JP3056376B2

JP3056376B2 - 不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板

Info

Publication number: JP3056376B2
Application number: JP18048994A
Authority: JP
Inventors: 勝美神田; 芳夫林; 行治藤井
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 2000-06-26
Anticipated expiration: 2015-06-26
Also published as: JPH0825557A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不燃性ポリ塩化ビニル
被覆鋼板に関し、さらに詳しくは、防火用建材の分野に
適用できる不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリ塩化ビニル被覆鋼板は金属板上に接
着剤を介してポリ塩化ビニル皮膜が被覆されており、耐
候性、耐食性、加工性、意匠性に優れているため、建
材、弱電、家電、自動車、容器、雑貨、家具等の分野で
広く用いられている。ポリ塩化ビニル被覆鋼板は、通常
の塗装鋼板に比べて皮膜厚が厚く、ポリ塩化ビニル皮膜
にエンボス加工を施すことができるため意匠性が高く評
価されている。ポリ塩化ビニル被覆鋼板が建材、例えば
ドア材、内装材、屋根材等に用いられる場合、不燃性が
要求される場合がある。この場合、建築基準法第２条第
９号に定められている不燃材の認定が必要である。

【０００３】ポリ塩化ビニル樹脂はそれ自体が難燃性で
あることから、ポリ塩化ビニル被覆鋼板はポリ塩化ビニ
ル皮膜の厚みが１００μｍ以下のものは建築基準法第２
条第９号に定められた試験に合格し、不燃第１０５１号
として通則認定を受けている。

【０００４】しかしながら、ポリ塩化ビニル皮膜の膜厚
が１００μｍでは深いエンボスが入らないので意匠性に
制約を受け、ポリ塩化ビニル被覆鋼板の特徴である優れ
たエンボス性を得るにはポリ塩化ビニル皮膜の厚みは１
００μｍ以上必要である。したがって、建材等の分野で
は、不燃性と良好なエンボス性すなわち意匠性を兼ね備
えたポリ塩化ビニル被覆鋼板が強く求められている。ま
た、建築基準法第２条第９号に定められた燃焼試験には
鋼板の厚みが影響を及ぼし、ポリ塩化ビニル皮膜の膜
厚、仕様を一定にした場合、鋼板の厚みが薄くなる程不
燃性に不利な条件になる。建材等の分野に使用されるポ
リ塩化ビニル被覆鋼板の鋼板の厚みは通常０．５〜１．
６ｍｍであり、この範囲での不燃性が強く求められる。

【０００５】通常のポリ塩化ビニル被覆鋼板のポリ塩化
ビニル皮膜の厚みを１００μｍ以上としてエンボス性を
向上した場合、建築基準法第２条第９号に定められた基
材試験および表面試験に合格することができない。ま
た、単にポリ塩化ビニル皮膜中の可塑剤量を減少すると
燃焼試験には合格するが、成形加工時にポリ塩化ビニル
皮膜の割れなどが生じて加工性が著しく低下するため、
プレコ−ト鋼板としての特性がそこなわれる。

【０００６】従来、ポリ塩化ビニル樹脂等に不燃性を付
与する方法としては、アンチモン酸化物、金属水酸化
物、ほう酸金属塩等の難燃剤、炭酸カルシウム、珪酸カ
ルシウム、タルク、マイカ等の充填剤を添加する方法が
試みられており、例えば、特開昭５７−４７３４０、特
開昭５７−５４０５４号公報等の提案がある。

【０００７】しかし、これらの難燃剤、充填剤を配合し
たポリ塩化ビニル樹脂は不燃性は優れているが、ポリ塩
化ビニル被覆鋼板に用いた場合、成形加工時に皮膜の加
工部が白化して意匠性の著しい低下が認められ、また、
皮膜が脆くなる。したがって、不燃性と良好なエンボス
性すなわち意匠性を兼ね備えたポリ塩化ビニル被覆鋼板
を得るためには、ポリ塩化ビニル皮膜への難燃剤、充填
剤の配合だけでは困難である。

