CN109923184B

CN109923184B - 介电加热粘接膜、及使用了介电加热粘接膜的接合方法

Info

Publication number: CN109923184B
Application number: CN201780066578.9A
Authority: CN
Inventors: 石川正和; 泉达矢
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: CN109890925A; CN109890923B; JP6499808B2; EP3533849A4; EP3533848A4; EP3533847A1; WO2018079354A1; EP3533848A1; US11007722B2; US20190329504A1; JPWO2018079356A1; EP3533847A4; KR102366349B1; EP3533849A1; JP2019094503A; JPWO2018079354A1; US11541607B2; JPWO2018079355A1; JP6648299B2; US20200063001A1

Abstract

本发明提供通过对作为被粘物的聚烯烃类树脂等实施介电加热处理而能够在较短时间内实现强固的接合的介电加热粘接膜及使用了该介电加热粘接膜的接合方法。本发明的介电加热粘接膜用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的多个被粘物接合，其中，该介电加热粘接膜含有(A)聚烯烃类树脂、和(B)基于JIS Z 8819‑2(2001)而测定的平均粒径为1～30μm的介电填料，并且该介电加热粘接膜的厚度为10～2,000μm。

Description

介电加热粘接膜、及使用了介电加热粘接膜的接合方法

技术领域

本发明涉及介电加热粘接膜、及使用了介电加热粘接膜的接合方法。

特别是，涉及可用于通常难以接合的被粘物、通过介电加热处理(也称为高频介电加热处理)即使是较短时间也可得到强固的粘接力的介电加热粘接膜、及使用了这样的介电加热粘接膜的接合方法。

背景技术

近年来，作为一般而言较为困难的多个被粘物的接合方法，已提出了例如隔着在给定树脂中配合发热材料而成的粘接剂而实施介电加热处理、感应加热处理、超声波焊接处理、或激光焊接处理等接合方法的方案。

这里，作为介电加热处理，已提出了通过在粘接剂中混合炭黑(CB)、碳化硅(SiC)等并使其存在于多个被粘物之间，并实施频率28或40MHz的介电加热处理、或微波加热处理，从而使多个被粘物接合的接合方法(参见专利文献1及2)。

另外，作为其它的介电加热处理，已提出了在聚烯烃类树脂中混合强介电体和碳化合物、或导电物质等而制成介电损耗角正切(tanδ)为0.03以上的粘接剂，使其存在于多个被粘物之间，并通过频率40MHz的介电加热处理而使多个被粘物接合的接合方法(参见专利文献3及4)。

此外，提出了一种介电加热性的粘接层组合物，其是在对待粘接的多个被粘物(母材)具有亲和性的粘接剂中填充介电加热介质而成的介电加热用粘接剂组合物，其中，在将相对介电常数设为ε’、将介电损耗角正切设为tanδ、将要粘接的母材的合计厚度设为d(mm)时，使系数C在78～85的范围，并满足C×{(tanδ)/ε’}1/2≥d(参见专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-6908号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本特开2008-156510号公报(权利要求书等)

专利文献3：日本特开2003-238745号公报(权利要求书等)

专利文献4：日本特开2003-193009号公报(权利要求书等)

专利文献5：日本特开2014-37489号公报(权利要求书等)

发明内容

发明要解决的问题

然而，利用专利文献1或专利文献2中公开的介电加热处理时，已发现了下述问题：由于要在粘接剂中填充相当量的炭黑(CB)这样的导电性材料而构成粘接层组合物，因此在进行了介电加热处理时，容易发生绝缘击穿，产生接合部、被粘物彼此间的碳化。

并且，所得粘接层组合物为完全不透明的黑色(可见光透过率：0％)，难以将被粘物彼此在上下方向上对齐，因此，已发现了难以在准确的位置实施介电加热处理这样的问题。

另外，利用专利文献3或专利文献4中公开的介电加热处理时，已发现了下述问题：由于要相对于各个粘接用树脂组合物添加相当量的金属、碳化化合物等导电物质，因此在进行了介电加热处理时，同样容易发生绝缘击穿。

并且，所得粘接用树脂组合物是完全不透明(可见光透过率：0％)的，难以将多个被粘物彼此在上下方向上对齐，因此，已发现了难以在准确的位置实施介电加热处理这样的问题。

此外，利用专利文献5中公开的介电加热用粘接层组合物时，已发现了可使用的被粘物的种类容易受到过度限制这样的问题。并且，为了获得充分的接合强度，至少需要40～70秒钟的介电加热处理，在实际使用中存在需要较长的处理时间这样的问题。

于是，本发明人等进行了深入研究，结果发现，对于一般而言难以进行粘接的多个被粘物，即使是以聚烯烃类树脂为主成分的粘接膜，通过对所配合的介电填料的平均粒径(中值粒径：D50)加以控制，也可通过例如低于40秒钟的介电加热处理、并且不依赖于被粘物的种类而获得良好的接合性，进而完成了本发明。

即，本发明的目的在于，为了在防止绝缘击穿的发生的同时实现对于一般而言难以进行粘接的被粘物在极短时间内且强固的接合，提供包含给定的树脂和给定介电填料的组合的介电加热粘接剂、以及使用了给定的介电加热粘接膜的接合方法。

