JP3377765B2 - 静電植毛鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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-
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Description
基板として使用し、その基板上に防錆顔料を含有する合
成樹脂等から成る予備被覆層(プライマー)を設けるこ
となしに、その基板上に植毛植え付け層が直接設けら
れ、その植え付け層に短繊維の静電植毛層が設けられた
植毛鋼板及びそれを製造する方法に関するものである。
等の基板との接着強度に優れ、且つその柔軟性も高いの
で、植毛された基板を成形加工(プレス、フォーミング
等)する際に、その植え付け層に破壊、亀裂又は脱離が
生じないものである。
販されている亜鉛めっき鋼板等の表面処理鋼板を使用
し、それに静電植毛することにより、結露防止ダクト、
結露防止パネル等の建材製品、厨房機器、電機機器、事
務用機器、自動車用部品、玩具、容器、ケーシングなど
の素材として使用することができる。
の表面を脱脂処理後、クロム酸系化成処理することによ
り鋼板とポリエステル合成樹脂との密着性を高めた後
に、この表面処理した鋼板上に防錆顔料を含有するポリ
エステル合成樹脂層を設け、その樹脂層の一部又は全面
に、絞り加工や折り曲げ加工時に破壊、亀裂又は脱離が
生じない柔軟性を有する反応性アクリル系接着剤層を設
け、この接着剤層上に合成樹脂パイルを静電植毛するこ
とよりなる成形加工用植毛鋼板が知られている。(例え
ば、特公昭62−27864号公報)。
鋼、鋼管、矢板又は鋼板の表面をショットブラスト、グ
ラインダー、ベルトサンダー等により除錆処理した後
に、アクリルウレタン系接着剤を塗布し、それが未硬化
状態のうちに非金属繊維を植毛することからなる植毛鋼
材及びその製造方法が知られている(例えば、特開平5
−138813号公報)。
ロム酸又はリン酸クロムで処理して化成被膜を形成し、
この被膜にアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムエ
マルジョンからなる接着剤を塗布し、これにナイロンパ
イル等の繊維を植毛することが知られている(特開昭4
7−34778号公報)
るウェザーストリップ部材の静電植毛用接着剤に関する
従来技術としては、その成分組成がエチレン−酢酸ビニ
ル系共重合体100重量部に対し、無黄変型ウレタンプ
レポリマー(このポリマーは、非黄変型ポリイソシアネ
ート樹脂で、エチレン−酢酸ビニル系共重合体の硬化剤
として使用される)1−30重量部、グリシジル系シラ
ンカップリング剤0.1−5重量部、漏れ剤0.01−
5重量部配合したものが知られている(特開平6−14
5635号公報)。
に、水性エポキシ変性ポリウレタン樹脂、水性酸性ブラ
ック染料、消泡剤及びPH調整剤からなる植毛接着水性
塗料組成物から形成された植毛植付層を設け、その植毛
層に有機短繊維からなる静電植毛層が形成された静電植
毛鋼板を提案している(特開平10−258472号公
報)。
は、防錆顔料等を含有するポリエステル合成樹脂等の予
備的中間層(プライマー)を設けるなどの余計な工程を
省略できるものであるが、高価な樹脂材料であるポリウ
レタン樹脂を使用する必要があり経済性に問題があっ
た。また、植毛接着水性塗料組成物にポリウレタン樹脂
を使用した場合は、その植毛接着水性塗料組成物を乾燥
させるときに水以外の分散溶媒が分離されるため、この
分散溶媒を回収するための手段が必要となり、装置が大
がかりとなるなどの不具合があった。
亜鉛めっき鋼板(クロメート処理或いはクロムを含まな
い有機もしくは無機複合被膜を施した商品を含む)等の
表面処理鋼板を基板として使用し、その基板表面に、従
来技術における防錆顔料等を含有するポリエステル合成
樹脂等の予備的中間層(プライマー)を設けることなし
