JPH05278159A - 積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属体面に接着剤層を介して密着状態で強固に
接合した樹脂被覆層を設けることができる、金属体面と
樹脂被覆層間の初期接着性及び接着耐久性に優れ、耐蝕
性に優れた積層体を製造する方法を提供する。 【構成】ポリ塩化ビニル樹脂管１１の外表面に、嫌気性
接着剤を塗布して鋼管１２に挿入し、１２０℃の雰囲気
中に入れて全体を加熱して樹脂管１１の外表面を溶融状
態となした。樹脂管１１をその内部に圧縮空気を送って
拡径し、鋼管１２の内面に押しつけ、樹脂管１１の溶融
樹脂及び嫌気性接着剤を硬化し、鋼管１２の内面に接着
剤層を介して樹脂被覆層が積層した積層管を得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属体面に接着剤層を
介して密着状態で強固に接合した樹脂被覆層を設けるこ
とができる、金属体面と樹脂被覆層間の初期接着性及び
接着耐久性に優れ、耐蝕性に優れた積層体を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属体の耐蝕性を改善するため、
金属体面に接着剤層を介して耐蝕性の樹脂被覆層を設け
た積層体がよく知られている。このような積層体におい
て、金属体面に樹脂被覆層を接合する接着剤としては、
例えば、特公平２─３７３７８号公報の如く、スチレン
─ブタジエン─スチレントリブロックコポリマー（ＳＢ
Ｓ）等の合成ゴムに粘着付与樹脂を添加したゴム系のホ
ットメルト接着剤が使用されている。

【０００３】しかし、このようなゴム系のホットメルト
接着剤層を介して、金属体面に樹脂被覆層を設けた積層
体は、加熱・冷却が繰り返し作用するような用途に供し
た場合に、接着剤層の耐熱性が悪く、接着耐久性が劣る
ために、金属体面と樹脂被覆層との間が剥離し易く、そ
の隙間に水分が浸入して金属体を腐食させてしまうとい
う問題点があった。

【０００４】しかして、例えば、特開昭５８─９６５４
８号に記載の如く、耐熱性に優れたエポキシ樹脂を接着
剤として用いて、この接着剤層を介して、金属板もしく
は金属管上に、シラン架橋ポリオレフィンからなる樹脂
被覆層を設けることが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエポキシ樹脂からなる接着剤としては、液熱硬化型
と、液混合硬化型とがあるが、液熱硬化型の接着剤を使
用する場合には、金属体面に塗布した後に、接着剤の加
熱硬化工程が余分に必要となるとともに、熱エネルギー
もその分だけ余分に要するので、この点に介しては上記
の如きゴム系のホットメルト接着を使用する場合のよう
な利点はなく、又、液混合硬化型の接着剤を使用する場
合にも、接着剤の主剤及び硬化剤の計量混合工程が余分
に必要である上に、接着剤層の硬化が一般に遅く、いず
れの場合にも生産性が悪く且つコスト高になるという問
題点があった。

【０００６】又、このようなエポキシ樹脂からなる接着
剤は、通常硬化型の接着剤であるために、製品形状に賦
形した後では接着剤を塗布しにくいような金属体面に、
接着剤を塗布し硬化させて接着剤層を形成した後に、金
属体を製品形状に賦形すると、接着剤層の割れやはがれ
が発生し易い。そして、その上に樹脂被覆層を設けた積
層体は、金属体と樹脂被覆層との間が剥離し易い。又、
半硬化の状態で製品形状に賦形しようとすると、ちょう
どよい程度に硬化させるための加熱の程度、硬化剤の添
加量、硬化剤混合のタイミング等の条件設定が極めて難
しいというような問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、金属体面に接着剤を塗布した後の接着剤の加熱硬化
工程や熱エネルギーを要することなく、金属体面に接着
剤層を介して密着状態で強固に接合した樹脂被覆層を設
けることができる、金属体面と樹脂被覆層間の初期接着
性及び接着耐久性に優れ、耐蝕性に優れた積層体の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００８】更に、本発明は、金属体面に接着剤を塗布
した後に、金属体を製品形状に賦形する場合にも、金属
体面に、割れやはがれを発生させることない接着剤層を
介して樹脂被覆層を密着した状態で強固に接合させて設
けることができ、耐蝕性、初期接着性及び接着耐久性に
優れた積層体を製造することができる積層体の製造方法
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、金属体面に、嫌気性接着剤を塗布し、その上に溶融
樹脂を被覆した後、嫌気性接着剤と溶融樹脂とを硬化せ
しめる積層体の製造方法である。

