JP4402410B2 - 有色クリア塗装金属板 - Google Patents

Description

本発明は、基材の金属光沢を活かした色調を呈し、耐洗剤性，耐薬品性にも優れた有色クリア塗装金属板に関する。

家電製品，ＯＡ機器等の表装材として、クリア塗装を施した塗装金属板が使用され始めている。クリア塗装金属板は、金属素地の光沢を活用した外観を呈することから、従来の着色塗装金属板では得られない雰囲気を醸し出す。
クリア塗装金属板は、着色剤を配合したクリア塗料を塗装原板表面に塗布し、焼付け乾燥することによって製造される。着色剤に染料を使用すると焼付け時に変色しやすく色調が安定しないので、通常は有機顔料が使用される。

有機顔料を配合した着色クリア塗膜では、入射光の特定波長成分が有機顔料に吸収され、残りの入射光が下地金属板の表面で反射され、吸収波長成分を除く反射光により特定の色調が発現する。しかし、有機顔料に吸収される光量はクリア塗膜に含まれている有機顔料の量，換言すれば塗膜の厚みによって異なり、厚い塗膜ほど吸収量が大きく、薄い塗膜ほど吸収量が少ない。そのため、発現する色調の膜厚依存性が高く、僅かな膜厚変動によっても色調が微妙に変動しやすい。色調の変動は、製造ロットの異なる着色クリア塗装金属板を突き合わせて施工する場合に色ムラとして強調される。

クリア塗膜にパール顔料を添加するとメタリック感が付与され、更に干渉色パール顔料を添加すると有色メタリック感も付与できる（特許文献１，２）。本発明者等は、発色顔料で発現する色調に着目し、鱗片状無機基質を金属酸化物で被覆した透明又は半透明発色顔料をクリア塗膜に分散させ、膜厚に応じた色調変化を防止するクリア塗装金属板を特許文献３で提案した。
特開平9-24578号公報 特開2000-185258号公報 特願2002-188364号

発色顔料を分散させたクリア塗膜の表面状態を更に調査・研究する過程で、有機顔料で色調を付与したクリア塗装金属板に比較し、発色顔料で色調を付与したクリア塗装金属板では塗膜欠陥部が目立ちやすいことが判った。塗膜欠陥部の高い視認性は、次のように推察される。
基材・金属板１の表面にあるクリア塗膜２に分散している鱗片状発色顔料３は、大半が基材・金属板１の沿面方向に配向しているが、クリア塗膜２から突出する発色顔料３p（顔料立ち）もある（図１）。塗装条件によってはクリア塗膜２の表面にワキ４が発生し、異物５がクリア塗膜２の表面に付着することもある。

金属光沢が高い基材・金属板１の上に透明度の高いクリア塗膜２を設けているクリア塗装金属板では、入射光が基材・金属板１の表面で正反射し、発色顔料３pの突出部，ワキ４，異物５で拡散反射するため、顔料立ち３p，ワキ４，異物５が際立って塗膜欠陥部として視認される。有色クリア塗装金属板では、発色顔料による色調に加えて塗膜の表面状態が重視され、塗膜欠陥部の有無は商品価値に大きく影響する。

本発明は、鱗片状発色顔料を分散させたクリア塗膜に生じがちな顔料立ち，ワキ，異物等に起因する塗膜欠陥部を目立ちにくくすると共に、表面平滑度を高くして耐洗剤性，耐薬品性をも改善した有色クリア塗装金属板を提供することを目的とする。

本発明の有色クリア塗装金属板は、金属光沢をもつ基材・金属板の表面に発色顔料分散クリア塗膜，トップフルグロスクリア塗膜を順次積層している。発色顔料分散クリア塗膜には、鱗片状無機基質を金属酸化物で被覆した透明又は半透明の発色顔料及び無色透明の粒状艶消し剤が分散している。トップフルグロスクリア塗膜は、発色顔料無添加のクリア塗料から成膜されている。

