JPH0671777A - 熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法 - Google Patents

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。冷
却は、樹脂が結晶化しないよう行い、高温部で一定温度
以上保持する。

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】

【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該発明で可能
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】しかしながら特開昭５
７―２０３５４５号に開示された発明は樹脂が被覆直後
に冷却ロールにより冷却されるため、金属板の予熱温度
が低い場合には、密着性に優れた被覆金属板を製造する
ことができない。

【００１５】本発明は、このような問題点を解決し、密
着性、加工性、耐食性、外観に優れた熱可塑性樹脂金属
板の製造方法を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】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
属板を樹脂を結晶化させることなく冷却し、且つ冷却中
に、融点以下の高温域で０．５秒以上保持することを特
徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法、

【００１７】（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圧着ロールに巻付けることなく通板
し、また樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化させることなく
冷却し、且つ冷却中に、融点以下の高温域で０．５秒以
上保持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の
製造方法、

【００１８】（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圧着ロールに巻付けながら通板し、
また樹脂被覆金属板を樹脂結晶化させることなく冷却
し、且つ冷却中に、融点以下の高温域で０．５秒以上保
持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造
方法、

【００１９】（４）熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフ
タレートであり、冷却中に１０５〜２５５℃、０．５秒
以上保持することを特徴とする（１）、（２）、（３）
記載の方法、である。

【００２０】以下、本発明を図面を参照しつつ、詳細に
説明する。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】つぎに製造工程を図面により説明する。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】図１、図７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フィルム３
を流下し、金属基板１に熱可塑性樹脂フィルムを塗覆装
する表面処理金属板製造方法を示したものである。

【００４２】図１は樹脂被覆後、圧着ロール５に巻き付
けることなく、巻付ロール４に巻き付けて樹脂被覆金属
板を通板する方法を、図７は樹脂被覆後、圧着ロール５
に巻き付けながら樹脂被覆金属板を通板する方法を示し
たものである。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】このようにして、本発明の表面処理金属板
が得られるが、本発明においては、樹脂を結晶させるこ
となく結晶化しない冷却速度以上で冷却し、且つ冷却中
に樹脂の種類に応じた所定温度域で所定時間樹脂被覆金
属板を保持することによって密着性、加工性、耐食性を
向上させる。

【００４６】樹脂の結晶化の有無はＸ線回折、密度の測
定、樹脂の白濁などによって容易に判定することができ
る。

【００４７】樹脂が結晶化するとフィルムに歪が発生し
密着性が低下するものと思われる。又結晶化により樹脂
が脆くなり加工性が低下する。

【００４８】又冷却中、冷却が必要以上に進行しないよ
う樹脂の融点以下所定温度以上で所定時間保持を行う。

【００４９】たとえばポリエチレンテレフタレートにお
いては樹脂の融点（２５５℃）−１５０℃以上（従って
１０５〜２５５℃程度）で０．５秒以上保持することが
好ましい。

【００５０】この場合、高温保持されることにより樹脂
の流動性が高まり、拡散が進行して金属板との接着面積
が増加して密着性が向上するものと思われる。

【００５１】冷却パターンの概念図を図２に示す。

【００５２】以下実施例をもって具体的に説明する。

【００５３】

【実施例】図１、図７に示す外径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。

【００５４】さらにラミネートされた鋼板は圧接後に配
置された空冷装置により所定のパターンに冷却制御さ
れ、その後下流の冷却装置により水スプレーで常温まで
冷却され、乾燥してから巻き取られた。

【００５５】なおこのポリエチレンテレフタレートは溶
融状態から６０℃／分以上の冷却速度で冷却すると、結
晶化しない。またポリエチレンテレフタレートの融点は
２５５℃である。

【００５６】予熱温度、保持温度、保持時間、冷却速度
の影響を図３〜６に示した。

【００５７】なお、性能試験はつぎの通り行った。

【００５８】（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１００ｍｍ／ｍｉｎで１８０
°剥離し、状態を観察した（実線）。

【００５９】（２） 加工性・耐食性は、口径Ｄ＝６０
ｍｍφ、高さＨ＝３０ｍｍ、絞り比Ｈ／Ｄ＝３０／６０
でカップを形成し、３５℃、５％食塩水を１５００時間
噴霧し、腐食の進行状況を観察した（点線）。

【００６０】結果は次の基準によって示した。 〇・・・非常に良好、△・・・良好、×・・・不良。

【００６１】

【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】金属基板と圧着ロールとの界面に、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】冷却パターンの概念図。

【図３】予熱温度と密着性、加工性・耐食性の関係図。

【図４】保持温度と密着性、加工性・耐食性の関係図。

【図５】保持時間と密着性、加工性・耐食性の関係図。

【図６】冷却速度と密着性、加工性・耐食性の関係図。

【図７】金属基板と圧着ロールとの界面に、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。

【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 ５ 圧着ロール ６ 冷却装置 ７ 水スプレー冷却装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   脂被覆金属板を樹脂を結晶化させることなく冷却し、且
   つ冷却中に、融点以下の高温域で０．５秒以上保持する
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法。
2. 【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
   脂被覆金属板を圧着ロールに巻付けることなく通板し、
   また樹脂被覆金属板を樹脂を結晶化させることなく冷却
   し、且つ冷却中に、融点以下の高温域で０．５秒以上保
   持することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造
   方法。
3. 【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
   脂被覆金属板を圧着ロールに巻付けながら通板し、また
   樹脂被覆金属板を樹脂結晶化させることなく冷却し、且
   つ冷却中に、融点以下の高温域で０．５秒以上保持する
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂被覆金属板の製造方法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレ
   ートであり、冷却中に１０５〜２５５℃、０．５秒以上
   保持することを特徴とする請求項１、２、又は３記載の
   方法。