JP2023546395A

JP2023546395A - 複合金属パネル

Info

Publication number: JP2023546395A
Application number: JP2023522544A
Authority: JP
Inventors: ホアンウェンイー; ハーストアーネスト; ビーチマーク
Original assignee: ディディピースペシャルティエレクトロニックマテリアルズユーエス，エルエルシー
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2023-11-02
Also published as: CN116323182A; US11752732B2; WO2022081296A1; CA3195361A1; US20220111617A1; EP4228891A1; KR20230088362A

Abstract

複合パネルは、それぞれ内表面及び外表面を有する第１及び第２の金属シートと、第１及び第２の金属シートの内表面上のシリコーン系プライマーコーティングと、第１及び第２の金属シートの両方のプライマーコーティングに接触する有機ケイ素接着剤とを含み、接着剤は、１．４ＭＪ／ｍ２以下の総燃焼熱（Ｑ－ＰＣＳ）を有する。このパネルは、規格ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１に準拠する。

Description

本発明は、建築構造に有用な複合金属パネルに関する。

金属製の被覆パネルは、長年にわたり建築構造において使用されてきた。これらのパネルは、内部と外部との両方に取り付けることができる。火災による生命及び財産の損失に対する懸念が高まっており、これらの懸念に対処するために、より高度な規格が公布されている。そのような規格の１つは、規格ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１である。

被覆パネルのさらなる要件は、使用に供されている間に層間剥離がないことであり、したがってパネルの構成要素間の結合強度を高めることも望ましい特徴である。

本発明は、複合パネルであって、それぞれ内表面及び外表面を有する第１及び第２の金属シートと、第１及び第２の金属シートの内表面上のシリコーン系プライマーコーティングと、第１及び第２の金属シートの両方のプライマーコーティングに接触する有機ケイ素接着剤とを含み、接着剤は、１．４ＭＪ／ｍ^２以下の総燃焼熱（Ｑ－ＰＣＳ）を有する、複合パネルに関する。このパネルは、規格ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１に準拠する。

本発明のパネルの一実施形態の断面図である。図１の拡大図である。本発明のパネルのさらなる実施形態の断面図である。

複合パネル
図１及び図２に示すように、本発明の複合パネルは、それぞれ内表面１１ａ又は１２ａ及び外表面１１ｂ又は１２ｂを有する第１及び第２の金属シート１１及び１２と、第１及び第２の金属シートの内表面上のシリコーン系プライマーコーティング１３ａ及び１３ｂと、第１及び第２の金属シートの両方のプライマーコーティングに接触する有機ケイ素接着剤１４とを含む。

第１及び第２の金属シートは、同じであるか又は異なり得る。異なるとは、２つのシートが異なる金属組成であること又は同じ組成である場合にグレード、寸法又は何らかの他の物理的特性が異なることを意味する。好ましい金属シートは、グレード３００３などのアルミニウムである。典型的なシートの厚さは、約１．５ｍｍである。

パネルは、規格ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１に準拠する。

図３は、機能層１５が金属シートの少なくとも１つの外表面上に配置されている、本発明のさらなる任意選択的な実施形態を示す。機能層とは、装飾効果、撥水性、抗真菌性、ＵＶ耐性、耐腐食性、耐引掻き性及び耐摩耗性などの追加の機能を付与する層を意味する。

プライマー
適切なプライマーコーティングは、シラン、シロキサン又はシランとポリウレタンとのブレンドに基づく。プライマーは、接着剤と金属シートとの間の結合強度を高める。接着剤とシートとの間の望ましい引き剥がし強さは、ＡＳＴＭＤ１８７６－０８（２０１５）で測定したとき、少なくとも２５ポンド／リニアインチ（ｐｌｉ）である。

接着剤
有機ケイ素接着剤は、１．４ＭＪ／ｍ^２以下の総燃焼熱（Ｑ－ＰＣＳ）を有する。いくつかの実施形態では、有機ケイ素接着剤は、ポリジメチルシロキサン又はそのコポリマーである。いくつかの別の実施形態では、有機ケイ素接着剤は、ポリジメチルシロキサン又はそのコポリマーとエポキシ又はウレタン又はアクリレートとのブレンドである。

