CN115867624A - 高频介电加热用粘接剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供高频介电加热用粘接剂(粘接片1A),其至少含有热塑性树脂(A)及通过施加高频电场而发热的介电填料(B),上述热塑性树脂(A)至少包含第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2),上述第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性热塑性树脂,上述第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的热塑性树脂。
Description
技术领域
本发明涉及高频介电加热用粘接剂。
背景技术
近年来,作为将通常难以进行粘接的被粘附物彼此粘接的方法,已提出了例如在被粘附物之间夹隔在给定树脂中配合发热材料而成的粘接剂而进行介电加热处理、感应加热处理、超声波焊接处理、或激光焊接处理等的方法。
作为在使用玻璃作为被粘附物的情况下的粘接方法,包括如下所述的技术。
例如,在专利文献1中,作为用于将玻璃与无机增强热塑性树脂粘接的热塑性树脂组合物,记载了含有在高频感应下发热的发热体、和熔点90℃~200℃的热塑性树脂的热塑性树脂组合物,所述热塑性树脂是利用包含在水分存在下与无机物反应的官能团的单体进行改性而成的。
另外,作为其它粘接方法,例如,在专利文献2中记载了用于通过真空层压法而密合于玻璃表面的玻璃密合片,该玻璃密合片包含使烯属不饱和硅烷化合物与低密度聚乙烯进行接枝聚合而得到的硅烷改性聚乙烯类树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-097445号公报
专利文献2:日本特开2016-068426号公报
发明内容
发明要解决的问题
在使用专利文献1中记载的热塑性树脂组合物的情况下,与玻璃的粘接所需要的能量消耗多,在使用专利文献2中记载的玻璃密合片的情况下,与玻璃的粘接所需要的进行真空层压时的压力保持时间长。另外,对于与玻璃粘接中所使用的组合物、片,还要求在制造之后直到使用之前的保管中不发生粘接力的降低。
本发明的目的在于提供即使通过少的能量消耗也能够以高粘接强度与玻璃粘接、不易发生经时的粘接力降低的高频介电加热用粘接剂。
解决问题的方法
根据本发明的一个方式,可提供一种高频介电加热用粘接剂,其至少含有热塑性树脂(A)及通过施加高频电场而发热的介电材料,上述热塑性树脂(A)至少包含第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2),上述第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性热塑性树脂,上述第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的热塑性树脂。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性聚烯烃类树脂。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的聚烯烃类树脂。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第二热塑性树脂(A2)具有极性部位。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第二热塑性树脂(A2)的上述极性部位为酸性部位。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第二热塑性树脂(A2)的上述极性部位为酸酐结构。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第一热塑性树脂(A1)的主要组成为乙烯或丙烯。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第二热塑性树脂(A2)的主要组成为乙烯或丙烯。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述第一热塑性树脂(A1)的主要组成与上述第二热塑性树脂(A2)的主要组成相同。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述高频介电加热用粘接剂所含有的上述热塑性树脂(A)中的上述第一热塑性树脂(A1)的体积含有率为15体积%以上且80体积%以下。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述热塑性树脂(A)在190℃下的MFR为2g/10min以上且50g/10min以下。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述高频介电加热用粘接剂中的上述介电材料的体积含有率为5体积%以上且50体积%以下。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述介电材料为介电填料(B)。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述介电填料(B)包含选自氧化锌、碳化硅、钛酸钡及氧化钛中的至少任一种。
