JP5935949B2 - プレコート金属板、プレコート金属板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高い光沢度と、塗膜層間の高い密着性を両立可能な、プレコート金属板、プレコート金属板の製造方法に関する。

家電、建材、土木、機械、自動車、家具、容器等の各種用途の塗装金属板として、製鉄所等で予め塗装されるプレコート金属板が使用されている。プレコート金属板は、鋼板又はめっき鋼板等の金属板の表面（片面又は両面）に、単層又は複数層の塗膜をコーティングしたものである。例えば、プレコート鋼板では、めっき鋼板の表面に、多層の塗膜（例えば、プライマー塗膜、着色塗膜、クリア塗膜等）がコーティングされる。

連続塗装ラインを用いて長尺の金属板（金属帯）を連続的に多層コーティングする従来の連続塗装方法としては、（１）逐次塗布焼付方式や、（２）ウェットオンウェット方式、（３）多層同時塗布方式などがある。

（１）逐次塗布焼付方式は、塗膜１層ごとに塗料の塗布（Ｃｏａｔ コート）と焼き付け（Ｂａｋｅ ベーク）を逐次行う塗装方式である（例えば、特許文献１参照。）。例えば、下層塗膜の塗布及び焼き付け後に上層塗膜の塗布及び焼き付けを行う塗装方式は、２コート２ベーク方式（２Ｃ２Ｂ）と称される。また、（２）ウェットオンウェット方式は、下層塗膜の塗布後に焼き付け及び乾燥等を行うことなく、塗料の表面張力差などを利用して、該下層塗膜が乾かないうちに上層塗膜を塗布する塗装方式である（例えば、特許文献２参照。）。このウェットオンウェット方式は、下層塗膜の層数に応じて、２コート１ベーク方式（２Ｃ１Ｂ）、３コート１ベーク方式（３Ｃ１Ｂ）とも称される。また、（３）多層同時塗布方式は、スライドカーテンコーターなどの多層コーターを用いて、複数層の塗膜を同時に塗布する塗装方式である（例えば、特許文献２参照。）。

また、上記のように連続塗装ラインを用いて長尺の金属帯を連続的に塗装する方式ではなく、エアスプレ等を用いて自動車車体の外板部品等を個別に塗装する方式もある。この個別塗装方式のウェットオンウェット方式においては、プレヒートを利用することが知られている。プレヒートを利用するウェットオンウェット方式では、上層と下層の塗料の混合を防止するために、下層の塗布後に、比較的低い温度で下層を予備加熱（プレヒート）して半硬化させてから、上層を塗布する。例えば、特許文献３、４には、金属製又はプラスチック製の自動車車体の外板部に対して、静電塗装又はエアスプレ等により、下層の着色ベースコート塗料を塗布し、次いで、下層をプレヒート（８０℃、１０分間）してから、その未硬化塗面に上層のクリア塗料を塗布し、その後、上下両層を同時に焼き付ける（１４０℃、３０分間）ことが記載されている。

特開２００６−８０６号公報 特開２００９−２４８３７８号公報 特開２００４−２５０４６号公報 特開２００４−８８５６号公報

ところで、多層プレコート金属板では、下層として、着色顔料を含む着色塗料を塗布して着色塗膜を形成した後に、上層として、着色顔料を含まないクリア塗料を塗布して、クリア塗膜を形成することが一般的である。この場合、上記特許文献１記載の逐次塗布焼付方式（２Ｃ２Ｂ）では、下層の着色塗膜を焼き付けて完全に乾燥させてから、上層のクリア塗膜を塗布及び焼き付けるため、それぞれの塗装工程が独立している。このため、上層のクリア塗膜と下層の着色塗膜とが混合せず、着色顔料を含有しないクリア塗膜の膜厚を十分確保できるので、クリア塗膜の光沢を確保できるという利点がある。しかしながら、上層の塗布時に、完全に乾燥及び硬化した下層の着色塗膜に対して上層のクリア塗料が馴染みにくく、上下層間の密着性が低下するため、両層の塗膜界面で剥離しやすいという問題があった。

一方、上記特許文献２記載のウェットオンウェット方式や多層同時塗布方式では、塗膜界面において上層と下層の塗料同士が馴染み易く、上下層間で高い密着性が得られる。しかしながら、上層の塗付時に、下層の濡れ状態の着色塗膜層と上層のクリア塗料とが混合して混層となる。このため、着色顔料を含有しないクリア塗膜の厚みが十分に得られず、プレコート金属板の光沢が大幅に低下してしまうという問題があった。

この点、上記特許文献３、４記載のプレヒートを利用したウェットオンウェット方式では、プレヒートにより下層の着色塗膜を半硬化させることで、該着色塗膜と上層のクリア塗膜との混合を防止して、ある程度高い光沢を得ることができる。

しかしながら、プレヒートを利用したウェットオンウェット方式においても、下層の着色塗膜に含まれる着色顔料が上層のクリア塗膜中に拡散するため、焼き付け後のプレコート金属板の光沢に影響を与える。本願発明者が鋭意研究したところ、プレヒート時の加熱条件が適切でない場合、下層から上層への着色顔料の拡散、対流等により、プレヒートされた着色塗膜とクリア塗膜との境界部における着色顔料の濃度分布が不適切になるため、プレコート金属板の光沢が低下してしまうことが分かった。

ところが、従来では、プレヒート時の加熱条件や、着色塗膜とクリア塗膜との境界部における着色顔料の濃度分布が、プレコート金属板の光沢に与える影響については、何ら詳細に解明されていなかった。従って、プレヒート時の加熱条件や、上記境界部における着色顔料の濃度分布を適切に制御することができれば、プレコート金属板の光沢度を向上できる余地が十分にあった。

さらには、上記特許文献３、４記載のプレヒートを利用した塗装方式は、連続塗装ラインを用いた金属帯の連続塗装の場合ではなく、自動車車体の外板部品等を個別に塗装する場合に適用されるものであり、かつ、下層をプレヒートする時間は、数分〜数十分という長時間であった。従って、従来では、連続塗装ラインを用いて金属帯を連続塗装することにより製造される多層プレコート金属板に関し、プレヒート時の適切な加熱条件や、着色塗膜とクリア塗膜との境界部における着色顔料の適切な濃度分布については、何ら明らかにされていなかったといえる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、連続塗装ラインで製造される多層プレコート金属板の光沢度と塗膜相互の密着性の双方を、高いレベルで両立させることにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
金属板の片面又は両面に複数の塗膜層を有するプレコート金属板において、
前記塗膜層は、
前記金属板側に配置され、ポリエステル樹脂及びメラミン樹脂を含有し、着色顔料を含有する着色塗膜層と、
前記着色塗膜層上に形成され、前記着色塗膜層内の着色顔料濃度の平均値以上の着色顔料濃度を有し、表層側に向かうほど前記着色顔料濃度が増加する顔料濃化層と、
前記顔料濃化層上に形成され、前記表層側に向かうほど前記着色顔料濃度が減少する拡散層と、
前記拡散層上に形成され、前記ポリエステル樹脂及びメラミン樹脂を含有し、前記着色顔料を含有しないクリア層と、
を含み、
前記クリア層の厚みｄ１と、前記顔料濃化層の厚みｄ２との比ｄ１／ｄ２が、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たす、プレコート金属板が提供される。

前記着色塗膜層内の前記着色顔料濃度の平均値を基準とした前記顔料濃化層内の着色顔料濃度比ｃの最大値ｃ１と最小値ｃ２の比ｃ１／ｃ２が、１．０４≦ｃ１／ｃ２≦２．０を満たすようにしてもよい。

前記比ｄ１／ｄ２が、２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たすようにしてもよい。

前記顔料濃化層の厚みｄ２は、２．２μｍ以上、８．０μｍ以下であるようにしてもよい。

前記クリア層の厚みｄ１は、５．０μｍ以上、１２．３μｍ以下であるようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
帯状の金属板の表面を連続的に塗装することにより、前記プレコート金属板を製造する、プレコート金属板の製造方法において、
第１の塗布装置を用いて、前記金属板の表面上、又は前記金属板の表面に塗布された他の塗膜上に、着色顔料を含有する着色塗料を塗布して、着色塗膜を形成する第１の塗装工程と、
加熱装置を用いて、１〜１０秒の加熱時間で前記金属板のＰＭＴが６０〜１５０℃となるように前記着色塗膜を加熱することにより、前記着色塗膜を生乾き状態にするプレヒート工程と、
非接触式の塗布装置を用いて、前記生乾き状態の着色塗膜上に前記着色顔料を含有しないクリア塗料を塗布して、クリア塗膜を形成する第２の塗装工程と、
焼付装置を用いて、前記着色塗膜及び前記クリア塗膜を同時に焼き付ける焼付工程と、
を含む、プレコート金属板の製造方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、連続塗装ラインで製造される多層プレコート金属板の光沢度と塗膜相互の密着性の双方を、高いレベルで両立させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。 同実施形態に係る第１の塗装工程における塗膜の積層状態と着色顔料濃度分布を示す説明図である。 同実施形態に係るプレヒート工程における塗膜の積層状態と着色顔料濃度分布を示す説明図である。 同実施形態に係る第２の塗装工程における塗膜の積層状態と着色顔料濃度分布を示す説明図である。 同実施形態に係る第２の塗装工程後における塗膜の積層状態と着色顔料濃度分布を示す説明図である。 同実施形態に係る焼付工程における塗膜の積層状態と着色顔料濃度分布を示す説明図である。 従来の２Ｃ２Ｂ方式により下層塗膜上に上層塗料を塗布する工程を示す模式図である。 従来のウェットオンウェット方式により下層塗膜上に上層塗料を塗布する工程を示す模式図である。 本実施形態に係るプレヒート方式により下層塗膜上に上層塗料を塗布する工程を示す模式図である。 従来の塗装方式により製造されたプレコート鋼板の塗膜内の着色顔料濃度分布の例を示すグラフである。 同実施形態に係るプレコート鋼板の塗膜層内の着色顔料濃度の分布の一例を示すグラフである。 同実施形態に係るプレコート鋼板の塗膜層内の着色顔料濃度の分布の変更例を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。 プレコート鋼板の折り曲げ加工方法を示す模式図である。 比較例１〜３の塗膜厚み方向のＴｉ濃度比の分布を示すグラフである。 実施例１〜４と比較例１の塗膜厚み方向のＴｉ濃度比の分布を示すグラフである。 図１２を部分拡大したグラフである。 ｄ１／ｄ２と、６０°光沢の試験結果との関係を示すグラフである。 加熱温度Ｔと、ｄ１、ｄ２及び６０°光沢の試験結果との関係を示すグラフである。 比較例のプレコート鋼板の曲げ加工部の拡大写真である。 実施例のプレコート鋼板の曲げ加工部の拡大写真である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［１．プレコート金属板の製造方法の概要］
まず、本発明の第１の実施形態に係るプレコート金属板の製造方法の概要について説明する。

上述したように、帯状の長尺金属板（金属帯）を連続塗装する従来の塗装方法としては、逐次塗布焼付方式や、ウェットオンウェット方式、多層同時塗布方式などがある。しかし、これら従来の塗装方式は、プレコート金属板の高い光沢度と、塗膜相互の高い密着性を両立できないという問題があった。

そこで、かかる問題を解決すべく、本実施形態では、金属板に複数層の塗膜を塗装する連続塗装ラインにおいて、第１層（下層）の着色塗料を塗布する第１の塗布装置の後段であって、第２層（上層）のクリア塗料を塗布する第２の塗布装置の前段に、プレヒート用の加熱装置（以下、プレヒート装置）を設置する。このプレヒート装置は、従来の焼付装置よりも出力や加熱温度が低く、設置スペースも小さい簡素な加熱装置である。

本実施形態に係るプレコート金属板の製造方法では、上記連続塗装ラインにより帯状の金属板を連続塗装する際に、まず、金属板に下層の着色塗膜を塗布する。次いで、上記プレヒート装置により、着色塗膜を適切な加熱条件でプレヒートして生乾き状態にする。さらに、該生乾き状態の着色塗膜を冷却及び乾燥させることなく、上層のクリア塗料を塗布して、クリア塗膜を形成する。その後、下層の着色塗膜と上層のクリア塗膜を同時に焼き付ける。

かかるプレヒートを利用したウェットオンウェット方式の連続塗装方法により、プレコート金属板の着色塗膜とクリア塗膜中に、着色顔料の濃度分布特性が異なる４つの特徴的な塗膜層（クリア層、拡散層、顔料濃化層、着色塗膜層）を形成できる。これにより、高い光沢度を有し、かつ、下層の着色塗膜と上層のクリア塗膜間の密着性に優れたプレコート金属板を製造できる。

