JP2002045786A - メタリック調外観に優れた塗装金属板 - Google Patents

メタリック調外観に優れた塗装金属板

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JP2002045786A
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metal sheet
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Shuichi Sugita
修一 杉田
Yasusuke Tanaka
庸介 田中
Hiroyuki Kawanobe
啓之 川野辺
Koji Mori
浩治 森
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属被覆ガラスフレークを上層塗膜に分散さ
せることにより、塗膜硬度が高く、奥行き感のある高級
なメタリック調の意匠をもつ塗装金属板を得る。 【構成】 この塗装金属板は、表面処理を施した金属板
の上に、金属被覆した平均粒径10〜300μmのガラ
スフレークが1〜30質量%の割合で分散された上層透
明塗膜が形成されている。上層塗膜の上に透明樹脂塗膜
(クリア塗膜)を形成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築物の内装材,自動
車用内装材,家電製品や各種器物の表装材等に使用さ
れ、極めて輝度が高く且つ奥行き感に富んだ新規な高級
メタリック調の意匠を呈する塗装金属板に関する。
【0002】
【従来の技術】建築物の内装材,自動車用内装材,家電
製品や各種器物の表装材等に汎用される金属板は、複雑
で厳しい成形加工が施されることから、ユーザ側で曲げ
加工した後、スプレー塗装,粉体塗装等のポストコート
法で意匠性のある塗装を施していた。ところが、コスト
ダウンや環境対策のために予め塗装を施したプレコート
鋼板が望まれるようになってきた。塗装によって付与さ
れる意匠に関しても、利用者に高級な印象を与えること
からメタリック調の意匠に対する要求が強くなってきて
いる。これらの要求に応えるため、鱗片状アルミ粉等の
金属フレーク,酸化チタンや酸化鉄等の金属酸化物を被
覆した鱗片状マイカ粒子,グラファイトフレーク,酸化
鉄フレーク等のメタリック顔料を分散させた透明塗料を
用いた塗装が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】メタリック顔料を分散
させた塗膜は、塗膜に入射した光がメタリック顔料で反
射され、光輝性のある表面を呈する。しかし、従来のメ
タリック顔料は何れも光輝性が弱く、識別性が強く要求
される最近の傾向を十分に満足できない。本発明は、こ
のような問題を解消すべく案出されたものであり、金属
被覆されたガラスフレークをメタリック顔料として使用
することにより、従来のメタリック顔料では得られない
極めて高い輝度を呈し、奥行き感のある新規な高級メタ
リック調の意匠をもつ塗装金属板を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の塗装金属板は、
その目的を達成するため、表面処理を施した金属板の上
に、金属被覆した平均粒径10〜300μmのガラスフ
レークが1〜30質量%の割合で分散された上層透明塗
膜が形成されていることを特徴とする。上層塗膜の上に
透明樹脂塗膜(クリア塗膜)を形成してもよい。
【0005】
【作用】メタリック顔料として従来から使用されている
アルミフレーク,銅フレーク,ステンレス鋼フレーク等
の金属箔やマイカ,板状酸化鉄等では十分な光輝性が得
られない原因を次のように推察した。メタリック顔料と
して従来から使用されている金属箔は、ボールミル,ス
タンプミル等を用いた機械加工で製造されているため、
加工に伴う微細な凹凸がフレークの表面に残留しやす
い。微細な凹凸によって乱反射が促進され、結果として
光輝性が低下する。マイカや粒状酸化鉄も、同様な理由
から光輝性が不足する。
【0006】これに対し、液体から冷却・凝固して製造
されるガラスフレークは、乱反射が少ない極めて平滑な
表面をもっている。このガラスフレークを金属薄膜で被
覆すると、反射光強度が更に向上し、キラキラ感の強い
メタリック顔料になる。また、金属被覆ガラスフレーク
を分散させることにより塗膜自体の硬度も向上する。金
属被覆は、ガラスフレークの表面を一層平滑化し、光輝
性を向上させることにも有効である。
【0007】
【実施の形態】塗装原板としては、冷延鋼板,亜鉛めっ
き鋼板,Zn−Al合金めっき鋼板,アルミニウムめっ
き鋼板,ステンレス鋼板,アルミニウム合金板等の金属
板が使用される。塗装原板に脱脂,リン酸塩処理,クロ
メート処理等の塗装前処理を施すと、塗膜密着性が向上
する。具体的には、アルカリ脱脂,酸洗等で塗装原板の
表面を清浄化した後、必要に応じてリン酸塩処理で表面
の濡れ性を高め、クロメート処理を施す。クロメート処
理では、ロールコータ−,カーテンフローコーター,浸
漬引上げ等で塗装原板に処理液を塗布し、ローラー等で
絞った後、水洗することなく80〜200℃で乾燥する
ことによりクロメート処理される。
