JP3722697B2

JP3722697B2 - エンボス加工性に優れた化粧金属板の製造方法

Info

Publication number: JP3722697B2
Application number: JP2000565034A
Authority: JP
Inventors: 寛之岩下; 幸治田熊; 義之杉本
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: AU4930999A; MY130967A; TW505561B; WO2000009593A1

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ユニットバス等の耐水性を必要とする建材等に使用するエンボス加工性に優れた樹脂フィルム又はシート（以下、「樹脂フィルム」という。）を被覆した化粧金属板の製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
化粧金属板は、ユニットバス等の耐水性を必要とする建材等にも広く用いられている。この場合、樹脂フィルムを表面に被覆することは、素材の金属板に防食効果を付与させることが主目的であるが、同時に化粧金属板に高級感を持たせることを目的としても、従来からエンボス模様を付加してきた。このような目的に使用される、エンボス模様を付加するフィルムの素材は、従来から、主として折り曲げ等の加工が容易であること、エンボス付加が容易であること、低価格であること、等の観点から、例えば軟質塩化ビニル樹脂等が多く使用されてきた。
しかし、軟質塩化ビニル樹脂は成形を容易にするためにＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）等のフタル酸類を可塑剤として添加、混合して軟質化している関係で、それらを含む製品の廃棄には種種の問題がある。
しかし、可塑剤を排除した硬質の樹脂フィルムは、エンボス加工処理条件が一般に困難であるほかに、美観を阻害するという問題もある。また、塩化ビニル樹脂に代えて、オレフィン系樹脂のポリエチレン、ポリプロピレン樹脂等は、エンボス加工性は良好であるが、金属板上に積層加工した場合に折り曲げ等の加工部分が白色化して、意匠性を損なうという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために、ゴム成分を添加配合するという提案もあるが、ゴム成分を添加すると、ポリエチレン樹脂は塩化ビニル樹脂同様の軟質樹脂に変性してしまうという問題が新たに発生する。また、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、耐水性及び水中に放置後の強度劣化が少ないという優れた特性を有するために、この分野の被覆材としては極めて有望であるが、エンボス加工性が悪いために、この目的のためには実用化されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決することを目的とし、従来の軟質塩化ビニルと同等以上の折り曲げ等の加工性に優れ、かつ、エンボス加工性に優れた樹脂フィルムを被覆した化粧金属板の製造方法を提供することを課題とする。
また、ユニットバス等の耐水性を必要とする建材等に使用する樹脂フィルムを被覆した化粧金属板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
請求項１に記載のエンボス加工性に優れた化粧金属板の製造方法は、樹脂フィルムを被覆した化粧金属板の製造方法であって、ＤＳＣにより、樹脂フィルムの昇温過程における吸熱ピーク温度Ｔｍｐ（℃）と降温過程における発熱ピーク温度Ｔｃ２（℃）とを測定し、ＤＳＣ関係値（℃）＝Ｔｍｐ−Ｔｃ２を求め、該ＤＳＣ関係値が６０以下となるポリブチレンテレフタレートを含有する樹脂フィルムを、金属板の表面に被覆することを特徴とする。
請求項２に記載のエンボス加工性に優れた化粧金属板の製造方法は、請求項１において、前記樹脂フィルムが、ポリブチレンテレフタレート樹脂に、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アイオノマー樹脂のいずれか１種又は２種以上をブレンドした樹脂であることを特徴とする。
【０００６】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の発明者等は、樹脂フィルムの特性とエンボス加工性の関係について鋭意検討した結果、次のことを確認した。すなわち、示差走査熱量計（ＤＳＣ）による昇温過程における吸熱ピーク温度Ｔｍｐ（℃）と、降温過程における発熱ピーク温度Ｔｃ２（℃）とから計算されるＤＳＣ関係値である（Ｔｍｐ−Ｔｃ２）の値が６０以下の樹脂であり、樹脂中の成分にポリブチレンテレフタレート樹脂を含有する樹脂フィルム等を使用した場合に、これらの樹脂のエンボス加工性が飛躍的に向上することを見出した。また、実際に金属板上に樹脂フィルム等を被覆しエンボス加工を行ってその性能を確認した。
