JP3994632B2

JP3994632B2 - 塗装金属板とそのための塗料組成物

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Publication number: JP3994632B2
Application number: JP2000156436A
Authority: JP
Inventors: 健司壱岐島; 修平岡; 寛熊谷; 博之衛藤; 左千夫松尾; 三千男平山; 勝則野村; 信五赤木; 誠一熊崎
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd; Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: DIC Corp; Nippon Steel Corp; Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP2001335738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、なだらかな凹凸外観、即ち、ゆず肌と呼ばれるうねり外観を有する、意匠性の高い塗装が施された塗装金属板とそのための塗料組成物に関し、この塗装金属板は屋内外で使用される家電製品の外板や建材用として有用である。
【０００２】
このようなうねり外観を有する塗装金属板は、傷が目立ちにくく、耐プレッッシャーマーク性にも優れており、製造ラインでの取り扱い傷による歩留まり低下を回避することができる。また、傷が発生して補修ペイントでタッチアップしても、処理部分が目立ちにくいため、補修性に優れた塗装金属板ということもできる。
【０００３】
【従来の技術】
近年、予め塗装が施された塗装金属板、特に塗装鋼板（プレコート鋼板）、を成形加工に使用することが盛んになりつつある。塗装金属板の使用により成形後の塗装工程が省略されるため、金属板の加工工場における工程の簡略化と設備投資の低減が図れる上、塗装に伴う有害な薬品の使用とそれに付随する排液処理を避けることができる。
【０００４】
一方、塗装金属板の問題点としては、
(1) 加工性と他の性能との両立が困難 (プレスやロールフォーマーで成形した際に塗膜に亀裂や剥離が発生しないことが必要であるが、塗膜の硬度などの他の一般塗膜物性も必要) 、
(2) 切断端面の耐食性、
(3) 接合性 (樹脂塗装が組立時の電気抵抗溶接による接合を妨げる) 、
(4) 小ロットでの生産が困難
等がある。
【０００５】
特に、高度の加工性が要求される塗装金属板では、皮膜の硬度が小さくなるため、どうしても傷が発生しやすく、取り扱い時の傷発生による歩留まり低下が問題視されていた。梱包時に段ボールで塗膜表面を強く押さえつけただけで、開梱直後に段ボール痕が残ってしまう場合もあった。
【０００６】
また、従来のロールコートした平滑性の高い塗装面は、塗装欠陥やオーブン内で発生したヤニやダスト等の付着が目立ちやすく、そのことも塗装金属板の製造歩留まりを低下させていた。
【０００７】
塗装金属板の塗膜に微粒子を含有させて塗装表面に凹凸を付与し、意匠性や耐傷付き性を改善しようという試みもなされたきた。
特公平６−35175 号公報には、下塗り塗料中に有機高分子微粒子を添加し、加熱硬化させた後に、上塗り着色塗料を塗装する技術が開示されている。得られた塗装鋼板は、凹凸状塗膜表面を有し意匠性に優れるばかりでなく、成形加工性、耐久性、耐候性、耐摩耗性に優れると報告されている。
【０００８】
しかし、ここで意図している曲げ加工性は、実施例にもあるように３Ｔレベルであり、２Ｔ以下の優れた加工性を得ることが難しいことを示している。また、凹凸模様は、添加する微粒子の粒子径と融点、およびバインダ樹脂の硬化温度およびそれまでの溶融粘度によって大きく変化し、組み合わせによって塗膜表面にブツブツ感が残り、かえって意匠性を低下させることが多い。また、この公報には主に低光沢品が記載されているが、家電製品用の塗装金属板には高光沢品 (60°反射率が60以上) が要求されることが多く、この公報に記載されているものよりなだらかな凹凸形状でなければ、著しい外観低下を生じてしまう。
【０００９】
特開平７−275787号公報にも、下塗り塗料中に熱可塑性有機粒子を添加し、その上に特定の上塗り塗料を設けた塗装金属板が開示されている。この塗装金属板は、特開平６−35175 号公報で得られる塗装鋼板よりさらに高度の加工性を有するが、凹凸柄の大きさがバラツクことがあり、塗装金属板の品質の安定性に欠けるという欠点がある。
