JP2020165186A - 屋根材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一の実施形態は、屋根材に関する。上記屋根材は、金属板と、フッ素樹脂およびアクリル樹脂を含む塗膜と、を有する。
上記金属板は、本実施の形態における効果が得られる範囲において、公知の金属板から選ぶことができる。上記金属板の例には、冷延鋼板、亜鉛めっき鋼板、Zn−Al合金めっき鋼板、Zn−Al−Mg合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板(オーステナイト系、マルテンサイト系、フェライト系、フェライト・マルテンサイト二相系を含む)、アルミニウム板、アルミニウム合金板、チタン板および銅板が含まれる。
上記塗膜は、上記金属板の表面に接して、または他の層を介して、配置された樹脂層である。
上記フッ素樹脂は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂である。上記フッ素樹脂は、基材樹脂の主成分となる樹脂であり、塗膜に耐候性、耐久性、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性、耐食性および耐汚染性などを付与する。
上記アクリル樹脂は、上記フッ素樹脂の過剰な結晶化を抑制する観点、顔料粒子の分散性を高める観点、および、基材樹脂の密着性を高める観点、などにより、基材樹脂に含有される。
上記塗膜は、上記基材樹脂中に分散している顔料粒子を含有する。
上記塗装金属板は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記塗膜以外の他の層をさらに有していてもよい。当該他の層の例には、化成処理層、下塗り層および中塗り層が含まれる。上記塗装金属板は、金属板と、化成処理層と、下塗り層と、前記塗膜と、がこの順に積層されていることが好ましく、金属板と、化成処理層と、下塗り層と、中塗り層と、前記塗膜と、がこの順に積層されていることがより好ましい。
上記化成処理層は、塗装金属板の密着性および耐食性を向上させる目的で、上記金属板上に直接、すなわち金属板と塗膜との間に配置される。化成処理層は、金属板の表面に接して形成された層であり、塗装前処理によって金属板の表面に付着した組成物で構成される。化成処理層の例には、非クロメート系皮膜およびクロメート系皮膜が含まれる。いずれも、防錆処理による皮膜である。
上記下塗り層は、塗装金属板における塗膜の密着性および耐食性を高める観点から、上記金属板と前記塗膜の間に配置される。上記下塗り層は、金属板の表面、あるいは上記化成処理層が作製されている場合は、当該化成処理層の表面、に形成される。
上記中塗り層は、塗装金属板における層間の密着性および耐食性を高める観点から、上記下塗り層と上記塗膜との間に配置される。
上記塗装金属板は、公知の形状に加工されることができるが、屋根材としての使用を考慮して、表面に水はけ用の線状の凹凸部が形成されていてもよい。また、上記塗装金属板は、重ね葺き用の屋根材としての使用を考慮して、下側の塗装金属板と接触させて上下の金属板の間に空隙を形成するために、下側の屋根材の表面と接触させるための金属板の端面を折り返したフランジ部が形成されていてもよい。あるいは、上記塗装金属板は、馳嵌合ができるように、金属板の端面を折り返したフランジ部が形成されていてもよい。また、上記塗装金属板は、重ね葺き用の屋根材としての使用を考慮して、上側の塗装金属板の端部を接触させて上記上側の塗装金属板を保持するためのエンボス加工部が形成されていてもよい。
上記塗装金属板は、公知の塗膜の作製方法に基づいて作製することが可能である。たとえば、上記塗装金属板は、上記金属板上に上記塗膜用の塗料(フッ素樹脂塗料)の膜を形成する工程と、当該フッ素樹脂塗料の膜を硬化させて結晶化度に関して上述の特性を有する上記塗膜を作製する工程とを含む方法によって作製することができる。
1−1.基材金属板およびその化成処理
両面付着量が150g/m2の溶融55%Al−Zn合金めっき鋼板を用意した。
上記めっき鋼板をアルカリ脱脂した後、めっき層の表面に、液温20℃の非クロメート防錆処理液を塗布して水洗することなく100℃で乾燥して、Ti換算の付着量が10mg/m2の非クロメート化成処理層を形成して、上記めっき鋼板を防錆処理した。
ヘキサフルオロチタン酸 55g/L
ヘキサフルオロジルコニウム酸 10g/L
