JP2010214825A - アルミニウム化粧部材 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミ型材と化粧シートとの密着性を損なうことなく、耐久性に優れたアルミニウム化粧部材を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金製基材１上に陽極酸化皮膜２を設け、その上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜３を設け、その上にウレタン樹脂系接着剤層４を介して化粧シート５を貼り合わせてなるアルミニウム化粧部材において、前記陽極酸化皮膜は封孔処理を行っていない多孔質状態のものとし、前記アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜の厚みを７〜１２μとするアルミニュウム化粧部材。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅、アパート、学校、ビルディング等に使用する建築部材であって、アルミニウム合金製型材（以下アルミ型材とする。）に化粧シートを貼着したアルミニウム化粧部材に関する。

前記アルミ型材は、一般にアルミ合金製基材に陽極酸化皮膜を形成し、その上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を形成するという表面処理が行われている。この表面のアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜上に、溶剤型接着剤を介して化粧シート等を貼着することは、接着強度を確保しえず、密着不良を招くため従来不可能と考えられていた。

例えば、実公昭５７−２５９８５号公報では、アルミ型材表面のアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜をワイヤーブラシで除去して、接着強度を向上させることが提案されている。或いは、特開昭５９−１２３６５６号公報では、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜が密着不良の原因となることが指摘され、沸騰水又は水蒸気封孔による耐食性向上措置を施したアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜が未塗装の陽極酸化皮膜に上に化粧シートを貼着する方法が提案されている。

このように、従来、アルミ型材へ化粧シートを貼着するには、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜のない未塗装陽極酸化皮膜をペースとするか、或いは、既に存在するアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を機械的或いは化学的に除去して、陽極酸化皮膜を露出させ、これをベースとする方法によるしかなく、従って、例えば、表面処理済アルミ型材のままのものと、化粧シート貼着品を同一セクションのアルミ型材で得ようとするとき、各別に生産ロットを設定するか、陽極酸化皮膜形成工程或いはアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜形成工程後のストックを持たないとならなかった。

また、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を除去することなく、該アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜上に、酢酸メチル又は塩化メチレン溶剤濃度を１０ｗ％以上５０ｗ％以下に規制したポリウレタン系又はウレタンゴム系の溶剤型接着剤を用い、これにより化粧シートを貼着せしめることを特徴とする方法も考えられている。（特開昭６２−１６１５２７）但し、化粧シートとの密着力が安定しないという問題があった。

実公昭５７−２５９８５号公報 特開昭５９−１２３６５６号公報 特開昭６２−１６１５２７号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、すなわちその課題とするところは、アルミ型材と化粧シートとの密着性を損なうことなく、耐久性に優れたアルミニウム化粧部材を提供することにあり。

本発明はこの課題を解決したものであり、すなわちその請求項１記載の発明は、アルミニウム合金製基材上に陽極酸化皮膜を設け、その上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を設け、その上にウレタン樹脂系接着剤層を介して化粧シートを貼り合わせてなるアルミニウム化粧部材において、前記陽極酸化皮膜は封孔処理を行っていない多孔質状態のものとし、前記アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜の厚みを７〜１２μとすることを特徴とするアルミニウム化粧部材である。

請求項１記載の発明により、陽酸化皮膜を多硬質状態とすることにより、層間密着性を向上させ、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂の厚みを、７μ〜１２μの範囲にすることにより、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂の凝集力が一定になり、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂の凝集破壊を起因とする化粧シートの剥がれ現象が発生しづらくなる。

本発明のアルミニウム化粧部材の一実施例の断面の構造を示す説明図である。 本発明のアルミニウム化粧部材の一実施例に用いた化粧シートの断面の構造を示す説明図である。

以下、本発明を図面に基づき詳細に説明する。図１に本発明のアルミニウム化粧部材の一実施例の断面の構造を示す。本発明のアルミニウム化粧部材は、アルミニウム合金製基材１上に陽極酸化皮膜２とアクリル・メラミン系熱硬化性塗膜３と接着剤層４と化粧シート５とを設けてなる。

本発明における、アルミニウム合金製型材１としては、通常、建材用等に使用されているものと特に異なるものではない。すなわち、アルミニウム単体あるいはケイ素、マグネシウム、銅、ニッケル、亜鉛、クロム、ビスマス、鉄、チタン、マンガンなどの金属の１種または２種以上を含有し、残部が主成分のアルミニウムからなるアルミニウム合金の形成材が用いられる。

本発明における陽極酸化皮膜２としては、封孔処理を行っていない多孔質状態を形成するものとする。通常は更にスチーム処理等により封孔処理を行いその耐食性を改善する。本発明では後述するように更にアクリル・メラミン系熱硬化性塗膜の塗装を行う為、塗膜を有したまま、これを除去することなく、即ちそのままの状態で化粧シートの貼着を行うベースとして使われる。もとより、塗膜上の塵、汚れ或いは塗膜の劣化はそれ自体密着不良の原因となるため、長期問屋外に保存されたアルミ型材等については、塗膜表面の清浄化を行うことが必要であり、また、場合により、粗面化による劣化部分の除去が必要になるときがある。