発色顔料分散クリア塗膜，トップフルグロスクリア塗膜は、透明度の高い樹脂塗料である限り塗料種に特段の制約を受けるものではないが、具体的にはアクリル系，ポリエステル系，ウレタン系，ポリオレフィン系，フッ素系，エポキシ系，酢酸ビニル系，クロロプレン系等をベースとするクリア塗料で成膜することが好ましい。
発色顔料分散クリア塗膜は無色透明の粒状艶消し剤を分散することにより６０度鏡面光沢度が２０〜８０％に調整され、発色顔料分散クリア塗膜に積層したトップフルグロスクリア塗膜は１００％以上の６０度鏡面光択度を示す。なお、６０度鏡面光沢度は、塗装原板上に設けた膜厚１０μｍの艶消し剤添加クリア塗膜，更にトップフルグロスクリア塗膜を積層した膜厚１０μｍの塗膜の光沢をJIS Z8741に準拠して測定した値である。

透明又は半透明の発色顔料の鱗片状無機基質にはマイカフレーク，ガラスフレーク，シリカフレーク等が使用され、ＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂，ＺｒＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｆｅ₃Ｏ₄，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，Ａｌ₂Ｏ₃等の透明又は半透明の金属酸化物で被覆することにより発色顔料が用意される。金属酸化物は単層で或いは２種以上を複層として鱗片状無機基質に設けられ、金属酸化物皮膜の膜厚に応じて発色を調整できる。
無色透明の粒状艶消し剤としては、シリカ，ガラス，ナイロン，尿素樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂等が単独で又は２種以上を複合して使用される。クリア塗膜を適度に粗面化する上では、粒径：１〜１０μｍの艶消し剤が好ましい。なお、本件明細書では、塗装原板の上に設けた膜厚１０μｍの艶消し剤無添加のクリア塗膜及び艶消し剤を１０質量％添加したクリア塗膜の色調をJIS Z8722に準拠して測定し、色差△Ｅが２以下となる艶消し剤を無色透明の粒状艶消し剤という。

本発明の有色クリア塗装金属板は、基材・金属板１に発色顔料分散クリア塗膜２，トップフルグロスクリア塗膜６を順次積層している（図２）。発色顔料分散クリア塗膜２には、透明又は半透明鱗片状発色顔料３の他に無色透明の粒状艶消し剤７が分散している。
発色顔料分散クリア塗膜２，フルグロスクリア塗膜６が積層された有色クリア塗装金属板に投射される入射光Ｌinは、透明度の高いフルグロスクリア塗膜６を透過して発色顔料分散クリア塗膜２に分散している鱗片状発色顔料３の表面で反射し、或いは更に発色顔料分散クリア塗膜２を透過して金属光沢のある基材・金属板１の表面で反射する。ここで、発色顔料３が透明又は半透明であるため、基材・金属板１の表面を隠蔽せず鏡面仕上げ、研磨仕上げ、エンボス仕上げ等の表面仕上げ状態を十分に視認できる。

発色顔料３，基材・金属板１からの反射光が出射光Ｌoutとなって外部に放出されるが、入射光Ｌinとほとんど同じ光量であるため明度の高いメタリック調表面が観察される。しかも、鱗片状無機基質３aを金属酸化物皮膜３b，３cで被覆した発色顔料３（図３）を使用しているので、発色顔料３の表面における光の干渉作用によって発色した色調が付与されている。

発色顔料分散クリア塗膜２に重ねたフルグロスクリア塗膜６は、発色顔料分散クリア塗膜２から突出する発色顔料３や異物５を包み込み、ワキ４も覆われるので、顔料立ち３p，ワキ４，異物５等（図１）に起因する塗膜欠陥が解消された平滑な塗膜表面を形成する。また、粒状艶消し剤７で発色顔料分散クリア塗膜２／フルグロスクリア塗膜６の界面が適度に粗くなっているため、界面で生じる拡散反射によって塗膜欠陥部の視認性も一層低下する。フルグロスクリア塗膜６は、クリア塗膜２に対する発色顔料３，粒状艶消し剤７の密着性を改善する上でも有効であり、結果としてクリア塗装金属板の耐洗剤性，耐薬品性を向上させる。

