JP4133345B2 - 樹脂被覆金属板 - Google Patents
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Description
[技術分野]
この発明は、ポリエステル系樹脂シート状物、及びこれを用いた樹脂被覆金属板に関する。
【0002】
[背景技術]
従来、家庭電化製品、産業用機器、建築内装材等の用途に用いられる意匠性を有する樹脂被覆金属板としては、所定の樹脂層の上に印刷層を設け、さらにその上に透明な樹脂フィルムを積層して構成したものが使用されてきた。この構成における透明樹脂フィルムとしては、厚さが10〜50μmのエチレン・ビニルアルコール共重合体フィルムや、アクリル酸エステル系共重合体フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート系樹脂(PET)フィルムなどを使用するのが一般的であり、この中でも各種物性のバランスに優れ、下地の印刷層の透視性にも優れる二軸延伸PETフィルムが好ましく使用されている。
【0003】
また、上記樹脂層としては、一般に顔料を添加して着色したものが用いられ、この材質としては、軟質の塩化ビニル系樹脂層を使用するのが一般的であった。この軟質塩化ビニル系樹脂を用いるのは、塩化ビニル系樹脂に可塑剤を添加することによって、柔軟性を任意に変えることができるため、透明な二軸延伸PETフィルムを積層して積層フィルムとしたものにおいても、その積層フィルムは加工性が良好であるばかりでなく、軟質塩化ビニル系樹脂が耐酸性、耐アルカリ性、その他の耐薬品性に優れ、さらに耐熱性、耐熱水性(耐沸騰水性)などにも優れているので、所謂プレコート鋼板としての用途でも充分な加工性を付与することができ、バスユニットなどの用途にも好ましく使用できるからである。
【0004】
しかし、近年、塩化ビニル系樹脂の安定剤に起因する重金属化合物の問題、一部の可塑剤や安定剤に起因するVOC(揮発性有機化合物)問題や内分泌攪乱作用(環境ホルモン作用)の問題、燃焼時に塩化水素ガスその他の塩素含有ガスを発生する問題等から塩化ビニル系樹脂は、その使用に制限を受けるようになってきた。
【0005】
これに対し、上記樹脂層として、軟質塩化ビニル系樹脂に替えて、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂を主体とし、これに軟質化成分としてのスチレン系や共重合オレフィン系などの熱可塑性エラストマーを配合することによって、軟質塩化ビニル系樹脂に近似させた物性としたものが使用されている。
【0006】
しかし、上記のポリオレフィン系樹脂を主体とし、スチレン系樹脂や共重合オレフィン系樹脂等の軟質成分を配合した樹脂を使用すると、プレコート鋼板として充分な加工性を付与した場合は、軟質塩化ビニル系樹脂被覆金属板よりも耐傷入り性が劣るものとなる。
【0007】
また、耐傷入り性を軟質塩化ビニル系樹脂被覆金属板と同等にした場合は満足な加工性が得られないという問題があり、広範に使用できるものではない。また、ポリオレフィンは本質的に接着性に劣る材料であることから、印刷意匠の付与にもコロナ処理やプライマーコート等の表面処理のような工程を必要とすることや、軟質塩化ビニル系樹脂より加工後のパネル同士の接合部のシーリング性に劣ること等の問題もある。
【0008】
これに対し、これら上記の諸欠点を解決する目的で、上記の樹脂層としてポリエステル系樹脂を使用することが検討されてきている。ポリエステル系樹脂で被覆した金属板は、耐傷入り性と加工性の双方を、軟質塩化ビニル系樹脂被覆金属板より高い水準とすることが可能であり、ポリオレフィン系樹脂被覆金属板における上記諸欠点も解消できるものである。
【0009】
しかしながら、上記の樹脂層を形成する樹脂として、ポリエステル系樹脂の中でも、カレンダー成形法による成形が可能な非晶性ポリエステル系樹脂を使用した場合には、そのガラス転移温度(Tg)が100℃より低いために、建築内装用の樹脂被覆金属板の評価項目として一般的に含まれる耐沸騰水性試験を満足することができない。
【0010】
これに対し、着色された樹脂層形成用樹脂として、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)などの結晶性を有するポリエステル系樹脂を使用したフィルムは、耐沸騰水浸漬試験を満たすものの、JISで規定される耐アルカリ浸漬試験には合格しない。このため、加工時や施行時および使用中に、表層の透明二軸延伸PETフィルムに傷が付いた部分に、洗浄剤などに起因するアルカリ性水溶液が接すると、外観が箸しく悪化することがあり、バスユニットなど頻繁に洗剤によって洗浄される用途への使用には問題があった。
【0011】
[発明の開示]
そこで、この発明は、ハロゲン含有樹脂を使用せずに、加工性及び耐傷入り性に優れると共に、耐熱水性(耐沸騰水性)、耐アルカリ性等の耐薬品性に優れた樹脂被覆金属板を提供することと、及びこの樹脂被覆金属板を作成するのに好適なポリエステル系樹脂シート状物を提供することを目的とする。
【0012】
この発明は、下記(b1)成分及び(b2)成分からなる混合物で、各成分の割合が重量比で(b1)/(b2)=50〜95/50〜5(両者の合計は100)であり、耐アルカリ性及び耐沸騰水性に優れることを特徴とするポリエステル系樹脂シート状物をもちいることにより、上記の課題を解決したのである。
(b1)成分:示差走査熱量計により観測される結晶融解熱量が10[J/g]以下であるポリエステル系樹脂。
(b2)成分:示差走査熱量計により観測される結晶融解ピークが存在し、その熱量が30[J/g]以上であるポリエステル系樹脂。
【0013】
上記のポリエステル系樹脂シート状物は、シート状物全体がポリエステル系樹脂製のため、耐傷入り性と加工性に優れる。そして、(b1)成分により耐アルカリ性が確保され、(b2)成分により耐沸騰水性が確保される。
【0014】
さらに、上記のポリエステル系樹脂シート状物のうち、(b2)成分をポリブチレンテレフタレート系樹脂とし、(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))を、重量比で60〜80/40〜20の範囲とすることができる。
【0015】
(b2)成分としてポリブチレンテレフタレート系樹脂を用いるので、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を使用する場合に比較して、ポリエステル系樹脂から押出成形でシートやシート状物を成形する際の加工性が向上する。
