JP2001205735A - 超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な工程で効率よく製造可能で、得られた
積層体の超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムの接着強
度を大きくし、加工密着性を良好にすることである。 【解決手段】 金属材料２に、常温での動的弾性率が
２．０×１０⁸ 〜２．０×１０⁹ Ｐａであるポリエチレ
ン樹脂層３を介して超高分子量ポリエチレン樹脂フィル
ム４を積層し、積層体１を形成したのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】この発明は、自動販売機内部のディ
ストリビュータ、エスカレータの側壁下部、郵便物配送
センターの荷物分配設備部材等の摺動部材として使用さ
れ、自己摺動性及び耐摩耗性に優れた超高分子量ポリエ
チレン樹脂フィルム積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】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
脂等は、環境悪化の原因となるオイルを必要としない自
己摺動性材料として各種分野で使用されている。たとえ
ば、ＰＴＦＥ粉末を分散した塗料をポストコートしたス
テンレス鋼板がエスカレータの側壁下部に、ＰＴＦＥ削
出しシートを粘着剤で張り付けた鋼板が郵便物配送セン
ターの荷物分配シュータに使用されている。さらに、Ｐ
ＴＦＥをも上回る自己摺動性をもつ材料として、超高分
子量ポリエチレン樹脂が知られている。超高分子量ポリ
エチレン樹脂とは、通常分子量が数百万で１００℃以上
の融点をもつポリエチレンをさすが、超高分子量ポリエ
チレン樹脂は、通常の押出し成形や射出成形によって成
膜することが難しく、ＰＴＦＥと同様に圧縮成形材を切
り出す方法、極限粘度が超高分子量ポリエチレン樹脂よ
りも低いポリエチレン樹脂を超高分子量ポリエチレン樹
脂に配合したオレフィン樹脂組成物を押出し成形する方
法（特開平１−２７２６４６号公報）等によってフィル
ム化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、超高分子量ポ
リエチレン樹脂は、フッ素樹脂と同様に難接着性プラス
チックであるポリオレフィン樹脂であることから、フィ
ルムの接着に有効な手段が開発されていない。たとえ
ば、特開昭６２−４５６３４号公報では、超高分子量ポ
リエチレン成形体の表面に不飽和エポキシド化合物を塗
布した後、プラズマ放電処理によって接着性を改善して
いる。しかし、プラズマ放電処理は、減圧下で操作され
る専用の設備を必要とし、工程数も複雑になるため、コ
ストや生産性の面から実用的な改質方法とはいえない。

【０００４】また、特開昭６１−２６６３２号公報は、
有機過酸化物を配合した未加硫ゴムを超高分子量ポリエ
チレンと金属との間に配置し、超高分子量ポリエチレン
の軟化点以上に加熱して加硫接着することを提案してい
る。しかし、加硫接着条件として３０分間程度の接着時
間が必要であるため、一般的な連続式樹脂フィルムラミ
ネート鋼板製造設備に適用できない。

【０００５】さらに、特開平１１−１５７００５号公報
には、超高分子量ポリエチレンフィルム表面をコロナ放
電処理することで濡れ性を良くし、ウレタン系接着剤で
ラミネートすることが開示されている。しかし、超高分
子量ポリエチレンフィルム表面を必ずコロナ処理する必
要があるなど、生産上、煩雑であるなどの問題がある。

【０００６】また、これらの積層体においては、その最
終用途に応じて所望の形状に冷間加工したり、曲げ、打
ち抜き加工を施すことがなされている。このような金属
積層体の２次加工においては、たとえ２次加工前の層間
の密着強度が良好であっても冷間加工のために金属の展
延性に接着層が追随できず、層間剥離や破断が起こりや
すいという問題がある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、簡単な工程で
効率よく製造可能で、得られた積層体の超高分子量ポリ
エチレン樹脂フィルムの接着強度を大きくし、加工密着
性を良好にすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、超高分子量ポリエチレン樹
脂フィルムを、常温での動的弾性率が２．０×１０⁸ 〜
２．０×１０⁹ Ｐａであるポリエチレン樹脂層を介し
て、金属材料に被覆することにより、金属材料との接着
強度が高まりかつ加工密着性も良好となることを見出し
たのである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１に示すように、積層体１
は、例えば金属板のような金属材料２に、ポリエチレン
樹脂層３を介して超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム
４を積層したものである。

