TWI634985B - 塗裝金屬帶的製造方法 - Google Patents

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Abstract

於金屬帶的表面溫度為60℃以下的狀態下,向移行的所述金屬帶上塗佈包含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂、且包含5質量%以上的非揮發性成分的塗料。繼而,將塗佈於所述金屬帶的所述塗料在80℃~250℃下進行煅燒,於移行的所述金屬帶上形成膜厚為0.3 μm以上的塗膜。聚碳酸酯單元相對於所述塗膜中的樹脂合計質量的比例為10質量%~80質量%。繼而,將所述金屬帶冷卻直至表面溫度成為80℃以下後,對移行的所述金屬帶進行捲繞。

Description

塗裝金屬帶的製造方法
本發明是有關於一種於金屬帶的至少一個面上形成有可與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜的塗裝金屬帶的製造方法。
作為金屬帶或金屬板或者將該些作為原材料的壓製成形品、或者藉由鑄造或鍛造、切削、粉末冶金等的成形品的所謂「金屬素形材」為於製造以汽車為代表的多種工業製品的方面而言不可或缺的構件。藉由使金屬素形材與樹脂組成物的成形體相互接合而製造的複合體比僅包含金屬的零件輕,另一方面,其強度比僅包含樹脂的零件高。此種複合體被用於便攜式電話機或個人電腦等電子機器。
如上所述,複合體是藉由將金屬素形材與樹脂組成物的成形體相互接合而製造。因此,所接合的金屬素形材與樹脂組成物的成形體的高的密接性變得重要。故,近年來提出一種可以高的密接性將金屬素形材與樹脂組成物的成形體接合的複合體的製造方法(例如,參照專利文獻1)。
於專利文獻1所記載的複合體的製造方法中,首先準備於金屬素形材的表面形成有塗膜的塗裝金屬素形材,所述塗膜包 含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂,且其膜厚為0.5μm以上。然後,將準備的塗裝金屬素形材插入至射出成形模具中,於射出成形模具中射出熱塑性樹脂組成物,藉此使熱塑性樹脂組成物的成形體接合於塗裝金屬素形材的表面。藉此,於專利文獻1所記載的複合體中,塗裝金屬素形材與熱塑性樹脂組成物的成形體可以高的密接性接合。於專利文獻1的實施例中,記載有使用金屬板作為金屬素形材的複合體,並揭示了可以高的密接性使塗裝金屬板與熱塑性樹脂組成物的成形體接合。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-226796號公報
作為所述塗裝金屬素形材的基材,有時亦使用需要捲繞的金屬帶,並非無需捲繞的金屬板。此時,當製造塗裝金屬帶(塗裝金屬素形材)時,需要對自線圈捲回的金屬帶的表面連續進行前處理及塗膜形成,進而對塗裝金屬帶進行捲繞。然而,若如專利文獻1所記載般製造塗裝金屬帶,則有時金屬帶與塗膜的密接性不充分,或者產生捲繞後的線圈中相互鄰接的塗裝金屬帶間接合的現象(黏連(blocking))。
本發明的目的在於提供一種於金屬帶的至少一個面上形成有可以高強度與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜、金 屬帶與塗膜的密接性優異且難以產生黏連的塗裝金屬帶的製造方法。
本發明者等人發現,藉由將塗佈塗料時的金屬帶的溫度及捲繞時的塗裝金屬帶的溫度設為規定的範圍,可解決所述課題,進而加以研究,從而完成本發明。
即,本發明是有關於以下的塗裝金屬帶的製造方法。
