JP6528454B2 - 金属化粧部材 - Google Patents
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Description
上記アルミ型材は、一般にアルミ合金製基材に陽極酸化皮膜を形成し、その上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を形成するという表面処理が行われている。
この問題に対し特許文献1では、アルミ型材表面のアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜をワイヤーブラシで除去することで接着強度を向上させることが提案されている。また特許文献2では、酸化皮膜の上に更に塗膜を形成することが密着不良の原因となると考え、陽極酸化皮膜上に塗膜を施すことなく、沸騰水又は水蒸気封孔による耐食性向上措置を施した陽極酸化皮膜の上に化粧シートを貼着する方法が提案されている。
ここで、化粧シートを、熱可塑性樹脂製の基材シートの一方の面側に1又は2以上のアクリル樹脂層、及びフッ素樹脂層がこの順に形成され、上記アクリル樹脂層は、アクリルゴム及びアクリル樹脂を含み、そのアクリルゴムと該アクリル樹脂との質量比を30:70〜60:40とした化粧シートとした場合には、ISO5660−1に準拠したコーンカロリ燃焼試験による不燃性を満たす化粧シートを備えた金属化粧部材を提供することが可能となる。
すなわち、ISO5660−1に準拠したコーンカロリ燃焼試験により、上記化粧シートと金属からなる基板とを貼着してなる化粧板の時間に対する総発熱量及び時間に対する発熱速度を求めた際に、(i)加熱開始後20分間の総発熱量が8MJ/m2以下であり、(ii)加熱開始後20分間、最大発熱速度が10秒以上継続して200kW/m2を超えず、かつ(iii)加熱開始後20分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がないことを満たすこと。
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
〈構成〉
アルミニウム化粧部材20は、図1に示すように、アルミニウム製の基材1の上に、化粧シート15が貼り合わせて形成されている。なお、アルミニウム化粧部材20の総厚みは例えば200μm以下となっている。
基材1は、その表面が陽極酸化処理が施されて、陽極酸化皮膜2が形成されている。
更に、その陽極酸化皮膜2の上に、塗膜樹脂が焼付け塗装されて塗膜層3にて形成されている。
塗膜樹脂としては、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂が例示出来る。塗膜樹脂は、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂から選択した2種以上を混合した塗膜樹脂であっても良い。
その陽極酸化皮膜2及び焼付け塗装による塗膜層3が形成された基材1上に、接着剤層4を介して化粧シート15が貼り付けられる。
接着剤層4は、ウレタン樹脂系接着剤からなる。
ウレタン樹脂系接着剤の固形分質量は、15.0g/m2以上26.4g/m2以下であることが好ましい。
ウレタン樹脂系接着剤としては、例えば、ポリエステルポリオールを主剤としイソホロンジイソシアネートを硬化剤とする2液ウレタン樹脂系接着剤からなる。
ウレタン樹脂系接着剤層4の厚さは、例えば0.5〜2.5μmが望ましい。
本実施形態の化粧シート15は、樹脂製の基材シート10の上に絵柄模様層11、ヒートシール剤等からなる透明接着剤層12、透明なアクリル樹脂層13、透明なフッ素樹脂層14がこの順に積層されて形成されている。
基材シート10は熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂は着色されていることが好ましい。
特に、溶融押し出し装置での生産性、環境適合性、床材としての機械強度、耐久性、価格などを考慮すれば、ポリオレフィン系樹脂がより好ましい。
絵柄模様層11は化粧材としての意匠性を付与するものである。意匠としての絵柄としては、木目の他、たとえばコルク、石目、タイル、焼き物、抽象柄など用いる箇所に適した所望の印刷柄を選ぶことができる。
また印刷方法については、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、インクジェット印刷、など既知の印刷方法を用いることができ、全面に着色を施す場合には印刷方法のほかコーティングの手法や装置を用いてもよい。
本実施形態のアクリル樹脂層13は、アクリルゴム及びアクリル樹脂の混合体から成り、そのアクリルゴムと該アクリル樹脂との質量比が30:70〜60:40に設定されている。アクリル樹脂層13は、適宜、公知の紫外線吸収剤などの添加剤が添加されていても良い。
アクリル樹脂層13を構成するアクリルゴムは、特に制限されないが、好ましくは少なくとも(メタ)アクリル酸エステルモノマーを構成単位とする重合体からなる合成ゴムである。該アクリルゴムは、該構成単位を60質量%以上含むものが好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上を含むものである。(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルなどが挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸エステルモノマーとして、多官能性の(メタ)アクリル酸エステルモノマーも好ましく挙げられる。
