JPH04146135A - 強度を保持した複合金属板 - Google Patents

強度を保持した複合金属板

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JPH04146135A
JPH04146135A JP27013090A JP27013090A JPH04146135A JP H04146135 A JPH04146135 A JP H04146135A JP 27013090 A JP27013090 A JP 27013090A JP 27013090 A JP27013090 A JP 27013090A JP H04146135 A JPH04146135 A JP H04146135A
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JP
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metal plate
film
composite metal
aluminum
temperature
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JP27013090A
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English (en)
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Masao Sawara
佐原 昌夫
Ikuo Mimura
育夫 三村
Naotake Osaki
大崎 直武
Yasuharu Habasaki
幅崎 康晴
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Nippon Carbide Industries Co Inc
Original Assignee
Nippon Carbide Industries Co Inc
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、複合金属板に関し、さらに詳しくはフィルム
を被覆して強度を保持した複合金属板に関する。
[従来技術] 既に本発明者等によって、含フッ素樹脂系フィルムを金
属板上に加熱融着することによるフィルム被覆金属板は
種々提案されて来ている。
例幻ば特願平1−73899号、同1−139155号
、同1−262211号及び同2−126572号等で
ある。これらは使用する金属は主にアルミニウム(AI
)系金属であり、中でもAI系合金、例えばJIS −
H−4000で規定されているマンガン(Mn)含有A
I(例えばA 5052系)及びマグネシウム(Mg)
含有AI<例えばA 3004系)であった。
上記AIは上記含フッ素樹脂系フィルムを加熱融着する
際の加熱温度(300〜350℃)により、も その耐力の低下は少いない番のであった。
しかしながら、純AI系金属(例えばAl100系)は
、前記合金AI金金属り廉価であり、かつ耐力は大きい
にもかかわらず、上記加熱温度により、耐力は著しく低
下し、加熱前の1/2程度になってしまうため、その用
途は大幅に制限されて来ており、業界からは、新規な開
発を要望されている。
[発明の解決しようとする問題点] 本発明の目的は、従来技術が有している問題点を解決す
べくなされたものであり、従来全く知られていなっかた
新規な複合金属板を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、融点(m 、 p )が250℃以下の含フッ素樹脂
系フィルムを金属板に被覆してなることを特徴とする強
度を保持した複合金属板を提供するものである。
しかして、本発明のよれば、含フッ素樹脂を改良、選定
することにより、加熱融着温度を低下させることが可能
になり、よって金属の強度劣化の殆ど見られない新規な
複合金属板が得られるのである。以下本発明の構成要因
