JPS6178640A - 複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する分野） 本発明は複合材料に関し、訂しくは亜鉛または亜鉛合金
板の表打ち材として、亜鉛鉄板を用いることによって、
耐クリープ性、耐熱性、耐食性等の緒特性を向上させた
、特に建材用に用いられる複合材料に関する。

（従来技術の説明） 従来、屋根、外壁および雨樋等に使用される金属材料と
しては、一般にはカラートタン板、カラーアルミニウム
板、銅板および亜鉛または亜鉛合金板等であるが、これ
らの材料はいずれも欠点を有している。例えば最も一般
的に使用されるカラートタン板は、廉価でかつ適当な強
度を持っているが、半永久的に使用するためには定期的
な再塗装が必要とされ、また外観上し重厚感が薄い。カ
ラーアルミニウム板は最も軽０であり、合金の選択によ
り優れた耐候性と適当な強度を保持させる等の長所をｎ
するが、塗装により外観上カラートタン板との差がなく
なり、外観から使用者に満足感を与えることができない
。鋼板は耐食性にとみ自然発色により緑青色を呈するた
め、好ましい外観を有するが、反面、価格が高くまた価
格の変動が激しく材料の安定供給という見地から好まし
くない。西独、フランス等の諸国で使用例の多い亜鉛ま
たは！１！重合金板は耐食性も良く、また自然発色によ
って也厚なダークグレイの色調を呈することができるが
、耐クリープ性および耐火性が低い等の欠点がある。ま
た、亜鉛または亜鉛合金板は、圧延したものをそのまま
用いるため、安定した灰黒色になるまでに白錆が発生す
るという問題もある。

これらの欠点を解決するため、本出願人は亜鉛または亜
鉛合金板に鉄箔または鉄合金箔を裏打らした特開昭５５
−３６０４５号公報や亜鉛または亜鉛合金板にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金を裏打らした特開昭５６−
１１４５８８号公報を出願している。

しかしながら、鉄箔や鉄合金箔を用いた場合には、引張
り強度や耐クリープ性の改善効果が少なく、耐熱性も弱
いという問題がある。また、アルミニウムやアルミニウ
ム合金を用いた場合には、耐熱性、必要な引張強度、耐
クリープ性を得るには板厚を厚くする必要性が生じ、ま
たアルミニウムやアルミニウム合金はａ価であるという
問題が生じる。

（発明の目的） 本発明は上記各金属材料の欠点を解決すべくなされたも
ので、引張強度、耐クリープ性、耐熱性耐食性等の諸特
性に優れ、かつ安定した表面外観を有する安価な複合材
料を提供することを目的とし、特に屋根材や外壁材等の
建材に好適に用いられる。

（発明の構成） 本発明の上記目的は、亜鉛または亜鉛合金に亜鉛鉄板を
接着することによって達成される。

すなわち本発明は、亜鉛または亜鉛合金板と亜鉛鉄板と
を接着してなる複合材料にある。

本発明においては、亜鉛または亜鉛合金板が使用される
。亜鉛合金の種類としては、一般にｚｎ−ＣＵ−Ｔｉ系
が好ましく使用されるが、Ｚｎ−Ｃｕ系、Ｚｎ−ｃｄ−
丁１系、Ｚｎ−’ｌｉ系、７ｎ−〜Ｉｎ−Ｍり系等も使
用される。

本発明に用いられる亜鉛または！ｌ［鉛合金板の厚さは
、曝露環境下の腐食虫によって決定される。

通常環境でのＩＴＩ！鉛の腐食Ｒは、１〜２μ／年であ
り、３０年の寿命が必要な場合として最低０．０５Ｉ１
１以上の厚さが必要である。厚さの厚いものほど耐用年
数は長くなるが生産性、コストの面から　１．０１１Ｉ
ｇが限度である。このことから、亜鉛または亜鉛合金板
の厚みは０．０５〜１．　Ｏｎ＋＋ａの範囲が好ましい
。

