(57)【要約】【課題】耐摩耗性および加工性に優れ、特に、耐傷付き性、繰り返し摺動時の耐摩耗性および意匠性に優れ、シャッターのスラットの素材として最適な高意匠性塗装鋼板の提供。【解決手段】亜鉛系めっき鋼板の片面または両面に、亜鉛系めっき鋼板の側から、化成処理層、下塗り塗膜層および上塗り塗膜層の順に積層されてなる塗装被膜を有し、上塗り塗膜層が、ポリエステル系樹脂、ポリ四フッ化エチレン粉末１〜５質量％、ポリエチレンワックス０．１〜２質量％、および平均粒径が２０〜６０μｍであるナイロンビーズ１〜２０質量％を含む、耐摩耗性および加工性に優れた高意匠性塗装鋼板。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛系めっき鋼板の片面または両面に、亜鉛系めっき鋼板の側から、化成処理層、下塗り塗膜層および上塗り塗膜層の順に積層されてなる塗装被膜を有し、上塗り塗膜層が、ポリエステル系樹脂、ポリ四フッ化エチレン粉末１〜５質量％、ポリエチレンワックス０．１〜２質量％、および平均粒径が２０〜６０μｍであるナイロンビーズ１〜２０質量％を含む、耐摩耗性および加工性に優れた高意匠性塗装鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性および加工性に優れ、特に、耐傷付き性、繰り返し摺動時の耐摩耗性および意匠性に優れ、シャッターのスラットの素材として最適な高意匠性塗装鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
塗装鋼板は、シャッターのスラット材等の各種部材、雨戸、ドア、屋根、サイディング等の建築部材、あるいはクーラーの室外機等の電気機器類の外装材、また、内装材などの各種の部材の素材として用いられ、外観を構成するため意匠性に優れることが求められる。また、各種部材に成形加工するために成形加工性に優れることが求められる。さらに、各部材は、用途に応じて、耐摩耗性、耐傷付き性、耐食性、耐候性等の各種特性が求められる。例えば、シャッターは、建築物の屋内外を区切る防護、保安上の障壁の役割を有するとともに、屋内および屋外建築物の外観を形成する要素としても重要な役割を有する。このシャッターは、通常、複数のスラットを折り畳み自在に連結して構成され、シャッターの開閉時には、隣り合うスラット同士を連結している部材を軸にして折り畳まれ、隣り合うスラット同士の表面と裏面が繰り返し摺動して擦り合わされる。そのため、シャッターを長期間使用していると繰り返し摺動による摩耗によって、スラット表面に線状の傷が発生する。傷が発生すると、外観を損ねるだけでなく、発錆の原因となることもあり、シャッター用塗装鋼板には、耐候性や耐食性等の一般物性に加えて、高度な耐傷付き性および耐摩耗性が要求されている。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するために、特開平７−２４１９５５号公報には、透明フッ化ビニリデン樹脂塗膜中にポリ四フッ化エチレン粉末を添加したシャッタースラット用塗装ステンレス鋼板が開示されているが、耐傷付き性やより厳しい環境での耐摩耗性が不十分である。
【０００４】
また、ロール成形等の加工時の耐傷付き性を改良するため、特開平８−１８３９２８号公報には、ポリエステル樹脂を主成分とし、これにアクリルポリマービーズ、四フッ化エチレン樹脂粉末および炭化ケイ素を含有する塗料組成物からなる塗膜を有する塗装金属板が、特開平１０−２７８１７０号公報には球状ガラスビーズとフッ素樹脂粉末を含有する上塗り塗膜を有する塗装金属板が提案されているが、シャッタースラットへの成形加工性やシャッター用塗装鋼板に不可欠な耐摩耗性が不十分である。
【０００５】
さらに、シャッターの場合、屋外での使用時に、土壌や粉塵等の硬い汚染物質が付着し、それが原因で傷付き性が大きく低下する場合があり、より一層の耐傷付き性や耐摩耗性の向上が必要である。また最近の動向として、低光沢の意匠性が高い製品が要求されるようになってきている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、亜鉛系めっき鋼板の片面または両面に、亜鉛系めっき鋼板の側から、化成処理層、下塗り塗膜層および上塗り塗膜層の順に積層されてなる塗装被膜を有し、上塗り塗膜層が、ポリエステル系樹脂、ポリ四フッ化エチレン粉末１〜５質量％、ポリエチレンワックス０．１〜２質量％、および平均粒径が２０〜６０μｍであるナイロンビーズ１〜２０質量％を含む、耐摩耗性および加工性に優れた高意匠性塗装鋼板を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高意匠性塗装鋼板（以下、「本発明の塗装鋼板」という）について詳細に説明する。
