JPS61118233A - ランダム―繊維複合シートに対する被覆材料の接着方法 - Google Patents

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】 本発明は、被覆シートおよびシートの繊維が表面から突
起している活性表面をもつランダム−繊維合成７−トの
少なくともある一面に被覆材料を接着する方法に関する
。合成シートは、被覆材料が物理的に相互作用してそれ
に固着する繊維状の表面を提供する。更に詳しくは、合
成シートの繊維は、シート面により限定された平面から
外側に突起している。繊維は、被覆材料の使用前かある
いは使用時に該表面を加熱することにより、活性化され
るかあるいは繊維−補強合成シートから突起される。

一般に、濃密ランダム−繊維合成シートは、合成樹脂材
料、繊維補強材料およびバインダーのマトリックスから
つくられる。合成樹脂材料は熱融解性有機ポリマーが好
ましい。これらのポリマー合成シートは、つくられたポ
リマーのすぐれた性質に加えてアメリカ特許＆４，４２
６，４７０に詳述されているように良好な物性を示す。

しかし繊維−補強合成シートはすぐれた物性を示す一方
、それらの繊維−補強ポリマー合成シートの比較的滑め
らかな外面へ他の材料を接着することは難しい。

従って、合成シートへ他の材料を従着する方法が強く望
まれる。

さて、ここに、ランダム−繊維合成シート（以下”合成
シート”）が被覆材料と物理的に相互作用しすぐれた結
合力を生成しうる活性面を提供できるように加熱処理で
きることを見出したのであ、る。従って本発明はこれま
で不可能ではないにしても非常に困難であると考えられ
ていた広範囲の用途に合成シートを使用し５るのである
。更ＩＣ１本発明によって、合成シートに数多くの接着
被覆材料を使用可能とし、合成シートの可能性を更に充
分に活用しつるのである。

本発明は、詳しくは、シート平面の少なくとも一部を加
熱してシートの繊維が平面から外側に突起している活性
面を形成し、ついで被覆材料をその活性面に応用するこ
とにより被覆材料が突起繊維と物理的に相互作用してシ
ートを接着する工程からなることを特徴とする、被覆材
料を濃密ランダム−繊維合成シート表面の少なくとも一
部に接着する方法に関する。

合成シートへの加熱工程は、被覆材料との接触前におこ
なうか、あるいは、被覆材料との接触時に実施すること
ができる。

本発明の方法は、更に接着剤が被覆材料として使用され
る基材へ表面被覆合成シートを接着する追加工程を含む
ことができる。一般に接着剤は、エチレンアクリル酸の
ような合成熱可塑性物質である。また接着剤は、エポキ
シ系、フェノール系、ウレタン系、あるいはナイロン系
接着剤のような反応性ポリマーでもよい。基材としては
、数多（の材料が使用でき、例えば、金属、木材、コ／
りリート、ポリマー等である。

本発明の悪用は、金属基材の外面に接着剤を被覆し、同
時にかあるいはその後でランダム−繊維合成シートの活
性面をその＠着剤被覆物に接着させ、ついで合成シート
のばくろ面を温アスファルトと接触させて、合成シート
の繊維を表面から突起させるようにばくろ面を浮上らせ
て活性化させ、アスクアルドを活性面と物理的に相互作
用させて接着させる工程から成る、アスファルトを金属
基材へ接着する方法である。一般に金属基材は、鋼カル
バートあるいはパイプであり、カルバートやパイプの表
面に接着剤を使用する工程前に鋼カルバートを加熱する
。接着剤は、エチレンアクリル酸コーポリマーが好適で
ある。一般に合成シートのばくろ面と温アスファルトと
の接触工程は、合成シートのばくろ面を温アスファルト
に浸漬することによりおこなわれる。

本発明は、一般に、ランダム−繊維合成シートの活性面
と相互作用しうる数多くの適当な被覆材料でランダム−
繊維合成シートを被覆する方法を提供する。この基本的
なシステムでは、その後多数の基材と結合してそれらの
ラミネートをつ（る。

