JP4174027B2 - 意匠性に優れた塗装金属板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、建材や家電製品等に使用される意匠性に優れた塗装金属板に関するものである。

建材用、家電用、自動車用などに、従来のように金属板が加工された後に塗装されて使用される、いわゆるポストコート製品に代わって、あらかじめ有機皮膜を被覆したプレコート金属板が使用されるようになってきた。最近では、プレコート金属板に意匠性をも付与し、広い用途で使用されるようになってきている。

プレコート金属板の意匠として広く使用されているもののひとつに、いわゆる石目調と呼ばれるものがある。これは、プレコート金属板の皮膜表面に、比較的大きな粒径の樹脂ビーズや砂等の骨材を付着させ、皮膜表面に凹凸感、ざらざら感を与えた意匠である。この石目調を発現させるためには、主に２つの方法がある。

ひとつ目は、いわゆる「砂まき」と呼ばれる方法であり、切り板、連続コイル、あるいは加工後の金属板面に塗料を塗布した後、塗料が乾かないうちに塗面に樹脂ビーズや砂等の骨材を均一にふりかけ、そのままあるいは加熱により塗料を乾燥させて骨材を定着させる方法である。この「砂まき」によって製造された石目調鋼板の問題点は、骨材が脱落しやすいことである。骨材が板面上に保持されている力は、骨材の一部が塗料に埋もれていることによる結合力のみであり、この埋もれている深さは皮膜の厚さを超えるものではない。よって、皮膜が擦れる等の外的な力により、容易に骨材が脱落してしまう。塗料の十分な凹凸感を出すためには相応の大きさの骨材を使用せねばならず、大きな骨材を使用するほど、骨材の保持力は相対的に低下し脱落しやすくなる。この問題を解決するために、「砂まき」を行った後もう１層クリア塗料を塗装し、骨材を定着させる方法がとられる場合もある。しかし、この方法を行うと、皮膜のトータル膜厚がどうしても厚くなり、コスト的に不利であるばかりでなく、骨材が皮膜中に埋もれるため凹凸が滑らかになり、ごつごつとした意匠感が失われるという欠点もある。

石目調を発現させる方法の２つ目は、骨材を添加した塗料を金属板に塗布する方法である。この方法によるメリットは、あらかじめ骨材が塗料中に分散された状態で塗料が塗布されるため、骨材の粒径が皮膜の厚さに対して相当に大きい場合でも、骨材表面は塗料のバインダー樹脂によって十分に覆われており、骨材の保持力が高いため、皮膜厚を薄くしても骨材の脱落が起こりにくいという点である。皮膜厚を薄くできればコスト的に有利であるうえに、凹凸も強調されるためごつごつとした意匠感が強調される。しかし、この方法での問題点は、骨材の粒径が大きくなるほど安定的に塗装することが難しくなるという点である。通常、塗装用の装置としてはロールコーターが最も一般的であるが、これはロールを被塗物（金属板）に接触させて塗料を塗布する塗装方法であるため、大きな粒径の骨材はロールと被塗物との間を通過することができず排除され、被塗物表面に塗布することが難しい。また、膜厚を薄くしようとするほどこの傾向は強い。実際、膜厚を２０μｍ程度に設定した場合、ロールコーターで塗装できる骨材入り塗料の骨材粒径の上限は、せいぜい６０μｍ程度である。また、スプレー塗装を行った場合、骨材の排除という問題は回避できるが、スプレー塗装の性格上、皮膜厚を薄くすることはできず、成膜後は骨材が塗膜中に埋もれ、凹凸感の希薄な塗膜となってしまう。つまり、強い意匠感を発現させるためには、粒径の大きな骨材を添加しさえすればよいのではなく、塗膜厚と添加する骨材粒径との関係が関わってくるのである。

以上のように、骨材を添加した塗料を金属板に塗布する方法で意匠感の強い石目調を発現させるのは難しいのが実状である。実例を挙げる。粒径の大きな骨材を塗料に添加して塗布する例として、特開平１１−１５６２９１号公報に、骨材を添加したベース塗膜を形成し、かつその上層に画像情報処理を用いるなどして凹凸パターン形状または模様を有する上塗り塗膜を形成させることにより意匠性を有するプレコート塗膜を形成する方法が開示されている。これによれば、十分な意匠感を発現させるためには、（１）ベース塗膜として骨材を含有させた塗膜を形成させ、（２）さらに上層に凹凸パターン形状または模様を有する上塗り塗膜を形成させることが必須である。骨材を含有するベース塗膜だけでは十分な意匠感が得られないためであり、これは、骨材を添加した塗料を金属板に塗布するだけでは十分な意匠感を発現させるのは現実的に難しいことを表している。

