塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネル
【課題】膜厚10μm以下の薄い塗膜であっても、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネル等を提供する。
【解決手段】鋼板２の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板２の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜４を形成し、この下塗り塗膜４上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質６を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜５を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする。
【解決手段】鋼板２の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板２の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜４を形成し、この下塗り塗膜４上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質６を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜５を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の両面に、亜鉛系めっき層およびクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜と特定の皮膜構造を持つ上塗り塗膜を形成し、総膜厚を10μｍ以下とする、明度安定性ならびに素地色および素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品および薄型テレビ用パネルに関するものである。本発明の塗装鋼板は、例えば液晶テレビやプラズマテレビのような薄型テレビ用パネルで代表されるＡＶ機器などの素材として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
通常、プレコート鋼板では、外面下塗り塗料に主として変性ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を使用することで、下地鋼板との密着性、耐食性などを確保し、また、外面上塗り塗料にポリエステル樹脂、アクリル樹脂などを使用することで、主として耐汚染性、意匠性、耐傷付き性、耐塩酸性や耐アルカリ性であるバリア性などを付与している。
【０００３】
また、従来のプレコート鋼板は、特許文献１に記載されているように、下塗り塗膜の膜厚が５μｍ程度、上塗り塗膜の膜厚が15μmであるのが一般的であるが、このプレコート鋼板は、塗装や焼付のための時間が多くかかるため、塗装作業の合理化や省資源化の観点からは、塗膜の薄膜化が望まれている。
【０００４】
ところで、従来の塗膜組成で10μｍ以下に減厚して塗膜を形成する場合、上塗り塗膜の膜厚は、通常、目標膜厚に対し±1.5μm程度変動することが想定される。
【０００５】
このように塗膜が10μm以下と薄いと、鋼板の素地面の色や疵が部分的に透けて見える可能性があり、また、膜厚変動が±1.5μm程度あると、明度（Ｌ値）が変化し、これらの結果として、表面外観が不良となり、安定した意匠性が得られない。
【特許文献１】特開平４−２１５８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、鋼板の両面に、亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、下塗り塗膜と、特定の皮膜構造を持つ薄い上塗り塗膜を形成し、総膜厚を10μm以下とすることで、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決して優れた性能の塗膜の塗装鋼板を得るために検討を重ねた結果、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることにより、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性の双方に優れる塗装鋼板が得られることを見出した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板。
【０００９】
（２）前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることを特徴とする上記（１）記載の塗装鋼板。
【００１０】
（３）前記鱗片状物質は、AlまたはNiである上記（１）または（２）記載の塗装鋼板。
【００１１】
（４）前記鱗片状物質は、有機樹脂で被覆したものである上記（１）、（２）または（３）記載の塗装鋼板。
【００１２】
（５）前記鋼板の他方の面は、導電荷重が500ｇ以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項記載の塗装鋼板。
【００１３】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる加工品。
【００１４】
（７）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が外部に露出する凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる薄型テレビ用パネル。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、ならびにその塗装鋼板を用いて製造した加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成と限定理由を説明する。
本発明の塗装鋼板は、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板である。
【００１７】
（亜鉛系めっき）
本発明の塗装鋼板の下地鋼板となる亜鉛系めっき鋼板としては、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（例えば、溶融亜鉛−55質量％アルミニウム合金めっき鋼板、溶融亜鉛−5質量％アルミニウム合金めっき鋼板）、鉄−亜鉛合金めっき鋼板、ニッケル−亜鉛合金めっき鋼板、黒色化処理後のニッケル-亜鉛合金めっき鋼板などの各種亜鉛系めっき鋼板を用いることができる。
【００１８】
（化成皮膜）
亜鉛系めっき層を有するめっき鋼板の両面に化成皮膜を形成する。化成皮膜は、環境の観点よりクロムを含有しない化成皮膜とする。この化成皮膜は、主としてめっき層と下塗り塗膜との密着性向上のために形成される。密着性を向上するものであればどのようなものでも支障はないが、密着性だけでなく耐食性を向上できるものがより好ましい。密着性と耐食性の点からシリカ微粒子を含有し、耐食性の点からリン酸及び／またはリン酸化合物を含有することが好ましい。シリカ微粒子は、湿式シリカ、乾式シリカのいずれを用いても構わないが、密着性向上効果の大きいシリカ微粒子、特に乾式シリカが含有されることが好ましい。リン酸やリン酸化合物は、例えば、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸など、これらの金属塩や化合物などのうちから選ばれる１種以上を含有すれば良い。さらに、アクリル樹脂などの樹脂、シランカップリング剤などの１種以上を添加してもよい。
【００１９】
（下塗り塗膜）
下塗り塗膜は、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上であって、上塗り塗膜の下層として形成される。
