光沢度が２５０未満である、塗装金属板。

また、本発明は、以下の塗装金属板の製造方法を提供する。
［２］上記［１］に記載の塗装金属板の製造方法であって、金属板を準備する工程と、前記金属板を、少なくとも一方の面の対水接触角が１５°以下となるように親水化処理する工程と、前記親水化処理された前記金属板上に、ケイ酸カリウム（Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（２≦ｎ≦４）およびコロイダルシリカ（ＳｉＯ_２）の混合液を、非接触塗布法により塗布し、硬化させる工程と、を含む、塗装金属板の製造方法。

本発明によれば、耐汚染性、耐食性、および意匠性に優れた塗装金属板が得られる。また、本発明の製造方法によれば、上記塗装金属板を効率よく得ることができる。

図１Ａおよび図１Ｂは、従来の塗装金属板の表面の部分拡大断面図である。 図２は、本発明の塗装金属板の表面の部分拡大断面図である。 図３Ａは、比較例の塗装金属板（Ｎｏ．６）のＳＥＭ画像（拡大倍率：３０００）であり、図３Ｂは、当該塗装金属板のＳＥＭ画像（拡大倍率：１００００）であり、図３Ｃは、当該塗装金属板のＳＥＭ画像（拡大倍率：２００００）である。 図４Ａは、実施例の塗装金属板（Ｎｏ．１２）のＳＥＭ画像（拡大倍率：３０００）であり、図４Ｂは、当該塗装金属板のＳＥＭ画像（拡大倍率：１００００）であり、図４Ｃは、当該塗装金属板のＳＥＭ画像（拡大倍率：２００００）である。

本発明は、金属板と、当該金属板上に形成された塗膜と、を有する塗装金属板に関する。塗膜は、金属板の一方の面のみに形成されていてもよく、両方の面に形成されていてもよい。また、塗膜は、金属板の一部の領域のみに形成されていてもよく、金属板の一方の面もしくは両面の全ての領域に形成されていてもよい。当該金属塗装板は、例えばエレベータのドア材や操作パネル、家電製品の外板、家具や調度品、建材等に適用可能である。

前述のように、金属板の耐汚染性等を高めること等を目的として、従来、金属板表面に無機材料からなる厚みの薄い塗膜を形成することが検討されている。しかしながら、金属板表面に薄い塗膜を形成すると、耐汚染性や耐食性が十分に高まり難く、干渉ムラも生じやすい。

これに対し、本発明者らは、塗膜の平均厚みが２００ｎｍ未満、つまり塗膜が薄くても、単位面積当たりの塗膜被覆率の平均値が９５％以上であり、金属板の算術平均うねりをＷａ_{（金属板）}、塗膜の算術平均うねりをＷａ_（塗膜）としたとき、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７以上であり、かつ塗膜表面の光沢度が２５０未満である場合に、塗装金属板の耐汚染性や耐食性が良好となり、干渉ムラが生じ難くなることを見出した。

図２に、本発明の塗装金属板１００の表面の部分拡大断面図を図２に示す。図２に示すように、本発明の塗装金属板１００では、金属板１１が、塗膜１２によってムラなく覆われている。そのため、耐汚染性や耐食性が高い。また、当該塗装金属板１００では、金属板１１のうねりに塗膜１２が追従しているため、塗膜１２の厚みが略均一となる。その結果、上述の干渉ムラが生じ難く、意匠性が高くなる。

また、塗膜１２表面の光沢度が過度に大きい、すなわち金属板１１表面のうねりが非常に小さい場合に、塗膜１２表面のうねりが大きくなると、塗膜１２の厚みが不均一になり、干渉ムラが生じることがある。そこで、本発明では、塗膜１２表面の光沢度を２５０満とすることで、塗装金属板１００に干渉ムラが生じることを抑制している。

