JP4475558B2 - 塗装金属板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、家電製品や屋内外の建材等に使用するのに適した、意匠性に優れた模様塗装金属板の製造方法に関する。
金属板を使用した製品において、人の目に触れる外板は、耐食性や意匠性の向上を目的として、何らかの塗装が施されて使用されることがほとんどである。
そのような塗装は、従来は製品の組立終了後に塗装するアフターコート方式で行ってきたが、最近は予め塗装を施した塗装金属板（プレコート金属板）の使用が増加してきている。
塗装金属板の使用割合が増えているのは、(1) 客先の工程省略に役立つ、(2) 脱脂、塗装といった薬品を使用する煩雑な作業を避けることができる、(3) 都会近郊に立地した家電製品工場の場合は塗装工場を更新しにくい、(4) 特殊な機能付与が可能、(5) 意匠性付与が可能、といった理由が挙げられる。
これらの理由のうち、特に塗装金属板の持つ意匠性に着目して、模様塗装金属板が求められるようになってきた。
模様塗装金属板についての従来技術は、次のものが知られている。
特許文献１には、ハンマートーン模様の塗装金属板についての記載がある。ハンマートーン模様の塗装とは、塗料としてワニスに無機顔料粉末、例えば、アルミニウム粉、金粉、ステンレス鋼粉のような金属粉末、パ−ル粉末のような非金属粉末と必要に応じて他の色調の顔料を少量配合して、塗膜厚により濃淡が生じるようにしたものを用意して、塗装中にハンマ−で叩いたような凹凸模様を塗膜に形成することにより凹部と凸部とで色調の濃淡が生じるようにしたものである。
特許文献１記載のハンマートーン模様の塗装金属板は、金属板の表面に下塗り塗料を塗装して硬化させた後、その上に無機顔料粉末を含有する塗料を塗装して、その塗膜が乾燥しないうちに相溶可能な樹脂系で、無機顔料粉末含有塗料よりも表面張力の小さい上塗り塗料を粒状にスプレーし、不定形模様を形成後乾燥するものであって、無機顔料粉末を含有する塗料のウエット塗膜厚を２５：μｍ以上にして得られるものである。
そして、特許文献２には、コイルコーティングなどの高速塗装においても、スプレー塗装によって均一な多彩模様塗膜を形成することができる多彩模様塗装設備及び多彩模様塗装方法が記載され、速度１０ｍ／分以上で移動する帯状被塗物に、２色以上の塗料をスプレー塗装し多彩模様塗膜を形成する塗装設備であって、該塗装設備が、塗料吐出ノズルを２個以上有する複数のスプレー塗装機が塗装機支持体に固定され、該各塗料吐出ノズルを被塗物面に向けて配置し、該各スプレー塗装機の少なくとも２個の塗料吐出ノズルから互いに異なる塗色の塗料を吐出させる塗装装置、別々のタンクに貯蔵される２色以上の塗料をポンプを介して各スプレー塗装機の各塗料吐出ノズルに供給する塗料供給装置、及び該スプレー塗装時に発生する塗料ダストを捕獲する局所排気装置、を具備することを特徴とする多彩模様塗装設備と、この多彩模様塗装設備を用いて２色以上の塗料をスプレー塗装し多彩模様塗膜を形成する多彩模様塗装方法が記載されている。
しかしながら、これらの従来技術による模様塗装金属板は、模様の大きさや色が不揃いになったり模様が不鮮明になったりして、意匠性に劣るという問題点があった。
この原因としては、特許文献１記載のハンマートーン模様の塗装金属板は、金属板の表面に下塗り塗料を塗装して硬化させた後、その上に無機顔料粉末を含有する塗料を上塗りしてグランド塗膜を形成し、さらに、その上に模様塗料をスプレー塗装して模様塗膜を形成することによって製造されるが、このとき、スプレーされる模様塗料が帯状の金属板の移動並びにスプレーエアー及び排気エアーの流れによって偏った動きをすることによって、模様塗料のグランド塗膜への付着が不均一になるためであると思われる。
また、特許文献２記載の模様塗装金属板は、模様塗料のグランド塗膜への付着量はある程度は均一になるものの、複数のスプレー機を使用して製造されるので、形成される模様が帯状の金属板の幅方向で異なってくるためであると思われる。
なお、模様塗装金属板に類似するものとして、模様印刷金属板があるが、これは６０質量％超の高濃度に顔料を含有するインクを、乾燥させたグランド塗膜を有する金属板に転写印刷させて模様を発現するものである。しかしながら、この模様印刷金属板においては転写される模様が金属板上に繰り返し印刷されて、その模様は規則的なため、ややもすると人工的な印象を与える場合もある。
これに対して、本発明は、模様印刷金属板のように人工的な印象を与えるような完全な規則性を有する模様を避けたものであり、ランダムに塗装された島状模様でありながら、全体として、模様の不揃いを感じさせず、鮮明な模様であるとの印象を与えることができる、意匠性に優れた模様塗装金属板を提供することを目的とする。
本発明者は、このようなランダムに塗装された島状模様の不揃い感や模様の不鮮明感について種々検討した結果、次の(1)〜(4)の知見を得た。
