JP2517535B2 - ポリプロピレンと極性を有する異種材料との接着剤および接着方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プライマーを使用せずにポリプロピレン系
樹脂成形品と、鉄・アルミニウム等の金属、セラミッ
ク、動植物性繊維質、ポリオレフィン以外の極性を有す
る合成樹脂等のポリオレフィンと異質の材料からなる製
品との接着が可能な接着剤、特に耐熱性に優れた接着剤
およびその接着剤による接着方法に関するもので、ポリ
プロピレンが多量に使用され、かつ単味でなく他の材料
と組合せ使用されている自動車、家庭電器製品、音響機
器などに適用される。

〔従来の技術〕

ポリプロピレン系樹脂成形品を、プライマーを使用せ
ずに接着できる接着剤は種々のものが市販されている
が、これらは、ポリプロピレン系樹脂成形品相互の接着
には有効であるが、鉄、アルミニウム等の金属、ガラ
ス、その他ポリオレフィンと異質の材料との接着には有
効でない。

ポリプロピレと前記異質の材料との接着のためには、
ポリプロピレン成形品の被接着面をクロム酸・硫酸混液
により表面処理したのち、市販のエポキシ系樹脂、シア
ノアクリレート系接着剤を使用する方法、あるいはポリ
プロピレンを木粉、タルク等の充填剤の添加により改質
したのち、プライマーを使用する方法等が行われてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕 前者は、公害源となる薬品を使用し、また後者は、 特殊銘柄のポリプロピレンを使用するという管理面の
煩わしさ、 充填剤の添加による衝撃強さの定価という物質性のマ
イナス効果、 原料のコストアップのみならず、プライマー塗布工程
の追加による接着コストのアップ、等の問題があり、ポ
リプロピレンの使用は、樹脂単価が安くても有利とはい
えない。

従って、物性上ポリプロピレンが要求される場合以外
は、プラスチックと異種材料の接着を行う場合ポリプロ
ピレンは使用されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、ポリプロピレンと極性を有する異種材料
との接着における前記の問題点を解決するためには、プ
ライマーを使用せず、また前処理もせずに非充填、非改
質のポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマーと異
種材料間の接着が可能な接着剤を見出す以外にないと考
え、ポリプロピレンの接着あるいは塗装用のプライマー
にしばしば用いられる塩素化ポリオレフィン類の塩素化
度と、ポリプロピレンおよび鉄板との接着性について基
礎的な検討を行い、低塩素化ポリプロピレンはポリプロ
ピレンに対し接着性を示すが、鉄板には接着せず、高塩
素化ポリオレフィンは鉄板には接着するが、ポリプロピ
レには接着しないにかかわらず、両者を混合使用する時
は、ポリプロピレンと鉄板の両者に接着すること、更に
この混合物は、これをポリプロピレン相互、あるいは鉄
板相互間の接着に使用した時の接着強さより、ポリプロ
ピレンと異種材料間の接着に使用した場合の方が高い接
着強さを示すこと、および接着剤の耐熱性を向上させる
ためにアイソタクチックポリプロピレンの低塩素化物を
使用するとき、相溶性が不良で混合液を放置すると２層
に分離するが、後記の組成からなるＡ・Ｂの２液型と
し、使用時ポリプロピレンにＡ液、鉄片にＢ液を塗布、
塗布面を重ね合せて圧着することにより十分な接着強さ
が得られることを見出した。

以上の知見に基づき、種々検討の結果、本発明の接着
剤ならびに接着方法を完成した。

すなわち本発明の第１の発明は、非揮発性成分として
それぞれ下記の組成物を含有し、 芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素系溶剤か
らなる群より選ばれた１種または１種以上の混合溶剤、
もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤との混合
溶剤を溶剤とする２液からなることを特徴とする接着剤
を要旨とする。

そして第２の発明は、上記Ａ・Ｂ両液を使用して接着
するに当り、Ａ液をポリプロピレン成形品の被接着面
に、Ｂ液を異種材料製品の被接着面にそれぞれ塗布し、
両塗布面を重ね合せて圧着することを特徴とする接着方
法を要旨とする。

〔作 用〕

第１発明の上記接着剤は、ポリプロピレンにも、また
金属・ガラス等のポリプロピレンと全く異質な材料にも
接着性を示し、したがって、理論的にも困難とされてい
たポリプロピレンと異種材料とをプライマーなしに接着
でき、しかも２者それぞれの同種材料間の接着強さより
も良好な接着強さを示す。