【０００８】
本発明の塗装鋼板は、亜鉛系めっき鋼板の片面または両面に、亜鉛系めっき鋼板の側から、化成処理層、下塗り塗膜層および上塗り塗膜層の順に積層されてなる塗装被膜を有する。
【０００９】
本発明の塗装鋼板の基板である亜鉛系めっき鋼板は、鋼素材については特に制限されず、塗装鋼板の用途に応じて適宜選択できる。特に、本発明の塗装鋼板をシャッタースラットに用いる場合には、シャッターに求められる耐風圧強度から、厚さ０．１〜１．２ｍｍの汎用の冷延鋼板であることが好ましい。
【００１０】
本発明の塗装鋼板において、亜鉛系めっきは、耐食性、端面錆性を目的として、塗装被膜を形成する面だけでなく、鋼板の両面に施される。亜鉛系めっきされていない場合は、耐食性が不十分である。亜鉛系めっきとしては、電気亜鉛めっき、亜鉛−ニッケル合金めっき、亜鉛−クロム系合金めっき、溶融亜鉛めっき板、合金化溶融亜鉛めっき、亜鉛−アルミニウム合金めっき等が挙げられる。これらの中でも、コスト面や性能面から、特に好ましい亜鉛系めっき鋼板としては、溶融亜鉛めっき鋼板（Ｇｌ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、５％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板（ＧＦ）、８％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板、１５％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板、５５％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板（ＧＬ）、７５％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板等が例示される。またこれらの亜鉛およびアルミ−亜鉛合金中に、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｎｂ等を添加したものも適用可能である。
【００１１】
本発明の塗装鋼板の塗装被膜において、亜鉛系めっき層の上に形成される化成処理層は、公知のリン酸塩処理、クロメート処理等による処理が施された層である。コストや密着性の点から、クロメート処理層であることが好ましい。クロメート処理としては、電解クロメート処理、塗布クロメート処理、浸漬クロメート処理等が挙げられるが、設備の簡便さから塗布型クロメート処理が好ましい。また、クロメート液中に樹脂を混合した樹脂クロメートも適用可能である。樹脂クロメートとしては、アクリル−スチレン樹脂とウレタン樹脂の混合樹脂に、クロム酸アンモニウム等のクロム酸化合物を添加したもの等が挙げられる。
【００１２】
本発明の塗装鋼板の塗装被膜において、化成処理層の上に形成される下塗り塗膜層は、公知の塗装鋼板のプライマー層の役割を有するもので、鋼板と上塗り塗膜層との密着性の保持や耐食性向上を目的として形成される。この下塗り塗膜層は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂等の１種または２種以上からなる。中でも、密着性の点から、エポキシ系樹脂が好ましい。
【００１３】
下塗り塗膜層の膜厚は、１〜１０μｍの範囲が好ましい。下塗り塗膜層が１μｍ未満の場合は、上塗り塗膜層と鋼板との密着性や耐食性が低下する。下塗り塗膜層が１０μｍ超の場合は、これ以上密着性や耐食性の向上が見られず、むしろ加工性が低下し、さらに原材料費の増加によりコストアップにつながる。
【００１４】
また、下塗り塗膜層には耐食性の向上を目的として、防錆顔料を添加することが好ましい。添加される防錆塗料としては、クロム系、バナジウム系、リン系、亜鉛系の防錆顔料等が挙げられるが、一般的なクロム系防錆顔料が用いられる。最適なクロム系防錆顔料としては、クロム酸ストロンチウム、クロム酸カルシウム、クロム酸バリウム、クロム酸亜鉛等が挙げられ、１種または２種以上を使用できる。
【００１５】
