JPH01254788A - プレコート鋼板接着用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、家庭用電気製品、建材、家具および事務用備
品等の製造に有用なプレコート鋼板の接着に使用される
樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

亜鉛めっき鋼板、冷延鋼板、などの金属薄板をコイル状
のまま塗装し、−静的にプレコート鋼板と称される塗装
鋼板を得、しかる後に、この塗装板を用いて家庭用電気
器具、事務用品、家具などに成型加工Ｉするプレコート
という手法が最近急速に普及しつつある。プレコート鋼
板では一般に外（角面が２コート、裏面が１コートとな
っており、外面側には最上層にくる上ぬり塗料および防
錆性を備え上ぬり塗料と鋼板との密着力を向上させるた
めの下ぬり塗料が塗装されることが多い。また裏面側に
は鋼板の防錆の目的等に裏面塗料が塗装されるのが普通
である。このようなプレコート用塗料の特質として高速
ロール塗装が可能であること、高温短時間焼付けが可能
であること、更に塗装した後に加工成型されるため折り
曲げ、しぼり、衝撃などに対する高度の加工性等が要求
されるとともに、外面用上ぬり塗料については、ボスト
コート用塗料と同程度の光沢、硬度、耐汚染性、耐候性
などが必要となるために、従来外面下ぬり塗料及び裏面
塗料としては、エポキシ系塗料がひろく使用されており
、外面の上ぬり塗料としては、耐候性の良いポリエステ
ル系又はアクリル系塗料が一般に多用されている。

かかるプレコート鋼板の加工において、プレコート鋼板
同志を接合したり、プレコート鋼板とそれ以外の例えば
金属性基材、プラスチック性基材等の基材とを接合する
場合の接合方法として、従来かしめ、ビス止め、リベッ
ト等の機械的な接合方法が多く使用されてきたが、これ
らの方法は一般的に作業能率が悪いうえ、接合強度が低
かったり接合点が不連続で部分的であるため応力が集中
するという欠点があり、構造物の接合方法としては信頼
性に欠けるという問題があった。

上記問題点を解決するための一手段として、接着剤を使
用する接着による接合が提案されている（特開昭５７−
５７７６４号公報等）。かかる接着法において使用でき
る接着剤としては、コポリアミドとエポキシ樹脂とから
なる熱硬化型接着剤、共重合ポリエステルからなるホッ
トメルト型接着剤或いは２成型ウレタン液着剤等が一般
的に知られているが、前記熱硬化型接着剤およびホット
メルト接着剤は、接着強度が不十分であって実用化され
ておらず、ただ２液型ウレタン塗料のみが実用に用いら
れているに過ぎない。

しかしながら、２成型ウレタン液着剤は、それに用いら
れている溶剤に起因する中毒ないし臭気等の問題があり
、さらに２液の計量および混合等の作業が煩雑であり、
かつ混合後の可使時間が短いこと等の点で作業性に問題
があり、作業性の優れたプレコート鋼板用接着剤の出現
が望まれているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、作業性に優れかつ強い接着力を有するプレコ
ート鋼板接着用樹脂組成物を提供しようとするものであ
る。

（ロ）発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上記問題点について鋭意検討した結果、
特定の特性を有する共重合ポリエステル、ポリエチレン
および常温で固体のエポキシ樹脂からなる樹脂組成物が
プレコート鋼板に対して極めて強力に接着し得る接着剤
であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、融点が１００℃〜１９０’Ｃ−７
ｌ−１１９０℃におけるメルト７０−インデックスが１
０〜５００５’／１０分である共重合ポリエステル１０
０重量部に対して、ポリエチレン１〜１００重量部およ
び常温常圧で固体のエポキシ樹脂５〜５０重量部を混合
して構成したことを特徴とするプレコート鋼板接着用樹
脂組成物である。