発色顔料分散クリア塗膜２には、適度に粗面化する程度、具体的には６０度鏡面光沢度が２０〜８０％となる割合で粒状艶消し剤７が配合される。過剰量の粒状艶消し剤７を配合すると、発色顔料分散クリア塗膜２が過度に粗面化され６０度鏡面光沢度が２０％を下回り、発色顔料３の干渉色の発現が不十分になるばかりでなく、基材・金属板１の表面仕上げが視認できなくなってしまう。逆に粒状艶消し割７の配合が不足すると、発色顔料分散クリア塗膜２の粗面化が不足して６０度鏡面光沢度が８０％を超え、塗膜欠陥部が目立ちやすくなる。
フルグロスクリア塗膜６は、発色顔料分散クリア塗膜２に重ねたときの６０度鏡面光沢度が１００％以上になる透明度，光沢，鮮映度の高いクリア塗料で成膜される。６０度鏡面光沢度が１００％に達しないフルグロスクリア塗膜を設けても、光沢感，鮮映度が十分に改善されず、発色顔料添加で発色した色調が薄められ、トップクリア塗膜を施す効果が軽減する。

基材・金属板１としては、光沢のある金属表面が観察される製品形態で使用されることから、ステンレス鋼，各種めっき鋼板，アルミニウム，アルミニウム合金，銅，銅合金，マグネシウム，マグネシウム合金等が使用される。なかでも、研磨仕上げ、エンボス仕上げ等の表面仕上げが施された金属板が好ましく、多様な表面仕上げが可能で金属光沢感に優れたステンレス鋼板が最適である。基材・金属板１には、クリア塗膜２の形成に先立って脱脂・酸洗，クロメート処理，リン酸塩処理，クロムフリー処理等、適宜の塗装前処理が施される。

クリア塗膜２の形成に使用されるクリア塗料は、透明度の高いアクリル系，ポリエステル系，ウレタン系，ポリオレフィン系，フッ素系，エポキシ系，酢酸ビニル系，クロロプレン系等の有機樹脂や，或いはこれらの縮み模様を形成する樹脂や無機系ポリマーを配合した有機樹脂も使用できる。また、透明性を損なわない範囲で、防錆顔料，着色顔料，染料等を必要に応じて添加しても良い。基材・金属板１に対する密着性，塗膜自体の柔軟性に富むこと、或いは柔軟性に相反する機能として硬さが発色顔料分散クリア塗膜２に要求される場合もある。このような目的に応じた特性を考慮してクリア塗料の樹脂系が選択され、たとえばメラミン，イソシアネート等の硬化剤を適宜配合してクリア塗膜２を形成することも可能である。

発色顔料３を分散させたクリア塗膜２の形成に先立って、基材・金属板１に対する密着性を改善するため発色顔料３を含まないプライマクリア塗膜を形成しても良い。プライマクリア塗膜形成用の塗料は、塗料種に特段の制約が加わるものではなく、エポキシ樹脂，エポキシ変性ポリエステル樹脂，ウレタン樹脂，ウレタン変性エポキシ樹脂等が使用され、クロメート処理等の塗装前処理を施した基材・金属板１とクリア塗膜２との密着性が一層向上する。プライマクリア塗膜を形成する場合、プライマクリア塗膜の膜厚を１〜１０μｍにすることが好ましい。プライマクリア塗料には、透明感を損なわない範囲で防錆顔料，着色顔料，染料等を必要に応じて添加することも可能である。

クリア塗料に配合される鱗片状発色顔料３は、マイカ，ガラスフレーク，アルミナフレーク，シリカフレーク等の透明又は半透明鱗片状無機基質３aに湿式法，ＣＶＤ法，粉末スパッタリング法等で金属酸化物皮膜３b，３cの単層又は複層被覆を形成することにより製造される。
単層の金属酸化物皮膜３bを設けた発色顔料３（図３a）を分散させたクリア塗膜２では、鱗片状透明無機基質３a，金属酸化物皮膜３bの表面で反射する光Ｌ₁，Ｌ₂の間に生じる光路差ΔＬに応じた干渉色が発現する。金属酸化物皮膜３b，３cを複層に設けた発色顔料３（図３b）を分散させたクリア塗膜２では、更に金属酸化物皮膜３cの表面で反射する光Ｌ₃が干渉色の発現に作用し、特異な色調が付与される。

