JPH0781014A

JPH0781014A - 超高分子量ポリエチレン複合板の製造法

Info

Publication number: JPH0781014A
Application number: JP5231593A
Authority: JP
Inventors: Kazuyasu Tanaka; 和泰田中
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】搬送コンベヤ・ラインおよびホッパー等の内
張り用ライニング材として有用な表面滑性にすぐれた超
高分子量ポリエチレン複合板の製造方法を提供する。通
気性を有する超高分子量ポリエチレン配合物粉末の予成
形シートを使用して、パンチングメタルシート等の芯材
と超高分子量ポリエチレンシートとの積層面に、エアか
み（空気の入り込み）現象が生じるのを防止し、外観が
非常にきれいで、複合板全体としての膨脹係数が抑えら
れて、熱による膨らみや剥がれが生じ難い、寸法精度に
すぐれた超高分子量ポリエチレン複合板を製造する。【構成】開孔率１０〜８０％を有するパンチングメタ
ルシート等の硬質有孔板よりなる芯材１と、表面を焼結
させた超高分子量ポリエチレン配合物粉末よりつくられ
た予成形シート３とを積層し、これらを加圧、加熱し
て、一体化し、超高分子量ポリエチレン複合板を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば搬送コンベヤ
・ライン、あるいはこのラインに備えられたホッパー等
の内張り用ライニング材として有用な超高分子量ポリエ
チレン複合板の製造法に関するものである。

【０００２】この明細書において、超高分子量ポリエチ
レンとは、分子量が粘度法で測定して、約５０万以上、
光散乱法で測定して２００万以上を有するポリエチレン
をいうものとする。

【０００３】

【従来の技術】従来、超高分子量ポリエチレンのシート
は、そのすぐれた耐摩耗特性や、非付着性などの特徴を
生かし、各種粉粒体の搬送コンベヤ・ラインおよび貯蔵
コンベヤ・ライン、あるいはこれらのラインに備えられ
たホッパー、シュート、およびバンカー等の内張り用ラ
イニング材として使用され、被搬送粉粒体の内面付着や
ブリッジ現象等のトラブルの発生の防止、あるいはまた
耐摩耗性の向上が図られてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超高分子量ポリエチレン単体のシートよりなる内張り用
ライニング材は、線膨脹係数が非常に大きいものであ
り、このためボルト止めなどによる施工後、ライニング
材に、粉粒体移送時の摩擦熱などによる膨らみや剥がれ
が生じ、また機械的強度も低いという問題があった。

【０００５】そこで、従来は、ボルト取付穴の大きさや
位置を工夫したり、シートギャップを設けるなどによ
り、対処してきたが、根本的な問題解決策とはならず、
とくにシートの膨脹を考慮して、シートギャップを大き
くとると、被搬送粉粒体の一部がシートギャップに入り
込んで、居着するという問題があった。

【０００６】なお従来、金属板の両面に、超高分子量ポ
リエチレンシートを接着剤層を介して接合することも行
なわれたが、これでは、特殊な接着作業を必要とする
し、接着強度が不足して、シートが剥がれやすいという
問題があった。

【０００７】この発明の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、パンチングメタルシート等の硬質有孔板より
なる芯材を用いて、超高分子量ポリエチレンシートとの
複合板とし、しかも複合板全体としての膨脹係数を抑え
ることができて、熱による膨脹、収縮が小さくてすみ、
従って膨らみや剥がれが生じ難く、寸法精度にすぐれて
おり、さらに表面滑性にすぐれていて、内張り用ライニ
ング材として使用したさい、被搬送粉粒体の内面付着や
ブリッジ現象等のトラブルの発生を有効に防止し得ると
ともに、耐摩耗性にすぐれ、かつ機械的強度が非常に大
きい超高分子量ポリエチレン複合板の製造法を提供しよ
うとするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、開孔率１０〜８０％を有する硬質有
孔板よりなる芯材の両面に、表面を焼結させた超高分子
量ポリエチレン配合物粉末よりつくられた少なくとも１
枚の予成形シートをそれぞれ積層し、これらを加圧、加
熱して、一体化し、超高分子量ポリエチレン複合板を得
ることを特徴とする、超高分子量ポリエチレン複合板の
製造法を要旨としている。

