JP7500924B2

JP7500924B2 - プリント鋼板

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Publication number: JP7500924B2
Application number: JP2019125493A
Authority: JP
Inventors: 幹之小笠原; 菜月宮井
Original assignee: Toppan Holdings Inc
Current assignee: Toppan Holdings Inc
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2039-07-04
Also published as: JP2021011052A

Description

本発明は、鋼板の上が塗装や印刷によって化粧が施されたプリント鋼板に好適な技術である。

プリント鋼板（プリント化粧鋼板）としては、例えば、特許文献１に記載の鋼板（印刷物）がある。特許文献１では、鋼板を含む被印刷物上に、少なくとも着色ベースコート層及び透明保護層を有する構成であって、着色ベースコート層及び透明保護層に含まれる微粒子の平均粒径や表面からの突出した高さ等を制御することが開示されている。

特許第５２１１８０６号公報

しかしながら、プリント鋼板においては、耐候性や耐食性といった耐久性のさらなる向上が要求されている。
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、耐久性を向上させたプリント鋼板を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、めっき鋼板の一方の面上に、化成処理層と、プライマー層と、ベースコート層と、柄印刷層と、トップコート層とをこの順に有し、上記トップコート層の厚みは、５μｍ以上であり、上記ベースコート層は、骨材を有し、上記骨材は、上記ベースコート層の厚みの１．５倍未満の大きさであることを特徴とする、プリント鋼板が提供される。
また、本発明の一態様によれば、めっき鋼板の一方の面上に、化成処理層と、プライマー層と、ベースコート層と、柄印刷層と、トップコート層とをこの順に有し、上記トップコート層の厚みは、５μｍ以上であり、上記ベースコート層には、骨材が含まれないことを特徴とする、プリント鋼板が提供される。

本発明の一態様によれば、耐久性を向上させたプリント鋼板が提供される。

本発明の一実施形態に係るプリント鋼板を示す断面図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
ここで、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

＜構成＞
本発明の一実施形態に係るプリント鋼板１は、図１に示すように、めっき鋼板２の表面に対し、プライマー層３、ベースコート層４、柄印刷層５、及びトップコート層６がこの順に形成されている。また、めっき鋼板２の裏面に対し裏面塗装によって裏面コート層７が施されている。プリント鋼板１は、例えば、戸建てやマンション、アパート等の玄関用のドア、または建物の外壁として用いることができる。

（めっき鋼板２）
めっき鋼板２は、表面及び裏面に化成処理層２１，２２がそれぞれ形成された亜鉛めっき鋼板である、合金化亜鉛めっき鋼板である。めっき鋼板２は、鋼板表面に亜鉛めっき（金属皮膜）が溶融亜鉛めっき等により形成された亜鉛めっき鋼板に、近年では環境を考慮してクロメートフリー処理によって化成処理を施したものである。化成処理層２１，２２は、化成処理によって形成される層であり、化成処理によって生成される鉄亜鉛系の金属間化合物を有する。

（プライマー層３）
プライマー層３は、下地となる層であって、めっき鋼板２との密着性・耐食性を向上させるためにめっき鋼板２の表面となる化成処理層２１の上に形成される層である。
プライマー層３としては、公知のプライマー用の樹脂塗料を使用することができる。プライマー層用の樹脂塗料（「プライマー」とも称する。）としては、例えばポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化型樹脂を含む公知の硬化性塗料を適用することが出来る。プライマー層３は、プライマーを化成処理層２１が形成されためっき鋼板２の表面に塗布した後、所定温度で焼付け乾燥することで形成されてもよい。

例えば、プライマーは、ポリエステル系樹脂、有機添加剤及び顔料を主に含むものであってもよい。この場合、プライマーの主原料の構成比率は、プライマーを１００質量部とした場合に、ポリエステル系樹脂を約５７質量部、有機添加剤を約１質量部、顔料を約４２質量部としてもよい。また、プライマーには、耐食性を向上させる目的で防錆顔料を配合しても良い。
プライマー層３の厚みは、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下とすることが好ましい。

