JP7094864B2 - 塗装金属板 - Google Patents

Description

本発明は、非化粧面の塗膜に樹脂ビーズが含有された塗装金属板に関する。

塗装金属板は、保管等のために、テンションをかけながらコイル状に巻かれるため、塗装金属板の化粧面は、塗装金属板の非化粧面と密接する。化粧面及び非化粧面が密接すると、化粧面の光沢に変化が生じやすくなる。このような光沢の変化をプレッシャーマークという。

特許文献１～５では、塗装金属板の化粧面にプレッシャーマークが発生することを抑制するために、非化粧面の塗膜に樹脂ビーズを含有させている。これにより、塗装金属板をコイル状に巻いたとき、化粧面及び非化粧面の接触面に樹脂ビーズが介在し、化粧面及び非化粧面の密接圧を低下させてプレッシャーマークの発生を抑制できる。

特開平９－１００４２４号公報 特開２００４－５０６５７号公報 特開２００５－２８８５１号公報 特開２００５－３１３６３０号公報 特許第５７３２２７３号

塗装金属板をコイル状に巻く前に、塗装金属板の平坦度を向上させるために、レベラーが用いられている。レベラーでは、塗装金属板の両面（化粧面及び非化粧面）をロールで押さえることにより、塗装金属板の反りや曲がりを矯正している。

図１には、塗装金属板がレベラーを通過している状態を示す。塗装金属板１００は、金属板１１０と、非化粧面を構成する塗膜（非化粧用塗膜）１２０とを有しており、非化粧用塗膜１２０には、樹脂ビーズ１３０が含有されている。なお、図１では、塗装金属板１００の化粧面を構成する塗膜は省略している。図１において、矢印Ｄ１は塗装金属板１００の搬送方向を示し、矢印Ｄ２はレベラーのロール２００の回転方向を示す。

非化粧用塗膜１２０に樹脂ビーズ１３０が含有されていると、樹脂ビーズ１３０がレベラーのロール２００からの加圧力を受けて変形してしまう。樹脂ビーズ１３０が変形すると、樹脂ビーズ１３０が破壊されて非化粧用塗膜１２０から脱落したり、樹脂ビーズ１３０が破壊されることなく非化粧用塗膜１２０から脱落したりするおそれがある。非化粧用塗膜１２０から脱落した樹脂ビーズ１３０は、ローラ２００の表面に付着しやすくなり、ローラ２００の表面に樹脂ビーズ１３０が付着したままでは、レベラーによる平坦化処理を行うときに、塗装金属板１００の表面に圧痕を発生させてしまう。

本発明の目的は、プレッシャーマークの発生を抑制するとともに、樹脂ビーズの脱落を抑制することができる塗装金属板を提供することにある。

本発明である塗装金属板は、金属板の一方の表面に形成された化粧用塗膜と、金属板の他方の表面に形成された非化粧用塗膜と、非化粧用塗膜に含有された樹脂製のビーズと、を有する。非化粧用塗膜は、金属板の表面に形成され、ビーズが含有された下塗り塗膜と、ビーズ及び下塗り塗膜の表面を覆うコート塗膜とを有する。コート塗膜の膜厚に対するビーズの頭出し量の比率は、３．０以上、９．０以下である。ビーズの頭出し量は、下塗り塗膜の表面からのビーズの突出量であり、下塗り塗膜の膜厚及びビーズの平均粒径の差で表される。

コート塗膜の膜厚は、下塗り塗膜の膜厚よりも薄くすることができる。下塗り塗膜及びコート塗膜のベース樹脂としては、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂を用いることができる。

本発明によれば、塗装金属板の化粧面にプレッシャーマークが発生することを抑制できるとともに、非化粧用塗膜からビーズが脱落することを抑制できる。

塗装金属板がレベラーを通過している状態を示す概略図である。 本実施形態である塗装金属板における非化粧面の膜構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態である塗装金属板について説明する。

図２は、塗装金属板１の断面を示す概略図である。塗装金属板１は、化粧面及び非化粧面を有する。図２において、塗装金属板１の上側の面が非化粧面であり、塗装金属板１の下側の面が化粧面である。

