JP4396842B2

JP4396842B2 - 断熱形材の製造方法

Info

Publication number: JP4396842B2
Application number: JP2004263516A
Authority: JP
Inventors: 松芳竹内
Original assignee: 三協立山アルミ株式会社
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: JP2006077485A

Description

本発明は、断熱形材の製造方法に関する。

特許文献１には、樹脂材注入溝を有する金属製形材を塗装した後、樹脂材注入溝内を放電処理し、放電処理後樹脂材注入溝に樹脂材を注入して断熱形材を製造することが開示されている。
特許文献２には、樹脂材注入溝を有する金属製形材を塗装した後、樹脂材注入溝をプラズマ処理し、プラズマ処理後樹脂材注入溝に樹脂材を注入して断熱形材を製造することが開示されている。

特開平１１−２０７２号公報特開２００３−２７８４４９号公報

しかし、特許文献１の技術では放電処理設備を設ける必要があり、特許文献２の技術ではプラズマ処理設備を設ける必要があるため、共に設備コストが高くなるという問題がある。
また、樹脂材注入溝は断熱形材の種類毎に位置や形状、大きさが異なるため、プラズマ処理や放電処理を確実に且つ均一に行い難いという問題がある。
そこで、本発明は、簡易且つ安価な設備で金属製形材に樹脂材を強固に接合できる断熱形材の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、金属材間を樹脂材で連結してある断熱形材の製造方法であって、樹脂材注入溝を有する金属製形材に塗装を施し、焼付け乾燥し、乾燥後の樹脂材注入溝内の塗膜表面に加圧水蒸気を接触させた後、樹脂材注入溝に樹脂材を注入することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、樹脂材注入溝に加圧水蒸気を接触させるので、注入溝の位置や形状、大きさが異なるものであっても溝内に加圧水蒸気を確実且つ均一に接触させることができる。
また、焼付け乾燥後に加圧水蒸気を接触させており、加圧水蒸気により焼付けを行わないので、塗料の焼付け斑が生じ難い。
加圧水蒸気の接触には、放電処理設備やプラズマ処理設備のような新たな設備を設ける必要もないので、設備が簡単で且つ設備コストが安価にできる。

（実施例１）
Ａ．実施例品の製造
（ａ）金属製形材の塗装
金属製形材１として図１（ａ）に示す２つの樹脂材注入３、５を有するアルミニウム合金押出形材Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５（以下単に「アルミ形材」という）を脱脂洗浄した後、８０ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液に４０℃で７分間浸漬してエッチング処理をした。次いで、このアルミ形材を１４０ｇ／ｌの硫酸に２０℃で２分間浸漬してスマット除去を行なった。その後、２１℃の１５０ｇ／ｌ硫酸水溶液中でアルミ形材を陽極に接続して電流密度７０Ａ／ｍ²で４１分間の電解処理を行ない、表面に６μｍの陽極酸化皮膜を生成させた。続いて、このアルミ形材を７４℃の脱イオン水で３．５分間の湯洗処理を行ない、これを冷却した。冷却処理後、アクリル−メラミン系アニオン艶消し電着塗料（日本ペイント製ＰＭ−６３５０Ｔ）浴中で、アルミ形材を陽極として２００Ｖで３分間の通電を行ない、形材表面に２０μmの電着塗膜を形成させた後、水洗して表面に付着した余剰の塗料成分を除去した。
（ｂ）焼付け乾燥
このアルミ形材表面に形成した未硬化の電着塗膜を１８５℃で３０分間の焼付乾燥を行なった。
（ｃ）加圧水蒸気の接触
焼き付け乾燥後のアルミ形材に蒸缶内で加圧水蒸気を接触させた。水蒸気温度（処理温度）を１０１℃、１０２℃、１０３℃、１０４℃、１０５℃、１１０℃、１２０℃で各々６０分間加圧水蒸気処理し、各温度毎のものを製造した。尚、各処理圧力は各処理温度での飽和水蒸気圧であり、水蒸気発生用の水には、井戸水を使用した。加圧水蒸気処理には、アルミニウム陽極酸化皮膜の封孔処理に使用している蒸缶を用いた。
（ｄ）樹脂材注入溝における樹脂材の注入
得られた各アルミ形材１（図１（ａ）参照）において、樹脂材注入溝３、５の各々の面にプライマーとして、シランカップリング材（横浜ゴム工業株式会社製）を塗布した後、２成分硬質ウレタン（住友バイエルウレタン株式会社製）を注入して、４日以上経過したものを実施例品とした。また、焼付け乾燥後に加圧水蒸気の接触をしないで樹脂材を注入したものをブランク（比較例品）とした。
樹脂材の注入においては、図１に示すように、アルミ形材１において、樹脂材注入ノズル７から下方の樹脂材注入溝３に樹脂材６を注入し（ｂ）、次に、下方の樹脂材注入溝３の溝壁９を分断し、上方の樹脂材注入５に補助材１１を取り付けて上方の樹脂材注入溝５に樹脂材注入ノズル７から樹脂材６を注入し（ｃ）、その後補助材１１を除去して断熱形材（ｄ）を得た。