【００１０】
特開平９−28134 号公報および同９−28135 号公報には、塗料より表面張力が低く、常温で固体で塗料中に溶解せず、塗料の焼き付け過程で溶融するような樹脂粒子を配合した塗料の焼付け塗膜を金属板上に形成すると「滑らかな凹凸のある外観をもつ塗装金属板」が得られることが記載されている。特開平10−286523号公報には、この塗料に添加する樹脂粒子の粒子径の適正範囲が開示されている。特開平11−104557号および同11−104558号各公報には、この塗装金属板の耐汚染性や耐ブロッキング性を改善する目的で、低い表面エネルギーを有する架橋剤の添加や反応触媒の利用が開示されている。しかし、これらの公報で共通して採用されている、焼付け時に塗膜中の樹脂粒子を溶融させるという手法だけでは、なだらかな表面凹凸形状を有する塗膜を常に安定して形成することは困難であり、再現性が不十分で、操業の安定性が確保できない。
【００１１】
特開平11−148047号公報には、平均粒子径15〜70ミクロンのポリブチレンテレフタレートの微粒子を上塗り塗料中に含有させることにより均一なゆず肌の外観を持つ塗膜を形成することが開示されている。さらに、ガラス転移温度の低い軟質ポリエステル樹脂と硬質ポリエステル樹脂、メチルエーテル化メラミン樹脂とブチルエーテル化メラミン樹脂の併用により、加工性、塗膜硬度、耐ブロッキング性、耐候性に優れた塗膜が形成できるとされている。しかし、ゆず肌の塗膜を安定して形成することはやはり困難であった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安定して再現可能な手法で、表面にブツブツ感がなく、なだらかな凹凸のうねり外観を持つゆず肌塗膜を金属板表面に形成できる塗料組成物を利用して、意匠性と加工性に優れ、かつ耐傷付き性、耐プレッッシャーマーク性、補修性も良好なゆず肌塗装金属板を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、平均粒子径が異なる２種類以上の樹脂粒子 (樹脂ビーズとも呼ばれる) を組み合わせて配合した塗料組成物を下塗りに使用することにより、なだらかな凹凸のうねり外観、即ち美麗なゆず肌の外観をもつ、意匠性に優れた塗装金属板を安定して製造できることを見いだした。
【００１４】
このようにして得られる塗装金属板は、意匠性、耐傷つき性、傷つき部補修性、耐プレッシャーマーク性、耐ダンボール痕残り性、耐ブロッキング性に優れるばかりでなく、高度な加工性を併せ持ち、冷蔵庫、洗濯機、エアコン室外機をはじめとする各種家電製品の外板として有用であるばかりか、建材用としても利用可能である。
【００１５】
ここに、本発明は、ポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１種のバインダ樹脂と樹脂粒子とを含有する、凹凸外観を有する塗膜を形成するための塗装金属板の下塗り塗料組成物であって、前記樹脂粒子が平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子の混合物であることを特徴とする塗装金属板の下塗り塗料組成物である。
【００１６】
好適態様では、この塗料組成物は、平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子が熱可塑性であり、塗料が焼付け硬化型である。また、平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子の平均粒子径（Ｄ₁)と、平均粒子径がその次に大きい種類の樹脂粒子の平均粒子径 (Ｄ₂)と乾燥塗膜厚み (Ｈ) が次式を満たすことが好ましい：
(式１) Ｄ₂／Ｄ₁＜ 0.7、
(式２) 0.5 ＜Ｄ₁／Ｈ＜５。
【００１７】
本発明により、下地処理した金属板の少なくとも片面に上記塗料組成物から形成された少なくとも１層の下塗り焼付け塗膜を有する塗装金属板も提供される。この塗装金属板において、前記焼付け塗膜は下塗り層に適用する。
【００１８】
球形以外の形状を持つ樹脂粒子の粒子径は、その粒子と同体積の球の直径、即ち、等積球形とする。
本発明の塗料組成物から形成された塗膜は凹凸外観を有する。従って、乾燥塗膜厚みＨとしては、凹凸の山 (最大膜厚) と谷 (最小膜厚) の中間値をとる。
【００１９】