好ましくは、接着剤は、１５０℃以下、より好ましくは１２０℃以下の硬化温度を有する。

好ましくは、硬化された接着剤の厚さは、１００マイクロメートル以下、より好ましくは７０マイクロメートル以下、最も好ましくは６０マイクロメートル以下である。

適切な接着剤は、Ｄｏｗ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩのＤＯＷＳＩＬ（商標）ＨＭ－２４００である。

試験方法
１８０°引き剥がし接着力試験は、ＡＳＴＭＣ７９４－１８に準拠し、９０°引き剥がし試験は、ＡＳＴＭＤ６８６２－１１に準拠した。

火災試験
接着剤の総燃焼熱（Ｑ－ＰＣＳ）が１．４ＭＪ／ｍ^２以下である本明細書に記載の複合アルミニウムパネルは、ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１に準拠すると見込まれる。

パネル引き剥がし強さの評価。
図１及び図２に例示する代表的な複合パネルで１８０°及び９０°の両方の引き剥がし接着力試験を実施した。

アルミニウムシートは、Ｂｕｙｍｅｔａｌ．ｃｏｍからの３００３グレード、Ｈ１４ミル仕上げ、厚さ１．５ｍｍのものであった。

３つのプライマーを評価した：
番号１－ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）１６１００Ａ、ＤｕＰｏｎｔ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥの１段階プライマー。
番号２－ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５２１／ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５３２、同様にＤｕＰｏｎｔの２段階プライマー。
番号３－ＤＯＷＳＩＬ（商標）１２００ＯＳ、Ｄｏｗ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩの一段階プライマー。

プライマーをアルミニウムプレートの表面に塗布し、ＡＳＴＭＣ７８４－１８に従ってコンディショニングした。プライマーコーティングは、プライマー１（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）１６１００Ａ）について約０．１～１マイクロメートル、プライマー２（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５２１／ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５３２）について７６～１２７マイクロメートル、プライマー３（ＤＯＷＳＩＬ（商標）１２００ＯＳ）について０．１～１マイクロメートルの量で存在した。

対照として、プライマーなしの実施例も存在した。

全ての実施例において、シリコーン系接着剤は、硬化された接着剤の厚さが約４ｍｍになるように塗布したＤＯＷＳＩＬ（商標）ＨＭ－２４００であった。

接着性試験サンプルは、以下の通りに作製した。ＤＯＷＳＩＬ（商標）２４００シリコーンアセンブリシーラントをホットメルトガンで１２０℃において４５分間予熱した。ＡＳＴＭＣ７９４－１８試験法に従い、接着－引き剥がしパネルサンプルを作製した。余分なシリコーン系接着シーラントを除去し易くするために、試験領域に隣接するアルミニウムプレートの表面にマスキングテープを貼った。次いで、少なくとも長さ１５０ｍｍ（６インチ）のシリコーン系接着剤のビードをアルミニウムプレートの表面に吐出した。ヒートガンを使用して保温しながら、直ちにワイヤーメッシュスクリーンをビードの上に置き、シリコーン系接着シーラント中に軽く叩いて入れた。次に、スクリーンを指で押さえて滑らないようにし、これをシリコーン接着シーラント中に静かに下ろし、ワイヤーメッシュを乾いていない状態のシーラントに埋め込んだ。これは、一方の面から基材に対して９０°の角度で保持された工具デバイスの支援で完了した。その後、ワイヤーメッシュスクリーンを基材表面から２ｍｍの均一な深さまで埋め込んだ。シリコーン系接着シーラントの２番目ビードをシーラントの最初のビード及びワイヤーメッシュスクリーンの上に迅速に塗布した。再度、スクリーンを指で押さえて滑らないようにし、工具デバイスを使用して、反対側から基材に対して９０°の角度でシーラントに下ろした。シーラントの総深さは、約４ｍｍであり、ワイヤーメッシュスクリーンは、全シーラント深さのほぼ中間点に均一に埋め込まれた。スクリーンは、鋼製スクリーンであり、スクリーン表面は、キシレンで洗浄した。

シーラントが乾いていない状態の間に、パテナイフ又はスパチュラを使用して、ワイヤーメッシュスクリーンの縁を越えた余分なシリコーン系接着シーラントを除去した。最後に、マスキングテープを剥がし、シリコーン系接着シーラントを２２℃（７２°Ｆ）及び５０％ＲＨで１週間硬化させた。