さらにまた、上記のポリエステル系樹脂シート状物のうち、(b2)成分をポリプロピレンテレフタレート系樹脂とし、(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))を、重量比で60〜80/40〜20の範囲とすることができる。
【0016】
(b2)成分としてポリプロピレンテレフタレート系樹脂を用いるので、加工性がポリブチレンテレフタレート並みに良く、物性はポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの中間で、ポリブチレンテレフタレートより良くなる。
【0017】
さらに、上記のポリエステル系樹脂シート状物のうち、(b2)成分をポリブチレンテレフタレート系樹脂とし、(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))を、重量比で50〜65/50〜35の範囲とすることができる。
【0018】
(b2)成分としてポリブチレンテレフタレート系樹脂を用いるので、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を使用する場合に比較して、ポリエステル系樹脂から押出成形でシートやシート状物を成形する際の加工性が向上する。
【0019】
さらにまた、上記のポリエステル系樹脂シート状物のうち、(b2)成分をポリプロピレンテレフタレート系樹脂とし、(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))を、重量比で50〜65/50〜35の範囲とすることができる。
【0020】
(b2)成分としてポリプロピレンテレフタレート刑樹脂を用いるので、加工性がポリブチレンテレフタレート並みに良く、物性はポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの中間で、ポリブチレンテレフタレートより良くなる。
【0021】
また、上記のいずれかのポリエステル系樹脂シート状物(B)を、基材金属板(A)の表面に被覆して樹脂被覆金属板を得ることができる。
【0022】
ポリエステル系樹脂シート状物(B)を基材金属板(A)の表面に被覆するので、軟質塩化ビニル系樹脂等のハロゲン含有樹脂を使用せずに、加工性及び耐傷入り性に優れるとともに、耐熱水性、耐アルカリ性にも優れた樹脂被覆金属板を得ることができる。
【0023】
さらに、上記のいずれかのポリエステル系樹脂シート状物(B)に構成成分として着色剤を配合した着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)の上に透明樹脂フィルム(C)を積層した積層シート状物を、基材金属板(A)の表面に被覆して樹脂被覆金属板を得ることができる。
【0024】
さらにまた、上記のいずれかのポリエステル系樹脂シート状物(B)に構成成分として着色剤を配合した着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)、印刷層(D)、透明樹脂フィルム((C))を順次積層した積層シート状物を、基材金属板(A)の表面に被覆して樹脂被覆金属板を得ることができる。
【0025】
また、印刷層(D)と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)との間、又は上記の基材金属板(A)と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)との間に塗布型の接着剤層(E)を設け、積層一体化することができる。
【0026】
さらに、上記透明樹脂フィルム(C)として、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート系樹脂シート状物を用いることができる。
【0027】
[発明を実施するための最良の形態]
以下、この発明の実施形態を説明する。
この発明にかかるポリエステル系樹脂シート状物(B)は、2種類の所定の成分からなるポリエステル系樹脂を所定割合で混合した混合物をシート状にしたものである。また、この発明にかかる樹脂被覆金属板は、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)を、基材金属板(A)の表面に被覆したものである。
【0028】
なお、この発明において、「シート状物」とは、シート又はフィルムを意味する。このシートとフィルムとの区別は、通常の区別と同様に、厚さが0.25mm(250μm)未満の場合をフィルムとし、厚さが0.25mm以上の場合をシートとする。
【0029】
上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)は、下記の(b1)成分と(b2)成分とを混合した混合物をシート状にしたものである。
【0030】
上記(b1)成分は、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)の耐アルカリ性を向上させるように機能するポリエステル系樹脂であり、示差走査熱量計により観測される結晶融解熱量が10[J/g]以下であることが必要である。結晶融解熱量が10[J/g]を越えると、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)の耐アルカリ性を向上させることができないので、好ましくない。
【0031】
上記(b1)成分を構成するポリエステル系樹脂は、ジオール成分としてエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が使用され、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸やイソフタル酸が使用されたエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好適に用いられる。各ジオール成分及びジカルボン酸成分の割合は、得られたポリエステル系樹脂の、示差走査熱量計により観測される結晶融解熱量が10[J/g]以下となるように適宜選択される。
【0032】