【０００９】上記において、硬質有孔板よりなる芯材と
しては、通常、アルミニウム（アルミニウム合金を含
む）製、ステンレス鋼もしくは鉄製、その他の金属製の
パンチングメタルシートを使用するが、これはその他、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシアク
リレート樹脂、フェノール樹脂のような熱硬化性樹脂な
どよりなるものであっても良い。

【００１０】また、芯材の厚みは、とくに制限はない
が、通常１〜３mm程度である。

【００１１】ここで、芯材の開孔率は１０〜８０％、好
ましくは１５〜３０％であるが、開孔率が１０％未満で
あれば、パンチングメタルシート等の硬質有孔板よりな
る芯材と、これの両面の超高分子量ポリエチレンシート
との積層性すなわち積層接合性が劣るので、好ましくな
い。また芯材の開孔率が８０％を越えると、超高分子量
ポリエチレンの量が多すぎて、複合板全体としての線膨
脹係数が増大して、シートの膨らみや剥がれが生じ、あ
るいはまた機械的強度も低下するので、好ましくない。

【００１２】また、パンチングメタルシート等の硬質有
孔板よりなる芯材にあけられる孔の大きさは、通常２〜
１５mm、好ましくは３〜１０mmである。孔の配列は、い
わゆる千鳥状配列、碁盤目状配列およびランダム配列の
いずれでも良いが、千鳥状配列であるのが、好ましい。

【００１３】芯材にあけられる孔の大きさが２mm未満で
あれば、熱プレスによる積層一体化成形のさい、超高分
子量ポリエチレン溶融物が芯材の孔に入り込みにくく、
接合不良を生じるので、好ましくない。また芯材にあけ
られる孔の大きさが１５mmを越えると、超高分子量ポリ
エチレンの性質が出すぎて、複合板全体としての線膨脹
係数が増大し、シートに膨らみや剥がれが生じやすくな
るので、好ましくない。

【００１４】また、表面を焼結させた超高分子量ポリエ
チレン配合物粉末の予成形シートはつぎのようにして製
造する。なお、この予成形シートについては、本出願人
が先に提案した特公平１−２６３２５号公報に詳しく記
載されている。

【００１５】予成形シートは、超高分子量ポリエチレン
の配合物の粉末を、５kg／cm²以上の圧力下に１４０℃
以上の温度で加熱加圧して、表面部分が焼結した予成形
品を得、これを加圧下に常温まで冷却する。

【００１６】ここで、超高分子量ポリエチレンの配合物
には、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズ、グラファ
イト、モリブデンパウダー、カーボンブラック等の無機
系充填材が含まれていても良い。

【００１７】上記予成形シートの製造において、超高分
子量ポリエチレンの配合物粉末の成形圧力が５kg／cm²
未満であれば、予成形シートの密度が低すぎて伝熱性が
乏しく予成形シートが壊れるおそれがあるので、好まし
くない。また設備費等を考慮すると、成形圧力は５〜５
０kg／cm²程度とするのが好ましい。

【００１８】また超高分子量ポリエチレンの配合物粉末
の成形温度は、１４０℃未満であれば、焼結が生じない
ので、好ましくない。ただし、温度が高すぎると、樹脂
の低分子化をきたすので、１４０〜１６０℃であるが、
好ましい。

【００１９】表面を焼結させた超高分子量ポリエチレン
配合物粉末の予成形シートは、クラックや割れのない崩
壊しにくいものであって、取扱い、運搬、および積重ね
等が容易である。

【００２０】また、表面を焼結させた超高分子量ポリエ
チレン配合物粉末の予成形シートは、１枚だけでなく、
２枚以上重ねて使用しても良い。

【００２１】予成形シートの厚みは、通常１〜５mm程度
である。

【００２２】上記超高分子量ポリエチレン複合板の製造
条件は、プレス温度１４０〜２００℃、好ましくは１６
０〜１７０℃であり、圧力は５〜５０kg／cm²、好まし
くは２０〜３０kg／cm²である。またプレス時間は、超
高分子量ポリエチレン配合物を溶融可塑化して、表面が
平坦な複合板に成形するのに充分な時間であり、これは
例えば２０〜１００分程度である。