[1]一種塗裝金屬帶的製造方法,其於金屬帶的至少一個面上形成有可與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜,其包括以下步驟:使金屬帶移行;於移行的所述金屬帶的表面溫度為60℃以下的狀態下,向移行的所述金屬帶上塗佈包含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂、且包含5質量%以上的非揮發性成分的塗料;將塗佈於移行的所述金屬帶的所述塗料在80℃~250℃下進行煅燒,於移行的所述金屬帶上形成膜厚為0.3μm以上的塗膜;將形成有所述塗膜的移行的所述金屬帶冷卻直至表面溫度成為80℃以下;以及對形成所述塗膜後經冷卻的移行的所述金屬帶進行捲繞;且聚碳酸酯單元相對於所述塗膜中的樹脂合計質量的比例為10質量%~80質量%。
[2]如[1]所述的塗裝金屬帶的製造方法,其中所述塗料進而包含選自由鈦(Ti)、鋯(Zr)、釩(V)、鉬(Mo)及鎢(W)所組成的組群中的金屬的氧化物或氟化物、或者該些的組合。
[3]如[1]或[2]所述的塗裝金屬帶的製造方法,其中所述塗料 更包含選自由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、酚系樹脂、聚酯系樹脂、該些的共聚物、以及該些的改質物所組成的組群中的一種或兩種以上的不含有聚碳酸酯單元的樹脂。
根據本發明,可製造金屬帶與塗膜的密接性優異且難以產生黏連、並且可以高強度與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗裝金屬帶。
10‧‧‧塗裝金屬帶
12‧‧‧熱塑性樹脂組成物的成形體
14‧‧‧複合體
圖1為表示塗裝金屬帶與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合力評價用複合體的構成的示意圖。
本發明的塗裝金屬帶的製造方法為形成有可與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜的塗裝金屬帶的製造方法,且包括如下步驟:1)準備金屬帶並使其移行的第1步驟;2)於移行的金屬帶上塗佈塗料的第2步驟;3)對塗料進行煅燒而形成塗膜的第3步驟;以及4)將形成有塗膜的金屬帶(塗裝金屬帶)冷卻,並加以捲繞的第4步驟。通常,該些步驟連續進行。
以下,對本發明的塗裝金屬帶的製造方法的各步驟進行說明。
1)第1步驟
於第1步驟中,準備金屬帶並使其移行。例如將使金屬帶捲成線圈狀的卷軸設置於連續式塗裝設備(CCL)。然後,使連續式塗裝設備運轉,陸續送出金屬帶並使其移行。使金屬帶移行的距離及速度並無特別限定,可根據後述各步驟而適宜設定。金屬帶於後述第4步驟中藉由連續式塗裝設備而再次捲繞成線圈狀。
[金屬帶]
金屬帶為相對於其寬度而長度較長、且可捲繞成線圈狀的塗裝基材。金屬帶的種類並無特別限定。金屬帶的例子中包含冷軋鋼帶或鍍鋅鋼帶、鍍Zn-Al合金鋼帶、鍍Zn-Al-Mg合金鋼帶、鍍Zn-Al-Mg-Si合金鋼帶、鍍鋁鋼帶、不銹鋼帶(包含沃斯田鐵系、麻田散鐵系、肥粒鐵系、肥粒鐵‧麻田散鐵二相系)、鋁帶、鋁合金帶、銅帶、銅合金帶等。
[前處理]
再者,亦可於進行至第2步驟之前對金屬帶實施前處理。例如,作為前處理,亦可對金屬帶進行脫脂或酸洗等。該些前處理只要根據金屬帶的金屬種類並藉由公知的適當的方法進行即可。例如,可藉由對移行的金屬帶實施鹼性處理液的噴霧、於鹼性處理液中的浸漬或電解處理來進行脫脂。
[化成處理]
另外,亦可於進行至第2步驟之前,藉由對移行的金屬帶的表面塗佈化成處理液,並使其乾燥而於金屬帶上形成化成處理皮膜。化成處理皮膜配置於金屬帶的表面,並使金屬帶與塗膜之間 的密接性及金屬帶的耐腐蝕性提高。
用以形成化成處理皮膜的化成處理的種類並無特別限定。化成處理的例子中包含鉻酸鹽處理、無鉻處理、磷酸鹽處理等。藉由化成處理而形成的化成處理皮膜的附著量只要為對塗膜的密接性及耐腐蝕性的提高有效的範圍內,則並無特別限定。例如於鉻酸鹽皮膜的情況下,只要以總Cr換算附著量成為5mg/m2~100mg/m2的方式調整附著量即可。另外,於無鉻皮膜的情況下,於Ti-Mo複合皮膜中只要以成為10mg/m2~500mg/m2的方式,且於氟代酸系皮膜中以氟換算附著量或總金屬元素換算附著量成為3mg/m2~100mg/m2的範圍內的方式調整附著量即可。另外,於磷酸鹽皮膜的情況下,只要以成為0.1g/m2~5g/m2的方式調整附著量即可。
