JPH09314734A - 難燃性金属樹脂複合板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】(1) 優れた難燃性を有する金属／樹脂／金属複
合板、および、(2) 金属／樹脂／金属複合板において、
金属／樹脂の界面が剥離し難い金属樹脂複合板を提供す
ること。 【解決手段】 引張破壊強さが１５０kg／cm²以上であ
るポリオレフィン系樹脂２０〜４５重量％と、平均粒子
径が１５〜９０μｍの無機フィラーを５５〜８０重量
％、無機フィラーに対し飽和脂肪酸を５重量％以下をそ
れぞれ含有し、燃焼発熱量が１４．０ｋＪ／ｇ以下であ
る無機フィラー充填ポリオレフィン系樹脂シートの両面
に、金属シートを接合してなり、金属シートと樹脂シー
トの界面のドラムピール剥離強度が１００mmＮ／mm以上
である難燃性金属樹脂複合板を要旨とする。 【効果】 上記課題が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、難燃性金属樹脂複合板
に関する。さらに詳しくは、無機フィラーを充填させて
難燃性を向上させた樹脂シートの両面に、金属シートを
接合した難燃性金属樹脂複合板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂シートの両面に金属シートを接合し
た、金属シート／樹脂シート複合板（以下、単に「金属
／樹脂複合板」とも言う）は従来から知られている。そ
の代表的なものは、ポリオレフィン系樹脂シートの両面
に薄いアルミニウム（以下、単にＡＬとも言うことがあ
る）シートを接着した、ＡＬシート／樹脂シート／ＡＬ
シートよりなる層構成のものである。この金属／樹脂／
金属複合板は、複合板を構成する各シートの厚さを選ぶ
ことにより、軽量でかつ曲げ剛性に優れ、加工性能も優
れたものとすることができ、建築物の内壁、外壁や、看
板などに広く用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のＡＬシート／樹
脂シート／ＡＬシートなる層構成に代表される金属シー
ト／樹脂シート／金属シート複合板（以下、「金属／樹
脂／金属複合板」または単に「複合板」とも言うことが
ある）は、同じ厚さの金属シート単独のものに比べ軽量
性、平滑性など優れた点が多く、また合成樹脂シ一卜を
単独で使用する場合に比べ、機械的性質、難燃性などに
おいて優れているため、建材などのほか種々の用途に用
いられている。

【０００４】しかし、金属／樹脂／金属複合板は、その
端部においては樹脂シートが露出しており、この露出し
た樹脂シートは燃焼し易いので、一旦シートの端部に着
火した際には、その炎が端部を伝わり燃焼部分が広がる
恐れがある。このため、特開平２−８０４４１号公報、
特開平５−２４５９６３号公報などで、樹脂自体を難燃
化し、この難燃化した樹脂を使用する方法が提案されて
いる。

【０００５】特開平２−８０４４１号公報には、ポリオ
レフィン系樹脂１００重量部に対し、特定の無機化合物
を吸着させた平均粒子径が３μｍ以下の水酸化アルミニ
ウムを３０〜３００重量部配合混練することにより難燃
性を有するポリオレフィン系樹脂組成物の発明が記載さ
れている。この難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物より
なる樹脂シートを、金属／樹脂／金属複合板の中間層に
用いると、金属／樹脂のドラムピール剥離強度が低くな
り、この複合板を最終用途に加工する際に、金属／樹脂
の界面が剥離し易いという欠点がある。

【０００６】特開平５−２４５９６３号公報には、ポリ
オレフィン系樹脂を発泡倍率１．１〜３．０倍に発泡さ
せて発泡樹脂層とし、さらにその両面に発泡していない
樹脂層を積層した三層構造のシートとし、この三層構造
のシートの両面に金属シートを接合した難燃性複合材の
発明が記載されている。しかし、この複合板もまた、金
属／樹脂のドラムピール剥離強度が低く、金属／樹脂の
界面が剥離し易いという欠点がある。