以下では、上記プレヒートを利用したウェットオンウェット方式（以下、プレヒート方式とも称する。）を実現するための連続塗装装置と、該装置を用いたプレコート金属板の製造方法について詳述する。なお、以下では、プレコート金属板として、鋼板に対して着色塗膜とクリア塗膜という上下２層の塗膜を塗装したプレコート鋼板を製造する例について説明するが、本発明のプレコート金属板は、かかる例に限定されない。例えば、塗装対象の基材（金属板）として、鋼板以外の任意の材質の金属板を使用してもよい。また、本発明は、金属板に対して３層以上の塗膜が塗装されたプレコート金属板を製造する場合にも適用可能である。

［２．連続塗装装置の構成］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る連続塗装装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。

図１に示すように、本実施形態に係る連続塗装装置は、所定幅の帯状の鋼板１０（鋼帯）の表面を連続的に塗装して、多層プレコート金属板を製造するための塗装ラインである。該連続塗装装置は、鋼板１０を通板方向に一定のライン速度で通板しながら、該鋼板１０の少なくも一方の表面に対して複数層の塗膜１１、１２を連続的に塗布し、さらに、該複数層の塗膜１１、１２を同時に焼付、冷却及び乾燥する。鋼板１０を通板する際のライン速度は、例えば、３０〜２００ｍ／ｍｉｎである。

かかる連続塗装装置は、ロールコーター１３（本発明の第１の塗布装置に相当する。）と、プレヒート装置１４（本発明の加熱装置に相当する。）と、カーテンコーター１５（本発明の第２の塗布装置に相当する。）と、焼付装置１６（本発明の焼付装置に相当する。）と、冷却装置１７と、乾燥装置１８とを備える。

ロールコーター１３は、鋼板１０の表面上に、着色顔料を含有する着色塗料を塗布する第１の塗布装置の一例である。着色塗料は、下層の着色塗膜１１を形成するための塗料であり、着色顔料を含有している。ロールコーター１３は、着色塗料を保持するロールを回転させながら鋼板１０の表面に接触させることで、鋼板１０の表面に着色塗料を塗布する。これにより、鋼板１０の表面に第１層（下層）として着色塗膜１１が形成される。

かかる第１の塗布装置としては、接触式の塗布装置（ロールコーター等）又は非接触式の塗布装置（カーテンコーター等）のいずれを用いてもよいが、図１に示すように、接触式のロールコーター１３を用いる方が好ましい。一般にカーテンコーターは、膜厚の制御が難しい。これに対して、ロールコーター１３は、ロール回転速度やロール間ギャップを調整することで比較的容易かつ高精度に膜厚を制御できるので、下層の着色塗膜１１の膜厚を高精度で制御できる。また、ロールコーター１３を用いれば、塗布可能な塗料の粘度範囲も広い。

プレヒート装置１４は、着色塗膜１１を所定の加熱温度Ｔで加熱する加熱装置の一例である。プレヒート装置１４は、塗装ライン上で、上記ロールコーター１３（第１の塗布装置）の後段であって、カーテンコーター１５（第２の塗布装置）の前段に配置される。図１に示すように、これら両塗布装置の間の塗装ライン上には、プレヒート装置１４のみが設置されており、着色塗膜１１用の焼付装置、冷却装置、乾燥装置等は設置されていない。この点で、本実施形態に係る連続塗装ラインは、従来の２Ｃ２Ｂ方式の連続塗装ラインとは装置構成及び配列が相違する。

プレヒート装置１４は、例えば、熱風乾燥炉、誘導加熱炉、赤外線加熱炉、又は、これらを併用した炉等で構成されるが、塗料を加熱可能であれば任意の加熱装置を使用できる。このプレヒート装置１４は、鋼板１０上の着色塗膜１１を、高い温度で長時間加熱して焼き付けるのではなく、一般的な焼付装置による焼付温度よりも低い所定の加熱温度Ｔ（例えば６０〜１５０℃）で、着色塗膜１１を短時間加熱する。この加熱温度Ｔは、例えば、着色塗料の揮発分の沸点以下の温度である。なお、加熱温度Ｔは、プレヒート装置１４により加熱される鋼板１０のメタルピーク温度（ＰＭＴ：Ｐｅａｋ Ｍｅｔａｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で表される。

このため、プレヒート装置１４は、従来の塗装ラインで一般的に使用される焼付装置よりも、低出力、低加熱温度、小型、省設置スペースの加熱装置で構成される。例えば、従来一般的なＩＨ型の焼付装置１６の出力（鋼板１０の単位質量当たりの必要電力量）は、１１〜２４ｋＷｈ／ｔｏｎである。これに対し、プレヒート装置１４の出力は３〜１７ｋＷｈ／ｔｏｎとすることが可能であり、一般的な焼付装置１６の出力の２７〜７０％程度に抑えることができる。また、焼付装置１６の加熱温度は２００℃以上であることが多い。これに対し、プレヒート装置１４の加熱温度Ｔは６０〜１５０℃程度に低減することが可能である。さらに、焼付装置１６の通板方向の全長は３０ｍ以上であることが一般的である。これに対し、プレヒート装置１４の全長は１〜５ｍ程度とすることが可能である。

かかるプレヒート装置１４を用いて、着色塗料の揮発分の沸点以下の低い加熱温度Ｔまで、着色塗膜１１を加熱することで、着色塗膜１１は、塗料の揮発分の全てが揮発して完全に乾燥するのではなく（即ち、焼き付けられるのではなく）、塗料の揮発分の一部が揮発して部分的に乾燥した「生乾き状態」となる。

カーテンコーター１５は、着色塗膜１１上にクリア塗料を塗布する第２の塗布装置の一例である。カーテンコーター１５は、上記プレヒート装置１４により加熱されて生乾き状態となっている着色塗膜１１上に、クリア塗料を塗布して、クリア塗膜１２を形成する。

カーテンコーター１５としては、例えば、カーテンフローコーター又はローラーカーテンコーターなどの公知のカーテンコーターを使用できる。このカーテンコーター１５は、通板する鋼板１０の上方から、クリア塗料を鋼板１０の板幅よりも幅広のカーテン状に流下させることで、着色塗膜１１上にクリア塗料を非接触式で塗布する。これにより、下層の着色塗膜１１上に、上層のクリア塗膜１２が形成される。

かかる第２の塗布装置としては、接触式の塗布装置（ロールコーター等）又は非接触式の塗布装置（カーテンコーター等）のいずれを用いてもよいが、図１に示すように、カーテンコーター１５などの非接触式の塗布装置を用いる方が好ましい。この理由は、生乾き状態の着色塗膜１１に対して、接触式のロールコーターを用いてクリア塗料を塗布すると、着色塗膜１１が剥離する可能性があるからである。

第２の塗布装置として、カーテンコーター１５等の非接触式の塗布装置を用いることで、着色塗膜１１の剥離を防止して、上層と下層の塗膜を所望の膜厚で安定的に塗装できる。また、該非接触式の塗布装置を用いれば、平滑で美しい外観のクリア塗膜１２が得られる。さらに、ロールの転写むらが生じやすい塗料を塗布できるとともに、高速塗装が可能となる。

また、図１に示すように、塗装ライン上で、カーテンコーター１５は、上記プレヒート装置１４の後段に配置され、プレヒート装置１４とカーテンコーター１５との間に、着色塗膜１１を強制冷却及び乾燥させるための冷却装置や乾燥装置は設けていない。このため、カーテンコーター１５は、プレヒート装置１４により加熱された後に強制冷却及び乾燥されていない着色塗膜１１上に、クリア塗料を塗布することになる。かかる塗装ライン構成により、プレヒート装置１４から排出される生乾き状態の着色塗膜１１の温度が低下する前に、カーテンコーター１５により該着色塗膜１１上にクリア塗料を塗布して、着色塗膜１１とクリア塗膜１２を適切に馴染ませることができる。

焼付装置１６は、上記カーテンコーター１５の後段に配置され、鋼板１０上に塗布された着色塗膜１１及びクリア塗膜１２を同時に焼き付ける。この焼付装置１６は、一般的な塗料用焼付け炉、例えば、熱風乾燥炉、誘導加熱炉、赤外線加熱炉、又は、これらを併用した炉等で構成される。

上述したように、図１に示す焼付装置１６は、従来の塗装ラインで一般的に使用される焼付装置と同等であり、プレヒート装置１４よりも出力や加熱温度等が大幅に高く、設置スペースも大きい。また、焼付装置１６による加熱温度は、上記着色塗料やクリア塗料の揮発分の沸点よりも高く（例えば２００℃以上）、焼付装置１６による加熱時間は、プレヒート装置１４よりも長い。従って、焼付装置１６内に鋼板１０を通板させることで、着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が高い加熱温度まで加熱されて、両塗膜１１、１２が同時に鋼板１０に焼き付けられる。

また、冷却装置１７と、乾燥装置１８は、上記焼付装置１６の後段に配置される。冷却装置１７は、上記焼付装置１６により着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が焼き付けられた鋼板１０を水冷する。乾燥装置１８は、ドライヤーなどで構成され、冷却装置１７による冷却後の鋼板１０を乾燥させる。

［３．塗料の具体例］
次に、着色塗膜１１（中塗り塗膜）及びクリア塗膜１２（トップコート塗膜）に用いられる塗料の定義と具体例について説明する。

［３．１．用語の定義］
まず、塗料に関する用語について定義する。
塗料は、固形分と揮発分とからなる。固形分は、塗料の成分のうち、焼付により皮膜を構成する成分であり、塗料の各種機能を発揮するために用いられる。この固形分は、揮発分に溶解する溶解成分と、揮発分に溶解せずに微細粒子状に分散した状態で懸濁する懸濁成分とを含む。一方、塗料の揮発分は、塗料の成分のうち、焼付により揮発する成分であり、上記固形分に流動性を与えて塗布し易くするために用いられる。この揮発分は、塗布後の加熱時に揮発して、焼付後の皮膜を構成しない。なお、本明細書において、塗料の揮発分の揮発とは、該揮発分がその沸点未満で揮発することのみならず、その沸点以上で蒸発することも含む。

油性塗料は、揮発分として有機溶剤を用いる塗料である。油性塗料の固形分は、各種の樹脂（溶解成分）と、ワックス、顔料、架橋剤、つや消し剤、体質顔料、紫外線吸収剤、硬化剤又は防錆剤等の微細粒子（懸濁成分）を含む。油性塗料の揮発分（有機溶剤）中には、固形分として、上記各種の樹脂（溶解成分）が溶解するとともに、上記ワックス、顔料等の微細粒子（懸濁成分）が分散している。油性塗料としては、油性着色塗料や、油性クリア塗料などがある。

水性塗料は、揮発分として水を主体とする液体を用いる塗料である。水性塗料の固形分は、各種の樹脂（懸濁成分）と、ワックス、顔料、架橋剤、つや消し剤、体質顔料、紫外線吸収剤、硬化剤又は防錆剤等の微細粒子（懸濁成分）を含む。水性塗料の揮発分（水を主体とする液体）中には、固形分として、上記各種の樹脂（懸濁成分）の微細粒子が溶解せずに分散するとともに、上記ワックス、顔料等の微細粒子（懸濁成分）も分散している。水性塗料としては、水性着色塗料や、水性クリア塗料などがある。

ここで、水性塗料の揮発分は、水のみであってもよいし、或いは、有機溶剤と水の混合液（例えば低級アルコール）であってもよい。後者の場合、水性塗料の揮発分に占める水の質量割合は、例えば９５質量％以上であるが、該水の質量割合が９５質量％未満である混合液についても、水性塗料の揮発分となりうる。

揮発分濃度とは、塗料の全質量（固形分の質量Ａと揮発分の質量Ｂの合計）に占める揮発分の質量Ｂの割合である（揮発分濃度＝Ｂ／（Ａ＋Ｂ）［質量％］）。塗膜を成す塗料の揮発分濃度は、塗料の塗布時が最も高く、塗布された塗膜が乾燥するにつれて（つまり、塗膜中の揮発分が揮発するにつれて）、揮発分濃度が減少する。

［３．２．着色塗料の具体例］
着色塗膜１１は、中塗り塗膜であり、プレコート鋼板の色彩等の意匠性や、塗膜の硬さ向上、耐薬品性、耐汚染性、防錆等の機能性を実現するために用いられる。着色塗料は、着色顔料を含有する塗料であり、着色塗膜１１を形成するために用いられる。着色塗料としては、一般に公知の塗料用樹脂に着色顔料等を添加したものを使用することができ、例えば、防錆塗膜用樹脂等、プレコート用の塗料として市販されているものを使用することができる。

着色塗料の樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又はフッ素樹脂等のプレコート用塗料に使用される一般的な樹脂を用いることができる。また、必要に応じて、これら樹脂を２種以上混合して用いたり、メラミン樹脂又はイソシアネート樹脂などの架橋剤を使用したりしてもよい。特に、ポリエステル樹脂をメラミン樹脂又はイソシアネートで架橋させたタイプの樹脂は、加工性に優れる。

着色塗料中に含有される着色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミニウム、又はカーボンブラックなどの一般的な着色顔料を用いることができる。特に、上記樹脂と屈折率差の大きい着色顔料を用いることが好ましい。

