JPH04110072A - 艶消し塗装金属板の製造方法及び装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、塗料と艶消し用の粉粒体を使用して艶消し
塗装金属板を製造するに際して、静電気を利用して粉粒
体を塗着させることによって良好な艶消し塗装金属板を
高効率で製造する方法に関する。

［従来技術］ 塗装金属板は、従来、屋根材、外壁材など、主に外装用
に用いられてきた。このため、材料性能としては耐食性
や耐候性など、主に防錆機能が要求されていた。しかし
、近年塗装板が内装材として使われることが増え、アメ
ニティ材料としての性格が強く要請されるようになって
きた。このため、美観や触感が塗装材に求められる機能
として重要視されるようになった。この中でも、艶消し
材は高級感を与え、心理的に落着きのある環境を提供す
るものとして、歓迎されている材料の一つである。

この艷消し材は、基板である鋼板、アルミ板、プラスチ
ック板などの上に、低光沢塗料分塗布することによって
つくられる。従来、塗膜光沢を低下させる方法として、
塗膜表面に細かい凹凸を形成させ光を散乱させる方法が
採られている。このために、樹脂粉末やシリカ粉、酸化
チタン粉などを粉粒体として、高濃度でバインター樹脂
中に添加し、シンナーなどの溶剤と共に調合し艶消し塗
料としていた。そしてこれらの塗料は、一般に用いられ
るスプレィ法やロールコータ法等によって塗装されてい
た。

例えば、特開昭６３−１５８２４６号公報には粉粒体と
して、ポリアクリロニトリル樹脂粉末。

長石、マイカ、シリカ、チタン酸カリ繊維等を選び、バ
インダーにエポシキ樹脂、ポリエステル樹脂を用い、こ
のビヒクルを鋼板にロールコートし焼き付けて光沢を低
下させた塗装鋼板が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の塗装方法には次に示す種々の問題があっ
た。スプレィによって塗装する場合、金属板に塗着する
塗料は供給量の４０°。程度で」）り極めて塗布効率が
悪く、一般に艷消し塗料自体が高価なため塗装金属板の
製造費が高価になってしまう。しかも、素地である金属
板との密着性が劣るという欠点と有していた。

ロールコート法は塗布効率が９０％辺上と高くスプレィ
の問題と解決する有力な方法であり、又素地との密着性
も良いが、塗面の凹凸は、スプレィによって得られる塗
面に比べて平滑となり、塗膜の光沢度が低くならず良好
な艷消し面が得られず、金属板の冷たく堅い感じを拭い
去ることが出来なかった。

本発明は、このような従来の塗装方法の問題点を解決す
るためになされたものて効率良く粉粒体を金属板に塗布
し、素地との良好な密着性を得ると共に、仕上げ塗工面
の凹凸も十分確保し、良好な艶消し面を得て、落ち着き
のある種々の質感をもつ塗装金属板を製造する方法を提
供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、塗膜表面の凹凸を確保するための粉粒体をバ
インダー塗料とあらかじめ混ぜることはぜず、別々に金
属面上に塗布することによって、良好な艶消し表面を得
ようとするもので、あらかじめ金属板上に前記バインダ
ー塗料に相当する塗着剤を塗布し、次いで粉粒体を塗着
させるものであり、この粉粒体の塗布に静電気力を用い
て高効率に塗着することに特徴がある。即ち、あらかじ
め塗着剤を表面に塗布した金属板に対向して電極を配置
し、この金属板と電極との間に粉粒体を導入し、且つ、
金属板と電極との間に直流電圧を印加することによって
粉粒体を金属板に静電力を利用して吸引させ前記塗着剤
の表層に塗布する塗装金属板の製造方法であり、粉粒体
の導入の仕方によっては電極として網目状電極を用いて
もよいし、又、粉粒体をより強力に付着させるためには
、粉粒体を塗着した後に更に塗着剤を塗布するとよい。

