JPH0741724A - 金属製品をポリオレフィン材料で被覆する方法 - Google Patents
金属製品をポリオレフィン材料で被覆する方法Info
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Abstract
性ランダム共重合体またはエチレン/プロピレン/C4
〜C10αオレフィン結晶性ランダム共重合体30%〜9
4%、 B)エチレン/プロピレンエラストマー性共重合体また
はエチレン/1−ブテンエラストマー性共重合体0%〜
70%、 C)0.5%〜10%の量の極性基で変性したポリプロ
ピレン0.5%〜10%、 D)核形成剤0%〜0.5%、および E)TiO2 0%〜10%を含み、メルトインデックス
15〜150g/10分を有し、粒子直径が600ミクロ
ン未満で、粉体の25%以下が300〜450ミクロ
ン、10%以下が450ミクロンを超える粒子直径を有
するポリオレフィン組成物を付着させる金属製品の被覆
方法。 【効果】高い使用温度においても、化学的安定性が高
く、機械的および抵抗特性が優れたコーティングを得る
ことができる。
Description
オレフィン組成物を付着させることにより、その表面を
被覆する方法に関する。
び腐食性物質)にさらされる、あるいは食品と接触する
金属製品を被覆する、様々な方法がこの分野では知られ
ている。最も一般的な方法は、被覆材料として、アミノ
プラスチック樹脂系の塗料およびラッカー、あるいはフ
ェノール系のエポキシ樹脂を使用する。これらの技術お
よび特定の被覆材料は、製品の種類および該製品がさら
されると予想される物質に応じて選択される。例えば、
上記の塗料またはラッカーを使用し、吹付け技法を使用
してコーティングすることができる。しかし、上記の塗
料およびラッカーを使用するには、複雑で経費のかかる
装置および工程が必要である。事実、良好な結果を得る
ためには、被覆すべき金属の表面を十分清浄にしなけれ
ばならない。その上、吹付け技法には溶剤の使用が必要
であり、溶剤は回収し、蒸気を封じ込め、除去する設備
を備えた工場で使用しなければならない。したがって、
この分野で一般的に使用されている上記の被覆材料およ
び工程には多くの欠点があることは明らかであり、特
に、 − コーティングを得るのに必要な装置および作業の複
雑さ、 − 製品の最終用途に応じて異なった種類の材料および
技術を使用する必要があること、および − 汚染性物質(溶剤)の使用が挙げられる。
ことができる、金属製品の被覆方法を完成させた。事
実、本発明の方法で、特殊なポリオレフィン組成物の粉
体を付着させることにより、高い使用温度においても、
化学的安定性が高く、機械的および抵抗特性が優れたコ
ーティングを得ることができる。したがって、該コーテ
ィングは、塗装技術を大幅に改良および変形する必要な
しに、最終用途の異なった様々な製品に応用することが
できる。その上、本発明の方法は、被覆すべき金属表面
の十分な清掃、または溶剤および他の汚染性物質の使用
を必要とせず、環境に汚染性物質を放出することなく、
簡単な燃焼により容易に除去および廃棄できるコーティ
ングを形成するので、簡単で、経済的で、有利である。
すべき金属表面に特殊なポリオレフィン組成物を付着さ
せる。該組成物は、粉体の形で使用し、例えば静電的吹
付けにより、あるいは被覆すべき製品を適当に加熱し、
該粉体を含む流動床中に浸漬することにより、付着させ
ることができる。その様な技術はこの分野では良く知ら
れているが、これらの技術は、本発明の方法で使用する
重合体組成物とは異なった重合体で金属製品を被覆する
のに使用される。特に、PVC、LDPE、ポリアミ
ド、加水分解エチレン/酢酸ビニル共重合体およびエポ
キシ樹脂の粉体で静電コーティングおよび流動床コーテ
ィングを使用する方法が公知である。上記の解決策に対
する別の可能性を提供することに加えて、本発明の方法
は、ポリアミド、加水分解エチレン/酢酸ビニル共重合
体およびエポキシ樹脂よりもはるかに安価な重合体組成
物を使用しているので、著しく有利である。その上、本
発明の方法により得られるコーティングは、耐水蒸気性
が高く、LDPEおよび加水分解エチレン/酢酸ビニル