についてさらに詳しく説明する。
本発明において「含フッ素樹脂コとは、樹脂の分子構造
式中にフッ素を含む熱可塑性樹脂で、その溶融温度(m
、p)が90〜250℃好ましくは、150〜230℃
、さらに好ましくは190〜220℃であるものであれ
ば、特に限定すべきものではなく、いづれの含フッ素樹
脂でも使用できるが、具体的には例えば、四フッ化エチ
レン・エチレン共重合体(ETFE) 、フッ化ビニリ
デン・四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体
(2F・4F・6F)及びこれらの混合物等があり“、
中でもETFE及び2F・4F・6Fが好ましく特にE
TFEが好ましい。
ここで1.ETF、Eを説明すると、エチレン及び四フ
ッ化エチレンを主体とし、そのモル比(エチレン/四フ
ッ化エチレン)は一般に40/60〜10/90であり
、好ましくは、30/70〜20/80、さらに好まし
くは28/ 72〜23/77であり、必要に応じ、こ
れに少量(通常10モル%以下)の第3コモノマー成分
を共重合させたもので、且つ、式CH*=CHC,Fl
、、+1 (ここでnは2〜lOの整数である)で示さ
れるパーフルオロアルキルビニルモノマー単位(例えば
CH2=CH−C,H,またはCH2=CHC11)(
Illから誘導される単位)の含有量が0.1〜10モ
ル%、好ましくは0.3〜5モル%の範囲にあるETF
Eが好適使用される。
また、上記2F・4F・6Fは例えば市場ではカイナー
9301 (米国、ペンウォルト社製)であり、前記樹
脂混合物とはく例えばアクリル樹脂との混合物(アクリ
ルアロイ)等がある。
また含フッ素樹脂系フィルムの製造方法は、特に制限さ
れるものではなく、従来採用されているいづれかの方法
が使用できる。例えば、熱溶融法及び溶液流延法等であ
り、本発明複合金属板の用途及び使用する樹脂等により
適宜選択される。熱溶融法としては例えば、押出法、カ
レンダー法及びプレス法等であり、溶液流延法としては
、例えば、溶剤流延法、オルガノゾル流延法及びプラス
チゾル流延法等がある。
これら含フッ素樹脂系フィルムの膜厚は特に規制される
ものではなく、いづれの膜厚でも良いが、一般的には、
5〜500μ、好ましくは10〜200μさらに好まし
くは20〜100μである。
さらに、前記含フッ素樹脂系フィルムに着色剤を配合し
たり含フッ素フィルムの表面及び/又は裏面に印刷する
ことにより、本発明複合金属板の加飾性を高めることが
できる。本発明で使用される「着色剤」とは、一般的に
添加配合される着色剤であり、特に限定されるものでは
ないが、例えば、白色系、赤色系、朱色系、黄色系、緑
色系、青色系、紫色系、及び黒色系着色剤がある。さら
に具体的には、白色系着色剤、硫、化亜鉛(ZnS) 
、赤色系着色剤としては例えば、カドミウムレッド(C
dS+Cd5e)、アンチモンレッド(2Sb2Ss・
5b203)、イルガジンレッド、−ペリレンレッド、
朱色系着色剤としては例えば、酸化鉄系[F ago 
s+ (F eo )コ、クロムバーミリオン(P b
CrOa ・P bMoo a。
Pb5O,)、アンバー系(F ego 、+ MnO
、+Mn、Ot)黄色系着色剤としては例えば、クロム
イエロー系(P bCro 4) 、亜鉛置県(ZnC
rO4) 、クロム酸バリウム系(BaCrO4)、カ
ドミウムイエロー系(CdS)、チタンイエロー系(T
 i O!・N1O−8bO,)、オーカー系(F e
go as io tA 1xO1) 、緑色系着色剤
としては例えば、フタロシアニン系、クロムグリ−ns
noi・mMgo) 、青色系着色剤としては例えば、
群青(3NaA1・5i04−Na2Sり 、紺青[F
ea[Fe(CN)+]a・nH2O] 、:lパルド
ブルー (Coo−nAltos) 、シアニンブラッ
ク、紫ジオキサジンバイオレット、及び黒色系着色剤と
しては例えば、カーボンブラック、鉄黒、アニリンブラ
ック、シアニンブラック等がある。
