JPH02270545A - 染色されたプレコート金属板及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、染色された塗装金属板及び製造法に関する。

従来の技術 金属板は、防錆や意匠性の点から、大部分は塗装された
後に使用され、また、その塗装された塗膜は、はとんど
の場合着色されている。塗膜の着色は、従来、予め顔料
や染料で着色された塗料を用いることによっていたが、
近年、形成された塗膜の上に印刷によって更に色や模様
をつけたり。

塗膜を染料によって着色する技術が提案され、工業化さ
れている。

前者の例としては、新日本製鐵のエリオ鋼板が挙げられ
る。後者の例として、たとえば特開昭５２−８０３８４
号公報では基板上に透明または白色の塗膜を形成した後
に染料液に浸漬して、塗膜を着色する方法を提案してい
る。特開昭５５−８７３ｊｌは、金属表面にクリアー樹
脂を塗装し、そのクリアー塗膜を染料に浸漬、または染
料を吹き付けた後、水洗、乾燥して染色する技術を開示
している。また、特開昭８０−４８１７０では、塗膜面
にマスキングパターンを印刷し、非マスキング面を分散
染料で染色する塗膜の装飾着色法を提案している。

発明が解決しようとする課題 印刷インキを用いて塗膜上に模様等を形成する方法は、
インキの塗膜への密着性に問題を生じ易く、鮮明性も必
ずしも良いとは８元ない、特開昭５２−８０３８４の、
透明または白色の塗膜に染色を施す方法では、透明の塗
膜を使用したときには、隠ぺい力の不足のために下地が
透けて見えることがあるために、下地の選択にかなりの
制限があり、また白色の塗膜を使用してもその外観に制
限があり、近年のように多様な意匠性が要求される場合
に十分な対応ができかねる。

プレコート鋼板では、皮膜に要求される性能が高いため
、染色性と皮膜性能を１層の皮膜で両立することも困難
であった。染色の方法も、染料液に浸漬したり、染料を
吹き付けた後、水洗、乾燥する方法が示されているが、
この行程のみでは染色にかなりの時間を要したり、塗膜
の種類によっては十分に色が着かないこともあった。

また、模様を形成するさいに、事前にマスキングパター
ンを印刷し、更に染色を施したのち、マスキングパター
ンを除去する特開昭８０−４８１７０の方法は、行程が
複雑になり、コストもかさむ。

本発明はこれらの問題点を一挙に解決し、！’［性に優
れる多様な外観を、容易に得ることのできる金属板及び
その製造法を提供する。

更に、現在プレコート鋼板の着色は、予め着色されたフ
ィルムを用いたり、予め色を決められた塗料を塗布焼付
することによっているが１本技術により、ライン上で自
由に色を着けたり、模様や柄を着けられ、少量多品種の
生産を能率的に行うことができるようになる。

課題を解決するための手段 すなわち、本発明の解決手段は下記のものである。

（１）表面に形成された染着可能でかつすでに着色され
ている合成樹脂層が、更に染色されていることを特徴と
する、染色されたプレコート金属板。

（２）金属板表面に、１層またはそれ以上の有機皮膜層
が形成され、該有機皮膜層の上に染着可能な合成樹脂層
が形成され、該合成樹脂層が染色されていることを特徴
とする、染色されたプレコート金属板。

（３）表面に形成された染着可能な合成樹脂層が、部分
的に或は模様状に形成されており、該合成樹脂層が染色
されていることを特徴とする。染色されたプレコート金
属板。

（０染着可能な合成樹脂層と金属板の間に、１層または
それ以上の有機皮膜層が形成されていることを特徴とす
る、（１）または（３）に記載の、染色されたプレコー
ト金属板。

（５）染着可能な合成樹脂層が多孔質であることを特徴
とする、（りから（０の何れかに記載の、染色されたプ
レコート金属板。

（６）染着可能な合成樹脂層が不織布であることを特徴
とする、（１）から（４）の何れかに記載の、染色され
たプレコート金値板。

（７）合成樹脂層がポリアクリル、エポキシ、ポリウレ
タン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポ
リ塩化ビニル、ポリオレフィンからなる群から選ばれる
１種類または２種類以上の樹脂の混合物または、共重合
体であることを特徴とする（１）から（８）の何れかに
記載の染色されたプレコート金属板。

