JP4299556B2

JP4299556B2 - Embossed and painted metal sheet and coating method thereof

Info

Publication number: JP4299556B2
Application number: JP2003070327A
Authority: JP
Inventors: 広正野村; 博康古川; 孫則長瀬; 洋金井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: JP2004276392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁材として使用されているエンボス成形塗装金属板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、塗装金属板は、屋外建材分野でサイディング材として幅広く使用されている。サイディング材として使用される場合には、エンボス成形が施されている場合が多い。エンボス成形は、意匠性を目的として付与されるものであるから、エンボスの凹凸が際立つ外観が好まれている。
【０００３】
エンボス外観を際立たせる方法としては、エンボスの深さ(凸部と凹部の差)を大きくする方法が、一般的に採られている。しかし、通常の金属板、特にめっき鋼板の場合には、エンボス成形を深くするとめっきが割れ、さらに、その上の塗膜が割れて、外観が悪いばかりではなく、耐食性にも劣るようになると言う問題点があった。これに対して、例えば、特許文献１では、焼鈍処理を施して成形性を改善させた溶融Al-Znめっき鋼板が報告されている。確かにこの方法により、ある程度深いエンボス成形を施してもめっきが割れず、良好な意匠性を付与することが可能であるが、焼鈍処理はコストがかかり、また、このような高加工性のめっき鋼板を使用しても、エンボス成形を任意の深さで意匠を付与するには限界があった。
【０００４】
下地の金属板の加工性を改善する方法以外では、加飾と呼ばれる技術が知られている。加飾とは、塗装金属板をエンボス成形処理した後に、さらに塗装処理を行い、意匠性を高める技術である。確かに、加飾により意匠性は良好となるが、新たな塗装を行うため、コストが高くなると言う問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２５１７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するものであり、深いエンボス成形を施すことなく、安価で意匠性に優れるエンボス成形塗装金属板及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく、エンボス成形後の意匠性を検討した。
【０００８】
鉄鋼メーカーやアルミメーカーが塗装までを行ったエンボスサイディング用塗装金属板(プレコート塗装金属板)の塗膜構成は、着色されたベースコートとその上のクリヤー塗膜からなり、主に単色である。単色の塗装金属板をエンボス成形しても、意匠性には限界があった。しかし、加工された部分が白化すると、エンボス柄の凹凸の差が際立ち、外観に深みが増して、意匠性が向上することがわかった。
【０００９】
本発明は上記知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）金属板の少なくとも一方の面に、エンボス成形されてなる塗膜を有する塗装金属板であって、該塗膜中に、平均粒径が０．１〜１０μｍの微粒子を０．５〜１５質量％と、平均粒径が１３０〜５００μｍで塗膜表面被覆面積率が５〜６０％の骨材を含有し、前記エンボス成形の加工部が白化してなることを特徴とするエンボス成形塗装金属板。
（２）金属板の少なくとも一方の面に、平均粒径が０．１〜１０μｍの微粒子を０．５〜１５質量％と、平均粒径が１３０〜５００μｍで塗膜表面被覆面積率が５〜６０％となる骨材の双方を含有する塗料を、カーテンコーターで塗布し、乾燥・硬化させた後、該塗装面にエンボスを形成する加工を行うことを特徴とするエンボス成形塗装金属板の製造方法。
（３）前記カーテンコーターが、ローラーカーテンコーターである（２）記載のエンボス成形塗装金属板の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明では、エンボス成形塗装金属板の意匠を、エンボス成形時の加工部(特に凹凸の凸部)の白化によって付与している。このエンボス加工部の白化の機構は、明確になってはいないが、本発明者らの検討の結果、微粒子と骨材の影響が大きいことが判明した。
【００１２】
通常、塗装金属板の塗膜の結晶性は、焼き付け硬化した段階では低い。しかし、一般に、塗装金属板に使用される塗膜は、延伸によって配向結晶が形成されるので、エンボス成形時に伸ばされた方向に配向結晶が成長する。この時、伸ばされた部分の全てが結晶化するのではなく、結晶化した部分と非晶質の部分が混在する。その結果、配向結晶と非晶質の部分で屈折率が異なるため、光が乱反射されて、白化してみえる。エンボス成形時には、凸部の頂点付近が最も延ばされるため、頂点付近での白化が顕著になって、凹凸が際立つようになり、意匠性が高まるものと考えられるが、詳細は不明である。一方、微粒子の場合は、光の乱反射により、白化を際立たせているものと考えられるが、詳細は不明である。
【００１３】
塗膜の白化現象には、上記の機構の他に、成形時に微細なクラックが生ずることによる白化がある。この白化は、長期間の屋外使用で腐食の原因となるため、好ましくない。微細なクラックによる白化は、ルーペで拡大して観察しても、ある程度わかる。また、配向結晶による白化は、180℃程度で1時間程度加熱すると解消し、微細なクラックによる白化は、加熱しても解消しないことからも、ある程度判別できる。
【００１４】
本発明のエンボス成形塗装金属板は、少なくとも一方の面に、エンボス成形されてなる塗膜を有する塗装金属板であって、該塗膜中に平均粒径が０．１〜１０μｍの微粒子を０．５〜１５質量％と平均粒径が１３０〜５００μｍで塗膜表面被覆面積率が５〜６０％の骨材を含有し、前記エンボス成形の加工部が白化してなることを特徴とする。白化における微粒子の役割は明確ではないが、先に述べたように、微粒子が光を乱反射することにより、成形部で白化がより効率的に生ずるものと考えられる。