特開平１１−１５６２９１号公報

以上述べてきたような、石目調プレコート金属板を製造するうえで存在する問題点を解決することが課題となる。すなわち、特開平１１−１５６２９１号公報に開示されているような塗膜の形成方法では、上層に意匠性を増強するための上塗り塗膜を設ける必要がある。このような上層に意匠性を増強するための上塗り塗膜を設けることなく、骨材を含有するクリア塗膜層のみで十分な意匠感を得るために必要な塗膜構成、さらにその構成の皮膜を有するプレコート金属板を安定的に製造するための方法を明らかにすることが課題となる。また、プレコート金属板の範疇にとどまらず、平滑とは限らない加工後の金属板に石目調の意匠性を与えることができればさらに望ましい。

前記課題を解決するために、まず本発明者らは、皮膜形成時の骨材の粒径と皮膜厚との関係が意匠感に及ぼす影響について調べ、それを規定することによって、十分な意匠感を得るために必要な皮膜構成を明らかにした。次に、この皮膜構成を実現するために、種々の塗装方式により塗装試験を行い、最適な製造方法を見いだした。この方法によれば、平坦な金属板のみならず加工後の金属板にも同様な意匠感を付与することができ、プレコート金属板の範疇を超えた、広義の塗装金属板の製造方法とすることができた。

本発明は、クリア皮膜層中に含有された骨材の金属板面の垂線方向での長さの最大値をＡとしたとき、金属板の少なくとも一方の面に、Ａが５０〜５００μｍである骨材を含有するクリア皮膜層を少なくとも１層以上有し、塗装面積に対するこの骨材の被覆面積率が５〜６０％であり、骨材を含有するクリア皮膜層及び、骨材を含有しないクリア皮膜層を含む全クリア皮膜層において、骨材を除外した全クリア皮膜部分の平均膜厚をＢ、骨材を含む全部分での膜厚（骨材の頭頂部がクリア樹脂によって被覆されていない場合は、その骨材の頭頂部までを膜厚とする）の最大値をＣとしたとき、
Ｃ／Ｂ≧２．５
であり、かつ、含有されるすべての骨材について、骨材の表面がクリア樹脂によって被覆されている部分の上端と下端との、金属板面の垂線方向での距離をＤとしたとき、
Ｄ≧０．３Ａ
となるように、ローラーカーテンコーターにて塗装し乾燥させることを特徴とする意匠性に優れた塗装金属板の製造方法である。骨材を含有するクリア皮膜層の上層に、上塗り層として、骨材を含有しないクリア皮膜層を形成してもよい。骨材を含有するクリア皮膜層の下層に、下塗り層として、着色された皮膜層を形成してもよい。また、Ｂ≦３０μｍとすることが望ましい。

本発明の意匠性塗装金属板の製造方法としては、骨材を含有するクリア塗料を、カーテンコーターにて塗布し乾燥させることによって安定的に製造することが可能である。

本発明によって、上層に意匠性を増強するための上塗り塗膜を設けることなく、骨材を含有するクリア塗膜層のみで強い意匠感を有する塗装金属板とその安定的な製造方法を得ることが可能となった。

本発明において使用する金属板としては、例えば溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛・アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、亜鉛・アルミニウム・シリコン・マグネシウム複合めっき鋼板等の各種めっき鋼板、ステンレス鋼板、冷延鋼板等が挙げられる。これらの金属板は必要に応じて、前処理として、通常一般的に行われる各種処理、例えばクロメート処理、リン酸塩処理、その他各種のノンクロメート系前処理を施して使用すればよい。

これらの金属板は必要に応じて、意匠塗膜側の下層にプライマー塗装を施して使用してもよい。プライマー塗装に使用される塗料は特に限定されるものではなく、任意のものを使用すればよい。例えば、クロメート系防錆顔料、非クロメート系防錆顔料、体質顔料等を含むポリエステル系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系塗料など、一般的なプレコート金属板に使用されるのものや、電子線硬化型、紫外線硬化型等、任意の塗料を、その塗料に適した塗装方法、硬化条件で施して使用すればよい。

