(57)【要約】【課題】剛性及び自己潤滑性を有するポリアミド樹脂と弾性を有するポリウレタン樹脂との両特性を生かした接着力の優れた積層体の積層方法及び当該積層方法によって得られた積層体を提供する。【解決手段】ラクタムのアニオン重合によって得られたポリアミド成形体の表面にエポキシ系樹脂接着剤を塗布した後、次いで当該接着剤表面にポリウレタン原料を注型法にて積層したことを特徴とするポリアミド成形体とポリウレタン層との積層方法及び当該積層方法によって得られた積層体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラクタムのアニオン重合によって得られたポリアミド成形体の表面にエポキシ系樹脂接着剤を塗布した後、次いで当該接着剤表面にポリウレタン原料を注型法にて積層したことを特徴とするポリアミド成形体とポリウレタン層との積層方法。
【請求項２】
ラクタムのアニオン重合によって得られたポリアミド成形体の表面に、エポキシ系樹脂接着剤を介して注型法にてポリウレタン層が形成された積層体であって、当該ポリアミド成形体とポリウレタン層との剥離強さが８Ｎ／ｍｍ以上（ＪＩＳ  Ｋ７３１２に準拠）の接着力を有することを特徴とするポリアミド成形体とポリウレタン層との積層体。
【請求項３】
緩衝用プレート、搬送用ロール又は低騒音車輪に用いることを特徴とする請求項２記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性及び自己潤滑性を有するポリアミド樹脂と弾性を有するポリウレタン樹脂との両特性を生かした積層体の積層方法及び当該積層方法によって得られた剥離強度の優れた積層体に係り、特にその積層体は緩衝用プレート、運搬用ロール及び低騒音車輪等の素材として好適に使用できる積層構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、円柱状のポリアミド成形体の外周に筒状ポリウレタン成形体を嵌め込んで一体化された積層体、或いは円柱状のポリアミド成形体の外周にポリウレタン樹脂を射出成形法により積層体とし、これらを車輪用途の素材として利用されている。
上記従来方法にて製造された積層体は、当該ポリアミド成形体とポリウレタン成形体との接着界面における接着力が弱く、車輪用途等で荷重が高い場合や回転速度が速い場合には当該接着界面から剥離することがあった。
【０００３】
また、従来においても、ガラス繊維強化ポリアミド製品の表面にエポキシ変性メラミン樹脂接着剤層を介してウレタン樹脂硬化物を接着したウレタン樹脂複合成形品を得ることも公知である（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
しかし、この方法によって得られた樹脂複合成形品の引き剥がし強度が１８ｋｇｆ／２５ｍｍ（７．０Ｎ／ｍｍ）程度であり、当該ガラス繊維強化ポリアミド製品とウレタン樹脂との剥離強度が未だ十分でない。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３０９７３９号公報（第４頁、表１の実施例２）
【特許文献２】特開平５−３０９７４２号公報（第４頁、表１の実施例２）
【０００５】
【課題を解決する手段】
本発明は、剛性及び自己潤滑性を有するポリアミド樹脂と弾性を有するポリウレタン樹脂との両特性を生かした剥離強度の優れた積層体の積層方法及び当該積層方法によって得られた積層体であってその要旨は次の通りである。
（１）ラクタムのアニオン重合によって得られたポリアミド成形体の表面にエポキシ系樹脂接着剤を塗布した後、次いで当該接着剤表面にポリウレタン原料を注型法にて積層したことを特徴とするポリアミド成形体とポリウレタン層との積層方法である。