【０００７】本発明は、従来の金属／樹脂／金属複合板
に存在する上記諸欠点を改良するためになされたもので
あり、次のことを目的とする。 １．優れた難燃性を有する金属／樹脂／金属複合板を提
供する。 ２．金属／樹脂／金属複合板において、金属／樹脂の界
面が剥離し難い複合板を提供する。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するた
めに、本発明は、引張破壊強さが１５０ｋｇ／ｃｍ²以
上であるポリオレフィン系樹脂を２０〜４５重量％、平
均粒子径が１５〜９０μｍの無機フィラーを５５〜８０
重量％、無機フィラーに対し飽和脂肪酸を０．０５〜
５．０重量％以下それぞれ含有し、かつ、燃焼発熱量が
１４．０ｋＪ／ｇ以下である無機フィラー充填ポリオレ
フィン系樹脂シートの両面に、金属シートが接合されて
なり、金属シートと樹脂シートとのドラムピール剥離強
度が１００mmＮ／mm以上であることを特徴とする難燃性
金属樹脂複合板を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る複合板を構成する樹脂シートは、ポリオレ
フィン系樹脂製のシートで、複合板の中間層を形成す
る。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテンなどのα−オレフィン、エチ
レンプロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体
などのエチレン系共重合体が挙げられる。これらは単独
でも、２種類以上の混合物であってもよい。

【００１０】上記ポリオレフィン系樹脂は、引張破壊強
さが１５０kg／cm²以上である必要がある。引張破壊強
さが１５０kg／cm²未満であると、金属／樹脂／金属複
合板の用途に用いると、金属／樹脂のドラムピール剥離
強度が向上しないので、好ましくない。

【００１１】複合板を構成する樹脂シートには、上記ポ
リオレフィン系樹脂に無機フィラーが配合されている。
無機フィラーは、ポリオレフィン系樹脂の難燃性を向上
させ、燃焼発熱量を低下させるように機能する。無機フ
ィラーとしては、炭酸カルシウム、タルクなどのほか、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウムなどの水和金属酸化物が挙げられる。

【００１２】無機フィラーは、平均粒子径が１５〜９０
μｍのものを使用することが必要である。無機フィラー
の平均粒子径が１５μｍ未満であると、金属シートとの
ドラムピール剥離強度が１００mmＮ／mm以下となり、平
均粒子径が９０μｍを超えると、難燃性が不十分となる
傾向となり、いずれも好ましくない。無機フィラーは、
上記の平均粒子径の中で特に好ましい範囲は、１５〜６
０μｍである。

【００１３】無機フィラーの上記ポリオレフィン系樹脂
に対する配合量は、５５〜８０重量％の範囲とする必要
がある。無機フィラーの配合量が５５重量％未満では、
無機フィラー充填熱可塑性樹脂シートの燃焼発熱量が１
４．０ｋＪ／ｇを超えるため、難燃性が不十分となり、
８０重量％を超えると金属シートとのドラムピール剥離
強度が１００mmＮ／mm以下となるとともに、押出し加工
性能も低下する傾向があり、いずれも好ましくない。

【００１４】複合板を構成する樹脂シートには、更に、
飽和脂肪酸を配合するのが好ましい。飽和脂肪酸は、無
機フィラー充填熱可塑性樹脂シートの溶融粘度の上昇を
防止し、押出し加工性能を良好にするように機能する。
飽和脂肪酸としては、ステアリン酸、酪酸、オレイン
酸、およびこれらの金属塩などが挙げられる。飽和脂肪
酸の添加量は、上記無機フィラーに対し５重量％以下と
することが必要である。添加量が５重量％を超えると、
金属シートとのドラムピール剥離強度が１００mmＮ／mm
以下となる傾向にあり、好ましくない。飽和脂肪酸の添
加量の特に好ましい範囲は、０．１〜３．０重量％であ
る。