【００１０】本願の請求項２の発明は、金属体面に、嫌
気性接着剤を塗布し、金属体を製品形状に賦形し、上記
の接着剤を塗布した面上に溶融樹脂を被覆した後、嫌気
性接着剤と溶融樹脂とを硬化せしめる積層体の製造方法
である。

【００１１】本発明において、金属体としては、鉄、
鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、亜鉛等、一般に
金属と呼ばれるものからなり、その形状が板状、管状、
管継手状、棒状等のものが挙げられるが、その形状はこ
れに限定されるものではない。本発明において、樹脂被
覆層が設けられる金属体面は、金属体の形状が板状の場
合には、片面でも両面でもよく、又端面や側縁面であっ
てもよい。又、金属体の形状が、管状や管継手状の場合
には、内面でも外面でもよく、内外両面であってもよい
し、又、端面であってもよい。

【００１２】金属体面は、サンドブラスト、塩酸、硫
酸、硝酸等による錆等の酸化膜除去処理、アルカリ等に
よる脱脂処理等を施すことにより、樹脂被覆層との接着
性に適した状態にして使用するのが好ましい。また、プ
ライマー等の公知の接着促進剤を金属体面に塗布しても
よい。

【００１３】本発明において、樹脂としては、後述する
接着剤との接着性が高い熱可塑性樹脂が好適に使用さ
れ、その具体例としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポ
リエステル、アクリル樹脂、エチレン─酢酸ビニル共重
合体、シラン変性ポリエチレン、カルボン酸変性ポリエ
チレン、ポリビニルアセタール、ポリアミド等が挙げら
れる。

【００１４】なお、樹脂には、本発明の効果を阻害しな
いような無機充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色
剤等を添加してもよい。又、樹脂には、線膨張係数の低
減、成形収縮抑制のために、ガラス短繊維、タルク、マ
イカ、ウォラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー
等の無機充填剤等を添加してもよい。

【００１５】樹脂被覆層の厚さは、耐蝕層としての機
能、強度等の点から、０．１〜１０ｍｍ、好ましくは１
〜５ｍｍの範囲が好適である。

【００１６】本発明において、嫌気性接着剤は、空気又
は酸素の存在下では硬化せず、空気又は酸素を遮断する
と速やかに硬化するタイプの接着剤であり、例えば、分
子構造の一部にアクリル酸基やメタクリル酸基を有する
アクリル系の接着剤が好適に使用されるが、これに限定
されない。

【００１７】アクリル系の嫌気性接着剤には、エーテル
型とエステル型とがあり、エーテル型の接着剤として
は、例えば、テトラエチレングリコールジメタクリレー
トに過酸化物を添加したもの等が挙げられ、エステル型
としては、例えば、トリメチロールプロパントリメタク
リレート、ブタンジオール１，４─ジメタクリレート、
２，２，４─トリメチル１，３─ペンタンジオールジメ
タクリレート、末端にメタクリレート基を含むポリエス
テルアクリレート、エポキシオリゴマーをベースにして
アクリレート基やメタクリレート基を末端に導入した構
造のエポキシアクリート等の、多価アルコールのアクリ
ル酸エステル又はメタクリル酸エステルに過酸化物を添
加したもの等が挙げられる。

【００１８】接着剤層は硬化後の厚さが、０．１μｍ〜
２ｍｍ、好ましくは５０〜５００μｍの範囲であるのが
好適である。厚さが０．１μｍ未満の場合には、初期接
着力を十分期待することができず、逆に、２ｍｍを越え
る場合には、その上に溶融樹脂を被覆した後に硬化する
際の硬化速度が遅くなり、又、得られた積層体は接着剤
層内での破壊が起こり易くなる傾向がある。

【００１９】金属体面に、嫌気性接着剤を塗布する方法
としては、金属体面にスプレーにより吹き付けたり、刷
毛やロールによるコーティング等により塗布する方法が
採用される。

【００２０】金属体面に、溶融樹脂を被覆する樹脂被覆
層を設ける方法としては、予め押出成形、射出成形、カ
レンダー成形、圧縮成形等で成形した樹脂成形体を加熱
溶融する方法、金属体面に溶融樹脂を押出し被覆する方
法、粉体状の樹脂を静電付着させ加熱溶融して付着する
方法、粉体状樹脂の流動層中に加熱した金属体を浸漬し
て樹脂を溶融させ付着する方法、液状あるいは溶剤に溶
解した樹脂を塗布して加熱硬化させて被覆する方法、金
属体面に樹脂板を積層プレスする方法等が挙げられる。