本発明では、平均粒子径が異なる２種類以上の樹脂粒子を使用する。各種類の樹脂粒子の粒子径は、均一に揃っている必要はなく、バラツキがあってもよい。粒子径がばらついている樹脂粒子の粒度分布曲線では、通常は平均粒子径の近傍に粒子径の出現頻度のピーク（極大部）があり、その両側で粒子径の出現頻度は漸減する。
【００２０】
平均粒子径が異なる２種類以上の樹脂粒子を混合すると、混合粒子の粒度分布曲線には粒子径の出現頻度のピークが、使用した樹脂粒子の種類の数と同じだけ、即ち、２以上現れるようになる。混合粒子の粒度分布曲線に粒子径ピークが２以上現れるようになる限り、各種類の樹脂粒子の粒子径のバラツキは許容される。換言すると、２以上の粒子径ピークを有する粒度分布曲線を持つ樹脂粒子が入手できれば、平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合する必要はない。しかし、そのような樹脂粒子は市販されていないないので、本発明では平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合して、２以上の粒子径ピークを持つ粒度分布曲線となるようにする。
【００２１】
２以上の粒子径ピークを持つ粒度分布曲線は、粒子径のばらつきが大きい１種類の樹脂粒子をふるい分けして作ることもできる。このようにして粒度調整した樹脂粒子は、ふるい分け後に混合しているので、本発明で使用する、平均粒子径が異なる２種類以上の樹脂粒子の混合物に相当するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る塗装金属板とそれに用いる塗料組成物について詳しく説明する。
【００２３】
[塗料組成物]
バインダ樹脂
本発明に係る塗装金属板用塗料組成物は、ポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１種のバインダ樹脂と樹脂粒子とを含有する。これらのバインダ樹脂はいずれも加工性と密着性に優れた塗膜を形成することができる。バインダ樹脂は、架橋剤の配合により焼付け硬化型とすることが好ましい。
【００２４】
ポリエステルとしては、カルボン酸成分とアルコール成分との重合で得られた熱可塑性の飽和ポリエステル樹脂が好ましく、中でも分子量が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。この熱可塑性ポリエステル樹脂が末端水酸基を持つようにし、これに架橋剤としてメラミンまたはイソシアネート化合物を配合して、焼付け硬化型にすることが好ましい。
【００２５】
ポリエステル用架橋剤のメラミンは、メ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樹脂が好ましく、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の硬化触媒をさらに適宜使用してもよい。架橋剤がイソシアネート化合物である場合、後述するポリウレタン用架橋剤と同様のイソシアネート化合物が使用できる。
【００２６】
バインダ樹脂がエポキシ樹脂であるエポキシ系塗料は各種のものが市販されており、それらを適当に使用すればよい。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。
【００２７】
バインダ樹脂がポリウレタンであるウレタン系塗料は、ポリエステルポリオールをポリイソシアネートで架橋反応させて塗膜を形成する種類の塗料である。上塗り塗料として使用する場合には、無黄変型イソシアネートを使用することが好ましい。無黄変型架橋剤の例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。黄変型ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート(TDI) 、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 等が挙げられる。塗料では、ポリイソシアネートをε−カプロラクタムやＭＥＫオキシムでブロックした、いわゆるブロックイソシアネートを使用するのが普通である。ウレタン系塗料でも、ジブチル錫ジラウレート(DBTL)等の硬化触媒を適宜使用することができる。
【００２８】
