JPH047144A

JPH047144A - シラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体の製造方法

Info

Publication number: JPH047144A
Application number: JP11103090A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Takematsu; 竹松　敏行
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-10

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】（産業上の利用分野）本発明は、シラングラフト変性させたポリエチレンを金
属表面に被覆する方法に関するものである。

（従来の技術）一般に、金属表面には、腐食防止の目的で樹脂を被覆す
ることが行われている。この樹脂とじては、化学的に安
定で、かつ安価であるポリエチレンがよく用いられてい
る。

しかしながら、ポリエチレンは分子中に極性基を有しな
いため、金属との接着性を有しない。そのため、従来よ
り、ポリエチレンと金属とを接着するために種々の方法
が提案されている。

例えば、金属にエポキシ接着剤等のプライマを塗布した
後、ポリエチレンと接着させる方法がある。しかし、こ
の方法によって連続的にポリエチレン被覆金属体を製造
するような場合、その製造工程にプライマ塗布といった
工程が必要となり、製造コストが嵩むとともに生産性を
阻害するといった不都合を生じることとなる。

そこで、ポリエチレン自体に接着性を付与する方法が提
案されている。例えば、特開昭５７−１２６４４号公報
には、酸無水物によってポリエチレンを変性することで
、ポリエチレン分子中に極性基を持たせ、これによって
金属との接着性を向上させる方法が開示されている。し
かし、この方法では、ポリエチレンにグラフト共重合し
たカルホキシル基を介して、該ポリエチレンと金属とを
結合するため、高温状態での接着耐久性に劣るといった
不都合を生じることとなる。

そこで、高温状態での接着耐久性に優れた変性ポリエチ
レンを提供する方法として、シランカップリング剤によ
ってポリエチレンを変性する方法が提案されている。こ
の方法は、ポリエチレンにシランカップリング剤を用い
てグラフト共重合を行う、いわゆるシラングラフトによ
って、ポリエチレンにアルコキシシラン基を導入させる
方法である。このアルコキシシラン基は、水分を吸収し
て加水分解反応を起こし、シラノール基に変化する。こ
のシラノール基は、極性基であるため、金属との接着性
を有し、高温状態での接着耐久性においても優れている
。

すなわち、シラングラフト変性したポリエチレンのアル
コキシシラン基がシラノール基に変化することを利用し
て変性ポリエチレンを金属に被覆していた。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来のシラングラフト変性したポリエチレ
ンにおいては、アルコキシシラン基からシラノール基へ
の加水分解反応の速度が、雰囲気中の水分量や温度によ
って大きく左右されることとなる。すなわち、シラング
ラフト変性後のポリエチレンの保管状態や期間によって
、生成されるシラノール基の量が異なることとなる。特
に、低温低湿の冬季には、シラノール基の生成が起こり
にくくなり、シラングラフト変性ポリエチレンと金属と
の接着強度が充分に得られないといった不都合を生じる
。そのため、充分な量のシラノール基が生成されるまで
シラングラフト変性ポリエチレンを放置しなければなら
ず、その取り扱いが煩わしかった。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたもので、シラノー
ル基の生成を促進させることによって、金属表面にシラ
ングラフト変性させたポリエチレンを充分な接着強度で
溶融被覆させる方法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明のシラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体の
製造方法は、金属表面に、シラングラフト変性させたポ
リエチレンを溶融被覆させる方法であって、ポリエチレ
ンをシラングラフト変性した直後の溶融状態で酸水溶液
に接触させた後、金属表面に溶融被覆するものである。

（作用）本発明によると、ポリエチレンをシラングラフト変性し
た直後の溶融状態で酸水溶液に接触させることで、ポリ
エチレンにグラフト重合されたアルコキシシラン基がイ
オン化され、該アルコキシシラン基のアルキル基が水素
と置換されやすくなり加水分解が促進される。すなわち
、アルコキシシラン基からシラノール基への生成が促進
される。

そして、このシラノール基を介して金属表面にシラング
ラフト変性ポリエチレンが溶融被覆されることとなる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、シラングラフト変性したポリエチレンを金属
表面に溶融被覆するための製造装置を示している。

