JPH11262978A - 印刷性に優れたポリオレフィン樹脂フィルムラミネート金属板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塩ビ鋼板の代替材料として、印刷性を有するポ
リオレフィン樹脂フィルムラミネート金属板及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも
接着剤層に接しない面をコロナ放電処理し、コロナ放電
処理面がＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数で表面張力３８
ｄｙｎｅ／ｃｍ以上を有するポリオレフィン樹脂フィル
ムを接着剤層が形成された金属板に積層する際の金属板
温がポリオレフィン樹脂フィルムの融点＋１０℃以下で
あり積層後直ちに水冷するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家電製品などの外装
部材、内装建材、器物等を製造するのに適し、塩化ビニ
ル被覆鋼板の代替として使えるポリオレフィン樹脂フィ
ルムラミネート金属板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】家電製品の外板には塩化ビニル被覆鋼板
（以下、塩ビ鋼板という）が使用されてきた。表面を形
成している塩化ビニル樹脂が可塑剤、安定剤などの処方
によって優れた物性を発揮し、任意の顔料を配合するこ
とによって種々の色調が付与される。またエンボス加工
により意匠性も付与され、厚膜効果によって重量感を持
つ素材ともなる。塩化ビニル樹脂表面に文字、マーク、
柄等を印刷できる利点もある。

【０００３】しかし、表面層を形成する塩化ビニル樹脂
に塩素が含まれていることが環境を悪くし、塩ビ鋼板を
使用することが商品イメージ、ひいては企業イメージに
悪影響を及ぼすことから、塩ビ鋼板と同等の特性をもつ
塗装鋼板やラミネート鋼板への切り替えが進められてお
り、代表的なものにポリオレフィン樹脂フィルムラミネ
ート鋼板がある。

【０００４】ポリオレフィン樹脂は、フッ素樹脂と同様
に難接着性プラスチックである。ポリオレフィンを接着
するためには、特開昭５４−７１１８０号公報などに紹
介されているポリオレフィン樹脂フィルムを接着変性ポ
リオレフィン樹脂を用いて融着させる熱融着法と、本発
明者らが特願平９−３２５５２７号で提案したポリオレ
フィン樹脂フィルムの接着面をコロナ放電処理して易接
着化し、接着剤で接着するドライラミネート法に分けら
れる。これらのポリオレフィン樹脂フィルムラミネート
鋼板は、ポリオレフィン樹脂フィルム、接着剤の組成を
調整し、適正条件で製造することで従来の塩ビ鋼板の代
替材料として使用できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのポリ
オレフィン樹脂フィルムラミネート鋼板は、従来の塩ビ
鋼板のように印刷できない。例えばＶＴＲならびにＯＡ
機器外板、ドア面材などに使用される材料には、スクリ
ーン印刷、タンポ印刷等によって文字、マーク、柄など
を印刷する機会が多く、塩ビ鋼板では特に処理を施さな
くても印刷できる。塩ビ鋼板の代替材料として印刷性を
有することが必須であり、発明者らは、ポリオレフィン
樹脂フィルムに印刷する方法を種々検討した。前述の
「接着方法」に着目しポリオレフィン樹脂フィルム金属
板へのコロナ放電処理による易接着処理が印刷性にも良
好に作用することが判った。

【０００６】しかし、コロナ放電処理設備はポリオレフ
ィン樹脂フィルムラミネート金属板の剪断ラインなど、
後工程の鋼板搬送設備への導入が必要であり、コイルで
納入する場合もあることから、コイル通板可能な設備に
コロナ放電処理設備を導入する等煩雑な工程を要するこ
とになる。本発明は、このような問題を解決するべく案
出されたものであり、ポリオレフィン樹脂フィルムにコ
ロナ放電処理し、フィルムの金属板への積層時の金属板
温度を調整することにより、印刷性に優れたポリオレフ
ィン樹脂フィルムラミネート金属板を得ることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はその目的を達成
するため、ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも接
着剤層に接しない面をコロナ放電処理し、コロナ放電処
理面がＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数で表面張力３８ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ以上を有するポリオレフィン樹脂フィルム
を接着剤層が形成された金属板に積層し、ポリオレフィ
ン樹脂フィルムの金属板への積層時の板温度がポリオレ
フィン樹脂の融点＋１０℃以下で積層後直ちに水冷する
ようにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明はポリオレフィン樹脂フィ
ルムラミネート金属板を製造する際に、ポリオレフィン
樹脂フィルムの少なくとも接着剤に接しない面を、予め
コロナ放電処理し、コロナ放電処理面がラミネート金属
板の表面に相当し、コロナ放電処理面を活かしてスクリ
ーン印刷、タンポ印刷に対する適性を発現するものであ
る。塩ビ鋼板への印刷インキの接着機構は、印刷インキ
のバインダー成分が一部塩化ビニル樹脂と相溶すること
に基づくと考えられているが、ポリオレフィン樹脂フィ
ルムでは印刷インキのバインダー成分、例えばアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ
樹脂等とは相溶しない。したがって、コロナ放電処理し
たポリオレフィン樹脂フィルムの高表面張力面が前述の
印刷インキ接着性を発現したものと考える。