本発明の塗料組成物は塗装金属板の製造における下塗り塗料として使用する。その場合、バインダ樹脂は上記のいずれでもよい。上塗り塗料のバインダ樹脂はポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂から選ぶことが好ましい。エポキシ樹脂を上塗り塗料に使用すると、塗膜が硬すぎて、加工性が不十分となるからである。
【００２９】
樹脂粒子
本発明では、下塗り塗膜の形成に使用する塗料が、平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を含有する。さらに中塗りを行う場合には、中塗り層にも上記樹脂粒子を含有させることができる。
【００３０】
前述したように、平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合した時に、混合粒子の粒度分布曲線に２以上のピークが現れる限り、各平均粒子径の樹脂粒子の粒子径にバラツキがあってもよい。平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合して塗膜中に含有させることにより、なだらかな凹凸うねり形状を持つ、美麗なゆず肌塗膜の安定した形成が可能となる。大径粒子の周りに小径粒子が凝集することが、凹凸のなだらかさの発現メカニズムであると推定される。
【００３１】
安定した形成という意味は、生産チャンスによらず常に同じような表面外観を持つゆず肌塗膜が再現性よく得られることを意味する。生産チャンスにより塗装時の塗料粘度や焼付け条件、塗料の貯蔵時間が変動するが、従来の「滑らかな凹凸形成方法」や「ゆず肌形成方法」では、大径粒子を１種類しか使用しないため、表面形状を安定させることが極めて困難であり、時に表面がゴツゴツした塗膜となることがあった。これは、樹脂粒子の凝集に起因するものと推定される。本発明では、塗料粘度や焼付け条件が季節要因等のため多少変動しても、なだらかな凹凸を持つゆず肌の表面形状を持つ塗膜を安定して形成することができ、しかも凹凸の波長も変化しないので、塗膜の外観が常に一定となり、塗装金属板の品質が安定化する。小径粒子だけでは、十分な凹凸感のあるゆず肌を形成することはできない。
【００３２】
本発明の上述した効果を十分に達成するには、平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子の平均粒子径（Ｄ₁) と、平均粒子径がその次に大きい種類の樹脂粒子 (以下、第２の樹脂粒子ともいう) の平均粒子径 (Ｄ₂) と乾燥塗膜厚み (Ｈ) が次式を満たすことが好ましい：
(式１) Ｄ₂／Ｄ₁ ＜ 0.7、
(式２) 0.5 ≦Ｄ₁／Ｈ≦５。
【００３３】
即ち、平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子の平均粒子径Ｄ₁は、式２に規定するように、乾燥塗膜厚みＨの0.5 倍以上、５倍以下とする。Ｄ₁がＨの５倍より大きいと、ロール塗装するときに塗膜にスジが発生するようになる。Ｄ₁がＨの0.5 倍より小さいと、ゆず肌の形成が困難となる。好ましくはＤ₁が次式を満たすようにする：
２≦Ｄ₁／Ｈ≦５。
【００３４】
平均粒子径が次に大きい第２の樹脂粒子の平均粒子径Ｄ₂は、式１に規定するように、Ｄ₁の70％未満の大きさとする。Ｄ₂がこれより大きくなると、平均粒子径が異なる２種類以上の樹脂粒子の配合による塗膜表面の凹凸のなだらかさが十分に改善されない場合がある。即ち、大径粒子を１種類だけ使用した場合に近い表面形状となり、なだらかな凹凸外観の塗膜を安定して形成することが困難となる。
【００３５】
通常は、上述した２種類の異なる粒子径の熱可塑性樹脂粒子の配合により、望ましいなだらかな凹凸を持つゆず肌塗膜を形成することができる。しかし、所望により、さらに平均粒子径が小さい第３の樹脂粒子を添加して、凹凸をさらになだらかにしてもよい。第３の樹脂粒子の平均粒子径 (Ｄ₃)は特に制限されないが、その添加効果をはっきりさせるには、上の式１と同様の関係を満たす、即ち、Ｄ₃は、第２の樹脂粒子の平均粒子径Ｄ₂の70％未満 (Ｄ₃/Ｄ₂＜0.7)とすることが好ましい。
【００３６】
平均粒子径の異なる樹脂粒子の種類の数には特に制限はないが、通常は３種類までで十分である。それより種類を増やすと、平均粒子径が最小の樹脂粒子が非常に微細になり、凝集が起こりやすくなって、塗膜の表面形状の安定性が低下することがある。また、微細な樹脂粒子は高価であり、経済的に不利である。
【００３７】