また、着色塗料には、必要に応じて、公知のレベリング剤、顔料分散剤、ワックス、艶消し剤等を添加することができる。これら添加剤の種類や添加量は、特に規定されるものではなく、必要に応じて適宜選定することができる。また、着色塗料は、油性塗料、又は、水性塗料のいずれであってもよい。

油性着色塗料は、揮発分として有機溶剤を用いる着色塗料である。油性着色塗料の固形分は、例えば、着色顔料、シリカ、潤滑剤等である。また、油性塗料の揮発分（有機溶剤）は、例えば、キシレン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等である。油性塗料の揮発分濃度（即ち、有機溶剤の濃度）は、例えば、３０〜７０質量％、特に、４０〜６５質量％である。油性着色塗料の具体例としては、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との混合溶液（ポリエステル樹脂をメラミン樹脂で架橋したもの）に酸性触媒を添加し、攪拌することで得られるクリア塗料に、白色顔料（酸化チタン）又は黒色顔料（カーボンブラック）を添加して攪拌した着色塗料の例が挙げられる。

一方、水性着色塗料は、揮発分として水を主体とする液体を用いる着色塗料である。水性着色塗料に占める水の割合は、例えば４０〜９０質量％である。水性着色塗料の具体例としては、水性樹脂（ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等）に、硬化剤（メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物等）、着色顔料（カーボンブラック等）、シリカ粒子（球状シリカ粒子等）及び潤滑剤（ポリエチレン樹脂粒子等）を添加した着色塗料の例が挙げられる。

［３．３．クリア塗料］
クリア塗膜１２は、プレコート鋼板の最表層を成す上塗り塗膜であり、プレコート鋼板の光沢等の意匠性や、塗膜の硬さ向上、耐薬品性、耐汚染性、防錆等の機能性を実現するために用いられる。クリア塗料は、着色顔料を含有しない塗料であり、クリア塗膜１２を形成するために用いられる。クリア塗料としては、一般に公知の塗料用樹脂に、潤滑剤等を添加したものを使用することができ、例えば、防錆塗膜用樹脂等、プレコート用の塗料として市販されているものを使用することができる。

クリア塗料の樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等のプレコート用塗料に使用される一般的な樹脂を用いることができる。必要に応じて、これら樹脂を２種以上混合して用いたり、メラミン樹脂やイソシアネート樹脂などの架橋剤を使用したりしてもよい。特に、ポリエステル樹脂をメラミン樹脂又はイソシアネートで架橋させたタイプの樹脂は、加工性に優れる。

クリア塗料には必要に応じて潤滑剤を添加することができる。潤滑剤の成分は特に限定されるものではなく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、又はマイクロクリスタリン等を用いることができる。

また、クリア塗料には、必要に応じて、公知のレベリング剤、ワックス、艶消し剤等を添加することができる。これら添加剤の種類や添加量は、特に規定されるものではなく、必要に応じて適宜選定することができる。また、クリア塗料は、油性塗料、又は、水性塗料のいずれであってもよい。

油性クリア塗料は、揮発分として有機溶剤を用いるクリア塗料である。油性クリア塗料の固形分は、例えば、シリカ、潤滑剤等である。また、油性クリア塗料の揮発分（有機溶剤）は、例えば、キシレン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等である。油性塗料の揮発分濃度（即ち、有機溶剤の濃度）は、例えば、３０〜７０質量％、特に、４０〜６５質量％である。油性クリア塗料の具体例としては、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との混合溶液（ポリエステル樹脂をメラミン樹脂で架橋したもの）に酸性触媒を添加し、攪拌することで得られるクリア塗料の例が挙げられる。

一方、水性クリア塗料は、揮発分として水を主体とする液体を用いるクリア塗料である。水性クリア塗料に占める水の割合は、例えば４０〜９０質量％である。水性クリア塗料の具体例としては、水性樹脂（ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等）に、硬化剤（メラミン樹脂、ポリイソシアネート化合物等）、シリカ粒子（球状シリカ粒子等）及び潤滑剤（ポリエチレン樹脂粒子等）を添加したクリア塗料の例が挙げられる。

［４．プレコート金属板の製造方法］
次に、本実施形態に係るプレコート金属板の製造方法について説明する。以下では、上記図１に示した連続塗装装置（塗装ライン）を用いて鋼板を連続的に多層コーティングして、プレコート鋼板を製造する方法について説明する。また、図２を参照して、当該製造方法の各工程における塗膜の積層状態や、塗膜中の着色顔料濃度の分布についても、適宜説明する。

本実施形態に係るプレコート金属板の製造方法は、（１）第１の塗装工程と、（２）プレヒート工程と、（３）第２の塗装工程と、（４）焼付工程と、（５）冷却工程と、（６）乾燥工程とを含む。以下に各工程について説明する。

（１）第１の塗装工程
鋼板１０は、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、冷延鋼板等であり、板厚は例えば０．３〜３．２ｍｍ、板幅は例えば６００〜１８２８ｍｍである。

図１に示すように、まず、塗装ライン上を通板する帯状の鋼板１０は、ロールコーター１３（第１の塗布装置）に導入される。このロールコーター１３により、鋼板１０の表面に着色塗料を塗布することで、鋼板１０の表面に着色塗膜１１（下層塗膜）が形成される。この塗布時の着色塗膜１１の膜厚Ｄ１は、例えば、５〜５０μｍであってよいが、以下では、Ｄ１＝２４μｍである例について説明する。なお、着色塗料の塗布前に予め、不図示の化成処理装置により鋼板１０の表面に化成処理層を形成しておき、該化成処理層上に着色塗膜１１を形成してもよい。また、鋼板１０上若しくは化成処理層上にプライマー塗料を塗布してプライマー塗膜を予め形成しておき、該プライマー塗膜上に着色塗膜１１を形成してもよい。

また、上記のように塗布された着色塗膜１１は、膜厚方向にほぼ均一な濃度で着色顔料を含有している。このため、図２Ａに示すように、着色塗膜１１内において、着色顔料濃度は、基材（鋼板１０）側から表層側にかけて、ほぼ一定である。

（２）プレヒート工程
次いで、上記着色塗膜１１が形成された鋼板１０は、プレヒート装置１４（加熱装置）に導入される。このプレヒート装置１４により、鋼板１０上の着色塗膜１１がプレヒートされる。この際、プレヒート装置１４は、着色塗膜１１を高い加熱温度まで長時間加熱して焼き付けるのではなく、着色塗料の揮発分の沸点以下の低い加熱温度Ｔ（例えば、６０〜１５０℃）で加熱する。また、プレヒート装置１４による鋼板１０の加熱時間ｔは、非常に短く、例えば、１．０〜１０秒が好ましい。例えば、設備長５ｍのプレヒート装置１４に対して、ライン速度１００ｍ／ｍｉｎで鋼板１０を通板した場合、プレヒート装置１４による鋼板１０の加熱時間は３秒である。

かかるプレヒート装置１４による低温かつ短時間の加熱（プレヒート）により、着色塗膜１１から着色塗料の揮発分（有機溶剤又は水等）の一部が揮発して、該着色塗膜１１中の揮発分濃度が低下し、着色塗膜１１が「生乾き状態」となる。

着色塗料が油性着色塗料である場合、その沸点は１５０〜１６０℃であるので、プレヒート装置１４による加熱温度Ｔは、該沸点以下のＰＭＴ６０〜１５０℃であることが好ましく、ＰＭＴ９０〜１４０℃であることがより好ましい。また、着色塗料が水性着色塗料である場合、その沸点は９０〜１２０℃であるので、プレヒート装置１４による加熱温度Ｔは、該沸点以下のＰＭＴ５０〜８０℃であることが好ましい。このように、プレヒート装置１４により着色塗料の揮発分の沸点以下の適切な加熱温度Ｔまで着色塗膜１１を加熱することで、着色塗膜１１を適度に乾燥させて、上層塗料の混合を防止可能な生乾き状態にすることができる。なお、このプレヒートにより、着色塗膜１１の膜厚Ｄ１は、若干減少する（例えば、２４μｍ→２２μｍ）。

また、上記プレヒート工程では、着色塗膜１１を低温で短時間加熱するだけであるので、着色塗膜１１中に含まれる着色顔料は、着色塗膜１１内部でほとんど移動しない。このため、図２Ｂに示すように、プレヒートされた着色塗膜１１内において、着色顔料濃度は、依然として、膜厚方向にほぼ一定である。

（３）第２の塗装工程
次いで、生乾き状態の着色塗膜１１が塗布されている鋼板１０は、カーテンコーター１５（第２の塗布装置）に導入される。このカーテンコーター１５により、生乾き状態の着色塗膜１１上に、クリア塗料を塗布することで、該着色塗膜１１（下層塗膜）上にクリア塗膜１２（上層塗膜）が形成される。即ち、クリア塗膜とは「クリア塗料を塗布して形成された塗膜」であり、後述する様に一部に着色顔料を含む。この塗布時のクリア塗膜１２の膜厚Ｄ２は、例えば、１０〜１００μｍであってよいが、以下では、Ｄ２＝４０μｍである例について説明する。

また、図１に示すように、塗装ライン上でカーテンコーター１５はプレヒート装置１４の直後に配置されている。このため、上記プレヒート装置１４による加熱工程の直後に、カーテンコーター１５による第２の塗装工程が行われ、両工程間で、冷却装置や乾燥装置を用いて着色塗膜１１が強制冷却及び乾燥されることはない。従って、第２の塗装工程では、生乾き状態のままの着色塗膜１１上に、クリア塗膜１２が塗布される。

上記のようにして生乾き状態の着色塗膜１１上にクリア塗膜１２が塗布される。クリア塗膜１２を塗布した時点では、図２Ｃに示すように、着色塗膜１１の着色顔料濃度は、図２Ｂの場合と同様に一定であり、クリア塗膜１２の着色顔料濃度はゼロである。しかし、クリア塗膜１２の塗布後に時間の経過とともに、着色塗膜１１とクリア塗膜１２の界面で、物質移動が生じるため、クリア塗膜１２内に、顔料濃化層１２３と拡散層１２２が形成される。即ち、下層の着色塗膜１１中に含まれている着色顔料が、対流及び濃度拡散により上層側に移動し、上層のクリア塗膜１２中に進入して拡散する。この結果、図２Ｄに示すように、着色塗膜１１内の着色顔料濃度が低下するとともに、クリア塗膜１２内に、着色顔料を含む顔料濃化層１２３及び拡散層１２２と、着色顔料を含まないクリア層１２１とが形成される。

顔料濃化層１２３は、クリア塗膜１２内の基材側であって、着色塗膜１１の直上に形成される。この顔料濃化層１２３は、クリア塗膜１２の表層側に向かうほど着色顔料濃度が連続的に増加していく部分である。顔料濃化層１２３の表層側で、着色顔料濃度が最も高いピークとなる。

また、拡散層１２２は、クリア塗膜１２内で顔料濃化層１２３の直上（表層側）に形成される。この拡散層１２２は、クリア塗膜１２のうち、クリア塗膜１２の表層側に向かうほど着色顔料濃度が連続的に減少していく部分である。

さらに、クリア塗膜１２内の最表層側には、着色顔料を実質的に含まないクリア層１２１が形成される。本実施形態では、クリア塗膜１２の塗布前に着色塗膜１１をプレヒートすることで、着色塗膜１１が適切な生乾き状態となっている。これにより、着色塗膜１１からクリア塗膜１２に着色顔料が移動、拡散するものの、その拡散範囲は制限され、クリア塗膜１２の最表層部分までは着色顔料が到達しない。従って、クリア塗膜１２内の最表層部分に、着色顔料を実質的に含まないクリア層１２１が形成される。

また、上記のように着色顔料が着色塗膜１１からクリア塗膜１２の顔料濃化層１２３及び拡散層１２２に移動したため、着色塗膜１１内の着色顔料濃度は、全体的に低下する。特に、顔料濃化層１２３に隣接する着色塗膜１１の表層側部分では、着色顔料濃度が大きく低下して、着色塗膜１１の膜厚方向中央部よりも着色顔料濃度が低い谷が生じることもある。このように上層のクリア塗膜１２の塗布により、下層の着色塗膜１１の着色顔料濃度が低下するが、該クリア塗膜１２の塗布後に着色顔料濃度が低下した着色塗膜１１を、着色塗膜層１１１と称する。

以上のように、上層のクリア塗膜１２と下層の着色塗膜１１との間で、着色顔料等の物質が対流及び拡散する作用により、クリア塗膜１２内に、３つの層（顔料濃化層１２３、拡散層１２２、クリア層１２１）が形成される。また、着色塗膜１１は、クリア塗膜１２の塗布後に、着色顔料濃度が低下した着色塗膜層１１１となる。以上の結果、着色塗膜１１とクリア塗膜１２からなる２層構造の塗膜層が、４層構造の塗膜層（下層側から順に、着色塗膜層１１１、顔料濃化層１２３、拡散層１２２、クリア層１２１）に変化する。