この結果、金属板上にこのような特性を有する樹脂フィルムを積層加工し、折り曲げ等の加工を施しても、加工部分が白色化して意匠性を損なうという問題はなくなった。また、塩化ビニル樹脂と同等程度のエンボス加工性を得ることができた。さらに、耐水性及び水中に放置後の強度劣化が少ない性質を有するポリブチレンテレフタレート樹脂の優れた特性を、そのまま維持することができた。
以下に本発明についてその内容を説明する。
【０００７】
（使用する金属板）
本発明に使用する金属板としては、鋼板、アルミニウム板、銅板等、広く金属板であれば用いることが出来る。鋼板としては、厚さ０．１０〜１．２０ｍｍの普通鋼冷延鋼板が好ましい。中でも、厚さ０．１０〜０．５０ｍｍの普通鋼冷延鋼板が好ましい。冷延製品の中でも、低炭素又は極低炭素アルミキルド鋼板が好ましく使用される。また、Ｎｂ、Ｔｉ等を添加した非時効性鋼や、３〜１８ｗｔ％のクロムを含むクロム含有鋼板などの、種々の組成を有するステンレス鋼板等も使用することができる。冷延鋼板の表面は、表面処理がされているものであっても差し支えない。前記の表面処理の方法には、めっき処理、塗装処理等も含む。めっき処理には、次のものを含む。例えば、亜鉛めっき、亜鉛−アルミニウム合金めっき、亜鉛−コバルト−モリブデンめっき、錫めっき、ニッケルめっき、ニッケル−リンめっき、ニッケル−コバルトめっき、ニッケル−錫めっき等である。また、塗装処理は、種々の塗料を、その性質に応じて焼付けて塗装する方法で行われるものも含む。
【０００８】
（使用する樹脂フィルム等）
樹脂フィルム等の厚さは、特に限定するものではない。例えば、０．０２〜０．３０ｍｍであり、好ましくは、０．０８〜０．１５ｍｍのものが用いられる。樹脂の種類には、次のものがある。ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂や、ＰＢＴ樹脂に他の樹脂を種々の割合で混合した樹脂である。たとえば、ＰＢＴ樹脂に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、アイオノマー樹脂等をブレンドした樹脂である。又は、ＰＢＴ樹脂に、これらの樹脂の２種以上をブレンドした樹脂である。あるいは、ＰＢＴと、他の樹脂又は化合物との共重合体である。たとえば、イソフタル酸やアジピン酸との共重合体の樹脂フィルム等が用いられる。
さらに、上記種々の樹脂フィルム等を、異なる厚さの比率で積層した複合樹脂フィルム等を使用することもできる。これらの樹脂フィルム等の中には、着色樹脂フィルム等が入っていても差し支えない。
２種以上のブレンド樹脂を使用するのは、つぎのような理由からである。例えば、衝撃強度には優れている樹脂であるが、金属板との接着性が劣る樹脂に対して、接着性の改良を図るためである。金属との接着性が良好な樹脂をブレンドすることにより、前記の欠点が改良される。
また、複合樹脂フィルムを使用する場合は、金属との接着面に接着特性の優れた樹脂フィルムを用いて、樹脂フィルム全体を強固に金属と接着する場合である。
【０００９】
これらの樹脂フィルム等に使用される樹脂は、下記式で与えられるＤＳＣ関係値が６０以下、好ましくは５０以下を有することが必要である。
ＤＳＣ関係値（℃）＝Ｔｍｐ−Ｔｃ２ここで、Ｔｍｐ（℃）はＤＳＣにより測定される昇温過程における吸熱ピーク温度である。また、Ｔｃ２（℃）はＤＳＣにより測定される降温過程における発熱ピーク温度である。
【００１０】
ＤＳＣ関係値を６０以下に限定する理由は、図１に示すように、従来用いられていたエンボス加工を施した塩化ビニル樹脂フィルムの平均表面粗度が、Ｒａで４．０μｍであったから、従来品との比較においてエンボス性を良好とする表面粗度基準をＲａで４．０μｍとしたためである。
【００１１】
このようなＤＳＣ関係値を有する樹脂フィルムを使用するとエンボス加工性が改良される理由は、吸熱ピーク＝融点（軟化点）であるＴｍｐと、発熱ピーク＝結晶化温度であるＴｃ２との一定の温度範囲内でエンボス加工処理をした場合には、処理に伴って発生する圧縮エネルギーや摩擦エネルギーをこの温度範囲で効果的に吸収することができるからではないかと考えられる。
【００１２】
一般的に、上記のＤＳＣ関係値が小さくなると、水中経時後のデュポン衝撃試験の評点は向上する。しかし、一方で樹脂フィルムの平均表面粗度Ｒａが増大していく傾向がある。平均表面粗度Ｒａは商品の意匠的価値（意匠性）と大きな関係があり、４μｍ以上の範囲が適正値である。さらに好ましい範囲は５〜８μｍである。