ランダム−繊維合成シートへ被覆材料を接着する方法は
、ある面ではシートの表面の少なくとも一部を加熱処理
して、そこから突起している繊維を有する活性面をつく
りだすことを意図するものである。ついでこの活性面は
突起繊維の周囲に流動し５る所望の被覆材料で被覆して
合成シートへ効率よく固着される。その後、ラミネート
（被覆材料／合成シート）は、どのような方法において
も利用可能である。例えば、被覆材料が接層性樹脂の場
合には、ラミネートを金属、木材あるいはポリマー材料
゛のような基材へ接着させポリマー合成シートのばくろ
面を残しておくことができろう従って基材は、ランダム
−繊維合成シートの性負をもつポリマー面を有している
。

更に本発明の方法では、上述のラミネート（被覆材料／
合成シート）を基材および活性面をつくるために加熱処
理されるばくろ合成シート面へ接着することもできる。

この新しい活性面をその後でそれ以外の抜機材料により
被覆することも可能である。

更に本発明の特徴は前述の方法を繰返して、いろいろな
被覆材料でラミネートした、あるいはいろいろな基材へ
結合した多数の合成シートを得ることができることであ
る。

本発明において使用されるランダム−繊維合成シートは
、アメリカ特許應４，４２６，４７０に記載の一般的な
方法によりつくられる。この特許には良好な引張強度お
よび引裂強度を有するシートを供するため合成物を乾燥
後カレンダーあるいはニップロールでプレスした合成シ
ート、詳しくは事前濃密化シートの製造方法について記
載されている。他の濃密合成シートも拳法に使用可能で
あり、文献にポリマー合成物、繊維ｆＩｌｉ強ポリマー
シート（アメリカ特許、危４，４８１，６９６　）、プ
ラスチック合成物、および＃！維マットとして記載され
ている。合成シートの製造法は、濃密繊維−補強合成シ
ートがつくられるならば特に臨界的なものではない。シ
ートの装置は使用される個々の樹脂材料および補強繊維
に依存するものであるｆＪ）、ポリオレフィンマトリッ
クスおよび補強ガラス繊維を含有する代表的な濃密ラン
ダム−繊維合成シートは、１５〜１１０１６／ｆｔ”　
（０，２４〜１．７６　ｆｌ／ｃｃ）ノ密度のものであ
る。

一般に、′ランダム−繊維合成シートは、補強繊維が添
加されている熱融解性樹脂から成る。その他に合成シー
トには、セルローズ、ラテックスバインダー、無機顔料
、抗酸化剤、＃業剤および他の成分のようなその他の添
加剤を含有してもよい。

一般に、本発明に使用しうる補強繊維は、無機あるいは
有機の繊維であり例えば、グラファイト、金属、セラミ
ック、ポリアミド、芳香族ポリマー、ポリマー、セルロ
ースあるーいはガラス等からり（られた繊維である。ガ
ラス繊維：まその強度および低コストから最も使用され
る好適なものである。

しかしここに記値しなかった他の繊維も適当である。繊
維の個々のｆｆ１）ｌｉ￥の独自性は、本発明にとって
臨界的であるとは考えられない。関連技術者であればい
かなる繊維でも充分であることがわかるであろう。

補強繊維は、樹脂マトリックス中に実質上不均一に分散
されており、かつ合成シートにより廻められた平面に不
一様に向いている、即ち該平面のあらゆる方向に繊維が
配向している。使用繊維の平均長さは、３〜２５＋ａ＋
、好ましくは４．７６〜゛１２．７ｍである。更に繊維
の外形比（長さ対直径の比）は４０より大きく、好まし
くは１００より大きい。一般に補強繊維は、合成シート
中に合成シートのｌθ〜８０重量係、好ましくは１５〜
４０重ｆチ含まれている。

本発明の方法では、濃密２ンダムー繊維シートの表面の
少なくとも一部を加熱処理することにより、その表面の
あるいは近（の繊維をその表面により限定された平面の
外側に突起させる、即ち活性面を形成させることが必要
である。このことにより突起繊維は、粘性がある被覆材
料をそのまわりに流入させ、繊維と物理作用して繊維を
固定あるいは固着させ、合成シートと堅固に結合する。