（８）金属板表面に、染着可能な着色された合成樹脂層
を形成し、該合成樹脂層をさらに染色することを特徴と
する、染色されたプレコート金属板の製造方法。

（９）金属表面に、１層またはそれ以上の有機皮膜層を
形成し、該有機皮膜層の上に染着可能な合成樹脂層を形
成し、該合成樹脂層をさらに染色することを特徴とする
、染色されたプレコート金属板の製造方法。

（１０）金属板表面に、染着可能な合成樹脂層を形成し
、該合成樹脂層を捺染法によって染色することを特徴と
する、染色されたプレコート金属板の製造方法。

（１１）染着可能な合成樹脂層を、部分的に或は模様上
に形成し、該合成樹脂層を染色することを特徴とする、
染色されたプレコート金属板の製造方法。

（１２）染着可能な合成樹脂層を、部分的に或は模様上
に形成し、該合成樹脂層を染色することを特徴とする、
（８）から（ｌＯ）の何れかに記載された、染色された
プレコート金属板の製造方法。

（１３）染着可能な合成樹脂層が多孔質であることを特
徴とする、（８）から（１２）の何れかに記載の、染色
されたプレコート金属板の製造方法。

（１４）染着可能な合成樹脂層が不織布であることを特
徴とする、（８）から（１２）の何れかに記載の、染色
されたプレコート金属板の製造方法。

（１５）染着可能な合成樹脂層が、ポリエステル、ポリ
アクリル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンからなる
群から選ばれる１種類または２種類以上の樹脂の混合物
または共重合体であることを特徴とする（８）から（１
４）のいずれかに記載された、染色されたプレコート金
属板の製造方法。

すなわち、合成樹脂層を染色することにより多様な外観
が得られ、また合成樹脂層を部分的にあるいは模様状に
形成することによりマスキングすることなしに、染色に
よる模様や意匠をつけることができる。更にライン上で
合成樹脂層の色を自由にコントロールできる。

作用 本発明は染料による染色が、顔料による着色に比べて鮮
明性に優れること、基材表面に染料の単分子層が形成さ
れた場合には更に、外観に優れるという知見を基に、プ
レコート金属板の意匠性を高めるべく、染着樹脂層の種
類と構造、染料の適正化、染色方法について鋭意検討し
、さらに、ｍ維の分野では一般的に行われている捺染法
による染色を、プレコート金属板に適用する技術を確立
することによって完成された。

本発明における染着可能な合成樹脂層とは、染料によっ
て染色し得る合成樹脂からなる皮膜である。染着可能な
合成樹脂としては、例えば熱硬化性、或は熱可塑性のポ
リエステル、ポリウレタン、ポリアクリル、エポキシ、
ポリアミド、フェノール、ポリアミノ、ポリ塩化ビニル
、ポリ酢酸ビニル、ポリオレフィンの各樹脂及びこれら
を混合した物或はこれらの共重合体が挙げられる。これ
らの樹脂は製品に要求される性能、必要な染着性に応じ
て選択され、ポリイソシアネート樹脂、メラミン樹脂、
フェノール樹脂等を架橋剤として使用することもできる
。

また、合成樹脂層を塗料によって形成する場合には、顔
料、充填剤、各種添加剤（酸化防止剤。

紫外線吸収剤、消泡剤など、溶剤あるいは水、着色剤（
染料も含む）等、塗料として必要とされるものを添加す
ることができる。塗料は、溶剤型、水系、粉体なとどの
形態の物でも良い。

また、合成樹脂層をフィルムによって形成する場合には
、可塑剤、顔料、充填剤、添加剤等の添加や、接着剤層
、接着用フィルムの積層環、フィルムをラミネートして
プレコート金属板を製造するときに必要とされる処方を
とることができる。