【００１０】上記金属材料２としては、鋼板にあらニッ
ケル、すず、亜鉛、銅などの金属を単層メッキした単層
メッキ鋼板、これらの金属の２種以上を複合メッキして
なる複層メッキ鋼板、これらの金属の２種以上からなる
合金をメッキしてなる合金メッキ鋼板、これらの鋼板及
びメッキ鋼板にクロム水和酸化物からなる単層皮膜を形
成させる重クロム酸溶液中の電解処理、または上層がク
ロム水和酸化物、下層が金属クロムからなる２層皮膜を
形成させる電解クロム酸処理などの化成処理による皮膜
を被覆した各種の表面処理鋼板、ステンレス鋼板、銅、
鉛、アルミニウム板、アルミニウム合金板、クロム酸な
どの化成処理、エッチング処理したアルミニウム板、ア
ルミニウム合金板などがあげられるが、特にこれらに限
定されるものではない。また、その形態も板状に限ら
ず、ブロック状など、種々な形態を採りうる。これら金
属材料の表面に、樹脂層３との密着性を良くする為に、
公知のアンカーコートやプライマー処理などを施した
り、粗面化処理を施すことは任意である。

【００１１】前記超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム
４は、溶融粘度法による極限粘度〔η−〕が８〜４０ｄ
ｌ／ｇであり、算出される粘度平均分子量が（１０〜８
００）×１０⁴ の超高分子量ポリエチレン樹脂を圧縮成
形して円柱状のビレットを製造しビレットからフィルム
を削り出す（スカイブ）ことによりえられたもののほ
か、極限粘度が超高分子量ポリエチレン樹脂よりも低い
低分子量又は高分子量ポリエチレン樹脂を超高分子量ポ
リエチレンに配合したポリオレフィン樹脂組成物を押出
し成形することによって得られた超高分子量ポリエチレ
ン樹脂フィルムでもよい。これらの超高分子量ポリエチ
レン樹脂には、必要に応じて種々の顔料や添加剤を配合
することも可能である。

【００１２】使用される超高分子量ポリエチレン樹脂フ
ィルム４の厚みは、特に制約されるものではないが、製
造性、取扱い性等の諸性能を考慮すると２０μ〜３００
μが望ましいが、特にこれに限定されるものではない。

【００１３】前記ポリエチレン樹脂層３については、動
的弾性率が２．０×１０⁸ 〜２．０×１０⁹ Ｐａにある
必要がある。ここで、動的弾性率は、通常の粘弾性スペ
クトロメータを用い、周波数１Ｈｚ、温度２０℃でシー
トの横方向（押出し方向と垂直の方向）について引張り
法により測定したものである。動的弾性率が２．０×１
０⁸ Ｐａ未満であると、樹脂層弾性率が低すぎて扱い難
く、打ち抜き加工時に、樹脂層が伸びて切れ性が悪くな
ったり剥離しやすくなるなどの問題がある。動的弾性率
が２．０×１０⁹ Ｐａを越えると樹脂層の剛性が強すぎ
て、プレス加工時の変形に追随できずに、樹脂層の破断
や剥離などの問題が生じる。この樹脂層３の厚みとして
は、密着性、加工性、経済性の点から１０μ以上１００
μ未満が望ましい。

【００１４】樹脂層３で用いるエチレン系樹脂として
は、エチレンと１ヘキセン、１ヘプテン、１−オクテン
などのαオレフィンとの共重合体、不飽和カルボン酸又
はその誘導体から選ばれるモノマー、例えば無水マレイ
ン酸等でエチレンや、エチレンとα−オレフィンとのブ
ロック、あるいはランダム共重合体の一部若しくは全部
がグラフト変性した変性ポリエチレン、エチレン−メタ
アクリル酸共重合体をＮａ、Ｚａ、Ｍｇ等でイオン化し
たアイオノマー樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体な
どがあげられる。