１８０°引き剥がし試験：
スクリーン試験片を５０ｍｍ／分の速度で合計１分間引っ張った。ピーク荷重及び平均荷重を記録し、接着破壊又は凝集破壊のいずれかの破壊モードを記録した。結果は、表１に示されている。

表１に報告されている重要な知見は、以下の通りまとめられる：（ａ）プライマーなしでは、接着破壊のみが生じる；（ｂ）プライマー１（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）１６１００Ａ）が最もよく機能し、プライマーなしの比較例と比較すると、ピーク荷重で接着が５０％改善された；（ｃ）プライマー３（ＤＯＷＳＩＬ（商標）１２００ＯＳ）も、凝集破壊を伴う接着を大幅に改善した；（ｄ）２段階プライマー＃２（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５２１／４３５３２）は、接着破壊を伴う接着への影響をほとんど示さなかった。これらの結果は、プライマーの適切な選択が、接着強度を大幅に改善しながら、シリコーン系接着剤層とアルミニウムプレートとの間の凝集接着を提供するうえで重要な役割を果たすことができるという結論を裏付けている。

９０°引き剥がし試験：
ＡＳＴＭＣ７９４－１８に従って幅１インチのサンプルを作製した。引き剥がし距離は、１５０ｍｍ（６インチ）であった。基材が固定部材に固定され、ワイヤーメッシュスクリーンの固定されていない端部が可動部材に９０°の角度で固定された状態で、試験片をＩｎｓｔｒｏｎ引張試験機に配置した。ピーク荷重及び平均荷重を記録し、接着破壊又は凝集破壊のいずれかの破壊モードを報告した。この知見は、表２に示されている。

１８０°引き剥がし試験と同様の所見が観察された。すなわち、（ａ）プライマー処理なしの比較例Ｂが最も低い引き剥がし強さを示した；（ｂ）プライマー＃１（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）１６１００Ａ）で処理された試料が最も強い引き剥がし強さを示し、平均荷重が７５．９３ｌｂｆであり、比較例Ｂ（すなわち平均荷重４１．８６ｌｂｆ）に対して８０％を超える平均荷重の改善を示した；（ｃ）プライマー＃２（ＢＥＴＡＳＥＡＬ（商標）４３５２１／４３５３２）及びプライマー＃３（ＤＯＷＳＩＬ（商標）１２００ＯＳ）で処理したサンプルの平均荷重は、それぞれ６４．２６ｌｂｆ及び４８．０６ｌｂｆであった；（ｄ）ピーク荷重データは、平均荷重と比較してより大きい変動を示した。これは、プライマーがシリコーン系接着剤層とアルミニウムシートとの間の接着強度に対してプラスの効果を与えるという結論をさらに補強する。

Claims

複合パネルであって、
それぞれ内表面及び外表面を有する第１及び第２の金属シートと、
前記第１及び第２の金属シートの前記内表面上のシリコーン系プライマーコーティングと、
前記第１及び第２の金属シートの両方の前記プライマーコーティングに接触する有機ケイ素接着剤と
を含み、前記接着剤は、１．４ＭＪ／ｍ^２以下の総燃焼熱（Ｑ－ＰＣＳ）を有し、及び
前記パネルは、規格ＥＮ１３５０１－６：２０１８、分類Ａ１に準拠する、複合パネル。
前記金属シートは、アルミニウムシートである、請求項１に記載のパネル。
前記有機ケイ素接着剤は、ポリジメチルシロキサン又はそのコポリマーである、請求項１に記載のパネル。
前記有機ケイ素接着剤は、ポリジメチルシロキサン又はそのコポリマーとエポキシ、又はウレタン、又はアクリレートとのブレンドである、請求項１に記載のパネル。
前記接着剤は、１５０℃以下の硬化温度を有する、請求項１に記載のパネル。
前記硬化された接着剤の厚さは、１００マイクロメートル以下である、請求項１に記載のパネル。
前記プライマーは、シラン、シロキサン又はシランとポリウレタンとのブレンドに基づく、請求項１に記載のパネル。
前記金属シートの少なくとも１つの外表面上に位置する機能層をさらに含む、請求項１に記載のパネル。
前記接着剤は、１２０℃以下の硬化温度を有する、請求項５に記載のパネル。
前記硬化された接着剤の厚さは、７０マイクロメートル以下である、請求項６に記載のパネル。
前記硬化された接着剤の厚さは、６０マイクロメートル以下である、請求項１０に記載のパネル。