(57)【要約】【課題】鋼板と熱可塑性樹脂から形成された被覆体との接着性を保持しつつ、防錆性に優れ、しかも断熱性を発揮することが出来る熱可塑性樹脂被覆鋼板を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂被覆鋼板１では、鋼板２の表裏面３ａ、３ｂおよび周端面４が熱可塑性樹脂から形成された被覆体５により被覆され、被覆体が、鋼板の表裏面および周端面に接着剤６により接着され、熱可塑性樹脂または接着剤が、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡７からなる群より選ばれた１種以上のものを含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の表裏面および周端面が熱可塑性樹脂から形成された被覆体により被覆され、前記被覆体が、前記鋼板の前記表裏面および前記周端面に接着剤により接着されている熱可塑性樹脂被覆鋼板であって、前記熱可塑性樹脂または前記接着剤が、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡からなる群より選ばれた１種以上のものを含有することを特徴とする熱可塑性樹脂被覆鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂被覆鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂被覆鋼板は、その加工性、意匠性の高さから、家電、建材等の分野に多く使用されている。熱可塑性樹脂被覆鋼板は、例えば、ユニットバスの壁材、ドア材等を始めとする内装壁材の他、外壁材や屋根材、雨樋等の屋根部材等耐食性を要求される部材にも使用されている。また、近年、熱可塑性樹脂被覆鋼板は、海底、極寒冷地、熱帯等の過酷な環境下における建材や、原油、ガス等のエネルギー資源を供給、運搬するためのパイプライン等としても使用されるようになっている。
【０００３】
一般に、熱可塑性樹脂被覆鋼板は、鋼板の表面に塗布した、熱可塑性樹脂組成物を含有する塗料を硬化させて硬化膜を形成するか、または熱可塑性樹脂フィルムを鋼板に積層して作製されている。また、鋼板と熱可塑性樹脂フィルム（または硬化膜）を接着させるために接着剤が用いられている。
【０００４】
熱可塑性樹脂被覆鋼板に用いる接着剤組成物には、熱可塑性樹脂被覆鋼板の上記のとおりの用途から、従来にも増して接着性、防錆性および耐水性の向上が要求されている。
【０００５】
このような要求を満たすために、例えば、鋼板を熱可塑性樹脂層によって被覆する際に、アクリル系接着剤または／およびフェノール系接着剤からなる接着剤組成物を用いて、鋼板の表面に接着層を形成することが提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載された熱可塑性樹脂被覆鋼板によれば、鋼板の表面に接着性ポリオレフィン系樹脂を直接融着させる従来の熱可塑性樹脂被覆鋼板と比較して、耐水性の優れた接着層が形成される。このため、熱可塑性樹脂層と鋼板の接着力および耐水性が向上した熱可塑性樹脂被覆鋼板が実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−６８９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、熱可塑性樹脂被覆鋼板では、一般に鋼板の厚みに対し熱硬化性樹脂層の厚みが比較的薄い。このため、熱可塑性樹脂被覆鋼板を利用した建物の屋根材や雨樋等の屋根部材は、熱を伝えやすく、夏は熱く、冬は冷たいとされ、必ずしも断熱性が十分であるとはいえなかった。
【０００８】
特許文献１に記載された熱可塑性樹脂被覆鋼板について、外壁材や屋根材等に用いた際の断熱性は検討されていない。
【０００９】
特許文献１には、熱可塑性樹脂被覆鋼板の用途として、自動車のルーフモール、浴室の手すりが記載されているが、建物の屋根材および屋根部材への適用は記載されていない。このように、熱可塑性樹脂被覆鋼板に断熱性が要求されることは、特許文献１は何ら示唆していない。
【００１０】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、鋼板と熱可塑性樹脂から形成された被覆体との接着性を保持しつつ、防錆性に優れ、しかも断熱性を発揮することが出来る熱可塑性樹脂被覆鋼板を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板は、鋼板の表裏面および周端面が熱可塑性樹脂から形成された被覆体により被覆され、前記被覆体が、前記鋼板の前記表裏面および前記周端面に接着剤により接着されている熱可塑性樹脂被覆鋼板であって、前記熱可塑性樹脂または前記接着剤が、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡からなる群より選ばれた１種以上のものを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板によれば、鋼板と熱可塑性樹脂から形成された被覆体との接着性を保持しつつ、防錆性に優れ、しかも断熱性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明が前提としている熱可塑性樹脂被覆鋼板、本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板の第１実施形態、本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板の第２実施形態を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明が前提としている熱可塑性樹脂被覆鋼板、本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板の第１実施形態、本発明の熱可塑性樹脂被覆鋼板の第２実施形態を概略的に示した断面図である。
【００１５】
図１（ａ）に示したように、熱可塑性樹脂被覆鋼板１は、鋼板２の表面３ａ、裏面３ｂおよび周端面４が熱可塑性樹脂から形成された被覆体５により被覆されている。熱可塑性樹脂被覆鋼板１では、被覆体５が、鋼板２の表面３ａ、裏面３ｂおよび周端面４に接着剤６により接着されている。被覆体５は、鋼板２を被覆することができるような中空状の形状を有している。
【００１６】
図１（ｂ）に示したように第１実施形態の熱可塑性樹脂被覆鋼板１では、接着剤６が、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡７からなる群より選ばれた１種以上のものを含有している。
【００１７】
図１（ｃ）に示したように第２実施形態の熱可塑性樹脂被覆鋼板１では、被覆体５を形成する熱可塑性樹脂が、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡７からなる群より選ばれた１種以上のものを含有している。
【００１８】
多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡７は、被覆体５または接着剤６の層によって形成された層の内部、表面部または裏面部の少なくとも１箇所に存在し、熱可塑性樹脂被覆鋼板１に断熱性を付与する。
【００１９】
多孔質粒子としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、ゼオライト、アルミナ、酸化チタン、多孔質ガラス、リン酸アルミニウム、マグネシア、カーボン、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２０】
多孔質粒子の平均粒子径としては５μｍ〜５０μｍ程度、好ましくは１０μｍ〜３０μｍ程度が例示される。多孔質粒子の平均粒子径が上記の範囲内であれば、被覆体５または接着剤６の層に分散し、所望の断熱性をより有効に発揮することができる。多孔質粒子の平均粒子径が５０μｍを超えると、分散性が低下し、被覆体５や接着剤６によって形成される層の表面、裏面またはその両方の平坦性に影響を及ぼす場合がある。多孔質粒子の平均粒子径が５μｍ未満になると、所望の断熱性を発揮しにくくなる場合がある。
【００２１】
中空粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、硫化亜鉛、硫化カドニウム、ガラス、フライアッシュ、シラスバルーン、アクリル、スチレンアクリル等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２２】
中空粒子の平均粒子径としては５μｍ〜５０μｍ程度、好ましくは１０μｍ〜３０μｍ程度が例示される。中空粒子の平均粒子径が上記の範囲内であれば、被覆体５または接着剤６の層に分散し、所望の断熱性をより有効に発揮することができる。中空粒子の平均粒子径が５０μｍを超えると、分散性が低下し、被覆体５や接着剤６によって形成される層の表面、裏面またはその両方の平坦性に影響を及ぼす場合がある。中空粒子の平均粒子径が５μｍ未満になると、所望の断熱性を発揮しにくくなる場合がある。
【００２３】
ここで、「平均粒子径」は、レーザー回折・散乱法によって測定した粒度分布における積算値５０％での粒径として例示することができる。
【００２４】
一方、発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ｐ，ｐ’-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２５】