以下、本発明について更に詳しく説明する。

〔共重合ポリエステル〕

本発明において使用する共重合ポリエステルは、融点が
１００°Ｃ〜１９０℃で、１９０℃におけるメルトフロ
ーインデックスが１０〜５００１／１０分である共重合
ポリエステルであり、かかる共重合ポリエステルは次に
示すようなジカルボン酸および／またはジカルボン酸ジ
アルキル、グリコールおよびオキシカルボン酸等の化合
物群から適宜選択した化合物を、公知の重縮合法を用い
て重縮合することより得ることができ、また東亜合成化
学工業■製のＰＥ５−１１０Ｈ，ＰＥ５−１２０Ｈおよ
びＰＥＳ−１４０Ｈ等の市販の共重合ポリニス夢ルを使
用することもできる。

上記共重合ポリエステルを形成し得るジカルボン酸また
はジカルボン酸ジアルキルとしては、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸
、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン２酸、
コノ・り酸、ピメリン酸等の脂肪族ジカルボン酸；ヘキ
サヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘ
キサヒドロフタル酸等の脂環式ジカルボン酸；ジメチル
テレフタル酸、ジメチルイソフタル酸等のジカルボン酸
ジアルキル等が挙げられる。

グリコールとしては、エチレングリ；−ル、１，４−ブ
タンジオール、ヘキサメチレングリコール、ネオヘンチ
ルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタツール、
ジエチレングリコール、トリエチレンクリコール、ポリ
エチレンクリコール等が、またオキシ酸としては、ｐ−
オキシ安息香酸、１，２−ヒドロキシステアリン酸等が
、それぞれ挙げられる。

更に、上記ジカルボン酸および／またはジカルボン酸ジ
アルキル、グリコールおよびオキシ酸以外に、１分子中
にエステル形成性基すなわちヒドロキシル基またはカル
ボキシル基を６個以上を有する化合物例えばトリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ト
リメリット酸、ピロメリット酸等を必要に応じ適を併用
することもできる。

かかる原料からなる共重合ポリエステルの内、好ましい
共重合ポリエステルは、それを形成する主な酸単位がテ
レフタル酸、イソフタル酸および脂肪族ジカルボン酸か
らなる酸単位であり、主なグリコール単位が１．４−ブ
タンジオールからなるグリコール単位である共重合ポリ
エステルである。

なお、本発明における共重合ポリエステルの融点とは、
示差走査熱量計により測定される、該ポリエステルの融
解吸熱曲線におけるピーク温度を意味し、これは主に共
重合ポリエステルの組成に関連する物性値である。共重
合ポリエステルの融点が１００℃未満の場合には、結晶
性に欠けるため形成される接着剤層の凝集力が弱（、ま
たフィルム状接着剤を成形する場合に、該接着剤が粘着
性を帯び成形が困難となり、−方１９０℃を超える場合
には、得られる樹脂組成物の基材への密着性が悪（なる
。より好ましい共重合ポリエステルは、その融点が１１
０°Ｃ〜１７０℃の範囲にある共重合ポリエステルであ
る。

また、共重合ポリエステルにおけるメルトフローインデ
ックスとは、日本工業製品規格ＪＩＳＫ６７６０（１９
７７年版）において規定された方法により測定されたメ
ルト７０−インデックスであり、これは主に共重合ポリ
エステルの分子量に関連する物性値である。共重合ポリ
エステルの１９０℃におけるメルトフローインデックス
が１ＯＬ？／１０分未満の場合には、得られる樹脂組成
物の溶融粘度が高く、また基材への密着性も不良となり
、一方５００５’／１０分を超える場合には、溶融粘度
が低過ぎて、接着剤として用いるとき流れ出しを生じ接
着不良を起こすとともに耐熱性が悪い。より好ましい共
重合ポリエステルは、そのメルトフローインデックスが
４０〜２５０Ｆ／１０分の範囲にある共重合ポリエステ
ルであり、特に好ましくは、その融点が１１０℃〜１７
０℃で、メルトフローインデックスが４０〜２５０５’
／１０分の範囲にある共重合ポリエステルである。

