JPH0341342B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、すぐれた耐食性と外観を有する熱可
塑性樹脂被覆表面処理金属板の製造方法に関する
ものである。 従来、合成樹脂を被覆した表面処理金属板とし
ては、熱硬化アクリル樹脂塗料やポリエステル樹
脂塗料を塗布して得たカラー鋼板や、樹脂フイル
ムをラミネートしたラミネート鋼板が知られてい
る。これらは美麗な色彩、外観と耐食性とから、
建築、バス・乗用車の内装材、家庭電気機器の材
料、家具調度品などの用途に広く使われている。 しかしながら、塗料に用いられる樹脂は、塗装
作業上の必要から、比較的低分子量のものが用い
られ、塗布後の焼付硬化によつても高分子量化が
充分でなく、また金属基板上の流動が充分でな
く、耐久性に欠ける欠点があつた。 一方、樹脂フイルムをラミネートしたラミネー
ト鋼板は、樹脂自体が塩化ビニル樹脂、アクリル
樹脂又はふつ素樹脂といつた石油化学工場で一貫
して高分子量化した樹脂を原料として押出成形さ
れたフイルムを使用するもので、分子量も塗料用
樹脂よりも遥かに高く、従つて、基板上の塗膜の
耐久性は、塗料塗布の場合のたとえば３〜５年に
比べて、10〜20年程度と格段に長期である。 しかし、この場合にもつぎのような種々の問題
点が存在する。 (1) フイルムの厚さを薄くすると、基板上に均一
なラミネートが困難となり、表面にしわが生ず
る等の現象が現れるので、通常50μ厚程度が限
度とされること。 (2) 基板上にはミクロ的な凹凸があるため、凝固
したフイルムと基板との間に空間が生じやす
く、フイルムの密着性が不充分であること。 (3) 一旦フイルムとして成形されるため、フイル
ム形成能上、使用樹脂に制約のあることなどで
ある。 本発明は、種々検討を行つ結果、金属基板が加
熱ロールで50〜170℃の範囲内の温度に予熱され、
その後加熱ロールと冷却ロールの間〓を進行し、
溶融樹脂は加熱ロールで予熱された金属基板と冷
却ロールの間〓に押出され該冷却ロールによつて
金属基板上に圧着されることによつて、美麗な外
観が得られると共に、従来のカラー鋼板やラミネ
ート鋼板に比べて、より密着性、耐食性にすぐれ
た表面処理金属板の得られることを見出した。本
金属板は、従来金属板に比べ、基板との密着性お
よび耐食性が格段にすぐれている。さらに、フイ
ルムに成形することなく、Ｔダイから直接溶融状
態で被覆を行うため、フイルム厚も、従来のフイ
ルム被覆では困難であつた50μ厚以下、さらに
35μ厚以下5μ厚程度までの被覆が可能となつた。
表面処理金属板の耐久性は、熱可塑性樹脂の種類
の膜厚によつて大きく左右されるので、必要な耐
久性の程度と価格的要求に応じて膜厚を制御しう
ることが望まれていたが、薄膜で被覆することが
本発明で可能となつた。また、たとえば硬い樹脂
などは、フイルムとすることはできるが折れ易
く、一旦フイルムに成形した後、金属板上に圧着
することは困難であつたが、本発明では、溶融
下、柔軟性を有する状態で被覆するので、このよ
うな硬い樹脂でも使用が可能である。その他、フ
イルム成形工程が省略されるため、価格の低減と
もなる利点がある。 以下、本発明を図面を参照しつつ、詳細に説明
する。本発明では、まず金属基板として、屋根、
壁、間仕切り等の建材、自動車用材料、家庭電気
製品の材料、家具等に使用される、用途から板厚
みの厚い、鋼板、亜鉛めつき鋼板、亜鉛合金めつ
き鋼板、鉛めつき鋼板、鉛合金めつき鋼板、アル
ミニウムめつき鋼板、アルミニウム合金めつき鋼
板またはステンレス板などが用いられる。さらに
この上に、0.1〜5μ程度の化成処理層を有するも
のも含まれる。化成処理は、金属基板の耐食性、
耐酸化性および密着性を向上させるため、金属板
の表面処理として行われるもので、たとえば、リ
ン酸亜鉛処理、リン酸鉄処理、あるいは電解クロ
メート処理によつて行われる。さらに、化成処理