解决问题的方法

根据本发明，可提供一种介电加热粘接膜，从而能够解决上述问题。所述介电加热粘接膜是用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的多个被粘物接合的介电加热粘接膜，其中，该介电加热粘接膜含有：

(A)聚烯烃类树脂；和

(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径为1～30μm范围内的值的介电填料，

并且，该介电加热粘接膜的厚度为10～2,000μm。

即，如果是这样的介电加热粘接膜，则即使通过例如低于40秒钟的介电加热处理也能够获得良好的接合性，并且不依赖于被粘物的种类。

另外，构成本发明的介电加热粘接膜时，优选相对于(A)成分100重量份，使(B)成分的配合量为5～800重量份范围内的值。

即，如果是这样的(B)成分的配合量，则即使通过较短时间的介电加热处理也能够获得良好的接合性，并且不依赖于被粘物的种类。

另外，构成本发明的介电加热粘接膜时，优选(A)成分是熔点或软化点为80～200℃的聚丙烯类树脂。

即，通过使作为(A)成分的聚丙烯类树脂具有上述的熔点或软化点，则能够在使用环境等中的耐热性和介电加热处理中的焊接性之间谋求良好的平衡。

另外，构成本发明的介电加热粘接膜时，优选(B)成分为氧化锌。

即，如果(B)成分为氧化锌，则即使是较少量的配合，也能够在介电加热处理中发挥出给定的发热效果。

另外，构成本发明的介电加热粘接膜时，优选在23℃、频率40MHz的条件下的介电特性(tanδ/ε’)为0.005以上，所述介电特性(tanδ/ε’)是由介电损耗角正切tanδ除以介电常数ε’而得到的。

即，通过控制这样的介电特性的值，可确保介电加热处理中的良好的焊接性，进而能够在多个被粘物彼此间获得强固的结合。

另外，构成本发明的介电加热粘接膜时，优选其在温度80℃、频率10Hz的条件下测定的储能模量E’为1×10⁶～1×10¹⁰Pa。

即，通过控制在给定条件下测定的储能模量E’，可确保作为介电加热粘接膜的给定的操作性、或将介电加热粘接膜卷成长条卷状，进而可使向卷对卷方式的供给变得较为容易。

另外，本发明的另一实施方式涉及使用了介电加热粘接膜的接合方法，所述介电加热粘接膜用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的多个被粘物接合，该介电加热粘接膜含有(A)聚烯烃类树脂、和(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径为1～30μm范围内的值的介电填料，并且该介电加热粘接膜的厚度为10～2,000μm，所述接合方法包括：

(1)将介电加热粘接膜夹持在由相同材料或不同材料形成的多个被粘物之间的工序；和

(2)使用介电加热装置，在高频输出功率0.1～20kW及高频施加时间1秒钟以上且低于40秒钟的条件下，对夹持在多个被粘物之间的介电加热粘接膜进行介电加热处理的工序。

即，如果是这样的介电加热粘接膜，则即使是例如低于40秒钟的短时间的介电加热处理也能够获得良好的接合性，并且不依赖于被粘物的种类。

附图说明

[图1]图1是用于对(A)成分(聚烯烃类树脂)的熔点或软化点对于耐热蠕变试验的影响进行说明的图。

[图2]图2是用于对(B)成分(介电填料)的平均粒径对于使用了介电加热粘接膜的高频粘接性的影响进行说明的图。

[图3]图3是用于对(B)成分(介电填料)的平均粒径对于介电特性(tanδ/ε’)的影响进行说明的图。

[图4]图4是用于对(B)成分(介电填料)的种类(6个种类)及配合量(3个水平)对于介电特性(tanδ/ε’)的影响进行说明的图。

[图5]图5是用于对使用了介电加热装置的介电加热处理进行说明的图。

[图6]图6(a)～(b)是用于对本发明的介电加热粘接膜的表面及剖面状态进行说明的图(照片、倍率:1,000倍)。

符号说明

10：高频介电加热装置

12：第1被粘物

13：介电加热粘接膜

14：第2被粘物

16：第1高频施加电极(同时用作加压装置)

18：第2高频施加电极(同时用作加压装置)

20：高频电源

具体实施方式

[第1实施方式]

第1实施方式中的介电加热粘接膜是用于通过介电加热处理将由相同材料或不同材料形成的被粘物彼此间接合的介电加热粘接膜，其中，该介电加热粘接膜含有：

(A)聚烯烃类树脂；

(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径(D50)为1～30μm范围内的值的介电填料，

并且，该介电加热粘接膜的厚度为10～2,000μm。

以下，针对第1实施方式中的介电加热粘接膜的配合成分、形态等进行具体说明。

1.介电加热粘接膜的配合成分

(1)A成分：聚烯烃类树脂

(种类)

关于聚烯烃类树脂(主成分)的种类，并没有特殊限制，可列举例如：由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等的均聚物形成的树脂、以及由乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯、4-甲基戊烯等的共聚物形成的α-烯烃树脂等。聚烯烃树脂可以使用上述中的单独一种，也可以以两种以上的组合使用。在聚烯烃树脂中，特别优选聚丙烯树脂，因为其机械强度优异、可获得稳定的粘接特性。