下塗り塗膜層中に防錆顔料を添加する場合、防錆顔料の好ましい添加量は、１〜１０質量％である。１質量％未満の場合は、耐食性が不足し、３０質量％超の場合は、これ以上、耐食性向上の効果が見られず、加工性の低下につながる。
【００１６】
本発明の塗装鋼板の塗装被膜において、下塗り塗膜層の上に形成される上塗り塗膜層は、ポリエステル系樹脂、ポリ四フッ化エチレン粉末、ポリエチレンワックスおよびナイロンビーズを必須成分とするものである。
【００１７】
上塗り塗膜層の樹脂成分であるポリエステル系樹脂は、従来から塗装鋼板の上塗り塗料として使用されているものでよく特に制限されない。例えば、ポリエステル樹脂と架橋樹脂とを重合して得られるものが挙げられる。ポリエステル樹脂は、多価アルコールと多塩基酸との縮合重合により得られるものである。多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の１種または２種以上を混合して使用することができる。多塩基酸としては、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の１種または２種以上を混合して使用することができる。また、無水フタル酸等の酸無水物を使用してもよい。架橋樹脂としては、メラミン酸、ブロック化イソシアネート、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
【００１８】
本発明において、上塗り塗膜層の必須成分であるポリ四フッ化エチレン粉末は、後述する効果を得るためには、平均粒径０．２〜４０μｍのものが好ましい。
【００１９】
上塗り塗膜層中のポリ四フッ化エチレン粉末の含有量は１〜５質量％であり、さらに、１．５〜４．５質量％であることが好ましい。ポリ四フッ化エチレン粉末の含有量が１質量％未満の場合は、耐摩耗性や耐傷付き性改善の効果がなく成形加工性も不十分で、５質量％超の場合は、これ以上耐摩耗性や耐傷付き性改善の効果が見られず、塗料の発泡や塗装面の気泡やハジキ発生等の外観不良の原因となるので好ましくない。
【００２０】
また、上塗り塗膜層中に含有されるポリエチレンワックスは公知のものでよく、通常、軟化点が１００〜１４４℃で、平均粒径５〜３５μｍのものが用いられる。このポリエチレンワックスは、固体もしくは水や溶剤で希釈した形で上塗り塗膜層を形成するための塗装組成物中に添加される。
【００２１】
上塗り塗膜層中のポリエチレンワックスの含有量は０．１〜２質量％であり、さらに０．２〜１．９質量％が好ましい。ポリエチレンワックスの含有量が０．１質量％未満の場合は、耐摩耗性改善や耐傷付き性の効果がなく成形加工性も不十分で、２質量％超の場合は、これ以上耐摩耗性や耐傷付き性改善の効果が見られず、塗料の発泡や塗装面の気泡やハジキ発生等の外観不良の原因となるので好ましくない。
【００２２】
本発明において、上塗り塗膜層の必須成分として用いられるナイロンビーズは、意匠性の付与と耐摩耗性と耐傷付き性の向上を同時に達成するために添加される。添加しないと粉塵が付着した場合等の高度な耐摩耗性が得られず耐傷付き性も劣る。意匠性の付与という点に着目すれば、アクリルビーズやウレタンビーズやガラスビーズ等を用いることも可能であるが、いずれもシャッター用塗装鋼板に不可欠な耐摩耗性や成形加工性が不十分である。これは、硬いアクリルビーズやウレタンビーズやガラスビーズがシャッターの開閉時に裏面や表面と擦り合わされて、裏面や表面の塗膜を破壊すると考えられる。また、成形加工時に、ロールへのかじりが発生し、塗膜に傷が発生する。これに対して、ナイロンビーズはこれらのビーズよりも柔軟で潤滑性も優れているので、接触する塗膜を傷付けず、成形時にかじりが発生しにくいと考えられる。
【００２３】
用いられるナイロンビーズは、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロンＭＸＤ６、およびそれらの共重合体から選ばれる１種または２種以上の樹脂からなることが好ましい。また、平均粒径は２０〜６０μｍである必要がある。平均粒径が２０μｍ未満の場合は、耐摩耗性や耐傷付き性が不十分で、また上塗り塗膜中にビーズが埋没して、光沢が低下せず充分な意匠性が得られない。平均粒径が６０μｍ超の場合は、塗膜からビーズが脱落しやすくなり、耐摩耗性が悪くなるとともに、成形加工性や塗装性（ビーズの分離）や塗装面の外観（筋引き等）も著しく悪化するので好ましくない。
