(57)【要約】【目的】着色顔料３又は発色顔料と共に艶消し剤４をクリア塗膜２に分散させることにより、金属素地外観を維持しながらも色調が安定した着色クリア塗装金属板を得る。【構成】配合量０．１〜３０質量％の範囲で金属素地が僅かに検出される程度に配合量を下げた着色顔料３又は発色顔料と、１〜２５質量％の配合量で粒径１〜５０μｍの艶消し剤４を含んでいるクリア塗膜が、金属光沢のある金属板を基材１の表面に設けられている。艶消し剤は、着色顔料又は発色顔料とは別途に、トップクリア塗膜に分散させても良い。艶消し剤には、シリカ，ガラス，マイカ，ＭＩＯ，ナイロン樹脂，尿素樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂等が使用され、着色顔料又は発色顔料の配合割合に応じて０．１〜３０質量％の範囲で配合量が選定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配合量０．１〜３０質量％の範囲で金属素地が僅かに検出される程度に配合量を下げた着色顔料又は発色顔料と、１〜２５質量％の配合量で粒径１〜５０μｍの艶消し剤を含んでいるクリア塗膜が金属光沢のある基材表面に設けられていることを特徴とする着色クリア塗装金属板。
【請求項２】
配合量０．１〜３０質量％の範囲で金属素地が僅かに検出される程度に配合量を下げた着色顔料又は発色顔料を含むクリア塗膜と、１〜２５質量％の配合量で粒径１〜５０μｍの艶消し剤を含むトップクリア塗膜を金属光沢のある基材表面に順次積層していることを特徴とする着色クリア塗装金属板。
【請求項３】
シリカ，ガラス，マイカ，雲母状酸化鉄，ナイロン樹脂，尿素樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂の１種又は２種以上の艶消し剤を合計配合量１〜２５質量％でクリア塗膜に分散させている請求項１又は２記載の着色クリア塗装金属板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、僅かな金属素地の感触を残しながら優れた意匠性が付与された着色クリア塗装金属板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品，ＯＡ機器等の表装材として、クリア塗装を施した塗装金属板が使用され始めている。クリア塗装金属板は、金属素地の光沢を活用した外観を呈することから、従来の着色塗装金属板では得られない雰囲気を醸し出す。
クリア塗装金属板は、着色剤を配合したクリア塗料を塗装原板表面に塗布し、焼付け乾燥することによって製造される。着色剤に染料を使用すると焼付け時に変色しやすく色調が安定しないので、通常は有機顔料が使用される。
【０００３】
有機顔料を配合したカラークリア塗膜では、入射光の特定波長成分が有機顔料に吸収され、残りの入射光が下地金属板の表面で反射され、吸収波長成分を除く反射光により特定の色調が発現する。しかし、有機顔料に吸収される光量はクリア塗膜に含まれている有機顔料の量，換言すれば塗膜の厚みによって異なり、厚い塗膜ほど吸収量が大きく、薄い塗膜ほど吸収量が少ない。そのため、発現する色調の膜厚依存性が高く、僅かな膜厚変動によっても色調が微妙に変動しやすい。色調の変動は、製造ロットの異なるクリア塗装金属板を突き合わせて施工する場合に色ムラとして強調される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
膜厚に応じた色調の変動は、光の干渉を利用した発色顔料を有機顔料に代えてクリア塗膜に分散させることにより防止できる。本発明者等は、発色顔料で発現する色調に着目し、透明又は半透明鱗片状無機基質を透明又は半透明金属酸化物で被覆した発色顔料をクリア塗膜に分散させたクリア塗装金属板を特願２００２−１８８３６４号で提案した。
【０００５】
