着色塗装鋼板およびその製造方法、ならびに加工品および薄型テレビ用パネル
【課題】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、所定の単一着色塗膜を形成することで、該単一着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄くても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板および着色塗装鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする。
【解決手段】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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍ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、着色塗装鋼板およびその製造方法ならびに加工品および薄型テレビ用パネルに関するものであり、特に、単一の着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄い塗膜であっても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板およびその製造方法に関するものである。本発明の塗装鋼板は、加工品、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に代表される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（塗装鋼板）では、外面側の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、外面側の上塗り塗料にポリエステル系、アクリル系塗料などを使用することで、主として耐汚染性、意匠性、耐疵付き性、ならびに耐エタノール性、耐塩酸性または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、従来の塗装鋼板は、特許文献１に開示されているように、下塗り塗膜の膜厚が５μｍ程度、上塗り塗膜の膜厚が１５μｍ程度、それらの総膜厚が２０μｍであるのが一般的であるが、この塗装鋼板は、塗装や焼付け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。
【特許文献１】特開平４−２１５８７３号公報
【０００４】
ところで、従来の塗膜組成のままで１０μｍ以下に減厚した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、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る。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かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、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、所定の単一着色塗膜を形成することで、該単一着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄くても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板および着色塗装鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする着色塗装鋼板。
【０００７】
（２）前記カーボンブラックを、塗膜中に１〜１６質量％含有することを特徴とする上記（１）に記載の着色塗装鋼板。
【０００８】
（３）前記シリカを、塗膜中に０．５〜５質量％含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の着色塗装鋼板。
【０００９】
（４）前記着色塗膜は、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度が７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子をさらに含有することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板。
【００１０】
（５）前記着色塗膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上からなる潤滑剤をさらに含有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板。
【００１１】
（６）前記鋼板の他方の面の化成皮膜上に有機樹脂層を形成してなり、この他方の面の導電荷重が５００ｇ以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１に記載の塗装鋼板。
【００１２】
（７）鋼板の両面に、亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となる加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする着色塗装鋼板の製造方法。
【００１３】
（８）前記ウレタン系樹脂は、数平均分子量が２０００〜１５０００であることを特徴とする上記（７）に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【００１４】
（９）前記塗料は、メラミン樹脂および／またはイソシアネートからなる硬化剤をさらに含有することを特徴とする上記（７）または（８）に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【００１５】
（１０）上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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。
【００１６】
（１１）上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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】
【００１７】