【０００８】一方、ポリ塩化ビニル被覆鋼板が防火用の
内装建材として用いられる場合、皮膜の耐汚染性、耐溶
剤性あるいは美観が強く要求される場合がある。しか
し、ポリ塩化ビニル皮膜は可塑剤を含むため、他の塗装
鋼板に比べて、これらの特性が劣るので改善することが
必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のポリ塩化ビニル
鋼板を不燃材として使用する場合、ポリ塩化ビニル皮膜
の厚みは１００μｍ以下にする必要があり、この膜厚で
はエンボス性が劣るため意匠性に限界がある。また、単
にポリ塩化ビニル皮膜中の可塑剤量を減少させたり、難
燃剤、充填剤を配合して皮膜の厚みを１００μｍ以上に
した場合、不燃性は向上するが、成形時の加工性が著し
く劣り、プレコ−ト鋼板としての機能がそこなわれる。
そこで、不燃性と意匠性及び加工性とを兼ね備えたポリ
塩化ビニル被覆鋼板が必要である。また、ポリ塩化ビニ
ル被覆鋼板が防火用の内装建材として用いられる場合、
皮膜の耐汚染性、耐溶剤性の改善が必要である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板上に接着
剤を介して、第１層として、ポリ塩化ビニル樹脂１００
重量部に対して炭酸カルシウムを７０〜１００重量部配
合した膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜と、
さらにその上に第２層として、ポリ塩化ビニル１００重
量部に対し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１
５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第
２層のポリ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５
０μｍであり、あるいはさらに第３層として膜厚０．３
〜２５μｍのアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステ
ル樹脂あるいはフッ素樹脂皮膜をもち第１層と第２層の
間あるいは第２層と第３層の間に印刷層をもつことを特
徴とする意匠性及び加工性に優れる不燃性ポリ塩化ビニ
ル被覆鋼板に関する。すなわち、本発明は、ポリ塩化ビ
ニル皮膜の可塑剤量、炭酸カルシウムの配合、膜厚、皮
膜構成について鋭意工夫をして、意匠性及び加工性に優
れる不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板を見い出したもので
ある。以下、本発明について詳細に説明する。

【００１１】本発明のポリ塩化ビニル被覆鋼板に使用さ
れる鋼板としては、冷延鋼板をはじめとして、冷延鋼板
に亜鉛めっき、クロムめっき、錫めっき、ニッケルめっ
き、あるいはこれらの金属の合金めっき、並びに多層め
っき等を行い、さらにクロメ−ト処理、リン酸塩処理等
の化成処理を施した鋼板を使用することが可能であり、
その目的、用途に応じて任意に選択できる。また、目的
に応じて、ステンレス鋼板、アルミニウム板あるいは銅
板等を鋼板の代わりとして用いることもできる。鋼板の
厚みについては特に制限されないが、建築基準法第２条
第９号に定められた燃焼試験には鋼板の厚みが影響し、
鋼板の厚みが薄くなる程厳しい条件となる。したがっ
て、本発明においては、鋼板の厚みは０．５ｍｍ以上が
好ましい。

【００１２】鋼板とポリ塩化ビニル皮膜の接着剤として
は、一般に用いられているアクリル系、ポリエステル系
等の公知の接着剤が使用可能である。接着剤の塗布量は
１〜１０ｇ／ｍ²が好ましい。

【００１３】ポリ塩化ビニル皮膜に用いるポリ塩化ビニ
ル樹脂は、懸濁重合あるいは乳化重合等の製造方法で製
造されているものであればよく、通常のポリ塩化ビニル
被覆鋼板に用いられているものが使用できる。

【００１４】また、ポリ塩化ビニル皮膜に配合される可
塑剤としては一般に用いられているフタル酸ジオクチル
エステル、トリメリット酸トリオクチルエステル、トリ
メリット酸トリイソデシルエステル、アジピン酸ジオク
チルエステル、セバチン酸ジオクチルエステル、セバチ
ン酸ジイソデシルエステル、アゼライン酸ジオクチルエ
ステル、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等が使
用可能である。配合量は、第１層のポリ塩化ビニル皮膜
についてはポリ塩化ビニル１００重量部に対し１５〜３
５重量部の配合が望ましい。１５重量部より少ないと加
工性が悪くなり、３５重量部より多くなると不燃性が悪
くなるので好ましくない。第２層のポリ塩化ビニル皮膜
については、ポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑
剤量は１５〜２５重量部が望ましい。１５重量部より少
ないと加工性が悪くなり、２５重量部より多いと不燃性
が悪くなるので好ましくない。