［作用コ スプレィ法で塗装すると塗膜と素地との間に良好な密着
性が得られないのは、塗膜中に空隙の存在が避けられな
いからである。スプレィ法によって得られる塗膜を第８
図に模式的に示す０図で、１は金属板、２は塗膜、４は
粉粒体、５はバインダー塗料である。スプレィ時には、
粉粒体４と）（イングー塗料５と空気とが同時に吹き付
けられるので、塗膜２はバインダー塗料５が粉粒体４を
中心に粒状になって堆積した構造となっている。このた
め、金属板表面とのなじみが悪く密着性が劣り、良好な
加工性が得られない、ロールコータ法で艷消し面が得難
いのは粉粒体がバインダー塗料５の中に埋もれてしまう
からである。この様子を第９図に模式的に示す、バイン
ダー塗料５は連続して金属板１に接着しており密着性は
良好であるが、粉粒体４が塗膜２の内部に押しやられて
しまい、表面は平滑化される傾向が避けられない。

これに対して、この発明では塗着剤を塗布した後に粉粒
体を静電電着する。その原理を第１図に示す。図で、３
は塗着剤、１３は電極、１５は直流；源である。あらか
じめ塗着剤３か塗布された金属板１に対向して電極１３
を配置し、両者の間に固体の粉粒体４を導入する。この
状態で、金属板１を正に、電極１３を負に直流電圧を印
加すると、粉粒体４は負の電荷を帯び、正極即ち金属板
１に向かって飛翔する。そして、金属板１に吸弓されな
がら塗着剤３の表面に塗着して行く、このようにして、
形成された塗膜の断面を第２図に模式的に示す、粉粒体
４は塗着剤３の表面に塗着するために、深くまで侵入す
るものは少なく、大字は塗膜２の表面にその一部を突出
させる。このために、粉粒体４は塗膜の表層に高い密度
で分布し、塗工後の表面の凹凸は粗く、したがって良好
な艶消し塗装面やソフトな怒触面が得られる。これに加
えて、金属板との界面は、ｔｉ着剤３が金属板ｌとの間
に部分的に間隙を作ることらなく、均一に付着するので
、塗膜密着強度が高い。又、粉粒体は、静電場にあるた
め、浮遊しても電極間の空間内に拘束され外部に漏れに
くくなり、電圧勾配を１　ｋＶ／”　ｌｆｌ程度にする
と歩留りも高く、ロールコート法と同程度の９０％に達
する。なお、第１区では金属板の片面についてのみ図示
したが、両面と塗工する場合は他面についても同様であ
り、片面づつ付着量を変えたり、或は塗膜の種頭を変え
ることも出来る。

塗着剤は、粉粒体と金属板との接着の役目をする他、腐
食環境から金属板を保護する機能をも有している。この
塗着剤としては、一般に用いられる樹脂塗料を使用する
と簡便である０例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポ
リエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェニル樹脂、アミ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂フッソ樹脂、
シリコンポリエステル樹脂、アクリル樹脂等或はこれら
の変性樹脂又はこれらの一種または二種以上を組み合わ
せた樹脂からなる塗料が接着性、保護機能を併有してい
る。又、塗着剤の中には着色顔料、防錆顔料、体質顔料
等が含まれていても差し支えない、更に、塗着剤を塗布
する前に、防錆性を更に高めるなどのために、プライマ
ーを使用してもよい。

粉粒体は、用途によって選ばれ、樹脂粉や木材粉或はこ
れらの繊維と選ぶと柔らかな感じが得られ、セラミック
ス粉や砕石粒粉を選ぶと落ち着きと堅い感じを合わせ持
った質悪が得られる。粉粒体として他に、金属粉、ガラ
ス粉更に木材片等の粉粒頭や、金属繊維、カーボン繊維
、セラミック繊維、天然繊維、高分子繊維、ガラス繊維
などの繊維類、或はこれらを複合して用いることができ
る。粉粒体の粒径はいくら小さくても差し支えないが、
大きいほうは１０龍程度のものまでが扱い易い。

粉粒体に比較的大きいものが含まれるとき、粉粒体の塗
着面積が不足し粉粒体の付着力が不十分となる傾向があ
る。このような場合、粉粒体を塗着後にもう一度塗着剤
を塗布するとよい、この度目の塗着剤は粉粒体をしっか
り包み込み一度目の塗着剤に付着させる役割を果たす、
又、吸着性のある粉粒体を使用した場合などに起こりが
ちな、製品の汚染され易さを防止する作用もある。