本発明によれば、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、着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成することで、該着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄くても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板および着色塗装鋼板の製造方法の提供が可能となる。さらにこの着色塗装鋼板を用いた加工品および薄型テレビ用パネルの提供も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による着色塗装鋼板の実施形態を詳細に説明する。
本発明の着色塗装鋼板は、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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする。さらにこの着色塗膜鋼板を用いた加工品および薄型テレビ用パネルの提供も可能となる。
【００１９】
（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。
【００２０】
（化成皮膜）
前記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。本発明による化成皮膜は、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着色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／又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、液相シリカ、気相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、特に気相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。なお、前記化成皮膜の膜厚は、膜厚が薄いと密着性及び耐食性に不利となる傾向にあり、膜厚が厚いと電磁波シールド性に不利となる傾向があるので、０．０２〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。上記のような化成皮膜を有することにより、従来のクロメート皮膜と同程度の耐食性、密着性を有することが可能となる。
【００２１】
（単一着色塗膜）
前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一着色塗膜を形成する。着色顔料は、着色塗膜中の含有量が１０質量％以上であるのが好ましい。１０質量％未満では、顔料が少なすぎるため、素地色および素地疵が不十分となるからである。また、前記着色顔料は、多くなりすぎると塗膜が脆化するため、５０質量％以下とするのがより好ましい。
【００２２】
前記着色顔料はカーボンブラックを含むものである。カーボンブラックを用いれば、少量添加で着色可能であり、高い隠蔽性が確保できるためである。前記着色顔料は、着色塗膜中に、カーボンブラックを１質量％以上含有するのが好ましい。前記着色顔料にカーボンブラックを含むことにより、素地色および素地疵の隠蔽性が向上するが、カーボンブラックの含有量が１質量％未満では、黒色度が少なく、素地色および素地疵の隠蔽性が不十分となる傾向にあるからである。また、前記カーボンブラックが多くなりすぎると塗膜が脆化するため、１６質量％以下とするのがより好ましい。
【００２３】
さらに、シリカを含むものである。シリカを用いれば、光沢を適度に調整したり、耐摩耗性を向上させる事が可能であるためである。着色塗膜中に、シリカを０．５質量％以上含有するのが好ましい。シリカを含むことにより、適度な光沢に調整するためであり、この効果を得るためのシリカとしては気相シリカを用いることが好ましい。シリカの含有量が０．５質量％未満では、光沢調整の効果が不充分となる。また、前記シリカが多くなりすぎると光沢が下がり過ぎたり、摺動性が劣化し過ぎるため１６質量％以下とするのがより好ましい。
【００２４】
着色塗膜は、主として耐汚染性、意匠性、耐疵付き性、バリア性などを付与する点から、ウレタン系樹脂を含有する。使用するウレタン系樹脂の数平均分子量は２０００〜１５０００、ガラス転移温度Ｔｇが２０〜８０℃、好ましくは、５０〜７０℃であるのが好ましい。
【００２５】
前記ウレタン系樹脂の数平均分子量が２０００未満では、塗膜の架橋間分子量が短すぎ、架橋密度が大きくなりすぎるため、伸びが低下し曲げ加工性が劣化したり、塗膜強度が高くなり過ぎ加工変形部の塗膜が剥離しやすくなるためであり、一方、数平均分子量が１５０００を超えると、充分な架橋密度が得られない。このため、耐溶剤性や耐薬品性などのバリア性が不充分で塗膜が膨潤しやすいためである。また、前記ウレタン系樹脂のガラス転移温度Ｔｇが２０℃未満では塗膜の強靭性が低下し、十分なプレス加工性が得られず、また、塗膜硬度、加工後塗膜密着性などの特性も低下する傾向があり、一方、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃を超えると、十分な曲げ加工性が得られなくなるおそれがある。
【００２６】
また、前記着色塗膜は、硬化剤により硬化させた前記ウレタン系樹脂と、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度Ｔｇが７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子とを含有することが好ましい。
樹脂粒子は、潤滑剤、または金型と下地である化成皮膜との接触抑制効果を有するものとして作用し、プレス加工性を向上させる。樹脂粒子の平均粒子径が３μｍ未満の場合は、潤滑剤としての効果または金型と化成皮膜の接触抑制効果が不十分でプレス加工性向上効果が少なくなり、一方、４０μｍ超えの場合は、樹脂粒子自体が剥離し、摺動抵抗が大きくなりプレス加工性が劣る傾向にある。このため、樹脂粒子の平均粒子径は３〜４０μｍが好ましい。また、樹脂粒子のガラス転移温度が７０℃未満の場合は、樹脂粒子の硬度が不足し、一方、１５０℃超えの場合は、樹脂粒子自体が摺動抵抗として働き、いずれもプレス加工性が劣る傾向にある。
なお、ここでいう「樹脂粒子の平均粒子径」は、塗膜断面を光学顕微鏡で少なくとも３視野で観察し、各樹脂粒子の最大径とそれに直交する径との平均径をそれぞれの視野で算出し、これら算出した平均径の平均値を意味する。
また、樹脂粒子は、単一塗膜のベースとなるポリエステル系樹脂よりも高硬度とする。本発明では、単一塗膜中の樹脂粒子を高硬度とすることにより、プレス加工時に、樹脂粒子が金型に抵抗して金型表面が化成皮膜や亜鉛めっき層と直接接触して傷つけるのを防止することができる、樹脂粒子の硬度が、ポリエステル系樹脂と同等かもしくは軟質であると、上記の効果が得られないからである。
なお、ここでいう樹脂粒子とウレタン樹脂の「硬度」は、そのガラス転移温度Ｔｇで評価できる。Ｔｇが高いと、硬度が高いものとする。