若化成處理液的塗佈量能夠使所需量的化成處理皮膜附著,則並無特別限定,可根據化成處理液的黏度或塗佈方法等而適宜調整。
化成處理液的塗佈方法並無特別限定,只要自公知的方法中適宜選擇即可。塗佈方法的例子中包含輥塗法或流塗(curtain flow)法、噴霧(spray)法、浸漬法等。
另外,化成處理液的乾燥條件只要根據化成處理液的組成等適宜設定即可。例如,於不進行水洗的情況下將塗佈有化成處理液的金屬帶連續搬送至乾燥烘箱內,只要以金屬帶的到達溫度成為50℃~250℃的範圍內的方式進行加熱即可。藉此,可於金 屬帶的表面形成均勻的化成處理皮膜。
2)第2步驟
於第2步驟中,於移行的金屬帶上以規定的條件塗佈規定的塗料。
[塗料]
塗料亦可包含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂作為必需成分,且包含不含有聚碳酸酯單元的樹脂作為任意成分。另外,塗料亦可視需要而更包含後述金屬化合物或添加劑等。進而,塗料亦可視需要包含溶媒。溶媒的種類只要為可使塗料中的各種成分均勻地溶解或分散、並於塗膜的形成步驟中蒸發的液體,則並無特別限定。較佳為溶媒為水、此時塗料為水系乳膠。
含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂於分子鏈中具有聚碳酸酯單元。此處,「聚碳酸酯單元」是指聚胺基甲酸酯樹脂的分子鏈中下述所示的結構。含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂與後述熱塑性樹脂組成物的成形體所包含的熱塑性樹脂分別具有類似的骨架(例如,苯環等)及官能基。因此,於將熱塑性樹脂組成物熱壓接於塗裝金屬帶的情況下,含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂與熱塑性樹脂組成物相容而牢固地結合。因而,藉由使含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂包含於塗膜中,可提高熱塑性樹脂組成物的成形體對塗膜的密接性。
[化1]
含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂例如可藉由以下的步驟而製備。使有機聚異氰酸酯、與聚碳酸酯多元醇及具有三級胺基或羧基的多元醇反應而生成胺基甲酸酯預聚物。再者,可於無損本發明的目的的範圍內,併用聚碳酸酯多元醇化合物以外的多元醇,例如聚酯多元醇或聚醚多元醇等。
另外,利用酸將所生成的胺基甲酸酯預聚物的三級胺基中和,或者利用四級化劑加以四級化後,藉由水進行鏈伸長(chain elongation),藉此可生成含有陽離子性聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂。
另外,利用三乙基胺或三甲基胺、二乙醇單甲基胺、二乙基乙醇胺、苛性鈉、苛性鉀等鹼性化合物將所生成的胺基甲酸酯預聚物的羧基中和而轉變為羧酸的鹽類,藉此可生成含有陰離子性聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂。
聚碳酸酯多元醇可藉由使碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等碳酸酯化合物與乙二醇或二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、新戊二醇、甲基戊二醇、二甲基丁二醇、丁基乙基丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-環己二醇、 1,6-己二醇等二醇化合物反應而獲得。聚碳酸酯多元醇亦可為藉由異氰酸酯化合物進行鏈伸長而所得者。