この(b1)成分を構成するポリエステル系樹脂の例としては、ポリエチレンテレフタレートのエチレングリコールの約30〜60モル%を1,4シクロヘキサンジメタノールで置換したイーストマンケミカル社製の商品名PET−Gや、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジオール成分としてエチレングリコールと1,4−シクロヘキサンジメタノールとを含む共重合体で1,4−シクロヘキサンジメタノールの比率の高い同社のPCTG等が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【0033】
(b1)成分を構成するポリエステル系樹脂は、結晶性が低く、単独でも耐アルカリ性に優れるが、Tgを超える温度では、急激に弾性率が低下し、柔軟となる。また、一般的にポリエステル樹脂のTgは100℃以下であり、このような結晶性の低いポリエステル樹脂を金属板に被覆すると、沸騰水中で柔軟化し、起泡により表面に膨れを生じる。
【0034】
上記(b2)成分は、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)の耐沸騰水性を向上させるように機能するポリエステル系樹脂であり、示差走査熱量計により観測される結晶融解ピークが存在し、その結晶融解熱量が30[J/g]以上であることが必要である。結晶融解熱量が30[J/g]未満であると、ガラス転移温度(Tg)以上の温度での弾性率が下がり、耐沸騰水性が低下するので好ましくない。
【0035】
上記(b2)成分を構成するポリエステル系樹脂は、ジオール成分としてエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が使用され、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸やイソフタル酸が使用されたエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好適に用いられる。但し、各ジオール成分及びジカルボン酸成分の割合は、得られたポリエステル系樹脂の、示差走査熱量計により観測される結晶融解熱量が30[J/g]以上となるように適宜選択される。
【0036】
この(b2)成分を構成するポリエステル系樹脂の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリプロピレンテレフタレート若しくはポリトリメチレンテレフタレート(PPT)、又はこれらの共重合体等が挙げられる。固有粘度(IV値)は、製膜性の面から、0.7以上であることが好ましい。
【0037】
なお、結晶融解熱量が30[J/g]以上となるポリエステル系樹脂は、Tgを超える温度でも、融点以下であれば、弾性率は保持されるが、高い結晶性のため、耐アルカリ性に劣る。
【0038】
上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)を構成する(b1)成分と(b2)成分との混合比は、(b1)/(b2)=50〜95/50〜5(両者の合計は100)、好ましくは50〜90/50〜10の重量比で混合して、非晶性樹脂と結晶性樹脂との配合比率をバランスさせることにより、耐アルカリ性を持たせつつ、Tg以上であっても弾性率が保持される材料を得ることができ、沸騰水と接触、沸騰水への浸漬などによっても外観不良が生じることがなくなる。
【0039】
また、耐傷入り性の点からは、結晶性である成分が多い方が優れるが、重量比で50%を超えると、耐アルカリ性が低下するため好ましくない。(b2)成分の量が少なすぎると、結晶部によりTg以上の弾性率が保持されても、その値が低いために耐沸騰水性を満たすことができない。
【0040】
(b2)成分のより好ましい配合量は、得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板に鏡面性を要求する場合と要求しない場合で異なる。
【0041】
得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板に鏡面性を要求しない場合においては、(b2)成分となる材料がPETでは(b1)/(b2)=50〜80/50〜20、PBTおよびPPTでは(b1)/(b2)=60〜80/40〜20がより好ましく、いずれも(b1)成分を過剰とすることが必要である。
【0042】
(b2)が上記範囲より少ないと、十分な耐沸騰水性を有さない場合があり、一方、(b2)が上記範囲より多いと、得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板を形成し、後述する透明樹脂フィルム(C)を積層しない場合において、耐アルカリ性に問題が生じる場合がある。さらに、後述する透明樹脂フィルム(C)を積層した上記樹脂被覆金属板は、変形部における透明樹脂フィルム(C)の層間剥離が生じ、加工部耐久性が不十分となる場合がある。
【0043】
これに対し、(b2)が上記範囲内にあると、十分な表面硬度を有し、かつ、耐沸騰水性に優れる。また、後述する透明樹脂フィルム(C)の積層の有無に関わらず、耐アルカリ性に優れ、特に、上記透明樹脂フィルム(C)を積層した場合、この透明樹脂フィルム(C)に傷がついた場合であっても、耐アルカリ性に優れる。さらに、後述する透明樹脂フィルム(C)を積層した上記樹脂被覆金属板は、変形部における透明樹脂フィルム(C)の層間剥離が生じにくく、充分に使用に耐えるものとなり、加工部耐久性を有する。
【0044】
また、得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板に後述する透明樹脂フィルム(C)を積層し、かつ、鏡面性を要求する場合においては、(b2)成分となる材料がPET、PBT、PPTのいずれであっても、(b1)/(b2)=50〜65/50〜35がより好ましい。
【0045】
(b2)が上記範囲より少ないと、得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板に後述する透明樹脂フィルム(C)を鏡面状に積層した際、変形部における透明樹脂フィルム(C)の層間剥離が生じる場合がある。一方、(b2)が上記範囲より多いと、得られるポリエステル系樹脂シート状物を用いた樹脂被覆金属板を形成した場合に、耐アルカリ性に問題が生じる場合があり、また、鏡面性を出しにくくなる。さらに、後述する透明樹脂フィルム(C)を積層した上記樹脂被覆金属板は、変形部における透明樹脂フィルム(C)の層間剥離が生じ、加工部耐久性が不十分となる場合がある。