【００１５】第１層のポリ塩化ビニル皮膜に配合される
炭酸カルシウムはポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対
し７０〜１００重量部が望ましい。７０重量部より少な
いと皮膜の不燃性が劣り、配合した効果が見られない。
また、１００重量部より多くなるとポリ塩化ビニルとし
ての機械的特性を損なわれ、成形加工時に第２層のポリ
塩化ビニル皮膜との密着性が悪くなるので好ましくな
い。また、炭酸カルシウムの他に珪酸カルシウム、タル
ク、マイカ等の充填剤あるいはアンチモン酸化物、金属
水酸化物、ほう素化合物、モリブデン化合物、酸化錫等
の難燃剤を少量配合してもさしつかえない。しかし、第
２層のポリ塩化ビニル皮膜には、炭酸カルシウムだけで
なく、前述した充填剤、難燃剤等を配合すると、加工
性、意匠性等の特性が低下するので好ましくない。ま
た、第１層と第２層の間に印刷層を形成する場合、第２
層は着色顔料等を含まない透明なポリ塩化ビニル皮膜が
望ましい。

【００１６】また、第１層あるいは第２層のポリ塩化ビ
ニル皮膜中に通常のポリ塩化ビニル皮膜に用いられる安
定剤、顔料、改質剤、ＵＶ吸収剤、耐候助剤等を配合す
ることが可能である。

【００１７】本発明のポリ塩化ビニル皮膜の厚みは、第
１層は７０〜１５０μｍ、第２層は３０〜１５０μｍ
で、かつ第１層と第２層を合計した厚みは１００〜２５
０μｍが望ましい。第１層の厚みと第２層の厚みの合計
が１００μｍ未満の時はエンボス性が劣るので好ましく
ない。また、第１層の厚みと第２層の厚みの合計が２５
０μｍを越えると不燃性が悪くなるので好ましくない。
建築基準法第２条第９号に定められた燃焼試験には鋼板
の厚みが影響し、鋼板の厚みが０．５ｍｍより厚くなる
と第１層と第２層を合計した厚みを２５０μｍ以上にす
ることも可能である。

【００１８】本発明の第３層としては、膜厚０．３〜２
５μｍのアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂あるいはフッ素樹脂を用いることができる。これらの
樹脂層を形成することにより、耐汚染性、耐溶剤性を向
上させることが可能である。膜厚が０．３μｍ未満にな
るとこれらの樹脂層の効果が見られなくなり、また、２
５μｍを越えると不燃性、エンボス性が劣るので好まし
くない。また、第３層は、目的に応じて、前述した樹脂
の混合物あるいはそれぞれの樹脂を重ね合わせて適用す
ることもできる。

【００１９】また、本発明の第１層と第２層の間あるい
は第２層と第３層の間に印刷層を形成することにより、
意匠性、美観をさらに向上することができる。印刷に用
いられるインキは特に制約を受けないが、第１層、第２
層あるいは第３層との密着性に優れるインキが好まし
い。目的に応じて、１〜４版の印刷を行うことができ
る。

【００２０】本発明のポリ塩化ビニル被覆鋼板を製造す
る方法としては、フィルム積層法あるいはゾル法、ある
いはこれらの２方法を組み合わせた方法のいずれの方法
でも製造可能である。

【００２１】フィルム積層法においては、第１層及び第
２層に相当する２種類のポリ塩化ビニルフィルムをカレ
ンダ−法あるいは押し出し法で製造して準備し、鋼板の
上に接着剤層を介して順次積層することが可能であり、
また、第１層及び第２層に相当する２種類のポリ塩化ビ
ニルフィルムをあらかじめ貼り合わせたフィルムを接着
剤層を介して積層することも可能である。この場合、フ
ィルムを鋼板に積層する前あるいは積層後いずれの工程
においても表面にエンボスを施すことができる。

【００２２】ゾル法においては、鋼板の上に接着剤層を
介して第１層のゾルを塗布後、加熱によるゲル化を行
い、さらにこの上に第２層のゾルを塗布後、加熱による
ゲル化を行った後にエンボス加工をして製造することが
できる。また、鋼板の上に接着剤層を介して第１層のゾ
ルを塗布後、加熱によるゲル化を行い、さらにこの上に
第２層のポリ塩化ビニルフィルムを積層した後にエンボ
ス加工を行って製造することもできる。

【００２３】印刷層を形成する場合、ポリ塩化ビニルフ
ィルムを作成した後、鋼板に積層される前あるい積層し
た後、いずれの工程でもさしつかえない。また、第３層
の形成は、フィルム法ではフィルムを鋼板に積層する前
あるいは積層した後、いずれの工程においてもよく、ゾ
ル法においては第１層及び第２層形成後に行うことが可
能であり、エンボス加工を施す前に行うことが望まし
い。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。