【００１５】
微粒子の平均粒径が0.1μm未満では、添加したことによる白化の改善効果が現れない。平均粒径が10μm超では、微粒子による光の散乱に起因する白化の程度が弱まるため、添加した効果が現れにくく好ましくない。より好ましくは1〜7μmである。
【００１６】
本発明の微粒子の添加量は、0.5〜15質量%である。0.5質量%未満であると、添加したことによる白化の効果が現れず、15質量%超では、白化の効果が飽和して、不経済であるばかりでなく、ロールフォーミング性にも劣るようになる。より好ましくは、2〜10質量%である。
【００１７】
本発明の微粒子の種類は、特に限定するものではないが、例えば、タルク、アルミナ、チタニア、ジルコニア、微粒シリカ等を挙げることができる。これらは、単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。本発明の微粒子として、特に好適なのは、微粒シリカである。微粒シリカの種類は、特に限定するものではなく、二酸化ケイ素を60%以上含有するものであればよい。例えば、石英を主成分とするけい砂等の天然シリカ、フライアッシュ等の熱処理シリカ、ケイ酸ナトリウムと酸の反応により得られる合成シリカ、アルコキシシランの加水分解により得られる合成シリカ、カルシウムシリケートと酸の反応により得られる合成シリカ、沈降法シリカ、ゲル法シリカ、ヒュームドシリカ等が適用できる。
【００１８】
本発明のエンボス成形塗装金属板は、該塗膜中に、平均粒径が１３０〜５００μｍで、塗膜表面被覆面積率が５〜６０％の骨材を含有することで、エンボス成形時に凹凸の頂点部分に存在する骨材の周囲の厚い塗膜の部分で、白化が現れやすくなる。この白化は、局所的に存在する骨材に従って不均一に発生するため、骨材を添加しない場合よりも、外観を自然な風合いに仕上げることができる。
【００１９】
本発明においては、塗装面積に対する骨材の被覆面積率を以下のように定義する。塗装面を真上からみて観察した場合、骨材の存在する場所と存在しない場所に区分できる。真上から観察して、骨材に隠れて下地の塗装や下地の金属が見えない部分は、すべて骨材の存在する場所に含める。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、塗膜表面被覆面積率と定義する。
【００２０】
白化における骨材の役割は、先に述べたように明確ではないが、骨材の平均粒径が50〜500μmのように大きい場合は、骨材が存在する部分で塗膜が局所的に厚くなり、厚くなった部分で、配向結晶部と非晶質部での光の散乱が薄い部分よりも多く起こるため、白化が現れやすくなるのではないかと考えられる。例えば、塗膜中に130μmの骨材を添加し、骨材の無い部分の膜厚を19μmとした条件では、骨材の近傍では塗膜がスソをひいたように厚くなっており、膜厚が50μm程度になっている部分もある。ルーペで観察すると、エンボス成形の加工部の中でも、この部分(骨材の近傍)で、白化が顕著に起きていることがわかる。
【００２１】
骨材の平均粒径が１３０μｍ以上のものを含まないと、添加したことによる白化の改善効果が現れない。５００μｍ超では、エンボス成形時に骨材の脱落が起こるため、好ましくない。また、１３０〜５００μｍの粒径の骨材を含んだとしても、その被覆面積率が５％未満では、十分な白化の改善効果が発現しない。一方、被覆面積率が６０％を越えると、ロールフォーミングによるエンボス成形時に、骨材が脱落し易くなる等の成形上の問題が出てくるため、好ましくない。より好ましい被覆面積率は、１０〜４０％である。１３０〜５００μｍの粒径の骨材を、塗装面面積に対する被覆面積率で５〜６０％含有している限りは、１３０μｍ未満の粒径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。
【００２２】
骨材としては、匠性を与えるものであれば、如何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。
【００２３】
なお、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。
【００２４】
本発明のエンボス成形塗装金属板は、塗膜中に、平均粒径が０．１〜１０μｍの微粒子を０．５〜１５質量％含有し、同時に、平均粒径が１３０〜５００μｍで、塗膜表面被覆面積率が５〜６０％の骨材を含有することで、より効率的にエンボス成形時に加工部に白化を付与することができる。これらの一方のみを含有しても、上述のように白化は現れるが、両者を同時に含有することで相乗効果により、加工部の白化がより際立って、意匠性に優れたエンボス加工塗装金属板を提供することができる。
【００２５】
微粒子と骨材の両方を同時に含有することで、エンボス成形時に凹凸の頂点部分に存在する骨材の周囲の厚い塗膜の部分で、微粒子との相乗効果による白化が現れる。この白化は、局所的に存在する骨材に従って不均一に発生するため、一方だけを添加した場合よりも、エンボス成形の外観を自然な風合いに仕上げることができる。その機構は、以下のように考えられるが、明確では無い。
【００２６】
骨材が存在する部分で塗膜が局所的に厚くなり、厚くなった部分で、配向結晶部と非晶質部での光の散乱が薄い部分よりも多く起こるため、白化が現れやすくなる。この効果に加えて、骨材が存在する部分で、局所的に厚くなった塗膜には、薄い部分よりも多くの微粒子が存在するため、微粒子による光の散乱が、薄い部分よりも多く起こるようになる。以上の結果、白化がより現れやすくなるものと考えられる。
【００２７】
本発明に用いる塗料樹脂としては、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が適用できる。この塗料には、各種着色顔料を含んでもよい。染料により有色透明なクリヤー皮膜層としてもよい。アルミ粉等のメタリック顔料を含んでもよい。さらに、塗料に通常添加されているものであれば、問題なく含むことができる。また、必要に応じて、表面平滑剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、粘度調整剤、硬化触媒、顔料分散剤、顔料沈降防止剤、色別れ防止剤等を含んでよい。