(1)グランド塗膜と島状模様塗膜の色相の差が大きい場合に模様が鮮明に見えるが、模様の不揃いさが目立ってくる。逆に、色相の差が小さい場合には模様の不揃いさは目立たなくなるが、模様自体が不鮮明な印象を与える。ただし、色相の差が特定の範囲内であれば、模様が不揃いであってもその不揃いはそれほど目立たないし、鮮明な模様であるとの印象を与える。
(2)グランド塗膜と島状模様塗膜の色相の差が同じであっても、島状模様塗膜の模様サイズによって、模様の印象が異なってくる。島状模様塗膜の模様サイズが大きい場合に模様が一層鮮明に見えるが、模様の不揃いさが一層目立ってくる。逆に、模様サイズが小さい場合には模様の不揃いさは目立たなくなるが、模様自体が不鮮明な印象を与える。模様サイズに大小がある場合には、大きい模様が印象に支配的であって、小さいサイズは影響を与えない。したがって、島状模様塗膜中の最大の模様サイズを特定の範囲内にすることが、好ましい。
(3)島状模様塗膜の全塗装表面に占める割合、すなわち、島状模様塗膜の面積率の大小によっても、模様の印象が異なってくる。面積率が大きすぎても小さすぎても模様の不揃いさが目立ってくる。したがって、島状模様塗膜の面積率を特定の範囲内にすることが、好ましい。
(4)模様の不揃いがなく、鮮明な模様との印象を与えることができる、意匠性に優れた模様塗装金属板の評価手法としては、模様の反復性と判別性の２つの観点から、整理することができる。すなわち、模様の反復性と判別性の双方に優れたものが、意匠性に優れていると言うことができる。なお、ここで、模様の反復性とは、ランダムに塗装された島状模様塗膜が、見かけ上、模様の不揃いを感じさせない程度をいうのであって、印刷金属板で帯状金属板の長さ方向に模様が繰り返し現れるような規則性をいうのではない。
本発明は、このような知見に基づいて完成したものであり、本発明に係る塗装金属板の製造方法は、次の特徴を有する。
下地処理が施された金属板の少なくとも片面に、グランド塗膜及び島状模様塗膜を有する塗装金属板であって、グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが次の(1)式を満足するとともに、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmである塗装金属板の製造方法であって、金属板の少なくとも片面に、下地処理を施した後に、グランド塗料を塗装し、さらにグランド塗料とは異なる色相の模様形成塗料の１種以上を島状にスプレー塗装して、グランド塗料と模様形成塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法。 １０≦ΔＥ≦４０・・・・・・・・・(1)式
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値
なお、島状模様塗膜の面積率が２０〜８０％であることが好ましい。グランド塗膜の下層に下塗り塗膜を形成しておくのが好ましく、グランド塗膜を塗装する前に、下塗り塗料を塗装しても良いが、このとき、下塗り塗膜の焼き付け硬化処理をした後に、グランド塗膜を塗装するのが好ましい。
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値
なお、島状模様塗膜の面積率が２０〜８０％であることが好ましい。グランド塗膜の下層に下塗り塗膜を形成しておくのが好ましく、グランド塗膜を塗装する前に、下塗り塗料を塗装しても良いが、このとき、下塗り塗膜の焼き付け硬化処理をした後に、グランド塗膜を塗装するのが好ましい。
本発明により、家電製品や屋内外の建材等に使用するのに適した、模様の不揃いが目立たず、鮮明な模様との印象を与えることができる、意匠性を有する模様塗装金属板を提供することができる
以下に、本発明の塗装金属板の製造方法について説明する。
(1)塗装金属板の基材となる金属板：
塗装金属板の基材となる金属板としては、特に限定されるものではなく、例えば、冷延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などを挙げることができる。
塗装金属板の基材となる金属板としては、特に限定されるものではなく、例えば、冷延鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板などを挙げることができる。
屋内や屋外建材用、家電機器用として使用される塗装金属板であれば、亜鉛系やアルミ系のめっき鋼板が耐食性や経済性の面から好適である。
めっき金属板は、溶融めっき、電気めっき、気相めっき等のいずれの方法によりめっきしたものでもよく、めっき金属種は亜鉛、錫、アルミニウム等とそれらの合金が用いられる。具体的には、溶融亜鉛めっき金属板、５％Ａｌを含有した溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき金属板、溶融アルミニウムめっき金属板、５５％Ａｌを含有した溶融Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板等が挙げられる。