に、限定された水性エマルジョン樹脂を主成分とすると
する植毛用水性接着剤組成物からなる植毛植え付け層が
鋼板等の基板上に直接設けられ、この植え付け層に短繊
維が静電植毛された静電植毛鋼板、及びそれを安価に製
造する方法を提供するものである。
えばNメチルピロリドン等の水以外の分散溶媒を含有す
る水性ポリウレタン樹脂を使わずに、ガラス転移温度が
−40〜40℃と限定された水性エマルジョン樹脂を主
成分とする植毛用水性接着剤組成物からなる植毛植え付
け層が鋼板等の基板上に直接設けられ、この植え付け層
に短繊維が静電植毛された植毛鋼板、及びそれを安価に
製造する方法である。
水性接着剤組成物の主成分のエマルジョン樹脂とは、ア
クリル系エマルジョン、エチレンー酢酸ビニル系エマル
ジョン樹脂が主に使用されるが、他のエマルジョン樹
脂、例えばスチレンーブタジェンで代表される合成ゴム
系エマルジョン、塩化ビニル系エマルジョン、塩化ビニ
リデン系エマルジョン、アルキツド樹脂系エマルジョ
ン、ポリエステル系エマルジョン、フェノール樹脂系エ
マルジョン及びこれらの共重合体エマルジョンも使用可
能であり、主成分樹脂のがラス転移温度は−40〜40
℃に限定される。
は、必要に応じ上記エマルジョン樹脂100重量部に対
して、水性着色顔料分散液0〜20重量部、消泡剤0〜
3重量部、PH調製剤0〜5重量部、架橋剤0〜25重
量部、増粘剤0〜10重量部、水溶性樹脂0〜20重量
部、ガラス転移温度が限定範囲以外のエマルジョン樹脂
を適宜混合する。
元が植毛植え付け層の途中で止まった状態で植毛され、
この短繊維が植毛植え付け層を突き抜けて基材である表
面処理鋼板の表面に接触することがないように、植毛時
の電圧が10〜80KVで制御されるか、または植毛用
水性接着剤組成物の粘度は植毛時に200〜20000
cps/25°Cになるよう調整される。
水性接着剤組成物からなる植毛植え付け層は、鋼板等の
基板との接着強度に優れ、且つその柔軟性が高いので、
植毛された基板を成形加工(プレス、フォーミング等)
する際に、その植え付け層に破壊、亀裂又は脱離が生じ
ないものである。又、植毛された短繊維がその加工時に
脱落することがないという優れた植毛接着性をも有す
る。
としては、溶融亜鉛めっき鋼板、合金系溶融めっき鋼
板、電気亜鉛めっき鋼板、合金電気めっき鋼板、プレコ
ート鋼板等がある。ここでいう亜鉛めっき鋼板には、ク
ロメート処理或いはクロムを含まない有機もしくは無機
複合被膜を施した商品を含む。又、植毛植え付け層に静
電植毛される短繊維としては、例えば再生繊維、半合成
繊維、合成繊維などの化学繊維、又は植物繊維、動物繊
維、炭素繊維、ガラス繊維等の天然繊維が使用され、有
機繊維、無機繊維を問わない。
水性接着剤組成物は、アクリルエマルジョンとしては、
例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタ
クリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、
メタクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシルプロピル、メ
タクリル酸グリシジル、アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、ア
クリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブ
チル、アクリル酸アミド、N−メチロールアクリルアミ
ド、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリル
アミド、スチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等のモノマーが従
来公知の方法で、乳化共重合して得られるエマルジョン
として挙げられる。
来公知の乳化共重合、あるいは熟可塑性樹脂であるエチ
レンー酢酸ビニル樹脂を加温溶解させ、公知の方法で水