【００２３】ここで、プレス温度１４０℃未満であれ
ば、温度が低すぎて、表面が焼結した超高分子量ポリエ
チレン配合物粉末の予成形シートが、溶融可塑化され
ず、成形が困難であるので、好ましくない。またプレス
温度が２００℃を越えると、溶融可塑化された超高分子
量ポリエチレンが流れたり、複合板の表面にいわゆる焼
けが生じるので、好ましくない。またプレス時の圧力が
５kg／cm²未満であれば、予成形シートの密度が低すぎ
て伝熱性が良くなく、後述の超高分子量ポリエチレン複
合板の製造のさい、内在する空気を追い出すことができ
ないので、好ましくない。また圧力が５０kg／cm²を越
えると、溶融可塑化された超高分子量ポリエチレンが流
れたりするので、好ましくない。

【００２４】なお、この発明の変形方法として、上記パ
ンチングメタルシート等の硬質有孔板よりなる芯材の両
面に、表面を焼結させた超高分子量ポリエチレン配合物
粉末よりつくられた少なくとも１枚の予成形シートをそ
れぞれ積層し、さらに一方の予成形シートの表面に、少
なくとも１枚のポリオレフィン系樹脂シートを積層し、
これらを加圧、加熱して、一体化し、超高分子量ポリエ
チレン複合板を製造する場合もある。

【００２５】あるいはまた、上記芯材の片面に、表面を
焼結させた超高分子量ポリエチレン配合物粉末の予成形
シートを積層し、同芯材の他面に、少なくとも１枚のポ
リオレフィン系樹脂シートを積層し、これらを加圧、加
熱して、一体化し、超高分子量ポリエチレン複合板を製
造する場合もある。

【００２６】ここで、上記２つの変形方法の場合、ポリ
オレフィン系樹脂シートの具体例としては、ポリプロピ
レン樹脂シート、あるいは通常のポリエチレン樹脂シー
ト等があげられる。

【００２７】ポリオレフィン系樹脂シートが例えばポリ
プロピレン樹脂シートである場合、その厚みは、例えば
１〜３mm程度であるのが、好ましい。

【００２８】なお、ポリオレフィン系樹脂シートを併せ
て用いた場合の複合板の成形温度、圧力など成形条件
は、上記の芯材の両面に、表面を焼結させた超高分子量
ポリエチレン配合物粉末の予成形シートを積層した場合
とほゞ同様である。

【００２９】また、上記超高分子量ポリエチレン複合板
の製造法においては、いずれの方法の場合にも、硬質有
孔板よりなる芯材を２枚以上、好ましくは２〜３枚使用
しても良い。芯材を２枚以上使用する場合には、通常、
隣り合う芯材同志の間に、表面を焼結させた超高分子量
ポリエチレン配合物粉末よりつくられた予成形シートを
介在させる。

【００３０】

【作用】上記の方法によれば、超高分子量ポリエチレン
複合板を製造するにあたり、所定の開孔率を有するパン
チングメタルシート等の硬質有孔板よりなる芯材の両面
に、表面を焼結させた超高分子量ポリエチレン配合物粉
末の予成形シートを積層し、加圧、加熱して、一体化す
るもので、超高分子量ポリエチレン配合物粉末の予成形
シートは、通気性を有しているため、パンチングメタル
シート等の芯材と、超高分子量ポリエチレンシートとの
積層面に、いわゆるエアかみ（空気の入り込み）現象が
起こらず、表裏両側の超高分子量ポリエチレンシートが
芯材の孔の内部で確実に融合して接合され、外観が非常
にきれいであるとともに、複合板全体としての膨脹係数
が抑えられて、熱による膨脹、収縮が小さい、従って膨
らみや剥がれが生じ難い、寸法精度にすぐれた超高分子
量ポリエチレン複合板を製造することができる。

