JPH06170996A - 耐摩耗性基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗材を保持せしめた基材を提供し、容易
な製法で精密な作業で得られるより優れた性能の各種耐
摩耗製品を得る。 【構成】 加熱により融着性を発現する組成物を有する
素材面に、熱を介して耐摩耗材を固着させるか、あるい
は加熱により融着性を発現する組成物を有する耐摩耗材
を、熱を介して素材面に固着させる耐摩耗性基材の製造
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は装置，設備等の面に耐摩
耗ライニング層を形成するのに有利な耐摩耗性基材の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンベヤベルトや各種ロール類、
タイヤなどを始めとし各種の装置、設備、機器その他に
おいては、各物体面の強度を向上させるために各種繊維
類を混入させることが行われている。

【０００３】例えば、コンベヤベルトやタイヤにおいて
はゴム中に合成短繊維やガラス繊維あるいは綿布，麻
布，ワイヤーなどを複数層含めて加硫成形されており、
ＦＲＰではポリエステル樹脂などがガラス繊維で強化さ
れている。また、金網で補強されたガラスは網入りガラ
スとして重宝されている。

【０００４】ところが、上記ゴム，樹脂，ガラス等は耐
食など優れた特性を有するために上述した各製品に特色
を発揮し、使用されているが、耐摩耗の点では必ずしも
充分とは云えない面を有している。そのため、耐摩耗性
を改善し、増大させる方法として更にこれらにケイ砂や
セラミック粒を混合する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案に係るケイ砂やセラミック粒を混合する方法は例えば
ゴムはケイ砂やセラミック粒と混合したり成型する過程
でケイ砂やセラミック粒子との摺擦による装置，設備の
摩耗という困難な問題に遭遇し、一方、樹脂の場合、大
量施工では混合に力を要し、可使時間に制約され、成型
作業、とりわけ精密な膜厚を出すには相当な熟練を要す
るという問題を有している。

【０００６】本発明は上述の如き実状に鑑み、これに対
処してその解消を図るべく耐摩耗材を保持せしめた基材
を提供し、さらに、また例えば層形成組成物との一体化
を図ることにより、従来と別段変わりのない容易な製法
で精密な作業性で得られるより優れた性能を有する耐摩
耗製品を得ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は加熱により融着性を発現する組成物を有する
素材面に、熱を介して耐摩耗材を固着させるか、あるい
は加熱により融着性を発現する組成物を有する耐摩耗材
を、熱を介して素材面に固着させることから成る耐摩耗
性基材の製造方法にある。

【０００８】本発明に使用される耐摩耗材としては、層
構成に用いられる基材及び層形成組成物より耐摩耗性を
有する粒子であり、かつ目的摩耗物と近似又はそれより
大きな硬度物質の粒子である。例えばコルク、クルミ
殻、椰子殻、獣骨等の動植物性粒子、ベークライト、フ
ェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の合成樹脂系物の粒
子、砂、バラス、ケイ砂、石英ガラス、ケイ藻土、エメ
リー、ガーネット、ダイヤモンド、タングステン、チタ
ン、高クロム鉄、酸化チタン、酸化鉄、酸化クロム、炭
酸カルシウム、硫酸カルシウム、カ焼アルミナ等の天然
および合成の金属、金属化合物、合金、鉱物等の粒子、
炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、チ
タンナイトライド、窒化アルミニウム、ランタンボライ
ド、溶解アルミナ、溶解ジルコニア等のセラミックス粒
が挙げられ、これらの天然または人造の高硬度化合物の
細粒、それらのウイスカまたは焼結、細砕して得られた
粉粒体が用いられ、高炉焼結鉱等の副次生産品、碍子粉
砕品、コンクリート粉砕品あるいは耐摩耗材含有組成物
再利用としてこれらの破砕粒等も対象となし、目的によ
り材質、形状、大きさ、密度などが適宜選択され、これ
らは単独または併用して用いることができる。

【０００９】耐摩耗性の低い素材粒子、あるいは上述し
たような耐摩耗性粒子であっても、さらに耐摩耗性を向
上させるためそれらの表面に著しい耐摩耗性を有する物
質、例えば、耐摩耗性プラスチック、金属、合金、酸化
物、炭化物、窒化物、セラミックス等をめっき、化学蒸
着、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティン
グ、プラズマ溶射等の手法でコーティングさせた粒子を
使用することもできる。