また第２の発明の接着方法は、接着に当って、Ａ・B2
液の混合を省略することがでるばかりでなく、２液混合
して使用した場合と同等もしくはそれ以上の接着強度を
得ることができる。

以下更に詳細に説明する。

Ａ液中の非揮発性成分の一つであるクロロプレンゴム
は粘着性を付与するためのもので、凝集力を保持するた
め、常温下で固体であるものを使用する。他の非揮発性
成分である低塩素化ポリプロピレンの塩素含有量を35重
量％以下に限定したのは、それ以上塩素を含むとポリプ
ロピレンに対し接着性を示さないからである。

上記低塩素化ポリプロピレンの１例として、塩素含有
量８〜30重量％のアイソタクチックポリプロピレンを使
用することができる。

低塩素化アイソタクチックポリプロピレンの塩素含有
量が８重量％以下では、溶剤に対する溶解性、ならびに
他の成分との相溶性が著しく低下し、製品化が困難であ
る。

低塩素化ポリプロピレンには、アタクチックポプロピ
レンとアイソタクチックポリプロピレンの２種があり、
後者は耐熱性に優れているが、溶解性、相溶性が不良
で、接着剤への適用が難しいとされていたが、本発明の
組成によって使用が可能となり、耐熱性を向上させるこ
とができる。

なお、ポリプロピレン相互間の接着ならば、このＡ液
のみで接着できる。

Ｂ液中の非揮発性成分の高塩素化ポリオレフィンと
は、プロピレンホモポリマー、プロピレンとエチレンま
たは他のオレフィンとのコポリマー、エチレンホモポリ
マー、エチレンと他のαオレフィンとのコポリマー、お
よびエチレンと酢酸ビニルとのコポリマー等の各種ポリ
オレフィンおよびその誘導体の高塩素化物で、特に好ま
しいのは、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびこれら
のコポリマーの高塩素化物である。

他の揮発性成分である塩化ゴムとは、天然ゴムおよび
ブタジエンゴム・スチレンブタジエンゴム等のジエン系
合成ゴムの高塩素化物である。

そして上記高塩素化物の塩素含有量を60重量％以上に
限定したのは、それ以下では異種材料との十分な接着性
を示さないからである。

芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素系溶剤か
らなる群より選ばれた１種または１種以上の混合溶剤、
もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤との混合
溶剤を溶剤とする理由は、上記Ａ液およびＢ液の各非揮
発性成分を溶解する溶剤としてケトン系、エステル系等
他にもあるけれども、これらを主成分とする溶剤では十
分な接着強度が得られないからである。

芳香族炭化水素系および塩素化炭化水素系溶剤は、ポ
リプロピレンを膨潤、ないし若干溶解する性質があるた
め有効でる。これらの溶剤の中で好ましいものは、芳香
族炭化水素系ではトルエン、キシレン、塩素化炭化水素
系ではトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ク
ロロシクロヘキサン等である。

本発明の接着剤は、プロピレンホモポリマー、プロピ
レンとエチレンもしくは他のαオレフィンとの共重合体
およびこれらを主成分とする他のポリマー添加による改
質樹脂、各種充填剤が添加された複合材料等各種のポリ
プロピレンの接着に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の接着剤は、ポリプロピレ
ンと金属・ガラス等全く異質な材料との接着をプライマ
ーなしで行うという理論的に困難な接着を可能とし、ポ
リプロピレンと他の極性を有する異種材料との組合せ使
用の適用範囲を拡大した。しかも、本接着剤は、特殊な
材料を用いず市販の入手容易な材料の組合せで調製で
き、且つＡ・B2液にわかれているため、各液調製のため
の溶解・混合操作が容易、即ち製造が容易であるばかり
でなく、ポリプロピレンと異種材料との接着に際して、
Ａ液とＢ液を混合せずに、材料それぞれに、各液を塗布
して重ね合せ圧着する方法は、作業が容易でしかも高い
接着力が得られ、本発明は経済的にも有利な接着剤及び
接着方法を提供するものである。以上両者相まって、本
発明は工業的に極めて有益である。