【００１３】
一方、ＤＳＣ関係値が大きくなると、樹脂フィルムの平均表面組度Ｒａは減少していく傾向があり、水中経時後のデュポン衝撃試験の評点は、劣化していく傾向がある。デュポン衝撃試験の評点が小さいことは、樹脂が破断し易くなっていることを示すもので、ユニットバス用など水中での耐衝撃性を求められる商品としては好ましくないことになる。
【００１４】
従って、ＤＳＣ関係値が一定範囲の樹脂を使用した場合には、Ｒａ及びデュポン衝撃試験評点を一定範囲に限定することができるという効果があり、このようなＤＳＣ関係値を有する樹脂の使用により、良好なエンボス加工を達成させることができる。さらに、エンボス加工処理をした鋼板上の樹脂層は、水中に長時間放置した場合においても耐衝撃性に優れていて、製品の長期間にわたる美麗性と耐食性とを維持することができる。
【００１５】
ＤＳＣ関係値の計算に必要な諸元の測定は、以下の条件で行った。測定器はパーキンエルマー社製の示差熱量計ＤＳＣ−７を使用した。試料約５ｍｇをセミミクロン天秤で精秤し、窒素ガスを流しつつ、２０℃／分で昇温させた後、２０℃／分で降温させていき、昇温及び降温曲線から図２のようにしてＴｍｐとＴｃ２を求めた。すなわち、示差走査熱量計を用いて、精秤した約５ｍｇの試料を窒素ガス雰囲気下において２０℃／分で溶融状態まで昇温させたときの昇温曲線における吸熱ピークからＴｍｐを求め、溶融状態に３分間ホールドした後２０℃／分で常温まで降温させたときの降温曲線における発熱ピークからＴｃ２を求めた。
【００１６】
これらの樹脂フィルムを金属板上に被覆した後にエンボス加工した。被覆は、例えばＰＢＴ単味樹脂の場合には、超音波溶接、スピンウェルド等の手段を用いた。エポキシ系、ポリエステル系、シアノアクリレート系等の接着剤を使用して被覆しても良いが、単に樹脂の融点以上に加熱しておいた鋼板上に圧着する方法で接着しても良い。
【００１７】
（エンボス加工処理方法）
樹脂フィルムのエンボス加工処理方法は、次のような方法がある。例えば、複層フィルムを直接チルドロールの間に通す方法、ブラウンフィルムを加熱してチルドロールの間に通す方法、回転スクリーンロールに通して真空の力でエンボス加工する方法、複層フィルムをパーフォレーター（目打ち機）に通すホットニードルプロセス、刻印ロールを使用して圧縮する方法等がある。
【００１８】
本発明の場合は、金属板に樹脂フィルムを積層した後に、樹脂のＴｍｐ±１０℃の温度範囲に加熱した金属板と共に、彫刻ロールを使用して圧着する方法でエンボス加工処理される方法を採用するのが好ましい。エンボス形状としては、ランダムマット、四角形、ダイヤモンド形、深絞り型、ＳＧ目等の種々の模様を、製品のニーズに応じて使用することができる。
【００１９】
（エンボス性の良否判定）
本発明における樹脂フィルムのエンボス性の良否は、その樹脂フィルムの表面粗度Ｒａ（μｍ）によって判断される。一般に良好なエンボス性とは、樹脂の融点以上の温度で彫刻ロールを通したときに、容易にエンボス模様が樹脂フィルム等の表面に形成され、かつ温度を上げた場合にも長時間、そのエンボス模様を維持していることをいう。
そのため、表面粗度の測定は厚さ、長さおよび幅を一定にした樹脂フィルムについて、その樹脂のＴｍｐ±１０℃の範囲に３分間程度加熱した前記樹脂フィルムを平均表面粗さＲａ＝１１μｍの凹凸を付与された砂目（ＳＧ目と呼称する）の彫刻ロールに一定速度で通過させる。
【００２０】
その後、室温に冷却したときの樹脂表面の粗度Ｒａ（μｍ）を東京精密社製ＳＵＲＦＣＯＭ表面粗さ計を用いて、ＪＩＳＢ０６０１に準拠して測定し、平均表面粗度が４．０μｍ以上をエンボス性良好とした。この平均表面粗度Ｒａ＝４．０μｍという値は、従来品の塩化ビニル樹脂フィルムの合格基準値である。なお、この測定は５枚の樹脂試験片についてロール通しを行い、各試験片について４個所の異なる場所の表面粗度を測定し、その平均値を計算して平均表面粗度Ｒａ（μｍ）とした。
【００２１】
デュポン衝撃試験は、被覆樹脂の耐水性を評価する試験法である。本発明の樹脂フィルムが歪みを加えられた状態（例えばエンボス加工処理など）で、水と接したまま使用された場合のフィルムの耐水性をデュポン衝撃試験法で評価した。
そこで、本発明の樹脂フィルムを被覆した樹脂被覆金属板がユニットバス材として使用され、長時間水と接している状態を想定した試験法を採用した。この試験法は、一定期間水中に浸漬しておいた後、一定の衝撃を与えたときに樹脂被膜の破壊程度を評価し、表面に割れが観察されない場合を耐衝撃性良好とする。