【００２８】
本発明に用いる下地金属板は、特に限定するものではないが、ステンレス鋼板、めっき鋼板及びアルミニウム合金板が適している。ステンレス鋼板としては、フェライト系ステンレス鋼板、マルテンサイト系ステンレス鋼板、オーステナイト系ステンレス鋼板等が挙げられる。めっき鋼板としては、亜鉛めっき鋼板、亜鉛-鉄合金めっき鋼板、亜鉛-ニッケル合金めっき鋼板、亜鉛-クロム合金めっき鋼板、亜鉛-アルミ合金めっき鋼板、アルミめっき鋼板、亜鉛-アルミ-マグネシウム合金めっき鋼板、亜鉛-アルミ-マグネシウム-シリコン合金めっき鋼板、アルミ-シリコン合金めっき鋼板、亜鉛めっきステンレス鋼板、アルミめっきステンレス鋼板等が挙げられる。アルミニウム合金板としては、JIS1000番系(純Al系)、JIS2000番系(Al-Cu系)、JIS3000番系(Al-Mn系)、JIS4000番系(Al-Si系)、JIS5000番系(Al-Mg系)、JIS6000番系(Al-Mg-Si系)、JIS7000番系(Al-Zn系)等が挙げられる。
【００２９】
金属板の塗装前処理としては、水洗、湯洗、酸洗、アルカリ脱脂、研削、研磨等があり、必要に応じて、これらを単独もしくは組み合わせて行うとよい。塗装前処理の条件は、適宜選択すればよい。
【００３０】
金属板の上には、必要に応じて、化成処理を施してもよい。化成処理は、塗装と下地金属板の密着性をより強固なものとするためと、耐食性の向上を目的として処理される。化成処理としては、公知の技術が使用でき、例えば、リン酸亜鉛処理、クロメート処理、シランカップリング処理、複合酸化被膜処理、ノンクロメート処理、タンニン酸系処理、チタニア系処理、ジルコニア系処理、これらの混合処理等が挙げられる。
【００３１】
本発明のエンボス成形塗装金属板の塗膜と化成処理層の間に下塗り塗装(ベースコート)を設けてもよい。下塗り塗装の塗料は、通常のエンボスサイジングの下塗りに使用されているものをそのまま使用できる。樹脂としては、用途に応じて、一般に公知の樹脂を適用することができる。すなわち、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、シリコンポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ブチラール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フェノール系樹脂、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が適用できる。下塗り塗装は、必要に応じて、顔料によって着色してもよい。耐食性を向上させる目的で、下塗り塗装に防錆顔料を添加してもよい。防錆顔料としては、公知の防錆顔料を適用でき、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛、等のリン酸系防錆顔料、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸バリウム、等のモリブデン酸系防錆顔料、酸化バナジウム等のバナジウム系防錆顔料、カルシウムシリケート等のシリケート系顔料、ストロンチウムクロメート、ジンククロメート、カルシウムクロメート、カリウムクロメート、バリウムクロメート等のクロメート系防錆顔料、水分散シリカ、ヒュームドシリカ等の微粒シリカ、フェロシリコン等のフェロアロイ、等を用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。カーボンブラック粉末を添加してもよい。
【００３２】
化成処理層の上に、防錆顔料を有する下塗り塗装、着色した下塗り塗装、本発明の塗料と順次積層して、3コート塗装としてもよい。また、化成処理層の上に着色した下塗り塗装(ベースコート)、本発明の塗装と積層して、2コート塗装としてよい。本発明の塗料をクリヤー塗料としてもよい。本発明の白化する塗料は、少なくとも一方の面に塗装すればよく、通常は、屋外に向ける面に塗装すればよい。
【００３３】
本発明に使用する塗料は、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、オーバーフローカーテンコーター、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ダイ等が挙げられる。
【００３４】
ただし、粒径の大きな骨材を含有する塗料を低膜厚で塗装するためには、適切な塗装方法を選択することが必要となる。ロールコーターでは、骨材が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るため、60μm以上の骨材入り塗料を20μm程度の膜厚で塗装しようとしても無理である。また、スプレー塗装では、塗膜厚を薄くすることが難しい。しかし、オーバーフローカーテンコーター、スリットカーテンコーター、ローラーカーテンコーターのようなカーテンコーターによる塗装方法では、これらの問題点がすべてクリアされる。カーテンコーターは、塗料を薄いカーテン状に落下させ、その下を金属板等の被塗物を通過させて塗装する方式である。非接触式の塗装方法であるため、大粒径の骨材でも排除されることはなく、塗料中の含有物は、確実にそのまま被塗物上に塗布される。また、被塗物を通過させるスピードを速くすることで、薄膜塗装が容易に可能である。本発明のエンボス成形塗装金属板は、塗装後にエンボス成形が施されるものであるが、安定的に塗装するには、これらのカーテンコーターを使用することが有効である。
【００３５】
特に、ローラーカーテンコーターを使用することが好ましい。オーバーフローカーテンコーターは、塗料を容器からオーバーフローさせてカーテンを形成させ、スリットカーテンコーターは、塗料をスリット間から落とすことによってカーテンを形成させるものであり、いずれも塗料が自由落下を始める部分では装置が静止している。これに対し、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、カーテンが形成させる方式であるため、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。
