JP2002192544A - 樹脂成型品の製造方法および樹脂成型品 - Google Patents

樹脂成型品の製造方法および樹脂成型品

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JP2002192544A
JP2002192544A JP2000392848A JP2000392848A JP2002192544A JP 2002192544 A JP2002192544 A JP 2002192544A JP 2000392848 A JP2000392848 A JP 2000392848A JP 2000392848 A JP2000392848 A JP 2000392848A JP 2002192544 A JP2002192544 A JP 2002192544A
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thermoplastic elastomer
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resin molded
weight polyethylene
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Yasushi Kozono
泰史 小園
Hiroshi Tajima
啓 田島
Hiroshi Noiri
洋 野入
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性エラストマー層と超高分子量ポリエ
チレン樹脂層とを接合したことを特徴とする樹脂成型品
を提供する。 【解決手段】 熱可塑性エラストマー(シート状エチレ
ン系熱可塑性エラストマーを除く)の材料層と重量平均
分子量50万以上である超高分子量ポリエチレンの材料
層とを重ねて加熱プレス成型して接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成型品に関
し、詳しくは、熱可塑性エラストマー層に超高分子量ポ
リエチレン樹脂層が被覆された積層層を備えたもので、
熱可塑性エラストマーの弾力性、非滑性等の特性と、超
高分子量ポリエチレンの滑性、耐衝撃性等の特性を組み
合わせることにより有効な作用を生じる樹脂成型品に適
用されるものである。
【0002】
【従来の技術】超高分子量ポリエチレン樹脂は耐磨耗
性、耐衝撃性、耐薬品性、自己潤滑性等の優れた特性を
有し、かつ、汚れ難い上に硬く、曲げに対し強いため、
他の樹脂又はゴム材料と接合すると、広範囲において有
用な種々の樹脂成型品を得ることができる。例えば、オ
ランダ公開特許公報第7906731号及び特開平7−
100931号には、超高分子量ポリエチレンは150
℃前後で未加硫ゴムと良好に接着することが開示されて
いる。
【0003】しかしながら、ゴムの代替材料として位置
付けられている熱可塑性エラストマーと、超高分子量ポ
リエチレンとを接着することは困難であった。即ち、超
高分子量ポリエチレンの成型品と、プロセスオイル等を
配合した熱可塑性エラストマーの一般的なコンパウンド
を加熱処理したものとは接着しない。このように、従
来、超高分子量ポリエチレンは下記の様にごく限られた
材料としか接合しないことが知られていた。
【0004】例えば、特開平7−308992号には、
EPDMゴムシート又はブチル系ゴムシートとポリエチ
レンシートとの接合方法において、超高分子量ポリエチ
レン樹脂シートを接合材として溶融状態で介挿させる接
合方法が開示されている(段落番号[0025]項及び表
2中、b)。
【0005】また、特開平5−286078号には、熱
可塑性エラストマー層に、超高分子量ポリオレフィンと
熱可塑性エラストマーとを混合した組成物層を積層した
積層体が開示されている。さらに、特許第305511
1号には、結晶性ポリオレフィンとゴムとから構成され
る熱可塑性エラストマー層と、超高分子量ポリオレフィ
ンに低分子量ないし高分子量ポリオレフィンとを混合し
たポリオレフィン組成物層からなる積層体が開示されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に従来、超高
分子量ポリエチレンの単体からなる材料層と、その他の
樹脂又は加硫ゴム材料からなる材料層とを直接的に接合
したものは、材料の特性上から困難であるために、提供
されていない。