ここで、塗膜の平均厚みは、１８０ｎｍ以下であることがより好ましく、１６０ｎｍ以下であることがより好ましい。一方、塗膜の平均厚みは、１００ｎｍ以上であることが好ましく、１３０ｎｍ以上であることがより好ましい。塗膜の平均厚みが薄いほど、金属板由来の質感（光沢感）が高まりやすく、意匠性が高くなる。一方で、塗膜の平均厚みが１００ｎｍ未満であると、単位面積当たりの塗膜被覆率の平均値が小さくなりやすく、耐汚染性や耐食性が低くなりやすい。塗膜の平均厚みは、塗装金属板を任意に切り出し、断面を観察することにより測定される。具体的には、塗装金属板から切り出した試験片を樹脂で包埋後に研磨等で適当な断面を作製し、さらにイオンミリング加工等で高精度の観察断面を作製する。そして、塗膜が存在する任意の１０箇所について、ＳＥＭやＴＥＭで塗膜の厚みを観察し、１０箇所の厚みの平均を、平均厚みとする。

また、金属板の算術平均うねりＷａ_{（金属板）}と、塗膜の算術平均うねりＷａ_（塗膜）との比（Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}）は、０．８以上であることがより好ましく、０．９以上であることがさらに好ましい。一方、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}は、２．０以下であることが好ましく、１．５以下であることがより好ましく、１．２以下であることがさらに好ましい。Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}の値が当該範囲であると、塗膜の厚みがより均一になりやすく、干渉ムラが生じ難くなる。本明細書における金属板の算術平均うねりＷａ_（塗膜）および塗膜のうねりＷａ_{（金属板）}は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される値であり、接触式粗さ計で、短波長のカットオフ値を０．８ｍｍ、長波長のカットオフ値を８ｍｍとして測定される値である。

また、塗膜を有する任意の１０箇所の、１ｍｍ^２当たりの塗膜被覆率の平均値（以下、「平均塗膜被覆率」とも称する）は、９６％以上であることがより好ましく、９７％以上であることがさらに好ましい。平均塗膜被覆率が高いほど、塗装金属板の耐汚染性や耐食性が良好になりやすい。なお、塗膜被覆率を特定する領域（１ｍｍ^２）の形状は特に制限されず、例えば正方形や長方形等の矩形状、円形状等、いずれの形状であってもよいが、通常矩形状である。平均塗膜被覆率は、以下の方法で特定される。

ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）／ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）にて、塗膜が形成されている領域のうち、任意の１０箇所（１ｍｍ^２の領域）について、Ｓｉ元素分布を測定する。続いて、得られたＳｉの分布画像を画像処理ソフトで２値化する。２値化に際しては、塗膜非形成部（金属板）のＳｉ検出値を基準とし、僅かでもＳｉが増加している領域を塗膜が存在する領域として処理する。そして、得られる２値化画像から、Ｓｉが増加している領域（塗膜が存在する領域）の画素数を、全画素数で除し、塗膜被覆率を算出する。そして、これらの塗膜被覆率の平均値を、平均塗膜被覆率とする。

また、本発明の塗装金属板における上記塗膜表面の光沢度は、２００以下であることがより好ましく、１５０以下であることがさらに好ましい。塗膜の光沢度が低くなると、干渉ムラがさらに生じ難くなる。なお、光沢度の下限値は、金属塗装板の所望の質感に応じて適宜選択され、例えば、４０とすることができる。上記光沢度は、塗装金属板について、塗膜側から測定角６０°で光沢度を測定したときの値である。

ここで、塗膜は、実質的に組成式Ｋ_２Ｏ・ｘＳｉＯ_２（３．５≦ｘ＜６．８）で表される組成物からなり、ケイ酸カリウム（Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（２≦ｎ≦４）とコロイダルシリカ（ＳｉＯ_２）との混合液を塗布し、これを硬化させて得られる膜とすることができる。なお、上記組成式Ｋ_２Ｏ・ｘＳｉＯ_２は、塗膜中での元素の状態を示すものではなく、構成元素の比を示すものである。塗膜中では通常、ＳｉＯ_２がシロキサン結合を形成している。一方、カリウムは、カリウムイオンとなり、シロキサン結合していないシリケートイオンと電気的に引き合って存在している。

上記組成物からなる塗膜では、表面にカリウムが微溶出する。また、塗膜表面にはシラノール基が存在する。そして、カリウムイオンが大気中の水分と水和したり、親水性のシラノール基が大気中の水分を引き寄せたりすることで、塗膜表面が薄い水膜で覆われる。そのため、塗装金属板表面に皮脂や油性インク等の油汚れが付着したとしても、汚れが水膜上に浮いた状態となり、拭き取り等によって容易に汚れを除去することが可能となる。