発色顔料を分散させたクリア塗膜の表面状態を更に調査・研究する過程で、金属素地の外観を生かしながらも極力抑え、所定の色調を発現させる上では発色顔料の配合量やクリア塗膜の膜厚を厳格に調整する必要があることが判った。しかし、実際の製造ラインでは何らかの影響で配合量や膜厚が変動しやすく、結果として色調の不安定化をもたらす懸念がある。色調の不安定化は、発色顔料に限らず、着色顔料の配合量を抑えた着色クリア塗装金属板でも同様に発生する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、着色顔料又は発色顔料と共に艶消し剤をクリア塗膜に分散させることにより、製造条件を緩和し、金属素地の外観が僅かに観察される着色クリア塗膜の色調を安定化させた塗装金属板を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、金属光沢のある金属板を基材とし、配合量０．１〜３０質量％の範囲で金属素地が僅かに検出される程度に配合量を下げた着色顔料又は発色顔料と、１〜２５質量％の配合量で粒径１〜５０μｍの艶消し剤を含んでいるクリア塗膜が基材表面に設けられていることを特徴とする。艶消し剤は、着色顔料又は発色顔料とは別途に、トップクリア塗膜に分散させても良い。
艶消し剤には、粒状，鱗片状があり、透明度の高いものほど好ましい。具体的には、シリカ，ガラス，マイカ，雲母状酸化鉄，ナイロン樹脂，尿素樹脂，アクリル樹脂，フッ素樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂を単独で、或いは２種以上を複合した艶消し剤が使用される。艶消し剤の配合量又は合計配合量は、着色顔料又は発色顔料の配合割合に応じて１〜２５質量％の範囲で選定される。
【０００８】
発色顔料には、鱗片状無機基質を透明又は半透明金属酸化物皮膜で被覆し、光の干渉によって発色する顔料が使用される。鱗片状無機基質には、ガラスフレーク，マイカフレーク，アルミナフレーク，シリカフレーク，アルミニウムフレーク，グラファイトフレーク等があるが、微妙な風合いを付与する上では透明又は半透明の無機基質が好ましい。金属酸化物皮膜にはＴｉＯ２，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｆｅ２Ｏ３，ＳｎＯ２，Ｆｅ３Ｏ４，Ｃｒ２Ｏ３，ＺｎＯ，Ａｌ２Ｏ３等があり、湿式法，乾式法等で無機基質上に設けられる。発色顔料を使用する場合、金属素地の感触を残し且つ必要な色調を付与するため０．５〜３０質量％の割合でクリア塗料に配合される。
【０００９】
発色顔料に代えて、着色顔料をクリア塗料に配合しても良い。着色顔料で色調を付与する場合、配合量を０．１〜３０質量％の範囲で選定する。着色顔料には、カーボンブラック，鉄黒，酸化チタン，亜鉛華，シアニンブルー，シアニングリーン，酸化鉄イエロー，チタンイエロー，ハンザエロー，グリーンゴールド，フラバンスロンエロー，酸化鉄レッド，ベンガラ，キナクリドンレッド，パーマネントレッド，ウォッチングレッド，ボンマルーンライト，ジオキサジンバイオレット，Ｃｕ−Ｆｅ系複合酸化物顔料，Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系複合酸化物顔料，Ｃｕ−Ｆｅ−Ｍｎ系複合酸化物顔料，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ系複合酸化物顔料，Ｆｅ−Ｚｎ系複合酸化物顔料，Ｆｅ−Ｚｎ−Ｃｒ系複合酸化物顔料，Ｃｏ−Ａｌ系複合酸化物顔料，Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ系複合酸化物顔料，Ｔｉ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｎ系複合酸化物顔料，Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ系複合酸化物顔料等が挙げられる。
【００１０】
【作用】
