JPH08131944A - 塗装金属板の製造方法 - Google Patents
塗装金属板の製造方法Info
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- JPH08131944A JPH08131944A JP26793594A JP26793594A JPH08131944A JP H08131944 A JPH08131944 A JP H08131944A JP 26793594 A JP26793594 A JP 26793594A JP 26793594 A JP26793594 A JP 26793594A JP H08131944 A JPH08131944 A JP H08131944A
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Abstract
た塗膜を高周波誘導加熱方式により短時間に形成する塗
装金属板の製造方法の提供。 【構成】金属板表面に溶剤型塗料を塗布し、該塗装金属
板を高周波誘導加熱方式により加熱すると同時に、熱風
を吹付けて、焼付ける。溶剤型塗料は、(A)数平均分
子量10,000〜25,000、ガラス転移温度5〜40
℃、水酸基価5〜15のポリエステル樹脂と、(B)ト
リアジン環1基当りブトキシ基を平均1.8〜4.8個有す
るイミノ基型メラミン樹脂又はこれと完全メトキシ基型
メラミン樹脂との混合物からなるメラミン樹脂とからな
るポリエステル・メラミン樹脂100重量部に対し、ス
ルホン酸化合物のアミンブロック体を0.5〜2重量部配
合したものである。
Description
え、かつ耐汚染性に優れた塗膜を高周波誘導加熱方式に
より短時間に形成する、塗装金属板の製造方法に関す
る。
どへの塗装は、金属板を、切断加工、折曲げ加工などに
より成形加工した後塗装する、いわゆるポストコート法
が主流であったが、このポストコート法は、塗装作業性
が悪いばかりでなく、被塗物が複雑な形状の場合、全面
を均一に塗装することが困難であるといった問題を有し
ていた。そこで、亜鉛メッキ鋼板、冷間圧延鋼板、アル
ミニウム板などの板状もしくはコイル状の金属板を予め
塗装し、塗膜を硬化させた後、この塗装板を成形加工す
る、いわゆるプレコートメタル(以下、「PCM」とい
う)法が採用されるようになってきた。しかし、PCM
法で形成された塗膜には、成形加工時の金属素材の伸び
や曲げに追随できる塗膜の加工性(すなわち、可撓性)
と同時に、成形加工後に、この加工性と相反する高硬度
及び耐汚染性などの塗膜性能が要求され、これら両者の
性能を同時に満足するPCM用塗料は、いまだ開発され
ていない。例えば、PCM用のポリエステル・メラミン
樹脂系塗料として特公昭61−32351号公報、特公
昭62−34273号公報には、塗膜硬度と加工性のバ
ランスのとれた塗料について開示されているが、タバコ
やカラシ等に対する耐汚染性は不十分なものであった。
また、従来、塗装金属板の塗膜を硬化させる手段とし
て、熱風炉や誘導加熱炉を使用するものが実用化されて
いる。しかしながら、前記熱風炉を使用する方法は、熱
風を塗膜表面上方から吹付けるため、急激に加熱する
と、塗膜内部の溶剤が上手く蒸発出来ず、塗膜にワキが
発生しやすい。一方、そのようなワキを防止するために
は、ラインスピードを遅くする等の手段により、加熱を
穏やかに行う必要があり、生産性が多少劣るといった問
題があった。一方、前記誘導加熱炉を使用する方法は、
加熱が塗膜の内部から行われるため、塗膜表面の硬化が
不十分となりやすく、その結果、塗膜の硬度不良等が生
じやすくなるといった問題があった。
問題点を解決し、塗膜に加工性と、それと相反する性状
の高硬度と耐汚染性とを付与出来き、かつ硬化塗膜のワ
キ等を発生させることなく、短時間に形成し得る塗装金
属板の製造方法を提供することを目的とする。
属板表面に (A)数平均分子量10,000〜25,000、ガラス転
移温度5〜40℃、水酸基価5〜15のポリエステル樹
脂と、 (B)(B−1)トリアジン環1基当りブトキシ基を平
均1.8〜4.8個有するイミノ基型メラミン樹脂と、もし
くはこれと(B−2)完全メトキシ基型メラミン樹脂と
を重量比で(B−1)/(B−2)=50/50〜90
/10の割合で混合せしめたメラミン樹脂と、を重量比
で(A)/(B)=70/30〜85/15の割合で混
合したポリエステル・メラミン樹脂100重量部に対
し、 (C)スルホン酸化合物のアミンブロック体を0.5〜2
重量部、配合してなる溶剤型塗料を塗装し、該塗装金属
板を高周波誘導加熱方式により加熱すると同時に、熱風
を吹付けて焼付けることを特徴とする塗装金属板の製造
方法を提供するものである。
使用する溶剤型塗料は、ポリエステル樹脂(A)、その
架橋剤であるメラミン樹脂(B)、酸触媒(C)及び有
機溶剤を必須成分とし、さらに必要に応じて各種顔料、
添加剤、改質樹脂、可塑剤等を配合したものである。前