事実、合成シートの突起繊維は、シートの表面積を増大
させる物理的な突起をつくりだし、合成シートに被覆材
料を固定あるいは結合させる。

あるケースにおいて、合成シートは、その一部のみ加熱
処理し、他の部分はその冷たい温度のままに保持する。

即ち、これは合成シートの一面だけに活性面をつくりも
う一方の面を元のスムースなポリマー表面のままにして
おくことである。合成シート上の突起繊維は、表面が実
買上不活性である他の材料に結合される。くり返し、そ
の残りの表面は他の、異なった材料に結合させるために
活性化することができる。

一般に、表面を活性比させるために必要な熱量は、合成
シートに使用した個々のポリマー材料の軟化点ぐらいで
ある。更に合成シートの表面に使用される熱量は、ポリ
マーを分解させるほど高くない程度のものである。勿論
合成シートのポリマー成分の分解は、温度および処理時
間のような加熱処理のいろいろなパラメーターの関数に
よる。

従って処理時間が短かい場合にはポリマーの許容温度を
越えることもできる。加熱は、空気吹込み、加熱フレス
、赤外（放射線）ヒーター、ホットロール、あるいは液
浴のような多くの方法のいづれによっても可能である。

ある好適な方法での加熱処理は、合成シートの一面に使
用される加熱被覆材料を用いておこなわれる。この方法
ではシート面は、繊維が通常ポリマーマトリックス内で
保有する張力が（表面の加熱により）ゆるめられるよう
に活性化され、繊維が被覆材料に表面から突起する。従
って被覆材料が表面を活性化し被覆されると同時に接着
する。

ランダム−繊維合成シート表面の加熱処理は、ポリマー
バインダーを軟化させ、少なくともランダム−繊維分散
物の一部分をゆるめる。表面に存在するポリマーの軟化
は、緊張状態にある繊維をゆるめるのに作用するものと
考えられる。この緊張は、合成シートの濃密化工程に起
因するものであり、繊維を若干屈曲させ、折り重ねさせ
ているものである。従って緊張した繊維は、ポリマーバ
インダーを軟化させた場合、伸びたりあるいはゆるめら
れたりする傾向を有している。

濃縮ランダム−繊維合成７−トの活性面の接着に使用さ
れる被覆組成物あるいは材料は、活性面の突起繊維と物
理的に相互作用することができるものである。突起繊維
との物理的相互作用とは、突起繊維によりつくられた間
隙への被覆材料の浸透力あるいは流入力を意味する。適
当な被覆剤は一般に粘性あるいは液状のものである。し
かし溶剤あるいは温度により一時的に粘性となる被覆剤
もまた有利に使用することができる。一般的な例として
は、プラスターあるいは、コンクリートのようなセメン
ト；接着剤；感圧接着剤；ポリビニ、ルクロライドプラ
スチゾル、エポキシ化物、ウレタン、エチレンアクリル
酸のようなポリマー材料；ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、ポリスチレン、ポリエステル、フェノー
ル、アクリルのようなポリオレフィン；ポリエステル、
ラテックス、シリコーン、アルキッド、アクリルラテッ
クス等のペイント；その他の樹脂および熱可塑性材料；
グリース、ワックス、アスファルト、タールおよびオイ
ル製品等である。突起繊維と物理的に相互作用しうる、
即ち表面を活性化するその他の被覆材料は関連技術者に
より容易に類推することができるしこれらは本発明の範
囲内であるとみなされる。

一力、本方法は濃密合成シートの一面を活性化し、エチ
レンアクリル酸のような熱可塑性接着剤あるいはエポキ
シ、フェノール、ウレタンあるいはナイロン接着剤のよ
うな反応性接着剤をそれに被覆することにより実施する
ことができる。ついで接着剤面を基材へ接合させて基材
上に濃密合成シートの不活性面から成るポリマー面をつ
くる。

代表的な基材は木材、金属、ポリマー材料あるいは、カ
ーペット、リノリューム、タイル、織物等の製品である
。

前述の応用例は、適当な接着剤を用いて合成シートの活
性面へ合板シートの片側あるいは両側を接合するもので
ある。合成シートの不活性面は、他の材料に対しほとん
ど接着性を示さないが、充分にゆるめられた表面が、使
用した合板あるいは他の基材上につくりだされる。この
特性は、セメント製造や他の類似の応用に用いられる場
合、特に有効である。