意匠塗膜を金属板の片側表面にしか施さない場合は、これらの金属板は必要に応じて、裏面に裏面塗装を施して使用してもよい。裏面塗装に使用される塗料は特に限定されるものではなく、任意のものを使用すればよい。例えば、クロメート系防錆顔料、非クロメート系防錆顔料、体質顔料、着色顔料、ワックス、その他一般的な添加剤等を含む、ポリエステル樹脂系、エポキシ樹脂系、アルキッド樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系塗料など、一般的なプレコート金属板に使用されるのものや、電子線硬化型、紫外線硬化型等、任意の塗料を、その塗料に適した塗装方法、硬化条件で施して使用すればよい。また、裏面に他の物質との接着性などの特殊機能が要求される場合は、適宜その要求に応じた裏面塗装を選択して使用すればよい。

本発明において使用する金属板の形状は、コイル状であっても切り板状であっても構わない。また、平滑に限定されるものでもなく、エンボスやプレス等の成型、打ち抜き加工が施されたり、組み立て加工が行われた後の金属板であってもよい。ただし、このような平滑でない金属板を使用する場合は、着色された皮膜層以降の塗装を行う際に未塗装部分が無いように塗装しようとすると、その塗装方式は、スプレー塗装、刷毛塗り、スリットカーテンコーター、ローラーカーテンコーター、Ｔダイ等に限定される。未塗装部分が生じることを許容する場合は、この限りではない。

次に、本発明における各皮膜層について説明する。
１．着色された皮膜層
本発明における着色された皮膜層は、骨材を含有するクリア皮膜層の下層に施され、塗装金属板に色彩を与える役割を担う。骨材を含有するクリア皮膜層は、凹凸感を発現する役割を担うが、この層のバインダー樹脂を過度に着色してしまうと、透視性が低下し骨材の全体が見えなくなり、意匠感が失われてしまうため、骨材を含有する皮膜層自体を着色することは避けた方がよい。しかし、これでは塗装金属板の塗装面に色彩を与えることが難しい。そこで、骨材を含有する皮膜層のバインダー樹脂はクリア皮膜にし、その下層に着色された皮膜層を設けることによって、凹凸の意匠感を維持したままで塗装面に自由な色彩を与えることができるようになる。

この着色された皮膜層の樹脂としては、任意のものを使用すれば良く、例えば、高分子ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはこれらの変成樹脂等の樹脂成分を、ブチル化メラミン、メチル化メラミン、ブチルメチル混合メラミン、尿素樹脂、イソシアネートやこれらの混合系の架橋剤成分により架橋させたもの、あるいは電子線硬化型、紫外線硬化型等のものを使用すればよい。また当然ながら、この塗料には各種着色顔料を含み、場合によっては、アルミ粉等のメタリック顔料を含む。さらに、必要によっては、この着色された皮膜層じたいに凹凸をつけるために骨材を含有させたり、熱可塑性の樹脂ビーズを含有させることも、なんら差し支えない。必要によってはレベリング剤、消泡剤、ワックス等の添加剤を含んでよい。

着色された皮膜層用の塗料は、任意の塗装方法によって塗装すればよい。例えば、ロールコーター、スプレー塗装、刷毛塗り、バーコーター、スリットカーテンコーター、ローラーカーテンコーター、Ｔダイ、複層カーテンコーター等が挙げられる。乾燥（あるいは硬化）方式も任意であり、加熱硬化型塗料の場合であれば、熱風加熱、高周波誘導加熱等により加熱乾燥すればよく、常乾型塗料の場合は自然乾燥でもよい。電子線硬化型、紫外線硬化型の塗料の場合は、それぞれ電子線、紫外線の照射により硬化させればよい。成膜時の膜厚は概ね１〜１００μｍ程度である。

金属板として例えばステンレス鋼板や、アルミニウム板を使用し、その金属外観が透けて見えるような意匠感を発現させたい場合は、この着色された皮膜層を省略することも可能である。

２．骨材を含有するクリア皮膜層
骨材を含有するクリア皮膜層は、意匠感を発現させるための中心的皮膜層である。意匠感を発現させるためには、相当に大きな粒径の骨材を相当量含有することが必須である。具体的には、金属板面の垂線方向での長さの最大値（すなわちＡ）が５０〜５００μｍである骨材を、塗装面積に対する被覆面積率で５〜６０％含有していなければならない。尚、ここで、金属板面の垂線方向での長さの最大値とは、皮膜により骨材が固定された状態において、金属板面の垂線方向でのその骨材の上端と下端との距離を意味するものである。以後、これを「高さ」と呼ぶことにする。骨材の高さが５０μｍ以上のものを含まないと、強い意匠感が発現できない。また、高さが５００μｍを超える骨材を含む塗料を塗布する場合、ロールコーターのみならず、カーテンコーターを使用したとしても、美麗な塗膜を形成するように塗装を行うことが難しい。
また、５０〜５００μｍの高さの骨材を含んだとしても、その被覆面積率が５％未満では、十分な意匠感が発現できない。一方、被覆面積率が６０％を越えると、骨材が脱落しやすくなる等の性能上の問題が出てくるため好ましくない。５０〜５００μｍの高さの骨材を、塗装面面積に対する被覆面積率で５〜６０％含有しているかぎりは、５０μｍ未満の高さの骨材をさらに含有していても問題はなく、むしろ幅広い意匠感を発現するのに有用である。