【００３６】
骨材を含有する皮膜層の塗料の乾燥方式は任意であり、熱風加熱、高周波誘導加熱等により、加熱乾燥すればよい。
【００３７】
本発明のエンボス成形塗装金属板のエンボス成形方法は、特に限定するものではなく、通常の方法をそのまま適用することができる。例えば、プレスによる方法、ロールフォーミングによる方法等を挙げることができる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
【００３９】
原板としては、溶融亜鉛めっき鋼板(両面めっき付着量180g/m²、板厚0.27mm)、溶融亜鉛-アルミ-マグネシウム-シリコン合金めっき鋼板(両面めっき付着量80g/m²、板厚0.27mm)、アルミニウム合金板(Al-Mg系、A 5052 P)を使用した。これらめっき鋼板及びアルミニウム合金板を脱脂後、化成処理として、塗布型クロメート処理を施した。塗布型クロメート処理としては、日本パーカライジング(株)製、ZM1300を全Cr量50mg/m²で処理した。
【００４０】
化成処理を施した各めっき鋼板の上に、下塗り塗装(ベースコート)として、日本ペイント(株)製の高分子ポリエステル系ベースコート塗料を塗装した。色はレンガ色とし、乾燥膜厚として15μmの厚さで塗布した。
【００４１】
本発明の塗料としては、クリヤー塗料を用いた。クリヤー塗料としては、日本ペイント(株)製の高分子ポリエステル系クリヤー塗料を使用し、このクリヤー塗料に骨材と微粒子を添加した。骨材はアクリル樹脂ビーズを使用し、骨材の色は赤、黒、黄として、各々を等量添加した。微粒子としては微粒シリカを添加した。これらの塗料をロールコーターとカーテンフローコーターにより塗装した後、乾燥・硬化させた。クリヤー塗装の膜厚は18μmとした。塗装方法及びクリヤー塗料の詳細(骨材と微粒シリカの詳細)を表1と表2に示した。
【００４２】
塗装後の塗装鋼板の評価は、ＪＩＳＫ５４００に準拠したエリクセン試験とエンボス成形性試験により、行った。エリクセン試験は、２０℃の条件下６ｍｍ押し出し、凸部頂点近傍の白化の程度を目視で評価し、下記の評価基準で4以上を合格とした。一方、エンボス成形性試験は、石目調のエンボス柄をロール成形で転写した後、サイジング材へのロールフォーミングまでを行った。この後、凸部の白化の程度を目視で評価し、下記の評価基準で３以上を合格とした。総合評価は、エリクセン試験とエンボス成形性試験のいずれにおいても、合格評点以上であったものを合格とした。
【００４３】
エリクセン試験とエンボス成形性試験における白化の評価基準
1:白化無し
2:極わずかに白化
3:白化
4:顕著に白化
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
【表３】

【００４７】
また、表１〜表３に、性能評価結果をまとめて示した。なお、表１〜表３に示した骨材の平均粒径は、塗料に添加した骨材の平均粒径である。表１〜表３より、本発明の範囲の塗膜の条件では、エリクセン試験後の凸部が顕著に白化、エンボス成形後の凸部も白化しており、良好な意匠となることがわかる。一方、骨材の被覆面積率が低い場合、骨材の粒径が小さい場合、微粒シリカの粒径が小さい場合、微粒シリカの添加量が少ない場合は、白化が現れないか、現れても軽微であるため、エンボス成形後の意匠性が不充分であった。
【００４８】
また、微粒シリカの粒径が大きい場合や小さくても添加量が多い場合は、エンボス成形時及びロールフォーミング時に塗膜剥離が生じて好ましくなかった。一方、骨材として本発明の範囲より大きな平均粒径を持つものを使用すると、白化はみられて意匠は良好であるが、エンボス成形時及びロールフォーミング時に骨材の脱落が起きるため、好ましくなかった。同様に、本発明の範囲の骨材の平均粒径であっても、被覆面積率が本発明の範囲より大きいと、エンボス成形時及びロールフォーミング時に骨材の脱落が起きるため、好ましくなかった。
【００４９】
塗装方法としてローラーカーテンコーターを使用すると、いずれの条件でも骨材が良好に金属板上に転写されて、エンボス成形による白化も現れ、優れた意匠性を示した。一方、ロールコーターを使用すると、表１〜3に記載の水準Ｎｏ．１９に示した骨材の平均粒径が５０μｍの条件でも、骨材が金属板へ転写されにくくなった。そこで、骨材の濃度を上げた塗料を使用し、骨材の被覆面積率を２５％まで上げたが、粒径の大きな骨材はほとんど塗装されず、２０μｍ以下程度が主であった。その結果、エンボス成形による白化も軽微で、意匠性に劣っていた。
【００５０】
【発明の効果】
本発明のエンボス成形塗装金属板は、エンボス成形時に、凸部の近傍を白く変色させて、凹凸を際立たせたものであり、従来法のような高価な高加工性のめっき鋼板を使用したり、加飾(塗装)を施したりすることで意匠性を付与するものではなく、安価で意匠性が高められる特徴を有するものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an embossed painted metal plate used as a wall material and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, painted metal plates have been widely used as siding materials in the field of outdoor building materials. When used as a siding material, it is often embossed. Since the emboss molding is given for the purpose of design, an appearance in which embossed irregularities are conspicuous is preferred.
