JPS58173244A - 金属板成形不燃性屋根材およびその製造方法 - 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】 この発明は金属板を成形してその表面に彩色した鉱物の
粒子を全面的に接着させた屋根材および子の製造方法に
関する。

従来、金属板の平板面もしくけ凸凹を形成させた面に彩
色鉱物粒子を、アスファルト、合成樹脂エマルジョン、
あるいは合成樹脂塗料によって接着させた屋根材がある
が屋根材としての耐食性、耐候性に劣り、また化粧鋼板
として蝮築基準法に基〈「不燃材料の認定基準」を維持
する製品を生産することが非常に困難な実状にあり、従
ってその使用地域も限定されていた。

即ち従来の屋根材は、金属板例へは亜鉛鉄板の上に設け
たアスファルト層に天然砕石または人工着色砕石等の骨
材を吹付は散布してアスファルト層を隠蔽する如くシ、
さらにその上面に合成樹脂エマルジョンを塗布したもの
であるが、アルファルトはその接着力が弱いため５００
．／ｍ’程度の多量の塗布が必要となる。ところが不燃
材料としての認定試験に合格するには、屋根材構成部材
中の可燃物質ｔｆ７０ｇｃ／ｍ’程度でなければがらな
いことが経験上知られているので前記のような屋根材は
到底不熔材料となり得す、防火地域および準防火地域で
は使用できない。

さらに屋根材におけるアスファルト糸接着剤は、紫外線
、乾湿寒暖の繰返し、積雪や降雨による水の透湿等の影
響で比較的早く接着力が劣化して砕石が脱落する欠点が
ある。また劣化の結果化じたクラックやピンホールから
雨水が浸透して下地金属板面の腐食を促進し、さらに夏
季にはアルファルト層が軟化し表面に滲み出てくるめで
屋根の美観を着しく損ねる等屋根材として欠点が多い。

次に合成樹脂エマルジョンを骨材の結合材として使用す
る従来製品の場合においては、まず骨材の散布量は屋根
の外観美を維持するために一般的に１５００軽／−程度
の散布量が必要であるが、合成樹脂エマルジョンと骨材
との配合比は接着性および塗装作業性の点から経験的に
重量比でほぼ１対５とされているので、合成樹脂エマル
ジョンの塗布量は不揮発分として約１５０９　／　ｍ”
　（揮発分５０％を除く）を要することとなる。これで
は可愛物質が過多となって不燃材料としては不適格であ
る。また合成樹脂エマルジョンはその塗膜中に残留して
いる水溶性の保睡コロイドや乳化剤が耐水性を弱め雨水
等によ抄再乳化する白化現象を生ずる。これが下地金属
板の腐食を促進するので実用に適さない。

また特公昭５０−３２７２８号のように硬化型合成樹脂
を結合材として用いて骨材粒子を被覆し、少くとも１■
厚になるように塗布し硬化せしめたものがあり、その具
体的記載内容を要約すると次のようである。

ｉｌｌ　　瓦を数枚連結一体化した如き形状である。

（２）　　亜鉛鉄板等に必要に応じて防錆処理を施し、
プレス等で所定の瓦形状に成形する。

（３）着色した鉱物質粒子例へは着色珪砂に結合剤とし
て硬化型合成樹脂例へは熱硬化型アクリルＩｔｆｆｌエ
マルジ冒ンを混合して、塗膜層厚さが、１．０　ｍ以上
になるように均一に吹付は暁付ける。