更に、フィルムに予め印刷や染色により色付け、柄付け
を施しておくこともできる。

合成樹脂層が、多孔質や不織布の場合には、染料が合成
樹脂層中に浸透し易く、より容易に染色が可能である。

たとえば、市販されている合成樹脂製の多孔質フィルム
や、合成樹脂製の不織布（フィルム）を用いることがで
きる。

染着可能な合成樹脂が熱硬化性塗料を塗布焼き付けるも
のであるときは、塗料を完全に硬化する条件より穏やか
な条件で焼き付ける、つまり半硬化の状態にしておくと
染色性が良くなることが多い、より硬化が進むと、染料
の浸透性が悪くなるためであると考えられる。該合成樹
脂層を半硬化させてＭき、それに染料液をつけた後の加
熱工程で染料の固着と合成樹脂層の硬化を同時に行えば
よい。

また、エネルギー線硬化型の塗料の場合には、塗料を塗
布後、溶剤を揮散させて塗膜表面をタックフリーにして
から染料液をつけ、エネルギー線を当てて塗料を硬化さ
せると、エネルギー線を照射して硬化させた後に染色す
るよりも、染色性はよい。

染着可能な合成樹脂層の形成方法はどのようなものでも
良い、たとえば、塗料の塗布乾燥によるもの、フィルム
を張り付けることによるもの、蒸着によるものなどがあ
る。

合成樹脂層を塗料の塗布、硬化乾燥によって形成する方
法を述べる。塗布方法としては、浸漬法、カーテンフロ
ー法、ロールコート法、静電法、刷毛塗りなどが用いら
れ、膜厚は特に限定されるものではないが、乾燥膜厚０
．５〜４０ＩＬが普通である。硬化乾燥の方法としては
、熱風乾燥、常温乾燥、近赤外線乾燥、遠赤外線乾燥、
誘導加熱乾燥等が挙げられ、硬化乾燥の温度は、塗料の
成分によって適宜選択されるが、概ね６０〜３００℃程
度である。

合成樹脂層をフィルムの貼りあわせによって形成する方
法を述べる。基本的には、接着剤塗布、乾燥、フィルム
の貼り合わせ（圧着）の各工程からなる。フィルムに予
め接着層が形成しである時には、接着剤の塗布工程は省
略できる。この場合でも接着を容易にかつ確実に行うた
めには、金属板を加熱してからフィルムを貼り合わせる
。貼り合わせ後に冷却工程を入れてもよい、接着剤の厚
みは任意であるが、１〜１００　＃Ｌ程度がよく用いら
れる。加熱温度も、接着剤やフィルムの種類によって選
択すればよく、通常５０〜２５０℃程度である。接着性
のフィルムを用いる場合にも同様の温度が用いられるこ
とが多い。

表面に形成された染着可能な合成樹脂層が、既に着色さ
れていると、その合成樹脂層を更に染色することによっ
て、多様な外観が得られる０例えば、着色された合成樹
脂層に、模様や柄を染色したり、着色された合成樹脂層
に更に色を重ねことによって、深みのある色を出せる。

但し、この場合、該合成樹脂層はプレコート金属板とし
て必要な性能の他に、染着性を要求されるため、その選
択の幅が小さくなる可能性はある。

染色は一般に繊維で行われている方法で行うことができ
、特に限定されるわけではないが、浸漬法、塗布法、捺
染法などがある。浸漬法は、染料液に金属板を浸漬する
ことによって染色する方法で、主に無地染め用である。

塗布法は、塗料液（染料を溶かした。或は分散した液）
を塗り付けてから、合成樹脂層へ移行する方法、捺染法
は、染料糊を金属板に塗布したのちに染料を金属板上の
合成樹脂層に移行させる方法である。塗布法と捺染法に
ついて、無地染めと捺染染めの適用可能範囲を、表１に
まとめた。

捺染法によって染色される場合には、かなり精密な柄や
、模様を描くことが可能で、特に意匠性に優れたプレコ
ート金属板が得られる。また、片面のみの処理や、鋼板
の一部にのみ染色を施すことが可能で、ステンレス、チ
タンなどの美しい下地の光沢等を活した染色や、染色さ
れた透明な合成樹脂層を積層して特異な外観を作るなど
、多様な意匠を付与できる。