有機聚異氰酸酯的種類並無特別限定。有機聚異氰酸酯的例子中包含2,4-甲伸苯基二異氰酸酯、2,6-甲伸苯基二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,2'-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-聯苯二異氰酸酯、3,3'-二氯-4,4'-聯苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,5-四氫萘二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,3-環已二異氰酸酯、1,4-環己二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯、四甲基苯二甲基二異氰酸酯、氫化苯二甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯。該些有機聚異氰酸酯可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
如上所述,塗料亦可進而包含不含有聚碳酸酯單元的樹脂作為任意成分。不含有聚碳酸酯單元的樹脂可進一步提高塗膜對金屬帶的密接性。不含有聚碳酸酯單元的樹脂的種類只要於分子鏈中不包含聚碳酸酯單元,則並無特別限定,就進一步提高塗膜對金屬帶的密接性的觀點而言,較佳為包含極性基。不含有聚碳酸酯單元的樹脂種類的例子中包含環氧系樹脂、聚烯烴系樹脂、酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、不含有聚碳酸酯單元的胺基甲酸酯系樹脂。該些樹脂可單獨使用,亦可將兩種以上 組合使用。
環氧系樹脂種類的例子中包含雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂及雙酚AD型環氧樹脂。聚烯烴系樹脂種類的例子中包含聚乙烯樹脂及聚丙烯樹脂。酚系樹脂種類的例子中包含酚醛清漆型樹脂及可溶酚醛型樹脂。不含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯系樹脂藉由使二醇與二異氰酸酯共聚合而獲得。二醇種類的例子中包含聚碳酸酯二醇以外的雙酚A、1,6-己二醇及1,5-戊二醇。異氰酸酯種類的例子中包含芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯及脂環族二異氰酸酯。
塗料以聚碳酸酯單元相對於塗膜中所包含的樹脂的合計質量的比例成為10質量%~80質量%的方式包含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂。於聚碳酸酯單元的比例小於10質量%的情況下,有無法充分獲得熱塑性樹脂組成物的成形體對塗膜的密接性的擔憂。另一方面,於聚碳酸酯單元的比例超過80質量%的情況下,有無法充分獲得塗膜對金屬帶的密接性的擔憂。聚碳酸酯單元相對於塗膜的合計質量的比例可利用使塗膜溶解於氯仿後的樣品,並藉由核磁共振分光法(NMR(Nuclear Magnetic Resonance)分析)來求出。
塗料較佳為進而包含選自由Ti、Zr、V、Mo及W所組成的組群中的金屬(閥金屬(valve metal))的氧化物或氟化物、或者該些的組合。藉由使該些金屬化合物分散於塗膜中,可進一步提高塗裝金屬帶的耐腐蝕性。尤其,亦期待該些金屬的氟化物 利用自修復作用來抑制皮膜缺陷部的腐蝕。
