JP2000177054A - 衝撃吸収性及び摺動性に優れた積層鋼板 - Google Patents

衝撃吸収性及び摺動性に優れた積層鋼板

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JP2000177054A
JP2000177054A JP35831198A JP35831198A JP2000177054A JP 2000177054 A JP2000177054 A JP 2000177054A JP 35831198 A JP35831198 A JP 35831198A JP 35831198 A JP35831198 A JP 35831198A JP 2000177054 A JP2000177054 A JP 2000177054A
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uhmwpe
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Koji Mori
浩治 森
Keiichi Watanabe
啓一 渡邊
Kenichi Okubo
謙一 大久保
Kenji Koshiishi
謙二 輿石
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
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Nisshin Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】摺動性、耐摩耗性、衝撃吸収性を合わせ持つ材
料として好適な積層鋼板を提供する。 【解決手段】鋼板表面に接着剤層を介して目付量が20
〜100g/m2の不織布、超高分子量ポリエチレン樹
脂フィルムを順次積層した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動性、耐摩耗
性、衝撃吸収性を要求される部材に好適な積層鋼板に関
する。
【0002】
【従来の技術】給油不要の自己摺動性を有する材料とし
て、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下、PTFE
という)、フェノール樹脂、アセタール樹脂等が使用さ
れている。例えばエスカレーター側壁下部材でステンレ
ス鋼板にPTFE粉末を分散した塗料がポストコートさ
れたり、郵送物配送センター等の物品分配設備部材にP
TFE削り出しシートを粘着剤で貼り付けたものがあ
る。一方、PTFEを上回る自己摺動性材料として、超
高分子量ポリエチレン樹脂(以下、UHMWPEとい
う)がある。UHMWPEのフィルム成形法はPTFE
と同様で、圧縮成形材を削り出してフィルム化する方法
や、UHMWPEに極限粘度がUHMWPEよりも低い
低分子量又は高分子量ポリエチレン樹脂を配合したオレ
フィン樹脂組成物を押し出し成形する方法が特開平1−
272646号公報で紹介されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、UHMWPE
フィルムは、フッ素樹脂と同様に難接着性プラスチック
のポリオレフィン樹脂であり、フィルムを接合する有効
な手段が見出されていなかった。また、UHMWPEフ
ィルムは摺動性、耐磨耗性に優れるが鋼板との複合材に
関し衝撃吸収性に優れるとはいえない。接着剤層の厚み
で衝撃吸収性を発現できるかどうか調査したところ、膜
厚30μmでも十分な性能を得ることができなかった。
本発明は、このような問題点を解決すべく案出されたも
のであり、優れた衝撃吸収性及び摺動性を有する積層鋼
板を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はその目的を達成
するため、鋼板表面に接着剤層を介して目付量が20〜
100g/m2の不織布、UHMWPEフィルムを順次
積層した。
【0005】
【発明の実施の形態】摺動性、耐磨耗性を発現させるた
めには、表皮にUHMWPEフィルムを用いる。発明者
等は鋼板と、UHMWPEフィルムとの間に衝撃吸収機
能を付与させることを鋭意検討した。接着剤として、ポ
リオール樹脂とイソシアネートとの組合せについて検討
し、フィルム表面へのコロナ放電処理等による易接着化
の検討も合せて行った。具体的には、UHMWPEに極
限粘度がUHMWPEよりも低い低分子量又は高分子量
ポリエチレン樹脂を配合したオレフィン樹脂組成物を、
フィルム押し出し成形直後に、ポリエステル繊維からな
る不織布を熱融着させ、該不織布を積層したUHMWP
Eフィルムを不織布が接着剤に接するように配してポリ
エステル樹脂系接着剤を介して鋼板表面に積層する圧着
法によるもの。オレフィン樹脂組成物をフィルム押し出
し成形したフィルム又は削り出しフィルムについて、不
織布との接着面にコロナ放電処理を行い、ポリオールと
イソシアネートからなる接着剤を用いて不織布を接合し
たものを不織布側が接着剤に接するように配してポリエ
ステル樹脂系接着剤を介して鋼板表面に積層する接着法
によるもの。本発明の積層鋼板は、前記2種類の方法に
より作製できる。すなわち、鋼板と、UHMWPEフィ
ルムとの間に緩衝作用のある不織布を挟む形態となる。
【0006】不織布は、とくに限定されるものではな
く、繊維として例えばポリエステル、アクリル、ナイロ
ン、綿、これらの混紡等を用いることができる。不織布