（ベースコート層４）
ベースコート層４は、全体の色調のベースとなる単色のコート層であり、プライマー層３の上に形成される。ベースコート層４は、公知のベースコート用のバインダ樹脂を含む塗料を使用することができる。ベースコート層４は、ベースコート用の樹脂塗料をプライマー層３の上に塗布した後、所定温度で焼付け乾燥することで形成されてもよい。

ベースコート用のバインダ樹脂（「ベースコート剤」とも称する。）としては、例えばポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化型樹脂を適用することが出来るが、加工性を考慮して主樹脂としてポリエステル系樹脂を用いることが好ましい。ベースコート剤には、単色の色調を形成するための顔料が添加されている。

例えば、ベースコート剤は、主原料としてポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂及び顔料を含むものであってもよく、この構成に加えて耐食性をさらに向上させるために、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂、防錆剤を含むものであってもよい。この場合、ベースコート剤の主原料の構成比率は、ベースコート剤を１００質量部として場合に、ポリエステル系樹脂を約４５質量部、メラミン系樹脂を約１５質量部、顔料を約４０質量部としてもよい。

さらに、ベースコート剤は、求められる性能に応じて、紫外線吸収剤や光安定剤等の耐候剤が添加されてもよい。
また、ベースコート層４に骨材を添加する場合、加工性と耐久性とを考慮すると、骨材は、ベースコート層４の厚みの１．５倍未満の大きさとすることが望ましい。骨材がベースコート層４の厚みの１．５倍未満の大きさとは、骨材の平均粒径が、ベースコート層４の厚みの１．５倍以下であることをいう。骨材としては、例えば、アクリル系樹脂や、尿素樹脂、ナイロン樹脂、ガラスビース樹脂等を用いることができる。なお、耐久性（特に、耐食性）を考慮すると、ベースコート層４には、骨材が含まれないこと望ましい。
ベースコート層４の厚みは、加工性、不燃性、隠蔽性、経済性及び耐食性を考慮して、２０μｍ以下とすることが好ましい。

（柄印刷層５）
柄印刷層５は、ベースコート層４の上に、印刷によって形成される層である。柄印刷層５を形成する塗料は、バインダ樹脂及び顔料を含む。
バインダ樹脂としては、公知のバインダ樹脂を使用すればよいが、上記のプライマー層３で使用されるような、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂得、アルキド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化型樹脂が好適である。顔料としては、公知の顔料を採用すればよい。例えば、酸化チタン、亜鉛華、カーボンブラック、酸化鉄、有機顔料、メタリック顔料、パール顔料などが例示出来る。
柄印刷層５が形成する絵柄模様については特に限定はないが、例えば、木目模様の絵柄としてもよい。柄印刷層５は、ベタに印刷され、その厚みは、例えば０．１以上０．２μｍ以下である。

（トップコート層６）
トップコート層６は、柄印刷層５の上に形成される層であり、透明な硬化型樹脂から構成される。
トップコート層６は、プリント鋼板１の耐候性、曲げ加工性、耐傷付性及び清掃性に関してその優劣を左右する重要な役割をもつ。トップコート層６は、硬化型樹脂を主成分とする。すなわち樹脂成分が実質的に硬化型樹脂から構成されることが好ましい。実質的とは、例えば樹脂全体を１００質量部とした場合に８０質量部以上を指す。トップコート層６には、必要に応じて、耐候剤、可塑剤、安定剤、充填剤、分散剤、染料、顔料等の着色剤、艶消し剤、骨剤、溶剤等を含んでもよい。トップコート層６は、トップコート用の樹脂塗料（「トップコート剤」とも称する。）を柄印刷層５の上に塗布した後、所定温度で焼付け乾燥することで形成されてもよい。

