JP2968413B2 - 熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法

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JP2968413B2
JP2968413B2 JP5109758A JP10975893A JP2968413B2 JP 2968413 B2 JP2968413 B2 JP 2968413B2 JP 5109758 A JP5109758 A JP 5109758A JP 10975893 A JP10975893 A JP 10975893A JP 2968413 B2 JP2968413 B2 JP 2968413B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、すぐれた密着性、加工
性、耐食性、外観を有する熱可塑性樹脂被覆金属板の製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、合成樹脂を被覆した表面処理金属
板としては、熱硬化アクリル樹脂塗料やポリエステル樹
脂塗料を塗布して得たカラー鋼板や、樹脂フィルムをラ
ミネートしたラミネート鋼板が知られている。これらは
美麗な色彩、外観と耐食性とから、建築、バス・乗用車
の内装材、家庭電気機器の材料、家具調度品などの用途
に広く使われている。
【0003】 しかしながら、塗料に用いられる樹脂は、
塗装作業性上の必要から、比較的低分子量のものが用い
られ、塗布後の焼付硬化によっても高分子量化が充分で
なく、また金属基板上の流動が充分でなく、耐久性に欠
ける欠点があった。一方、樹脂フィルムをラミネートし
たラミネート鋼板は、樹脂自体が塩化ビニル樹脂、アク
リル樹脂又はふっ素樹脂といった石油化学工業で一貫し
て高分子量化した樹脂を原料として押出成形されたフィ
ルムを使用するもので、分子量も塗料用樹脂よりも遙か
に高く、従って、基板上の塗膜の耐久性は、塗料塗布の
場合のたとえば3〜5年に比べて、10〜20年程度と
格段に長期である。
【0004】 しかし、この場合にもつぎのような種々の
問題点が存在する。 (1)フィルムの厚さを薄くすると、基板上に均一なラ
ミネートが困難となり、表面にしわが生じる等の現象が
現れるので、通常50μ厚程度が限度とされること。 (2)基板上にはミクロ的な凹凸があるため、凝固した
フィルムと基板との間に空間が生じやすく、フィルムの
密着性が不充分であること。 (3)一旦フィルムとして成形されるため、フィルム形
成能上、使用樹脂に制約のあることなどである。
【0005】 これに対し、金属基板が加熱ロールで50
〜170℃の範囲内の温度に予熱され、その後加熱ロー
ルと冷却ロールの間隙を進行し、溶融樹脂は加熱ロール
で予熱された金属基板と冷却ロールの間隙に押出され該
冷却ロールによって金属基板上に圧着されることによっ
て、美麗な外観が得られると共に、従来のカラー鋼板や
ラミネート鋼板に比べて、より密着性、耐食性にすぐれ
た表面処理金属板の得られることが報告されている(特
開昭57−203545号公報)。この金属板は、従来
金属板に比べ、基板との密着性および耐食性が格段にす
ぐれている。さらに、フィルムに形成することなく、T
ダイから直接溶融状態で被覆を行うため、フィルム厚
も、従来のフィルム被覆では困難であった50μ厚以
下、さらに35μ厚以下5μ厚程度までの被覆が可能と
なった。
【0006】 表面処理金属板の耐久性は、熱可塑性樹脂
の種類と膜厚によって大きく左右されるので、必要な耐
久性の程度と価格的要求に応じて膜厚を制御しうること
が望まれていたが、薄膜で被覆することが該発明で可能
となった。また、たとえば硬い樹脂などは、フィルムと
することはできるが折れ易く、一旦フィルムに形成した
後、金属板上に圧着することは困難であったが、この発
明では、溶融下、柔軟性を有する状態で被覆するので、
このような硬い樹脂でも使用が可能である。その他、フ
ィルム成形工程が省略されるため、価格の低下ともなる
利点がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開昭
57−203545号公報に開示された発明は樹脂が被
覆直後に冷却ロールにより冷却されるため、金属板の予
熱温度が低い場合には、密着性に優れた被覆金属板を製
造することができない。本発明は、このような問題点を
解決し、密着性、加工性、耐食性、外観に優れた熱可塑
性樹脂金属板の製造方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)巻付ロールに巻付けた、予熱してある金属板に、
圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間隙に、押
出機を経てTダイより溶融したポリエチレンテレフタレ
ート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆し、次いでこの
樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化させることのないように
65℃/分以上の冷却速度で冷却し、且つ冷却中に、融
−150℃以上の温度域で0.5秒以上保持すること
を特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法、
【0009】 (2)巻付ロールに巻付けた、予熱してあ
る金属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板
の間隙に、押出機を経てTダイより溶融したポリエチレ
ンテレフタレート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆
し、次いでこの樹脂被覆金属板を圧着ロールに巻付ける
ことなく通板し、また樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化さ
せることのないように65℃/分以上の冷却速度で冷却
し、且つ冷却中に、融点−150℃以上の温度域で0.
