JPH0664019A - ラミネート金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイル状に巻き取る際に、コイル状に巻いて
も凹凸のない形状のよいコイルを製造できるラミネート
金属板の製造方法を提供する。 【構成】 一対のロールで圧接された金属板と、一方の
ロール界面に押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性
樹脂を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆し、次いで
この樹脂被覆金属板を巻取るラミネート金属板の製造方
法において、Ｔダイの幅方向に分割された温度制御機構
を設け、定期的に検出した幅方向膜厚から、所定膜厚範
囲を満足する範囲で、目標値よりも厚目の膜厚部分に対
しては温度制御機構の温度を低減させ、目標値よりも薄
目の膜厚部分に対しては温度制御機構の温度を上昇さ
せ、巻取り時に、幅方向の膜厚の、厚い部分同志、又は
薄い部分同志が重なり合うことを防止することを特徴と
するラミネート金属板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、すぐれた密着性、加工
性、耐食性、外観を有する熱可塑性樹脂被覆金属板の製
造方法に関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、コイル状に巻取る際に、
コイル状に巻いても、凹凸のない、形状のよいコイルを
製造する方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】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、樹脂フィルムをラ
ミネートしたラミネート鋼板が知られている。

【０００４】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。

【０００５】しかしながら、塗料に用いられる樹脂は、
塗装作業性上の必要から、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っ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
ける欠点があった。

【０００６】一方、樹脂フィ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
脂又はふっ素樹脂といっ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ィルムを
使用するもので、分子量も塗料用樹脂よりも遙かに高
く、従って、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。

【０００７】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）フィ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。

【０００８】（２）基板上にはミクロ的な凹凸があるた
め、凝固したフィルムと基板との間に空間が生じやす
く、フィルムの密着性が不充分であること。

【０００９】（３）一旦フィルムとして成形されるた
め、フィルム形成能上、使用樹脂に制約のあることなど
である。

【００１０】これに対し、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隙を進行し、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隙に押出され該
冷却ロールによって金属基板上に圧着されることによっ
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が報告されている（特
開昭５７―２０３５４５号）。

【００１１】この金属板は、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、
フィ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、フィルム厚も、従来のフィルム被覆
では困難であった５０μ厚以下、さらに３５μ厚以下５
μ厚程度までの被覆が可能となった。

【００１２】表面処理金属板の耐久性は、熱可塑性樹脂
の種類と膜厚によっ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
となった。

【００１３】また、たとえば硬い樹脂などは、フィルム
とすることはできるが折れ易く、一旦フィルムに成形し
た後、金属板上に圧着することは困難であったが、この
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。

【００１４】その他、フィ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。

【００１５】しかしながら、Ｔダイを使用する成形にお
いてはダイス出口のスリットの間隔が工作上の制約か
ら、不均一になるのを避け難いため、Ｔダイのスリット
の幅方向、即ち被覆された樹脂の幅方向に厚みバラツキ
が発生する。

【００１６】それを幅方向に押しボルトを取り付けてダ
イス出口のスリット隙間を調整したり、また幅方向に分
割した温度制御によって単に流動調整しても、±５％程
度の膜厚の均一精度しか得られず、コイル状に巻き取る
と厚い部分には厚い部分ばかりが、薄い部分には薄い部
分が重なり合い、幅方向に凹凸ができ、金属板に皺がで
き、形状が甚だ悪くなる。

【００１７】これに対し特公昭３６―２２８７５には、
長尺のプラスチックフィルムを芯体の周囲に巻き取るに
際し、プラスチックフィルムと芯体との間に一定周期を
以て芯体の軸方向に相対的往復運動を行わしめながら巻
き取る方法が開示されている。

【００１８】しかしこの場合においても側縁が一致せ
ず、客先で払い出す時に金属板が揺動し、後処理がスム
ースにできない問題がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、コイル状態
に巻き取る際に、幅方向の膜厚の山と山同志、また膜厚
の谷と谷同志が重なり合うのを防止して、コイル状に巻
いても凹凸のない、形状のよいコイルを製造することが
できる方法を提供する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｔダイの幅方
向の膜厚分布を膜厚計で測定し、分割されたヒーターゾ
ーンに対応する部分の膜厚の例えば単純平均膜厚を目標
値及び目標範囲と比較し、その膜厚目標範囲内で各ゾー
ン別々に温度を上下させることにより、上記課題を解決
した。

