JPS6020067B2 - ポリオレフインによる金属表面の被覆方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオレフインを使用する金属表面の被覆方法
に関する。

さらに詳しくは、異なる粒径を有する２種類の粉未ポリ
オレフィンの混合粉末を用い、１回の流動粉末塗布工程
によって金属表面を２層に被覆し、被覆表面の外観が優
れ、接着力の大きいポリオレフィン被覆金属材料を得る
方法である。本発明に請う流動粉末塗布工程とは金属表
面に接して存在する粉末の被覆材を流動状態とし、加熱
状態で金属表面に均一に融着させ被覆する工程を謂い、
例えば粉末ポリオレフィンの被覆材を投入した檀内に空
気等を吹込むことにより槽内の粉末を流動状態とし、こ
の流動ポリオレフィン粉末中に加熱金属を浸潰して金属
表面にポリオレフィンの被覆材を融着塗布する、いわゆ
る流動浸債法、または加熱した金属パイプを回転し、パ
イプ内部に紛末ポリオレフィンの被覆材を投入しパイプ
を回転することにより流動状態としながらパイプ内面を
被覆する塗布法などの工程を謂う。

ポリオレフィンは熱安定性、耐熱性、耐薬品性、耐水性
等に優れ、中空成形、射出成形、フィルム、繊維材料な
どの広い分野に用いられる汎用樹脂として知られている
。しかしながらポリオレフィンはその分子内に官能基を
持たないため、接着性に劣り金属面などへの被覆が一般
には困難である。そのため従来よりボリオレフィンの薮
着性を向上させる試がなされており、とくに粉末ポリオ
レフィンによる金属表面の塗布方法として不飽和カルボ
ン酸を官能基として付加した変性ポリオレフィン粉末（
椿開昭５０−８４６３９）を用いて粉末塗布法により接
着させる方法などが用いられてきた。

この方法によると接着力の良好な樹脂被覆製品が得られ
るが、変性ポリオレフィンは変性されることにより一般
に樹脂の流動性が悪くなるので、これを粉末として、金
属表面へ被覆すると得られた製品の表面は平滑とならず
、外観の著しく損なわれたものしか得られない。また必
要に応じて顔料、添加剤等を該粉末に混合するが、この
場合には接着性が損なわれるため、接着力が不足となり
、良好な製品が得られない。上記のような欠点を改良す
るため、予め金属表面に変性ポリオレフィンを塗布して
、加熱融着させ、その上に顔料もしくは添加剤を混入し
たポリオレフィンを塗布してポリオレフィン同志を加熱
融着させる方法、すなわち該変性ポリオレフィンが金属
表面と接し、かつポリオレフィンが変性ポリオレフィン
に接する２層に被覆する方法があるが、この方法による
と被覆工程を繰り返し行なわねばならぬため、工程が複
雑となり、かつ当初に被覆した変性ポリオレフィンが長
時間の熱処理により劣化を生ずることがあり、実施上種
々の困難を伴う。

本発明者らは上記の事情にかんがみ、金属表面との懐着
力が大きく、被覆面の外観が優れたポリオレフィン被覆
金属材料を反復して行う複雑な熱処理などをさげて単一
工程で製造する効果的な方法を鋭意研究した結果、不飽
和脂肪酸、またはその無水物により変性された変性ポリ
オレフィンの粉末と、該変性ポリオレフィン粉末より大
きい粒径を有する粉末からなり必要に応じ顔料または添
加剤を混入した粉末ポリオレフインの混合粉末を用い、
前記の流動粉末塗布工程によって金属表面を被覆したさ
し、は一回の工程によって、金属と接する第１層が実質
的に変性ポリオレフィンであり、更に該変性ポリオレフ
ィン層と接する第２層が実質的にポリオレフィンからな
る、２層に被覆された接着力の大きい、外観の優れたポ
リオレフィン被覆金属材料が得られると云う知見を得て
本発明をなすに至った。

本発明の方法に従って、粒径の異なる上記２種類の粉末
の混合粉末を用いて流動粉末塗布工程を行うさし、は、
粒子の小さい粉末すなわち変性ポリオレフィンの粉末が
金属表面と接する第１層を形成し、粒子の大きい粉末、
すなわちポリオレフィン粉末が第２層を形成するが、そ
の理由としては粒径の小さい粒子は熱容量が小さく、表
面積が大きいことにより熱伝導率が良く、加熱金属に接
したさし、粒径の大きい粒子より先に溶融して金属に溶
着するためと考えられる。

また粒径が異なることにより粒子の重力または慣性の違
いから粉末を流動化したさし、一種の粒子の飼い分けが
行なわれるものと考えられる。従って本発明の方法に用
いられる第１層を形成する変性ポリオレフィン粉末の粒
子は第２層を形成するポリオレフィン粉末の粒子より粒
径が小さくなければならず、前者と後者の粒径の比は８
：１０以下とすることが望ましい。

これらの粒径の異なる（変性）ポリオレフィン粉末は、
（変性）ポリオレフィン樹脂を機械的に粉砕して得られ
る粉末、または溶剤から析出させて得られる粉末等を標
準フルィにより筋に分けることにより得られるものであ
り、例えば第２層用粉末としてＡＳＴＭ標準フルィのメ
ッシュＭ．１０〜３巧電を全量通過した粉末を用いる場
合には、第１層用粉末は６の蚤より大きい番号のフルィ
を全量通過した粉末、好適には８０〜１５妨篤のフルィ
を全量通過した粉末を使用することが望ましい。

また前述の機械的に粉砕して得られる粉末は溶剤から析
出して得られる粉末に比し一般に安価でかつ粒径が大き
いので、第２層用ポリオレフィン粉末を機械的粉砕によ
り、第１層用変性ポリオレフイン粉末を溶剤より析出し
て得られる粉末を用いるのが好適である。