共重合体による表面硬度よりも高い表面硬度を有し、化
学的安定性および食品との相容性に加えて、金属表面に
対する密着性が高く、廃棄の際も環境に害を及ぼさな
い。
重量%で表示して、 A)ポリプロピレン、またはプロピレン/エチレン結晶
性ランダム共重合体またはプロピレン/エチレン/C4
〜C10αオレフィン結晶性ランダム共重合体30%〜9
4%、好ましくは50%〜85%、 B)エチレン/プロピレンエラストマー性共重合体また
はエチレン/1−ブテンエラストマー性共重合体0%〜
70%、好ましくは5%〜15%、 C)0.5%〜10%の量の極性基で変性したポリプロ
ピレン0.5%〜10%、好ましくは2%〜4%、 D)ジベンジリデンソルビトールまたはタルクの様な核
形成剤0%〜0.5%、好ましくは0.1%〜0.5
%、および E)TiO2 0%〜10%、好ましくは6%〜10%を
含んで成り、メルトインデックス(ASTM D123
8L)15〜150、好ましくは60〜90g/10分を
有し、粒子直径が600ミクロンを超えない粉体形状で
あり、重量%で表示して、 − 粉体の25%以下、好ましくは4%以下が300〜
450ミクロンの粒子直径を有し、 − 10%以下、好ましくは0.6%以下が450ミク
ロンを超える粒子直径を有する粒子径分布を有するポリ
オレフィン組成物を付着させることを特徴とする金属製
品の被覆方法を提供する。
C10αオレフィンの例は、1−ブテン、1−ヘキセン、
1−オクテン、4−メチル−1−ペンテンである。C4
〜C10αオレフィンが存在する場合、その含有量は通常
2〜10重量%である。成分(A)に好ましい重合体の
例は、 i− 99%までのアイソタクチックインデックスを有
するアイソタクチックポリプロピレン、 ii− エチレン含有量が1〜7重量%、好ましくは2〜
4.5重量%のプロピレン/エチレン結晶性ランダム共
重合体、 iii −エチレン含有量が1.5〜3重量%、好ましくは
2〜2.2重量%で、1−ブテン含有量が4〜10重量
%のプロピレン/エチレン/1−ブテン結晶性ランダム
共重合体である。
とする用途には、2つ以上の連続工程における重合によ
り得られる、分子量分布の広いタイプ(i) および(ii)の
重合体を使用することができる。該重合体の例は、本出
願者の名前による公開ヨーロッパ特許出願第05738
62号に記載されている。コーティングの、金属表面に
対する極めて高い接着性を必要とする場合、タイプ(ii)
の共重合体として、SIT(シール開始温度)値が低い
共重合体を使用することができる。上記共重合体の例
は、本出願者の名前による公開ヨーロッパ特許出願第4
83523号に記載されている。
ピレン含有量が30〜70重量%、好ましくは40〜4
5重量%であるエチレン/プロピレンエラストマー性共
重合体である。成分(B)を形成するエラストマー性共
重合体は、ポリオレフィン組成物にそのまま、またはマ
スターバッチとして、例えば成分(A)と同じ型のポリ
プロピレンマトリックスおよび成分(B)の型のエラス
トマー性共重合体を含む異相プロピレン/エチレンまた
はプロピレン/エチレン/1−ブテン共重合体を使用し
て加えることができる。異相共重合体は、マトリックス
とエラストマー性共重合体を溶融状態で混合することに
より、あるいは高収率、高立体特異性のツィーグラー−
ナッタ触媒で連続的に共重合させることにより、合成の
際に直接得ることができる。
またはイソホロンビスマレアミド酸またはアクリル酸で
変性した、種々の結晶化度のポリプロピレンである。変
性は、公知の方法により、ポリプロピレンおよび変性剤
を、固体状態または溶液で、好ましくは有機過酸化物の
様なラジカル開始剤の存在下で、混合することにより得
られる。
成物は、一般的に各成分を共押出しすることにより製造
する。この目的には、公知の型の単軸または二軸スクリ
ュー押出し機を使用し、流体または押出し可能な材料が
得られる温度で操作することができる。一般的に、押出
し温度は170℃〜230℃である。上記のメルトイン
デックス値を得るためには、押出しの際に、好ましくは
有機過酸化物の形態のフリーラジカル発生剤を加えるの
が好ましい。有機過酸化物の例としては、1,1−ビス