を行わず、または、化成処理を行つた後、この上
に、接着剤層を有するものも含まれる。接着剤層
は、金属基板と熱可塑性樹脂との密着性を向上す
るために少なくとも数μ程度の接着剤を塗布した
層である。この接着剤としては、変性ポリエチレ
ン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性ビニル樹脂など
官能基を有する接着性熱可塑性樹脂が好適であ
る。これらは、金属と被覆に用いる熱可塑性樹脂
との双方に密着性の良いもので、たとえばポリオ
レフイン被覆鋼板の場合、エチレン−酢ビ共重合
樹脂やエチレン−アクリル酸共重合樹脂のような
変性ポリオレフインが好適である。 本発明で被覆に用いる熱可塑性樹脂とは、たと
えば、ポリオレフイン樹脂、アクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹
脂、ふつ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ABS樹脂、塩素化ポリエーテル
樹脂、ウレタン樹脂などが代表的であり、ポリオ
レフイン樹脂には、エチレン、プロピレン、１−
ブテン、１−ペンテン等の重合体又は共重合体が
あり、アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタ
アクリル酸、アクリル酸エステル、メタアクリル
酸エステル、アクリルアミド等の重合体又は応重
合体があり、ポリエステル樹脂には、ポリエチレ
ンテレフタレート、オイルフリーポリエステルな
どがあり、ポリアミド樹脂には、いわゆるナイロ
ン66、ナイロン６、ナイロン610、ナイロン11な
どがあり、塩化ビニル樹脂には、ホモポリマーの
他、たとえばエチレンや酢酸ビニルとの共重合体
などがあり、ふつ素樹脂には、四ふつ化エチレン
樹脂、三ふつ化塩化エチレン樹脂、六ふつ化エチ
レンプロピレン樹脂、ふつ化ビニル樹脂、ふつ化
ビニリデン樹脂などがある。また、２以上の樹脂
を混合して用いてもよい。また、フイルム作成時
通常用いられる添加剤、たとえば、劣化防止剤、
改質剤、顔料などを含んでいてもよい。また、溶
融状態で被覆する際、流動性を失わない範囲でた
とえばアミノ樹脂やエポキシ樹脂などの架橋剤を
加えてもよい。 これらの熱可塑性樹脂は、表面処理金属板の用
途に応じ、耐候性、寒冷地適性、耐熱性、耐スク
ラツチ性、耐汚染性、耐化学薬品性、深絞り加工
性などの必要性に応じて適宣選択する。たとえ
ば、ポリオレフインは耐寒性にすぐれ、ポリアミ
ドは耐磨耗性にすぐれ、アクリル樹脂は耐汚染性
や耐化学薬品性にすぐれ、ふつ素樹脂は耐候性に
すぐれる等である。 樹脂は単層被覆でも、同種又は異種樹脂の多層
被覆でもよい。多層被覆の場合、たとえば多層Ｔ
ダイによつて行い、層間に接着層を設けることも
できる。 たとえば、接着剤を塗布し、且つ予熱している
鋼板に、溶融状態にある熱可塑性樹脂を下層に、
接着性樹脂を中間層に、熱可塑性樹脂を上層に、
３層Ｔダイにより、フイルム状に押出し、直接且
つ連続的に多層被覆した表面処理鋼板を得ること
ができ、又は、予熱している鋼板に溶融状態にあ
る接着性樹脂を第１下層に、熱可塑性樹脂を第２
中間層に、接着性樹脂を第３中間層に、熱可塑性
樹脂を第４最上層に、４層Ｔダイによりフイルム
状に押出し、直接且つ連続的に多層被覆した表面
処理鋼板を得ることができる。 さらに、より具体的にいくつかの例を挙げる
と、亜鉛鋼板又は冷延鋼板の上に化成処理層を設
け、この上に接着剤を塗布し、最上層にポリオレ
フイン樹脂を被覆して得られたカラー鋼板は、耐
熱冷性、低温保持性、雪すべり性がよいので、寒
冷地の屋根、壁等の外装用として好適である。こ
のポリオレフイン樹脂層の上に接着剤層を介し
て、ふつ素樹脂層を設けたものは、さらに耐候性
がすぐれている。化成処理をした冷延鋼板の上に
接着剤層を介して発泡ウレタン樹脂層があり、こ