また一般に、塗装金属板表面に汚れが付着してから時間が経過すると、汚れの一部の成分が塗膜や金属板に含浸し、汚れの除去が困難となることがある。これに対し、本発明での塗装金属板では、塗装金属板表面に十分な厚みの水膜が存在するため、汚れ成分が塗装金属板に浸透し難い。さらに、塗膜の親水性が高いことから、塗装金属板表面と汚れとの間に水が浸透しやすい。したがって、水拭き等によって塗装金属板表面に付着した汚れを剥離することが可能となる。

上記組成式中のｘで表される、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）に対する酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の割合は、３．５以上６．８未満であればよいが、３．８以上５．２以下であることがより好ましい。ｘで表される値が３．５未満であると、カリウムイオンが塗膜表面に過剰に溶出する。そして、溶出したカリウムイオンが大気中の二酸化炭素と反応として炭酸塩となり析出する白華現象が生じやすくなる。また、ｘで表される値が３．５未満であると、塗膜が十分に形成され難くなり、平均塗膜被覆率が所望の範囲にならないことがある。一方、ｘで表される値が６．８以上であると、塗膜形成時に、コロイダルシリカを多量に混合する必要がある。その結果、造膜性が低下し、平均塗膜被覆率が所望の範囲にならなかったり、膜として十分な強度を有さないことがある。なお、上記塗膜の組成は、ケイ酸カリウムとコロイダルシリカとの混合比等によって調整することができる。また上記塗膜の組成は、ＥＤＳ、ＸＲＦ、ＥＰＭＡ等で確認することができ、ＸＰＳ、ＩＲ等によりＳｉの化学結合状態を確認することができる。

一方、本発明の塗装金属板における金属板は、過度に高光沢な表面を有するものでなければ特に制限されない。例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス鋼や、ＳＵＳ４３０等のフェライト系ステンレス鋼を用いることができる。また、機械的強度が要求される用途では、オーステナイト系、フェライト系ステンレス鋼を冷間圧延で加工硬化した材料や、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２０系等のマルテンサイト系ステンレス鋼板や、ＳＵＳ６３１等の析出強化型ステンレス鋼板を使用することが好ましい。また、ステンレス鋼板以外に、銅、炭素鋼、鉄−ニッケル系合金、各種めっき鋼板、アルミ板を用いてもよい。

これらの金属板は、常法に従って表面加工がなされたものであってもよい。金属板は、例えば、意匠性や機能性のためにＨＬ仕上げ等、直線状の研磨加工を施したものであってもよい。また、バイブレーション研磨等、曲線状の研磨加工を施したものであってもよい。さらに、酸化発色やスパッタリング着色等、各種手法によって着色したものであってもよい。

上述の塗装金属板は、（１）金属板を準備する工程（金属板準備工程）、（２）金属板を、少なくとも一方の面の対水接触角が１５°以下となるように親水化処理する工程（親水化処理工程）、ならびに（３）親水化処理された金属板上に、ケイ酸カリウム（Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（２≦ｎ≦４）およびコロイダルシリカ（ＳｉＯ_２）の混合液を非接触塗布法により塗布し、硬化させる工程（塗膜形成工程）、を行うことで製造することができる。

（１）金属板準備工程において準備する金属板の種類や大きさ等は、金属塗装板の用途に応じて適宜選択することができる。

（２）親水化処理工程では、塗膜を形成する面の対水接触角が１５°以下となるように、金属板の少なくとも一方の面、すなわち塗膜を形成する面を親水化処理する。金属板表面の対水接触角は、ＪＩＳ Ｒ３２５７：１９９９に準拠して液滴法で測定される。金属板表面の対水接触角が１５°以下であると、ケイ酸カリウムおよびコロイダルシリカの混合液が、金属板表面に濡れ広がりやすくなる。その結果、塗膜の厚みを２００ｎｍ未満としても、上述のＷａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７以上、かつ平均塗膜被覆率が９５％以上となる塗装金属板が得られやすくなる。