アクリル樹脂層13で使用されるアクリル樹脂は、特に制限されないが、少なくとも(メタ)アクリル酸エステルモノマーを構成単位とする重合体であることが好ましい。より具体的には、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの単独重合体、2種以上の異なる(メタ)アクリル酸エステルモノマーの共重合体、あるいは(メタ)アクリル酸エステルモノマーと他のモノマーとの共重合体が好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルモノマーと共重合体を形成する他のモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能なものであれば特に限定されないが、本発明では、(メタ)アクリル酸、スチレン、(無水)マレイン酸、フマル酸、ジビニルベンゼン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン、ジフェニルエチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニルアルコール、アクリロニトリル、アクリルアミド、ブタジエン、イソプレン、イソブテン、1−ブテン、2−ブテン、N−ビニル−2−ピロリドン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ノルボルネン類などの脂環式オレフィンモノマー、ビニルカプロラクタム、シトラコン酸無水物、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド類、ビニルエーテル類などが好ましく挙げられ、特にスチレン及び(無水)マレイン酸が共重合成分として好適である。すなわち、(メタ)アクリル酸エステルとスチレン又は(無水)マレイン酸の二元共重合体、(メタ)アクリル酸エステルとスチレン及び(無水)マレイン酸の三元共重合体が好適である。なお、(メタ)アクリル酸エステルと他のモノマーとの共重合体はランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。
フッ素樹脂としては、既知のものを使用することができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレンペルフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、四フッ化エチレン・エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニルフロライド(PVF)などが使用可能であり、特には折り曲げ加工性、前述のアクリル樹脂層13との密着性の点でポリフッ化ビニリデンが好適である。なお、ポリフッ化ビニリデンのガラス転移点(Tg)は−39℃である。
フッ素樹脂層14の厚さは、1〜15μm程度であることが好ましく、1〜10μmがより好ましい。また、フッ素樹脂層14は、前記透明熱可塑性樹脂層の厚さに対する比率(フッ素樹脂層14の厚さ/アクリル樹脂層13の厚さ)として、不燃性及び折り曲げ加工性の観点から、0.05〜1.0が好ましく、0.05〜0.8がより好ましい。
化粧シート15の表面に凹凸模様を付加しても良い。凹凸模様は、例えば熱エンボス加工などの公知の手段を採用して付加すれば良い。
ここで、アルミニウム化粧部材20の形状は、平板形状に限定されず、表面形状の断面プロフィールが、矩形、円形、三角形形状など、所望の立体形状であっても良い。
(1)アルミニウム等に金属製の基材1表面に形成した陽極酸化皮膜2上にアクリル樹脂等の塗膜樹脂の焼付け塗装で形成することで、塗膜層3の密着性が向上し、化粧シート15と金属製の基材1との密着性も向上する。この結果、耐久性に優れた金属化粧部材を提供することが可能となる。
(2)塗膜樹脂は、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれか若しくはその2種以上を混合した樹脂である。
これによって、より確実に塗膜層3の密着性が向上可能となる。
(4)基材1はアルミニウム製である。
この場合には、金属化粧部材が軽量化すると共に加工が容易となる。
(5)化粧シート15の表面に凹凸模様を有する。
これによって、アルミ化粧部材の意匠性が向上する。
〈実施例1〉
アルミニウム合金板からなる金属製に基材1上に、厚さ10μmの陽極酸化皮膜2を形成した。その陽極酸化皮膜2の上に、アクリル樹脂を、質量が10g/m2となるようにして焼付け塗装を行いアルミ型材を得た。
そして、アルミ型材に下記構成の化粧シート15を接着剤層4を介して貼り付けてアルミニウム化粧部材20を得た。
接着剤層4としては、ノーテープ工業(株)製ポリウレタン系2液型接着剤(主剤「No5211」、硬化剤「U−5」、配合比100:5)を使用し、化粧シート15の基材1裏面に上に直接25g/m2(ドライ)の塗布量にて塗布して、上記アルミ型材に貼着したものである。
ポリフッ化ビニリデン樹脂(フッ素樹脂)とアクリル樹脂層形成用混合物とをTダイで溶融して、押し出し、フッ素樹脂層14とアクリル樹脂層13からなる積層体(フッ素樹脂層14の厚さ:5μm、アクリル樹脂層13の厚さ:45μm)を形成した。
また、熱可塑性樹脂からなる厚さ70μmの基材シート10の表面に、ウレタン系印刷インキにて木目柄の絵柄模様層11を印刷形成した。