（４）焼付工程
その後、上記着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が形成された鋼板１０は、焼付装置１６に導入される。この焼付装置１６により、鋼板１０上の着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が、塗料の揮発分の沸点よりも大幅に高い加熱温度（例えば２００℃以上）まで加熱されて、該着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が同時に焼き付けられる。

かかる焼付装置１６による高温加熱（焼付）により、着色塗膜１１から着色塗料の揮発分が完全に揮発し、クリア塗膜１２からクリア塗料の揮発分が完全に揮発する。これにより、両塗膜１１、１２中の揮発分濃度がほぼゼロにまで低下し、当該両塗膜１１、１２が完全に乾燥して硬化した状態となる。

この結果、図２Ｅに示すように、着色塗膜１１及びクリア塗膜１２の膜厚が減少する。例えば、着色塗膜１１の膜厚Ｄ１は、例えば、２２μｍから１５μｍに減少し、また、クリア塗膜１２の膜厚Ｄ２は、例えば、４０μｍから１５μｍに減少する。この結果、上記のクリア層１２１、拡散層１２２、顔料濃化層１２３、着色塗膜層１１１の厚みもそれぞれ減少する。ただし、各層の着色顔料濃度の分布は変化しない。

（５）冷却工程
次いで、上記のように着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が焼き付けられた高温の鋼板１０は、冷却装置１７に導入される。この冷却装置１７により、該鋼板１０に対して冷却水を吹き付けることで、該鋼板１０が常温近くまで冷却される。

（６）乾燥工程
その後、上記のように冷却された鋼板１０は、乾燥装置１８に導入される。この乾燥装置１８により、該鋼板１０のクリア塗膜１２表面に付着した水分を蒸発させて、該鋼板１０を乾燥させる。

以上の工程により、長尺の鋼板１０に対して着色塗膜１１及びクリア塗膜１２が連続的に塗装されて、２層コーティングのプレコート金属板が製造される。なお、上記では鋼板１０の表面を２層コーティングする例について説明したが、鋼板１０の裏面も公知の塗装方法で１層又は多層コーティングしてもよい。

次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、上記第２の塗布工程におけるクリア塗料の再利用と、下層の着色塗膜１１と上層のクリア塗膜１２との密着性について説明する。図３Ａ〜図３Ｃは、着色塗膜１１上に、カーテンコーター１５を用いてクリア塗料を塗布する工程を示す模式図である。

図３Ａは、従来の２Ｃ２Ｂ方式（逐次塗布焼付方式）によるクリア塗料の塗布工程を示している。図３Ａに示すように、下層の着色塗膜１１を完全に焼き付けた後に、カーテンコーターを用いて上層のクリア塗料を塗布する場合、着色塗膜１１の塗料と、塗布されるクリア塗料は混合しない。即ち、流動状態のクリア塗料がカーテンコーターからカーテン状に流下して、その下部を通過する鋼板１０の着色塗膜１１上に付着して、クリア塗膜１２が形成される。これとともに、余剰のクリア塗料１２ａは鋼板１０の幅方向両側より下方に流下する。この際、着色塗膜１１は完全に乾燥した状態であるので、クリア塗料は、着色塗膜１１の塗料と混合することがない。従って、鋼板１０の幅方向両側より流下するクリア塗料１２ａを回収して再利用することが可能である。

しかし、図３Ａに示す２Ｃ２Ｂ方式では、焼き付けられて完全に乾燥及び固化した下層の着色塗膜１１に対して、上層のクリア塗料が馴染まない。このため、クリア塗膜１２を焼き付けた後に、着色塗膜１１とクリア塗膜１２の密着性が低下し、両塗膜の界面でクリア塗膜１２が着色塗膜１１から剥離しやすくなるという問題がある。

また、図３Ｂは、従来の多層同時塗布方式によるクリア塗料の塗布工程を示している。図３Ｂに示すように、多層カーテンコーターを用いて、下層の着色塗料と上層のクリア塗料を同時に塗布する場合、両塗料は濡れ状態であるので、相互に混合してしまう。従って、鋼板１０の幅方向両側より下方に流下する余剰の着色塗料１１ａとクリア塗料１２ａを回収したとしても、両者は混ざり合っているので、再利用することはできず、廃棄せざるを得ない。このように、図３Ｂに示す多層同時塗布方式では、塗料を回収して再利用できないため、塗料廃棄量が多くなり、塗料コストが増大するという問題がある。

これに対し、図３Ｃは、本実施形態に係るプレヒートを利用したウェットオンウェット方式（以下、プレヒート方式という。）によるクリア塗料の塗布工程を示している。本実施形態では、カーテンコーター１５により、上記生乾き状態の下層の着色塗膜１１上に、上層のクリア塗料を塗布する。図３Ｃに示すように、カーテンコーター１５からカーテン状に流下するクリア塗料は、着色塗膜１１上に付着して、クリア塗膜１２を形成するとともに、余剰のクリア塗料１２ａは鋼板１０の幅方向両側より下方に流下して回収される。この際、着色塗膜１１は、生乾き状態であるので、クリア塗料は、着色塗膜１１と混合しない。従って、回収される余剰のクリア塗料１２ａは、着色塗料が混合しておらず、再利用可能であるので、塗料廃棄量及び塗料コストを削減できるという効果がある。

さらに、生乾き状態の着色塗膜１１に濡れ状態のクリア塗料を塗布することにより、着色塗膜１１とクリア塗膜１２の界面で両塗料が馴染み、該界面の粗度が、図３Ａの場合よりも高くなる。従って、着色塗膜１１及びクリア塗膜１２を同時に焼き付けた後に、着色塗膜１１とクリア塗膜１２の密着性が向上し、両塗膜の界面でクリア塗膜１２が着色塗膜１１から剥離しにくいという効果がある。

以上のように、本実施形態に係るプレコート金属板の製造方法によれば、プレヒート装置１４により下層の着色塗膜１１を生乾き状態にし、冷却及び乾燥させることなく、該着色塗膜１１上に上層のクリア塗料を塗布する。これにより、下層の着色塗膜１１と上層のクリア塗膜１２の密着性を向上でき、かつ、下層のクリア塗料の再利用率を向上させ、塗料廃棄量を低減できる。

［５．生乾き状態の塗膜の揮発分濃度の適正範囲］
次に、上記プレヒート装置１４により生乾き状態となる着色塗膜１１の揮発分濃度の適正範囲について説明する。

上記のように、下層の着色塗膜１１の揮発分濃度が高く、着色塗膜１１が濡れ状態に近い場合、上層のクリア塗料の塗布時に、両塗膜１１、１２が馴染みやすく、その密着性が向上する。反面、濡れ状態に近い着色塗膜１１とクリア塗膜１２が混合して、混層となるため、着色顔料を含まないクリア層１２１が形成され難くなってしまう。

一方、下層の着色塗膜１１の揮発分濃度が低く、該塗膜１１が乾燥状態に近い場合、両塗膜１１、１２が馴染みにいので、その密着性が低下する。さらに、乾燥状態に近い着色塗膜１１からクリア塗膜１２に着色顔料が移動し難いため、クリア層１２１は形成され易いが、クリア塗膜１２内に顔料濃化層１２３や拡散層１２２が形成され難くなってしまう。

以上のように、塗膜間の密着性と、クリア層１２１の形成性とは相反関係にある。また、クリア層１２１の形成容易性と、顔料濃化層１２３や拡散層１２２の形成性も、相反関係にある。従って、クリア塗膜１２内にクリア層１２１、拡散層１２２及び顔料濃化層１２３の３層を適切に形成でき、かつ、塗膜間の密着性も確保できるように、プレヒート時の加熱条件を制御して、生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度を適正範囲内に調整することが好ましい。

そこで、本実施形態では、プレヒート装置１４により着色塗膜１１を加熱して生乾き状態にする際、着色塗膜１１の揮発分濃度が２２〜６４質量％となるように、加熱条件を制御する。なお、着色塗膜１１の揮発分濃度とは、着色塗膜１１を成す着色塗料の揮発分濃度である。

下層の着色塗料が、油性着色塗料である場合、生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度（有機溶剤の濃度）は、２２〜５５質量％であることが好ましい。生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度が５５質量％以下であれば、該着色塗膜１１の油性着色塗料と、上層のクリア塗料が混合しない。このため、クリア塗膜１２内にクリア層１２１を適切に形成できる。一方、着色塗膜１１の揮発分濃度が２２質量％以上であれば、生乾き状態の着色塗膜１１の油性着色塗料とクリア塗料が馴染み易くなり、両層の塗膜の密着性が向上するとともに、クリア塗膜１２内に顔料濃化層１２３及び拡散層１２２を適切に形成できる。さらに、従来の逐次塗布焼付方式と比べて、本実施形態に係るプレヒート装置１４の出力スペックや設置スペースを４０〜５０％程度削減できるので、連続塗装装置の省スペース、省エネルギー化を実現できる。

また、下層の着色塗料が水性着色塗料である場合、生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度（水の濃度、又は、水と有機溶剤の混合液の濃度）は、２５〜６４質量％であることが好ましい。生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度が６４質量％以下であれば、該着色塗膜１１の水性着色塗料と、上層のクリア塗料が混合しない。このため、クリア塗膜１２内にクリア層１２１を適切に形成できる。一方、生乾き状態の着色塗膜１１の揮発分濃度が２５質量％以上であれば、該着色塗膜１１の水性着色塗料とクリア塗料が馴染み易くなり、両層の塗膜の密着性が向上するとともに、クリア塗膜１２内に顔料濃化層１２３及び拡散層１２２を適切に形成できる。さらに、上記油性着色塗料の場合と同様に、プレヒート装置１４の出力スペックや設置スペースを４０〜５０％程度削減できるので、連続塗装装置の省スペース、省エネルギー化を実現できる。

［６．プレコート鋼板の特性］
次に、上述した本実施形態に係るプレコート鋼板の製造方法により製造されたプレコート鋼板の特性について説明する。

プレコート鋼板は、上記本実施形態に係るプレヒート方式（プレコートを利用したウェットオンウェット方式）により塗装されており、基材となる鋼板１０の片面又は両面に少なくとも２層以上の塗膜を塗装することによって製造される。本実施形態に係るプレコート鋼板は、上述したように、鋼板１０の片面に、下層の着色塗膜１１と上層のクリア塗膜１２を塗装したものである。

さらに、本実施形態に係るプレコート鋼板は、図２に示したように、着色塗膜層１１１とクリア層１２１との間に、顔料濃化層１２３と、拡散層１２２が形成されていることを特徴としている。上記図２で説明したように、着色塗膜１１上に塗布されたクリア塗膜１２は、着色顔料濃度の分布に応じて、クリア層１２１、拡散層１２２、顔料濃化層１２３の３層に区分される。クリア塗膜１２のうち、着色顔料を含まない最表層部分がクリア層１２１である。また、クリア塗膜１２のうち、着色顔料を高濃度で含む基材側部分が顔料濃化層１２３である。さらに、クリア塗膜１２のうち、クリア層１２１と顔料濃化層１２３の間の部分が拡散層１２２である。また、クリア塗膜１２の塗布により着色顔料濃度が低下した着色塗膜１１は、着色塗膜層１１１となる。

このように、本実施形態に係るプレコート鋼板では、２回の塗装工程で形成された上下２層の塗膜（着色塗膜１１及びクリア塗膜１２）が、着色顔料濃度の分布に応じて４つの層（下層側から順に、着色塗膜層１１１、顔料濃化層１２３、拡散層１２２、クリア層１２１）に区分される。

着色塗膜層１１１は、膜厚方向に概ね一定の濃度で着色顔料を含有する層である。該着色塗膜層１１１の厚みｄ４は、例えば８〜１３μｍである。また、顔料濃化層１２３は、着色塗膜１１から移動した着色顔料を高濃度で含有する層であり、該顔料濃化層１２３の厚みｄ２は、例えば２．２〜８μｍである。さらに、拡散層１２２は、着色塗膜１１からクリア塗膜１２中に拡散した着色顔料を含有する層であり、該拡散層１２２の厚みｄ３は、例えば３〜１２μｍである。また、クリア層１２１は、着色顔料を含有しない透明な層であり、該クリア層１２１の厚みｄ１は、例えば５〜１２．３μｍである。

ここで、図４〜図６を参照して、本実施形態に係るプレコート鋼板の塗膜層内の着色顔料濃度の分布について詳述する。図４は、従来の２Ｃ２Ｂ方式とウェットオンウェット方式で製造されたプレコート鋼板の塗膜層内の着色顔料濃度分布の例を示すグラフである。図５、図６は、本実施形態に係るプレコート鋼板の塗膜層内の着色顔料濃度分布の例を示すグラフである。なお、図５、図６のグラフでは、着色塗膜層１１１における着色顔料濃度の平均値を１．０としたときの各層の着色顔料濃度比を表している。