[0003]
As a method of making the embossed appearance stand out, a method of increasing the depth of embossing (difference between the convex portion and the concave portion) is generally employed. However, in the case of a normal metal plate, particularly a plated steel plate, if the embossing is deepened, the plating is cracked, and further, the coating film on top of it is cracked, and not only the appearance is bad, but also the corrosion resistance becomes inferior. There was a problem. On the other hand, for example, Patent Document 1 reports a molten Al—Zn plated steel sheet that has been subjected to an annealing treatment to improve formability. Certainly, this method does not crack the plating even if embossing is performed to some extent, and it is possible to give good design properties. However, annealing treatment is costly, and such highly workable plating is also possible. Even when a steel plate is used, embossing has a limit in giving a design at an arbitrary depth.
[0004]
Other than the method for improving the workability of the underlying metal plate, a technique called decoration is known. Decorating is a technique for enhancing the design by performing a coating process after embossing a coated metal plate. Certainly, the design is improved by the decoration, but there is a problem that the cost increases because new coating is performed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-225179 gazette
[Problems to be solved by the invention]
This invention solves the said subject, and is providing the embossing coating metal plate which is cheap and excellent in the designability, and its manufacturing method, without giving deep embossing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors examined design properties after emboss molding.
[0008]
The coating composition of a metal plate for embossed siding (pre-coated metal plate) that has been painted by steel and aluminum manufacturers consists of a colored base coat and a clear coating on it, and is mainly monochromatic. Even if a single-color painted metal plate was embossed, there was a limit to the design. However, it has been found that when the processed part is whitened, the difference in the unevenness of the embossed pattern stands out, the depth is increased in appearance, and the design is improved.
[0009]
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
( 1 ) A coated metal plate having a coating film formed by embossing on at least one surface of the metal plate, and fine particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm in the coating film are 0.5 to and 15 wt%, the coating surface area coverage by the average particle diameter of 130 ～500Myuemu is contained 5 to 60% of the aggregate, embossing painting processing portion of the embossing is characterized by being whitened Metal plate.
( 2 ) On at least one surface of the metal plate, 0.5 to 15% by mass of fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 10 [mu] m , an average particle diameter of 130 to 500 [mu] m, and a coating surface area ratio of 5 the paint containing bi how aggregate becomes 60%, was applied by a curtain coater, dried and cured, embossing coated metal plate and performing processing for forming an embossed on the coated surface Manufacturing method.
( 3 ) The method for producing an embossed coated metal sheet according to ( 2 ), wherein the curtain coater is a roller curtain coater.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
[0011]
In the present invention, the design of the embossed coated metal sheet is imparted by whitening of the processed portion (particularly, the uneven projection) during embossing. The whitening mechanism of the embossed part is not clear, but as a result of the study by the present inventors, it has been found that the influence of fine particles and aggregates is large.
[0012]
Usually, the crystallinity of the coating film of the coated metal plate is low at the stage of baking and hardening. However, in general, in a coating film used for a coated metal plate, oriented crystals are formed by stretching, and therefore oriented crystals grow in the direction stretched during emboss molding. At this time, not all of the stretched portion is crystallized, but the crystallized portion and the amorphous portion are mixed. As a result, since the refractive index is different between the oriented crystal and the amorphous part, the light is irregularly reflected and appears white. At the time of emboss molding, the vicinity of the apex of the convex portion is most elongated, so that whitening near the apex becomes prominent, and the unevenness becomes conspicuous, and the design is considered to be improved, but the details are unknown. On the other hand, in the case of fine particles, it is considered that whitening is conspicuous due to diffused reflection of light, but details are unknown.
[0013]
In addition to the above mechanism, the whitening phenomenon of the coating film includes whitening due to the occurrence of fine cracks during molding. This whitening is not preferable because it causes corrosion when used outdoors for a long period of time. Whitening due to fine cracks can be seen to some extent even when observed with a magnifier. Further, whitening due to oriented crystals can be resolved by heating at about 180 ° C. for about 1 hour, and whitening due to fine cracks can be determined to some extent because it does not disappear even when heated.
[0014]
The embossed coated metal plate of the present invention is a coated metal plate having a coating film formed by embossing on at least one surface, and fine particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm are included in the coating film. It contains 5-15% by mass , an average particle size of 130-500 μm and an aggregate with a coating surface area coverage of 5-60 %, and the embossed processed part is whitened. Although the role of the fine particles in whitening is not clear, as described above, it is considered that whitening occurs more efficiently in the molded portion due to the irregular reflection of light by the fine particles.
[0015]
When the average particle size of the fine particles is less than 0.1 μm, the effect of improving whitening due to the addition does not appear. If the average particle size is more than 10 μm, the degree of whitening due to light scattering by the fine particles is weakened, so that the effect of the addition is not likely to appear, which is not preferable. More preferably, it is 1-7 micrometers.
[0016]
The addition amount of the fine particles of the present invention is 0.5 to 15% by mass. If it is less than 0.5% by mass, the effect of whitening due to the addition does not appear, and if it exceeds 15% by mass, the effect of whitening is saturated and not only uneconomical but also inferior in roll forming properties. . More preferably, it is 2 to 10% by mass.