これら着色剤の含フッ素樹脂系フィルムへの添加量は特
に制限されるものではなく、いづれでも良いが、−船釣
には0.001〜50PHR,好ましくはo 、 oo
s〜20PHR,さらに好ましくは0,01〜1OPH
Rである。また本発明においては、着色剤をがんゆうあ
いた含フッ素樹脂系フィルム金属板との接合強度を向上
させる目的で、さらにこの2者の間に着色剤を全く含有
しないかもしくは僅かに含有する含フッ素樹脂系フィル
ム層が存在していても良い。
さらに、本発明における複合金属板の構成は、その表面
が含フッ素樹脂系フィルム層であれば、その下層に同種
もしくは異種の含フッ素樹脂層、もしくは含フッ素樹脂
以外の熱加塑性樹脂層が存在していても良い。ここで前
記含フッ素樹脂以外の「熱加塑性樹脂」とは、特に限定
されるものではなく、いづれの熱加塑性樹脂でも良く、
例えばボリエ、チレン(PE)、ナイロン6、ナイロン
12、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩
イヒビニル(PVC) 、ポリウレタン(PU)(メタ
)アクリル樹脂(PMA、PA)及びポリサルホン(P
S)、等があす中テも、PET、PVC,PU、PMA
、及びPAが好ましく、特にPET、PUSPMA及び
PAが好ましい。これら熱加塑性樹脂層の層厚でも良い
が、−船釣には、1〜500μ、好ましくは10〜・2
00μさらに好ましくは20−100μである。
また本発明でいう「金属板」とは、特に限定されるもの
ではなく、いづれの金属板でも使用できるが、−船釣に
は、例えば、鉄系、アルミニウム系、銅系、チタン系及
びニッケル系等の金属板であり、中でも、鉄系、アルミ
ニウム系及び銅系金属板が好ましく、特に鉄系及びアル
ミニウム系金属板が好ましい。前記鉄系金属板とは、組
成的には主に鉄が含有されている金属板であればいづれ
の金属板でも良く、具体的には、例えば、冷延鋼板、亜
鉛メツキ鋼板、亜鉛合金メツキ鋼板アルミニウムメツキ
鋼板、銅メツキ鋼板、ステンレス鋼板、リン酸処理鋼板
及びアルミニウムー亜鉛鋼板等があり、中でも、亜鉛メ
ツキ鋼板、亜鉛合金メツキ鋼板、アルミニウムメツキ鉛
鋼板及びアルミニウムー亜鉛合金メツキ鋼板が好ましい
また、前記アルミニウム系金属としては、組成的に主に
アルミニウム金属が含有されている金属であればいづれ
の金属でも良いが、−船釣には、例えば昭和57年9月
30日、(社)軽金属協会発行「アルミニウムハンドブ
ック(第2版)」第13〜22頁記載のアルミニウムで
あり、具体的には、純アルミニウム、(AI−Cu)系
、(AI−Mn)系、(AI−8i)系、(Al−Mg
)系、(AI−Mg−Si)系、及び(A l−Z n
 −M g)系があり、中でも純アルミニウム系、(A
I−Mn)系及び(A1−Mg)系が好ましく、特に純
アルミニウムに好適である。
さらに前記銅系金属としては、組成的に主に銅が含有さ
れている金属であればいづれの金属でも良いが、−船釣
には、例えば、純銅系、黄銅系、青銅系及びしんちゅう
系等の金属がある。
本発明における金属板の板厚は特に規定すべきものでは
ないが、−船釣には例えば、0.15〜!:!f:、m
m、好ましくは。、2〜詔、ある。
また本発明でいう「耐力(Yield strengt
h)Jとは、金属材料の機械的強度のうち、引張強度、
特に降伏点(kg/w”)である。引張試験法は例えば
J I S  Z2241に記載のとおり行うことがで
きる。
次に本発明による金属板に含フッ素樹脂系フィルムを接
合被覆する工程について説明するが、含フッ素樹脂系フ
ィルムを加熱溶融接着するには従来行われている方法に
より接合することができる。以乍、≠考傘工程例につい
て具体的に説明するが一般的には例えば、前処理工程、
加熱工程、含フッ素樹脂系フィルムの積層、加圧工程、
再加熱工程及び冷却工程等の工程により、得ることがで
きる。
(1)前処理工程 本工程は、金属板と含フッ素樹脂系フィルムとを、より
強力に被覆するために、必要に応じ行う工程である。