【００２１】金属管の内面に溶融樹脂を被覆して樹脂被
覆層を設ける方法としては、例えば、金属の帯板材を連
続的に溶接製管しながら、金属管の内面に溶融樹脂を押
出し被覆する方法、金属管の内面に予め押出成形で成形
された樹脂管を加熱膨張させつつ接着する方法、金属管
を加熱しておいて、内部に微粉体状の樹脂を噴射してそ
の内周面上に溶融被覆する粉体塗装方法等が挙げられ
る。

【００２２】又、遮音性、断熱性等の向上を目的とし
て、樹脂被覆層を発泡ポリウレタン、発泡シラン変性ポ
リエチレン等の発泡体被覆層としてもよい。

【００２３】

【作用】本願の請求項１の発明は、金属体面に、嫌気性
接着剤を塗布し、その上に溶融樹脂を被覆した後、嫌気
性接着剤と溶融樹脂とを硬化せしめることにより、金属
体面の樹脂被覆層を設けるべき部分に、嫌気性接着剤を
介して溶融樹脂が確実に密着し、その状態で嫌気性接着
剤のまわりの空気を完全に遮断して嫌気性接着剤が硬化
するとともに、溶融樹脂も硬化するので、金属体面に接
着剤層を介して密着状態で強固に接合した樹脂被覆層を
設けることができる。これにより、得られた積層体は、
金属体面と樹脂被覆層間の初期接着性に優れており、
又、高温状態、特に熱水に接触するような用途に供した
場合における、耐熱性や耐水性等の耐久性の接着耐久性
が優れており、耐蝕性に優れている。

【００２４】本願の請求項２の発明は、金属体面に、嫌
気性接着剤を塗布し、金属体を製品形状に賦形し、上記
の接着剤を塗布した面上に溶融樹脂を被覆した後、嫌気
性接着剤と溶融樹脂とを硬化せしめることにより、金属
体面に接着剤を塗布した後に、金属体を製品形状に賦形
する場合にも、接着剤の塗膜は割れたり剥れたりするこ
とがなく、金属体面の樹脂被覆層を設けるべき部分に、
嫌気性接着剤を介して溶融樹脂が確実に密着し、その状
態で嫌気性接着剤のまわりの空気を完全に遮断して嫌気
性接着剤が硬化するとともに、溶融樹脂も硬化するの
で、金属体面に接着剤層を介して密着状態で強固に接合
した樹脂被覆層を設けることができる。これにより、得
られた積層体は、金属体面と樹脂被覆層間の初期接着性
に優れており、又、高温状態、特に熱水に接触するよう
な用途に供した場合における、耐熱性や耐水性等の耐久
性の接着耐久性が優れており、耐蝕性に優れている。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を、実施例により図面を参照し
て説明する。実施例１ 図１は、本発明を積層管の製造方法に応用した例の製造
工程の一例を説明する正面図、図２は得られた積層管の
一例を示す一部切欠正面図である。図１（ａ）に示す、
肉厚２ｍｍ、外径８３ｍｍのポリ塩化ビニル樹脂管１１
の外表面に、図１（ｂ）に示す如く、嫌気性接着剤（ス
リーボンド社製：商品名「スリーボンド３０６２」）１
６を周方向に刷毛が設けられた塗布装置２１にて硬化後
の厚さが１０μｍになるように塗布し、図１（ｃ）に示
す如く、肉厚２．８ｍｍ、内径８４．５ｍｍの鋼管１２
に挿入し、１２０℃の雰囲気中に入れて全体を加熱して
樹脂管１１の外表面を溶融状態となした。図示しない
が、樹脂管１１をその内部に圧縮空気を送って拡径さ
せ、鋼管１２の内面に押しつけ、樹脂管１１の溶融樹脂
及び嫌気性接着剤を硬化させ、図２に示す如く、鋼管１
２の内面に接着剤層１３を介して厚さ１．６ｍｍのポリ
塩化ビニル樹脂からなる樹脂被覆層１４が積層された積
層管１を得た。

【００２６】この積層管１を円周を１２等分するように
長手方向に沿って切断して試験片を作成し、この試験片
について、ＪＩＳ Ｋ６８５４「接着剤の剥離接着強さ
試験方法」に準じてＴ型剥離法（但し、巾１０ｍｍの
「Ｔ型剥離試験片」で実施）にて、鋼管１２とポリ塩化
ビニル樹脂からなる樹脂被覆層１４間の初期剥離接着強
度を測定した結果、１５ｋｇｆ／１０ｍｍであった。