(2)下地処理について：
塗装金属板の基材となる金属板は、基材金属板と塗膜との密着性の向上を図るために、金属板表面に下地処理が施される。
塗装金属板の基材となる金属板は、基材金属板と塗膜との密着性の向上を図るために、金属板表面に下地処理が施される。
下地処理は、リン酸亜鉛処理、クロメート処理などの化成処理を施すことによってなされる。クロメート処理は、電解型や反応型クロメート処理も適用可能であるが、作業性の面からは塗布型クロメート処理が好ましい。金属クロム換算のクロメート付着量は、10〜200ｍｇ／ｍ２の範囲が好ましい。クロメート付着量があまりに少ないと、塗膜の密着性が十分得られず、過大になると加工性の低下を招くことになる。本発明で使用するのに好適な塗布型クロメート処理液の市販品の１例は、日本ペイント(株)製「NRC 300」である。塗布型クロメート処理液は、常法に従ってロールコータ等で塗布し、熱風で50〜150 ℃に加熱して乾燥させることで下地処理を実施すればよい。
環境問題から６価クロムを使うクロメート処理を実施したくない場合には、シリカ、樹脂、ジルコニウムやチタンを含有するクロムフリー下地処理を施すこともできる。本発明に使用するのに好適な１例は、シリカ系下地処理液である日本ペイント(株)製「サーフコート EC2000」である。
(3)下塗り塗膜について：
金属板表面に下地処理が施したのち、直接、グランド塗膜を形成しても良いが、特に耐食性が要求される場合など、用途によっては、グランド塗膜の下に下塗り塗膜を形成しておくのが好ましい。
(3)下塗り塗膜について：
金属板表面に下地処理が施したのち、直接、グランド塗膜を形成しても良いが、特に耐食性が要求される場合など、用途によっては、グランド塗膜の下に下塗り塗膜を形成しておくのが好ましい。
塗装金属板の基材となる金属板に塗装される下塗り塗膜の塗料は、例えば、エポキシ系、ポリエステル系およびウレタン系の樹脂が使用できる。金属板に対して密着性に優れ、加工性も良好な塗膜を形成することができる樹脂が好ましい。使用する塗料の溶媒は水性系と有機溶剤系のいずれでもよいし、溶媒を使用しない粉体塗料でもよい。
エポキシ系塗料は各種のものが市販されており、それらを適宜、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。
ポリエステル系塗料の例として、熱可塑性ポリエステル樹脂にメラミンやイソシアネートを架橋剤として配合したものが挙げられる。ポリエステルとしては、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。架橋剤としては、エ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を使用することができ、場合によって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を触媒として適宜使用することができる。
ウレタン系塗料の例としては、ポリエステルポリオールを黄変型ポリイソシアネートまたは無黄変型ポリイソシアネートで架橋反応させるものが挙げられる。架橋剤の例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等が使用できる。この場合も、ジブチル錫ジラウレート(DBTL)等の触媒を適宜使用してもよい。
下塗り塗膜の塗料は、２種以上の樹脂種を含有してもよい。下塗り塗膜は１層でよいが、用途に応じて２層以上としてもよい。下塗り塗膜は、防錆顔料等の添加剤を含有させてもよい。防錆顔料としては、ストロンチウムクロメートやジンククロメート等のクロム系防錆顔料やリン酸系防錆顔料が挙げられる。
下塗り塗膜の厚みは、乾燥膜厚として１〜１５μｍ程度の厚みとすることが好ましい。塗膜厚みが１μｍ以上のとき耐食性が良好であるが、塗膜厚みが１５μｍを上回ると、耐食性が飽和する一方、コストが増加するだけである。また、塗膜厚みが１５μｍ以下のとき加工性が良好である。好ましい塗膜厚みは、３〜１０μｍである。
下塗り塗膜の塗料は、下地処理を施した金属板の上に、ロールコータ等の適当な塗布装置を使用して、塗装される。塗装は、塗布だけでなく、スプレーコータを用いた静電塗装や電着塗装によってもよい。
塗装後、加熱して焼き付けがなされる。焼付けは、金属板の最高到達温度が約150 〜250 ℃となるように約30〜60秒の焼付けにより行うことができ、従来の熱風吹き付け型オーブンや、誘導加熱、赤外線加熱などの加熱方法が利用できる。
(4)グランド塗膜について：
グランド塗膜は、模様塗膜を塗装するベースとなる塗膜であり、下地処理を施した後に、直接又は下塗り塗料の塗膜を介して、グランド塗料が塗装される。グランド塗膜の塗料は、塗装金属板が使用される製品の部位に応じて適宜、選択することが可能であるが、下地処理膜又は下塗り塗膜と模様塗膜との間で優れた密着性を有する塗料を用いるのが好ましい。
