JP6940129B2 - 接合体 - Google Patents
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R2(OR1-)2-Si-O-[(CH2=CH-)(OR1-)Si-O]n-Si(-OR1)2R3
(式中、nは1〜20の数、R1はCaH2a+1でありそのaは1〜3の数、R2及びR3はCH3又はCH2=CH)で表されるものであるというものである。
R2(OR1-)2-Si-O-[(CH2=CH-)(OR1-)Si-O]n-Si(-OR1)2R3
(式中、nは1〜20の数、R1はCaH2a+1でありそのaは1〜3の数、R2及びR3はCH3又はCH2=CH)で表されるものであり、より具体的には、式中nは1〜5の数、aは1〜3の数、R2=CH3、R3=CH2=CHで表されるビニル含有シランカップリング剤が挙げられる。
ビニルトリメトキシシラン(KBM-1003)、ビニルトリエトキシシラン(KBE-1003)のようなビニル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;
2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(KBM-303)、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-402)、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-403)、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-402)、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(KBE-403)のようなエポキシ基及びアルコキシ基含有シラン化合物;
p−スチリルトリメトキシシラン(KBM-1403)のようなスチリル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;
3−メタクリロキシメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-502)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-503)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-502)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(KBE-503)、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM-5103)ような(メタ)アクリル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;
3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン(KBE-585)のようなウレイド基及びアルコキシ含有シラン化合物;
3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(KBM-802)、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(KBM-803)のようなメルカプト基及びアルコキシ含有シラン化合物;
ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(KBE-846)のようなスルフィド基及びアルコキシ含有シラン化合物;
3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(KBE-9007)のようなイソシアネート基及びアルコキシ含有シラン化合物(以上、何れも信越シリコーン株式会社製;商品名);
が挙げられる。
R2(OR1-)2-Si-O-[(CH2=CH-)(OR1-)Si-O]n-Si(-OR1)2R3
(式中、nは1〜5の数、R1はCaH2a+1でありそのaは1〜3の数、R2=CH3、R3=CH2=CHで表される)のような複数ビニル含有シランカップリング剤、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミンの混合物であるとなお一層好ましい。
-{O-Si(-A1)(-B1)}-の繰返単位をp単位と、
-{O-Ti(-A2)(-B2)}-の繰返単位をq単位と、
-{O-Al(-A3)}-の繰返し単位のr単位
(但し、各繰返し単位中、p及びqは0又は2〜200の数でrは0又は2〜100の数であってp+q+r>2であり、-A1,-A2及び-A3は、-CH3、-C2H5、-CH=CH2、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)2、-C(CH3)3、-C6H5又は-C6H12と、-OCH3、-OC2H5、-OCH=CH2、-OCH(CH3)2、-OCH2CH(CH3)2、-OC(CH3)3、-OC6H5及び-OC6H12から選ばれ前記共有結合を形成する反応性基との何れかであり、-B1及び-B2は、-N(CH3)COCH3又は-N(C2H5)COCH3と、-OCH3、-OC2H5、-OCH=CH2、-OCH(CH3)2、-OCH2CH(CH3)2、-OC(CH3)3、-OC6H5、-OC6H12、-OCOCH3、-OCOCH(C2H5)C4H9、-OCOC6H5、-ON=C(CH3)2及び-OC(CH3)=CH2から選ばれ前記共有結合を形成する反応性基との何れかであって、p,q及びrを正数とする前記繰返単位中の-A1,-A2,-A3,-B1及び-B2の少なくとも何れかが前記反応性基である)で模式的に示される化合物が挙げられる。この化合物は、繰返単位が、ブロック共重合、又はランダム共重合したものであってもよい。有機アルミネートや無機アルミネートのようなアルミネートカップリング剤、有機チタネートや無機チタネートのようなチタネートカップリング剤であってもよい。
トリエトキシシリルプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール(TES)、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノ基含有化合物;トリエトキシシリルプロピルアミノ基のようなトリアルコキシシリルアルキルアミノ基とメルカプト基又はアジド基とを有するトリアジン化合物、下記化学式(I)
アルコキシシリル基を有するチオール化合物、具体的にはトリアルコキシシリルアルキル基を有するチオール化合物;
アルコキシシリル基を有するエポキシ化合物、具体的にはトリアルキルオキシシリルアルキル基を有するエポキシ化合物;
アルコキシシリル基とメルカプト基とアジド基との少なくとも何れかを有するトリアジン化合物;
アルコキシシリル基を有するアミン化合物、具体的にはN−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)エチレンジアミン;
が挙げられる。
接合基材Aとして過酸化物架橋型シリコーンゴム:SH−851U(東レ・ダウコーニング株式会社製)を用い、シリコーンゴム100部に、有機過酸化物架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジヘキサンを0.5部配合し、オープンロールにて混合し、これを金型に入れ、170℃で10分間加圧プレスし、シリコーンゴム(Q)成形品を作製した。作製した接着基材をエタノールでかけ流し洗浄を行い、風乾した。それらシリコーンゴム成形体の表面に、大気圧コロナ放電処理機(信光電気計装株式会社製)で、ギャップ長:1.0mm、出力電圧:10kV(表面電圧)、移動速度:4.2m/秒、移動回数:3回の条件で、コロナ放電処理を行った。
接合部材として過酸化物架橋型シリコーンゴム、被接合部材にPET用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランを各0.1wt%を同一エタノールに希釈した混合溶液を塗布し、加熱オーブンにて80℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、実施例1同様に貼り合わせ処理を行い両部材が接合した接合サンプルを得た。
接合部材として過酸化物架橋型シリコーンゴム、被接合部材にPET用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシラン(比較例1)、単一ビニル基含有アルコキシシランSZ6300(東レ・ダウコーニング株式会社製)(比較例2)、複数ビニル基含有アルコキシシラン(比較例3)、を各0.1wt%をエタノールに希釈した溶液を塗布し、加熱オーブンにて80℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、実施例1同様に貼り合わせ処理を行い、比較サンプルを得た。
実施例1〜2の光学部材の接合サンプルと、比較例1〜3の接合サンプルについて、各種浸漬試験を行い、その後フォースゲージ:ZP−200P(株式会社イマダ社製)にて速度:100mm/secにてT型引剥試験を行い、それぞれ引剥強度を測定し、引剥面での状態を観察した。浸漬試験は接合サンプルを温水、エタノールに1h浸漬させた。その結果を表1に示す。
接合基材Aとして過酸化物架橋型シリコーンゴム(Q)、樹脂製の被接合基材Bとしてシクロオレフィンポリマー(COP)製板状透明基材:ゼオノア1420R(日本ゼオン株式会社製)、ポリカーボネート(PC)製板状透明基材:PC610(タキロン株式会社製)、アクリル樹脂であるポリメチルメタクリレート(PMMA)製板状透明基材:コモグラスDK3(株式会社クラレ社製)を用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランを各0.1wt%を同一エタノールに希釈した混合溶液を塗布し、加熱オーブンにて80℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、実施例1同様に貼り合わせ処理を行い両部材が接合した接合サンプルを得た。
接合基材Aとして過酸化物架橋型シリコーンゴム(Q)、金属製の被接合基材BとしてSUS304、アルミニウム、チタン(株式会社ニラコ製)を用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランを各0.2wt%を同一エタノールに希釈した混合溶液を塗布し、加熱オーブンにて120℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、実施例1同様に貼り合わせ処理を行い両部材が接合した接合サンプルを得た。
実施例3〜8の接合サンプルについて、フォースゲージ:ZP−200P(株式会社イマダ社製)にて速度:50mm/secにて90°引剥試験を行い、それぞれ引剥強度を測定し、引剥面での状態を観察した。その結果を表2に示す。
接合部材と被接合部材として過酸化物架橋型シリコーンゴムを用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランを各0.1wt%を同一エタノールに希釈した混合溶液を塗布し、加熱オーブンにて80℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、実施例1同様に貼り合わせ処理を行い両部材が接合した接合サンプルを得た。
実施例9の接合サンプルについて、その後フォースゲージ:ZP−200P(株式会社イマダ社製)にて速度:100mm/secにてT型引剥試験を行い、それぞれ引剥強度を測定し、引剥面での状態を観察した。その結果を表3に示す。
接合基材A及び被接合基材Bとして何れも、PC、COP、PMMAをそれぞれ用いて実施例1と同様にコロナ放電処理を行った。その後、被接合部材に反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランを各0.1wt%を同一エタノールに希釈した混合溶液を塗布し、加熱オーブンにて80℃で10分間加熱して、分子接着処理を施した。処理後、を行い両部材が接合した接合サンプルを得た。
