(57)【要約】【課題】  樹脂被覆鋼板の昇温ばらつきが少なく、短時間で複数枚の樹脂被覆鋼板の接合面を加熱、接着することができ、しかも接合面への不純物の混入を抑制することができる樹脂被覆鋼板の接合方法を提供すること。【解決手段】  樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの各端縁部を、樹脂被覆層２が介在するように重ね合わせ、誘導加熱コイル４を用いて重ね合わせた部分の樹脂被覆層２の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱しつつ、加圧して、重ね合わせた部分を熱圧着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材としての鋼板の表面に熱可塑性樹脂の樹脂被覆層を有する樹脂被覆鋼板の複数枚を相互に接合する方法であって、
前記樹脂被覆鋼板の各端縁部を、前記樹脂被覆層が介在するように重ね合わせ、誘導加熱コイルを用いて前記重ね合わせた部分の前記樹脂被覆層の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱しつつ、加圧して、前記重ね合わせた部分を熱圧着することを特徴とする樹脂被覆鋼板の接合方法。
【請求項２】
前記誘導加熱コイルを、前記樹脂被覆鋼板の前記重ね合わせた部分と、その隣接する部分が加熱されるように配置することを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆鋼板の接合方法。
【請求項３】
前記誘導加熱コイルを有する誘導加熱部と、複数のローラーとローラー加圧部とを備えたローラープレスに、前記樹脂被覆鋼板の複数枚を搬送した後、前記誘導加熱部で加熱しつつ、前記ローラー加圧部で加圧して、前記重ね合わせた部分を熱圧着することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂被覆鋼板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂被覆鋼板の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼板等の金属板を芯材とし、表面に熱可塑性樹脂の樹脂被覆層が設けられた樹脂被覆鋼板が、建物の屋根材や壁材、軒樋等の外装材として用いられている。このような従来の樹脂被覆鋼板では、通常、その製品の幅は一般的に１２００ｍｍ幅である。１２００ｍｍ以上の幅が必要な場合には、樹脂被覆鋼板の端縁部を相互に重ね合わせて接合することにより、幅広の接合樹脂被覆鋼板を製造している。この場合の樹脂被覆鋼板の接合方法としては、例えば、端縁部を重ね合わせた接合面を貫通固定するように、リベット等の固定具を打ち込む方法が知られている。また、接合面における樹脂被覆層の熱可塑性樹脂を加熱溶融させて溶着接合する方法等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の方法では、まず、図４（Ａ）に示したように、２枚の樹脂被覆鋼板５１ａ、５１ｂの各々の端縁部を重ね合わせる。続いて、図４（Ｂ）に示したように、樹脂被覆鋼板５１ａ、５１ｂの一方の端縁部、もしくは両方の端縁部に熱風発生装置５３を用いて熱風を吹き付けて、端縁部の前記熱可塑性樹脂を溶融させる。最後に、図４（Ｃ）に示したように、溶融した樹脂被覆層５２ａと他方の端縁部の樹脂被覆層５２ｂとをプレス機５４を用いて加熱加圧して、熱圧着している。
【０００４】
この接合方法では、樹脂被覆鋼板５１ａ、５１ｂに特殊な加工を施す必要がなく、簡単かつ確実に接合することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３４６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された樹脂被覆鋼板の接合方法においては、樹脂被覆層の熱可塑性樹脂を溶融させるために、樹脂被覆鋼板の長手方向の全長に亘って３００℃以上の熱風を吹き付ける必要があった。このような熱風による加熱昇温は、周囲の空気中への放熱が大きく、エネルギー効率が悪いことから、均一に昇温させることが困難であった。さらに、熱風発生装置の吹き出し口に不純物が付着堆積したり、樹脂被覆層の端縁部に塵埃が付着することがあり、これらの不純物や塵埃の除去清掃が必要である。そのため、単位時間あたりの接合樹脂被覆鋼板の生産量が限られてしまい、生産効率に改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの従来の問題点を解消し、樹脂被覆鋼板の昇温ばらつきが少なく、短時間で複数枚の樹脂被覆鋼板を熱圧着することができ、しかも接合面への不純物の混入を抑制することができる樹脂被覆鋼板の接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の樹脂被覆鋼板の接合方法は、芯材としての鋼板の表面に熱可塑性樹脂の樹脂被覆層を有する樹脂被覆鋼板の複数枚を相互に接合する方法であって、前記樹脂被覆鋼板の各端縁部を、前記樹脂被覆層が介在するように重ね合わせ、誘導加熱コイルを用いて前記重ね合わせた部分の前記樹脂被覆層の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱しつつ、加圧して、前記重ね合わせた部分を熱圧着することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の樹脂被覆鋼板の