【００２５】実施例１〜４めっき量１０ｇ／ｍ²で後処理としてＣｒ量が２０ｍｇ
／ｍ²のクロメ−ト処理を施した板厚０．５ｍｍの電気
亜鉛めっき鋼板の表面に、加熱硬化タイプのアクリル系
接着剤を６．４ｇ／ｍ²塗布した後、ガスオ−ブンにて
板温２２０℃で焼き付けを行い、直ちに、表１に示すポ
リ塩化ビニルフィルムを積層した後、表面にエンボス加
工（砂目のエンボス；エンボスロ−ルの表面粗度Ｒａ＝
５０μｍ）を施してポリ塩化ビニル被覆鋼板を作製し
た。なお、表１の配合は重量部で示す。

【００２６】不燃性、加工性、白化性及びエンボス加工
性を評価した。なお、不燃性及びその他の試験は次に示
す方法により行った。

【００２７】（１）不燃性建築基準法第２条第９号により定められた基材試験と表
面試験により合否を判定した。基材試験および、表面試
験の合格基準は以下の通りである。基材試験の合格基準炉内温度が７４０℃から７６０℃の間に調整された加熱
炉中に試験体を２０分間挿入し、その間炉内温度が挿入
前の温度のプラス５０℃を越えないこと。表面試験の合格基準試験体をはじめに副熱源で３分間加熱したのち、さらに
主熱源を加えて７分間加熱し、合計で１０分間加熱し以
下の条件を満たせば合格である。１）防火上有害な変形、避難上著しく有害なガスの発生
等がないこと。２）試験体の全厚にわたる溶融、試験体の裏面に達する
亀裂で、当該裏面の亀裂の幅が全厚の板厚の１０分の１
以上であるもの等がないこと。３）加熱終了後３０秒以上残炎がないこと。４）試験体の排気温度曲線が標準温度曲線をこえないこ
と。５）単位面積当たりの発煙係数Ｃ_Aが３０以下であるこ
と。〔評価〕 ○：合格 ×：不合格

【００２８】（２）加工性、白化性作成したポリ塩化ビニル被覆鋼板を−５℃から１０℃の
間においてデュポン衝撃試験（１ｋｇ、５０ｃｍ）を行
い、加工部の皮膜の割れ及び白化の程度を５点法で評価
した。〔評価〕５（良好）← →（不良）１

【００２９】（３）エンボス性作成したポリ塩化ビニル被覆鋼板のエンボス性を目視に
より評価した。〔評価〕 ○：良好 ×：不良

【００３０】表２に示すように、本発明の実施例１〜４
のポリ塩化ビニル被覆鋼板は、ポリ塩化ビニル皮膜の膜
厚が１００μｍ以上で加工性、白化特性、エンボス性に
優れ、かつ、不燃性に優れており、建築基準法第２条第
９号に定められた基材試験、表面試験に合格した。

【００３１】実施例５〜８実施例１〜４と同様な電気亜鉛めっき鋼板の表面に、実
施例と同様な方法で接着剤を塗布した後、ガスオ−ブン
にて板温２２０℃で焼き付けを行い、直ちに、その上層
に表３に示す構成で第１層及び第２層のポリ塩化ビニル
フィルムの積層、印刷あるいは第３層の皮膜の形成を行
った後、表面にエンボス加工（砂目のエンボス；エンボ
スロ−ルの表面粗度Ｒａ＝５０μｍ）を施してポリ塩化
ビニル被覆鋼板を作製した。なお、表３の配合は重量部
で示す。

【００３２】また、表３に示した第３層に用いた樹脂は
次に示す構成とした。Ａ：熱可塑性アクリル樹脂（膜厚５μｍ）Ｂ：外層；フッ素樹脂（膜厚３μｍ）内層；アクリル樹脂（膜厚２μｍ）Ｃ：ポリエステル樹脂（膜厚２５μｍ）

【００３３】得られたポリ塩化ビニル被覆鋼板を実施例
１〜４に示した方法と同様な方法により、不燃性、加工
性、白化性及びエンボス加工性を評価した。また、次に
示す方法により、耐汚染性と耐溶剤性を評価した。耐汚染性：油性マジックインキ（黒）で皮膜表面に描画
後、２４時間後にエタノ−ルで清拭を行い、マジックイ
ンキの除去性を評価した。〔評価〕 ○：良好 △：やや不良 ×：不良耐溶剤性：メチルエチルケトンに２４時間浸漬した後の
皮膜表面の変色、ふくれの発生の程度を評価した。〔評価〕 ○：良好 △：やや不良 ×：不良