他の応用例では、鋼のシートを約４００°Ｆ（２０４℃
）まで予熱後加熱鋼がオーブンを出た時にエチレンアク
リル酸（ＥＡＡ）のシートあるいはフィルムと合成シー
トとを使用する。鋼材の加熱により合成シート面が効率
的に活性化されこのためＥＡＡおよび合成シートの両者
が基材へ接合する。その後ラミネート鋼は、所望の形に
成形後冷却されるかあるいは冷却後成形される。場合に
よっては、ニップロールを用いてラミネート鋼を加圧し
て更に接着剤および合成シートと鋼との接合力を高める
。このようにしてつくったラミネートは更にアスファル
トのような温被覆材料中に浸漬して合成シートのばくろ
面を効率的に活性化した後アスファルトを接着すること
ができる。

更に本発明により、コイルあるいは平鋼を熱可塑性接着
剤と合成シートとで被覆して、合成シートを活性化工程
あるいは材料の親和性（（より鋼へ接合させることがで
きる。ラミネート部品は−たん接合すれば複雑な立体的
な部品に広範囲に成形することができる。例えば、自動
車のアンダーボディ、車輪室、波形のパイプおよびパネ
ル、ドラム、タンクあるいは他の有用な部品等であろう
場合によっては成形部品を他の加熱工程へかけて外側の
ばくろ面を活性化した後所望の被覆材料で被覆すること
もできるし、あるいは部品を温被覆材料中に浸漬するこ
ともできる。

場合によっては、接着剤の接合力を更に向上させるため
、基材をラミネートする前にプライマー被覆物により始
めに被覆することが有利である。

この製造法は基材の耐食性を向上させるために有利であ
る。

更に他の応用例は、合成シートをアスファルトあるいは
タールでプレコートした金属面に使用するものであり、
アスファルトあるいはタールは接合層として作用する。

合成シートは、アスファルトあるいはタールが接合する
だめの事前活性化表面を持っているか、あるいは、事前
被覆アスファルトあるいはタールが温かい場合に合成／
−トを使用することにより、その位置で活性化されるか
のいづれかである。

本発明の活性化合成シートの他の応用は、関連技術者に
とっては明白であることであるが、本発明の範囲内であ
ることは当然である。以下の実施例により拳法の可能性
について更に充分に説明する０ （実施例１．） 高密度ポリエチレンパウダーと３５．２％のがラス横維
とからつくった非濃密合成シート（比重“０．２）の２
．５閣厚のサンプルを片１１１１１だけ２０６７ＫＰα
　に加圧し２００℃で３分間加熱し、他の片側を室温の
ままにした。圧力を取除いたら加熱側（活性面）は突起
繊維を明らかに示したが非加熱側は堅いスムースな表面
のままであった。

活性面へエポキシ接着剤を使用して合板へ接着させた。

（実施例２．） 二枚の非濃密合成シートから一枚をもう一枚の上に重ね
て、非濃密合成シート（比重０．２）の２．５部属のサ
ンプルをつ（つた。このシートを２０６７ＫＰａ、に加
圧し１７０°Ｃで４分間加熱して、−緒に成形、濃密化
し比重が約１．２５、厚さ０．４ｍＩ＋＋のシートをつ
くった。その後シートを加圧下冷却した。

ついで濃密シートの一面にホットエア力／を通し、もう
−面は冷却した。ホットエアカンにはくろした側は“綿
状”の外観を呈し、明らかに突起繊維の存在を示した。

この表面をエポキシ接着剤により合板基材へ接着させた
ところ、すぐれた接着性を示した。

（実施例３．）−アスファルトによるメッキ鋼の被覆 エチレンアクリル酸コーポリマーの接着性フィルム（厚
さ、０．５１．０．１２７．０．３瓢）と３０チのガラ
ス繊維含有量の厚さ０．２〜０．３園の濃密ポリマー合
成シートとによりメッキ鋼のす／プルをラミネートした
。ついでこのサンプルを２０４℃のアスファルト中に３
０〜３６０秒浸漬した。

