DE10038677A1 - Stahlblech mit elektrostatisch aufgebrachten Fasern und Herstellungsprozess hierfür - Google Patents

Abstract

Ein mit Fasern besetztes Stahlblech, das erhalten wird durch Bildung von nur einer Faseraufbringschicht mit hervorragender Haftung auf einem Substrat, die aus einer Zusammensetzung mit einer speziellen Zusammensetzung auf der Oberfläche eines als Substrat verwendeten Oberflächen behandelten Stahlblechs ohne die Bildung einer Grundierung aus einem ein antikorrosives Pigment oder ähnliches enthaltenden Polyestersynthetikharz, und durch elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern in die Faseraufbringschicht. Demgemäß wird das elektrostatisch mit Fasern besetzte Stahlblech hergestellt durch Beschichten der Oberfläche des Stahlblechs mit einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstemperatur von -40 bis 40 DEG C, eine wäßrige Farbpigmentdispersion, ein Schaumverhinderungsmittel und einen pH-Modifizierer aufweist, und zwar zur Bildung einer Faseraufbringschicht mit hervorragender Haftung zum Stahlblech auf der Oberfläche des Stahlblechs, und durch elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern, während die Oberfläche der Faseraufbringschicht die Haftung beibehält.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit Fasern besetztes Stahl­ blech, das ein Oberflächen behandeltes Stahlblech oder ähnliches als ein Substrat, eine Faseraufbringschicht, die direkt auf dem Substrat ohne eine Grundierung aus einem synthetischen Harz gebildet wird, das ein antikorrosi­ ves Pigment enthält, und eine Schicht aus elektrostatisch aufgebrachten kur­ zen Fasern aufweist, die auf der Aufbringschicht gebildet wird, und ferner be­ zieht sie sich auf ein Herstellungsverfahren hierfür.

Beschreibung des Standes der Technik

Als Stand der Technik zur vorliegenden Erfindung ist die Bildung eines mit Fasern besetztes Stahlbleches bekannt, das erzeugt wird durch Entfetten der Oberfläche eines Stahlbleches, dadurch, dass dieselbe einer chemischen Umwandlungsbehandlung mit Chromsäure zur Verbesserung der Adhäsion bzw. Haftung zwischen dem Stahlblech und einem synthetischen Polyester­ harz unterzogen wird, durch Bildung einer ein antikorrosives Pigment enthal­ tenden, synthetischen Polyesterharzschicht auf dieser Oberfläche des behan­ delten Stahls, durch Bildung einer reaktiven Acrylhaftschicht auf einem Teil oder der gesamten Oberfläche der Harzschicht, die eine Flexibilität besitzt, die nicht bricht, rissig oder abgetrennt wird beim Ziehen oder Biegen, und durch elektrostatisches Aufbringen bzw. Besetzen dieser Haftschicht mit syn­ thetischem Harzflor (beispielsweise Japanische Patentveröffentlichung Nr. 27864/1987).

Es sind ein mit Fasern besetztes Stahlmaterial, das dadurch erzeugt wird, dass die Oberfläche eines H-Typ-Stahls, eines Stahlrohres, einer Blechsäule oder eines Stahlblechs, die als Baustahlmaterialien verwendet werden, einer Rostentfernungsbehandlung mit einem Sandstrahler, einer Schleifmaschine, einem Bandschleifer oder ähnlichem unterzogen wird, durch Beschichten der­ selben mit einem acrylischen, auf Urethan basierenden Haftmittel und wieder­ um durch Besetzten desselben mit nicht metallischen Fasern, während es nicht ausgehärtete ist, und ein Herstellungsverfahren hierfür bekannt (bei­ spielsweise Japanische Patentoffenbarung Nr. 138813/1993).

Es ist bekannt, dass ein chemischer Umwandlungsfilm gebildet wird durch Behandeln beider Seiten eines Aluminiums oder einer Legierung desselben mit Chromsäure oder Chromphosphat, wobei der Film mit einem Gummiemul­ sionshaftmittel aus Acrylonitrilbutadiencopolymer beschichtet wird und Fa­ sern, wie beispielsweise Nylonflor, auf diesem Film aufgebracht bzw. dieser damit besetzt wird (Japanische Patentoffenbarung Nr. 34778/1972).

Im Stand der Technik zur elektrostatischen Aufbringung eines Haftmittels für ein Wetterstreifenglied, das für untere und obere Öffnungs-/Verschlussteile eines Autofensterglases verwendet werden, ist ein Haftmittel bekannt, das 100 Gewichtsanteile eines Ethylenvinylacetatcopolymers, 1 bis 30 Gewichts­ anteile eines nicht Gelb werdenden Urethanprepolymers (dieses Polymer ist ein nicht Gelb werdendes Polyisocyanatharz, das als Härtemittel für ein Ethy­ lenvinylacetatcopolymer verwendet wird), 0,1 bis 5 Gewichtsanteile eines Gly­ cidylsilankopplungsmittels und 0,01 bis 5 Gewichtsanteile eines Benetzungs­ mittels aufweist (Japanische Patentoffenbarung Nr. 145635/1994).