【0046】
これに対し、(b2)が上記範囲内にあると、十分な表面硬度を有し、かつ、耐沸騰水性に優れる。また、後述する透明樹脂フィルム(C)の積層の有無に関わらず、耐アルカリ性を有し、充分に使用に耐え得る。特に、上記透明樹脂フィルム(C)を積層した場合、この透明樹脂フィルム(C)に傷がついた場合であっても、耐アルカリ性を有し、充分に使用に耐え得る。さらに、後述する透明樹脂フィルム(C)を積層した上記樹脂被覆金属板は、変形部における透明樹脂フィルム(C)の層間剥離が生じず、優れたものとなり、加工部耐久性に優れたものとなる。
【0047】
なお、上記(b2)成分として、ポリエチレンテレフタレートを用いた場合、汎用樹脂であるためにコストメリットがある。
【0048】
上記(b1)成分の結晶融解熱量は、10J/g以下が好ましく、(b2)成分の結晶融解熱量は、30J/g以上が好ましい。(b1)成分の結晶融解熱量が、10J/gを超えると、耐アルカリ性を向上することができない可能性がある。また、(b2)成分の結晶融解熱量が、30J/g未満であると、Tg以上における弾性率が下がり、耐沸騰水性が低下する虞がある。
【0049】
上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)を構成する(b1)成分及び(b2)成分の混合物には、着色剤を配合することができる。上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)に上記着色剤を配合することにより、着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)を得ることができる。この着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)は、下地の基材金属板(A)の隠蔽、意匠性の付与、印刷層の発色性改良などの機能を果たすことができる。樹脂着色の目的で使用される着色剤は、樹脂着色用として従来から知られている顔料でよく、配合量は樹脂を着色する際の一般的な量で選ぶことができる。
【0050】
上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)を構成する(b1)成分及び(b2)成分の混合物には、上記着色剤以外に、この発明の目的を損なわない種類の各種の添加剤を、この発明の目的を損なわない量で添加することができる。各種の添加剤としては、熱安定剤、リン系・フェノール系などの酸化防止剤、加水分解防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、金属不活化剤、抗菌・防かび剤、帯電防止剤、滑剤、難燃剤、充填材などが挙げられる。
【0051】
また、意匠性を高めるために、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)に印刷やエンボス加工等を適宜施してもよい。
【0052】
この発明の、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)は、公知の製膜方法で製造される。例えば、Tダイを用いる押出キャスト法やインフレーション法等を採用することができ、特に限定されるものではないが、シート状物の製膜性や安定生産性等の面から、Tダイを用いる押出キャスト法が好ましい。
【0053】
Tダイを用いる押出キャスト法での成形温度は組成物の流動特性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね融点以上280℃以下、好ましくは240〜270℃の範囲が好適である。
【0054】
また、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)のうち、上記着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)以外のシート状物の厚みは、50〜500μmの範囲で選ぶのが好ましい。厚みが50μm未満では樹脂被覆金属板用として使用した場合、金属板に対する保護層としての性能やエンボス加工適性が劣る。一方、厚みが500μmを超えると、樹脂被覆金属板用としての打ち抜き加工等の二次加工性が劣り易い。
【0055】
さらに、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)のうち、上記着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)の厚みは、30μm〜250μmの範囲で選ぶのが好ましい。厚さが30μm未満であると、充分な下地隠蔽性を付与するためには、コストの高い特殊な顔料を多量配合する必要があり、フィルム化が困難となり、フィルム化できたとしてもフィルムにピンホールが生じ易く、基材金属板(A)に対する保護効果が低下するので好ましくない。厚さが250μmを越えると、これより厚くしても下地基材金属の隠蔽効果、基材金属の保護効果ともに飽和し、また、打ち抜き作業や折り曲げ作業などの2次加工性が低下し、原料コストが上昇するので、好ましくない。
【0056】
次に、この発明にかかる樹脂被覆金属板について説明する。この発明にかかる樹脂被覆金属板1は、上記の通り、図1に示すように、上記ポリエステル系樹脂シート状物(B)3を、基材金属板(A)2の表面に被覆したものである。
【0057】
上記基材金属板(A)2は、この発明にかかる樹脂被覆金属板の基材となるものである。この基材金属板(A)2としては、特に制限はなく、一般の樹脂被覆金属板の基材に使用される金属板がそのまま使用できる。具体的には、熱延鋼板、冷延鋼板、ステンレス鋼板などの各種鋼板や、アルミニウム板などが挙げられる。上記鋼板は、表面がメッキや他の方法で表面処理されたものでもよい。メッキの種類には特に制限はなく、溶融亜鉛メッキ、電気亜鉛メッキ、スズメッキなどが挙げられ、表面処理にはクロメート処理、燐酸被膜処理などが挙げられる。基材金属板(A)の厚さは、樹脂被覆金属板の用途により異なるが、0.1〜10mmの範囲で選ぶことができる。
【0058】
