JP2006137823A - 接着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に優れ、接着工程が簡素化でき、該工程において有機溶媒などに由来する揮発性有機化合物を発生させることなく、樹脂部分同士を高い接着力で接着する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ａの樹脂部分と、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ｂの樹脂部分との間に、水を分散媒とした無機コロイド液を満たした後、乾燥して前記分散媒の水を除去することにより、前記無機コロイド液由来の無機微粒子層を介して、器材Ａと器材Ｂの樹脂部分同士を接着する方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、少なくとも表面に樹脂部分を有する２つの器材の樹脂部分同士を無機微粒子層を介して接着させる方法に関する。

樹脂製または樹脂コーティングされた金属やガラスなどの各種器材を接着する方法としては各種の接着剤を使用する方法が知られている。特に高い接着力を必要とする場合には、一方のプラスチック成形品の接着面にフィラーを露出させたうえで、他のプラスチック成形品と接着剤を介して接着する方法が開示されている。（例えば特許文献１参照）。

特開平７−３２４９０号公報

このように樹脂部分同士を接着する際に主として用いられる接着剤には反応型、硬化型などがあるが、反応型接着剤においては配合組成や保管時間を精密に管理する必要がある。また、硬化型接着剤においては硬化処理のための別工程が必要となる。またこれら接着剤を効率的に取扱うために、希釈剤として有機溶剤を使用することが多い。このような従来の接着方法に対して、操作性に優れ、工程が簡略化でき、さらには有機溶剤を使用せず環境衛生面にも配慮された接着方法の開発が望まれていた。

本発明は、操作性に優れ、接着工程が簡素化でき、該工程において有機溶媒などに由来する揮発性有機化合物を発生させることなく、樹脂部分同士を高い接着力で接着する方法を提供するものである。

すなわち本発明は、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ａの樹脂部分と、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ｂの樹脂部分との間に、水を分散媒とした無機コロイド液を満たした後、乾燥して前記分散媒の水を除去することにより、前記無機コロイド液由来の無機微粒子層を介して、器材Ａと器材Ｂの樹脂部分同士を接着する方法を提供するものである。

本発明の接着方法によれば、操作性に優れ、接着工程が簡素化でき、該工程において有機溶媒などに由来する揮発性有機化合物を発生させることなく、樹脂部分同士を高い接着力で接着することができる。

本発明における少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ａおよび器材Ｂとは、樹脂コーティングされた金属製、ガラス製、セラミックス製、木製などの器材や樹脂製の器材を指す。また樹脂の種類には特に制約は無く、器材の用途や目的に応じて適宜選択される。器材は全てが樹脂から構成されていてもよく、表面のみが樹脂から構成されていてもよく、表面の一部のみが樹脂から構成されていてもよい。器材Ａおよび器材Ｂとしては、同じ器材を２つ用いてもよく、異なる器材を用いてもよい。

本発明で用いる無機コロイド液の濃度は１０ｗｔ％以上であることが好ましく、２０ｗｔ％以上であることがさらに好ましい。無機コロイド液の濃度が上記範囲を下回ると接着力が低下する傾向がある。一方、濃度の上限に関しては特に制約は無く、無機コロイド液の安定性と粘性とを勘案して適宜選定すればよい。

本発明における無機コロイド液は水を分散媒とするコロイド液であり、金属コロイド、酸化物コロイド、水酸化物コロイド、炭酸塩コロイド、硫酸塩コロイドなどが挙げられる。金属コロイドの元素としては、金、パラジウム、白金、銀などが例示される。酸化物コロイド、水酸化物コロイド、炭酸塩コロイド、硫酸塩コロイドの元素としては、それぞれ、珪素、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、鉄、セリウム、ニッケル、スズなどが例示される。

中でも、酸化物コロイド、水酸化物コロイドが好ましく、特に、珪素またはアルミニウムの酸化物コロイドまたは水酸化物コロイドが、被着面間に形成される無機微粒子層の耐久性の観点から好適に用いられる。
なお本発明で用いる無機コロイド液は、２種類以上のコロイド状粒子を含有していてもよい。

本発明における無機微粒子とは、３次元的に異方性を示すような微粒子を除外するものではなく、被着面間で積層構造を形成させることのできる粒子を全て包含する。（コロイドでも球状でないものもある？コロイドは全て球状ならば、この段落は不要。

無機コロイドの平均粒径は１〜３００ｎｍの範囲にあることが好ましく、５〜１００ｎｍの範囲にあることがさらに好ましい。無機コロイドの平均粒径が上記範囲を超えると、無機コロイド液由来の無機微粒子積層構造の緻密性が損なわれて接着強度が低下する傾向がある。

