JP2000202943A - 熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長い焼き付け炉及び溶剤の排気処理装置を必
要とする焼き付け処理をすることなく、また巻き取り、
巻きほどきを少なくした簡素化された工程でもって製造
し得る熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 巻き付けロール５に巻き付けた、予熱し
てある金属板１に、押出機を経てＴダイ３より溶融した
熱可塑性樹脂４を流下するとともに、その流下した熱可
塑性樹脂４を冷却された圧着ロール６によって前記金属
板１に押圧しながら結晶化を進めることなく冷却固化し
て、金属板１に熱可塑性樹脂４を被覆した後、この熱可
塑性樹脂被覆金属板８を切断し、次いでその切断された
熱可塑性樹脂被覆金属板８を１組又は２組以上配列され
た波形成形ロール11a, 11b間に通すことにより波形金属
板13を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を被
覆した波形金属板の製造方法に関し、特には建物の屋根
材や外装材に適用される樹脂被覆波形金属板の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より鉄板、鋼板、アルミニウム板な
どの金属板は建物の屋根材や外装材として広く使用され
ている。そしてそれら金属板は、塗装を行わずに使用さ
れることもあるが、一般的には、耐用年数を長くするた
めにポリエステル系やアクリル系の塗料を塗装して使用
されている。

【０００３】また、それら金属板に剛性を持たせるため
に、ロール成形機を使用して金属板の断面を波形断面と
なるように加工して使用することもある。その場合、塗
装を施した波形断面を有するロール成形品とするために
は、次のような工程で製造がなされている。

【０００４】まず、金属板に、耐食性と上に塗る塗膜と
の密着性を付与するために、りん酸クロメート処理、ク
ロム酸クロメート処理、塗布型クロメート処理、電解ク
ロメート処理や亜鉛メッキを施し、次いで塗料をロール
塗装機などを用いて金属板に塗布した後、焼き付け炉で
塗膜を乾燥させる。これらの処理は一般的にはコイル状
に巻かれた金属板を連続的に巻きほどき、下地処理や塗
装焼き付けなどの所定の処理を行った後巻き取る方法で
行われている。

【０００５】次に、上記のようにして巻き取った塗装後
のコイルを再び巻きほどき、所定の長さに切断した後、
ロール成形機で加工して波形断面を持った塗装波形金属
板として仕上げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法による塗装波形金属板の製造方法は、塗料を用い
ているため、塗布した塗料の溶剤を揮発、乾燥させるた
めに30秒以上の長い焼き付け時間を必要とし、そのため
には、例えば焼き付け炉の長さを30ｍ程度にする必要が
ある。更に、焼き付け炉内で加熱することにより揮発し
た溶剤を大気中に害がない状態で排出させる必要があ
り、そのためには、溶剤を燃焼させる排気処理装置が必
要となる。また、塗装焼き付けしてコイル状に巻き取っ
た後に、再びコイルを巻きほどき、ロール成形機で加工
するので、工程が複雑であった。

【０００７】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、長い焼き付け炉及び溶剤
の排気処理装置を必要とする焼き付け処理をすることな
く、また巻き取り、巻きほどきを少なくした簡素化され
た工程でもって製造し得る熱可塑性樹脂被覆波形金属板
の製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記課
題を解決するために鋭意実験研究を重ねた結果、熱可塑
性樹脂を用いれば、金属板の表面に、押出機より押出し
た流動化樹脂をコーティングした後、引き続いて波形成
形ロール機を通すことで、この簡素化された工程でもっ
て熱可塑性樹脂被覆波形金属板を製造し得ることを見出
し、本発明を完成した。すなわち、上記の目的を達成す
るため、本発明に係る熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製
造方法は、巻き付けロールに巻き付けた、予熱してある
金属板に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑性樹
脂を流下するとともに、その流下した熱可塑性樹脂を冷
却された圧着ロールによって前記金属板に押圧しながら
結晶化を進めることなく冷却固化して、金属板に熱可塑
性樹脂を被覆した後、この熱可塑性樹脂被覆金属板を切
断し、次いでその切断された熱可塑性樹脂被覆金属板を
１組又は２組以上配列された波形成形ロール間に通すこ
とで波形金属板とするものである。