すなわち、押出機１においてポリエチレンとシランカッ
プリング剤と有機過酸化物とを混合し、加熱溶融状態の
シラングラフト変性ポリエチレン２を生成する。ついで
、このシラングラフト変性ポリエチレン２を溶融状態の
まま、酸水溶液の浴槽３に浸漬した後、水浴槽４で水洗
する。そして、このシラングラフト変性ポリエチレン２
を送風機５で乾燥した後、ペレタイザ６でペレット状に
切断する。その後、さらに他の押出機７で加熱混練して
金属製のフープ材８に被覆し、ロール９，９で圧延する
ことで、シラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体１
０が製造される。

ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ
）　、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエ
チレン（ＬＤＰＥ）　、線形低密度ポリエチレン（Ｌ　
Ｌ　Ｄ　Ｐ　Ｅ）等が使用される。これらは、単一で用
いてもよく、２種類以上のものを混合して用いてもよい
。ただし、使用されるポリエチレンのメルトインデック
ス（ＭＩ）は、１　（８７１０分）以上のものが好まし
い、メルトインデックス（Ｍｌ）が１（８７１０分）未
満の場合、グラフト化によってさらにメルトインデック
ス（Ｍｌ）が低下し、成形加工性が悪化するからである
。

シランカフプリング剤としては、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン等が使用される。このシランカンプリング剤は
、ポリエチレン１００重量部に対して０．５〜３重量部
の使用量が好ましい。

０．５重量部未満では、金属との充分な接着力を得るだ
けのシラングラフト変性が起こらない。また、３重量部
を越えるとメルトインデックス（Ｍ　Ｉ　’）が極端に
低下し、成形加工性が悪くなる。

有機過酸化物としては、ジメチルパーオキサイド、ジ−
ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、
ジプロピオニルパーオキサイド等が使用される。

酸水溶液としては、塩酸、硝酸、硫酸、りん酸等の水溶
液が使用される。この酸水溶液へのシラングラフト変性
ポリエチレン２の浸漬は、ポリエチレンにグラフト共重
合したアルコキシシラン基を加水分解しやすくするため
に行われる。すなわち、酸と接触したアルコキシシラン
基は、イオン化され、該アルコキシシラン基中のアルキ
ル基が水素と置換されやすくなり、加水分解が促進され
る。その結果、アルコキシシラン基からシラノール基へ
の生成が促進されることとなる。

なお、酸水溶液の濃度としては、ＰＨ３以下のもので、
特にＰＨ２以下のものが好ましい。これは、酸のＰＨが
３よりも大きければ、シラングラフト変性ポリエチレン
２中におけるアルコキシシラン基からシラノール基への
加水分解反応において、金属との充分な接着強度を確保
するために必要な量のシラノール基が得られない場合が
あるからである。

また、酸水溶液の温度としては、核酸水溶液が蒸発した
り、凍結したりしない温度であれば問題はない。

さらに、シラングラフト変性ポリエチレン２を酸水溶液
に浸漬する時間としては、１分以内が好ましい。１分を
越えて当該処理を行うと、シラングラフト変性ポリエチ
レン２中において生成されたシラノール基が縮合して架
橋しやすくなり、充分な接着強度が得られない場合があ
るからである。

また、均一かつ迅速にシラングラフト変性ポリエチレン
２を酸と接触させるために、該シラングラフト変性ポリ
エチレン２を薄いシート状に押し出して酸と接触させる
ことが好ましい。

そして、この酸水溶液に浸漬した後のシラングラフト変
性ポリエチレン２は、水浴槽４で水洗することによって
、該シラングラフト変性ポリエチレン２の表面に残存す
る酸を洗浄することが好ましい。シラングラフト変性ポ
リエチレン２の表面に酸が残存していると、加熱溶融す
る際に用いる金型を腐食する恐れがあるからである。

また、水洗した後のシラングラフト変性ポリエチレン２
は、乾燥させることによって水洗によって付着した水分
を除去させることが好ましい。シラングラフト変性ポリ
エチレン２の、表面に水分が残存していると、加熱溶融
時に発泡しやすくなり好ましくないからである。なお、
この乾燥の手段としては、送風機５によって乾燥空気を
吹きつける場合に限らず、敷布を巻き付けたロールの間
にシラングラフト変性ポリエチレン２を通過させる等の
方法がある。

このシラングラフト変性ポリエチレン２を溶融被覆させ
る金属としては、アルミニウム、鉄鋼、銅等の各種金属
材料を用いることができる。ただし、シラングラフト変
性ポリエチレン２との接着性に通した状態にするために
、該金属の表面は、酸化層を形成したものが使用される
。また、接着性を阻害する不純物や汚れ等も除去してお
く。これらの金属は、必要に応じて脱脂、酸洗浄、プラ
スチング等の前処理を行うことによって得られる。