発泡剤は、被覆体５を形成する熱可塑性樹脂または接着剤６中において、加熱や希釈溶媒との反応によって気体を生じさせ、被覆体５または接着剤６中に気泡を形成する。被覆体５または接着剤６は、その内部、表面部または裏面部の少なくとも１箇所に気泡を有することにより、断熱性を発揮することができる。
【００２６】
このような多孔質粒子、中空粒子および発泡剤は、単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２７】
被覆体５を形成する熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が例示される。特に、塩化ビニル樹脂は、耐候性、強度および成型性に優れており、実用上好ましい。
【００２８】
被覆体５の厚みは、鋼板２の表面側または裏面側で、例えば、１００μｍ〜４００μｍの範囲とすることが例示される。被覆体５の厚みが上記の範囲内であれば、所望の防錆性および耐水性を付与することができる。
【００２９】
被覆体５を形成する熱可塑性樹脂における多孔質粒子、中空粒子および発泡剤の含有割合は、被覆体５全体の質量の１０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。多孔質粒子、中空粒子および発泡剤の含有割合が上記の範囲内であれば、所望の断熱性が良好なものとなる。多孔質粒子、中空粒子および発泡剤の含有割合が５０質量％を超えると、成型時に熱可塑性樹脂のハンドリング性能の低下が起こりやすくなる。また、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤の含有割合が１０質量％未満になると、所望の断熱性を発揮しにくくなる場合がある。
【００３０】
被覆体５は、押出成型やシートの貼着等から形成することができる。押出成型の場合には、従来公知の方法を適用することが可能である。
【００３１】
接着剤６の基材となる樹脂としては、通常金属用接着剤に用いられる樹脂であれば特に制限されるものではない。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００３２】
これらの中でもアクリル樹脂とフェノール樹脂とを含む接着剤６を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂は、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂を併用することによって、より接着剤６の接着性を高めることができる。
【００３３】
アクリル樹脂は、主成分として（メタ）アクリル酸エステルを含有し、メチルメタアクリレートモノマー、多官能のアクリルモノマー、プレポリマーまたはポリマー等を重合させることで得られる。
【００３４】
（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ（またはｉｓｏ）−プロピル（メタ）アクリレートが例示される。また、ｎ（またはｉｓｏもしくはｔｅｒｔ）−ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等も例示される。
【００３５】
また、アクリル樹脂は、被覆体５の特性等の改善を目的として、必要に応じて、上記（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能な他のモノマー成分を共重合性モノマーとして含んでいてもよい。
【００３６】
共重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン等のスチレン類が例示される。また、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸およびこれらの半エステル類等の不飽和カルボン酸類、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロ−ルアクリルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等が例示される。また、ビニルピロリドン、β−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレートおよびそのメトキシ化物、多価アルコールの（メタ）アクリル酸モノエステル類等の水酸基や極性基含有モノマー類等が例示される。また、酢酸ビニル、バーサティック酸ビニル等のビニルエステル類、各種アルキル基のビニルエーテル類、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化物、ジビニルベンゼン等が例示される。さらに、ジアリル化合物、ジ（メタ）アクリレート類、トリ（メタ）アクリレート類、ビニルシラン類等も例示される。
【００３７】
