JP3051805B2 - ラミネート金属板の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラミネート金属板の製法
に関する。さらに詳しくは、たとえば建築材料、自動車
用内装材、家庭電気機器用材料、家具調度品用材料、缶
用材料などとして好適に使用しうるラミネート金属板の
製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂が被覆された表面処理金
属板としては、熱硬化アクリル樹脂塗料やポリエステル
樹脂塗料が塗布されたカラー鋼板や、樹脂フィルムがラ
ミネートされたラミネート鋼板が知られている。これら
のラミネート鋼板は、美麗な色彩、外観および耐食性を
有することから、建築材料、自動車用内装材、家庭電気
機器用材料、家具調度品用材料などの用途に広範囲に用
いられている。

【０００３】しかしながら、塗料が塗布されたカラー鋼
板においては、塗料に用いられる樹脂として、塗装作業
性を考慮して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
属基板上での流動が充分でないのみならず、形成された
塗膜は耐久性に欠けるという欠点があった。

【０００４】一方、樹脂フィルムがラミネートされたラ
ミネート鋼板には、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、フ
ッ素樹脂などの高分子量化された樹脂を押出成形によっ
てえられたフィルムが用いられているので、分子量は、
塗料用樹脂よりもはるかに高く、基板上の塗膜の耐久性
は、塗料を塗布したばあいのたとえば３〜５年に比べて
10〜20年程度と格段にすぐれるという利点がある。

【０００５】しかしながら、前記樹脂フィルムがラミネ
ートされたラミネート鋼板には、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
にしわが生じるなどの現象が現れるので、フィルムの厚
さは通常50μｍ程度が限度とされ、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となり、
一旦フィルムとして成形されるため、フィルム形成能
上、使用樹脂に制約があるなどの問題点がある。

【０００６】ところで、美麗な外観を有し、従来のカラ
ー鋼板やラミネート鋼板と比べて、より密着性、耐食性
にすぐれたラミネート金属板の製法としては、たとえば
加熱ロールで金属基板を50〜170 ℃に予熱したのち、冷
却ロールに送入させる際に、冷却ロールと加熱ロールに
よって予熱された金属基板とのあいだに溶融樹脂を押出
し、ついで押出された溶融樹脂を冷却ロールで冷却する
とともに金属基板に圧着させる方法が提案されている
（特開昭５７−２０３５４５号公報）。

【０００７】しかしながら、かかる方法には、押出ラミ
ネーション法が採用されているため、Ｔダイのスリット
開口部から流下する溶融状態の熱可塑性樹脂膜には、開
口部から流下するにしたがって幅狭まり（ネックイン）
が生じ、該熱可塑性樹脂膜の中央部では膜厚がほぼ均一
であるが、両端部では膜厚が大きくなり、えられるラミ
ネート金属板の幅方向における樹脂膜の膜厚が不均一と
なるという問題がある。

【０００８】かかる問題を解決する方法としては、Ｔダ
イのスリット開口部から流下して形成された熱可塑性樹
脂膜の幅を金属基材の幅よりも大きくして被覆（オーバ
ーコート）する方法が提案されているが、かかる方法に
は、オーバーコートされた樹脂が巻付ロールや圧着ロー
ルに付着し、操業不能に陥るという欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、オーバーコートした樹
脂が巻付ロールや圧着ロールに付着して操業不能になる
ことがなく、効率よくラミネート金属板を製造しうる方
法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は予熱
された金属板を巻付ロールに巻付け、該巻付ロールと圧
着ロールに圧接させ、圧着ロールと金属板との間隙に溶
融した熱可塑性樹脂膜をＴダイから流下させ、金属板に
熱可塑性樹脂膜を被覆させてラミネート金属板を製造す
る方法において、前記溶融した熱可塑性樹脂膜の幅を前
記金属板の幅よりも大きくし、前記熱可塑性樹脂膜の幅
方向において厚さがほぼ均一な中央部で前記金属板を被
覆し、前記金属板にオーバーコートされた熱可塑性樹脂
膜を、ロール表面に開孔を有する巻付ロールで圧着ロー
ルとの圧接部近傍で吸引することを特徴とするラミネー
ト金属板の製法に関する。