グランド塗膜は、模様塗膜を塗装するベースとなる塗膜であり、下地処理を施した後に、直接又は下塗り塗料の塗膜を介して、グランド塗料が塗装される。グランド塗膜の塗料は、塗装金属板が使用される製品の部位に応じて適宜、選択することが可能であるが、下地処理膜又は下塗り塗膜と模様塗膜との間で優れた密着性を有する塗料を用いるのが好ましい。
グランド塗料に使用される樹脂種としては、下塗り塗料に関して上述した樹脂種に加えて、フッ素系樹脂も使用できる。耐候性や加工性が求められる場合には、ポリエステル系、ウレタン系及びフッ素系の樹脂が好ましい。エポキシ系、ポリエステル系及びウレタン系の樹脂種の具体的に態様については、上述の(3)下塗り塗膜において説明したものと同様である。
フッ素系樹脂塗料としては、例えば、アクリル樹脂とＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）の混合物が挙げられる。質量比で５０：５０から１０：９０の混合比のものが好ましい。フッ素系樹脂塗料は、特に耐候性が要求される用途に好適である。
使用する塗料の溶媒は水性系と有機溶剤系のいずれでもよいし、溶媒を使用しない粉体塗料でもよい。
グランド塗膜の塗料は、２種以上の樹脂種を含有してもよい。グランド塗膜は１層でよいが、用途に応じて２層以上としてもよい。グランド塗膜は、ランダムに島状の模様塗膜を塗装するベースとなる塗膜であるから、模様塗料の色相との関係で、必要に応じて、着色顔料を含有させることができる。
グランド塗膜の塗料の塗装は、下地処理を施した後に、直接又は下塗り塗料の塗膜を介して、グランド塗料が塗装される。ロールコータ等の適当な塗布装置を使用するのが好ましいが、塗布だけでなく、スプレーコータを用いた静電塗装や電着塗装によってもよい。なお、下塗り塗料の塗膜を介してグランド塗料を塗装する場合は、グランド塗膜の塗料の塗装は、下塗り塗料を乾燥、硬化した後に行うのが好ましい。
グランド塗膜の厚みは、乾燥膜厚として、好ましくは１０〜３０μｍである。塗膜厚みが１０μｍ以上のとき密着性が良好であるが、塗膜厚みが３０μｍを上回ると、ワキ等の塗膜欠陥が生じる場合があり、また密着性が飽和するので、コストが増加するだけである。塗膜厚みは、さらに好ましくは12〜18μｍである。
通常の塗装金属板では、グランド塗膜を１層だけ形成させるので十分であるが、目的に応じて、グランド塗膜を２層又はそれ以上の層とすることも可能である。
グランド塗膜の塗料の焼付けは、下塗り塗料について説明したのと同様に実施できる。グランド塗膜の焼付けは、金属板の最高到達温度が150〜250 ℃となるように約30〜70秒の焼付けで行うことができる。なお、グランド塗膜の焼き付けは、模様塗膜の焼き付けと同時に行うのが好ましい。
(5)島状模様塗膜について：
模様塗膜は、グランド塗膜の上に塗装する塗膜であり、ランダムに島状の模様をグランド塗膜上に形成する。模様塗膜の塗料は、グランド塗膜との間で優れた密着性を有する塗料を用いるのが好ましい。
模様塗膜は、グランド塗膜の上に塗装する塗膜であり、ランダムに島状の模様をグランド塗膜上に形成する。模様塗膜の塗料は、グランド塗膜との間で優れた密着性を有する塗料を用いるのが好ましい。
模様塗膜の塗料としては、例えば、エポキシ系、ポリエステル系およびウレタン系の樹脂が使用できる。個々の樹脂種の具体的に態様については、前述の(3)下塗り塗膜において説明したものと同様である。模様塗膜の塗料は、1種の樹脂種だけを含有するものでもよいが、２種以上の樹脂種を含有するものでもよい。グランド塗料に用いた塗料とは異なる樹脂種でもよいが、同じ樹脂種の塗料を使用するのが好ましい。耐候性や加工性が求められる場合には、ポリエステル系及びウレタン系樹脂が好ましい。
模様塗膜は、グランド塗膜の上に塗装され、島状の模様を形成するから、グランド塗料の色との関係で、必要に応じて、着色顔料を含有させることができる。着色顔料を含有させる場合には、模様塗膜中の顔料の含有量は６０質量％以下であることが好ましい。模様塗膜中の顔料の含有量が６０質量％以下であると、模様塗料の流動性が大きく、グランド塗膜上を広がって大きな模様サイズの島状模様が形成されるからである。また、模様塗膜の表面はほぼ平坦になるので模様部分の塗料が剥がれにくくなる。
島状の模様塗膜は、島状の模様をグランド塗膜の上に現出するために、グランド塗膜とは色相の異なる塗料をスプレー塗装することによって形成する。このとき、グランド塗膜の塗料に用いた樹脂種とは異なる樹脂種からなる塗料を用いてスプレー塗装してもよいが、同じ樹脂種からなる塗料を用いて塗装するのが好ましい。スプレー塗装は、１回の塗装だけでもよいが、２回以上の塗装を同時に又は順次に行ってもよい。複数回のスプレー塗装をする場合、異なる樹脂種からなる模様塗料を用いてスプレー塗装してもよいが、同じ樹脂種からなる模様塗料を用いて塗装するのが好ましい。また、複数回のスプレー塗装をする場合、模様塗膜の塗料は同じ色相の塗料を用いてもよく、また別の色相の塗料を用いてもよい。