(熔点或软化点)

另外，优选使聚烯烃类树脂的熔点或软化点为80～200℃范围内的值。

即，对于结晶性的聚烯烃类树脂的情况而言，作为结晶部分发生熔融的温度，通过将利用差示扫描量热仪(DSC)等测定的熔点规定于给定范围内的值，能够谋求使用环境等中的耐热性与介电加热处理中的焊接性之间的良好平衡。

更具体而言，可以使用差示扫描量热仪(DSC)，在使测定试样(结晶性的聚烯烃类树脂)10mg升温至250℃之后，以10℃/分的降温速度冷却至25℃而使其发生结晶化，再次以10℃/分的升温速度进行加热而使其熔解，将此时在DSC曲线图(熔解曲线)上观察到的熔解峰的峰值温度作为测定试样的熔点。

另外，对于非晶性(无定形性)的聚烯烃类树脂的情况而言，作为非晶部分发生熔融的温度，通过将基于环球法等测定的软化点(玻璃化转变温度)规定为给定范围内的值，对于这些情况也能够谋求耐热性与介电加热处理中的焊接性之间的良好平衡。

更具体而言，可以基于JIS K 6863(1994)而测定非晶性的聚烯烃类树脂的软化点。

总之，如果结晶性的聚烯烃类树脂的熔点、或非晶性的聚烯烃类树脂的软化点为低于80℃的值，则耐热性会变得不充分，可能导致使用用途过度受到限制、或机械强度显著降低。

另一方面，如果结晶性的聚烯烃类树脂的熔点、或无定形性的聚烯烃类树脂的软化点为超过200℃的值，则可能导致介电加热处理中的焊接需要过长时间、或接合强度过度降低。

因此，第1实施方式中的介电加热粘接膜可以使用结晶性的聚烯烃类树脂及非晶性的聚烯烃类树脂中的任意树脂，但更优选使其熔点或软化点为100～190℃范围内的值、进一步优选为130～180℃范围内的值。

在此，针对在图1中涉及的(A)成分的熔点或软化点、与耐热蠕变试验的关系进行说明。

即，图1的横轴取(A)成分的熔点或软化点的值(℃)，纵轴则示出了耐热蠕变试验结果(相对评价)。更具体而言，在后述的实施例1中所记载的评价中，将评价◎设为5分、评价○设为3分、评价△设为1分、评价×设为0分进行了相对评价。

进而，正如根据图1中的特性曲线所能够理解的那样，关于耐热蠕变试验结果，在(A)成分的熔点等为70℃左右的低熔点时，相对评价的分数低，而所述熔点等变得越高，则越可观察到相对评价的分数增高的倾向。

更具体而言，当(A)成分的熔点等达到130℃以上时，作为耐热蠕变试验结果的评价分数，得到了3以上的值。

由此可以认为，在仅考虑耐热蠕变试验结果的情况下，优选使例如(A)成分的熔点等为120～200℃范围内的值。

(平均分子量)

另外，聚烯烃类树脂的平均分子量(重均分子量)通常优选为5000～30万范围内的值。

其理由在于，当聚烯烃类树脂的重均分子量为低于5000的值时，可能会导致耐热性、粘接强度显著降低。

另一方面，理由在于当聚烯烃类树脂的重均分子量为超过30万的值时，可能会导致实施介电加热处理时的焊接性等显著降低。

因此，更优选使聚烯烃类树脂的重均分子量为1万～20万范围内的值、进一步优选为3万～10万范围内的值。

需要说明的是，聚烯烃类树脂的重均分子量例如可基于JIS K7367-3(1999)、通过特性粘度法进行测定。

另外，优选使聚烯烃类树脂的熔体流动速率(MFR)在230℃、2.16kg负载的条件下为通常1～300g/10min范围内的值。通过使MFR为1g/10min以上，粘接部分的耐热性提高。另外，通过使MFR为300g/10min以下，能够缩短基于介电加热的接合时间，可以获得稳定的粘接性。

因此，优选使聚烯烃树脂的MFR为1～100g/10min、进一步优选为1～50g/10min。需要说明的是，聚烯烃树脂的MFR的值可以基于JIS K7210-1(2014)、在230℃、2.16kg负载的条件下进行测定。

(2)B成分：介电填料

(种类)

作为介电填料(主成分)，例如为具有能够通过例如频率28MHz或40MHz等高频的施加而发热的高介质损耗因子的高频吸收性填充剂。

因此，优选为氧化锌、碳化硅(SiC)、锐钛矿型氧化钛、钛酸钡、锆钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、金红石型氧化钛、水合硅酸铝、碱金属或碱土金属的水合硅铝酸盐等具有结晶水的无机物质等中的单独一种或两种以上的组合。其中，作为介电填料，特别优选为氧化锌，这是由于其种类丰富，且能够从各种形状、尺寸中选择，可根据用途而对介电粘接膜的粘接特性、机械特性加以改良。

(配合量)