ついでサンプルを冷却した。アスファルトは、合成シー
トのばくろ面を粗く、繊維状にしていることが認められ
、明らかに活性化されていた。東にはアスファルトは、
合成７−トヘ結合しメッキ鋼に対する合成シートの接着
性も失われていなかった。

ついでこのつくったサンプルを１８０℃のは（り強度テ
ストに供した。０．５１　ｒａｎのＥＡＡフィルムでつ
くったサンプルは、鋼材から引離されなかった。結合力
は４０　Ｌｂ／ｉｎ、　（７，１５ｋｇ／ｃｍ２）以上
であった。０．１２７ｍのＥＡＡフィルムでつくったサ
ンプルは、はくり強度が８１　　Ｌｂ／ｉｎ、（５，５
４ｋｙ１口２）でＥＡＡフィルムがはがれた。

（実施例４．） メッキ鋼のサンプルを２０４℃に加熱後、０．５１簡厚
のＥＡＡフィルムと厚さ０．４＋ｍａガラス繊維含有！
３０％の非濃密合成シートとで被覆した。予熱鋼は、ラ
ミネートの加熱源であり、かつＥＡＡフィルムおよび合
成シートの融解源であった。

ＥＡＡフィルムおよび合成シートは鋼に対し、充分に接
合したが、はくすしようと試みると破れてしまった。

同じ様にしてつくった他のサンプルを２０４℃の熱アス
フアルト中に浸漬した。合成シート中にアスファルトは
充分に浸透されていた。合成シートへのアスファルトの
接合力は充分であった。すべてのサンプルの１８０℃の
ばくり強度は、約０．７２〜０．９にｙ／αであった。

これは３０チガラス繊維含有量非濃密合成シートの構造
強度であった。

（実施例５．） 浮上らせた（活性化表面）ガラス繊維−補強合成シート
および滑らかなガラス繊維−補強合成シートの両者の２
．５ｃｍ幅の小片サンプルをアルミニウム製のテストパ
ネルおよびＬｅｂａｎｉｔｅ■チップボードの両者にラ
ミネートして接合力をテストした。

アルミニウム製テストパネル（Ｑパネル）を厚さ０．６
３５ｍｍ、５１ｆｆｘ１０ｃｍの長方形の小片に切断し
た。このテストパネル表面をアセトンでふいて清浄にし
た後、ガラス繊維−補強合成シートの２．５部幅の小片
を、ＤＥ８８８１，１００部につきＤＥＨ５８，１６部
を含有するエポキ／樹脂配会品を用いてアルミニウム製
テストパネルへ接合した。ＤＥＩｉ５８およびＤＥＲ３
３１は共にｌ）ｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｌ
ｌの商品名であり、ＤＥＨ５８はジエチレントリアミン
組成物のエポキシキュアリング剤あるいは硬化剤であり
、ＤＥＲ３８１は標準的な低分子量のビスフェノールＡ
／エピクロロヒドリ７タイプの液状樹脂である。合成シ
ートのポリマーマトリックスは、ポリプロピレン製であ
る。

＆２４の電線巻き被覆ロッドを用いて、エポキシ接着剤
をアルミニウム製テストパネルに塗布した。ついで補強
合成／−トをアルミニウム製テストパネルの接着剤被覆
面に置き、ゆるめられたフィルムおよびそのサンプルの
上におもしを置いた。

厚さ０．８３ｔｔａｎの浮上らせた合成シート（表面活
性シート）および厚さ０．２８　ｗＲの浮上らせていな
い（滑らかな１シートのそれぞれの３個のサンプルをつ
くった。ついで、このサンプルを室温で２４時間キュア
した。

基材として、アメリカのＣｈａｍｐｉｏｎ　Ｃｏ社から
商品名Ｌｅｂａｎｉｔｅ■で市販されている、厚さ２．
９鯛の木製チップボードを使用したことを除いて、前述
の同じ操作により第二セットのテストサンプルをつくっ
た。