使用する塗料の溶媒は水性系と有機溶剤系のいずれでもよいし、溶媒を使用しない粉体塗料でもよい。溶媒を用いるときは、ＪＩＳ５４００に従って、シンナー希釈等によって塗料粘度をフォードカップ＃４で１０〜６０秒程度に調整することが好ましい。塗料粘度が６０秒を超えるとスプレーされた塗料粒子のサイズをコントロールすることが困難となる。そして、粘度が１０秒を下回るとシンナー量が多くなりすぎるので、コストが増加するだけでなく、模様塗膜の膜厚が薄くなるので、グランド塗膜を隠蔽するだけの色相が得られない場合がある。
模様塗膜の塗装は、グランド塗膜の乾燥後又は焼き付け後に行ってもよいが、グランド塗膜が未乾燥の状態で模様塗膜の塗料を塗装するのが好ましい。グランド塗膜が未乾燥の状態で模様塗膜の塗料を塗装すると、模様塗料の流動性が大きく、模様塗膜の塗料がグランド塗膜の塗料上を広がって大きな模様サイズの島状模様が形成されるとともに、グランド塗膜に密着するからである。また、模様塗膜の表面はほぼ平坦になるので、例えば、激しい加工が加えられても模様部分の塗料が剥がれて脱落することもない。
これに対して、模様塗膜の塗装をグランド塗膜の乾燥後又は焼き付け後に行うと、模様塗膜の塗料が広がらないので、模様サイズの小さな島状模様が形成され易く、また、模様塗膜は凸形状となり易い。模様の形状に関しては、前述した模様印刷金属板においても模様が凸形状となるという問題を抱える。模様印刷金属板の場合には、乾燥させたグランド塗膜を有する金属板にインクが印刷されるため、転写されたインクは必ず凸形状をなすので、激しい加工が加えられた場合には、模様部分のインクが剥がれて脱落する恐れがある。
模式図を用いて説明すると、図３のとおりになる。図３(a)はグランド塗膜が未乾燥の状態で模様塗膜の塗料を塗装する場合であり、模様塗膜の塗料は流動性大のため、模様塗膜の塗料がグランド塗膜の塗料上を広がって大きな模様サイズの島状模様が形成されるとともに、グランド塗膜に密着して模様塗膜の表面はほぼ平坦になる。図３(b)はグランド塗膜の乾燥後又は焼き付け後に模様塗膜の塗料を塗装する場合であり、模様塗料は流動しにくく模様塗膜の塗料が広がらないので、模様サイズの小さな島状模様が形成され易く、また、模様塗膜は凸形状となり易い。図３(c)は前述した模様印刷金属板の場合であって、乾燥させたグランド塗膜を有する金属板にインクが印刷されるため、転写されたインクは必ず凸形状をなす。
この模様塗料の広がり方、ひいては模様塗料の模様サイズは、スプレー塗装された島状の模様塗料がグランド塗膜に付着した後に塗膜が硬化するまでの時間と模様塗料の粘度にも依存する。
模様塗膜の塗料の焼付けは、金属板の最高到達温度が150〜250 ℃となるように約30〜70秒の焼付けで行うことができる。なお、模様塗膜の焼き付けは、グランド塗膜の焼き付けと同時に行うのが好ましい。模様塗膜の厚みは、乾燥膜厚で２〜８μｍ程度とすることが好ましい。模様塗膜の厚みを２μｍ以上にすると異なる色相でグランド塗膜を隠蔽することができるが、８μｍを超える厚みになるとワキなどが発生する可能性が出てくるからである。
(6)グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥについて：
グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥは、グランド塗膜の色値Ｅ（Ｇ）と模様塗膜の色値Ｅ（Ｓ）の差であり、次式で表される。
ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
色相を数値化する方法としては、ＪＩＳ Ｚ８７２９によれば、Ｌａｂ表色系とＬｕｖ表色系の２種類が認められているが、以下では、Ｌａｂ表色系によって説明する。
グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥは、グランド塗膜の色値Ｅ（Ｇ）と模様塗膜の色値Ｅ（Ｓ）の差であり、次式で表される。
ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
色相を数値化する方法としては、ＪＩＳ Ｚ８７２９によれば、Ｌａｂ表色系とＬｕｖ表色系の２種類が認められているが、以下では、Ｌａｂ表色系によって説明する。
Ｌａｂ表色系では、ある地点における色値を、一つの明度Ｌ（白〜黒）並びに色相と彩度を示す２つの色度ａ（赤〜緑）及びｂ（黄〜青）という、３つの座標の数値で表わすことができる。したがって、ある地点における色値のＬａｂ表色系測定結果を、（Ｌ,ａ,ｂ）という座標で表すことができる。
そして、２つの地点のＬａｂ表色系による色差は、ＪＩＳ Ｚ８７３０によって、次式で表される。
ΔＥ＝［（ΔＬ）２＋（Δａ）２＋（Δｂ）２］１／２