塗料亦可進而包含可溶性的金屬磷酸鹽或複合磷酸鹽、或者難溶性的金屬磷酸鹽或複合磷酸鹽。可溶性的金屬磷酸鹽及複合磷酸鹽藉由補足所述金屬(閥金屬)的氟化物的自修復作用,而使塗裝金屬帶的耐腐蝕性進一步提高。另外,將難溶性的金屬磷酸鹽及複合磷酸鹽分散於塗膜中而使皮膜強度提高。例如,可溶性的金屬磷酸鹽或複合磷酸鹽、或者難溶性的金屬磷酸鹽或複合磷酸鹽為Al或Ti、Zr、Hf、Zn等的鹽。
塗料亦可視需要而更包含蝕刻劑、無機化合物、潤滑劑、著色顏料、染料等添加劑。蝕刻劑藉由將金屬帶的表面活性化而使塗膜對金屬帶的密接性提高。蝕刻劑種類的例子中包含氫氟酸或氟化銨、氟化氫鋯、氟化氫鈦等氟化物。無機化合物將塗膜細密化而使耐水性提高。無機化合物種類的例子中包含二氧化矽或氧化鋁、二氧化鋯等無機系氧化物溶膠;磷酸鈉或磷酸鈣、磷酸錳、磷酸鎂等磷酸鹽。潤滑劑可抑制塗裝金屬帶的表面的劃傷的產生。潤滑劑種類的例子中包含氟系或聚乙烯系、苯乙烯系等有機潤滑劑;二硫化鉬或滑石等無機潤滑劑。著色顏料及染料對塗膜賦予規定的色調。著色顏料種類的例子中包含無機顏料或有機顏料。染料種類的例子中包含有機染料。
塗料中的非揮發成分的比例為5質量%以上。於塗料的非揮發成分的比例小於5質量%的情況下,難以形成所期望的膜厚(0.3μm以上)的塗膜,有無法獲得金屬帶與熱塑性樹脂組成物 的成形體的充分的接合性的擔憂。就此種觀點而言,塗料中的非揮發成分的比例較佳為5質量%以上,更佳為8質量%以上。
[塗料的塗佈方法]
本發明的塗裝金屬帶的製造方法的特徵之一在於:於移行的金屬帶的表面溫度為60℃以下的狀態下塗佈塗料。於在金屬帶的表面溫度超過60℃的狀態下將塗料塗佈於金屬帶的情況下,因塗佈於金屬帶上的塗料迅速固化,因此無法形成密接性良好的正常的塗膜。使金屬帶的表面溫度成為60℃以下的方法並無特別限定。例如,只要藉由水冷或放置冷卻、空氣冷卻等將金屬帶冷卻直至金屬帶的表面溫度成為60℃以下即可。移行線路的長度或金屬帶的移行速度等可適宜調整。就所述觀點而言,塗佈塗料時的金屬帶的表面溫度較佳為60℃以下,更佳為40℃以下。
塗佈於金屬帶的塗料的量以塗膜的膜厚成為0.3μm以上的方式,並根據塗料的黏度或塗佈方法等而適宜調整。於塗膜的膜厚小於0.3μm的情況下,難以藉由塗膜將金屬帶的表面均勻地被覆。伴隨與此,當將金屬帶與熱塑性樹脂組成物的成形體接合時,於金屬帶與熱塑性樹脂組成物的成形體之間形成微小的間隙,有無法充分獲得熱塑性樹脂組成物的成形體對金屬帶的密接強度的擔憂。另一方面,塗膜的膜厚的上限值並無特別限定,較佳為20μm以下。即便塗膜的膜厚超過20μm,亦看不到顯著的性能提高,且就製造方面及成本方面而言亦不利。再者,塗膜的膜厚的測定方法並無特別限定,只要自公知的方法中適宜選擇即 可。塗膜的膜厚的測定方法的例子中包含重量法、螢光X射線法、或者紅外線膜厚計。
塗料的塗佈方法並無特別限定,只要自公知的方法中適宜選擇即可。塗料的塗佈方法的例子中包含輥塗法或流塗法、噴霧法、浸漬法等。
3)第3步驟
於第3步驟中,對第2步驟中塗佈的塗料進行煅燒,於移行的金屬帶形成塗膜。
塗料的煅燒溫度為80℃~250℃的範圍內。於煅燒溫度小於80℃的情況下,因塗膜中的水分的殘存或塗料中的乳膠粒子的融合不良等,而導致金屬帶與塗膜的密接性、及塗膜與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合性降低。就此種觀點而言,塗料的煅燒溫度較佳為80℃以上,更佳為100℃以上。另一方面,於煅燒溫度超過250℃的情況下,塗膜成分的聚合反應過度地產生,有塗膜與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合性降低的擔憂。就此種觀點而言,塗料的煅燒溫度較佳為250℃以下,更佳為230℃以下。
塗料的煅燒方法並無特別限定,只要利用乾燥機或烘箱等來對塗佈有塗料的金屬帶進行加熱即可。例如,於使用乾燥機的情況下,只要將熱風吹附至塗料即可。烘箱的加熱方法並無特別限定,只要自公知的方法中適宜選擇即可。烘箱的加熱方法的例子中包含熱風加熱方式或遠紅外線方式、近紅外線方式、高頻加熱方式及電阻發熱體方式等。