【０００９】そして、上記熱可塑性樹脂被覆波形金属板
の製造方法においては、波形成形ロールとしては、その
表面に、ロール軸方向又は周方向に周期性を有する波形
状が形成されたものを用いることが好ましい。また、波
形状は特に限定するものではないが、丸形波形が一般的
で好ましく、外に三角形波形、矩形波形、台形波形であ
ってもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係る熱可
塑性樹脂被覆波形金属板の製造方法を適用した場合の製
造装置の模式図である。

【００１１】予熱炉２はその両端部に開口部2a及び2bが
形成されており、開口部2aから金属コイル巻きほどき装
置14から巻きほどかれた金属板１が補助ロール7aに案内
されて導入され、開口部2bから導出されるようになって
いる。また、開口部2bに近接して補助ロール7bが配置さ
れており、その下流側には巻き付けロール５と圧着ロー
ル６が押圧されて配置されている。巻き付けロール５と
圧着ロール６との間の押圧部6aの上方には、Ｔダイ３が
吐出口3aを下方に向けて配置されており、流動化した熱
可塑性樹脂４がＴダイ３から、巻き付けロール５と圧着
ロール６との間の押圧部6aに流下されるようになってい
る。更に圧着ロール６の下流側には、補助ロール7cが配
置されている。そして、補助ロール7cの下流には金属板
引張りロール9a, 9bが配置され、そのまた下流には金属
板切断シャー10a, 10bが配置されている。この金属板切
断シャー10a, 10bは、金属板１の切断長さを調整できる
ような機構を有した高速切断シャーである。

【００１２】金属板切断シャー10a, 10bの下流側には、
樹脂被覆された金属板１（積層板８）を波形金属板13に
成形するための波形成形ロール11a, 11bが配置されてい
る。この波形成形ロール11a, 11bは、１組だけではな
く、所望の形状に成形するため２組以上配置してもよ
く、図示のものは３組配置した例で波の深さを徐々に深
く形成するように構成されいる。また、金属板引張りロ
ール9a, 9b、金属板切断シャー10a, 10b、及び波形成形
ロール11a, 11bの夫々の間には金属板ガイドロール12a,
12bが夫々配置され、また波形成形ロール11a, 11bの出
側には金属板ガイドロール12c が配置されている。

【００１３】図２乃至図５は、本発明の実施例に係る波
形成形ロールを示す模式図である。図２は、丸形波形成
形ロールの模式図であって、ａはロール表面の周方向に
周期性を有する丸形波形状を有する場合、ｂはロール表
面のロール軸方向に周期性を有する丸形波形状を有する
場合の模式図である。この丸形波形成形ロール15a, 15b
によれば、図２ｃに示す熱可塑性樹脂被覆丸形波形金属
板13a が製造される。図３は、三角形波形成形ロールの
模式図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有
する三角形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロー
ル軸方向に周期性を有する三角形波形状を有する場合の
模式図である。この三角形波形成形ロール16a, 16bによ
れば、図３ｃに示す熱可塑性樹脂被覆三角形波形金属板
13b が製造される。図４は、矩形波形成形ロールの模式
図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有する
矩形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロール軸方
向に周期性を有する矩形波形状を有する場合の模式図で
ある。この矩形波形成形ロール17a, 17bによれば、図４
ｃに示す熱可塑性樹脂被覆矩形波形金属板13c が製造さ
れる。図５は、台形波形成形ロールの模式図であって、
ａはロール表面の周方向に周期性を有する台形波形状を
有する場合、ｂはロール表面のロール軸方向に周期性を
有する台形波形状を有する場合の模式図である。この台
形波形成形ロール18a, 18bによれば、図５ｃに示す熱可
塑性樹脂被覆台形波形金属板13d が製造される。

【００１４】次に、熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製造
方法を説明する。金属コイル巻きほどき装置14から巻き
ほどかれた金属板１は、予熱炉２内を通されて所望の温
度（ 100℃〜 300℃程度）に予熱された後、補助ロール
7bによりその進行方向を変更され、巻き付けロール５と
圧着ロール６との間の押圧部6aに導入される。このと
き、圧着ロール６は図示省略する冷却手段によってロー
ル内部より所望の温度（30℃乃至20℃以下）に冷却され
ている。またこれと同時に、巻き付けロール５と圧着ロ
ール６との間の押圧部6aにはその上方に配置されたＴダ
イ３から流動化熱可塑性樹脂４が流下され、巻き付けロ
ール５と圧着ロール６との間で金属板１に積層、圧着さ
れる。そして、金属板１は流動化熱可塑性樹脂４と共に
圧着ロール６を、例えば、半周巻回された後、補助ロー
ル7cによりその進行方向を変更されて、金属板引張りロ
ール9a, 9bに導入される。このようにすることにより、
金属板１の片面に熱可塑性樹脂４が被着し、急冷される
ので、熱可塑性樹脂４が結晶化を進めることなく冷却固
化した、金属板１と熱可塑性樹脂４との積層板８を製造
することができる。

