JP3020726B2 - 耐久性に優れるフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板 - Google Patents

耐久性に優れるフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板

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JP3020726B2
JP3020726B2 JP11134292A JP11134292A JP3020726B2 JP 3020726 B2 JP3020726 B2 JP 3020726B2 JP 11134292 A JP11134292 A JP 11134292A JP 11134292 A JP11134292 A JP 11134292A JP 3020726 B2 JP3020726 B2 JP 3020726B2
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安平 坂本
守倭 黒田
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川鉄鋼板株式会社
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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、主として、道路外装材
やビル外装材、屋根材などの建材用素材に用いられる,
耐久性に優れるフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】かかる樹脂フィルム積層鋼板は、積層さ
せる樹脂フィルムの種類によって、その樹脂特性に応じ
た広範囲な用途を持っており、例えば、建築物や家電,
車両,鋼製家具,器物などの幅広い分野で利用されてい
る。
【0003】ところで、この樹脂フィルム積層鋼板につ
いては、とくに耐候性のような耐久性が要求される分野
において、従来から市場要求はあるものの、実際には、
性能的にみて不十分なために実用に供されていないのが
実情である。
【0004】例えば、金属板上に、接着剤を介して、特
定の無機系防錆剤を含有する合成樹脂フィルムを貼着積
層した合成樹脂フィルム積層金属板(特開昭52−134686
号公報参照)がある。しかし、この既知の金属板は、ブ
リスターや錆の発生がなく耐食性に優れるものの、一方
では紫外線による劣化が著しく、数年の屋外耐久性しか
なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、樹脂フィルム積層鋼板の耐久性を改善すべく、フッ
素樹脂含有フィルムに関する従来の提案(特開昭61−83
49号公報他)で公開された樹脂フィルムを、亜鉛めっき
鋼板に接着剤を介して貼着積層し、樹脂フィルム積層鋼
板を作製して性能試験を行った。なお、この性能試験
は、紫外線や水分,温度などの要因を加味した促進耐候
性試験機(デューサイクルウエザーメーター)で試験を
繰り返し行うことによって、樹脂フィルムの耐久性を評
価した。
【0006】そして、この評価試験の結果、従来のフッ
素樹脂含有フィルム積層鋼板は、耐食性の点においては
良好な特性を示したが、耐候性が十分でなく、特に、太
陽光線や水分等による樹脂劣化がはげしく、樹脂フィル
ムに変色や白亜化を生じて、樹脂フィルムの耐久性が著
しく低下することが判明した。
【0007】それ故に、従来の樹脂フィルム被覆鋼板で
は、20〜30年という長期にわたる耐久性を得ることがで
きず、樹脂フィルムの素材改良が望まれていた。
【0008】本発明の目的は、長期耐久性に劣るという
従来樹脂フィルム被覆鋼板が抱える問題点を、被覆する
樹脂フィルムの素材を改良することにより解消し、20〜
30年という長期にわたる耐久性を有するフッ素樹脂含有
フィルム積層鋼板を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、めっき鋼
板に樹脂フィルムを積層させた製品について、それの耐
候性を向上させるべく鋭意研究を重ねた結果、次のよう
な事実を知見した。それは、フィルムの耐候性劣化は、
フィルム樹脂本来の性能のみに依存するだけではなく、
フィルム中に浸透した酸素や水分が、紫外線の照射によ
り反応し、その結果としてフィルムの劣化を招くという
ことを突き止めた。そして、さらに研究を進めた結果、
樹脂フィルム中に非晶質SiO2を添加することで、樹脂フ
ィルムへの酸素や水分の透過を著しく低下させることが
できることを知見し、本発明を完成させるに至った。
【0010】すなわち、本発明は、めっき鋼板の少なく
とも一方の面に、フッ化ビニリデン含有樹脂もしくはフ
ッ化ビニル樹脂100 重量部に対し、0.1 〜20重量部の非