Ｂ．実施例品の試験
各実施例品について、外観、接着強度について試験したので、その結果を下記表１に示す。
（１）外観
蒸缶処理後の塗装外観を目視にて確認した。
表１の外観において、○は異常なし、△は水滴痕が認められる、×は著しい異常が認められることを示す。
（２）接着強度
実施例品について、ＥＺ−ＴＥＳＴ５００Ｎ（島津製作所（株）製）を用いて引張り速度を１０ｍｍ／ｍｉｎで１８０度剥離強度試験を行った。
表１の接着強度において、◎は接着した樹脂材が剥がれず剥離強度試験ができないほど接着強度が高く基準値を充分に満たしている、○は剥離強度試験中に樹脂材が破壊してしまい測定できないほど接着強度が高く基準値を充分に満たしている、△は基準値を満たす、×は基準値を満たさないことを示す。尚、基準値は２５０Ｎ／ｃｍである。

表１から明らかなように、接着強度は加圧水蒸気温度が１０１℃及び１０２℃では△であり、接着強度の評価基準値２５０Ｎを僅かに満たすと共に水蒸気処理をしないもの（ブランク）よりも接着強度は高かった。水蒸気の圧力は各処理温度での飽和水蒸気圧であるから、水蒸気温度が１００℃よりも高い温度の飽和水蒸気は加圧水蒸気である。したがって、本実例によれば、樹脂材注入溝の塗膜表面に加圧水蒸気を接触した後に樹脂材を注入することにより、加圧水蒸気を接触しないものよりも接着強度を高めることができた。
外観については、加圧水蒸気温度が１２０℃で著しい異常が認められた。
表１から本発明の効果を確実に得るには、外観及び接着性を総合的に勘案すると、加圧水蒸気として井戸水を使用した場合には加圧水蒸気温度は１０３℃以上で１２０℃未満が好ましい。
尚、実施例１にかかる各断熱形材を−２０℃で４時間保持した後８０℃で４時間保持するサイクルを３０サイクル繰り返す熱冷サイクル試験を行い、この熱冷サイクル後にも接着強度試験を行ったが、上記表１と同じ結果であった。

本実施例によれば、金属製形材に樹脂材を強固に接着できる。
放電処理設備やプラズマ処理設備のような新たな設備を設ける必要もないので、設備が簡単で且つ設備コストが安価にできる。
樹脂材注入溝に加圧水蒸気を接触させるので、注入溝の位置や形状、大きさが異なるものであっても溝内に加圧水蒸気を確実且つ均一に接触させることができる。
また、加圧水蒸気の接触（ｃ）においては、アルミニウム陽極酸化皮膜の封孔処理に使用している通常の蒸缶をそのまま使用しているので、既存設備を利用でき、設備が簡単で且つ設備コストを安価にできる。
加圧水蒸気により焼付けを行わないので、塗料の焼き付け斑が生じ難い。