鱗片状透明無機基質３aには、マイカ，ガラスフレーク，アルミナフレーク，シリカフレーク等が使用される。金属酸化物皮膜３b，３cには、ＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂，ＺｒＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂，Ｆｅ₃Ｏ₄，Ｃｒ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，Ａｌ₂Ｏ₃等がある。
基材・金属板１の表面に沿った方向に鱗片状無機基質３aを配向させるほど発色顔料３の表面で入射光Ｌinが反射する確率が高くなるので、鱗片状無機基質３aのアスペクト比（厚みに対する最大径の比率）が大きなものほど好ましい。具体的には、アスペクト比が６０以上になると、大半の鱗片状無機基質３aが基材・金属板１の表面と平行又はほぼ平行な配向性をもってクリア塗膜２に分散し、透明の金属酸化物皮膜３bの干渉色が強く発現して鮮やかな色調となり光輝感も強くなる。

マイカを鱗片状無機基質３aとして使用し、湿式法でＴｉＯ₂被覆する場合、種々の方法を採用できる。たとえば、希薄なチタン酸水溶液にマイカを懸濁させて７０〜１００℃に加温し、チタン塩の加水分解生成物である水和酸化チタン粒子をマイカ表面に析出させた後、７００〜１０００℃で高温焼成することによりＴｉＯ₂被覆が形成される。ＴｉＯ₂被覆の膜厚は、チタン塩の濃度，懸濁液の温度，処理時間等の処理条件によって制御できる。
粉末スパッタリング法で発色顔料３を製造する場合、マイカ，ガラスフレーク等の鱗片状無機基質３aを回転ドラムに入れ、Ｔｉをターゲットとする反応性雰囲気下でスパッタリングすることにより、鱗片状無機基質３aの表面にＴｉＯ₂被覆が形成される。

屈折率が異なる複数の金属酸化物層３b，３cを鱗片状無機基質３aの表面に設ける場合（図３b）、一層目の金属酸化物層３bを形成した後、被覆原料を代えて一層目と同じ方法又は異なる方法で２層目の金属酸化物層３cを形成する。
たとえば、ＴｉＯ₂被覆にＦｅ₂Ｏ₃被覆を積層する場合、ＴｉＯ₂被覆顔料を懸濁させた水溶液を７０〜１００℃に加温し、鉄塩水溶液を添加して水酸化鉄を析出させた後、１５０〜２００℃で乾燥することによりＴｉＯ₂被覆にＦｅ₂Ｏ₃被覆が積層される。Ｆｅ₂Ｏ₃被覆の膜厚は、鉄塩水溶液の濃度，懸濁液の温度，処理時間等によって制御できる。

透明な金属酸化物皮膜３b，３cで鱗片状無機基質３aを被覆した発色顔料３は、そのままでクリア塗料用樹脂に添加することも可能であるが、必要に応じて適宜の表面処理を施すことができる。表面処理では、クロム酸系，リン酸系，アルミナ系，ジルコニア系，セリウム系等の無機質表面処理剤や各種シランカップリング剤，チタネートカップリング剤，有機モノマー系等の有機質表面処理剤が使用される。表面処理により、クリア塗料用樹脂に対する発色顔料３の分散性及び隣接樹脂層との層間密着性が改善される。

クリア塗料２に配合される艶消し剤７には、粒径：１〜１０μｍのシリカ，ガラス，ナイロン，尿素樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂等がある。艶消し剤７は、クリア塗膜２が適度に粗面化する程度、具体的には６０度鏡面光沢度が２０〜８０％となる割合で配合される。過剰量の艶消し剤７を配合するとクリア塗膜２が過度に粗面化されて６０度鏡面光沢度が２０％を下回り、発色顔料３の干渉色が発現しがたくなる。逆に艶消し剤７の配合量が不足するとクリア塗膜２の粗面化が不十分となって６０度鏡面光沢度が８０％を超え、塗膜欠陥部が目立ちやすくなる。
クリア塗膜２の表面粗さは、艶消し剤７の粒径にも影響される。艶消し剤７の粒径を１〜１０μｍの範囲に収めると、クリア塗膜２への分散性が良くクリア塗膜２が適度に粗面化され、加工性も確保される。粒径が小さすぎる艶消し剤７では、クリア塗料中で凝集しやすく、表面粗さも調整しがたくなる。逆に粒径が１０μｍを超える艶消し剤７が発色顔料分散クリア塗膜２に分散すると、艶消し剤７自体が異物５として観察され、塗膜の加工性も低下する。

