JPWO2017164234A1 - プレコート金属板 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年3月22日に、日本に出願された特願2016−56852号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、インテリア嗜好性の高まり等を反映して、プレコート金属板において高級な意匠性が求められており、プレコート金属板表面にメタリック塗装を施すデザインが多用されている。消費者の塗色に対する要求は多様化しており、視線方向による色調及び光輝性の変化の差の小さいメタリック塗装はその1つである。
例えば、特許文献1では、白色度及び金属光沢感に優れ、かつ、フリップフロップ性の大きい塗膜を形成するために、アルミフレークを塗面に対して平行に配向させるとともに、未硬化のベース塗料の塗面にアルミフレークの水分散液を塗布している。
特許文献2、3では、フリップフロップ性の大きいメタリック塗膜や、メタリック感を有する成形品用熱可塑性樹脂組成物を製造するために、光輝顔料である鱗片状アルミニウム顔料や高アスペクト比のアルミニウム粉に、鱗片状グラファイト顔料や、干渉パールマイカを添加する技術が記載されている。
特許文献5は、光輝感のあるメタリック仕上げのプレコートメタルの製法として、金属板上にプライマー塗膜を介して、もしくは介さずに、α−酸化鉄を60重量%以上含有する雲母状酸化鉄粉、塗膜形成樹脂及び着色顔料を含有する有機溶剤型塗料を塗装する方法を開示している。
特許文献7は、(1)アルミニウムフレーク顔料、(2)暗部領域を有する干渉マイカ顔料、(3)前記(2)の暗部領域を有する干渉マイカ顔料以外の干渉性光輝性顔料、および(4)ビヒクルを含有する光輝性塗料組成物を開示している。
特許文献9は、2コート1ベーク塗装方法で塗装した場合に、メタリックベース塗膜とクリヤー塗膜との混層による色相変動がなく、透明感に優れ、緻密な光輝感があり、フリップフロップ性が強い塗膜として、ウレア変性アクリル樹脂(A)、ウレタン変性ポリエステル樹脂(B)、硬化剤(C)、光輝性顔料(D)および無機微粒子(E)を含有する溶剤型メタリックベース塗料組成物を開示している。
なお、膜厚の厚い塗膜を短時間で急激に乾燥させると、塗膜中の溶媒が急速に加熱蒸発することにより突沸し、塗膜にワキと呼ばれる欠陥が多発して、メタリックプレコート金属板の外観が劣化する。
本発明者らは、上記課題を解決するために、まず、ポストコート金属板と、プレコート金属板とにおける、塗膜の性状の違いを調査した。
調査の結果、ポストコート金属板では、光輝顔料の厚みに対して相対的に塗膜の膜厚が大きいため、塗膜内において、光輝顔料の配向性の自由度が高く、ポストコート金属板に入射した光が拡散反射する傾向があることを知見した。
本発明者らは、上述の指標のうち、メタリック塗膜のフリップフロップ性の差異は、主として明度を表すL値の差異に起因することを知見した。
つまり、本発明者らは、角度によってL値の差異が大きい場合にはフリップフロップ性が大きく、角度によるL値の差異が小さい場合にはフリップフロップ性が小さいことを知見した。
図2Aに示すように、従来技術に係るポストコート金属板では、塗膜の膜厚が30〜100μmと相対的に厚いために、塗膜中の光輝顔料5の配向性が小さい、つまり、光輝顔料5は様々な方向を向いて存在している。左斜め上から入射した光線は様々な方向を向いた光輝顔料5の偏平面で反射する結果、反射光は様々な方向に進む。これにより、ポストコート金属板の表面では、フリップフロップ性が小さい。
なお、図2Cにおいては、白色顔料7の径を実際より拡大して表示している。
(プレコート金属板10)
最初に、プレコート金属板10について説明する。
図3及び4は、プレコート金属板10の構成を示す模式図である。
プレコート金属板10は、基材として金属板1を備える。金属板1は特に限定されず、公知の金属板を用いることができ、合金材料製であってもよい。そのような金属板1の例として、鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板、アルミ合金板、チタン板、銅板等が挙げられる。