【００１５】複合板を構成する樹脂シートは、燃焼発熱
量が１４．０ｋＪ／ｇ以下であることが必要である。燃
焼発熱量が１４．０ｋＪ／ｇを超えると、樹脂シートは
難燃性に劣るものとなり、好ましくない。樹脂シートの
燃焼発熱量は、樹脂シート原料用樹脂に配合する無機フ
ィラーの種類、配合量などによって調節することができ
る。

【００１６】樹脂シートを製造するには、ポリオレフィ
ン系樹脂に、無機フィラーと飽和脂肪酸とを所定量秤量
・配合し、押出機によって溶融混練して、シート状に押
出せばよい。樹脂と配合物の配合順序には、特に制限が
ない。三成分を一緒に混合してもよいし、予め無機フィ
ラーと飽和脂肪酸とを混合し、この混合物を樹脂に配合
する方法によってもよい。ポリオレフィン系樹脂に、無
機フィラーと飽和脂肪酸を混合するには、従来から知ら
れている混合機を使用することができる。混合機として
は、容器自体がゆるやかに回転する構造のもの、固定さ
れた容器内でスクリュや回転翼が回転する構造のものの
いずれであってもよい。前者には、ボールミル、ペブル
ミル、タンブリングミキサなどが、後者にはリボンミキ
サ、チェンジカンミキサ、ミキサ、スーパーミキサ（ヘ
ンシェルミキサ）、らい潰機などが挙げられる。

【００１７】樹脂シートを製造する際に使用される押出
機は、単軸式押出機、多軸式押出機のいずれであっても
よい。これら押出機がベント式押出機であると、溶融樹
脂に含まれる揮発成分を強制的に脱揮し、樹脂シート層
に気泡が残らないようにすることができるとともに、表
面の平滑な樹脂シートを得ることができる。得られる無
機フィラー充填ポリオレフィン系樹脂シートは、その厚
さが２〜８mmの範囲で選ぶのが好ましい。厚さが２mm未
満であると、製品複合板の厚さが薄くなり過ぎ、製品複
合板を厚くするためには金属シートを厚くしなければな
らず、製品複合板が重くなるので好ましくない。厚さが
８mmを超えると、製品複合板を折り曲げ加工し難くく、
また、その際に金属／樹脂界面が剥離するなどの欠点が
生じ、好ましくない。

【００１８】複合板を構成する金属シートは、複合板の
外面を形成する。金属シートを形成する金属としては、
チタン、アルミニウム（合金を含む）、ステンレス、鉄
などが挙げられる。金属シートは、その厚さが片側０．
１〜０．８mmの範囲で選ぶのが好ましい。金属シートの
厚さが０．１mm未満では、複合板の機械的強度が不十分
となり、また、０．８mmを超えると複合板を折り曲げ加
工する際の加工性に劣り、いずれも好ましくない。

【００１９】樹脂シートと金属シートとを積層して複合
板にするには、金属シートの積層面を、溶剤、洗剤など
で脱脂した後、ショットブラスト法および／または化学
エッチング法により粗面化処理を施したり、下塗剤を塗
布するのが好ましい。これらの粗面化処理、下塗剤を塗
布することによって、積層界面に投錨効果を向上させる
ことができる。化学エッチング法によるときはエッチン
グ液を使用するが、エッチング液は金属の種類によって
異なるので、金属ごとに従来から知られているエッチン
グ液の中から選ぶことができる。好ましい下塗剤も金属
の種類によって異なるので、金属ごとに従来から知られ
ている下塗剤の中から選ぶことができる。

【００２０】樹脂シートと金属シートとの積層は、常法
により行うことができる。たとえば、２枚の金属シート
のエッチング面を対向させ、この間に接着フィルムを介
して、または介さないで樹脂シートを挟んで、加熱加圧
すればよい。２枚の金属シートは同一種類である必要は
なく、異なる種類の組合せであってもよい。接着フィル
ムは、ホットメルト性を発揮するフィルムがよく、エチ
レン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重
合体、アタクチックポリプロピレン、ポリイソブチレン
などを主成分とし、これに粘着賦与剤としてロジン系樹
脂、石油系樹脂などを配合してフィルム化したものが挙
げられる。接着強度は、主成分樹脂の種類、粘着賦与剤
の種類、量、その他可塑剤、充填剤などの種類、量によ
って調節することができる。