中に乳化して得られるエマルジョンである。他のエマル
ジョンも公知の方法で得られるエマルジョンである。
液[具体的使用品名例:アクアファインカラー(大日精
化工業社製)]、消泡剤[具体的商品名例:デフォーマ
ー(サンノプコ社製)]、3級アミン等のPH調整剤、
エマルジョン樹脂の官能基との選択された水性架橋剤
[オキサゾリンペンダント樹脂、エチレンイミン化合
物、カルボジイミド化合物、メラミン樹脂、エポキシ樹
脂、アミノ樹脂、ブロックイソシアネート化合物、金属
塩化合物等]、増粘剤「具体的使用品名例:プライマル
(ロ―ム・アンド・ハース社製)、水溶性樹脂〔アルキ
ド樹脂系、アクリル樹脂系、スチレン樹脂系、エポキシ
樹脂系、セルロース樹脂系等]が必要に応じて加えられ
る。
の成分組成は、転移温度が−40〜40℃に限定された
エマルジョン樹脂100重量部に対して、水性着色顔料
分散液0〜20重量部、消泡剤0〜3重量部、PH調製
剤0〜5重量部、架橋剤0〜25重量部、増粘剤0〜1
0重量部、水溶性樹脂0〜20重量部、ガラス転移温度
が限定範囲以外のエマルジョン樹脂を適宜混合してな
る。これらを配合する際には、ディスパーで5−10分
間攪拌し、最終的にはPH値を7.0−9.0に調整す
る。製造直後には泡の発生があるが、製造後2−3時間
経過した後で使用する。なお、上記転移温度が−40〜
40℃に限定されたエマルジョン樹脂としては、アクリ
ル系エマルジョン、エチレンー酢酸ビニル系エマルジョ
ン樹脂を主として使用する。もっとも、他のエマルジョ
ン樹脂、例えばスチレンーブタジェンで代表される合成
ゴム系エマルジョン、塩化ビニル系エマルジョン、塩化
ビニリデン系エマルジョン、アルキッド樹脂系エマルジ
ョン、ポワエステル系エマルジョン、フェノール樹脂系
エマルジョン及びこれらの共重合体エマルジョンも使用
可能である。
0℃に限定されたエマルジョン樹脂からなる水性樹脂が
使用される。このエマルジョン樹脂水性樹脂は、通常、
有機樹脂粒子径が0.1μm以上あり、水中に粒子径
0.01−O.1μmの有機樹脂の粒子を浮遊させるこ
とができ、粒子自体をイオン化することによって又は乳
化剤を添加することによってその粒子を水中に浮遊安定
させることができる樹脂である。また、このエマルジョ
ン樹脂水性樹脂は、その乳化形態はアニオン系自己乳化
有機樹脂であって、その樹脂粒子の自己内部にイオン性
官能基からなる親水基を有するので、樹脂自身が水中に
浮遊することができるものであり、その塗層膜の物性に
ついては、水中に乳化浮遊している樹脂粒子そのものが
融着重合において塗層膜を形成するので、優れた密着性
の強い塗層膜を生ずることになる。
水性接着剤組成物の特性としては、水溶性であるので、
使用に際して公害性の高い有機溶剤を使用する必要がな
いという利点があり、又この接着剤組成物を水溶液とし
て基板上にロールコーター又はスプレー、或いはアプリ
ケータ塗装で塗布することにより柔軟性のある塗層を形
成することができ、乾燥後の塗層の厚さは10〜50μ
m程度で充分である。以下、本発明を実施例に基づいて
説明する。
り得られる静電植毛鋼板の構造を示す断面図である。図
1において符号1は基材となる表面処理鋼板、2は表面
処理鋼板1の面上に接着剤組成物を塗装して成る静電植
毛植え付け層、3は静電植毛操作により静電植毛植え付
け層2に植え付けられた短繊維である。本実施例では短
繊維3として有機短繊維が植毛される。
ず、メタクリル酸メチルとアクリル酸2−エチルヘキシ
ルを主成分として得られたガラス転移温度−20°Cの
アクリルエマルジョン(固形分55%)100重量部に
対して、1重量部の消泡剤、0.5重量部のジエタノー
ルアミン(PH調整剤)、水性エポキシ樹脂5重量部を
加えてディスパーで10分間攪拌し、植毛用水性接着剤
組成物を得た。固形分55%、粘度2000cps/2
5°C、PH8.0のこの植毛用水性接着剤組成物を、
表面処理鋼板にリバースロールコーターでウェット状態
で50μm塗布し、直ちに静電植毛装置(株式会社メサ