発色顔料３，艶消し剤７を配合したクリア塗料を塗装原板に塗布した後、クリア塗料の樹脂種や塗布量にもよるが２００〜４００℃で３０〜１２０秒加熱することによってクリア塗膜２が基材・金属板１に焼き付けられる。得られたクリア塗装金属板を観察すると、基材・金属板１の金属光沢が活かされ、クリア塗装金属板にありがちな顔料立ち３p，ワキ４，異物５等に起因する塗膜欠陥部の視認性が弱められる。塗膜欠陥部の視認性は、クリア塗膜２の膜厚を２０μｍ以下に抑えることによっても低下する。しかし、薄すぎるクリア塗膜２では膜厚制御，着色，製造性に問題を生じるので、クリア塗膜２の膜厚を３〜２０μｍの範囲に調整することが好ましい。

フルグロスクリア塗膜６形成用のクリア塗料は、特に限定されるものではないが、発色顔料分散クリア塗膜２形成用のクリア塗膜と同種又は類似の塗料が好ましい。具体的には、透明度の高いアクリル系，ポリエステル系，ウレタン系，ポリオレフィン系，フッ素系，エポキシ系，酢酸ビニル系，クロロプレン系等の有機樹脂や、或いはこれらの縮み模様を形成する樹脂や無機系ポリマーを配合した有機樹脂も使用できる。透明性を損なわない範囲で、防錆顔料，着色顔料，染料等を必要に応じてクリア塗料に添加しても良い。
フルグロスクリア塗膜６をトップとすることにより、塗膜表面が平滑化されて耐洗剤性，耐薬品性が改善されることは勿論、クリア塗膜２に分散している発色顔料３，粒状艶消し剤７の界面密着性も向上するためクリア塗膜２／発色顔料３，クリア塗膜２／粒状艶消し剤７の界面における光の拡散反射が抑えられる。その結果、透明度の高い色調がクリア塗装金属板に付与される。

フルグロスクリア塗膜６形成後にクリア塗装金属板を製品形状に加工することもあるので、基材・金属板１に対する密着性，塗膜自体の柔軟性に富むことがフルグロスクリア塗膜６に要求される。柔軟性に相反する機能として耐疵付き性が要求されることもある。このような目的に応じた特性を考慮してクリア塗料の樹脂系が選択され、たとえばメラミン，イソシアネート等の硬化剤を適宜配合してフルグロスクリア塗膜６を形成することも可能である。

フルグロスクリア塗膜６は、発色顔料３を含まないクリア塗料を発色顔料分散クリア塗膜２の上に塗布し、たとえば２００〜３００℃×３０〜１２０秒の焼付けによって形成される。フルグロスクリア塗膜６の膜厚ｔ₂は、２〜１５μｍの範囲で且つ発色顔料分散クリア塗膜２の膜厚ｔ₁との間にｔ₂／ｔ₁＝０.４〜１.５の関係があることが好ましい。膜厚ｔ₂≧２μｍ又はｔ₂／ｔ₁≧０.４でフルグロスクリア塗膜６を形成することにより、塗膜面から突出する発色顔料３pの割合が少なくなると共に、発色顔料３の分散形態が効果的に揃えられ、十分な平滑性が得られる。その結果、拡散反射が抑えられ、濁りのない干渉色が発現する。しかし、厚膜ｔ₂＞１５μｍ又はｔ₂／ｔ₁＞１.５でフルグロスクリア塗膜６を形成すると、塗膜表面の平滑性が却って損なわれ、鮮映性が劣化して白濁する傾向がみられる。