アミノメチル置換ポリビニルフェノール 72g/L
水 残部
上記防錆処理された基材金属板の表面に、エポキシ樹脂系の下塗り塗料を塗布し、めっき鋼板の到達板温が200℃となるように加熱して、乾燥膜厚が5μmの下塗り塗膜を形成した。
リン酸塩混合物 15体積%
体質顔料1(硫酸バリウム) 5体積%
体質顔料2(シリカ) 1体積%
クリアー塗料 残部
上記下塗り塗膜が形成された基材金属板の表面に、フッ素樹脂塗料を塗布し、めっき鋼板の到達板温が250℃となるように加熱した後、以下のいずれかの方法で冷却して、乾燥膜厚が20μmの上塗り塗膜を形成した。
カーボンブラック 15体積%
フッ素樹脂クリアー塗料 残部
冷却1: 放冷(冷却速度は1℃/秒だった)
冷却2: 60℃の水中に浸漬して水冷し、水中から取り出した後にガーゼで水分を拭き取った後、23度の室内で乾燥させた(冷却速度は150℃/秒だった)。
冷却3: 20℃の水中に浸漬して水冷し、水中から取り出した後にガーゼで水分を拭き取った後、23度の室内で乾燥させた(冷却速度は270℃/秒だった)。
以下のいずれかの方法で、上記上塗り塗膜が形成された基材金属板(塗装金属板)を屋根材に加工した。
市販の発泡性樹脂板を接着剤により塗装金属板に接着させ、屋根材とした。なお、これらの屋根材に用いた塗装金属板は、上塗り塗膜の形成後、加温をしなかった。
塗装金属板を加温して上塗り塗膜に含まれるフッ素樹脂の結晶化度を変化させた。その後に、市販の発泡性樹脂板を接着剤により塗装金属板に接着させ、屋根材とした。
市販の発泡性樹脂材料を2枚の塗装金属板の間に注入し、発泡させた。このとき、発泡させる温度(加温する温度)および時間(加温時間)を変化させて、上塗り塗膜に含まれるフッ素樹脂の結晶化度を変化させた。
2−1.フッ素樹脂の結晶化度
塗装金属板が有する上塗り塗膜を広角X線回折で測定し、非晶質ハロー(2θ=18°)の強度Iaに対するα型結晶(2θ=18.4°)の強度Icαの比をα型結晶の結晶化度(Icα/Ia)とし、上記非晶質ハロー(2θ=18°)の強度Iaに対するβ型結晶(2θ=20.5°)の強度Icβの比をβ型結晶の結晶化度(Icβ/Ia)とした。そして、上記α型結晶の結晶化度とβ型結晶の結晶化度との和を、当該上塗り塗膜が有するフッ素樹脂の結晶化度とした。
X線発生装置: Rigaku UltimaIII
出力: 40kV,40mA
モノクロメータ: グラファイト
線源: CuKα(0.154184nm)
走査範囲: 10°≦2θ≦30°
走査方法: θ−2θ
走査速度: 0.5°/min
塗装金属板の端部にフランジ部を形成し、2枚の塗装金属板を、一方の塗装金属板のフランジ部が他方の塗装金属板の表面に接するように、重ね合わせて配置した。この状態で、上記2枚の塗装金属板を振動試験器に設置して、上記接しているフランジ部と表面とが摺れる方向に、振幅1mm、振動サイクル60Hzで48時間振動させた。
◎ 異常はなかった
○ 軽微なこすれ跡が見られたが、問題ない程度だった
× 塗膜にくぼみ跡または傷付きが認められた
Claims (5)
- 金属板と、
前記金属板の表面に形成された塗膜と、を有する塗装金属板からなり、
重ね葺き施工において、重ねられた他方の屋根材との間に隙間が形成されるように配置され得る屋根材であって、
前記塗膜は、フッ素樹脂およびアクリル樹脂を含み、
前記フッ素樹脂の結晶化度は1.3以上3.0以下である、
屋根材。 - 金属板の表面に、フッ素樹脂およびアクリル樹脂を含む塗液の膜を形成する工程と、
前記膜を加熱により硬化させる工程と、
前記加熱により硬化した膜を冷却する工程と、
を含む方法によりフッ素樹脂およびアクリル樹脂を含む塗膜を形成する工程を有する、屋根材の製造方法であって、
上記塗膜に含まれるフッ素樹脂の結晶化度は、1.3以上3.0以下に調整される、
屋根材の製造方法。 - 前記冷却する工程において、前記硬化した膜を、200℃/秒以下の冷却速度で冷却させる、請求項2に記載の屋根材の製造方法。
- 前記冷却する工程の後、前記硬化した膜を55℃以上に加温する工程を含む、請求項2または3に記載の屋根材の製造方法。
- 前記冷却する工程の後、前記塗膜が形成された金属板を発泡性の樹脂と接触させ、かつ前記接触している樹脂を発泡させる工程を有し、
前記樹脂の発泡は、55℃以上で行われる、
請求項2〜4のいずれか1項に記載の屋根材の製造方法。
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