另外，相对于(A)成分100重量份，优选使(B)成分的配合量为5～800重量份范围内的值。

其理由在于，当(B)成分的配合量过度变少时，即使在进行了介电加热处理的情况下，也有时会缺乏发热性、(A)成分的熔融性过度下降、无法获得强固的接合。

另一方面，理由在于当(B)成分的配合量过度变多时，可能导致进行了介电加热处理时的介电加热粘接膜的流动性过度下降。

因此，相对于(A)成分100重量份，更优选使(B)成分的配合量为30～600重量份范围内的值、进一步优选为50～300重量份范围内的值。

(平均粒径)

另外，特征在于使基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的(B)成分的平均粒径(中值粒径、D50)为1～30μm范围内的值。

其理由在于，当上述平均粒径不足1μm时，会因为在填料内部可极化的距离变小而使极化的程度变小，进行高频施加时的反转运动降低，因此有时会导致介电加热性过度下降、难以实现被粘物彼此间的强固的接合。

另一方面，随着平均粒径增大，在填料内部可极化的距离变大，因此极化的程度变大、进行高频施加时的反转运动变得剧烈，因此介电加热性提高。

然而，如果平均粒径超过30μm，则与周围的介电填料之间的距离短，因此会受到其电荷的影响而导致进行高频施加时的反转运动降低、介电加热性过度下降，或难以实现被粘物彼此间的强固的接合。

因此，更优选使(B)成分的平均粒径为2～25μm范围内的值、进一步优选为3～20μm范围内的值。

在此，针对在图2中涉及的(B)成分的平均粒径、与使用了介电加热粘接膜的高频粘接性之间的关系进行说明。

即，图2的横轴取(B)成分的平均粒径的值(μm)，纵轴则示出了粘接强度的值(相对评价)。更具体而言，基于在后述的实施例1中记载的评价，将评价◎设为5分、评价○设为3分、评价△设为1分、评价×设为0分进行了相对评价。

进而，正如根据图2中的特性曲线所能够理解的那样，关于粘接强度，可以认为在(B)成分的平均粒径上存在最佳值。

即，可以认为，在(B)成分的平均粒径为0.4μm的过小值的情况下，无法使被粘物彼此间充分地实现高频粘接。

与此相对，可以认为，如果(B)成分的平均粒径为2μm的较大值，则高频粘接性的评价得到急剧改善。

进一步，可以认为，如果(B)成分的平均粒径为10～20μm的相当大的值，则高频粘接性的评价基本稳定，与过小的情况相比，会得到相当程度的改善。

另一方面，可以认为，如果(B)成分的平均粒径超过40μm、为50μm这样的相当大的值，则高频粘接性的评价反而会下降，与过小的情况达到等同。

因此可以认为，对于使用了介电加热粘接膜的高频粘接性而言，(B)成分的平均粒径存在最佳值，例如优选为1～30μm范围内的值、进一步优选为2～20μm范围内的值。

另外，针对在图3中涉及的(B)成分的平均粒径、与以tanδ/ε’表示的介电特性之间的关系进行说明。

即，图3的横轴取(B)成分的平均粒径的值(μm)，纵轴则采取并示出了作为介电特性的tanδ/ε’×10^-3的值。

进而，正如根据图3中的特性曲线所能够理解的那样，关于介电特性，可以认为在(B)成分的平均粒径上存在最佳值。

即，可以推定，在(B)成分的平均粒径为0.4μm的过小值的情况下，介电特性相当低，因此无法使被粘物彼此间实现充分的高频粘接。

与此相对，如果(B)成分的平均粒径为2μm的较大值，则介电特性的值急剧增大、至少会超过0.005。

进一步，如果(B)成分的平均粒径达到10μm左右，则介电特性的值尽管存在一定的偏差，但至少会达到0.008～0.01的范围。

另一方面，如果(B)成分的平均粒径超过10μm、达到20μm左右，则介电特性的值反而会下降，成为低于0.008的值。

另外，如果(B)成分的平均粒径超过40μm、达到50μm左右，则介电特性的值会大幅降低、成为低于0.002的值。

因此可以认为，对于以tanδ/ε’表示的介电特性而言，(B)成分的平均粒径存在最佳值，为了得到较高的值，优选使(B)成分的平均粒径为例如1～20μm范围内的值、进一步优选为2～15μm范围内的值。

进一步，针对在图4中涉及的(B)成分的种类(共计6种)及配合量(3个水平)、与以tanδ/ε’表示的介电特性之间的关系进行说明。

即，图4的横轴取相对于(A)成分100重量份的(B)成分的配合量(重量份)，纵轴则采取并示出了以tanδ/ε’表示的介电特性的值。

另外，特性曲线A对应于TiO₂(锐钛矿型结晶)、特性曲线B对应于ZnO、特性曲线C对应于SiC、特性曲线D对应于TiO₂(金红石型结晶)、特性曲线E对应于BaTiO₃、特性曲线F对应于ZrO₂。

进而，正如根据图4中的特性曲线A～C所能够理解的那样，(B)成分如果为TiO₂(锐钛矿型结晶)、ZnO及SiC，则随着配合量增加直至150重量份左右，介电特性(tanδ/ε’)的值显著增大。