の上に接着剤層を介して難燃性樹脂層を設けたも
のは断熱性、難燃性の良いことから内装用として
好適である。化成処理をした冷延鋼板の上に接着
剤層があり、この上にポリオレフイン樹脂層があ
り、この上ち接着剤層があり、最上層はポリカー
ボネート樹脂層である表面処理金属板は、表面が
傷つきにくく家電機器材料として好適である。こ
れらの多層被覆した表面処理金属板は、多層Ｔダ
イを用いて製造することができる。 つぎに製造工程を図面により説明する。 まず金属基板は接着剤を塗布する場合には、接
着剤が溶剤型のときは、たとえばスプレーコーテ
イングやロールコーテイングで行い、パウダー型
のときは、たとえば流動浸漬法、静電吹抜け法、
静電煙霧法、容射法などで行い、ペレツト型のと
きは、たとえば多層押出法で行う。金属基板は、
溶融樹脂を被覆するに先立つて、50〜170℃に予
熱しておく必要がある。予熱を行わないとき、樹
脂の密着性が充分でなく、耐食性に欠ける結果と
なる。予熱の温度は高い程、樹脂の流動性が高ま
るので好ましいが、高すぎると樹脂や接着剤が分
解するので好ましくない。また、省エネルギーの
観点からも好ましくない。したがつて、溶融樹脂
の温度以下、好ましくは、溶融樹脂の温度よりも
50℃以上低い温度、通常50〜170℃程度の予熱温
度で行われる。 第１図は、加熱してあるロール８に巻付けられ
た予熱された金属基板表面に冷却しているロール
９を圧接し、その金属基板表面と冷却ロール９と
の界面に押出機を経て、Ｔダイ４より溶融した熱
可塑性樹脂フイルムを流下し、金属基板１に熱可
塑性樹脂フイルムを塗被装する表面処理金属板製
造方法を示したものである。この態様はフイルム
厚や表面状態の調節が容易である。たとえば、表
面の光沢の調節や、表面にエンボス模様を付すこ
とも容易である。 高温溶融樹脂３が被覆された金属基板１は、冷
却捲取りが行われる。冷却は、たとえば水冷槽を
くぐらせても、冷却ロールを通してもよく、特に
制限はない。 このようにして、本発明の表面処理金属板が得
られるが、以下実施例をもつて説明する。 実施例 １〜９ 金属基板として0.4mmの亜鉛めつき鋼板の上に
りん酸亜鉛の化成処理を行つたものを用いた。こ
の上に、第１表を示す樹脂を押出機のＴダイから
溶融状態で直接被覆して得た表面処理金属板につ
いて、第１表のごとき試験結果を得た。 比較例 １〜３ 比較例１として、予熱していない金属基板を用
いた例を示し、比較例２として、市販のアクリル
塗料焼付カラー鋼板を用い、比較例３として、市
販の塩ビ被覆ラミネート鋼板を用い、実施例と同
様の試験を行い第１表に結果を示した。 なお、性能試験はつぎの通り行つた。 (1) 密着性：被覆層に金属板まで達する切り込み
を入れ、被覆層を50mm／minで剥離し、状態を
観察した。なお、被覆層が30μ以下のものにつ
いては、テープを貼つて被覆層を補強してから
剥離を行つた。 (2) 耐食性：試験片に５％食塩水を、35℃で1000
時間噴霧し腐食の進行状況を観察した。 (3) 耐候性：ウエザーメーターで10000時間放置
し表面状態を観察した。 (4) 外観：製品外観を目視により観察した。結果
は、つぎの基準によつて示した。◎……特に良
好、○……良好、△……やゝ良好、×……不良。

【表】 第１表から判るように、ポリエチレン樹脂（融
点104℃）を押出機のＴダイから押出す場合、溶
融ポリエチレン樹脂の樹脂温度を250℃と高温に
しても、14貢第１表実施例１〜４に示すように金
属基板の予熱温度も170℃と高温にしないと優れ
た密着性（◎）を示さない。 予熱温度が50℃では不満足な密着性（○）を示
し、いくら樹脂温度が250℃と高温であつても予
熱せず、金属基板が室温のままでは密着性不良
（△）となる。 実施例に記載するように、ポリエチレン樹脂の
場合、樹脂温度250℃のとき金属基板の予熱温度
がそれより80℃低い170℃の場合良好な結果を示