（２）ラクタムのアニオン重合によって得られたポリアミド成形体の表面に、エポキシ系樹脂接着剤を介して注型法にてポリウレタン層が形成された積層体であって、当該ポリアミド成形体とポリウレタン層との剥離強さが８Ｎ／ｍｍ以上（ＪＩＳ  Ｋ７３１２に準拠）の接着力を有することを特徴とするポリアミド成形体とポリウレタン層との積層体である。
（３）緩衝用プレート、搬送用ロール又は低騒音車輪に用いることを特徴とする上記（２）の積層体である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本積層体を構成するポリアミド成形体は、車輪素材等の用途に要求される８Ｎ／ｍｍ以上（ＪＩＳ  Ｋ７３１２に準拠）の剥離強さを有する積層体を得るためには、ラクタムのアニオン重合によって成形されたものを使用することによって達成される。
本発明に使用されるラクタムは、好ましくは炭素数４〜１２を有し、例えばγ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、及びこれらの混合物である。
特に車輪用途における積層体の芯材には軸部の自己潤滑が優れているε−カプロラクタムを公知のアニオン重合（モノマーキャスティング法）によって得られるポリアミド６からなるポリアミド成形体が好適に用いられる。
また、上記原料には、必要に応じ増量剤等の充填剤を加えることも出来る。
【０００７】
上記の通りラクタムのアニオン重合によって成形されたポリアミド成形体の表面（特に、必要ならば成形体表面を特殊表面処理して粗面化する）にエポキシ系接着剤を数回塗布する。なお、塗布厚みは１０〜３０μｍが適当である。
エポキシ系接着剤としては、通常の一液型、二液型の接着剤が使用でき、各種変性樹脂も使用できる。
次いで、当該接着剤表面にポリウレタン原料を注型法にて積層して、最終製品であるポリアミド成形体とポリウレタン層との積層体を得る。
なお、成形するポリウレタン層の硬度は、デュロメーターＡ硬度で概ねＨＤＡ３０〜１００の範囲で調整できるが特に車輪用途ではＨＤＡ９０〜９８が好ましい。
【０００８】
上記ポリウレタン層の厚みは用途により相違するが、車輪用途の場合は通常５〜５０ｍｍの範囲で設けるのが好ましい。この厚みが５ｍｍ未満では積層体の表面弾性力が得られ難く、またこの厚みが５０ｍｍを超えると注型による成形性に劣り、コスト高を招くので好ましくない。
本発明によって得られた積層体は各種用途に使用できるが、特に、緩衝用プレート、搬送用ロール、低騒音車輪として好適に使用できる。
緩衝材用途においては、従来鋼材との接着により、ポリウレタンを固定していたが、本発明では鋼材を使用しないため軽量化が図れ、また、オール樹脂化により、切断等の機械加工が容易と云う利点がある。
ロールや車輪用途においても従来のポリウレタン樹脂＋鋼製車輪に比べて軽量化が図れ、自己潤滑性に優れるポリアミド樹脂が芯材になるためベアリングが不要となり、オール樹脂化により錆が発生しないと云う利点があり、さらに切削等の機械加工が容易である。また、ポリウレタン樹脂を被覆しない場合のポリアミド車輪に比べ低騒音が図れ、ポリウレタン樹脂のゴム弾性により、塑性変形の心配がなくなった。
一方、射出成形や、嵌め込みにより得られたポリアミド樹脂とポリウレタン樹脂との複合車輪に比べ両樹脂の接着力に優れ、寿命が長くなると云う利点がある。
【０００９】
【実施例】
ａ）剥離強さの測定
ＪＩＳ  Ｋ７３１２に準拠して測定した。
ｂ）打ち抜きスラスト最大強度