ここで、金属板表面に塗膜を形成する場合、金属板表面を、金属用脱脂剤を用いて脱脂することが一般的である。しかしながら、金属用脱脂剤を用いて金属板を脱脂するだけでは、金属板表面の対水接触角を１５°以下とすることは難しい。そこで、ガラス基板用脱脂剤を用いる脱脂、電解脱脂、またはコロナ放電処理によって、金属板表面を親水化することが好ましい。

ガラス基板用脱脂剤には、通常、水酸化カリウム等の無機アルカリ性化合物と、界面活性剤とが含まれており、その洗浄性および脱脂力が、金属用脱脂剤と比較して非常に高い。したがって、ガラス基板用脱脂剤によれば、金属板表面に付着した油分等を効率良く除去することができ、金属板表面の対水接触角を１５°以下とすることができる。具体的な処理方法としては、ガラス基板用脱脂剤に金属板を一定時間浸漬した後、金属板を水洗し、乾燥させる方法とすることができる。ガラス基板用脱脂剤の種類は特に制限されず、公知のガラス基板用脱脂剤を用いることができる。また、ガラス基板用脱脂剤に金属板を浸漬する際には、ガラス基板用脱脂剤の温度を５０℃以上とすることが、金属板表面を効率良く親水化できるとの観点から好ましい。なお、金属板を浸漬させる時間や、ガラス基板用脱脂剤の濃度等は、金属板の種類やガラス基板用脱脂剤の種類に応じて適宜選択される。

また、電解脱脂によっても、金属板表面に付着した油分等を効率良く除去することができ、金属板表面の対水接触角を１５°以下とすることができる。具体的な処理方法としては、電解脱脂用脱脂剤中に金属板を浸漬し、当該溶液に通電した後、金属板を水洗し、乾燥させる方法とすることができる。電界脱脂用脱脂剤は、例えば水酸化ナトリウム等の無機アルカリ性化合物とキレート剤とを含むものとすることができ、公知の電界脱脂用脱脂剤を用いることができる。また、電界脱脂用脱脂剤に金属板を浸漬する際には、電界脱脂用脱脂剤の温度を５０℃以上とすることが、金属板表面を効率良く親水化できるとの観点から好ましい。なお、通電時間や、電界脱脂用脱脂剤の濃度等は、金属板の種類や電界脱脂用脱脂剤の種類等に応じて適宜選択される。

さらに、コロナ放電処理によっても、金属板表面に付着した油分等を効率良く分解し、その表面を親水化することが可能である。コロナ放電処理は、公知のコロナ放電処理装置により行うことができる。またその処理量は、金属板の種類等に応じて適宜選択される。

上記（２）親水化処理工程を行った後、（３）金属板の上記親水化処理した面にケイ酸カリウムおよびコロイダルシリカの混合液を、非接触塗布法で塗布する。本明細書でいう「非接触塗布法」とは、混合液を塗布するための装置や部材が金属板に接触しない塗布法をいい、スプレー法や霧化スプレー法等が例として挙げられる。例えばロールコート等の接触塗布法では、金属板表面に付着した混合液が、ロール等によって金属板に押しつけられる。その結果、塗膜表面が平坦になり、金属板の算術平均うねりと塗膜の算術平均うねりとの比Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７未満になりやすい。これに対し、スプレー法等の非接触塗布法で混合液を塗布すると、金属板表面の形状に沿って混合液が濡れ広がるため、上記比（Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}）が０．７以上となりやすい。なお、スプレー法等で混合液を塗布する際、金属板に付着した混合液（塗膜）に風圧（圧力）が加わらないように、スプレーのノズルと金属板表面との距離を十分にとることが好ましい。

ここで、塗膜を形成するためのケイ酸カリウムおよびコロイダルシリカは、一般試薬であってもよく、工業用薬品であってもよい。ケイ酸カリウムの市販品の例には、日本化学工業社製の「Ａケイ酸カリ」や「２Ｋケイ酸カリ」、富士化学社製の「２号ケイ酸カリ」、日産化学社製の「スノーテックスＫ２」等が含まれる。一方、コロイダルシリカの市販品の例には、ＡＤＥＫＡ社製の「アデライトＡＴ」や、日産化学工業社の「スノーテックス」、日本化学工業社の「シリカドール」が含まれる。