[0017]
The kind of fine particles of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include talc, alumina, titania, zirconia, and fine silica. These may be used alone or in admixture of two or more. As the fine particles of the present invention, particularly preferred is fine silica. The kind of the fine silica is not particularly limited as long as it contains 60% or more of silicon dioxide. For example, natural silica such as silica with silica as the main component, heat treated silica such as fly ash, synthetic silica obtained by reaction of sodium silicate and acid, synthetic silica obtained by hydrolysis of alkoxysilane, calcium silicate and acid Synthetic silica, precipitated silica, gel silica, fumed silica and the like obtained by the above reaction can be applied.
[0018]
Embossing coated metal plate of the present invention, in the coating film, the average particle diameter is 13 0～500Myuemu, by coating the surface area coverage contains 5 to 60% of the aggregate, irregularities during embossing Whitening is likely to appear in the thick coating portion around the aggregate existing at the apex portion of. Since this whitening occurs unevenly according to locally existing aggregates, the appearance can be finished in a natural texture as compared with the case where no aggregates are added.
[0019]
In the present invention, the aggregate coverage ratio of the aggregate with respect to the painted area is defined as follows. When the painted surface is viewed from directly above, it can be classified into a place where aggregate is present and a place where aggregate is not present. Observe from the top and cover all parts where the underlying paint and underlying metal are not visible due to the aggregate. The ratio% of the area where the aggregate is present to the total area of the painted surface is defined as the coating surface area coverage.
[0020]
The role of aggregate in whitening is not clear as described above, but when the average particle size of the aggregate is as large as 50 to 500 μm, the coating is locally thick at the part where the aggregate exists. Therefore, in the thickened part, light scattering occurs in the oriented crystal part and the amorphous part more than in the thin part, so that it is considered that whitening is likely to appear. For example, under the condition that 130 μm aggregate is added to the coating film and the film thickness of the part without aggregate is 19 μm, the coating film is thick in the vicinity of the aggregate, so There is also a part that is about 50μm. Observation with a magnifying glass reveals that whitening occurs remarkably in this part (near the aggregate) of the embossed part.
[0021]
If the aggregate has an average particle diameter of not more than 130 μm, the effect of improving whitening due to the addition will not appear. If it exceeds 500 μm, the aggregate will fall off during embossing, which is not preferable. Even if an aggregate having a particle size of 130 to 500 μm is included, if the covering area ratio is less than 5%, a sufficient whitening improvement effect is not exhibited. On the other hand, if the covering area ratio exceeds 60%, molding problems such as easy removal of the aggregate during emboss molding by roll forming will be unfavorable. A more preferable covering area ratio is 10 to 40%. As long as the aggregate with a particle size of 130 to 500 μm is contained in an area ratio of 5 to 60% with respect to the painted surface area, there is no problem even if an aggregate with a particle size of less than 130 μm is further contained. Rather, it is useful for expressing a broad sense of design.
[0022]
As the aggregate, any material can be used as long as it imparts craftsmanship. For example, resin beads such as polyacrylonitrile, polyamide, polyurethane, mica, mica, quartz, glass beads, glass fiber, etc. Inorganic particles are exemplified. As for the color of the aggregate, any combination may be used freely. The shape of the aggregate is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a scale shape, a disk shape, a fiber shape, and an indefinite shape.
[0023]
There are various methods for measuring the coating area ratio with respect to the painted area, but as an example, a photograph of the painted surface taken from the top is taken into a computer, and the area where the aggregate is present is measured by image processing software. The method of doing is mentioned.
[0024]
The embossed coated metal plate of the present invention contains 0.5 to 15% by mass of fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm in the coating film, and at the same time the average particle diameter is 130 to 500 μm. By containing an aggregate having a membrane surface covering area ratio of 5 to 60%, whitening can be imparted to the processed part more efficiently during emboss molding. Even if only one of these is contained, whitening appears as described above, but by including both at the same time, the whitening of the processed part is more conspicuous due to the synergistic effect, and an embossed coated metal plate with excellent design properties can be obtained. Can be provided.
[0025]
By containing both the fine particles and the aggregate at the same time, whitening due to a synergistic effect with the fine particles appears in the thick coating portion around the aggregate existing at the apex portion of the unevenness at the time of embossing molding. Since this whitening occurs unevenly according to the locally existing aggregate, the appearance of embossing can be finished in a natural texture as compared with the case where only one is added. The mechanism is considered as follows, but is not clear.
[0026]
The coating film locally thickens at the part where the aggregate is present, and light scattering occurs more easily at the thickened part than at the part where the oriented crystal part and the amorphous part are thin. In addition to this effect, the coating that is locally thick in the part where the aggregate is present has more fine particles than the thin part, so light scattering by the fine particles occurs more than the thin part. It becomes like this. As a result, whitening is likely to appear more easily.
[0027]
Examples of the coating resin used in the present invention include polymeric polyester resins, polyester resins, acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, fluorine resins, or resin components such as these modified resins, butylated melamine , Methylated melamine, butylmethyl mixed melamine, urea resin, isocyanate and those cross-linked with a mixed cross-linking agent component can be applied. This paint may contain various color pigments. It is good also as a clear transparent film layer colored with dye. A metallic pigment such as aluminum powder may be included. Furthermore, any material that is usually added to paints can be included without any problem. Moreover, you may contain a surface smoothing agent, a ultraviolet absorber, a hindered amine light stabilizer, a viscosity modifier, a curing catalyst, a pigment dispersant, a pigment settling inhibitor, a color separation inhibitor, etc. as needed.