【００２１】本発明に係る複合板は、金属シートと樹脂
シートとの界面のドラムピール剥離強度が、１００mmＮ
／mm以上であることが必要である。ドラムピール剥離強
度が１００mmＮ／mm未満であると、複合板を曲げ加工す
る際に、樹脂シートと金属シートとの界面で剥離し易
く、好ましくない。本発明で「ドラムピール剥離強度」
とは、ＡＳＴＭ Ｄ１７８１に準拠して測定した値を意
味する。

【００２２】本発明に係る難燃性の金属／樹脂複合板
は、以上説明した通りであり、良好な難燃性を有し、か
つ、金属シートと樹脂シートとの界面のドラムピール剥
離強度が高く、曲げ加工性にも優れているものである。
本発明に係る複合板は、建築物の内壁、外壁、看板など
の用途に好適である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。なお、以下に記載
の例において、樹脂シート用樹脂組成物の溶融粘度、燃
焼発熱量、および、金属シート／樹脂シート／金属シー
トよりなる複合板の各種性能は、以下に記載の方法で評
価したものである。

【００２４】(1) 溶融粘度測定 樹脂シートをペレット状に切断し、このペレットにつ
き、ＪＩＳ Ｋ７１９９に準拠し、試験温度１８０℃、
剪断速度１００ｓｅｃ^-1における粘度を測定したもので
ある。 (2) ドラムピール剥離強度測定 得られた金属／樹脂／金属複合板より、幅６０mm、長さ
２００mmの試験体を切り出し、これをＡＳＴＭ Ｄ１７
８１に準拠したドラムピール剥離強度試験に供し、測定
を行った。

【００２５】(3) 難燃性能試験 得られた金属／樹脂／金属複合板より、縦・横の長さが
各々２２０mmの試験体を切り出し、これをＪＩＳ Ａ１
３２１に準拠した難燃性能試験（４．項に規定する付加
試験）に供し、測定を実施した。 (4) 燃焼発熱量測定 得られた樹脂シートに対し、ＡＳＴＭ Ｄ２０１５に準
拠した燃焼発熱量測定を実施した。測定値はＳＩ単位で
表示した。

【００２６】(5) 曲げ加工性能試験 得られた金属／樹脂／金属複合板より幅１８０mm、長さ
２４０mmの試験体を切り出し、これをプレスブレーキを
用いて６０Ｒ、５０Ｒ、４０Ｒ、………と金属シート圧
延方向に垂直な曲げ加工を実施し、金属シートの引張・
圧縮破壊、座屈、および樹脂シートの座屈など、複合板
に破壊が生じない限界曲げＲ（曲率の半径）を測定し
た。

【００２７】［実施例１〜７、比較例１〜５］ １．使用材料 (1) 金属シート 厚さ０．５mmのアルミニウムシートを使用した。 (2) 接着フィルム 厚さ４０μｍのエチレン・アクリル酸共重合体フィルム
を使用した。