塗装面積に対する骨材の被覆面積率は次のように定義する。塗装面を真上から観察した場合、骨材の存在する場所と存在しない場所に区分できる（骨材に隠れて下地の金属板が見えない部分はすべて骨材の存在する部分に含める）。塗装面の全面積に対して、骨材の存在する場所の面積の割合％を、塗装面積に対する骨材の被覆面積率と定義する。
尚、塗装面積に対する被覆面積率の測定方法は様々考えられるが、一例として、塗装面を上面から写真撮影したものをコンピュータに取り込み、画像処理ソフトによって骨材の存在する場所の面積を計測する方法が挙げられる。

より強力な意匠感を発現させるには、骨材を含有するクリア皮膜層及び、骨材を含有しないクリア皮膜層を含む全クリア皮膜層において、骨材を除外した全クリア皮膜部分の平均膜厚をＢ、骨材を含む全部分での膜厚（骨材の頭頂部がクリア樹脂によって被覆されていない場合は、その骨材の頭頂部までを膜厚とする）の最大値をＣとしたとき、
Ｃ／Ｂ≧２．５
とすることが有用である。これは、骨材が塗膜の厚さに対して十分に大きく、断面方向から見た場合に凹凸が激しい場合に、塗膜の陰影感が強調され、強い意匠性が発現されることを意味する。ここで、骨材を除外した全クリア皮膜部分の平均膜厚Ｂとは、骨材から十分に離れ、膜厚に骨材の影響が及んでいない部分での全クリア皮膜の膜厚の平均である。塗装金属板をエポキシ樹脂に埋め込み硬化させたうえで、断面方向から研磨するなどして、塗膜の断面顕微鏡観察を行うことで測定することができる。該当する部位の膜厚を５点測定し、平均することにより得られる。

さらに、すべての骨材について、骨材の表面がクリア樹脂によって被覆されている部分の上端と下端との、金属板面の垂線方向での距離をＤとしたとき、
Ｄ≧０．３Ａ
であると、エンボスやロールフォーミングなどの塗膜が擦れる厳しい加工を行った場合でも、骨材が脱落する問題が発生しにくい。これは、骨材がバインダー樹脂に深く埋まり、十分に保持されている場合に、骨材の脱落が起こりにくいことを意味する。

尚、上記のＡ、Ｃ、及びＤの値は、前述のＢの測定と同様に塗膜の断面顕微鏡観察を行うこと、及び３次元プロファイルから表面粗度を測定することにより知ることが出来る。

次に、
Ｂ≦３０μｍ
であると、比較的粒径の小さな骨材の添加でもＣ／Ｂ≧２．５の条件を満たすことが可能であるため、容易に強力な意匠感を発現させやすい。また、塗膜厚が薄いことでコスト的にも有利である。ただし、後述するように、Ｂ≦３０μｍである塗膜を形成させるには塗装方式がカーテンコーター等に限定される。

骨材としては、意匠性を与えるものであればいかなるものでも使用可能であるが、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリウレタン等の樹脂ビーズや、マイカ、雲母、石英、ガラスビーズ、ガラスファイバー等の無機系粒子が挙げられる。骨材の色についても、任意のものを自由に組み合わせて使用すればよい。骨材の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、球状、鱗片状、円盤状、繊維状、不定形状等が挙げられる。

骨材を含有するクリア皮膜層の塗料樹脂としては、高分子ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはこれらの変成樹脂等の樹脂成分を、ブチル化メラミン、メチル化メラミン、ブチルメチル混合メラミン、尿素樹脂、イソシアネートやこれらの混合系の架橋剤成分により架橋させたもの、あるいは電子線硬化型、紫外線硬化型等のものを使用すればよい。この塗料には各種着色顔料を含んでもよいが、前述のように過度の着色は骨材を隠蔽し、意匠感を低下させるので、塗膜の透視性が確保される程度の着色にとどめるべきである。染料により有色透明なクリア皮膜層とすることは意匠上問題ない。アルミ粉等のメタリック顔料や、シリカ等の光沢調整剤を含んでもよい。必要によっては沈降防止剤、レベリング剤、消泡剤、ワックス等の添加剤を含んでもよい。