トップコート剤は、加工性を考慮すると、構成される主樹脂をポリエステル系樹脂とすることが好ましい。例えば、トップコート剤の主原料の構成比率は、トップコート剤を１００質量部とした場合に、ポリエステル系樹脂を約８４質量部、有機添加剤を約７質量部、向き添加剤を約９質量部としてもよい。
トップコート層６は、その下層（柄印刷層５やベースコート層４、プライマー層３等）を紫外線や酸性雨、塩分等から防ぐものであり、これらの目的からは、トップコート層６の厚みを５μｍ以上とすることが好ましく、８μｍ以上１２μｍ以下とすることが耐候性と経済性の観点からより好ましい。特に、プリント鋼板１を玄関ドアや外壁等の用途として用いる場合には、トップコート層６は１年間で１μｍ程度消失すること、及び１０年間持たせることを考慮して、トップコート層６の厚みを１０μｍとすることが好ましい。本発明者らは、トップコート層６を設けたプリント鋼板を用いて実曝試験（和歌山県、南側に対して４５°傾けた方向に向けて設置）を行った。実曝試験の結果、６年間でトップコート層６が約３．７μｍ（約０．６μｍ／年）消失することが確認された。

（裏面コート層７）
裏面コート層７は、めっき鋼板２の裏面となる化成処理層２２の上に形成される層である。裏面コート層７としては、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂を主成分とした樹脂塗料を使用することができる。裏面コート層７は、このような樹脂塗料を塗装後、加熱焼付けして形成される。また、裏面コート層７には、耐食性を向上させるため、防錆剤を添加してもよい。裏面コート層７は、裏面コート用の樹脂塗料を、化成処理層２２が形成されためっき鋼板２の裏面の上に塗布した後、所定温度で焼付け乾燥することで形成されてもよい。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。

例えば、上記実施形態では、プリント鋼板１は図１を用いて説明した構成であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、意匠性の向上のため、柄印刷層５とトップコート層６との間に、マット導管印刷層を追加してもよい。マット導管印刷層は、ウレタン樹脂によって形成されている層である。このウレタン樹脂は、マットインキとしてのアクリル系樹脂と、硬化剤としてのイソシアネート樹脂とを含んでいる。マットインキの組成及び分量は、マット導管印刷層に要求される光沢に応じて適宜決定される。

また、上記実施形態では、めっき鋼板２は、化成処理層２１，２２が形成された亜鉛めっき鋼板である、合金化亜鉛めっき鋼板であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。めっき鋼板２は、耐食性向上のためにめっき処理が施され、さらに化成処理によって化成処理層２１，２２が形成されるものであれば他の種類のものであってもよい。例えば、めっき鋼板２としては、表面にアルミ亜鉛合金めっきが施された、ガルバリウム鋼板（登録商標）等のアルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板を化成処理したものが用いられてもよい。

＜効果その他＞
（１）本発明の一態様に係るプリント鋼板１は、めっき鋼板２の一方の面上に、化成処理層２１と、プライマー層３と、ベースコート層４と、柄印刷層５と、トップコート層６とをこの順に有し、トップコート層６の厚みが５μｍ以上であり、ベースコート層４は骨材を有し、骨材は、ベースコート層４の厚みの１．５倍以下の大きさである。

上記（１）の構成によれば、トップコート層６の厚みを５μｍ以上とすることで、プリント鋼板１の耐候性を向上させることができ、耐久性を向上させたプリント鋼板を提供することができる。トップコート層６の厚みが５μ未満である場合、紫外線や酸性雨、塩分等の影響がある使用状況下にて、十分な耐久性を得ることができない。また、骨材の大きさをベースコート層４の厚みの１．５倍以下とするこで、プリント鋼板１の耐食性を向上させることができ、耐久性を向上させたプリント鋼板を提供することができる。

（２）本発明の一態様に係るプリント鋼板１は、めっき鋼板２の一方の面上に、化成処理層２１と、プライマー層３と、ベースコート層４と、柄印刷層５と、トップコート層６とをこの順に有し、トップコート層６の厚みが５μｍ以上であり、ベースコート層４には、骨材が含まれない。
上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成に対して、耐食性をより向上させることができる。

（３）上記（１）または（２）の構成において、トップコート層６の厚みが８μｍ以上１２μ以下である。
上記（３）の構成によれば、プリント鋼板１の耐候性をより向上させることができ、さらに経済性に優れたプリント鋼板１を提供することができる。特に、玄関ドア等のようにトップコート層６側の面が屋外に晒されるような使用用途の場合、プリント鋼板１を用いた製品の寿命を１０年以上とすることができる。
（４）上記（１）～（３）のいずれか１つの構成において、めっき鋼板２は、亜鉛めっき鋼板またはアルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板である。
上記（４）の構成によれば、プリント鋼板１の耐食性をより向上させることができる。

