JPH11156943A - 超高分子量ポリエチレンとゴムとの複合シートの製造方法 - Google Patents

超高分子量ポリエチレンとゴムとの複合シートの製造方法

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JPH11156943A
JPH11156943A JP9326611A JP32661197A JPH11156943A JP H11156943 A JPH11156943 A JP H11156943A JP 9326611 A JP9326611 A JP 9326611A JP 32661197 A JP32661197 A JP 32661197A JP H11156943 A JPH11156943 A JP H11156943A
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rubber
weight polyethylene
ultra
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composite sheet
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Tatsuo Kakita
達男 柿田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】最小50μm程度の薄い超高分子量ポリエチレ
ンとゴムとの複合シートを簡易な方法で製造可能にし、
また得られる複合シートの品質を確保することである。 【解決手段】厚さ10μm以上200μm未満の超高分
子量ポリエチレンのインフレーションフィルムと、ゴム
シートと、離型用フィルムとを、あらかじめ30℃〜1
00℃の温度で予備的に貼り合わせて積層体とし、この
積層体を耐熱性ドラムに巻き取った後130℃〜200
℃の加熱炉で加熱接着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超高分子量ポリエチ
レンとゴムシートとの薄い複合シートを製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超高分子量ポリエチレンとゴムシ
ートとの接着方法としては、両者を所定の温度に加熱さ
れた熱板の間に挟み、所定の圧力にて所定時間加熱加圧
する方法が知られている(特公昭62−24249号公
報など)。しかし、この従来法においては、熱板間の平
行度が確保し難いため、超高分子量ポリエチレン及びゴ
ムシートが共に薄い場合には均一な厚さの複合シートの
製造が困難な上、熱板の大きさの制約から、得られる複
合シートの大きさに限界がある。
【0003】また、ドラムとステンレスのベルトの間に
挟んで複合シートを成形するロートキュア法も知られて
いるが、この方法においては、厚さの薄い複合シートを
製造するのは困難であり、さらに超高分子量ポリエチレ
ンにすぐに融点以上の熱がかかるので、超高分子量ポリ
エチレンのインフレーションフィルムのようなシュリン
ク性のあるフィルムには使用できないという欠点があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
不具合を解消して、超高分子量ポリエチレンとゴムとの
薄い複合シートを簡易な方法で製造可能にするととも
に、得られる複合シートの品質を確保せんとすることを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】斯る本発明の複合シート
の製造方法は、厚さ10μm以上200μm未満の超高
分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムと、ゴ
ムシートと、離型用フィルムとを、あらかじめ30℃〜
100℃の温度で予備的に貼り合わせて積層体とし、こ
の積層体を耐熱性ドラムに巻き取った後130℃〜20
0℃の加熱炉で加熱接着するものである。すなわち、本
発明は、薄い超高分子量ポリエチレンのインフレーショ
ンフィルム、薄いゴムシート及び両者を接着させないた
めの離型用フィルムを使用し、それらを所定温度で予備
的に貼り合わせる工程と、貼り合わせた積層体をドラム
に巻き取った後で加熱炉で加熱接着する工程とを経て、
薄い(例えば、50μm〜3mm)の複合シートを製造
することを特徴とするものである。
【0006】上記インフレーションフィルムは、好まし
くは厚さ10μm以上50μm未満のものを使用し、ま
たゴムシートと接する面には、接着強度を増すためにコ
ロナ処理などの酸化処理を施すことが望ましい。またイ
ンフレーションフィルムは、ゴムシートにエチレン−プ
ロピレンゴムを使用する場合には、耐候剤を含有させて
おくことによって、屋外で使用可能な弾性を有する薄い
摺動材を得ることができ、さらに、フッ素ゴムと組合わ
せ使用する場合には、耐薬品性のある軽くて強い弾性摺
動材を製造することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】超高分子量ポリエチレンは汎用の
ポリエチレンに比べ、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性等
に優れているとともに、汎用のポリエチレンと同様摩擦
係数も低いが、汎用のポリエチレンと比較して溶融粘度
が極めて高く流動性が悪いため、従来の押出成形や射出
成形によって成形することは非常に難しい。また一般的
なフィルム製造法であるスカイヴ法による場合でも、フ
ィルムには刃筋が残る上、50μm以下のフィルムを作
るのは困難であり、仮りに作ったとしても刃筋の部分か
ら縦に裂けてしまう。そこで本発明では、超高分子量ポ