【００２４】
本発明において、上塗り塗膜層中のナイロンビーズの含有量は、１〜２０質量％であり、好ましくは２〜１９質量％である。ナイロンビーズの含有量が１質量％未満の場合は、光沢が低下せず意匠性が不十分なだけでなく、耐摩耗性や耐傷付き性も不十分である。２０質量％超の場合は、これ以上耐摩耗性や耐傷付き性改善の効果が見られず、成形加工性や塗装性（ビーズの分離）や塗装面の外観（筋引き等）も著しく悪化するので好ましくない。また、本発明の目的を損なわない範囲で、顔料や染料によりビーズを着色してもよい。
【００２５】
上塗り塗膜層の膜厚は、８〜３０μｍの範囲が好ましい。８μｍ未満の場合は、耐食性や耐摩耗性や意匠性が低下し、３０μｍ超の場合は、ワキ等の発生により、塗装外観が不良となり塗装性や生産性が著しく低下する。
【００２６】
また、本発明において、塗装被膜を構成する下塗り塗膜層および／または上塗り塗膜層に、さらに本発明の目的を損なわない範囲で、添加剤や他の樹脂、フィラーを添加してもよい。代表的な例として、防錆顔料（無水クロム酸、ストロンチウムクロメート等のクロム化合物等）、界面活性剤、消泡剤、他の潤滑剤（天然ワックス等）、着色顔料（酸化チタン、カーボンブラック等）、体質顔料（タルク、炭酸カルシウム等）、艶消し剤（シリカ等）、紫外線吸収剤、擦り傷防止剤、防かび剤、抗菌剤、酸化防止剤、帯電防止剤、レベリング剤、分散剤、はじき防止剤、色別れ防止剤、沈降防止剤、無機骨材（ガラスビーズ、セラミックビーズ、ガラス繊維、炭化ケイ素、マイカ、アルミナ等）、他の有機ビーズ（アクリルビーズ、ウレタンビーズ、ポリエステルビーズ等）等が挙げられる。
【００２７】
本発明の塗装鋼板は、前記化成処理層、下塗り塗膜層および上塗り塗膜層を含む塗装被膜を亜鉛系めっき鋼板の片面または両面に有し、片面に塗装被膜を有する場合、反対側の面は、耐摩耗性および耐食性の点から、化成処理層、下塗り被膜および上塗り被膜を有することが好ましい。反対側の面の化成処理層および下塗り被膜は、前記塗装被膜の有する化成処理層および下塗り塗膜層と同様のものであり、上塗り塗膜層は、ポリエステル系樹脂、ポリ四フッ化エチレンおよびポリエチレンワックスを成分とする塗膜であることが、耐摩耗性、耐傷付き性の点から、好ましい。
【００２８】
本発明の塗装鋼板において、前記塗装被膜を両面に有するものが、特に耐摩耗性に優れる塗装鋼板を得ることができることから、好ましい。このとき、両面の上塗り塗膜層は、それぞれポリ四フッ化エチレン、ポリエチレンワックスおよびナイロンビーズの粒径または含有量等が同一でも異なっていてもよい。
【００２９】
本発明の塗装鋼板を製造する方法は、前記各層を亜鉛系めっき鋼板の表面に形成できる方法であればよく、公知の方法で亜鉛系めっき、または化成処理を施した鋼板に対して、通常の塗装鋼板を得る方法で製造することができる。鋼板に塗装する方法は、浸漬、スプレー、はけ塗り、ロールコーター、バーコーター、フローコーター、エアーナイフ、静電塗布等の公知の方法が挙げられる。また、乾燥・焼付けは、熱風乾燥装置、遠赤外線加熱装置、誘導加熱装置、紫外線硬化装置、電子線硬化装置等で鋼板表面の最高到達温度が１８０〜２６０℃、焼付け時間が２０〜１８０秒程度の条件で行われる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
１）塗装鋼板の製造方法
板厚０．３０ｍｍの５％アルミ−亜鉛合金めっき鋼板（ＧＦ、Ｙ−１８）の両面に、塗布型クロメート処理を施し、Ｃｒ換算で４０ｍｇ／ｍ２　（片面当り）の化成処理層を形成した。次に、エポキシ−ウレタン樹脂系プライマーを両面に乾燥膜厚で４μｍとなるように塗布し、３０秒後の到達板温が２１０℃となるように焼き付けて下塗り塗膜層を形成した。
【００３２】
引き続き、表面および裏面に、表１に示す組成の上塗り塗膜層または塗膜層を形成し、実施例１〜８、および比較例１〜１３の塗装鋼板を製造した。
表面は、表１に示す組成で、フッ素樹脂粉末、ポリエチレンワックス、ナイロンビーズを含むポリエステル−メラミン樹脂系塗料を、乾燥膜厚で２０μｍとなるように塗布して上塗り塗膜層を形成した。
【００３３】
裏面は、表１に示す組成で、ナイロンビーズを含むポリエステル−メラミン樹脂系塗料あるいはナイロンビーズを含まないポリエステル−メラミン樹脂系塗料を、乾燥膜厚で２０μｍとなるように塗布し、３０秒後の到達板温が２４０℃となるように焼き付けて塗膜層を形成した。