上記のポリエステル系樹脂シート状物(B)3を基材金属板(A)2に接着させる方法としては、図1に示すように、接着剤4を使用する方法、図示しないが、接着剤を使用しないで熱融着させる方法や押出コーティングする方法等があり、特に限定されない。例えば、図1に示すように、ポリエステル系樹脂シート状物(B)3を貼り合わせる基材金属板(A)2の表面に、ポリエステル系、エポキシ系等の接着剤4を塗布し、ポリエステル系樹脂シート状物(B)3を被覆する方法がある。この方法では、リバースロールコーター、キスロールコーター等の一般的に使用されるコーティング設備を使用し、ポリエステル系樹脂シート状物(B)3を貼り合わせる基材金属板(A)2の表面に乾燥後の接着剤膜厚が2〜4μm程度になるように接着剤4を塗布する。次いで赤外線ヒーター及び熱風加熱炉により塗布面の乾燥及び加熱を行い、基材金属板(A)2の表面温度をポリエステル系樹脂シート状物(B)3の融点以上に保持しつつ、直ちにロールラミネータを用いてポリエステル系樹脂シート状物(B)3を被覆、冷却することにより樹脂被覆金属板を得ることができる。
【0059】
この発明に係る樹脂被覆金属板に積層される皮膜として、上記の着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)を用いる場合、これ単独で積層する場合でなく、下記に示すような、上記の着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)に透明樹脂フィルム状物(C)等を積層した積層シート状物を積層してもよい。
【0060】
このような樹脂被覆金属板としては、図2に示すような、着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)3’の上に透明樹脂フィルム(C)5を積層した積層シート状物を、基材金属板(A)2の表面に被覆した樹脂被覆金属板1a、図2や図3に示すような、着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)3’、印刷層(D)6、透明樹脂フィルム(C)5を順次積層した積層シート状物を、基材金属板(A)2の表面に被覆した樹脂被覆金属板1bや1c等があげられる。
【0061】
また、上記印刷層(D)6を積層する場合、この印刷層(D)6と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)3’との間、又は上記の基材金属板(A)2と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)3との間に塗布型の接着剤層(E)4を設け、積層一体化して樹脂被覆金属板1b又は1cとすることができる。
【0062】
上記の着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)に透明樹脂フィルム状物(C)等を積層した積層シート状物を積層した樹脂被覆金属板の構造例としては、次のような例をあげることができる。なお、「/」は隣接する層の界面を意味する。
【0063】
・透明樹脂フィルム(C)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/基材金属板(A)(図2参照)
・透明樹脂フィルム(C)/接着剤層(E)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/基材金属板(A)
・透明樹脂フィルム(C)/接着剤層(E)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/接着剤層(E)/基材金属板(A)
・透明樹脂フィルム(C)/印刷面(D)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/接着剤層(E)/基材金属板板(A)(図3参照)
・透明樹脂フィルム(C)/印刷面(D)/接着剤層(E)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/基材金属板板(A)
・透明樹脂フィルム(C)/印刷層(D)/接着剤層(E)/着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)/接着剤層(E)/基材金属板板(A)(図4参照)などが挙げられる。
【0064】
上記透明樹脂フィルム(C)を構成する樹脂は、耐傷入り性の一層の改良、印刷層の保護、深みのある意匠性の付与、表面の各種物性の改良などを目的とし、これらの目的を達成することができれば特に制限はなく、具体的には、アクリル系樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド樹脂などが挙げられる。中でも、透明性や平滑性、表面の耐傷入り性などの観点から、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルムが好適である。
【0065】
上記透明樹脂フィルム(C)の厚さは、着色ポリエステル系樹脂シート状物(B)より薄くするのが好ましく、15μm〜75μmの範囲で選ばれる。
【0066】
上記のように、上記透明樹脂フィルム(C)の裏面に印刷層(D)を形成し、樹脂被覆金属板(A)に被覆される積層シート状物の意匠性を一層向上させることができる。印刷層を形成する方法には特に制限がなく、従来から知られているグラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法などによることができる。印刷模様は特に制限がなく、石目調、木目調、幾何学横様、抽象模様などのいずれであってもよい。印刷模様の印刷は、全面ベタ印刷、部分印刷、全面ベタ印刷したあと部分印刷する、などのいずれであってもよい。
【0067】
着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)と透明樹脂フィルム(C)との積層は、(1)二種類の原料樹脂を別々に溶融させ、共押出成形用ダイ内で積層させて二層にする共押出成形法、(2)二種類の樹脂フィルムを別々の押出機で製造し、双方または一方の樹脂フィルムが溶融状態にある間に二種類の樹脂フィルムを圧着する熱溶着法、(3)あらかじめ製造した二種類の樹脂フィルムを、接着剤を介して積層するドライラミネート法、などによることができる。上記(3)の方法で使用される接着剤(E)は、二種類の樹脂フィルムを接着することができるものであれば、特に制限されるものではない。
【0068】