【００２０】
下塗り塗膜は、従来から用いられている組成のものを用いればよいが、例えば、エポキシ変性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種の有機樹脂で構成することが、下地鋼板との密着性、耐食性などを確保する上で好ましい。
【００２１】
（上塗り塗膜）
上塗り塗膜は、前記下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である。
【００２２】
この有機樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などが挙げられるが、特に、主として耐汚染性、意匠性、耐傷付き性、バリア性などを付与する点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などを使用することが好ましい。前記有機樹脂を硬化させるために、メラミン樹脂、尿素またはイソシアネート化合物などの架橋剤を用いることが、加工性と耐薬品性のバランスの点で好ましい。架橋剤は、有機樹脂との合計を100質量部として1〜50質量部とすることが好ましい。
【００２３】
下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚は、塗装作業の合理化や省資源化の観点から10μｍ以下とする。
【００２４】
下塗り塗膜の膜厚は、1〜5μｍの範囲であることが好ましい。下塗り塗膜の膜厚が1μｍ未満だと、耐食性と化成皮膜との密着性が不十分となるからであり、前記膜厚が5μｍ超えだと、塗装作業の合理化や省資源化の観点から不利となるからである。
【００２５】
上塗り塗膜の膜厚は3〜7μｍの範囲であることが好ましい。上塗り塗膜の膜厚が3μｍ未満だと、意匠性とバリア性が不十分となるからであり、前記膜厚が７μｍ超えだと、塗装作業の合理化や省資源化の観点から不利となるからである。
【００２６】
上塗り塗膜、下塗り塗膜および後述する有機樹脂層の膜厚は、断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、１視野につき任意の３箇所の膜厚を求め、少なくとも５視野を観察し、合計１５箇所以上の平均値とする。
【００２７】
本発明者らは、塗装作業の合理化や省資源化の観点から、下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下と薄くするための検討を行った。
【００２８】
図１(ａ)、(ｂ)及び(ｃ)は、塗装鋼板の塗膜の膜厚と光線進入深さとの関係を示した模式図であり、図中のａ１及びａ２は光線進入深さであり、ｔ１及びｔ２は塗膜の膜厚である。
【００２９】
まず、図１(ａ)に示すような従来の塗装鋼板１Ａでは、クロムを含有しない化成皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板（鋼板）２上に形成した塗膜３Ａの膜厚ｔ１が、光線進入深さａ１よりも十分に厚い、すなわち、ｔ１＞ａ１であるため、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性が得られている。
【００３０】
しかし、図１(ｂ)に示すように、従来の塗装鋼板１Ｂの塗膜３Ｂの膜厚ｔ２を、光線進入深さａ１よりも薄くする、すなわち、ｔ２＜ａ１とする場合には、前記鋼板２の素地面の色や疵が部分的に透けて見え、また、±1.5μm程度の膜厚変動があると、明度（Ｌ値）のぶれが大きくなり、安定した意匠性が得られなくなる。
【００３１】
このため、本発明者らは、塗装鋼板１Ｃの塗膜３Ｃの膜厚ｔ２を、図１(ｂ)と同様に薄くした場合であっても、図１(ｃ)に示すように、光線進入深さａ２が塗膜３Ｃ内で止まるような塗膜構成、すなわち、ｔ２＞ａ２となる塗膜構成にすれば、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性が得られると考え、さらに鋭意検討を重ねた結果、図２に示すように、上塗り塗膜５中に、光を反射する物性を有する鱗片状物質６を含有する構成にすることにより、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値の変化はほとんどなく）、安定した意匠性が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００３２】
上塗り塗膜５中に含有させる鱗片状物質６を鱗片状に限定した理由は、上塗り塗膜５内に、素地鋼板２の表面を効果的に被覆することができるからである。ここでいう「鱗片状物質」とは、平均厚／平均粒径が0.15未満のものである。さらに具体的には、平均粒径が5〜50μm、平均厚が0.02〜1.5μmのものが、被覆効果が大きいので好ましい。なお、平均粒径と平均厚は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で観察して任意の10個について平均値を求めたものである。前記平均粒径は、鱗片状物質の平面部を平面に対して垂直方向から観察したときの、最大径と最小径の平均値を1個の鱗片状物質の粒径として10個の平均値とする。前記平均厚は、鱗片状物質を断面方向の任意の2箇所で測定したときの厚さの平均値を1個の鱗片状物質の厚さとして10個の平均値とする。
【００３３】
また、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上である必要がある。
【００３４】
図３(ａ)は、塗装鋼板１Ｅの上塗り塗膜５を、塗装鋼板の表面に対して直角方向から透視したときの平面図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面図である。ここで、塗装鋼板１Ｅの上塗り塗膜５中に存在する鱗片状物質６の前記鋼板２の表面に平行な方向における存在割合は、鱗片状物質６を鋼板２の表面に平行な平面に投影した図３(ａ)中で、Ｉ−Ｉ線上で考えた場合、上塗り塗膜の所定単位幅（Ｘ）に対する鱗片状物質６のトータル長さ（Ａ+Ｂ）の割合を示したもの（(Ａ+Ｂ)／Ｘ）である。また、実際には、塗装鋼板１ＥのＩ−Ｉ線上の断面（図３(ｂ)）を観察することで、所定単位幅（Ｘ）及びトータル長さ（Ａ+Ｂ）を測定し、鱗片状物質６の存在割合（(Ａ+Ｂ)×100／Ｘ）を得ることができる。なお、前記上塗り塗膜５の所定単位幅（Ｘ）とは、図３(ｂ)に示すように、塗装鋼板１ＢをＩ−Ｉ線上の断面で見たときの所定の視野範囲における視野幅である。また、前記鱗片状物質のトータル長さ（Ａ+Ｂ）とは、図３(ａ)に示すように、Ｉ−Ｉ線上の鱗片状物質６の占める長さの合計であって、図３(ｂ)に示すように、上塗り塗膜５中の異なる深さ位置に重なりあって存在している鱗片状物質６の下に位置する部分の長さについては考慮されない。なお、今回は一例として図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面観察することで、鱗片状物質６の長さを測定して存在割合を得たが、実際には素地鋼板２の表面と直角な断面であれば任意の断面で構わない。
【００３５】
前記鱗片状物質６の所定単位幅及び長さの測定方法としては、塗装鋼板の断面を観察でき、鱗片状物質の鋼板の表面に平行な方向における長さを特定できるような方法であればよく、例えば、図４(ａ)及び(ｂ)に示すように、断面FIB（Focused Ion Beam）観察により測定する方法が挙げられる。図中の矢印で示している部分が鱗片状物質（ここではAl粉）であり、その部分の長さを測定することで前記鱗片状物質の存在割合得ることができる。その他の測定方法としては、走査型分析電子顕微鏡（SEM-EDX）、電子線マイクロアナライザ（EPMA）による測定方法等がある。
【００３６】