同样地，正如根据图4中的特性曲线A～C所能够理解的那样，当配合量增加至350重量份左右时，介电特性(tanδ/ε’)的值也进一步增大，也会观察到部分饱和的倾向。

另一方面，正如根据特性曲线D～F所能够理解的那样，(B)成分如果是TiO₂(金红石型结晶)、BaTiO₃、ZrO₂，则可认为，即使配合量增加直至150重量份左右，介电特性(tanδ/ε’)的值也基本未发生变化。

因此，对于以tanδ/ε’表示的介电特性，(B)成分的种类及配合量显示出了极强的影响力，为了得到较高的值，例如相对于(A)成分100重量份，更优选使(B)成分的配合量为50～500重量份范围内的值、进一步优选为100～400重量份范围内的值。

(3)添加剂

另外，优选在介电加热粘接膜中配合增粘剂、增塑剂、蜡、着色剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、抗菌剂、偶联剂、粘度调整剂、除介电填料以外的有机或无机填充剂等中的至少一种的各种添加剂。

增粘剂、增塑剂可以改良介电加热粘接膜的熔融特性、粘接特性。作为增粘剂，可列举例如：松香衍生物、聚萜烯树脂、芳香族改性萜烯树脂及其氢化物、萜烯酚醛树脂、香豆酮-茚树脂、脂肪族类石油系树脂、芳香族类石油树脂及其氢化物。另外，作为增塑剂，可示例出例如：石蜡系加工油、环烷烃系加工油、或芳香族系加工油等石油系加工油、蓖麻油或妥尔油等天然油、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯或己二酸二丁酯等二元酸二烷基酯、液态聚丁烯或液态聚异戊二烯等低分子量液态聚合物。

该情况下，也取决于添加剂的种类及其配合用途等，但通常优选为介电加热粘接膜的整体量的0.1～20重量％范围内的值、更优选为1～10重量％范围内的值、进一步优选为2～5重量％范围内的值。

2.介电加热粘接膜的形态

(1)厚度

另外，特征在于使介电加热粘接膜的厚度为10～2,000μm范围内的值。

其理由在于，当介电加热粘接膜的厚度为10μm的值时，可能导致被粘物彼此间的接合强度急剧下降。

另一方面，理由在于当介电加热粘接膜的厚度超过2,000μm时，可能会卷成卷状、或进而导致难以适用于卷对卷方式。

因此，虽然也取决于介电加热粘接膜的用途等，但通常更优选使介电加热粘接膜的厚度为100～1,000μm范围内的值、进一步优选为200～600μm范围内的值。

(2)介电特性(tanδ/ε’)

另外，关于介电加热粘接膜的形态，优选使在23℃、频率40MHz的条件下测定的介电损耗角正切tanδ除以同样测定的介电常数ε’所表示的介电特性(tanδ/ε’)为0.005以上。

其理由在于，当上述介电特性(tanδ/ε’)低于0.005时，无论聚烯烃树脂的种类等如何，即使在进行了介电加热处理的情况下，也有时不会发生给定的发热、难以将被粘物彼此强固地接合。

但如果介电特性(tanδ/ε’)过度变大，则可能导致可使用的聚烯烃树脂的种类、介电填料的种类过度受到限制、或总光线透射率急剧下降。

因此，更优选使介电加热粘接膜的介电特性(tanδ/ε’)为0.008～0.05范围内的值、进一步优选为0.01～0.03范围内的值。

需要说明的是，介电加热粘接膜的介电特性(tanδ/ε’)的测定方法在后述的实施例1中进行详细说明。

(3)透光率

另外，作为介电加热粘接膜的总光线透射率，优选为1％以上的值、更优选为5％以上、更优选为10％以上。

其理由在于，当上述总光线透射率(％)低于1％时，在介电加热粘接膜的厚度过厚的情况下，使用透过光等、基于目测而向给定部位的定位有时会在事实上变得困难。另外，对介电加热粘接膜的透光率的上限值没有特殊限制，但根据优选的聚烯烃树脂与介电填料的配合比率等的影响，通常为50％左右。

需要说明的是，介电加热粘接膜的总光线透射率(％)的测定方法在后述的实施例1中进行详细说明。

(4)粘弹性特性

另外，关于介电加热粘接膜的粘弹性特性(动态弹性模量)，在频率10Hz的条件下测定的储能模量E’优选在室温及80℃的温度下均为1×10⁶～1×10¹⁰Pa范围内的值。

其理由在于，当上述储能模量E’在室温或80℃为低于1×10⁶Pa的值时，介电加热粘接膜的表面会表现出粘性，有时会因粘连而难以以卷状进行保管。

另一方面，理由在于当上述储能模量E’在室温或80℃下为超过1×10¹⁰Pa的值时，介电加热粘接膜容易变为脆性，有时难以从卷展开、或以高张力粘贴至被粘物。

因此，更优选使介电加热粘接膜在室温及80℃的温度下的储能模量E’为5×10⁶～5×10⁹Pa范围内的值、进一步优选为1×10⁷～1×10⁹Pa范围内的值。

需要说明的是，介电加热粘接膜的储能模量E’的测定方法在后述的实施例1中进行详细说明。

[第2实施方式]