クリア塗膜を設けたクリア塗装金属板では、金属素地の外観が強く現れ、金属特有の冷たい印象が与えられる。これに対し、僅かな量の発色顔料又は着色顔料を分散させたクリア塗膜では、基材表面での反射が減少するため金属素地が与える印象が弱められ、マイルドな色調の表面を呈する。しかし、金属素地外観を僅かに残しながら所定の色調をもつ外観（以下、「スケルトン外観」という）を得る上では、クリア塗膜に配合する発色顔料又は着色顔料の割合，クリア塗膜の膜厚が厳しく制限され、実操業上ではピンポイントの条件設定になりやすい。
【００１１】
過酷な条件管理が必要とされる理由は、次のように説明できる。基材・金属板１に設けたクリア塗膜２に入射した入射光Ｌｉｎが基材・金属板１の表面で反射され、反射光Ｌｏｕｔとして視認されるが、スケルトン外観は反射光Ｌｏｕｔの光量が少なく金属素地が僅かに観察される状態である（図１ａ）。僅かに金属素地外観を出すために、従来法では通常の着色クリアよりも着色顔料３を増量して吸収を高めると共に、過剰減衰による反射光Ｌｏｕｔの消失しない程度に着色顔料３の配合量を設定する必要があった。しかし、反射光Ｌｏｕｔは、僅かなクリア塗膜２の膜厚変動や着色顔料３の濃度変化による影響を受けやすく、過剰に減衰・消失しがちである。そのため、目標とするスケルトン外観の発現には、発色顔料又は着色顔料の割合，クリア塗膜の膜厚を厳しく管理することが要求される。
【００１２】
本発明者等は、顔料配合割合，クリア塗膜の膜厚に加わる条件を緩和するため、クリア塗料の成分設計を種々調査・検討した。その結果、艶消し剤をクリア塗料に配合すると、顔料配合割合やクリア塗膜の膜厚が多少変動しても色調が安定化したスケルトン外観を呈することを見出した。なかでも粒径１〜５０μｍの艶消し剤の配合割合を顔料配合割合に応じて１〜２５質量％の範囲で選定するとき艶消し剤の効果が顕著になる。着色顔料を含むクリア塗膜の色調安定化に艶消し剤が及ぼす影響は次のように推察されるが、着色顔料に代えて発色顔料を分散させたクリア塗膜でも同様に色調が安定化する。
【００１３】
入射光Ｌｉｎの影響を強く受ける着色顔料３だけでは、前述したように僅かに金属素地外観を呈するスケルトン外観が安定して発現しがたい。そこで、十分な光量の反射光Ｌｏｕｔが得られる程度に着色顔料３の分散量を低減した上で、艶消し剤４の分散によって反射光Ｌｏｕｔを拡散させると、光量が確保され、スケルトン外観が安定して発現する（図１ｂ）。艶消し剤４は、反射光Ｌｏｕｔを効果的に拡散させると共に、透明であることから膜厚や添加量に多少の変動があってもスケルトン外観を損なうことがない。この点、透明アクリル樹脂に等量の艶消し剤を配合した組成物から作製される膜厚５０μｍのフィルムを試験片とし、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠して測定した可視光透過率が２０％以上の艶消し剤が好ましい。
【００１４】
艶消し剤４を配合したクリア塗膜２を正面から見ると金属素地外観が強調された印象を受けるが、視角が塗膜面に近づくほど鮮明な色調が観察される。小さい視角で色調が明瞭に視認され、正面視で金属素地外観が強調されることも従来にない着色クリア塗装金属板の特徴であり、その理由は次のように推察される。
クリア塗膜２のある基材・金属板１を直角方向に観察する場合、入射光Ｌｉｎ，反射光Ｌｏｕｔが基材表面と直交して光路が短く、クリア塗膜２に分散している着色顔料３に特定波長成分が吸収される確率が低い。艶消し剤４に当る入射光Ｌｉｎがあっても、入射方向に反射され、或いは入射方向と同じ方向に沿って着色顔料３を透過して基材表面で入射方向に反射される。しかも、着色顔料３の分散量が少ないクリア塗膜２であるため、クリア塗膜２を透して基材・金属板１の表面が観察される。
【００１５】
他方、視角αが基材表面に近づくほど入射光Ｌｉｎがクリア塗膜２内を進む光路が長くなり、着色顔料３及び艶消し剤４に当る確率が高くなる（図２）。着色顔料３に当る確率の上昇は、特定波長成分の吸収が増し、着色顔料３で反射された有色光Ｌ１の色調が強くなることを意味する。艶消し剤４に当る確率の上昇は、艶消し剤４表面での拡散反射又は屈折が頻発し、基材表面で反射した光Ｌｏが反射光Ｌｏｕｔとして出射される過程で特定波長成分の吸収が進むことを意味する。その結果、表面反射光Ｌ０の光量減少，有色光Ｌ１の光量増加によって、金属素地外観を残しつつ着色顔料３で付与される色調のスケルトン外観が明瞭に視認される。