染料の種類は限定されないが、分散染料、酸性染料、金
属錯塩染料、カチオン染料、反応性染料、アゾイック染
料、バット染料、硫化染料、硫化バット染料、直接染料
、蛍光染料などを用いることができ、染着可能な合成樹
脂層の種類や、必要な性能等を考慮して選択すれば良い
。

染料は、水や溶剤に溶解または分散して使用される。こ
のとき２分散助剤、脱泡剤などの添加剤や、増粘剤なと
一般的に染料液に使用される物を添加することができる
。捺染法によって、柄や模様を染色する場合には、染料
に親水性のコロイドを増粘剤として加えることができる
。染色時に。

親木性コロイドに吸着した染料が、−時的に樹脂の表面
に付着して、染着を補助するようにするためである、増
粘剤としては、通常の繊維の染色で用いられているもの
を用いることができる。たとえば、以下のような物が挙
げられる。

１、天然糊料 ｌ−１，植物性糊料 デンプン系−小麦粉、コーンスターチ、米粉ゴム系〜ア
ラビアゴム、ローカストビーンゴム、シラツゴム、トラ
ガントゴム、グアーゴム海藻系−アルギン酸ソーダ、ふ
のり、カラゲネート １−２．動物性糊料 卵白、カゼイン、ゼラチン ２、加工糊料 ２−１．加工デンプン 焼結デンプン−デキストリン、ブリティッシュガム エーテル化デンプンーソルビトーゼＣ５エステル化デン
プン−酢酸デンプン、燐酸デンプン その他−アルファデンプン ２−２．加工ゴム シラツゴムーナフ力クリスタルガム、アラボガム ロー力ストビーンゴムーメイプロガムＣＲ、インダル力
、ラメプリンＡ グアーゴムーメイプロガムＮＰ、シクニングＡＳ ２−３．繊維素誘導体 エーテル化型−チローゼＤＫＬ、メトセルＭＣ，ファイ
ンガムＨＥ エステル化型 ３、合成糊料 ３−１．ビニール系 ポリビニルアルコール−ゴーセノール、ポ／曳−ル ポリ酢酸ビニルーヨドゾール ３−２．ポリアクリル酸誘導体−ブロレズバインダー３
−３．その他 ４、エマルション糊料及び／Ｘ−フエマルション０７Ｗ
タイプ、Ｗ１０タイプ 増粘剤は使用する合成樹脂、染料、加工装置などの種類
に応じ適当なものを単独あるいは２種類以上を混合して
使用する。

また、必要に応じて染料溶解剤、均染剤、促染剤、濃染
剤、湿分保持剤、作業性向上剤（目つまり防止剤、紗離
れ改良剤等）　、　ｐＨ１ｌ整剤、ｉＩ元防止剤等の加
工補助剤を使用することができる。

これらの染料を塗布した後、染料を合成樹脂層に固着さ
せ、必要なら余分な染料を除去する。染料の固着を促進
するために、染料をつけた後加熱処理をすることが望ま
しい、加熱処理により、染料は合成樹脂層に浸透しく或
は吸着し）より強固な染着ができる。

合成樹脂層が多孔質の場合や、不織布を用いた場合には
、比較的染料の浸透性がよく、従って染料の固着もしや
すいため、加熱処理は必要ないこともあるが、状況の許
す範囲で適度な加熱処理を施すことが望ましい、染料液
や染料糊を加熱しておくことによって、染料の付着と浸
透、固着を同時に行うこともできる。

染料を合成樹脂層に固着させる方法としては、物理的に
吸着させる方法と、化学的に反応させて固着する方法が
ある。この際、熱によって拡散や、反応を助長すること
ができる。熱の与え方も、熱風を吹き付ける、アイロン
のような物でプレスする、エネルギー線（例えば近赤外
線、電子線など）を当てる。誘導加熱のように金属板側
から熱を与える。金属板を加熱するなどあら°ゆる方法
が可能である。