粒子径の異なる樹脂粒子は、すべて同一の樹脂種の粒子とする必要はない。粒子径ごとに樹脂種の異なる樹脂粒子を用いてもよく、或いは１つの粒子径の樹脂粒子を２種以上の樹脂種の粒子から構成することもできる。
【００３８】
樹脂粒子の添加量は、合計で塗料の全固形分に基づいて５〜30質量％の範囲内とすることが好ましい。過小ではゆず肌外観が得られず、また過大では塗膜物性が得られない。ある平均粒子径の樹脂粒子の添加量が他の平均粒子径の樹脂粒子に比べて非常に少ないと、本発明で意図する安定したゆず肌の形成という効果が十分に得られにくい。この意味から、最大の平均粒子径Ｄ₁を持つ樹脂粒子の添加量 (質量％) を１として、それより小さい各種類の樹脂粒子の添加量は 0.1〜10の範囲内とすることが好ましい。
【００３９】
樹脂粒子のうち、少なくとも平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子が熱可塑性であることが好ましい。熱可塑性の樹脂粒子は、塗膜の焼付け過程で溶融し、やや偏平な球状形状になる。そのためには、バインダ樹脂と実質的に相溶しない樹脂粒子を使用する。最大粒子径の樹脂粒子がやや偏平化すると、塗膜の凹凸がさらになだらかになり、より光沢が増したゆず肌となる。平均粒子径が最大ではない種類の樹脂粒子は、熱可塑性と熱硬化性のいずれでもよい。
【００４０】
熱可塑性の樹脂粒子としては、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、熱可塑性アクリル樹脂等の樹脂粒子が挙げられる。熱硬化性の樹脂粒子としては、熱硬化性アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン等の樹脂粒子が挙げられる。熱可塑性の樹脂粒子は、焼付け中に溶融し、表面張力により丸くなるので、その形状は特に制限されないが、焼付け中に溶融しない熱硬化性の樹脂粒子は、球状ないし楕円形といった粒子形状のものが好ましい。
【００４１】
塗料組成物の調製
本発明に係る塗料組成物は、溶媒中に上述したバインダ樹脂と架橋剤 (所望によりさらに硬化触媒) とを含有する。この他に、塗料組成物に慣用の各種成分を任意に含有することができる。その例としては、着色顔料、防錆顔料、体質顔料を含む各種顔料、分散剤、消泡剤、レベリング剤といった各種添加剤などが挙げられる。上塗り用の塗料には着色顔料を添加するのが普通である。
【００４２】
前述したバインダ樹脂をベースとする市販の下塗り用塗料を利用し、これに平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を添加し、均一に分散させることにより、本発明の下塗り用塗料組成物を簡便に調製することができる。必要に応じて、溶媒を加えて希釈し、および／または他の添加剤を配合する。
【００４３】
この場合に利用できる市販の下塗り塗料の例として、ポリエステル系塗料では大日本インキ化学工業製PB10P 、PB20P 等、ポリウレタン系塗料では同社製PB97P 、エポキシ系塗料では同社製PB55P が挙げられる。本発明で利用できる市販の上塗り用塗料の例として、ポリエステル系では大日本インキ化学工業製SRF05 、SRF10 、SRF20 等が、ポリウレタン系では同社製RF100 、RF200 等がある。
【００４４】
[塗装金属板]
本発明に係る塗装金属板は、下地処理を施した基材金属板の少なくとも片面に塗装を施したものである。この塗装は、１層だけではピンホール発生等による耐食性の劣化を完全に防ぎきれないので、通常は下塗りと上塗りの少なくとも２回の塗装を施し、少なくとも２層の塗膜を形成する。本発明では、少なくとも下塗り層の塗膜を、上述した樹脂粒子を含有する本発明の塗料組成物から形成する。それにより、なだらかな凹凸の美麗なゆず肌塗装外観を持つ塗装金属板を、常に安定して製造することができる。
【００４５】
基材金属板
本発明の塗装金属板の基材は、金属板であれば特に制限されない。適当な金属板の例としては、めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などが挙げられる。めっき鋼板としては亜鉛系およびアルミニウム系のめっき鋼板が一般的である。具体的には、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛合金めっき鋼板 (例、Zn−Ni合金めっき) 、溶融亜鉛合金めっき鋼板 (Zn−５％Alめっき鋼板) 、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融アルミニウム合金めっき鋼板 (例、55％Al−Zn合金めっき鋼板) 、溶融塩アルミニウム合金めっき鋼板などが挙げられる。めっき鋼板のめっき付着量は、従来と同様でよい。
