JP2018140630A - 樹脂フォーム複合鋼板パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い密着性を有し、かつ、防錆性に優れた樹脂フォーム複合鋼板パネルおよびその製造方法を提案する。【解決手段】二枚の亜鉛めっき系鋼板にて樹脂フォームからなる芯材を挟持して積層した積層構造からなる樹脂フォーム複合鋼板パネルにつき、前記鋼板と前記芯材との相互間にポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂もしくはメラミン樹脂のうちの１種または２種以上を主成分とする接着層を介して接着する。【選択図】図３

Description

本発明は、建築構造物を構築する際の内装板、外装板等のパネルに適した樹脂フォーム複合鋼板パネルおよびその製造方法に関するものである。

建築構造物を構築する際のパネルとして使用される内・外装板に求められる性能は、平坦であること、意匠性に優れていること、加工性が良好であること、高い剛性を有すること、さらに、軽量で、かつ、断熱性、制振性、遮音性、耐久性等の諸特性が良好であることが要求されており、このような要求を満足するものとして、従来は、二枚の金属板の相互間で発泡体を挟持した積層構造体が使用されており、この点に関する先行技術としては、特許文献１に開示された複合板あるいは複合成形体が知られている。

特開２００９−９０５２２号公報

ところで、従来の複合板は、金属板と芯材とを接着剤を介して単に接着しているのが普通であるが、かかる複合板に切断などの加工を行うと金属板と芯材とが剥離してしまう不具合を有していた。

また、この種の複合板は、金属板と芯材との間で結露を起し、そこを起点に金属板の腐食が進行した場合に金属板と芯材とが剥離してしまうことも懸念されており、その改善が求められていた。

本発明の課題は、金属板の中でも鋼板と芯材との密着性が高く、しかも、防錆性の優れた樹脂フォーム複合鋼板パネルおよびその製造方法を提案するところにある。

本発明は、二枚の亜鉛めっき系鋼板にて樹脂フォームからなる芯材を挟持して積層した積層構造からなる樹脂フォーム複合鋼板パネルであって、
前記鋼板と前記芯材との相互間を、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂もしくはメラミン樹脂のうちの少なくとも１種または２種以上を主成分とする接着層を介して接着してなる、ことを特徴とする樹脂フォーム複合鋼板パネルである。

前記接着層は、２０重量％以下の防錆顔料を含有しており、その厚さが１〜１５μｍであるのが好ましく、前記芯材は、ポリイソシアヌレートフォームとするのが好ましい。

また、前記鋼板は、厚さ０．１〜０．５ｍｍの亜鉛めっき系鋼板を用いることができる。前記亜鉛めっき系鋼板の製法として、溶融亜鉛めっき法、電気亜鉛めっき法等が利用できる。さらに、該鋼板および該芯材を含めた全体の厚さは２〜２０ｍｍとするのが望ましい。

また、本発明は、上記の構成からなる樹脂フォーム複合鋼板パネルを製造する方法において、予め芯材と接する面に接着層を設けた亜鉛めっき系鋼板コイルを２本用意しておき、該鋼板コイルをそれぞれ払い出すとともに払い出された鋼板について予備加熱を行い、次いで、各鋼板の相互間に樹脂を供給したのち、該鋼板同士を平坦かつ、重ね合わせ状態に保持して該樹脂を発泡させることを特徴とする樹脂フォーム複合鋼板パネルの製造方法である。

上記方法において予備加熱は、鋼板の到達板温度が２０〜８０℃になるように行うことが好ましい。予備加熱を行うことで樹脂の流動性が増し、鋼板間に樹脂が行き渡りやすくなるためである。樹脂の発泡に際しては発泡倍率を５倍以上、４０倍以下とするのが望ましい。

本発明によれば、鋼板と芯材とを、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂もしくはメラミン樹脂のうちの１種または２種以上を主成分とする接着層を介して接着するようにしたため、その相互間の密着性を高めることができ、複合板に対して切断などの加工が施されても鋼板と芯材とが簡単に剥離することがない。

また、本発明によれば、接着層に、２０重量％以下の防錆顔料を含有させるようにしたため、鋼板と芯材との相互間で結露が生じるようなことがあっても鋼板の腐食の進行を抑制することができる。

また、本発明によれば、樹脂フォーム複合鋼板パネルの製造に当たって、各鋼板の相互間に芯材を形成する樹脂を供給したのち、該鋼板同士を平坦かつ、重ね合わせ状態に保持して該樹脂を発泡させるようにしたため、鋼板の全面にわたって均一な厚さを有する芯材を形成することができる。