記ポリエステル樹脂(A)は、多塩基酸と多価アルコー
ルとを常法により縮合重合させることにより製造される
が、その製造の際に末端封鎖剤として安息香酸等も使用
して分子量を調節してもよい。この多塩基酸としては、
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル
酸、トリメリット酸等の芳香族多塩基酸や、蓚酸、マロ
ン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン
酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族多塩基酸、その他
シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロトリメリッ
ト酸等、又はこれらの低級アルキルエステル、もしくは
酸無水物等が代表的なものとして挙げられ、これらの一
種以上を使用することができる。また、多価アルコール
としては、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチルペン
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シ
クロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、
ジエチレングリコール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、トリメチレングリコール、トリメチロー
ルエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペン
タエリスリトール、ソルビトール等が代表的なものとし
て挙げられ、これらを一種以上使用してもよい。
酸と多価アルコールとを適宜組合せ、反応させて得られ
た、数平均分子量(以下、「Mn」という)が10,00
0〜25,000、好ましくは12,000〜20,000;
ガラス転移温度(以下、「Tg」という)が5〜40
℃、好ましくは10〜35;水酸基価が5〜15、好ま
しくは7〜13の樹脂である。Mnが前記範囲より大き
いと有機溶剤に溶解しにくくなり、塗装作業性が悪くな
り、逆に小さいと切断、折り曲げなどの加工性や耐汚染
性等が低下するため好ましくない。また、Tgが前記範
囲より高いと切断、折り曲げなどの加工性が低下し、逆
に低いと硬度、耐汚染性が低下するため好ましくない。
また、水酸基価が前記範囲より大きいと切断、折り曲げ
などの加工性が低下し、逆に小さいと硬度や耐溶剤性等
が低下するため好ましくない。なお、ポリエステル樹脂
の酸価については、特に制限はないが、一般的には10
以下が好ましい。
ジン環1基当りブトキシ基を平均1.8〜4.8個有しかつ
イミノ基を1.0 個以上有するイミノ基型メラミン樹脂
(B−1)を使用する。このようなイミノ基型メラミン
樹脂を使用することにより、タバコやカラシ等に対する
耐汚染性が向上する。なお、イミノ基型メラミン樹脂
(B−1)は、トリアジン環にブトキシ基とイミノ基を
有するメラミン樹脂以外に、ブトキシ基及びイミノ基が
前記範囲の個数を有するものであれば、残りの箇所にメ
トキシ基、プロポキシ基、メチロール基等を有するメラ
ミン樹脂も使用可能である。また、本発明においては、
前記イミノ基型メラミン樹脂(B−1)を使用すること
により耐汚染性の優れた塗膜が得られるが、耐溶剤性を
向上させるため、さらに望ましくは完全メトキシ型メラ
ミン樹脂(B−2)を併用してもよい。前記イミノ基型
メラミン樹脂(B−1)と完全メトキシ基型メラミン樹
脂(B−2)との混合割合は、重量比で(B−1)/
(B−2)=50/50〜90/10が適当である。な
お、前者が前記範囲より多いと、耐溶剤性向上の効果が
十分発揮されず、逆に少ないと本発明の目的の一つであ
る耐汚染性が低下するため好ましくない。ポリエステル
樹脂(A)と前述の(B−1)又は(B−1)と(B−
2)からなるメラミン樹脂(B)との混合割合は、重量
比で(A)/(B)=70/30〜85/15、好まし
くは75/25〜80/20である。ポリエステル樹脂
(A)が前記範囲より多いと、耐汚染性、硬度、耐溶剤
性等が低下し、逆に少ないと加工性等が低下するため好
ましくない。
ンブロック体(C)は、ドデシルベンゼンスルホン酸、
パラトルエンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホ
ン酸、メタンスルホン酸等のスルホン酸化合物をイソプ
ロパノールアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルア
ミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソブチルアミン、
ジ−n−ブチルアミン、モルホリン、N−メチルモルホ
リン、N,N−ジメチルアリルアミン、N−メチルピペ