Der Anmelder der vorliegenden Erfindung schlägt ein Stahlblech mit elek­ trostatisch aufgebrachten Fasern vor, das hergestellt wird durch Bilden einer Faseraufbringschicht aus einer Faser bindenden, wäßrigen Beschichtungszu­ sammensetzung, die ein wäßriges, Epoxy-modifiziertes Polyurethanharz, eine wäßrige, saure, schwarze Farbe, ein Schaumverhinderungsmittel und einen pH-Modifizierer aufweist, und zwar gebildet auf der Oberfläche eines Oberflä­ chen behandelten Stahlblechs, und ferner einer elektrostatisch aufgebrachten Faserschicht aus organischen, kurzen Fasern auf der Aufbringschicht (Japa­ nische Patentoffenbarung Nr. 258472/1998).

Der zuvor erwähnte Vorschlag des Anmelders der vorliegenden Erfindung hat ein ökonomisches Problem dahingehend, dass ein teures Polyurethanharz verwendet werden muss, so dass ein zusätzlicher Schritt des Bildens einer Grundierung, wie beispielsweise aus einem synthetischen Polyesterharz, das ein antikorrosives Pigment oder ähnliches enthält, eliminiert werden kann. Da ein Dispersionslösungsmittel außer Wasser beim Trocknen der Faser binden­ den, wäßrigen Beschichtungszusammensetzung abgetrennt bzw. ausgeschie­ den wird, wenn ein Polyurethanharz in der Faser bindenden, wäßrigen Be­ schichtungszusammensetzung verwendet wird, sind Mittel für das Sammeln des Dispersionslösungsmittels erforderlich, was eine voluminöse Vorrichtung ergibt.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Stahlblech mit elektrostatisch aufge­ brachten Fasern vor, das erzeugt wird unter Verwendung eines Oberflächen behandelten Stahlblechs, wie beispielsweise im Handel erhältliches, galvani­ siertes Stahlblech (einschließlich von Produkten, die behandelt sind mit einem Chromat oder beschichtet sind mit einem organischen oder anorganischen Verbundfilm, der kein Chrom enthält) als ein Substrat, ferner durch direktes Bilden einer Faseraufbringschicht aus einer wäßrigen Haftmittelzusammen­ setzung für das Aufbringen von Fasern, die sich im wesentlichen aus einem spezifischen Harz in wäßriger Emulsion zusammensetzt, auf der Oberfläche des Substrats, wie beispielsweise einem Stahlblech, und zwar ohne eine Grundierung auf der Oberfläche des Substrats aus einem ein antikorrosives Pigment enthaltendem, synthetischen Polyesterharz wie im Stand der Tech­ nik, und durch elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern auf dieser Auf­ bringschicht, so wie einen Prozess für die Herstellung desselben zu niedrigen Kosten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Faseraufbringschicht der vorliegenden Erfindung ist dahingehend ver­ bessert, dass sie eine hervorragende Haftstärke auf einem Substrat, wie beispielsweise einem Oberflächen behandelten Stahlblech, und hohe Flexi­ bilität hat. Demgemäß, wenn das Substrat mit aufgebrachten Fasern verar­ beitet wird (beispielsweise gepresst oder geformt), bricht die Aufbringschicht nicht oder wird gerissen oder abgetrennt.

Das Stahlblech mit aufgebrachten Fasern der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden als Rohmaterial für Baumaterialprodukte, wie beispielswei­ se Leitungen zur Vermeidung des Abtropfens von kondensiertem Tau und Platten zur Vermeidung des Abtropfens von kondensiertem Tau, Küchenein­ richtungen, elektrische Installationen, Büroausstattung, Autoteile, Spielzeug, Behälter, Gehäuse und ähnlichem unter Verwendung eines Oberflächen be­ handelten Stahlblechs, wie beispielsweise im Handel erhältliches, galvani­ siertes Stahlblech als ein Substrat und durch elektrostatisches Aufbringen von Fasern auf dem Stahlblech.

Die vorliegende Erfindung sieht ebenso ein mit Fasern besetztes Stahlblech vor durch direktes Bilden einer Faseraufbringschicht aus einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern, die im wesentli­ chen aus einem wäßrigen Emulsionsharz bzw. einem Harz in wäßriger Emul­ sion zusammengesetzt ist mit einer spezifischen Glasübergangstemperatur von -40 bis 40°C, und zwar auf dem Substrat ohne die Verwendung eines wäßrigen Polyurethanharzes, das ein polares Lösungsmittel enthält, bei­ spielsweise ein Dispersionslösungsmittel außer Wasser wie beispielsweise N- Methylpyrrolidon, und durch elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern auf bzw. in die Aufbringschicht, so wie einen Prozess für die Herstellung des­ selben zu niedrigen Kosten.