なお、塗膜形成用の混合液には、ケイ酸カリウムおよびコロイダルシリカと共に、必要に応じて溶剤、レベリング剤、消泡剤等を添加してもよい。

また、混合液の硬化方法は特に制限されず、例えば常温による乾燥、もしくは加熱による乾燥とすることができる。このとき、塗膜に圧力をかけずに塗膜を硬化させる方法が好ましい。前述のように、塗膜に例えば風圧等がかかると、塗膜が平坦化されやすく、上述のＷａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７未満となることがある。

また、加熱により塗膜を乾燥させる場合、その温度は８０〜３００°とすることができる。加熱により、溶媒の乾燥が促進され、造膜が促進される。さらに、２００℃以上に加熱することにより、シロキサン結合の形成が促進され、短時間で強固な塗膜を得ることができる。ただし、加熱する場合は原板の酸化による変色（テンパーカラー）に注意する。乾燥時間は通常、加熱する場合は１０〜３０分程度であり、常温乾燥の場合でも２４時間あれば十分である。

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。

［金属板準備工程］
金属板は、以下の表１に示す金属板Ａ〜Ｅを用いた。

［親水化処理工程］
表２に示す方法で、上記金属板表面を親水化処理した。各処理方法は、以下の通りである。

（脱脂剤１（金属用脱脂剤）による脱脂）
脱脂剤１として、金属用脱脂剤（主成分：水酸化ナトリウム２５％）の２％水溶液を用い、当該脱脂剤１を６５℃に加熱した。そして、当該脱脂剤１に金属板を４分間浸漬後、水により洗浄し、乾燥させた。

（脱脂剤２（ガラス基板用脱脂剤）による脱脂）
脱脂剤２として、ガラス基板用脱脂剤（水酸化カリウム２％、界面活性剤１５％）の６％水溶液を用いた以外は、脱脂剤１と同様の方法で、金属板を親水化処理した。

（電解脱脂）
電界脱脂用脱脂剤（含有成分：水酸化ナトリウムおよびキレート剤（トリエタノールアミン））の１０％水溶液を６０℃に加熱した。そして、当該水溶液に金属板を浸漬し、５Ａ／ｄｍ^２で１分間通電させた。その後、水により洗浄し、乾燥させた。

（コロナ放電処理）
コロナ放電装置（ＶＥＴＡＰＨＯＮＥ社製、ＥＴ−２（商品名））により、放電処理量２０００Ｗ・ｍｉｎ／ｍ^２で、金属板を処理した。

［塗膜形成工程］
表２に示す方法で、混合液を塗布し、硬化させた。各塗布方法は、以下の通りである。

（スプレー塗布）
ケイ酸カリウム（富士化学社製、商品名 ２号ケイ酸カリ、Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（ｎ＝３．６１）１３．３ｇ（固形分量）と、コロイダルシリカ（日本化学工業社製、商品名シリカドール）４．３ｇ（固形分量）とを混合した。そして、不揮発分濃度が３質量％となるように調整し、得られた混合液をスプレーにより塗布した。このとき、スプレーのノズルと金属板との距離（吹きつけ距離）を十分に取り、金属板に付着した混合液に圧力がかからないようにした。また、塗膜の硬化後の厚みが表２に示す値となるように、ノズルの移動速度や吹きつけ距離を調整した。その後、加熱炉で、金属板の到達温度が２４０℃となるように、大気中で１５分間加熱し、塗膜を硬化させた。

（ロールコート）
スプレー塗布と同様の混合液を調製した。そして、当該混合液を必要に応じて希釈し、金属板上に塗布した。このとき、塗膜の硬化後の厚みが表２に示す値となるように、ロール周速、ロール加圧力、混合液の不揮発分濃度を調整した。その後、加熱炉で、金属板の到達温度が２４０℃となるように、大気中で１５分間加熱し、塗膜を硬化させた。