本発明におけるアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜３はその厚みを７〜１２μとする。これによりアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂の凝集力が一定になり、アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂の凝集破壊を起因とする化粧シートの剥がれ現象が発生しづらくなる。

本発明における接着剤層４にはウレタン樹脂系接着剤を用いる。ウレタン樹脂系接着剤としては、前記アルミニウム合金製型材１と後述する化粧シート５の双方に良好な接着強度性能を示すポリウレタン系又はウレタンゴム系の接着剤が用いられる。前記目的の接着強度を共に満足するものは、他にエポキシ樹脂が挙げられるが、耐衝撃性が劣るため、建材用等に用いられる本発明においては望ましくない。

前記ウレタン樹脂系接着剤の溶剤としては、通常使用される酢酸メチル又は塩化メチレンを主にしたものが使用される。これら酢酸メチル又は塩化メチレン溶剤は、一般には、接着剤中に５０ｗ％から７０ｗ％程度含まれている。これは、接着剤の粘度を低く抑えて、コート作業をスムーズ且つ均一に行うためである。これは、塗膜中に僅かであるが分散状に残存すると見られる塗膜熱硬化処理時の未架橋の官能基、即ち、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、アミド基（−ＣＯＮＨ）と、接着剤成分中のイソンアネート基が反応結合し、もって、極めて強固な接着強度が得られるだめと推定される。以上より、本発明に用いるウレタン樹脂系接着剤としては、イソシアネート基を用いる２液ウレタン硬化型接着剤が最適である。

前記接着剤層４を設ける方法としては、グラビアコート、ロールコート、ナイフコート、フローコート、キスコート、スプレーコート、かげ流しコート等による塗布が通常用いることが出来るが、一般に化粧シートとの密着性を考慮すると乾燥の早いグラビアコート、ロールコート、ナイフコートが望ましい。塗布量は、２０〜３０ｇ／ｍ^２（ドライ）％程度が適当である。

図２に本発明における化粧シート５の一実施例の断面の構造を示す。着色熱可塑性樹脂層５１の上に、印刷模様５２、透明熱可塑性樹脂層５３、表面保護層５４を少なくともこの順に設けてなる。

着色熱可塑性樹脂層５１および透明熱可塑性樹脂層５３を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン、ポリテトラフロロエチレン、テトラフロロエチレン−エチレン共重合体等が用いられる。特に耐候性を要求される場合には、少なくとも本発明の模様付アルミ材の表面層を構成する透明熱可塑性樹脂フィルムの樹脂としては、アクリル樹脂、ポリアクリレートまたはフッ素系樹脂を使用するのが好ましい。またフッ素系樹脂フィルムは、耐汚染性が優れる点でも表層フィルムとして好ましい。紫外線遮蔽効果の良いポリアクリレートフィルム上に表層として耐溶剤性の良いフッ素樹脂フィルムを貼付したフィルムが特に好ましく用いられる。これら熱可塑性樹脂は、必要に応じて可塑剤、艶消し剤、紫外線吸収剤等を配合した後、カレンダー法、押出し法、キャスティング法等によりフィルム化される。複層フィルムを得る場合には熱ラミネート、接着剤ラミネート、押出しラミネート等の任意の貼合せ法が選択できる。積層フィルムを構成する単位フィルムは、同種樹脂からなるものでも異種樹脂からなるものでもよい。また特に図示しないが、積層樹脂フィルムには、艶消しあるいは意匠効果付与のためにエンボス加工を施すことができる。このようなエンボス加工は、必要な場合、上記ラミネートと同時に行うこともできる。

着色熱可塑性樹脂層５１および透明熱可塑性樹脂層５３の厚みは、使用されるラミネート方法によっても異なるが、一般に５０〜３００μ、特に６０〜１２０μの範囲と刷ることが望ましい。複層フィルムの場合の各層の厚みは、使用状況に応じて任意に決定できる。

印刷模様５２を設ける方法としては、前記着色熱可塑性樹脂層５１および透明熱可塑性樹脂層５３を構成する樹脂フィルムに、グラビア印刷、オフセット印刷、凸版印刷、グラビアオフセット印刷、シルクスクリーン印刷、凹版印刷、ジェットプリンティング、静電印刷等の任意の印刷方式をもって印刷することで可能となる。また使用されるインキのビヒクルとしては、アクリル樹脂、すなわちメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル系モノマーの単独または共重合体樹脂；酢酸ビニル、塩化ビニル等の単独または共重合体樹脂；ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、あるいはこれら樹脂の変性物などを単独で、または混合して使用することができる。特に耐候性を必要とする場合のビヒクルとしては、アクリル樹脂を主体とし、必要に応じてフィルムとの密着性、後加工適性、印刷適性を考慮して他成分を混入したものを用いることが望ましい。このようなビヒクルに、顔料、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、沈殿防止剤、安定剤、紫外線吸収剤等を混合し、溶剤を加えてインキ化する。