【００１６】
【実施の形態】
〔塗装原板，塗装前処理〕
塗装原板には、ステンレス鋼板，Ｚｎ系めっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ系めっき鋼板，Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板，アルミニウム板，ティンフリースチール等、金属光沢のある各種金属板を使用できる。なかでも、外観，耐食性等からステンレス鋼板が好適な塗装原板である。塗装原板の金属光沢は、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの平坦な金属板試験片の６０度鏡面光沢度をＪＩＳ  Ｋ５６００−４−７に準じて測定でき、６０度鏡面光沢度が１００以上の金属板が塗装原板に使用される。研磨仕上げされた金属板を塗装原板に使用する場合、光の入射方向に研磨目を一致させて測定した６０度鏡面光沢度が金属光沢を表す指標とされる。
塗装原板は、耐食性，塗膜密着性を向上させるため、アルカリ脱脂，表面調整やクロメート処理，非クロメート処理等の化成処理が施される。
【００１７】
〔クリア塗料の調製〕
クリア塗料には、エポキシ，ポリエステル，エポキシ変性ポリエステル，アクリル，アクリルシリコーン，フッ素等、各種塗料樹脂を単独で、或いは混合してベース樹脂に使用できる。塗膜硬度，加工性等の要求特性に応じて樹脂種，分子量，硬化剤等が使用される。
発色顔料又は着色顔料は、顔料の比重，粒径，隠蔽能，膜厚等を考慮して１〜３０質量％の範囲で選定される。たとえば、膜厚７μｍのクリア塗膜に対し、比重が小さく又は隠蔽能の高いカーボンブラック，有機顔料等では０．１〜１０質量％，他の顔料では１〜３０質量％を目安とし外観とのバランスで配合量を設定する。また、薄い塗膜に対しては濃色の顔料、厚い塗膜に対しては淡色の顔料が好ましい。顔料添加による着色，発色効果は０．１質量％以上の添加でみられるが、過剰量の顔料を添加すると過度に着色，発色してスケルトン外観が得られない。
【００１８】
クリア塗料に配合される艶消し剤は必要とする外観，テクスチャー等に合わせて種類，粒径等が選択されるが、平均粒径１〜３０μｍの艶消し剤が使用される。粒径が１μｍ未満の艶消し剤では、反射光が過度に拡散して透明感が不足し、スケルトン外観が得られがたくなる。逆に３０μｍを超える大粒径の艶消し剤は、塗装時に塗装ムラや顔料引きが生じやすく、加工性を低下させる原因ともなる。艶消し剤は、１質量％以上の割合でクリア塗料に配合すると反射光拡散効果が生じるが、２５質量％を超える過剰量を配合すると加工性の低下を招く。
クリア塗料には、その他にワックス，抗菌剤，防かび剤，防臭剤，害虫忌避剤，防虫剤，マイナスイオン付与剤，親水性付与剤，非粘着剤，指紋付着防止剤等の添加剤が必要に応じて配合される。
【００１９】
〔塗装〕
着色又は発色顔料及び艶消し剤が配合されたクリア塗料は、ロールコータ，ダイコータ，カーテンコータ等、適宜の方法で塗装原板に塗布される。焼付け条件も、クリア塗料が適正に硬化する条件である限り、特に制約されない。
艶消し剤は、着色又は発色顔料と共にクリア塗膜に分散されるが、着色又は発色顔料を含むクリア塗膜の上に艶消し剤含有クリア塗膜を形成しても良い。この場合、配合量１〜３０質量％の範囲で金属素地が僅かに観察される程度に配合量を下げた着色又は発色顔料を含むクリア塗膜の上に、粒径１〜３０μｍの粒状又は鱗片状艶消し剤を１〜２５質量％の配合量で分散させたトップクリア塗膜を設けても安定したスケルトン外観が得られる。トップクリア塗膜の膜厚や艶消し剤添加量，粒径等は、１コートのクリア塗膜と同様に適宜調製される。
【００２０】
【実施例１】