(tert−ブチルペルオキシ)3,5,5−トリメチ
ルシクロヘキサン、過安息香酸tert−ブチル、2,
2−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ブタン、過酸
化ジクミル、過酸化ジ−tert−アミル、過酸化ジ−
tert−ブチル、1,3−ビス(tert−ブチルペ
ルオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−
2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン
がある。必要であれば、フリーラジカル発生剤を一般的
に成分(A)〜(E)の合計に対して0.05〜0.2
重量%の量で使用する。
れるペレットは、上記の粒度分布を有する粉体に粉砕し
なければならない。この目的には、公知の技術を使用
し、特にミルを例えば液体窒素で冷却する、低温粉砕技
術を使用して操作する。粉砕工程の際に、特に細かい粉
体画分が形成されることは、本発明の方法にとって不利
なことではない。
被覆すべき表面を、油状および外皮状の物質の除去およ
びサンダー仕上の様な異なった方法で処理することがで
きる。しかし、上記の様に、本発明の方法は一般的に、
コーティングの良好な接着性を得るための、金属表面の
クリーニングまたは前処理を必要としない。接着性を改
良するためには、被覆すべき金属表面にプライマーを塗
布することができる。その様なプライマーの例は、適当
な溶剤中の溶液で使用することができるエポキシ樹脂、
およびクロム酸塩の水溶液(例えば10重量%)であ
る。どちらの場合も、ポリオレフィン組成物を付着させ
る前に溶剤を加熱により除去する。金属表面上に付着さ
せるポリオレフィン組成物粉体の層は、一般的に100
〜500ミクロン、好ましくは150〜250ミクロン
である。
付着させ、融解させる、公知の技術により得ることがで
きる。すでに述べた様に、静電塗装技術、および被覆す
べき製品を重合体粉体の流動床に浸漬する技術が特に好
適である。もう一つの好ましい技術は、重合体粉体をフ
レームガンを使用して吹付ける方法である。本発明の方
法で使用する静電塗装技術は、 1)上記のポリオレフィン組成物の粉体を製品の上に静
電気的に付着させる工程、 2)製品上に付着した粉体を同時に、または(1)に続
いて融解させる工程からなる。
品の種類に応じて、様々な型および寸法を有することが
できる。一般的に該装置は、被覆すべき製品の表面を上
記ポリオレフィン組成物粉体のスプレーにさらす1つ以
上の区域を含み、粉体はスプレー工程の前またはその間
に静電気的に帯電させる。静電荷は、好ましくはスプレ
ー装置に接続された発生器により与えられる。好ましく
は、該スプレー装置はガンである。先に述べた様に、静
電荷により金属表面上に固定されたポリオレフィン組成
物の粉体は、最終的なコーティングを得るために、融解
させなければならない。該融解は、製品を160〜30
0℃の温度に1〜30分間保持することにより行う。使
用する加熱装置は公知の型の、特に従来型の炉または誘
導加熱炉である。
粉体を含む流動床に浸漬する工程、 3)所望により製品を後加熱する工程を含む。 流動床浸漬技術の場合も、使用する装置は、被覆すべき
製品に応じて異なった型および寸法を有することができ
る。一般的に、該装置は順に、工程1)を行う炉(ガス
炉の様な)、および工程2)を行う、ガス流(空気また
は窒素の様な)により浮遊状態に維持された粉体流動床
を含む。工程3)は1)に使用した同じ炉または別の炉
で行うことができる。工程1)における加熱は好ましく
は200〜380℃の温度で、0.5〜15分間行う。
工程3)の際、製品は200〜380℃の温度に5〜3
0秒間保持し、それによってポリオレフィン組成物を完
全に融解させる。
びその孔と同心円状の円形クラウンを有する、特殊な型
のガンを使用する。円形のクラウンから、例えば酸素/
プロパンまたは酸素/アセチレン混合物により供給され
る炎が放出され、粉体は中央の孔からスプレーされる。
この技術は2つの工程、すなわち 1)製品が炎により加熱される工程(中央の孔は閉じて
いる)、および 2)次いで、炎がなお放出されている間に、上記ポリオ