したがって、グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥは、グランド塗膜上の一地点の座標を（Ｌ１,ａ１,ｂ１）、模様塗膜上の一地点の座標を（Ｌ２,ａ２,ｂ２）とすれば、次式で表される。
ΔＥ＝［（Ｌ１−Ｌ２）２＋（ａ１−ａ２）２＋（ｂ１−ｂ２）２］１／２
本発明においては、模様塗膜の模様反復性と模様判別性の両面から、グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥを１０〜４０に規定する必要がある。好ましくは、色差ΔＥが２０〜３５のものである。
ΔＥ＝［（ΔＬ）２＋（Δａ）２＋（Δｂ）２］１／２
したがって、グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥは、グランド塗膜上の一地点の座標を（Ｌ１,ａ１,ｂ１）、模様塗膜上の一地点の座標を（Ｌ２,ａ２,ｂ２）とすれば、次式で表される。
ΔＥ＝［（Ｌ１−Ｌ２）２＋（ａ１−ａ２）２＋（ｂ１−ｂ２）２］１／２
本発明においては、模様塗膜の模様反復性と模様判別性の両面から、グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥを１０〜４０に規定する必要がある。好ましくは、色差ΔＥが２０〜３５のものである。
色差ΔＥが４０を超えると、模様が不揃いとなり模様反復性が不良となる。これに対して、色差ΔＥが１０を下回ると、模様が不鮮明になり模様判別性が不良となる。
なお、模様塗膜の模様が２種以上存在するときは、それぞれの模様について、グランド塗膜との色差ΔＥが上記(1)式を満足する必要がある。したがって、たとえば、２種の模様が存在するときは、それぞれの模様についてグランド塗膜との色差ΔＥ１とΔＥ２を測定し、その絶対値が大きい方のΔＥが上記(1)式を満足すればよい。
(7)島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxについて：
グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが１０〜４０であっても、島状模様塗膜の模様サイズによって模様の反復性と判別性が異なってくる。
グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが１０〜４０であっても、島状模様塗膜の模様サイズによって模様の反復性と判別性が異なってくる。
模様塗膜の塗料はスプレー塗装されるため、模様サイズには大小があるが、大きい模様が模様の反復性と判別性に支配的であって、小さいサイズは影響を与えない。
本発明では、島状模様塗膜中の最大の模様サイズを規定することで、優れた意匠性が得られることが分かった。すなわち、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxを３〜１５mmとする必要がある。好ましくは、最大模様径Ｄmaxが４〜１２ｍｍのものであり、さらに好ましくは、最大模様径Ｄmaxが７〜１０ｍｍのものである。
島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが１５ｍｍを超えると、模様が不揃いとなり模様反復性が不良となる。これに対して、最大模様径Ｄmaxが３ｍｍを下回ると、模様が不鮮明になり模様判別性が不良となる。
なお、ここで述べる最大模様径Ｄmaxとは、帯状の塗装金属板の幅×３００ｍｍの視野領域において肉眼で見いだし得る、最大径の島状模様の直径（ｍｍ）を言う。島状模様が円形でないときは、島状模様が円形であると仮定して、その面積の測定値から直径を計算して求める。
(8)島状模様塗膜の面積率（％）について：
グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが１０〜４０であって、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmであれば、模様が一応、区別できなくなるので、模様反復性が良好となる。
グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが１０〜４０であって、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmであれば、模様が一応、区別できなくなるので、模様反復性が良好となる。
さらに、島状模様塗膜の全塗装表面に占める割合、すなわち、島状模様塗膜の面積率を２０〜８０％に規定すると、模様は全く区別できなくなるから、模様反復性はさらに良好となる。
なお、島状模様塗膜の面積率は、次のようにして、算出される。幅１０００ｍｍ×長さ１００ｍｍの塗装金属板を幅方向に１０個に切断し、それぞれの切片からランダムに３地点を選定し、各地点で５０ｍｍ×５０ｍｍの視野領域において、画像処理によって模様塗膜の面積率を算出し、平均値を求めた。
なお、模様塗膜の模様が２種以上存在するときは、グランド塗膜との色差ΔＥが大きい方の島状塗膜の全塗装表面に占める割合でもって面積率を規定した。