【００３１】勿論、複合板は、表面滑性にすぐれてい
て、内張り用ライニング材として使用したさい、被搬送
粉粒体の内面付着やブリッジ現象等のトラブルの発生を
有効に防止し得るとともに、耐摩耗性にすぐれ、かつ機
械的強度が非常に大きいものである。

【００３２】また超高分子量ポリエチレン複合板は、寸
法精度にすぐれているため、内張り用ライニング材とし
て使用するさい、複合板間のギャップを小さくとること
ができ、従って被搬送粉粒体の一部がギャップに入り込
んで居着するといった問題も生じない。

【００３３】なお、パンチングメタルシート等の硬質有
孔板よりなる芯材の両面に、表面を焼結させた超高分子
量ポリエチレン配合物粉末よりつくられた少なくとも１
枚の予成形シートをそれぞれ積層し、さらに一方の予成
形シートの表面に、少なくとも１枚のポリオレフィン系
樹脂シートを積層し、これらを加圧、加熱して、一体化
し、超高分子量ポリエチレン複合板を製造する場合もあ
る。

【００３４】あるいはまた、上記芯材の片面に、表面を
焼結させた超高分子量ポリエチレン配合物粉末の予成形
シートを積層し、同芯材の他面に、少なくとも１枚のポ
リオレフィン系樹脂シートを積層し、これらを加圧、加
熱して、一体化し、超高分子量ポリエチレン複合板を製
造する場合もある。

【００３５】そして、これらいずれの方法の場合にも、
表面を焼結させた超高分子量ポリエチレン配合物粉末の
予成形シートを使用しているため、上記の場合と同様の
理由により、エアかみ（空気の入り込み）現象が起こら
ず、外観のきれいなかつ熱による膨脹、収縮の小さい寸
法精度にすぐれた超高分子量ポリエチレン複合板を得る
ことができるものである。

【００３６】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を図面を参照して
説明する。

【００３７】実施例１この発明の方法により図１に示す超高分子量ポリエチレ
ン複合板(10)を製造した。

【００３８】まず、直径５mmの孔(2) が千鳥状配列にあ
けられた開孔率２０％を有する１mm×４５０mm×４８０
mmの大きさのアルミニウム・パンチングシートよりなる
芯材(1) を用意するとともに、表面を焼結させた超高分
子量ポリエチレン配合物粉末よりつくられた厚み２mm×
幅４５０mm×長さ４８０mmの大きさの予成形シート(3)
(3)を４枚用意する。

【００３９】つぎに、これらの材料を、成形プレスの上
型(5) と下型(6) の中間に、アルミニウムパンチングシ
ートよりなる芯材(1) を中央にして、これの両面に超高
分子量ポリエチレン予成形シート(3) を２枚ずつ積層し
た。

【００４０】そして、芯材(1) および予成形シート(3)
(3)の積層物を、プレス温度１６５℃、圧力２０kg／cm
²で、３０分間加圧、加熱して、超高分子量ポリエチレ
ン配合物粉末の予成形シート(3) を可塑化し、芯材(1)
を中心にして、これの両面の超高分子量ポリエチレンシ
ート(11)(11)を、芯材(1) の多数の孔(2) を通して一体
化し、超高分子量ポリエチレン複合板(10)を製造した。
この複合板(10)は、その後常温まで放冷した。

【００４１】こうして、得られた全厚み５mmおよび幅４
４０mm×長さ４７０mmの超高分子量ポリエチレン複合板
(10)は、超高分子量ポリエチレンの流れも少なく、また
表面焼けや、エアかみ（空気の入り込み）の無い良好な
外観を有する板状成形品であった。またこの成形品を縦
横に切断して、内部を調べてみたところ、パンチングシ
ートよりなる芯材(1) の各孔(2) 部分で、両側の超高分
子量ポリエチレンが融合一体化し、きれいに融着してい
た。

【００４２】また、この超高分子量ポリエチレン複合板
(10)は、複合板(10)全体としての膨脹係数が抑えられて
おり、例えばこの実施例１で得られたアルミニウム・パ
ンチングシートを芯材(1) とする超高分子量ポリエチレ
ン複合板(10)の膨脹係数は、２．４〜２．８×１０^-5で
あるのに対し、超高分子量ポリエチレンシート単独の膨
脹係数は、１２．７〜１５．０×１０^-5であった。