樹脂粒子の硬度は、ポリエステル系樹脂の硬度よりも過度に高いと、プレス加工時に単一塗膜を構成する樹脂粒子とポリエステル系樹脂の界面に応力が集中して、樹脂粒子が塗膜から脱離しやすくなるため、樹脂粒子とポリエステル系樹脂のＴｇ差は、２０〜１３０度の範囲であることが好ましい。
樹脂粒子の樹脂種はナイロン樹脂および／またはアクリル樹脂であることが好ましい。
特に優れたプレス加工性向上効果を発現させるには、樹脂粒子の含有量は、塗膜中に５〜２０質量％含有させることが好ましい。
【００２７】
前記ウレタン系樹脂を硬化させる硬化剤としては、メラミン樹脂および／またはイソシアネートを用いることがプレス加工性と耐バリア（耐エタノール性）のバランスの点で好ましい。なお、メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドとを縮合して得られる生成物のメチロール基の一部または総てをメタノール、エタノール、ブタノールなどの低級アルコールでエーテル化した樹脂である。イソシアネートはイソシアネート基を有する化合物である。硬化剤は、塗膜中に固形分として１〜１０質量％であることが好ましい。
【００２８】
また、前記ウレタン系樹脂は、硬化剤により硬化され、塗膜の密着性と強靭性が向上し優れたプレス加工性が得られる。さらに前記樹脂粒子を含有することにより、プレス加工性が向上し、特にプレス後の耐疵付き性が改善される。
【００２９】
前記着色塗膜は、潤滑剤をさらに含有するのが好ましい。潤滑剤としては、摩擦係数の低減、プレス加工後の外観保持の点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上を用いるのが好ましい。潤滑剤の含有量は、着色塗膜中に０．５〜１０質量％であることが好ましい。
【００３０】
前記単一着色塗膜の膜厚は、１〜１０μｍである。着色塗膜の膜厚が１μｍ未満だと、着色塗装の膜厚が不均一となり、着色顔料が少なくなるため、色調が安定せず、素地色および素地疵の隠蔽性が不十分となる。加えて、耐食性の点でも好ましくないからである。また、前記着色塗膜が１０μｍよりも厚い場合には、着色塗膜面側から裏面方向への剪断またはパンチング時に着色塗膜の変形応力がめっき層と下地化成皮膜の界面に集中し、めっき層と化成皮膜の界面で剥離するからである。特に、本発明は、着色塗膜が１〜５μｍの場合に顕著な効果を奏する。なお、着色塗膜の膜厚は、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。
【００３１】
（鋼板の他方の面）
また、本発明の着色塗装鋼板を、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。
【００３２】
かかる場合には、前記鋼板の他方の面にも、上述のクロムを含有しない化成皮膜を有することで、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
前記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。
【００３６】
上述の塗装鋼板は、前記着色塗膜面が凸面になるように、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テレビ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。
【００３７】
次に、本発明による着色塗装鋼板の製造方法の実施形態を詳細に説明する。
本発明の着色塗装鋼板の製造方法は、鋼板の両面に、先に述べた亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となるように加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする。
【００３８】
前記着色塗膜の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着色塗膜を得る。加熱条件は、１５〜５０秒で、２００℃（到達板温）以下である。好適には、到達板温は１８０℃以上であるのが好ましい。これによって前記着色塗膜を形成し、塗装鋼板を製造する。
【００３９】
ここで、到達板温が１８０℃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ことがある。一方、到達板温が２００℃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１５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５０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裏面にも同様の方法で塗装するのが好ましい。
【００４０】
また、着色塗膜上には、さらに、透明な保護層または光輝剤を含む塗膜等の上層を設けてもよい。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】
【００４１】
本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、片面あたりのめっき付着量が２０ｇ／ｍ２である板厚０．５ｍｍの両面電気亜鉛めっき鋼板を準備し、脱脂処理を行った後、以下の（ｉ）〜（ｉｉ）の処理工程を行い、サンプルとなる塗装鋼板を作製した。
（ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布した後、ウラ面に化成処理液を塗布し、加熱９秒後に到達板温１００℃となるように加熱し、液相シリカ（日産化学工業(株)製スノーテックス０）５０質量％、リン酸２０質量％、Ｚｒ化合物（第一稀元素化学工業(株)製炭酸ジルコニウムアンモニウム）３０質量％の組成となるオモテ面の化成処理皮膜（０．０５μｍ）とオモテ面の化成皮膜と同一の組成のウラ面の化成皮膜（０．４μｍ）を形成した。
（ｉｉ）次に、オモテ面に着色塗膜塗料を塗布した後、ウラ面に有機樹脂塗料を塗布し、その後、加熱開始から２０秒後に到達板温が１９０℃となる加熱処理を行い、表１に示すオモテ面の着色塗膜（３μｍ）とエポキシ樹脂９０質量％、Ｃａ交換シリカ（ＧＲＡＣＥ ＤＡＶＩＳＯＮ製シールデックスＣ３０３）５質量％およびＭｇ処理トリポリリン酸２水素アルミニウム５質量％の組成となるウラ面の有機樹脂層（０．３μｍ）を形成した。
【００４２】
（実施例２）
実施例２は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に硬化剤としてイミノ型メラミンとイソシアネートを配合し、厚さを７μｍに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４３】
（実施例３）
実施例３は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に樹脂粒子と潤滑剤を含有させずに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４４】