まず、図４を参照して、従来の塗装方式に係るプレコート鋼板の着色顔料濃度の分布と、その問題点について説明する。

従来の２Ｃ２Ｂ方式では、下層の着色塗膜を焼き付けた後に、上層のクリア塗膜を塗布するので、両塗膜間で着色顔料が移動することがない。このため、図４に示すように、下層の着色塗膜（膜厚Ｄ１）の着色顔料濃度は膜厚方向に一定であり、上層のクリア塗膜（膜厚Ｄ２）の着色顔料濃度は、ゼロである。この２Ｃ２Ｂ方式の場合、着色顔料を含まないクリア塗膜の膜厚Ｄ２を大きくできるものの、本実施形態のように着色顔料濃度が高い顔料濃化層１２３を形成できない。従って、着色塗膜で光を効率的に拡散反射させることができないので、プレコート鋼板の光沢に改善の余地がある。また、２Ｃ２Ｂ方式では、着色塗膜とクリア塗膜の密着性も非常に低い。

また、従来のウェットオンウェット方式では、下層の濡れ状態の着色塗膜上に、上層の濡れ状態のクリア塗膜を塗布するので、両塗膜が混合して混層となってしまう。このため、図４に示すように、下層の着色塗膜（膜厚Ｄ１）から上層のクリア塗膜（膜厚Ｄ２）まで膜厚方向全体に渡って、着色顔料が含まれており、該着色顔料の濃度は表層側に向かうにつれて徐々に低下している。このように、ウェットオンウェット方式では、着色顔料を含まないクリア層が形成されない。従って、入射した光が塗膜表層部を適切に透過できないばかりか、該入射光を着色塗膜で適切に正反射及び拡散反射させることもできないので、プレコート鋼板の光沢が大幅に低下してしまう。

これに対し、図５及び図６を参照して、本実施形態に係るプレコート鋼板の着色顔料濃度の分布について説明する。

図５に示すように、本実施形態に係るプレコート鋼板の着色塗膜層１１１（厚みｄ４）では、着色塗膜層１１１の膜厚方向の中央部においては、着色顔料濃度はほぼ一定であるが、該中央部から表層側に向かうにつれ、着色顔料濃度が減少する。かかる着色塗膜層１１１内の着色顔料濃度の平均値Ｃ_ＡＶＥを基準として、他の各層の着色顔料濃度Ｃの分布を相対評価する。以下で用いる着色顔料濃度比ｃは、ＣとＣ_ＡＶＥとの比である（ｃ＝Ｃ／Ｃ_ＡＶＥ）。

また、顔料濃化層１２３（厚みｄ２）は、上記着色塗膜層１１１内の着色顔料濃度の平均値Ｃ_ＡＶＥ以上の着色顔料濃度を有している。この顔料濃化層１２３では、基材側から表層側に向かうにつれ、その着色顔料濃度が連続的に増加している。顔料濃化層１２３と着色塗膜層１１１との界面で、着色顔料濃度比ｃが最小値ｃ２となり、顔料濃化層１２３と拡散層１２２との界面で、着色顔料濃度比ｃが最大値ｃ１となる。この顔料濃化層１２３の着色顔料濃度比ｃは、例えば１．０〜１．２の範囲内である。顔料濃化層１２３と着色塗膜層１１１との境界部では、その周囲と比べて着色顔料濃度が低くなっている。この理由は、上記プレヒート時に、着色塗膜１１の該境界部に対応する箇所に存在した着色顔料が対流及び濃度拡散により表層側（クリア塗膜１２側）に移動して、顔料濃化層１２３が形成されたからである。

また、図５に示すように、拡散層１２２（厚みｄ３）では、基材側から表層側に向かうにつれ、着色顔料濃度が連続的に減少しており、拡散層１２２とクリア層１２１との境界で、着色顔料濃度がゼロとなる。この拡散層１２２の着色顔料濃度比ｃは、例えば０〜１．２の範囲内である。そして、クリア層１２１（厚みｄ１）は、着色顔料を含有していないので、着色顔料濃度はゼロである。

以上のように、本実施形態に係るプレコート鋼板は、塗膜層内の４層構造の着色顔料濃度分布に特徴を有している。特に、クリア塗膜１２の最表層側に、着色顔料を実質的に含有しないクリア層１２１が形成され、かつ、クリア塗膜１２の基材側に、着色顔料濃度が顕著に高い顔料濃化層１２３が形成されていることを特徴とする。かかるクリア層１２１と顔料濃化層１２３を兼備することで、プレコート鋼板の光沢度を大幅に向上できる。この理由は次の通りである。

一般的に、プレコート鋼板に光が当たるとき、最表層のクリア塗膜を透過した光は、下層の着色塗膜で反射する。ここで、着色塗膜の着色顔料濃度が高ければ、反射する光の量も大きくなる。しかし、着色塗料の着色顔料濃度を高くすると、着色塗料の貯蔵安定性が低下するとともに、鋼板の加工時の着色塗膜の密着性が劣化するという問題がある。

これに対して、本実施形態では、上述したように、プレコート鋼板の製造時に、従来技術にはない短時間で下層の着色塗膜１１をプレヒートする。これにより、クリア塗膜１２の最表層側に、着色顔料を含有しない適正な厚みｄ１のクリア層１２１を、従来のウェットオンウェット方式よりも安定的に形成できる。加えて、クリア塗膜１２の基材側（着色塗膜１１との境界部付近）に、着色顔料濃度が顕著に高い顔料濃化層１２３を形成できる。従って、クリア層１２１及び拡散層１２２を透過した光を、顔料濃化層１２３により、表層側に効率的に拡散反射させることが可能となる。よって、本実施形態によれば、最終製品であるプレコート鋼板の光沢を大幅に向上できる。

なお、図６に示すように、顔料濃化層１２３と着色塗膜層１１１との境界部において、着色顔料濃度が周囲よりも低下しないような濃度分布の場合も、本願発明の技術的範囲に含まれる。この場合も、顔料濃化層１２３の着色顔料濃度が、着色塗膜層１１１内の着色顔料濃度の平均値Ｃ_ＡＶＥ以上であり、かつ、表層側に向かうにつれ着色顔料濃度が連続的に増加している。従って、当該図６の顔料濃化層１２３は、図５の顔料濃化層１２３と同等に、入射光を効率的に拡散反射させることができるので、光沢度の高いプレコート鋼板が得られる。

また、本実施形態に係るプレコート鋼板の製造時には、上述したプレヒートにより下層の着色塗膜１１を生乾きにした状態で上層のクリア塗膜１２を塗布するので、着色塗膜１１とクリア塗膜１２の界面で両塗膜が好適に馴染んでいる。従って、着色塗膜１１とクリア塗膜１２を同時に焼き付けた後に、着色塗膜１１とクリア塗膜１２間の密着性が大幅に向上される。よって、本実施形態に係るプレコート鋼板は、加工（曲げ加工、プレス加工等）された膜間の密着性（加工密着性）が十分に高い。

以上のように、本実施形態に係るプレコート鋼板によれば、上下層の塗膜間の密着性が高く、かつ、鋼板表面の光沢も高いという利点がある。さらに、該プレコート鋼板の製造時において、着色塗膜１１のプレヒートの加熱条件（加熱時間ｔ及び加熱温度Ｔ等）を調整することにより、着色顔料を含まないクリア層１２１の厚みｄ１と、顔料濃化層１２３の厚みｄ２を制御することができる。当該制御によって、上下層間の密着性と、プレコート鋼板の光沢度を、高いレベルで両立させることが可能になる。この結果、本実施形態に係るプレヒート方式で製造されたプレコート鋼板は、従来のウェットオンウェット方式よりも高い光沢を実現できる。さらに、本実施形態に係るプレコート鋼板では、プレヒートの加熱条件やｄ１、ｄ２を好適に制御すれば、逐次塗装焼付方式（２Ｃ２Ｂ等）よりも高い光沢を得ることも可能である。

ここで、プレコート鋼板の光沢を高める観点から、本実施形態に係るクリア層１２１（厚みｄ１）、拡散層１２２（厚みｄ３）、顔料濃化層１２３（厚みｄ２）、着色塗膜層１１１（厚みｄ４）の膜厚の相互関係について、より詳細に説明する。

（１）ｄ１／ｄ２の適正範囲
まず、本実施形態に係るクリア層１２１と顔料濃化層１２３の厚みの比ｄ１／ｄ２の適正範囲について説明する。次の式（１）に示すように、ｄ１／ｄ２を、１．７以上、４．７以下に制御することにより、上下層間の密着性とプレコート鋼板の光沢を高いレベルで両立できる。
１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７ ・・・（１）

ｄ１／ｄ２が、１．７未満であると、クリア層１２１の厚みｄ１が十分でないため、目標とする光沢（例えば、ウェットオンウェット方式と比べて１．７倍以上の光沢）が得られない。一方、ｄ１／ｄ２が、４．７超であると、顔料濃化層１２３の厚みｄ２が十分でないため、塗膜間の密着性が劣化したり、逐次焼付方式（２Ｃ２Ｂ等）よりも高い光沢が得られ難くなったりする。従って、塗膜間の高い密着性を確保し、かつ、ウェットオンウェット方式よりも十分に高い光沢を得るためには、ｄ１／ｄ２を、１．７〜４．７に制御することが好ましい

さらに、次の式（２）に示すように、ｄ１／ｄ２を、２．０以上に制御することが、より好ましい。これにより、本実施形態に係るプレコート鋼板の６０°光沢を１００以上に向上できるので、逐次塗布焼付方式（２Ｃ２Ｂ等）の場合（６０°光沢：９０程度）よりも高い光沢を得ることができる。
２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７ ・・・（２）

（２）ｃ１／ｃ２の適正範囲
次に、顔料濃化層１２３内の着色顔料濃度比ｃの最大値ｃ１と最小値ｃ２の比ｃ１／ｃ２の適正範囲について説明する。次の式（３）に示すように、ｃ１／ｃ２は、１．０４以上、２．０以下であることが好ましい。
１．０４≦ｃ１／ｃ２≦２．０ ・・・（３）

ｃ１／ｃ２が１．０４以上である場合には、顔料濃化層１２３及び拡散層１２２に跨る着色顔料の高濃度部分（ピーク部分）で、入射光の拡散反射が起こり易くなり、光沢計の受光機に入射する光量を増加させることができる。従って、本実施形態に係るプレコート鋼板の６０°光沢を１００以上に向上できるので、逐次塗布焼付方式（２Ｃ２Ｂ等）の場合（６０°光沢：９０程度）よりも高い光沢を得ることができる。一方、ｃ１／ｃ２が１．０４未満であると、ウェットオンウェット方式の場合よりも高い光沢が得られるものの、上記高濃度部分のピーク値が不足し、逐次塗布焼付方式（２Ｃ２Ｂ等）よりも高い光沢が得られない場合がある。

また、ｃ１／ｃ２が２．０超である場合には、顔料濃化層１２３における着色顔料の濃化度が、過度に激しくなってしまう。このため、顔料濃化層１２３が脆くなり、塗膜間の加工密着性が劣化する恐れがある。従って、加工密着性を維持するためには、ｃ１／ｃ２が２．０以下であることが好ましい。

（３）ｄ２の適正範囲
次に、顔料濃化層１２３の厚みｄ２の適正範囲について説明する。次の式（４）に示すように、ｄ２は、２．２μｍ以上、８．０μｍ以下であることが好ましい。
２．２μｍ≦ｄ２≦８．０μｍ ・・・（４）

ｄ２が、２．２μｍ以上である場合には、顔料濃化層１２３により入射光を適切に拡散反射させることができるので、従来よりも高い光沢のプレコート鋼板が得られる。一方、ｄ２が、２．２μｍ未満であると、顔料濃化層１２３による拡散反射が不十分になり、プレコート鋼板の光沢が低下してしまう。

また、ｄ２が、８．０μｍ超であると、顔料濃化層１２３による光沢向上効果が飽和して、プレコート鋼板の光沢が上限値に達するとともに、塗膜層間の加工密着性が低下してしまう。従って、プレコート鋼板の高い光沢を得つつ、塗膜層間の加工密着性を確保するためには、ｄ２が２．２〜８．０μｍであることが好ましい。

（４）ｄ１の適正範囲
次に、クリア層１２１の厚みｄ１の適正範囲について説明する。次の式（５）に示すように、ｄ１は、５．０μｍ以上、１２．３μｍ以下であることが好ましい。
５．０μｍ≦ｄ１≦１２．３μｍ ・・・（５）

プレコート鋼板の高光沢を実現するためには、塗膜層の最表層側に、着色顔料を含まないクリア層１２１が存在する必要がある。このクリア層１２１の厚みｄ１が、５．０μｍ未満である場合には、入射光を拡散反射させるために必要なクリア層１２１の厚みが得られないので、プレコート鋼板の光沢が不足してしまう。一方、ｄ１が１２．３μｍ超である場合には、クリア層１２１よりも下層に位置する顔料濃化層１２３に届く光量が小さくなるため、十分な光沢が得られなくなる。従って、プレコート鋼板の高い光沢を得るためには、ｄ１が５．０〜１２．３μｍであることが好ましい。