リエチレンのフィルムとして、インフレーションフィル
ムを用いる(特開昭62−122736号公報参照)。
【0008】すなわち、極限粘度[η]が5dl/g以
上の超高分子量ポリエチレンで、破断点抗張力の縦方向
が800kgf/cm2 以上、横方向が700kgf/
cm 2 、衝撃強度が5000kgf・cm/cm以上、
透湿係数が0.45g・mm/m2 ・24hrs未満及
び135℃での収縮率(横方向)が10%以上でかつ厚
さが10〜200μmの範囲のインフレーションフィル
ムを用いる。この超高分子量ポリエチレンには、メルト
フローレートが0.01g/10min以下のエチレン
の単独重合体もしくはエチレンと他のα−オレフィン、
たとえばプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−
オクテン、4−メチル−1−ペンテン等のエチレンを主
体とした共重合体で結晶性のものも含む。またこの超高
分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムの、ゴ
ムと接する面には、接着強度を増すためにコロナ処理な
どの酸化処理を施してもよい。
【0009】上記インフレーションフィルムとしては、
10μm以上200μm未満ものを用いる。インフレー
ションフィルムの厚さが10μm未満の場合には、超高
分子量ポリエチレンの層が薄すぎるためその耐摩耗性や
耐薬品性が発揮できず、200μmを超えると超高分子
量ポリエチレンの剛性のため、ドラムに巻いたことによ
る巻きぐせが残る。好適には10μm以上50μm未満
とするのがよい。
【0010】ゴムシートとしてのゴムは、超高分子量ポ
リエチレンと加熱接着できるゴムなら何でも使用できる
が、特に、有機過酸化物を含有する天然ゴム、スチレン
−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、
クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレ
ンゴム、エチレン−α−オレフィン共重合ゴム、エチレ
ン−α−オレフィン−ジェン共重合ゴム、フッ素ゴム、
シリコンゴムなどが好適に利用できる。
【0011】 貼り合わせ工程 超高分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムと
ゴムシートとは、あらかじめ30℃から100℃に設定
したカレンダーロール等で予備的に貼り合わせて積層体
を成形しておく。温度が30℃より低いと超高分子量ポ
リエチレンのインフレーションフィルムとゴムシートと
が、本加熱する前に剥離し、温度が100℃より高いと
超高分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムが
シュリンクし、複合シートにしわが生じる原因となり、
ゴムの加硫が進んで本加硫時の接着力が低下する。
【0012】上記予備貼り合わせ時には、超高分子量ポ
リエチレンのインフレーションフィルムとゴムシートと
を接着させないための離型用フィルムも同時に積層して
おく。 この離型用フィルムがない場合には、非接着面
側の超高分子量ポリエチレンのインフレフィルムとゴム
シートも接着してしまい、本加硫後全体として一体化し
てしまう。離型用フィルムとしてはポリエステルフィル
ム等のプラスチックフィルムやナイロン布等の布が用い
られる。そのフィルムに凹凸等の模様がついていると、
複合シートの超高分子量ポリエチレン面とゴム面とにそ
の模様が転写され、超高分子量ポリエチレン面の外観を
向上させたり、被摺動物との間の接触面積を減らすこと
で被接触物との摩擦係数を下げたりするのに有効であ
り、ゴム面に転写された凹凸等は、ゴム面に接着剤を用
いて他の材料と貼り合わせた時に、その凹凸によりアン
カー効果が生じて接着力が上がる利点がある。
【0013】 ドラム巻き取り工程 貼り合わせ工程を経た積層体は、次に耐熱性を有する金
属製、例えば鋼製のドラムに巻き取り、次工程の加熱接
着工程に備える。ドラムに前記三層になった積層体をコ
イル状に巻いてゆくことにより、、超高分子量ポリエチ
レンのインフレーションフィルムとゴムシートの全域に
均等に圧力がかかるので、超高分子量ポリエチレンとゴ
ムシートとの薄い複合シートの製造が可能となる。この
積層体を適当な長さ分巻き取った後、巻きほどけないよ
うバンドで縛り保持する。
【0014】 加熱接着工程 ドラムに巻いた積層体は、熱風循環炉やゴムの加硫反応
釜で130℃から200℃に加熱する。ドラムにコイル
状に巻かれ加熱された積層体は、加熱の初期に超高分子
量ポリエチレンのインフレーションフィルムに、いきな
り高い温度がかかってシュリンクし、しわになるという
こともなく、厚さの薄い複合シートが均一にできる。こ
の時の温度が130℃より低いと超高分子量ポリエチレ
ンのインフレーションフィルムとゴムシートとが接着せ
ず、200℃より高いと超高分子量ポリエチレンのイン
フレフィルムがシュリンクし、複合シートにしわが生じ
るとともに、超高分子量ポリエチレンのインフレーショ
ンフィルムとゴムシートとがともに酸化劣化する。
【0015】なお、上記超高分子量ポリエチレンのイン
フレーションフィルムに耐候剤を入れておき、エチレン
−プロピレンゴムと加熱接着すると、超高分子量ポリエ
チレンの低摩擦係数と耐摩耗性と、耐候性を有するエチ
レン−プロピレンゴムとの組み合わせで、屋外で使用で
きる弾性のある薄い摺動材が得られる。また、超高分子
量ポリエチレンのインフレーションフィルムとフッ素ゴ
ムとを加熱接着すると、耐薬品性のある軽くて強い弾性
摺動材が得られる
【0016】上述の本発明複合シートは、超高分子量ポ
リエチレンの卓抜した耐摩耗性や低摩擦係数や耐薬品性
と、ゴムの弾性やシール性を併せもつ種々の製品を、軽