[0028]
Although the base metal plate used for this invention is not specifically limited, A stainless steel plate, a plated steel plate, and an aluminum alloy plate are suitable. Examples of the stainless steel plate include a ferritic stainless steel plate, a martensitic stainless steel plate, and an austenitic stainless steel plate. As galvanized steel sheet, galvanized steel sheet, zinc-iron alloy plated steel sheet, zinc-nickel alloy plated steel sheet, zinc-chromium alloy plated steel sheet, zinc-aluminum alloy plated steel sheet, aluminum-plated steel sheet, zinc-aluminum-magnesium alloy plated steel sheet, Zinc-aluminum-magnesium-silicon alloy plated steel sheet, aluminum-silicon alloy plated steel sheet, galvanized stainless steel sheet, aluminized stainless steel sheet and the like. Aluminum alloy sheets include JIS1000 series (pure Al series), JIS2000 series (Al-Cu series), JIS3000 series (Al-Mn series), JIS4000 series (Al-Si series), JIS5000 series (Al -Mg), JIS 6000 series (Al-Mg-Si series), JIS 7000 series (Al-Zn series), and the like.
[0029]
Examples of the pre-coating treatment for the metal plate include washing with water, washing with hot water, pickling, alkali degreasing, grinding, polishing, and the like, and these may be performed alone or in combination as necessary. What is necessary is just to select suitably the conditions of the coating pretreatment.
[0030]
Chemical conversion treatment may be performed on the metal plate as necessary. The chemical conversion treatment is performed for the purpose of enhancing the adhesion between the coating and the base metal plate and for improving the corrosion resistance. As the chemical conversion treatment, known techniques can be used, such as zinc phosphate treatment, chromate treatment, silane coupling treatment, composite oxide film treatment, non-chromate treatment, tannic acid treatment, titania treatment, zirconia treatment, and the like. And the like.
[0031]
An undercoat (base coat) may be provided between the coating film of the embossed coated metal plate of the present invention and the chemical conversion treatment layer. As the undercoat paint, those used for the normal embossed undercoat can be used as they are. As the resin, generally known resins can be applied depending on the application. That is, high molecular polyester resin, polyester resin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, fluorine resin, silicon polyester resin, vinyl chloride resin, polyolefin resin, butyral resin, polycarbonate resin, A phenolic resin or a resin component such as these modified resins can be applied by crosslinking with a butylated melamine, methylated melamine, butylmethyl mixed melamine, urea resin, isocyanate, or a mixed crosslinking agent component thereof. The undercoating may be colored with a pigment as necessary. For the purpose of improving the corrosion resistance, a rust preventive pigment may be added to the undercoat. As the rust preventive pigment, known rust preventive pigments can be applied. For example, phosphate phosphate rust preventive pigments such as zinc phosphate, iron phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphite, calcium molybdate, aluminum molybdate , Molybdate anticorrosion pigments such as barium molybdate, vanadium anticorrosion pigments such as vanadium oxide, silicate pigments such as calcium silicate, strontium chromate, zinc chromate, calcium chromate, potassium chromate, chromate type such as barium chromate Antirust pigments, fine silica such as water-dispersed silica and fumed silica, ferroalloys such as ferrosilicon, and the like can be used. These may be used alone or in combination. Carbon black powder may be added.
[0032]
On the chemical conversion layer, an undercoating having a rust preventive pigment, a colored undercoating, and a coating of the present invention may be sequentially laminated to form a three-coat coating. Further, a two-coat coating may be formed by laminating a colored undercoat (base coat) on the chemical conversion treatment layer and the coating of the present invention. The paint of the present invention may be a clear paint. The paint to be whitened according to the present invention may be applied to at least one surface, and usually, it may be applied to the surface facing outdoors.
[0033]
What is necessary is just to paint the coating material used for this invention by arbitrary coating methods. Examples thereof include a roll coater, spray coating, brush coating, bar coater, overflow curtain coater, slit curtain coater, roller curtain coater, and T die.
[0034]
However, in order to apply a paint containing an aggregate having a large particle size with a low film thickness, it is necessary to select an appropriate coating method. In the roll coater, the aggregate cannot be passed between the roll and the object to be coated and is excluded. Therefore, it is impossible to apply a coating containing aggregate of 60 μm or more with a film thickness of about 20 μm. In spray coating, it is difficult to reduce the coating thickness. However, these problems are all solved by a coating method using a curtain coater such as an overflow curtain coater, a slit curtain coater, or a roller curtain coater. The curtain coater is a system in which paint is dropped into a thin curtain shape, and an object to be coated such as a metal plate is passed under the paint. Since it is a non-contact type coating method, even aggregates with a large particle size are not excluded, and the contents in the paint are surely applied directly onto the object to be coated. Moreover, thin film coating can be easily performed by increasing the speed of passing the object to be coated. The embossed coated metal sheet of the present invention is embossed after coating, but it is effective to use these curtain coaters for stable coating.
[0035]
In particular, it is preferable to use a roller curtain coater. The overflow curtain coater allows the paint to overflow from the container to form a curtain, and the slit curtain coater forms the curtain by dropping the paint from between the slits. It is stationary. In contrast, the roller curtain coater is a system in which the paint passes between two rotating rolls to form a curtain, so the device always operates at the part where the paint starts to fall freely, and the large particle size The aggregate is not stagnant, the paint flow rate is easy to control, and it is advantageous for stable curtain formation. As a result, the occurrence frequency of coating defects can be kept low.