本発明における塗膜形成には、ローラーカーテンコーターを使用する。ローラーカーテンコーターでは、回転する２本のロール間を塗料が通過しカーテンが形成される方式であるため、塗料が自由落下を始める部分では常に装置が作動しており、大粒径の骨材が停滞することがなく、塗料流量も制御しやすく、安定的なカーテン形成に有利である。結果として、塗装欠陥の発生頻度を低く抑えることができる。

骨材を含有するクリア皮膜層の塗料の乾燥（硬化）方式は任意であり、熱風加熱、高周波誘導加熱等の加熱乾燥や、自然乾燥、電子線、紫外線の照射による硬化等、使用する塗料に適した方式を選択すればよい。

骨材を含有するクリア皮膜層は、１層以上であれば何層であってもかまわない。

３．骨材を含有しないクリア皮膜層
骨材をより強固に定着させ、骨材の脱落を確実に防止させるために、骨材を含有するクリア皮膜層の上層に、さらに骨材を含有しないクリア皮膜層を設けてもよい。この層の層数は１層であっても複数層であってもよい。ただし、十分な意匠感を確保するためには、あくまで前述のＣ／Ｂ≧２．５の条件を満たしていることが望ましい。このクリア皮膜層の塗料樹脂としては、高分子ポリエステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはこれらの変成樹脂等の樹脂成分を、ブチル化メラミン、メチル化メラミン、ブチルメチル混合メラミン、尿素樹脂、イソシアネートやこれらの混合系の架橋剤成分により架橋させたもの、あるいは電子線硬化型、紫外線硬化型等のものを使用すればよい。染料により有色透明なクリア皮膜層とすることは意匠上問題ない。アルミ粉等のメタリック顔料や、シリカ等の光沢調整剤を含んでもよい。必要によってはレベリング剤、消泡剤、ワックス等の添加剤を含んでよい。塗装方法は任意であるが、凹凸の激しい皮膜層の上層に、この凹凸を平滑化させることなく、できるだけ薄く塗布することが要求されることから、各種のカーテンコーターによる塗装が好ましい。乾燥（硬化）方式は任意であり、熱風加熱、高周波誘導加熱等の加熱乾燥や、自然乾燥、電子線、紫外線の照射による硬化等、使用する塗料に適した方式を選択すればよい。

以上、各層ごとに塗装、乾燥（硬化）を行う場合の説明を行ってきたが、複層カーテンコーターを使用して、隣接する任意の組み合わせの複数層を一度に塗装し、乾燥（硬化）させてもかまわない。複層カーテンコーターを使用すれば、塗装及び乾燥（硬化）の工程数を総層数よりも少なくすることができ、コスト的に有利である。

本発明の塗装金属板の種々の態様を図１〜図４に例示する。これらの塗装金属板は、金属板１の表面に順次形成した、前処理層２、プライマー層３、着色された皮膜層４を有し、この着色皮膜層４の上に骨材８を含有するクリア皮膜層５や２層目としての骨材８を含有するクリア皮膜層６、更には、骨材を含有しないクリア皮膜層７を備えている。図１に示した塗装金属板は、最表層に骨材を含有するクリア皮膜層５を設けた例で、高さの最も高い骨材８の上部がクリア皮膜層５から突出しているため、この骨材８の高さＡと骨材を含む全部分でのクリア皮膜層５の膜厚の最大値Ｃとが等しくなっている（骨材の頭頂部がクリア樹脂によって被覆されていない場合は、その骨材の頭頂部までを膜厚とすることは前述の通り）。図２に示した塗装金属板では、図１と同様に最表層に骨材を含有するクリア皮膜層を設けているが、高さの最も高い骨材８はクリア皮膜層５で完全に覆われており、この骨材８の高さＡと、骨材表面がクリア皮膜５のクリア樹脂により被覆されている部分の上端と下端との距離Ｄが等しくなっていて、Ａ及びＤはクリア皮膜層５の膜厚の最大値Ｃより小さくなっている。