［評価］
（１）親水化処理工程後の金属板の水との接触角、（２）塗膜の平均厚み、（３）金属板の算術平均うねりＷａ_{（金属板）}、塗膜表面の算術平均うねりＷａ_（塗膜）、（４）平均塗膜被覆率、（５）塗膜表面の光沢度、（６）意匠性（干渉ムラの有無）、（７）耐汚染性、および（８）耐食性を以下の方法で測定した。結果を表２に示す。併せて、図３に塗装金属板Ｎｏ．６の断面のＳＥＭ画像を示し、図４に塗装金属板Ｎｏ．１２の断面のＳＥＭ画像を示す。なお、図３Ａおよび図４Ａの拡大倍率は３０００、図３Ｂおよび図４Ｂの拡大倍率は１００００、図３Ｃおよび図４Ｃの拡大倍率は２００００である。

（１）金属板の水との接触角
親水化処理工程後の金属板の水との接触角を測定した。接触角は、ＪＩＳ Ｒ３２５７：１９９９に準拠し、液滴法で測定した。測定は、協和界面科学社製、ポータブル接触計ＰＣＡ−１１で行った。なお、金属板Ｂ（ヘアライン材）の接触角は、研磨目に平行および垂直の２方向についてそれぞれ測定し、これらの平均値を算出した。

（２）塗膜の平均厚み
塗膜の平均厚みは、以下のように測定した。まず、塗装金属板を切り出し、切り出した試験片を樹脂で包埋後に研磨よって断面を作製した。さらにイオンミリング加工等で高精度の観察断面を作製してＳＥＭで観察した。そして、塗膜が存在する任意の１０箇所について厚みを測定し、これらの平均値を、平均厚みとした。

（３）塗膜表面の算術平均うねりＷａ_（塗膜）および金属板の算術平均うねりＷａ_{（金属板）}
ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠して、接触式粗さ計で、塗膜表面および金属板表面の算術平均うねりを測定した。このとき、カットオフ値は、短波長を０．８ｍｍ、長波長を８ｍｍとした。なお、金属板Ｂ（ヘアライン材）の算術平均うねりＷａ_{（金属板）}および、当該金属板Ｂ上に形成した塗膜の算術平均うねりＷａ_（塗膜）は、研磨目に垂直に測定した。

（４）平均塗膜被覆率
平均塗膜被覆率は、以下のように測定した。まずＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製、商品名：Ｓ−３７００Ｎ）／ＥＤＳ（オックスフォードインストゥルメンツ社製、商品名：ｘ−ａｃｔ）を用いて、塗膜の主成分であるＳｉの元素分布を測定した。測定は塗膜が形成されている領域のうち、任意の１０箇所（１ｍｍ^２）について行った。次に、得られたＳｉの分布画像を、画像処理ソフト（ａｄｏｂｅ社製、ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）で２値化した。２値化に際しては、塗膜非形成部（金属板）のＳｉ検出値を基準として、わずかでもＳｉが増加している領域を塗膜が存在する領域として処理した。得られた２値化画像からＳｉが増加する領域（塗膜が存在する領域）の画素数を領域内の全画素で除し、塗膜被覆率を算出した。そして、塗膜被覆率の平均値を算出し、これを平均塗膜被覆率とした。

（５）光沢度
光沢度は、日本電色工業社製Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒ ＶＧ−２０００により、測定角６０°で測定した。

（６）意匠性（干渉ムラ）
干渉ムラの有無は、標準光源下で目視にて評価した。標準光源装置には、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、商品名：マクベスＪｕｄｇｅIIを用いた。また、参照光は、ＴＬ８４とした。干渉ムラは、以下のような基準で評価した。
〇：干渉ムラ発生なし（意匠への影響：なし）
×：著しい干渉ムラが発生（意匠への影響：有り）

（７）耐汚染性
塗装金属板の塗膜上に、油性マーカー（寺西化学工業製、商品名：マジックインキ（登録商標）Ｎｏ．７００黒）で描画した。そして、描画部分の油性インクを、描画から２４時間後に、水を含浸させた布（旭化成社製、商品名：ベンコットＭ３−II）で拭き取り、水拭き後の油性インクの痕跡の程度を評価した。油性インクの痕跡は、以下のような基準で評価した。
〇：痕跡なし
△：一部痕跡有り
×：痕跡有り

