JP3588373B2 - 耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコート鋼板 - Google Patents
耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコート鋼板 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特にオーディオ製品やクッキング製品等の家電製品に要求されるプレコート鋼板をガードフィルムフリー化した黒色プレコート鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家電や自動車分野における塗装鋼板の低コスト化のニーズは高く、ポストコートのプレコート化が一段と進む中で、機能差をつけた高機能プレコート鋼板の市場要求が高まっている。
【０００３】
特にオーディオ製品やクッキング製品の外板に多用される意匠性の高いプレコート鋼板（以下、単にプレコートという）については、需要家での製品成形過程において発生するトップ塗膜の外観取扱い疵の防止策として、プレコートを製造する側では、意匠性の高いトップ塗装面に対し膜厚が数１０〜１００μｍのガードフィルムを別途貼付けて市場提供している。このため安価なプレコートの市場提供はなかなか難しく、加えて需要家における最終商品段階でのこのフィルム剥ぎや剥いだフィルムの後処置等の作業の煩雑さもあって、プレコートのガードフィルムフリー化要求は最近益々高まっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ガードフィルムフリー型プレコートを高生産性のラインで製造する場合には、切り板製品になるまでの間はコイル製品として一旦床置され在庫されることが多く、この期間にコイル自重により塗装面への圧痕疵（プレッシャーマーク）発生があり、この改善対策がコイル製品の床置方法を含めて問題となる。
【０００５】
ガードフィルムフリーでは、コイル単重によって床との接触部分の塗膜に板幅方向に線又は帯状の圧痕マークが少なからず発生し、これがコイル長手方向に一定ピッチで発生し生産性の大幅低下を招くため、塗膜の耐圧痕疵対策（以下、単に耐ＰＭ性という）が最大の解決課題である。又、耐ＰＭ性についての同様の問題は、スキッド上にフープ掛けして床置する切板製品においてもみられ、改善要求も高い。こうした意味では、従来耐ＰＭ性を付与したガードフィルムフリー型プレコート或はその製造方法は殆ど見当たらない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、化成処理した鋼板の表側をプライマー塗装し、その上層に、塗膜のガラス転移点が４０〜７０℃であり、平均分子量が１５０００〜５００００のメラミン硬化型高分子ポリエステル樹脂を固形分重量比で４０〜９０％、一次平均粒径が０．５〜１０μｍの骨材シリカを固形分重量比で１〜１５％、及び滑剤としてポリエチレン粉末を固形分重量比で１〜５％含有する黒色塗膜を形成し、裏面側１Ｃ１Ｂ塗膜の表面光沢度が表側塗膜の表面光沢度の５０〜１００％であることを特徴とする耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコート鋼板である。なお、化成処理は公知のクロメート処理又はリン酸塩処理のいずれでもよい。更にプレコート塗膜も公知の塗装系でよく、トップ黒色系塗膜と同じ樹脂系が好ましい。又、これらの塗装下地の処理又は塗装方法も公知のものでよい。
【０００７】
【作用】
本発明は、耐ＰＭ性を安定して付与したガードフィルムフリー型黒色プレコートを安価で市場供給するものであり、そのためには生産から需要家での最終商品に至るまで、一貫して耐ＰＭ性を含めた加工取扱い疵が発生しないプレコートでなければならず、▲１▼耐ＰＭ性を付与するためには耐圧強度を上げなければならず、塗膜自身が適宜硬くなければならず、▲２▼安定した耐ＰＭ性を付与するためには、裏面塗膜の表面光沢を制御する必要があり、▲３▼他の塗膜性能を阻害してはならない。このように、安定した耐ＰＭ性を確保するには、基本的に硬質塗膜を用い、かつ裏面塗膜の光沢を制御する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、次の▲１▼〜▲３▼に基づき、意匠性の高いトップ黒色塗膜、すなわち表側の耐ＰＭ性を安定して付与する。
【０００９】