図２では、塗装金属板１の化粧面の膜構成を省略している。塗装金属板１の化粧面の膜構成は、公知の構成を適宜採用することができる。例えば、塗装金属板１の化粧面の膜構成としては、複数層の塗膜（化粧用塗膜という）で構成することができる。化粧用塗膜の材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂が用いられる。ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はアクリル樹脂には硬化剤を添加することができる。硬化剤としては、例えば、メラミン樹脂、ポリイソシアネート樹脂、ポリアミン樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。

塗装金属板１の基体である金属板１０は、特に限定されるものではなく、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、アルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウム板やステンレス鋼板などの金属板を用いることができる。金属板１０の表面（化粧面側及び非化粧面側）には化成処理が施されており、化成処理皮膜が形成されている。化成処理としては、例えば、クロメート処理やリン酸塩処理などの無機系処理がある。

以下、塗装金属板１の非化粧面の膜構成について説明する。

金属板１０の化成処理皮膜１１の表面には、非化粧用塗膜１２が形成されている。非化粧用塗膜１２は、下塗り塗膜１２ａ及びコート塗膜１２ｂで構成されている。下塗り塗膜１２ａ及びコート塗膜１２ｂのそれぞれのベース樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂を単独で用いたり、これらの樹脂の少なくとも２つを混合して用いたりすることができる。下塗り塗膜１２ａ及びコート塗膜１２ｂのそれぞれは、顔料を含まないクリア塗膜であってもよいし、着色顔料及び体質顔料のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。また、下塗り塗膜１２ａに硬化剤を含有させてもよい。

下塗り塗膜１２ａには、樹脂ビーズ１３が含有されている。樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａの表面は、コート塗膜１２ｂで覆われている。樹脂ビーズ１３の材料としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いたり、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂の混合物を用いたりすることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリロウレタン樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂が挙げられる。

下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１及びコート塗膜１２ｂの膜厚Ｔ２は、適宜決めることができる。図２に示すように、下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１は、化成処理皮膜１１の表面から、下塗り塗膜１２ａ及びコート塗膜１２ｂの境界面までの距離である。コート塗膜１２ｂの膜厚Ｔ２は、下塗り塗膜１２ａ及びコート塗膜１２ｂの境界面から、樹脂ビーズ１３を除くコート塗膜１２ｂの表面までの距離である。コート塗膜１２ｂの膜厚Ｔ２は、下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１よりも薄いことが好ましい。

バーコータ等の公知の塗布装置を用いることにより、各膜厚Ｔ１，Ｔ２を調整することができる。塗布装置を用いて、下塗り塗膜１２ａの塗料及び樹脂ビーズ１３の混合物を化成処理皮膜１１の表面に塗布して焼付け乾燥させることにより、樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａを形成することができる。また、塗布装置を用いて、コート塗膜１２ｂの塗料を、樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａの表面に塗布して焼付け乾燥させることにより、コート塗膜１２ｂを形成することができる。

樹脂ビーズ１３の平均粒径Ｄは、適宜決めることができる。平均粒径Ｄは、樹脂ビーズ１３の粒度分布における算術平均値である。ここで、平均粒径Ｄは、下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１よりも大きいことが好ましい。そして、平均粒径Ｄは、例えば、１５～３２μｍとすることができる。

本実施形態では、樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａの表面をコート塗膜１２ｂによって覆うことにより、樹脂ビーズ１３が非化粧用塗膜１２から脱落することを抑制しやすくなる。すなわち、レベラーのロールなどから塗装金属板１の非化粧面に加圧力が作用したとき、樹脂ビーズ１３が変形しても、コート塗膜１２ｂによって樹脂ビーズ１３を下塗り塗膜１２ａに留めることができ、樹脂ビーズ１３の脱落を抑制できる。

樹脂ビーズ１３の平均粒径Ｄ［μｍ］から下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１［μｍ］を減算した値を樹脂ビーズ１３の頭出し量Ｈと定義したとき、コート塗膜１２ｂの膜厚Ｔ２に対する樹脂ビーズ１３の頭出し量Ｈの比率Ｒｈｔ（Ｒｈｔ＝Ｈ／Ｔ２）が下記式（１）に示す条件を満たす。各膜厚Ｔ１，Ｔ２は、電子顕微鏡を用いて測定される。
３．０≦Ｒｈｔ≦９．０ ・・・（１）