本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネルの実施の形態を模式的に示した外観斜視図である。 図１に示した樹脂フォーム複合鋼板パネルの要部の断面を拡大して示した図である。 本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネルの製造要領を模式的に示した図である。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネルの実施の形態を模式的に示した外観斜視図であり、図２は、図１に示した樹脂フォーム複合鋼板パネルの要部の断面を拡大して示した図である。

図における符号１、２は、矩形の平面形状からなる例で示した鋼板である。鋼板１、２としては、厚さ０．１〜０．５ｍｍの亜鉛めっき系鋼板等が適用される。鋼板１、２としては上記のものに限定されることはない。

また、３は、鋼板１、２によって挟持された芯材である。芯材３としては、ポリイソシアヌレート系、ポリウレタン系等の樹脂フォームを用いることができる。とくに樹脂フォームとしては、ポリイソシアヌレートフォームを用いるのが耐燃焼性とコスト面から好適であり、この場合、発泡率は、５倍以上、４０倍以下、厚さを２〜１０ｍｍ程度とするのが好ましく、これにより、柔軟性を確保することができ複合板に曲げ加工を行っても割れ難くなる。

また、４は、鋼板１、２と芯材３とを接着する接着層である。接着層４としてはポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂もしくはメラミン樹脂のうちの１種または２種以上を主成分（主剤）とするものを用いることができる。ここで主成分とは、接着層のうち５０重量％以上を占める成分をいうものとする。かかる接着層４は、鋼板１、２の製造段階で塗膜として形成しておくことができ、この接着層４を設けておくことにより鋼板１、２と芯材３との密着性を高めることができるようになっている。

なお、接着層４の主成分をポリエステル樹脂とメラミン樹脂あるいは、エポキシ樹脂とウレタン樹脂の２種で構成する場合、それらの比率は、ポリエステル樹脂６０〜８０％＋メラミン樹脂４０〜２０重量％、エポキシ樹脂５０〜８０重量％＋ウレタン樹脂５０〜２０％とするのが好適である。また、接着層４の主成分をポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂の３種で構成する場合、ポリエステル樹脂１〜８４重量％、エポキシ樹脂８４〜１重量％、メラミン樹脂１５〜２５重量％とするのが好適である。さらに、接着層４の主成分をポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂の４種で構成する場合、ポリエステル樹脂１〜８４重量％、エポキシ樹脂８４〜１重量％で、かつ、ポリエステル樹脂＋エポキシ樹脂７５〜８５重量％、メラミン樹脂１〜２４重量％、ウレタン樹脂２４〜１重量％で、かつ、メラミン樹脂＋ウレタン樹脂１５〜２５重量％とするのが好適であり、かかる構成を採用することにより鋼板１、２と芯材３との密着性がより一層高まることになる。

鋼板１、２の製造段階で接着層４を塗膜として形成するには、スプレー塗布、または、ロールコーター塗布が好ましいが、これに限定されるものではない。厚さについては、塗布量によって調整する。

また、接着層４には、主成分に対して２０重量％以下、より好ましくは、５〜１０重量％の範囲で防錆顔料を含有させることができ、これにより結露などに起因した鋼板１、２の腐食やそれにともなう剥離を回避することが可能になっている。ここで防錆顔料の含有量の下限については５重量％、上限については２０重量％とするが好ましいとしたが、その理由は、防錆顔料の含有量が５重量％に満たないと耐食性が不足する一方、２０重量％を超えると密着性が低下することが懸念されるからである。接着層４の厚さについては防錆効果を保持しかつ接着層４の凝集破壊を回避する観点から１〜１５μｍ程度とするのが好ましい。接着層４の厚さが１μｍ未満になると防錆効果は期待できなくなり、１５μｍを超え厚くしても防錆効果は飽和に達するとともに原料の使用量が増大することによってコストの上昇を招くことになる。

防錆顔料としては、具体的に、クロム酸ストロンチウムなどのクロム酸塩、リン酸アルミニウムなどのリン酸塩、モリブデン酸亜鉛などのモリブデン酸塩、バナジン酸カルシウムなどのバナジン酸塩、ケイ酸カルシウムなどのケイ酸塩、酸化マグネシウム、シリカなどの金属酸化物、フッ化ジルコン酸などの単体もしくはそれらを組み合わせて構成されたものを用いることができる。