この二度目の塗布は、最初の塗着剤が硬化する前に行っ
てもよく、又焼き付は硬化後に行ってもよい、更に、両
塗布剤は同種であっても又別種であってもよいが、二度
目の塗布ではその粘度を小さくするとよく、又その量も
多過ぎないように気をつける。これは、粉粒体による凹
凸を平滑化することを避けるためである。

粉粒体の塗着については、電極と金属板との間隔は５■
ｌ乃至３０ｍ１程度が適当であり、間隔が小さい場合、
印加する直流電圧はｌｋｖでも目的を達せられる場合も
あるが、電圧を高めれば塗着速度を大きくすることが出
来る。

この静電力を利用した塗着法は、帯状の金属板に連続的
に塗工する場合にも適しており、粉粒体を連続的に導入
することによって容易に連続塗着が可能となる。又、金
属板が水平或は垂直に位置する場合は勿論、その他に位
置する場合でも容易に塗工することが出来る。

更に、電極板を網目状とすることによって、電極を通過
して、粉粒体を導入すること出来る。このため、粗粒体
導入の仕方力種類が増え、種々の塗工方法に対して設備
的に対応が容易になる。

［実施例］ 金属板、塗着剤及び粉粒体を変えて種々の方法で粉粒体
を塗工し、艶消し鋼板を製作しその特性を調べた。

（実施例１） 金属板としてアルミ板を用い、水平に走行させながら連
続的に塗工した。

クロム付着量で５０■／ＴＩ＋２程度のクロメート処理
を行った後、塗着剤としてアクリル樹脂エマルジョンを
ロールコータ−によって乾燥膜厚２０μｍ塗布し、粉粒
体には平均粒径５Ｃ）Ａｚｍのシリカ粒子を用いこれを
塗着した。塗着に使用した装置の概要を第３図に示す１
図で１６はホッパー１７はコンベアーベルトである。塗
着剤３が塗布された金属板１を水平に進行させ、金属板
１と電極１３との間隔を４０ａｍとし、３５ｋｖの直流
電圧を直流電源１５により印加した。ホッパー１６から
コンベアーベルト１７によって金属板１と電極１３との
間に粉粒体４を運び、運ばれた粉粒体４は電界中で誘導
帯電し、静電気力により正の極である金属板１の下面に
向って飛翔し、塗着剤３の上に塗着し塗工された。この
後、金属板１を連続的に加熱炉へ導き、焼き付は処理を
施し塗膜を形成させた。

（実施例２） 金属板としてステンレス板（ＳＵＳ３０４）を用い、坂
を登るように走行させながら連続的に塗工した。

クロム付着量で４０Ｉ１ｇ／Ｔｒ？程度のクロメート処
理を行った後、塗着剤としてアミン変性エポキシ樹脂塗
料をロールコータ−によって乾燥膜厚２０μｍ塗布し、
太さ径１μｍ、長さｌ　ａｍ程度のセラミック繊維を用
いこれを塗着した。塗着に使用した装置の概要を第４図
に示す、塗着剤３が塗布された金属板１を傾斜をもたせ
て進行させ、金属板１と電極１３との間隔を３０■鳳と
し、２８ｋｖの直流電圧を直流電源１５により印加した
。実施例１と同じように、ホッパー１６からコンベアー
ベルト１７によって金属板１と電極１３との間に粉粒体
４を運んだ、運ばれた粉粒体４は電界中で誘導帯電し、
静電気力により正の極である金属板１の下面に向って飛
翔し、塗着剤３の上に塗着し塗工された。この後、焼き
付は処理を施し塗膜を形成させた。