金属板1は、表面にめっきが施されていてもよい。めっきの種類としては、亜鉛めっき、アルミめっき、銅めっき、ニッケルめっき等が挙げられる。これらの合金めっきであってもよい。鋼板の場合は、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板、溶融合金化亜鉛めっき鋼板、アルミめっき鋼板、アルミ−亜鉛合金化めっき鋼板等、一般に公知の鋼板及びめっき鋼板を用いることができる。
プレコート金属板10は、金属板1の少なくとも一方の表面に設けられ、光輝顔料5と、平均粒径が200〜400nmであり含有量が0.5〜4.0質量%である白色顔料7とを含有し、膜厚が5〜30μmである塗膜3とを備える。
塗膜3は、図3に示すように、金属板1の片面に設けられていてもよく、図4に示すように、金属板1の両面に設けられていてもよい。
塗膜3は、光輝顔料5を有する。ここで、光輝顔料5とは、パール顔料、ガラスフレーク顔料、メタリック顔料等の光輝感を持つ顔料の総称である。
具体的には、パール顔料としては、マイカ、合成マイカなどの一般に公知のパール顔料を用いることができ、市販のものを使用してもよい。
メタリック顔料としては、例えば、アルミニウム、銀等の金属の微粒子やフレーク状の微粒子などを用いることができる。
光輝顔料5としては、好適なメタリック外観を得ることのできるメタリック顔料が好ましく、特にアルミニウムフレークが好ましい。
この理由は定かではないが、上述の顔料を塗膜3中に添加した場合、上述の顔料と後述する白色顔料7との間に何らかの相互作用が働き、好適なフリップフロップ性が得られないためであると考えられる。
光輝顔料5の大きさも特に限定されないが、好適なフリップフロップ性を得るために、平均粒子径(D50(累積重量50%粒子径))が20〜50μmであることが好ましく、厚さが0.5〜5.0μmであることが好ましい。
塗膜3は、平均粒径が200〜400nmであり含有量が0.5〜4.0質量%である白色顔料7を含有する。
白色顔料7の種類、粒径及び添加量によっては、白色顔料7としての作用が発現して、塗膜3に曇りや光沢喪失、或いは、色調がブルーグレー調となってしまうので、白色顔料7の種類、粒径及び添加量を適宜選択する必要がある。
白色顔料7の平均粒径が200nm以下では、十分な拡散反射作用を得ることができないため好ましくない。また、白色顔料7の平均粒径が400nm超では、白色顔料としての作用が発現して、例えば色調がブルーグレー調となり、メタリック感が喪失してしまうため好ましくない。白色顔料7の平均粒径は、250〜350nmが好ましい。
白色顔料7の含有量が0.5質量%未満の場合、好適なフリップフロップ性が得られないため好ましくない。白色顔料7の含有量が4質量%超の場合、塗膜3の透明性が低下して、メタリック感が喪失するおそれがあるため好ましくない。
塗膜3は、白色顔料7を1.0〜3.0質量%含有することが好ましく、1.5〜2.5質量%含有することがより好ましい。
一方、本実施形態では、白色塗膜を形成するために白色顔料7を添加しているのではなく、塗膜3が好適なフリップフロップ性を有するために白色顔料7を添加している。そのため、従来技術と比較して、塗膜3への白色顔料7の添加量が大幅に少なく、0.5〜4.0質量%である。
従来のメタリック塗膜と同様に、塗膜3中に着色剤(染料)や各種添加剤を混入できる他、表面にクリア塗膜(不図示)を重ねて形成してもよい。塗膜3に添加する着色剤(染料)としては、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、硫化染料、フタロシアニン染料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン染料、その他ニトロ染料、アクリジン染料等、公知のものが用いられる。
上述したように、塗膜3は光輝顔料5と白色顔料7とを含有するが、好適なフリップフロップ性を奏するためには、塗膜3における光輝顔料5の含有量(単位:質量%)をA、塗膜3における白色顔料7の含有量(単位:質量%)をBとしたときに、B/Aの値が0.03〜0.27である必要がある。好ましくは、B/Aの値は0.05〜0.20であり、より好ましくは0.06〜0.18である。
次に、プレコート金属板10の製造方法について説明する。