（４）鉱物質粒子の粒度分布け、１０メツシユ以下、好
ましくけ３〜８メツシュ５〜３０％〜８０〜２００メツ
・シュ好ましくけ１００〜１３０メツシュ残りである。

（５）結合剤の混合割合は、鉱物質粒子が結合剤によっ
て完全に被覆され、かつ粒子が表面忙露出しないように
調製する。

（６）鉱物質粒子と硬化型合成樹脂の混合割合は実施例
によれば８０重量比対２０重量比である。

以上のよう彦公知の屋根材においては、例へは乾燥塗腋
厚さが下限の１１１ＩＩＫとしても、硬化型合成樹脂の
混合必要量は約２００ｇ−／ｍ’となる。

即ち乾燥塗膜に含まれる合抜樹脂量／ｄ＝（塗膜厚さＸ
塗膜材比重）×合成樹脂割合×不揮発分（１１１１１Ｘ
２．Ｏ）Ｘｏ、２Ｘ１５＝Ｑ、２　（ｋｇ）／ｉ＝２０
０ｖｌｓｌこのように可蛤物である合成樹脂量が高率で
あるから不Ｃ材料として使用することはできず、また使
用する着色鉱物質粒子がＱ、１３〜０．１５藺の如ｓａ
ｇ粒子が大部分でその中に２．３〜５．０■という粗粒
が散在する状態であるから外観上も好まＬくなく、また
一種類の塗膜材のみで屋根材に要求される各種の品質特
性である不燃性、密着性、耐水性、耐食性、耐薬品性、
耐候性、および外観性等を満足させることけ極めて困轢
である。

この発明は前述のような従来の金属板屋根材の欠点を改
良し、不熔材料紹定試験に合格する如く、また耐食性、
耐候性、密着性、耐水性等に優れ、また曲は加工性もよ
く外観性に優れた屋根材およびその製造方法を提供する
ことを目的とし、その要旨は金ＩＩ板が、防錆顔料を添
加した熱硬ｊヒ性合威樹脂で下塗り塗装されかつ所定の
屋根材形状に成形されたのち、！溶剤を添加した熱硬化
性合成樹脂又は熱可塑性合成樹脂中塗塗料が塗布された
上に、粒度分布が８〜３５メツシユのもの８０〜９０％
、３５〜２００メツシユのも６１０〜２０％である彩色
鉱物粒子を接着し、さら（曽懲側を添加した透明な熱硬
化性合成樹脂又は熱可塑性合成樹脂の上塗り塗膜を形成
したことを特徴とする金属板成形不覚性屋根材および金
属板を化成処理し、防錆顔料を添加した熱硬化性合成ｌ
ｌ！詣で下塗り塗装したのち、該下塗り塗装面が表面に
なる如く所定の屋根材形状にプレス成形し、鋳記下塗り
塗装面に離蛤剤を添加した熱硬化性合成樹脂又は熱可塑
性合成樹脂中塗り塗料を２０〜６０許／＃／の厚さで塗
布したのち直ちに８〜３５メツシユの彩色鉱物の粗粒子
を平均に散布し、次いで３５〜２００メツシユの彩色鉱
物の細粒子を前記粗粒子の間隙を埋める如く散布して焼
付乾燥し、さらにその上面を、−燃剤を添加した透明な
熱硬化性合成樹指又ｉ熱可塑性合成樹脂塗料下５０〜４
０−／−の厚さに塗布し焼付することを特徴とする金属
板成形不燃性讐根材の製造方法である。　　　　　、こ
の発明で彩色鉱物粒子とは、天然または人工の無機鉱物
粒子の自然着色のものもしくけ人工着色した亀のであっ
て以下「粒子」と略称する。會た中塗り塗料を塗布した
ウェットな塗料面を以下「中鹸り塗装」という。

この発明の屋根材は素材金属板、下塗り普装、成形、中
塗り塗装、粒子の接着、上塗り塗膜の多１１Ｉ［４１Ｉ
成から成る奄ので、各構成要素について不愉材料試験、
付着力試験、耐食性試験、耐候性試験等必要な性能試験
を重ねた結果、改良されたもので、以下それぞれについ
て詳細に説明する。

素材（芯材）である金Ｊｉ４板はａ４〜０．５　ｍ厚の
畦船鉄板が多く使用されるが、゛必要に応じアルミニウ
ム板、アルミメッキ鋼板、アルミ−亜鉛合金／ メッキ鋼板、ステンレス板等の金属材料を使用し得る。