（実施例４）
実施例４は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に樹脂粒子を含有させずに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４５】
（比較例１）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、片面あたりのめっき付着量が２０ｇ／ｍ２である板厚０．５ｍｍの両面電気亜鉛めっき鋼板を準備し、脱脂処理を行った後、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の処理工程を行い、サンプルとなる塗装鋼板を作製した。
（ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布し、加熱９秒後に到達板温１００℃となるように加熱し、液相シリカ（日産化学工業(株)製スノーテックス０）５０質量％、リン酸２０質量％、Ｚｒ化合物（第一稀元素化学工業(株)製炭酸ジルコニウムアンモニウム）３０質量％の組成となるオモテ面の化成皮膜（０．０５μｍ）を形成した。
（ｉｉ）次に、ウラ面に化成処理液を塗布した後、オモテ面に下層塗料を塗布し、加熱４０秒後に到達板温１９０℃となる加熱処理を行い、オモテ面の化成皮膜と同一の組成のウラ面の化成皮膜（０．４μｍ）と、ポリエステル樹脂（Ｔｇ:４０℃）９０質量％、ＴｉＯ２顔料およびその他の着色顔料計１０質量％の組成となるオモテ面の下塗り塗膜（５μｍ）を形成した。
（ｉｉｉ）次に、ウラ面に有機樹脂塗料を塗布した後、オモテ面に上層塗料を塗布し、加熱６０秒後に到達板温が２４０℃となる加熱処理を行い、エポキシ樹脂９０質量％、Ｃａ交換シリカ（ＧＲＡＣＥ ＤＡＶＩＳＯＮ製シールデックスＣ３０３）５質量％およびＭｇ処理トリポリリン酸２水素アルミニウム５質量％の組成となるウラ面の有機樹脂塗膜（０．３μｍ）と、表１に示す組成のオモテ面の上層塗膜（１５μｍ）を形成した。
【００４６】
（比較例２）
比較例２は、処理工程（ｉｉ）において、オモテ面の下層塗膜の厚さを３μｍとし、処理工程（ｉｉｉ）においてオモテ面の上層塗膜の厚さを４μｍとしたこと以外は、比較例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４７】
以上のようにして得られた塗装鋼板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。
【００４８】
＜オモテ面の評価＞
（１）素地面隠蔽性
素地面隠蔽性は、塗膜形成前の前記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って各塗装鋼板を作製し、オモテ面を目視で観察した。評価は以下の評価基準に従って行った。評価結果を表１に示す。
○：傷がわからない
△：傷がややわかる
×：傷が明瞭にわかる
【００４９】
（２）耐エタノール性
室温において、エタノールを浸したガーゼを塗膜面に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重をかけて往復させた。下地めっき面が見えるまでの往復回数を測定した。
○：１００回を超えても下地めっき面が見えない場合
△：下地めっき面が見えない最大回数が１００回以下５０回超の場合
×：下地めっき面が見えない最大回数が５０回以下の場合
【００５０】
（３）プレス時の耐疵付き性
各塗装鋼板を、ブランク径６７ｍｍφ、ポンチ径３３ｍｍφ、絞り速度３８０ｍｍ／ｓ、しわ押さえ圧２０ｋＮで、円筒カップ成形した後の、側壁部の塗膜の損傷を目視により評価した。
○：損傷発生せず
△：若干の損傷が認められた
×：損傷発生した
【００５１】
＜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、各塗装板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
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２より、実施例１〜４は、塗膜の総膜厚が３μｍまたは７μｍの薄膜でありながら、素地面隠蔽性、耐エタノール性、プレス時の耐疵付き性および導電性についても良好な値を得ていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明によれば、単一着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄い塗膜であっても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板、その製造方法、加工品および薄型テレビ用パネルの提供が可能になった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色塗装鋼板およびその製造方法ならびに加工品および薄型テレビ用パネルに関するものであり、特に、単一の着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄い塗膜であっても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板およびその製造方法に関するものである。本発明の塗装鋼板は、加工品、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に代表される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（塗装鋼板）では、外面側の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、外面側の上塗り塗料にポリエステル系、アクリル系塗料などを使用することで、主として耐汚染性、意匠性、耐疵付き性、ならびに耐エタノール性、耐塩酸性または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、従来の塗装鋼板は、特許文献１に開示されているように、下塗り塗膜の膜厚が５μｍ程度、上塗り塗膜の膜厚が１５μｍ程度、それらの総膜厚が２０μｍであるのが一般的であるが、この塗装鋼板は、塗装や焼付け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。
【特許文献１】特開平４−２１５８７３号公報
【０００４】