【0007】即ち、前記特開平7−308992号に開
示の方法では、EPDMゴムシート又はブチル系ゴムシ
ートと、ポリエチレンシートとを接合することが目的で
あって、これらの間に超高分子量ポリエチレン樹脂シー
トを接合材として溶融状態で介挿させる方法を開示する
のみであって、超高分子量ポリエチレン樹脂からなる層
と熱可塑性エラストマー(シート状エチレン系熱可塑性
エラストマーを除く)からなる層とを接合したものでは
ない。前記特開平5−286078号に開示の積層体
も、熱可塑性エラストマー層と接合する超高分子量ポリ
オレフィンは熱可塑性エラストマーと予め混合されてい
ることが必須要件とされている。更に、前記特許305
5111号に開示の積層体においても、熱可塑性エラス
トマー層と接合する超高分子量ポリオレフィンには一定
割合の低分子量ないし高分子量ポリオレフィンが混合さ
れていることが必須要件とされている。
【0008】このように、従来、超高分子量ポリエチレ
ン樹脂と熱可塑性エラストマー層とを接合した樹脂成型
品は、非常に限られた特殊なものしかなく、より広範囲
に熱可塑性エラストマーを超高分子量ポリエチレン樹脂
と接合した樹脂成型品の提供が要望されている。
【0009】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、接合しにくい超高分子量ポリエチレン樹脂層を熱可
塑性エラストマー層に簡単確実に接合できるようにする
ことを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第1に、熱可塑性エラストマー(シート
状エチレン系熱可塑性エラストマーを除く)からなる第
一材料層に、重量平均分子量50万以上である超高分子
量ポリエチレンからなる第二材料層を重ね、加熱加圧成
型で接合していることを特徴とする樹脂成型品の製造方
法を提供している。
【0011】具体的には、上記第一材料層と第二材料層
の各材料がパウダー、ペレットまたはシートからなり、
パウダー同士、ペレット同士、シート同士、パウダーと
ペレット、パウダーとシートあるいはペレットとシート
とを、プレス型内において層状に重ね、150℃〜28
0℃、70kgf/cm2〜120kgf/cm2の加圧
力で加熱加圧成型で接合している。
【0012】上記加熱下において、プレスにより所要荷
重をかけて加圧成型すると、この機械的な接合により、
単に第一材料層と第二材料層とが貼り合わせた状態では
なく、強固に接合された状態となる。このように、機械
的な加圧により一体的に接合固着しているため、第一材
料層と第二材料層が物性的に互いに接着されにくい材料
であっても、容易かつ確実に接合して積層層とすること
ができる。よって、他の材料と接着しにくい超高分子量
ポリエチレンを、他の材料と接合する場合に、従来のよ
うに熱可塑性エラストマー等を予め混合しておく必要は
なく、超高分子量ポリエチレンを単体として用いて、熱
可塑性エラストマーと接合させることができる。
【0013】上記加熱加圧成型時におけるプレスによる
加圧力は、第一材料層および第二材料層の材料の種類、
形状および厚さに応じて70kgf/cm2〜120k
gf/cm2の範囲内で選定され、接合後の剥離強度を
10kg/25mm以上、好ましくは20kg/25m
m以上として、容易に剥離されない程度に加圧するよう
にしている。
【0014】また、成型温度も材料の、種類、形状およ
び厚さに応じて、150℃〜250℃の範囲で選定して
おり、第一材料層と第二材料層の材料が各層内において
溶着により一体化する一方、層間での流動はなく、接合
面では加圧力により固着される温度としている。なお、
第一材料層の熱可塑性エラストマーはMFR(メルト・
フロー・レイト、メルトインデックス)が5以下で流動
しないもの、第二材料層の超高分子量ポリエチレンはM
FRが0で流動しないものが用いられる。好ましくは、
MFRが互いに近いものであり、最もこのましくは、両
方ともMFRが0のものである。なお、上記MFRとは
230℃、2.16kgの条件で測定した値で、単位は
g/10min(分)である。
【0015】また、互いに接合する第一材料層と第二材
料層の材料の形状は、シート状、パウダー状、ペレット
状のいずれでも良い。シート状材料を用いると、成型品
の厚みを管理しやすいという利点があり、パウダー状材
料を用いると、接着部のアンカー効果により、接着力が
大きくなるという利点がある。
【0016】本発明は、第2に、上記方法で熱可塑性エ