図３と図４に示した塗装金属板について述べる前に、骨材の樹脂被覆距離Ｄを、各層の樹脂による被覆距離ｄに細分化し、以下のように定義しておく。骨材を含有するクリア皮膜層による被覆距離をｄａとし、複数層ある場合は、ｄａ１、ｄａ２のように下層側から子番号をつける。上層の骨材を含有しないクリア皮膜層による被覆距離をｄｂとし、複数層ある場合は同様に子番号をつける。各骨材の樹脂被覆距離Ｄは、上記の各ｄの合計（Σｄｉ）と一致する。

図３に示した塗装金属板では、骨材を含むクリア皮膜層５の上にもう１層、骨材を含む他のクリア皮膜層（２層目）６が設けられている。骨材を含む他のクリア皮膜層（２層目）６に含有される骨材８（高さはＡ）の上部は同クリア層から突出している。また、骨材を含むクリア皮膜層５に含有される骨材８（上層の骨材と区別するために、例えば高さをＡ’とするなど、各変数に’をつけた）の上部は、さらに上層のクリア皮膜層６が施された後でも完全には被覆されることなく突出している。この態様では、Ａ’＞Ａではあるが、骨材を含む全部分でのクリア皮膜層５、６の膜厚の最大値Ｃは、クリア皮膜層６の高さＡの骨材の頭頂部までの膜厚に相当する。クリア皮膜層５の高さＡ’の骨材８において、骨材を含有するクリア皮膜層５のクリア樹脂により骨材８が被覆されている部分の上端と下端との距離ｄａ１’と、骨材を含む他のクリア皮膜層（２層目）６のクリア樹脂により被覆されている部分の上端と下端との距離ｄａ２’との合計が、全クリア皮膜層５、６のクリア樹脂により被覆されている部分の上端と下端との距離Ｄ’に一致する。

図４に示した塗装金属板では、骨材を含むクリア皮膜層５の上に骨材を含有しないクリア皮膜層７が設けられ、高さの最も高い骨材８の上部は全クリア皮膜層５、７から突出している。この態様では、この骨材８の高さＡと骨材を含む全部分でのクリア皮膜層５、７の膜厚の最大値Ｃとが等しい。また、骨材を含有するクリア皮膜層５のクリア樹脂によりこの骨材８が被覆されている部分の上端と下端との距離ｄａと、骨材を含有しないクリア皮膜層７のクリア樹脂により被覆されている部分の上端と下端との距離ｄｂとの合計が、全クリア皮膜層５、７のクリア樹脂により被覆されている部分の上端と下端との距離Ｄに一致する。

以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

１．金属板
表１中に示す各種の金属板を使用した。弱アルカリ性脱脂剤にて脱脂、乾燥した後、片面仕様にて塗装を行った。

２．前処理
表１中に示すように塗布型クロメート処理または非クロメート前処理を行った。
クロメート処理としては、日本パーカライジング社製ＺＭ１３００を、クロム付着量にして４０ｍｇ／ｍ²をスピンコーターにて塗布し、８０℃オーブンにて３０秒で乾燥させた。非クロメート処理としては、日本パーカライジング社製ＣＴＥ３００Ｎを、付着量にして１００ｍｇ／ｍ²バーコーターにて塗布し、８０℃オーブンにて３０秒で乾燥させた。

３．プライマー
日本ペイント社製ポリエステル系プライマーＦＬＣ６９０プライマーを、乾燥膜厚にして５μｍとなるようにバーコーターにて塗布し、熱風オーブンにてＰＭＴ２１５℃にて乾燥させた。

４．着色された皮膜層
使用した塗料の樹脂系及び色の組み合わせは表１に示すとおりである。樹脂系は以下の通り。
Ｉ：高分子ポリエステル樹脂系Ｉ（日本ペイント社製）
II：高分子ポリエステル樹脂系II（日本ペイント社製）
III ：アクリル樹脂系（日本ペイント社製）
これらの塗料を、乾燥膜厚にして１５μｍとなるようにバーコーターにて塗布し、熱風オーブンにてＰＭＴ２１５℃にて乾燥させた。

５．骨材を含有するクリア皮膜層
使用した塗料の樹脂の種類、添加した骨材の種類、粒径、色、及び添加量は表２及び表３に示すとおりである。ここで使用した骨材は、１例を除きほぼ球形のビーズであるため、骨材の粒径がその骨材の高さＡに相当する。これらの塗料を、表２、表３に示す各種塗装方式により、所定の膜厚となるように塗布し、熱風オーブンにてＰＭＴ２３０℃にて乾燥させた。