本発明の接着方法は、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ａと、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ｂの樹脂部分との間に、水を分散媒とした無機コロイド液を満たした後、乾燥して前記分散媒の水を除去することにより、前記無機コロイド由来の無機微粒子層を介して、器材Ａと器材Ｂの樹脂部分同士を接着する方法である。器材Ａおよび器材Ｂの樹脂部分と接触するように満たされた無機コロイド液を乾燥して分散媒の水を除去することにより、無機コロイド液由来の無機微粒子層が形成される。水が除去される過程において、無機微粒子間に作用する液架橋付着力により、器材Ａの樹脂部分と無機微粒子層、および器材Ｂの樹脂部分と無機微粒子層とが接着する。よって器材Ａと器材Ｂの樹脂部分同士は、無機コロイド由来の無機微粒子層を介して接着されることとなる。

無機微粒子層は、器材Ａと器材Ｂとの間に少なくとも２個以上、好ましくは３個以上の無機微粒子が積層された層であることが好ましい。

本発明における無機微粒子層を球状無機コロイドを用いて形成する場合、大きな粒径の球状無機微粒子の空隙に小さな粒径の球状無機微粒子が充填された構造とすることによって、高密度な充填構造によるより高い接着力を発現させることができるため好ましい。

前記のように大きな粒径の球状無機微粒子の空隙に小さな粒径の球状無機微粒子が充填されてなる無機微粒子積層構造を形成する方法としては、平均粒径Ｒ_αの球状無機コロイド粒子（α）と平均粒径Ｒ_βの球状無機コロイド粒子（β）とを含有する混合無機コロイド液であって、Ｒ_β≦0.15Ｒ_α、好ましくはＲ_β≦0.1Ｒ_αであり、球状無機コロイド粒子全体に占める球状無機コロイド粒子（β）の体積分率（球状無機コロイド粒子（β）の体積／球状無機コロイド粒子全体の体積）が０．５未満、好ましくは０．３未満である混合無機コロイド液を用いる方法が挙げられる。
球状無機コロイドとしてはコロイダルシリカが好適に用いられる。

以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜器材の調整＞
（１）器材（i）
Ｌ−ＬＤＰＥ製フィルム（商品名；Ｔ．Ｕ．Ｘ−ＦＣＤ ４０、東セロ株式会社製）を用いて、幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊状試験片を作製し器材（i）とした。
（２）器材（ii）
カラー鋼板（商品名；ＡＰＣ０．３５、ＣＧＣＣＲ、Ｆ１０４１ ヤネ、日本鋼管社製、表面にウレタン樹脂塗料被膜あり）を用いて、幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊状試験片を作製し器材（ii）とした。
＜無機コロイド液の調整＞
（１）コロイド液α
コロイダルシリカ（商品名；スノーテックスＸＳ、粒子径４〜６ｎｍ、ｐＨ９．０〜１０．０、固形分濃度２０ｗｔ％、分散媒 水、日産化学社製）をコロイド液αとした。
（２）コロイド液β
コロイダルシリカ（商品名；スノーテックスＺＬ、粒子径７０〜１００ｎｍ、ｐＨ９．０〜１０．０、固形分濃度４０ｗｔ％、分散媒 水、日産化学社製）をコロイド液βとした。

[実施例１]
２枚の器材（i）の間にコロイド液αを１ｍｌ滴下し、ハンドローラーで圧着後、６０℃オーブン中で１時間乾燥し接着した。接着部位について１８０°剥離法にて引張試験（ＡＧＳ１００、島津製作所製、引張速度５０ｍｍ/分）を行い、剥離強度を測定した。なお剥離強度は、引張強度の最大値と最小値との平均値とした。剥離強度の測定結果を表１に示す。なお、無機コロイド液の分散媒は水であるので、有機溶媒などに由来する揮発性有機化合物の発生は一切認められなかった。

[実施例２]
２枚の器材（ii）の間にコロイド液βを１ｍｌ滴下し、ハンドローラーで圧着後、６０℃オーブン中で１時間乾燥し接着した。乾燥後、接着面を剪断剥離法にて引張試験（ＡＧＳ１００、島津製作所製、引張速度５０ｍｍ/分）を行い、剥離強度を測定した。なお、無機コロイド液の分散媒は水であるので、有機溶媒などに由来する揮発性有機化合物の発生は一切認められなかった。

Claims (1)

1. 少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ａの樹脂部分と、少なくとも表面に樹脂部分を有する器材Ｂの樹脂部分との間に、水を分散媒とした無機コロイド液を満たした後、乾燥して前記分散媒の水を除去することにより、前記無機コロイド液由来の無機微粒子層を介して、器材Ａと器材Ｂの樹脂部分同士を接着する方法。