塗料的煅燒時間只要能夠形成與金屬帶的密接性良好的塗膜,則並無特別限定。塗料的煅燒時間可根據煅燒溫度或煅燒方法等而適宜調整。
4)第4步驟
於第4步驟中,將形成有塗膜的金屬帶(塗裝金屬帶)冷卻,並捲繞成線圈狀。
本發明的塗裝金屬帶的製造方法的特徵之一在於:將塗裝金屬帶捲繞時的塗裝金屬帶的表面溫度為80℃以下。於在金屬帶表面的溫度超過80℃時捲繞塗裝金屬帶的情況下,有在捲繞狀態下相互鄰接的塗裝金屬帶間接合(黏連)的情況。就此種觀點而言,捲繞時的金屬帶的表面溫度較佳為80℃以下,更佳為60℃以下。
第3步驟中對塗料煅燒後不久的塗裝金屬帶成為80℃以上的溫度,因此第4步驟中,首先將塗裝金屬帶冷卻直至表面溫度成為80℃以下。塗裝金屬帶的冷卻方法並無特別限定,例如只要藉由水冷或空氣冷卻、放置冷卻等將金屬帶冷卻即可。例如,水冷藉由將塗裝金屬帶浸漬於水中而進行。空氣冷卻藉由對塗裝金屬帶吹附冷風而進行。冷卻至80℃以下的塗裝金屬帶被捲繞成卷軸。
如上所述,藉由將塗佈塗料時的金屬帶的溫度與捲繞時的塗裝金屬帶的溫度設為規定的溫度範圍,可製造金屬帶與塗膜的密接性優異、且難以產生黏連的塗裝金屬帶。
再者,所述實施方式中對在金屬帶的一個面上形成有塗膜的塗裝金屬帶的製造方法進行了說明。但是,於本發明的塗裝金屬帶的製造方法中,塗膜可根據用途而形成於金屬帶的兩個面上。例如,亦可使用二塗二烘(two coat two bake)式連續式塗裝設備(CCL),利用第一階段的塗佈機將塗膜形成於金屬帶的一個面上後,利用第二階段的塗佈機進而將塗膜形成於金屬帶的另一個面上。此時,熱塑性樹脂組成物的成形體可接合於塗裝金屬帶的兩個面上。
構成可接合於藉由所述製造方法而製造的塗裝金屬帶的熱塑性樹脂組成物的成形體的熱塑性樹脂的種類並無特別限定。熱塑性樹脂種類的例子中包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)系樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene Terephthalate,PBT)系樹脂、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)系樹脂、聚醯胺(Polyamide,PA)系樹脂、聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)系樹脂、或者該些的組合。如上所述,該些中較佳為具有聚碳酸酯單元中亦包含的苯環的熱塑性樹脂,特佳為PBT系樹脂或PPS系樹脂。另外,熱塑性樹脂組成物的成形體的形狀並無特別限定,可根據用途而適宜調整。
以下,參照實施例來對本發明的塗裝金屬帶的製造方法進行詳細說明,但本發明並不由該些實施例限定。
[實施例]
1.塗裝金屬帶的製造
(1)金屬帶的準備
作為塗裝金屬帶的塗裝基材,準備不銹鋼帶、熔融鍍Zn-Al-Mg合金鋼帶這兩種金屬帶。
A.不銹鋼帶
作為不銹鋼帶,準備厚度為0.8mm、包含No.4拋光的SUS430的鋼帶。
B.熔融鍍Zn-Al-Mg合金鋼帶
作為熔融鍍Zn-Al-Mg合金鋼帶,準備每一單面的鍍敷附著量為45g/m2的熔融鍍Zn-6質量%Al-3質量%Mg合金鋼帶。基材鋼帶為厚度為0.8mm的冷軋鋼帶(SPCC)。
(2)塗料的製備
將含有聚碳酸酯單元的樹脂、不含有聚碳酸酯單元的樹脂及各種添加劑添加於水中,製備非揮發成分為4%~60%的各種塗料。塗料中分別調配有作為蝕刻劑的0.5質量%的氟化銨(森田化學工業股份有限公司)、作為無機化合物的2質量%的膠體二氧化矽(日產化學工業股份有限公司)及0.5質量%的磷酸(岸田化學(Kishida Chemical)股份有限公司)。
作為含有聚碳酸酯單元的樹脂,使用由樹脂廠商以試驗品的形式製備的含有90質量%的聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂(乾燥固體成分為30質量%)。