ところで、従来の塗膜組成のままで１０μｍ以下に減厚した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、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る。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かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、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、所定の単一着色塗膜を形成することで、該単一着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄くても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板および着色塗装鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする着色塗装鋼板。
【０００７】
（２）前記カーボンブラックを、塗膜中に１〜１６質量％含有することを特徴とする上記（１）に記載の着色塗装鋼板。
【０００８】
（３）前記シリカを、塗膜中に０．５〜５質量％含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の着色塗装鋼板。
【０００９】
（４）前記着色塗膜は、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度が７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子をさらに含有することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板。
【００１０】
（５）前記着色塗膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上からなる潤滑剤をさらに含有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板。
【００１１】
（６）前記鋼板の他方の面の化成皮膜上に有機樹脂層を形成してなり、この他方の面の導電荷重が５００ｇ以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１に記載の塗装鋼板。
【００１２】
（７）鋼板の両面に、亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となる加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする着色塗装鋼板の製造方法。
【００１３】
（８）前記ウレタン系樹脂は、数平均分子量が２０００〜１５０００であることを特徴とする上記（７）に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【００１４】
（９）前記塗料は、メラミン樹脂および／またはイソシアネートからなる硬化剤をさらに含有することを特徴とする上記（７）または（８）に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【００１５】
（１０）上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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。
【００１６】
（１１）上記（１）〜（６）のいずれか１に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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】
【００１７】
本発明によれば、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、着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成することで、該着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄くても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板および着色塗装鋼板の製造方法の提供が可能となる。さらにこの着色塗装鋼板を用いた加工品および薄型テレビ用パネルの提供も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明による着色塗装鋼板の実施形態を詳細に説明する。
本発明の着色塗装鋼板は、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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする。さらにこの着色塗膜鋼板を用いた加工品および薄型テレビ用パネルの提供も可能となる。
【００１９】
（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。
【００２０】
（化成皮膜）
前記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。本発明による化成皮膜は、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着色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／又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、液相シリカ、気相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、特に気相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。なお、前記化成皮膜の膜厚は、膜厚が薄いと密着性及び耐食性に不利となる傾向にあり、膜厚が厚いと電磁波シールド性に不利となる傾向があるので、０．０２〜１．０μｍの範囲であることが好ましい。上記のような化成皮膜を有することにより、従来のクロメート皮膜と同程度の耐食性、密着性を有することが可能となる。
【００２１】
（単一着色塗膜）
前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一着色塗膜を形成する。着色顔料は、着色塗膜中の含有量が１０質量％以上であるのが好ましい。１０質量％未満では、顔料が少なすぎるため、素地色および素地疵が不十分となるからである。また、前記着色顔料は、多くなりすぎると塗膜が脆化するため、５０質量％以下とするのがより好ましい。
【００２２】