したのである。 予熱温度が250℃の場合優れた密着性を示した
が、やや化成処理層が熱分解していた。 又、たとえば「プラスチツクの押出形成とその
応用」（P158）にあるように、熱可塑性樹脂を押
出機、金型を通してフイルム状に流下させ、これ
を密接した２本のロールで紙、布、セロフアン、
金属箔等の基材料の表面に圧着、冷却の操作を行
う方法は公知であるが、本発明のように板厚の厚
い金属板に被覆する場合、被覆した熱可塑性樹脂
の流動性が一定時間保持出来るように、熱容量の
大きい金属板を一定温度以上に予熱しないと、品
質の優れた表面処理金属板が得られないのであ
る。 本願発明の場合、直ちに冷却、圧着が行われる
が、金属基板は加熱ロールで加熱し、一方溶融樹
脂は冷却ロールで冷却しながら、金属基板上に圧
着される。本願においては、基板が厚いため、特
にこの方法は効果的である。 薄い金属箔（一般に0.05mm前後以下の厚み）で
はこの方法は溶融樹脂の冷却効果が失われる、さ
らに、しわの発生や破断が起り易い。 又、たとえば特開昭51−67376号には、溶融フ
イルムに加熱された金属箔等を融着させ、ついで
冷却ロールでニツプする方法も開示されている
が、本発明のように、予熱された金属基板が、そ
の後加熱ロールと冷却ロールの間〓を進行し、溶
融樹脂は加熱ロールで予熱された金属基板と冷却
ロールの間〓に押出され該冷却ロールによつて金
属板上に圧着されることについては全く開示する
ことがない。 本願のように表面処理金属板の基材となる板厚
みの厚い（通常0.2〜３mm程度の厚み）金属基板
と溶融フイルムを融着させ直ちに圧着、冷却を行
わず、融着から圧着までの間に距離があると、そ
の間圧着前に樹脂が冷却収縮し、厚みの変動や密
着性の低下が起り好ましくない。本発明の方法で
は、融着と同時に圧着を行うため、密着性、従つ
て耐食性の向上が達成される。 さらに、金属基板は通常30〜70ｍ／min程度の
速度で進行しており、加熱ロールと冷却ロールと
の間を瞬時に通過するため、加熱と冷却の効果が
圧着点で相殺されることは実質上殆んどない。 以上詳述したごとく、本発明の表面処理金属板
は、従来の表面処理金属板に比し、すぐれた性能
を示す他、薄膜被覆が可能で、工程も簡略化さ
れ、産業の発展に貢献すること極めて大なるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金属基板と冷却ロールとの界面に、
溶融樹脂を流下して、被覆を行う本願発明方法の
説明図である。 １……金属基板、２……押出機、３……熱可塑
性樹脂、４……Ｔダイ、５……押えロール、７…
…ガイドロール、８……加熱ロール、９……冷却
ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属基板が加熱ロールで50〜170℃の範囲内
   の温度に予熱され、その後加熱ロールと冷却ロー
   ルの間〓を進行し、溶融樹脂は加熱ロールで加熱
   された金属基板と冷却ロールの間〓に押出され該
   冷却ロールによつて金属基板上に圧着されること
   を特徴とする表面処理金属板の製造方法。 ２ 金属基板が鋼板、金属めつき鋼板、またはス
   テンレス板である特許請求の範囲第１項記載の表
   面処理金属板の製造方法。 ３ 金属基板が、化成処理層を有するものである
   特許請求の範囲第１項記載の表面処理金属板の製
   造方法。 ４ 金属基板が接着剤層を有するものである特許
   請求の範囲第１項記載の表面処理金属板の製造方
   法。 ５ 金属基板が化成処理層および接着剤層を有す
   るものである特許請求の範囲第１項記載の表面処
   理金属板の製造方法。 ６ 押出機でそれぞれ溶融混練された熱可塑性樹
   脂と接着剤とを多層Ｔダイからフイルム状に押出
   し、予熱してある金属基板上に、溶融状態で直接
   連続的に多層被覆して得られた特許請求の範囲第
   １項記載の表面処理金属板の製造方法。