接合方法によれば、樹脂被覆鋼板の昇温ばらつきが少なく、短時間で複数枚の樹脂被覆鋼板の接合面を熱圧着することができ、しかも接合面への不純物の混入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の樹脂被覆鋼板の接合方法の一実施形態について示した概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、樹脂被覆鋼板の様々な実施形態を示した要部拡大断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、従来の樹脂被覆鋼板の接合方法を示した概略工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の樹脂被覆鋼板の接合方法について詳細に説明する。
【００１２】
なお、本明細書中において、「表面」の用語は、単に、表面と裏面の対応関係のうちの一面である表面のみを意味するものではなく、芯材である鋼板の表裏面のうちのいずれか、もしくは両方の表面を意味している。
【００１３】
図１は、本発明の樹脂被覆鋼板の接合方法の一実施形態について示した概略断面図である。
【００１４】
本実施形態においては、図１の部分拡大図にも示したように、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂは、芯材としての鋼板１の表面に熱可塑性樹脂の樹脂被覆層２を有する。樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの複数枚の各端縁部を、樹脂被覆層２が介在するように重ね合わせ、誘導加熱コイル４を用いて重ね合わせた部分の樹脂被覆層２の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱しつつ、加圧して、重ね合わせた部分を熱圧着している。
【００１５】
そして、図１に示した実施形態においては、誘導加熱コイル４を有する誘導加熱部と、複数のローラー５ａとローラー加圧部５ｂとを備えたローラープレス５に、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの複数枚を搬送する。樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを搬送した後、前記誘導加熱部で加熱しつつ、ローラー加圧部５ｂで加圧して、前記重ね合わせた部分を熱圧着する。
【００１６】
この実施形態では、ローラー５ａを樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂとの当接面の反対側から加圧するローラー加圧部５ｂを備えるローラープレス５と、その外側に配置されたプレス機６により、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを挟み込んで加圧し、熱圧着している。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａ’断面を示しているが、ローラー加圧部５ｂは、複数対のローラー５ａを樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの裏面側に押圧しながら回転させることにより、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記接合面を熱圧着させることができるようにしている。また、上記の熱圧着と同時に、前記接合樹脂被覆鋼板を図３中の矢印α方向へと運搬、搬送可能としている、これにより、原材料である樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを連続的に供給したり、前記接合樹脂被覆鋼板を連続的に製造することができる。
【００１８】
鋼板１としては、電磁誘導加熱が可能な磁性体である限り特に制限されることはない。例えば、亜鉛メッキ鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の合金を被覆した鋼板等が例示される。また、亜鉛メッキに５％アルミニウムが含有されているもの（ガルファン）、亜鉛メッキにアルミニウム６％、マグネシウム３％が含有されているもの（ＺＡＭ）、亜鉛に対してアルミニウム５５％が含有されているもの（ガルバニウム鋼板）、ステンレス等の鋼材が例示される。これらの中でも、溶融亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛メッキの厚膜化が可能であるため、塗装鋼板と比較して防食性が優れており、実用上好ましい。
【００１９】
また、鋼板１の厚みとしては、例えば、０．１〜１．２ｍｍ程度であることが例示される。鋼板１の厚みが上記範囲内であれば、加工のしやすさと強度を両立することが可能となる。
【００２０】
鋼板１の表面は樹脂被覆層２により被覆されているが、これを構成する前記熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂等が例示される。また、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が例示される。これらの熱可塑性樹脂は、一種単独または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２１】
なかでも、塩化ビニル樹脂は、耐水性や耐候性に優れ、可塑剤などで加工性や柔軟性を自由にコントロールできるために、本実施形態において好適に用いることができる。