次に、本発明者らが行った実施例について説明する。
実施例では、ＪＩＳＧ３３０２に準拠した厚み０．４ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板に対して、化成処理を施すことで、合金化亜鉛めっき鋼板とした。
次いで、この合金化亜鉛めっき鋼板をめっき鋼板２として、めっき鋼板２の裏面に裏面コートを行い、表面にプライマーを塗布した。裏面コートでは、ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂を主成分とした樹脂塗料を、めっき鋼板２の裏面に塗布した。プライマーは、主原料として、ポリエステル系樹脂を約５７質量部、有機添加剤を約１質量部、顔料を約４２質量部それぞれ有するものとした。なお、プライマーの塗布量は、プライマー層３の厚みが１．０μｍ以上となるようにした。

さらに、２００℃以上で焼付け乾燥を行うことで、裏面コート層７とプライマー層３とを形成した。
その後、各種添加剤を添加した厚み１３μｍ程度のベースコートを塗布し、２００℃以上で焼付け乾燥を行うことでベースコート層４を形成した。ベースコートは、主原料として、ポリエステル系樹脂を約４５質量部、メラミン系樹脂を約１５質量部、顔料を約４０質量部それぞれ有するものとした。また、ベースコートには、骨材を添加しなかった。

次いで、グラビアオフセット印刷方式にて、数μｍ程度の柄印刷を行うことで柄印刷層５を形成した。
さらに、厚み１０μｍ程度のトップコートを塗布し、２００℃以上で焼付け乾燥を行うことでトップコート層６を形成した。トップコートは、ポリエステル系樹脂を約８４質量部、有機添加剤を約７質量部、向き添加剤を約９質量部それぞれ有するものとした。

また、比較例として、実施例と同様な合金化亜鉛めっき鋼板をめっき鋼板２として、裏面コート層７、プライマー層３、ベースコート層４、柄印刷層５及びトップコート層６を同様に形成することで、プリント鋼板を製造した。この比較例では、トップコート層６は、アクリル系樹脂として、厚みを最大４μｍ程度とした。また、比較例では、ベースコート層４の厚みを２０μｍとし、骨材として３０μｍの粒子をベースコート層４に添加した。

実施例及び比較例のプリント鋼板１について、サンシャインウェザーメータを用いて、耐候性の試験と耐食性の試験とを行った。試験の結果、比較例のプリント鋼板１では、４０００時間で艶が変化したのに対して、実施例のプリント鋼板１では６０００時間でも著しい変化は確認できず、実施例のプリント鋼板１において耐候性が向上することが確認できた。また、比較例のプリント鋼板１では、６０００時間で錆が発生したのに対して、実施例のプリント鋼板１では７０００時間でも錆が発生せず、実施例のプリント鋼板１において耐食性が向上することが確認できた。

さらに、表１には、実施例及び比較例のプリント鋼板１で行った、上記の試験を含む耐久性に関する各種試験の結果を、表１に示す。表１に示すように、ほとんどの耐久試験において、比較例よりも実施例のプリント鋼板１の方が優位な結果となり、上記実施形態に係るプリント鋼板１によれば、耐久性が向上することが確認できた。

１プリント鋼板
２めっき鋼板
２１，２２化成処理層
３プライマー層
４ベースコート層
５柄印刷層
６トップコート層
７裏面コート層

Claims

めっき鋼板の一方の面上に、化成処理層と、プライマー層と、ベースコート層と、柄印刷層と、トップコート層とをこの順に有し、
前記トップコート層は、主樹脂をポリエステル系樹脂とする硬化型樹脂から構成され、
前記トップコート層の厚みは、８μｍ以上１２μｍ以下であり、
前記ベースコート層は、アクリル系樹脂、尿素樹脂及びナイロン樹脂から選択される１種又は２種以上からなる骨材を有し、
前記骨材の平均粒径は、前記ベースコート層の厚みの１．５倍以下であることを特徴とする、プリント鋼板。
前記めっき鋼板は、亜鉛めっき鋼板またはアルミニウム－亜鉛合金めっき鋼板であることを特徴とする請求項１に記載のプリント鋼板。