JPS6254670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、屋外建材として好適な高耐候性複合
被覆金属板に関するものであり、詳しくは、基体
金属板上に、接着剤を介して、ポリ塩化ビニル樹
脂100重量部、厚み10μｍ以下の鱗片状アルミニ
ウム粉末５〜70重量部、さらに、粒径70μｍ以下
の、亜鉛、すず、または鉛の粉末あるいはこれら
の合金粉末の１種以上を０〜145重量部配合調整
した厚み30〜300μｍの複合材層を内層として形
成し、その上に厚み20〜200μｍのポリアクリレ
ート系樹脂層を外層として形成した高耐候性複合
被覆金属板に関するものである。 その目的とするところは、本発明の処理、すな
わち、塩ビ樹脂と金属粉末からなる複合材層とポ
リアクリレート系樹脂層からなる複合被覆層を被
覆することによつて、被覆金属板の耐候性、耐食
性、経時密着性などの屋外耐久性に著しくすぐ
れ、被覆後加工される用途に対してもすぐれた被
膜の密着性を有した屋外用建材として好適な複合
被覆金属板を提供することにある。 従来、屋外用建材としての樹脂被覆金属板とし
ては、塩ビ鋼板、アクリルフイルム積層鋼板があ
るが、いずれも屋外耐久性の点で不十分で、さら
に改善された樹脂被覆金属板が望まれている。 最近では、比較的防食性にすぐれた加工性のよ
い塩ビ樹脂と耐光性にすぐれたポリアクリレート
系樹脂とからなる二層被膜を被覆したアクリルフ
イルム積層塩ビ鋼板が検討されている。アクリル
フイルム積層塩ビ鋼板は塩ビ鋼板に比べ、耐候性
の点ですぐれ、また耐食性の点でも塩ビ鋼板と同
等の性能を持つことから、一応の評価は受けてい
るものの、実用上、次のような点からその耐久性
はまだ不十分である。 第１に、耐候性の点では、ポリアクリレート系
樹脂は光及び熱に対し、安定な樹脂であるが、塩
ビ樹脂の上に積層された場合には、光及び熱に対
する安定性が低下し、変色、クラツクなどが発生
する。この原因は、塩ビ樹脂用配合材（可塑剤、
安定剤など）の移行、塩ビの劣化生成物（塩化水
素など）の影響及び塩ビ被膜の寒熱サイクルによ
る伸び歪、収縮歪の影響が考えられる。 第２に、耐食性の点からは、塩ビ樹脂が比較的
防食効果の大きい樹脂であり、塩ビ鋼板にみるよ
うに被覆材として用いられているけれども、経時
により可塑剤の移行、揮散などによるポアの発
生、膜厚の減少などのため、著しくその防食効果
を損なわれている。さらに重要なことは、屋外用
建材として施工されるときに発生するキズ部での
腐食の防止には殆んどその効果をあらわすことが
できず、その結果、被膜の浮き、剥離、腐食のサ
イクルにより、劣化が進行する。このとき、剥離
被覆のカーリングが大きいと一層急速に劣化が促
進される場合がある。 本発明は、かかる欠点を解消して、被覆層の屋
外耐久性、特に紫外線および熱に対する安定性並
びに基体金属板に対する保護作用を高め、あわせ
て成型加工性の優れた樹脂被覆金属板を得るため
に種々検討を重ねた結果、基体金属板上に、塩ビ
樹脂とともに被膜を構成する主成分として鱗片状
アルミニウム粉末や、さらに亜鉛、すず、鉛の金
属粉末あるいはこれらの合金粉末を含有する複合
材層を内層とし、ポリアクリレート系樹脂層を外
層として被覆することによつて、上記の目的をす
べて満足する複合被覆金属板を完成したものであ
る。 以下、本発明の内容について詳細に説明する。 ここで、基体金属板としては、鋼板、電解クロ
ム酸処理鋼板、あるいは亜鉛、アルミニウム、
銅、クロムまたはすずなどのめつき鋼板、もしく
はこれらの合金めつき鋼板が含まれる。もちろん
これらの金属板の表面にクロメート処理あるいは