（実施例３） 金属板として銅板を用い、鉛直に走行させながら連続的
に塗工した。

化成処理は施さずに清浄な表面に、塗着剤として、エポ
キシ樹脂塗料をロールコータ−によって乾燥膜厚２５μ
ｍ塗布し、粉粒体には平均粒径１００μｍの木材粉を用
いこれを塗着した。塗着に使用した装置の概要を第５図
に示す、塗着剤３が塗布された金属板１と電極１３との
間隔を２０鰭とし、１５ｋｖの直流電圧を直流電源１５
により印加した。ホッパー１６がらコンベアーベルト１
７によって金属板１と電極１３との間に粉粒体４を落と
し込んだ、落とし込まれた粉粒体４は電界中で誘導帯電
し、電界より外れて落下する粉粒体は殆ど無く、塗着剤
３の上に塗着し塗工された。塗着後、二度目の塗着剤と
して、ポリエステル樹脂塗料をスアレイにより固形分塗
布量で２０ｇ／♂塗布し、焼き付は処理を施し塗膜を形
成させた。

（実施例４） 金属板として鋼板を用い、両面に連続的に塗工した。

付着量１．５ｇ／ｍ”程度の燐酸亜鉛処理を行った後、
プライマーとしてエポキシ変性ポリエステル樹脂塗料を
乾燥膜厚７μｍ塗布し、その上に塗着剤として塩化ビニ
ル樹脂塗料をロールコータ〜によって乾燥膜厚５０μｍ
ｔｉ布した。粉粒体としては、平均粒径針４０μｍの酸
化鉄粉を用いこれを塗着した。塗着に使用した装置の概
要を第６図に示す０図で、１４は網目状電極、１８はロ
ールコータ−である９片面に塗着′Ｍ３が塗布された金
属板１の他面にもロールコータ−１８を用いて塗着剤３
を塗布し、金属板１の上面に対抗する電極には網目状電
極１４を用いた。下面に塗着する粉粒体４はコンベアー
ベルト１７によって運んだが、」二面に塗着する粉粒体
４は網目状電極１４の上方から網目を通過させて落とし
込んだ。金属板１と網目状電極１４及びｔ極１３との間
隔を各々３０１１１及び１５＋＋ｍとし、１５ｋｖの直
流電圧を直流電源１５により印加した。この後、焼き付
は処理を施し塗膜を形成させ、更に、二度目の塗着剤塗
布として、アクリルポリエステル樹脂塗料をローコータ
ーによって固形分塗布ｌて５ｇ／＋ｎ”！布し、再度焼
き付は処理分施し塗膜を形成させた。

（実施例５） 金属板として、板厚０．５ｍｍ、亜鉛付着量６０ｇ　／
　ｍ”の溶融亜鉛めっき鋼板を用い連続的に塗工したが
、金属板には付着量］、、２ｇ／ｍ”の憐酸亜鉛処理を
施し、膜厚５　Ｂ　ｍのエボシキ変性ポリエステル樹脂
塗料をプライマーとして塗布した。粉粒体塗着以降の条
件は次のようであった。

塗着剤　ポリエステル樹脂塗料 不揮発成分５０％ 乾燥膜厚　２０μｍ 粘度：　４０５ｅｃ （）オードカンブチスト：ＦＣ＃ｌ） 粉粒体　カーボンブラックで黒色に着色し、架橋硬化し
たポリウレタン樹脂で、 平均粒径３０μｍ。

電極　材質、銅 寸法２幅２ｍ、長さ２ｍ、厚さ２０　ａｍ　。

極間距離・４０ｍ＋ａ 直流電圧：３２ｋｖ 金属板走行速度　５０ｍ／分 ベルトコンベアー：材質：ウレタンゴム搬送速度１０　
ｍ　／　ｍ ライン長・４ｍ 幅；２ｍ 焼き付は条件：２５０℃、２分間 二度目の塗着剤：最初の塗着剤に同じ、但し、粘度は１
０ｓｅｃ／ＦＣ＃４に稀釈した。

使用した装置の概要を第７図に示し、この図を用いて製
造方法と説明する０図で、１９はロールコータ−５２０
はアンコイラ−１２１は前処理装置、２２．２３は焼き
付は炉、２４はコイラーである。金属板１をアンコイラ
−２０から金属板１を払出しながら前処理装置２１を通
してクリーニングを行い、塗着剤をロールコータ−１８
で塗布した。引き続いて電極１３に対向してその上を通
過させ、ここで粉粒体を塗着し、焼き付は炉２２で焼き
付けた。更に、ロールコータ−１９を用いて二度目の塗
着剤塗布を行った後、焼き付は炉２３を通して塗膜とな
し、コイラー２４に連続的に巻き取った。なお、金属板
１への直流電圧の印加は直流電源１５により行った。