〔エポキシ樹脂〕

上記共重合ポリエステルとともに使用されるエポキシ樹
脂は、エポキシ基を含有し、かつ常温常圧で固体のエポ
キシ樹脂であり、かかるエポキシ樹脂としては、油化シ
ェルエポキシ■製のエピコート１００１、エピコート１
００４、エピコート１００７、エピコート１００９等の
下記一般式（３）で示されるビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、日本化薬■製のＥＯＣＮ−１０２Ｓ。

ＥＯＣＮ−１０３Ｓ、　ＥＯＣＮ−１０４Ｓ等の０−ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂および日本化薬■製
のＥＰＰＮ−２０１、ＥＰＰＮ−２０２等の下記一般式
（Ｉ３）で示されるフェノールノボラ、り型エポキシ樹
脂等が挙げられる。

一般式（Ａ）　：ビスフェノールＡ型エボキー／ｍ脂（
ｎは２以上の整数） 一般式（Ｂ）二ノボラック型エポキシ樹脂（Ｒはアルキ
ル基、ｎは正の整数） 上記エポキシ樹脂の使用量は、共重合ポリエステル１０
０重蓋部あたり５〜５０重量部である。５重量部未満で
あると、エポキシ樹脂の使用によって樹脂組成物に付与
される基材への密着性の向上が不十分であり、一方５０
重量部を超えると形成される接着剤層が硬くなり過ぎ、
剥離強度が低下する。より好しい使用量は、１０〜４０
重量部である。

常温常圧で液状のエポキシ樹脂は、分子量が低過ぎ一般
に１分子中に存在するエポキシ基の数が少ないため、加
熱しても全ての分子が前記共重合ポリエステルと反応し
、高分子化合物な構成する成分とは成り得す、低重合体
として接着剤層に残存することになり、接着強度が上が
らない。

〔ポリエチレン〕

前記共重合ポリエステルおよびエポキシ樹脂とともに、
本発明の樹脂組成物を構成するポリエチレン−は、エチ
レンモノマーを公知のラジカル重合法によって重合して
得られる、フィルム等の一般的な用塗にも使用されるポ
リエチレン単独重合体または全単量体単位の合計量を基
準にしてエチレン単量体単位を９０重量％以上含有して
なるポリエチレン系共重合体であり、かかるポリエチレ
ンとしては、チグラー触媒を使用し、低圧重合法により
製造される高密度ポリエチレン、高圧重合法により製造
される低密度ポリエチレン、溶液重合法によりチグラー
触媒を使用して製造される直鎖状低密度ポリエチレン、
直鎖状の中密度ポリエチレン等のポリエチレンおよびエ
チレンニフロピレン、スチレン、無水マレイン酸、酢酸
ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステルまたはメタク
リル酸等を共重合させて得られるポリエチレン系共重合
体することが挙げられ、好ましくは、低密度ポリエチレ
ン又は直鎖状低密度ポリエチレンである。

さらに好ましくは、ＪＩＳ　Ｋ６７６０（１９７７年発
行）に準じて測定したメルトフローインデックスが０．
５〜１００ｙ−７１０分であるポリエチレンである。０
．５Ｐ／１０分未満であると共に使用される他の樹脂と
の混合性が十分でなく接着性能が低下し、又１００５’
／１０分を越えると、接着性および接着耐久性が損なわ
れる。

本発明におけるポリエチレンの使用量は、前記共重合ポ
リエステル１００重量部あたり１〜１００重量部である
。１Ｎ量部未満では、共重合ポリエステルの結晶性を低
下させて樹脂組成物の基材への密着性を良好にするとい
うポリエチレンの添加効果が発現されず、一方１００重
量部を超える量使用するとポリエチレンと共重合ポリエ
ステルとが良好に混和できなくなり、溶融接着に際して
相分離を生じ、十分な接着強度が得られない。より好ま
しいポリエチレンの使用量は１０〜５０重量部である。