前記着色顔料はカーボンブラックを含むものである。カーボンブラックを用いれば、少量添加で着色可能であり、高い隠蔽性が確保できるためである。前記着色顔料は、着色塗膜中に、カーボンブラックを１質量％以上含有するのが好ましい。前記着色顔料にカーボンブラックを含むことにより、素地色および素地疵の隠蔽性が向上するが、カーボンブラックの含有量が１質量％未満では、黒色度が少なく、素地色および素地疵の隠蔽性が不十分となる傾向にあるからである。また、前記カーボンブラックが多くなりすぎると塗膜が脆化するため、１６質量％以下とするのがより好ましい。
【００２３】
さらに、シリカを含むものである。シリカを用いれば、光沢を適度に調整したり、耐摩耗性を向上させる事が可能であるためである。着色塗膜中に、シリカを０．５質量％以上含有するのが好ましい。シリカを含むことにより、適度な光沢に調整するためであり、この効果を得るためのシリカとしては気相シリカを用いることが好ましい。シリカの含有量が０．５質量％未満では、光沢調整の効果が不充分となる。また、前記シリカが多くなりすぎると光沢が下がり過ぎたり、摺動性が劣化し過ぎるため１６質量％以下とするのがより好ましい。
【００２４】
着色塗膜は、主として耐汚染性、意匠性、耐疵付き性、バリア性などを付与する点から、ウレタン系樹脂を含有する。使用するウレタン系樹脂の数平均分子量は２０００〜１５０００、ガラス転移温度Ｔｇが２０〜８０℃、好ましくは、５０〜７０℃であるのが好ましい。
【００２５】
前記ウレタン系樹脂の数平均分子量が２０００未満では、塗膜の架橋間分子量が短すぎ、架橋密度が大きくなりすぎるため、伸びが低下し曲げ加工性が劣化したり、塗膜強度が高くなり過ぎ加工変形部の塗膜が剥離しやすくなるためであり、一方、数平均分子量が１５０００を超えると、充分な架橋密度が得られない。このため、耐溶剤性や耐薬品性などのバリア性が不充分で塗膜が膨潤しやすいためである。また、前記ウレタン系樹脂のガラス転移温度Ｔｇが２０℃未満では塗膜の強靭性が低下し、十分なプレス加工性が得られず、また、塗膜硬度、加工後塗膜密着性などの特性も低下する傾向があり、一方、ガラス転移温度Ｔｇが８０℃を超えると、十分な曲げ加工性が得られなくなるおそれがある。
【００２６】
また、前記着色塗膜は、硬化剤により硬化させた前記ウレタン系樹脂と、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度Ｔｇが７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子とを含有することが好ましい。
樹脂粒子は、潤滑剤、または金型と下地である化成皮膜との接触抑制効果を有するものとして作用し、プレス加工性を向上させる。樹脂粒子の平均粒子径が３μｍ未満の場合は、潤滑剤としての効果または金型と化成皮膜の接触抑制効果が不十分でプレス加工性向上効果が少なくなり、一方、４０μｍ超えの場合は、樹脂粒子自体が剥離し、摺動抵抗が大きくなりプレス加工性が劣る傾向にある。このため、樹脂粒子の平均粒子径は３〜４０μｍが好ましい。また、樹脂粒子のガラス転移温度が７０℃未満の場合は、樹脂粒子の硬度が不足し、一方、１５０℃超えの場合は、樹脂粒子自体が摺動抵抗として働き、いずれもプレス加工性が劣る傾向にある。
なお、ここでいう「樹脂粒子の平均粒子径」は、塗膜断面を光学顕微鏡で少なくとも３視野で観察し、各樹脂粒子の最大径とそれに直交する径との平均径をそれぞれの視野で算出し、これら算出した平均径の平均値を意味する。
また、樹脂粒子は、単一塗膜のベースとなるポリエステル系樹脂よりも高硬度とする。本発明では、単一塗膜中の樹脂粒子を高硬度とすることにより、プレス加工時に、樹脂粒子が金型に抵抗して金型表面が化成皮膜や亜鉛めっき層と直接接触して傷つけるのを防止することができる、樹脂粒子の硬度が、ポリエステル系樹脂と同等かもしくは軟質であると、上記の効果が得られないからである。
なお、ここでいう樹脂粒子とウレタン樹脂の「硬度」は、そのガラス転移温度Ｔｇで評価できる。Ｔｇが高いと、硬度が高いものとする。
樹脂粒子の硬度は、ポリエステル系樹脂の硬度よりも過度に高いと、プレス加工時に単一塗膜を構成する樹脂粒子とポリエステル系樹脂の界面に応力が集中して、樹脂粒子が塗膜から脱離しやすくなるため、樹脂粒子とポリエステル系樹脂のＴｇ差は、２０〜１３０度の範囲であることが好ましい。
樹脂粒子の樹脂種はナイロン樹脂および／またはアクリル樹脂であることが好ましい。
特に優れたプレス加工性向上効果を発現させるには、樹脂粒子の含有量は、塗膜中に５〜２０質量％含有させることが好ましい。
【００２７】
前記ウレタン系樹脂を硬化させる硬化剤としては、メラミン樹脂および／またはイソシアネートを用いることがプレス加工性と耐バリア（耐エタノール性）のバランスの点で好ましい。なお、メラミン樹脂は、メラミンとホルムアルデヒドとを縮合して得られる生成物のメチロール基の一部または総てをメタノール、エタノール、ブタノールなどの低級アルコールでエーテル化した樹脂である。イソシアネートはイソシアネート基を有する化合物である。硬化剤は、塗膜中に固形分として１〜１０質量％であることが好ましい。
【００２８】
また、前記ウレタン系樹脂は、硬化剤により硬化され、塗膜の密着性と強靭性が向上し優れたプレス加工性が得られる。さらに前記樹脂粒子を含有することにより、プレス加工性が向上し、特にプレス後の耐疵付き性が改善される。
【００２９】
前記着色塗膜は、潤滑剤をさらに含有するのが好ましい。潤滑剤としては、摩擦係数の低減、プレス加工後の外観保持の点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上を用いるのが好ましい。潤滑剤の含有量は、着色塗膜中に０．５〜１０質量％であることが好ましい。
【００３０】
前記単一着色塗膜の膜厚は、１〜１０μｍである。着色塗膜の膜厚が１μｍ未満だと、着色塗装の膜厚が不均一となり、着色顔料が少なくなるため、色調が安定せず、素地色および素地疵の隠蔽性が不十分となる。加えて、耐食性の点でも好ましくないからである。また、前記着色塗膜が１０μｍよりも厚い場合には、着色塗膜面側から裏面方向への剪断またはパンチング時に着色塗膜の変形応力がめっき層と下地化成皮膜の界面に集中し、めっき層と化成皮膜の界面で剥離するからである。特に、本発明は、着色塗膜が１〜５μｍの場合に顕著な効果を奏する。なお、着色塗膜の膜厚は、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。
【００３１】
（鋼板の他方の面）
また、本発明の着色塗装鋼板を、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。
【００３２】
かかる場合には、前記鋼板の他方の面にも、上述のクロムを含有しない化成皮膜を有することで、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
前記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。
【００３６】
