JP2958092B2

JP2958092B2 - 樹脂被覆金属

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Publication number: JP2958092B2
Application number: JP26456090A
Authority: JP
Inventors: 昌夫佐原; 育夫三村; 典久放生; 康晴幅崎; 範充江端
Original assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Current assignee: Nippon Carbide Industries Co Inc
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH04141416A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、金属表面にフッ素系樹脂フィルムを熱融着
により積層してなる樹脂被覆金属に関する。

〔従来の技術〕

従来の樹脂被覆金属は、アルミニウム等の金属基材の
表面にフッ素系樹脂層を形成することによって、該金属
フッ素系樹脂層の有する耐熱性、耐薬品性、電気的特
性、機械的特性等に優れた性質が付与されたものとして
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の樹脂被覆金属のフッ素系樹脂
は、顔料等の着色成分を練り込んで樹脂全体を同一色に
着色することはできるが、一般に、装飾、表示用の文
字、図形等を印刷により着色することが極めて難しいた
め、樹脂被覆金属に文字、図形等を着色表示することが
極めて困難であるという課題があった。

従って、本発明の目的は、金属の表面に表示された文
字、図形等の表示内容が堅牢で、剥離し難い樹脂被覆金
属を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、金属の表面に、インキ樹脂組成物よって形
成された印刷層を有するフッ素系樹脂フィルムが熱融着
されてなり、且つ上記インキ樹脂組成物がけい素系樹脂
を主成分とすることを特徴とする樹脂被覆金属を提供す
ることにより上記目的を達成したものである。

以下、本発明を第１図を参照しながら具体的に説明す
る。

第１図は本発明による一実施例の樹脂被覆金属の概略
を示す部分断面図である。

本実施例の樹脂被覆金属は、樹脂被覆金属板で、金属
１の表面に、インキ樹脂組成物によって形成された印刷
層２を有するフッ素系樹脂フィルム３が熱融着されるも
のである。

上記金属板１は、特定の材質に制限されず、後述の材
料から中から必要に応じて適宜選択することができる
が、通常は、アルミニウムまたはアルミニウム系合金を
用いることが好ましい。また、上記金属板１の厚さも特
に制限されず、適宜な厚さを必要に応じて選択すること
ができる。

また、上記印刷層２は、上記フッ素系樹脂フィルム３
に印刷によって形成されたインキ樹脂組成物からなって
おり、上記印刷層２は上記フッ素系樹脂フィルム３の両
面のいずれの面に形成されたものであってもよいが、上
記金属板１に接触する側である上記フッ素系樹脂フィル
ム３の裏面に形成されていることが印刷層２を摩耗等か
ら保護する上で好ましい。また、上記印刷層２の厚さ
は、特に制限されず、通常は、１〜10μｍが好ましい。
また、上記フッ素系樹脂フィルム３は、後述の従来公知
の材料の中から必要に応じて適宜選択することができ
る。また、その厚さは、特に制限されず、通常は、５〜
1000μｍが好ましい。

次に、上記金属板、インキ樹脂組成物及びフッ素系樹
脂フィルムについて更に詳述する。

上記金属板１を形成する金属材料は、上述の如く、種
々の金属を採用することができ、中でもアルミニウム単
独またはジュラルミンの如き各種アルミニウム合金、更
にはマンガン、マグネシウム等を少量含有するアルミニ
ウム金属等のアルミニウム系金属が好ましい。その他、
鉄系金属、銅系金属、チタン系金属等も好ましく用いる
ことができる。そして、上記金属板１は、フッ素樹脂フ
ィルム３との密着力を向上させるために、その表面に清
浄処理（脱脂洗浄等）や粗面化処理（サンドブラスト、
化学的エッチング等）等の表面処理を予め行っておくこ
とが好ましい。また、上記インキ樹脂組成物は、樹脂バ
インダーの他、架橋剤、溶剤、チキソトロピー付与剤、
顔料（また染料）及び必要に応じその他の各種の添加剤
を含有したものである。