発色顔料分散クリア塗膜２，フルグロスクリア塗膜６の形成に同種又は類似のベース樹脂をクリア塗料に使用すると、塗料焼付け条件をほぼ同じに設定できる。したがって、フルグロスクリア塗膜６の焼付け時に発色顔料分散クリア塗膜２が軟化し、クリア塗膜２に分散している発色顔料３が基材・金属板１の面内方向に揃った形態に再配向される。再配向によって光反射に有効な発色顔料３の表面積が増加するので、光の干渉作用が強化され一層鮮やかで濁りのない色調が発現する。ベース樹脂を同種又は類似にすることは、発色顔料分散クリア塗膜２とフルグロスクリア塗膜６との親和性を高め、層間剥離を防止する上でも有効である。

フルグロスクリア塗膜６は、発色顔料分散クリア塗膜２の焼付け条件の下限以上の温度で焼き付けられる。焼付け温度の調整によって、フルグロスクリア塗膜６の焼付け時に発色顔料分散クリア塗膜２が再軟化し、発色顔料３が基材・金属板１の面内方向に再配向される。その結果、濁りのない鮮明な色調を呈するクリア塗装金属板が得られる。しかし、発色顔料分散クリア塗膜２の焼付け条件の上限以上の温度でフルグロスクリア塗膜６を焼き付けると、発色顔料３の再配向が進展するものの、クリア塗膜２の塗料樹脂が黄変し、発色顔料３本来の干渉色が損なわれる。

フルグロスクリア塗膜６には、発色顔料分散クリア塗膜２に積層した状態で６０度鏡面光沢度が１００％以上になる透明度、光沢、鮮映度の高いクリア塗膜が必要とされる。具体的には、塗装原板上に設けた膜厚１０μｍのトップ用フルグロスクリア塗膜の光沢をJIS Z8741に準拠して測定した値が１４０％以上あれば、発色顔料分散クリア塗膜の６０度鏡面光沢度が２０％であっても、フルグロストップクリア塗膜を重ねることにより６０度鏡面光沢度が１００％以上となり、外観の光沢感，鮮映性が大きく改善され、発色顔料に由来する色調の鮮明度も向上する。

板厚０.４ｍｍのＳＵＳ４３０ステンレス鋼板Ｎo.４仕上げ材を塗装原板に使用した。塗装原板を２％塩酸で酸洗し、酸系の表面処理を施した後、クロム換算付着量２０ｍｇ／ｍ²の塗布型クロメート処理を施した。
発色顔料分散クリア塗膜２形成用のクリア塗料としては、高分子ポリエステル系クリア樹脂塗料（PM5000：日本ペイント株式会社製）に発色顔料３を４％，所定量（表１）の艶消し剤７を配合することにより用意した。発色顔料３には、膜厚５０〜１４０ｎｍのＴｉＯ₂被覆を形成したアスペクト比１５０，中心粒径３０μｍのマイカフレークを使用した。
使用した艶消し剤７の材質，粒径，透明度を表１に示す。表中、透明度は、塗装原板の上に設けた膜厚１０μｍのクリア塗膜及び艶消し剤：１０質量％含有クリア塗膜の色調をJIS Z8741に準拠して測定し、クリア塗膜と艶消し剤含有クリア塗膜との色差ΔＥで表した。

発色顔料３のＴｉＯ₂被覆は、次の手順でマイカフレークの表面に形成した。
マイカフレーク１００ｇを水２リットルに懸濁させて７５℃に加温した後、ＴｉＣｌ₄溶液及びゼラチン溶液を懸濁液に添加し、ＮａＯＨ溶液で懸濁液のｐＨを６.０に調整した。懸濁液を１５分間攪拌した後、マイカフレークを濾過分離し、塩分がなくなるまでマイカフレークを洗浄した。次いで、１００℃で乾燥し、窒素雰囲気中８５０℃で焼成することにより、ＴｉＯ₂被覆をマイカフレーク表面に形成した。

クリア塗料を塗装原板に塗布して乾燥した後、２３０℃に６０秒加熱することにより基材・金属板１に焼き付け、膜厚１０μｍの発色顔料分散クリア塗膜２を形成した。
更に、発色顔料３を配合しない以外は発色顔料分散クリア塗膜２と同じベース樹脂のクリア塗料をクリア塗膜２に塗布し、２３０℃で６０秒加熱することにより膜厚５μｍのトップフルグロスクリア塗膜６を形成した。