【００２８】(3) 樹脂シート用原料樹脂 表−１に示したように、引張破壊強さの種々異なる低密
度ポリエチレン、および、高密度ポリエチレンを使用
し、それぞれ次の略号で示した。なお、ここでＭＦＲは
ＪＩＳ Ｋ６７６０に準拠して測定したメルトフローレ
ートを意味し、引張破壊強さは樹脂シート用原料樹脂に
つき、ＪＩＳ Ｋ６７６０に準拠した引張試験方法にお
いて、試験片が破壊した瞬間における引張応力値を意味
する。 ＬＦ３２０Ｈ；ＬＤＰＥ、ＭＦＲ＝１．１g/10min 、引
張破壊強さ１８０kg／cm²、密度０．９２４ｇ／cm³、三
菱化学社製 ＬＦ５４２Ｍ；ＬＤＰＥ、ＭＦＲ−４．０g/10min 、引
張破壊強さ１５０kg／cm²、密度０．９２５ｇ／cm³、三
菱化学杜製 ＬＦ６６０Ｈ；ＬＤＰＥ、ＭＦＲ＝７．０g/10min 、引
張破壊強さ１３５kg／cm² 、密度０．９２７ｇ／cm³、
三菱化学杜製 ＨＪ５８０；ＨＤＰＥ、ＭＦＲ＝１１．０g/10min 、引
張破壊強さ１８０kg／cm²、密度０．９６０ｇ／cm³、三
菱化学杜製

【００２９】(4) 無機フィラー 表−１に示したように平均粒子径の種々異なる、水和金
属酸化物である水酸化アルミニウム、および、水酸化マ
グネシウムを使用し、ぞれぞれ次の略号で示した。な
お、無機フィラーの平均粒子径は、マイクロトラックに
よる測定において、累積頻度が５０％となる粒度を意味
する。 Ａ：水酸化アルミニウム、平均粒子径８５μｍ、アルコ
ア化成杜製 Ｂ：水酸化アルミニウム、平均粒子径６０μｍ、アルコ
ア化成杜製 Ｃ：水酸化アルミニウム、平均粒子径２５μｍ、アルコ
ア化成杜製 Ｄ；水酸化アルミニウム、平均粒子径８μｍ、アルコア
化成社製 Ｅ；水酸化アルミニウム、平均粒子径 １μｍ、アルコ
ア化成杜製 Ｆ；水酸化マグネシウム、平均粒子径５０μｍ、ワンド
ー工業杜製

【００３０】(5) 飽和脂肪酸 ステアリン酸（日本油脂社製、商品名：桜印牛脂ステア
リン酸）を使用した。

【００３１】２．金属シートの調製 いずれの例においても、金属板（アルミニウムシート）
を水洗後、脱脂液浸潰により圧延時に付着した油脂を取
り除き、更に湯洗した後乾燥した。樹脂シートとの接着
面側には、塗布型のクロム酸クロム溶液により表面処理
（クロム換算で約５０mg/m²）を施し、予め接着フィル
ムを熱ロールを用いて２００℃で熱融着した。

【００３２】３．金属／樹脂／金属複合板の作製方法 原料供給フィーダ−３基を用い、低密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン、水酸化アルミニウム、水酸化マグ
ネシウム、ステアリン酸を、それぞれ表−１に記載した
割合で、一括フィード方式により、二軸混練機（ＴＥＭ
７５一ＢＳ、東芝機械社製）に供給し、押出機で溶融混
練し、厚さ３．０mmのシート状に押出した。次いで、得
られたシートの両面に、予め接着フィルムが熱融着され
ている厚さ０．５mmのアルミニウムシートを配し、表面
温度を１８０℃に設定した圧着接合ロール（直径２００
mm、幅１３００mm、クリアランス４．０mm）を用いて、
総厚さ４．０mmの金属／樹脂／金属複合板を作製した。

【００３３】４．物性の評価 得られた樹脂シート、金属／樹脂／金属複合板につき、
上記に記載の方法で各種の評価試験を行った。その結果
を後記の表−１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表−１より、次のことが明らかである。 (1) 樹脂シート用原料樹脂について見れば、引張破壊強
さが１５０Kg／cm² 未満の比較例３はドラムピール剥離
強度、曲げ加工性において劣っている。 (2) 樹脂に配合される無機フィラーの平均粒子径につい
て見れば、平均粒子径が１５μｍ未満の比較例４および
比較例５は、いずれもドラムピール剥離強度、曲げ加工
性において劣っている。 (3) 樹脂に配合される無機フィラーの配合量について見
れば、配合量が５５重量％に満たない比較例２は残炎時
間が長く燃え易く、かつ、燃焼発熱量が１４．０KJ/g以
上である。