これらは通常塗装前処理として、防錆および艙科密層性
向上のためりん酸塩等により化成処理され化成皮膜層を
形成させる。

下塗り塗装は耐食性付与が主目的であり、その効果を向
上させるためさらにクロム酸系等の防錆顔料を添加した
熱硬化°性合成樹脂塗料を前記金属＆に薄く塗布し、焼
付は乾燥する。下塗り塗料とＬ″Ｃはアクリル樹脂塗料
、１電キシ樹脂塗料およびポリエステル樹脂塗料等が密
着性、耐食性の点で望ま□しい。

前記の処理を施した金属板の成形は、例へは油圧プレス
によって第１図〜第４図の如き瓦状に成形する。第１図
は７山連結瓦の一平面図、第２図は軒先瓦の斜視図、第
３図は袖瓦の斜視図゛、第４図は１３山連結瓦の平面図
であるが、前記下塗り塗料は密着性に優れているので、
細かい細工を必要とする形状に支障なく加工することが
できる。

次゛に中塗り塗装社、後述する粒子との付着力を゛確保
することおよび不燃性を付与することを主目的とするが
、塗料付着力に関する試験結果を示す第１表から、熱硬
化性に１するぎりエステル［１塗料および熱可塑性に属
する弗素樹脂塗料が望ましいことが判明した。

第１表　付着力関係試験の比較評価 剪断試験：足踏式剪断機によって試験片表面より剪断し
た。

兼撃試験：デュポン衝撃試験機により下記の条件で行っ
た。

３Ａｌφ（ｌンチ径）ＸＩＪ１９（荷重）Ｘ５０ｍ（落
下高さ）。

曲げ試験：内側曲げ径３■で９ｃｆ曲げを行った。

評　価　；Ｏ・・・付着力良好、Ｘ・・・付着力不良な
お中塗り塗料には、紫外線による劣化を防止するために
耐候性の良好な顔料を添加するのが望ｔＬく、また顔料
の色は後述する粒子の吹付は接着後の下地の隠蔽効果を
高めるため粒子と同系色さてこの発明においては屋根材
の不惨性を強化することが主目的の一つであり、中塗り
塗料Ｋｌｌ燃剤を添加する。鑓愉剤化合物としてけ三酸
化アンチモン（８ｂ、０３）、ハロゲンりん化合物、水
酸化アル１＝ウム（ＡＩ（ＯＨ）ｓ〕、臭化化合物のう
ちから選んだ１種または２種以上の混合物を、中塗り塗
料の固定分に対して２０〜４５重景％の範囲で添加する
。上記１１ｆ材の添加率が２０重量％以下では実験の結
果、不燃材料認定試験に合格し得ないことが判明した。

また４５重量囁を越すと中塗り塗膜の耐水性の低下をま
ねき、更に粒子との前記付着力の低下を生ずることが判
明した。

上記中塗す塗料は、下塗りして成形された金属板に静電
塗装吹付機、エアースプレー塗装機またはエアレススプ
レー塗装機等で吹付は塗装されるが、その塗布量（以下
塗布量とはすべて乾燥塗腓重量をいうＨ−ｔ２０〜６０
ｇｔ／ＩＰ／の範囲内でなければならない。即ち中塗り
は前述の如く粒子の付着を一つの目的としているため塗
装置後のウェットな状態で該粒子を散布するが、塗布量
が２０μ／−以下では粒子の付着力の面で不充分か量で
あり、また６０ｐ／−を越すと上塗り塗布量との関連で
（の合計塗布置が１００．／−を越えるため不燃材料認
定試験で不合格となる恐れがある。

次に中塗り塗料に接着させる粒子について述べる。この
発明における特徴は粒子の粒度分布と散布方法およびそ
の散布量にある。粒子を散布接着する目的はｔ機材とし
ての美観の面および耐候性、耐食性および雨音などに対
する遮音性をもたせることにあるが、そのために必要な
品質条件は次の様である。