第2实施方式涉及使用了介电加热粘接膜的接合方法，所述介电加热粘接膜用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的被粘物彼此接合。

并且，介电加热粘接膜含有(A)聚烯烃类树脂、(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径为1～30μm范围内的值的介电填料，且其厚度为10～2,000μm，并且，所述接合方法包括下述工序(1)及(2)。

(1)将介电加热粘接膜夹持在由相同材料或不同材料形成的多个被粘物之间的工序

(2)使用介电加热装置，在高频输出功率0.1～20kW及高频施加时间1秒钟以上且低于40秒钟的条件下，对夹持在多个被粘物之间的介电加热粘接膜进行介电加热处理的工序

以下，针对第2实施方式的介电加热粘接膜的接合方法，以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。

1.工序(1)

工序(1)是将介电加热粘接膜配置于给定部位的工序，其中，将介电加热粘接膜夹持在由相同或不同材料形成的多个被粘物之间。

此时，通常优选将介电加热粘接膜切割为给定形状、并夹持在多个被粘物之间。

进一步而言，应将介电加热粘接膜以不发生位置偏移的方式配置于准确的位置，还优选在介电加热粘接膜的一面或两面、并且是整个面或部分面设置粘合部、或进一步在介电加热粘接膜的一部分设置临时固定用孔或突起等。

另外，作为在第2实施方式中使用的被粘物的材质，没有特殊限制，可以是有机、无机、及金属等材料，还可以是它们的复合材料。作为有机材料，可列举：聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、聚碳酸酯树脂、尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)、聚缩醛树脂(POM树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂等塑料材料、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙丙橡胶(EPR)、有机硅橡胶等橡胶材料。作为无机材料，可列举玻璃等。另外，作为优选的被粘物的材质，还可列举作为玻璃纤维与上述塑料材料的复合材料的纤维增强树脂(FRP)。

特别是，在聚丙烯、聚乙烯等由于为低极性因而显示难粘接性的材料为至少一侧的被粘物的情况下，由于能够通过本实施方式的介电加热粘接方法而实现强固的接合，因此优选。

2.工序(2)

工序(2)是如图5所示地，使用介电加热装置在例如高频输出功率0.1～20kW及施加时间1～40秒钟的条件下，对夹持在被粘物彼此间之间的介电加热粘接膜进行介电加热处理的工序。

以下，针对在工序(2)中使用的介电加热粘接装置、其介电加热条件进行说明。

(1)介电加热粘接装置

介电加热粘接装置10如图5所示，是用于经由夹持在第1被粘物12及第2被粘物14之间的介电加热粘接膜13，在进行介电加热处理的同时，通过第1高频施加电极16及第2高频施加电极18的加压处理而将第1被粘物12及第2被粘物14接合的装置。

进而，在上述介电加热粘接装置10中，在方向相对地设置的第1高频施加电极16及第2高频施加电极18的各个电极上，分别配备有例如高频电源20，以用于施加频率28MHz或40MHz左右的高频。

另外，在向两电极间施加高频电场时，在第1被粘物及第2被粘物的重合部分，介电加热粘接膜、即，均匀分散在该介电加热粘接膜中的介电加热介质会吸收高频能量。

此外，介电加热介质作为发热源而发挥作用，由于其发热，作为介电加热粘接膜的主成分的烯烃类树脂可发生熔融，并最终将第1被粘物及第2被粘物接合。

因此，如图5所示，将同时用作加压装置的第1高频施加电极16及第2高频施加电极18的向着压缩方向的加压也一并考虑进去，通过介电加热粘接膜13的加热熔融，能够实现对第1被粘物12及第2被粘物14的强固接合。

(2)介电加热粘接条件

因此，介电加热粘接条件可以进行适当变更，但通常，作为高频输出功率，优选为0.1～20kW范围内的值、更优选为0.2～10kW范围内的值、进一步优选为0.2～5kW范围内的值。

另外，关于高频的施加时间，也优选为1～40秒钟范围内的值、更优选为5～30秒钟范围内的值、进一步优选为10～20秒钟范围内的值。

此外，优选使高频的频率为1～100MHz范围内的值、更优选为5～80MHz范围内的值、进一步优选为10～50MHz范围内的值。具体而言，由国际电信联盟分配的工业用频带13.56MHz、27.12MHz、40.68MHZ也可用于本实施方式的介电加热粘接方法。

实施例

[实施例1]

1.介电加热粘接膜的制作

分别称量并准备了作为(A)成分的聚丙烯类树脂(Japan Polypropylene公司制Novatec PPMH4、聚丙烯均聚物、熔点：165℃、表1中记作A1)100重量份、和作为(B)成分的氧化锌(堺化学工业株式会社制LPZINC11、平均粒径:11μm、表1中记作B1)69重量份。

接着，如表1所示地将(A)成分和(B)成分进行预混之后，供给至

双螺杆挤出机的料斗，设定料筒设定温度为180～200℃、模头温度为200℃，通过进行熔融混炼而得到了粒状的粒料。

接着，将所得粒状的粒料投入设置有T型模头的单螺杆挤出机的料斗，设为料筒温度200℃、模头温度200℃的条件，从T型模头挤出厚度400μm的膜状熔融混炼物，并冷却至室温，由此得到了实施例1的介电加热粘接膜。