（実施例２）
Ａ．実施例品の製造
実施例１の（ｃ）加圧水蒸気の接触において、加圧水蒸気温度を１０５℃、１１０℃、１２０℃とし、各温度における接触時間を、３０分と６０分に変えたものについて、実施例１と同様に製造したものを実施例２とした。

Ｂ．実施例品の試験
各実施例品について、実施例１と同様に外観、接着強度について試験したので、その結果を下記表２に示す。
表２において、外観、接着強度の記号は、表１と同じ意味で使用した。

表２から明らかなように、接着性については、加圧水蒸気温度が１０５℃、１１０℃、１２０℃のいずれの場合においても各処理時間（３０分、６０分）で良好な結果を得ることができた。したがって、高い接着性を得るためには、加圧水蒸気の接触時間（処理時間）は加圧水蒸気温度によっても異なるが、３０分以上６０分以下であることが好ましい。
外観については、加圧水蒸気温度が１２０℃の場合には、処理時間３０、６０分のものについて、異常が認められた。
外観及び接着性の全てを満足するには、加圧水蒸気の処理時間は１２０℃未満で３０分以上６０分以下が好ましい。
この実施例２においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
また、実施例２においても実施例１と同様に熱冷サイクル後の接着強度試験を行ったが、接着強度については上記表２と同じ結果であった。

（実施例３）
実施例３は、金属製形材の塗装として、実施例１のアクリルメラミン電着塗装に変えて、ウレタン樹脂静電塗装（ウレタン塗装）、アクリル樹脂静電塗装（アクリル塗装）をしたものを用いている。
Ａ．実施例品の製造
実施例１の金属製形材の塗装（ａ）において、アルミ形材の湯洗処理後の電着塗装に換えて、ウレタン樹脂塗料（大日本塗料株式会社製：Ｖトップ）を静電スプレー塗装方法により３０μmの膜厚になるように上塗り塗装した後、１８０℃で２０分の乾燥を行なった（ウレタン塗装）。同様にアクリル樹脂塗料（大日本塗料株式会社製：デュラクロンＣＷ）を塗装（アクリル塗装）したものの各々について、実施例１の加圧水蒸気の接触（ｃ）において、それぞれ蒸気温度１０５、１１５、１２５℃で各６０分接触した後、各々実施例１と同様に２成分硬質ウレタン樹脂を金属製形材の樹脂材注入溝に注入した。

Ｂ．実施例品の試験
実施例３の各実施例品について、硬質ウレタン樹脂の注入後４日間経過した後、外観及び接着強度試験を行ったのでその結果を下記表３に示す。尚、表３において、記号◎、○、△、×はそれぞれ表１と同じ意味で用いている。

表３から明らかなように、実施例３によれば、ウレタン塗装、アクリル塗装のいずれの塗装においても、１０５℃、１１５℃、１２５℃の各温度において接着強度の基準値を満たしており、水蒸気温度（処理温度）１０５℃以上で十分な接着強度を得ることができた。
外観については、ウレタン塗装、アクリル塗装のいずれの塗装においても、１２５℃では異常が認められた。
外観及び接着性を満足するためには、ウレタン塗装、アクリル塗装のいずれの塗装でも１０５℃以上１２５℃未満が好ましい。
この実施例３においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。
また、実施例３においても実施例１と同様に熱冷サイクル後の接着強度試験を行ったが、上記表３と同じ結果であった。

本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
金属製形材１は、鋼材等の他の金属材であってもよい。

金属製形材に樹脂材を注入する工程を示す斜視図である。

符号の説明

１アルミ形材（金属製形材）
３、５樹脂材注入溝
６樹脂材

Claims

金属材間を樹脂材で連結してある断熱形材の製造方法であって、樹脂材注入溝を有する金属製形材に塗装を施し、焼付け乾燥し、乾燥後の樹脂材注入溝内の塗膜表面に加圧水蒸気を接触させた後、樹脂材注入溝に樹脂材を注入することを特徴とする断熱形材の製造方法。