レフィン組成物の粉体がスプレーされる工程を含む。 工程1)の際、製品は150〜269℃の温度に加熱さ
れる。工程2)の操作は、ポリオレフィン組成物が完全
に溶融する様に行う。
属製品にも適している。特に、該方法は複雑な形状を有
する製品の被覆に適している。その例としては、 − フェンス用に使用するワイヤネットの被覆、 − ディッシュウォッシャー用バスケットの被覆、 − ガスタンクおよびシリンダーの外面被覆、 − パイプの内面被覆、 − パイプライン(例えばガス、水、オイル、または他
の流体が関与する)用の接続部品の外面被覆、 − 鋳鉄製または鋼製パイプライン部品の被覆がある。
本発明の方法を使用することにより、同じポリオレフィ
ン組成物または異なった組成物の複数の層を金属製品の
上に順次積み重ねることができる。
って、本発明を制限するものではない。実施例のコーテ
ィングに使用するポリオレフィン組成物は(重量%
で)、 A)エチレン4%を含む、プロピレン/エチレンの結晶
性ランダム共重合体52.5%、 B)エチレン2.5%を含む結晶性プロピレンランダム
共重合体70%、およびエチレン60%を含むエチレン
/プロピレンのエラストマー30%を含む、異相共重合
体からなるマスターバッチ40%、 C)グラフト化無水マレイン酸1.6%および遊離無水
マレイン酸0.7%を含む、無水マレイン酸で変性した
プロピレン単独重合体3.5%、 D)TiO2 4%からなる。 上記の組成物は、メルトインデックスが80g/10分
(過酸化物分解により得た)であり、下記の粒度分布
(重量%で)を有する粉体である。 − 粉体の5%以下が250〜300ミクロンの粒子直
径を有し、 − 粉体の1%以下が300ミクロンを超える粒子直径
を有し、 − 粒子の最大直径は約350ミクロンである。
mmの鋼製ワイヤで製造し、予めメタルグリットでサンダ
ー処理したバスケットを被覆した。使用した装置は、上
記の型を有し、ガス炉および窒素で浮遊状態に維持した
上記の粉体流動床を含む。バスケットを、炉中に350
℃で2分50秒間、および流動床中に4秒間保持する。
バスケットが流動床を出た時に、バスケットを保持して
いる部品を叩き、バスケットに接着していない粉体を振
り落とす。次いで、該バスケットを炉中に戻し、350
℃で10秒間後加熱する。この様にして得られたコーテ
ィングの厚さは300〜500ミクロンである。該コー
ティングは、溶接区域でも非常に良好な接着性を有し、
湿気、酸および食品に対して高い耐性を示す。
リオレフィン組成物を静電気ガンでスプレーして被覆す
る。その工程は下記の通りである。 − パイプの内側を、SIS 05 5900による仕
上げ程度SA2 1/2、粗さ40ミクロンに、メタル
グリットでサンダー処理し、 − エポキシプライマーの溶液をスプレー(厚さ約30
ミクロン)し、 − パイプを回転させながら、ガストーチの列で130
〜150℃に予備加熱し、 − エアーレス静電気ガンをパイプ内に導入し、粉体ポ
リオレフィン組成物をスプレーし(コーティングの厚さ
350〜450ミクロン)、 − 上記のトーチによりパイプを180〜220℃に加
熱する。 この様にして得られたコーティングの接着性はDIN
53151により測定して、GTOである。このコーテ
ィングは、水吸収性が低い(23℃、24時間で0.0
1%)のも特徴である。
ィン組成物をスプレーすることにより被覆する。工程は
下記の通りである。 − 表面をサンダー処理し(SA 2 1/2)、 − タンクを炉中、250℃で15分間加熱し、 − 粉体のエポキシプライマーを静電気ガンでスプレー
し(100ミクロン)、 − 直ちにポリオレフィン組成物の粉体を、厚さが約5
00ミクロンに達するまでスプレーする。この様にして
得られたコーティングの特性は、実施例2のコーティン
グの特性とほとんど同等である。
Claims (10)
- 【請求項1】被覆すべき表面上に、重量%で表示して、 A)ポリプロピレン、またはプロピレン/エチレン結晶
性ランダム共重合体またはエチレン/プロピレン/C4
〜C10αオレフィン結晶性ランダム共重合体30%〜9
4%、 B)エチレン/プロピレンエラストマー性共重合体また