上記の印刷層(D)を含む樹脂被覆金属板用に使用される積層シート状物は、その製造方法は特に限定されるものではない。例えば、透明樹脂フィルム(C)の裏面に印刷層(D)を形成し、この印刷層(D)層の面、または、別途調製した着色ポリエステル系樹脂シート状物(B)の面に、塗布型の接着剤(E)からなる層を設け、両者を重ね合わせて、加熱された一対の加圧ロール間を通過させて接着させて積層させる方法によることができる。加圧ロールの加熱温度、圧力などの条件は、積層シート状物の種類、接着剤の種類などにより、適宜選ぶことができる。
【0069】
上記基材金属板(A)の表面に上記積層シート状物を接着することによって、この発明に係る樹脂被覆金属板が製造される。この製造方法としては、上記の接着剤を使用する方法、接着剤を使用しないで熱融着させる方法や押出コーティングする方法等があり、特に限定されない。上記の接着剤を使用する方法を用いる場合、上記基材金属板(A)の表面に、あらかじめアンカー処理を施した後、アンカー処理した面に接着剤を塗布し、上記積層フィルムを接着する。この接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤などが挙げられる。この接着剤の塗布法は、リバースコート法、キスコート法などの従来から知られている方法によることができる。塗布した接着剤は、赤外線ヒーターおよび熱風加熱炉により塗布面の乾燥する。基材金属(A)の接着剤塗布面を、着色ポリエステル系樹脂{(B)成分}の融点以上に加熱し、この接着剤塗布面に上記積層フィルムを重ねて、一対の加圧ロール間を通過させて接着一体化させることによって、樹脂被覆金属板とすることができる。
【0070】
本発明に係る樹脂被覆金属板は、建造物の壁面材、天井材、仕切り壁面材、ユニットバス壁面材および天井材、他の建築内装材、家庭電化製品のハウジング製造用、その他各種の産業用機器の用途に用いられる。特に、ユニットバス壁面材および天井材の用途に好適である。
【0071】
以下、実施例及び比較例によりさらに詳しく説明する。なお、各実施例及び比較例で使用した(b1)成分及び(b2)成分は以下のとおりである。
【0072】
(1)(b1)成分(非晶性ポリエステル系樹脂)
・イーストマンケミカル社製:PET−G:ガラス転移温度(Tg);81℃、結晶融解ピーク;なし(以下、「PET−G」と略する。)
・イーストマンケミカル社製:PCTG:ガラス転移温度(Tg);88℃、結晶融解ピーク;なし(以下、「PCTG」と略する。)
【0073】
(2)(b2)成分(結晶性ポリエステル系樹脂)
・ポリブチレンテレフタレート(以下、「PBT」と略する。):結晶融解ピーク温度;222℃、結晶融解熱量;41J/g
・ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略する。):結晶融解ピーク温度;247℃、結晶融解熱量;37J/g)
また、各実施例及び比較例における各評価方法を下記に示す。
【0074】
[ガラス転移温度(Tg)、結晶融解熱量、結晶融解ピーク温度の測定]
パーキンエルマー製DSC−7を用いて、試料10mgをJIS−K7121、JIS−K7122に準じて、加熱及び冷却速度を10℃/分で測定して求めた。
【0075】
[表面硬度]
HBの鉛筆を用いて、JIS−S1005 9.8(2)鉛筆引っ掻き試験に従い、80mm×60mmの樹脂被覆金属板の樹脂シート面に対し45°の角度を保ちつつ500gの荷重をかけて線引きし、線引き部の樹脂シートの面状態を目視で判定し、全く傷が付かなかったものを(○)、若干線引きの跡が残ったものを(△)、明確に傷が付いたものを(×)として表示した。
【0076】
[耐沸騰水性試験]
50mm×60mmの樹脂被覆金属板を、沸騰水中に3時間浸漬し、その樹脂シートの面状態を目視で判定し、全く変化のなかったものを(○)、若干表面に荒れができたものを(△)、起泡による膨れが生じたものを(×)として表示した。
【0077】
[耐アルカリ性試験]
JIS−K67445(5)に従い、50mm×60mmの樹脂被覆金属板の、樹脂シートを被覆していない面及び切断面を、塩化ビニル樹脂で被覆し、更に透明樹脂フィルム(C)を用いる場合は、透明樹脂フィルム(C)に市販のカッターナイフにより、着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)に達する十字状の切り込みを入れた。次いで、20℃の雰囲気下で、10%水酸化ナトリウム水溶液中に5時間浸漬し、その樹脂シートの面状態を目視で判定し、全く変化のなかったものを(○)、若干表面に浮き、膨れ、剥離などのクラックが発生したものを(△)、全面に浮き、膨れ、剥離などのクラックが入ったものを(×)として表示した。
【0078】
[加工性]
樹脂被覆金属板に衝撃密着曲げ試験を行い、曲げ加工部の化粧シートの面状態を目視で判定し、ほとんど変化がないものを(○)、若干クラックが発生したものを(△)、割れが発生したものを(×)として表示した。
なお、衝撃密着曲げ試験は次のようにして行った。樹脂被覆金属板の長さ方向及び幅方向からそれぞれ50mm×150mmの試料を作製し、23℃で1時間以上保った後、折り曲げ試験機を用いて180°(内曲げ半径2mm)に折り曲げ、その試料に直径75mm、質量5kgの円柱形の錘を50cmの高さから落下させた。
【0079】
(参考例1〜5、参考比較例1〜4)
表1に示す配合割合(重量%)で(b1)及び(b2)の各成分をそれぞれ黒色系の着色剤とともにTダイを備えた二軸混練押出機を用いて均質となるように混練し、厚さ150μmの着色ポリエステル系樹脂シート(B’)を製膜した。次に接着剤(E)として、市販されているポリ塩化ビニル被覆金属板用のポリエステル系接着剤を、基材金属板(A)である亜鉛メッキ鋼板(厚み0.45mm)の金属面に乾燥後の接着剤膜厚が2〜4μm程度になるように塗布する。次いで、熱風加熱炉及び赤外線ヒーターにより塗布面の乾燥及び加熱を行い、上記亜鉛メッキ鋼板の表面温度をポリエステル系樹脂シートの融点以上に保持しつつ、直ちにロールラミネータを用いてポリエステル系樹脂シートを被覆、冷却することにより樹脂被覆金属板を作製した。得られた樹脂被覆金属板を用いて前記の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0080】
【表1】
【0081】
(結果)
表1から明らかなように、いずれの配合でも加工性は満足できるが、結晶融解ピークを持たない非晶性ポリエステル系樹脂(b1)のみの場合(参考比較例2)や、ブレンド量が重量割合で95%の場合(参考比較例1)には、非晶性樹脂(b1)の影響が強く、耐沸騰水性が満足できない。また、若干表面硬度が低下する。
【0082】