外径８０ｍｍφ、幅１５ｍｍの円柱状のポリアミド成形体にポリウレタンを積層して得られた外径１００ｍｍφ、幅１５ｍｍの円柱状積層体に対し、外径７８ｍｍφの鋼製治具を、ポリアミド成形体に納まるようにセットし、５ｍｍ／ｍｉｎの速度で万能試験機で打ち抜きその際の最大強度を測定した。
ｃ）車輪走行テスト
外径１００ｍｍφ（芯材になるポリアミド成形体の外径８０ｍｍφ）、有効接触幅２８ｍｍの複合車輪を製作した。
一方、外径９５５ｍｍφ、幅２００ｍｍの回転ドラムの外面円周方向に等間隔で３箇所の位置に、当該ドラムの幅方向に半径１．５ｍｍの寸法を有する半円状の突起を設けた回転ドラムを準備する。
この回転ドラム上に上記複合車輪を載せて、荷重２６００Ｎ、速度４ｋｍ／ｈで突起を乗り越える状態で２０ｋｍ走行させ、当該複合車輪の損傷状態を確認した。
【００１０】
（実施例１）
ε−カプロラクタムのアニオン重合により得られた外径８０ｍｍφの円柱状ポリアミド６成形体（日本ポリペンコ（株）製のＭＣ９０１製品）の外周に、エポキシ系接着剤（ロードファーイースト社製のケムロック製品）を厚み２０μｍ塗布した後、当該接着塗布面にポリウレタン原料（トーヨーウレタン（株）製のＴＵ９５１製品）を注型法にて積層して、ポリウレタン層の厚みが１０ｍｍであって、当該ポリウレタン層の硬度がＨＤＡ９５の円柱状積層体を得た。
当該円柱状積層体の剥離強さは８．２Ｎ／ｍｍ、スラスト最大強度は３６００Ｎ／ｍｍ、車輪走行テスト後の状況は破損は見られなかった。
【００１１】
（比較例１）
実施例１の円柱状のポリアミド６成形体の代わりに、ポリアミド６．６ペレットを押出成形で得たポリアミド６．６成形体（日本ポリペンコ（株）製のポリペンコ・６６Ｎ製品）を用いた以外は、実施例１と同様にして円柱状積層体を得た。
当該円柱状積層体の剥離強さは４．８Ｎ／ｍｍ、スラスト最大強度は３０００Ｎ／ｍｍ、車輪走行テスト後の状況は複合車輪の接着部分界面に一部剥離が見られた。
【００１２】
（比較例２）
実施例１の円柱状のポリアミド６成形体の外周に、予めポリウレタン原料（トーヨーウレタン（株）製のＴＵ９５１製品）にて成形された筒体の内径がポリアミド６の成形体の外径に対し０．４％の締め代を有しする筒体を嵌め込んでポリウレタン層の硬度がＨＤＡ９５の円柱状積層体を得た。
当該円柱状積層体のスラスト最大強度は７００Ｎ／ｍｍ、車輪走行テストでは走行１．５ｋｍの時点で円柱状積層体を構成する円柱状及び筒体の両者が剥離し走行不能となった。
【００１３】
【発明の効果】
本発明で規定した方法によって得たポリアミド成形体の表面に、エポキシ系樹脂接着剤層を介して注型法によってポリウレタン層を形成した積層体は、従来から多用されているポリアミド成形体の表面にポリウレタン原料を射出成形、或いは予め成形されたポリウレタン筒体を嵌め込みにより一体化されたポリアミド樹脂とポリウレタン樹脂との複合車輪に比べ接着力に優れており、寿命が長い。
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月26日(2003.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
（実施例１）
ε−カプロラクタムのアニオン重合により得られた外径８０ｍｍφの円柱状ポリアミド６成形体（日本ポリペンコ（株）製のＭＣ９０１製品）の外周に、エポキシ系接着剤を厚み２０μｍ塗布した後、当該接着塗布面にポリウレタン原料（トーヨーウレタン（株）製のＴＵ９５１製品）を注型法にて積層して、ポリウレタン層の厚みが１０ｍｍであって、当該ポリウレタン層の硬度がＨＤＡ９５の円柱状積層体を得た。
当該円柱状積層体の剥離強さは８．２Ｎ／ｍｍ、スラスト最大強度は３６００Ｎ／ｍｍ、車輪走行テスト後の状況は破損は見られなかった。