リン酸塩処理などの化成処理が施されていてもさ
しつかえない。 次に、まず内層被膜形成の主成分である塩ビ樹
脂について述べると、一般に用いられている懸濁
重合、または乳化重合、溶液重合のいずれによつ
て重合されたものであつても、すべて用いること
ができる。また塩ビストレートポリマーのみなら
ず共重合樹脂であつても差支えはない。 本発明におけるアルミニウム粉末は、通常の工
業的方法で微細に粉砕された厚み10μｍ以下の鱗
片状の粉末であればよく、10μｍ以上になると造
膜性が悪くなるので適当でない。 鱗片状アルミニウム粉末の粒径については、特
にこだわることはないが小さい方がよい。また粒
度分布についても特に考慮する必要はない。また
鱗片状アルミニウム粉末以外の粉末は粒径70μｍ
以下のものが好ましく、70μｍ以上になると造膜
性が劣る。 金属粉末の純度は、工業的に容易に入手し得る
粉末であればよく、少量の酸化物、不純物を含む
ことは差支えない。 塩ビ樹脂―金属粉末複合組成物を用いた被膜層
の厚みは、その保護性能、加工特性、経済性、使
用環境などによつて決めるべきであり、特に制限
はないが、好ましくは30〜300μｍの範囲内がよ
く、優れた性能を発揮するにはこの範囲で充分で
ある。 金属粉末は一般に、各種プラスチツク製品に金
属の色彩や光沢を持たせるために着色剤として用
いることはあるが、本発明の目的とするところと
は、本質的に異なるものである。すなわち、本発
明における塩ビ樹脂と鱗片状アルミニウム粉末、
あるいは亜鉛、すず、鉛粉末、あるいはこれらの
合金粉末からなる複合材料の特徴は次の諸点によ
つて示すことができる。 第１の特徴は、塩ビ樹脂と鱗片状アルミニウム
粉末またはさらに亜鉛、すず、鉛粉末あるいはこ
れらの合金粉末を含む複合材層が内層にあること
によつて、従来の塩ビ鋼板にポリアクリレート系
樹脂フイルムを貼り合せた場合と異なり、外層の
ポリアクリレート系樹脂層の耐候性は著しく向上
する点にある。従来の方法では、塩ビ樹脂とポリ
アクリレート系樹脂フイルムとの界面において、
耐候性に対して顕著な効果は期待できず、実用面
でしばしばトラブルの原因を作つていた。しか
し、本発明のように鱗片状アルミニウム粉末の添
加は、特にこの点が著しく改善され、従来にみら
れない相乗的効果を発揮することを見出したもの
である。その理由は以下の効果によるものと推定
できる。 Ａ 鱗片状アルミニウム粉末は、塩ビ樹脂の光お
よび熱に対する安定性を著しく向上させること
ができる。 Ｂ 塩ビ樹脂の配合剤（可塑剤、安定剤など）の
ポリアクリレート系樹脂への移行を抑制するこ
とができる。 Ｃ 塩ビ樹脂の伸び歪、収縮歪を低減できる。 第２の特徴は、基体金属を腐食性ガスおよび腐
食性物質から遮断する優れた性能を有するのみで
なく、基体金属に対して優れた電気化学的な保護
作用を有する点にある。従つて、もしも被覆層に
基体金属に達するピンホールや亀裂部、傷などが
あると、従来の樹脂被覆金属板では、腐食が著し
く進むことにより、孔食、穴開きあるいは全面腐
食、被膜剥離へと進行し重大な損傷を生じていた
が、本発明による塩ビ樹脂と金属粉末からなる複
合材層が内層にあることにより、上述の欠陥部に
対する保護作用を有する。 以上のごとく、塩ビ樹脂と鱗片状アルミニウム
粉末またはさらに亜鉛、すず、鉛粉末あるいはこ
れらの合金粉末を含む複合材層を内層とすること
により、ポリアクリレート系樹脂層を外層とする
複合被膜が多くの優れた効果を同時に発揮させる
ことができるということは、これまでに全く見出
されていなかつたことであり、本発明の特徴もこ
こにある。 次に、本発明による複合材の配合について説明