Das Emulsionsharz, das die Hauptzutat bzw. der Hauptbestandteil der wäßri­ gen Haftmittelzusammensetzung für die Aufbringung der Fasern ist, das die Faseraufbringschicht der vorliegenden Erfindung bildet, ist hauptsächlich ein Acrylemulsions- oder ein Ethylenvinylacetatemulsionsharz. Andere Emulsions­ harze, wie beispielsweise eine synthetische Gummiemulsion typifiziert durch eine Styrenbutadien, Vinylchlorid basierende Emulsion, eine Vinylidenchlorid basierende Emulsion, eine Alkydharz basierende Emulsion, eine Polyester basierende Emulsion, eine Phenolharz basierende Emulsion und Copolyme­ remulsionen daraus können verwendet werden und die Glasübergangstempe­ ratur des Hauptbestandteils ist begrenzt auf -40 bis 40°C.

Betreffend die anderen Bestandteile der wäßrigen Haftmittelzusammenset­ zung für die Aufbringung der Fasern sind 0 bis 20 Gewichtsanteile einer wäß­ rigen Pigmentdispersion, 0 bis 3 Gewichtsanteile eines Schaumverhinde­ rungsmittels, 0 bis 5 Gewichtsanteile eines pH-Modifizierers, 0 bis 25 Ge­ wichtsanteile eines Vernetzungsmittels, 0 bis 10 Gewichtsanteile eines Ver­ dickungsmittels, 0 bis 20 Gewichtsanteile eines wasserlöslichen Harzes und eines Emulsionsharzes mit einer Glasübergangstemperatur außerhalb des zuvor erwähnten Bereiches geeignet für das Zusammenmischen, und zwar basierend auf 100 Gewichtsanteilen des zuvor erwähnten Emulsionsharzes soweit erforderlich.

Der Aufbringarbeitsgang wird auf eine solche Weise durchgeführt, dass die Faseraufbringspannung geregelt wird auf 10 bis 80 kV oder die Viskosität der wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fasern einge­ stellt ist auf 200 bis 20 000 cps/25°C zur Zeit des Aufbringens der Fasern, um sicher zu stellen, dass die Wurzeln der kurzen Fasern sich bei einer Zwi­ schenposition der Faseraufbringschicht befinden und dass die kurzen Fasern nicht die Oberfläche des Oberflächen behandelten Stahlblechs durch die Fa­ seraufbringschicht kontaktieren.

Da die aus der wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fasern gemachte Faseraufbringschicht, die für das Stahlblech mit elektrosta­ tisch aufgebrachten Fasern der vorliegenden Erfindung verwendet wird, her­ vorragende Haftstärke zum Substrat, wie beispielsweise ein Stahlblech, und eine hohe Flexibilität hat, bricht sie nicht oder wird gerissen oder abgetrennt, wenn das mit Fasern besetzte Substrat verarbeitet wird (gepresst oder ge­ formt). Sie hat ebenso eine hervorragende Faserhaftung, so dass die aufge­ brachten kurzen Fasern nicht zum Zeitpunkt der Verarbeitung abfallen.

In der vorliegenden Erfindung kann eine Faseraufbringschicht mit hoher Flexi­ bilität und hervorragender Haftung zum Substrat auf einem Substrat, wie bei­ spielsweise einem Stahlblech, gebildet werden durch Beschichtung einer spe­ ziellen wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für die Aufbringung von Fasern auf der Oberfläche eines Oberflächen behandelten Stahlblechs. Demgemäß bricht die Beschichtungslage nicht, wird gerissen oder abgetrennt, wenn das erhaltene, mit Fasern besetzte Stahlblechprodukt verarbeitet wird, wie bei­ spielsweise gezogen oder gebogen, und die aufgebrachten kurzen Fasern fallen nicht zum Zeitpunkt der Verarbeitung ab.

Da das elektrostatisch mit Fasern besetzte Stahlblechprodukt unter Verwen­ dung der wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fa­ sern der vorliegenden Erfindung hervorragend ist nicht nur hinsichtlich der Verarbeitung, sondern auch hinsichtlich der Vermeidung des Abtropfens von kondensiertem Tau, der Nicht-Brennbarkeit und der Korrosionswiderstandsfä­ higkeit, kann das mit Fasern besetzte Stahlblechprodukt der vorliegenden Erfindung als Rohmaterial für Baumaterialprodukte verwendet werden, wie beispielsweise Leitungen zur Vermeidung des Abtropfens von kondensiertem Tau und Platten zur Vermeidung des Abtropfens von kondensiertem Tau, Kü­ chenutensilien, elektrische Installationen, Büroausstattung, Autoteile, Spiel­ zeuge, Behälter und Gehäuse.

Ferner wird bei der Herstellung eines herkömmlichen mit Fasern besetzten Stahlblechs ein Stahlblech einer elektrostatischen Faseraufbringbehandlung unterzogen. Bei der Herstellung des elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs der vorliegenden Erfindung kann ein gerolltes, Oberflächen be­ handeltes Stahlblech aufgerollt, geglättet, kontinuierlich einer elektrostati­ schen Faseraufbringbehandlung unterzogen und dann zusammen gerollt wer­ den, wobei dies eine spezifische Wirkung der vorliegenden Erfindung dahin­ gehend hat, dass es in dünne Gurte bzw. Bänder geschnitten werden kann und als ein Rohmaterial für gerollte Produkte, wie beispielsweise ein Spiral­ rohr, geliefert werden kann.