【００１１】

【作用および実施例】本発明の製法は、前記したよう
に、予熱された金属板を巻付ロールに巻付け、該巻付ロ
ールおよび圧着ロールに圧接させ、圧着ロールと金属板
との間隙に溶融した熱可塑性樹脂膜をＴダイから流下さ
せ、金属板に熱可塑性樹脂膜を被覆させてラミネート金
属板を製造するに際して、前記溶融した熱可塑性樹脂膜
の幅を前記金属板の幅よりも大きくし、前記熱可塑性樹
脂膜の幅方向において厚さがほぼ均一な中央部で前記金
属板を被覆し、前記金属板にオーバーコートされた熱可
塑性樹脂膜を、ロール表面に開孔を有する巻付ロールで
圧着ロールとの圧接部近傍で吸引することを特徴とする
ものである。

【００１２】本発明に用いられる金属板としては、たと
えば屋根、壁、間仕切りなどの建材、自動車用内装材用
材料、家庭電気機器用材料、家具調度品材料、缶用材料
などに用いられている金属材、たとえば鋼板、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、ステンレス鋼板などがあげられるが、本発
明はかかる例示のみに限定されるものではない。

【００１３】なお、本発明においては、金属板上には化
成処理層が設けられていてもよい。かかる化成処理層
は、金属板の耐食性、金属板と熱可塑性樹脂膜との密着
性などを向上させるために、たとえばリン酸亜鉛、リン
酸鉄、リン酸クロメートなどを用いて処理することによ
って形成され、かかる化成処理層の厚さは、通常0.1 〜
５μｍ程度であればよい。

【００１４】また、本発明においては、前記金属板上に
は、直接または前記化成処理層を介して接着剤層が設け
られていてもよい。かかる接着剤層は、金層板と熱可塑
性樹脂膜との密着性を向上させるために形成される。該
接着剤層に用いられる接着剤としては、たとえば変性ポ
リエチレン、変性エポキシ樹脂、変性ビニル樹脂などの
官能基を有する接着性熱可塑性樹脂などがあげられる
が、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではな
い。前記接着材層の厚さは、とくに限定がなく、通常数
μｍ程度以上であればよい。

【００１５】本発明で被覆に用いられる熱可塑性樹脂と
しては、たとえばポリエチレンテレフタレートなどのポ
リエステル；エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−
ペンテンなどのホモポリマーまたはコポリマーからなる
ポリオレフィンや変性ポリオレフィン；（メタ）アクリ
ル酸、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル
アミドなどのホモポリマーまたはコポリマーからなるア
クリル樹脂；ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロ
ン−６，10、ナイロン−11などのポリアミド；ポリ塩化
ビニル；三フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン樹
脂、六フッ化エチレン−プロピレン樹脂、フッ化ビニル
樹脂、フッ化ビニリデン樹脂などのフッ素樹脂；ポリカ
ーボネート；ポリスチレン系樹脂；ＡＢＳ樹脂；塩素化
ポリエーテル；ウレタン樹脂などがあげられるが、本発
明はかかる例示のみに限定されるものではない。なお、
これらの熱可塑性樹脂には、必要により、たとえば老化
防止剤、改質剤、顔料をはじめ、アミノ樹脂やエポキシ
樹脂などを適宜配合することができる。

【００１６】つぎに、本発明のラミネート金属板の製法
を図面にもとづいて説明する。

【００１７】図１は、本発明のラミネート金属板の製法
の一実施態様を示す概略説明図である。

【００１８】図１において、巻付ロール１および圧着ロ
ール２からなる一対のロール上にＴダイ３が設けられて
いる。

【００１９】あらかじめ加熱によって溶融された熱可塑
性樹脂を、Ｔダイ３を介して熱可塑性樹脂膜５としたの
ち、巻付ロール１および圧着ロール２で圧接させ、予熱
された金属板４の一方表面と圧着ロール２との界面に流
下させる。