〔その他の配合物〕

本発明の樹脂組成物に、前記必須構成成分以外の、次に
示す樹脂、無機充填剤、安定剤、着色剤およびアルコキ
シシラン化合物等を添加しても良い。

添加することができる樹脂としては、例えばポリエステ
ル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレンエチルア
クリレートｍ脂、エチレン−メタアクリレート樹脂、エ
チレン−プロピレン樹脂、エチレン−アクリル酸樹脂、
ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノヤシ樹
脂、石油樹脂、ロジン及び変性ロジン樹脂等が挙げられ
る。

無機充填剤として、粒径１０μｍ以下の炭酸カルシウム
、酸化チタン、タルク、クレー、ベントナイト、シリカ
、酸化亜鉛等の粉末を、性能安定剤として、ヒンダード
フェノール系化合物等の酸化防止剤、サリチル酸系化合
物等の酸化防止剤を、また染料、顔料等の着色剤等を配
合することも可能である。

さらに、接着性を向上させる目的で、アルコキシシラン
化合物を配合することもできる。アルコキシシラン化合
物の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランおよびｐ−アミノ−フェニルトリ
エトキシシラン等が挙げられる。

これらアルコキシ７ラン化合物の好ましい配合割合は、
樹脂組成物全体に対して０．１〜５重量％でありさらに
好ましくは０．５〜３重量％である。配合割合が０．１
重量％未満であると接着性向上の効果は得られず、一方
５重量％な超えると、配合時及び配合層の組成物の安定
性に問題が生ずる。

〔樹脂組成物の調製〕

本発明の樹脂組成物の調製は、例えば単軸または２軸ス
クリユ一方式溶融混練機、ニーグー式加熱混線機等で代
表される一般的な熱可塑性樹脂用の混合機を使用して、
前記共重合ポリエステル、ポリエチレン、エポキシ樹脂
およびその他の配合物を、得られる樹脂組成物の溶融温
度より通常６０℃程度高めの温度で溶融混合する方法等
により行うことができる。好ましい混合機は、２軸スク
リユ一方式押出機である。

上記混合方法等により溶融混合された樹脂組成物は、直
接被着材上に塗布しても良く、また−旦ペレット状、フ
ィルム状等に成形し、それを接着剤として用いることも
できる。

〔プレコート鋼板およびその他の被着材〕本発明の樹脂
組成物を接着剤として用いることができるプレコート鋼
板は、特に限定されるものでなく、エポキシ樹脂塗料、
アクリル樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、アルキッド
樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料またはフェノール樹脂塗料
等がプレコートされた、たとえば冷延鋼板；亜鉛、スズ
、鋼、アルミニウム等の金属がメツキされた鋼板；クロ
ム処理鋼板；ステンレス板等を基材とするプレコート鋼
板であり、前記塗料が２コート２ベークまたは３コート
３ベーク等と称される塗工焼付は法で多層に積層された
プレコート鋼板であっても良い。好ましくは、エポキシ
系塗料が下塗りされ、その上にポリエステル・メラミン
系塗料たとえば特開昭５８−１２０６７４号公報に記載
されているごとき塗料を上塗りしてなる各種プレコート
鋼板である。

本発明の樹脂組成物は、上記プレコート鋼板同志を接着
するのに好適である他、プレコート鋼板と他の基材との
接着においても好適であり、他の基材としては、鉄、銅
、真ちゅう、アルミニウム、ステンレス、クロムメツキ
された鉄、亜鉛メツキされた鉄、亜鉛メツキとクロメー
ト処理のされた鉄、亜鉛メツキとリン酸塩処理のされた
鉄等からなる金属製基材；ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂
、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ベークライト、　　−メラミン系樹脂、ＦＲＰ等
からなるプラスチック製基材；ガラス、コンクリート、
セメント等からなる基材；木材、布等が挙げられる。