したがって、この試験は、長さ及び幅が一定の金属板の温度を、被覆する樹脂フイルムの融点以上の温度に加熱しておいて、その板と同一寸法の樹脂フィルムを加熱圧下して接着して試験片とする。この試験片を、平均表面粗さＲａ＝１１μｍの凹凸を付与されたＳＧ目の彫刻ロールに一定速度で通過させる。この試験片は、６０×６０ｍｍの大きさに切断した後、３８±２℃にした脱塩水中に１月間放置する。１月後にその試片を取り出して室温で乾燥し、デュポン衝撃試験機を使用して、ＪＩＳＫ５４００に準拠した条件（衝撃部分の大きさ：直径０．５インチ、荷重：１Ｋｇ、高さ：５０ｃｍ）で測定し、以下のように目視判定評価した。
評点５＝皮膜割れが全くなし。
評点４＝皮膜の一部に細かい割れが発生した。
評点３＝皮膜のエンボス部全体に細かい割れが発生した。
評点２＝皮膜のエンボス部全体に大きい割れが発生した。
評点１＝皮膜全体に割れが著しい。
上記評点で５，４は使用上の問題はない。なお、この試験は各１０枚の試験片について測定した。また、判定者を変えて複数の判定者によって判定を行い、その平均値をもってデュポン衝撃試験評点とした。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
炭素分が、０．０３０％のアルミキルド冷延鋼板であって、厚さ０．５０ｍｍのものを用意した。この鋼板に、０．００２ｍｍの厚さに亜鉛めっき処理をし、この亜鉛めっき鋼板を２１０〜２２０℃に加熱して、表面上に厚さ０．１ｍｍのＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂フィルムを熱圧着した。次いで、さらに、１９０〜２１０℃に加熱しつつ、ＳＧ目の模様を有する彫刻ロールを使用して、鋼板と樹脂を同時に圧着して、エンボス加工処理を行い、その後、室温に冷却した。このように処理した鋼板上の樹脂フィルムのエンボス性を評価する平均表面粗度Ｒａは、８．０μｍであった。また、デュポン衝撃試験の評点は、５であった。
【００２３】
（実施例２〜５）
実施例２と実施例３は、ＤＳＣ関係値が６０以下である、固有粘度（ＩＶ）の異なるＰＢＴ樹脂フィルムの例である。
実施例４は、ＤＳＣ関係値が６０以下の２層複合樹脂フィルムを使用した例である。この例は、ＰＢＴ樹脂フィルムが１層と、イソフタル酸１０モル％共重合ＰＥＴ樹脂フィルムが１層の場合である。そして、共重合ＰＥＴ樹脂フィルムが金属板と接している。
実施例５は、ＤＳＣ関係値が６０以下であるＰＢＴ樹脂に、ポリカーボネイト樹脂をブレンドした樹脂フィルムの例である。
以上の例をまとめたものを、表１の実施例２〜５に示す。
【００２４】
実施例２〜５は、実施例１と同一の条件で行った。ただし、樹脂フィルムを代えてある。なお、エンボス加工処理温度は、その樹脂のＴｍｐ±１０℃の範囲で行った。このようにして得られた試料について、エンボス性の指標である平均表面粗度Ｒａを測定した。また、エンボス加工後の樹脂フィルムのデュポン衝撃試験も併せて行った。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表１から次のことが分かる。ＤＳＣ関係値が６０以下の範囲にあるＰＢＴ樹脂フィルム又はそのブレンド樹脂フィルムの平均表面粗度Ｒａは、４以上を維持していた。そして、デュポン衝撃試験評点も５であり、水中に長期間浸漬しても劣化していなかった。
【００２７】
【産業上の利用可能性】
本発明の製造方法によって得られた樹脂フィルムを被覆した化粧金属板は、従来の軟質塩化ビニルと同等以上のエンボス加工性を示した。また、ユニットバス等の耐水性を必要とする建材等に使用することが出来る。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＤＳＣ関係値と平均表面粗度の関係を示すグラフである。
【図２】樹脂フィルムの発熱、吸熱曲線を示すグラフである。

Claims

樹脂フィルムを被覆した化粧金属板の製造方法であって、ＤＳＣにより、
樹脂フィルムの昇温過程における吸熱ピーク温度Ｔｍｐ（℃）と
降温過程における発熱ピーク温度Ｔｃ２（℃）とを測定し、
ＤＳＣ関係値（℃）＝Ｔｍｐ−Ｔｃ２を求め、
該ＤＳＣ関係値が６０以下となるポリブチレンテレフタレートを含有する樹脂フィルムを、金属板の表面に被覆することを特徴とするエンボス加工性に優れた化粧金属板の製造方法。
前記樹脂フィルムが、ポリブチレンテレフタレート樹脂に、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アイオノマー樹脂のいずれか１種又は２種以上をブレンドした樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の化粧金属板の製造方法。