【0008】塗装前処理された金属板の表面に、防錆顔
料や着色顔料を含んだエポキシ系樹脂,ポリエステル系
樹脂,ウレタン系樹脂,ウレタン変性エポキシ系樹脂等
の塗料を塗布し、下層塗膜を形成することも可能であ
る。下層塗膜によって、金属板に対する上層塗膜の密着
性が向上する。上層塗膜に使用される樹脂系には、ポリ
エステル系,フッ素系,アクリル系,ウレタン系,エポ
キシ系,酢酸ビニル系,クロロプレン系やこれらの混合
物,変性樹脂、或いは縮み模様を形成するこれらの樹脂
等がある。上層塗膜用樹脂は、透明感を損なわない程度
に染料,顔料等で着色することもできる。また、少量の
カーボンブラックやシアニンブル−等で上層塗膜用樹脂
を着色すると、更に深みのあるメタリック調の意匠が付
与される。
【0009】上層塗膜用樹脂に配合される金属被覆ガラ
スフレークとしては、奥行き感のある高級なメタリック
調の意匠を付与する上で、平均粒径10〜300μmの
ガラスフレークに0.5〜10μmの膜厚で金属薄膜を
形成したガラスフレークが使用される。ガラスフレーク
の平均粒径は、ガラスフレークの最も長い部分の長さで
表される。平均粒径10μm未満のガラスフレークで
は、平滑面が不足するためか、奥行き感のある高級なメ
タリック調の意匠が得られがたい。逆に300μmを超
える平均粒径では、塗膜本来の性質が損なわれ、塗膜物
性への悪影響が顕在化する。しかも、塗膜外観が柚子肌
状になり、意匠性が著しく劣化する。ガラスフレーク
は、ガラス組成が特に制約されるものではなく、含アル
カリガラス,無アルカリガラス或いはその中間組成物
等、市販のガラスフレークが使用可能である。
【0010】ガラスフレークの上に形成される金属薄膜
としては、コーティング可能な金属である限り、その種
類及び薄膜形成方法を問わない。たとえば、無電解めっ
きによるとき、Au,Ag,Ni,Co等の金属薄膜が
形成される。スパッタリングやイオンプレーティングに
よるとき、Au,Ag,Ni,Coの他に、Ti,A
l,真鍮等の銅合金,ステンレス鋼等のFe合金,ハス
テロイ等のNi合金の金属薄膜が形成される。なかで
も、0.005〜0.05μmの極薄膜でガラスフレー
クを均一にコーティングできることからスパッタリング
法が好ましい。金属薄膜は、通常0.005〜10μm
の膜厚でガラスフレークの表面に形成される。金属薄膜
は、ガラスフレークの平滑面は勿論、端面にも均一な被
覆層として設けられる。
【0011】金属薄膜で被覆されたガラスフレークは、
そのまま上層塗膜用樹脂に添加してもよいが、必要に応
じてクロム酸系,燐酸系,アルミナ系,ジルコニア系等
の無機系表面処理剤や各種シランカップリング剤,チタ
ネートカップリング剤等を用いて表面処理することが好
ましい。この表面処理により上層塗膜用樹脂に対するガ
ラスフレークの分散性及び隣接する樹脂層との層間密着
性が改善される。金属被覆ガラスフレークは,1〜30
質量%の配合割合で上層塗膜用樹脂に分散配合される。
金属薄膜で被覆されたガラスフレークの配合により、塗
膜の光輝性が向上すると共に、従来HB〜H程度であっ
た樹脂塗膜の鉛筆硬度試験による塗膜硬度が2H〜4H
に上昇する。単に塗膜硬度を向上させる添加材としては
ガラスビーズ,炭化ケイ素粉末等があるが、これらの粉
末粒子に金属をコーティングしても粒子径状が反射平滑
面のない球状であるため、光輝感に劣る塗膜面となる。
【0012】奥行き感のある高級なメタリック調の意匠
及び塗膜高度に及ぼす金属被覆ガラスフレークの効果
は、平均粒径10〜300μmの金属被覆ガラスフレー
クを1〜30質量%の割合で分散させたときに顕著とな
る。金属被覆ガラスフレークの配合量が1質量%未満で
は、奥行き感のある高級なメタリック調の意匠が得られ
難く、塗膜硬度を上昇させる作用も十分でない。逆に3
0質量%を超える金属被覆ガラスフレークを配合する
と,塗膜本来の性能が損なわれて物性への悪影響も現れ
始め、奥行き感のある高級なメタリック調の意匠を向上
させる作用も得られない。
【0013】所定組成に調製した樹脂塗料は、プレコー
ト金属板の製造に通常使用されているロールコート,フ
ローコート,カーテンフロー,スプレー等の方法で乾燥
膜厚が10〜30μmとなる塗布量で金属板に塗布され
る。塗布された樹脂塗料は、常法に従って到達板温20
0〜280℃×30〜120秒で焼き付けられる。乾燥
膜厚が10μm以上になると、塗膜硬度が高く奥行き感
のある高級なメタリック調の外観及び質感を呈する意匠
性に優れた塗装金属板が得られる。しかし、30μmを
超える乾燥膜厚では、塗膜表面が柚子肌状になり外観が
劣化するばかりでなく、焼付け時に沸きが発生するよう
になる。
【0014】
【実施例】板厚0.5mm,片面当りめっき付着量12
0g/m2の溶融亜鉛めっき鋼板を塗装原板に使用し、
酸洗,水洗,表面調整,水洗,乾燥の工程を経て塗布型
クロメート処理を施し、100℃で乾燥した。塗布型ク
ロメート処理では、全Cr換算付着量として30mg/
2のクロメート皮膜を形成した。クロメート処理され
た塗装原板の表面に、クロム酸系防錆顔料を含み、着色
顔料で表1に示す色調に着色したポリエステル系樹脂を
下塗り塗料として乾燥膜厚10μmとなるように塗布