在本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂中,优选上述介电填料(B)的体积平均粒径为1μm以上且30μm以下,上述体积平均粒径是通过激光衍射/散射法测定上述介电填料(B)的粒度分布、根据该粒度分布测定的结果并基于JIS Z 8819-2:2001而计算出的体积平均粒径。
本发明的一个方式的高频介电加热用粘接剂优选为粘接片。
根据本发明的一个方式,可提供即使通过少的能量消耗也能够以高粘接强度与玻璃粘接、不易发生经时的粘接力降低的高频介电加热用粘接剂。
附图说明
图1A是一个实施方式的高频介电加热粘接片的剖面示意图。
图1B是一个实施方式的高频介电加热粘接片的剖面示意图。
图1C是一个实施方式的高频介电加热粘接片的剖面示意图。
图2是对使用了一个实施方式的高频介电加热粘接片及介电加热装置的高频介电加热处理进行说明的示意图。
图3A是立体示意图,示出了一个实施方式的成型体的形态的例子。
图3B是立体示意图,示出了一个实施方式的成型体的形态的例子。
图3C是立体示意图,示出了一个实施方式的成型体的形态的例子。
符号说明
10…粘接层(第一粘接层)、10D…第一部分、10E…第一部分、10F…第一部分、11…第一表面、12…第二表面、110…第一被粘附物、120…第二被粘附物、1A…高频介电加热粘接片、1B…高频介电加热粘接片、1C…高频介电加热粘接片、1D…成型体、1E…成型体、1F…成型体、20…粘接层(第二粘接层)、20D…第二部分、20E…第二部分、20F…第二部分、21…第二表面、30…基材、40…中间层、50…介电加热粘接装置、51…第一高频电场施加电极、52…第二高频电场施加电极、53…高频电源。
具体实施方式
[高频介电加热用粘接剂]
本实施方式的高频介电加热用粘接剂至少含有热塑性树脂(A)及通过施加高频电场而发热的介电材料,热塑性树脂(A)至少包含第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2),第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性热塑性树脂,第二热塑性树脂(A2)为与硅烷改性热塑性树脂不同的其它热塑性树脂。
高频电场是指在高频下发生方向反转的电场。
介电材料是通过施加高频电场而发热的材料,优选为在施加频率范围3MHz以上且300MHz以下的高频电场时产生发热的材料。介电材料优选为介电树脂及介电填料(B)中的至少任一种。从在对高频介电加热粘接片进行加工时容易抑制高频介电加热粘接片中所含的介电材料的劣化的观点出发,更优选介电材料为介电填料(B)。
以下,针对本实施方式的高频介电加热粘接片包含介电填料(B)作为介电材料的情况进行说明。
<热塑性树脂(A)>
在本实施方式中,高频介电加热用粘接剂至少含有两种热塑性树脂(A)。在本实施方式中,高频介电加热用粘接剂至少包含第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2)。
在本实施方式中,第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性热塑性树脂。作为第一热塑性树脂(A1)的硅烷改性热塑性树脂只要是经过了硅烷改性的热塑性树脂则没有特殊限定,优选为例如选自下组中的至少一种:含甲硅烷基化合物与热塑性树脂的共聚物、及利用含甲硅烷基化合物对热塑性树脂进行接枝聚合而成的硅烷改性热塑性树脂。
在本实施方式中,第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的热塑性树脂。第二热塑性树脂(A2)只要是未经硅烷改性的热塑性树脂则没有特殊限定。
包含硅烷改性热塑性树脂作为热塑性树脂(A)的高频介电加热用粘接剂容易获得对玻璃的高粘接力。但是,仅含有硅烷改性热塑性树脂作为热塑性树脂的高频介电加热用粘接剂容易发生粘接性的降低。该粘接性的降低可认为是由于硅烷改性热塑性树脂容易吸水而导致硅烷改性热塑性树脂的反应性基团彼此间的交联反应经时地进行而发生的。
在高频介电加热用粘接剂中作为热塑性树脂不仅含有硅烷改性热塑性树脂还含有未经硅烷改性的热塑性树脂的情况下,可抑制不希望的粘接性的经时性降低。可认为,由于本实施方式的高频介电加热用粘接剂也含有未经硅烷改性的热塑性树脂,因此会在抑制高频介电加热用粘接剂发生吸水的同时使反应性基团彼此远离而使得交联反应不易进行。另外,在高频介电加热用粘接剂含有硅烷改性热塑性树脂和未经硅烷改性的热塑性树脂的情况下,容易对该高频介电加热用粘接剂的粘度进行调整,容易对高频介电加热用粘接剂赋予加工适应性。
对于第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2)中的热塑性树脂而言,例如从容易发生熔解、并且具有给定的耐热性等的观点出发,各自独立地优选为选自下组中的至少一种:聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、聚缩醛类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚(甲基)丙烯酸类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂、苯氧基类树脂、及聚酯类树脂。