上述の塗装鋼板は、前記着色塗膜面が凸面になるように、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テレビ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。
【００３７】
次に、本発明による着色塗装鋼板の製造方法の実施形態を詳細に説明する。
本発明の着色塗装鋼板の製造方法は、鋼板の両面に、先に述べた亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となるように加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする。
【００３８】
前記着色塗膜の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着色塗膜を得る。加熱条件は、１５〜５０秒で、２００℃（到達板温）以下である。好適には、到達板温は１８０℃以上であるのが好ましい。これによって前記着色塗膜を形成し、塗装鋼板を製造する。
【００３９】
ここで、到達板温が１８０℃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ことがある。一方、到達板温が２００℃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１５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５０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裏面にも同様の方法で塗装するのが好ましい。
【００４０】
また、着色塗膜上には、さらに、透明な保護層または光輝剤を含む塗膜等の上層を設けてもよい。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】
【００４１】
本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、片面あたりのめっき付着量が２０ｇ／ｍ２である板厚０．５ｍｍの両面電気亜鉛めっき鋼板を準備し、脱脂処理を行った後、以下の（ｉ）〜（ｉｉ）の処理工程を行い、サンプルとなる塗装鋼板を作製した。
（ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布した後、ウラ面に化成処理液を塗布し、加熱９秒後に到達板温１００℃となるように加熱し、液相シリカ（日産化学工業(株)製スノーテックス０）５０質量％、リン酸２０質量％、Ｚｒ化合物（第一稀元素化学工業(株)製炭酸ジルコニウムアンモニウム）３０質量％の組成となるオモテ面の化成処理皮膜（０．０５μｍ）とオモテ面の化成皮膜と同一の組成のウラ面の化成皮膜（０．４μｍ）を形成した。
（ｉｉ）次に、オモテ面に着色塗膜塗料を塗布した後、ウラ面に有機樹脂塗料を塗布し、その後、加熱開始から２０秒後に到達板温が１９０℃となる加熱処理を行い、表１に示すオモテ面の着色塗膜（３μｍ）とエポキシ樹脂９０質量％、Ｃａ交換シリカ（ＧＲＡＣＥ ＤＡＶＩＳＯＮ製シールデックスＣ３０３）５質量％およびＭｇ処理トリポリリン酸２水素アルミニウム５質量％の組成となるウラ面の有機樹脂層（０．３μｍ）を形成した。
【００４２】
（実施例２）
実施例２は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に硬化剤としてイミノ型メラミンとイソシアネートを配合し、厚さを７μｍに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４３】
（実施例３）
実施例３は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に樹脂粒子と潤滑剤を含有させずに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４４】
（実施例４）
実施例４は、処理工程（ｉｉ）の着色塗膜に樹脂粒子を含有させずに形成したこと以外は、実施例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４５】
（比較例１）
塗装用亜鉛系めっき鋼板として、片面あたりのめっき付着量が２０ｇ／ｍ２である板厚０．５ｍｍの両面電気亜鉛めっき鋼板を準備し、脱脂処理を行った後、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の処理工程を行い、サンプルとなる塗装鋼板を作製した。
（ｉ）オモテ面に化成処理液を塗布し、加熱９秒後に到達板温１００℃となるように加熱し、液相シリカ（日産化学工業(株)製スノーテックス０）５０質量％、リン酸２０質量％、Ｚｒ化合物（第一稀元素化学工業(株)製炭酸ジルコニウムアンモニウム）３０質量％の組成となるオモテ面の化成皮膜（０．０５μｍ）を形成した。
（ｉｉ）次に、ウラ面に化成処理液を塗布した後、オモテ面に下層塗料を塗布し、加熱４０秒後に到達板温１９０℃となる加熱処理を行い、オモテ面の化成皮膜と同一の組成のウラ面の化成皮膜（０．４μｍ）と、ポリエステル樹脂（Ｔｇ:４０℃）９０質量％、ＴｉＯ２顔料およびその他の着色顔料計１０質量％の組成となるオモテ面の下塗り塗膜（５μｍ）を形成した。
（ｉｉｉ）次に、ウラ面に有機樹脂塗料を塗布した後、オモテ面に上層塗料を塗布し、加熱６０秒後に到達板温が２４０℃となる加熱処理を行い、エポキシ樹脂９０質量％、Ｃａ交換シリカ（ＧＲＡＣＥ ＤＡＶＩＳＯＮ製シールデックスＣ３０３）５質量％およびＭｇ処理トリポリリン酸２水素アルミニウム５質量％の組成となるウラ面の有機樹脂塗膜（０．３μｍ）と、表１に示す組成のオモテ面の上層塗膜（１５μｍ）を形成した。
【００４６】
（比較例２）
比較例２は、処理工程（ｉｉ）において、オモテ面の下層塗膜の厚さを３μｍとし、処理工程（ｉｉｉ）においてオモテ面の上層塗膜の厚さを４μｍとしたこと以外は、比較例１と同様の工程によりサンプルとなる塗装鋼板を作製した。
【００４７】
以上のようにして得られた塗装鋼板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。
【００４８】
＜オモテ面の評価＞
（１）素地面隠蔽性
素地面隠蔽性は、塗膜形成前の前記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って各塗装鋼板を作製し、オモテ面を目視で観察した。評価は以下の評価基準に従って行った。評価結果を表１に示す。
○：傷がわからない
△：傷がややわかる
×：傷が明瞭にわかる
【００４９】
（２）耐エタノール性
室温において、エタノールを浸したガーゼを塗膜面に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重をかけて往復させた。下地めっき面が見えるまでの往復回数を測定した。