リジン、ピリジン等のアミン化合物でブロック化せしめ
たもので、触媒作用を一時的にブロックし、塗膜を焼付
けた際、熱によりブロック剤であるアミン化合物が解離
し、その時点ではじめて触媒としての機能を発揮するも
のである。なお、スルホン酸化合物のアミンブロック体
(C)は、塗膜表面付近では、焼付けにより解離し、ア
ミンが揮発するため活性な酸触媒濃度が高くなり、一方
塗膜内部では解離したアミンが塗膜外に出にくいため活
性な酸触媒濃度は低い。その結果塗膜表面付近ではメラ
ミン樹脂の自己縮合が起こり易くなり、塗膜表面に向か
ってメラミン樹脂が濃化し、架橋層を形成するため塗膜
表面は、耐汚染性の優れたものとなり、一方塗膜内部
は、硬度が塗膜表面付近に比較し、さほど高くならず、
可撓性のあるものとなると考えられる。
物を使用した場合は、酸触媒濃度が塗膜内部と塗膜表面
付近とで差が少ないため、アミンブロックしたスルホン
酸化合物を使用した場合の前述の現象は生じない。スル
ホン酸化合物のアミンブロック体(C)の配合量は、ポ
リエステル樹脂(A)と前述の(B−1)又は(B−
1)と(B−2)からなるメラミン樹脂(B)の混合物
100重量部に対し0.5〜2重量部、好ましくは0.8〜
1.5重量部である。スルホン酸化合物のアミンブロック
体(C)が前記範囲より多いと加工性等が低下し、逆に
少ないと硬度、耐汚染性等が低下するため好ましくな
い。前記有機溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素類、ブタノール、プロパノール、エチレン
グリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモ
ノブチルエーテル等のアルコール類、ブチルアセテー
ト、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテ
ート等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケト
ン類など通常塗料用に使用される各種有機溶剤が使用可
能である。また、必要に応じ配合する前記顔料として
は、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシ
アニンブルー等の着色顔料や炭酸カルシウム、タルク、
硫酸バリウム、カオリン、クレー等の体質顔料などの通
常塗料用に使用される各種顔料が使用可能である。
ては、顔料分散剤、沈降防止剤、消泡剤、レベリング
剤、紫外線吸収剤、抗菌剤などの通常塗料用に使用され
る各種添加剤が使用可能である。本発明で使用する溶剤
型塗料は、以上説明した構成成分からなり、有機溶剤の
配合量は、塗装作業性に合せて、塗料粘度が40〜20
0秒(フォードカップNo. 4/室温)になるような量が
適当である。また顔料の配合量は、塗料固形分中0〜6
0重量%が適当であるが、選択する色や性能に応じて適
宜決められる。また、添加剤の配合量は、塗料固形分中
0〜5重量%、好ましくは1〜3重量%が適当である。
本発明で使用される溶剤型塗料は、このような構成成分
を練合分散し、顔料分散度がグラインドゲージA法10
μm以下としたものが適当である。次に、この溶剤型塗
料を塗装した金属板の製造方法について、説明する。金
属板表面に、前述の溶剤型塗料を塗布し、後述する焼付
け方式によって塗膜を硬化させるが、金属板の種類、形
成される塗膜の層数は限定されない。金属板としては、
例えば、鋼板、アルミ板、ステンレス板、チタン板、銅
板等の各種金属板が挙げられる。このうち、鋼板の例と
しては、冷延鋼板、熱延鋼板、亜鉛メッキ鋼板、合金化
亜鉛メッキ鋼板、亜鉛−鉄合金メッキ鋼板、亜鉛−アル
ミ合金メッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、クロムメッキ鋼
板、ニッケルメッキ鋼板、亜鉛−ニッケル合金鋼板、錫
メッキ鋼板等が挙げられる。
その表面に前処理を施したもの、プライマーを施したも
の、あるいは前処理−プライマーを施したものであって
もよい。なお、前処理としては、水洗、湯洗、酸洗、ア
ルカリ脱脂、研磨、クロメート処理、リン酸亜鉛処理、
複合酸化被膜処理等があり、これらを単独又は組合せて
塗装前処理を行う。前処理の条件は、金属板の種類等に
応じて適宜選択すればよい。また、プライマーとして
は、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系等があ
り、これをロールコーター、カーテンフローコーター、
ローラーカーテンコーター、静電塗装機、ブレードコー
ター、ダイコーター等で塗装し、次いで常温放置で、あ
るいは熱風炉、誘導加熱炉、誘導加熱と熱風との併用
炉、近赤外炉、遠赤外炉、活性エネルギー線照射炉等で
常法に従って硬化乾燥することによって、プライマー層
が得られる。プライマー層の膜厚は、通常、0.5 〜30μ
m 程度が適当である。