前記けい素系樹脂は特に制限されないが一般には合成
樹脂塗料（高分子化学刊行会発行神津治雄著）第７
章けい素樹脂塗料（第228〜239頁）に記載のけい素樹
脂ならばいずれでも使用でき、特にポリジメチルシロキ
サン系樹脂及びその変性体が好ましく使用できる。

上記ポリジメチルシロキサン系樹脂及びその変性体と
しては例えばポリジメチルシロキサン、ポリメチルフエ
ニルシロキサン、ポリジフエニルシロキサン、ポリメチ
ルビニルシロキサン、ポリメチルトリフロロプロピルシ
ロキサン、等及びこれらの混合物等が挙げられる。

更に上記変性体の末端の感能基として −OSi（CH₃）_２−CH₃−、 −OSi（CH₃）_２−Ｏ＝Ｎ＝（CH₃）_２、 −OSi（CH₃）₂OCOCH₃、 −OSi（CH₃）₂OH、 −OSi（CH₃）_２−CH＝CH₂、等を挙げることがでできる。

また、上記インキ樹脂組成物のメルトフローインデッ
クスは、１〜500が好ましく、20〜400がより好ましく、
30〜300が更に好ましい。メルトフローインデックスが
１未満になると、後述する熱溶着の段階での金属板１へ
の密着が低下するため好ましくなく、また、500を超え
ると、文字、図形等の印刷が滲むため好ましくない。
尚、上記メルトフローインデックスは、上記インキ樹脂
組成物の溶剤成分を除いた固形分のもので、熱可塑性樹
脂の溶融時における流動性を表す指標で、例えば、降下
式フローテスターを使用して、温度300℃、荷重30kg/cm
²のもとに、ノズル1mm、ランド2mmのノズルより1gの試
料を押出し、その際の単位時間に押出される溶融試料の
容量で表され、上記温度は、試料樹脂（フッ素系樹脂）
の溶融成形加工可能な温度領域（流動開始温度と熱分解
開始温度との間の温度範囲）で且つ流動開始温度に近い
温度がである。

また、上記溶剤としては、沸点100〜200℃のものが好
ましく、例えば、下記のものが好ましい。

脂肪族炭化水素；ミネラルスピリット芳香族炭化水素；キシレン、ソレベントナフタ、テト
ラリン、ジペンテン、トルエンアルコール類；シクロヘキシルアルコール、２−メチ
ルシクロヘキシルアルコールエステル類；ブチルアセテートケトン類；シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノ
ン、ジアセトンアルコール、イソホロングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリ
コールグリコールエーテル類；メチルセロソルブ（エチレン
グリコールモノメチルエーテル）、セロソルブ（エチレ
ングリコールモノエチルエーテル）、ブチルセロソル
ブ、カルビトールグリコールエーテルエステル；酢酸セロソルブ、酢酸
ブチルセロソレブ、酢酸カルビトール（ジエチレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート）アミド類；ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセト
アミドまた、上記チキソトロピー付与剤としては、コロイダ
ルシリカ（アエロジル＃400）、アルミニウムアルコレ
ート、有機ベントナイト、アルミニウムキレート、硫酸
バリウム等が挙げられる。

また、上記インキ樹脂組成物は、そのチキソトロピー
指数（TI値）が２〜８であることが好ましく、３〜７が
より好ましく、４〜６が更に好ましい。尚、TI値は、温
度25゜でBH粘度計を用いてNo.7のローターを使用し、回
転数２及び20回転で測定された粘度N2とN20の比、即
ち、TI＝N2/N20で示される。