【００２２】
前記熱可塑性樹脂には、必要に応じて他の成分が配合されてよい。他の成分としては、例えば、無機充填材、可塑剤、希釈溶剤、顔料成分、界面活性剤、抗菌剤、防黴剤、艶消し剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、レベリング剤、分散剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、ワックス成分等が例示される。
【００２３】
このような他の成分をも配合した熱可塑性樹脂においては、前記熱可塑性樹脂そのものの配合量は、特に限定されることはなく、例えば、前記熱可塑性樹脂組成物全体の質量に対して、２０質量部〜９５質量部の範囲が例示される。前記熱可塑性樹脂の配合量が上記範囲内であれば、鋼板１への密着性が良好なものとなる。
【００２４】
このような熱可塑性樹脂を鋼板１の表面に塗布し、硬化させることにより、樹脂被覆層２が形成される。樹脂被覆層２の厚みは、片面あたり２００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく考慮される。樹脂被覆層２の厚みが上記の範囲内であれば、断熱性、耐水性および耐候性に優れた樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂが得られる。しかも、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの製造コストを抑制し、生産性を向上させることも可能である。
【００２５】
鋼板１の表面への前記熱可塑性樹脂組成物の塗布方法としては、従来公知の方法を適用することができる。例えば、液状の前記熱可塑性樹脂組成物をスプレーコーター、ロールコーター等を用いて塗布する方法や、押出成形による樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの一体成形等が例示される。また、あらかじめ、前記熱可塑性樹脂組成物を用いて熱可塑性樹脂フィルムを作製し、このフィルムを鋼板１の表面に貼着する方法等も例示される。
【００２６】
図１に示した実施形態においては、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂは、鋼板１の表裏面および端面も含めた全ての表面が熱可塑性樹脂からなる樹脂被覆層２により被覆されているが、このような実施形態に限定されるものではない。例えば、鋼板１の表裏面のいずれか一方の表面にのみ樹脂被覆層２が設けられた樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを用いて、図３（Ａ）に示したように、樹脂被覆鋼板３ａの樹脂被覆層２が設けられた面とは反対側の面である裏面に、樹脂被覆鋼板３ｂの端縁部の樹脂被覆層２が介在するように樹脂被覆鋼板３ｂを重ね合わせて接合することが例示される。また、図３（Ｂ）に示したように、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの端縁部を樹脂被覆層２が相互に当接するように対向させて重ね合わせ、接合することが例示される。
【００２７】
さらにまた、図３（Ｃ）に示したように、鋼板１の端面を除く表裏面に樹脂被覆層２が設けられた樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの端縁部を、樹脂被覆層２が相互に当接するように対向させて重ね合わせ、接合することが例示される。
【００２８】
図３（Ｄ）では、図１に示した実施形態に相当するが、鋼板１の表裏面および端面を含む全ての表面が前記熱可塑性樹脂の樹脂被覆層２で被覆されている。この場合の樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂでは熱伝導性の高い金属部分が露出することがなく接合される。接合した樹脂被覆鋼板を屋根材として用いた場合に、屋根裏、小屋裏に熱がこもりにくくなる。また、熱可塑性樹脂の樹脂被覆層２による水密化が図られるため、鋼板１の前記端面や、接合面の隙間等からの雨水の浸入を抑制し、前記接合した樹脂被覆鋼板を雨樋として用いた場合の耐水性および耐候性、ひいては耐久性を向上させることができる。
【００２９】
以上のような樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを重ね合わせて形成する接合面の幅は、接合後に充分な接合強度を発揮する限り特に制限されることはない。例えば、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記端縁部を樹脂被覆層２が介在するように、それぞれ１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲で重ね合わせて、両端縁部間に前記接合面を形成させることが例示される。
【００３０】