ック製)を使用して塗層にナイロン66から成る有機短
繊維を電圧30KVで植え付け、静電植毛層を形成し
た。
は、図2に拡大断面で示してあるように、有機短繊維3
の根元3aが静電植毛植え付け層2の途中で止まった状
態で植毛され、この有機短繊維3が静電植毛植え付け層
2を突き抜けて基材である表面処理鋼板1の表面1aに
接触することがないように静電植毛装置の電圧を制御す
るか、または接着剤組成物の粘度を調整することが必要
である。なぜなら、植毛された有機短繊維3の根元3a
が静電植毛植え付け層2を突き抜けて表面処理鋼板1の
表面1aに接触すると、加工時や使用時に静電植毛植え
付け層2が表面処理鋼板1から剥離し易くなるという問
題が生じるからである。上記のように有機短繊維3を植
え付けた後、乾燥機中で温度150−200℃で3分間
強制乾燥して静電植毛鋼板の製品を得た。なお、接着剤
組成物を表面処理鋼板1上に塗装するには、ロールコー
ターまたはアプリケータを使用してロール塗装やアプリ
ケート塗装を行なってもよい。このような操作により、
上述の図1に示すような静電植毛鋼板が得られる。
方法として、静電植毛鋼板を製造するために、先ず、ガ
ラス転移温度−18°Cのエチレン−酢酸ビニルエマル
ジョン樹脂100重量部(固形分55%)に対して、メ
タクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチル及びアクリル
酸ヒドロキシプロピルを共重合して得られたガラス転移
温度40°Cのアクリルエマルジョン樹脂15重量部
(固形分50%)、0.5重量部の消泡剤、1重量部の
アンモニア(PH調整剤)、及び3重量部の水性ブロッ
クイソシアネートを加えてディスパーで10分間攪拌
し、植毛用水性接着剤組成物を得た。
°C、PH8.5のこの植毛用水性接着剤組成物を、表
面処理鋼板にリバースロールコーターで、ウェット状態
で60μm塗布し、直ちに静電植毛装置(株式会社メサ
ック製)を使用して塗層にナイロン66から成る有機短
繊維を電圧40KVで植え付け、静電植毛層を形成し
た。この実施例2においても、上記植毛操作における注
意点は、上記実施例1において述べたのと同様である。
鋼板製品をJIS−K−5400(塗料一般試験規格)
に基づいて耐久試験をし、また、JISにはないスクラ
ッチ試験を追加的に行なった結果は、表1に示されると
おりである。
板を押し付けて屈曲させて接着植毛層の剥離状態を検査
する試験。
毛層にゴバン目状の切れ目を入れ、これに接着テープを
押し付けてその剥離状態を検査する試験。
径1/2インチの鋼球を高さ50cmから静電植毛鋼板
上に落下させて接着植毛層の剥離状態を検査する試験。
0.005mmの鋼球を静電植毛鋼板裏面から押し出す
ことにより、接着植毛層の剥離状態を検査する試験。
で240時間報知する試験。
加重で10円硬貨でスクラッチをして表面の剥離状態を
検査する試験。
植毛鋼板に用いる植毛用水性接着剤組成物は水性ポリウ
レタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性着色顔料ペース
ト、増粘剤、消泡剤及びPH調整剤からなるものとして
説明してきたが、この他にも各種の成分からなる植毛用
水性接着剤組成物を用いて塗層膜を形成し、こに短繊維
を植毛して植毛鋼板を製造することも可能である。
に特殊な植毛用水性接着剤組成物を塗布することによ
り、鋼板等の基板上に、基板との密着性に優れた、しか
も柔軟性の高い植毛植え付け層を形成することができる
ので、得られた植毛鋼板製品に絞り加工、折り曲げ加工
等の成形加工を施す際に、その塗層に破壊、亀裂及び剥
離等が生じることがなく、且つ植毛された短繊維がその
成形加工時に脱落することもないという効果がある。
使用して植毛された静電植毛鋼板製品は、その加工性に
優れているだけでなく、結露防止性、不燃性、耐蝕性に
も優れているので、本発明の植毛鋼板製品は、結露防止
ダクト、結露防止パネルなどの建材製品、厨房機器、電
機機器、事務用機器。自動車用部品、玩具、容器、ケー