くて薄くかつ耐久性がある摺動部材を必要とする産業分
野に利用できる。すなわち、例えば、自動車用その他の
車輌用には軋み音防止用シート、ステップシート、泥よ
け、電車開閉ドア滑り材、車輌の窓のグラスランなどと
して用いられ得る。建材用や住宅用にはカーテンレー
ル、ドアの当たり止め、家具のすべり材などとして用い
られ得る。搬送機器用としては、ロボットの摺動部品、
スライドレールなどに用いられ得る。家電用や情報機器
用としては、マウスの滑り材、掃除機や洗濯機の部品な
どに用いられ得る。またメタルやコインが落下摺動する
両替機、発券機、メダル貸出機、パチンコ機械、印刷機
等のシュータや摺動部品として用いられ得る。これらは
例示であって、他の同様の用途にも当然のごとく用いら
れ得る。
【0017】
【実施例】実施例1 厚さ50μmで幅300mmの超高分子量ポリエチレン
のインフレーションフィルムと、厚さ500μmで幅3
00mmのSBRシートと、厚さ300μmで幅320
mmの離型用ナイロン布とをこの順序で重ね、60℃に
温度設定したカレンダーロールで予備貼り合わせし、鋼
製ドラムに50m分巻き取ったのち外径部をバンドで縛
り、160℃に設定した加熱炉で5時間加熱後取り出
し、空冷で室温まで冷却して巻き戻した。その結果、巻
きぐせがなく表面が滑らかな、超高分子量ポリエチレン
とSBRとの550μmの厚さの複合シートが得られ
た。この複合シートから幅20mmの短冊型の試験片を
切り出し、180℃の界面剥離試験を実施したところ、
15kgfの荷重でゴム破壊した。
【0018】実施例2 25μmの超高分子量ポリエチレンのインフレーション
フィルム、200μmの有機過酸化物を含有するエチレ
ン−プロピレンゴムシート、及び100μmの離型用P
ETフィルムを使用し、70℃のカレンダーロールで予
備貼り合わせをし、鋼製ドラムに巻き取り保持し、16
5℃の加熱炉で4時間の加熱後取り出し、空冷で室温ま
で冷却して巻き戻した。その結果、巻きぐせがなく表面
が滑らかな厚さ225μmの複合シートが得られた。こ
の複合シートから幅20mmの短冊型の試験片を切り出
し、180℃の界面剥離試験を実施したところ、12k
gfの荷重でゴム破壊した。
【0019】比較例1 実施例1の方法において、予備の貼り合わせ工程におけ
る加熱温度を20℃に設定して実施したところ、複合シ
ートの界面にエアだまりができた。この結果、当該温度
が30℃未満では好ましくないことが確認された。
【0020】比較例2 実施例1の方法において、予備の貼り合わせ工程におけ
る加熱温度を120℃に設定して実施したところ、超高
分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムにしわ
が発生していた。それにより、当該温度が100℃を超
えると好ましくないことが確認された。
【0021】比較例3 実施例1の方法において、加熱接着工程における加熱温
度を120℃に設定して実施したところ、180℃の界
面剥離試験では8kgfで剥離し、所望の接着強度が得
られなかった。その結果、当該温度が130℃未満では
好ましくないことが確認された。
【0022】比較例4 実施例1の方法において、加熱接着工程における加熱温
度を220℃に設定して実施したところ、離型用PET
フィルムが黄変し、細かくヒビ割れしその模様が残り、
また超高分子量ポリエチレンのインフレーションフィル
ムが酸化黄変するなど品質劣化がみられた。それによ
り、当該温度が200℃を超えると好ましくないことが
確認された。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、現在最も薄い超高分子
量ポリエチレンのフィルムが得られる、インフレーショ
ンフィルムを使用して、従来製造が困難であった薄い
(最小50μm程度)の複合シート又は複合フイルムを
簡易・安価に製造することができ、またインフレーショ
ンフィルムのシュリンク性に阻害されず、かつ均一厚さ
を有して品質良好な複合シート又は複合フィルムが提供
できる。従って、超高分子量ポリエチレン及びゴムの特
性を併せもち、しかも軽くて薄くかつ耐久性がある種々
の製品として、各種分野において有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08J 5/12 CES C08J 5/12 CES // B29K 21:00 23:00 B29L 9:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さ10μm以上200μm未満の超高
    分子量ポリエチレンのインフレーションフィルムと、ゴ
    ムシートと、離型用フィルムとを、あらかじめ30℃〜
    100℃の温度で予備的に貼り合わせて積層体とし、こ
    の積層体を耐熱性ドラムに巻き取った後130℃〜20
    0℃の加熱炉で加熱接着することを特徴とする超高分子
    量ポリエチレンとゴムとの複合シートの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129520A1 (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Nitto Denko Corporation 圧着離型シートおよび巻回体
JP5572859B2 (ja) * 2007-12-26 2014-08-20 株式会社大協精工 ゴム成形品
CN114536799A (zh) * 2022-02-23 2022-05-27 宁波腾燊科技发展有限公司 一种超高分子量聚乙烯复合膜的生产设备及生产方法

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