【００２７】又、この積層管１の長さ１ｍに８５℃の熱
水を３分間、その後２０℃の冷水を３分間通す操作を３
０００サイクル繰り返す加熱─冷却テストを行った。テ
スト終了後の積層管１の端部を観察した結果、鋼管１２
と樹脂被覆層１４との間の剥離や隙間の発生等の異常は
認められなかった。

【００２８】実施例２ 図３は、本発明を積層管の製造方法に応用した別の例の
製造工程を説明する正面図、図４は得られた積層管を示
す一部切欠正面図である。図３に示す如く、厚さ０．２
ｍｍ、幅５０ｍｍのアルミニウムフープ材３１を巻出し
機４１より連続的にほどき、アルカリ処理装置４２にて
その片面にリン酸ソーダ系配合脱脂剤により脱脂処理し
た後、酸処理装置４３にて硝酸溶液に浸漬し酸化膜除去
処理を施し、アルミニウム板を作製した。

【００２９】次いで、このアルミニウム板の表面に嫌気
性接着剤（スリーボンド社製：商品名「スリーボンド３
０６４」）を塗布ロール４４にて硬化後の厚さが１０μ
ｍになるように塗布し、塗布面を内側にして、ロールフ
ォーミング装置４６にて円筒状に形成して突き合わせ部
を超音波溶接装置４７により連続的に溶接して、内径１
５ｍｍ、肉厚０．２ｍｍのアルミニウム管３２を製管し
た。

【００３０】一方、シラン変性ＬＬＤポリエチレン〔線
状低密度（ＬＬＤ）ポリエチレン（１９０℃におけるＭ
Ｉ：５ｇ／１０分、密度：０．９３５ｇ／ｃｍ³ のＬＬ
Ｄポリエチレン）１００重量部を、ビニルトリメトキシ
シラン１重量部と、ジ─ｔ─ブチルパーオキサイド０．
０１重量部とを用いて、シラン変性させたもの（１９０
℃おにけるＭＩ：２ｇ／１０分、曲げ弾性率：５５００
ｋｇ／ｃｍ² ）〕を押出機４８により加熱溶融し、内層
被覆金型４９にて鋼管内面上に押出し融着させて、図４
に示す如く、アルミニウム管３２の内面に、接着剤層３
３を介して、厚さ１ｍｍのシラン変性ＬＬＤポリエチレ
ンからなる樹脂被覆層３４が積層された積層管３を得
た。

【００３１】この積層管３について、実施例１と同様に
Ｔ型剥離法による初期剥離接着強度を測定した結果、１
３ｋｇｆ／１０ｍｍであった。又、得られた積層管３の
１ｍについて、実施例１と同様にして加熱─冷却テスト
を行った。テスト終了後の積層管３の端部を観察した結
果、アルミニウム管３２と樹脂被覆層３４との間の剥離
や隙間の発生等の異常は認められなかった。

【００３２】実施例３ 特に図示しないが、厚さ０．５ｍｍ、巾４００ｍｍのク
ロメート処理を施した亜鉛メッキ鋼板の表面に嫌気性接
着剤（東亜合成化学社製：商品名「アロンタイトＢＵ−
２３０Ｕ」）を塗布用ロールにて硬化後の厚さが１０μ
ｍになるように塗布し、塗布面に内側になるようにロー
ルフォーミング装置にて横断面略Ｕ字状に賦形し、鋼板
樋５２を得た。

【００３３】この鋼板樋５２に、クロスヘッドダイに
て、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（徳山積水社製：商品名
「ＴＳ−８００Ｅ」）を被覆した後、嫌気性接着剤及び
樹脂を硬化させて、図３に示す如き、鋼板樋５２の内面
に嫌気性接着剤が硬化した接着剤層５３を介して厚さ２
ｍｍの硬質ポリ塩化ビニル樹脂の硬化した樹脂被覆層５
４が設けられた積層樋５を得た。

【００３４】この積層樋５より長手方向に沿って試験片
を切り出し、実施例１と同様にＴ型剥離法にて、鋼板樋
５２と樹脂被覆層５４間の初期剥離接着強度を測定した
結果、１８ｋｇｆ／１０ｍｍであった。

【００３５】又、この積層樋５の長さ１ｍｍを８５℃の
熱水に３分間、その後２０℃の冷水に３分間浸漬する操
作を３０００サイクル繰り返す加熱─冷却テストを行っ
た。テスト終了後の積層管１の端部を観察した結果、鋼
板樋５２と樹脂被覆層５４との間の剥離や隙間の発生等
の異常は認められなかった。

【００３６】比較例１ 嫌気性接着剤の代わりに、液混合硬化型のエポキシ系の
接着剤（スリーボンド社製：商品名「スリーボンド２０
８２」）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして積
層管を得た。