Daher ist es ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung es zu ermöglichen, ein Oberflächen behandeltes Stahlblech, wie beispielsweise gerolltes, galvani­ siertes Stahlblech (einschließlich Produkte, die mit einem Chromat behandelt sind oder mit einem organischem oder anorganischem Verbundfilm be­ schichtet sind, der kein Chrom enthält) als ein Substrat für ein elektrostatisch mit Fasern besetztes Stahlblech zu verwenden.

Es ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektrostatisch mit Fa­ sern besetztes Stahlblech, das direkt durch Bilden einer Faseraufbringschicht auf einem Oberflächen behandelten Stahlblech als ein Substrat hergestellt wird, und zwar ohne eine Grundierung aus einem synthetischen Polyester­ harz, das ein antikorrosives Pigment oder ähnliches enthält, und durch elek­ trostatisches Aufbringen von kurzen Fasern in bzw. auf die Aufbringschicht, sowie ein Herstellungsverfahren zu niedrigen Kosten hierfür vorzusehen.

Es ist ein drittes Ziel der Erfindung, ein elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblech hergestellt durch direkte Bildung einer Faseraufbringschicht aus einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fasern, welche im wesentlichen zusammengesetzt ist aus einem spezifizierten wäßri­ gen Emulsionsharz, auf einem Substrat, wie beispielsweise Oberflächen be­ handeltes Stahlblech, und durch elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fa­ sern in diese Aufbringschicht, sowie ein Herstellungsverfahren zu niedrigen Kosten für dasselbe vorzusehen.

Die zuvor genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher hervor aus der folgenden Beschreibung zusammen genommen mit den beigefügten Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Querschnitts eines Ausführungsbeispiels eines mit Fasern besetzten Stahlblechprodukts, das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurde; und

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Schnittes zur Erklärung des mit Fasern besetzten Zustandes des in Fig. 1 gezeigten Stahlblechprodukts mit aufgebrachten Fasern.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Das Oberflächen behandelte Stahlblech, das in der vorliegende Erfindung verwendet wird, ist ein heiß getauchtes, galvanisiertes Stahlblech, ein auf einer Legierung basierendes, heiß getauchtes Stahlblech, ein elektrisch gal­ vanisiertes Stahlblech, ein elektrobeschichtetes Legierungsstahlblech, ein vorbeschichtetes Stahlblech oder ähnliches. Das galvanisierte Stahlblech umfasst Produkte, die mit einem Chromat behandelt wurden oder mit einem organischen oder anorganischen Verbundfilm beschichtete wurden, der kein Chrom enthält. Die kurzen Fasern, die elektrostatisch in die Faseraufbring­ schicht aufgebracht werden sollen, sind chemische Fasern, wie beispiels­ weise regenerierte Fasern, halbsynthetische Fasern oder synthetische Fasern oder Naturfasern, wie beispielsweise Pflanzenfasern, Tierfasern, Kohlenstofffasern oder Glasfasern und sie können entweder organische Fasern oder anorganische Fasern sein.

Eine Acrylemulsion bzw. acrylische Emulsion einer wäßrigen Haftmittelzu­ sammensetzung für das Aufbringen der Fasern, die für das Stahlblech mit elektrostatisch aufgebrachten Fasern der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird erhalten durch Copolymerisation in der Emulsion eines Monomers, wie beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat, 2- Ethylhexylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Methacrylsäure, Hydroxypropyl­ methacrylat, Glycidylmethacrylat, Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Iso­ propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hy­ droxybutylacrylat, Acrylamid, N-Methylolacrylamid, Diacetonacrylamid, Diace­ tonmethacrylamid, Styren, Vinyltoluen, Acrylonitril, Methacrylonitril oder Vinyl­ acetat, und zwar gemäß einer bekannten herkömmlichen Methode.

Die Ethylenvinylacetat basierende Emulsion wird erhalten durch eine be­ kannte herkömmliche Emulsionscopolymerisation oder durch Schmelzen eines Ethylenvinylacetatharzes, welches ein thermoplastisches Harz ist, und zwar durch Erwärmen und Emulgieren in Wasser durch ein bekanntes Verfahren. Andere Emulsionen werde durch die bekannten Verfahren gewonnen.

Neben diesen Hauptzutaten werden soweit erforderlich eine wäßrige Farb­ pigmentdispersion [Beispiel eines Handelsprodukts: Aqua Fine Color von Dai­ nichi Seika Kogyosha Co.], ein Schaumverhinderungsmittel [Defoamer bzw. Schaumverhinderungsmittel von Sun Nopco Co.], ein pH-Modifizierer, wie bei­ spielsweise ein tertiäres Amin, ein wäßriges Vernetzungsmittel für die funktio­ nelle Gruppe eines Emulsionsharzes [dem Oxazolin entsprechendes Harz, Ethyleniminverbindung, Carbodiimidverbindung, Melaminharz, Epoxyharz, Aminoharz, Blockisocyanatverbindung, Metallsalzverbindung usw.], ein Ver­ dickungsmittel [Beispiel eines Handelsprodukts: Primal von Rohm and Harse Co.], und ein Wasser lösliches Harz [Alkydharz basierend, Acrylharz basie­ rend, Styrenharz basierend, Epoxyharz basierend, Celluloseharz basierend usw.] zugegeben.