[0036]
The method for drying the coating material for the coating layer containing the aggregate is arbitrary, and may be heated and dried by hot air heating, high frequency induction heating or the like.
[0037]
The embossing method for the embossed coated metal sheet of the present invention is not particularly limited, and ordinary methods can be applied as they are. For example, a method by pressing, a method by roll forming, and the like can be mentioned.
[0038]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these at all.
[0039]
As the original plate, hot-dip galvanized steel sheet (double-sided plating coverage 180 g / m ² , plate thickness 0.27 mm), hot-dip zinc-aluminum-magnesium-silicon alloy-plated steel plate (double-sided plating weight 80 g / m ² , plate thickness 0.27 mm) An aluminum alloy plate (Al-Mg system, A 5052 P) was used. These plated steel plates and aluminum alloy plates were degreased and then subjected to coating-type chromate treatment as a chemical conversion treatment. As a coating type chromate treatment, ZM1300 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd. was treated with a total Cr amount of 50 mg / m ² .
[0040]
A polymer polyester base coat paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. was applied as an undercoat (base coat) on each plated steel sheet subjected to chemical conversion treatment. The color was a brick color, and the coating thickness was 15 μm.
[0041]
A clear paint was used as the paint of the present invention. As the clear paint, a high-polymer polyester clear paint manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. was used, and aggregates and fine particles were added to the clear paint. The aggregate used acrylic resin beads, and the aggregates were red, black, and yellow, and each was added in an equal amount. As fine particles, fine silica was added. These paints were applied by a roll coater and a curtain flow coater, and then dried and cured. The film thickness of the clear coating was 18 μm. Details of the painting method and clear paint (details of aggregate and fine silica) are shown in Tables 1 and 2.
[0042]
Evaluation of the coated steel sheet after coating was performed by an Erichsen test and an embossing formability test based on JIS K 5400. Erichsen test, extrusion 20 ° C. under 6mm of, and assess the degree of whitening of the neighboring convex apex visually, was passed four or more in the following evaluation criteria. On the other hand, in the embossing formability test, a stone-like embossed pattern was transferred by roll forming and then roll forming to a sizing material was performed. Thereafter, the degree of whitening of the convex portion was visually evaluated, and 3 or more was determined to be acceptable according to the following evaluation criteria. Comprehensive evaluation passed the thing which was more than a passing grade in any of the Eriksen test and the embossing formability test.
[0043]
Evaluation criteria for whitening in Erichsen test and embossability test
1: No whitening
2: Very slightly whitened
3: Whitening
4: Remarkably whitening [0044]
[Table 1]

[0045]
[Table 2]

[0046]
[Table 3]

[0047]
Tables 1 to 3 collectively show the performance evaluation results. In addition, the average particle diameter of the aggregate shown in Tables 1 to 3 is the average particle diameter of the aggregate added to the paint. From Table 1 to Table 3, in the condition of the coating film in the range of the present invention, the convex portion is significantly whitened after Erichsen test, the convex part after embossing are also whitened, it is understood that a good design. On the other hand, when the aggregate coverage area is low, when the aggregate particle size is small, when the particle size of fine silica is small, or when the amount of fine silica added is small, whitening does not appear or even if it appears. Therefore, the designability after embossing was insufficient.
[0048]
In addition, when the particle size of the fine silica is large or small, when the addition amount is large, the coating film is peeled off during embossing and roll forming, which is not preferable. On the other hand, if an aggregate having an average particle size larger than the range of the present invention is used as the aggregate, whitening is observed and the design is good, but it is not preferable because the aggregate is dropped during embossing and roll forming. It was. Similarly, even if the average particle size of the aggregate within the range of the present invention is larger than the range of the present invention, it is not preferable because the aggregate is dropped during embossing and roll forming.
[0049]
When a roller curtain coater was used as a coating method, the aggregate was satisfactorily transferred onto the metal plate under any condition, and whitening due to embossing also appeared, indicating excellent design. On the other hand, when a roll coater is used, the level Nos. Described in Tables 1 to 3 are used. The aggregate was hardly transferred to the metal plate even when the average particle size of the aggregate shown in 19 was 50 μm. Therefore, a coating with an increased concentration of aggregate was used and the aggregate coverage area of the aggregate was increased to 25%. However, aggregates having a large particle size were hardly painted and were mainly about 20 μm or less. As a result, whitening by emboss molding was slight and inferior in design.
[0050]
【The invention's effect】
The embossed coated metal plate of the present invention is one in which the vicinity of the convex portion is discolored white to make the irregularities stand out at the time of embossing. It does not impart design properties by applying decoration (painting) or the like, and has features that enhance design properties at low cost.

Claims

A coated metal plate having a coating film embossed on at least one surface of the metal plate, and 0.5 to 15% by mass of fine particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm in the coating film And an embossed coated metal sheet comprising an aggregate having an average particle size of 130 to 500 μm and a coating film surface area ratio of 5 to 60%, and a processed part of the embossing being whitened .

On at least one surface of the metal plate, 0.5 to 15% by mass of fine particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm, an average particle size of 130 to 500 μm, and a coating surface area coverage of 5 to 60% A method for producing an embossed coated metal sheet, comprising: applying a paint containing both aggregates to be used with a curtain coater, drying and curing the paint, and then forming an emboss on the painted surface.

The method for producing an embossed coated metal sheet according to claim 2 , wherein the curtain coater is a roller curtain coater.