また、結晶融解熱量が30J/g以上の結晶性ポリエステル系樹脂(b2)のみの場合(参考比較例3)や、ブレンド量が重量割合で50%を超える場合(参考比較例4)には、結晶性樹脂(b2)の影響が強く、表面硬度は高いが、耐アルカリ性に劣る。
【0083】
一方、(b2)成分(結晶性ポリエステル系樹脂)のブレンド量が重量割合で10%以上50%以下の配合(参考例1〜5)では、耐沸騰水性及び耐アルカリ性を両立できることが分かる。しかし、非晶性ポリエステル系樹脂(b1)の重量割合が90%である配合(参考例5)では、耐沸騰水性及び耐アルカリ性を両立しているが、若干表面硬度が低下するため、結晶性ポリエステル系樹脂(b2)は重量割合で20%以上とする方が好ましい。また、結晶性ポリエステル系樹脂(b2)にポリブチレンテレフタレートを用いた場合、結晶化速度が速いため、好適には、重量割合で40%までに抑える方が好ましい。
【0084】
(実施例1〜6、比較例1〜5)
<積層フィルムの調製>
まず、(b1)成分と(b2)成分とを、表2に示す割合(重量%)で秤量し、黒色系の着色剤とともにブレンダーで混合した。得られた混合物を、先端にTダイを装備した二軸混練押出機を使用し、シリンダー温度を240℃〜270℃の範囲に設定して溶融・混練し、厚さ150μmの着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)を調製した。厚さが25μmの二軸延伸されたポリエステルフィルム(三菱化学ポリエステル社製)(C)の片面に、グラビアコート法によって抽象模様の部分印刷を施し、この印刷面にポリエステル系接着剤を塗布し、上記着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)と積層して積層フィルムの調製した。
【0085】
<樹脂被覆銅板の調製>
基材金属板(A)である、幅が50cm、長さが100cm、厚さが0.45mmの亜鉛メッキ鋼板の表面全面に、ポリエステル系接着剤を、乾燥後の接着剤の厚さが2〜4μm程度になるように塗布し、次いで熱風加熱炉および赤外線ヒーターによって塗布面の乾燥および加熱を行い、表面温度を着色ポリエステル系樹脂(B’)の融点以上に保持しつつ、直ちにロールラミネータを用いて、上記積層フィルムを積層し、冷却することにより樹脂被覆鋼板を作製し、上記した各項目の評価、及び下記に示す加工部耐久性試験を行った。評価結果を、表2にまとめて示した。
【0086】
[加工部耐久性試験]
JIS−K6744(エリクセン試験)、JIS−K5400(同試験機)に従い、50mm×60mmの樹脂被覆金属板の樹脂被覆側を試験機のダイス側とし、被覆金属板の中心がポンチ、ダイスなどの中心と一致するように置き、ポンチを一定速度で6mm押し込むことにより、樹脂被覆側が凸になるよう変形を与えた。
次いで、その被覆金属板を沸騰水中に1時間浸漬した後、取り出し、加工部の外観を目視で評価した。沸騰水浸漬前と変化のないものを「○」、表層の2軸延伸PETに顕著な浮き上がりが認められたものを「×」、「×」よりは比較的よいものの僅かに浮き上がりが認められるものを「△」とした。
【0087】
【表2】
【0088】
表2から、次のことが明らかとなる。
(1)着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)を構成する樹脂成分が、結晶性ポリエステル樹脂(b2)の含有量が、重量比で10〜50%の範囲であると、樹脂被覆鋼板は、耐沸騰水性、耐アルカリ性ともに優れている(実施例1〜6参照)。
【0089】
(2)これに対して、着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)を構成する樹脂成分が、結晶性ポリエステル樹脂(b2)の含有量が10重量%以下になると、樹脂被覆鋼板の被覆樹脂の表面硬度が低下するので、結晶性ポリエステル系樹脂は、10重量%以上とするのが好ましい(比較例5参照)。
【0090】
(3)着色ポリエステル系樹脂フィルム(B’)を構成する樹脂成分が、結晶融解ピークを持たない非結晶性ポリエステル系樹脂(b1)のみ(比較例1参照)、または、含有量が90重量%を越えると(比較例5参照)、いずれの例でも加工性は優れているが、非結晶性樹脂の影響が強く、表面硬度が低下し、耐沸騰水性が劣る。
【0091】
(4)また、結晶融解熱量が30J/g以上の結晶性ポリエステル系樹脂(b2)のみ(比較例2)、または、含有量が50重量%を越えると(比較例3参照)、結晶性樹脂の影響が強く、表面硬度は高いが、耐アルカリ性に劣る。
【0092】
(5)さらに、結晶性ポリエステル系樹脂(b2)がポリブチレンテレフタレート(PBT)であり、かつ、PBTが10重量%の場合は、加工部耐久性が十分でないものの、他の試験化結果、表面硬度、耐沸騰水性試験、耐アルカリ性試験の結果は良好であった(実施例6参照)。
【0093】
(6)また、結晶性ポリエステル系樹脂(b2)がポリブチレンテレフタレート(PBT)であり、かつ、PBTの範囲が20〜40重量%の範囲内にある実施例2においては、耐アルカリ性に優れるが、加工部の耐久性がやや劣る。さらに、PBTの範囲が35〜50重量%の範囲内にある実施例4においては、加工部耐久性に優れるが耐アルカリ性の耐久性がやや劣る。さらに、実施例3は、上記の両方のPBTの範囲内にあるので、耐アルカリ性及び加工部の耐久性のいずれも優れている。
【0094】
よって、耐アルカリ性及び加工部の耐久性のいずれを重要視するかによって、(b2)成分の配合の使い分けをすることができる。
【0095】
この実施の形態では以下の効果を有する。
(1) 示差走査熱量計により観測される結晶融解ピークが存在せず、結晶融解熱量が10[J/g]以下の非晶性ポリエステル系樹脂成分(b1)と、前記結晶融解ピークを有し、その結晶融解熱量が30[J/g]以上の結晶性ポリエステル系樹脂成分(b2)とを特定の比率で混合した混合物でポリエステル系樹脂シート状物を形成した。従って、樹脂シート状物は加工性及び耐傷入り性に優れるとともに、耐熱水性、耐アルカリ性にも優れている。その結果、樹脂被覆金属板の被覆材料として好適に使用できる。
(2) 前記結晶性ポリエステル系樹脂として汎用のポリエチレンテレフタレートを使用した場合は、ポリエステル系樹脂シート状物、ひいては樹脂被覆金属板を低コストで製作できる。
【0096】