Spezieller gesagt, werden für die Zusammensetzung der wäßrigen Haftmittel­ zusammensetzung für die Aufbringung der Fasern 0 bis 20 Gewichtsanteile einer wäßrigen Farbpigmentdispersion, 0 bis 3 Gewichtsanteile eines Schaumverhinderungsmittel, 0 bis 5 Gewichtsanteile eines pH-Modifizierers, 0 bis 25 Gewichtsanteile eines Vernetzungsmittels, 0 bis 10 Gewichtsanteile eines Verdickungsmittels, 0 bis 20 Gewichtsanteile eines wasserlöslichen Harzes und eines Emulsionsharzes mit einer Glasübergangstemperatur au­ ßerhalb des spezifizierten Bereiches geeignet zusammen gemischt, und zwar basierend auf 100 Gewichtsanteilen des Emulsionsharzes mit einer spezifi­ schen Übergangstemperatur von -40 bis 40°C. Für das Mischen werden sie mit einer Dispergiervorrichtung für 5 bis 10 Minuten gerührt, um schließlich einen pH-Wert von 7,0 bis 9,0 einzustellen. Obwohl unmittelbar nach der Her­ stellung Blasen gebildet werden, wird die wäßrige Haftmittelzusammenset­ zung 2 bis 3 Stunden nach der Herstellung verwendet. Das Emulsionsharz mit einer spezifischen Übergangstemperatur von -40 bis 40°C ist hauptsächlich ein Acrylemulsionsharz oder ein Ethylenvinylacetat basierendes Emulsions­ harz. Andere Emulsionsharze, wie beispielsweise eine auf Styrenbutadien und auf synthetischem Gummi basierende Emulsion, eine auf Vinylchlorid basie­ rende Emulsion, eine auf Vinylidenchlorid basierende Emulsion, eine auf AI­ kydharz basierende Emulsion, eine auf Polyester basierende Emulsion, eine auf Phenolharz basierende Emulsion oder eine Copolymeremulsion daraus können verwendet werden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein wäßriges Harz verwendet, welches ein Emulsionsharz mit einer spezifischen Übergangstemperatur von -40 bis 40°C ist. Dieses wäßrige Harz, welches ein Emulsionsharz ist, hat im allge­ meinen einen Durchmesser der organischen Harzteilchen von 0,1 µm oder mehr, ermöglicht ein Halten von organischen Harzteilchen mit einem Durch­ messer von 0,01 bis 0,1 µm in Suspension in Wasser und kann die Teilchen in Wasser stabil in Suspension halten durch Ionisierung der Teilchen oder Hin­ zugabe eines Emulgators. Da das als Emulsionsharz vorliegende wäßrige Harz ein anionisches, selbst-emulgierendes organisches Harz ist und eine hydrophile Gruppe besitzt, die eine ionische Funktionalgruppe im Inneren sei­ ner Harzteilchen ist, kann sich das Harz selbst in Wasser in Suspension hal­ ten. Bezüglich der physikalischen Eigenschaften des Beschichtungsfilms, hat aufgrund dessen, dass die in Wasser suspendierte Harzteilchenemulsion eine Beschichtungsfilm durch Fusionspolymerisation bildet, der Beschichtungsfilm eine hervorragende Haftung.

Bezüglich der charakteristischen Eigenschaften der im elektrostatisch mit Fa­ sern besetzten Stahlblech der vorliegenden Erfindung verwendeten wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fasern, hat dies einen Vorteil dahingehend, dass es nicht nötig ist, ein organisches Lösungsmittel mit starken Verschmutzungseigenschaften zu verwenden. Eine Beschichtungsla­ ge mit Flexibilität kann gebildet werden durch Anwendung einer wäßrigen Lö­ sung aus der erwähnten Haftmittelzusammensetzung auf ein Substrat mit ei­ ner Walzenbeschichtungsvorrichtung, durch Sprühen oder mit einer Auftrag- bzw. Aufbringvorrichtung und die Dicke der Beschichtungslage nach dem Trocknen ist ungefähr 10 bis 50 µm. Beispiele zur weiteren Darstellung der Erfindung sind vorgesehen.

(Beispiel 1)

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs zeigt, das durch das Herstellungsverfahren der vorlie­ genden Erfindung erhalten wurde. In Fig. 1 ist das Bezugszeichen 1 ein Ober­ flächen behandeltes Stahlblech als ein Substrat, 2 eine Lage für die elek­ trostatische Faseraufbringung bzw. Faseraufbringschicht, die auf der Oberflä­ che des Oberflächen behandelten Stahlblechs 1 gebildet ist, und zwar aufge­ bracht bzw. beschichtet mit einer Haftmittelzusammensetzung, und 3 sind kurze Fasern, die in die Lage 2 zur elektrostatischen Faseraufbringung bzw. Faseraufbringschicht durch einen elektrostatischen Faseraufbringarbeitsgang aufgebracht werden. In diesem Beispiel sind organische kurze Fasern als kurze Fasern 3 aufgebracht.