第１層と第２層の層厚の比は該２層の粉末の混合比によ
り任意に取り得るものとする。本発明に使用されるポリ
オレフィンは、低密度ポリエチレン、高密度ポリェチレ
ンン、ポリプロピレン、ポリブテンー１、およびこれら
の英重合体等であり、またこれらを適宜にブレンドした
ものでもよい。

またポリオレフィンを変性するのに用いられる不飽和脂
肪酸としては、一塩基性不飽和脂肪酸であるアクリル酸
、メタアクリル酸などがあり、二塩基性不飽和脂肪酸と
しては、マレィン酸、ィタコン酸などが挙げられ、これ
らの無水物も含まれる。

これ等のうち特に性状の優れた製品が得られ、変性が容
易な無水マレィン酸が好適である。また変性ポリオレフ
ィンを製造する方法には上記のポリオレフインに不飽和
脂肪酸を付加させる加熱迭吏応として押出機による方法
、バンバリーミキサー、リボンミキサー、ロールなどの
鷹練機による方法などがあり、溶剤を使用するか、また
は無溶剤で反応を行うが、后処理などの点から無溶剤で
行うことが望ましい。反応に先立って、不飽和脂肪酸を
ポリオレフインに配合するにはポリオレフィンに前記不
飽和脂肪酸を単に所定量添加配合するか、または予め１
部のポリオレフインにポリオレフィンと反応する条件ま
たは反応しない条件で高濃度の前記不飽和脂肪酸を添加
した后不飽和脂肪酸が所定量になるように全量に配合し
て反応させるいわゆるマスターパッチ方式などがある。
また不飽和脂肪酸とポリオレフィンを反応させるに際し
て、ジクミルパーオキサィド、ターシヤＩＪ−・ブチル
パーオキサイド、ジ・ターシヤリー・ブチル／ぐーオキ
サイド、ターシヤリー・ブチルパーベンゾヱートなどの
有機過酸化物をラジカル発生剤として共存させることも
出来る。

不飽和脂肪酸、またはその無水物の使用量は、ポリオレ
フイン１００重量部に対して０．０１〜２の重量部、望
ましくは０．０５〜１０重量部が適当である。

添加量が少なすぎると所望の接着強度が得られず、また
逆に多すぎると架橋反応や分解反応を起し望ましい結果
は得られない。なお本発明の方法により被覆される金属
材料としては、チタン、アルミニウム、ニッケル、鉄、
たとえば鋼、ステンレス鋼などおよび銅、亜鉛、錫など
が挙げられ、これ等の合金、さらにまたこれ等によりメ
ッキされた金属材料でもよいが、特に鋼が好適である。

以下に本発明の実施例を記載する。

実施例 中密度ポリエチレン（ＭＩＩ０、密度０．９２５）１０
０重量部にジクミルパーオキサィド０．１重量部、無水
マレィン酸０．２５重量部を加え、樹脂温度２２０ｑｏ
押出機内滞留時間１０の勅こなるような条件で５０側ぐ
の押し出機を使用し、無水マレィン酸変性ポリエチレン
を得た。

この変性ポリエチレンを溶剤から析出させて粉末化し、
ＡＳＴＭ標準フルィによって節分け、次表のメッシュを
全量通過する粉末を得た。また上記変性ポリエチレン、
および前記中密度ポリエチレンに各々カーボンブラック
を０．２％添加したものを機械的に粉砕し、同様にして
次表に示すメッシュの節を全量通過する粉末を得た。

実施例１、２では混合粉末を、比較例１、２では変性ポ
リエチレン粉末を単独で、２５０ｏｏのマッフル炉中、
１０回転／分で回転している予めリン酸塩で処理された
鋼製パイプ（内径１０ｃｍ）の内部に投入し、１粉ン間
／ぐィプを回転させた后常温に冷却してパイプ内面を被
覆した。また実施例３では上記混合粉末を流動浸債槽に
投入し、予めリン酸塩で処理したのち２００り０で２０
分加熱した鋼板を約１５分浸潰した后常圧まで室内に放
置してポリエチレン樹脂被覆鋼板を得た。

得られた鋼板または鋼パイプの被覆層を１８００剥離試
験（引張り速度５０職／ｍｉｎ）により剥離し、接着強
度を測定し、同時に外観を観察した。結果を次表に示す
。なお実施例においてはカーボンブラックの着色の有無
により被覆が２層被覆であって、金属に接する層がカー
ボンブラックの添加されていない変性ポリエチレンの非
着色層であることが明瞭に認められた。

表 ※−１ 平滑で凹凸をし ※−２ 凹凸あり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不飽和脂肪酸またはその無水物により変性された変
   性ポリオレフイン紛末と、未変性ポリオレフイン紛末と
   の紛末粒径比が８：１０以下である混合紛末を流動状態
   にして加熱された金属の表面に接触せしめることにより
   、１回の塗布工程で金属表面と接する第１層が実質的に
   該変性ポリオレフインであり、かつ該変性ポリオレフイ
   ンと接する第２層が実質的に該未変性ポリオレフインで
   ある２層に被覆するポリオレフインによる金属表面の被
   覆方法。 ２ 前記変性ポリオレフインがポリオレフイン１００重
   量部に対して、不飽和脂肪酸またはその無水物０．０１
   〜２０重量部を付加したものである特許請求の範囲第１
   項に記載のポリオレフインによる金属表面の被覆方法。 ３ 前記不飽和脂肪酸またはその無水物が無水マレイン
   酸である特許請求の範囲第２項に記載のポリオレフイン
   による金属表面の被覆方法。