する。塩ビ樹脂100重量部に対し、鱗片状アルミ
ニウム粉末を５〜70重量部、さらに必要に応じて
亜鉛、すず、鉛粉末またはこれらの合金粉末の１
種以上（以下金属粉末という）を、０〜145重量
部の割合で混合して用いる。（ただし、鱗片状ア
ルミニウム粉末と、これら金属粉末の合計が150
重量部を越えてはならない。） 鱗片状アルミニウム粉末以外の金属粉末の添加
は、電気化学的な防錆効果をさらに向上させる効
果がある。 鱗片状アルミニウム粉末が５重量部以下の場合
は、塩ビ膜の劣化に対する効果が著しく減少し、
同時に電気化学的な保護、防錆作用をも著しく減
少するので好ましくない。また金属粉末の全重量
が150重量部以上になると成膜化に対し特に支障
はないが、本発明の目的の一つである柔軟性のあ
る被覆物を提供する目的に反し、被覆金属板を成
型加工する場合に、被覆層の加工性が低下するた
めに好ましくない。最適範囲は塩ビ樹脂100部に
対して鱗片状アルミニウム粉末と金属粉末の合計
は10〜120重量部である。 本発明による被覆物を形成するための他の添加
剤として、可塑剤や安定剤があるが、可塑剤は汎
用の塩ビ樹脂用可塑剤であればよく、その種類や
量には特に関係はしない。一般に10〜80重量部で
充分である。ただし、プラスチゾル法による場合
は塗装時における流動性が重要となるので、可塑
剤量を少量にして用いる場合には、プラスチゾル
に適度な流動性をあたえるために、希釈剤（例え
ば灯油やミネラルスピリツトなど）を加えるとよ
い。安定剤も汎用の塩ビ樹脂用のものを用いれば
よい。さらに必要に応じて着色用の顔料や充填剤
を適量添加することは差支えない。 一方、本発明による複合被膜の外層に用いられ
るポリアクリレート樹脂被膜は、 Ａ；メタクリル酸アルキルエステル（アルキル基
の炭素数が１〜４） Ｂ；アクリル酸アルキルエステル（アルキル基の
炭素数が１〜８） Ｃ；前記Ａ，Ｂと共重合可能なエチレン系単量体
としたとき、 (1) Ａの重合体樹脂を主成分とする配合物、 (2) Ａの重合体樹脂とＢ重合体樹脂の混合物を
主成分とする配合物、 (3) ＡとＢの共重合体樹脂を主成分とする配合
物、 (4) ＡとＢとＣの共重合体樹脂を主成分とする
配合物、 の各配合物のいづれかによつて、厚み20〜200μ
ｍのフイルムに成形されたものである。 なお、前記フイルム中に、紫外線吸収剤、酸化
防止剤、顔料等を添加してもよい。 また、基体金属板と内層の複合材被覆を接着す
るため使用される接着剤は、アクリル系、エポキ
シ系、ゴム系、ウレタン系のもので市販されてい
る公知のものでさしつかえない。また、耐食性改
善のために、接着剤の中に、亜鉛、アルミニウム
粉末やクロム酸系の防錆顔料を含むことはさしつ
かえない。 次に本発明における被覆物の製造法について詳
細に説明する。 内層の複合材組成物の被覆は、ビニルプラスチ
ゾル（いわゆる変性プラスチゾル法やオルガノゾ
ル法も含む）、フイルム積層法のいずれによつて
も製造することができる。プラスチゾル法による
場合は、本発明による塩ビ樹脂と金属粉末に汎用
可塑剤を加えてペースト状とした複合材料を、あ
らかじめ接着剤を塗布乾燥させた基体金属板上
に、ロールコート、浸漬コート、ナイフコート、
カーテンフローコートなどの方法で塗布し、加熱
成膜化を行う。 内層形成がフイルム法による場合には、汎用の
塩ビ樹脂のフイルムあるいはシート成型方法、す
なわちカレンダー法、Ｔダイ法、などであらかじ
め塩ビ樹脂と金属粉末の複合材をフイルムあるい
はシートに成型し、ついで基体金属板に加熱圧着
して積層する。この場合基体金属板と複合材フイ
ルムまたはシートを接着するための接着剤はあら
かじめ基体金属板か、またはフイルムやシートに