（１）彩色し易く、かつ長期間の屋根使用の間に変色、
退色しないこと。

（２１石灰分含有が少いこと（耐薬品性があり溶解し難
いこと）。

（３）　　硬度が高いこと（ｍｌ撃でつぶれないこと）
。

（４）　　水分を吸収しないこと（吸収すると付着力を
損う）。

（５１はこりの発生がないこと。

以上の条件で好ましいのは例へば着色珪砂および着色玄
武岩であるが、その゛他天然色、人工着色の無機破物粒
子を使用することができる。また粒度分布については、
屋根材の外観意匠の面では８〜３５メツシユ（粒径：２
．３６〜Ｑ、４２ｍｌ　）　（以下タイラー標準篩のメ
ツシュをいう）の＃囲のものを一面に散布するのが好ま
しいが、との粒廖で粒子間の間隙を完全に埋めて中塗り
塗膜畳が露出しない様に完全に隠蔽することは固辞であ
る。中塗り一塗装面の雛出部祉、長期間の屋外使用によ
って紫外線による劣化を生じ、粒子の付着力低下による
粒子脱落現象の発生、塗膜の剥離やさびの発生で耐食性
が低下する。

従って中塗り塗装面において前記８〜３５メツシユの粒
子の間隙を埋めるために、この発明ではこれに６５〜２
００メツシユ（粒径０．４２〜０．０７■）の粒子を混
合するものである。その混合比率社前者の粗粒子８０〜
９０％に対し後者の細粒子１０〜２０襲が作業面、合目
的面から適当である。

また粒子の散布方法については製造方法で後述するが、
合計散布量が１，２００ｇＬ／−より少いと中塗り塗膜
を充分に被シすることが困難となり、また１、６００軽
／−を越すと粒子が重合し、極めて弱い付着箇所が生じ
好ｔＬ＜ない。なお粒子は、中塗り塗装置后の未乾燥面
に散布して充分に接着せしめ次いで約２００°Ｃ１３分
間の焼付は乾燥によって強固な接着構造とする。

次いでこの発明においては−Ｊ記の接着粒子面を外的条
件から保護し、屋根材にさらに事態性を付与し、さらに
耐水性、耐候性の向上および粒子をより強固に接着させ
る等の目的で、―蛤剤を添加した透明なＭ１１ｉ！！化
性合成樹脂又は熱可塑性合成樹脂の上塗り塗膜を形成さ
せる。この上塗り塗料として必要な品質条件は次の様で
ある。

ｉｌ）　　耐候性良好であること、即ち紫外線による黄
変や劣化による塗膜のチェツキング（塗表面に発生する
細い割れ）およびタラツキングの発生が少いこと。

（２）　　耐水性が良好で汚染し鍜いこと。

（３１粒子との接着性がよいこと。

以上の条件を満足するものとして、熱硬化性のポリエス
テル樹脂クリヤー塗料、熱可塑性の弗素樹脂クリヤー塗
料が望ましい。

添加するａｌｌ剤としてけ三酸化アンチモン（ｓｂ、ｏ
ｓ）およびハロゲンリん化合物の混合物が効果的であり
、上塗り塗料固型分比で１５〜１８重景％を混合する。

添加量が１５％以下では不慾性認定試験に合格し難く、
また１８％を餉すと酸化アンチモンの混合割合にもよる
がその１肴で、クリヤー塗膜層が白味を帯びるようにな
るので外観意匠的に好ましくなψ。

また上塗抄塗料の塗布量は、３０ｇｚ／−以下では粒子
層を完全に覆う如く塗布しゝ鑓く、また５０ｇＦ、／−
を越すと、中塗り塗料との関連で塗布含量が１００ｍ／
−以上となることかあり不磐材料紹宇試験に不合格の恐
れがあると同時に、上塗り過多による塗料のタレ現象が
発生し易くなる。従って塗布量は３０〜５０ｐ／−の範
囲が適当である。

以上この発明の屋根材の構成を図示すると第５図の様で
ある。第５図において１は素材金属板、例へば亜鉛鉄鈑
、カラー鉄板等、２け化成皮腓層、６け下塗り塗膜層、
４Ｆｉ中塗り１ｊ！ｉｙ層、５Ｆｉ彩色鉱物粒子、６１
−を上塗りクリヤー塗膜層、７Ｆｉ裏面塗膜−である。