【００３４】
得られた塗装鋼板の表面の上塗り塗膜層および裏面の塗膜層の色は、両面とも黒色であった。
また、ナイロンビーズはナイロン１２を主成分とするものを用い、フッ素樹脂粉末は、旭硝子（株）製「フルオン　ルブリカントＬ１５５Ｊ」（平均粒径：４μｍ）を用い、ポリエチレンワックスはサンノプコ（株）製「スリップエイド　ＳＬ−１８」（平均粒径：３０μｍ、軟化点：１０４．４〜１０７．２℃）を用いた。
【００３５】
また、比較例１０〜１３として、ナイロンビーズの代わりにアクリルビーズおよびガラスビーズを表２に示す含有量となるように添加したポリエステル−メラミン樹脂系塗料を、表面および裏面に塗装して、塗装鋼板を製造した。
【００３６】
以上の実施例１〜８、および比較例１〜１３で得られた塗装鋼板について、下記の方法に従って、加工性、耐摩耗性、耐傷付き性、成形加工性、外観および意匠性を評価した。結果を表３に示す。
【００３７】
２）評価方法
▲１▼加工性
２０℃の室内で１８０度の折り曲げを行い、折り曲げる際に、試験片と同板厚の鋼板を内側に挟み、塗膜にクラックが発生しない最小の挟み枚数で評価した。０〜６枚を合格「○」、７枚以上を不合格「×」とした。
【００３８】
▲２▼耐摩耗性
塗装鋼板を５０ｍｍ×５０ｍｍ角に剪断し、裏面をエリクセン試験機で５ｍｍ貼り出して、図１に示す滑り子１を作製した。この滑り子１に、滑り子１の上に載せた錘２によって荷重（１．０〜５ｋｇ）を掛けながら、滑り子１の表面３と、水平に載置したもう１枚の塗装鋼板４の表面５と繰り返し摩耗試験を行った。滑り子１は、表面５上の同じ面上を、所定回数（３０００〜１００００回）往復する。滑り子１の塗装鋼板４の表面５に沿った方向（矢印Ａの方向）の移動距離は１００ｍｍで、１分間に５０回往復の速度で往復する。試験後の表面の傷の発生状況を観察した。全く傷が無いものを「○」、少し傷が発生したものを「△」、プライマーや鋼板素地の露出等の著しい傷が発生したものを「×」とした。
【００３９】
また、より過酷な状態での耐摩耗性を調査するために、試験片の表面に均一に粉塵として、関東ローム（ＪＩＳ試験粉体８種）を、約０．５ｍｇ／ｍ２　付着させて、同様の耐摩耗性試験を行った。
【００４０】
▲３▼耐傷付き性
５０×５０ｍｍの耐水ペーパー（粒度＃４００）と塗装鋼板の表面を重ね合わせて、１ｋｇの荷重をかけながら、９０度回転させて、塗膜への傷の発生状況を観察した。傷が発生しないものを「○」、傷が発生したものを「×」とした。
【００４１】
▲４▼成形加工性
シャッタースラット用の連続ロール成形機でスラット材に成形加工して、塗膜の剥離や傷等の異常の有無を観察した。異常が認められないものを「○」、剥離や傷等の異常が発生したものを「×」とした。
【００４２】
▲５▼外観
塗膜面の異常の有無を目視で判定した。異常が認められないものを「○」、何らかの異常が発生したものを「×」とした。
【００４３】
▲６▼意匠性
スガ試験機（株）製デジタル変角光沢計で、塗膜面の６０度鏡面光沢度（ＪＩＳ　Ｚ８７４１）を測定した。光沢度２０％以下を意匠性が良好とし、２０％を超える場合は、意匠性が悪いと評価した。
【００４４】
表３に示すとおり、本発明の実施例は、比較例と比べて、優れた成形加工性、耐摩耗性、耐傷付き性、および意匠性を示し、塗装面の外観も異常が無い。特に両面にナイロンビーズを添加した上塗り塗膜層を設けると、粉塵が付着しても、優れた耐摩耗性を示す。
【００４５】
【表１】
2004034591.tif 000002
【００４６】
【表２】
2004034591.tif 000003
【００４７】
【表３】
2004034591.tif 000004
【００４８】
【発明の効果】
本発明の塗装鋼板は、優れた耐摩耗性、耐傷付き性および成形加工性を有し、さらに意匠性にも優れるものである。そのため、本発明の塗装鋼板は、シャッターのスラット用の素材として最適である。また、シャッターの他の部材や雨戸、ドア、屋根、サイディング等の建築部材や、クーラーの室外機等の電気機器類の外装材等として、その特性を活かして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例および比較例における耐摩耗性の評価方法を説明する概念図である。
【符号の説明】
１　滑り子
２　錘
３　滑り子の表面
４　塗装鋼板
５　塗装鋼板の表面
【図１】
2004034591.tif 000005