塗布しておくべきである。 内層形成後、外層のポリアクリレート系樹脂の
被覆はフイルム積層法によつて行われる。すなわ
ち、外層のポリアクリレート系樹脂フイルムをラ
ミネートロールなどを用いて加熱圧着して積層す
る。この場合、内層被膜と外層被膜との接着は熱
融着により達成でき、特に接着剤は必要ではな
い。 外層形成後、加熱後必要に応じてエンボス処理
も行うことができる。 次に本発明の効果を実施例で詳細に説明する。 実施例 １ 第１表に示した配合組成の複合材配合物をポニ
ーミキサーで均一に分散混練させたのち、基体金
属板として厚み0.3mmのクロム酸処理電気亜鉛め
つき鋼板に、アクリル樹脂系の接着剤を約６μｍ
塗布し、熱風式加熱炉中で300℃，30秒焼付した
のち冷却し、前記の複合材配合物をナイフコータ
ーにて塗布厚みが100μｍになるように塗布し、
熱風式加熱炉にて260℃，60秒加熱成膜化し、こ
の複合材被膜の上層に、第１表に示したポリアク
リレート系樹脂フイルムをラミネートロールにて
積層し、260℃，60秒加熱し熱融着させたのち冷
却し、複合被覆鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板はデユポン衝撃加工（先端部
径12.7cm、重量１Kg、高さ50cm）を行なつても複
合被覆層の割れ、剥離は認められず、優れた加工
性と密着性を示した。 また得られた被覆鋼板は、屋外耐久性を評価す
るために、そのままの状態、エリキセン張出し加
工７mmを施こされた状態、カミソリ刃で鋼板に達
するクロスカツトを施こされた状態について、サ
ンシヤインウエザオメーター試験（JIS Ａ
1415）試験時間8000時間を行なつた。その結果、
第１表に示すように、複合被膜のクラツク、変色
などの異常は全くなく耐候性に著しく優れ、ブリ
スターの発生もなく耐食性にも著しく優れ、複合
被膜の密着力も優れる結果を得た。なお密着力の
評価はJIS Ｋ 6744のエリクセン試験に準じて行
なつた。（評価は５点（良）←→１点（劣））。 また、クロスカツトを施したサンプルは、サン
シヤインウエザオーメーター試験8000時間後、塩
水噴霧試験（JIS Ｚ―2371）300時間を行ない、
強制剥離による被膜の剥離巾を評価した。その結
果、剥離巾は１mm以内と優れた耐食性を示した。 比較例 １ 第１表に示すように、実施例１の複合材配合物
での鱗片状アルミニウム粉末の替りに、通常の塩
ビ被膜の着色剤として用いられる酸化チタンを配
合した塩ビ被膜を下層として、他条件はすべて、
実施例１と同様にして、アクリルフイルム積層塩
ビ鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板は実施例１と同様にサンシヤ
インウエザメオメーター試験を行なつた。その結
果、被膜は4000〜5000時間でクラツクを発生し、
8000時間では著しくクラツクを発生するとともに
変色を生じた。また、クロスカツト部には２〜８
mm巾にブリスターが発生し、被膜の浮きが生じ
た。被膜の密着力も著しく劣つた。実施例１と同
様に、引き続き、塩水噴霧試験300時間を行なつ
たが、剥離巾は５〜15mmと、実施例１に比較し、
著しく劣つた耐食性を示した。 実施例 ２ 第１表に示すように、複合材層の鱗片状アルミ
ニウム粉末を20重量部、ポリアクリレート系樹脂
層にブルーに着色した30μｍ厚みのフイルムを用
い、他条件はすべて実施例１と同様にして、複合
被覆鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板は実施例１と同様に加工性、
密着性に優れていることを確認したのち、サンシ