▲１▼耐ＰＭ性を付与するためのトップ塗膜の硬質化は、塗膜のガラス転移点（Ｔｇ）を高くすること、バインダー樹脂の分子量と配合量の適正化などによる。
【００１０】
▲２▼トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定付与するために、裏面塗膜の表面光沢を適正化する。
【００１１】
▲３▼トップ塗膜の耐疵付性を向上させるため、潤滑剤の配合を適正化する。
【００１２】
以下、本発明の塗膜構成について説明する。
【００１３】
本発明は表裏とも適宜に化成処理された鋼板を基板とし、表側には下層として適宜なプライマー塗膜を形成し、その上層にトップ塗膜として耐ＰＭ性を付与した２Ｃ２Ｂの塗膜を有し、その裏面側は表面光沢度を特定した１Ｃ１Ｂのサービス塗膜を有する。あるいは、表裏とも同種の塗装仕様により２Ｃ２Ｂ塗装してもよい。トップ塗膜は、塗膜としてのＴｇが４０〜７０℃であり、平均分子量が１５０００〜５００００のメラミン樹脂で塗膜硬化させるタイプの高分子ポリエステル樹脂を固形分重量比として４０〜９０％含有し、これに一次平均粒径が０．５〜１０μｍの骨材シリカを固形分重量比で１〜１５％含有し、更にポリエチレン粉末を滑剤として固形分重量比で１〜５％含有する。又、裏面塗膜の表面光沢度は、トップ塗膜の表面光沢度に対し５０〜１００％とする。
【００１４】
本発明は、塗膜の高Ｔｇ化による塗膜強度の増大を基本とし、裏面塗膜の表面光沢度をトップ塗膜と同等以下にすることとの相乗効果によって、トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定して得る。
【００１５】
又、本発明で使用する鋼板は裸鋼板又は亜鉛系めっき鋼板の何れであってもよい。亜鉛系めっき鋼板としては公知のめっき方法によって得られる何れであってもよく、例えば電気めっき系では、Ｚｎめっき、合金元素がＮｉ、Ｃｒ、Ｆｅの何れか１種以上からなるＺｎ系合金めっき鋼板を用いることができる。又、電気分散めっき系では、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−ＦｅをベースにＳｉＯ２ 、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、ＢａＣｒＯ４ 等の金属酸化物を均一分散析出させたＺｎ系分散合金めっき鋼板を用いることができる。さらに、溶融めっき系において、溶融亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板、及びそれらの合金化処理した亜鉛めっき鋼板を用いることができる。
【００１６】
以下、本発明鋼板の各塗膜構成要件について述べる。
【００１７】
（１）トップ塗膜：
▲１▼バインダーとしての高分子ポリエステル樹脂の分子量：
トップ塗膜に耐ＰＭ性を付与するには、塗膜を適宜に硬質化して圧下に耐えるようにすることが前提で、そのためにはバインダーとして高分子ポリエステル樹脂の分子量範囲を特定する必要がある。分子量が１５０００未満では、架橋密度が上がり過ぎるため塗膜に加工割れが生じ易く、５００００以上では、塗膜の伸び加工性の低下や、ユズ肌など製品外観としての塗膜欠陥が生じる。従って、分子量は１５０００〜５００００とし、２００００〜３００００が好ましい。
【００１８】
▲２▼高分子ポリエステル樹脂の配合量：
バインダー樹脂の配合量は固形分重量比として４０〜９０％とする。４０％未満では、塗膜強度が低下して塗膜の耐疵付性や加工性の低下があり、又、均一な塗装外観も得られ難くなる。一方、９０％超では、着色、光沢度といった所望の均一塗膜外観の制御が難しくなり、コスト高ともなる。従って、該樹脂の配合量は４０〜９０％とし、好ましくは５０〜８０％とする。
【００１９】
▲３▼塗膜Ｔｇ：
塗膜Ｔｇは、トップ塗膜の耐ＰＭ性をより安定して得るために特に制御すべき因子である。Ｔｇが４０℃未満では十分な耐ＰＭ性は得られず、又、７０℃超では塗膜の耐ＰＭ性は飽和状態にあるものの、逆に塗膜の伸び加工性が乏しくなって割れが生じ易くなり、コスト高ともなる。従って、塗膜Ｔｇは４０〜７０℃とし、中でも５０〜６５℃が好ましい。
【００２０】
▲４▼骨材シリカの粒径及び配合量：
骨材シリカは塗膜の耐疵付性付与のため配合する。結晶性が比較的高い硬質シリカがよいが、その粒径と配合量については十分な配慮が必要である。
【００２１】