これらの共重合性モノマーを（メタ）アクリル酸エステルと共重合させて熱可塑性のアクリル樹脂を調製することができる。熱可塑性のアクリル樹脂は、熱をかけると溶解するので、被覆体５に使用する塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂と成型時に強固に接着する。
【００３８】
このようなアクリル樹脂の市販品としては、例えば、Ａ−４０５、Ａ−４３０−６０、５４−１７２−６０、Ａ−４１６−７０Ｓ、Ａ−４１３−７０Ｓ、Ａ−１３００、Ａ−１８８、Ａ−１３７０、Ａ−１３７１ (ＤＩＣ株式会社製) 等が例示される。また、Ａ−１３８０、Ａ−１３８１Ａ−１８１５、Ａ−１８１、Ａ−１３６−５５、Ａ−１６８、Ａ−１７１１−ＩＭ、Ａ−１６６、Ａ−１６５、５６−１１５５、ＷＤＬ−７８７、ＷＡＬ−５７８、５７−７８９−ＢＬ (ＤＩＣ株式会社製) 等が例示される。また、５７−４５１、ＣＬ−１０００、ＣＬ−４０８、ＷＸＵ−８８０、ＢＬ−６１６(ＤＩＣ株式会社製) 等が例示される。また、ＫＨ−ＬＴ、ＫＨ−ＣＴ−８６５(日立化成株式会社製) 等が例示される。また、７８５−５、Ｌ１０９０Ｆ、Ｌ１０５３、Ｌ１０４２、Ｌ１０９２−１、Ｌ１０４４、Ｌ１０９３、Ｌ１０６０(三井化学株式会社製)等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００３９】
接着剤６における熱可塑性樹脂の配合量は特に限定されることはなく、例えば、２０〜１００質量部の範囲が例示される。熱可塑性樹脂の配合量が上記範囲内であれば、接着性が良好なものとなる。
【００４０】
フェノール樹脂は、その骨格である水酸基等が鋼板２の表面３ａ、裏面３ｂおよび周端面４等の水酸基と反応することによって鋼板２に強固に接着する。
【００４１】
フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、無置換フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン型フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂が例示される。また、ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトールノボラック樹脂等のジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂等が例示される。また、パラキシリレンおよび／またはメタキシリレン変性フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、これら２種類以上を共重合して得たフェノール樹脂等が例示される。さらに、アマニ油やテルペン樹脂などの天然樹脂が構造上存在する天然樹脂変性フェノール樹脂が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００４２】
このようなフェノール樹脂の市販品としては、例えば、ＴＤ−７７３、ＴＤ−２６１０、ＴＤ−２６３５、ＡＨ−５６００、ＴＤ−２６２０、ＴＤ−２６４５Ａ、ＴＤ−４３０４(ＤＩＣ株式会社製)等が例示される。また、５０１０、５０３０−４０Ｋ、ＴＤ−１０９０、ＴＤ−２６４０、ＴＤ−３１３０(ＤＩＣ株式会社製) 等が例示される。また、１００Ｓ、２００Ｎ、１０１０Ｒ、５１０、５２１、５２６、５８６、５７２Ｓ、７５０９（荒川化学工業株式会社製）等が例示される。これらは単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００４３】
接着剤６における熱硬化性樹脂の配合量についても特に限定されることはなく、例えば、２０質量部〜１００質量部の範囲が例示される。熱硬化性樹脂の配合量が上記範囲内であれば、接着性が良好なものとなる。
【００４４】
接着剤６における多孔質粒子または中空粒子の分散や発泡剤の含有割合は、接着剤６全体の質量の１０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。多孔質粒子または中空粒子の分散や発泡剤の含有割合が上記の範囲内であれば、所望の断熱性が良好なものとなる。多孔質粒子または中空粒子の分散や発泡剤の含有割合が５０質量％を超えると、接着性に寄与する樹脂成分が少なくなるため、接着性の低下が起こりやすくなる。また、多孔質粒子または中空粒子の分散や発泡剤の含有割合が１０質量％未満になると、所望の断熱性を発揮しにくくなる場合がある。
【００４５】
接着剤６の他の成分については、多孔質粒子または中空粒子の分散や発泡剤の発泡性を阻害しない限り特に制限されない。例えば、希釈溶剤、無機充填剤、顔料成分、界面活性剤、抗菌剤、防黴剤、艶消し剤、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。
【００４６】