晶質SiO2を添加してなる混合物のフッ素樹脂含有フィル
ムを、貼着積層してなる耐久性に優れるフッ素樹脂含有
フィルム積層鋼板である。
【0011】
【作用】本発明の特徴は、フッ素樹脂フィルム中に非晶
質SiO2を添加した混合物の樹脂フィルムを用いることに
より、この樹脂フィルム中への酸素や水分の透過・浸透
を抑制し、もって耐候性を向上させるようにした点にあ
る。このように、フッ素樹脂中に非晶質SiO2を添加する
と、この非晶質SiO2は、樹脂フィルム中においてフッ素
樹脂の結晶化を抑制し、ミクロ的に均一な組成を形成さ
せるように作用し、フィルムへの酸素や水分の透過・浸
透力を抑制するのである。
【0012】本発明は、フッ素樹脂中に加えるこの非晶
質SiO2の添加量は、フッ化ビニリデン含有樹脂もしくは
フッ化ビニル樹脂100 重量部に対し、外枠量で0.1 〜20
重量部の範囲とする。この理由は、非晶質SiO2の添加量
が0.1 重量部未満では、添加効果が少なく、酸素や水分
の透過を抑えることができない。一方、非晶質SiO2の添
加量が20重量部を超えると、酸素や水分の透過量が必要
以上に増加し、促進耐候性試験において短時間でフィル
ムの変色や白亜化が生じるからであり、さらに、フィル
ムの加工性が低下するために、めっき鋼板に接着して鋼
板を加工すると、加工部のフィルムが割れて耐食性が悪
くなるからである。
【0013】なお、この非晶質SiO2の形状は、粒径が小
さい程効果があり、粒子径が50nmを超えるとその効果が
十分に顕れず、却って必要以上の酸素や水分の透過を招
く結果となる。
【0014】本発明において、フッ素樹脂含有フィルム
の樹脂組成をフッ化ビニリデン含有樹脂もしくはフッ化
ビニル樹脂に限定した理由は、これらの樹脂は、フッ素
樹脂のうちで最もフィルム成形がし易い樹脂であり、し
かも、これらの購入価格が安く経済的にも有利であるか
らである。
【0015】上記フッ化ビニリデン含有樹脂からなるフ
ッ素樹脂含有フィルム積層鋼板は、単層の場合には、フ
ィルム密着性の面からアクリル樹脂とフッ化ビニリデン
樹脂を各々50重量部程度にする必要がある。このような
フィルムでは実用上は問題ないが、耐候性がフッ素フィ
ルムの下限領域であり、アクリル樹脂の添加量が50重量
部と少ないためにフィルム密着性も下限領域となるの
で、機能分担させるために、次のような2層のフィルム
層を設けてなることが好ましい。すなわち、上層フィル
ムは、フッ化ビニリデン樹脂80〜50重量部とメタアクリ
ル酸エステル樹脂20〜50重量部の混合物の層とし、ま
た、下層フィルムとしては、フッ化ビニリデン樹脂20〜
50重量部とメタアクリル酸エステル樹脂80〜50重量部の
混合物の層とする。
【0016】なお、このような2層フィルムの場合にあ
っては、上層フィルムは、フッ化ビニリデン樹脂の含有
量が80重量部を超えると、樹脂フィルム積層鋼板の耐候
性改善には有利であるが、前記鋼板の加工性が低下させ
て製造コストを高くする。一方、フッ化ビニリデン樹脂
の含有量が50重量部未満だと、この樹脂自体の耐候性が
低下し、それ故に耐候性に優れた樹脂フィルム積層鋼板
を得ることができない。
【0017】一方、下層フィルムについては、フッ化ビ
ニリデン樹脂の含有量が20重量部未満だと、鋼板との密
着性は向上するものの、上層フィルムとの相関密着性が
低下するが、このフッ化ビニリデン樹脂の含有量が50重
量部を超えると鋼板との密着性が低下する。
【0018】フッ素樹脂含有フィルム積層鋼板の素材と
しては、溶融亜鉛めっき鋼板や溶融Al−Zn合金めっき鋼
板、Al合金めっき鋼板などのめっき処理鋼板が好適であ
り、例えば、前記溶融Al−Zn合金めっき鋼板について
は、5%溶融Al−Zn合金めっき鋼板や55%溶融Al−Zn合
金めっき鋼板などを用いることができる。これらめっき
鋼板のめっき付着量は、特に限定する必要はなく、通常
市販されているめっき鋼板で十分である。
【0019】本発明においては、樹脂フィルムを着色し
て使用することもできる。このような着色顔料として
は、耐候性の面から、無機系顔料が好適に用いられる。
この無機系顔料は紫外線に対し安定しており、紫外線に
よる劣化を生じ難く、しかも、フッ素樹脂に対して安定
で、紫外線による樹脂の劣化に全く悪影響を及ぼさな
い。一方、有機系顔料は紫外線により短期間で劣化し、
劣化して生じた生成物はフッ素樹脂の劣化を促進する。
このため、耐久性向上には無機系顔料での着色が必要で
ある。この無機系顔料としては、一般に市販されてい
る、TiO2・ Sb2O3・ BaO・NiO ・Cr2O3 を主成分とする
チタンイエロー系や ZnO・ Fe2O3・Cr2O3 を主成分とす
る亜鉛−鉄系ブラウン系、CoO ・ Al2O3・Cr2O3 を主成
分とするコバルトブルー系、TiO2・CoO ・NiO ・ZnO を