【００２１】すなわち、温度を上昇すれば樹脂の粘性低
下し流動性ｕｐするため膜厚増加する。

【００２２】又、温度を低減すれば樹脂の粘性上昇し流
動性ｄｏｗｎするため膜厚減少する方法である。

【００２３】すなわち、本発明は一対のロールで圧接さ
れた金属板と、一方のロール界面に押出機を経て、Ｔダ
イより溶融した熱可塑性樹脂を流下して金属板に熱可塑
性樹脂を被覆し、次いでこの樹脂被覆金属板を巻取るラ
ミネート金属板の製造方法において、Ｔダイの幅方向に
分割された温度制御機構を設け、定期的に検出した幅方
向膜厚から、所定膜厚範囲を満足する範囲で、目標値よ
りも厚目の膜厚部分に対しては温度制御機構の温度を低
減させ、目標値よりも薄目の膜厚部分に対しては温度制
御機構の温度を上昇させ、巻取り時に、幅方向の膜厚
の、厚い部分同志、又は薄い部分同志が重なり合うこと
を防止することを特徴とするラミネート金属板の製造方
法である。

【００２４】以下、本発明を図面を参照しつつ、詳細に
説明する。

【００２５】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、缶等に使用される、用途から板厚みの厚
い、鋼板、亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、錫め
っき鋼板、錫合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼
板、アルミニウム合金めっき鋼板またはステンレス板な
どが用いられる。

【００２６】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。

【００２７】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って行われ
る。

【００２８】さらに、化成処理を行わず、または、化成
処理を行った後、この上に、接着剤層を有するものも含
まれる。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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
ィン被覆鋼板の場合、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ィ
ンが好適である。

【００３２】本発明で被覆に用いる熱可塑性樹脂は、た
とえば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリオレフ
ィン樹脂、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、ふっ素樹脂、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
オレフィン樹脂には、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共重合体があり、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１
１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、ふっ素樹脂には、四ふっ化エチレン樹脂、三ふっ
化塩化エチレン樹脂、六ふっ化エチレンプロピレン樹
脂、ふっ化ビニル樹脂、ふっ化ビニリデン樹脂などがあ
る。

【００３３】また、２以上の樹脂を混合して用いてもよ
い。また、フィ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。

【００３４】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。

【００３５】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
ッチ性、耐汚染性、耐化学薬品性、深絞り加工性などの
必要性に応じて適宜選択する。たとえば、ポリオレフィ
ンは耐寒性にすぐれ、ポリアミドは耐摩耗性にすぐれ、
アクリル樹脂は耐汚染性や耐化学薬品性にすぐれ、ふっ
素樹脂は耐候性にすぐれる等である。

【００３６】ポリエチレンテレフタレート樹脂は特に耐
酸性の用途に有用である。

【００３７】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
イによって行い、層間に接着層を設けることもできる。

【００３８】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、フィルム状に押出し、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
ィルム状に押出し、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。

【００３９】つぎに製造工程を図１により説明する。

【００４０】金属基板は、溶融樹脂を被覆するに先立っ
て、密着性を高めるためには予熱しておく必要がある。

【００４１】たとえばポリエチレンテレフタレートの場
合、融点（２５５℃）−１２０℃以上（従って、１３５
〜２５５℃程度）の予熱が好ましい。

【００４２】予熱をすることによって樹脂の流動性が高
まり密着性が向上する。

【００４３】予熱を行わないとき、又は予熱温度が低い
ときは、特に冷却ロールを使用した場合、樹脂の密着性
が充分でなく、耐食性に欠ける結果となる。

【００４４】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。

【００４５】したがって、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
５０〜２３０℃程度の予熱温度で行われる。

【００４６】図１は、巻付けロール４に巻付けられた予
熱された金属基板１の表面に圧着ロール５を圧接し、そ
の金属基板表面と圧着ロール５との界面に押出機を経
て、Ｔダイ２より溶融した熱可塑性樹脂３を流下し、金
属基板１に熱可塑性樹脂を塗覆装する表面処理金属板製
造方法を示したものである。

【００４７】また図２は予熱された金属基板１とロール
４′の界面に押出機を経て、Ｔダイ２より溶融した熱可
塑性樹脂３を流下し、金属基板１に熱可塑性樹脂を塗覆
装する表面処理金属板製造方法を示したものである。

【００４８】この方法はフィ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。

【００４９】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、たとえば空冷後、
水スプレーを行ってもよく、又水冷槽をくぐらせても、
冷却ロールを通してもよい。

【００５０】図３はＴダイ２にヒーター８を取付けた状
態を示す説明図であり、図４はＴダイ２の幅方向に分解
された温度制御機構（図ではヒーター〜で示す。）
の説明図である。

【００５１】図５は本発明の制御工程図である。払出し
リールで払出され、化成処理、予熱等の前処理を受けた
金属板はＴダイで押出された熱可塑性樹脂が被覆され、
冷却等の後処理を受け、製品となり、赤外反射式膜厚計
等の膜厚検出器で膜厚が測定され巻取りリールに巻取ら
れる。