染料の１合成樹脂層への移行を促進するために、固着の
前に予備乾燥行程を入れてもよい、予備乾燥は、例えば
、室温から２００℃で２０秒から１０分程度行えば良い
、染料の固着には、乾熱方式と、高温蒸気を使用する温
熱方式がある。

固着温度は、染色の状況に応じて適宜選択できるが、乾
熱方式の場合８０〜２２０℃で２０〜１８０秒程度の条
件が、よく用いられる。温熱方式は、常圧飽和蒸気によ
るもの、高圧飽和蒸気によるもの。

常圧過熱蒸気によるものなどがある。固着条件は状況に
応じて適宜選択１きるが、前者では８０〜１２０℃／ｌ
〜６０分、中老で８０〜１４０℃／１０〜６０分、後者
で１００〜ｂ 一般的である。また、熱プレスも（例えば、アイロンの
様なものでプレスする）適用できる。

また、固着しない染料を除去する行程が必要である。未
固着染料を除去する方法としては、水洗、湯洗、溶剤洗
、ソープによる洗沙などがあり、処理温度は特に限定さ
れないが、通常室温から　１００℃の間で行われる。

本発明では更に、金属板表面に１層またはそれ以上の有
機皮膜層が形成され、該有機皮膜層の上に染着可能な合
成樹脂層が形成され、該合成樹脂層が染色されたプレコ
ート金属板も提案する（ここで、有機皮膜層と合成樹脂
層と言う言葉を用いているが、これは発明の内容を分か
りやすくするために便宜的に別の言葉を使った物であり
、特に区別はない、）、これは、染色性の良い合成樹脂
層が必ずしもプレコート鋼板に必要な性能を満足してい
ないと言う実験結果にもとす〈発明である。

つまり、上層の染着可能な合成樹脂層には、染色性を主
に付与し、下層の有機皮膜層にその他必要な性能を持た
せた上で、染色による意匠性を付与しようと言うもので
ある。たとえば、下層に加工性の良い有機皮膜を形成し
、上層に染着性の優れる合成樹脂層を形成して染色を施
すことにより、加工性の良いかつ意匠性に優れるプレコ
ート鋼板が得られる。

プレコート鋼板用の合成樹脂層には高度の性能が要求さ
れるケースが多く、要求性１駈と染着性が両立しないと
きにはこの処方がとれる。染着性の良い合成樹脂層は予
め顔料や染料で着色されていても良いし、無着色であっ
ても良い、下層は着色されていても、いなくても良い、
また、下層にも染着性のよい合成樹脂層を形成して、染
色を施した後に、上層の染着可能層を形成して更にこれ
を染色する、というような多層にわたる染色も可能であ
る。有機皮膜層、染着可能な合成樹脂層共に、１層また
はそれ以上の層を形成することができる。

染着可能な合成樹脂層は均一に形成されていても良いし
、部分的に或は模様状に形成されていても良い、すなわ
ち、染着可能な合成樹脂層を部分的に或は模様状に形成
することにより、模様やデザインをプレコート金属板に
付与できる。

染色された合成樹脂層の保護、外観の向上、表面硬度や
耐汚染性など表面特性の向上、耐食性の向上、耐候性の
向上などのために、染着可能な合成樹脂層を染色した後
に、更にその上に１層以上の合成樹脂層を形成すること
ができる。この合成樹脂層は、例えばこれまでに述べた
有機樹脂層や合成樹脂層の例の中から選べばよい、形成
方法も同様である。

上記の有機皮膜層や、合成樹脂層は、金属板の上に形成
されるが、耐食性や密着性の向上などのために必要に応
じて金属板の上に前処理層とプライマー層が形成されて
いても良い（どちらか片方でもよい、）、前処理として
は、燐酸亜鉛処理。

燐酸鉄処理、クロメート処理、複合酸化皮膜処理など、
プレコート金属板で一般的に使用されているものが挙げ
られる。化成処理層は、燐酸亜鉛処理、燐酸鉄処理、ク
ロメート処理、複合酸化皮膜処理などの薬液を、浸漬法
、スプレー法、ロールコート法などで塗布後、乾燥（必
要なら加熱乾燥）して得られる。