5秒以上保持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金
属板の製造方法、
【0010】 (3)巻付ロールに巻付けた、予熱してあ
る金属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板
の間隙に、押出機を経てTダイより溶融したポリエチレ
ンテレフタレート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆
し、次いでこの樹脂被覆金属板を圧着ロールに巻付けな
がら通板し、また樹脂被覆金属板を樹脂結晶化させる
ことのないように65℃/分以上の冷却速度で冷却し、
且つ冷却中に、融点−150℃以上の温度域で0.5秒
以上保持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板
の製造方法である。
【0011】 以下、本発明を図面を参照しつつ、詳細に
説明する。本発明では、まず金属基板として、屋根、
壁、間仕切り等の建材、自動車用材料、家庭電気製品の
材料、家具、缶等に使用される用途から板厚みの厚
い、鋼板、亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、錫め
っき鋼板、錫合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼
板、アルミニウム合金めっき鋼板またはステンレス板な
どが用いられる。さらにこの上に、0.1〜5μ程度の
化成処理層を有するものも含まれる。
【0012】 化成処理は、金属基板の耐食性、耐酸化性
および密着性を向上させるため、金属板の表面処理とし
て行われるもので、たとえば、リン酸亜鉛処理、リン酸
鉄処理、あるいは電解クロメート処理によって行われ
る。本発明で被覆に用いる樹脂は、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂ある。このポリエチレンテレフタレート
樹脂は特に耐酸性の用途に有効である。また、樹脂は単
層被覆でも、多層被覆でもよい。多層被覆の場合、たと
えば多層Tダイによって行
【0013】 つぎに製造工程を図面により説明する。金
属基板は、溶融樹脂を被覆するに先立って、予熱してお
く必要がある。たとえばポリエチレンテレフタレートの
場合、融点(255℃)−120℃以上(従って、13
5〜255℃程度)の予熱が好ましい。予熱をすること
によって樹脂の流動性が高まり密着性が向上する。予熱
を行わないとき、又は予熱温度が低いときは、特に冷却
ロールを使用した場合、樹脂の密着性が充分でなく、耐
食性に欠ける結果となる。
【0014】 予熱の温度は高い程、樹脂の流動性が高ま
るので好ましいが、高すぎると樹脂や接着剤が分解する
ので好ましくない。また、省エネルギーの観点からも好
ましくない。したがって、溶融樹脂の温度以下、好まし
くは、溶融樹脂の温度よりも50℃以上低い温度、通常
50〜230℃程度の予熱温度で行われる。
【0015】 図1、図7は、巻付けロール4に巻付けら
れた予熱された金属基板1の表面に圧着ロール5を圧接
し、その金属基板表面と圧着ロール5との界面に押出機
を経て、Tダイ2より溶融した熱可塑性樹脂フィルム3
を流下し、金属基板1に熱可塑性樹脂フィルムを塗覆装
する表面処理金属板製造方法を示したものである。
【0016】 図1は樹脂被覆後、圧着ロール5に巻き付
けることなく、巻付けロール4に巻付けて樹脂被覆金属
板を通板する方法を、図7は樹脂被覆後、圧着ロール5
に巻き付けながら樹脂被覆金属板を通板する方法を示し
たものである。この方法はフィルム厚や表面状態の調節
が容易である。たとえば、表面の光沢の調節や、表面に
エンボス模様を付すことも容易である。
【0017】 高温溶融樹脂3が被覆された金属基板1
は、冷却捲取りが行われる。冷却は、たとえば空冷後、
水スプレーを行ってもよく、又水冷槽をくぐらせても、
冷却ロールを通してもよい。このようにして、本発明の
表面処理金属板が得られるが、本発明においては、樹脂
を結晶させることなく結晶化しない冷却速度以上で冷却
し、且つ冷却中に樹脂の種類に応じた所定温度域で所定
時間樹脂被覆金属板を保持することによって密着性、加
工性、耐食性を向上させる。
【0018】 樹脂の結晶化の有無はX線回析、密度の測
定、樹脂の白濁などによって容易に判定することができ
る。樹脂の結晶化するフィルムに歪が発生し密着性が低
下するものと思われる。又結晶化により樹脂が脆くなり
加工性が低下する。又冷却中、冷却が必要以上に進行し
ないよう樹脂の融点以下所定温度以上で所定時間保持を
行う。
【0019】 たとえばポリエチレンテレフタレートにお
いては樹脂の融点(255℃)−150℃以上(従って
105〜255℃程度)で0.5秒以上保持することが
好ましい。この場合、高温保持されることにより樹脂の
流動性が高まり、拡散が進行して金属板との接着面積が
増加して密着性が向上するものと思われる。冷却パター