【００４３】従って、この発明による超高分子量ポリエ
チレン複合板(10)は、熱による膨脹、収縮が小さくてす
み、従って膨らみや剥がれが生じ難く、寸法精度にすぐ
れているものである。

【００４４】つぎに、この超高分子量ポリエチレン複合
板(10)を、搬送コンベヤ・ラインに備えられるホッパー
の内張り用ライニング材として使用したところ、複合板
(10)は、その表面に超高分子量ポリエチレンシート(11)
が存在しているために、表面滑性にすぐれていて、被搬
送粉粒体の内面付着やブリッジ現象等のトラブルの発生
を有効に防止し得、かつ耐摩耗性にすぐれているととも
に、機械的強度が非常に大きいものであった。

【００４５】また超高分子量ポリエチレン複合板(10)
は、寸法精度にすぐれているため、内張り用ライニング
材として使用したさい、複合板(10)同志間のギャップを
小さくとることができ、従って被搬送粉粒体の一部がギ
ャップに入り込んで居着するといった問題も生じなかっ
た。

【００４６】実施例２図３は、この発明の第２実施例の実施工程を示すもので
ある。ここで、上記第１実施例の場合と異なる点は、成
形プレスの上型(5) と下型(6) の中間に、アルミニウム
パンチングシートよりなる芯材(1) を中央にして、これ
の上側に、厚み２mmの２枚の超高分子量ポリエチレン予
成形シート(3)(3)を配置し、同下側に、厚み２mmの１枚
の超高分子量ポリエチレン予成形シート(3) と、厚み１
mmの１枚のポリプロピレン樹脂シートとを配置して積層
した点にある。

【００４７】この積層物を、上記実施例１の成形条件と
同じ条件で加圧、加熱して、一体化し、超高分子量ポリ
エチレン複合板(10)を製造した。

【００４８】実施例３図４は、この発明の第３実施例の実施工程を示すもので
ある。ここで、上記第１実施例の場合と異なる点は、成
形プレスの上型(5) と下型(6) の中間に、アルミニウム
パンチングシートよりなる芯材(1) を中央にして、これ
の上側に、厚み２mmの２枚の超高分子量ポリエチレン予
成形シート(3)(3)を配置し、同下側に、厚み２mmの１枚
のポリプロピレン樹脂シートを配置して積層した点にあ
る。

【００４９】この積層物を、上記実施例１の成形条件と
同じ条件で加圧、加熱して、一体化し、超高分子量ポリ
エチレン複合板(10)を製造した。

【００５０】なお、これらの実施例２および３で得られ
た超高分子量ポリエチレン複合板(10)は、全厚み５mmお
よび幅４４０mm×長さ４７０mmの大きさを有しており、
またいずれの場合にも成形のさいに、表面を焼結させた
超高分子量ポリエチレン配合物粉末の予成形シート(3)
が、芯材(1) の少なくとも片側に積層しているため、上
記実施例１の場合と同様に、エアかみ（空気の入り込
み）現象が起こらず、外観がきれいであり、かつ熱によ
る膨脹、収縮が小さく、寸法精度にすぐれているもので
あった。

【００５１】そしてつぎに、これら実施例２および３で
得られた超高分子量ポリエチレン複合板(10)を、それぞ
れ超高分子量ポリエチレンシート(11)側を表面として、
上記ホッパーの内張り用ライニング材に同様に使用した
ところ、これらの複合板(10)は、実施例１の場合と同様
のすぐれた性能を有するものであった。