ラストマーからなる第一材料層に、超高分子量ポリエチ
レンからなる第二材料層が剥離強度10kg/25mm
以上で接合されている積層層を備えている樹脂成型品を
提供している。
【0017】本発明の樹脂成型品では、熱可塑性エラス
トマー(シート状エチレン系熱可塑性エラストマーを除
く)としては、セプトン(商品名)、JSR SIS等
が用いられ、特にスチレン系熱可塑性エラストマーを用
いた場合には接合層間の接着力が優れているのでより好
ましい。
【0018】上記重量平均分子量50万以上である超高
分子量ポリエチレンとしては、ミペロン、ハイゼックス
ミリオン(いずれも商品名)等が用いられている。重量
平均分子量50万以上とされるのは、接合層間の接着力
が強固となるためである。
【0019】また、上記第一材料層を構成する熱可塑性
エラストマーとして、その重量平均分子量が5万以上の
ものを用いる一方、上記第二材料層を構成する超高分子
量ポリエチレンの重量平均分子量が300万以上のもの
を用いて、重ね合わせて加熱加圧成型で一体的に固着さ
せることが好ましい。即ち、上記組み合わせとすると、
第一材料層と第二材料層の摩擦係数と弾性を相違させる
ことができ、その結果、第一材料層と第二材料層の二層
からなる樹脂成型品の場合に両面の摩擦係数と弾性率と
が相違する面を設けることができる。上記熱可塑性エラ
ストマーの重量平均分子量を5万以上としているのは、
より高弾性、高強度を得るという理由による一方、超高
分子量ポリエチレンの重量平均分子量を300万以上と
しているのは、接合層間の接着力がより強固になるとい
う理由による。
【0020】上記両面の摩擦係数と弾性率と相違させた
ものとしては、例えば、義肢、家具等の重量物移動用の
滑り材、防舷材、まな板等の樹脂成型品が挙げられる。
即ち、義肢では、脚との接触面を弾性及びクッション性
を有する熱可塑性エラストマー層とすると、脚との接触
面が弾性に優れるため、使用時の痛みが抑制される一
方、脚との非接触側の外面を超高分子量ポリエチレンす
ると汚れにくく損傷を受けにくい利点がある。家具等の
重量物移動用の滑り材では、重量物側に熱可塑性エラス
トマー層を接触させ、床面に摩擦係数が低い超高分子量
ポリエチレン層を接触させて、重量物全体を滑らせて移
動させることができる。まな板では、裏面側に熱可塑性
エラストマー層を用いることにより、滑り難くし、表面
側を超高分子量ポリエチレンとすると硬いために刃物に
よる傷を受けにくくすることができる。
【0021】このように、本発明に係わる樹脂成型品
は、超高分子量ポリエチレンと熱可塑性エラストマーを
単に貼り合わた状態ではなく、10kg/25mm以上
の剥離強度で互いに強固に固着されていると共に、両面
に異なる物性を具備しているため、広範囲に利用でき
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図1は、本発明方法により製造されたまな板からな
る樹脂成型品3を示し、下層が熱可塑性エラストマーか
らなる第1材料層1、上層が超高分子量ポリエチレンか
らなる第2材料層2で、第1材料層1と第2材料層2と
の界面は物性的な接着はなく、加圧により剥離強度10
kg/25mm以上で固着されている。上記第2材料層
2の超高分子量ポリエチレンは重量平均分子量50万以
上のものを用いている。
【0023】上記樹脂成型品3の製造方法は、第1材料
層1の熱可塑性エラストマーと第2材料層の超高分子量
ポリエチレンをいずれもパウダー形状として、プレス型
内に2層となるように充填し、150℃〜250℃、7
0kgf/cm2〜120kgf/cm2の加熱加圧条件
下で加熱プレス成型で接合している。
【0024】(実施例)第二材料層の超高分子量ポリエ
チレンとして、重量平均分子量500万の超高分子量ポ
リエチレンを、500g使用した。上記超高分子量ポリ
エチレンはMFRが0.08g/10分のパウダー形状
の材料(三井化学製、商品名:ハイゼックスミペロン) 上記第一材料層の熱可塑性エラストマーとして、クラレ
製スチレン系熱可塑性エラストマー(商品名:セプト
ン、MFR=0.1g/10分)のパウダー形状の材料
を、50g使用した。上記両パウダー材料をプレス型内
に2層になるように層状に重ねて仕込み、200℃にて
10分間同時に熱プレス成型した後、40℃まで急冷し
た。
【0025】(比較例)第二材料層の超高分子量ポリエ
チレンとして、重量平均分子量500万の超高分子量ポ