比率Ｒｈｔが上記式（１）に示す条件を満たすとき、塗装金属板１の化粧面にプレッシャーマークが発生することを抑制しやすくなるとともに、樹脂ビーズ１３が非化粧用塗膜１２から脱落することを抑制しやすくなる。樹脂ビーズ１３の脱落を抑制すれば、図１に示すレベラーのロール２００などに樹脂ビーズ１３が付着することを抑制できる。また、ロール２００などに樹脂ビーズ１３が付着したままの状態で、ロール２００が塗装金属板１に接触して塗装金属板１の表面に圧痕が発生することを抑制できる。

比率Ｒｈｔが３．０［－］よりも低いと、塗装金属板１の化粧面にプレッシャーマークが発生しやすくなり、化粧面の光沢度が低下しやすくなる。また、比率Ｒｈｔが９．０［－］よりも高いと、樹脂ビーズ１３が非化粧用塗膜１２から脱落しやすくなる。具体的には、図１を用いて説明したように、レベラーのロール２００が塗装金属板１を押し付けることにより、樹脂ビーズ１３が非化粧用塗膜１２から脱落してしまう。

プレッシャーマークの発生及び樹脂ビーズ１３の脱落を抑制する上では、比率Ｒｈｔが下記式（２）に示す条件を満たすことが好ましい。
５．０≦Ｒｈｔ≦８．０ ・・・（２）

複数種類の塗装金属板１について、プレッシャーマーク試験及び汚れ試験を行った。

まず、試験サンプルとなる複数種類の塗装金属板１を用意した。金属板１０としては、両面当りめっき付着量１２０ｇ／ｍ^２、板厚０．３５ｍｍの溶融５５％アルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板の表面（両面）に化成処理が施されたものを用いた。金属板１０の一方の表面（化成処理皮膜）に化粧用塗膜を形成し、金属板１０の他方の表面（化成処理皮膜１１）に非化粧用塗膜１２を形成した。

化粧用塗膜の構成は、すべての試験サンプルで同じとした。化粧用塗膜は、金属板１０（化成処理皮膜）の表面に形成される下塗り塗膜と、下塗り塗膜に重ねられる上塗り塗膜とで構成した。エッチングプライマー塗料を金属板１０に塗布した後、最高到達板温が２１０℃になるよう４０秒の間加熱することにより、厚さ５［μｍ］の下塗り塗膜を形成した。下塗り塗膜を形成した後、ポリエステル系塗料を下塗り塗膜に塗布して、最高到達板温が２５０℃になるよう４０秒の間加熱することにより、厚さ２５［μｍ］の上塗り塗膜を形成した。

非化粧用塗膜１２の構成は、図２に示す通りである。非化粧用塗膜１２の下塗り塗膜１２ａのベース樹脂としては、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂（商品名「プレカラーNo.3900、No.7000」、アクゾノーベル（株）製、ベージュ色）を用いた。また、非化粧用塗膜１２のコート塗膜１２ｂのベース樹脂としては、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂を用いた。樹脂ビーズ１３の材料としては、ポリウレタン樹脂を用いた。下塗り塗膜１２ａの塗料及び樹脂ビーズ１３を混合し、この混合物を金属板１０（化成処理皮膜１１）の表面に塗布した後、最高到達板温が２５０℃になるよう４０秒の間加熱することにより、樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａを形成した。そして、コート塗膜１２ｂの塗料を、樹脂ビーズ１３を含む下塗り塗膜１２ａの表面に塗布した後、最高到達板温が２５０℃になるよう４０秒の間加熱することにより、コート塗膜１２ｂを形成した。

ここで、下塗り塗膜１２ａの膜厚Ｔ１、コート塗膜１２ｂの膜厚Ｔ２及び樹脂ビーズ１３の平均粒径Ｄを異ならせることにより、複数の試験サンプルを用意した。複数の試験サンプル（塗装金属板１）について、表面と裏面とを重ね合わせ、圧力６０Ｋｇ／ｃｍ^２を加えた状態で６０℃の雰囲気下に２４時間放置した。