【００２０】巻付ロール１と圧着ロール２で予熱された
金属板４を圧接する際の圧力は、とくに限定がないが、
たとえば0.2 〜10kg／cm程度であればよい。

【００２１】予熱された金属板４の予熱温度は、前記熱
可塑性樹脂の種類によって異なるので一概には決定する
ことができないが、あまりにも低いばあいには、前記熱
可塑性樹脂膜５と金属板４との接着強度が充分でなくな
り、またあまりにも高いばあいには、前記熱可塑性樹脂
が分解するようになるのみならず、省エネルギーの観点
からも好ましくない。

【００２２】したがって、前記予熱温度の一例として、
前記熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレートである
ばあい、該予熱温度は140 ℃〜溶融押出時の樹脂温度で
あることが好ましく、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレ
ンであるばあい、該予熱温度は100 ℃〜溶融押出時の樹
脂温度であることが好ましく、また前記熱可塑性樹脂が
ポリエチレンであるばあい、該予熱温度は90℃〜溶融押
出時の樹脂温度であることが好ましい。

【００２３】予熱された金属板４の一方表面と圧着ロー
ル２との界面に流下させた熱可塑性樹脂膜５は、巻付ロ
ール１と圧着ロール２のあいだで金属板４に密着する。
この際、流下させる熱可塑性樹脂膜５の押出量や金属板
４のラインスピードを調整することにより、形成される
熱可塑性樹脂膜５の厚さを調節することができる。かか
る熱可塑性樹脂膜５の厚さは、えられるラミネート金属
板の用途などによって異なるので一概には決定すること
ができないが、通常10〜200 μｍ程度、なかんづく20〜
100 μｍ程度であることが好ましい。

【００２４】なお、本発明においては、熱可塑性樹脂膜
５に凹凸形状を付与させるために、前記圧着ロール２と
してエンボスロールを用いることができる。

【００２５】Ｔダイ３から流下させた熱可塑性樹脂膜５
には、前記したように、ネックインが生じており、該熱
可塑性樹脂膜５の中央部近傍では膜厚がほぼ均一である
が、両端部では膜厚が大きくなっている。

【００２６】したがって、本発明においては、熱可塑性
樹脂膜５の幅を金属板４の幅よりも大きくし、前記熱可
塑性樹脂膜５の幅方向において厚さがほぼ均一な中央部
で金属板４を被覆する。前記熱可塑性樹脂膜５の幅には
とくに限定がなく、該熱可塑性樹脂膜５の膜厚がほぼ均
一な部分で金属板４が被覆されるかぎり任意である。

【００２７】つぎに、金属板４にオーバーコートされた
熱可塑性樹脂膜５を、巻付ロール１の表面に設けられた
開孔で、圧着ロール２との圧接部近傍で吸引する。

【００２８】図２は、巻付ロール１と圧着ロール２のあ
いだに熱可塑性樹脂膜５および金属板４が送入され、該
熱可塑性樹脂膜５と金属板４とが圧接されたときの概略
説明図である。

【００２９】巻付ロール１の幅は、オーバーコートされ
た熱可塑性樹脂膜５を該巻付ロール１に吸引させるため
に、該熱可塑性樹脂膜５の幅よりも大きくなるように設
定することが好ましい。巻付ロール１の表面には、金属
板４にオーバーコートされた熱可塑性樹脂膜５を吸引さ
せるために、開孔６が複数設けられている。かかる開孔
６の径は、とくに限定がないが、あまりにも小さいばあ
いには、圧接により熱可塑性樹脂膜５が孔内に押し込ま
れるようになり、またあまりにも大きいばあいには、該
開孔６内に熱可塑性樹脂膜５が吸い込まれるようになる
ので、通常５〜10mm程度であることが好ましい。また、
開孔６の数は、熱可塑性樹脂膜５が巻付ロール１に充分
に吸引されるかぎり任意である。開孔６が設けられる位
置は、少なくとも金属板４の端部からオーバーコートさ
れた熱可塑性樹脂膜５の端部までのあいだであればよ
い。

【００３０】なお、金属板４にオーバーコートされた熱
可塑性樹脂膜５を、巻付ロール１の表面に設けられた開
孔６で吸引する際の位置は、巻付ロール１と圧着ロール
２とのあいだで金属板４と熱可塑性樹脂膜５とが圧接さ
れた圧接部近傍、なかんづく金属板４と熱可塑性樹脂膜
５の圧接位置よりも後方部となるように設定される。