【００５２】

【発明の効果】この発明による超高分子量ポリエチレン
複合板の製造法は、上述のように、開孔率１０〜８０％
を有するパンチングメタルシート等の硬質有孔板よりな
る芯材の両面に、表面を焼結させた超高分子量ポリエチ
レン配合物粉末よりつくられた少なくとも１枚の予成形
シートをそれぞれ積層し、これらを加圧、加熱して、一
体化し、超高分子量ポリエチレン複合板を得るもので、
この発明の方法によれば、超高分子量ポリエチレン配合
物粉末の予成形シートが通気性を有しているため、パン
チングメタルシート等の硬質有孔板よりなる芯材と、超
高分子量ポリエチレンシートとの積層面に、いわゆるエ
アかみ（空気の入込み現象）が起こらず、表裏両側の超
高分子量ポリエチレンシートが、硬質有孔板よりなる芯
材の孔の内部で確実に融合して接合され、外観が非常に
きれいであるとともに、複合板全体としての膨脹係数が
抑えられて、熱による膨脹、収縮が非常に小さいもので
ある。

【００５３】従ってこの発明の方法により製造された超
高分子量ポリエチレン複合板は、膨らみや剥がれが生じ
難く、寸法精度にすぐれているものである。

【００５４】勿論、この発明の方法により製造された複
合板は、表面滑性にすぐれていて、内張り用ライニング
材として使用したさい、被搬送粉粒体の内面付着やブリ
ッジ現象等のトラブルの発生を有効に防止し得るととも
に、耐摩耗性にすぐれ、かつ機械的強度が非常に大きい
ものである。

【００５５】さらに超高分子量ポリエチレン複合板は、
寸法精度にすぐれているため、内張り用ライニング材と
して使用するさい、複合板間のギャップを小さくとるこ
とができ、従って被搬送粉粒体の一部がギャップに入り
込んで居着するといった問題も生じない。

【００５６】またこの発明の方法によれば、従来のよう
に接着剤層を介して金属製芯材と超高分子量ポリエチレ
ンシートとを接合する場合に比べ、特殊な接着作業を必
要せず、接合強度が充分に大きく、超高分子量ポリエチ
レンシートが芯材から剥がれにくいという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により製造した超高分子量ポリエ
チレン複合板の部分切欠き斜視図である。

【図２】本発明の方法の実施工程の成形プレス部分の断
面図で、上下型の中間に、パンチングメタルシートより
なる芯材と、超高分子量ポリエチレン予成形シートとを
積層する状態が示されている。

【図３】本発明の変形方法の実施工程の断面図で、上下
型の中間に芯材および予成形シートとともに、ポリオレ
フィン系樹脂シートを積層する状態が示されている。

【図４】本発明のいま１つの変形方法の実施工程の断面
図で、上下型の中間において、パンチングメタルシート
よりなる芯材の上側に超高分子量ポリエチレン予成形シ
ート、同下側にポリオレフィン系樹脂シートを積層する
状態が示されている。

【符号の説明】

１パンチングメタルシート（芯材）２孔３超高分子量ポリエチレン予成形シート４ポリオレフィン系樹脂シート１０超高分子量ポリエチレン複合板１１超高分子量ポリエチレン・シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開孔率１０〜８０％を有する硬質有孔板
よりなる芯材(1) の両面に、表面を焼結させた超高分子
量ポリエチレン配合物粉末よりつくられた少なくとも１
枚の予成形シート(3) をそれぞれ積層し、これらを加
圧、加熱して、一体化し、超高分子量ポリエチレン複合
板(10)を得ることを特徴とする、超高分子量ポリエチレ
ン複合板の製造法。
【請求項２】芯材(1) に積層した予成形シート(3) の
一方の表面に、さらに少なくとも１枚のポリオレフィン
系樹脂シート(4) を積層し、これらを加圧、加熱して、
一体化し、超高分子量ポリエチレン複合板(10)を得る、
請求項１記載の超高分子量ポリエチレン複合板の製造
法。
【請求項３】開孔率１０〜８０％を有する硬質有孔板
よりなる芯材(1) の片面に、表面を焼結させた超高分子
量ポリエチレン配合物粉末よりつくられた少なくとも１
枚の予成形シート(3) を積層し、同芯材(1) の他面に、
少なくとも１枚のポリオレフィン系樹脂シート(4) を積
層し、これらを加圧、加熱して、一体化し、超高分子量
ポリエチレン複合板(10)を得ることを特徴とする、超高
分子量ポリエチレン複合板の製造法。