ンの概念図を図2に示す。
【0020】 以下実施例をもって具体的に説明する。
【実施例】図1、図7に示す外径300mmの1対のロ
ールを使用したラミネート金属板製造装置を使用して、
金属板として厚み0.2mmの電解クロム酸処理鋼板を
用い、この鋼板を予熱した後、上記鋼板と鋼板が巻き付
いていないロールとの界面に押出機を経て、Tダイより
ポリエチレンテレフタレートを溶融押出流下した。さら
にラミネートされた鋼板は圧接後に配置された空冷装置
により所定のパターンに冷却制御され、その後下流の冷
却装置により水スプレーで常温まで冷却され、乾燥した
から巻き取られた。
【0021】 なおこのポリエチレンテレフタレートは溶
融状態から65℃/分以上の冷却速度で冷却すると、結
晶化しない。またポリエチレンテレフタレートの融点は
255℃である。予熱温度、保持温度、保持時間、冷却
速度の影響を図3〜6に示した。なお、性能試験はつぎ
の通り行った。
【0022】 (1)密着性:被覆層に金属板まで達する
切り込みを入れ、被覆層を100mm/minで180
°剥離し、状態を観察した(実線)。 (2)加工性・耐食性は、口径D=60mmφ、高さH
=30mm、絞り比H/D=30/60でカップを形成
し、35℃、5%食塩水を1500時間噴霧し、腐食の
進行状況を観察した(点線)。 結果は次の基準によって示した。 ○‥‥非常に良好、△‥‥良好、×‥‥不良。
【0023】
【発明の効果】本発明により、密着性、加工性、耐食
性、外観に優れたラミネート金属板を製造することがで
きた。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属基板と圧着ロールとの界面に、溶融樹脂を
流下して、被覆を行う本発明方法の説明図。
【図2】冷却パターンの概略図。
【図3】予熱温度と密着性、加工性・耐食性の関係図。
【図4】保持温度と密着性、加工性・耐食性の関係図。
【図5】保持時間と密着性、加工性・耐食性の関係図。
【図6】冷却速度と密着性、加工性・耐食性の関係図。
【図7】金属基板と圧着ロールとの界面に、溶融樹脂を
流下して、被覆を行う本発明方法の説明図である。
【符号の説明】
1 金属板 2 Tダイ 3 熱可塑性樹脂 4 巻付けロール 5 圧着ロール 6 冷却装置 7 水スプレー冷却装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 9:00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
    属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
    隙に、押出機を経てTダイより溶融したポリエチレンテ
    レフタレート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆し、次
    いでこの樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化させることのな
    いように65℃/分以上の冷却速度で冷却し、且つ冷却
    中に、融点−150℃以上の温度域で0.5秒以上保持
    することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
    属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
    隙に、押出機を経てTダイより溶融したポリエチレンテ
    レフタレート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆し、次
    いでこの樹脂被覆金属板を圧着ロールに巻付けることな
    く通板し、また樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化させるこ
    のないように65℃/分以上の冷却速度で冷却し、且
    つ冷却中に、融点−150℃以上の温度域で0.5秒以
    上保持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
    属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
    隙に、押出機を経てTダイより溶融したポリエチレンテ
    レフタレート樹脂を流下して金属板に樹脂を被覆し、次
    いでこの樹脂被覆金属板を圧着ロールに巻付けながら通
    板し、また樹脂被覆金属板を樹脂結晶化させること
    ないように65℃/分以上の冷却速度で冷却し、且つ冷
    却中に、融点−150℃以上の温度域で0.5秒以上保
    持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造
    方法。
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