(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化成処理を施した金属板の表面に、下層のプライマー塗膜と上層のトップ塗膜を積層し、このプライマー塗膜もしくはトップ塗膜のどちらか一方の塗膜のガラス転移温度が20〜30℃であり、かつ、他方の塗膜のガラス転移温度が10〜30℃であることを特徴とする成形加工性に優れたプレコート金属板。
【請求項２】
トップ塗膜が、主として数平均分子量が7000〜30000の高分子ポリエステル樹脂からな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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電製品、家具、建材及び自動車部品などの外板として用いられるプレコート金属板に関わり、特に、成形加工を施す部位に用いられる成形加工性に優れたプレコート金属板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品、家具、建材及び自動車部品などの外板用途に対してプレコート金属板は、従来、加工を行わない平板部や曲げ加工等の単純な加工部にのみ適用し、絞り加工などの形状の厳しい成形加工部には冷延鋼板及びめっき鋼板等の金属板を成形加工後に塗装するというポストコート方式を行っていた。しかし、近年になり、プレコート金属板の普及率の増加に伴い絞り加工など形状の厳しい成形加工部へもプレコート金属板が適用されつつある。
【０００３】
絞り加工部へプレコート金属板を適用する際には、従来技術では塗膜の引張試験による伸び率の高い塗膜やＴ折り曲げ試験結果の良い塗膜を選択し、円筒絞りや角筒絞り試験を実施して評価結果の良いものを絞り加工部に適用してきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
絞り加工は、金属板に引張と圧縮の歪みが発生すため、単に伸びるだけの塗膜からなるプレコート金属板は、絞り加工に十分に適用されず、加工後に塗膜が剥離してしまう場合が多い。
そこで、本発明の目的は、塗膜が良く伸び金属の変形に良く追従し、かつ、絞り加工など圧縮の歪みに対しても塗膜剥離や塗膜破壊等が発生せず外観良好な成形加工性に優れたプレコート金属板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決する成形加工性に優れたプレコート鋼板を提供する物で、その要旨は、以下の通りである。
(1)  化成処理を施した金属板の表面に、下層のプライマー塗膜と上層のトップ塗膜を積層し、このプライマー塗膜もしくはトップ塗膜のどちらか一方の塗膜のガラス転移温度が20〜30℃であり、かつ、他方の塗膜のガラス転移温度が10〜30℃であることを特徴とする成形加工性に優れたプレコート金属板。
(2)  トップ塗膜が、主として数平均分子量が7000〜30000の高分子ポリエステル樹脂からなることを特徴とする前記(1)に記載のプレコート金属板。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のプレコート鋼板について詳細に説明する。
一般的に金属を成形加工した場合、塑性変形により永久歪みが発生し、変形した形状が保たれる。一方、塗膜などの高分子材料は粘弾性体であり、特に弾性的要素が大きいものを成形加工した場合、変形部では材料内部にもとの形状に戻ろうとする内部応力が発生する。
【０００７】
プレコート金属板は金属と塗膜（高分子材料）との複合材料であり、これを成形加工すると、金属部では変形にともない永久歪みが発生するのに対し、塗膜部分ではもとの形状に戻ろうとする内部応力が発生する。ここで、この塗膜中の内部応力が大きい場合、金属と塗膜の界面に大きなせん段応力が作用するため、塗膜が剥離、破壊しやすくなることを発明者らは見出した。
【０００８】
前述の特性をもとに検討を行ったところ、化成処理を施した金属板の表面にプライマー塗膜とトップ塗膜を積層し、このプライマー塗膜もしくはトップ塗膜のどちらか一方の塗膜Tgが20〜30℃であり、かつ他方の塗膜Tgが10〜30℃である塗膜にすることで、成形加工性にすぐれたプレコート金属板を得られることを発明者らは見出し、特に、トップ塗膜の主構成樹脂に数平均分子量が7000〜30000の高分子ポリエステル樹脂を用いると更に好適であることを見出した。
【０００９】
プライマー塗膜、トップ塗膜のどちらか一方の塗膜Tgが20〜30℃であると成形加工後の塗膜内部応力が小さく成形加工性が良好であるが、20℃未満もしくは高すぎると成形加工後の塗膜内部応力が大きくなり、加工部で塗膜が剥離、破壊してしまう。また、他方の塗膜Tgが10〜30℃であると2層複合塗膜としての伸びが良く、金属の変形に良く追従する。
【００１０】
塗膜の主樹脂には高分子ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂など一般的に公知のプレコート金属板用塗膜に用いられる樹脂を適用することが出来るが、特に、トップ塗膜の主構成樹脂に数平均分子量が７０００〜３００００の高分子ポリエステル樹脂を用いると７０００未満のものに比べて、２層複合塗膜としての伸びが更に良くなり好適である。また、数平均分子量が３００００以下であると、塗膜を均一に塗布する上で好適である。