【００４６】
下地処理
基材の金属板には、塗装密着性や耐食性の改善のために、常法に従って下地処理 (化成処理) を施す。下地処理としては、クロメート処理やリン酸亜鉛処理を採用することができる。また、ノンクロム下地処理としてシリカ系の下地処理を採用してもよい。
【００４７】
クロメート処理は、短時間で処理できる塗布型クロメート処理が好ましいが、反応型や電解型のクロメート処理を行うこともできる。塗布型クロメート処理の場合、処理液を金属板の表面にクロム金属換算の付着量として30〜100 mg/m²となるように塗布し、100 ℃近傍で乾燥させればよい。
【００４８】
リン酸亜鉛処理は、付着量が 0.3〜1.5 g/m²程度となるように処理することが好ましい。ノンクロムのシリカ系下地処理の付着量は30〜500 mg/m²程度が適当である。
【００４９】
いずれの下地処理でも、付着量が少なすぎると均一な処理が困難で、塗膜密着性や耐食性が不十分となる。付着量が過剰になると、塗膜の加工性が低下する場合がある。
【００５０】
塗装
下塗り塗料は、前述したように、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかをバインダ樹脂とし、架橋剤を含有する焼付け型の塗料組成物が好ましい。下塗り層の乾燥塗膜厚みは５〜25μｍの範囲が一般的である。
【００５１】
上塗り塗料は、加工性の確保するため、ポリエステル、ポリウレタンのいずれかをバインダ樹脂とし、架橋剤を含有する焼付け型の塗料組成物が好ましい。上塗り層の乾燥塗膜厚みは10〜25μｍの範囲が一般的である。通常はこの２層で十分であるが、所望により１または２以上の中塗りを行うこともできる。中塗り塗料の樹脂種は上塗り塗料と同様でよく、膜厚も同様に10〜25μｍの範囲が適当である。
【００５２】
本発明では、下塗り塗料として、前述した平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を含有する塗料組成物を使用する。それ以外の塗料については、先に列挙したような市販の塗料をそのまま使用してもよく、別途調製してもよい。
【００５３】
各塗料の塗装は慣用の塗装方法により行うことができる。塗装金属板を連続製造する場合、ロールコーターまたはカーテンフローコーターにより塗装することが好ましい。塗装後の乾燥または焼付けは、塗料中のバインダ樹脂と架橋剤の種類に応じて、塗膜の乾燥または硬化に必要な適当な温度で行えばよい。熱可塑性の樹脂粒子を含有する塗料を塗装した場合、焼付け中に樹脂粒子が溶融する。
【００５４】
本発明の塗装金属板の裏面は特に制限されない。上述した表面側と全く同じ下地処理と塗装を施したものでもよく、或いは同じ下地処理の上に通常の裏面塗装を施したものでもよく、切断端面の耐食性を向上させるため、本発明と同様の下塗り塗料 (但し、樹脂粒子は含有せず) をさらに塗装して２層以上の塗膜としたものでもよい。また、裏面から導電性を得るため、めっきそのままとするか、下地処理のみ、もしくは下地処理の上に薄膜 (１μｍ程度) の塗装を施したものでもよい。
【００５５】
【実施例】
(実施例１)
本実施例は、塗膜下塗り層に熱可塑性樹脂粒子を含有させた本発明に係る塗装金属板の作成を例示する。
【００５６】
供試材の作成方法
基材の溶融亜鉛めっき鋼板 (板厚み0.5 mm、亜鉛付着量は片面60 g/m²)の両面に、下地処理として塗布型クロメート処理液 (日本パーカライジング製ZM1415A)を、金属クロム付着量が30 mg/m²となるようにバーコートし、最高到達鋼板温度(PMT) が100 ℃となるように約10秒間で乾燥させた。
【００５７】
下塗り塗料としては、ポリエステル系下塗り塗料 (大日本インキ化学工業製PB20P 、架橋剤としてメチル化メラミンを含有) に、平均粒子径の異なる１種もしくは２種以上のポリアミド樹脂粒子 (ダイセルヒュルス製ダイアミド350 をふるいで分級して、平均粒子径を調整したもの) を種々の量で添加し、シンナーで粘度を変化させた塗料組成物を使用した。塗装前に高速攪拌して樹脂粒子を塗料組成物中に均一に分散させた。各塗料組成物の粘度をフォードカップ＃４で測定した。使用したポリアミド樹脂粒子の融点は約105 ℃であった。各樹脂粒子の平均粒子径と添加量および塗料粘度を表１に示す。