一次平均粒径が０．５μｍ未満では、塗料中でのシリカの二次凝集のため塗膜への均一分散性が害され、塗膜の耐疵付性が低下したり、外観の均一性に欠ける。又１０μｍ超では、パンチング等の機械加工における鋼板への連続孔明け作業性（耐パンチング性）に欠け、金型摩耗が大きくなって鋼板にバリ又は押疵が多発し、コスト高ともなる。従って、粒径は０．５〜１０μｍとし、中でも１〜３μｍが好ましい。
【００２２】
配合量は、固形分重量比で１％未満では塗膜の安定した耐疵付性が得られにくく、又１５％超では塗膜の伸び加工性が低下し、耐パンチング性が十分でない。従って、配合量は１〜１５％とし、好ましくは５〜１０％とする。
【００２３】
▲５▼ポリエチレン滑剤の配合量：
ポリエチレン滑剤は塗膜の耐スリ疵性やプレス加工における加工性付与のために用いる。固形分重量比として１％未満では、上記塗膜性能を十分安定して得ることが難しく、又５％超では塗膜焼付時の水冷模様から、均一な塗装外観が得られ難い。従って、滑剤の配合量は１〜５％とし、好ましくは１．５〜３％とする。
【００２４】
（２）裏面塗膜の表面光沢度：
裏面塗膜の表面光沢は、トップ塗膜の耐ＰＭ性をより安定して得るための制御因子である。裏面塗膜の光沢度がトップ塗膜の光沢度に対して５０％未満ではトップ塗膜の耐ＰＭ性が低下し、又１００％超でも同様にトップ塗膜の耐ＰＭ性が低下する。従って、トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定して得るには、裏面光沢度をトップ塗膜の光沢度の５０〜１００％とし、好ましくは６０〜９０％とする。尚、裏面塗膜の光沢は、粉末シリカなどを用いる公知の方法で制御することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳述する。
【００２６】
板厚０．７ｍｍ、板幅９１４ｍｍの亜鉛系めっき鋼板の両面に対し、ライン速度７０ｍ／分で従来技術による塗装下地処理として総クロム付着量５０ｍｇ／ｍ２ の市販のクロメート処理を施した後、乾燥して直ちに塗装工程に入れた。
【００２７】
意匠性の高いトップ塗装面（２Ｃ２Ｂ）にはプライマー塗装及びトップ塗装のいずれにも有機溶剤系の高分子ポリエステル樹脂系塗料を用い、所定条件で塗装焼付けた。プライマー塗装は、日本ペイント製のフレキコート６００ＥＵプライマーを固形皮膜として５μｍ塗装し、その上層にトップ塗膜として表１〜表５に記載の黒色塗膜を固形皮膜として１９μｍになるようカーテン塗装したのち、標準条件で焼付け、水冷乾燥した。尚、この時のトップ塗膜の表面光沢度は市場ニーズが高い３０％に制御した。一方、鋼板の裏面塗装については塗膜の艶出しを調整した日本ペイント製のＮＰ０２塗料を用い、公知のロール塗装法により、塗膜厚が固形皮膜として１．５μｍになるよう塗装し、所定板温で焼付け、水洗乾燥した。
【００２８】
こうして製造した黒色プレコートは、以下に記載するように、意匠性の高いトップ塗膜に要求される耐ＰＭ性が十分安定して得られることが分かった。
【００２９】
（１）バインダー樹脂について：
塗膜へ耐ＰＭ性を付与するバインダー樹脂について、実施例、比較例を含めてＮｏ．１〜Ｎｏ．２２に示す。
【００３０】
樹脂分子量を変化させた実施例をＮｏ．１〜Ｎｏ．５に示し、比較例をＮｏ．６〜Ｎｏ．７に示す。又、塗膜Ｔｇを変化させた実施例をＮｏ．８〜Ｎｏ．１３に、比較例をＮｏ．１４〜Ｎｏ．１５に示す。更に、配合量を変化させた実施例をＮｏ．１６〜Ｎｏ．２０に、比較例をＮｏ．２１〜Ｎｏ．２２に示す。
【００３１】
これらから明らかなように、塗膜の他の性能を阻害することなく塗膜に耐ＰＭ性を付与するためには塗膜の高Ｔｇ化が基本となり、加えて塗膜の外観均一性や加工性を安定して得られるようにするためには樹脂分子量及び配合量の限定が必要である。
【００３２】
（２）塗膜中の骨材シリカについて：
骨材シリカの粒径を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．２３〜Ｎｏ．２８に、比較例をＮｏ．２９〜Ｎｏ．３０に示す。又、配合量を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．３１〜Ｎｏ．３６に、比較例をＮ３７〜Ｎｏ．３８に示す。
【００３３】
これらから明らかなように、耐パンチング性ほかの塗膜性能を低下させることなく耐ＰＭ性を塗膜に付与するには、骨材シリカの性状の粒径及び配合量を制御することが必要である。
【００３４】
（３）ポリエチレン滑剤について：