■ 金属板の前処理工程 金属板の前処理工程の目的は、表面に付着している油状
物、異物、酸化被膜などを洗浄除去すること、また研磨
等により地金を表面に露出せしめること、また、表面メ
ツキ、酸処理等の表面処理を施すこと、さらに必要に応
じて、表面に粗度をつけること等を行う。
89表面洗浄 特に限定されるものではなく、従来、特定金属で行われ
ている洗浄方法が使用され、例えば脱脂肪方法としては
、有機溶剤、アルカリ性水溶液、界面活性剤等により脱
脂、洗浄する。
59表面研磨 例えば機械的及び化学的研磨法により、表面研磨し、地
金を表面に露出させることができる。
C1表面処理 必要に応じ、フィルムを被覆する表面にメツキ処理、金
属酸化物膜層を設置する被膜処理、防錆処理の化成処理
を行うことができる。例えば、鉄系金属の化成処理の具
体例としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム
等のリン酸塩処理及び反応型クロメートや塗布型クロメ
ート等によるクロメ−ドル処理がある。
66表面粗化 ブラッシング、サンドブラスト及びショツトブラスト等
の物理的手段による表面粗化方法、あるいは化学的電気
化学的エツチング方法及びこれらの組み合わせによる表
面粗化方法により表面を粗化することができる。
■ フィルムの前処理工程 フィルム面に付着している油状物、異物等を除去するこ
と、また、コロナ放電処理、藁材処理等により、酸化被
膜等を付与すること、さらに、種々の表面処理剤、例え
ば、アミノシラン、ビニ゛ルシラン、メルカプトシラン
等を塗布すること等の処理を行う4とができる。
(2)加熱工程 前処理を行った金属板を大気中もしくは実質的に酸素の
存在しない雰囲気下で加熱処理する工程であり、本発明
においては、後者が好ましく、また必要に応じ、フィル
ムをも同時に加熱処理する工程である。
■ 加熱雰囲気 上記でいう「実質的に酸素の存在しない雰囲気」とは、
前記前処理工程を受けた金属板及びフィルムの表面状態
を、実質的に保持しつつ加熱できる雰囲気であれば、特
に制限するものではないが、具体的には、酸素含有量が
1%以下、好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは
0.2%以下、特に好ましくは0.01%以下にある雰
囲気である。この加熱雰囲気にするために、不活性ガス
で充満するか、もしくは真空状態にして加熱することが
できる。不活性ガスの種類は、いづれでも良いが、一般
的には、窒素ガス、アルゴンガス、が好ましい。
また、真空状態とは、5Torr以下、好ましくは1T
orr以下、さらに好ましくは0.ITorr以下であ
る。
■ 加熱温度 加熱温度は、被覆する含フッ素樹脂フィルム及び金属板
の種類によって、適宜最適温度が決定されるが、一般的
には直接接合する含フッ素樹脂フィルムの軟化点温度(
mp)以上、好ましくは(mp+30)’C以上更に好
ましくは(mp+50)’C以上、熱分解温度以下とす
ることが望ましく、具体的には、含フッ素樹脂系フィル
ムが、例えばETFEでは一般に220〜300℃、好
ましくは230〜280℃、2F・4F・6Fでは一般
に120〜300℃、好ましくは180〜280℃等で
ある。
■ 加熱時間 加熱時間は、特に規定すべきものではなく、少なくとも
金属板の表面が、加熱温度に到達するまでの時間である
ことが必要で、金属板の種類及び板厚等によって適宜決
定されるが、−船釣に1〜20分、好ましくは3〜15
分、さらに好ましくは5〜10分程度である。
(3)積層工程 本工程は、加熱された金属板上に複合樹脂フィルムを、
積層・プレスにより被覆する工程である。
■ 積層雰囲気 積層雰囲気は、特別に制限されるものではないが、少な
くとも加熱金属板上にフィルムが積層・載装置されるも
では、実質的に酸素の存在しない雰囲気であることが望
ましく、その雰囲気は前工程(2)、■に準することが
好ましい。
■ プレス 加熱金属板上に積層・載置されたフィルムを、例えば2
本のロール等により連続的にプレスして、強力に被覆す