硅烷改性热塑性树脂中的热塑性树脂优选为聚烯烃类树脂。即,第一热塑性树脂(A1)优选为硅烷改性聚烯烃类树脂。第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性聚烯烃时,成型性优异,并且在高频介电加热下容易发生熔融、容易得到粘接性高的高频介电加热用粘接剂。需要说明的是,高频介电加热用粘接剂的成型性表示将高频介电加热用粘接剂加工成期望的形态(例如,片或成型体)的容易程度。在本说明书中,有时将形态为粘接片的本实施方式的高频介电加热用粘接剂称为高频介电加热粘接片。
未经硅烷改性的热塑性树脂中的热塑性树脂优选为聚烯烃类树脂。即,第二热塑性树脂(A2)优选为未经硅烷改性的聚烯烃类树脂。第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的聚烯烃类树脂时,成型性优异,并且在高频介电加热下容易发生熔融、容易得到粘接性高的高频介电加热用粘接剂。由于聚烯烃本身的疏水性高,因此未经硅烷改性的聚烯烃类树脂对于抑制粘接性能的经时性降低而言也显示出显著效果。
更优选第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性聚烯烃类树脂、并且第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的聚烯烃类树脂。硅烷改性聚烯烃类树脂与未经硅烷改性的聚烯烃类树脂的相容性优异。因此,通过含有硅烷改性聚烯烃类树脂和未经硅烷改性的聚烯烃类树脂,更加容易获得成型性优异、粘接性高、并且不易发生粘接性能的经时性降低的高频介电加热用粘接剂。
硅烷改性聚烯烃类树脂没有特殊限定,优选为例如选自下组中的至少一种:含甲硅烷基化合物与烯烃的共聚物、及利用含甲硅烷基化合物对聚烯烃进行接枝聚合而成的硅烷改性聚烯烃。
与含甲硅烷基化合物共聚的烯烃优选为例如碳原子数2~20的α-烯烃,碳原子数2~20的α-烯烃例如优选为选自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-庚烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、及4,4-二甲基-1-戊烯中的至少任一种烯烃,更优选为乙烯及丙烯中的至少任一种烯烃。与含甲硅烷基化合物共聚的烯烃可以是一种,也可以是两种以上。
作为利用含甲硅烷基化合物进行接枝聚合的聚烯烃,可列举上述烯烃的均聚物、及两种以上烯烃彼此的共聚物等,优选为具有源自乙烯及丙烯中的至少任一种烯烃的单体单元的均聚物或共聚物。另外,还优选为预先对具有反应性基团的聚烯烃利用含甲硅烷基化合物进行接枝聚合而成的硅烷改性聚烯烃。
作为含甲硅烷基化合物,可列举:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三苄氧基硅烷、乙烯基三亚甲基二氧基硅烷、乙烯基丙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三羧基硅烷、乙烯基三乙酰基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲基乙基酮肟硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、及乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷;(甲基)丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酰基硅烷类;苯乙烯基三甲氧基硅烷等苯乙烯基硅烷类等。需要说明的是,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是在表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”这两者的情况下所采用的记载,对于其他类似用语也是同样的。
第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2)中的聚烯烃类树脂也优选为例如:由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚甲基戊烯等均聚物构成的树脂、以及由选自乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯及4-甲基戊烯等中的单体的共聚物构成的α-烯烃树脂等。
就第一热塑性树脂(A1)的主要组成而言,从可得到机械强度优异、成型性也高、粘接特性稳定的高频介电加热用粘接剂的观点出发,优选为乙烯或丙烯。
就第二热塑性树脂(A2)的主要组成而言,从可得到机械强度优异、成型性也高、粘接特性稳定的高频介电加热用粘接剂的观点出发,优选为乙烯或丙烯。
在本说明书中,对于所述“热塑性树脂的主要组成”而言,例如在热塑性树脂为聚合物的情况下,是指该聚合物所含的重复单元中,在该聚合物中含量最多的重复单元。而在热塑性树脂为源自单一单体的聚合物时,该单体单元(重复单元)即为“热塑性树脂的主要组成”。热塑性树脂为共聚物的情况下,在该聚合物中含量最多的重复单元是“热塑性树脂的主要组成”。在热塑性树脂为共聚物的情况下,在该共聚物中,“热塑性树脂的主要组成”是含量在30质量%以上的重复单元(单体单元),在一个方式中是含量超过30质量%的重复单元,在另一个方式中是含量为40质量%以上的重复单元,在又一个方式中是含量为50质量%以上的重复单元。另外,在热塑性树脂为共聚物的情况下,含量最多的重复单元也可以为两种以上。