【０００９】印刷対象面は予めコロナ放電処理する必要
があり、ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力が
３８ｄｙｎｅ／ｃｍ以上でなければならない。ＪＩＳ
Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力が３８ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ未満では印刷インキ接着性に劣り実用に耐えられな
い。コロナ放電処理は、ポリオレフィン樹脂を押出し成
形法もしくはカレンダー法でフィルム化した両面にイン
ラインあるいはオフラインで行ってもよく、フィルムは
エンボス加工を施したものでもよい。また、連続式塗装
・ラミネート鋼板製造設備において、ポリオレフィン樹
脂フィルムを連続的に金属板に積層する際に、ロール状
に巻き取られた樹脂フィルムを巻き出しながら金属板へ
積層するまでの工程内でコロナ放電処理を施してもよ
い。

【００１０】コロナ放電処理は、一般的な空気中コロナ
放電処理が用い易く、スパークギャップ方式、真空管方
式、ソリッドステート方式に基づくコロナ放電処理装置
を使用できる。コロナ放電処理の印加条件は特に限定さ
れるものではないが、電圧は５〜３０ｋＶ、周波数は１
〜６００ｋＨｚの範囲で行う。

【００１１】ポリオレフィン樹脂フィルムの積層時の金
属板温度は、ポリオレフィン樹脂フィルムの融点＋１０
℃以下でなければならない。コロナ放電処理を施したフ
ィルム面の温度は、ポリオレフィン樹脂フィルムの厚み
にもよるが、およそ金属板温度に対して１０〜１５℃低
い。コロナ放電処理面はポリオレフィン樹脂の溶融に伴
い瞬時に低表面張力化し、コロナ放電処理効果が消失す
ることが判った。コロナ放電処理によって生成し高表面
張力を発現していたポリオレフィン樹脂フィルム表面に
存在した極性基が熱力学的に安定な形態をとる。即ちポ
リオレフィン樹脂フィルム内表層に潜り込むためと推察
される。このことから、ポリオレフィン樹脂フィルムの
積層時の金属板の温度がポリオレフィン樹脂フィルムの
融点＋１０℃を超えた場合、ラミネート金属板表面は高
表面張力面ではないことから、印刷性が得られず印刷イ
ンキ接着性が乏しくなる。ポリオレフィン樹脂フィルム
を積層後、直ちに水冷を行う必要がある。積層後冷却し
なければポリオレフィン樹脂フィルム表面の温度は金属
板温度に近くなり、ポリオレフィン樹脂の融点を超え、
印刷性が損なわれる恐れがある。

【００１２】ポリオレフィン樹脂フィルムとしては、エ
チレン、プロピレンならびにα−オレフィンから選ばれ
た単量体のホモ重合体又は共重合体、これらの混合物
に、ポリオレフィンゴムとしてエチレン−プロピレンゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー等を配
合したものがある。ポリオレフィンゴムを多量に配合す
ると、マトリックスの結晶化度が低下し、コロナ放電処
理によって生成したポリオレフィン樹脂フィルム表面に
存在する極性基がフィルム内表層に潜り込み経時的に表
面張力が低下し易くなり、印刷までに長期間在庫した場
合、印刷できないことがある。

【００１３】したがって、ゴム配合量はゴム種や配合す
るポリオレフィン樹脂との組合せにもよるが、２０重量
％以下であることが好ましい。必要に応じて顔料や種々
の添加剤を配合することができる。フィルムの厚みは特
に限定されるものではないが、製造性、取り扱い、諸性
能を考慮すると５０〜３００μｍ程度のものが好まし
い。ポリオレフィン樹脂フィルムには印刷性を損なわな
い範囲で、予めエンボス加工を施してもよい。

【００１４】ポリオレフィン樹脂フィルムの接着方法
は、前述したように２種類あり、これに併せて接着剤
も、熱融着型と、ドライラミネート型がある。本発明は
いずれの接着剤でも用いることができ、例えば前者はポ
リオレフィン樹脂にマレイン酸等のエチレン性不飽和基
を有する酸無水物をグラフト重合したもの、オレフィン
と（メタ）アクリル酸との共重合体を始めとするオレフ
ィンとエチレン性不飽和基を有するカルボン酸との共重
合体などが挙げら、これらの単体もしくは混合体として
使用できる。後者は２液型のポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などがある。
硬化剤はイソシアネート等が用いられ、例えばガラス転
移温度が−５〜３５℃である主樹脂とイソシアネートに
ついて、イソシアネートの−ＮＣＯ基／ポリオール樹脂
の−ＯＨ基比が３〜１５であるものが用いられる。

