JPH0664061A

JPH0664061A - ラミネート金属板の製造方法

Info

Publication number: JPH0664061A
Application number: JP4235129A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Funaki; 道浩船木; Mamoru Ishii; 守石井
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】すぐれた密着性、加工性、耐食性、外観を有
する溶接可能な熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法を提
供する。【構成】巻付ロールに巻付けた予熱してある金属板
に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間隙
に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹脂を流
下して金属板に樹脂を被覆し、次いで冷却し巻取る方法
において、圧着ロールの圧接幅を金属板よりも狭くし、
圧接していない部分の樹脂膜を下流の切断装置で切断す
る。

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、外観を有する溶接可能なラミネート金属板
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】（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。

【０００８】（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。

【０００９】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）。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂は
非導電性のために溶接ができない。

【００１５】しかし板のひとつの対抗する端部に樹脂の
ない部分が作れれば、そこを溶接代として円筒あるいは
角筒などの缶体が成形できる。

【００１６】押出ラミネーションにより樹脂を金属板に
直接連続的に被覆すると、Ｔダイのスリット状開口から
流下する溶融状態の熱可塑性樹脂膜は、開口からの流下
するに従って幅狭まり（ネックイン）が生じ、開口下方
の熱可塑性樹脂膜における幅方向の単位幅当たりの樹脂
流量は、中央部は均一であるが中央部に比べて両端部は
大きくなっている。

【００１７】熱可塑性樹脂膜を金属板の幅よりも狭くす
ると、得られたラミネート金属板の幅方向の被覆樹脂の
厚みが不均一となってしまう。

【００１８】これに対して、事前に両端部の厚肉部を除
いたフィルムを成形しておき、板よりも内側に貼り合わ
せて溶接代を作ることもできるが、これを押出ラミネー
ションにより樹脂を金属板に直接連続的に被覆すると生
産性も上がり、またフィルムを製造する工程も省略でき
るので、コストも安くなる。

【００１９】そこで、圧着（ニップ）ロールの圧接幅を
金属幅よりも狭くすると、圧接していない部分の樹脂は
金属板と密着しない。それを下流の切断装置、たとえば
カッターナイフあるいはウォータージェットナイフで切
断すれば両端に溶接代を有するラミネート金属板が製造
できる。

【００２０】本発明は、このような溶接可能な熱可塑性
樹脂（ラミネート）金属板の製造方法を提供する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は（１）巻付ロールに巻付けた、予熱してある金属板に、
圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間隙に、押
出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹脂膜を流下し
て金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネート金属板を
製造する方法において、圧着ロールの圧接幅を金属板の
板幅よりも狭くすることを特徴とするラミネート金属板
の製造方法、

【００２２】（２）巻付ロールに巻付けた、予熱してあ
る金属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板
の間隙に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹
脂膜を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネ
ート金属板を製造する方法において、圧着ロールの圧接
幅を金属板の板幅よりも狭くし、圧接していない部分の
樹脂膜を下流の切断装置で切断することを特徴とするラ
ミネート金属板の製造方法、

【００２３】（３）巻付ロールに巻付けた、予熱してあ
る金属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板
の間隙に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹
脂膜を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネ
ート金属板を製造する方法において、少くとも一方の端
部にテーパーを有する圧着ロールを用いて圧着ロールの
圧下力を調整して、圧着ロールの圧接幅が金属板の板幅
よりも狭く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面により説明する。

【００４０】金属基板は、溶融樹脂を被覆するに先立っ
て、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ラミネート金属板
製造方法を示したものである。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】このようにして、本発明の表面処理金属板
が得られるが、金属板表面に樹脂が被覆されたままでは
溶接ができない。

【００５０】そこで図２に示すように金属板の端部に樹
脂の被覆されていない溶接代１２（たとえば２〜５ｍｍ
程度のもの）を設ける。

【００５１】このため、図２、３に示すように、圧着ロ
ール５の圧接幅を金属板１の板幅よりも、溶接代分だけ
狭くする。

【００５２】圧接していない部分の樹脂は、金属板と密
着しないので、それを下流のカッター、ウォータージェ
ットナイフ等で切断すれば端部に溶接代を有するラミネ
ート金属板が製造できる。

【００５３】圧着ロールとして図４のように胴長の両端
部にテーパーを設けたものを使用し、両端の軸を圧下す
ると、ロールがベンドして平坦部が拡大し、圧接部分の
胴長を実質的に変更することが可能であり、板幅の変っ
た金属板を製造する場合にも、その都度、圧着ロールを
取替える必要がなく便利である。

【００５４】以下実施例をもって具体的に説明する。

【００５５】

【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、幅８００ｍｍ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。

【００５６】ラミネートされた鋼板は水スプレーにより
常温まで冷却され、乾燥し、巻き取られた。樹脂温度は
２８０℃、被覆厚みは５０μ、ラインスピードは５０ｍ
ｐｍ。

【００５７】金属板の幅よりも大きく被覆する樹脂幅は
３０ｍｍずつ、巻付けロールの胴長は１０００ｍｍと
し、

【００５８】圧着ロールの幅７９０ｍｍとし、５ｍｍ
ずつの溶接代を長手方向の両端に有するラミネート金属
板を製造した（板幅が変わる毎にニップロール交換が必
要）場合、

【００５９】圧着ロールにテーパーを付け、圧下力を
調整して、板幅が変わっても圧接幅が所望の被覆幅にな
るように調整した場合、について溶接代を有するラミネ
ート金属板を製造した。

【００６０】いずれの場合も、操業性が良好で、優れた
性能を有する溶接代を有するラミネート金属板を得るこ
とができた。

【００６１】では、板幅が変わる毎に圧着ロール交換
が必要であるが、の場合圧下力を調整して、板幅が変
わっても圧接幅が鋼板幅と同じにすることができ、交換
の必要はない。

【００６２】

【発明の効果】本発明により、密着性、加工性、耐食
性、外観に優れた溶接可能なラミネート金属板を製造す
ることができた。

【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】樹脂幅と圧着ロール幅の関係説明図。

【図３】ロール圧接部の説明図

【図４】両端にテーパーを有する圧着ロールの側面方向
の説明図。

【符号の説明】

１金属板２Ｔダイ３熱可塑性樹脂４巻付けロール５圧着ロール６冷却装置７樹脂切りカッター８テーパー９押さえロール１０樹脂幅１１圧着ロール幅１２溶接代

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
隙に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹脂膜
を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネート
金属板を製造する方法において、圧着ロールの圧接幅を
金属板の板幅よりも狭くすることを特徴とするラミネー
ト金属板の製造方法。
【請求項２】巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
隙に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹脂膜
を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネート
金属板を製造する方法において、圧着ロールの圧接幅を
金属板の板幅よりも狭くし、圧接していない部分の樹脂
膜を下流の切断装置で切断することを特徴とするラミネ
ート金属板の製造方法。
【請求項３】巻付ロールに巻付けた、予熱してある金
属板に、圧着ロールを圧接し、圧着ロールと金属板の間
隙に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹脂膜
を流下して金属板に熱可塑性樹脂を被覆してラミネート
金属板を製造する方法において、少くとも一方の端部に
テーパーを有する圧着ロールを用いて圧着ロールの圧下
力を調整して、圧着ロールの圧接幅が金属板の板幅より
も狭くすることを特徴とするラミネート金属板の製造方
法。