ポリエチレン滑剤の配合量を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．３９〜Ｎｏ．４５に、比較例をＮ４６〜Ｎｏ．４７に示す。
【００３５】
これらから明らかなように、塗膜に潤滑性を付与し安定したプレス加工性を得るにはポリエチレン滑剤の適正配合が必要で、特に上限を外れると塗膜外観に焼付後の水冷模様が発生し、加工性も低下する。
【００３６】
（４）裏面塗膜の光沢度について：
裏面塗膜の光沢度を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．４８〜Ｎｏ．５２に、比較例をＮｏ．５３〜Ｎｏ．５４に示す。
【００３７】
これらより明らかなように、裏面光沢度の制御範囲を逸脱すると、高生産性のラインにおける商品価値の高いトップ塗膜の耐ＰＭ性の安定維持は難しくなり、コスト高ともなる。
【００３８】
（５）下地鋼板のめっき系適用事例：
本発明に使用する下地鋼板のめっき系について実施例をＮｏ．２及びＮｏ．５５〜Ｎｏ．６４に示す。これらの実施例から明かなように、本発明は下地鋼板のめっき系が異なっても塗膜機能には何等支障となるものではない。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】
（注）＊１．めっき系：
ＥＺ：電気亜鉛めっき。
ＺＮ：電気Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき（Ｎｉ；１１．５％）。
ＥＣ：電気Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ合金めっき（Ｃｒ；１０％、Ｎｉ；２％）。
ＥＦ：電気Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき（Ｆｅ；１５％）。
ＺＮＳ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＳｉＯ２ （Ｎｉ：１２％、ＳｉＯ２ ；３％）。
ＺＮＴ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＴｉＯ２ （Ｎｉ：１２％、ＴｉＯ２ ；３％）。
ＺＮＢ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＢａＳＯ４ （Ｎｉ：１２％、ＢａＳＯ４ ；３％）。
ＺＮＳ：電気Ｚｎ−Ｆｅ−ＳｉＯ２ （Ｆｅ；１０％、ＳｉＯ２ ；３％）。
ＧＺ：溶融Ｚｎめっき。
ＧＡ：溶融Ｚｎ−Ａｌめっき（Ａｌ；５％）。
ＧＦ：合金化溶融Ｚｎめっき（Ｆｅ；８〜１１％）。
【００４５】
（注）＊２．トップ塗膜性状：
▲１▼メラミン樹脂硬化による高分子ポリエステル樹脂を使用。
▲２▼ＴｇはＴＭＡで実測したもの。
▲３▼配合量はすべて塗膜固形分に対する重量比でいう。
【００４６】
（注）＊３．裏面塗膜の光沢度：
６０度鏡面反射によるトップ側塗膜の光沢度比をいう。
【００４７】
（注）＊４．耐ＰＭ性評価：
トップ塗膜面に裏面塗膜を重ね合わせた試験片上に荷重１．６ｋｇ／ｃｍ２ を載せ、ＲＨ９５％、４０℃の湿潤雰囲気に１６８ｈｒｓ静置したのち、試験片を取り出し塗装面の圧痕状態を目視評価。
◎：初期外観と変化なし。
○：透かすと極く僅かな圧痕転写。
△：正面から見て僅かな圧痕転写。
×：明瞭な圧痕転写。
【００４８】
（注）＊５．耐孔明性評価：
パンチング孔明機：電動式クランクプレス機による連続孔明け。
金型：表面硬質化加工による金型を使用。肉厚１ｍｍ×幅４．５ｍｍの刃が４連セットされたものを使用。
評価：パンチング孔３０万個目を対象に、その孔周辺へのバリ発生状態を目視評価。
◎：バリなし。
○：僅かに押疵あるがバリなし。
△：バリ数個発生。
×：バリ頻発。
【００４９】
（注）＊６．加工性：
角筒プレス、５０Ｗ×５０Ｌ×５０Ｈ、ダイス接触した塗膜の掻き疵発生程度を目視評価。
◎：塗膜疵なし。
○：僅か発生。
△：部分発生。
×全面発生。
【００５０】
（注）＊７．塗膜外観（目視）：
◎：外観均質。
○：透かして極く僅かに不均一模様。
△：部分的に不均一。
×：全面不均一。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、市場におけるプレコートのガードフィルムフリー化要求に対し、他の塗装性能を低下させることなく、工業的レベルで耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコートの市場提供を可能にする。すなわち、本発明の黒色プレコートは、切り板製品及びコイル製品としての耐ＰＭ性、耐パンチング性を有する。