以上、本実施形態に係るｄ１／ｄ２、ｃ１／ｃ２、ｄ２、ｄ１といったパラメータの適正範囲について、式（１）〜（５）を用いて説明した。本実施形態に係るプレコート鋼板の製造方法では、上記プレヒート工程において、着色塗膜１１の加熱条件（加熱温度Ｔ、加熱時間ｔ等）を制御することにより、上記パラメータを制御することができる。

本実施形態に係るプレコート鋼板の製造方法によれば、プレヒート工程において、加熱温度Ｔを６０〜１５０℃、加熱時間ｔを１〜１０秒とすることで、上記式（１）、（３）〜（５）を満たすプレコート鋼板を製造できる。さらに、加熱温度Ｔを９０〜１５０℃、加熱時間ｔを１．９〜１０秒とすることで、上記式（１）〜（５）を全て満たすプレコート鋼板を製造できる。

［７．まとめ］
以上、本発明の第１の実施形態に係るプレコート金属板と、その製造方法、及び連続塗装装置について詳述した。本実施形態によれば、プレヒート装置１４により、下層の着色塗膜１１を低温で短時間加熱して、生乾き状態にした後に、上層のクリア塗料を塗布して、該生乾き状態の着色塗膜１１上に上層のクリア塗膜１２を形成する。

これにより、上下層の塗膜間の密着性とプレコート鋼板の光沢を、高いレベルで両立できる。即ち、プレヒート時の加熱条件を適切に制御することで、クリア塗膜１２の最表層に、着色顔料を含有しないクリア層１２１（厚みｄ１）を安定的に形成できるとともに、その下層側に着色顔料濃度が顕著に高い顔料濃化層１２３（厚みｄ２）を形成できる。さらに、クリア層１２１と顔料濃化層１２３の厚みの比ｄ１／ｄ２を、好適な範囲（１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７）に制御することができる。従って、クリア層１２１を透過した入射光を、顔料濃化層１２３により、表層側に効率的に拡散反射させることができるので、プレコート鋼板の光沢を大幅に向上できる。よって、本実施形態に係るプレコート鋼板は、従来のウェットオンウェット方式により製造されたプレコート鋼板よりも、大幅に高い光沢度を達成することができる。

さらに、プレヒート時の加熱条件をより適切に制御することで、顔料濃化層１２３内における着色顔料濃度比ｃの最大値ｃ１と最小値ｃ２の比ｃ１／ｃ２を好適な範囲（ｃ１／ｃ２≧１．０４）に制御する。これにより、上記顔料濃化層１２３により入射光を拡散反射する機能を更に向上できる。従って、本実施形態に係るプレコート鋼板は、従来の逐次塗装焼付方式（２Ｃ２Ｂ方式）により製造されたプレコート鋼板よりも、高い光沢度を得ることが可能となる。

また、上記製造方法により、上下層の塗膜が相互に馴染み易くなり、両層の塗膜界面の粗度が高くなるので、最終焼付で両層を完全に乾燥させた後に、両層間の密着性が向上する。従って、下層の塗膜を完全に乾燥させてから上層の塗料を塗布及び焼き付ける従来の逐次塗布焼付方式（２Ｃ２Ｂ方式）と比べて、上下層の塗膜間の密着性を大幅に向上できるので、両層の塗膜界面で剥離しにくくなり、混層制御が容易になる。

また、カーテンコーター１５を用いた上層のクリア塗膜１２の塗布時に、下層の着色塗膜１１（生乾き状態）と上層のクリア塗料（濡れ状態）とが混合しないので、クリア塗料だけを回収して再利用できる。これにより、クリア塗料を循環利用できるので、クリア塗料の廃棄量と塗料コストを削減でき、環境親和性にも優れる。

さらに、従来の逐次塗布焼付方式の焼付装置よりも、プレヒート装置１４の出力及び設置スペース等を低減できるとともに、塗装ラインに複数組の冷却装置、乾燥装置を設置しなくて済む。従って、従来の逐次塗布焼付方式と比べて、塗装ラインの設備を簡素化、省スペース化及び省エネルギー化できる。従って、鋼板１０のめっき工程において、簡素な連続塗装ラインを用いて鋼板１０を多層コーティングすることが容易になる。

［８．他の実施形態］
次に、本発明の他の実施形態について説明する。上記第１の実施形態では、２層コーティングの例について説明したが、本発明は３層以上の塗膜を多層コーティングする場合にも適用可能である。

［８．１．第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る連続塗装装置は、上記第１の実施形態に係る連続塗装装置の塗装ライン（図１参照。）の後段に、第３層の塗膜を塗装するための塗装設備（カーテンコーター２１、焼付装置２２、冷却装置２３及び乾燥装置２４）を追加設置したライン構成を有する。

第２の実施形態では、まず、ロールコーター１３（第１の塗布装置）により鋼板１０に着色塗料が塗布されて、第１層の着色塗膜１１が形成され、プレヒート装置１４により着色塗膜１１が加熱され、生乾き状態となる。

次いで、カーテンコーター１５（第２の塗布装置）により、生乾き状態の着色塗膜１１上にクリア塗料が塗布されて、第２層のクリア塗膜１２が形成される。さらに、焼付装置１６により、第１層の塗膜１１と第２層の塗膜１２が同時に焼き付けられた後に、該塗膜１１、１２が焼き付けられた鋼板１０が冷却装置１７により水冷され、乾燥装置１８により乾燥される。

その後、カーテンコーター２１（第３の塗布装置）により、乾燥状態のクリア塗膜１２上にクリア塗料が塗布されて、第３層のクリア塗膜２０が形成される。なお、第３の塗布装置としては、カーテンコーター２１に代えて、ロールコーター又はその他の塗装装置を用いてもよい。さらに、焼付装置２２により第３層の塗膜２０が焼き付けられた後に、該塗膜２０が焼き付けられた鋼板１０が冷却装置２３により水冷され、乾燥装置２４により乾燥される。

以上のようにして、第２の実施形態では、３層の塗膜１１、１２、２０がコーティングされたプレコート鋼板が製造される。第２の実施形態によれば、第１層の着色塗膜１１と第２層のクリア塗膜１２内に、上記クリア層１２１、拡散層１２２、顔料濃化層１２３、着色塗膜層１１１が形成される。このクリア層１２１の厚みｄ１’と、第３層のクリア塗膜２０の厚みＤ２’を合わせたクリア層の合計膜厚ｄ１（＝ｄ１’＋Ｄ２’）が、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たすように制御することが好ましい。これにより、第１の実施形態の２層コーティングのプレコート鋼板と同様に、３層コーティングされたプレコート鋼板においても、上記４層構造により、高い光沢度を得ることができる。

また、第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、第１層の着色塗膜１１と第２層のクリア塗膜１２の密着性が優れる。また、カーテンコーター１５による第２の塗布工程において、第２層のクリア塗料を回収して再利用可能であり、さらに、第２の実施形態では、カーテンコーター２１による第３の塗布工程において、第３層のクリア塗料を回収して再利用することも可能である。

なお、第２の実施形態では、第２層のクリア塗膜１２の塗布後に、焼付装置１６により第１層及び第２層を焼き付けてから第３層を塗布したが、かかる例に限定されない。例えば、図７に示す焼付装置１６、冷却装置１７及び乾燥装置１８を設置せずに、２台のカーテンコーター１５、２１を用いて、第２層と第３層のクリア塗膜１２、２０をウェットオンウェット方式で塗装してもよい。

［８．２．第３の実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。図８に示すように、第３の実施形態に係る連続塗装装置は、上記第１の実施形態に係る連続塗装装置の塗装ライン（図１参照。）の前段に、下層の塗膜を塗装するための塗装設備（カーテンコーター３４、焼付装置３５、冷却装置３６及び乾燥装置３７）を追加設置したライン構成を有する。

第３の実施形態では、まず、カーテンコーター３４（第３の塗布装置）により、鋼板１０にプライマー塗料が塗布されて、第１層のプライマー塗膜３１が形成される。なお、第３の塗布装置としては、カーテンコーター３４に代えて、ロールコーター又はその他の塗布装置を用いてもよい。さらに、焼付装置３５によりプライマー塗膜３１が鋼板１０に焼き付けられた後に、該鋼板１０が冷却装置３６により水冷され、乾燥装置３７により乾燥される。

次いで、ロールコーター１３（第１の塗布装置）により、乾燥状態のプライマー塗膜３１上に着色塗料が塗布されて、第２層の着色塗膜３２が形成される。そして、プレヒート装置１４により着色塗膜３２が加熱され、生乾き状態となる。

次いで、カーテンコーター１５（第２の塗布装置）により、生乾き状態の着色塗膜３２上にクリア塗料が塗布されて、第３層のクリア塗膜３３が形成される。さらに、焼付装置１６により、第２層と第３層の塗膜３２、３３が同時に焼き付けられ。その後に、該塗膜３２、３３が焼き付けられた鋼板１０が冷却装置１７により水冷され、乾燥装置１８により乾燥される。

以上のようにして、第３の実施形態では、３層の塗膜３１、３２、３３がコーティングされたプレコート鋼板が製造される。第３の実施形態によれば、第２層の着色塗膜３２と第３層のクリア塗膜３３内に、上記４層構造（クリア層１２１、拡散層１２２、顔料濃化層１２３、着色塗膜層１１１）を形成できる。この４層構造により、光沢度の高いプレコート鋼板を製造できる。さらに、第１の実施形態と同様に、第２層の着色塗膜３２と第３層のクリア塗膜３３の密着性が優れ、かつ、第３層のクリア塗料を回収して再利用可能であるとともに、第１層のプライマー塗料を回収して再利用することも可能である。

なお、第３の実施形態では、焼付装置３５により第１層のプライマー塗膜３１を焼き付けてから第２層を塗布したが、かかる例に限定されない。例えば、図８に示す焼付装置３５、冷却装置３６及び乾燥装置３７を設置せずに、カーテンコーター３４とロールコーター１３を用いて、第１層のプライマー塗膜３１と第２層の着色塗膜３２をウェットオンウェット方式で塗装してもよい。

［８．３．第４の実施形態］
図９は、本発明の第４の実施形態に係る連続塗装装置のライン構成を示す模式図である。図９に示すように、第４の実施形態に係る連続塗装装置は、上記第１の実施形態に係る連続塗装装置の塗装ライン（図１参照。）の途中に、第２層の塗膜を塗装するための塗装設備（カーテンコーター４４、プレヒート装置４５）を追加設置したライン構成を有する。

第４の実施形態では、まず、ロールコーター１３（第３の塗布装置）により鋼板１０にプライマー塗料が塗布されて、第１層のプライマー塗膜４１が形成され、プレヒート装置１４によりプライマー塗膜４１が加熱され、生乾き状態となる。

次いで、カーテンコーター４４（第１の塗布装置）により、生乾き状態のプライマー塗膜４１上に着色塗料が塗布されて、第２層の着色塗膜４２が形成される。さらに、プレヒート装置４５により、第２層の着色塗膜４２が加熱され、生乾き状態となる。

その後、カーテンコーター１５（第２の塗布装置）により、生乾き状態の着色塗膜４２上にクリア塗料が塗布されて、第３層のクリア塗膜４３が形成される。さらに、焼付装置１６により、第１〜３層の塗膜４１、４２、４３が同時に焼き付けられた後に、該塗膜４１、４２、４３が焼き付けられた鋼板１０が冷却装置１７により水冷され、乾燥装置１８により乾燥される。

以上のようにして、第４の実施形態では、３層の塗膜４１、４２、４３がコーティングされたプレコート鋼板が製造される。第４の実施形態によれば、第２層の着色塗膜３２と第３層のクリア塗膜３３中に、上記４層構造（クリア層１２１、拡散層１２２、顔料濃化層１２３、着色塗膜層１１１）を形成できる。この４層構造により、光沢度の高いプレコート鋼板を製造できる。

さらに、第２層の着色塗膜４２と第３層のクリア塗膜４３の密着性が優れるだけでなく、第１層のプライマー塗膜４１と第２層の着色塗膜４２の密着性も優れる。また、第３層のクリア塗料のみならず、第２層の着色塗料を回収して再利用可能である。加えて、最終焼付を行う焼付装置１６や、冷却装置１７及び乾燥装置１８をそれぞれ１台だけ設置すれば済むので、従来の３コート３ベーク方式の塗装ラインと比べて、３層コーティングの塗装ラインの設備を大幅に簡素化及び省スペース化できる。

［８．４．その他の実施形態］
上記第１〜第４の実施形態では、鋼板１０の片面を塗装する例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の塗装方法は、鋼板１０の片面又は両面のいずれの塗装にも適用可能である。