６．上層の骨材を含有しないクリア皮膜層
使用した塗料の樹脂系は表４に示すとおりである。これらの塗料を、表４に示す各種塗装方式により、所定の膜厚となるように塗布し、熱風オーブンにてＰＭＴ２３０℃にて乾燥させた。

作製した塗装金属板は、断面検鏡を行い断面方向からの顕微鏡観察を行うことで、表４中に示す塗膜構成に関わる各種値の実績値を測定した。５０〜５００μｍの大粒径骨材の被覆面積率は、各塗装金属板の塗装面を上面から写真撮影し、画像をコンピュータに取り込み、画像処理ソフトによって骨材の存在する場所の面積を計測する方法を使用した。
なお、表４中の対象骨材とは、各実施例及び比較例において、含有する骨材のなかでＤ／Ａの値が最も小さい骨材、すなわち、塗膜樹脂に被覆されずに頭を出している割合が最も大きな骨材のことである。本実施例及び比較例では、各種因子の影響を明確化するため、いずれも同一素材種類の骨材を添加しているため（もちろん本発明はこれに限定されるものではない）、同一層内では粒径の大きい骨材ほどＤ／Ａの値は小さくなり、結果として対象骨材は各層における最大骨材のいずれかになる。そこで、各実施例及び比較例における対象骨材を、表中の最大骨材の粒径の部分を太枠で囲むことで示す。対象骨材すべての骨材のＤ／Ａが１．０である場合（すなわち、すべての骨材が完全に塗膜樹脂に覆われている場合）は便宜上、上層側の最大骨材を対象骨材とする。
また、骨材の樹脂被覆距離Ｄを、各層の樹脂による被覆距離ｄに細分化し、以下のように定義する。骨材を含有するクリア皮膜層による被覆距離をｄａとし、複数層ある場合は、ｄａ１、ｄａ２のように下層側から子番号をつける。上層の骨材を含有しないクリア皮膜層による被覆距離をｄｂとし、複数層ある場合は同様に子番号をつける。各骨材の樹脂被覆距離Ｄは、上記の各ｄの合計（Σｄｉ）と一致する。

次に、各種の性能の評価方法について示す。
（１）意匠性
石目調の意匠外観の強さを３段階で評価した。各プレコート金属板を３ｍ離れた場所から観察し、粒状感がはっきり判別できて強い意匠感を有するものを○、意匠感が不十分なものを×、その中間的なものを△と評価した。

（２）骨材の耐脱落性
各プレコート金属板を２０℃にて、０Ｔ曲げ加工とテーピング、６ｍｍのエリクセン押し出し加工とテーピング、及びデュポン衝撃（１／２インチ×１ｋｇｆ×５０ｃｍ高さ、凹凸）試験にかけ、すべての項目について全く骨材の脱落が見られないものを○、１項目について脱落が見られたものを△、それ以外のものを×と評価した。

（３）塗装欠陥発生枚数
各プレコート金属板をＡ４サイズで１０枚ずつ塗装し、そのうち塗装欠陥が発生した枚数を評価した。

結果を表５にまとめた。これに基づき、本実施例と比較例について解説する。
実施例１、例７（参考例）、実施例８〜１０、例１１（参考例）、実施例１３及び２０（参考例）〜実施例２５は、骨材を含有するクリア皮膜層を１層とし、その上層に、上塗りクリア層を設けない例である。いずれも意匠感は良好であり、また上塗りクリア層はなくとも、骨材の耐脱落性はほぼ良好である。ただし、例７（参考例）は、骨材を含有するクリア皮膜層をスプレーにて塗装しているため、付着量が多く、Ｃ／Ｂの値が２．５以上の条件を満たしていないため、若干意匠感が弱い。また、例１１（参考例）は、Ｄ／Ａの値が０．３以上の条件を満たしていないため、若干骨材の耐脱落性が劣っている。
実施例２〜４、例５（参考例）及び例１２（参考例）は、骨材を含有するクリア皮膜層を２層とし、その上層に、上塗りクリア層を設けない例である。いずれも意匠感は良好であり、また上塗りクリア層はなくとも、骨材の耐脱落性はほぼ良好である。ただし、例５及び１２（ともに参考例）は、Ｄ／Ａの値が０．３以上の条件を満たしていないため、若干骨材の耐脱落性が劣っている。実施例６は例５（参考例）の上層に、さらに上塗りクリア層を設けた例である。この効果により骨材が強固に固定され、Ｄ／Ａの値が０．３以上の条件を満たすようになったため、骨材の耐脱落性は良好になっている。