作為不含有聚碳酸酯單元的樹脂,使用不含有聚碳酸酯 單元的聚胺基甲酸酯系樹脂(HUX-232;乾燥固體成分為30質量%、艾迪科(ADEKA)股份有限公司)、環氧系樹脂(艾迪科樹脂(Adeka resin)EM-0434AN;乾燥固體成分為30質量%、艾迪科(ADEKA)股份有限公司)、聚烯烴系樹脂(哈島蘭(Hardlen)NZ-1005;乾燥固體成分為30質量%、東洋紡股份有限公司)、及酚系樹脂(特瑪若露(tamanol)E-100;乾燥固體成分為52質量%、荒川化學工業股份有限公司)(參照表1)。
(3)塗膜的形成及塗裝金屬帶的捲繞
以後的各步驟藉由連續式塗裝設備於使金屬帶移行的狀態下進行。將各金屬帶浸漬於液溫60℃、pH值為12的鹼性脫脂水溶液(SD-270;日本塗料(Japan Paint)股份有限公司)中30秒後進行脫脂。繼而,使經脫脂的金屬帶通過噴霧水洗帶而去除金屬帶表面的鹼成分。繼而,使經清洗的金屬帶通過熱風乾燥機帶而使金屬帶乾燥後,視需要放置冷卻,從而將金屬帶的表面溫度設為30℃~70℃的範圍內的規定的溫度。
利用輥塗機將塗料塗佈於表面溫度經調整的金屬帶的兩個面上。繼而,藉由使塗佈有塗料的金屬帶未經水洗而直接通過熱風乾燥機帶,而以金屬帶的表面溫度(煅燒溫度)成為60℃~260℃的方式對塗料進行煅燒。
以表面溫度成為30℃~90℃的方式,將塗裝金屬帶利用鼓風機進行冷卻,然後藉由線圈捲繞裝置將塗裝金屬帶捲繞成線圈狀。
針對藉由所述一連串的步驟而製造的各塗裝金屬帶,將塗裝基材的種類、含有聚碳酸酯(PC)單元的樹脂的比例、不含有聚碳酸酯(PC)單元的樹脂的比例、聚碳酸酯(PC)單元相對於樹脂合計質量的比例、塗料中的非揮發成分的比例、即將塗佈前的金屬帶溫度、煅燒溫度、捲繞溫度、塗膜的膜厚、及區分示於表1。
[表1]
.塗裝基材
A:不銹鋼帶(SUS430)
B:熔融鍍Zn-6質量%Al-3質量%Mg合金鋼帶
.不含有PC單元的樹脂
a:不含有PC單元的聚胺基甲酸酯系樹脂(HUX-232)
b:環氧系樹脂(艾迪科樹脂(Adeka resin)EM-0434AN)
c:聚烯烴系樹脂(哈島蘭(Hardlen)NZ-1005)
d:酚系樹脂(特瑪若露(tamanol)E-100)
2.塗裝金屬帶的評價
(1)抗黏連性的評價
使捲繞成線圈狀的各塗裝金屬帶通過重捲線(recoiling line),以每一分鐘100m的線速率進行複捲。基於此時的相互鄰接的塗裝金屬帶間的黏附狀態來評價各塗裝金屬帶的抗黏連性。針對各塗裝金屬帶,將看不到黏附的情況評價為「○」,將看到黏附的情況評價為「×」。
(2)塗膜密接性及與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合性的評價
針對各塗裝金屬帶,製作與熱塑性樹脂組成物的成形體的複合體,使用該複合體來評價塗膜密接性及與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合性。
作為熱塑性樹脂組成物,準備聚對苯二甲酸乙二酯(PET)系樹脂組成物(諾瓦杜蘭(Novaduran)5710F40;熔點230℃、三菱工程塑膠(Mitsubishi Engineering Plastics)股份有限公司)。該熱塑性樹脂組成物含有40質量%的玻璃纖維作為填料。
圖1為表示評價用複合體的示意圖。如圖1所示,自各塗裝金屬帶10切出寬30mm×長度100mm的試片。將試片插入至射出成形模具中,於射出成形模具的模腔中射出熔融狀態的熱塑性樹脂組成物。模腔的形狀為寬30mm×長度100mm×厚度4mm。另外,於一寬30mm×長度30mm的區域中熱塑性樹脂組成物與塗裝金屬帶接觸。於模腔中射出熱塑性樹脂組成物後,使其冷卻固 化而獲得評價用複合體14。