【産業上の利用分野】
本発明は、特にオーディオ製品やクッキング製品等の家電製品に要求されるプレコート鋼板をガードフィルムフリー化した黒色プレコート鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家電や自動車分野における塗装鋼板の低コスト化のニーズは高く、ポストコートのプレコート化が一段と進む中で、機能差をつけた高機能プレコート鋼板の市場要求が高まっている。
【０００３】
特にオーディオ製品やクッキング製品の外板に多用される意匠性の高いプレコート鋼板（以下、単にプレコートという）については、需要家での製品成形過程において発生するトップ塗膜の外観取扱い疵の防止策として、プレコートを製造する側では、意匠性の高いトップ塗装面に対し膜厚が数１０〜１００μｍのガードフィルムを別途貼付けて市場提供している。このため安価なプレコートの市場提供はなかなか難しく、加えて需要家における最終商品段階でのこのフィルム剥ぎや剥いだフィルムの後処置等の作業の煩雑さもあって、プレコートのガードフィルムフリー化要求は最近益々高まっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ガードフィルムフリー型プレコートを高生産性のラインで製造する場合には、切り板製品になるまでの間はコイル製品として一旦床置され在庫されることが多く、この期間にコイル自重により塗装面への圧痕疵（プレッシャーマーク）発生があり、この改善対策がコイル製品の床置方法を含めて問題となる。
【０００５】
ガードフィルムフリーでは、コイル単重によって床との接触部分の塗膜に板幅方向に線又は帯状の圧痕マークが少なからず発生し、これがコイル長手方向に一定ピッチで発生し生産性の大幅低下を招くため、塗膜の耐圧痕疵対策（以下、単に耐ＰＭ性という）が最大の解決課題である。又、耐ＰＭ性についての同様の問題は、スキッド上にフープ掛けして床置する切板製品においてもみられ、改善要求も高い。こうした意味では、従来耐ＰＭ性を付与したガードフィルムフリー型プレコート或はその製造方法は殆ど見当たらない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、化成処理した鋼板の表側をプライマー塗装し、その上層に、塗膜のガラス転移点が４０〜７０℃であり、平均分子量が１５０００〜５００００のメラミン硬化型高分子ポリエステル樹脂を固形分重量比で４０〜９０％、一次平均粒径が０．５〜１０μｍの骨材シリカを固形分重量比で１〜１５％、及び滑剤としてポリエチレン粉末を固形分重量比で１〜５％含有する黒色塗膜を形成し、裏面側１Ｃ１Ｂ塗膜の表面光沢度が表側塗膜の表面光沢度の５０〜１００％であることを特徴とする耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコート鋼板である。なお、化成処理は公知のクロメート処理又はリン酸塩処理のいずれでもよい。更にプレコート塗膜も公知の塗装系でよく、トップ黒色系塗膜と同じ樹脂系が好ましい。又、これらの塗装下地の処理又は塗装方法も公知のものでよい。
【０００７】
【作用】
本発明は、耐ＰＭ性を安定して付与したガードフィルムフリー型黒色プレコートを安価で市場供給するものであり、そのためには生産から需要家での最終商品に至るまで、一貫して耐ＰＭ性を含めた加工取扱い疵が発生しないプレコートでなければならず、▲１▼耐ＰＭ性を付与するためには耐圧強度を上げなければならず、塗膜自身が適宜硬くなければならず、▲２▼安定した耐ＰＭ性を付与するためには、裏面塗膜の表面光沢を制御する必要があり、▲３▼他の塗膜性能を阻害してはならない。このように、安定した耐ＰＭ性を確保するには、基本的に硬質塗膜を用い、かつ裏面塗膜の光沢を制御する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は、次の▲１▼〜▲３▼に基づき、意匠性の高いトップ黒色塗膜、すなわち表側の耐ＰＭ性を安定して付与する。
【０００９】
▲１▼耐ＰＭ性を付与するためのトップ塗膜の硬質化は、塗膜のガラス転移点（Ｔｇ）を高くすること、バインダー樹脂の分子量と配合量の適正化などによる。
【００１０】
▲２▼トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定付与するために、裏面塗膜の表面光沢を適正化する。
【００１１】