主成分とするグリーン系、CuO ・ Cr2O3およびCuO ・ F
e2O3・ Mn2O3を主成分とする黒色系などの各種無機系顔
料を用いることができる。
【0020】この着色顔料の添加量は、調色により異な
るが、一般的には樹脂成分100 重量部に対し5〜30重量
部が好ましい。
【0021】
【実施例】
(実施例1〜7,比較例1〜2)燐酸亜鉛処理を施した
溶融溶融亜鉛めっき鋼板の表面に、ロールコーターで、
アクリル系接着剤を塗布して、表1に示す仕様のフッ素
樹脂系フィルムを熱ロールで圧着し、フッ素樹脂含有フ
ィルム積層鋼板を作製した。
【0022】(実施例8〜10,比較例3〜4)燐酸亜鉛
処理を施した5%Al−Zn合金めっき鋼板の表面に、ロー
ルコーターで、アクリル系接着剤を塗布して、表1に示
す仕様のフッ素樹脂系フィルムを熱ロールで圧着し、フ
ッ素樹脂含有フィルム積層鋼板を作製した。
【0023】(実施例11〜13,比較例5〜6)塗布型ク
ロメートを施した55%Al−Zn合金めっき鋼板の表面に、
ロールコーターで、アクリル系接着剤を塗布して、表1
に示す仕様のフッ素樹脂系フィルムを熱ロールで圧着
し、フッ素樹脂含有フィルム積層鋼板を作製した。な
お、実施例1〜13では、粒子径が20〜45nmの非晶質SiO2
を使用した。
【0024】このようにして得られた各種樹脂フィルム
積層鋼板の性能試験を、後述する性能試験項目と試験方
法にしたがって行った。この試験結果を表2に示す。こ
の表に示す結果から明らかなように、本発明にかかるフ
ッ素樹脂含有フィルム積層鋼板は、従来の樹脂フィルム
積層鋼板に比較して、耐食性、耐候性が優れるのみでな
く、促進耐候性試験後の皮膜密着性にも著しく優れるこ
とが判った。
【0025】(性能試験項目と試験方法) 〔皮膜密着性試験〕樹脂フィルム積層鋼板のフィルムに
カッターナイフを用いて素地に達するまで5mm角の井桁
疵をいれ、次いで井桁の中心にエクセリン試験機で6mm
の張出を行い、井桁張出部のフィルムの剥離状態を観察
した。 判定: ◎ 剥離なし 〇 井桁の角の一部が剥離 ▲ 井桁の1/3が剥離 × 井桁の1/2以上が剥離 〔耐食性試験〕 70×150mm の試験片を作製し、この試験片の皮膜にカッ
ターナイフを用いて素地に達する疵をX印にいれ、次い
で塩水噴霧試験(JIS Z2371 )に投入し、4000時間の試
験経過後に、白錆やブリスターの発生状況を調べた。 判定: 白錆 → 5 白錆の発生なし 4 5%以下の白錆の発生 3 6〜20%の白錆の発生 2 21〜50%の白錆の発生 1 50%以上の白錆の発生 ブリスター →発生幅で表示、幅の小さい程耐食性に優
れる 〔耐候性試験〕 70×150mm の試験片を作製し、この試験片の皮膜にカッ
ターナイフを用いて素地に達する疵をX印にいれ、次い
でデューサイクルウェザーメーター試験機に投入し、40
00時間の耐候性試験を行った。この試験の評価は、平面
部での色差や光沢残存率の測定、ならびにX印部をテー
プ剥離することによる皮膜の密着性劣化を調査した。 判定: 色差 →ΔE 数値が小さい程耐候性に
優れる 光沢残存率 →GR 初期光沢度に対する% 数値が100 に近い程耐候性に優れる 密着劣化試験 →〇 皮膜の剥離なし △ 一部皮膜剥離 × 皮膜が著しく剥離
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂フィルム中に非晶質SiO2を添加したことで、樹脂フ
ィルムへの酸素や水分の透過・浸透を抑制することがで
き、ひいては、耐食性、耐候性が優れるのみでなく、促
進耐候性試験後の皮膜密着性にも著しく優れる、長期耐
久性に優れたフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板を容易に
得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 15/08 B32B 27/20 C08K 3/36 C08L 27/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 めっき鋼板の少なくとも一方の面に、フ
    ッ化ビニリデン含有樹脂もしくはフッ化ビニル樹脂100
    重量部に対し、0.1 〜20重量部の非晶質SiO2を添加して
    なる混合物のフッ素樹脂含有フィルムを、貼着積層して
    なる耐久性に優れるフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板。
  2. 【請求項2】 上記フッ素樹脂含有フィルムが、無機系
    顔料で着色されていることを特徴とする請求項1に記載
    の耐久性に優れるフッ素樹脂含有フィルム積層鋼板。
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