また、前記鱗片状物質６の鋼板表面に平行な方向での存在割合を30％以上に限定した理由は、30％以上とすることにより、鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても明度（L値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性を得られるからである。
【００３７】
また、前記鱗片状物質６の前記鋼板２の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることが好ましい。
【００３８】
図３(ｃ)は、図３(ｂ)中の上塗り塗膜５の部分を拡大して表示した図である。ここで、上塗り塗膜５中における鱗片状物質６の存在割合とは、上塗り塗膜５の膜厚（T）に対する鱗片状物質６の鋼板２の表面に直角な方向の平均長さの割合であり、前記素地鋼板２の表面に直角な方向の平均長さとは、前記塗装鋼板１Ｅの断面で見た場合の、上塗り塗膜５の膜厚に対する素地鋼板２に直角な方向に延びる任意の５本の直線上で鱗片状物質６が占めるトータル長さを平均した長さのことをいう。具体的には、図３(ｃ)で示すように、上塗り塗膜５の膜厚はＴ、II−II線上での鱗片状物質６のトータル長さはC、III−III線上での鱗片状物質６のトータル長さはD、IV−IV線上での鱗片状物質６のトータル長さはE+F、V−V線上に鱗片状物質６は存在せず、VI−VI線上での鱗片状物質６の長さはGであるため、このときの前記鱗片状物質６の鋼板２の表面に直角な方向における存在割合（％）は、 (Ｃ／Ｔ+Ｄ／Ｔ+Ｅ／Ｔ+Ｆ／Ｔ+Ｇ／Ｔ)×100／５となる。なお、鱗片状物質６の平均長さを求めるための素地鋼板２に直角な方向に延びる５本の直線は、断面中のどの場所でも良く、鱗片状物質６の平均長さの精度を高めるために５本以上の直線としてもよい。また、今回は一例として図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面観察することで、鱗片状物質６を測定して存在割合を得たが、実際には素地鋼板２の表面と直角な断面であれば任意の断面で構わない。
【００３９】
また、前記鱗片状物質６の平均長さ及び上塗り塗膜５の膜厚の測定方法としては、鋼板の表面に平行な方向における鱗片状物質の長さを測定する方法と同様に、断面FIB観察等の、塗装鋼板の上塗り塗膜の膜厚と鋼板の表面に直角な方向における鱗片状物質の長さを特定できるような方法であればよい。さらに、前記鱗片状物質６の鋼板表面に直角方向での存在割合を30％以下に限定した理由は、30％以下とすると、上塗り塗膜５内の鱗片状物質６が素地鋼板２の表面をより効果的に覆うことができ、より安定した意匠性が得られるからである。
【００４０】
上述した鱗片状物質６の存在割合を得るためには、鱗片状物質６の含有量を6〜12質量％とすることが好ましい。６質量％未満だと、上塗り塗膜５内の鱗片状物質６で、素地鋼板２の表面を十分に覆うことができず、安定した意匠性が得られなくなる傾向があるからであり、12質量％超えでは、鱗片状物質６が上塗り塗膜５内で何層も重なりあって形成され、上塗り塗膜自体を脆くする他、コストの上昇を招く傾向があるからである。
【００４１】
さらに、前記鱗片状物質６は、水面拡散面積が10000〜50000 cm２／gであることが好ましく、より好適には20000〜40000 cm２／gである。なお、ここでいう「水面拡散面積」とは、具体的には、JIS K 5906:1998に規定されるように、試料を石油系スピリット又はアセトンで洗浄・乾燥して粉末化し、その粉末を水面上に散布し、一様に試料粉末が被覆したときの面積（cm２／g）を意味する。この水面拡散面積は、素地鋼板２の表面を覆う（隠蔽する）面積（表面積）と比例関係にあるため、水面拡散面積が大きいほど、素地鋼板２の表面を覆う表面積が大きくなることを意味する。
【００４２】
前記鱗片状物質６の水面拡散面積を10000〜50000cm２／gに限定した理由は、10000cm２／g未満だと、素地鋼板２の表面を覆う面積が小さくなり、前記鋼板２の素地面の色や疵を十分に隠蔽することができなくなる傾向があるからであり、また、50000 cm２／g超えだと、鱗片状物質６が上塗り塗膜５内で何層も重なりあって形成され、上塗り塗膜自体を脆くする傾向があるからである。
【００４３】
さらにまた、前記光を反射する物性を有する鱗片状物質６は、金属であることが好ましく、特に、ＡｌまたはＮｉであることがより好適である。その他の材料を用いると、光の反射率が低く、安定した意匠性を十分に得ることができないからである。
【００４４】
鱗片状物質６は、有機樹脂で被覆したものであることが、上塗り塗膜を構成する有機樹脂との密着性が高まり、バリア性（耐塩酸性や耐アルカリ性）が向上する点で好ましい。樹脂被覆は、その厚みとして0.02μm以上であると、優れたバリア性が得られ、0.08μm以下で充分な効果が得られる。したがって、樹脂被覆は、その厚みを0.02〜0.08μmとすることが好ましい。また、鱗片状物質６を表面被覆する有機樹脂としては、アクリル樹脂が挙げられる。
【００４５】
本発明は、従来の塗装鋼板のように塗膜が厚い場合に適用しても構わないが、特に、下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚が3〜10μmの範囲と薄い場合に、上述したような効果が顕著である点で好ましい。
【００４６】
また、本発明の塗装鋼板を、例えば薄型テレビ用パネルとして使用する場合には、プレス加工したパネルの内面になる塗装鋼板の裏面は、溶接や電磁波シールド等の必要性から導電性を有することが必要となる。
【００４７】
かかる場合には、鋼板の他方の面にも、上述のクロムを含有しない化成処理皮膜を形成することで、従来のクロメート皮膜と同程度の耐食性と密着性を有するとともに、優れた導電性も有すること、具体的には、導電荷重を500g以下とすることが、電磁波シールド性の点で好ましい。さらに好ましいのは、300g以下とすることである。導電荷重は表面抵抗が10-4Ω以下となる最小荷重である。
【００４８】
耐食性の要求度がそれほど高くない用途には、この他方の面はクロムを含有しない化成皮膜だけを形成し、特に電磁波シールド性に優れた塗装鋼板として提供できる。
【００４９】
また、耐食性の要求度が高い用途には、この他方の面は、化成皮膜の上に有機樹脂層を設けて耐食性を向上させることが好ましい。有機樹脂層の有機樹脂種としてはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。有機樹脂層はCaイオン交換シリカを含有することがさらに優れた耐食性を得るために好ましい。
【００５０】
有機樹脂層の膜厚が0.1μm未満では耐食性に不利となり、また１μｍ超えでは電磁波シールド性に不利となるので、0.1〜１μmが好ましい。
【００５１】
上述の塗装鋼板は、深絞り加工、張り出し加工、曲げ加工のうちのいずれか１以上のプレス加工が施され、さらに電磁波シールド性が要求される電子機器及び家電製品等の用途で使用される部材に好適である。例えばプラズマディスプレーパネルや液晶テレビなどの薄型ＴＶの背面パネルに使用すると、大型のパネルであっても優れた電磁波シールド性が発現される。
【００５２】
次に、本発明の塗装鋼板の製造方法について説明すると、本発明の塗装鋼板は、被塗装鋼板である亜鉛系めっき鋼板の両面に先に述べた化成処理を施した後、下塗り塗料を片面または必要に応じて両面に塗布、加熱して、下塗り塗膜を形成した後、前記鋼板の一方の面に、鱗片状物質を混合し攪拌した上塗り塗料を塗布、加熱することにより製造される。
【００５３】
上塗り塗料と下塗り塗料の塗布方法は特に限定しないが、好ましくはロールコーター塗装で塗布するのがよい。塗料の塗布後、熱風乾燥、赤外線加熱、誘導加熱などの加熱手段により加熱処理を施し、樹脂を架橋させて硬化させた下塗り塗膜と上塗り塗膜を得る。加熱条件は温度170〜250℃（到達板温）で、時間20〜90秒の処理を行うことが好ましく、これによって下塗り塗膜と上塗り塗膜を形成し、塗装鋼板を製造する。