○：１００回を超えても下地めっき面が見えない場合
△：下地めっき面が見えない最大回数が１００回以下５０回超の場合
×：下地めっき面が見えない最大回数が５０回以下の場合
【００５０】
（３）プレス時の耐疵付き性
各塗装鋼板を、ブランク径６７ｍｍφ、ポンチ径３３ｍｍφ、絞り速度３８０ｍｍ／ｓ、しわ押さえ圧２０ｋＮで、円筒カップ成形した後の、側壁部の塗膜の損傷を目視により評価した。
○：損傷発生せず
△：若干の損傷が認められた
×：損傷発生した
【００５１】
＜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、各塗装板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
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２より、実施例１〜４は、塗膜の総膜厚が３μｍまたは７μｍの薄膜でありながら、素地面隠蔽性、耐エタノール性、プレス時の耐疵付き性および導電性についても良好な値を得ていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
この発明によれば、単一着色塗膜の膜厚が１〜１０μｍと薄い塗膜であっても、素地色および素地疵の隠蔽性に優れる着色塗装鋼板、その製造方法、加工品および薄型テレビ用パネルの提供が可能になった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする着色塗装鋼板。
【請求項２】
前記カーボンブラックを、塗膜中に１〜１６質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の着色塗装鋼板。
【請求項３】
前記シリカを、塗膜中に０．５〜５質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の着色塗装鋼板。
【請求項４】
前記着色塗膜は、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度が７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子をさらに含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板。
【請求項５】
前記着色塗膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上からなる潤滑剤をさらに含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板。
【請求項６】
前記鋼板の他方の面の化成皮膜上に有機樹脂層を形成してなり、この他方の面の導電荷重が５００ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗装鋼板。
【請求項７】
鋼板の両面に、亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となる加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記ウレタン系樹脂は、数平均分子量が２０００〜１５０００であることを特徴とする請求項７に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記塗料は、メラミン樹脂および／またはイソシアネートからなる硬化剤をさらに含有することを特徴とする請求項７または８に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する単一の着色塗膜を形成し、該単一着色塗膜の膜厚を１〜１０μｍとすることを特徴とする着色塗装鋼板。
【請求項２】
前記カーボンブラックを、塗膜中に１〜１６質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の着色塗装鋼板。
【請求項３】
前記シリカを、塗膜中に０．５〜５質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の着色塗装鋼板。
【請求項４】
前記着色塗膜は、平均粒子径が３〜４０μｍ、ガラス転移温度が７０〜１５０℃でかつ前記ウレタン系樹脂よりも高硬度である樹脂粒子をさらに含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板。
【請求項５】
前記着色塗膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素化合物から選ばれる１種または２種以上からなる潤滑剤をさらに含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板。
【請求項６】
前記鋼板の他方の面の化成皮膜上に有機樹脂層を形成してなり、この他方の面の導電荷重が５００ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の塗装鋼板。
【請求項７】
鋼板の両面に、亜鉛系めっき処理と化成処理とを施して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た後、前記鋼板の一方の面の化成皮膜上に、カーボンブラックを含む着色顔料と、シリカと、ウレタン系樹脂とを含有する塗料を塗布した後、１５〜５０秒で到達板温が２００℃以下となる加熱処理を施して着色塗膜を形成することを特徴とする着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記ウレタン系樹脂は、数平均分子量が２０００〜１５０００であることを特徴とする請求項７に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記塗料は、メラミン樹脂および／またはイソシアネートからなる硬化剤をさらに含有することを特徴とする請求項７または８に記載の着色塗装鋼板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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１１】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の着色塗装鋼板を用い、該着色塗装鋼板の前記着色塗膜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。
【公開番号】特開２００９−１１９５０（Ｐ２００９−１１９５０Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７７６２６（Ｐ２００７−１７７６２６）
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]