(9)模様反復性の評価方法について：
模様反復性が良好であるとは、塗装金属板を幅方向に１０個に切断した際のそれぞれの切片の模様が、区別されることなく、同じように見えることを意味する。
模様反復性が良好であるとは、塗装金属板を幅方向に１０個に切断した際のそれぞれの切片の模様が、区別されることなく、同じように見えることを意味する。
具体的には、幅１０００ｍｍ×長さ１００ｍｍの塗装金属板を幅方向に１０個に切断し、それぞれの切片からランダムに３地点を選定し、各地点での中央部の３０ｍｍ×３０ｍｍの視野領域でのΔＥの値を求めた。そして、各地点でのΔＥ値を合計し、それを３で割ることによって、ΔＥの平均値を求め、個のΔＥの平均値からの標準偏差σを測定した。その測定値で、模様反復性を次のように評価した。
σ＞０．６のときは模様が区別できるので、模様反復性が不良（×）と判断した。そして、σ≦０．６であれば、模様が区別されることはなくなり、一応、同じように見えるので模様反復性が良好（○）と判断した。σ≦０．４５になると、模様は全く同じに見えることから、模様反復性は優良（◇）と判断した。
(10)模様判別性の評価方法について：
模様判別性は、視力１．０を有する人が、２ｍ離れた場所から塗装金属板を眺めた際に、模様を視認することができるか否かで判断する。模様を視認することができなかったときは不良（×）と判断し、視認することができたときは良好（○）と判断した。
模様判別性は、視力１．０を有する人が、２ｍ離れた場所から塗装金属板を眺めた際に、模様を視認することができるか否かで判断する。模様を視認することができなかったときは不良（×）と判断し、視認することができたときは良好（○）と判断した。
(11)塗装金属板の意匠性の総合評価について：
模様反復性と模様判別性の評価の組合せによって、次のとおりに、塗装金属板の意匠性を総合評価した。すなわち、
意匠性優良（◇）：模様反復性優良（◇）かつ模様判別性良好（○）
意匠性良好（○）：模様反復性良好（○）かつ模様判別性良好（○）
意匠性不良（×）：模様反復性不良（×）又は模様判別性不良（×）
(12)その他：
なお、本発明に従った塗膜は、素材の外板となる片面だけに形成してもよいが、所望により素材の両面に形成してもよい。片面だけに形成する場合、未塗装の面は、裸でもよく、或いは下地処理だけを施してもよく、さらには本発明とは異なる塗装を施してもよい。両面に形成する場合、グランド塗膜と模様塗膜の構成は両面で同じにしてもよいし、異なる構成にしてもよい。
模様反復性と模様判別性の評価の組合せによって、次のとおりに、塗装金属板の意匠性を総合評価した。すなわち、
意匠性優良（◇）：模様反復性優良（◇）かつ模様判別性良好（○）
意匠性良好（○）：模様反復性良好（○）かつ模様判別性良好（○）
意匠性不良（×）：模様反復性不良（×）又は模様判別性不良（×）
(12)その他：
なお、本発明に従った塗膜は、素材の外板となる片面だけに形成してもよいが、所望により素材の両面に形成してもよい。片面だけに形成する場合、未塗装の面は、裸でもよく、或いは下地処理だけを施してもよく、さらには本発明とは異なる塗装を施してもよい。両面に形成する場合、グランド塗膜と模様塗膜の構成は両面で同じにしてもよいし、異なる構成にしてもよい。
供試材の作製方法：
Ａｌ：５５質量％、Ｚｎ：４４質量％及びＳｉ：１質量％のめっき組成を有する５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板（金属板厚み０．５mm）を素材とし、この素材の片面に下地処理として、次の塗布型クロメート処理を施した。
Ａｌ：５５質量％、Ｚｎ：４４質量％及びＳｉ：１質量％のめっき組成を有する５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板（金属板厚み０．５mm）を素材とし、この素材の片面に下地処理として、次の塗布型クロメート処理を施した。
塗布型クロメート処理液（日本ペイント(株)製「NRC 300」）を、クロム付着量が３０mg/m２となるようにバーコータで塗布し、最高到達温度が100℃となるように５秒間加熱して、乾燥させた。
こうして下地処理を施した５５％Ａｌ−Ｚｎ合金めっき金属板の面に、下塗り塗料として、エポキシ塗料（関西ペイント(株)製「ＫＰカラー８６９９」）をバーコータで塗布し、焼き付け時間３０秒で、最高到達温度が２１０℃になるように焼き付けをおこなって、乾燥時の厚みが５μｍの下塗り塗膜を得た。
別途、グランド塗膜及び模様塗膜の双方に使用する塗料として、ポリエステル塗料（関西ペイント(株)製「ＫＰ１５１０」）を用意し、これに顔料等の添加剤を添加して種々の色相を有する塗料を調整した。グランド塗膜に使用する８種の色相（Ｇ１〜Ｇ８）のグランド塗料を調整したが、その色相をＬａｂ表色系により、表１に示す。同様に、模様塗膜に使用する塗料として１６種の色相（Ｓ１〜Ｓ１６）の模様塗料を調整したが、その色相をＬａｂ表色系により、表２に示す。