はエチレン/1−ブテンエラストマー性共重合体0%〜
70%、 C)0.5%〜10%の量の極性基で変性したポリプロ
ピレン0.5%〜10%、 D)核形成剤0%〜0.5%、および E)TiO2 0%〜10% を含んで成り、メルトインデックス15〜150g/10
分を有し、粒子直径が600ミクロンを超えない粉体形
状であり、 − 粉体の25%以下が300〜450ミクロンの粒子
直径を有し、 − 10%以下が450ミクロンを超える粒子直径を有
する粒子径分布を有するポリオレフィン組成物を付着さ
せることを特徴とする、金属製品の被覆方法。 - 【請求項2】ポリオレフィン組成物の成分(A)が、 − 99%までのアイソタクチックインデックスを有す
るアイソタクチックポリプロピレン、 − エチレン含有量が1〜7重量%の結晶性プロピレン
/エチレンランダム共重合体、または −エチレン含有量が1.5〜3重量%で、1−ブテン含
有量が4〜10重量%の結晶性プロピレン/エチレン/
1−ブテンランダム共重合体から選択されることを特徴
とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】ポリオレフィン組成物中の成分(B)が、
プロピレン30〜70重量%を含むエチレン/プロピレ
ンエラストマー性共重合体であることを特徴とする、請
求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】ポリオレフィン組成物中の成分(C)が、
無水マレイン酸またはイソホロンビスマレアミド酸、ま
たはアクリル酸により変性されたポリプロピレンである
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項5】付着させる前に、被覆すべき金属表面を接
着プライマーで処理することを特徴とする、請求項1〜
4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】金属表面上に付着させたポリオレフィン組
成物の被覆の厚さが100〜500ミクロンであること
を特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項7】ポリオレフィン組成物の付着が静電気的吹
付けにより行われ、製品が160〜300℃の温度で1
〜30分間保持されることを特徴とする、請求項1〜6
のいすれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】ポリオレフィン組成物の付着が、200〜
380℃の温度に0.5〜15分間保持された被覆すべ
き製品を前記ポリオレフィン組成物の粉体の流動床中に
浸漬することにより行われることを特徴とする、請求項
1〜6のいすれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】ポリオレフィン組成物の付着が、被覆すべ
き製品を150〜260℃の温度に加熱した後、前記ポ
リオレフィン組成物の粉体をフレームガンにより該製品
に吹付けることにより行われることを特徴とする、請求
項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】重量%で表示して、 A)ポリプロピレン、またはプロピレン/エチレン結晶
性ランダム共重合体またはエチレン/プロピレン/C4
〜C10αオレフィン結晶性ランダム共重合体30%〜9
4%、 B)エチレン/プロピレンエラストマー性共重合体また
はエチレン/1−ブテンのエラストマー性共重合体0%
〜70%、 C)0.5%〜10%の量の極性基で変性したポリプロ
ピレン0.5%〜10%、 D)核形成剤0%〜0.5%、および E)TiO2 0%〜10% を含んで成り、メルトインデックス15〜150g/10
分を有し、粒子直径が600ミクロンを超えない粉体形
状であり、 − 粉体の25%以下が300〜450ミクロンの粒子
直径を有し、 − 10%以下が450ミクロンを超える粒子直径を有
する粒子径分布を有することを特徴とする、金属製品被
覆用のポリオレフィン組成物。
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