【００３１】このように、オーバーコートされた熱可塑
性樹脂膜５は、巻付ロール１の表面の開孔６から吸引さ
れるので、かかる熱可塑性樹脂膜５が圧着ロール２に付
着するのが防止される。

【００３２】また、巻付ロール１の表面には、開孔６が
設けられているので、かかる開孔６の面積分だけ熱可塑
性樹脂膜５の巻付ロール１への被覆面積が減少されるた
め、その分だけ熱可塑性樹脂膜５の巻付ロール１表面へ
の付着力が減少し、巻付ロール１にオーバーコートされ
た熱可塑性樹脂膜５が巻付かず、該熱可塑性樹脂膜５を
容易に剥離させることができる。

【００３３】また、本発明においては、図１に示される
ように、巻付ロール１の金属板４が巻付けられていない
ロール表面において、熱可塑性樹脂膜５がオーバーコー
トされる幅方向両端部をあらかじめ冷却ロール７を用い
て冷却させたばあい、オーバーコートされた熱可塑性樹
脂膜５と巻付ロール１との密着力が低下し、また該熱可
塑性樹脂膜５の冷却と固化が促進されるので、巻付ロー
ル１からオーバーコートされた熱可塑性樹脂膜５を剥離
させるのが容易となる。

【００３４】また、前記冷却ロール７を用いるかわり
に、巻付ロール１の熱可塑性樹脂膜５がオーバーコート
される幅方向両端部をあらかじめ冷却媒体と接触させて
もよい。前記冷却媒体としては、たとえば空気、水、水
と空気とを混合した気水（霧状）、液体チッ素などが経
済性や冷却能力の面で好ましい。巻付ロール１に冷却媒
体を接触させる方法としては、たとえば図１に示される
ように、冷却ノズル８を介して冷却媒体を巻付ロール１
に噴射させる方法などがあげられるが、本発明はかかる
例示のみに限定されるものではない。

【００３５】さらに、本発明においては、オーバーコー
トされた熱可塑性樹脂膜５を冷却することにより、樹脂
の冷却と固化を促進させ、巻付ロール１表面とオーバー
コートされた熱可塑性樹脂膜５との密着力を低下させ、
巻付ロール１から該熱可塑性樹脂膜５を容易に剥離させ
ることができるようにするために、たとえば図１に示さ
れるように、金属板４と熱可塑性樹脂膜５の圧接位置よ
りも後方部の巻付ロール１上で、熱可塑性樹脂膜５がオ
ーバーコートされた部分に冷却ロール９を圧接させた
り、また冷却ノズル10などを用いて冷却媒体を接触させ
ることにより、冷却することが好ましい。

【００３６】つぎに本発明のラミネート金属板の製法を
実施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明は
かかる実施例のみに限定されるものではない。

【００３７】実施例１ 図１に示されたラミネート金属板の製造装置を用いた。

【００３８】一対のロールとして、外径が300mm の巻付
ロール１および外径が300mm の圧着ロール２を用いた。

【００３９】金属板４として、厚さ0.2mm 、幅800mm の
電解クロム酸処理鋼板を用いた。

【００４０】まず、電解クロム酸処理鋼板を180 ℃に予
熱したのち、電解クロム酸処理鋼板と圧着ロール２との
界面に、押出機を用いてＴダイより溶融したポリエチレ
ンテレフタレート（280 ℃）を溶融押出し、流下させ、
ポリエチレンテレフタレート膜の厚さが50μｍとなるよ
うに調整し、ラインスピード15ｍ／分で搬送させた。な
お、ポリエチレンテレフタレート膜を鋼板の端部より片
側40mmずつオーバーコートさせた。

【００４１】つぎに、電解クロム酸処理鋼板とポリエチ
レンテレフタレート膜との圧接点から下流に約10〜30mm
にわたって、巻付ロール１に設けられた開孔（径８mm）
にエアーを吸引させることによってオーバーコートされ
たポリエチレンテレフタレート膜を巻付ロール１に吸引
してラミネート金属板を作製した。