板厚０．５ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板Ｎｏ．４仕上げ材を塗装原板に使用した。塗装原板をアルカリ脱脂し、塗布型リン酸クロメート処理でＣｒ換算付着量２０ｍｇ／ｍ２のリン酸クロメート皮膜を設けた後、８０℃で乾燥した。次いで、クリア塗料をバーコータで塗布し、最高到達板温２３０℃で４０秒間焼き付け、表１に示した乾燥膜厚のクリア塗膜を形成した。クリア塗料には、数平均分子量１２０００のメラミン硬化型ポリエステルクリア塗料（ポリエステル樹脂１００質量部に対しメラミン硬化剤を２０質量部配合）を使用した。
【００２１】
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【００２２】
得られた着色クリア塗装鋼板について、ＪＩＳ  Ｋ５６００−４−７に準拠して６０度鏡面光沢度を測定すると共に、目視観察で外観を評価した。表２の調査結果にみられるように、艶消し剤を配合したクリア塗膜では、膜厚，顔料濃度が多少変動しても光沢，目視外観に変化が少なく、安定したスケルトン外観を呈した。他方、艶消し剤を含まないクリア塗膜では、光沢，目視外観の変動が大きく、安定した色調，スケルトン外観が得られなかった。
【００２３】
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【００２４】
【実施例２】
実施例１と同様にアルカリ脱脂，リン酸クロメート処理した塗装原板に、実施例１と同じメラミン硬化型ポリエステル塗料に顔料を配合したアンダークリア塗料をバーコータで塗布し、最高到達板温２３０℃で４０秒間焼き付け、更に艶消し剤を配合したトップクリア塗料を同様に塗布・焼付けし、２コートの着色クリア塗装鋼板を作製した。アンダー，トップクリア塗料に配合した着色又は発色顔料，艶消し剤を表３に示す。
【００２５】
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【００２６】
得られた着色クリア塗装鋼板について、ＪＩＳ  Ｋ５６００−４−７に準拠して６０度鏡面光沢度を測定すると共に、目視観察で外観を評価した。表４の調査結果にみられるように、着色又は発色顔料分散アンダークリア塗膜，艶消し剤含有トップクリア塗膜の２コート塗装鋼板は、膜厚，顔料濃度が多少変動しても光沢，目視外観に変化が少なく、安定したスケルトン外観を呈した。他方、艶消し剤含有トップクリア塗膜のない塗装鋼板では、光沢，目視外観の変動が大きく、安定した色調，スケルトン外観が得られなかった。
【００２７】
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【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、発色顔料又は着色顔料と共に艶消し剤をクリア塗膜に分散させると、艶消し剤表面で入射光，反射光が拡散反射や屈折するため、発色顔料による光の緩衝作用や着色顔料による特定波長成分の吸収が促進され、金属素地外観を維持しながらも所定の色調を呈する着色クリア塗装金属板が得られる。この着色クリア塗装金属板は、従来の塗装鋼板では得られないスケルトン外観を呈することを活用し、意匠性の高い表装材，内装材等として家電機器，ＯＡ機器，家具調度品等に使用される。しかも、艶消し剤によって塗膜表面が適度に粗面化しているので、ワキ，ブツ等の塗膜欠陥も目立ちにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】艶消し剤のないクリア塗膜（ａ）及び艶消し剤が分散したクリア塗膜（ｂ）で色調安定性が異なることを説明するモデル図
【図２】基材表面に近い視角で観察した場合に色調が明瞭に視認されることを説明するモデル図
【符号の説明】
１：基材・金属板    ２：クリア塗膜    ３：着色顔料    ４：艶消し剤
Ｌｉｎ：入射光    Ｌｏｕｔ：反射光
【図１】
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【図２】
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