シング等の素材として使用することができる。
おいては、板状鋼板に静電植毛加工処理をすることが行
なわれていたが、本発明の静電植毛鋼板の製造において
は、ロール状に巻かれた表面処理鋼板をほどき、引き延
ばして連続して静電植毛植付加工処理をし、その後巻き
取ることができるのでそれをさらに細帯状にスリット加
工して、新たにスパイラル管等ロールフォーミング加工
製品の素材として供給することができるという本発明に
特有な効果を有するものである。
の形態の切断面を示す図である。
する部分拡大断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 表面処理鋼板の表面に、ガラス転移温度
−40〜40℃のエマルジョン樹脂からなる植毛用水性
接着剤組成物から形成された植毛植え付け層が設けら
れ、その植毛植え付け層に短繊維からなる静電植毛層が
形成された静電植毛鋼板。 - 【請求項2】 静電植毛層は短繊維の根元が植毛植え付
け層の途中で止まった状態で植毛されていることを特徴
とする請求項1記載の静電植毛鋼板。 - 【請求項3】 表面処理鋼板の表面に、ガラス転移温度
−40〜40℃のエマルジョン樹脂からなる植毛用水性
接着剤組成物をロール塗装又はスプレー塗装、或いはア
プリケータ塗装により塗布し、その鋼板表面に鋼板との
密着性に優れた植毛植え付け層を形成するとともに、そ
の植毛植え付け層の表面が接着性を保持している間に短
繊維を静電植毛することにより静電植毛鋼板を製造する
方法。 - 【請求項4】 植毛操作においては、短繊維の根元が植
毛植え付け層の途中で止まった状態で植毛され、この短
繊維が植毛植え付け層を突き抜けて基材である表面処理
鋼板の表面に接触することがないように、植毛時の電圧
が10〜80KVで制御されるか、または植毛用水性接
着剤組成物の粘度が植毛時に200〜20000cps
/25°Cに調整されていることを特徴とする請求項3
記載の静電植毛鋼板を製造する方法。 - 【請求項5】 ロール状に巻かれた表面処理鋼板をほど
き、引き延ばして連続して植毛植付加工処理した後に巻
き取ることを特徴とする請求項4記載の静電植毛鋼板の
製造方法。 - 【請求項6】 表面処理鋼板の表面に、植毛用水性接着
剤組成物として、ガラス転移温度−40〜40℃のエマ
ルジョン樹脂を必須成分とし、必要に応じこの樹脂I0
0重量部に対して、水性着色顔料分散液0〜20重量
部、消泡剤0〜3重量部、PH調製剤0〜5重量部、架
橋剤0〜25重量部、増粘剤0〜10重量部、水溶性樹
脂0〜20重量部を加えてなる組成物から形成された植
毛植え付け層が設けられ、その植毛植え付け層に短繊維
からなる静電植毛層が形成された静電植毛鋼板。 - 【請求項7】 表面処理鋼板の表面に請求項6からなる
水性接着剤から形成された植毛植え付け層が設けられ、
短繊維の根元が植毛植え付け層の途中で止まった状態で
静電植毛されている事を特徴とする静電植毛鋼板。 - 【請求項8】 表面処理鋼板の表面に、請求項6からな
る水性接着剤を、ロール塗装又はスプレー塗装、或いは
アプリケーター塗装により塗布し、その鋼板表面に鋼板
との密着性に優れた植毛植え付け層を形成し、その植毛
植え付け層の表面が接着性を保持している間に短繊維を
静電植毛することにより静電植毛鋼板を製造する方法。 - 【請求項9】 植毛操作においては、短繊維の根元が植
毛植え付け層の途中で止まった状態で植毛され、この短
繊維が植毛植え付け層を突き抜けて基材である表面処理
鋼板の表面に接触することがないように、植毛時の電圧
が制御されるか、または接着剤組成物の粘度が調整され
ていることを特徴とする請求項8記載の静電植毛鋼板を
製造する方法。 - 【請求項10】 ロール状に巻かれた表面処理鋼板をほ
どき、引き延ばして連続して植毛植付加工処理した後に
巻き取ることを特徴とする請求項9記載の静電植毛鋼板
の製造方法。
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