また、上記顔料または染料は、その目的、用途に応じ
適宜選択して用いられる。

上記顔料としては、無機顔料と有機顔料と体質顔料あ
る。無機顔料としては、酸化チタン、カーボンブラッ
ク、弁柄、鉄黒、紺青、群青、亜鉛華、黄鉛、クロムバ
ーミリオン、コバルトブルー、焼成グリーン、硫化亜
鉛、ブロンズ粉、アルミニウム粉、パール顔料等が好ま
しく用いられ、また、有機顔料としては、不溶性アゾ類
アゾレーキ類、キナクリドンレッド、カーミンレッド、
ウォッチングレッド、縮合アゾレッド、ペリレンレッ
ド、アンスラキノン、ジスアゾオレンジ、ジニトロアニ
リンオレンジ、アセトロンオレンジ、ジスアゾイエロ
ー、ハンザイエロー、アセトロンイエロー、塩素化フタ
ロシアニン、ブリリアンオグリーンレーキ、フタロシア
ニン、インダスレンブルー、ジオキサジンバイオレッ
ト、メチルバイオレット、蛍光顔料、蓄光顔料等が好ま
しく用いられ、体質顔料としては、沈降性硫酸バリウ
ム、炭酸カルシウム、アルミナホワイト、クレー等が好
ましく用いられる。

また、上記染料としては、通常の酸性染料、塩基性染
料、油溶染料、分散染料が用いられ、油溶染料として
は、アゾ系、トリアリールメタン系、アントラキノン
系、アジン系のものが用いられる。

また、その他の添加剤としては、従来公知のゲル化
剤、増粘剤、酸化防止剤、消泡剤、つや消し剤、紫外線
吸収剤、光安定剤が用いられ、また、必要に応じてベン
ジルトリエールフォスオニウムクロリド等の硬化触媒が
用いられる。

上記インキ樹脂組成物は、上述の各成分からなるもの
で、各成分の好ましい配合は、けい素系樹脂バインダー
100重量部に対し、溶剤50〜150重量部、チキソトロピー
付与剤２〜10重量部で、これに目的、用途に応じて適量
の顔料または染料（通常10〜400重量部）、及びその他
の添加剤を加え、更に、必要に応じて硬化触媒を0.1〜
２重量部添加することできる。また、各成分の配合に際
しては、得られる樹脂組成物のメルトフローインデック
スが１〜500となるように各成分及びそれらの配合量を
適宜選定する。

また、上記フッ素樹脂フィルム３を形成するフッ素系
樹脂としては、エチレン−四フッ化エチレン系共重合
体、三フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン共重
合体、フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重
合体、フッ化ビニリデンテトラフルオロエチレン・ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニル重合体、
フッ化アルコキシエチレン樹脂、四フッ化エチレン樹
脂、テトラフルオロエチレン−六フッ化プロピレン共重
合体等が好ましく、更に、エチレン−四フッ化エチレン
系共重合体がより好ましく、その中でも、四フッ化エチ
レン／エチレンの含有モル比が40/60〜60/40で、且つ一
般式CH₂＝CH−Cn F2n＋１（但し、式中のｎは２〜10の
整数である）で表されるパーフルオロアルキルビニルモ
ノマーの含有量が0.1〜10モル％であり、そのメルトフ
ローインデクスが10〜500mm3/秒であるものが好まし
い。メルトフローインデックスがこの範囲にあると、上
記フッ素系樹脂フィルム３の上記金属板１に対する密着
強度が大きくなって剥離しない良好な樹脂被覆金属を得
ることができる。尚、上記メルトフローインデックス
は、前記フッ素系樹脂組成物の場合と同様に測定され
る。

上記樹脂被覆金属の製造方法は、特に制限されず、任
意の方法を採用できる。例えば、予め上記インキ樹脂組
成物によって印刷層２が形成されたフッ素系樹脂フィル
ム３を用意し、該フッ素系樹脂フィルムを上記印刷層２
を内側にして表面処理の施された金属板１の表面に熱融
着することによって本発明の樹脂被覆金属を製造するこ
とができる。また、この場合、上記印刷層２を外側にし
て上記フッ素系樹脂フィルムを上記金属板に熱融着して
もよい。また、予め上記インキ樹脂組成物によって印刷
層２が形成された上記金属板１の表面に、上記フッ素樹
脂フィルムを熱融着することによっても本発明の樹脂被
覆金属を製造することができる。