【００５８】
この熱可塑性樹脂粒子を含有する下塗り塗料を、基材の片面のクロメート皮膜の上に、乾燥塗膜厚みが表１に示す厚みとなるようにロール塗装し、PMT が210 ℃となるように表１に示す熱風オーブンの加熱温度と加熱時間で塗膜を焼付けて、樹脂粒子を含有する塗膜下塗り層を形成した。なお、塗料粘度や熱風オーブンの加熱条件を変化させたのは、実際の操業における塗装条件の変動を考慮し、塗装条件が変動した場合に塗膜のゆず肌外観の意匠性 (美麗さ) が影響を受ける否か (意匠性の安定性が高いかどうか) を評価するためである。
【００５９】
上塗り塗料は、ポリエステル系上塗り塗料 (大日本インキ化学工業製SRF50)をそのまま使用して、乾燥膜厚が15μｍとなるようにロールコートし、PMT が230 ℃となるように280 ℃の熱風オーブンで50秒間焼付けて、樹脂粒子を含有しない塗膜上塗り層を形成した。
【００６０】
得られた塗装鋼板の意匠性と加工性を次のように評価し、その試験結果も表１に併せて示す。
評価方法
▲１▼意匠性
塗装面を目視観察して、なだらかな凹凸が見られる場合を良好 (○) 、ブツブツ感がある場合や凹凸感が少ない場合を不良 (△) 、平滑またはブツブツが非常に大きい場合、あるいはスジが見られる場合を不可 (×) と評価した。
【００６１】
▲２▼塗膜凹凸安定性
塗料粘度や塗膜厚みを変動させた場合に、塗膜の外観、特に凹凸の波長 (なだらかさ) の変化が見られる場合を×とした。
【００６２】
▲３▼加工性 (折り曲げ性)
塗装鋼板の試験片を、塗装面を外側に向け、同じ板厚みの鋼板の所定枚数を内側に挟み、または挟まずに、23℃の温度で万力により180 °曲げ加工した。曲げ加工部を30倍ルーペを用いて観察して塗膜の亀裂の有無を判定し、塗装面に亀裂を生じない最小の板はさみ枚数で加工性を評価した。０Ｔ〜１Ｔまでを加工性が良と評価した。
【００６３】
▲４▼直径25 mm のステンレス鋼の棒 (重さ500 g)の先端に、乾燥した綿布を固定させ、塗装鋼板の試験片の塗装面を50回往復させた後、表面の傷つき状態を目視観察した。目視で傷つきが見られる場合を×と評価した。
【００６４】
【表１】

本実施例で使用したポリアミド樹脂粒子の平均粒子径は、Ａ＝70、Ｂ＝50、Ｃ＝40、Ｄ＝25、Ｇ＝10、Ｈ＝５、Ｉ＝３μｍであった。本例では、予めふるいで分級して粒子径をほぼ均一 (平均粒子径の±10％以内) に揃えた樹脂粒子を使用した。表１において［Ｂ３］なる表示は、粒子Ｂを樹脂固形分に対して３質量％添加したことを示す。意匠性の評価で [スジ] とは、樹脂粒子が大きすぎて、ロール塗装時にスジ引きを生じたことを示す。
【００６５】
No.2〜５のように、樹脂粒子の大きさが大径粒子１種類だけでは、塗料粘度や焼付け条件といった塗装条件が変動した時の塗膜表面の凹凸外観の変化が大きく、なだらかな凹凸を持つゆず肌の意匠性を安定して得ることができない。No. 15のように大径粒子が大きすぎると、ロール塗装でスジが発生するようになる。一方、No. 16〜17のように小径粒子１種類だけでは、塗膜表面は平滑である。
【００６６】
No.6〜14に示すように、本発明に従って平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を混合すると、塗料粘度や焼付け条件といった塗装条件が変化しても、なだらかな凹凸感を持つ良好な意匠性を持つ塗膜を安定して形成することができ、塗装条件が変動しても凹凸波長の変動がほとんどなく、品質が一定している。
【００６７】
(参考例１)
本参考例は、塗膜上塗り層の方に熱可塑性の樹脂粒子を含有させた塗装金属板の作成を参考のために例示する。
【００６８】
供試材の作成方法
基材の溶融亜鉛めっき鋼板 (板厚み0.5 mm、亜鉛付着量は片面60 g/m²)の両面に、下地処理として市販のシリカ系下地処理液 (日本ペイント製サーフコート) を付着量が100 mg/m²となるようにバーコートし、PMT が100 ℃となるように約20秒間で乾燥させた。
【００６９】
下塗り塗料は、ポリエステル系下塗り塗料 (大日本インキ化学工業製PB20P)をそのまま使用し、乾燥膜厚みが10μｍとなるようにロールコートし、PMT が210 ℃となるように260 ℃の熱風オーブンで40秒間焼付けて、樹脂粒子を含有しない塗膜下塗り層を形成した。
【００７０】