例えば、上記第１の実施形態に係る連続塗装装置（図１参照。）において、上記鋼板１０の表面（片面）を塗装するための第１の塗布装置（ロールコーター１３）及び第２の塗布装置（カーテンコーター１５）に加えて、鋼板１０の他側の面（裏面）を塗装するための第３の塗布装置を設置してもよい。そして、鋼板１０の片面に対して、第１の塗布装置を用いて第１の塗膜（着色塗膜１１）を塗布する第１の塗装工程と、プレヒート装置１４を用いて着色塗膜１１を生乾き状態にする加熱工程と、第２の塗布装置を用いて第２の塗膜（クリア塗膜１２）を塗布する第２の塗装工程と同時並行で、鋼板１０の他側の面に対して、第３の塗布装置を用いて第３の塗膜を形成する第３の塗装工程を行ってもよい。その後、鋼板１０の両面の第１〜第３の塗膜を同時に焼き付ける焼付工程を実施してもよい。なお、第２〜第４の実施形態の場合も（図７〜図９参照。）、上述した鋼板１０の片面の塗装と同時並行して、別途の塗布装置を用いて鋼板１０の他側の面（裏面）を塗装してもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した条件例にすぎず、本発明が以下の実施例の条件に限定されるものではない。

＜１．試験の概要＞
化成処理液、着色塗料及びクリア塗料を作製して、鋼板に２層コーティングを施し、プレコート鋼板の供試材を製造した。この際、上記本発明の実施形態に係るプレヒート方式で鋼板に着色塗膜とクリア塗膜を塗装した供試材を、本発明の実施例とした。また、従来の２Ｃ２Ｂ方式、ウェットオンウェット方式で鋼板に着色塗膜とクリア塗膜を塗装した供試材を比較例とした。また、プレヒート方式であっても、適正範囲から外れた加熱条件（加熱温度Ｔと加熱時間ｔ）でプレヒートした供試材も、比較例とした。

上記実施例及び比較例の供試材に関し、塗膜厚み方向の元素分析を行い、クリア層、拡散層、顔料濃化層、着色塗膜層の厚みｄ１、ｄ３、ｄ２、ｄ４や、顔料濃化層の着色顔料濃度比ｃの最大値ｃ１、と最小値ｃ２を測定した。

さらに、光沢計を用いて各供試材の６０°光沢を測定し、光沢度を評価した。また、密着１８０°曲げ（０Ｔ曲げ）試験により、各供試材の上下層の塗膜の密着性を評価した。

かかる試験の試験条件と評価結果を表１に示す。

＜２．供試材の作製＞
＜２．１．使用塗料の作製＞
（１）化成処理液−１
供試材に用いる化成処理液として以下のものを作製した。
シランカップリング剤として、信越シリコーン社製「３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン」を５ｇ／Ｌ、水分散シリカとして、日産化学社製「スノーテック−Ｎ」を１．０ｇ／Ｌ、ジルコニウム化合物として、炭酸ジルコニルアンモニウムをジルコニウムイオンで０．５ｇ／Ｌ、水系アクリル樹脂として、ポリアクリル酸を２５ｇ／Ｌ含む水溶液を作製し、化成処理液−１とした。

（２）化成処理液−２
ウレタン樹脂として、ＡＤＥＫＡ社製「ＨＵＸ−３２０」を８０質量部、シリカゾルとして、日産化学工業株式会社製スノーテックスＮを１５質量部、水系ワックスとして、三井化学株式会社製ケミパール（Ｗ５００）を５質量部配合した後、イオン交換水を加えて、配合液の固形分が２０％となるように調整し、裏面用化成処理液−２を調製した。

（３）クリア塗料（上層塗料）
まず、東洋紡績社製の非晶性ポリエステル樹脂である「バイロン（商標）２７０」（以下、ＰＥＳ）を、有機溶剤（質量比でシクロヘキサノン：ソルベッソ１５０（商品名）＝１：１に混合したものを使用）に溶解した。次に、該ポリエステル樹脂が溶解された有機溶剤に、硬化剤として、三井サイテック社製のメラミン樹脂「サイメル（商標）３０３」を添加した。この際、樹脂固形分の質量比で、ポリエステル樹脂固形分：メラミン樹脂固形分＝１００：３５となるように、メラミン樹脂を添加した。さらに、該ポリエステル樹脂とメラミン樹脂の混合溶液に、三井サイテック社製の酸性触媒「キャタリスト６００」を０．５質量％添加した。以上のようにして、着色顔料を含有しないクリア塗料として、ポリエステル／メラミン系塗料を作製した。

（４）着色塗料（下層塗料）
上記（３）で得たクリア塗料中に、市販の潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）を乾燥塗膜中に２質量％となる様に添加した。次に、トヨーカラー社製の酸化チタン「マルチラック １０６ ホワイト」を乾燥塗膜中に６０質量％となる様に添加した。その後、分散機を用いて酸化チタンをクリア塗料中に分散させることで、白色塗料を得た。以上のようにして、着色塗料として、ポリエステル／メラミン系塗料（着色顔料として酸化チタンを含有）を作製した。

＜２．２．プレコート鋼板の供試材の作製＞
（１）基材
塗装対象の基材（金属板）として、電気めっき鋼板を使用した。

（２）塗装及び乾燥硬化
基材の表面及び裏面に上記化成処理液−１、２をそれぞれ塗布して化成処理層を形成した。次いで、基材の表面に下層の着色塗料を、乾燥膜厚Ｄ１が１５μｍとなる条件でバーコート塗布し、所定の加熱温度Ｔ（ＰＭＴ）及び加熱時間ｔで、着色塗膜をプレヒートした。さらに、下層の加熱温度Ｔと同一の温度に保持したホットプレート上に、着色塗膜のプレヒート後の鋼板を置き、着色塗膜上に上層のクリア塗料を、乾燥膜厚Ｄ２が１５μｍとなる条件でブレードコート塗布した。その後、鋼板に塗布された着色塗料及びクリア塗料を、ＰＭＴ２３０℃で焼き付けて（乾燥及び硬化）、供試材を作製した。

（３）下層塗膜の加熱条件
上記表１に示すように、プレヒート方式の実施例１〜７では、下層の着色塗膜のプレヒート時の加熱温度Ｔ（ＰＭＴ）を、６０℃（実施例１）、９０℃（実施例２）、１２０℃（実施例３）、１５０℃（実施例４）、１２０℃（実施例５〜７）、１５０℃（実施例８）とした。一方、プレヒート方式の比較例３〜８では、下層の着色塗膜のプレヒート時の加熱温度Ｔ（ＰＭＴ）を、４０℃（比較例３）、５０℃（比較例４）、１６０℃（比較例５）、１５０℃（比較例６、７）、６０℃（比較例８）とした。

また、２Ｃ２Ｂ方式（比較例１）、ウェットオンウェット方式（比較例２）の供試材も作成した。２Ｃ２Ｂ方式（比較例１）では、下層の着色塗膜の加熱温度を２３０℃として、着色塗膜を完全に乾燥及び硬化させた。ウェットオンウェット方式（比較例２）では、着色塗膜の塗布後に、着色塗膜を加熱せず、濡れ状態の着色塗膜上にクリア塗料を塗布した。

＜３．試験方法＞
＜３．１．チタン濃度比の測定試験＞
（１）測定方法
ＧＤＳ（グロー放電発光分析）のアルゴンスパッタリングにより、着色塗膜及びクリア塗膜が塗装された供試材の最表層から、塗膜及び亜鉛めっき層を削りながら、塗膜厚み方向の元素分析を行った。測定元素はＣ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｆｅとした。グロー放電発光分析装置としては、堀場製作所社製「ＧＤ−ＰＲＯＦＩＬＥＲ２」を用いた。

（２）Ｔｉ濃度比の測定
実施例（プレヒート方式）の供試材と同様の膜厚構成で作製した比較例１（２Ｃ２Ｂ）の供試材をベースとして、上記４層構造の各層（クリア層、拡散層、顔料濃化層、着色塗膜層）の厚みｄ１、ｄ３、ｄ２、ｄ４をそれぞれ求めた。この際、各供試材について、着色塗膜層のＴｉモル濃度を１としたときのＴｉ濃度比（次式を参照）の分布を測定した。
Ｔｉ濃度比＝（Ｔｉモル濃度）／（着色塗膜層の最大Ｔｉモル濃度）

（３）膜厚の測定
酸化チタンは、白色の着色顔料であるので、膜厚方向のＴｉ濃度比を測定することで、着色顔料濃度の分布と、各層の厚みを測定可能である。そこで、塗膜最表面から着色顔料（Ｔｉ）を含有しない層の厚みを求めて、クリア層の厚みｄ１とした。また、クリア塗膜内におけるＴｉ濃度分布の極大値（複数の極大値が存在する場合は、最表層に最も近い濃度分布の極大値）から基材側の極小値までの層の厚みを求めて、顔料濃化層の厚みｄ２とした。また、クリア層と顔料濃化層との間の層の厚みを求めて、拡散層の厚みｄ３とした。また、顔料濃化層と基材との間の層の厚みを求めて、着色塗膜層の厚みｄ４とした。

＜３．２．光沢の測定試験＞
供試材の表面の光沢度を表す指標として、”ＪＩＳ Ｚ ８７４１”に記載の６０°光沢を測定した。６０°光沢の光沢計としては、スガ試験機社製の光沢計「ＵＧＶ−６Ｐ」を用いた。測定時には、入射角及び受光角がそれぞれ６０°となるように調整した。即ち、供試材により反射される全ての反射光（全反射）のうち、プレコート鋼板の光沢として一般的に求められる正反射成分の強度のみを測定した。なお、光の反射率を測定する方法として拡散反射率や全反射率が知られているが、一般的に、「全反射率＝正反射率＋拡散反射率」という関係である。また、これらの値は本願で測定した６０°光沢とは異なる。

＜３．３．加工密着性の評価試験＞
図１０に示すように、プレコート鋼板の供試材を、５０ｍｍ×１００ｍｍの矩形板状に加工し、評価面１０ａが外側になるように折り曲げ加工した。この折り曲げ加工は、２０℃雰囲気中で、鋼板１０の間にスペーサーを挟まない「密着曲げ加工（０Ｔ）」とした。その後、曲げ加工部の塗膜上に２４ｍｍ幅のニチバン社製「セロテープ（登録商標）」を貼り付けてから剥離して、曲げ加工部の塗膜の剥離を試み、塗膜の残存状態を目視観察した。そして、塗膜の残存程度を５段階に区分して評価し、塗膜の剥離が全く生じない評点５以上である場合に、上下層の塗膜の加工密着性が好適であると判定した（表１の「Ｇｏｏｄ」）。一方、評点４以下である場合は、加工密着性が不適であると判定した（表１の「Ｎｏ Ｇｏｏｄ」）。

＜３．４．断面ＳＥＭ観察＞
供試材に金蒸着を施した後、該供試材を樹脂中に埋め込み、供試材の断面を樹脂と共に研磨した。その後、供試材の断面（研磨面）の状態をＦＥ−ＳＥＭで観察した。

＜４．評価結果＞
次に、表１を適宜参照しながら、上記各試験の結果について説明する。

＜４．１．チタン濃度比の測定結果＞
図１１は、表１の比較例１〜３の塗膜厚み方向のＴｉ濃度比の分布を示し、図１２は、表１の実施例１〜４と比較例１の塗膜厚み方向のＴｉ濃度比の分布を示すグラフである。図１３は、図１２を部分拡大したグラフである。

図１１に示すように、比較例１（２Ｃ２Ｂ方式）では、表層側にＴｉが存在しておらず、基材側にＴｉ濃度が高い層が存在している。つまり、比較例１では、Ｔｉ濃度がゼロであるクリア層と、Ｔｉ濃度が高い着色塗膜層が存在しているが、顔料濃化層や拡散層は存在していない。

また、比較例２（ウェットオンウェット方式）では、塗膜の表層側にＴｉが多く存在しており、塗膜の最表層までＴｉが到達している。この理由は、濡れ状態のクリア塗膜と着色塗膜が混合して、混層となったため、着色塗膜のＴｉがクリア塗膜に移動したからであると考えられる。このように、比較例２では、Ｔｉ濃度がゼロであるクリア層が存在しておらず、Ｔｉ濃度の分布が不均一になっている。

また、比較例３（プレヒート方式）では、比較例２に比べると、塗膜厚み方向の中央部に多くのＴｉが分布しているものの、塗膜の最表層付近までＴｉが移動しており、明確なクリア層及び顔料濃化層が存在していない。この理由は、次の通りであると考えられる。つまり、比較例３では、下層の着色塗膜のプレヒート時の加熱温度Ｔが４０℃と低すぎ、かつ、加熱時間ｔが０．４秒と短すぎるため、プレヒートを行ったとしても、下層の着色塗膜が適切な生乾き状態となっていない。このため、上層のクリア塗料の塗布時に、着色塗膜とクリア塗膜とが混合してしまい、明確なクリア層や顔料濃化層が形成されなかったといえる。