▲３▼トップ塗膜の耐疵付性を向上させるため、潤滑剤の配合を適正化する。
【００１２】
以下、本発明の塗膜構成について説明する。
【００１３】
本発明は表裏とも適宜に化成処理された鋼板を基板とし、表側には下層として適宜なプライマー塗膜を形成し、その上層にトップ塗膜として耐ＰＭ性を付与した２Ｃ２Ｂの塗膜を有し、その裏面側は表面光沢度を特定した１Ｃ１Ｂのサービス塗膜を有する。あるいは、表裏とも同種の塗装仕様により２Ｃ２Ｂ塗装してもよい。トップ塗膜は、塗膜としてのＴｇが４０〜７０℃であり、平均分子量が１５０００〜５００００のメラミン樹脂で塗膜硬化させるタイプの高分子ポリエステル樹脂を固形分重量比として４０〜９０％含有し、これに一次平均粒径が０．５〜１０μｍの骨材シリカを固形分重量比で１〜１５％含有し、更にポリエチレン粉末を滑剤として固形分重量比で１〜５％含有する。又、裏面塗膜の表面光沢度は、トップ塗膜の表面光沢度に対し５０〜１００％とする。
【００１４】
本発明は、塗膜の高Ｔｇ化による塗膜強度の増大を基本とし、裏面塗膜の表面光沢度をトップ塗膜と同等以下にすることとの相乗効果によって、トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定して得る。
【００１５】
又、本発明で使用する鋼板は裸鋼板又は亜鉛系めっき鋼板の何れであってもよい。亜鉛系めっき鋼板としては公知のめっき方法によって得られる何れであってもよく、例えば電気めっき系では、Ｚｎめっき、合金元素がＮｉ、Ｃｒ、Ｆｅの何れか１種以上からなるＺｎ系合金めっき鋼板を用いることができる。又、電気分散めっき系では、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−ＦｅをベースにＳｉＯ２ 、ＴｉＯ２ 、ＺｒＯ２ 、ＢａＣｒＯ４ 等の金属酸化物を均一分散析出させたＺｎ系分散合金めっき鋼板を用いることができる。さらに、溶融めっき系において、溶融亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板、及びそれらの合金化処理した亜鉛めっき鋼板を用いることができる。
【００１６】
以下、本発明鋼板の各塗膜構成要件について述べる。
【００１７】
（１）トップ塗膜：
▲１▼バインダーとしての高分子ポリエステル樹脂の分子量：
トップ塗膜に耐ＰＭ性を付与するには、塗膜を適宜に硬質化して圧下に耐えるようにすることが前提で、そのためにはバインダーとして高分子ポリエステル樹脂の分子量範囲を特定する必要がある。分子量が１５０００未満では、架橋密度が上がり過ぎるため塗膜に加工割れが生じ易く、５００００以上では、塗膜の伸び加工性の低下や、ユズ肌など製品外観としての塗膜欠陥が生じる。従って、分子量は１５０００〜５００００とし、２００００〜３００００が好ましい。
【００１８】
▲２▼高分子ポリエステル樹脂の配合量：
バインダー樹脂の配合量は固形分重量比として４０〜９０％とする。４０％未満では、塗膜強度が低下して塗膜の耐疵付性や加工性の低下があり、又、均一な塗装外観も得られ難くなる。一方、９０％超では、着色、光沢度といった所望の均一塗膜外観の制御が難しくなり、コスト高ともなる。従って、該樹脂の配合量は４０〜９０％とし、好ましくは５０〜８０％とする。
【００１９】
▲３▼塗膜Ｔｇ：
塗膜Ｔｇは、トップ塗膜の耐ＰＭ性をより安定して得るために特に制御すべき因子である。Ｔｇが４０℃未満では十分な耐ＰＭ性は得られず、又、７０℃超では塗膜の耐ＰＭ性は飽和状態にあるものの、逆に塗膜の伸び加工性が乏しくなって割れが生じ易くなり、コスト高ともなる。従って、塗膜Ｔｇは４０〜７０℃とし、中でも５０〜６５℃が好ましい。
【００２０】
▲４▼骨材シリカの粒径及び配合量：
骨材シリカは塗膜の耐疵付性付与のため配合する。結晶性が比較的高い硬質シリカがよいが、その粒径と配合量については十分な配慮が必要である。
【００２１】
一次平均粒径が０．５μｍ未満では、塗料中でのシリカの二次凝集のため塗膜への均一分散性が害され、塗膜の耐疵付性が低下したり、外観の均一性に欠ける。又１０μｍ超では、パンチング等の機械加工における鋼板への連続孔明け作業性（耐パンチング性）に欠け、金型摩耗が大きくなって鋼板にバリ又は押疵が多発し、コスト高ともなる。従って、粒径は０．５〜１０μｍとし、中でも１〜３μｍが好ましい。
【００２２】
配合量は、固形分重量比で１％未満では塗膜の安定した耐疵付性が得られにくく、又１５％超では塗膜の伸び加工性が低下し、耐パンチング性が十分でない。従って、配合量は１〜１５％とし、好ましくは５〜１０％とする。