【００１０】一方、上記耐摩耗材を保持させる素材とし
ては例えば紙、パルブや木綿，絹，麻などの天然繊維，
レーヨンなどの再生繊維素繊維，ポリエステル，ナイロ
ン，ポリエチレン，ポリプロピレン，塩化ビニル繊維，
アクリル繊維，ポリイミド繊維などの合成繊維又は金属
繊維，鉱物繊維、炭素繊維、ガラス繊維などの無機繊
維、獣皮、ゴムからなる粗目または網状布帛，網状体
や、合成樹脂成形による網，金網、エキスパンドルメタ
ルなどが挙げられ、これらは単独または併用してもよ
い。また、これらは正確な網目構造に限らず種々の形状
の通孔を有するシート状物、ベルト状物または糸、線、
紐状物、棒状物など多孔構造物であってもよく、かつ形
状、構造物とも単独または複合使用してもよい。

【００１１】しかし、上記素材は上述の構造物に限るも
のではなく、それ自体、形状を自由に形成し得る布目，
編目など空隙を有する織布，編布，不織布など所要の拡
がりをもつ多孔性構造物でもよく、更に糸条を単独また
は多数本束ね各糸条間に空隙を有する適宜太さの糸条束
でも、組紐，編紐の如き細幅の紐条でもよい。また、フ
イルム、平鉄板等の無孔扁平構造物に必要に応じて貫通
孔を施すことによっても本発明の素材となし得る。

【００１２】とりわけ、これら素材の多孔空隙が素材を
貫通し、耐摩耗材粒がその内部を通過しまたは収納し得
る大きさを有していること、さらに後述の層形成組成物
の滲透が容易であることが有利である。しかし必須要件
とするものではなく、例えばハニカム構造を有するもの
はそのまま素材として使用することができる。

【００１３】これらの素材は各種の強化剤、難燃剤、帯
電防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング
剤等で処理しておくのも有効であり、着色剤で着色して
おくこともできる。

【００１４】本発明に使用される加熱により融着性を発
現する組成物としては、加熱により、溶融し接着性を発
現するものであれば無機物であっても有機物であっても
よい。素材または／および耐摩耗材が熱溶融性を有する
ものにあっては、該素材または／および耐摩耗材の融点
よりも低い温度で融着性を示すものが好ましい。熱融着
性組成物としては例えば、ホットメルト系接着剤、低融
点ポリオレフイン、加熱硬化型エポキシ樹脂組成物、加
熱硬化型エポキシアクリレート樹脂組成物、加熱硬化型
不飽和ポリエステル樹脂組成物、未加硫ゴム、ハンダ、
低融点合金等が挙げられ、これは単独または併用して用
いることができる。

【００１５】加熱により融着性を発現する組成物を、素
材または耐摩耗材に被覆する方法としては全ての公知の
方法例えば、直火、電熱、赤外または遠赤外加熱、誘電
加熱、熱媒加熱あるいは電子線、紫外線、Ｘ線等の放射
線を補助的に利用して熱源とし直熱、塗布、噴霧、浸
漬、流動浸漬、溶射、プラズマ溶射等直接、間接の方法
が適用され、目的により適宜、選択、被覆される。

【００１６】加熱により融着性を発現する組成物を有す
る素材面に耐摩耗材を固着させる場合、または加熱によ
り融着性を発現する組成物を有する耐摩耗材を素材面に
固着させる場合は、何れも熱を加えることにより実施さ
れる。

【００１７】加熱方法はこの種、熱融着性組成物を加熱
溶融させる全ての公知方法が適用され、目的に応じて適
宜選択実施される。例えば熱源としては直火、電熱、各
種熱媒加熱、赤外線加熱、遠赤外線加熱、誘電加熱ある
いは電子線、紫外線、Ｘ線等の放射線を補助的に利用す
る方法等が挙げられる。方法としては例えば直熱、熱
風、浸漬、流動浸漬、摺動摩擦、噴霧、溶射等があり、
基材面または耐摩耗材の何れか一方だけの加熱でもよい
し、両方を加熱しておいてもよい。さらに両者を混合し
てから加熱することもできるが、これら熱源、方法等は
単独または併用して使用することができる。

【００１８】特に素材に熱融着性組成物を被覆する方法
として、素材と熱融着性組成物をラミネートしてもよ
く、あるいは素材を構成する物質が繊維状の場合、繊維
状物を作る工程において、繊維表面に熱融着性組成物を
被覆して後、該繊維を組み合わせて熱融着組成物を被覆
した素材とすることができる。さらにまた、熱融着性組
成物がフイルム状になったものに素材あるいは耐摩耗材
が融着されたものを用いて耐摩耗材あるいは素材を熱融
着して耐摩耗性基材としてもよい。

【００１９】素材自体が熱融着性を有する場合には、素
材面に直接耐摩耗材を熱を介して固着一体化し、耐摩耗
性基材とすることができる。この場合、基材の表面層が
熱融着性組成物としての機能を発揮することができる。