【００１５】前記積層体１を製造するには、あらかじめ
ポリエチレン樹脂層３の融点以上に加熱した金属板に、
ポリエチレン樹脂層３を２本のロールで金属板と共に挟
持して熱圧着した後に、再度、ポリエチレン樹脂の軟化
点以上超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム４の融点＋
１０℃以内の温度の加熱した後に、あらかじめ製膜した
超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム４を連続して圧着
し、直ちに冷却する方法がある。また、これを適宜時間
室温で放置した後に、ポリエチレン樹脂層３の軟化点以
上超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム４の融点＋１０
℃以内の温度で再加熱してもよい。

【００１６】以下に実施例及び比較例をあげる。

【００１７】

【実施例】溶融亜鉛メッキ鋼板（厚み０．４ｍｍ×幅３
００ｍｍ×長さ３００ｍｍ）上に、図２に示すような厚
み５０μフィルムを１５０℃で熱圧着し、さらにその上
に厚さ１００μの超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム
を１３０℃で熱圧着した。得られた積層体について、下
に示すような密着性の評価を行なった。

【００１８】超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムは、
三井化学のハイゼックスミリオン２４０Ｓをビレット化
して削り出したスカイブフィルムを使用した。

【００１９】比較例として、図２に示すような厚み５０
μフィルムを用いて、実施例と同様の評価を行なった。
得られた結果を図２に示す。 〔動的弾性率〕粘弾性スペクトロメータ（岩本製作株式
会社製、ＶＥＳ−Ｆ３）を用い、振動周波数１Ｈｚ、温
度２０℃でシートの横方向（押出し方向と垂直の方向）
について測定した。 〔加工密着性１〕積層板を加工して、フィルム面が外面
側となるように缶径５５ｍｍ×高さ３０ｍｍ（ブランク
直径Ｄ、ポンチ径ｄ、高さＬ、Ｄ／ｄ＝１．８、Ｌ／Ｄ
＝０．３）の円筒容器を作成したときに、フィルム剥れ
など異常のないものを（○）、フィルム剥れなどの異常
のあるものを（×）とした。 〔加工密着性２〕上記の方法で加工した円筒絞り容器を
用いて、開口部先端をかしめ機械を使用し、かしめごま
が円筒容器の周辺を０．５秒間に１０回転する条件で、
３ｍｍφのかしめ部を円筒容器の開口先端部に設けた。
このかしめ部の樹脂が剥離を生じなかったものを
（○）、かしめ部の樹脂が剥離したものを（×）とし
た。

【００２０】以上のことから、下記のことが明らかであ
る。 （１）動的弾性率が２．０×１０⁸ 〜２．０×１０⁹ Ｐ
ａの範囲にあるポリエチレン系樹脂層を介して、金属に
超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムを被覆したもの
は、加工密着性に優れている（実施例１，２，３）。 （２）ポリエチレン系樹脂層を介して金属に超高分子量
ポリエチレン樹脂フィルムを被覆したものであっても、
動的弾性率が２．０×１０⁸ Ｐａに満たないものは、加
工密着性に劣る（比較例１）。 （３）動的弾性率が所定の範囲にあってもなくても、ポ
リエチレン系樹脂以外の樹脂を介して超高分子量ポリエ
チレン樹脂を被覆したものは、加工密着性に劣る（比較
例２，３，４）。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、以上のように、金属
材料に、特定の範囲の動的弾性率を有するポリエチレン
樹脂を介して、超高分子量ポリエチレン樹脂フィルムを
被覆したので、金属材料に対する接着性が高まり、加工
密着性に優れた積層体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の積層体の一例を示す断面図

【図２】実施例及び比較例の評価を示す図表

【符号の説明】

１ 積層体 ２ 金属材料 ３ ポリエチレン樹脂層 ４ 超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB01C AB03 AB18 AK04A AK04B BA03 BA07 BA10A BA10C EC01 EC012 GB51 JA08A JK07B JL11 YY00B

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高分子量ポリエチレン樹脂を、常温で
   の動的弾性率が２．０×１０⁸ 〜２．０×１０⁹ Ｐａで
   あるポリエチレン樹脂層を介して、金属材料に被覆した
   ことを特徴とする超高分子量ポリエチレン樹脂フィルム
   積層体。