【００５４】
ここで、加熱温度が170℃未満では架橋反応が十分に進まないため、十分な塗膜性能が得られない。一方、加熱温度が250℃を超えると熱による塗膜の劣化が起こり、意匠性が低下し、さらに塗装作業の合理化や省資源化の観点から好ましくない。また、処理時間が20秒未満では架橋反応が十分に進まないため、十分な塗膜性能が得られない。一方、処理時間が90秒を超えると製造コスト面で不利となる。本発明の塗装鋼板は、さらに塗装鋼板裏面（他方の面）の耐食性を高める目的で、前記した有機樹脂層用の塗料を鋼板の他方の面にも同様の方法で塗装するのが好ましい。
【００５５】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００５６】
本発明の実施例について説明する。
【００５７】
（実施例１〜１０及び比較例１〜２）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、各々板厚0.5mmの電気亜鉛めっき鋼板（めっき種記号：ＥＧ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（Fe含有率：10質量％、めっき種記号：ＧＡ）、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき種記号：ＧＩ）、溶融Zn−Alめっき鋼板（Al含有率：4.5質量％、めっき種記号：ＧＦ）、黒色化電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板（Ni含有率：12質量％、めっき種記号：ＥＺＮＢ）及び溶融Zn−Alめっき鋼板（Al含有率：５５質量％、めっき種記号：ＧＬ）を準備した。めっき鋼板のめっき付着量を表１に示す。なお、鋼板の一方の面（オモテ面）と他方の面（ウラ面）のめっき付着量、及びめっき組成は同一とした。準備しためっき鋼板に脱脂処理を行った後、以下の（Ｉ）〜（III）の処理工程を行い、塗装鋼板を作製した。
【００５８】
（Ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布し、加熱20秒後に到達板温100℃となるように加熱し、表３に示すオモテ面の化成処理皮膜を形成した。
（II）次に、ウラ面に化成処理液を塗布した後、オモテ面に下塗り塗料を塗布し、加熱30秒後に到達板温が210℃となる加熱処理を行い、表３に示す組成のウラ面の化成皮膜と、表４に示すオモテ面の下塗り塗膜（3μm）を形成した。
（III）その後、オモテ面に上塗り塗膜として表１に示す組成となる上塗り塗料を、膜厚が3μmまたは6μmになるように塗布した後、ウラ面に、必要に応じて表５の組成となるように防錆顔料を添加した有機樹脂塗料を塗布した後、加熱開始から50秒後に到達板温が230℃となる加熱処理を行い、表１と表２に示すオモテ面の上塗り塗膜とウラ面の有機樹脂層を形成した。
【００５９】
作製した塗装鋼板のオモテ面、ウラ面の化成皮膜、下塗り塗膜、上塗り塗膜及び有機樹脂層の構成を表１及び表２に示す。
【００６０】
以上のようにして得られた塗装鋼板（上塗り塗膜の膜厚が3μm）について各種試験を行った。本実施例で行った試験の評価方法を以下に示す。
【００６１】
＜オモテ面の評価＞
（１）明度安定性
明度安定性は、同じ組成の上塗り塗膜を有し、膜厚が６μｍである上塗り塗膜からなる塗装鋼板との色調（Ｌ* ）の差を分光式色差計（“SQ2000”日本電色工業株式会社製）を用いて測定し、以下の評価基準に従って評価した。
○：△Ｌ* ≦１
△：１＜△Ｌ* ≦２
×：△Ｌ* ＞２
【００６２】
（２）素地隠蔽性
素地面隠蔽性は、塗装用亜鉛系めっき鋼板のオモテ面を、先端が金属のペンで傷を付けたのち、前記した処理工程を行ない塗装鋼板を作製した。塗装鋼板のオモテ面を目視で観察し以下の評価基準に従って評価した。
○：傷がわからない
△：傷がややわかる
×：傷が明瞭にわかる
【００６３】
（３）耐塩酸性
20℃、5質量％HCl水溶液に裏面と端面をシールした試験片を24時間浸漬した後、ニチバン（株）製のセロハン粘着テープを貼り付け、これを引き剥がした後の塗膜残存面積率を評価した。
○：塗膜剥離なし
△：塗膜残存面積率が100％未満50％以上
×：塗膜残存面積率が50％未満
【００６４】
＜ウラ面の評価＞
（４）導電性
低抵抗測定装置（ロレスタＧＰ：三菱化学（株）製：ＥＳＰプローブ）を用い、塗装版のウラ面の表面抵抗値を測定した。その時、プローブ先端にかかる荷重を20g／sで増加させ、表面抵抗が10-4Ω以下になった時の荷重値で以下のように評価した。
表面抵抗が10-4Ω以下になった時の荷重値
☆：10点測定の平均荷重が200ｇ以下
◎：10点測定の平均荷重が200ｇ超300ｇ以下
○：10点測定の平均荷重が300ｇ超500ｇ以下
△：10点測定の平均荷重が500ｇ超700ｇ以下
×：10点測定の平均荷重が700ｇ超960g以下
【００６５】
上記各試験の評価結果を表６に示す。
これによれば、実施例１〜１０の塗装鋼板は、いずれも優れた明度安定性及び素地面隠蔽性を有している。また、短時間で加熱処理を行っても十分な性能が得られており、製造の際の高速操業に非常に適していることがわかる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する、有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下であることを特徴とする塗装鋼板を作製することで、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】(ａ)、(ｂ)及び(ｃ)は、塗装鋼板の塗膜の膜厚を厚くしたときの光線進入深さとの関係を説明するための塗装鋼板の断面図である。
【図２】本発明に従う塗装鋼板の断面図である。
【図３】本発明に従う塗装鋼板の概略図であり、(ａ)は、所定の視野範囲において、塗装鋼板を上方から透視したときの平面図であり、(ｂ)は、(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面図であり、(ｃ)は、(ｂ)中の上塗り塗膜の部分を拡大した図である。
【図４】(ａ)は、本発明に従う塗装鋼板、（ｂ）は比較の塗装鋼板の断面FIB（Focused Ion Beam）観察写真の例であり、(ａ)はAl粉末の存在割合が、所定単位幅に対するトータル長さで84.6％、上塗り塗膜の膜厚に対する平均長さで2.6％の場合、(ｂ)はAl粉末の存在割合が、所定単位幅に対するトータル長さで16.4％、上塗り塗膜の膜厚に対する平均長さで0.6％の場合を示す。
【符号の説明】
【００７４】
１A、１B、１C、１D、１E 塗装鋼板
２ クロムを含有しない化成皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板
３A、３B、３C、３D、３E 塗膜
４ 下塗り塗膜
５ 上塗り塗膜
６ 鱗片状物質
７ 有機樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の両面に、亜鉛系めっき層およびクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜と特定の皮膜構造を持つ上塗り塗膜を形成し、総膜厚を10μｍ以下とする、明度安定性ならびに素地色および素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品および薄型テレビ用パネルに関するものである。本発明の塗装鋼板は、例えば液晶テレビやプラズマテレビのような薄型テレビ用パネルで代表されるＡＶ機器などの素材として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