次に、シラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体の製
造方法の具体例と、これと比較対象とする比較例を示す
。

〔第１具体例〕メルトインデックス（Ｍｌ）が５（ｇ／１０分）の線形
低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）と、ビニルトリメト
キシシラン（ＶＴＳ−Ｍ）　と、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイドとを重量比において１００：１．ｏ：ｏ、０４
で混合したものを、押出機中で２００℃で加熱溶融し、
シラングラフト変性ポリエチレンを生成した。

次に、この押出機から厚さ１ｆｉ、幅２０ａｌで、溶融
したストランド状のシラングラフト変性ポリエチレン（
融点１２０℃）を押し出し、溶融状態のまま温度２０℃
、ＰＨ１，５に保たれた硝酸水溶液の入った浴槽に１０
秒間浸漬し、酸と接触させた。

ついで、このシラングラフト変性ポリエチレンを、２０
℃の水浴槽で１０秒間水洗した後、送風機によって乾燥
空気をｌＯ秒間吹きつけて乾燥し、ペレタイザで５　ｔ
ｍ　Ｘ　５　ｍに切断した。

そして、別の押出機から厚さ２．３ｆｉ、幅２０ＣＩＩ
で、溶融したストランド状のシラングラフト変性ポリエ
チレンを押し出し、溶融状態のまま金属フープ材から供
給される厚さ１．５ｍのアルミニウム製金属シートに被
覆し、ロールで圧延してシラングラフト変性ポリエチレ
ン被覆金属体を製造した。

こうして得られたシラングラフト変性ポリエチレン被覆
金属体は、シラングラフト変性ポリエチレンの厚みが２
．０ｆｉ、幅が２０ｃｍであった。このシラングラフト
変性ポリエチレン被覆金属体を幅２ｃｍに切断してＴ型
剥離法により接着強度を測定したところ、２０．５ｋｇ
ｆの接着強度を得た。

結果を表１に示す。

〔第２具体例〕送風機による乾燥に代えて、ガーゼを巻いた２つのロー
ル間を通過させることによってシラングラフト変性ポリ
エチレンを乾燥させた。その他は上記第１具体例と同様
にしてシラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体を製
造し、接着強度を測定したところ、２０．３ｋｇｆの接
着強度を得た。

結果を表１に示す。

〔第３具体例〕温度２０℃、ＰＨ２に保たれた硝酸水溶液にシラングラ
フト変性ポリエチレンを浸漬させた。その他は上記第１
具体例と同様にしてシラングラフト変性ポリエチレン被
覆金属体を製造し、接着強度を測定したところ、２０．
１ｋｇｆの接着強度を得た。結果を表１に示す。

〔第４具体例〕温度２０℃、ＰＨ１，５に保たれた硝酸水溶液を１５秒
間噴霧し、その他は上記第１具体例と同様にしてシラン
グラフト変性ポリエチレン被覆金属体を製造し、接着強
度を測定したところ、１９゜８ｋｇｆの接着強度を得た
。結果を表１に示す。

〔第５具体例〕温度２０℃、ＰＨ２に保たれた塩酸水溶液にシラングラ
フト変性ポリエチレンを浸漬させた。その他は上記第１
具体例と同様にしてシラングラフト変性ポリエチレン被
覆金属体を製造し、接着強度を測定したところ、１９．
９ｋｇｆの接着強度を得た。結果を表１に示す。

〔比較例〕

シラングラフト変性ポリエチレンを酸に接触させたり、
水洗、乾燥させない他は、上記第１具体例と同様にして
シラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体を製造し、
接着強度を測定したところ、１、Ｏｋｇｆの接着強度を
得た。結果を表１に示す。

（以下余白）表置の全体構成を示す概略図である。

２・・・シラングラフト変性ポリエチレン１０・・・シ
ラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体

Claims

【特許請求の範囲】

１）金属表面に、シラングラフト変性させたポリエチレ
ンを溶融被覆させる方法であって、ポリエチレンをシラ
ングラフト変性した直後の溶融状態で酸水溶液に接触さ
せた後、金属表面に溶融被覆することを特徴とするシラ
ングラフト変性ポリエチレン被覆金属体の製造方法。