塗膜を形成する樹脂としてポリエステルを用いた。塗膜の組成を表中に記載するように変化させて塗料ベースを作成し、亜鉛めっき鋼板上に表中に記載の膜厚を有する塗膜を形成して試料とした。各試料に対して、フリップフロップ性(ΔL)、メタリック感及び外観を後述の方法で評価した。
各試料のフリップフロップ性は、次のようにして測定した。まず、X−RITE社製の変角色差計MA−68IIを使用して、15°におけるL値であるL15と、110°におけるL値であるL110とを測定した。次に、L15−L110=△Lの式で表されるΔLを算出し、ΔLをフリップフロップ性の指標とした。
VeryGood:ΔL≦60
Good:60<ΔL≦65
Fair:65<ΔL≦70
Bad:70<ΔL
上述の4段階評価で、VeryGood、Good、Fairと評価されたものを合格とした。
メタリック感は次のように評価した。
プレコート金属板のメタリック感の評価に熟練した評価者8名が、自然昼光下におけるプレコート金属板のメタリック感を、以下の3段階で評価した。
3点:メタリック感がある
2点:メタリック感が低い
1点:メタリック感が無い
8名による合計得点により、メタリック感は、次の4段階で評価した。
Very Good:20点以上24点以下
Good:16点以上20点未満
Fair:12点以上16点未満
Bad:8点以上12点未満
上述の4段階評価で、VeryGood、Good、Fairと評価されたものを合格とした。
外観は次のように評価した。
プレコート金属板の外観の評価に熟練した評価者1名が、自然昼光におけるプレコート金属板の外観を観察した。
外観は、次の2段階で評価した。
Good:欠陥が認められない場合
Bad:1mmφ以上の欠陥が認められた場合
上述の2段階評価で、Goodと評価されたものを合格とした。
一方、表4及び5に示すように、本発明の条件を充足しない比較例では、フリップフロップ性、メタリック感又は外観のいずれかの評価が不適であった。
次に、光輝顔料及び白色顔料に関する条件は変えずに、塗膜中の樹脂の種類を変えて、実施例1と同様にフリップフロップ性、メタリック感及び外観について調べた。
評価結果を表6に示す。
なお、表1〜表6において、光輝顔料として用いられているアルミニウムは、アルミニウムフレークを指す。
3 塗膜
5 光輝顔料
7 白色顔料
10 プレコート金属板
Claims (6)
- 金属板と;
前記金属板の少なくとも一方の表面に設けられ、光輝顔料と、平均粒径が200〜400nmであり含有量が0.5〜4.0質量%である白色顔料とを含有し、膜厚が5〜30μmである塗膜と;
を備え、
前記白色顔料が、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、塩基性炭酸塩及びシリカからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
前記塗膜での前記光輝顔料の含有量を質量%単位でAとし、前記白色顔料の含有量を質量%単位でBとしたときに、B/Aの値が0.03〜0.27である
ことを特徴とするプレコート金属板。 - 前記白色顔料の前記平均粒径が、250〜350nmである
ことを特徴とする、請求項1に記載のプレコート金属板。 - 前記光輝顔料が、アルミニウムフレークである
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のプレコート金属板。 - 前記B/Aの値が、0.05〜0.20である
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載のプレコート金属板。 - 表面に対して入射角45°で光を入射させ、前記光の正反射光が出射する角度を0°とし、前記光の入射位置を90°としたとき、変角色差計を用いて測定した15°における明度であるL15と、110°における明度であるL110との差分であるL15−L110が、70以下である
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載のプレコート金属板。 - 前記塗膜の表面に、更にクリア塗膜を有する
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載のプレコート金属板。
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