通常、プレコート鋼板では、外面下塗り塗料に主として変性ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂を使用することで、下地鋼板との密着性、耐食性などを確保し、また、外面上塗り塗料にポリエステル樹脂、アクリル樹脂などを使用することで、主として耐汚染性、意匠性、耐傷付き性、耐塩酸性や耐アルカリ性であるバリア性などを付与している。
【０００３】
また、従来のプレコート鋼板は、特許文献１に記載されているように、下塗り塗膜の膜厚が５μｍ程度、上塗り塗膜の膜厚が15μmであるのが一般的であるが、このプレコート鋼板は、塗装や焼付のための時間が多くかかるため、塗装作業の合理化や省資源化の観点からは、塗膜の薄膜化が望まれている。
【０００４】
ところで、従来の塗膜組成で10μｍ以下に減厚して塗膜を形成する場合、上塗り塗膜の膜厚は、通常、目標膜厚に対し±1.5μm程度変動することが想定される。
【０００５】
このように塗膜が10μm以下と薄いと、鋼板の素地面の色や疵が部分的に透けて見える可能性があり、また、膜厚変動が±1.5μm程度あると、明度（Ｌ値）が変化し、これらの結果として、表面外観が不良となり、安定した意匠性が得られない。
【特許文献１】特開平４−２１５８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、鋼板の両面に、亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、下塗り塗膜と、特定の皮膜構造を持つ薄い上塗り塗膜を形成し、総膜厚を10μm以下とすることで、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決して優れた性能の塗膜の塗装鋼板を得るために検討を重ねた結果、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることにより、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性の双方に優れる塗装鋼板が得られることを見出した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板。
【０００９】
（２）前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることを特徴とする上記（１）記載の塗装鋼板。
【００１０】
（３）前記鱗片状物質は、AlまたはNiである上記（１）または（２）記載の塗装鋼板。
【００１１】
（４）前記鱗片状物質は、有機樹脂で被覆したものである上記（１）、（２）または（３）記載の塗装鋼板。
【００１２】
（５）前記鋼板の他方の面は、導電荷重が500ｇ以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１項記載の塗装鋼板。
【００１３】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる加工品。
【００１４】
（７）上記（１）〜（５）のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が外部に露出する凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる薄型テレビ用パネル。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、ならびにその塗装鋼板を用いて製造した加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の構成と限定理由を説明する。
本発明の塗装鋼板は、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板である。
【００１７】
（亜鉛系めっき）
本発明の塗装鋼板の下地鋼板となる亜鉛系めっき鋼板としては、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板（例えば、溶融亜鉛−55質量％アルミニウム合金めっき鋼板、溶融亜鉛−5質量％アルミニウム合金めっき鋼板）、鉄−亜鉛合金めっき鋼板、ニッケル−亜鉛合金めっき鋼板、黒色化処理後のニッケル-亜鉛合金めっき鋼板などの各種亜鉛系めっき鋼板を用いることができる。
【００１８】
（化成皮膜）
亜鉛系めっき層を有するめっき鋼板の両面に化成皮膜を形成する。化成皮膜は、環境の観点よりクロムを含有しない化成皮膜とする。この化成皮膜は、主としてめっき層と下塗り塗膜との密着性向上のために形成される。密着性を向上するものであればどのようなものでも支障はないが、密着性だけでなく耐食性を向上できるものがより好ましい。密着性と耐食性の点からシリカ微粒子を含有し、耐食性の点からリン酸及び／またはリン酸化合物を含有することが好ましい。シリカ微粒子は、湿式シリカ、乾式シリカのいずれを用いても構わないが、密着性向上効果の大きいシリカ微粒子、特に乾式シリカが含有されることが好ましい。リン酸やリン酸化合物は、例えば、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸など、これらの金属塩や化合物などのうちから選ばれる１種以上を含有すれば良い。さらに、アクリル樹脂などの樹脂、シランカップリング剤などの１種以上を添加してもよい。
【００１９】
（下塗り塗膜）
下塗り塗膜は、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上であって、上塗り塗膜の下層として形成される。
【００２０】
下塗り塗膜は、従来から用いられている組成のものを用いればよいが、例えば、エポキシ変性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の中から選択される少なくとも１種の有機樹脂で構成することが、下地鋼板との密着性、耐食性などを確保する上で好ましい。
【００２１】
（上塗り塗膜）
上塗り塗膜は、前記下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である。
【００２２】
この有機樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ変性ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などが挙げられるが、特に、主として耐汚染性、意匠性、耐傷付き性、バリア性などを付与する点から、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などを使用することが好ましい。前記有機樹脂を硬化させるために、メラミン樹脂、尿素またはイソシアネート化合物などの架橋剤を用いることが、加工性と耐薬品性のバランスの点で好ましい。架橋剤は、有機樹脂との合計を100質量部として1〜50質量部とすることが好ましい。
【００２３】
下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚は、塗装作業の合理化や省資源化の観点から10μｍ以下とする。
【００２４】
下塗り塗膜の膜厚は、1〜5μｍの範囲であることが好ましい。下塗り塗膜の膜厚が1μｍ未満だと、耐食性と化成皮膜との密着性が不十分となるからであり、前記膜厚が5μｍ超えだと、塗装作業の合理化や省資源化の観点から不利となるからである。
【００２５】
上塗り塗膜の膜厚は3〜7μｍの範囲であることが好ましい。上塗り塗膜の膜厚が3μｍ未満だと、意匠性とバリア性が不十分となるからであり、前記膜厚が７μｍ超えだと、塗装作業の合理化や省資源化の観点から不利となるからである。
【００２６】
上塗り塗膜、下塗り塗膜および後述する有機樹脂層の膜厚は、断面を光学顕微鏡または電子顕微鏡で観察し、１視野につき任意の３箇所の膜厚を求め、少なくとも５視野を観察し、合計１５箇所以上の平均値とする。
【００２７】