下記表１には、各試験サンプルＮｏ．１～Ｎｏ．１４について、非化粧用塗膜１２の構成と、頭出し量Ｈ及び比率Ｒｈｔを示す。

プレッシャーマーク試験では、試験前の塗装金属板１の化粧面と、放置後の塗装金属板１の化粧面（試験後の化粧面）とについて、光沢度を測定した。光沢度の測定は、ＪＩＳ Ｚ８７４１の規定にしたがって行い、６０度鏡面光沢度Ｇｓ（６０°）を測定した。本実施例では、光沢度の測定において、日本電色工業株式会社製のＶＧ７０００光沢計を用いた。

試験前及び試験後の化粧面のそれぞれにおいて、任意の５つの測定点を特定し、これらの測定点における光沢度の平均値を算出した。そして、試験前の光沢度（平均値）Ｇｓ＿ａｖｅ１に対する試験後の光沢度Ｇｓ＿ａｖｅ２の割合Ｒｇ（Ｒｇ＝１００×Ｇｓ＿ａｖｅ２／Ｇｓ＿ａｖｅ１）を算出した。割合Ｒｇの算出値について、小数点以下は四捨五入した。この割合Ｒｇに基づいて、プレッシャーマークの評価を行った。プレッシャーマークの評価基準は、下記表２に示す通りである。

汚れ試験は、樹脂ビーズ１３の脱落を評価する試験である。汚れ試験では、各試験サンプル（塗装金属板１）の非化粧面に対して荷重２ｋｇでラビングテスター（ゴム製）を押し付けた状態において、ラビングテスターを非化粧面上で５０往復させた。

汚れ試験を行う前に、非化粧面の所定領域（１２００μｍ×９００μｍ）を顕微鏡で観察し、所定領域内に存在する樹脂ビーズ１３の総個数Ｎ１をカウントした。また、汚れ試験を行った後、非化粧面の上記所定領域（１２００μｍ×９００μｍ）を顕微鏡で観察し、所定領域内に存在する樹脂ビーズ１３の総個数Ｎ２をカウントした。総個数Ｎ１から総個数Ｎ２を減算することにより、脱落した樹脂ビーズ１３の総個数Ｎ３を算出した後、総個数Ｎ１に対する総個数Ｎ３の割合Ｒｎ（Ｒｎ＝１００×Ｎ３／Ｎ１）を算出した。割合Ｒｎの算出値について、小数点以下は四捨五入した。この割合Ｒｎに基づいて、汚れの評価を行った。汚れの評価基準は、下記表３に示す通りである。

塗装金属板１の試験サンプルＮｏ．１～Ｎｏ．１４について、プレッシャーマーク試験及び汚れ試験の結果を下記表４に示す。

試験サンプルＮｏ．１３，１４では、プレッシャーマークの発生を抑制しにくくなった。一方、試験サンプルＮｏ．１～Ｎｏ．１２では、試験サンプルＮｏ．１３，１４と比べて、プレッシャーマークの発生の抑制と、樹脂ビーズ１３の脱落の抑制とを両立させることができた。特に、試験サンプルＮｏ．４～６，１０～１２では、プレッシャーマークの発生を抑制しやすくなるとともに、樹脂ビーズ１３の脱落を抑制しやすくなった。

１，１００：塗装金属板、１０，１１０：金属板、１１：化成処理皮膜、
１２，１２０：非化粧用塗膜、１２ａ：下塗り塗膜、１２ｂ：コート塗膜、
１３，１３０：樹脂ビーズ、２００：ロール

Claims (3)

1. 金属板の一方の表面に形成された化粧用塗膜と、
   前記金属板の他方の表面に形成された非化粧用塗膜と、
   前記非化粧用塗膜に含有された樹脂製のビーズと、を有し、
   前記非化粧用塗膜は、前記金属板の表面に形成され、前記ビーズが含有された下塗り塗膜と、前記ビーズ及び前記下塗り塗膜の表面を覆うコート塗膜とを有し、
   前記下塗り塗膜から突出する前記ビーズの頭出し量を、前記下塗り塗膜の膜厚及び前記ビーズの平均粒径の差としたとき、前記コート塗膜の膜厚に対する前記頭出し量の比率が３．０以上、９．０以下であることを特徴とする塗装金属板。
2. 前記コート塗膜の膜厚は、前記下塗り塗膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の塗装金属板。
3. 前記下塗り塗膜及び前記コート塗膜のベース樹脂がポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗装金属板。

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