た、もしくは施さない金属板表面に前述の溶剤型塗料
を、ロールコーターや、カーテンフローコーター、ロー
ラーカーテンコーター、静電塗装機、ブレードコータ
ー、ダイコーター等の塗装機で、乾燥膜厚が約15〜30μ
m になるように塗装し、次いで、該塗装金属板を高周波
誘導加熱方式により加熱すると同時に塗膜表面に熱風を
吹付けて、焼付けし、塗膜を硬化させる。なお、本発明
において使用する焼付け炉につて、その代表的な一例の
概略図である図1を参照して説明する。焼付炉1には、
塗装金属板Aを誘導加熱するための電源装置2に接続さ
れたコイル3と、塗装金属板A表面に熱風を吹付けるた
めの熱風発生装置4に接続された熱風吹出口5が設けら
れており、熱風吹出口5は、熱風を塗装金属板Aの移動
方向と反対の方向に向かって吹付けるように配設されて
いる。電源装置2は、サイリスタ等を使用し、コイル3
に6〜10KHz 程度の高周波誘電圧を印加するものであ
る。電源装置2は、コンピューター等により、コイル3
に流す電流を制御しており、金属板の材質や、厚さ、塗
膜の厚み等に応じて適度な加熱制御ができるようになっ
ている。なお、図1においては、コイル3は塗装金属板
Aを巻くように配設され、磁力線が塗装金属板の進行方
向に発生する構成になっているが、塗装金属板Aの上面
と下面に一対のコイルを配設し、磁力線が塗装金属板の
厚さ方向に発生する構成であってもよい。
を塗装金属板Aの移動方向と反対の方向に向かって、吹
付けるように配設されているが、塗膜表面全面に熱風が
吹付けられれば、特に方向、方法等は限定されない。本
発明の方法においては、前述の通り、塗装金属板を焼付
炉に導入し、最高板温(以下「PMT」という)約20
0〜250℃になるように誘導加熱するとともに、15
0〜280℃、好ましくは180〜250℃の熱風を風
速0.1 〜8 m/秒、好ましくは1〜5m/秒で吹付けなが
ら、塗装金属板をラインスピード10〜100m/分、好
ましくは20〜80m/分で移動させ、約20〜50秒間
焼付を行い、焼付炉から出た時点で水冷等の手段により
急冷させ、本発明の塗装金属板を製造する。
得られる塗膜は、加工性及び、それと相反する性状の高
硬度と耐汚染性に優れ、かつ該塗膜をワキ等を発生させ
ることなく、短時間に形成できるため、生産性が向上す
る。
説明する。なお、実施例中「部」、「%」は重量基準で
示す。
ポリエステル樹脂系プライマー〔「Vニット#160プ
ライマー」(大日本塗料社製商品名)〕を乾燥膜厚5μ
mになるように塗布し、PMT204℃で、30秒間焼
付硬化させた。次いで、表1及び表2に示す塗料組成物
を、乾燥膜厚が20μmになるようにロールコーターに
て連続塗装し、次いで、図1に示す焼付炉に入れ、PM
T232℃で40秒間焼付け、塗装金属板を製造した。
なお、焼付条件は、次の通りとした。 高周波電圧 8KHz 熱風温度 200℃ 熱風速度 5m/秒 ラインスピード 50m/分 焼付時間 40秒 実施例1〜8及び比較例1〜8で得られた塗板につき、
外観、光沢、鉛筆硬度、加工性、耐汚染性、耐溶剤性の
各試験を行ない、その結果を表1及び表2の下段に示し
た。なお、各試験方法及び評価基準は、次の通り行なっ
た。 外 観 :塗膜外観を目視判定した。 ○:異常なし、×:ワキ発生 光 沢 :60度鏡面光沢度をJIS K 5400
の方法に従い測定した。 ○:80以上、△:75〜79、×:74以下 鉛筆硬度 :JIS K 5400の方法に従い測定し
た。 ○:F以上、△:HB、×:B以下 加工性 :塗板を20℃で、T−bendテストを行な
い、10倍ルーペでクラックの有無を判定した。 ○:2T以下、△:3T、×:4T以上 耐汚染性(1):水に溶いたカラシを塗板に塗布し、2
0℃、24時間放置後、中性洗剤にて洗い、汚染の程度
を判定した。 ○:極くわずか着色もしくは全く着色せず、△:少し着
色、×:ひどく着色 耐汚染性(2):塗板を入れた密封容器中でタバコを燃
焼させ、24時間放置後、中性洗剤にて洗い、汚染の程
度を判定した。 ○:極くわずか着色もしくは全く着色せず、△:少し着
色、×:ひどく着色 耐溶剤性 :キシレンを浸み込ませたガーゼで塗面を1
00回こすった後の塗膜外観とガーゼの汚れ程度を判定
した。 ◎:プライマー層の露出なく、ガーゼの汚れもほとんど
ない ○:プライマー層の露出ないが、ガーゼの汚れある、 △:50〜100回のこすりでプライマー層露出、 ×:50回未満のこすりでプライマー層露出
のみにより焼付けた以外は、同様にして塗装金属板を製
造し、同様の試験を行い、その結果を同表2の下段に示
した。 比較例10 実施例1において、高周波誘導加熱せずに、熱風吹付け
のみにより熱風乾燥炉で40秒間焼付けた以外は、同様
にして塗装金属板を製造し、同様の試験を行い、その結
果を以下の同表2に示した。
合に従って、ポリエステル樹脂を製造した。
る。
ク体 注6)ドデシルベンゼンスルホン酸 注7)ソルベッソ#150とシクロヘキノンとイソホロ