【００３７】この積層管の長さ１ｍについて、実施例１
と同様に、Ｔ型剥離法にてよる初期剥離接着強度の測定
した。その結果、初期剥離接着強度は、１０ｋｇｆ／１
０ｍｍであった。又、実施例１と同様に加熱─冷却テス
トを行った。その結果、樹脂被覆層に直径２ｍｍの膨れ
が１２箇所発生していた。

【００３８】比較例２ 嫌気性接着剤の代わりに、ゴム系の接着剤（スリーボン
ド社製：商品名「１５２１」）を用いたこと以外は、実
施例１と同様にして積層管を得た。

【００３９】この積層管の長さ１ｍについて、実施例１
と同様に、Ｔ型剥離法にてよる初期剥離接着強度の測定
した。その結果、初期剥離接着強度は、９ｋｇｆ／１０
ｍｍであった。又、実施例１と同様に加熱─冷却テスト
を行った。その結果、樹脂被覆層に直径３ｍｍの膨れが
１３箇所発生していた。比較例３ 嫌気性接着剤の代わりに、液混合硬化型のエポキシ系の
接着剤（コニシボンド社製：商品名「Ｅ４０」）を用い
たこと以外は、実施例２と同様にして積層樋を得た。

【００４０】この積層樋の長さ１ｍについて、実施例３
と同様に、Ｔ型剥離法にてよる初期剥離接着強度の測定
した。その結果、初期剥離接着強度は、１１ｋｇｆ／１
０ｍｍであった。又、実施例３と同様に加熱─冷却テス
トを行った。その結果、ロールフォーミング装置により
賦形したコーナー部分に長手方向に沿って、樹脂被覆層
が剥離し、その金属面上に錆が発生していた。

【００４１】

【効果】本願の請求項１の発明の積層体の製造方法は、
上記の如き構成とされているので、金属体面に接着剤層
を介して密着状態で強固に接合した樹脂被覆層を設ける
ことができる。これにより、得られた積層体は、金属体
面と樹脂被覆層間の初期接着性に優れており、又、高温
状態、特に熱水に接触するような用途に供した場合にお
ける、耐熱性や耐水性等の耐久性の接着耐久性が優れて
おり、耐蝕性に優れている。

【００４２】本願の請求項２の発明の積層体の製造方法
は、上記の如き構成とされているので、金属体面に接着
剤を塗布した後に、金属体を製品形状に賦形する場合に
も、接着剤の塗膜は割れたり剥れたりすることがなく、
金属体面に接着剤層を介して密着状態で強固に接合した
樹脂被覆層を設けることができる。これにより、得られ
た積層体は、金属体面と樹脂被覆層間の初期接着性に優
れており、又、高温状態、特に熱水に接触するような用
途に供した場合における、耐熱性や耐水性等の耐久性の
接着耐久性が優れており、耐蝕性に優れている。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を積層管の製造方法に応用した例の製造
工程を順次示す説明図であり、（ａ）は樹脂被覆層を形
成する樹脂管を示す一部切欠き正面図、（ｂ）は樹脂管
の外表面に嫌気性接着剤を塗布する工程を示す一部切欠
き正面図、（ｃ）外表面に嫌気性接着剤を塗布した樹脂
管を、鋼管中に挿入した状態を示す一部切欠き正面図で
ある。

【図２】図１に示す製造工程により得られた積層管を示
す一部切欠き正面図である。

【図３】本発明を積層管の製造方法に応用した別の例の
製造工程を説明する正面図である。

【図４】図３に示す製造工程により得られた積層管を示
す一部切欠き正面図である。

【図５】本発明の別の実施例により得られた鋼板樋を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１，３ 積層管 ５ 鋼板樋 １１ 樹脂管 １２ 鋼管 １３，３３，５３ 接着剤層 １４，３４，５４ 樹脂被覆層 ３１ フープ材 ３２ アルミニウム管 ４１ 巻き出し機 ４３ 酸処理装置 ４６ ロールフォーミング装置 ４７ 溶接装置 ４８ 押出機 ４９ 内面被覆金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 27:06 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ 23:22 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属体面に、嫌気性接着剤を塗布し、そ
   の上に溶融樹脂を被覆した後、嫌気性接着剤と溶融樹脂
   とを硬化せしめることを特徴とする積層体の製造方法。
2. 【請求項２】 金属体面に、嫌気性接着剤を塗布し、金
   属体を製品形状に賦形し、上記の接着剤を塗布した面上
   に溶融樹脂を被覆した後、嫌気性接着剤と溶融樹脂とを
   硬化せしめることを特徴とする積層体の製造方法。