【００１５】この後、上記積層板８は、金属板ガイドロ
ール12a の上を通り、金属板切断シャー10a, 10bを通り
抜けて金属板ガイドロール12b の上を通り、波形成形ロ
ール11a, 11bに達する。そして、積層板８が波形成形ロ
ール11a, 11bに達した後、積層板８は所望の長さに切断
される。所望の長さに切断された積層板８は波形成形ロ
ール11a, 11bに導入されて成形されることにより、本発
明に係る熱可塑性樹脂被覆波形金属板13を製造すること
ができる。

【００１６】上述した製造方法において、積層板８は、
金属板１が予熱された後にその表面に流動化熱可塑性樹
脂４を流下するので、熱可塑性樹脂４の流動性が高ま
り、熱可塑性樹脂４と金属板１との密着性が向上する。
金属板１の予熱を実施しない場合には、熱可塑性樹脂層
の金属板１に対する密着性が不十分なものとなる。ま
た、圧着ロール６と巻き付けロール５との間で金属板１
に圧着された熱可塑性樹脂４は、冷却された圧着ロール
６と接触している間に急冷されることにより樹脂の結晶
化が抑制され、加工性の良い状態となって冷却される。
圧着ロール６と巻き付けロール５との間で金属板１に圧
着された熱可塑性樹脂４の冷却を実施しない場合には、
熱可塑性樹脂４の結晶化が進み、樹脂が脆くなり成形性
が劣るようにる。

【００１７】熱可塑性樹脂４の結晶化を抑制するための
圧着ロール６の表面温度は、低い方が好ましく、圧着す
る熱可塑性樹脂４の種類や積層量によって変えなければ
ならないが、目安として圧着する熱可塑性樹脂４のガラ
ス転移温度以下に冷却することが好ましい。例えば、熱
可塑性樹脂４がポリエチレンテレフタレート樹脂の場合
は、75℃以下に冷却されていることが好ましく、より成
形性を必要とする場合には、30℃以下に冷却することが
好ましい。また、圧着する熱可塑性樹脂４をより効果的
に冷却するためには、巻き付けロール５をも冷却してお
くことが好ましい。

【００１８】本発明に係る積層板８は、上記した方法で
製造されるものであるから、金属板１に対する熱可塑性
樹脂４層の密着性が良く、熱可塑性樹脂４層の加工性も
良いので、波形成形ロール11a, 11bによって成形された
後も、熱可塑性樹脂４層が剥離することはなく、また熱
可塑性樹脂４層にクラックを発生することもない。

【００１９】なお、本発明により製造された熱可塑性樹
脂被覆波形金属板13は、その用途が屋根板、壁板等に使
用されることから、金属板１としては厚みが 0.1mm〜1.
0mm程度のアルミニウム板、鋼板、鉄板が用いられる。
そして、アルミニウム板の場合には、熱可塑性樹脂４と
の密着性を更に高めるため、りん酸クロメート処理、ク
ロム酸クロメート処理、陽極酸化処理、塗布型クロメー
ト処理が施されてあってもよく、また鋼板、鉄板の場合
には電解クロメート処理、亜鉛メッキ等が施されてあっ
てもよい。

【００２０】また、熱可塑性樹脂４としては、ポリエチ
レンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート
樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などを用い
ることができる。これらの熱可塑性樹脂４は、熱可塑性
樹脂被覆波形金属板13の使途に応じ、耐熱性、耐候性、
耐スクラッチ性、耐化学薬品性などの必要性に応じて適
宜選択する。例えば、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナ
フタレート樹脂、ポリアミド樹脂は、一般に耐熱性、耐
スクラッチ性に優れており、ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂は耐化学薬品性に優れているなどである。