ブライマーも、ポリエステル系、エポキシ系など通常市
販されているものを用いることができる。プライマー層
は、プライマー塗料の塗布、硬化乾燥によって形成する
のが一般的であり、エポキシ系、ポリエステル系、ポリ
ウレタン系、フェノール系、アクリル系或はこれらの共
重合体などが、例としてあげられる。塗布方法としては
、浸漬法、カーテンフロー法、ロールコート法、静電法
、刷毛塗りなどが用いられる。硬化乾燥の方法としては
、熱風乾燥、常温乾燥、近赤外線乾燥、遠赤外線乾燥、
誘導加熱乾燥等が挙げられ、硬化乾燥の温度は、塗料の
成分によって適宜選択されるが、概ね６０〜３００℃程
度である。

フィルムを貼り合わせることによって有機皮膜層や合成
樹脂層を形成する場合には、貼り合わせの前に接着剤層
を形成する必要を生じることがあるが、接着剤層は、上
に述べたプライマー層の形成と同様の方法で行える。

前処理層、プライマー層、接着剤層は、適宜組み合わせ
て必要なものを形成すればよい。

金属板としては、冷延鋼板、熱延鋼板、各種めっき鋼板
（例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、合金
化亜鉛めっき鋼板、錫めっき鋼板、鉛めっき鋼板、アル
ミめっき鋼板、クロムめっき鋼板など）、ステンレス板
、チタン板、アルミ板、などが使用できる。

以下１本発明を実施例によって説明する。

実施例 本発明のプレコート金属板の構成を、第１図に示す。

ａとｆ層は、必須である。ｂ、ｃ、ｄ、ｅ層は８必要に
応じて形成する。

表２と表３に、本発明例と比較例を示した。使用した基
材は、電気亜鉛メツキ鋼板（亜鉛付着量片面２０ｇ／ゴ
）に電解クロメート処理（クロム付着量２０１ｇ／ｍ”
）を施した物と、溶融亜鉛メツキ鋼板（亜鉛付着量片面
Ｂｏｇ／ｍ″）に塗布クロメート処理（クロム付着量５
０鳳ｇ／ｒｎ’）を施した物を使用した。どちらも、同
様の仕上がりであったので、表２、表３は基材の区別を
していない。

（以下余白） 発明の効果 表２に示すように、本発明例による金属板は、鮮明性や
着色層の密着性に優れる。また、表３の様に染色層を多
層化した場合にも、外観と共に鮮明性や着色層の密着性
に優れた金属板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例におけるプレコート金属板の構成図であ
る。 ａ・Φ争染色可能な合成樹脂層、ｂ・・・有機樹脂層、
Ｃ・・働接着剤層、ｄ−・・プライマー層、ｅ・・・化
成処理層、ｆ・番・金属板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に形成された染着可能でかつすでに着色されて
   いる合成樹脂層が、更に染色されていることを特徴とす
   る染色されたプレコート金属板。 ２、金属板表面に、１層またはそれ以上の有機皮膜層が
   形成され、該有機皮膜層の上に染着可能な合成樹脂層が
   形成され、該合成樹脂層が染色されていることを特徴と
   する染色されたプレコート金属板。 ３、表面に形成された染着可能な合成樹脂層が、部分的
   に或は模様状に形成されており、該合成樹脂層が染色さ
   れていることを特徴とする染色されたプレコート金属板
   。 ４、金属板表面に、染着可能な着色された合成樹脂層を
   形成し、該合成樹脂層をさらに染色することを特徴とす
   る染色されたプレコート金属板の製造方法。 ５、金属板表面に、１層またはそれ以上の有機皮膜層を
   形成し、該有機皮膜層の上に染着可能な合成樹脂層を形
   成し、該合成樹脂層をさらに染色することを特徴とする
   染色されたプレコート金属板の製造方法。 ６、染着可能な合成樹脂層を、部分的に或は模様状に形
   成し、該合成樹脂層を染色することを特徴とする、染色
   されたプレコート金属板の製造方法。