【００１５】前者、後者いずれの接着剤とも必要に応じ
て着色顔料、防錆顔料、体質顔料などを添加してもよ
い。接着剤層は乾燥塗膜厚さで２〜２０μｍにすること
が好ましい。金属板と接着剤との間にはプライマー層を
設けることができる。プライマー塗料はポリエステル樹
脂系、高分子ポリエステル樹脂系、エポキシ樹脂系など
がある。必要に応じて顔料や種々の添加剤を配合するこ
とができる。プライマーの厚みは２〜１０μｍ程度であ
ることが好ましい。

【００１６】前者の熱融着型接着剤ではポリオレフィン
樹脂フィルムは未処理のまま接着することができるが、
後者のドライラミネート型接着剤ではポリオレフィン樹
脂フィルムの接着剤層に接する面を、積層するに際して
ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力が３８ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ以上としたコロナ放電処理を施したものを用
いなければならない。したがって、熱融着型接着剤では
積層するポリオレフィン樹脂フィルムの接着剤層に接し
ない面だけコロナ放電処理すればよく、ドライラミネー
ト型接着剤では積層するポリオレフィン樹脂フィルムの
両面をコロナ放電処理する必要がある。

【００１７】本発明のポリオレフィン樹脂フィルムラミ
ネート金属板は、Ｚｎめっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌめっき鋼
板、Ａｌめっき鋼板等の各種めっき鋼板、Ａｌ板、ステ
ンレス鋼板などに必要に応じてリン酸塩処理、塗布型ク
ロメート処理などの前処理を施し、接着剤をロールコー
ト法、カーテンコート法等の公知塗布方法で形成した
後、オーブンで焼付け乾燥し、その上にラミネーターを
用いてポリオレフィン樹脂フィルムを積層することによ
って製造することができる。必要に応じて接着剤層の下
層にプライマー層を接着剤層と同様な方法で設けたもの
を使用することもできる。

【００１８】

【実施例】実施例１；板厚０．５ｍｍ、片面当たりの目
付量が４５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛めっき鋼板に塗布型クロ
メート処理を施し、次いで無水マレイン酸グラフトポリ
プロピレン樹脂接着剤を乾燥膜厚が５μｍになるように
バーコーターで塗布し、オーブンで最高到達板温が１６
０℃になるように６０秒間加熱乾燥した後、直ちに５％
エチレン−プロピレンゴム配合ポリプロピレン樹脂フィ
ルム（酸化チタン２０重量％配合、厚さ１５０μｍ、融
点１５９℃、接着剤に接しない面をコロナ放電処理済
み：ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力５１ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ）を積層し水冷した。

【００１９】実施例２；板厚０．４５ｍｍのＳＵＳ４３
０鋼板に塗布型クロメート処理を施し、エポキシ樹脂系
プライマーを乾燥膜厚５μｍになるようにバーコーター
で塗布し、オーブンで最高到達板温が２１０℃になるよ
うに４０秒間加熱乾燥し、次いでマレイン酸グラフトプ
ロピレン−ブテン共重合体系接着剤（硬化剤：イソシア
ネート）を乾燥膜厚が５μｍになるように、バーコータ
ーで塗布し、オーブンで最高到達板温が１２０℃になる
ように６０秒間加熱乾燥し、直ちに５％エチレン−プロ
ピレンゴム配合ポリエチレン樹脂フィルム（酸化チタン
１０重量％配合、厚さ１５０μｍ、融点１１８℃、接着
剤に接しない面をコロナ放電処理済み：ＪＩＳ Ｋ６７
６８の濡れ指数での表面張力４８ｄｙｎｅ／ｃｍ）を積
層し水冷した。

【００２０】実施例３；板厚０．５ｍｍ、片面当たりの
目付量が４５ｇ／ｍ２の溶融亜鉛めっき鋼板に塗布型ク
ロメート処理を施し、次いで２液型ポリエステル樹脂系
接着剤（硬化剤：イソシアネート）を乾燥膜厚が５μｍ
になるようにバーコーターで塗布し、オーブンで最高到
達板温が１４０℃になるように６０秒間加熱乾燥した
後、直ちに５％エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マー配合ポリプロピレン樹脂フィルム（酸化チタン２０
重量％配合、厚さ１５０μｍ、融点１５９℃、両面をコ
ロナ放電処理済み：ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数での
表面張力５１ｄｙｎｅ／ｃｍ）を積層し水冷した。