【００２１】

【実施例】以下実施例をもって具体的に説明する。金属
板１として、厚さ0.5mm 、幅250mm で、表面にりん酸ク
ロメート処理を施したJIS A3004P、質別O のコイル状ア
ルミニウム板を準備し、図１に示す熱可塑性樹脂被覆波
形金属板の製造装置を使用して、そのアルミニウム板を
補助ロール7a、予熱炉２、補助ロール7b、巻き付けロー
ル５と圧着ロール６との間、補助ロール7c、金属板引っ
張りロール9a, 9bの間、金属切断シャー10a, 10bの間を
通して熱可塑性樹脂被覆波形金属板13を製作する用意を
した。

【００２２】次いで、圧着ロール６の温度を表１に示す
温度に制御しながら、アルミニウム板を予熱炉２によっ
て所望温度に予熱して走行させるとともに、Ｔダイ３よ
り押出された流動化ポリエチレンテレフタレート樹脂を
押圧部6aに流下してポリエチレンテレフタレート樹脂層
とアルミニウム板との積層板８を製造した。この製造に
おいて、ポリエチレンテレフタレート樹脂は、融点が25
5 ℃、ガラス転移温度が70℃、固有粘度が0.75のものを
使用し、その樹脂層の厚さは20μｍを目標とした。ま
た、アルミニウム板の予熱温度と圧着ロール６の温度は
表１に示す組合せ条件で行った。

【００２３】続いて、上記積層板８が金属板切断シャー
10a, 10bを通り抜けた後、積層板８を1000mmの長さに切
断し、波形成形ロール11a, 11bに導入して熱可塑性樹脂
被覆波形金属板13を製造した。なお、波形成形ロール11
a, 11bは図２ａに示す丸形波形成形ロール15a, 15bを使
用した。

【００２４】上記のようにして製造された、表１に示す
実施例１〜３及び比較例４〜５の熱可塑性樹脂被覆波形
金属板について、熱可塑性樹脂被覆金属板上の樹脂の
結晶化の程度（ΔHc／ΔHm）、外観観察及び密着性
について性能試験を行った。その試験結果も表１に併せ
て示す。

【００２５】なお、上記性能試験は次の通り行った。 熱可塑性樹脂被覆金属板上の樹脂の結晶化の程度：熱
可塑性樹脂被覆金属板（積層板）から熱可塑性樹脂のみ
を削り取り、示差走査熱量計を用いて、30℃から320 ℃
まで10℃／分の昇温速度で昇温したときの結晶化の発熱
量（ΔHc）と融解の吸熱量（ΔHm）を測定し、ΔHc／Δ
Hmで結晶化の程度を表した。結晶化の程度が大きいほ
ど、ΔHcは小さくなりΔHc／ΔHmは０に近づく。 外観観察：熱可塑性樹脂被覆波形金属板の樹脂層にク
ラックが発生していないかを目視観察して評価した。ク
ラックの無いものは○、有るものは×で評価した。 密着性：熱可塑性樹脂被覆波形金属板の、樹脂層が被
着された面にカッターナイフで金属板まで達するクロス
カットを入れ、セロハン粘着テープをクロスカットした
部分に当て、これを剥がすことにより樹脂の密着性を評
価した。セロハン粘着テープと一緒に剥離しなかったも
のを○、剥離したものを×で評価した。

【００２６】

【表１】

【００２７】上記表１に示すように、予熱されたアルミ
ニウム板の表面に流動化ポリエチレンテレフタレート樹
脂を流下し、これを冷却された圧着ロール６で押圧する
ことにより樹脂層を被着させた実施例１〜３の熱可塑性
樹脂被覆波形金属板は、樹脂の結晶化の程度が抑制され
ており、樹脂にクラックが認められず、また良好な密着
性を有するものであった。