表面保護層５４としては、２液硬化型のポリオールとイソシアネートを使用することができる。あるいは電子線または紫外線等の電離放射線の照射により架橋反応する性質を有する、電離放射線硬化性樹脂が使用可能である。具体的には（メタ）アクリロイル基等の重合性不飽和結合を有するプレポリマー、オリゴマー及び／またはモノマーを主成分とし、必要に応じて重合開始剤や増感剤等の添加剤を添加してなる組成物を使用することができる。前記重合性不飽和結合を有するプレポリマー及び／またはプレポリマーとしては、例えばメラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート等を挙げることができる。また、モノマーとしては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の単官能モノマーや、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート等の２官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能モノマー等を挙げることができる。

表面保護層５４の厚みは、本発明において特に限定されるものではないが、薄すぎると効果に乏しく、厚すぎると可撓性が低下して割れ易くなるので、一般的には１〜２０μ程度が好適であり、中でも３〜１０μ程度が最も好適である。なお、この表面保護層５４は、艶調整層としての機能を兼ねて設けることができ、必要に応じて例えば紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色剤、充填剤、難燃剤、抗菌剤、防黴剤、帯電防止剤、滑剤、減摩剤、艶調整剤等の添加剤を適宜添加することもできる。或いは、必要に応じて、表面保護層５４上に別途、艶調整層（図示しない）の機能を備えた層を設けることも差し支えない。なお、表面保護層５４は透明乃至半透明とされるのが通例である。

アルミニウム単体からなる金属製基材上に、封孔処理を行っていない多孔質状態の陽極酸化皮膜１０μを設け、この上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜８μを設けたアルミ型材を用いた。

着色熱可塑性樹脂層として厚さ１５０μの着色ポリプロピレン樹脂シートを用い、これに印刷模様として木目印刷をグラビア印刷により施し、その上から透明熱可塑性樹脂層として厚さ５０μの透明アクリル系樹脂フィルム（三菱レイヨン（株）製「ＨＢＳ００６」）を熱ラミネートし、化粧シートを得た。
前記アルミ型剤と着色熱可塑性樹脂層間の接着剤層としてコニシ（株）製ポリウレタン系２液型接着剤（主剤「ＫＵ−２ＮＡ」、硬化剤「ＫＵ−６６２」、配合比１００：６）を使用し、着色熱可塑性樹脂層上に直接２５ｇ／ｍ^２（ドライ）の塗布量にて塗布し、前記アルミ型材に貼着し、アルミニウム化粧部材を得た。

＜比較例１＞
前記アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜の厚みを３μとした以外は実施例１と同様にしてアルミニウム化粧部材を作製した。

＜比較例２＞
前記アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜の厚みを１５μとした以外は実施例１と同様にしてアルミニウム化粧部材を作製した。

＜評価試験＞
（１）剥離試験
化粧シートの端部を人為的にアルミ型材より剥離し、これを１８０度方向に折曲させ、常温で引張試験器により引張速度２００ｍｍ／分で引張り荷重を加えて、剥離時の荷重を測定した。
（２）４０℃９０％耐湿試験
４０℃９０％恒温恒湿槽中に、アルミニウム化粧部材を１９２時間放置する。
恒温恒湿層から取り出し直後、及び常温にて１週間乾燥後、化粧シートの端部を人為的にアルミ型材より剥離し、これを１８０度方向に折曲させ、常温で引張試験器により引張速度２００ｍｍ／分で引張り荷重を加えて、剥離時の荷重を測定した。
（３）耐食性試験（塩水噴霧４８０時間 ＡＡＳＳ）
以上の結果を表１に示す。

実施例１のものは、アルミニウム合金製型材との密着性、耐食性とも良好であった。

本発明のアルミニウム化粧部材は住宅、アパート、学校、ビルディング等に使用する建築部材として利用可能である。

１…アルミニウム合金製基材
２…陽極酸化皮膜
３…アクリル・メラミン系熱硬化性塗膜
４…接着剤層
５…化粧シート
５１…着色熱可塑性樹脂層
５２…印刷模様
５３…透明熱可塑性樹脂層
５４…表面保護層

Claims (1)

1. アルミニウム合金製基材上に陽極酸化皮膜を設け、その上にアクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜を設け、その上にウレタン樹脂系接着剤層を介して化粧シートを貼り合わせてなるアルミニウム化粧部材において、前記陽極酸化皮膜は封孔処理を行っていない多孔質状態のものとし、前記アクリル・メラミン系熱硬化性樹脂塗膜の厚みを７〜１２μとすることを特徴とするアルミニウム化粧部材。