【００２１】実施例４；板厚０．４５ｍｍのＳＵＳ４３
０鋼板に塗布型クロメート処理を施し、ポリエステル樹
脂系プライマーを乾燥膜厚が５μｍになるようにバーコ
ータで塗布し、オーブンで最高到達板温が２１０℃にな
るように４０秒間加熱乾燥し、次いで２液型ポリウレタ
ン樹脂系接着剤を乾燥膜厚が５μｍになるようにバーコ
ータで塗布し、オーブンで最高到達板温が１３０℃にな
るように６０秒間加熱乾燥し、直ちに１０％エチレン−
プロピレン−ジエンターポリマー配合ポリプロピレン樹
脂フィルム（酸化チタン２０重量％配合、厚さ１５０μ
ｍ、融点１５８℃、両面をコロナ放電処理済み：ＪＩＳ
Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力５３ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ）を積層し水冷した。

【００２２】比較例１；５％エチレン−プロピレンゴム
配合ポリプロピレン樹脂フィルムにコロナ放電処理を施
さない以外は実施例１と同じ条件である。比較例２；無
水マレイン酸グラフトプロピレン−ブテン共重合体系接
着剤のオーブンでの最高到達板温が１４０℃になるよう
に調整した以外は実施例２と同じ条件である。比較例
３；コロナ放電処理した５％エチレン−プロピレンゴム
配合ポリエチレン樹脂フィルムの接着剤に接しない面の
ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数での表面張力が３５ｄｙ
ｎｅ／ｃｍである以外は実施例２と同じ条件である。

【００２３】比較例４；２液型ポリエステル樹脂系接着
剤のオーブンでの最高到達板温が１８０℃になるように
調整した以外は実施例３と同じ条件である。比較例５；
１０％エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー配合
ポリプロピレン樹脂フィルムが接着剤層に接する面のみ
コロナ放電処理を施した（ＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指
数での表面張力５３ｄｙｎｅ／ｃｍ）以外は実施例４と
同じ条件である。

【００２４】ポリオレフィン樹脂フィルムはいずれも押
出し法により、フィルム成形後、接着剤層に接しない面
（ラミネート表面）に極微小な梨地エンボスロールによ
り極微細なマット調のエンボスを刻印したものを用い
た。なお、コロナ放電処理はエンボス刻印後行った。

【００２５】得られたポリオレフィン樹脂フィルムラミ
ネート金属板に塩ビ鋼板用のポリウレタン樹脂系白色印
刷インキをスクリーン印刷で厚さ１５μｍベタ印刷し、
碁盤目セロハン粘着テープ剥離試験法により、印刷性
（インキ接着性）を評価した。その結果、実施例１〜４
はいずれも強固なインキ接着性を示したが、比較例１〜
５は全て印刷インキがポリオレフィン樹脂フィルム印刷
インキ層の間で界面剥離した。本発明のポリオレフィン
樹脂フィルムラミネート金属板は印刷対象面全面がコロ
ナ放電処理されているが、表面について耐油性フェルト
ペン汚染性、耐食品汚染性（醤油、ソース、カレー、食
用油）、耐薬品性（５％塩酸、５％苛性ソーダ）を調査
した結果、印刷対象面をコロナ放電処理していないもの
と同等の性能を有することを確認できた。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり本発明の印刷性に優れたポ
リオレフィン樹脂フィルムラミネート金属板及びその製
造方法は、現行の塩ビ鋼板に用いられている印刷インキ
をそのまま適用することができ、塩ビ鋼板の代替材料と
して充分使用できる。

フロントページの続き (72)発明者 大久保 謙一 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所塗装・複合材料研究 部内 (72)発明者 輿石 謙二 千葉県市川市高谷新町７番地の１ 日新製 鋼株式会社技術研究所塗装・複合材料研究 部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも
   接着剤層に接しない面をコロナ放電処理し、コロナ放電
   処理面がＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数で表面張力３８
   ｄｙｎｅ／ｃｍ以上を有するポリオレフィン樹脂フィル
   ムを接着剤層が形成された金属板に積層することを特徴
   とする印刷性に優れたポリオレフィン樹脂フィルムラミ
   ネート金属板。
2. 【請求項２】ポリオレフィン樹脂フィルムの少なくとも
   接着剤層に接しない面をコロナ放電処理し、コロナ放電
   処理面がＪＩＳ Ｋ６７６８の濡れ指数で表面張力３８
   ｄｙｎｅ／ｃｍ以上を維持している状態のポリオレフィ
   ン樹脂フィルムを接着剤層が形成された金属板に金属板
   温度がポリオレフィン樹脂フィルムの融点＋１０℃以下
   で積層し、直ちに水冷することを特徴とする印刷性に優
   れたポリオレフィン樹脂フィルムラミネート金属板の製
   造方法。