【００２８】上記実施例に対して、圧着ロールを冷却し
なかった比較例４については、樹脂の結晶化が進んでい
るため、クラックが発生し、樹脂層の密着性も悪かっ
た。また、アルミニウム板を予熱しなかった比較例５に
ついては、クラックは発生しなかったが樹脂層の密着性
が悪く、更に、アルミニウム板を予熱せず、且つ圧着ロ
ールを冷却しなかった比較例６についてはクラックが発
生し、樹脂層の密着性も悪かった。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
溶剤に溶解した樹脂塗料等を使用することなく金属板に
樹脂を被覆した積層板が製造できるので、長い焼き付け
炉及び排気処理装置を必要とする焼き付け処理が不要で
あると共に、樹脂被覆波形金属板の製造工程を簡素化す
ることができる。また、金属板を予熱した後に、押出機
により成形した流動化熱可塑性樹脂をＴダイより流下し
て積層し、すぐに冷却するので、樹脂の結晶化が抑制さ
れ、波形成形後の樹脂層にクラックが発生せず、また金
属板に対する樹脂層の密着性を優れたものとすることが
でき、これにより、樹脂層にクラックの無い、また樹脂
層が剥離しにくい熱可塑性樹脂被覆波形金属板を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る熱可塑性樹脂被覆波形金
属板の製造方法を適用した場合の製造装置の模式図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係る丸形波形成形ロールの模
式図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有す
る丸形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロール軸
方向に周期性を有する丸形波形状を有する場合の模式
図、ｃは熱可塑性樹脂被覆丸形波形金属板の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例に係る三角形波形成形ロールの
模式図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有
する三角形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロー
ル軸方向に周期性を有する三角形波形状を有する場合の
模式図、ｃは熱可塑性樹脂被覆三角形波形金属板の説明
図である。

【図４】本発明の実施例に係る矩形波形成形ロールの模
式図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有す
る矩形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロール軸
方向に周期性を有する矩形波形状を有する場合の模式
図、ｃは熱可塑性樹脂被覆矩形波形金属板の説明図であ
る。

【図５】本発明の実施例に係る台形波形成形ロールの模
式図であって、ａはロール表面の周方向に周期性を有す
る台形波形状を有する場合、ｂはロール表面のロール軸
方向に周期性を有する台形波形状を有する場合の模式
図、ｃは熱可塑性樹脂被覆台形波形金属板の説明図であ
る。

【符号の説明】

１：金属板 ２：予熱炉 2
a, 2b：開口部 ３：Ｔダイ 3a：Ｔダイの吐出口
４：熱可塑性樹脂 ５：巻き付けロール ６：圧着ロール 6
a：押圧部 7a, 7b, 7c：補助ロール ８：積層板 9a, 9b：金属板引張りロール 10a, 10b：金属板
切断シャー 11a, 11b：波形成形ロール 12a, 12b, 12c ：
金属板ガイドロール 13, 13a, 13b, 13c, 13d：熱可塑性樹脂被覆波形金属板 14：金属コイル巻きほどき装置 15a, 15b：丸形波形成形ロール 16a, 16b：三角形
波形成形ロール 17a, 17b：矩形波形成形ロール 18a, 168：台形波
形成形ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 305:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 服部 伸郎 栃木県真岡市鬼怒ケ丘15番地 株式会社神 戸製鋼所真岡製造所内 Ｆターム(参考） 4F100 AB01A AB10A AK01B AK42B BA02 BA10A BA10B DD12 DD13 DD14 EH232 EJ323 EJ393 EJ421 EJ502 GB07 JB16B JK06 JL02 4F209 AA24 AD03 AD08 AG03 AG04 AH47 NA09 NB01 NG02 NG05 NG12 NH19 NK07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻き付けロールに巻き付けた、予熱して
   ある金属板に、押出機を経てＴダイより溶融した熱可塑
   性樹脂を流下するとともに、その流下した熱可塑性樹脂
   を冷却された圧着ロールによって前記金属板に押圧しな
   がら結晶化を進めることなく冷却固化して、金属板に熱
   可塑性樹脂を被覆した後、この熱可塑性樹脂被覆金属板
   を切断し、次いでその切断された熱可塑性樹脂被覆金属
   板を１組又は２組以上配列された波形成形ロール間に通
   すことにより波形金属板とすることを特徴とする熱可塑
   性樹脂被覆波形金属板の製造方法。
2. 【請求項２】 波形成形ロールが、その表面に、ロール
   軸方向又は周方向に周期性を有する波形状を有する請求
   項１に記載の熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製造方法。
3. 【請求項３】 波形状が、丸形波形、三角形波形、矩形
   波形、台形波形の中の何れか１つの波形状である請求項
   ２に記載の熱可塑性樹脂被覆波形金属板の製造方法。