希釈溶剤としては、例えば、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ｎ−ブチルアルコールおよびその他の炭化水素類、ケトン類、エステル類、アルコール類、水等が例示される。これらは、単体または２種類以上を混合して用いることができる。
【００４７】
無機充填剤としては、例えば、タルク、カオリン、マイカ、クレイ、セリサイト、合成ハイドロタルサイト、各種金属箔、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素等が例示される。また、酸化鉄、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム等が例示される。好ましくは、タルク、マイカ、リン酸亜鉛、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム等が例示される。より好ましくは、耐熱水性に加えて防錆性にも優れるリン酸亜鉛、リン酸マグネシウム等が例示される。
【００４８】
リン酸亜鉛としては、例えば、リン酸亜鉛、リン酸亜鉛４水和物、亜リン酸亜鉛等の化合物が例示される。
【００４９】
リン酸マグネシウムとしては、例えば、リン酸マグネシウム亜鉛、第一リン酸マグネシウム、第二リン酸マグネシウム、第三リン酸マグネシウム、亜リン酸マグネシウム等の化合物が例示される。
【００５０】
上記のリン酸塩を主成分とする無機充填剤は、リン酸イオンを徐々に溶出し、鉄や亜鉛などをキレート化し、表面を不働態化する。リン酸塩を主成分とする無機充填剤の表面には、シリカ、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等の他のイオン性化合物を修飾することができる。鋼板２に溶融亜鉛メッキ鋼板が用いられる場合には、マグネシウムやシリカ等を表面修飾したものが好適に用いられる。
【００５１】
特に、リン酸マグネシウムは、粒子からマグネシウムイオンを溶出し、溶出したマグネシウムイオンが鋼板２の表面上に保護皮膜を形成することによって金属の腐食を抑える。
【００５２】
無機充填剤は、分散粒子径が５０μｍ以下であるものが好ましく例示される。ここで、分散粒子径とは、無機充填剤の粒子（一次粒子）が凝集した状態で接着剤６中に分散している粒子（二次粒子）の平均粒子径のことである。分散粒子径が上記範囲内であれば、樹脂の収縮応力を緩和させることができ、耐熱水性の向上に寄与し、かつ接着性が良好となる。
【００５３】
接着剤６における無機充填剤の含有割合は、接着剤６全体の質量の１０質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。無機充填剤の含有割合が上記の範囲内であれば、熱による樹脂の収縮を緩和し、所望の接着性や耐熱水性が良好なものとなる。無機充填剤の含有割合が１０質量％未満になると、熱水による樹脂の収縮緩和が低下しやすくなる。また、無機充填剤の含有割合が４０質量％を超えると、接着性に寄与する樹脂成分が少なくなるため、接着性の低下が起こりやすくなる。
【００５４】
このような接着剤６は、鋼板２へ塗布等によって使用される。
【００５５】
接着剤６の塗布量は、例えば、乾燥前の接着剤厚みが１μｍ〜１００μｍの範囲内になるように設定することができる。塗布量が上記範囲内であれば、接着剤６を鋼板２の表面３ａ、裏面３ｂおよび周端面４に十分に担持させることができ、接着性と防錆性、および耐水性の持続性を高める等に有効となる。
【００５６】
一方、接着剤６中に多孔質粒子または中空粒子が含まれる場合は、多孔質粒子または中空粒子の粒径に応じて接着剤６の厚みを増加させることが好ましく、例えば、多孔質粒子または中空粒子の粒径より２割以上は厚い厚みとすることが好ましい。
【００５７】
接着剤６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、フローコーター、ロールコーター、カーテンコート、ナイフコート、スピンコート、テーブルコート、シートコート、枚葉コート、ダイコート、バーコートが例示される。また、吹き付け法、エアレススプレー法、エアスプレー法、刷毛塗り、コテ塗り、浸漬法、引き上げ法等が例示される。これらの塗布方法は、自動化してもよく、手動にて塗布してもよい。
【００５８】
このような接着剤６を介して熱可塑性樹脂から形成された被覆体５と鋼板２が接着し、熱可塑性樹脂被覆鋼板１が得られる。熱可塑性樹脂被覆鋼板１は、接着性と防錆性を保持しつつ、断熱性を発揮することができる。断熱性は、即効性ばかりでなく持続性を有する。
【００５９】
なお、熱可塑性樹脂被覆鋼板１は、第３の実施形態として、多孔質粒子、中空粒子および発泡剤が、被覆体５および接着剤６の両方に含有されたものも例示される。
【符号の説明】
【００６０】
１  熱可塑性樹脂被覆鋼板
２  鋼板
３ａ  表面
３ｂ  裏面
４  周端面
５  被覆体
６  接着剤
７  多孔質粒子、中空粒子および発泡剤に起因する気泡
【図１】
2016074140.tif 000003