【００３６】(4) 樹脂シート用樹脂組成物に飽和脂肪酸
を配合している実施例３は、これを配合しない実施例４
よりも溶融粘度が低下し、押出し加工性が良好になって
いることがわかる。 (5) ドラムピール剥離強度について見れば、比較例２を
除く他の比較例は、請求項１で規定する値以下である。 (6) 難燃性について見れば、実施例および比較例２を除
いた他の比較例はともに優れた難燃性を有するが、比較
例２のものは難燃性が劣る。

【００３７】(7) 曲げ加工性について見れば、通常、建
築用壁材料等として６０Ｒ程度の曲げ加工性能を満たし
ていれば十分であることを考慮すれば、実施例１〜７、
および比較例１〜３は、良好な曲げ加工性を有している
と言い得る。 (8) 燃焼発熱量について見れば、実施例、および、比較
例２を除いた他の比較例はともに１４．０ｋＪ／ｇ以下
である。燃焼発熱量が１４．０ｋＪ／ｇ以上であると、
難燃性に劣る（比較例２参照）。 (9) これに対して、実施例１〜７の複合板は、ドラムピ
ール剥離強度が高く、難燃性に優れ、かつ、曲げ加工性
にも優れている。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、次の様な特別に有利な効果を
奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。 １．本発明に係る金属／樹脂／金属複合板は、中間層を
構成する無機フィラー充填ポリオレフィン系樹脂シート
層が、特定の平均粒子径の無機フィラーを特定量配合さ
れてなるので、金属／樹脂／金属複合板端部の露出した
樹脂シートに着火してもその炎が端部を伝播し難く、優
れた難燃性を発揮する。 ２．本発明に係る金属／樹脂／金属複合板は、中間層を
構成する無機フィラー充填ポリオレフィン系樹脂シート
層の燃焼発熱量が１４．０ｋＪ／ｇ以下であるので、優
れた難燃性を発揮する。 ３．本発明に係る金属／樹脂／金属複合板は、金属シー
トと樹脂シートとのドラムピール剥離強度が１００mmＮ
／mm以上であるので、金属／樹脂の界面が剥離し難く、
曲げ加工性に優れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/20 Ｂ３２Ｂ 27/20 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 引張破壊強さが１５０ｋｇ／ｃｍ²以上
   であるポリオレフィン系樹脂を２０〜４５重量％、平均
   粒子径が１５〜９０μｍの無機フィラーを５５〜８０重
   量％、無機フィラーに対し飽和脂肪酸を０．０５〜５．
   ０重量％以下それぞれ含有し、かつ、燃焼発熱量が１
   ４．０ｋＪ／ｇ以下である無機フィラー充填ポリオレフ
   ィン系樹脂シートの両面に、金属シートが接合されてな
   り、金属シートと樹脂シートとのドラムピール剥離強度
   が１００mmＮ／mm以上であることを特徴とする難燃性金
   属樹脂複合板。
2. 【請求項２】 無機フィラーに対する飽和脂肪酸の量が
   ０．１〜３．０重量％である請求項１記載の難燃性金属
   樹脂複合板。
3. 【請求項３】 ポリオレフィン系樹脂シートの厚さが２
   〜８mm、一方の金属シートの厚さが０．１〜０．８mmで
   ある、請求項１または請求項２に記載の難燃性金属樹脂
   複合板。
4. 【請求項４】 金属シートがチタン、アルミニウム、ス
   テンレス、鉄の中から選択された１種または２種の金属
   のシートである、請求項１ないし請求項３いずれか１項
   に記載の難燃性金属樹脂複合板。
5. 【請求項５】 無機フィラーが水酸化アルミニウムであ
   る、請求項１ないし請求項４いずれか１項に記載の難燃
   性金属樹脂複合板。