【００４２】このとき、オーバーコートされたポリエチ
レンテレフタレート膜が巻付ロール１および圧着ロール
２に巻付くことがなく、安定して運転することができる
ことが確認された。

【００４３】比較例１ 実施例１において、巻付ロール１に設けられた開孔にエ
アーを吸引させることによってオーバーコートされたポ
リエチレンテレフタレート膜を巻付ロールに吸引すると
いう手段を用いなかったほかは、実施例１と同様にして
ラミネート金属板の作製を試みた。

【００４４】このとき、オーバーコートしたポリエチレ
ンテレフタレート膜は、圧着ロールに付着し、操業が不
能になった。

【００４５】実施例２ 実施例１において、図１に示されるように、銅製の冷却
ロール（外径50mm、幅40mm、冷却媒体25℃の水）７およ
び冷却ノズル（冷却媒体空気）８を用いて巻付ロール１
のオーバーコートしたポリエチレンテレフタレート膜５
が接触する部分を冷却し、また銅製の冷却ロール（外径
50mm、幅40mm、冷却媒体25℃の水）９および冷却ノズル
（冷却媒体空気）10を用いてオーバーコートされたポリ
エチレンテレフタレート膜５を冷却したほかは、実施例
１と同様にしてラミネート金属板を作製した。

【００４６】このとき、オーバーコートされたポリエチ
レンテレフタレート膜は、巻付ロール１および圧着ロー
ル２に巻付くことがなく、安定して運転することができ
ることが確認された。

【００４７】つぎに、ラインスピードを15ｍ／分から70
ｍ／分に変更して操業を行なったところ、オーバーコー
トされたポリエチレンテレフタレート膜が巻付ロール１
および圧着ロール２に巻付くことがなく、安定して運転
することができた。このことから、冷却ロール７、９、
冷却ノズル８、10を用いて冷却を行なったばあいには、
さらに効率よくラミネート金属板をうることができるこ
とがわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の製法によれば、金属板にオーバ
ーコートされた熱可塑性樹脂膜が巻付ロールや圧着ロー
ルに付着することがなく、効率よくラミネート金属板を
製造しうるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラミネート金属板の製法の一実施態様
を示す概略説明図である。

【図２】本発明のラミネート金属板の製法において、熱
可塑性樹脂膜と金属板とが圧接されたときの概略説明図
である。

【符号の説明】

１ 巻付ロール ２ 圧着ロール ３ Ｔダイ ４ 金属板 ５ 熱可塑性樹脂膜 ６ 開孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−293835（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−297576（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−320625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−127331（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 65/00 - 65/78 B32B 31/00 - 31/30 B32B 15/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予熱された金属板を巻付ロールに巻付
   け、該巻付ロールと圧着ロールに圧接させ、圧着ロール
   と金属板との間隙に溶融した熱可塑性樹脂膜をＴダイか
   ら流下させ、金属板に熱可塑性樹脂膜を被覆させてラミ
   ネート金属板を製造する方法において、前記溶融した熱
   可塑性樹脂膜の幅を前記金属板の幅よりも大きくし、前
   記熱可塑性樹脂膜の幅方向において厚さがほぼ均一な中
   央部で前記金属板を被覆し、前記金属板にオーバーコー
   トされた熱可塑性樹脂膜を、ロール表面に開孔を有する
   巻付ロールで圧着ロールとの圧接部近傍で吸引すること
   を特徴とするラミネート金属板の製法。
2. 【請求項２】 前記巻付ロールの熱可塑性樹脂膜がオー
   バーコートされる幅方向両端部をあらかじめ冷却ロール
   で冷却する請求項１記載のラミネート金属板の製法。
3. 【請求項３】 前記巻付ロールの熱可塑性樹脂膜がオー
   バーコートされる幅方向両端部をあらかじめ冷却媒体と
   接触させて冷却する請求項１記載のラミネート金属板の
   製法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂膜がオーバーコートされた
   部分に冷却ロールを圧接させる請求項１、２または３記
   載のラミネート金属板の製法。
5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂膜のオーバーコートされた
   部分に冷却媒体を接触させて冷却する請求項１、２また
   は３記載のラミネート金属板の製法。