また、フッ素系樹脂フィルム３に印刷層２を形成する
方法は、上記インキ樹脂組成物の薄膜を密着形成し得る
手段であれば特に制限されないが、上記インキ樹脂組成
物をスクリーン印刷によって上記フッ素系樹脂フィルム
３に印刷することによって印刷層２を形成する方法や金
属板１に上記インキ樹脂組成物を直接印刷する方法等が
ある。

以下、印刷層２をフッ素系樹脂フィルム３に形成する
具体的方法について説明する。

フッ素系樹脂フィルム３としては、例えば、厚さ５〜
1000μｍのものを用い、また、スクリーン印刷に用いる
スクリーンとしては、例えば、目開き100〜300メッシュ
のスクリーンを用い、厚さ１〜100μのインキ樹脂組成
物の薄膜（印刷層２）が得られるようにする。

また、上記フッ素系樹脂フィルム３に、上記インキ樹
脂組成物を印刷するに先立ってフッ素系樹脂フィルム３
の表面を、コロナ放電処理、プラスト処理、ナトリウム
エッチング処理等を施して、その表面のぬれ指数が、例
えば35ダイン以上となるように活性化して置くことが密
着性を高める上で好ましい。

而して、スクリーン印刷によって上記樹脂被覆金属に
おける印刷層２を得るには、上述の如く処理したフッ素
系樹脂フィルム３に、上記スクリーンを用いて、常法に
より上記インキ樹脂組成物を印刷すればよい。その際、
上記インキ樹脂組成物のチキソトロピーが３未満になる
と版切れ不良、糸引きなどの不都合を生じ、また、８を
超えるとスクリーン目の発生、セルフレベリング性の低
下などの不都合を発生する虞がある。

上述の如くして一面に印刷層２が形成されたフッ素系
樹脂フィルム３を、印刷層２を内側にして所定の表面処
理を施した上記金属板１の表面に重ね、次いで、260〜3
60℃に加熱して熱融着することによって本発明の樹脂被
覆金属が製造される。

本発明においては、印刷層２を形成するインキ組成物
が、その固形物のメルトフローインデックスが１〜500
に調整されているため、上記の如く熱融着する場合にお
いても、印刷のパターン形状を鮮明に維持することがで
きると同時に堅牢な印刷層２を金属板１の表面に熱融着
させることができる。

従って、本発明によれば、金属板１の表面にフッ素系
樹脂フィルム３を熱融着すると、この際、インキ樹脂組
成物中のけい素系樹脂のバインダーが結合剤となり、文
字、図形等を表示した堅牢で剥がれ難い印刷層２が形成
された樹脂被覆金属を得ることばできる。

尚、本発明の樹脂被覆金属は、上述した金属板１に制
限されるものではなく、フッ素系樹脂フィルムが熱融着
するものであれば任意の形態からなるものであってもよ
い。

〔作用〕

本発明の樹脂被覆金属によれば、フッ素系樹脂フィル
ムが金属に強固に融着して金属から剥離し難く、しかも
堅牢な印刷層を形成することができる。

〔実施例〕

次に、本発明を下記実施例に基づいてより具体的に説
明する。

実施例１けい素系樹脂として信越化学製KR−271（ポリジメチ
ルシロキサン系樹脂）を使用し下記配合によりインキ樹
脂組成物を作成した。

けい素系樹脂（信越化学製KR−271） 100g 弁柄 40g コロイダルシリカ 5g イソホロン 150g 尚、該インキ樹脂組成物のチキソトロピーインデック
スは６であった。

上記インキ樹脂組成物を用いて、50μｍのエチレン−
テトラフルオロエチレン共重合樹脂（アフロンCOP:旭硝
子（株）製）フィルム上に、300メッシュのスクリーン
を用いてフィルム全面にスクリーン印刷を施した後、12
0℃で60分間熱風乾燥を行った。このフィルムの印刷層
の厚みを測定したところ、その厚さが８μｍであった。

こうして得られた印刷フィルムを特願平１−73899号
公報、特願平１−139155号公報それぞれに示されている
方法で厚さ2mmのアルミニウム板（JIS A3004グレード）
に熱融着を行って、本発明品１を作製した。