（実施例６） 実施例５と同様に亜鉛めっき鋼板を金属板としたが、切
り板で用いた。亜鉛付着量は４５ｇ／ｍ”であり、めっ
き被膜にクロム量で５０　ｕ　／　ｒｎ”のクロメート
処理を施した後、エポキシウレタン樹脂塗料をプライマ
ーとして乾燥膜厚６μｍ塗布した。塗着剤としてはチタ
ン白顔料で着色したウレタン樹脂エマルジョンを乾燥膜
厚１５μｍ塗布し、粉粒体の塗工では電極板を水平に置
きその上に粉粒体を載せ、５　ａｍの間隔で金属板を対
向させ、２ｋｖの直流電圧を印加した。粉粒体には平均
粒径２μｍのガラス粉を用いた。塗着後、スプレィによ
り、弗素樹脂塗料を二度目の塗着剤として固形分塗布量
で２　ｇ　／　ｍ”塗布し、その後焼き付は処理を施し
塗膜を形成させた。

これらの実施例と比較するために、従来行われていたス
プレィ法（従来例１）及びロールコ−タ（従来例２）を
用いて艶消し塗装金属板を作製し特性を調べた。

これらの従来例では、エポキシウレタンバインダー樹脂
１００重量部に、カーボンブラックで着色し架橋硬化し
たポリウレタン樹脂粉末（平均粒径３０μｍ）１００重
量部を、シンナー１８０重量部を用いて塗料分散機で混
合調整した艶消し塗料を用いた。塗着法を除き、他の条
件は実施例５と同じである。

調べた特性は、表面の光沢度、表面粗さ、触感、塗料歩
留まり、加工性であり、各々次のように測定した。

光沢度・鏡面反射率を測定。

表面粗さ：先端５μｍＲの触針式粗さ計により測定。

外観・触感、感じをその優表現。

加工性：密着折り曲げを行った後、テープ剥離試験を行
い、試験部を１０倍に拡大 観察。

調べた結果を第１表に示す。

第１表 従来例については、スプレィ法では塗料歩留りが低く加
工性も劣り、ロールコータ−法では光沢度が高く外観　
触感でも金属板のもつ冷たい感じを払拭し得なかった。

これに対して実施例では何れも光沢度は低く表面粗さも
大きく、外観　触感も各々の粉粒体の持ち味が生かされ
ており、塗料歩留り、加工性も満足するものであった。

［発明の効果］ 以上述べてきたように、この発明によれば、金属板表面
に先ず塗着剤を確実に付着させた後に静電力を利用して
粉粒体を塗着側層表層に塗着する。このため、形成され
る塗膜の金属板への密着性は良好であり、且つ、艶消し
の度合いも高く、外観・感触共に下地金属の冷たく平板
な感じが拭い去られ、加えて塗装歩留まりも非常に高い
、このように、快適度に優れたアメニティ材料を効率良
く製造することを可能としたこの発明の効果は大きい。

傘粗さが大きく測定不能

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する電極の作用を示す概念
図、第２図は本発明によって得られる塗膜断面図の模式
図、第３図、第４図、第５図は本発明の実施例に用いた
塗着部の概略図、第６図は網目状電極を用いた塗着部の
概略図、第７図は一実施例を説明するための塗装装置の
概略図、第８図は従来のスプレィ法よって得られる塗膜
断面図の模式図、第９図は従来のロールコータ法によっ
て得られる塗膜断面の模式図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）あらかじめ塗着剤を表面に塗布した金属板に対向
   して電極を配置し、この金属板と電極との間に粉粒体を
   導入し、且つ金属板と電極との間に直流電圧を印加する
   ことによって粉粒体を金属板に吸引させ前記塗着剤の表
   層に塗布することを特徴とする艶消し塗装金属板の製造
   方法。
2. （２）電極に網目状電極を用いる請求項１記載の艶消し
   塗装金属板の製造方法。
3. （３）請求項１の方法により粉粒体を塗着剤の表層に塗
   布した後、更に塗着剤を塗布することを特徴とする塗装
   金属板の製造方法。