本発明者らは、塗装作業の合理化や省資源化の観点から、下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下と薄くするための検討を行った。
【００２８】
図１(ａ)、(ｂ)及び(ｃ)は、塗装鋼板の塗膜の膜厚と光線進入深さとの関係を示した模式図であり、図中のａ１及びａ２は光線進入深さであり、ｔ１及びｔ２は塗膜の膜厚である。
【００２９】
まず、図１(ａ)に示すような従来の塗装鋼板１Ａでは、クロムを含有しない化成皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板（鋼板）２上に形成した塗膜３Ａの膜厚ｔ１が、光線進入深さａ１よりも十分に厚い、すなわち、ｔ１＞ａ１であるため、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性が得られている。
【００３０】
しかし、図１(ｂ)に示すように、従来の塗装鋼板１Ｂの塗膜３Ｂの膜厚ｔ２を、光線進入深さａ１よりも薄くする、すなわち、ｔ２＜ａ１とする場合には、前記鋼板２の素地面の色や疵が部分的に透けて見え、また、±1.5μm程度の膜厚変動があると、明度（Ｌ値）のぶれが大きくなり、安定した意匠性が得られなくなる。
【００３１】
このため、本発明者らは、塗装鋼板１Ｃの塗膜３Ｃの膜厚ｔ２を、図１(ｂ)と同様に薄くした場合であっても、図１(ｃ)に示すように、光線進入深さａ２が塗膜３Ｃ内で止まるような塗膜構成、すなわち、ｔ２＞ａ２となる塗膜構成にすれば、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性が得られると考え、さらに鋭意検討を重ねた結果、図２に示すように、上塗り塗膜５中に、光を反射する物性を有する鱗片状物質６を含有する構成にすることにより、前記鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても、明度（Ｌ値の変化はほとんどなく）、安定した意匠性が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００３２】
上塗り塗膜５中に含有させる鱗片状物質６を鱗片状に限定した理由は、上塗り塗膜５内に、素地鋼板２の表面を効果的に被覆することができるからである。ここでいう「鱗片状物質」とは、平均厚／平均粒径が0.15未満のものである。さらに具体的には、平均粒径が5〜50μm、平均厚が0.02〜1.5μmのものが、被覆効果が大きいので好ましい。なお、平均粒径と平均厚は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で観察して任意の10個について平均値を求めたものである。前記平均粒径は、鱗片状物質の平面部を平面に対して垂直方向から観察したときの、最大径と最小径の平均値を1個の鱗片状物質の粒径として10個の平均値とする。前記平均厚は、鱗片状物質を断面方向の任意の2箇所で測定したときの厚さの平均値を1個の鱗片状物質の厚さとして10個の平均値とする。
【００３３】
また、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上である必要がある。
【００３４】
図３(ａ)は、塗装鋼板１Ｅの上塗り塗膜５を、塗装鋼板の表面に対して直角方向から透視したときの平面図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面図である。ここで、塗装鋼板１Ｅの上塗り塗膜５中に存在する鱗片状物質６の前記鋼板２の表面に平行な方向における存在割合は、鱗片状物質６を鋼板２の表面に平行な平面に投影した図３(ａ)中で、Ｉ−Ｉ線上で考えた場合、上塗り塗膜の所定単位幅（Ｘ）に対する鱗片状物質６のトータル長さ（Ａ+Ｂ）の割合を示したもの（(Ａ+Ｂ)／Ｘ）である。また、実際には、塗装鋼板１ＥのＩ−Ｉ線上の断面（図３(ｂ)）を観察することで、所定単位幅（Ｘ）及びトータル長さ（Ａ+Ｂ）を測定し、鱗片状物質６の存在割合（(Ａ+Ｂ)×100／Ｘ）を得ることができる。なお、前記上塗り塗膜５の所定単位幅（Ｘ）とは、図３(ｂ)に示すように、塗装鋼板１ＢをＩ−Ｉ線上の断面で見たときの所定の視野範囲における視野幅である。また、前記鱗片状物質のトータル長さ（Ａ+Ｂ）とは、図３(ａ)に示すように、Ｉ−Ｉ線上の鱗片状物質６の占める長さの合計であって、図３(ｂ)に示すように、上塗り塗膜５中の異なる深さ位置に重なりあって存在している鱗片状物質６の下に位置する部分の長さについては考慮されない。なお、今回は一例として図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面観察することで、鱗片状物質６の長さを測定して存在割合を得たが、実際には素地鋼板２の表面と直角な断面であれば任意の断面で構わない。
【００３５】
前記鱗片状物質６の所定単位幅及び長さの測定方法としては、塗装鋼板の断面を観察でき、鱗片状物質の鋼板の表面に平行な方向における長さを特定できるような方法であればよく、例えば、図４(ａ)及び(ｂ)に示すように、断面FIB（Focused Ion Beam）観察により測定する方法が挙げられる。図中の矢印で示している部分が鱗片状物質（ここではAl粉）であり、その部分の長さを測定することで前記鱗片状物質の存在割合得ることができる。その他の測定方法としては、走査型分析電子顕微鏡（SEM-EDX）、電子線マイクロアナライザ（EPMA）による測定方法等がある。
【００３６】
また、前記鱗片状物質６の鋼板表面に平行な方向での存在割合を30％以上に限定した理由は、30％以上とすることにより、鋼板２の素地面の色や疵が透けて見えることはなく、また、±1.5μm程度の膜厚変動があったとしても明度（L値）の変化はほとんどなく、安定した意匠性を得られるからである。
【００３７】
また、前記鱗片状物質６の前記鋼板２の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることが好ましい。
【００３８】
図３(ｃ)は、図３(ｂ)中の上塗り塗膜５の部分を拡大して表示した図である。ここで、上塗り塗膜５中における鱗片状物質６の存在割合とは、上塗り塗膜５の膜厚（T）に対する鱗片状物質６の鋼板２の表面に直角な方向の平均長さの割合であり、前記素地鋼板２の表面に直角な方向の平均長さとは、前記塗装鋼板１Ｅの断面で見た場合の、上塗り塗膜５の膜厚に対する素地鋼板２に直角な方向に延びる任意の５本の直線上で鱗片状物質６が占めるトータル長さを平均した長さのことをいう。具体的には、図３(ｃ)で示すように、上塗り塗膜５の膜厚はＴ、II−II線上での鱗片状物質６のトータル長さはC、III−III線上での鱗片状物質６のトータル長さはD、IV−IV線上での鱗片状物質６のトータル長さはE+F、V−V線上に鱗片状物質６は存在せず、VI−VI線上での鱗片状物質６の長さはGであるため、このときの前記鱗片状物質６の鋼板２の表面に直角な方向における存在割合（％）は、 (Ｃ／Ｔ+Ｄ／Ｔ+Ｅ／Ｔ+Ｆ／Ｔ+Ｇ／Ｔ)×100／５となる。なお、鱗片状物質６の平均長さを求めるための素地鋼板２に直角な方向に延びる５本の直線は、断面中のどの場所でも良く、鱗片状物質６の平均長さの精度を高めるために５本以上の直線としてもよい。また、今回は一例として図３(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面観察することで、鱗片状物質６を測定して存在割合を得たが、実際には素地鋼板２の表面と直角な断面であれば任意の断面で構わない。
【００３９】
また、前記鱗片状物質６の平均長さ及び上塗り塗膜５の膜厚の測定方法としては、鋼板の表面に平行な方向における鱗片状物質の長さを測定する方法と同様に、断面FIB観察等の、塗装鋼板の上塗り塗膜の膜厚と鋼板の表面に直角な方向における鱗片状物質の長さを特定できるような方法であればよい。さらに、前記鱗片状物質６の鋼板表面に直角方向での存在割合を30％以下に限定した理由は、30％以下とすると、上塗り塗膜５内の鱗片状物質６が素地鋼板２の表面をより効果的に覆うことができ、より安定した意匠性が得られるからである。