本発明の効果の具体例を次の実施例により示す。

〔実施例〕

下記表１に示す組成比のＡ液、および表２に示す組成
比のＢ液を調製した。

Ａ液は、所定量のクロロプレンを秤取、低塩素化ポリ
プロピレンの所定量にトルエンをＡ液の非揮発性成分が
20重量％となるトルエン量を加えて溶解、この溶液に前
記クロロプレンを加えて密栓し、24時間放置後撹拌混合
して調製した。

Ｂ液は、所定量のトルエン中に、高塩素化ポリプロピ
レン、次いで塩化ゴムを溶解して調製した。

接着強さ測定のための試料片、およびその接着方法に
ついて説明する。

第１図は引張り剪断強さ測定用試料片で、射出成形片
から内抜き作製したポリプロピレン試料片１（70×12.5
×2mm）と、鉄板を切断して得た異種材料（鉄）試料片
２（70×25×0.8mm）を、長さ10mmの接着しろをもっ
て、一つは混合塗布法で、他は分離塗布法で接着した。
図中３および４は、試料片1.2の両端の厚さを同等にす
るために張付けたスペーサである。

上記ポリプロピレン試料片の作製に使用した銘柄は次
の通りである。

ポリプロピレンホモポリマー 三井東圧化学株式会社製 商品名 三井ノーブレンJHH−Ｇ ポリプロピレンコポリマー 同 上 三井ノーブレンBJHH−Ｍ 接着方法 試料片の被接着面をイソプロピルアルコールを含浸し
た紙でふき、表面を脱脂した後、次の方法により接着を
行った。

試験条件として、引張り剪断試験は引張り速度50mm/m
inで行った。

接着実験の結果を下記表３に示す。なお接着強さの数
値は３試料片の平均値である。

【図面の簡単な説明】

第１図は引張り剪断強さ測定用試料片の側面図である。 １はポリプロピレン試料片、２は鉄試料片。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非揮発性成分としてそれぞれ下記の組成物
   を含有し、芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素
   系溶剤からなる群より選ばれた１種または１種以上の混
   合溶剤、もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤
   との混合溶剤を溶剤とするＡ液とＢ液とからなることを
   特徴とするポリプロピレンと極性を有する異種材料との
   接着剤。
2. 【請求項２】Ａ液に含まれる低塩素化ポリプロピレンが
   塩素含有量８〜30重量％であるアイソタクチックポリプ
   ロピレンの塩素化物であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のポリプロピレと極性を有する異種材料
   との接着剤。
3. 【請求項３】Ｂ液に含まれる非揮発性成分が塩素含有量
   60重量％以上の高塩素化ポリプロピレンと塩化ゴムもし
   くは塩素化ポリエチレンのいずれか１種とよりなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のポリプロピレ
   ンと極性を有する異種材料との接着剤。
4. 【請求項４】Ａ液中の低塩素化ポリプロピレンが塩素含
   有量８〜30重量％であるアイソタクチックポリプロピレ
   ンの塩素化物であり、Ｂ液中の非揮発性成分が塩素含有
   量60重量％以上の高塩素化ポリプロピレンと塩化ゴムも
   しくは塩素化ポリエチレンのいずれか１種との混合物で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のポリ
   プロピレンと極性を有する異種材料との接着剤。
5. 【請求項５】前記Ａ・Ｂ各液中の非揮発性成分が下記の
   組成からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のポリプロピレンと極性を有する異種材料との接着
   剤。 Ａ液の非揮発性成分組成 クロロプレンゴム70〜90重
   量％、塩素含有量８〜30重量％のアイソタクチックポリ
   プロピレンの低塩素化物 30〜10重量％ Ｂ液の非揮発性成分組成 塩素含有量60重量％以上の
   高塩素化ポリプロピレン10〜50重量％、塩素含有量60重
   量％以上の高塩素化ポリエチレンもしくは塩化ゴム90〜
   50重量％
6. 【請求項６】非揮発性成分としてそれぞれ下記の組成物
   を含有し、 芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素系溶剤から
   なる群より選ばれた１種または１種以上の混合溶剤、も
   しくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤との混合溶
   剤を溶剤とする２液からなる接着剤を使用するに際し、
   Ａ液をポリプロピレン成形品の被接着面に、Ｂ液を異種
   材料製品の被接着面にそれぞれ塗布し、両塗布面を重ね
   合せて圧着することを特徴とするポリプロピレと極性を
   有する異種材料との接着方法。