亜鉛または亜鉛合金板は、亜鉛鉄板と接着される。前に
、燐１１ｉ！塩処理が施されるか、または、接着複合化
された１、　ｇ４ｒｔｉ［ｌ理を実施することが望まし
く、このことにより、安定した灰黒色の最終外観を最初
からｔ９ることができると共に、施工後の白錆の発生を
完全に防ぐことができ、耐食性の向りに奇勺する。また
、亜鉛鉄板と接着する前に亜鉛または亜鉛合金板に燐酸
塩処理を施すことによって金属表面に微細な結晶が生成
し、亜鉛鉄板との接着の際に接着剤と結晶とが混合した
形となり、十分なアンカー効果を発揮して剥離強度が著
しく向上する。さらに、この亜鉛または亜鉛合金板に燐
酸塩処理を施したものは、亜鉛または亜鉛合金表面の耐
火性の向上が期待できる。

この燐酸塩処理方法としては、通常市販されている薬剤
が利用できる。例えば、日本パー力うジング社のｌ”　
ｃ−３０１あるいはＦ　ｃ−４３２１にて、６０°Ｃ前
侵で１〜３分間脱脂前処理を行った後、ＢＴ３７あるい
はＢ　Ｔ　３３００を用いて６０〜７０℃にて、１５〜
６０秒間燐酸塩処理を施すことにより、亜鉛または亜鉛
合金板表面に灰黒色の均一な皮膜を形成することが可能
である。

本発明に使用される亜鉛鉄板とは、溶融亜鉛メッキ鋼板
、電気亜鉛メッキ鋼板、着色亜鉛鉄板を指し、いずれも
鋼板の厚みが０．２７〜１．６ｍｌ１ｌのものを使用す
ることが望ましい。

溶融亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛付着１１２０〜３８１ｇ／
麓であり、通常の亜鉛メッキ組成、佃鉛−アルミニ・ク
ム合金メッキ組成、またこれらの表面に、クロメート処
理、ｔ！４酸塩処理が施されているもの簀か使用される
。

′上気亜鉛メッキ鋼板は、亜鉛付１１１０〜５０ｇ／尻
であり、亜鉛組成は通常の電気亜鉛メッキ組成（ＭＡ亜
鉛）、仙鉛−ニッケル合金メッキ組成、亜鉛−コバルト
合金メッキ組成または亜鉛−鉄合金メッキ組成等が使用
され、さらにはこれらの表面にクロメート処理、燐酸塩
処理が施されているものも使用される。

着色亜鉛鉄板は、亜鉛付省ω１２０〜３８１１；ｌ　／
尻であり、ＪＩＳに規定される５ＣＧ１種または５ＣＧ
２）Ｉの塗装が施されているものが使用される。

これらの亜鉛鉄板については、いずれもＪＩＳに）Ａ定
された範囲にあり、また容易に入手できる。

本発明においては、亜鉛または亜鉛合金の引張強度、耐
クリープ性、耐熱性を向上させるに必要なサイズの亜鉛
鉄板を適宜選択して使用することが可１走である。

亜鉛またはＩＩｌ！鉛合金と亜鉛鉄板を接着する接着剤
としては、通常使用されているエボ４シ樹脂、フェノー
ル樹脂、天然ゴム等のエラストマー、酢酸ビニル樹脂、
ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が任意に選
択して使用される。

本発明により得られた複合材料は特に建材用として用い
られ、屋根材、外壁材に使用されるが、この場合、亜鉛
または亜鉛合金数が建材の表面部亜鉛鉄板が裏面部に位
置する。すなわら、伊鉛鉄板は亜鉛または亜鉛合金板の
裏打ち材としての１９・　割を果すものである。

（実施例の説明） 以下、本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説
明する。

１〜８および　　　１〜２ 第１表に示す亜鉛合金板、亜鉛鉄板および接着剤を用い
て、亜鉛合金板と亜鉛鉄板を接着剤を介して接着し、複
合材料を得た。なお、！ｌｌｉ鉛鉄板の種類を第２表、
接着剤のｆｌＭを第３表にそれぞれ示した。また、実施
例２．４．６および８については、亜鉛合金板に燐酸塩
処理を行なったが、この燐酸塩処理の方法を下記に示す
。

このようにして得られた複合材料ドついて、表面外観の
観察ならびに引張強度、伸び、直角折り曲げ、クリープ
テス１へ、ビール強度、耐食性（塩水噴霧白錆試験）の
各試験を下記方法に準拠して行ない、結果を第１表に示
した。