また、防錆顔料以外に、接着層４を固くするか、もしくはその表面を粗くするために、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ等の無機化合物を混合してもよいし、接着層４が目視で確認できるように、酸化チタン等の着色顔料を混合してもよく、その添加割合は、０．１〜３０重量％の範囲が好適である。

本発明においては、複合板の全体の厚さを２〜２０ｍｍとするのがよいが、その中でも２〜１０ｍｍとするのがより望ましい。その理由は、２ｍｍよりも薄くなると樹脂フォームが均一に行き渡り難くなる一方、２０ｍｍよりも厚くなると曲げ加工性が著しく悪化するからである。

また、鋼板１、２については、厚さ０．１〜０．５ｍｍ程度とするのが好ましい。厚さが０．１ｍｍより薄くなるとパネルの曲げ強度や表面フラット性が著しく低下し、０．５ｍｍより厚くなると曲げ加工性が著しく悪化するからである。

本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネルは、建築構造物を構築する際の内・外装板として好適であるばかりでなく、例えば、自動車車体のインナーパネル、アウターパネル、あるいはドア等にも適用できる。

樹脂フォーム複合鋼板パネルを製造するには、図３に示すように、接着層４を塗膜４′として備えた鋼板コイルＣ１、Ｃ２を２本用意しておき、該塗膜４′が互いに向かい合うように各鋼板コイルＣ１、Ｃ２を払い出すとともに払い出された鋼板１、２を加熱炉５にてそれぞれ予備加熱を行う。そして、各鋼板１、２を平板状態のまま、または各鋼板１、２のうちの少なくとも一方（図示の例では鋼板２）を上向き凸状に変位させつつ（図３の要部平面図参照）その幅方向中央付近に樹脂供給装置６により芯材３を形成する樹脂３′（ポリイソシアヌレート樹脂）を供給したのち（図示の例では滴下供給）、該鋼板１、２同士を平坦かつ、重ね合わせ状態に保持して発泡装置７により該樹脂３′を発泡させればよい。発泡を終えたのちは、鋼板１、２の幅端部からはみ出した樹脂フォームや鋼板端部まで充填されなかった樹脂フォームの部分を取り除くため、幅方向の両端をエッジトリムによりトリミングし、さらに可動式切断機８を利用して所定の長さに切断すればよく、これにより樹脂フォーム複合鋼板パネルが得られる。

本発明では、芯材３を形成するための樹脂３′を供給するに際して鋼板２を上向き凸状に変位させることとしたが、これにより幅方向中央付近に供給された樹脂３′は、鋼板２の幅方向の端部に向け自然に流れていき、その全面にわたって厚さが均一化された樹脂の層を形成することができ、結果として均一な厚さになる芯材３を得ることができる。ただし、樹脂３′が流動性に富む場合には、鋼板２の幅方向２方向に分岐した逆Ｙ字状の先端を有する樹脂供給装置６を用い、その樹脂供給装置６から樹脂３′を滴下させるようにしてもよく、これによれば、樹脂を、供給するに際して鋼板２を上向き凸状に変位させることを省略することができる。なお、樹脂３′の発泡に際しては、鋼板１、２は、平坦に保持することが肝要になる。

＜実施例１＞
厚さが０．２７ｍｍになる二枚の溶融亜鉛めっき鋼板にて芯材（発泡倍率１５倍で、厚さ５ｍｍのポリイソシアヌレートフォーム）を挟持、積層する積層構造からなる樹脂フォーム複合鋼板パネルを製造するべく、該鋼板と芯材との相互間に表１に示す如き接着層（厚さ１０μｍ、防錆顔料は含有せず）を介在させて両者を接着した場合の、樹脂フォーム複合鋼板パネルの密着性に及ぼす影響についての調査を行った。なお、一般に密着性が高ければ良好な加工性を有することが知られているので、本実施例では、樹脂フォーム複合鋼板パネルの密着性について調査した。

密着性は、ＡＳＴＭ Ｃ ２９７ 平面サンドイッチ構造のフラットワイズ面についての引張試験に準拠した試験を行い、サンドイッチパネルの厚さ方向に引張力を与えて破断したときの最大引張応力で評価した。なお、接着層の厚さは、全て１０μｍとし、最大引張応力の目標値は、２０Ｎ／ｃｍ^２と設定した（カラー鋼板に対する発泡ウレタンの自己接着強度は一般に２０Ｎ／ｃｍ^２程度なので密着性に関係する最大引張応力が２０Ｎ／ｃｍ^２以上であれば性能的には申し分ないと考えられる）。
その結果を表１に示す。