る工程である。ここで、フィルムに接するロールは、ゴ
ムロールもしくは金属ロール等フィルムと粘着しないロ
ールが好ましく、加圧力は′5〜30kg/cピ、好ま
しくは10〜20kg/cmである。
(4)再加熱加工 本工程は、前工程で得られたフィルム被覆金属板の金属
板とフィルムとの融着力をさらに強力なものとするため
に、必要に応じて行う再加熱工程である。この工程にお
ける■加熱雰囲気は前項(2)加熱工程に準じて行うこ
とができる。
富 加熱温度 加熱温度は、被覆する含フッ素樹脂フィルム及び金属板
の種類によって、適宜最適温度が決定されるが、−船釣
には含フッ素樹脂フィルムの軟化点温度(mp)以上、
好ましくは(mp+30)’C以上更に好ましくは(m
p+50)’C以上、熱分解温度以下とすることが望ま
しく、具体的には、前記着色剤を含有していない含フッ
素樹脂系フィルムの場合、例えばETFEでは一般に1
90〜250℃、好ましくは200〜230℃、2F・
4F・6Fでは一般に90〜250℃、好ましくは15
0〜230℃等である。
また、前記着色剤を含有するフィルムの場合、上記温度
より、さらに高温にする必要があり、添加する着色剤に
より、さらに高温とすることが望ましく、例えば、有機
系着色剤では20〜30度、むきけい着色剤では20〜
50℃さらに高温と加熱時間は、特に規定すべきもので
はなく、少なくとも金属板の表面が、加熱温度に到達す
るまでの時間であることが必要で、 金属板の種 的に1〜20分、好ましくは3〜15分、さらに好まし
くは5〜10分であるが着色材を含有する場合には、さ
らに少なくとも2分以上延長することが肝要である。
を室温までに冷却する工程であり、例えば、風冷ファン
、水等により冷却することができる。
ここで不均一な冷却を行うと板に歪や変形が生じるので
、均一に冷却することが望ましい。
以上の工程によって得られた本発明フィルム複合金属板
は、実質的に酸素の存在しない雰囲気下で金属板及び含
フッ素樹脂系フィルムを加熱し、融着・接合化するため
、金属板及び含フッ素樹脂系フィルムが酸化劣化をほと
んど受けておらず、よって金属板と含フッ素樹脂系フィ
ルムとは強力な融着力を示し、かつ長期間の使用可能な
ものになると思われる。
このようにして得られた複合金属板は、ビル内外装材、
看板、シャッター トンネル内壁材及び自動車、電車等
の車輌用内外装材等産業界に広く使用されるもので、業
界に寄与するところ極めて大きい。
以下実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は
、実施例にのみ限定されるべきものではないことは、言
うまでもない。
実施例A  (ETFEフィルム調製)四フッ化エチレ
ン/エチレンの含有モル比が75/25であり、流動開
始温度200℃、熱分解開始340℃であり、220℃
における容量流速が90+a+’/秒、DSC法により
融点が201℃であるエチレン−四フッ化エチレン共重
合体(ETFE)100部と、弁柄(着色剤)0.5部
とを、同方向2軸押出機で混練してカラーペレットを得
た。この時の混線条件としては温度250℃、回転数1
100rp L/D=30であった。このカラーベレッ
トから加熱溶融押出法で成形した、平均厚さ50ミクロ
ンの無孔質フィルムを用意する。(このフィルムを以後
「フィルムNα1」と呼び、実施例に使用する)。
一方、比較対照のため、四フッ化エチレン/エチレンの
含有モル比が53/47であり、流動開始温度280℃
、熱分解開始350℃であり、300℃における容量流
速が90mm2/秒、DSC法により融点が270℃で
あるエチレン−四フッ化エチレン共重合体(ETFE)
100部と、弁柄(着色剤)0.5部とを、同方向2軸
押出機で混練してカラーベレットを得た。この時の混線
条件としては温度300℃、回転数100rpo+ L
/D=30であった。このカラーペレットから加熱溶融
押出法で成形した、厚さ50ミクロンの無孔質の着色フ
ィルムを用意する。(このフィルムを以後「フィルムN
α2」と呼び、比較例で使用する)。