このようにして得られた模様塗装金属板について、グランド塗膜と模様塗膜との色差ΔＥを測定すると、表４の示すとおりになる。２種の模様が存在するときは、それぞれの模様についてグランド塗膜との色差ΔＥ1とΔＥ2を測定し、その絶対値が大きい方のΔＥを測定値として採用する。
同じく表５から、σ（標準偏差）に及ぼす模様塗膜の面積率の影響を、図２に図示した。図２から、島状模様塗膜の面積率が２０〜８０％のとき、σ（標準偏差）が０．４５以下になることから、模様反復性が優良（◇）であって、意匠性が優良（◇）の塗装金属板が得られたことが分かる。
本発明に係る塗装金属板は、模様の不揃いが目立たず、鮮明な模様との印象を与えることができる、意匠性を有する模様塗装金属板であるので、家電製品や屋内外の建材等に使用するのに適している。
１ 模様塗膜
２ グランド塗膜
３ 印刷インク膜
２ グランド塗膜
３ 印刷インク膜
Claims (4)
- 下地処理が施された金属板の少なくとも片面に、グランド塗膜及び島状模様塗膜を有する塗装金属板であって、グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが次の(1)式を満足するとともに、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmである塗装金属板の製造方法であって、金属板の少なくとも片面に、下地処理を施した後に、グランド塗料を塗装し、さらにグランド塗料とは異なる色相の模様形成塗料の１種以上を島状にスプレー塗装して、グランド塗料と模様形成塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法。
１０≦ΔＥ≦４０・・・・・・・・・(1)式
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値 - 下地処理が施された金属板の少なくとも片面に、グランド塗膜及び島状模様塗膜を有する塗装金属板であって、グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが次の(1)式を満足するとともに、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmでありかつ島状模様塗膜の面積率が２０〜８０％である塗装金属板の製造方法であって、金属板の少なくとも片面に、下地処理を施した後に、グランド塗料を塗装し、さらにグランド塗料とは異なる色相の模様形成塗料の１種以上を島状にスプレー塗装して、グランド塗料と模様形成塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法。
１０≦ΔＥ≦４０・・・・・・・・・(1)式
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値 - 下地処理が施された金属板の少なくとも片面に、下塗り塗膜、グランド塗膜及び島状模様塗膜を有する塗装金属板であって、グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが次の(1)式を満足するとともに、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmである塗装金属板の製造方法であって、金属板の少なくとも片面に、下地処理を施し、その上に下塗り塗料を塗装し、焼き付け硬化処理をした後に、グランド塗料を塗装し、さらにグランド塗料とは異なる色相の模様形成塗料の１種以上を島状にスプレー塗装して、グランド塗料と模様形成塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法。
１０≦ΔＥ≦４０・・・・・・・・・(1)式
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値 - 下地処理が施された金属板の少なくとも片面に、下塗り塗膜、グランド塗膜及び島状模様塗膜を有する塗装金属板であって、グランド塗膜と島状模様塗膜との色差ΔＥが次の(1)式を満足するとともに、島状模様塗膜中の最大模様径Ｄmaxが３〜１５mmでありかつ島状模様塗膜の面積率が２０〜８０％である塗装金属板の製造方法であって、金属板の少なくとも片面に、下地処理を施し、その上に下塗り塗料を塗装し、焼き付け硬化処理をした後に、グランド塗料を塗装し、さらにグランド塗料とは異なる色相の模様形成塗料の１種以上を島状にスプレー塗装して、グランド塗料と模様形成塗料を焼き付け硬化させることを特徴とする塗装金属板の製造方法。
１０≦ΔＥ≦４０・・・・・・・・・(1)式
ここで、ΔＥ＝｜Ｅ（Ｇ）―Ｅ（Ｓ）｜
Ｅ（Ｇ）：グランド塗膜の色値
Ｅ（Ｓ）：島状模様塗膜の色値
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