なお裏面塗膜層７は防錆を目的としてアクリル糸塗料を
うす〈塗布したものである。

またこの発明の主目的である不炉性の効果を確認するた
めに行った試験結果を第２表に示す。

第２表から判明したことけ、この発明の構成および数値
限定および望ましい各樹脂塗料を使用した場合は平炉材
料認定試験に合格することが確実であり、アクリル樹脂
の如き塗料を中塗抄および上塗りに使用した場合は不合
格となる確率が高く（実験６および６）、また適性な塗
料を使用した場合でも上塗り塗布量が５０．ｌｎｌを越
えると試験成績は一部不良となる。

次にこの発明の実施例とそＯ品質試験結果について説明
する。

実施例１ 金礪板：０．４ｍ厚の亜鉛鉄板奢りん醗塩蛤理剤を用い
て化成処理し、防錆顔料を７〜８％添加したアクリル樹
脂塗料をロールコータ−で下塗り塗装し焼付けたものを
プレスで第１図の如く成形。

中塗り塗装：拳憔剤として、酸化アンチモン、ハｐゲン
リん化合物、水酸化アルミニウムを塗料固定公比でそれ
ぞれ１５．１５．１０重ｉｔｓ、計４０重量％添加した
弗素樹脂塗料を３６路／−塗布し、ウェットな状態の時
粒子を散布。　゛ 粒子：着色珪砂（商品名アルベル、粒度分布８〜３５ｍ
ｅ’８７．５％、３５〜２００ｍｅ’　１２．５％）の
１４００路／ｌｄを各粒子均−に散布し、２００℃３分
間焼付は乾燥。

上塗抄塗膜：熱可塑性弗素樹脂クリヤー塗料に難燃剤と
して醸化アンチモン、ハロゲンりん化合物を塗料固定公
比でそれぞれ５．１０重量鳴添加したものを、塗布量３
６ｐ／−として均一に吹付け、２００℃３分間乾燥処理
して塗膜を形成。

実施例２　（実施例１と相違するデータのみ記載）金属
板：下塗りはポリエステル樹脂塗料塗布量　４０路／ｍ
″ を添加したポリエステル樹脂塗料。

塗布量　４０．／ｄ 粉子二着ｅ珪砂を１４９０ｖ、／−散布し焼付は乾燥。

１〕−リｍＴｈＨ熱硬化性ポリエステルクリヤー塗料。

輸蛤剤　酸化アンチモン　　　５１ｉＩＩＩｉ％ハロゲ
ンりん化合物１２重量襲 塗布量　４０．／ｄ 上記実施例および比較品の品質試験結果を第６表に示す
。

第３表　品質試験結果 比較品　１・・・市販品屋根材、 金属板・・・０．２７　ｍ厚亜鉛鉄板、化成処理済、中
捻り・・・アクリル樹脂塗料に着色石英粒子を被着、 上塗り・・・アクリル樹脂クリヤー塗料、此較品　２・
・・輸入品屋根材、 金ｗ４枦・・・０．４５■厚亜鉛鉄板、中塗り・・アス
７アルＦ系接着剤に天然砕石を被覆、 Ｅ殖り・・・合成樹脂系クリヤー塗料−試験結果評価　
○・・・良好、△・・・や＼不良、×・・・不良 注１　不瞭材料試験はＪＩＳ　Ａ　−１３２１で定める
試験法による。

注２　白化とは、上塗り塗膜に水分が侵透して表面が白
くなる現象、 注６　白さびとは、素材亜鉛鉄板が酸化されて白さびと
なり表面に析出したもの 以上の実施例で明らかなように、この発明の屋根材は干
燥材料認定試験合格品であり、耐衝撃性、曲げ加工性に
優れ、特に耐食性において従来品より優れており、また
粒子は前述したように中塗りおよび上塗りの両塗料で接
着されているので密着性が優れ、かつ粒度分布の限定に
よって美観意匠性にも優れた金属屋根材であり、従来の
屋根材の間暫点および欠点を殆んど解決することができ
た。