し、220℃×50秒で焼付け乾燥した。次いで、表1
に示す平均粒径及び配合量で金属被覆ガラスフレークを
配合したポリエステル系透明樹脂塗料を上塗り塗料とし
て乾燥膜厚15μmで塗布し、230℃×50秒で焼付
け乾燥した。ただし、試験番号11,12(比較例)で
は、金属被覆ガラスフレークに代えて金属被覆ガラスビ
ーズを使用した。
【0015】
【0016】得られた各塗装金属板から試験片を切り出
し、次の試験に供した。 メタリック調外観の評価試験 試験片を蛍光灯の下で目視観察し、奥行き感のある高級
なメタリック調の外観でキラキラ感が極めて優れている
ものを○,メタリック調の外観ではあるが奥行き感がな
く高級感に乏しいものを△,メタリック調の外観をもた
ないものを×としてメタリック調外観を評価した。 塗膜硬度試験 「JIS K5400 6.14鉛筆引っかき試験」に
準拠して塗膜硬度を測定した。
【0017】加工性試験 「JIS K5400 8.1耐屈曲性」試験に準拠し
て塗装鋼板を180度密着折曲げ試験した後、折曲げ部
の塗膜を観察した。割れが検出されなかったものを○,
割れが発生したものを×として加工性を評価した。 塗膜密着性試験 加工性試験と同様に塗装鋼板を180度密着折曲げ試験
した後、折曲げ部の塗膜に粘着テープを貼り付けて瞬間
的に引き剥がした。テープ剥離後に塗膜の付着状態を観
察し、塗膜剥離が検出されなかったものを○,塗膜が剥
離したものを×として塗膜密着性を評価した。
【0018】表2の調査結果にみられるように、本発明
に従った塗装鋼板(試験番号1〜8)は,何れも奥行き
感のある高級なメタリック調の外観を呈し、塗膜硬度も
2H以上であり、塗膜本来の要求特性である加工性及び
塗膜密着性も良好であった。これに対し、試験番号9
(比較例)では、メタリック調の表面を呈するものの奥
行き感のある高級な外観が得られず、塗膜硬度も2Hに
達していなかった。試験番号10(比較例)では、奥行
き感のある高級なメタリック調の外観が得られ、塗膜硬
度も2H以上であったが、加工性に劣っていた。試験番
号11,12(比較例)では、メタリック調外観が得ら
れなかった。
【0019】この対比から明らかなように、特定された
平均粒径及び配合量の金属被覆ガラスフレークを添加す
ることにより、塗膜硬度が高く、加工性,塗膜密着性も
良好で、奥行き感のある高級なメタリック調の意匠をも
つ塗装金属板が得られることが判る。
【0020】
【0021】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の塗装金
属板は、平均粒径及び配合量が特定された金属被覆ガラ
スフレークを上層塗膜に分散させているため、奥行き感
のある高級なメタリック調の優れた外観をもつ塗膜面と
なり、しかも塗膜硬度も上昇している。この塗装金属板
は、加工性,塗膜密着性にも優れていることから、外装
材,内装材,表装材,自動車用内装材,家電機器用外板
材等として広範な分野で使用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野辺 啓之 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 (72)発明者 森 浩治 千葉県市川市高谷新町7番1号 日新製鋼 株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4D075 AE03 BB73X CA02 CA13 CB06 CB13 DA06 DB02 DB04 DB05 DB07 DC01 DC10 DC11 DC18 EA07 EA43 EB13 EB16 EB19 EB22 EB33 EB35 EB38 EC03 EC23 EC53 EC54 4F100 AA22 AB01A AB01B AB03 AB12 AB18 AB24 AG00B AK01C AK41 BA02 BA03 BA07 BA10A BA10C CA15 CC00B CC00C DE02B EH46 EH71 EJ64A EJ69 GB08 GB33 GB48 JK06 JK12 JL01 JN01B JN01C JN24 YY00B 4K044 AA02 AA03 AA06 BA02 BA06 BA08 BA11 BA21 BB02 BB11 BB15 BC09 CA11 CA13 CA15 CA16 CA22 CA29 CA53 CA62

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面処理を施した金属板の上に、金属被
    覆した平均粒径10〜300μmのガラスフレークが1
    〜30質量%の割合で分散された上層透明塗膜が形成さ
    れていることを特徴とするメタリック調外観に優れた塗
    装金属板。
  2. 【請求項2】 透明樹脂塗膜を最表層に設けた請求項1
    記載の塗装金属板。
JP2000238004A 2000-08-07 2000-08-07 メタリック調外観に優れた塗装金属板 Withdrawn JP2002045786A (ja)

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