さらに積層体の表面に、シート表面温度120℃の条件で木目導管溝柄のエンボスを施した。また、最後に基材シート10の裏面にシリカ粉末を添加したウレタン系プライマー剤を乾燥後の膜厚1μmに塗布して裏面プライマー層を形成して、本実施例1の化粧シート15を作製した。
アクリル樹脂(構成単位:メタクリル酸メチル):45質量部
アクリルゴム(「SA−FW001(商品名)」、株式会社クラレ製、メタクリル樹脂、構成単位:メタクリル酸メチル、粒子状、平均粒子径:100nm):55質量部
〈比較例1〉
接着剤層4の塗布量を13g/m2となるように塗布した以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム化粧部材20を得た。
〈比較例2〉
接着剤層4の塗布量を30g/m2となるように塗布した以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム化粧部材20を得た。
〈比較例3〉
実施例1のアルミニウム基材1上のアクリル系塗膜が電着塗装で行った以外は、実施例1と同様にしてアルミニウム化粧部材20を得た。
以上の実施例及び各比較例のアルミニウム化粧部材20について、次の評価を実施した。
(不燃性評価)
ISO5660−1に準拠し、建築基準法第二条第9号及び建築基準法施工令第108条の2に基づく防耐火試験方法と性能評価規格に従うコーンカロリーメーター試験機による発熱性試験を実施した。
そして、加熱開始後20分間の総発熱量(MJ/m2)が、8MJ/m2以下であり、加熱開始後20分間の最大発熱速度として、10秒以上継続して200kW/m2を超えなければ、合格「○」とした。但し、基材1に亀裂や穴のないことも条件とした。
密着性の試験として次の2つの試験を実施した。
(常態密着強度試験)
化粧シート15の端部を人為的にアルミ型材から剥離し、これを180度方向に折曲させ、常温で引張試験器により引張速度200mm/分で引張り荷重を加えて、剥離時の荷重を測定した。
(耐湿密着強度試験}
40℃90%恒温恒湿槽中に、アルミニウム化粧部材20を192時間放置する。次に、恒温恒湿層から取り出し、常温にて1週間乾燥する。
その後に、化粧シート15の端部を人為的にアルミ型材より剥離し、これを180度方向に折曲させ、常温で引張試験器により引張速度200mm/分で引張り荷重を加えて、剥離時の荷重を測定した。
評価結果を表1に示す。
更に、陽極酸化皮膜2の上に塗膜樹脂を焼付け塗装して塗膜層3を形成し、更にウレタン樹脂系接着剤層4を介して化粧シート15を貼り合わした場合、化粧シート15の密着性が向上することが分かる(実施例1と比較例3参照)。
従って、所定以上の不燃性及び化粧シート密着性を確保するには、焼付け塗装して塗膜層3を形成し、アクリルゴムと該アクリル樹脂との質量比を30:70〜60:40とし、且つウレタン樹脂系接着剤の固形分質量を、15.0g/m2以上26.4g/m2以下とすることが好ましいことが分かる。
2 陽極酸化皮膜
3 塗膜層
4 接着剤層
8 アルミ板
10 基材シート
11 絵柄模様層
12 透明接着剤層
13 アクリル樹脂層
14 フッ素樹脂層
15 化粧シート
20 アルミニウム化粧部材
Claims (4)
- 金属製の基材上に、陽極酸化皮膜、塗膜層がこの順に形成され、更に上記塗膜層と接するウレタン樹脂系接着剤層を介して化粧シートを貼り合わされる金属化粧部材であって、
上記基材は、アルミニウム(Al)製、タンタル(Ta)製、チタン(Ti)製、マグネシウム(Mg)製、ニオブ(Nb)製、亜鉛(Zn)製、またはジルコニウム(Zr)製であり、
上記塗膜層は、塗膜樹脂を焼付け塗装して形成され、上記塗膜樹脂は、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれか若しくはその2種以上を混合した樹脂であり、
上記ウレタン樹脂系接着剤の固形分質量が、15.0g/m2以上26.4g/m2以下であり、
上記ウレタン樹脂系接着剤層の厚さが、0.5μm以上2.5μm以下であり、
上記化粧シートは、
熱可塑性樹脂製の基材シートの一方の面側に1又は2以上のアクリル樹脂層、及びフッ素樹脂層がこの順に形成され、上記アクリル樹脂層は、アクリルゴム及びアクリル樹脂を含み、そのアクリルゴムとアクリル樹脂との質量比を30:70〜60:40とすることで、不燃性を有し、
上記基材シートの他方の面側に、シリカ粉末を含むウレタン系プライマー剤で形成された裏面プライマー層を備え、上記裏面プライマー層は、上記ウレタン樹脂系接着剤層と接していることを特徴とする金属化粧部材。 - 上記塗膜樹脂の塗布量は、上記ウレタン樹脂系接着剤の塗布量よりも少ないことを特徴とする請求項1に記載した金属化粧部材。
- 上記基材はアルミニウム製であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した金属化粧部材。
- ISO5660−1に準拠し、建築基準法第二条第9号及び建築基準法施工令第108条の2に基づく防耐火試験方法と性能評価規格に従うコーンカロリーメーター試験機による発熱性試験において(1)加熱開始後20分間の総発熱量(MJ/m 2 )が8MJ/m 2 以下であり(2)加熱開始後20分間の最大発熱速度として、10秒以上継続して200kW/m 2 を超えず(3)基材に亀裂や穴のないという条件を満たす不燃性を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した金属化粧部材。
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