JPH01222949A

JPH01222949A - 金属とポリマーアロイ配合物との複合体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01222949A
Application number: JP4926488A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Iwasaki; 眞一岩崎; Toshikazu Shinogaya; 利和篠ケ谷; Yozo Ishida; 石田　陽造
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1989-09-06

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〕この発明は、金属とポリマーアロイ配合物との複合体及
びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

超高分子量ポリエチレンは摺動性、耐摩耗性、耐衝撃性
に優れているためにライニング材として石炭、セメント
、穀物等のホッパーに広く使用されている。しかしなが
ら、超高分子量ポリエチレンは、金属等の他材料との接
着が難しいこと及び成形加工における生産性が悪いこと
等の欠点を有しているため、超高分子量ポリエチレンを
金属にねし止め等をしていた。そこで、超高分子量ポリ
エチレンと他材料とを接着し複合体を得る方法として、
超高分子量ポリエチレンのシートと加硫ゴムシートとを
接着剤を用いて加熱接着して複合シートを得、複合シー
トの加硫ゴムシート面を利用し接着剤を用いて金属に貼
り付けて複合体を得る方法、が開発された。

〔解決しようとする課題〕

このように超高分子量ポリエチレンのシートと加硫ゴム
シートを接着する方法は、煩雑であり、長時間を要する
こと、複雑な形状には適用し難い等の欠点を有していた
。

そこで、この発明は、容易かつ短時間でしかも複雑な形
状にも適用できる金属とポリマーアロイ配合物との複合
体及びその製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、この発明は、金属基材と、
この金属基材の少なくとも表面に一体化した超高分子量
ポリエチレンとゴムとを混練りして得られるポリマーア
ロイ配合物とから成るものである。また、ポリマーアロ
イ配合物は、超高分子量ポリエチレンとゴムとをラジカ
ル開始剤と架橋剤の存在下で混練りして得られ、これを
金属基材上に積層又は巻き付け、次いで加熱加工するこ
とにより上記目的を達成した。

〔作用〕

この発明において、ポリマーアロイ配合物中のゴムの成
分が金属と強固に接着することとなり、両者が一体化し
、ポリマーアロイ配合物はゴムを含んでいてもゴムに比
べ格段に摺動性に優れ、更には耐摩耗性、耐衝撃性にも
優れた複合体を得ることが可能となり、短時間で複雑な
形状の複合体を成形できる。

〔実施例〕

以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照にして説
明する。図面上符号１は金属基材であり、鉄及びその表
面を亜鉛、錫、クロム等で処理したもの、アルミ及びそ
の合金、真鍮、ステンレス及びチタン等が使用できる。

これら金属基材１は、ポリマ−７０イ配合物２との接着
性を改善する目的で通常接着剤が塗布される。使用され
る接着剤としては、レゾールタイプのフェノール系下塗
接着剤、不飽和塩化ゴム系上塗接着剤、クロロスルフォ
ン化ポリエチレン系上塗接着剤等のハロゲン化ゴム系接
着剤が適宜選択されて使用可能である。

ポリマーアロイ配合物２は、超高分子量ポリエチレンと
ゴムとをラジカル開始剤及び架橋剤の存在下で混練りす
ることにより得られる。ここで用いられる超高分子量ポ
リエチレンとしては、分子量が５０万以上、好ましくは
８０万〜５００万程度のものが良い。分子量が小さ過ぎ
ると、ポリエチレンの粘度が小さくなり過ぎるために良
好な分散が得られず、また分子量が５００万を超えるよ
うな・ものでは、超高分子量ポリエチレンが溶融し難く
、粘度が高過ぎるため十分に混練することができないと
いう不都合がある。また、ポリマーアロイ配合物２に用
いられるゴムとしては、ブタジェンゴム、インプレンゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレ
ンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタ
ジェンゴム、スチレンブタジェンゴム、スチレンブタジ
ェンブロックポリマー、スチレンイソプレンブロックポ
リマー、スチレンエチレンブチレンスチレンブロックポ
リマー等の使用が可能である。特に、スチレンブタジェ
ンゴムが好適であり、スチレン系ゴムの結合スチレン量
は１０〜７０％のもので、好ましくは１５〜５０％のも
のが良い。ゴムと超高分子量ポリエチレンとの配合比率
は、ゴム１〜９９％に対し、超高分子量ポリエチレン９
９〜１％の範囲内であり、好ましくはゴムが２５〜７５
％、超高分子量ポリエチレンが７５〜２５％程度である
。　　　　・超高分子量ポリエチレンとゴムとを混練りする際に使用
されるラジカル開始剤としては、ジベンゾチアタルクサ
ルファイド（ＤＭ）等のチアゾール系、テトラメチルチ
ウラムジサルファイド等のチウラム系、ジフェニルグア
ニジン等のグアニジン系の各開始剤及び亜鉛華等があり
、これらを混合して用いることもできる。それらの配合
量はゴム１００重量部に対して１重量部以上である。架
橋剤としては、イオウ、４・４°　−ジチオ−とスージ
モルフォリン等のイオウ系架橋剤、ジクミルパーオキサ
イド等の過酸化物系架橋剤等が使用できる。これらの配
合量はゴム１００重量部に対して１重量部以上である。