需要说明的是，图6(a)～(b)中分别以照片(倍率1000倍)示出了介电加热粘接膜的表面及剖面状态。

2.介电加热粘接膜的评价

(1)厚度

对于所得介电加热粘接膜的厚度，使用千分尺测定10个部位，并计算出其平均值。

(2)总光线透射率

基于JIS K 7361-1(1997)、使用日本电色工业公司制浊度仪NDH5000，采用D65光源测定了总光线透射率。

(3)介电特性(tanδ/ε’)

使用材料分析仪E4991(Agilent公司制)，在23℃、频率40MHz的条件下测定了粘接膜的介电常数ε’及介电损耗角正切tanδ，并计算出了(tanδ/ε’)的值。

(4)储能模量E’

对于切割成15mm×5mm×1mm的长条状的粘接膜，使用动态粘弹性测定装置(TAInstruments公司制Q-800)测定了储能模量E’。

即，在拉伸模式、频率10Hz、升温速度3℃/分、测定温度范围-100～200℃的条件下，实施粘弹性测定，测定了在作为给定温度的常温(23℃)及80℃下的储能模量E’。

(5)高频粘接性

将切割成25cm×12.5cm的介电加热粘接膜(粘接膜)夹入作为被粘物的2片玻璃纤维增强聚丙烯板(25cm×10cm×1.5mm)之间的给定部位。

接着，在固定于高频介电加热装置(Yamamoto Vinita株式会社制YRP-400T-A)的电极间的状态下，在频率40MHz、输出功率200W的条件下施加给定时间高频，制作了使粘接膜与被粘物接合而成的试验片。

对于所得试验片，按照以下基准评价了高频粘接性。

◎：经低于10秒钟的高频施加，被粘物彼此间通过粘接膜而发生了接合。

○：经10秒钟以上且低于40秒钟的高频施加，被粘物彼此间通过粘接膜而发生了接合。

△：经40秒钟以上且低于60秒钟的高频施加，被粘物彼此间通过粘接膜而发生了接合。

×：即使经过60秒钟高频施加，被粘物彼此间也未通过粘接膜而发生接合。

(6)拉伸剪切试验

使用万能拉伸试验机(Instron公司制Instron 5581)，在拉伸速度100mm/分的条件下，对在“(5)高频粘接性”的评价中得到的试验片的拉伸剪切力进行测定，进而对破坏模式进行了观察。

◎：为材料破坏或凝聚破坏，拉伸剪切强度为6MPa以上。

○：为材料破坏或凝聚破坏，拉伸剪切强度为2MPa以上且低于6MPa。

△：为界面剥离，拉伸剪切强度低于2MPa。

×：由于在高频粘接性的评价中未能发生粘接，或粘接状态未能保持至进行试验为止、被粘物发生了脱落，因此未能进行拉伸剪切试验。

(7)耐热蠕变试验

在“(5)高频粘接性”的评价中得到的试验片的端部附加100g的重物，使其在80℃的烘箱中垂下来，静置了24小时。

最后，从烘箱中取出试验片，恢复至室温后，按照下述基准对耐热蠕变试验进行了评价。

◎：经过24小时后也保持了粘接。

○：粘接直至12小时为止，但在经过24小时时重物发生了脱落。

△：重物在12小时以内发生了脱落。

×：由于在高频粘接性的评价中未能发生粘接，或粘接状态未能保持至进行试验为止、被粘物发生了脱落，因此未能进行耐热蠕变试验。

[实施例2]

在实施例2中，使(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为156重量份、一定程度地减少，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[实施例3]

在实施例3中，使(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为267重量份、进一步减少，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[实施例4]

在实施例4中，使(B)成分的氧化锌的种类由B1变更为B2(堺化学工业株式会社制LPZINC2、不规则形状、平均粒径2μm、表1中记作B2)，同时使该(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为156重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[实施例5]

在实施例5中，使(B)成分的氧化锌的种类由B1变更为B3(堺化学工业株式会社制LPZINC20、不规则形状、平均粒径20μm、表1中记作B3)，同时使(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为156重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[实施例6]

在实施例6中，作为(A)成分，使用了无规聚丙烯(Prime Polymer株式会社制PrimePolypro F-744NP、熔点：130℃、表1中记作A2)，并使得相对于该(A)成分100重量份，(B)成分的配合量为156重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[实施例7]

在实施例7中，作为(A)成分，使用了乙烯/α-烯烃的共聚物(住友化学社制ExelenFX352、熔点70℃、表1中记作A3)，并使得相对于该(A)成分100重量份，(B)成分的配合量为69重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[比较例1]

在比较例1中，使(B)成分的氧化锌的种类由B1变更为B4(和光纯药工业株式会社制氧化锌特级、不规则形状、平均粒径0.4μm、表1中记作B4)，同时使该(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为69重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

[比较例2]

在比较例2中，使(B)成分的氧化锌的种类由B1变更为B5(堺化学工业株式会社制LPZINC-S50、球状、平均粒径50μm、表1中记作B5)，同时使该(B)成分的配合量相对于(A)成分100重量份为69重量份，除此以外，与实施例1同样地制成了介电加热粘接膜并进行了评价。