次にこの発明の製造方法を製造工程順に説明する。

中塗り、上塗りの各鹸装工程における吹付けは５ｅｔｔ
ｓ、エアースプレー、エアレススビレー等任意の方法で
よく、また手動、自動等任意に一定できるが、粒子の散
布は中塗り塗布層１０分以内で完了する必要がある。

粒子の散布におけるこの発明の特徴は、粗粒子の散布と
一粒子の散布を二工程に別けて行うもので、これによっ
て粗粒子間の間隙を細粒子で完全にうめることができ、
中塗り塗装面が露出せず、塗装の劣化（よる粒子の脱落
および耐食性の低下を防止でき、また優れた外観を維持
することができるＯ また各塗料共、焼付乾燥作業を行うので、密着性、耐候
性、耐水性、耐食性に優れた塗装面を形成することがで
きる。また中塗りおよび上塗り工程で■燃剤を添加し、
かつ塗布量を限定した塗装を行うので極めて不溶性の高
いＮ１＃Ｉ材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４１１１ｆｆはこの発明における下塗り金
属板の成形層の形状の１例をポす平ｆｆ１ｉ図および斜
視図、第５図はこの発明屋根材の構成を示す断面図であ
る。 １・・・素材金属板１．２・・・化成皮膜層、３・・・
下塗夛塗朕層、４・・・中塗り塗膜層、５・・・彩色鉱
物粒子、６・・・上塗り塗膜層。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属板が、防錆顔料を添加した熱硬化性合成樹脂で
   下塗り塗装されかつ所定の屋根材形状に成形されたのち
   、難燃剤を添加した熱硬化性合成樹脂又は熱可塑性合成
   樹脂中塗塗料が塗布された上に、粒度分布が８〜６５メ
   ツシユのもの８０〜９０％、３５〜２００メツシユのも
   の１０〜２０％である彩色鉱物粒子を接着し、さらに離
   燃剤を添加した透明な熱硬化性合成樹脂又は熱可塑性合
   成樹脂の上塗り塗膜を形成したことを特徴とする金属板
   成形不燃性屋根材。 ２　中塗・り塗料が酸化アンチモン、へｐゲンリん化合
   物、水酸化アル４　ニウム、臭化化合物のうちから遺ん
   だ１１１またけ２種以上の混合物でかつ塗料固定公比で
   ２０〜４５重量％である離燃剤を含み、塗布量が２０〜
   ６０μ／−である特許請求の範囲第１項記載の金属板成
   形不燃性屋根材。 ３　上塗り塗膜が、三酸化アンチモンとへロゲン抄ん化
   合物の混合物でかつ塗料固定公比で１５〜１８重量％で
   ある難燃剤を含み、塗布量が５０〜５０訃／−である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の金属板成形不燃性
   屋根材。 ４　金属板を化成処理し、防錆顔料を添加した熱硬化性
   合成樹脂で下塗り塗装したのち、該下塗り塗装面が表面
   になる如く所定の屋根材形状にプレス成形し、前記下塗
   り塗装面ＫＷＩｔ剤を添加した熱硬化性合成樹脂又は熱
   可塑性合成樹脂中塗り塗料を２０〜６０ｐ／−の厚さで
   塗布したのち直ちに８〜６５メツシユの彩色鉱物の粗粒
   子を平均に散布し、次いで３５〜２００メツシユの彩色
   鉱物の細粒子を前記粗粒子の間隙を埋める如く散布して
   焼付乾燥し、さらＫその上面を、隷燃、剤を添加した透
   明な熱硬化性合成樹脂又は熱可塑性合成樹脂塗料で６０
   ４〜４０Ｖ−の厚さに塗布し焼付することを特徴とする
   金属板成形不燃性屋根材の製造方法。 ５　粗粒子が８０〜９０襲、細粒子が１０〜２０％であ
   る彩色鉱物粒子を合計して、１，２００〜１．６００ｇ
   ＝／−散布する特許請求の範凹第４項記載の金属板成形
   不一性屋根材の製造方法。