また、ポリマーアロイ配合物２には、加工性向上、増量
、補強、耐候性向上、耐酸化劣化防止性向上等の目的に
より、各種配合剤を添加することが可能である。例えば
、カーボンブランク、タルク、シリカ、プロセスオイル
、ステアリン酸、亜鉛華、マグネシア、ガラス繊維、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、炭化珪素
等のセラミック、クレー、発泡剤、酸化アンチモン系等
の難燃剤、酸化チタン等の着色剤及び顔料等がある。

これらの配合剤は、ゴムと超高分子量ポリエチレンとの
合計量に対して、１〜１００重量部程度添加することが
可能である。これら配合剤は、最初にゴムに配合してお
くこともできるし、またゴムと超高分子量ポリエチレン
との混合過程で添加することもできる。

ゴムと超高分子量ポリエチレン、ラジカル開始剤、架橋
剤、更には配合剤を混練するには、バンバリー、ブラベ
ンダ、ニーダ−ルーダ−等のスクリュータイプの混練機
を使用して混練することができる。混練に際しては、最
初に超高分子量ポリエチレンを軟化点以上（１３５℃）
に予熱攪拌し、次いでプロゴム（架橋剤入り練りゴム）
を加える。

プロゴムの発熱とシェアーで超高分子量ポリエチレンが
溶融し、良好な分散が行われ、ポリマーアロイ配合物２
を得ることができる。なお、ゴムとしては、ノンプロゴ
ム（架橋剤の入っていないゴム）を用い、混練後架橋剤
を加え架橋してもかまわないが、好ましくは前述の如く
プロゴムを用いるのが良い。即ち、プロゴムを用いた場
合は混練時ゴムが動的架橋し、粘度が上昇してその結果
超高分子量ポリエチレンにシェアーがかかり、両者の分
散がより良好なものとなる。このときの練り温度は、１
４０〜１８０℃であり、好ましくは１５０〜１７０℃程
度である。このような練り温度の設定により、ゴムの架
橋速度と分散効率のバランスがとれる。練り時間は、通
常１．５分〜３０分程度である。

このようにして得られたポリマーアロイ配合物２は、塊
状、フレーク状、シート状等の形状で金属基材１に積層
或いは巻き付けられ、金型内で加熱加圧することにより
金属基材１に接着一体化した複合体となる。加熱加圧の
条件としては、温度は１３０〜２４０℃、好ましくは１
４０〜２００℃であり、圧力は５〜１００ｋｇ／ｃＩａ
、好ましくは１０〜５０ｋｇ／ｃｊである。時間は温度
条件により変わるが、５〜６０分程度である。得られた
複合体のポリマーアロイ配合物２の表面は耐摩耗性に優
れ、動摩擦係数も０．３〜０．６であり、超高分子量ポ
リエチレンと同等である。また、従来の方法に比べ短時
間で複雑な形状の複合体を成形することが可能となる。

したがって、本発明はホッパー等のライニング材、除雪
機シュータ−の内張り材、搬送パケットの内張り材、パ
ルプ類、ローラー、農耕機の鍬面ライニング材等に有用
に供し得る。

次に具体例について説明する。表１に記載のスチレンブ
タジェンゴム（ＳＢＲ）の配合物と分子量３００万の超
高分子量ポリエチレンとをブラベンダーで１６０で、１
０分間混練りすることによりポリマーアロイ配合物２を
得た。ＳＢＲと超高分子量ポリエチレンの配合比を変え
て得られるポリマーアロイ配合物の特性を表２に示す。

このポリマーアロイ配合物２を接着剤を塗布した鉄板（
金属基材１）上に積層し、１６０℃、２０分間、４０ｋ
ｇ／ｃ＋ａの条件で加熱加圧することにより複合体を得
た。

表　　１本ジベンゾチアジルジサルファイド、ジフェニルグアニジン、亜鉛華混合物表２中金属表面の処理剤としては、フェノール系下塗剤
とハロゲン化ゴム系上塗剤とを使用した。

〔効果〕

以上説明したように、この発明は、金属基材と、この金
属基材の少なくとも表面に一体化した超高分子量ポリエ
チレンとゴムとを混練りして得られるポリマーアロイ配
合物とから成る。このポリマーアロイ配合物の表面は耐
摩耗性に優れ、動摩擦係数も０１．３〜０．５で超高分
子量ポリエチレンと同等である。そして、このような複
合体は容易かつ短時間で製造することができる。また、
ポリマーアロイ配合物を金属基材上に積層又は巻き付け
、次いで加熱加圧するので、複雑な形状にも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す複合体の断面図、
第２図は第２実施例を示す複合体の断面図、第３図（ａ
）、（ｂ）はそれぞれ第３実施例の複合体を示す正面図
及び側面図である。１　・・・金属基材、２　・・・ポリマーアロイ配合物。出願人　株式会社　ブリデストン代理人　弁理士　増　１）竹　夫

Claims

【特許請求の範囲】１、金属基材と、この金属基材の少なくとも表面に一体
化した超高分子量ポリエチレンとゴムとを混練りして得
られるポリマーアロイ配合物とから成る複合体。２、超高分子量ポリエチレンとゴムとをラジカル開始剤
と架橋剤の存在下で混練りして得られるポリマーアロイ
配合物を金属基材上に積層又は巻き付け、次いで加熱加
圧することを特徴とする金属とポリマーアロイ配合物と
の複合体を製造する方法。