工业实用性

根据本发明的介电加热粘接膜，即使被粘物为以烃为主体的无极性的热塑性树脂、并且是即使使用溶剂、适当的粘接剂通常也难以实现粘接的材料、例如聚烯烃类树脂等，也能够通过介电加热处理而在低于40秒钟的短时间内实现强固的接合。

特别是，如果是介电加热处理，则能够仅将接合部从外部进行加热熔融，作为被粘物，即使是三维构件彼此(立体构件彼此)也能够实现接合，因而由此可期待将其作为大型部件、复杂结构部件的制造中的接合技术而得到有效利用。

即，根据本发明，由于是通过感应加热处理而从外部仅对给定的粘接部进行加热，因此对于厚的或具有复杂立体结构的构件、要求高尺寸精度的构件的接合而言是有效的。

特别是，根据本发明，能够局部性地施加于被粘物的接合部位，因此还可期待有效地适用于大型且复杂的立体结构体、层叠结构体等的接合。

因此，作为被粘物，对于聚烯烃类树脂可实现高强度的接合，进一步，能够应用于可预期在今后将会得到进一步普及的以纤维增强塑料(FRP)为代表的高功能热塑性树脂复合材料。

另外，根据本发明，控制粘接膜的厚度、储能模量等物性是较为容易的，因而也能够适用于卷对卷方式，并且可以通过冲裁加工等而根据多个被粘物之间的粘接面积、形状来将介电加热粘接膜制成任意的面积、形状。

并且，根据本发明，还可期待作为轻质化得到发展的飞机、汽车领域中的纤维增强塑料(FRP)材料的接合、小型化/复杂结构化得到发展的电子设备、医疗用设备的领域中的接合技术的有效利用。

进一步而言，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂由于耐溶剂性差，因此基于经溶剂稀释后的粘接剂的接合是困难的。另外，在利用螺栓、铆钉等机械性接合手段来接合聚烯烃类树脂时，存在导致重量增大、且接合部的强度受损的隐患。

根据本发明，相对于这样的聚烯烃树脂等也可稳定地获得轻质且强固的接合。

Claims

1.一种介电加热粘接膜，其用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的多个被粘物接合，

该介电加热粘接膜含有：

(A)聚烯烃类树脂；和

(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径为2～25μm范围内的值的介电填料，

所述介电填料为氧化锌、锐钛矿型氧化钛或钛酸钡，

所述介电加热粘接膜在23℃、频率40MHz的条件下的介电特性(tanδ/ε’)为0.005以上，所述介电特性(tanδ/ε’)是由介电损耗角正切tanδ除以介电常数ε’而得到的，

并且，所述介电加热粘接膜的厚度为100～1,000μm。

2.根据权利要求1所述的介电加热粘接膜，其中，所述(B)成分为氧化锌或锐钛矿型氧化钛。

3.根据权利要求1所述的介电加热粘接膜，其中，所述(B)成分为氧化锌。

4.根据权利要求1或2所述的介电加热粘接膜，其中，相对于所述(A)成分100重量份，所述(B)成分的配合量为5～800重量份范围内的值。

5.根据权利要求1或2所述的介电加热粘接膜，其中，所述(A)成分为聚丙烯类树脂。

6.根据权利要求5所述的介电加热粘接膜，其中，作为所述(A)成分的聚丙烯类树脂的JIS K 7121(1987)中规定的熔点或软化点为80～200℃范围内的值。

7.根据权利要求1或2所述的介电加热粘接膜，其透光率为5％以上。

8.根据权利要求1或2所述的介电加热粘接膜，其在23℃及80℃、频率10Hz的条件下测定的储能模量E’为1×10⁶～1×10¹⁰Pa范围内的值。

9.一种使用了介电加热粘接膜的接合方法，所述介电加热粘接膜用于通过介电加热处理而将由相同材料或不同材料形成的多个被粘物接合，该介电加热粘接膜含有(A)聚烯烃类树脂、和(B)基于JIS Z 8819-2(2001)而测定的平均粒径为2～25μm范围内的值的介电填料，

所述介电填料为氧化锌、锐钛矿型氧化钛或钛酸钡，

并且，所述介电加热粘接膜的厚度为100～1,000μm，

所述接合方法包括：

(1)将所述介电加热粘接膜夹持在由相同材料或不同材料形成的多个被粘物之间的工序；和

(2)使用介电加热装置，在频率为1～100MHz的条件下对夹持在所述多个被粘物之间的所述介电加热粘接膜进行介电加热处理的工序。

10.根据权利要求9所述的使用了介电加热粘接膜的接合方法，其中，所述(B)成分为氧化锌或锐钛矿型氧化钛。

11.根据权利要求9或10所述的使用了介电加热粘接膜的接合方法，其中，所述(B)成分为氧化锌。

12.根据权利要求9或10所述的使用了介电加热粘接膜的接合方法，其中，在所述工序(2)中，在高频输出功率0.1～20kW及高频施加时间1秒钟以上且低于40秒钟的条件下施加高频。