の目付量は20〜100g/m2に限定される。目付量
が20g/m2未満では衝撃を受けた場合、圧縮変形量
が少なく十分な衝撃吸収性が得られない。目付量が10
0g/m2以上になると不織布自体の凝集力が乏しくな
り、接着強度が不十分となる。
【0007】UHMWPEフィルムは、UHMWPEが
溶融粘度法による極限粘度[η]が8〜40dl/gで
あり、算出される粘度平均分子量が100〜800×1
4のものを用いる。このUHMWPEを圧縮成形して
ビュレット(円柱状成形品)を製造し、該ビュレットか
らフィルム削り出し(スカイブ)することにより得るこ
とができる。また、UHMWPEに極限粘度がUHMW
PEよりも低い低分子量又は高分子量ポリエチレン樹脂
を配合したオレフィン樹脂組成物を押し出し成形する方
法でもUHMWPEフィルムを得ることができる。UH
MWPEフィルムには、必要に応じて顔料や添加剤を配
合することもできる。フィルムの厚みは、とくに限定さ
れるものではないが、製造性、取扱い、諸性能などを考
慮すると、50〜300μmのものを用いることが好ま
しい。なお、UHMWPEフィルムに、予めエンボス加
工を施したものも使用できる。
【0008】不織布のUHMWPEフィルムへの接合
は、前記のように圧着法と接着法がある。圧着法では不
織布がUHMWPEフィルム中に一部埋没した構造にな
ることから、物理的な接着強度が得られる。接着法では
コロナ放電処理したUHMWPEフィルムの表面がJI
S K6768の濡れ指数での表面張力が38dyne
/cm以上でなければならない。表面張力が38dyn
e/cm未満では被接着面同士で十分な界面接着力が得
られない。コロナ放電処理フィルム表面に存在するヒド
ロペルオキシ基濃度が低いためと推察される。また、接
着法でポリオール樹脂とイソシアネートからなる接着剤
については、イソシアネートの−NCO基/ポリオール
樹脂の−OH基比が3〜15であり、不織布を積層する
際の接着剤の溶融粘度は100〜500Pa・sである
ことが好ましい。
【0009】接着剤の成分であるポリオール樹脂は、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂等が用いられる。一方の接着剤成分であるイ
ソシアネートは、2,4及び/又は2,6−トリレンジ
イソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、トリデンジイソシアネート、メタキシリレン
ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、これらの3量体、アダク
ト体などを用いることができる。イソシアネートの−N
CO基/ポリオール樹脂の−OH基比は、−OH基濃度
が既知の主剤であるポリオール樹脂への−NCO基濃度
が既知のイソシアネートの配合量で調整することができ
る。
【0010】イソシアネートの−NCO基/ポリオール
樹脂の−OH基比が3未満では、前記のとおりコロナ放
電処理UHMWPEフィルム表面に存在するヒドロペル
オキシ基と、反応し得るイソシアネート基量が少なく、
コロナ放電処理UHMWPEフィルムと、接着剤層との
界面接着力が低下する。イソシアネートの−NCO基/
ポリオール樹脂の−OH基比が15以上になると、マト
リックス中におけるイソシアネート基濃度が高くなるこ
とから、外部から拡散してくる水と反応して生成する尿
素結合濃度も高くなる。したがって、接着剤の柔軟性が
損なわれ、UHMWPEフィルムと不織布との間で接着
剤層が脆性破壊して剥離が発生し易くなる。
【0011】不織布積層時の接着剤溶融粘度が100P
a・s未満では、不織布積層時に接着剤が不織布の内部
に毛細管現象によって浸透拡散する。したがって、UH
MWPEフィルムと不織布との界面に存在して、両者を
接合すべき接着剤層のない状態が発生し、不織布と鋼板
との接着強度が著しく低下する。不織布積層時の接着剤
溶融粘度が500Pa・s以上では、接着剤が不織布の
内部にほとんど含浸しない。したがって、不織布をUH
MWPEフィルムに接合する際に、十分な接着強度が得
られない。積層時の接着剤の溶融粘度は、積層温度で制
御することができる。また、接着剤の分子量が大きくな
る程、溶融粘度は増大する。接着剤層は乾燥塗膜厚で2
〜20μmにすることが好ましい。
【0012】不織布を接合したUHMWPEフィルム
を、鋼板に積層する際の接着剤層、すなわち、不織布
と、鋼板との接着剤はポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂等が用いられる。また、硬化剤は3価以上の多価イ
ソシアネートを用いる。必要に応じて着色顔料、防錆顔
料、体質顔料等を添加することもできる。不織布を接合
したUHMWPEフィルムを、鋼板に積層するにあた
り、接着剤層を形成するための接着剤溶融粘度は、前記
のUHMWPEフィルムと、不織布の接合と同様の理由
で100〜500Pa・sであることが好ましい。
【0013】接着剤層と鋼板との間に、エポキシ樹脂や
ポリエステル樹脂等からなるプライマー層を設けてもよ
い。また、プライマー層には必要に応じて着色顔料、防
錆顔料、体質顔料等を添加することもできる。鋼板は、
必要に応じて、リン酸塩処理や塗布型クロメート処理な
どを施した亜鉛めっき鋼板、亜鉛−アルミニウム合金め
っき鋼板、アルミニウムめっき鋼板など各種めっき鋼
板、ステンレス鋼板等が使用できる。
【0014】UHMWPEフィルムと不織布との接着面