ヤインウエザオメーター試験を行なつた。その結
果、第１表に示すように著しく優れた屋外耐久性
を示した。実施例１と同様に引き続き塩水噴霧試
験300時間を行なつたが、剥離巾は１mm以内と優
れた耐食性を示した。 比較例 ２ 第１表に示すように、実施例２の複合材配合物
での鱗片状アルミニウム粉末の替りに、酸化チタ
ンを配合した塩ビ被膜を下層として、他条件はす
べて、実施例２と同様にしてアクリルフイルム積
層塩ビ鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板は、実施例１と同様にサンシ
ヤインウエザオメーター試験を行なつた。その結
果、被膜は、アバタ状の凹凸が発生し、被膜の劣
化の初期状態を示した。クロスカツト部には、３
〜10mm巾にブリスターが発生し、被膜の浮きが生
じた。被膜の密着力も著しく劣つた。実施例１と
同様に引き続き塩水噴霧試験300時間を行なつた
が、剥離巾は７〜17mmと実施例２に比し、著しく
劣つた耐食性を示した。 実施例 ３ 第１表に示した配合組成の複合材配合物を均一
に混合させたのち、加熱混練用２本ロールによ
り、160℃，10分間混練させ、厚み200μｍのフイ
ルムに成形した。得られたフイルムは、接着剤を
施した実施例１と同様の基本金属板に加熱圧着せ
しめた。得られた複合材被覆鋼板は熱風式加熱炉
にて260℃，60秒加熱軟化させたのち、第１表に
示したポリアクリレート系樹脂フイルムをラミネ
ートロールにて積層し、260℃，60秒加熱し熱融
着させたのち冷却し、複合被覆鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板は実施例１と同様に加工性、
密着性に優れていることを確認したのち、サンシ
ヤインウエザオメーター試験を行つた。その結
果、第１表に示すように、著しく優れた屋外耐久
性を示した。 実施例 ４ 第１表に示した配合組成の複合材配合物を用い
て、他条件はすべて、実施例３と同様にして複合
被覆鋼板を作成した。 得られた被覆鋼板は実施例１と同様に、加工
性、密着性に優れていることを確認したのち、サ
ンシヤインウエザオメーター試験を行なつた。そ
の結果、第１表に示すように著しく優れた屋外耐
久性を示した。 実施例 ５ 第１表に示した配合組成の複合材配合物及び基
材として複合電気亜鉛メツキ鋼板を用いて、他条
件はすべて実施例３と同様にして複合被覆鋼板を
作成した。 得られた被覆鋼板は実施例１と同様に加工性、

【表】

【表】 密着性に優れていることを確認したのち、サンシ
ヤインウエザオメーター試験を行つた。その結
果、第１表に示すように、著しく優れた屋外耐久
性を示した。実施例１と同様に、引き続き塩水噴
霧試験300時間を行なつたが、被膜剥離は１mm以
内と良好で、さらに比較例１，２では赤錆の発生
が著しかつたが、本方法では赤錆の発生はなく著
しく優れた耐食性を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基体金属板上に、接着剤を介して、ポリ塩化
   ビニル樹脂層を形成し、さらにポリアクリレート
   系樹脂層を被覆する方法において、ポリ塩化ビニ
   ル樹脂100重量部、厚み100μｍ以下の鱗片状アル
   ミニウム粉末５〜70重量部、さらに粒経70μｍ以
   下の亜鉛、すず、または鉛の粉末あるいはこれら
   の合金粉末の１種以上を０〜145重量部配合調整
   した厚み30〜300μｍの複合材層を内層として形
   成し、その上に厚み20〜200μｍのポリアクリレ
   ート系樹脂層を外層として形成した高耐候性複合
   被覆金属板。