得られたクリア塗装ステンレス鋼板について、分光測色計（CM−3700d：ミノルタ株式会社製）を用いてJIS Z8741で規定する色差表示法に従ってＬ値，ａ値，ｂ値を測定し、デジタル光沢計（GM-3D：株式会社村上色彩技術研究所製）を用いて６０度鏡面光沢度を測定し、表面形状解析装置（SAS−2010：明伸工機株式会社製）を用いて平均表面粗さＲaを測定し、像鮮明光沢計（DGM−30型：株式会社村上色彩技術研究所製）を用いて像鮮明度を表す指標Ｄ／Ｉ値を測定した。

塗料Ｎo.３，５のクリア塗料で発色顔料分散クリア塗膜２を形成した有色クリア塗装金属板についてＬ値，ａ値，ｂ値，Ｒa値，Ｄ／Ｉ値を測定した結果を、トップクリア塗膜６の形成前と比較して表２，３に示す。６０度鏡面光沢度は、Ｎo.３の発色顔料分散クリア塗膜２で３９，該発色顔料分散クリア塗膜２にトップフルグロスクリア塗膜６を積層した場合が１２５，Ｎo.５の発色顔料分散クリア塗膜２で２５，該発色顔料分散クリア塗膜２にトップフルグロスクリア塗膜６を積層した場合が１０５であった。

表２，３の結果にみられるように、発色顔料分散クリア塗膜２にトップフルグロスクリア塗膜６を重ねたクリア塗装金属板は、フルグロスクリア塗膜６形成前と比較してシルバー色を除く全ての色調で明度Ｌ値が低下し、色相を反映するａ値，ｂ値が増加していた。
Ｌ値の低下は、濁りの原因であった発色顔料分散クリア塗膜２の白味が抑えられることを意味する。フルグロスクリア塗膜６によってＬ値が低下することは、フルグロスクリア塗膜６の形成時に発色顔料３が基材・金属板１の面内方向に再配向されたため、反射光の拡散が抑制されたこと、突出発色顔料３pの発色が大気中直接反射による光の干渉作用から発色顔料３の発色と同様にクリア塗膜２，４内での干渉作用になるため、反射光の光路差が補正されること等によるものと考えられる。

ａ値，ｂ値の増加は、フルグロスクリア塗膜６により反射光の拡散が抑制されることを示唆しており、各色調を反映する鮮明な色相がクリア塗装金属板に付与された。シルバー色に関しては、色相がＬ値に相当するため、他色と異なりＬ値の増加が反射光の拡散抑制結果として現れている。
クリア塗膜への粒状艶消し剤７の分散は、金属素地面の質感を活かす上でも有効であった。粒状艶消し剤７がクリア塗膜２の表面近傍に分布すると、塗膜表面で適度の拡散反射が生じるようにクリア塗膜２を粗面化する。粗面化による適度の拡散反射で、金属素地面の冷たい金属光沢感が和らげられる。クリア塗膜２の内部に分布する粒状艶消し剤７で多少の屈折が生じるものの光の直進性が保たれ、入射光Ｌinにほぼ等しい強度の出射光Ｌoutが得られる。そのため、基材・金属板１の外観が損なわれず、冷たい金属光沢感が抑えられ質感のある上品な金属光択が得られる。

クリア塗装ステンレス鋼板の表面粗さをフルグロスクリア塗膜６の形成前後で比較すると、表面形状の指標である算術平均表面粗さＲaがフルグロスクリア塗膜６の形成後に大幅に小さくなっており、突出発色顔料３pがフルグロスクリア塗膜６で覆われたことが窺われる。すなわち、フルグロスクリア塗膜６によってクリア塗装ステンレス鋼板の表面平滑性が格段に改善され、結果として入射光，反射光の拡散損失が少なくなる。このことも、濁りのない鮮明な干渉色が発現する原因である。
以上の結果は、他のクリア塗料Ｎos.１，２から形成した発色顔料分散クリア塗膜２の上にトップフルグロスクリア塗膜６を積層したクリア塗装ステンレス鋼板でも同様であった。