に予めコロナ放電処理し、このコロナ放電処理面にグラ
ビアコート法、ロールコート法などの公知塗布方法で接
着剤を塗布し、加熱乾燥してこの上に不織布を接合す
る。鋼板に、ロールコート法、カーテンコート法などの
公知塗布方法で接着剤を塗布し、焼付け乾燥して接着剤
層を形成した後、前記の不織布を接合したUHMWPE
フィルムの不織布側が接着剤層と接するように積層す
る。鋼板と接着剤層との間にプライマー層を設けてもよ
く、その際は接着剤と同様の公知方法で塗布、乾燥、焼
付けすればよい。
【0015】
【実施例】板厚0.5mm、片面当たりの目付量が45
g/m2の溶融亜鉛めっき鋼板に塗布型クロメート処理
を施し、ポリウレタン樹脂系接着剤(硬化剤:ヘキサメ
チレンジイソシアネート3量体)を乾燥膜厚が5μmに
なるように塗布し、オーブンで最高到達板温が130℃
になるように60秒間加熱乾燥し接着剤層を設けた。接
着剤層表面に表1に示す不織布を接合した厚さ150μ
mのUHMWPEフィルム(カーボンブラック5重量%
配合)を、不織布側が接するようにラミネーターで貼付
し積層鋼板を得た。この際の接着剤の溶融粘度は350
Pa・sであった。本発明例1〜3及び比較例7〜9は
ポリエステル樹脂系プライマーを乾燥膜厚が5μmにな
るように形成し、次いで接着剤を塗布した。なお、比較
例7は不織布を積層していないUHMWPEフィルムを
用いた。
【0016】本発明例1、2及び比較例7〜10は、U
HMWPEフィルムに、極限粘度がUHMWPEフィル
ムよりも低い高分子量ポリエチレン樹脂を配合したオレ
フィン樹脂組成物(商品名:リュブマーL4000−三
井石油化学工業製)を、フィルム押し出した直後に不織
布を熱融着により積層した。本発明例3〜6及び比較例
11、12は、UHMWPEフィルムに、極限粘度がU
HMWPEフィルムよりも低い高分子量ポリエチレン樹
脂を配合したオレフィン樹脂組成物(商品名:リュブマ
ーL4000)を、押し出し成形したフィルムにコロナ
放電処理を行い、JIS K6768の濡れ指数での表
面張力で45dyne/cmとし、コロナ放電処理面に
イソシアネートの−NCO基/ポリオール樹脂の−OH
基比が7であるポリウレタン樹脂系接着剤を、乾燥膜厚
で8μm形成し、80℃に加熱乾燥して不織布を接合し
た。接合時の接着剤の溶融粘度は260Pa・sであっ
た。
【0017】作製した積層鋼板について、簡易的に衝撃
吸収性を次の方法で評価した。パチンコ玉を1mの高さ
から落下させ、リバウンドする高さを測定しリバウンド
高さの低いもの程、衝撃吸収性に優れるものと判定し
た。実際に郵送物配送センターの物品分配設備壁材への
取り付け結果から、段ボール箱などの物品の衝撃具合と
の相関性を配慮すると、リバウンド高さは5cm以下で
なければならない。また、不織布を接合したUHMWP
Eフィルムを、鋼板に対して180度方向に剥離した場
合の剥離強度を調査した。接着耐久性を考慮すると10
N/10mm以上の接着強度が必要である。評価結果を
まとめて表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】表1から判るように、本発明に従った不織
布を接合したUHMWPEフィルム積層鋼板は、何れも
優れた衝撃吸収性を有し、接着強度も良好である。これ
に対し、比較例では衝撃吸収性が劣ったり、接着強度が
不十分であった。なお、作製した積層鋼板について、摩
擦測定機TR型(東洋精機製作所製)を用いて、動摩擦
係数(対象面:SUS304BA)を測定したところ、
何れも0.10〜0.15と優れた摺動性を示す。
【0020】
【発明の効果】以上のとおり本発明の衝撃吸収性及び摺
動性に優れた積層鋼板は、UHMWPEフィルムに依存
する優れた摺動性を有するとともに、UHMWPEフィ
ルムと鋼板との間に不織布層を有するので衝撃吸収性に
優れる。したがって、摺動性、耐摩耗性、衝撃吸収性を
要求される部材に好適に使用できる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年12月17日(1998.12.
17)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 謙一 千葉県市川市高谷新町7番地の1日新製鋼 株式会社技術研究所塗装・複合材料研究部 内 (72)発明者 輿石 謙二 千葉県市川市高谷新町7番地の1日新製鋼 株式会社技術研究所塗装・複合材料研究部 内 Fターム(参考) 4F100 AB03A AK04C AK41 AK51G BA03 BA07 BA10A BA10C CB00 DG15B EJ65 JA08C JK09 JK10 JK16 YY00B 4L047 AA17 AA21 AA23 BA12 BC12 CA06 CA07 CA19 CB01 CC08

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼板表面に接着剤層を介して目付量が20
    〜100g/m2の不織布、超高分子量ポリエチレン樹
    脂フィルムを順次積層してなる衝撃吸収性及び摺動性に
    優れた積層鋼板。
JP35831198A 1998-12-17 1998-12-17 衝撃吸収性及び摺動性に優れた積層鋼板 Withdrawn JP2000177054A (ja)

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Effective date: 20060307