（８）耐食性
塩水噴霧１５分、乾燥１時間（６０℃、３０％Ｒｈ）、湿潤３時間（５０℃、９５％Ｒｈ）を１サイクルとして、１００サイクル実施後、塗装金属板の塗膜を有する領域を起点とした腐食状況を目視で確認した。試験は、スガ試験機製複合サイクル試験機ＣＣＴ−２Ｌで行った。耐食性は以下のような基準で評価した。
〇：塗膜を有する領域を起点とした赤サビなし
×：塗膜を有する領域を起点とした赤サビ発生

上記表２に示すように、塗膜を形成しなかった場合（Ｎｏ．１、２３、２７、２９、および３１）には、耐汚染性および耐食性が低くなりやすかった。さらに、塗膜被覆率が９０％未満である場合（Ｎｏ．２〜１０、１５、１６、および２４）には、耐食性が低く、さらに塗膜の厚みが薄い場合には、耐汚染性も十分に高まり難かった。さらに、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７未満である場合（Ｎｏ．１４〜１９、および２６）には、いずれも干渉ムラが生じた。また、光沢度が２５０以上である場合（Ｎｏ．３０）にも、干渉ムラが生じた。

これに対し、厚みが２００ｎｍ未満であり、塗膜を有する任意の１０箇所の、１ｍｍ^２当たりの塗膜被覆率の平均値が９５％以上であり、金属板の算術平均うねりをＷａ_{（金属板）}、前記塗膜の算術平均うねりをＷａ_（塗膜）としたとき、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}≧０．７を満たし、かつ塗膜表面の光沢度が２５０未満である塗装金属板（Ｎｏ．１１〜１３、２０〜２２、２５、２８、および３２）では、干渉ムラが生じず、耐汚染性、および耐食性のいずれも良好であった。

また、表２に示すように、親水化処理工程で、金属板の対水接触角を１５°以下とし、塗膜形成工程で非接触塗布法（スプレー法）により混合液を塗布した場合には、上記被覆率、およびＷａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}を満たす塗装金属板が得られやすかった。このような塗装金属板では、図４に示すように、塗膜の厚みが略均一であった。これに対し、親水化処理工程後の金属板の対水接触角が１５°超である場合には、非接触塗布法で混合液を塗布しても塗膜被覆率が小さくなりやすかった。また、ロールコート法で混合液を塗布した場合には、Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}が０．７より小さくなりやすかった。また、図３に示すように、ロールコート法により混合液を塗布した場合、ロールの押圧によって、混合液が移動し、塗膜が形成されない領域が生じたり、塗膜の厚みが不均一になりやすかった。

本発明の塗装金属板は、耐汚染性および耐食性に優れ、干渉ムラが生じず、意匠性に優れる。したがって、当該塗装金属板は、エレベータのドア材や操作パネル、家電製品の外板、家具や調度品、各種内装建材等に適用が可能である。

１、１１ 金属板
２、１２ 塗膜
１０、１００ 塗装金属板

Claims (2)

1. 金属板と、
   前記金属板の少なくとも一方の面に配置された、平均厚みが２００ｎｍ未満であり、かつ実質的に組成式Ｋ_２Ｏ・ｘＳｉＯ_２（３．５≦ｘ＜６．８）で表される組成物からなる塗膜と、
   を有し、
   前記塗膜を有する任意の１０箇所の、１ｍｍ^２当たりの塗膜被覆率の平均値が９５％以上であり、
   前記金属板の算術平均うねりをＷａ_{（金属板）}、前記塗膜の算術平均うねりをＷａ_（塗膜）としたとき、
   Ｗａ_（塗膜）／Ｗａ_{（金属板）}≧０．７
   を満たし、
   前記塗膜表面の光沢度が２５０未満である、
   塗装金属板。
2. 請求項１に記載の塗装金属板の製造方法であり、
   金属板を準備する工程と、
   前記金属板を、少なくとも一方の面の対水接触角が１５°以下となるように親水化処理する工程と、
   前記親水化処理された前記金属板上に、ケイ酸カリウム（Ｋ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（２≦ｎ≦４）およびコロイダルシリカ（ＳｉＯ_２）の混合液を非接触塗布法により塗布し、硬化させる工程と、
   を含む、塗装金属板の製造方法。