ンの(50:40:10)からなる混合溶剤
によって得られた塗膜(実施例1〜8)においては、ワ
キ等の異常発生がなく、また、硬度、加工性、耐汚染
性、耐溶剤性等において優れた塗膜性能を有していた。
一方、Mnの小さいポリエステル樹脂を使用した比較例
1、7では、耐汚染性が悪く、加工性も劣っていた。ま
た、トリアジン環にブトキシ基6個有する完全ブトキシ
基型メラミン樹脂を使用した比較例2、8では、耐汚染
性が悪かった。また、完全メトキシ基型メラミン樹脂を
使用した比較例3では、耐汚染性が悪かった。また、ポ
リエステル樹脂過剰の比較例4では、耐汚染性、耐溶剤
性が悪く、逆にメラミン樹脂過剰の比較例5では、加工
性が悪かった。また、ブロック化されてないスルホン酸
化合物を使用した比較例6、8では、光沢、耐汚染性等
が悪かった。さらに、高周波誘導加熱のみによって焼付
けた比較例9においては、硬度、耐汚染性が劣ってお
り、一方、熱風のみにより焼付けた比較例10では、ワ
キが生じた。
略図である。
Claims (3)
- 【請求項1】金属板表面に、(A)数平均分子量10,0
00〜25,000、ガラス転移温度5〜40℃、水酸基
価5〜15のポリエステル樹脂と、(B−1)トリアジ
ン環1基当りブトキシ基を平均1.8〜4.8個有するイミ
ノ基型メラミン樹脂と、を重量比で(A)/(B−1)
=70/30〜85/15の割合で混合したポリエステ
ル・メラミン樹脂100重量部に対し、(C)スルホン
酸化合物のアミンブロック体を0.5〜2重量部、配合し
てなる溶剤型塗料を塗布し、該塗装金属板を高周波誘導
加熱方式により加熱すると同時に、熱風を吹付けて、焼
付けることを特徴とする塗装金属板の製造方法。 - 【請求項2】金属板表面に、 (A)数平均分子量10,000〜25,000、ガラス転
移温度5〜40℃、水酸基価5〜15のポリエステル樹
脂と、 (B)(B−1)トリアジン環1基当りブトキシ基を平
均1.8〜4.8個有するイミノ基型メラミン樹脂と、(B
−2)完全メトキシ基型メラミン樹脂とを重量比で(B
−1)/(B−2)=50/50〜90/10の割合で
混合せしめた混合メラミン樹脂と、を重量比で(A)/
(B)=70/30〜85/15の割合で混合したポリ
エステル・メラミン樹脂100重量部に対し、 (C)スルホン酸化合物のアミンブロック体を0.5〜2
重量部、配合してなる溶剤型塗料を塗布し、該塗装金属
板を高周波誘導加熱方式により加熱すると同時に、熱風
を吹付けて、焼付けることを特徴とする塗装金属板の製
造方法。 - 【請求項3】塗装金属板に吹付ける熱風の温度が150
〜280℃、風速が0.1〜8 m/秒である、請求項1又は
2に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26793594A JP2627057B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 塗装金属板の製造方法 |
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---|---|---|---|
JP26793594A JP2627057B2 (ja) | 1994-11-01 | 1994-11-01 | 塗装金属板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08131944A true JPH08131944A (ja) | 1996-05-28 |
JP2627057B2 JP2627057B2 (ja) | 1997-07-02 |
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JP (1) | JP2627057B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011206646A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Nisshin Steel Co Ltd | 塗装鋼板およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-11-01 JP JP26793594A patent/JP2627057B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011206646A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Nisshin Steel Co Ltd | 塗装鋼板およびその製造方法 |
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JP2627057B2 (ja) | 1997-07-02 |
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