発色顔料分散クリア塗膜２及びトップフルグロスクリア塗膜６の６０度鏡面光沢度を変化させる以外は、実施例１と同じ条件下でゴールド色クリア塗装ステンレス鋼板を作製した。得られた各クリア塗装ステンレス鋼板について、６０度鏡面光沢度，塗膜欠陥，金属素地感，像鮮明度Ｄ／Ｉ値を調査した。
塗膜欠陥及び金属素地感は、視認性評価に拠った。塗膜欠陥は、クリア塗膜２の１００ｍｍ角の表面域にある欠陥の個数を目視観察でカウントする作業をクリア塗膜２の異なる３箇所で繰り返し、平均欠陥個数を算出した。

表４の調査結果にみられるように、艶消し剤７を分散させた発色顔料分散クリア塗膜２の上にフルグロストップクリア塗膜を設けることにより、発色顔料の色調を損なうことなく塗膜欠陥が抑えられた塗膜性状を呈し、鮮映性も優れていた。なかでも、６０度鏡面光沢度：２０〜８０％の発色顔料分散クリア塗膜２に積層したトップフルグロスクリア塗膜６の６０度鏡面光沢度が１００％以上であれば、塗膜欠陥が激減し、金属素地感，鮮映性も良好であった。
他方、トップクリア塗膜の６０度鏡面光沢度を艶消し剤の配合で調整し、クリア塗膜２に積層したトップフルグロスクリア塗膜６の６０度鏡面光沢度を１００以上にしても、トップフルグロスクリア塗膜６に艶消し剤が添加されているため鮮映性が得られず、単なる艶消し塗膜の外観を呈した（試験Ｎo.５）。

以上に説明したように、発色顔料で色調を発現させるクリア塗膜に無色透明の艶消し剤を分散させてクリア塗膜を粗面化すると、塗膜表面で入射光が適度の拡散反射し、顔料立ち，ワキ，異物等での拡散反射との間の差が少なくなる。更に、発色顔料分散クリア塗膜にフルグロスクリア塗膜を重ねることにより、金属素地外観を活用した色調付与にも拘らず、顔料立ち，ワキ，異物等に由来する塗膜欠陥部が解消され、表面平滑性，耐洗剤性，耐薬品性に優れた有色クリア塗装金属板となる。この有色クリア塗装金属板は、光の干渉による発色で色調が付与された高級感のある外観を呈し、家電機器，ＯＡ機器，厨房機器等の広範な分野で表装材，内装材として使用される。

発色顔料を分散させたクリア塗装金属板に生じがちな塗膜欠陥の説明図 本発明に従った有色クリア塗装金属板の層構成を説明する図 クリア塗膜に分散させる発色顔料の２例

符号の説明

１：基材・金属板 ２：発色顔料分散クリア塗膜 ３：発色顔料 ３p：顔料立ち ３a：鱗片状透明無機基質 ３b，３c：金属酸化物皮膜 ４：ワキ ５：異物 ６：トップフルグロスクリア塗膜 ７：無色透明の粒状艶消し剤
Ｌin：入射光 Ｌout：出射光 ΔＬ：光の干渉作用を発現させる光路差
Ｌ₁：鱗片状透明無機基質３aで反射した光
Ｌ₂：第一層金属酸化物皮膜３bで反射した光
Ｌ₃：第二層金属酸化物皮膜３cで反射した光

Claims (1)

1. 金属光沢をもつ基材・金属板の表面に発色顔料分散クリア塗膜，トップフルグロスクリア塗膜が順次積層されており、鱗片状無機基質を金属酸化物で被覆した透明又は半透明の発色顔料及び無色透明の粒状艶消し剤が発色顔料分散クリア塗膜に分散しており、トップフルグロスクリア塗膜は発色顔料無添加のクリア塗料から成膜されている有色クリア塗装金属板であって、
   発色顔料分散クリア塗膜は６０度鏡面光沢度が２０〜８０％に調整され、発色顔料分散クリア塗膜に積層したトップフルグロスクリア塗膜は６０度鏡面光沢度が１００％以上であることを特徴とする有色クリア塗装金属板。

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