リエチレンを用い、厚み2mmの板状としたものを使用
した。第一材料層の熱可塑性エラストマーとして、クラ
レ製スチレン系熱可塑性エラストマー(商品名:セプト
ン、MFR=0.1g/10分)をトルエンで糊状とし
たものを、80gを使用した。上記超高分子量ポリエチ
レンを板状とした熱可塑性エラストマーの表面に塗布し
た。その後、200℃にて10分間熱プレス成型した
後、40℃まで急冷した。
【0026】(接着性の評価)上記実施例及び比較例の
樹脂成型品を、JIS―K−6256に準じて、接着性
を評価した。即ち、超高分子量ポリエチレンの第二材料
層と熱可塑性エラストマーの第一材料層との界面を剥離
させ、剥離面を目視にて観察した。剥離面が界面剥離さ
れている場合は接着不充分、接着不良であり、剥離面に
おいて材料が破壊されている場合に接着良好であると評
価した。
【0027】実施例では、剥離強度が22kg/25m
mであり、剥離面では材料の破壊が観察され、接着は良
好であった。比較例では、剥離強度は1kg/25mm
であり、剥離面では界面剥離が観察され、単なる密着状
態であった。
【0028】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、各種の熱可塑性エラストマーからなる材料層
に、接合されにくい超高分子量ポリエチレンの単体層を
強固な力で接合して一体化させることができる。これに
より、摩擦係数、弾性率等の物性が相違する熱可塑性エ
ラストマーからなる面と超高分子量ポリエチレンからな
る面とを両面に備えた積層体からなる樹脂成型品を設け
ることができ、広範囲に有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の樹脂成型品の断面図である。
【符号の説明】
1 熱可塑性エラストマーからなる第一材料層 2 超高分子量ポリエチレンからなる第二材料層 3 樹脂成型品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 31:00 B29L 31:00 (72)発明者 野入 洋 兵庫県神戸市中央区脇浜町3丁目6番9号 住友ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4F100 AK04B AK04K AK12A AL01A AL09A BA02 EJ17 EJ42 GB08 GB66 GB81 JA08B JB16A JK06 JK10 JK16 4F204 AA04 AA45 AA47 FA01 FB01 FB22 FN11 FN15 FQ01 FQ15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性エラストマー(シート状エチレ
    ン系熱可塑性エラストマーを除く)からなる第一材料層
    に、重量平均分子量50万以上である超高分子量ポリエ
    チレンからなる第二材料層を重ね、加熱加圧成型で接合
    していることを特徴とする樹脂成型品の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記第一材料層と第二材料層の各材料が
    パウダー、ペレットまたはシートからなり、パウダー同
    士、ペレット同士、シート同士、パウダーとペレット、
    パウダーとシートあるいはペレットとシートとを、プレ
    ス型内において層状に重ね、150℃〜250℃、70
    kgf/cm2〜120kgf/cm2加熱加圧成型で接
    合している請求項1に記載の樹脂成型品の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の方法で
    熱可塑性エラストマーからなる第一材料層に、超高分子
    量ポリエチレンからなる第二材料層が剥離強度10kg
    /25mm以上で接合されている積層層を備えている樹
    脂成型品。
  4. 【請求項4】 上記熱可塑性エラストマーがスチレン系
    熱可塑性エラストマーである請求項3に記載の樹脂成型
    品。
  5. 【請求項5】 上記熱可塑性エラストマーの重量平均分
    子量が5万以上であり、上記超高分子量ポリエチレンの
    重量平均分子量が300万以上である請求項3または請
    求項4に記載の樹脂成型品。
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