２．５ａ幅の浮上らせたシートおよび浮き上らせなかっ
たソートのそれぞれの３個のサンプルを、エポキ／系接
着剤および前述の操作を用いてチップボードへ接着した
。

インストロンテスト装置を用いてテストサンプルの９０
’はくり強度を測定した。す／プルのテストはクロス−
ヘッド速ｆ　３０　ｃｍ　／　ｍｉｎでおこなった。そ
の結果を５α／ｒｒＬｉｎではくりチャートに記録した
。以下の表にその結果を示すが、これは、基材から合成
／−トをはくすするために必安な平均な力（８個のサン
プルに対して）を示す。力の単位は、＆／ｃｍである。

アルミニウム　　　１９０　　　　　８７．８チツプボ
ード　　　１５２　　　　　７６上述の結果は、浮き上
らせた／−トの接着性が浮き上らせなかった／−トのそ
れに比較し実頂上すぐれていることを示している。活性
面を廟する繊維−補強合成シートのアルミニウム基材に
対する平均接着力は、浮き上らせなかった（滑らかな表
面の）シートの平均接着力と比較し５４％の向上を示し
た。またチップボードに接着した場合にも浮き上らせた
合成シートの接着力はｈじ割合向上した。

特許量、顧人　　ザ・ダウ・ケミカル・力／パニー（外
５名） 手続補正書 昭和６０年１２月ｔλ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート表面の少なくとも一部を加熱して、シートの
   繊維が該表面により定められている平面から外側に突起
   する活性面を形成後又は形成しながら該活性面へ被覆材
   料を適用し、それにより該被覆材料が該突起繊維と物理
   的に相互作用してそこへ接着する工程から成ることを特
   徴とする、濃密ランダム−繊維合成シートに対する被覆
   材料の接着方法。 ２、該活性面と該被覆材料との接触工程前かあるいは工
   程時に、該合成シート面を加熱する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３、該被覆材料が、該活性面を形成する温度まで加熱さ
   れる特許請求の範囲、第１項あるいは第２項の方法。 ４、該濃密ランダム−繊維合成シートが、該合成シート
   の１０〜８０重量％の量で存在する補強繊維を有する、
   特許請求の範囲第１項、第２項あるいは第３項記載の方
   法。 ５、該補強繊維の平均長さが３〜２５ｍｍである、特許
   請求の範囲第４項記載の方法。 ６、該補強繊維がガラス繊維である、前項のうちのいづ
   れか一つの方法。 ７、被覆材料が合成樹脂材料接着剤であり、かつ該濃密
   ランダム−繊維合成シートを、金属、木材、あるいはポ
   リマー材料から選ばれる基材へ接着する追加工程を含む
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８、被覆材料が、アスファルトであり、かつ合成シート
   が金属基材へ接着され、その工程が接着材料を該金属基
   材表面へ使用し、ついで合成シートの活性面を該接着剤
   へ同時にかあるいはその後に接着し、かつ該合成シート
   のばくろ面と温アスファルトとを接触させて該ばくろ面
   を活性化し、それにより該アスファルトを該活性面と物
   理的に相互作用させて、そこへ接着させることから成る
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、該金属基材が鋼製カルバートあるいはパイプである
   、特許請求の範囲第８項記載の方法。 １０、接着剤を該カルバートあるいはパイプの表面へ接
   着する工程前に、該鋼製カルバートを加熱する、特許請
   求の範囲第９項記載の方法。 １１、シートの繊維が表面により定められた平面から外
   側に突起している少なく一部の活性面を有する合成樹脂
   材料の濃密ランダム繊維−補強シート、および該活性面
   へ接着した被覆材料から成る被覆シート。 １２、被覆材料がアスファルトである、特許請求の範囲
   第１１項記載の被覆シート。 １３、該シート中のランダム繊維が、平均長さ３〜２５
   ｍｍで、かつ外形比が４０を超えるガラス繊維であり、
   該ガラス繊維が、該合成シートの１０〜８０重量％の量
   で存在する、特許請求の範囲第１１項あるいは第１２項
   記載の被覆シート。 １４、該シートの他の面が活性化された後、金属、木材
   、セメント、あるいは合成樹脂材料から選ばれる基材へ
   接着される特許請求の範囲第１１項、第１２項あるいは
   第１３項記載の被覆シート。 １５、基材が、金属カルバートあるいはパイプであり、
   かつ該シートの他の活性面が、合成接着材料により、金
   属基材へ接着される、特許請求の範囲第１４項記載の被
   覆シート。