実施例１４、１５、例１６（参考例）、実施例１７〜１９は、骨材を含有するクリア皮膜層を１層とし、その上層に、さらに上塗りクリア層を設けた例である。これらも、いずれも良好な意匠感と骨材の耐脱落性を有しているが、例１６（参考例）は上層の塗装にロールコーターを使用したため、凹凸が埋まってなだらかになり、Ｃ／Ｂの値が２．５以上の条件を満たしていないため、若干意匠感が弱い。また、実施例１９は、例１１（参考例）の上層に上塗りクリア層を設けたものであるが、この効果により骨材が強固に固定され、Ｄ／Ａの値が０．３以上の条件を満たすようになったため、骨材の耐脱落性は良好になっている。実施例２１〜２５からは、金属板の種類、前処理の種類、プライマーの有り無し、着色された皮膜層の有り無しは、意匠感や骨材の耐脱落性に影響しないことがわかる。なお、例２０（参考例）では、塗料が自由落下を始める部分で装置が静止している構造のスリットカーテンコーターを使用しているため、骨材が安定的に供給されにくく、ローラーカーテン使用時よりも若干塗装欠陥の発生頻度が高くなっている。実施例２６は、扁平型の材料である鱗片状雲母を含有させたものである。長辺が５ｍｍにも及ぶ大面積の骨材であるが、高さＡがおよそ１３０μｍであるため、各種条件を満たしており、良好な意匠感と骨材の耐脱落性を有している。また、扁平型材料はローラーカーテンコーターのロール間を十分に通過することができ、塗装欠陥も発生していない。
この例からもわかるように、本発明に適用できる骨材は球形に限らない。

次に、比較例１では、塗布した塗料の絶対量が少なく骨材の絶対量も膜厚も低すぎるため、また比較例２では、添加した骨材の粒径が低いもののみであるため、さらに比較例４ではロールコーターにて塗装したことにより５０μｍを超える粒径の骨材が排除されて付着しなかったため、いずれも５０μｍ以上の骨材の被覆面積率が５％を下回り、意匠感が全く発現できていない。また比較例４では、排除されてロール間に溜まった骨材が悪影響を及ぼし、高い頻度で塗装欠陥が発生した。一方、比較例３は、塗布した塗料の絶対量が多く、骨材の絶対量も膜厚も高すぎるため、５０μｍ以上の骨材の被覆面積率が６０％を上回り、骨材の耐脱落性が劣悪である。

本発明における塗装金属板の一態様を示す図である。 本発明における塗装金属板のもう一つの態様を示す図である。 本発明における塗装金属板の別の態様を示す図である。 本発明における塗装金属板の他の態様を示す図である。

符号の説明

１…金属板
２…前処理層
３…プライマー層
４…着色された皮膜層
５…骨材を含有するクリア皮膜層
６…骨材を含有する他のクリア皮膜層（２層目）
７…骨材を含有しないクリア皮膜層
８…骨材

Claims (4)

1. クリア皮膜層中に含有された骨材の金属板面の垂線方向での長さの最大値をＡとしたとき、金属板の少なくとも一方の面に、Ａが５０〜５００μｍである骨材を含有するクリア皮膜層を少なくとも１層以上有し、塗装面積に対するこの骨材の被覆面積率が５〜６０％であり、骨材を含有するクリア皮膜層及び、骨材を含有しないクリア皮膜層を含む全クリア皮膜層において、骨材を除外した全クリア皮膜部分の平均膜厚をＢ、骨材を含む全部分での膜厚（骨材の頭頂部がクリア樹脂によって被覆されていない場合は、その骨材の頭頂部までを膜厚とする）の最大値をＣとしたとき、
   Ｃ／Ｂ≧２．５
   であり、かつ、含有されるすべての骨材について、骨材の表面がクリア樹脂によって被覆されている部分の上端と下端との、金属板面の垂線方向での距離をＤとしたとき、
   Ｄ≧０．３Ａ
   となるように、ローラーカーテンコーターにて塗装し乾燥させることを特徴とする意匠性に優れた塗装金属板の製造方法。
2. 骨材を含有するクリア皮膜層の上層に、上塗り層として、骨材を含有しないクリア皮膜層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の意匠性に優れた塗装金属板の製造方法。
3. 骨材を含有するクリア皮膜層の下層に、下塗り層として、着色された皮膜層を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の意匠性に優れた塗装金属板の製造方法。
4. Ｂ≦３０μｍ
   とすることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の意匠性に優れた塗装金属板の製造方法。

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