【００２０】耐摩耗性基材は予め定形に製作することも
できるし、薄手のものにあっては、鋏、ダイヤモンドカ
ッター等で適宜必要形状に切断成型することもできる。
成形体の形状としては特に制限はないが、例えば、シー
ト状、矢板状、帯状、短冊状、波板状、パイプ状、棒
状、リング状、球状、中空状、箱状、網状等が挙げられ
る。

【００２１】得られた耐摩耗性基材は、それ自体、耐摩
耗性製品として使用されるが、さらにまた耐摩耗性を必
要とする対象物、あるいは耐摩耗性を向上させたい対象
物の表面に静置させるか、接着剤などで固着させるか、
または溶接等で固着させた後、層形成組成物を塗布、固
化することにより装置、設備、機器等の各種物体の表面
の耐摩耗ライニング又はコーティング方法の１種として
利用することができる。あるいは層形成組成物と一体化
された成形体として利用することが出来る。

【００２２】上記層形成組成物としては、好ましくは上
記耐摩耗材、素材及び素材に耐摩耗材を付着させている
熱融着性組成物等とよく固着することのできるものなら
ば無機性、有機性を問わない。例えば前記したホットメ
ルト系接着剤、低融点ポリオレフイン、加熱硬化型エポ
キシ樹脂組成物、加熱硬化型エポキシアクリレート樹脂
組成物、加熱硬化型不飽和ポリエステル樹脂組成物、未
加硫ゴム、ハンダ、低融点合金等の熱融着性組成物のほ
か、天然または合成のゴム、膠、ポリアクリレート、エ
チレン酢酸ビニルコポリマーおよびそのけん化物、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、クロルスルホン化ポリエチ
レン、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミドアミド樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレ
タン、エポキシ、エポキシアクリレート、ＡＢＳ樹脂、
ふっ素樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシ
ン樹脂、フラン樹脂、水ガラス、粘度、石膏、セメン
ト、更に発泡ウレタン、発泡スチレン、発泡コンクリー
ト等で例示される発泡体等が挙げられ、これらは単独ま
たは併用して用いることができる。また、金属、金属化
合物、合金、鉱物等を溶融して使用することもできる。

【００２３】これらの層形成組成物には、揺変剤、発泡
剤、発泡防止剤、増粘剤、帯電防止剤、増量剤、シラン
カップリン剤、チタンカップリン剤、ガラスフレーク、
可塑剤、着色剤、炭素せんい、金属せんい等の変性助剤
を併用することも有効である。更に必要に応じて耐摩耗
材を添加してもよい。

【００２４】本発明で得られた耐摩耗性基材は種々の利
用が考えられるが、例えばこれと層形成組成物とから固
着一体化された層状成形体を得る方法としては、常温流
動性の層形成組成物にあっては、耐摩耗性基材を型枠を
有するか、または有しない素材面に設置し、層形成組成
物を加え、含浸固着させるか、予め層形成組成物を含浸
させた耐摩耗材性基材を対象資材面に置き、固化させ
る。資材はそれ自体が層形成組成物と固着性を有しない
かまたは層形成組成物に対し固着性を有しない離形剤で
表面を処理しておけば層形成組成物が固着したのち容易
に離形し、層状成形体を得ることができる。

【００２５】層形成組成物がゴムである場合には、例え
ば二組の未加硫ゴムシート間に耐摩耗材性基材を挿入
し、加圧加硫すれば容易に層状成形体を得ることができ
る。またゴムまたはゴムが固着できるような他の層形成
組成物と組み合わせる場合にはゴムを適宜溶剤に溶か
し、他の層形成組成物の上に置いた耐摩耗材性基材に流
しこみ乾燥固着させる。

【００２６】層形成組成物が熱融着性組成物、金属、合
金、鉱物等である場合は、これを熱溶融し、型枠に前置
した耐摩耗材性基材の上に流しこみ冷却固化させれば層
状成形体を得る。

【００２７】

【作用】上記本発明方法により得られた耐摩耗性基材は
これを対象物表面に静置させるか、接着剤などで固着さ
せるか、または溶接等で固着させた後、層形成組成物を
塗布、固化することにより装置、設備、機器等の表面の
ライニング又はコーティング方法の１種として利用する
ことを可能とする。

【００２８】しかも上記各利用に際し、耐摩耗材を保持
する基材を所要大きさに切断し、あるいは層の厚さに応
じ適宜、積層数用いることが容易となり、如何なる形態
にもまた如何なる厚さにも自由に対応せしめて種々の成
形体を得ることを可能ならしめる。

【００２９】

【実施例】以下、更に本発明の実施例を掲げる。

【００３０】実施例１ 未加硫ゴムシートを巻きつけたロールを加熱炉に入れ、
加熱しながら表面にケイ砂を散布し、ケイ砂付ゴムロー
ルを得た。このロールをベルトコンベアーのリターンロ
ーラーとして使用したところ、従来のゴム製リターンロ
ーラーに比し５倍の耐摩耗耐久性を有した。