【００４０】
上述した鱗片状物質６の存在割合を得るためには、鱗片状物質６の含有量を6〜12質量％とすることが好ましい。６質量％未満だと、上塗り塗膜５内の鱗片状物質６で、素地鋼板２の表面を十分に覆うことができず、安定した意匠性が得られなくなる傾向があるからであり、12質量％超えでは、鱗片状物質６が上塗り塗膜５内で何層も重なりあって形成され、上塗り塗膜自体を脆くする他、コストの上昇を招く傾向があるからである。
【００４１】
さらに、前記鱗片状物質６は、水面拡散面積が10000〜50000 cm２／gであることが好ましく、より好適には20000〜40000 cm２／gである。なお、ここでいう「水面拡散面積」とは、具体的には、JIS K 5906:1998に規定されるように、試料を石油系スピリット又はアセトンで洗浄・乾燥して粉末化し、その粉末を水面上に散布し、一様に試料粉末が被覆したときの面積（cm２／g）を意味する。この水面拡散面積は、素地鋼板２の表面を覆う（隠蔽する）面積（表面積）と比例関係にあるため、水面拡散面積が大きいほど、素地鋼板２の表面を覆う表面積が大きくなることを意味する。
【００４２】
前記鱗片状物質６の水面拡散面積を10000〜50000cm２／gに限定した理由は、10000cm２／g未満だと、素地鋼板２の表面を覆う面積が小さくなり、前記鋼板２の素地面の色や疵を十分に隠蔽することができなくなる傾向があるからであり、また、50000 cm２／g超えだと、鱗片状物質６が上塗り塗膜５内で何層も重なりあって形成され、上塗り塗膜自体を脆くする傾向があるからである。
【００４３】
さらにまた、前記光を反射する物性を有する鱗片状物質６は、金属であることが好ましく、特に、ＡｌまたはＮｉであることがより好適である。その他の材料を用いると、光の反射率が低く、安定した意匠性を十分に得ることができないからである。
【００４４】
鱗片状物質６は、有機樹脂で被覆したものであることが、上塗り塗膜を構成する有機樹脂との密着性が高まり、バリア性（耐塩酸性や耐アルカリ性）が向上する点で好ましい。樹脂被覆は、その厚みとして0.02μm以上であると、優れたバリア性が得られ、0.08μm以下で充分な効果が得られる。したがって、樹脂被覆は、その厚みを0.02〜0.08μmとすることが好ましい。また、鱗片状物質６を表面被覆する有機樹脂としては、アクリル樹脂が挙げられる。
【００４５】
本発明は、従来の塗装鋼板のように塗膜が厚い場合に適用しても構わないが、特に、下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚が3〜10μmの範囲と薄い場合に、上述したような効果が顕著である点で好ましい。
【００４６】
また、本発明の塗装鋼板を、例えば薄型テレビ用パネルとして使用する場合には、プレス加工したパネルの内面になる塗装鋼板の裏面は、溶接や電磁波シールド等の必要性から導電性を有することが必要となる。
【００４７】
かかる場合には、鋼板の他方の面にも、上述のクロムを含有しない化成処理皮膜を形成することで、従来のクロメート皮膜と同程度の耐食性と密着性を有するとともに、優れた導電性も有すること、具体的には、導電荷重を500g以下とすることが、電磁波シールド性の点で好ましい。さらに好ましいのは、300g以下とすることである。導電荷重は表面抵抗が10-4Ω以下となる最小荷重である。
【００４８】
耐食性の要求度がそれほど高くない用途には、この他方の面はクロムを含有しない化成皮膜だけを形成し、特に電磁波シールド性に優れた塗装鋼板として提供できる。
【００４９】
また、耐食性の要求度が高い用途には、この他方の面は、化成皮膜の上に有機樹脂層を設けて耐食性を向上させることが好ましい。有機樹脂層の有機樹脂種としてはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。有機樹脂層はCaイオン交換シリカを含有することがさらに優れた耐食性を得るために好ましい。
【００５０】
有機樹脂層の膜厚が0.1μm未満では耐食性に不利となり、また１μｍ超えでは電磁波シールド性に不利となるので、0.1〜１μmが好ましい。
【００５１】
上述の塗装鋼板は、深絞り加工、張り出し加工、曲げ加工のうちのいずれか１以上のプレス加工が施され、さらに電磁波シールド性が要求される電子機器及び家電製品等の用途で使用される部材に好適である。例えばプラズマディスプレーパネルや液晶テレビなどの薄型ＴＶの背面パネルに使用すると、大型のパネルであっても優れた電磁波シールド性が発現される。
【００５２】
次に、本発明の塗装鋼板の製造方法について説明すると、本発明の塗装鋼板は、被塗装鋼板である亜鉛系めっき鋼板の両面に先に述べた化成処理を施した後、下塗り塗料を片面または必要に応じて両面に塗布、加熱して、下塗り塗膜を形成した後、前記鋼板の一方の面に、鱗片状物質を混合し攪拌した上塗り塗料を塗布、加熱することにより製造される。
【００５３】
上塗り塗料と下塗り塗料の塗布方法は特に限定しないが、好ましくはロールコーター塗装で塗布するのがよい。塗料の塗布後、熱風乾燥、赤外線加熱、誘導加熱などの加熱手段により加熱処理を施し、樹脂を架橋させて硬化させた下塗り塗膜と上塗り塗膜を得る。加熱条件は温度170〜250℃（到達板温）で、時間20〜90秒の処理を行うことが好ましく、これによって下塗り塗膜と上塗り塗膜を形成し、塗装鋼板を製造する。
【００５４】
ここで、加熱温度が170℃未満では架橋反応が十分に進まないため、十分な塗膜性能が得られない。一方、加熱温度が250℃を超えると熱による塗膜の劣化が起こり、意匠性が低下し、さらに塗装作業の合理化や省資源化の観点から好ましくない。また、処理時間が20秒未満では架橋反応が十分に進まないため、十分な塗膜性能が得られない。一方、処理時間が90秒を超えると製造コスト面で不利となる。本発明の塗装鋼板は、さらに塗装鋼板裏面（他方の面）の耐食性を高める目的で、前記した有機樹脂層用の塗料を鋼板の他方の面にも同様の方法で塗装するのが好ましい。
【００５５】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００５６】
本発明の実施例について説明する。
【００５７】
（実施例１〜１０及び比較例１〜２）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、各々板厚0.5mmの電気亜鉛めっき鋼板（めっき種記号：ＥＧ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（Fe含有率：10質量％、めっき種記号：ＧＡ）、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき種記号：ＧＩ）、溶融Zn−Alめっき鋼板（Al含有率：4.5質量％、めっき種記号：ＧＦ）、黒色化電気亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板（Ni含有率：12質量％、めっき種記号：ＥＺＮＢ）及び溶融Zn−Alめっき鋼板（Al含有率：５５質量％、めっき種記号：ＧＬ）を準備した。めっき鋼板のめっき付着量を表１に示す。なお、鋼板の一方の面（オモテ面）と他方の面（ウラ面）のめっき付着量、及びめっき組成は同一とした。準備しためっき鋼板に脱脂処理を行った後、以下の（Ｉ）〜（III）の処理工程を行い、塗装鋼板を作製した。
【００５８】
（Ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布し、加熱20秒後に到達板温100℃となるように加熱し、表３に示すオモテ面の化成処理皮膜を形成した。
（II）次に、ウラ面に化成処理液を塗布した後、オモテ面に下塗り塗料を塗布し、加熱30秒後に到達板温が210℃となる加熱処理を行い、表３に示す組成のウラ面の化成皮膜と、表４に示すオモテ面の下塗り塗膜（3μm）を形成した。