針對各複合體14,將塗裝金屬帶10與熱塑性樹脂組成物的成形體12朝同一平面上的相互反向的方向以100mm/min的速度拉伸,測定斷裂時的強度(剝離強度)。另外,此時觀察斷裂的部分,並觀察金屬帶與塗膜之間是否剝離、或者塗膜與成形體之間是否剝離。針對各複合體,將剝離強度小於1.0kN的情況評價為「×」,將剝離強度為1.0kN以上且小於1.5kN的情況評價為「△」,將剝離強度為1.5kN以上且小於2.0kN的情況評價為「○」,將剝離強度為2.0kN以上的情況評價為「◎」。剝離強度小於1.0kN(×)的複合體因無法耐受實用,故判斷為不合格。
(3)結果
針對各塗裝金屬帶,將區分、塗裝金屬帶No.、抗黏連性的評價結果、剝離強度的評價結果及剝離位置示於表2。
如表2所示般,比較例1的複合體因塗膜中的聚碳酸酯單元的比例過少,因此塗膜與成形體的接合力不充分。比較例2的複合體因塗膜中的聚碳酸酯單元的比例過多,因此金屬帶與塗膜的密接性不充分。比較例3及比較例4的複合體因塗料中的非揮發性成分的量過少,無法形成厚的塗膜,因此剝離強度不充分。再者,剝離位置因薄膜過薄而無法確認。比較例5的複合體因塗佈塗料時的金屬帶的溫度過高,因此金屬帶與塗膜的密接性不充分。比較例6的複合體因塗料的煅燒時的溫度過低,因此金屬帶與塗膜的密接性及塗膜與成形體的接合力不充分。比較例7的複合體因塗料的煅燒時的溫度過高,因此塗膜與成形體的接合力不充分。比較例8的塗裝金屬帶因捲繞時的塗裝金屬帶的溫度過高,因此抗黏連性不充分。比較例9的複合體因塗膜過薄,因此剝離強度不充分。再者,剝離位置因塗膜過薄而無法確認。
另一方面,實施例1~實施例9的塗裝金屬帶的抗黏連性優異,且金屬帶與塗膜的密接性及塗膜與成形體的接合力均優異。再者,剝離位置大部分位於成形體的內部(內部斷裂),一部 分亦產生塗膜與成形體的界面斷裂。
由以上結果可知,根據本發明的塗裝金屬帶的製造方法,可提供金屬帶與塗膜的密接性優異、且難以產生黏連,並形成有可以高強度與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜的塗裝金屬帶。
[產業上之可利用性]
藉由本發明的塗裝金屬帶的製造方法而製造的塗裝金屬帶與熱塑性樹脂組成物的成形體的接合性優異,因此適合用於例如各種電子機器或家庭用電氣製品、醫療機器、汽車車體、車輛搭載用品、建築材料等領域。

Claims (3)

  1. 一種塗裝金屬帶的製造方法,其於金屬帶的至少一個面上形成有可與熱塑性樹脂組成物的成形體接合的塗膜,其包括以下步驟: 使金屬帶移行; 於移行的所述金屬帶的表面溫度為60℃以下的狀態下,向移行的所述金屬帶上塗佈包含含有聚碳酸酯單元的聚胺基甲酸酯樹脂、且包含5質量%以上的非揮發性成分的塗料; 將塗佈於移行的所述金屬帶的所述塗料在80℃~250℃下進行煅燒,於移行的所述金屬帶上形成膜厚為0.3 μm以上的塗膜; 將形成有所述塗膜的移行的所述金屬帶冷卻直至表面溫度成為80℃以下;以及 對形成所述塗膜後經冷卻的移行的所述金屬帶進行捲繞; 且 聚碳酸酯單元相對於所述塗膜中的樹脂合計質量的比例為10質量%~80質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的塗裝金屬帶的製造方法,其中所述塗料進而包含選自由鈦、鋯、釩、鉬及鎢所組成的組群中的金屬的氧化物或氟化物、或者該些的組合。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的塗裝金屬帶的製造方法,其中所述塗料更包含選自由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、酚系樹脂、聚酯系樹脂、該些的共聚物、以及該些的改質物所組成的組群中的一種或兩種以上的不含有聚碳酸酯單元的樹脂。
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