【００３１】実施例２ 低融点ポリオレフイン系樹脂でコーティングされたガラ
ス繊維からなる網織物（網目約1.5mm ）を、低融点ポリ
オレフイン系樹脂の融点に加熱し、網織物上にアランダ
ム粒子を散布して冷却、固化させ、アランダム粒付ガラ
ス繊維網を得た。この得られたアランダム粒付きガラス
網を次に型枠に入れ、炭酸カルシウム粉末、硫酸カルシ
ウム粉末、二酸化チタン粉末を含む溶融エレチン酢酸ビ
ニルコポリマーを流し込み、冷却，固化させて膜厚３mm
の白色帯状層状成形体を得た。この製品を道路の清掃し
たアスファルト面に敷き並べ、焼きゴテをあてて、固着
させた。３ケ月後に表面を観察したが、殆ど変化が認め
られなかった。併行して敷設した白色エチレン酢ビコポ
リマーは両端が摺切れ摩耗が激しかった。

【００３２】実施例３ ガラス繊維からなる網状物を加熱しておき、ホットメル
ト系樹脂でコーティングされたバラストを散布し、冷
却、固化させてバラスト付きガラス網を得た。このガラ
ス網を用いて実施例２に準じて同様の層状成形体を得た
のち同じように路面に焼付け経時変化を観察し、実施例
２と大略同様の結果を得た。

【００３３】実施例４ 「ライトロン」（チッソ株式会社製ポリオレフイン系熱
接着性モノフイラメントで、鞘側の低融点成分と芯側の
高融点成分からなっている）からなる不織布（布目1.5m
m)を低融点ポリオレフインの融点に加熱し、ジルコニア
系セラミックス粒（平均径３００ミクロン）を散布、冷
却，固化させてセラミックス粒付「ライトロン」を得
た。このものは伸縮容易であるためにどのような形状に
もフイットすることが出来るので、曲面や複雑な形状の
構造物表面の耐摩耗ライニングやコーティングにも用い
ることができ、極めて良好な耐摩耗性を有していた。

【００３４】実施例５ アルミ薄板にエポキシ樹脂を塗布し、ジルコニア系セラ
ミック粒を散布した後、硬化して固着せしめて得た基材
のセラミック面に一液性加熱硬化型エポキシ樹脂を塗布
し、１３０℃に加熱されたパイプの穴の上に押しあて
て、約３０分で硬化させ、穴塞ぎを行った。そして穴塞
ぎ施工後、高温のうちにアルミ薄板を剥ぎ取り、室温に
戻ったのち、表面にさらにレジセラＳＺ−Ｅ（三東化工
業株式会社製エポキシ樹脂−セラミック粒複合耐摩耗
剤）を塗布、硬化させて膜厚の大きい耐摩耗施工を行っ
た。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上のように加熱により融着性
を発現する組成物を素材側あるいは耐摩耗材側に付与
し、熱を介して耐摩耗材を固着しあるいは素材面に固着
せしめるものであり、耐摩耗材と素材とを単に加熱融着
させるだけで堅固に固着させることができ、耐摩耗性基
材を効率よく製造し得る効果を有する。そして、上記耐
摩耗性基材は種々の耐摩耗製品を形成するにあたり、成
形、裁断が自由で、如何なる形態でも自由に対処しうる
と共に層の厚さに応じても自由で、均等な厚味あるいは
厚さを変える必要がある場合でも、積層度合いを変えて
適宜変化させられ、耐摩耗層形成に極めて有利であり、
この種産業界に寄与貢献すること大である。

【００３６】更に本発明耐摩耗性基材は装置、設備、機
材等の表面に直接形成させ得ることも出来、一種のライ
ニング、コーテイング方法として利用し得る外、如何な
る場所でも搬送、保存、取扱が可能であるため現場ライ
ニング作業が誰でも、何時でも容易にでき、被加工体で
ある装置，設備などを遠隔移動させる必要がないため、
運賃の軽減、作業能率が著しく向上し、ライニング層取
替えの手間も簡単となって装置，設備の保守管理を極め
て経済的にかつ合理化し得る顕著な効果を有し、装置、
設備本体の摩耗損傷を防止し寿命を長期化する効果が大
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱により融着性を発現する組成物を有
   する素材面に、熱を介して耐摩耗材を固着せしめること
   を特徴とする耐摩耗性基材の製造方法。
2. 【請求項２】 加熱により融着性を発現する組成物を有
   する耐摩耗材を、熱を介して素材面に固着せしめること
   を特徴とする耐摩耗性基材の製造方法。