【００３４】表４に示すように、実施例５〜８のポリ塩
化ビニル被覆鋼板は、ポリ塩化ビニル皮膜の膜厚が１０
０μｍ以上で加工性、白化特性、エンボス性、美観、耐
汚染性、耐溶剤性に優れ、かつ、不燃性に優れており、
建築基準法第２条第９号に定められた基材試験、表面試
験に合格した。

【００３５】比較例１〜４実施例と同様な電気亜鉛めっき鋼板の表面に、実施例と
同様な方法で接着剤を塗布した後、ガスオ−ブンにて板
温２２０℃で焼き付けを行い、直ちに、その上層に表５
に示す単層のポリ塩化ビニルフィルムを積層した後、表
面にエンボス加工（砂目のエンボス；エンボスロ−ルの
表面粗度Ｒａ＝５０μｍ）を施してポリ塩化ビニル被覆
鋼板を作製した。なお、表５の配合は重量部で示す。

【００３６】得られたポリ塩化ビニル被覆鋼板を実施例
１〜４に示した方法と同様な方法により、不燃性、加工
性、白化性及びエンボス加工性を評価した。表６に示す
ように、比較例１〜４のポリ塩化ビニル被覆鋼板には、
加工性、白化特性、エンボス性等の特性と不燃性を同時
に満足するものはなかった。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、意匠性、加工性、耐汚染性、
耐溶剤性等の特性に優れ、かつ不燃性に優れたポリ塩化
ビニル被覆鋼板を提供することができる。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】

【表６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＥ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｖ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板上に公知の接着剤を介し、第１層と
してポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑剤を１５
〜３５重量部と炭酸カルシウムを７０〜１００重量部含
む膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜とさらに
その上に第２層としてポリ塩化ビニル１００重量部に対
し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１５０μｍ
のポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第２層のポ
リ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５０μｍで
あることを特徴とする不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板。
【請求項２】鋼板上に公知の接着剤を介し、第１層と
してポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑剤を１５
〜３５重量部と炭酸カルシウムを７０〜１００重量部含
む膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜とさらに
その上に第２層としてポリ塩化ビニル１００重量部に対
し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１５０μｍ
のポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第２層のポ
リ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５０μｍで
あり、さらに第３層として膜厚０．３〜２５μｍのアク
リル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂あるいはフ
ッ素樹脂皮膜をもつことを特徴とする不燃性ポリ塩化ビ
ニル被覆鋼板。
【請求項３】鋼板上に公知の接着剤を介し、第１層と
してポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑剤を１５
〜３５重量部と炭酸カルシウムを７０〜１００重量部含
む膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜とさらに
その上に第２層としてポリ塩化ビニル１００重量部に対
し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１５０μｍ
の透明なポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第２
層のポリ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５０
μｍであって第１層と第２層の間に印刷層をもつことを
特徴とする不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板。
【請求項４】鋼板上に公知の接着剤を介し、第１層と
してポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑剤を１５
〜３５重量部と炭酸カルシウムを７０〜１００重量部含
む膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜とさらに
その上に第２層としてポリ塩化ビニル１００重量部に対
し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１５０μｍ
の透明なポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第２
層のポリ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５０
μｍであって第１層と第２層のポリ塩化ビニル皮膜の間
に印刷層をもち、さらに第３層として膜厚０．３〜２５
μｍのアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂
あるいはフッ素樹脂皮膜をもつことを特徴とする不燃性
ポリ塩化ビニル被覆鋼板。
【請求項５】鋼板上に公知の接着剤を介し、第１層と
してポリ塩化ビニル１００重量部に対して可塑剤を１５
〜３５重量部と炭酸カルシウムを７０〜１００重量部含
む膜厚７０〜１５０μｍのポリ塩化ビニル皮膜とさらに
その上に第２層としてポリ塩化ビニル１００重量部に対
し可塑剤を１５〜２５重量部含む膜厚３０〜１５０μｍ
のポリ塩化ビニル皮膜をもち、かつ第１層と第２層のポ
リ塩化ビニル皮膜の膜厚の合計が１００〜２５０μｍで
あり、さらに第３層として膜厚０．３〜２５μｍのアク
リル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂あるいはフ
ッ素樹脂皮膜をもち、第２層と第３層の間に印刷層をも
つことを特徴とする不燃性ポリ塩化ビニル被覆鋼板。