実施例２実施例１のインキ組成物を下記配合のインキに変更し
て下記により印刷した以外は総て実施例１と同様に試作
した。これを発明品２とした。

ビニルシラン変性けい素樹脂 100g 焼成グリーン 50g コロイダルシリカ 10g パラクロルベンゾイルパーオキサイド 5g MgO 10g をインキ化し印刷した後印刷物を130℃30分間熱処理し
た後実施例１と同様に熱融着した。

上記本発明品１〜２それぞれについてテーバー摩耗、
耐候性、キャス試験、及び曲げ加工性それぞれの試験を
行って、それぞれを下記基準に従って評価し、それぞれ
の評価結果を下記第１表に示した。

下記第１表に示す結果からも明らかなように、本発明
品１〜２は、いずれもテーバー摩耗、耐候性、キャス試
験、及び曲げ加工性のいずれも優れていることが判っ
た。

第１表中、テーバー摩耗、耐候性、曲げ加工性及びキ
ャス耐食性（キャス試験）はそれぞれ下記基準による評
価を示すものである。

テーバー摩耗:JIS−K7204に規定される摩耗試験機を
用いて、荷重500gf、回転数1000回転の条件で摩耗試験
を行った。◎は良好、△はやや不良、×は不良である。

耐候性:JIS A1415−1977に示されるWS型サンシャイン
カーボン（スガ試験機製）を用いて、5000時間の促進暴
露試験を行い、保存試験片と外観変化を比較した。保存
試験変の外観と殆ど変わらない場合を◎、多少変化して
いる場合を○で示した。

曲げ加工性：長さ100mm、幅50mm、厚さ2mmの試験片の
中央に直径2mmの鋼製丸棒を配し、該丸棒を支点として1
80゜の曲げ加工を行い、その際に曲げ部分に生じるクラ
ック・剥離の有無を調べ、クラック・剥離が無い場合を
◎で、多少ある場合を○、かなりある場合を△でしめし
た。

キャス試験;JIS H8681に規定するキャス試験を実施し
た。具体的には、JIS Z2371（塩水噴霧試験方法）に規
定された装置、キャス試験機ISO型（スガ試験機（株）
製）を用い、試験液にはJIS H8681に規定されている塩
化ナトリウム（５％）、塩化第二銅（0.26％）、酢酸
（0.1％）の混合溶液（PH3.0）を用いる。試験片は70×
200mmとし、その片隅に一辺が約70cm長の「×」印をカ
ッターにより金属板に至るように切り込みを入れた。

評価は、250時間後、「×」部に生じた最大浸食幅を
実測することにより行った。

浸食幅とは「×」の一辺の長手方向に対し、直角方向
の浸食長さである。この幅が小さい程樹脂フィルム金属
板との熱融着性が優れていることになる。

〔発明の効果〕

本発明の樹脂被覆金属は、金属の表面に表示された文
字、図形等の表示内容が堅牢で、剥離し難いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の樹脂被覆金属の一例を拡大して示す部
分断面図である。１……金属板２……印刷層３……フッ素系樹脂フィルム

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属の表面に、インキ樹脂組成物よって形
成された印刷層を有するフッ素系樹脂フィルムが熱融着
されてなり、且つ上記インキ樹脂組成物けい素系樹脂を
主成分とすることを特徴とする樹脂被覆金属。
【請求項２】上記印刷層が、上記フッ素系樹脂フィルム
と上記金属の表面との間に介在する、請求項（１）記載
の樹脂被覆金属。
【請求項３】上記インキ樹脂組成物のメルトフローイン
デックスが、１〜500である、請求項（１）または
（２）記載の樹脂被覆金属。
【請求項４】上記金属が、アルミニウムまたはアルミニ
ウム系合金である、請求項（１）〜（３）のいずれか一
つに記載の樹脂被覆金属。
【請求項５】上記けい素系樹脂がポリジメチルシロキサ
ン系樹脂及びその変性体である請求項（１）記載の樹脂
被覆金属。