（III）その後、オモテ面に上塗り塗膜として表１に示す組成となる上塗り塗料を、膜厚が3μmまたは6μmになるように塗布した後、ウラ面に、必要に応じて表５の組成となるように防錆顔料を添加した有機樹脂塗料を塗布した後、加熱開始から50秒後に到達板温が230℃となる加熱処理を行い、表１と表２に示すオモテ面の上塗り塗膜とウラ面の有機樹脂層を形成した。
【００５９】
作製した塗装鋼板のオモテ面、ウラ面の化成皮膜、下塗り塗膜、上塗り塗膜及び有機樹脂層の構成を表１及び表２に示す。
【００６０】
以上のようにして得られた塗装鋼板（上塗り塗膜の膜厚が3μm）について各種試験を行った。本実施例で行った試験の評価方法を以下に示す。
【００６１】
＜オモテ面の評価＞
（１）明度安定性
明度安定性は、同じ組成の上塗り塗膜を有し、膜厚が６μｍである上塗り塗膜からなる塗装鋼板との色調（Ｌ* ）の差を分光式色差計（“SQ2000”日本電色工業株式会社製）を用いて測定し、以下の評価基準に従って評価した。
○：△Ｌ* ≦１
△：１＜△Ｌ* ≦２
×：△Ｌ* ＞２
【００６２】
（２）素地隠蔽性
素地面隠蔽性は、塗装用亜鉛系めっき鋼板のオモテ面を、先端が金属のペンで傷を付けたのち、前記した処理工程を行ない塗装鋼板を作製した。塗装鋼板のオモテ面を目視で観察し以下の評価基準に従って評価した。
○：傷がわからない
△：傷がややわかる
×：傷が明瞭にわかる
【００６３】
（３）耐塩酸性
20℃、5質量％HCl水溶液に裏面と端面をシールした試験片を24時間浸漬した後、ニチバン（株）製のセロハン粘着テープを貼り付け、これを引き剥がした後の塗膜残存面積率を評価した。
○：塗膜剥離なし
△：塗膜残存面積率が100％未満50％以上
×：塗膜残存面積率が50％未満
【００６４】
＜ウラ面の評価＞
（４）導電性
低抵抗測定装置（ロレスタＧＰ：三菱化学（株）製：ＥＳＰプローブ）を用い、塗装版のウラ面の表面抵抗値を測定した。その時、プローブ先端にかかる荷重を20g／sで増加させ、表面抵抗が10-4Ω以下になった時の荷重値で以下のように評価した。
表面抵抗が10-4Ω以下になった時の荷重値
☆：10点測定の平均荷重が200ｇ以下
◎：10点測定の平均荷重が200ｇ超300ｇ以下
○：10点測定の平均荷重が300ｇ超500ｇ以下
△：10点測定の平均荷重が500ｇ超700ｇ以下
×：10点測定の平均荷重が700ｇ超960g以下
【００６５】
上記各試験の評価結果を表６に示す。
これによれば、実施例１〜１０の塗装鋼板は、いずれも優れた明度安定性及び素地面隠蔽性を有している。また、短時間で加熱処理を行っても十分な性能が得られており、製造の際の高速操業に非常に適していることがわかる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】
【表５】
【００７１】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する、有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下であることを特徴とする塗装鋼板を作製することで、明度安定性ならびに素地色及び素地疵の隠蔽性に優れる塗装鋼板、加工品及び薄型テレビ用パネルを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】(ａ)、(ｂ)及び(ｃ)は、塗装鋼板の塗膜の膜厚を厚くしたときの光線進入深さとの関係を説明するための塗装鋼板の断面図である。
【図２】本発明に従う塗装鋼板の断面図である。
【図３】本発明に従う塗装鋼板の概略図であり、(ａ)は、所定の視野範囲において、塗装鋼板を上方から透視したときの平面図であり、(ｂ)は、(ａ)中のＩ−Ｉ線上の断面図であり、(ｃ)は、(ｂ)中の上塗り塗膜の部分を拡大した図である。
【図４】(ａ)は、本発明に従う塗装鋼板、（ｂ）は比較の塗装鋼板の断面FIB（Focused Ion Beam）観察写真の例であり、(ａ)はAl粉末の存在割合が、所定単位幅に対するトータル長さで84.6％、上塗り塗膜の膜厚に対する平均長さで2.6％の場合、(ｂ)はAl粉末の存在割合が、所定単位幅に対するトータル長さで16.4％、上塗り塗膜の膜厚に対する平均長さで0.6％の場合を示す。
【符号の説明】
【００７４】
１A、１B、１C、１D、１E 塗装鋼板
２ クロムを含有しない化成皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板
３A、３B、３C、３D、３E 塗膜
４ 下塗り塗膜
５ 上塗り塗膜
６ 鱗片状物質
７ 有機樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板。
【請求項２】
前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることを特徴とする請求項１記載の塗装鋼板。
【請求項３】
前記鱗片状物質は、AlまたはNiである請求項１または２記載の塗装鋼板。
【請求項４】
前記鱗片状物質は、有機樹脂で被覆したものである請求項1、２または３記載の塗装鋼板。
【請求項５】
前記鋼板の他方の面は、導電荷重が500ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の塗装鋼板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる加工品。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が外部に露出する凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる薄型テレビ用パネル。
【請求項１】
鋼板の両面に亜鉛系めっき層及びクロムを含有しない化成皮膜を順次形成し、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に下塗り塗膜を形成し、この下塗り塗膜上に、光を反射する物性を有する鱗片状物質を含有する有機樹脂皮膜である上塗り塗膜を形成し、前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に平行な方向における存在割合が30％以上であり、かつ下塗り塗膜と上塗り塗膜の総膜厚を10μm以下とすることを特徴とする塗装鋼板。
【請求項２】
前記鱗片状物質の前記鋼板の表面に直角な方向における存在割合が30％以下であることを特徴とする請求項１記載の塗装鋼板。
【請求項３】
前記鱗片状物質は、AlまたはNiである請求項１または２記載の塗装鋼板。
【請求項４】
前記鱗片状物質は、有機樹脂で被覆したものである請求項1、２または３記載の塗装鋼板。
【請求項５】
前記鋼板の他方の面は、導電荷重が500ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の塗装鋼板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる加工品。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項記載の塗装鋼板を用い、該塗装鋼板の前記一方の面が外部に露出する凸表面になるようにプレス加工を施して形成してなる薄型テレビ用パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−５５７７４（Ｐ２００８−５５７７４Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３５８９６（Ｐ２００６−２３５８９６）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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