実施例B (複合金属板の調製) 実施例1〜3、比較例1 実施例Aで調製した含フッ素系フィルムを表−1に示し
たJ I S  H4000に規定されたアルミニウム
系板(厚さ2.0111111)に次のとおり加熱融着
させて、複合金属板を得た。
(1)フィルムN(L 1 アルミニウム板の片面を、平均凹凸深さ10〜15ミク
ロン(表面粗度)、凹凸周期10〜20ミクロンにサン
ドブラストした後、上記サンドブラスト面を電解エツチ
ング処理する。この電解エツチング処理は、NaCl3
%水溶液を使用し、40℃の温度で電解密度4アンペア
/ddにて通電量35クローン/cゴにて行った。
エツチング面を水洗、乾燥した後、アルミニウム板を2
60℃に予熱し、エツチング面に前記フィルム魔1を重
ね、加圧力20kg/Ciで圧着し、引き続いて220
℃で10分間再加熱処理して熱融着し、上記アルミニウ
ム板上にフッ素系樹脂層を形成し、複合金属板を得た。
(2)フィルムN11L2 アルミニウム板の片面を、平均凹凸深さ10〜15ミク
ロン(表面粗度)、凹凸周期10〜20ミクロンにサン
ドブラストした後、上記サンドブラスト面を電解エツチ
ング処理する。この電解エツチング処理は、NaC13
%水溶液を使用し、40℃の温度で電解密度4アンペア
/dnにて通電量35クローン/crrrにて行った。
エツチング面を水洗、乾燥した後、アルミニウム板を3
50℃に予熱し、エツチング面に前記フィルム勲2を重
ね、加圧力20kg/Cmで圧着し、引き続いて300
℃で10分間再加熱処理して熱融着し、上記アルミニウ
ム板上にフッ素系樹脂層を形成し、複合金属板を得た。
実施例C(複合金属板の評価) 実施例Bで調製した複合金属板の実用性につき評価しそ
の結果を表−1に示した。
尚、評価項目及びその評価基準は次のとおりとした。
(1)耐力性 J I S  Z2241に準拠して測定した。
(2)耐キャス性 J I 5H8681に規定するキャス試験を実施した
。具体的には、J I S  22371 (塩水噴霧
試験方法)に規定された装置、キャス試験機ISO型(
ガス試験機■製)を用い、試験液にはJISHg681
に規定されている塩化ナトリウム(5%)、塩化第二銅
(0,26%)、酢酸(0,1%)の混合溶液(pH3
,0)を用いる。試験片は70XZOOmmとし、その
片隅に一辺が約70craの長さの「×」印をカッター
により金属板に至るように切り込みを入れた。
評価は、250時間後、部に生じた最大浸食幅を実測す
ることにより行った。
浸食幅とは「×」の−辺の長手方向に対し、直角方向の
浸食長さである。この幅が小さい程、樹脂フィルムとの
金属板との熱融着性が、優れていることになる。
(3)平坦性 複合金属板を平面板上に積載いて、最大変形量を測定し
た。
(4)実用性 (総合評価) 上記詳価項目(1)〜(3)を総合的に詳価して複合金
属板の実用性を詳価した。
◎  充分実用性がある。
O実用性がある。
×  実用性はない。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、融点(m、p)が250℃以下の含フッ素樹脂系フ
    ィルムを金属板に被覆してなることを特徴とする強度を
    保持した複合金属板。 2、該含フッ素樹脂が四フッ化エチレン・エチレン共重
    合体(ETFE)及び/又はフッ化ビニリデン・四フッ
    化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(2F・4F
    ・6F)である特許請求の範囲第1項記載の強度を保持
    した複合金属板。 3、該金属がアルミニウム系金属である特許請求の範囲
    第1項記載の強度を保持した複合金属板。
JP27013090A 1990-10-08 1990-10-08 強度を保持した複合金属板 Pending JPH04146135A (ja)

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