【００２３】
▲５▼ポリエチレン滑剤の配合量：
ポリエチレン滑剤は塗膜の耐スリ疵性やプレス加工における加工性付与のために用いる。固形分重量比として１％未満では、上記塗膜性能を十分安定して得ることが難しく、又５％超では塗膜焼付時の水冷模様から、均一な塗装外観が得られ難い。従って、滑剤の配合量は１〜５％とし、好ましくは１．５〜３％とする。
【００２４】
（２）裏面塗膜の表面光沢度：
裏面塗膜の表面光沢は、トップ塗膜の耐ＰＭ性をより安定して得るための制御因子である。裏面塗膜の光沢度がトップ塗膜の光沢度に対して５０％未満ではトップ塗膜の耐ＰＭ性が低下し、又１００％超でも同様にトップ塗膜の耐ＰＭ性が低下する。従って、トップ塗膜の耐ＰＭ性を安定して得るには、裏面光沢度をトップ塗膜の光沢度の５０〜１００％とし、好ましくは６０〜９０％とする。尚、裏面塗膜の光沢は、粉末シリカなどを用いる公知の方法で制御することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳述する。
【００２６】
板厚０．７ｍｍ、板幅９１４ｍｍの亜鉛系めっき鋼板の両面に対し、ライン速度７０ｍ／分で従来技術による塗装下地処理として総クロム付着量５０ｍｇ／ｍ２ の市販のクロメート処理を施した後、乾燥して直ちに塗装工程に入れた。
【００２７】
意匠性の高いトップ塗装面（２Ｃ２Ｂ）にはプライマー塗装及びトップ塗装のいずれにも有機溶剤系の高分子ポリエステル樹脂系塗料を用い、所定条件で塗装焼付けた。プライマー塗装は、日本ペイント製のフレキコート６００ＥＵプライマーを固形皮膜として５μｍ塗装し、その上層にトップ塗膜として表１〜表５に記載の黒色塗膜を固形皮膜として１９μｍになるようカーテン塗装したのち、標準条件で焼付け、水冷乾燥した。尚、この時のトップ塗膜の表面光沢度は市場ニーズが高い３０％に制御した。一方、鋼板の裏面塗装については塗膜の艶出しを調整した日本ペイント製のＮＰ０２塗料を用い、公知のロール塗装法により、塗膜厚が固形皮膜として１．５μｍになるよう塗装し、所定板温で焼付け、水洗乾燥した。
【００２８】
こうして製造した黒色プレコートは、以下に記載するように、意匠性の高いトップ塗膜に要求される耐ＰＭ性が十分安定して得られることが分かった。
【００２９】
（１）バインダー樹脂について：
塗膜へ耐ＰＭ性を付与するバインダー樹脂について、実施例、比較例を含めてＮｏ．１〜Ｎｏ．２２に示す。
【００３０】
樹脂分子量を変化させた実施例をＮｏ．１〜Ｎｏ．５に示し、比較例をＮｏ．６〜Ｎｏ．７に示す。又、塗膜Ｔｇを変化させた実施例をＮｏ．８〜Ｎｏ．１３に、比較例をＮｏ．１４〜Ｎｏ．１５に示す。更に、配合量を変化させた実施例をＮｏ．１６〜Ｎｏ．２０に、比較例をＮｏ．２１〜Ｎｏ．２２に示す。
【００３１】
これらから明らかなように、塗膜の他の性能を阻害することなく塗膜に耐ＰＭ性を付与するためには塗膜の高Ｔｇ化が基本となり、加えて塗膜の外観均一性や加工性を安定して得られるようにするためには樹脂分子量及び配合量の限定が必要である。
【００３２】
（２）塗膜中の骨材シリカについて：
骨材シリカの粒径を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．２３〜Ｎｏ．２８に、比較例をＮｏ．２９〜Ｎｏ．３０に示す。又、配合量を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．３１〜Ｎｏ．３６に、比較例をＮ３７〜Ｎｏ．３８に示す。
【００３３】
これらから明らかなように、耐パンチング性ほかの塗膜性能を低下させることなく耐ＰＭ性を塗膜に付与するには、骨材シリカの性状の粒径及び配合量を制御することが必要である。
【００３４】
（３）ポリエチレン滑剤について：
ポリエチレン滑剤の配合量を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．３９〜Ｎｏ．４５に、比較例をＮ４６〜Ｎｏ．４７に示す。
【００３５】
これらから明らかなように、塗膜に潤滑性を付与し安定したプレス加工性を得るにはポリエチレン滑剤の適正配合が必要で、特に上限を外れると塗膜外観に焼付後の水冷模様が発生し、加工性も低下する。
【００３６】
（４）裏面塗膜の光沢度について：
裏面塗膜の光沢度を変化させた実施例をＮｏ．２及びＮｏ．４８〜Ｎｏ．５２に、比較例をＮｏ．５３〜Ｎｏ．５４に示す。