【００１１】
塗膜の架橋剤は必要に応じてメラミン樹脂、ウレタン樹脂など一般に公知のものを適用することが出来る。顔料も必要に応じて一般に公知の着色顔料、例えばカーボンブラック、チタンホワイト、フタルシアニンブルーなどや、一般に公知の防錆顔料、例えばストロンチュウムクロメート、ジンククロメート、カリウムクロメートなどを使用することができる。
【００１２】
ただし、樹脂の種類や分子量、架橋剤の種類や添加量、防錆顔料の種類や添加量に応じて塗膜Ｔｇは異なるため、最適塗膜Ｔｇとなるように考慮して使用する必要がある。
このプレコート金属板の製造は、一般に公知の塗装設備、例えば、刷毛塗り、スプレー塗装、バーコーター塗装、ローラーカーテンコーター、カーテンフローコーター、ロールコーター等での塗装が可能であり、特に連続塗装設備で製造を行えばなお好適である。
【００１３】
【実施例】
本発明の実施例1〜２１について以下に述べる。ただし、本発明は特開平１１−２２１８７７号公報と区別するためにプライマー塗膜とトップ塗膜のガラス転移温度を30℃以下に限定したので、例３、４、８〜１４、１７，１８、２２〜３４は実施例ではなく、参考例である。
溶融亜鉛めっき鋼板上に化成処理として塗布型クロメートをCr付着量50mg/m2付着させ、その上に表1、2に示すプライマー塗膜とトップ塗膜をバーコーターにて塗装することでプレコート金属板を作製した。プライマー塗膜の膜厚は乾燥膜厚にして5μm、トップ塗膜の膜厚は乾燥重量にして15μm塗装した。
【００１４】
作製したプレコート金属板を用いて絞り加工試験とＴ折り曲げ試験を実施した。絞り加工試験については油圧式プレス試験機で、ポンチサイズ：70mm、ポンチ肩Ｒ：10mm、ポンチコーナーＲ：10mm、ダイス肩Ｒ：10mm、ダイスコーナーＲ：10mmの角筒成形用の金型を用いて成形高さ：30mmまで加工し、加工後のコーナー絞り部の塗膜破壊状況を目視にて観察した。塗膜破壊状況は３段階に評価し、塗膜破壊や剥離のないものを○、塗膜破壊や剥離が僅かにあるものを△、塗膜剥離や破壊の著しいものを×とした。Ｔ折り曲げ試験については常温で２Ｔ折り曲げ試験を実施し、塗膜加工部を20倍ルーペにて観察し、亀裂が全く無いものを◎、非常に小さな亀裂の入っているものを○、亀裂の入っていいるものを△、大きな亀裂が入っているものを×とした。
【００１５】
試験の結果、本発明例を表１〜２に示す。本発明例１〜１４のようにトップ塗膜のガラス転移温度が２０〜５０℃で、プライマー塗膜のガラス転移温度が４０℃以下であると、絞り加工性、Ｔ折り曲げ性共に良く成形加工性良好であり、これとは逆にプライマー塗膜のガラス転移温度が２０〜５０℃で、トップ塗膜のガラス転移温度が４０℃以下であっても（本発明例１５〜２８）、絞り加工性、Ｔ折り曲げ性共に良く成形加工性良好である。また、本発明例２９〜３４のようにプライマー塗膜及びトップ塗膜の主樹脂の種類を変えても塗膜Ｔｇが前述の条件内であれば成形加工性が良好であり、本発明例１〜４、６〜１１，１３〜３０の様にトップ塗膜に数平均分子量が７０００以上の高分子ポリエステル樹脂を用いるとＴ折り曲げ性が向上し更に好適である。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
比較例を表３に示す。比較例１〜４、９〜１２に示すようにプライマー塗膜及びトップ塗膜のどちらか一方の塗膜Ｔｇが１０〜４０℃であっても、他方が２０℃未満もしくは５０℃超の場合、絞り成形性が悪く適さない。また、比較例５〜８、１３〜１６のように、どちらか一方のＴｇが２０〜５０℃であっても他方が４０℃超であると絞り成形性、Ｔ折り曲げ性ともに悪く適さない。また、比較例１７，１８のように、どちらか一方のＴｇが２０〜５０℃であっても他方が１０℃未満では塗膜が柔らかすぎるため、絞り加工の際に塗膜が、金型とこすれることにより剥離、破壊してしまい適さない。比較例１９に示すように塗膜の主構成樹脂の数平均分子量が３００００超では塗膜を均一に塗装することが困難になる。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のプレコート金属板は、化成処理を施した金属板の表面にプライマー塗膜とトップ塗膜を積層し、このプライマー塗膜もしくはトップ塗膜のどちらか一方の塗膜Tgを20〜30℃にし、他方の塗膜のガラス転移温度が10〜30℃であることで、曲げ加工のみならず、絞り加工など厳しい成形加工を行っても塗膜剥離や塗膜割れが発生しない。
【００２１】
これにより、深絞り加工など厳しい成形加工部にもプレコート金属板を使用する事が可能となり、プレコート金属板の適用用途が広まる。また、現在プレコート金属板を折り曲げ加工で使用している製品についても、絞り成形で製造する事が可能となり、製品のデザイン面でも自由度が増し、加工形状に広がりができる。従って、本発明は工業的価値の極めて高い発明であるといえる。