樹脂被覆層２の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上に加熱するための前記誘導加熱コイル４は、高周波誘導加熱により、導電性材料、磁性体、誘電体等を極めて短時間で誘導加熱することができる装置である。高周波誘導加熱は、前記加熱対象の内部において自己発熱させることが可能であり、エネルギー効率に極めて優れた加熱方法である。図１に示した実施形態においては、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記接合面は密着しているため、周囲の空気中への放熱も少なく抑えられている。このため、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記接合面における昇温ばらつきが少なく、短時間で前記接合面を樹脂被覆層２の熱可塑性樹脂の溶融温度以上まで加熱することができる。さらにまた、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記接合面は密着しているため、前記接合面への塵埃の付着も抑制される。
【００３１】
誘導加熱コイル４は、例えば、図１、図２のように、樹脂被覆鋼板３ａの前記接合面とは反対側と、樹脂被覆鋼板３ｂの前記接合面とは反対側に対向するように、それぞれ配置される。また、誘導加熱コイル４を、樹脂被覆鋼板３ａの重ね合わせた部分と、その隣接する部分が加熱されるように配置することが好ましく考慮される。
【００３２】
誘導加熱コイル４は、特に制限されることはないが、その幅が樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの前記端縁部を重ね合わせた前記接合部の幅以上であることが好ましく考慮される。このように誘導加熱コイル４が接合部の幅以上である場合、図１のように、前記接合部からはみ出す部分を上下の誘導加熱コイル４でずらして配置することが好ましい。すなわち、上側の樹脂被覆鋼板３ａに近い上側の誘導加熱コイル４は、上側の樹脂被覆鋼板３ａの重ね合わせた部分と、その隣接する部分が加熱されるように配置する。また、下側の樹脂被覆鋼板３ｂに近い下側の誘導加熱コイル４は、下側の樹脂被覆鋼板３ｂの重ね合わせた部分と、その隣接する部分が加熱されるように配置する。この場合、隣接する部分も重ね合わせた部分と同様に加熱されるため、重ね合わせた部分の温度が安定し、より確実に接合することができる。また、誘導加熱コイル４の長手方向の長さについては、必ずしも、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの長手方向の長さを必要とするものではない。例えば、一対の短尺の誘導加熱コイル４間に、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂを重ね合わせたものを搬送、導入することにより、誘導加熱コイル４の長手方向の長さが樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの全長以下であったとしても、前記接合面全体を所望の温度まで昇温させることが可能である。このため、図４に示した従来の樹脂被覆鋼板の接合装置と比較して、接合装置全体としてのサイズの小型化、設置スペースの省スペース化も可能である。
【００３３】
誘導加熱コイル４の出力については、特に制限されることはないものの、例えば、１．０ｋＷ以上の出力を有するものであることが好ましく考慮される。
【００３４】
誘導加熱コイル４による樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの加熱温度（昇温温度）としては、少なくとも樹脂被覆層２の熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であれば制限されることはなく、例えば、塩化ビニル樹脂の場合、２００℃以上３５０℃以下の範囲が例示される。加熱温度が上記範囲内であれば、樹脂被覆層２の過剰昇温が極小に抑えられるため、熱可塑性樹脂の気化、燃焼によって生じるおそれのある有害ガスが発生しにくくなる。
【００３５】
このような誘導加熱コイル４による前記接合面の加熱と同時に、樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂは加圧される。
【００３６】
樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの加圧方法については、各種であってよいが、図１、図２の実施形態では前記のとおりの複数のローラー５ａを備えたローラープレス５、そしてプレス機６による加圧方式としている。前記接合面における溶融した前記熱可塑性樹脂を融着、接合可能な程度に加圧することができれば、特に制限されることはない。樹脂被覆鋼板３ａ、３ｂの熱圧着による接合は、図１、図２のようなローラープレス５による搬送を可能とする連続式あるいは半連続式だけでなく、各種プレス機を用いてのバッチ式であってもよい。
【００３７】
なお、複数対のローラー５ａの材料としては、誘電体であれば特に制限されることはなく、例えば、セラミック、硬質プラスチック等が例示される。
【００３８】
本実施形態の樹脂被覆鋼板の製造方法によれば、樹脂被覆鋼板の昇温ばらつきが少なく、短時間で複数枚の樹脂被覆鋼板の接合面を加熱、接着することができ、しかも接合面への不純物の混入を抑制することができる。
【００３９】
このようにして得られる前記接合樹脂被覆鋼板は、屋根材や壁材、雨樋等の建材として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  鋼板
２  樹脂被覆層
３ａ、３ｂ  樹脂被覆鋼板
４  誘導加熱コイル
５  ローラープレス
５ａ  ローラー
５ｂ  ローラー加圧部
６  プレス機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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