【００５２】検出された膜厚は、膜厚制御器にフィード
バックされ、Ｔダイ各ヒータの温度制御器の設定値（温
度設定値）を操作する。

【００５３】これに対し、Ｔダイ各ヒータの温度制御器
は、それぞれのヒータの温度をフィードバック制御によ
り、設定値通りに調節する。

【００５４】すなわち、正常時の所定膜厚範囲内に納ま
るよう、所定範囲（目標値）よりも厚目の膜厚が検出さ
れたときは、Ｔダイの対応するヒーター（温度制御機
構）の温度を低減すると、樹脂の粘度が増加し、ダイス
出口から流下する樹脂量が減り、膜厚は減少する。

【００５５】逆に、目標値よりも低目の膜厚が検出され
たときは、Ｔダイの対応する温度制御機構の温度を増加
すると、樹脂の粘度が低下し、ダイス出口から流下する
樹脂量が増加し、膜厚は増加する。

【００５６】このようにして、幅方向の膜厚の厚い部分
同志、又は薄い部分同志が重なり合うことを防止でき、
コイル状に巻いても凹凸のない、形状のよいコイルを製
造することができる。

【００５７】以下実施例により説明する。

【００５８】

【実施例】外径３００ｍｍの１対のロールを使用したラ
ミネート金属板製造装置を使用して、金属板として厚み
０．２ｍｍの電解クロム酸処理鋼板を用い、この鋼板を
予熱した後、上記鋼板と鋼板が巻き付いていないロール
との界面に押出機を経て、Ｔダイよりポリエチレンテレ
フタレートを溶融押出流下した。

【００５９】樹脂温度は２８０℃、被覆厚みは１００
μ、ラインスピードは５０ｍｐｍとした。

【００６０】膜厚目標範囲は９０〜１１０μとし、本発
明の温度制御を行った。

【００６１】はじめ図６に示すような幅方向膜厚分布が
得られ、この単純平均値は１００μであり、これを目標
値とした。

【００６２】この目標値に対し、ヒーター、、、
に対応するゾーンの膜厚の単純平均値は目標値よりも
厚目であり、このゾーンのヒーター温度を１５℃低減さ
せた。

【００６３】またヒーター、、に対応するゾーン
は薄目であり、これらのヒーター温度を１５℃増加させ
た。

【００６４】この結果図７に示すような膜厚分布が得ら
れ、今度はヒーター、、、に対応するゾーンの
ヒーター温度を１５℃増加させ、またヒーター、、
に対応するヒーター温度を１５℃低減させた。

【００６５】上記の温度制御を約３０分間隔で実施し、
コイル状に巻いても凹凸のない、形状のよいコイルを製
造できた。

【００６６】また本発明の温度制御を行なわず、ヒータ
ー温度を一定で運転した場合、図６に示す膜厚分布の厚
目すなわち山の部分に対応する部位で凸れが発生し、甚
だ形状の悪いコイルになった。

【００６７】

【発明の効果】本発明により、従来法よりもすぐれた性
能を有するラミネート金属板を形状よく製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属基板とロールとの界面に、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。

【図２】金属基板とロールとの界面に、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。

【図３】ヒーターを付設したＴダイの説明図である。

【図４】ヒーターを付設したＴダイの詳細説明図であ
る。

【図５】本発明概略工程図である。

【図６】実施例における幅方向膜厚分布図である。

【図７】実施例における幅方向膜厚分布図である。

【符号の説明】

１ 金属板 ２ Ｔダイ ３ 熱可塑性樹脂 ４ 巻付けロール ４′ ロール ５ 圧着ロール ６ 冷却装置 ７ 水スプレー冷却装置 ８ ヒーター ９ 温度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三好 宏二 姫路市広畑区富士町１番地 新日本製鐵株 式会社広畑製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のロールで圧接された金属板と、一
   方のロール界面に押出機を経てＴダイより溶融した熱可
   塑性樹脂を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆し、次
   いでこの樹脂被覆金属板を巻取るラミネート金属板の製
   造方法において、Ｔダイの幅方向に分割された温度制御
   機構を設け、定期的に検出した幅方向膜厚から、所定膜
   厚範囲を満足する範囲で、目標値よりも厚目の膜厚部分
   に対しては温度制御機構の温度を低減させ、目標値より
   も薄目の膜厚部分に対しては温度制御機構の温度を上昇
   させ、巻取り時に、幅方向の膜厚の、厚い部分同志、又
   は薄い部分同志が重なり合うことを防止することを特徴
   とするラミネート金属板の製造方法。