実施例10〜12の接合サンプルについて、引張試験機:オートグラフAGS−X(株式会社島津製作所製)を用いて試験速度は50mm/minにてせん断強度試験を行い、それぞれせん断強度を測定し、せん断面での状態を観察した。その結果を表4に示す。
Claims (11)
- 金属、高分子樹脂、架橋ゴム、ガラス又はセラミックスで形成された接合基材と被接合基材との少なくとも一方の基材の表面は、
その表面露出反応性基に結合する不飽和基、エポキシ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基、複数のアルコキシシリル基、アミノ基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも何れかの官能基を含有する反応性官能基含有アルコキシシランにより前記表面露出反応性基が表面改質された1層目の改質部位と、前記改質部位がそこに結合した複数ビニル基含有アルコキシシランにより増幅された2層目の増幅部位とを有していることによって、
前記増幅部位を介して他方の基材の表面に、接合されているものであって、
加熱プレス接合体であることを特徴とする接合体。 - 前記接合基材と前記被接合基材とが、前記反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランによる表面改質と増幅とによって、接合されていることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記接合基材と前記被接合基材とが、互いの接合側の面上の表面露出反応性基に、前記反応性官能基含有アルコキシシラン及び前記複数ビニル基含有アルコキシシランの共有結合を介して、接合されていることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記複数ビニル基含有アルコキシシランが、下記化学式
R2(OR1-)2-Si-O-[(CH2=CH-)(OR1-)Si-O]n-Si(-OR1)2R3
(式中、nは1〜20の数、R1はCaH2a+1でありそのaは1〜3の数、R2及びR3はCH3又はCH2=CH)で表されるものであることを特徴とする請求項1に記載の接合体。 - 前記反応性官能基含有アルコキシシランが、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記反応性官能基含有アルコキシシランが、アミノ基及びアルコキシ基含有シラン化合物;ビニル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;エポキシ基及びアルコキシ基含有シラン化合物、スチリル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;(メタ)アクリル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;ウレイド基及びアルコキシ含有シラン化合物;メルカプト基及びアルコキシ含有シラン化合物;スルフィド基及びアルコキシ含有シラン化合物;イソシアネート基及びアルコキシ含有シラン化合物、アリル基及びアルコキシ含有シラン化合物;アルキル基及びアルコキシ基含有シラン化合物;アリール基及びアルコキシ基含有シラン化合物;アルキル基及びクロロシラン基含有シラン化合物;又はテトラアルコキシシラン化合物であることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記反応性官能基含有アルコキシシランが、アミノアルキルトリアルコキシシラン、又はアミノアルキルアミノアルキルトリアルコキシシランとする前記アミノ基及びアルコキシ基含有シラン化合物であることを特徴とする請求項6に記載の接合体。
- 前記アミノアルキルアミノアルキルトリアルコキシシランが、H2N-(CpH2p)-NH-(CqH2q)-Si(-OCrH2r+1)3 (p,q,rは夫々独立して1〜6の数)であることを特徴とする請求項7に記載の接合体。
- 前記接合基材の露出表面とそれの前記改質部位の表面とそれの前記増幅部位の表面との少なくとも何れか、及び/又は前記被接合基材の露出表面とそれの前記改質部位の表面とそれの前記増幅部位の表面との少なくとも何れかが、コロナ放電処理表面、プラズマ処理表面、紫外線処理表面、及び/又はエキシマ処理表面であることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 前記接合基材と前記被接合基材との接合側の面が、一方で前記改質部位と前記増幅部位とを有しており、他方でシランプロピルトリエトキシシラン化合物処理表面、チタネート化合物処理表面、アルミネート化合物処理表面、チオール化合物処理表面、アジド化合物処理表面、コロナ放電処理表面、プラズマ処理表面、紫外線処理表面、及び/又はエキシマ処理表面であることを特徴とする請求項1に記載の接合体。
- 金属、高分子樹脂、架橋ゴム、ガラス又はセラミックスで形成された接合基材と、金属、高分子樹脂、架橋ゴム、ガラス又はセラミックスで形成された被接合基材との少なくとも一方の基材の表面を、不飽和基、エポキシ基、ウレイド基、メルカプト基、スルフィド基、イソシアネート基、複数のアルコキシシリル基、アミノ基、及びニトリル基から選ばれる少なくとも何れかの官能基を含有する反応性官能基含有アルコキシシランと複数ビニル基含有アルコキシシランにて順次処理することによって、前記接合基材と前記被接合基材との少なくとも一方の基材の接合側の面の表面露出反応性基に前記反応性官能基含有アルコキシシランを反応させて前記表面露出反応性基で表面改質して前記反応性官能基含有アルコキシシランによる1層目として改質部位を形成した後、その改質部位に前記複数ビニル基含有アルコキシシランにより前記改質部位で増幅して前記複数ビニル基含有アルコキシシランによる2層目として増幅部位を形成する工程と、
それらの両基材の前記接合側の面同士を接合させ加熱プレスして加熱プレス接合体を得る工程とを、
有することを特徴とする接合体の製造方法。
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