本発明の樹脂組成物を用いて、上記プレコート鋼板等を
接着する方法としては、例えばプレコート鋼板の表また
は裏の一方の面に、フィルム状に成形された接着剤を熱
ロール、熱プレス等により熱融着して固定した後、該プ
レコート鋼板と接着すべき基材と重ね、熱プレス、高周
波３導加熱、超音波加熱、遠赤外加熱またはオーブン加
熱等の方法により、接着剤溶融温度以上の温度、好まし
くは該温度より１０℃以上高い温度と３００℃の範囲内
の温度に加熱し、必要に応じてプレス、ロール等により
加圧しながら接着する方法等が挙げられる。

加熱接着温度が３００℃を超えると、プレコート鋼板の
プレコート塗膜の変色、変質が起こる。

（ハ）発明の効果 プレコート鋼板の接合において、本発明の樹脂組成物を
接着剤として用いると、次に示すような利点が得られる
。従って、該樹脂組成物はプレコート鋼板用接着剤とし
て極めて有用である。

（１）常温でべとつきのない固体であるため、取扱いが
容易である。特に、複雑な形状の接合面で接合させたい
とき、事前に接着剤が塗布された被着材を所望の複雑な
形状に加工した後、相手基材と接着させる必要があるが
、接着剤がべとつかないために加工が容易になされる。

（１）接着強度および接着耐久性において、実用的な要
求水準に達しており、さらに従来の機械的接合法と比較
して、作業性が格段に優れている。

〔実施例および比較例〕

以下、実施例および比較例を挙げ【、本発明を更に具体
的に説明する。なお、各側で得られた樹脂組成物の接着
特性の評価は、次に示す方法により行った。また、各側
における部は、全て重量部を意味する。

接着特性の評価方法 ａ）被着材 ７’ｖコート鋼板として、市販の２コート２ベークのプ
レコート鋼板（原板：厚さ０．５ｍ溶融、亜鉛メツキ、
リン酸塩処理鋼板、おもて面；アンダーコート：エポキ
シ樹脂塗料、ドッグコート：オイルフリーポリエステル
樹脂塗料、裏面二アンダーコート：エポキシ樹脂塗料）
（以下プレコート鋼板Ａと称す）を用い、２５１に巾Ｘ
１００ｉｎ＊長に裁断したものを用いた。又、その他の
基板も同様の形状に裁断した。

ｂ）Ｔ剥離強度および引張せん断強度 各側で得られた樹脂組成物を使用して、上記被着材を接
着して得たテストピースを、■格別な処理をしないその
ままで、或いは■８゜℃のオープンで１週間放置したも
のおよび０８０℃、９５％ＲＨの雰囲気下で１０日間放
置したものについて、ＪＩＳ　Ｋ　６８５４に規定され
た測定方法により、Ｔ剥離強度および引張せん断強度を
測定した。

なお、Ｔ剥離強度の測定は、引張速度２００龍／駆で、
引張せん断強度の測定は引張速度１０１１　／　Ｎ１１
で、それぞれ行い、Ｔ剥離強度はに９／２５ｎ単位で、
また引張せん断強度はに９　／　ｃＩ／を単位で示した
。

実施例１ 攪拌器、留出管及び温度計を備えた４つロフラスコにジ
メチルテレフタル酸８７４部、１．４−ブタンジオール
１８０．２部及び公知の触媒を適当量加え、Ｎ、気流下
反応開始直後の温度を１４０℃とし序々に１９０℃にま
で昇温して２時間はどエステル交換反応を行ない、引続
きイソフタル酸９１．４部を加え、温度を２１０℃に上
げて２時間維持した。その後２５０℃に昇温しながら同
時に減圧を開始した。反応途中に重合物をサンプリング
して、該重合物のメルト７０−インデックスが目的の値
に達した時点で反応を終了させて、融点１２０℃、メル
ト７０−インデツクス７０５’／１０分の物性を有する
共重合ポリエステルＡを得た。