Zur Erzeugung des elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs wurde zuerst eine wäßrige Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen der Fa­ sern gewonnen durch Zugabe von 1 Gewichtsanteil eines Schaumverhinde­ rungsmittel, 0,5 Gewichtsanteile von Diethanolamin (pH-Modifizierer) und 5 Gewichtsanteilen eines wäßrigen Epoxyharzes zu 100 Gewichtsanteilen einer Acrylemulsion (Feststoffgehalt von 55%) mit einer Glasübergangstemperatur von -20°C, und zwar gewonnen aus Methylmethacrylat und 2- Ethylhexylacrylat als Hauptbestandteil und durch Rühren derselben mit einem Dispergierer bzw. einer Dispersionsvorrichtung für 10 Minuten.

Diese wäßrige Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern mit einem Feststoffgehalt von 55%, einer Viskosität von 2000 cps/25°C und ei­ nem pH von 8,0 wurde auf ein Oberflächen behandeltes Stahlblech mit einer Rückwärtswalzenbeschichtungsvorrichtung in einem nassen Zustand auf 50 µm aufgeschichtet und organische kurze Fasern aus Nylon 66 wurden sofort in die gewonnene Beschichtungslage unter Verwendung einer elektrostati­ schen Faseraufbringvorrichtung (von Mesac Co.) bei einer Spannung von 30 kV zur Bildung einer Schicht mit elektrostatisch aufgebrachten Fasern aufge­ bracht.

Bei dem zuvor erwähnten Faseraufbringarbeitsgang ist die zuvor erwähnte Lage aus elektrostatisch aufgebrachten Fasern derart, wie in der vergrößerten Schnittansicht der Fig. 2 gezeigt, dass die Spannung der elektrostatischen Faseraufbringvorrichtung geregelt werden musste oder die Viskosität der Haftmittelzusammensetzung eingestellt werden musste, um sicher zu stellen, dass die Wurzeln 3a der organischen kurzen Fasern 3 in einem Zwischenteil der Lage 2 zur elektrostatischen Faseraufbringung angeordnet sind, und dass die organischen kurzen Fasern 3 nicht die Oberfläche 1a des als ein Substrat verwendeten Oberflächen behandelten Stahlblechs 1 durch die Lage 2 zur elektrostatischen Faseraufbringung kontaktieren. Dies geschieht deshalb, weil wenn die Wurzeln 3a der aufgebrachten organischen kurzen Fasern 3 die Oberfläche 1a des Oberflächen behandelten Stahlblechs 1 durch die Lage 2 für die elektrostatische Faseraufbringung kontaktieren, die Lage 2 für die elektrostatische Faseraufbringung leicht von dem Oberflächen behandelten Stahlblech 1 zum Zeitpunkt seiner Verarbeitung oder Verwendung abgetrennt werden würde. Nachdem die organischen kurzen Fasern 3 wie zuvor be­ schrieben aufgebracht sind, wurde die Beschichtung künstlich bzw. erzwun­ gen getrocknet in einem Trockner bei einer Temperatur von 150 bis 200°C für 3 Minuten, um ein elektrostatisch mit Fasern besetztes Stahlblechprodukt zu erhalten. Ein Rollen- bzw. Walzenbeschichter oder eine Auftragvorrichtung können für das Beschichten der Haftmittelzusammensetzung auf das Oberflä­ chen behandelte Stahlblech 1 verwendet werden. Das in Fig. 1 gezeigte elek­ trostatisch mit Fasern besetzte Stahlblech wurde durch diesen Arbeitsgang gewonnen.

(Beispiel 2)

Als ein Alternativverfahren, das sich vom Beispiel 1 unterscheidet, wurden zur Erzeugung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs 15 Ge­ wichtsanteile eines Acrylemulsionsharzes (Feststoffgehalt von 50%) mit einer Glasübergangstemperatur von 40°C, und zwar gewonnen durch Copolymeri­ sation von Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und Hydroxypropylacrylat, 0,5 Gewichtsanteile eines Schaumverhinderungsmittels, 1 Gewichtsanteil Ammo­ nium (pH-Modifizierer) und 3 Gewichtsanteile wäßriges Blockisocyanat zuge­ geben zu 100 Gewichtsanteilen eines Ethylenvinylacetatemulsionsharzes (Feststoffgehalt von 55%) mit einer Glasübergangstemperatur von -18°C und gerührt mit einer Dispersionsvorrichtung für 10 Minuten, um eine wäßrige Haftmittelzusammensetzung für die Faseraufbringung zu erhalten.

Diese wäßrige Haftmittelzusammensetzung zur Aufbringung von Fasern mit einem Feststoffgehalt von 52%, einer Viskosität von 5 000 cps/25°C und ei­ nem pH von 8,5 wurde beschichtet bzw. aufgebracht auf einem Oberflächen behandelten Stahlblech mit einem Rückwärtswalzenbeschichter in einem nas­ sen Zustand auf 60 µm und organische kurze Fasern aus Nylon 66 wurden sofort unter Verwendung einer elektrostatischen Faseraufbringvorrichtung (von Mesac Co.) bei einer Spannung von 40 kV zur Bildung einer Lage mit elektrostatisch aufgebrachten Fasern aufgebracht. Bei diesem Beispiel 2 muss ebenso die gleiche Sorgfalt bei der Aufbringung der Fasern wie im Bei­ spiel 1 gewahrt werden.