表１より明らかなように、本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネルにおいては、最大引張応力で示される密着性がいずれも２０Ｎ／ｃｍ^２以上と良好であるのに対して接着層としてポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂、フッ素樹脂を使用した比較例１〜３では、密着性が劣ること確認された。

＜実施例２＞
次に、クロム酸ストロンチウムからなる防錆顔料を５重量％含有し、厚さを表２に示すように種々変更した接着層（ポリエステル樹脂を主成分とするもの）で鋼板（実施例１と同じ）と芯材（実施例１と同じ）とを接着して樹脂フォーム複合鋼板パネル（鋼板、芯材は実施例１と同じ）を製造し、得られた樹脂フォーム複合鋼板パネルにつき、その防錆性、密着性についての調査を実施した。

なお、防錆性は、亜鉛めっき系鋼板に接着層を設けたクロスカット無し接着層面についてのＪＩＳ Ｚ ２３７１ 塩水噴霧試験結果から評価した。噴霧１５０時間経過後の接着層表面での目視検査を行い、腐食による接着層のふくれ現象の有無を調べた。
密着性については、実施例１と同様の要領で評価した。その結果を表２に示す。

表２より明らかなように、本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネル（適合例５、６）は、密着性のみならず、防錆性も良好であることが確認された。これに対して接着層の厚さが０．５μｍのもの（比較例４）のものでは赤錆が発生し、接着層の厚さが２０μｍのもの（比較例５）では防錆性に問題はないものの、接着層の凝集破壊により接着性が劣ることが確認された。

＜実施例３＞
防錆顔料（実施例２と同様のもの）の含有率を種々変更した接着層（厚さは１０μｍでポリエステル樹脂を主成分とするもの）で接着した樹脂フォーム複合鋼板パネル（鋼板、芯材は実施例１と同じ）を製造し、得られた樹脂フォーム複合鋼板パネルにつき、その密着性の調査を行った。なお、密着性は実施例１と同様の要領で評価した。その結果を表３に示す。

表３より明らかなように、本発明にしたがう樹脂フォーム複合鋼板パネル（適合例７〜９）では、密着性が良好であったのに対して、防錆顔料の含有量が本発明で規定する範囲を超えるものでは密着性が劣ることが明らかとなった。

本発明によれば、鋼板と芯材との密着性が高く、防錆性にも優れた樹脂フォーム複合鋼板パネルおよびその製造方法が提供できる。

１ 鋼板
２ 鋼板
３ 芯材
３′ 樹脂
４ 接着層
４′ 塗膜
５ 加熱炉
６ 樹脂供給装置
７ 発泡装置
８ 可動式切断機
Ｃ１ 鋼板コイル
Ｃ２ 鋼板コイル

Claims (8)

1. 二枚の亜鉛めっき系鋼板にて樹脂フォームからなる芯材を挟持して積層した積層構造からなる樹脂フォーム複合鋼板パネルであって、
   前記鋼板と前記芯材とを、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂もしくはメラミン樹脂のうちの１種または２種以上を主成分とする接着層を介して接着してなる、ことを特徴とする樹脂フォーム複合鋼板パネル。
2. 前記接着層は、２０重量％以下の防錆顔料を含有するものである、ことを特徴とする請求項１に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネル。
3. 前記接着層は、厚さが１〜１５μｍである、ことを特徴とする請求項１または２に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネル。
4. 前記鋼板は、厚さ０．１〜０．５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネル。
5. 前記鋼板および前記芯材を含めた全体の厚さが２〜２０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネル。
6. 前記芯材は、ポリイソシアヌレートフォームである、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネル。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネルを製造するに当たり、予め芯材と接する面に接着層を設けた亜鉛めっき系鋼板コイルを２本用意しておき、該鋼板コイルをそれぞれ払い出すとともに払い出された鋼板について予備加熱を行い、次いで、各鋼板の相互間に樹脂を供給したのち、該鋼板同士を平坦かつ、重ね合わせ状態に保持して該樹脂を発泡させることを特徴とする樹脂フォーム複合鋼板パネルの製造方法。
8. 前記予備加熱を、前記鋼板の到達板温度が２０〜８０℃になるように行い、前記発泡を、発泡倍率を５倍以上、４０倍以下として行う、ことを特徴とする請求項７に記載した樹脂フォーム複合鋼板パネルの製造方法。

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