また、比較として、第１表に示す亜鉛合金板、アルミニ
ウム板（厚さ０，６ｉ＋ｍ）　１３よび接着剤を用いて
、亜鉛合金板とアルミニウム板を接着剤を介して接σし
、複合材料を得た。なお、比較例２については、亜鉛合
金板にｇ４ＰＩｉ塩処理を行なったが、この燐／ｌｌｉ
塩処理の方法を下記に示す。

このようにして得られた複合材料について、上記と同様
に表面観察ならびに各試験を行ない結果を第１表に示し
た。

（１）亜鉛合金板へのｖＡ酸塩処理の方法：亜鉛合金板
に日本パー力うジング社のＦ　ｃ−３０１にて脱脂前処
狸を行った１灸、ＢＴ３７を用いて６０〜１０℃にて、
１５〜６０秒間燐酸塩処理を施すことにより、！ｌｌ！
鎗合金板表面に灰黒色の均一な皮膜を形成させた。

（２）１皿ｐｉｇｓ互１−； ａ）引張強度および伸び サンプルはＪ　ＩＳ　　Ｚ　２２０１　　（金属材料引
張試験片）の１３８に従って切り出しＪＩＳＺ２２４１
（金属材料引張試験方法）に従って、引張強度および伸
び（破断伸び）を測定した。

ｂ）直角折り曲げ試験 サンプルはＪ　ＩＳ　　Ｚ　２２０１１　　（金屈祠料
曲げ試験片）の３号試験片に準じて切出し、ＪＩＳ　　
Ｚ２２４８　　（金底材料曲げ試験方法）の曲げ試験で
曲げ角度９０°での繰返し折り曲げを実施して、破断す
る回数を測定した。

Ｃ）クリープテスト Ｊ（長さ）　−２００ｍｍ、　　ｂ（横幅）＝２０ｉｖ
、　　ｈ（縦幅）　−０，５ｍｎ＋、ρ（平均比重）　
−７，５Ｑの複合板を用いて、苗温下で最大曲げ応力が
４８ｇ／ｍｍ”となる用に片持ち梁で荷重をかけてテス
トを行った。荷重を除いた後でのサンプルのたわみの有
無を測定した。荷重および最大たわみ′８１ま、下式よ
リ０出される。なａ５、テストは亜鉛鉄板部分を下にし
て行なった。

１）曲げし一メント（Ｍ） Ｍ＝Ｗ・１＋、１／２・ｗ　＝　（Ｗ＋ｗ／　２）　Ｊ
＝Ｗ−Ｊ・・・■ Ｗ：荷Φ　　Ｗ：自１ Ｗ・＝ｂ−、ｆ−ｈ　・ρ＝ ２ｃｔｓ　・２０ｃｉ　・０，０５　ｃｔｐｒ　・７．
５ｇｒ＝　１５ｇｒ・・・■′２）ｌｌＪｉ面二次モー
メント（１） １＝１／１２・ｂ−ｈｌ　・・・■ １＝Ｌ／＋２・２０・（０，５）　’　＝　０．２０８
・・・■′３）断面係数（Ｚ） Ｚ＝Ｌ／’６　・ｂ−ｈ’・・・■ Ｚ＝１／６　　・２０・　（０，５）　’　＝　０．８
３・・・■′’Ｉ）　ｆｆｌ大曲応力（Ｗ’　Ｊ　／　
Ｚ　＝　４Ｋｇ／ｌａｍうＷ′　＝　４・Ｚ／Ｊ・・・
■ ■′から Ｗ′　＝　４・　０．８３　／　２００＝　０．０１６
６Ｗ’　　＝＋６，６すｒ・・・■′ ■式から Ｗ＝Ｗ’　　−ｗ　／　　２・・・■ Ｗ＝　１６．６−１５／２　−　９．１ｇｒ−・・■′
５）最大たわみ（Ｖ） ｖ＝　１／３−Ｗ’　Ｊ’　／Ｅ　Ｉ−■Ｅ　＝　２１
．７００Ｋｙ　／　ｍｇ２（Ｆ　ｅ　）Ｅ　＝　　８，
０００Ｋｇ／ａｓ２（Ｚ　ｎ　）Ｅ　−２１，７０ＯＮ
ｆｆ　／　ａ＋ｇ＋セするとｖ　−１／３　・０．０１
６６　・（２００）　’／２１，７００・　０．２０８
＝　９，８１１１・・・■′ｄ）ビール強度 ビール強度は９０′ビール（Ｔビール）について行ない
、第１図のような方法で試験を行ない、結果は単位幅あ
たりの剥離荷重をもって表示した。