Die Ergebnisse eines Haltbarkeitstests, der an den mit Fasern besetzten Stahlblechprodukten durchgeführt wurde, die gewonnen wurden aus den zu­ vor erwähnten Beispielen 1 und 2, und zwar gemäß JIS-K-5400 (allgemeiner Beschichtungsteststandard), und ein Kratztest, der nicht nach JIS spezifiziert ist und zusätzlich an diesen Produkten durchgeführt wurde, sind in Tabelle 1 gezeigt.

Biegewiderstand: Test für die Untersuchung des Ablösens einer haftenden Faseraufbringschicht durch Drücken eines elektrostatisch mit Fasern besetz­ ten Stahlblechs gegen einen Eisenbalken mit einem Durchmesser von 2 mm um es zu biegen.

Haftung/Durchschneidetestverfahren: Test für die Untersuchung des Ablösens einer haftenden Faseraufbringschicht des elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs durch Durchschneiden einer Schicht und Befestigen eines Haft­ streifens bzw. -bandes auf der Schicht.

Stosswiderstandstest/Dupontverfahren: Test für die Untersuchung des Ablösens einer haftenden Faseraufbringschicht durch Fallenlassen einer Stahlkugel mit einem Gewicht von 500 g und einem Radius von 1/2 Zoll aus einer Höhe von 50 cm auf das elektrostatisch mit Fasern besetzte Stahlblech.

Erichsenwert/Längenbruchverfahren: Test für die Untersuchung des Ablösens einer haftenden Faseraufbringschicht durch Drücken einer Stahlkugel mit einem Durchmesser von 20 ± 0,005 mm von der Rückseite des elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs.

Feuchtigkeitswiderstandtest/festes Verfahren: Test durch Belassen bei einer Temperatur von 40°C und in einer Feuchtigkeit von 95% für 240 Stunden.

Kratztest/Münzenverfahren: Test für die Untersuchung des Ablösens von der Oberfläche durch Kratzen mit einer 10-Yen Münze unter einer Last von 500 g.

In der vorangegangenen Beschreibung weist die wäßrige Haftmittelzusam­ mensetzung für das Aufbringen von Fasern, die für das elektrostatisch mit Fasern besetzte Stahlblech der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein wäßriges Polyurethanharz, ein wäßriges Acrylharz, eine wäßrige Farbpig­ mentpaste, ein Verdickungsmittel, ein Schaumverhinderungsmittel und einen pH-Modifizierer auf. Ein mit Fasern besetztes Stahlblech kann erzeugt werden durch Bilden einer Beschichtungslage aus einer wäßrigen Haftmittelzusammen­ setzung für das Aufbringen von Fasern, die verschiedene Komponenten auf­ weist, und durch Aufbringen von Fasern in die Lage bzw. Schicht.

Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sei dem Fachmann klar, dass verschiedene bevorzugte Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen und sie sollen vom Umfang der Er­ findung erfasst sein.

Claims (10)

1. Ein elektrostatisch mit Fasern besetztes Stahlblech, das folgendes auf­ weist: ein Oberflächen behandeltes Stahlblech, eine Faseraufbringschicht, die aus einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern gebildet ist, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstemperatur von -40 bis 40°C aufweist, und zwar gebildet auf der Oberfläche des Ober­ flächen behandelten Stahlblechs, und eine elektrostatisch mit Fasern besetzte Schicht aus kurzen Fasern, die auf der Faseraufbringschicht gebildet ist.

2. Das elektrostatisch mit Fasern besetzte Stahlblech nach Anspruch 1, wobei die elektrostatisch mit Fasern besetzte Schicht gebildet wird durch Auf­ bringen von kurzen Fasern auf eine solche Weise, dass die Wurzeln dersel­ ben in einer Zwischenposition der Faseraufbringschicht angeordnet sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs, das die folgenden Schritte aufweist:
Beschichtung mit einem Walzen- oder Rollenbeschichter, durch Sprühen oder mit einer Auftragvorrichtung einer wäßrigen Haftmittelzusam­ mensetzung für das Aufbringen von Fasern, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstemperatur von -40 bis 40°C aufweist, und zwar auf die Ober­ fläche eines Oberflächen behandelten Stahlblechs zur Bildung einer Faseraufbringschicht mit einer hervorragenden Haftung zum Stahlblech auf der Oberfläche des Stahlblechs; und
elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern, während die Ober­ fläche der Faseraufbringschicht die Haftung beibehält.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs nach Anspruch 3, wobei der Faseraufbringarbeitsgang so durchgeführt wird, dass die kurzen Fasern aufgebracht werden auf eine Weise, dass die Wurzeln derselben in einer Zwischenposition der Faseraufbringschicht angeordnet sind, und wobei die Faseraufbringspannung geregelt wird auf 10 bis 80 kV oder die Viskosität der wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern eingestellt ist auf 200 bis 20 000 cps/25°C, um sicher zu stellen, dass die kurzen Fasern nicht die Oberfläche des als ein Substrat verwendeten Ober­ flächen behandelten Stahlblechs durch die Faseraufbringschicht kontaktieren.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs nach Anspruch 4, wobei ein gerolltes, Oberflächen behandeltes Stahlblech aufgerollt, geglättet, kontinuierlich mit Fasern besetzt und dann aufgewickelt wird.