上記共重合ポリエステルＡ１００部に対し、低密度ポリ
エチレン樹脂ミランン１０Ｌ（三井石油化学■Ｒ）（以
下ポリエチレンＡと称す）３０部及びビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂エピコート１００７（融点１２２〜１３
２℃）（油化シェルエポキシ■製）（以下エポキシ樹脂
Ａと称す）６０部を二軸式押出機で混合し、次いでＴ−
ダイ式フィルム加工用押出し機により５０μフイルムに
成形した。このフィルム状接着剤を、高周波誘導加熱装
置（発振周波数２００ＫＨｚ、　　出力５請）で４秒間
発振してプレコート鋼板Ａのおもて面に、接着ラップ面
積が２５ｉｒｘＸ　１２．５ａｔ＋ａとなるように融着
した后、別のプレコート鋼板への裏面と重ね合せ、再度
前記高周波誘導加熱装置を用い発振時間６秒間で１８０
℃に加熱して接着した。表−１にその接着部のＴ剥離強
度を示す。

実施例２〜５ 共重合ポリエステルおよびポリエチレンとして実施例１
で使用したと同じ共重合ポリエステルおよびポリエチレ
ンを使用し、エポキシ樹脂については実施例１で使用し
たエピコー）　１００７（油化シェルエポキシ■製）ま
たはノボラ、り型エポキシ樹脂ＹＤＣＮ−７０４（東部
化成■製、以下エポキシ樹脂Ｂと称す）を表−１に示し
た量使用し、さらに実施例６と実施例５においては、ア
ルコキシシラン化合物としてβ−（３゜４−エポキシシ
クロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（以下アルコ
キシシラン化合物Ａと称す）を添加し、各種の樹脂組成
物を得、実施例１と同様な方法によって接着特性を評価
し、その結果を表−１に示した。

比較例１〜５ 表−２に示した原料を使用して、本発明の構成とは異な
る各種樹脂組成物を得、それらの接着特性を実施例１と
同様な方法によって評価し、その結果を表−２に示した
。

なお、比較例５で使用した表−２記載のエポキシ樹脂Ｃ
とは、油化シェルエポキシ■製のエピコート８２８であ
り、これは常温液状のエポキシ樹脂である。また比較例
４で使用した表−２記載のエチレン−酢ビ樹脂Ａとは、
三井石油化学■製のエバフレックスＥＶ−１５０である
。

実施例６ 実施例１において得られた樹脂組成物からなる接着剤を
、プレコート鋼板Ａの裏面（エポキシ樹脂系塗装面）ｌ
Ｃ熱ロールを用いて貼着した。

この接着剤の貼着されたプレコート鋼板を２０枚重ねて
室温で６ケ月保管した。保管層、プレコート鋼板同士の
ブロッキングはな（、プレコート鋼板のおもて面（オイ
ルフリーポリエステル樹脂系塗装面）と重ね合わせて高
周波誘導加熱により接着した。そのときの接着性能は室
温でのはくり強度は２０ｋｙ／２５ｔｇであり、保管前
と比べて強度は維持されていた。

実施例７〜１０ 実施例３において得られた樹脂組成物からなる接着剤フ
ィルムを、プレコート鋼板Ａのおもて面に実施例６と同
様の方法により貼着した。

このプレコート鋼板を、高周波誘導加熱により表−３に
示す各種材料と接着した。

その引張せん断強度を表−６に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、融点が１００℃〜１９０℃で、１９０℃におけるメ
   ルトフローインデックスが１０〜５００ｇ／１０分であ
   る共重合ポリエステル１００重量部に対して、ポリエチ
   レン１〜１００重量部および常温常圧で固体のエポキシ
   樹脂５〜５０重量部を混合して構成したことを特徴する
   プレコート鋼板接着用樹脂組成物。