JPH047146A - 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 - Google Patents

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。この樹脂としては、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
たカルボキシル基を介して、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後、該シラングラフト変性
ポリエチレンに水分を吸収させた吸水性高分子を混合し
て加熱溶融させ、金属表面に溶融被覆するものである。

（作用） ポリエチレンをシラングラフト変性した後、該シラング
ラフト変性ポリエチレンに水分を吸収させた吸水性高分
子を混合すると、該吸水性高分子中に吸収された水分が
、シラングラフト変性ポリエチレンの溶融熱によって放
出される。そして、この際放出される水分によってシラ
ングラフト変性ポリエチレンのアルコキシシラン基が加
水分解し、シラノール基として生成される。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説明する。

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、ポリエチレンをシラングラフト変性した後
、該シラングラフト変性ポリエチレンに水分を吸収させ
た吸水性高分子を混合して加熱溶融し、金属表面に被覆
することによって行われる。

シラングラフト変性ポリエチレンは、ポリエチレンにシ
ランカップリング剤と有機過酸化物とを混合し、加熱溶
融することによって得られる。

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（ＬＬ
ＤＰＥ）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（Ｍ　
Ｉ　）は、１　（５７１０分）以上のものが好ましい。

メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）が１（５７１０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
。

シランカッ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。このシランカップリング剤は
、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（Ｍｌ）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。

吸水性高分子としては、例えばポリアクリル酸カリウム
塩の架橋高分子、ポリアクリル酸ナトリウム塩の架橋高
分子、ポリアクリルアミド、アクリルニトリルアクリル
酸共重合体等のように、吸水性に冨み、外部から圧力を
かけられても離水しにくいものが使用される。この吸水
性高分子は、あらかじめシラングラフト変性ポリエチレ
ン中のアルコキシシラン基からシラノール基への加水分
解に必要な量の水分を吸収させたものを使用する。

この吸水性高分子に吸収させる水分の量は、シラングラ
フト変性ポリエチレン１００重量部に対し、０．１〜１
．０重量部となるように吸収させるのが好ましい。０．
１重量部未満では、シラングラフト変性ポリエチレン中
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。一方、１
．０重量部を越えると、未反応の水分が発生して発泡し
やすくなり好ましくない。

なお、この吸水性高分子は、単体で使用することもでき
るし、二種類以上の物質を混合して使用することもでき
る。

ただし、吸水性高分子は、シラングラフト変性ポリエチ
レンと混合しやすくするため、細かく粉砕したものが使
用される。また、吸水性高分子の混入量としては、使用
する吸水性高分子の吸水率によって異なるが、例えばポ
リアクリル酸カリウム塩の架橋高分子（吸水率２０％）
の場合、シラングラフト変性ポリエチレン１００重量部
に対し、０．５〜５重量部が好ましい。０．５重量部未
満ではシラングラフト変性ポリエチレン中におけるアル
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。

一方、５重量部を越えると、該カルボン酸のシラングラ
フト変性ポリエチレンへの分散性が悪くなるばかりでな
く、シラングラフト変性ポリエチレンの金属との接着性
も悪化し、未反応の水分が増加して発泡しやすくなり、
金属への被覆後の外観も悪くなる。同上の理由で、ポリ
アクリル酸ナトリウム塩の架橋高分子の場合は、シラン
グラフト変性ポリエチレン１００重量部に対し、１〜５
重量部の混入量が好ましい。

シラングラフト変性ポリエチレンを溶融被覆させる金属
としては、アルミニウム、鉄綱、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
エチレンとの接着性に適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
イドとによって、メルトインデックス（Ｍｌ）が０．７
（ｇ／１０分）、弾性率が２．　２　ｘ　１０”　　（
ｄｙｎ　／ｄ）のシラングラフト変性ポリエチレンを生
成し、これをペレット状に切断した。

次に、このペレット状のシラングラフト変性ポリエチレ
ン１００重量部に対し、ポリアクリル酸カリウム塩の架
橋高分子（吸水率５％）を３重量部加えたものを押出機
内において加熱溶融し、アルミニウム板に被覆してシラ
ングラフト変性ポリエチレン被覆金属体を製造した。

このときのシラングラフト変性ポリエチレンの溶融被覆
温度は２１０℃であった。また、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、アルミニウ
ム板の厚みが１．　５ａｎ、シラングラフト変性ポリエ
チレンの厚みが２．０ｍ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〕 第１具体例のポリアクリル酸カリウム塩の架橋高分子（
吸水率５％）を３重量部に代えて、ポリアクリル酸ナト
リウム塩の架橋高分子（吸水率５％）を３重量部を加え
、その他を前記第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、２１゜０ｋｇｆの接着強度を得た。結果を
表１に示す。

〔第３具体例〕 第１具体例のポリアクリル酸カリウム塩の架橋高分子（
吸水率５％）を３重量部に代えて、ポリアクリル酸ナト
リウム塩の架橋高分子（吸水率７％）を２重量部を加え
、その他を前記第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。

〔比較例〕

第１具体例のポリアクリル酸カリウム塩の架橋高分子（
吸水率５％）を加えない他は、前記第１具体例と同様に
してシランクラフト変性ポリエチレン単独でシラングラ
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、３．０ｋｇ　ｆの接着強度を得た。結
果を表１に示す。

（以下余白） 表 以上の結果から、本発明に係る第１具体例ないし第３具
体例のシラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体は、
比較例のシラングラフト変性ポリエチレン被覆金属体に
比べて充分な接着強度が確保されることが確認された。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によると、シラングラフト変
性ポリエチレンに吸水性高分子を混合して加熱溶融させ
た時に、該吸水性高分子が放出する水分によってアルコ
キシシラン基が加水分解してシラノール基が生成される
ので、充分な接着強度を有するシラングラフト変性ポリ
エチレン被覆金属体を得ることができる。

特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣１）馨

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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後、該シラングラフト変性ポリエチ
   レンに水分を吸収させた吸水性高分子を混合して加熱溶
   融させ、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。