また、剥離荷重は引張試験機で測定した。なお、第１図
において、１は亜鉛または亜鉛合金板、２は接着剤、３
は亜鉛鉄板をそれぞれ示し、矢印は引張り方向を示す。

「）耐食性（塩水噴霧白錆試験） 耐食性はＪＩＳ　　Ｚ　　２３７１に規定される塩水噴
霧試験方法によって複合板の亜鉛合金表面を評価し、白
錆の発生する時間を測定し、耐食性の良悪を判断した。

第　　２　　表 第３表 第１表の結果から明らかなように、各試験結果から次の
ごとき結論が得られた。

すなわら、引張強度、伸び、直角折り曲げテストの結果
は、什鉛合金板と亜鉛鉄板を接着した実施例１〜８の複
合材料のほうが、アルミニウム板と亜鉛合金板を接着し
た比較例１〜２の複合材料と比較して優れている。

クリープテストの結果は実施例１〜８および比較例１〜
２とも先端部の下りがなかった。

ビール強度は実施ｖＡＩ〜８のほうが、比較例１〜２よ
りも好ましい結果が得られ、特に亜鉛合金板を燐酸塩処
理したもののほうが好ましい結果が得られた。

耐食性においては、実施例１〜８および比較例１〜２に
おいては、相違はないが、亜鉛合金板を燐酸塩処理した
ものは、高い耐食性を示し、白錆の発生が防止される。

また、表面外観においては、亜鉛合金板を燐酸塩処理し
たものは、安定した灰黒色を呈する。

なお、耐熱性のｆ−ターは示していないが、アルミニウ
ム板では０．５ａｖ以上が不燃剤として認定されている
が、亜鉛鉄板では０，２７　ｎｕｎ以上であれば不燃材
として認定されている。着色亜鉛鉄板（亜鉛鉄板（Ｄ）
）も指定された厚み以下の被膜であれば不燃材として認
められており、アルミニウムに比較して薄いもので耐熱
性が確保されることとなる。また亜鉛鉄板の融点は、鋼
板によって確保され、１４００℃以上が保証されるが、
アルミニウム板の場合は、１００℃前後で溶解してしま
うこととなる。このことから、実施例１〜８は比較例１
〜２に比較して耐熱性においても優れていることが判る
。

このことから明らかなように、実施例１〜８は比較例１
〜２に対して、引張強度、伸び、直角折り曲げテスト、
ビール強度の点で優れ、特に、亜鉛合金板を燐酸塩処理
した実施例２．４．６．８は安定した灰黒色の表面外観
が得られるのみならず、耐食性に優れ、ビール強度もさ
らに向上する。

（発明の効果） 以上説明のごとく、亜鉛または亜鉛合金板と亜鉛鉄板を
接着してなる本発明の複合材料１．＆、引張強度、伸び
、耐クリープ性、剥離強度、耐熱性等の諸特性に優れる
。また、本発明の複合材料において、亜鉛または亜鉛合
金板の表面をｆｌｌＦＩＮＪ”ｌｌＪ理したものは、安
定した灰黒色の表面外観が寄られるのみならず、耐食性
、耐火性に浸れ、また剥離強度を向上させる。従って、
本発明の複合材料は屋根板材、外壁材等の建材を始めと
して広範な用途に使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はビー°ル強度の測定方法を示す概略図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、亜鉛または亜鉛合金板と亜鉛鉄板とを接着してなる
   複合材料。 ２、前記亜鉛または亜鉛合金板の厚みが０．０５〜１．
   ０ｍｍである前記特許請求の範囲第１項記載の複合材料
   。 ３、前記亜鉛または亜鉛合金板の表面が燐酸塩処理され
   ている前記特許請求の範囲第１項または第２項記載の複
   合材料。 ４、前記亜鉛鉄板が溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッ
   キ鋼板、着色亜鉛鉄板である前記特許請求の範囲第１項
   、第２項または第３項記載の複合材料。 ５、前記複合材料が建材用に用いられる前記特許請求の
   範囲第１〜４項のいずれか１つに記載の複合材料。 ６、前記亜鉛または亜鉛合金板が建材の表面部、亜鉛鉄
   板が建材の裏面部に位置する前記特許請求の範囲第５項
   に記載の複合材料。