これに対し、実施例１〜４（プレヒート方式）では、図１２及び図１３に示すように、Ｔｉの表層側への移動は、比較例２、３よりも小さく、最表層から少なくとも５μｍ以上の範囲は、Ｔｉが存在しておらず、Ｔｉを含まないクリア層が形成されている。そして、塗膜厚みが１４〜１７μｍ付近には、Ｔｉ濃度のピークが存在している。該ピークの表層側には、該ピークから表層側に向かうにつれＴｉ濃度が連続的に減少する拡散層が形成されている。また、該ピークの基材側には、表層側に向かうにつれＴｉ濃度が連続的に増加して該ピークに至る顔料濃化層が形成されている。そして、顔料濃化層の基材側には、Ｔｉ濃度がほぼ一定の着色塗膜層が形成されている。

このように、実施例１〜４では、クリア層、拡散層、顔料濃化層、着色塗膜層の４層構造が明確に存在している。特に、実施例４（Ｔ＝１５０℃）では、図１３に示すように、塗膜厚みが１６μｍ付近に、Ｔｉ濃度比が顕著に高くなるピークが存在するとともに、塗膜厚みが２１μｍ付近に、Ｔｉ濃度比が顕著に低くなる谷が存在している。このように実施例４では、顕著な顔料濃化層の存在が確認された。

また、表１に示すように、実施例１〜８では、クリア層の厚みｄ１と顔料濃化層の厚みｄ２の比ｄ１／ｄ２は、１．７以上、４．７以下であり、前述した高い光沢を得るためのｄ１／ｄ２の適正範囲内（１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７）に収まっている。この理由は、実施例１〜８では、下層の着色塗膜のプレヒート時に、適切な加熱条件（即ち、加熱温度Ｔ＝６０〜１５０℃、加熱時間ｔ＝１．０〜１０秒）で加熱しているので、ｄ１／ｄ２を適正範囲内に収めることができたと考えられる。さらに、Ｔ＝９０〜１５０℃である実施例２〜８では、ｄ１／ｄ２は、より好適なｄ１／ｄ２の適正範囲内（２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７）に収まっている。

これに対し、比較例４、６〜８のｄ１／ｄ２は、ｄ１／ｄ２の上記適正範囲から外れている。比較例４では、加熱時間ｔ＝０．７秒という短い時間で、加熱温度Ｔが５０℃と低すぎるため、着色塗膜のプレヒートが不十分であったと考えられる。また、比較例６、７では、Ｔ＝１５０℃と適正範囲内であるが、ｔ＝１１秒、２０秒と長すぎるため、着色塗膜をプレヒートしすぎてしまい、必要以上に着色塗膜を乾燥させてしまったと考えられる。また、比較例８では、Ｔ＝６０℃と低い温度であるにもかかわらず、加熱時間ｔが６００秒と顕著に長すぎるため、着色塗膜をプレヒートしすぎてしまい、必要以上に着色塗膜を乾燥させてしまったと考えられる。さらに、比較例５では、Ｔ＝１６０℃と高すぎるため、プレヒート時に着色塗料から揮発する溶剤量が過多となり、試験を行うことができなかった。

以上の結果により、上記実施形態に係るプレコート鋼板の製造方法において、プレヒート時に適切な加熱条件（Ｔ＝６０〜１５０℃、ｔ＝１．０〜１０秒）で下層の着色塗膜を加熱することにより、最終焼付後のプレコート鋼板の塗膜層中に上記４層構造を明確に形成でき、かつ、そのｄ１／ｄ２を適正範囲内に制御できることが確認されたといえる。

＜４．２．光沢の評価結果＞
図１４は、表１のｄ１／ｄ２と、６０°光沢の試験結果との関係を示すグラフである。図１５は、表１の加熱温度Ｔと、ｄ１、ｄ２及び６０°光沢の試験結果との関係を示すグラフである。なお、図１５は、下層塗膜のプレヒート時の昇温速度「＝（ＰＭＴ［℃］−２５［℃］）／加熱時間ｔ［ｓ］」が、約３５℃／ｓである場合の結果を示す。

表１及び図１４に示すように、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たす実施例１〜８の場合は、６０°光沢が８５以上であり、比較例２（ウェットオンウェット方式）の場合の６０°光沢（＝５０）よりも、大幅に高い光沢（１．７倍以上）が得られている。さらに、２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たす実施例２〜８の場合は、６０°光沢が１０３以上であり、比較例１（２Ｃ２Ｂ方式）の場合の６０°光沢（＝９０）よりも高い光沢が得られている。

また、比較例３、４（プレヒート方式）の結果から分かるように、下層の着色塗膜の加熱温度Ｔが６０℃より低くなるほど、６０°光沢は低下し、比較例２（ウェットオンウェット方式）の場合の６０°光沢に近づく。一方、Ｔ≧９０℃である実施例２〜８の場合は、６０°光沢は１００以上でほぼ一定となる。また、プレヒート時の加熱時間ｔの適正条件（１秒≦ｔ≦１０秒）を満たさない比較例６〜８（プレヒート方式）では、比較例２（ウェットオンウェット方式）よりも高い光沢が得られるが、比較例１（２Ｃ２Ｂ方式）よりも光沢が低くなる。なお、これら比較例６〜８では、後述するように塗膜間の密着性が低いという問題がある（表１参照。）。

以上の結果により、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たすことにより、少なくとも従来のウェットオンウェット方式よりも大幅に高い光沢を得ることができ、さらに、２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たすことにより、従来の２Ｃ２Ｂ方式よりも高い光沢を得られることが確認されたといえる。

また、表１及び図１５に示すように、実施例１〜８（プレヒート方式）において、「６０℃≦Ｔ≦１５０℃」、「ｄ２≧２．２μｍ」及び「５．０μｍ≦ｄ１≦１２．３μｍ」を満たす場合には、６０°光沢が８５以上となり、比較例２（ウェットオンウェット方式）よりも大幅に高い光沢が得られることが分かる。さらに、実施例２〜８（プレヒート方式）において、「９０℃≦Ｔ≦１５０℃」、「ｄ２≧２．８μｍ」及び「８．０μｍ≦ｄ１≦１２．３μｍ」を満たす場合には、６０°光沢が１００以上となり、比較例１（２Ｃ２Ｂ方式）よりも高い光沢が得られることが分かる。

＜４．３．加工密着性の評価結果＞
次に、上記図１０に示した「密着曲げ加工（０Ｔ）」試験により、上下層の塗膜の加工密着性を評価した結果について説明する。図１６Ａは、比較例１（２Ｃ２Ｂ）に係るプレコート鋼板の曲げ加工部の拡大写真である。図１６Ｂは、実施例１（加熱温度Ｔ＝６０℃）に係るプレコート鋼板の曲げ加工部の拡大写真である。

表１に示すように、比較例１（２Ｃ２Ｂ）では、図１５Ａに示すように、下層の着色塗膜から上層のクリア塗膜が剥離した。また、比較例６〜８（プレヒート方式）でも、同様に剥離が発生した。この理由は、比較例１及び比較例６〜８では、下層塗膜の加熱時に、下層塗膜が乾燥及び硬化しているので、上層塗膜と下層塗膜の密着性が低いことが原因であると考えられる。

これに対し、実施例１〜８（プレヒート方式）、比較例２（ウェットオンウェット方式）、及び比較例３、４（プレヒート方式）では、図１５Ｂに示すように、上層のクリア塗膜は下層の着色塗膜から剥離しなかった。この理由は、比較例２では、下層塗膜をプレヒートしないので、濡れ状態の上下塗膜の密着性が高いからであると考えられる。また、実施例１〜８（プレヒート方式）、及び比較例３、４（プレヒート方式）では、プレヒートにより下層塗膜を適切な生乾き状態にした上で、上層塗膜を塗布するので、比較例１、６〜８の場合よりも、上下層の塗膜間の密着性を大幅に向上できるからと考えられる。

また、上述した６０°光沢の評価試験結果と、加工密着性の試験結果の双方を考慮すると、ｄ１／ｄ２の適正条件（１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７）を満たす実施例１〜８（プレヒート方式）では、８５以上の高い６０°光沢と、高い加工密着性を両立できている。これに対し、比較例２（ウェットオンウェット方式）、及び、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たさない比較例３、４（プレヒート方式）では、加工密着性は高いものの、６０°光沢が５０〜７０程度と低い。また、比較例６〜８（プレヒート方式）では、ある程度高い６０°光沢が得られるものの、塗膜間の密着性が低い。

以上の結果によれば、上記実施形態に係るプレコート鋼板の製造方法のプレヒート方式により、最終焼付後のプレコート鋼板の塗膜層中に上記４層構造を形成し、かつ、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たすことで、高い光沢度と、塗膜間の高い加工密着性を両立できることが確認されたといえる。

＜４．４．断面ＳＥＭ観察の評価結果＞
次に、上記断面ＳＥＭ観察試験において、各供試材の断面ＳＥＭ画像を観察及び評価した結果について説明する。

比較例２（ウェットオンウェット方式）の供試材では、下層の着色塗膜と、上層のクリア塗膜が混合して、混層となっていた。また、比較例３（プレヒート方式、Ｔ＝４０°）では、下層の着色塗膜と上層のクリア塗膜との界面が大きく湾曲していた。従って、これら比較例２、３では、上記クリア層や顔料濃化層が形成されていないと考えられる。よって、入射光が、クリア層の無い塗膜表層部分を適切に透過できず、かつ、顔料拡散層で拡散反射されないので、比較例２、３の供試材の６０°光沢が低かったと考えられる。

これに対し、実施例１〜４（プレヒート方式）では、層の着色塗膜と上層のクリア塗膜との界面は、上記比較例２、３と比べて平滑であった。従って、実施例１〜４では、上記クリア層や顔料濃化層が適切に形成されていると考えられる。よって、入射光が、クリア層を適切に透過して、顔料拡散層で効率的に拡散反射されるので、実施例１〜４の供試材の６０°光沢が、比較例２、３よりも大幅に高かったと考えられる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ 鋼板金属板
１１、３２、４２ 着色塗膜
１２、２０、３３、４３ クリア塗膜
１３ ロールコーター
１４、４５ プレヒート装置
１５、２１、３４、４４ カーテンコーター
１６、２２、３５ 焼付装置
１７、２３、３６ 冷却装置
１８、２４、３７ 乾燥装置
３１、４１ プライマー塗膜
１１１ 着色塗膜層
１２１ クリア層
１２２ 拡散層
１２３ 顔料濃化層

Claims (6)

1. 金属板の片面又は両面に複数の塗膜層を有するプレコート金属板において、
   前記塗膜層は、
   前記金属板側に配置され、ポリエステル樹脂及びメラミン樹脂を含有し、着色顔料を含有する着色塗膜層と、
   前記着色塗膜層上に形成され、前記着色塗膜層内の着色顔料濃度の平均値以上の着色顔料濃度を有し、表層側に向かうほど前記着色顔料濃度が増加する顔料濃化層と、
   前記顔料濃化層上に形成され、前記表層側に向かうほど前記着色顔料濃度が減少する拡散層と、
   前記拡散層上に形成され、前記ポリエステル樹脂及びメラミン樹脂を含有し、前記着色顔料を含有しないクリア層と、
   を含み、
   前記クリア層の厚みｄ１と、前記顔料濃化層の厚みｄ２との比ｄ１／ｄ２が、１．７≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たす、プレコート金属板。
2. 前記着色塗膜層内の前記着色顔料濃度の平均値を基準とした前記顔料濃化層内の着色顔料濃度比ｃの最大値ｃ１と最小値ｃ２の比ｃ１／ｃ２が、１．０４≦ｃ１／ｃ２≦２．０を満たす、請求項１に記載のプレコート金属板。
3. 前記比ｄ１／ｄ２が、２．０≦ｄ１／ｄ２≦４．７を満たす、請求項１又は２に記載のプレコート金属板。
4. 前記顔料濃化層の厚みｄ２は、２．２μｍ以上、８．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載のプレコート金属板。
5. 前記クリア層の厚みｄ１は、５．０μｍ以上、１２．３μｍ以下である、請求項１又は２に記載のプレコート金属板。
6. 帯状の金属板の表面を連続的に塗装することにより、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプレコート金属板を製造する、プレコート金属板の製造方法において、
   第１の塗布装置を用いて、前記金属板の表面上、又は前記金属板の表面に塗布された他の塗膜上に、着色顔料を含有する着色塗料を塗布して、着色塗膜を形成する第１の塗装工程と、
   加熱装置を用いて、１〜１０秒の加熱時間で前記金属板のＰＭＴが６０〜１５０℃となるように前記着色塗膜を加熱することにより、前記着色塗膜を生乾き状態にするプレヒート工程と、
   非接触式の塗布装置を用いて、前記生乾き状態の着色塗膜上に前記着色顔料を含有しないクリア塗料を塗布して、クリア塗膜を形成する第２の塗装工程と、
   焼付装置を用いて、前記着色塗膜及び前記クリア塗膜を同時に焼き付ける焼付工程と、
   を含む、プレコート金属板の製造方法。
   

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