(3) 樹脂被覆金属板は、被覆材料として前記各ポリエステル系樹脂シート状物を使用しているため、軟質塩化ビニル樹脂等のハロゲン含有樹脂を使用せずに、加工性及び耐傷入り性に優れるとともに、耐熱水性、耐アルカリ性にも優れる。
(4) 金属板として各種鋼板又はアルミニウム板が使用されるため、樹脂被覆金属板の二次加工性や耐久性に優れる。
(5) 前記結晶性ポリエステル系樹脂としてポリブチレンテレフタレートを使用した場合は、ポリエステル系樹脂から押出成形でシートやフィルムを成形する際の加工性が向上する。
【0097】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
(6) 非晶性ポリエステル系樹脂の(b1)成分及び結晶性ポリエステル系樹脂の(b2)成分は、それぞれ一種類のポリエステル系樹脂を使用するものに限らず、複数種のポリエステル系樹脂を混合してもよい。例えば、(b2)成分の場合には、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートとポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートとポリプロピレンテレフタレートを混合してもよい。
【0098】
(6−1) また、前記ポリエステル系樹脂シート状物はその厚みが50〜500μmとしてもよい。
(6−2) さらに、前記ポリエステル系樹脂シート状物は接着剤を使用して金属板の表面に貼付され、接着剤層の厚みは2〜4μmとしてもよい。
(6−3) さらにまた、前記金属板には各種鋼板又はアルミニウム板を使用してもよい。
【0099】
[産業上の利用可能性]
この発明によると、(b1)成分及び(b2)成分を含有するポリエステル系樹脂シート状物(B)は加工性及び耐傷入り性に優れるとともに、耐熱水性、耐アルカリ性にも優れている。また、請求項5に記載の発明の樹脂被覆金属板は、ハロゲン含有樹脂を使用せずに、加工性及び耐傷入り性に優れるとともに、耐熱水性、耐アルカリ性にも優れる。
【0100】
また、この発明にかかる樹脂被覆金属板は、軟質塩化ビニル系樹脂を使用しないので、安定剤、可塑剤に起因するVOC問題や、内分泌物撹乱作用の問題、燃焼時に塩化水素ガスその他の塩素含有ガスの発生の問題が全くない。
【0101】
さらに、この発明にかかる樹脂被覆金属板は、被覆樹脂を特定の組成でかつ特定構造の積層フィルムによって構成しているので、表面に傷がつき難く(耐傷入り性に優れ)、加工性などに優れている。
【0102】
さらにまた、この発明に係る樹脂被覆金属板は、被覆樹脂を特定の組成でかつ特定構造の積層フィルムによって構成しているので、耐熱水性、耐薬品性などにも優れている。
【0103】
また、この発明に係る樹脂被覆金属板は、被覆樹脂を特定の組成でかつ特定構造の積層フィルムによって構成しているので、耐傷入り性、加工性および耐熱水性、耐薬品性のバランスに優れている。
【0104】
さらに、この発明の印刷層(D)が配置されたる意匠性樹脂被覆金属板は、透明樹脂層(C)と着色樹脂層(B)との間に印刷層(D)が配置されているので、印刷層が保護され、深みのある意匠性を発揮し、美観に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0105】
図1はこの発明にかかる樹脂被覆金属板の例を示す断面図、図2はこの発明にかかる樹脂被覆金属板の他の例を示す断面図、図3はこの発明にかかる樹脂被覆金属板の他の例を示す断面図、図4はこの発明にかかる樹脂被覆金属板の他の例を示す断面図である。
Claims (6)
- 下記(b1)成分及び(b2)成分からなる混合物で、各成分の割合が重量比で(b1)/(b2)=50〜95/50〜5(両者の合計は100)であり、耐アルカリ性及び耐沸騰水性に優れたポリエステル系樹脂シート状物(B)に構成成分として着色剤を配合した着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)に、印刷層(D)、透明樹脂フィルム(C)を順次積層した積層シート状物を、基材金属板(A)の表面に被覆したものであり、
かつ、上記透明樹脂フィルム(C)が、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート系樹脂シート状物であることを特徴とする樹脂被覆金属板。
(b1)成分:示差走査熱量計により観測される結晶融解熱量が10[J/g]以下であるポリエステル系樹脂。
(b2)成分:示差走査熱量計により観測される結晶融解ピークが存在し、その熱量が30[J/g]以上であるポリエステル系樹脂。 - 上記(b2)成分がポリブチレンテレフタレート系樹脂であり、上記の(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))が、重量比で60〜80/40〜20の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂被覆金属板。
- 上記(b2)成分がポリプロピレンテレフタレート系樹脂であり、上記の(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))が、重量比で60〜80/40〜20の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂被覆金属板。
- 上記(b2)成分がポリブチレンテレフタレート系樹脂であり、上記の(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))が、重量比で50〜65/50〜35の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂被覆金属板。
- 上記(b2)成分がポリプロピレンテレフタレート系樹脂であり、上記の(b1)成分と(b2)成分との混合割合((b1)/(b2))が、重量比で50〜65/50〜35の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂被覆金属板。
- 上記の印刷層(D)と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)との間、又は上記の基材金属板(A)と着色ポリエステル系樹脂シート状物(B’)との間に塗布型の接着剤層(E)を設け、積層一体化した請求項1乃至5のいずれかに記載の樹脂被覆金属板。
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