6. Ein elektrostatisch mit Fasern besetztes Stahlblech, das folgendes aufweist: ein Oberflächen behandeltes Stahlblech, eine auf der Oberfläche des Oberflächen behandelten Stahlblechs gebildete Faseraufbringschicht, die aus einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern gebildet ist, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstemperatur von -40 bis 40°C als einen wesentlichen bzw. Hauptbestandteil und 0 bis 20 Gewichtsanteile einer wäßrigen Farbpigmentdispersion, 0 bis 3 Gewichtsan­ teile eines Schaumverhinderungsmittels, 0 bis 5 Gewichtsanteile eines pH- Modifizierers, 0 bis 25 Gewichtsanteile eines Vernetzungsmittels, 0 bis 10 Gewichtsanteile eines Verdickungsmittels und 0 bis 20 Gewichtsanteile eines Wasser löslichen Harzes als optionale Bestandteile aufweist, und zwar ba­ sierend auf 100 Gewichtsanteilen des Harzes, und ferner eine Schicht aus elektrostatisch aufgebrachten Fasern, die durch Aufbringen von kurzen Fasern in die Faseraufbringschicht gebildet ist.

7. Ein elektrostatisch mit Fasern besetztes Stahlblech, das folgendes aufweist: ein Oberflächen behandeltes Stahlblech, eine auf der Oberfläche des Oberflächen behandelten Stahlblechs gebildete Faseraufbringschicht, die aus einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Aufbringen von Fasern gebildet ist, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstemperatur von -40 bis 40°C als einen wesentlichen bzw. Hauptbestandteil und 0 bis 20 Gewichtsanteile einer wäßrigen Farbpigmentdispersion, 0 bis 3 Gewichtsan­ teile eines Schaumverhinderungsmittels, 0 bis 5 Gewichtsanteile eines pH-Modifizierers, 0 bis 25 Gewichtsanteile eines Vernetzungsmittels, 0 bis 10 Gewichtsanteile eines Verdickungsmittels und 0 bis 20 Gewichtsanteile eines Wasser löslichen Harzes als optionale Bestandteile aufweist, und zwar ba­ sierend auf 100 Gewichtsanteilen des Harzes, und ferner eine Schicht aus elektrostatisch aufgebrachten Fasern, die durch Aufbringen von kurzen Fasern in die Faseraufbringschicht gebildet ist, und zwar auf eine solche Weise, dass die Wurzeln derselben in einer Zwischenposition der Faserauf­ bringschicht angeordnet sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs, das die folgenden Schritte aufweist:
Beschichten der Oberfläche eines Oberflächen behandelten Stahlblechs mit einem Walzen- bzw. Rollenbeschichter, durch Sprühen oder mit einer Auftragvorrichtung einer wäßrigen Haftmittelzusammensetzung für das Auf­ bringen von Fasern, die ein Emulsionsharz mit einer Glasübergangstempera­ tur von -40 bis 40°C als einen wesentlichen bzw. Hauptbestandteil und 0 bis 20 Gewichtsanteile einer wäßrigen Farbpigmentdispersion, 0 bis 3 Gewicht­ santeile eines Schaumverhinderungsmittels, 0 bis 5 Gewichtsanteile eines pH- Modifizierers, 0 bis 25 Gewichtsanteile eines Vernetzungsmittels, 0 bis 10 Gewichtsanteile eines Verdickungsmittels und 0 bis 20 Gewichtsanteile eines Wasser löslichen Harzes als optionale Bestandteile aufweist, und zwar ba­ sierend auf 100 Gewichtsanteilen des Harzes, zur Bildung einer Faserauf­ bringschicht mit hervorragender Haftung zum Stahlblech auf der Oberfläche des Stahlblechs; und
elektrostatisches Aufbringen von kurzen Fasern, während die Ober­ fläche der Faseraufbringschicht die Haftung beibehält.

9. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs nach Anspruch 8, wobei der Faseraufbringarbeitsgang so durch­ geführt wird, dass die kurzen Fasern auf eine solche Weise aufgebracht wer­ den, dass die Wurzeln derselben an einer Zwischenposition der Faserauf­ bringschicht angeordnet sind, und wobei die Faseraufbringspannung geregelt ist oder die Viskosität der Haftmittelzusammensetzung eingestellt ist, um si­ cher zu stellen, dass die kurzen Fasern nicht die Oberfläche des als Substrat verwendeten Oberflächen behandelten Stahlblechs durch die Faseraufbring­ schicht kontaktieren.

10. Verfahren zur Herstellung eines elektrostatisch mit Fasern besetzten Stahlblechs nach Anspruch 9, wobei ein gerolltes, Oberflächen behandeltes Stahlblech aufgerollt, geglättet, mit Fasern kontinuierlich besetzt und aufge­ wickelt wird.