上塗り塗料は、ポリエステル系上塗り塗料 (大日本インキ化学工業製SRF50)に粒子径の異なる各種の樹脂粒子を種々の量で添加し、シンナーで粘度を変化させた塗料組成物を使用した。樹脂粒子としては、大径粒子Ｃ〜Ｅとしては熱可塑性ポリアミド樹脂粒子 (ダイセルヒュルス製ダイアミド350 をふるいで分級して、平均粒子径を調整したもの、融点105 ℃) を、小径粒子Ｇ〜Ｉとしては熱硬化性アクリル樹脂粒子 (ガンツ化成製GM) を使用した。塗装前に塗料を高速攪拌して樹脂粒子を塗料中に均一に分散させた。各塗料組成物の粘度をフォードカップ＃４で測定した。各樹脂粒子の粒子径と添加量および塗料粘度を表２に示す。
【００７１】
この熱可塑性樹脂粒子を含有する上塗り塗料を、基材の片面のクロメート皮膜の上に、表２に示す乾燥塗膜厚みになるようにロール塗装し、PMT が230 ℃となるように表２に示す加熱温度と加熱時間の熱風オーブンで塗膜を焼付けて、樹脂粒子を含有する塗膜上塗り層を形成した。
【００７２】
本例でも、実際の操業における塗装条件の変動を考慮して、塗装条件が変動した場合に塗膜性状の安定性を評価するために、塗料粘度や熱風オーブンの加熱条件を変化させた。
【００７３】
評価方法
得られた塗装鋼板の意匠性、安定性、加工性、耐傷付き性を実施例１と同様に評価した。結果を表２に一緒に示す。
【００７４】
【表２】

本実施例で使用したポリアミド樹脂粒子の平均粒子径は、Ｃ＝40、Ｄ＝25、Ｅ＝20であり、実施例１と同様、ふるい分けでほぼ均一の粒子径 (±10％) に揃えたものである。アクリル樹脂粒子の平均粒子径は、Ｇ＝10、Ｈ＝５、Ｉ＝３μｍであり、もともと粒子径がほぼ均一に揃っていた。表２における樹脂粒子の表示方法は表１と同様である。
【００７５】
表２から、上塗り塗料に樹脂粒子を添加した場合にも、実施例１の下塗り塗料に添加した場合と同様の傾向が見られることがわかる。即ち、No.2〜５のように、添加樹脂粒子が大径粒子１種類だけでは、焼付け条件や塗料粘度によっては、凹凸の波長や波高が変動し、安定した凹凸が得られにくい。
【００７６】
これに対し、本発明に従って、平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子を上塗り塗料に添加すると、なだらかな凹凸外観を持つ良好な意匠性のゆず肌塗膜が安定して得られ、凹凸の波長変動もほとんどない。本実施例では小径粒子は熱硬化性であるが、これが熱可塑性である実施例１と同様の結果となった。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の塗料組成物は、実際の操業に見られる塗料粘度や焼付け条件の多少の変動が起きても、なだらかな凹凸外観を持つ美麗なゆず肌外観を持ち、加工性も良好な塗膜を金属板上に安定して形成することができる。
【００７８】
この塗料組成物を下塗りに用いて製造した、ゆず肌塗装外観を持つ塗装金属板は、加工性と意匠性に優れるだけでなく、耐傷つき性、傷つき部補修性、耐プレッシャーマーク性、耐ダンボール痕残り性、耐ブロッキング性にも優れており、各種家電製品の外板や建材用に有用である。

Claims

ポリエステル、ポリウレタンおよびエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１種のバインダ樹脂と樹脂粒子とを含有する、凹凸外観を有する塗膜を形成するための塗装金属板の下塗り塗料組成物であって、前記樹脂粒子が平均粒子径の異なる２種類以上の樹脂粒子の混合物であることを特徴とする塗装金属板の下塗り塗料組成物。
平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子が熱可塑性であり、塗料が焼付け硬化型である、請求項１記載の塗装金属板の下塗り塗料組成物。
平均粒子径が最大の種類の樹脂粒子の平均粒子径（Ｄ₁)と、平均粒子径がその次に大きい種類の樹脂粒子の平均粒子径 (Ｄ₂) と塗膜と本塗料組成から形成される乾燥厚み (Ｈ) が次式を満たす請求項１又は２記載の塗装金属板の下塗り塗料組成物。
(式１) Ｄ₂／Ｄ₁ ＜ 0.7
(式２) 0.5 ≦Ｄ₁／Ｈ ≦ ５
２ ≦Ｄ₁／Ｈ ≦ ５である、請求項３に記載の塗装金属板の下塗り塗料組成物。
下地処理した金属板の少なくとも片面に請求項１ないし４のいずれかに記載の下塗り塗料組成物から形成された少なくとも１層の下塗り焼付け塗膜を有し、その上に上塗り焼付け塗膜を有する塗装金属板。