【００３７】
これらより明らかなように、裏面光沢度の制御範囲を逸脱すると、高生産性のラインにおける商品価値の高いトップ塗膜の耐ＰＭ性の安定維持は難しくなり、コスト高ともなる。
【００３８】
（５）下地鋼板のめっき系適用事例：
本発明に使用する下地鋼板のめっき系について実施例をＮｏ．２及びＮｏ．５５〜Ｎｏ．６４に示す。これらの実施例から明かなように、本発明は下地鋼板のめっき系が異なっても塗膜機能には何等支障となるものではない。
【００３９】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
（注）＊１．めっき系：
ＥＺ：電気亜鉛めっき。
ＺＮ：電気Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき（Ｎｉ；１１．５％）。
ＥＣ：電気Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ合金めっき（Ｃｒ；１０％、Ｎｉ；２％）。
ＥＦ：電気Ｚｎ−Ｆｅ合金めっき（Ｆｅ；１５％）。
ＺＮＳ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＳｉＯ２ （Ｎｉ：１２％、ＳｉＯ２ ；３％）。
ＺＮＴ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＴｉＯ２ （Ｎｉ：１２％、ＴｉＯ２ ；３％）。
ＺＮＢ：電気Ｚｎ−Ｎｉ−ＢａＳＯ４ （Ｎｉ：１２％、ＢａＳＯ４ ；３％）。
ＺＮＳ：電気Ｚｎ−Ｆｅ−ＳｉＯ２ （Ｆｅ；１０％、ＳｉＯ２ ；３％）。
ＧＺ：溶融Ｚｎめっき。
ＧＡ：溶融Ｚｎ−Ａｌめっき（Ａｌ；５％）。
ＧＦ：合金化溶融Ｚｎめっき（Ｆｅ；８〜１１％）。
【００４５】
（注）＊２．トップ塗膜性状：
▲１▼メラミン樹脂硬化による高分子ポリエステル樹脂を使用。
▲２▼ＴｇはＴＭＡで実測したもの。
▲３▼配合量はすべて塗膜固形分に対する重量比でいう。
【００４６】
（注）＊３．裏面塗膜の光沢度：
６０度鏡面反射によるトップ側塗膜の光沢度比をいう。
【００４７】
（注）＊４．耐ＰＭ性評価：
トップ塗膜面に裏面塗膜を重ね合わせた試験片上に荷重１．６ｋｇ／ｃｍ２ を載せ、ＲＨ９５％、４０℃の湿潤雰囲気に１６８ｈｒｓ静置したのち、試験片を取り出し塗装面の圧痕状態を目視評価。
◎：初期外観と変化なし。
○：透かすと極く僅かな圧痕転写。
△：正面から見て僅かな圧痕転写。
×：明瞭な圧痕転写。
【００４８】
（注）＊５．耐孔明性評価：
パンチング孔明機：電動式クランクプレス機による連続孔明け。
金型：表面硬質化加工による金型を使用。肉厚１ｍｍ×幅４．５ｍｍの刃が４連セットされたものを使用。
評価：パンチング孔３０万個目を対象に、その孔周辺へのバリ発生状態を目視評価。
◎：バリなし。
○：僅かに押疵あるがバリなし。
△：バリ数個発生。
×：バリ頻発。
【００４９】
（注）＊６．加工性：
角筒プレス、５０Ｗ×５０Ｌ×５０Ｈ、ダイス接触した塗膜の掻き疵発生程度を目視評価。
◎：塗膜疵なし。
○：僅か発生。
△：部分発生。
×全面発生。
【００５０】
（注）＊７．塗膜外観（目視）：
◎：外観均質。
○：透かして極く僅かに不均一模様。
△：部分的に不均一。
×：全面不均一。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、市場におけるプレコートのガードフィルムフリー化要求に対し、他の塗装性能を低下させることなく、工業的レベルで耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコートの市場提供を可能にする。すなわち、本発明の黒色プレコートは、切り板製品及びコイル製品としての耐ＰＭ性、耐パンチング性を有する。
Claims (1)
- 化成処理した鋼板の表側をプライマー塗装し、その上層に、塗膜のガラス転移点が４０〜７０℃であり、平均分子量が１５０００〜５００００のメラミン硬化型高分子ポリエステル樹脂を固形分重量比で４０〜９０％、一次平均粒径が０．５〜１０μｍの骨材シリカを固形分重量比で１〜１５％、及び滑剤としてポリエチレン粉末を固形分重量比で１〜５％含有する黒色塗膜を形成し、裏面側１Ｃ１Ｂ塗膜の表面光沢度が表側塗膜の表面光沢度の５０〜１００％であることを特徴とする耐プレッシャーマーク性に優れた黒色プレコート鋼板。
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