优选第一热塑性树脂(A1)的主要组成与第二热塑性树脂(A2)的主要组成相同。
例如,在第一热塑性树脂(A1)为包含50质量%以上的丙烯单元作为重复单元的硅烷改性聚丙烯、第二热塑性树脂(A2)也为包含50质量%以上的丙烯单元作为重复单元的马来酸酐改性聚丙烯的情况下,第一热塑性树脂(A1)的主要组成(重复单元)及第二热塑性树脂的主要组成(重复单元)均为丙烯,第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂的主要组成相同。
通过使第一热塑性树脂(A1)的主要组成与第二热塑性树脂(A2)的主要组成相同,第一热塑性树脂(A1)与第二热塑性树脂(A2)的相容性提高,更加容易使第一热塑性树脂(A1)的反应性基团彼此间分离。
高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)中的第一热塑性树脂(A1)的体积含有率优选为15体积%以上、更优选为25体积%以上、进一步优选为40体积%以上。
高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)中的第一热塑性树脂(A1)的体积含有率优选为80体积%以下、更优选为70体积%以下、进一步优选为60体积%以下。
通过使热塑性树脂(A)中的第一热塑性树脂(A1)的体积含有率为15体积%以上,容易获得与玻璃的粘接性。
通过使热塑性树脂(A)中的第一热塑性树脂(A1)的体积含有率为80体积%以下,容易获得保存稳定性。
高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)中的第二热塑性树脂(A2)的体积含有率优选为20体积%以上、更优选为30体积%以上、进一步优选为40体积%以上。
高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)中的第二热塑性树脂(A2)的体积含有率优选为85体积%以下、更优选为75体积%以下、进一步优选为60体积%以下。
通过使热塑性树脂(A)中的第二热塑性树脂(A2)的体积含有率为20体积%以上,容易获得高频介电加热用粘接剂的保存稳定性。
通过使热塑性树脂(A)中的第二热塑性树脂(A2)的体积含有率为85体积%以下,容易防止与玻璃的粘接性的降低。
需要说明的是,高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)中的第一热塑性树脂(A1)的体积含有率及第二热塑性树脂(A2)的体积含有率的总和为100质量%以下。
高频介电加热用粘接剂中的第一热塑性树脂(A1)与第二热塑性树脂(A2)的体积比优选为15:85~80:20、更优选为25:75~70:30、进一步优选为40:60~60:40。
第二热塑性树脂(A2)优选具有极性部位。作为极性部位,可列举例如:羟基、羧基、环氧基、丙烯酰基、乙酰氧基、磺基、二氧磷基、酚基、乙酸乙烯酯结构、及酸酐结构等。极性部位可以是通过共聚而被导入树脂中的,也可以是通过改性而被导入树脂中的。具有极性部位的热塑性树脂由于对被粘附物显示出高粘接力,因此优选。第二热塑性树脂(A2)优选为具有极性部位的聚烯烃类树脂。
在高频介电加热用粘接剂含有第一热塑性树脂(A1)和具有极性部位的第二热塑性树脂(A2)的情况下,高频介电加热用粘接剂中的第一热塑性树脂(A1)与具有极性部位的第二热塑性树脂(A2)的体积比优选为15:85~80:20、更优选为25:75~70:30、进一步优选为40:60~60:40。
第二热塑性树脂(A2)的极性部位也优选为酸性部位。更优选第二热塑性树脂(A2)为具有酸性部位的聚烯烃类树脂。作为第二热塑性树脂(A2)的酸性部位,可列举例如:羧基、磺基、二氧磷基、酚基、及酸酐结构等。通过使第二热塑性树脂(A2)具有酸性部位,可以抑制伴随高频介电加热用粘接剂中硅烷改性热塑性树脂的比例降低而导致的粘接性能的降低。
第二热塑性树脂(A2)也优选为具有酸改性结构作为极性部位的树脂,更优选为具有酸改性结构的聚烯烃类树脂。作为极性部位的酸改性结构是通过对热塑性树脂(例如,聚烯烃类树脂)进行酸改性而导入的部位。作为在对热塑性树脂(例如,聚烯烃类树脂)进行酸改性时所使用的化合物,可列举:不饱和羧酸、衍生自不饱和羧酸的酸酐及不饱和羧酸的酯中的任意化合物的不饱和羧酸衍生物成分。在本说明书中,有时将具有酸改性结构的聚烯烃类树脂称为酸改性聚烯烃类树脂。
作为不饱和羧酸,可列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸及柠康酸等。
作为不饱和羧酸的酸酐,可列举例如:马来酸酐、衣康酸酐及柠康酸酐等不饱和羧酸的酸酐等。
作为不饱和羧酸的酯,可列举例如:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、马来酸二甲酯、马来酸单甲酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、柠康酸二甲酯、柠康酸二乙酯及四氢邻苯二甲酸二甲酯等不饱和羧酸的酯等。
(具有极性部位的聚烯烃类树脂)
具有极性部位的聚烯烃类树脂中的极性部位只要是能够对聚烯烃类树脂赋予极性的部位则没有特殊限定。具有极性部位的聚烯烃类树脂由于对被粘附物显示出高粘接力,因而优选。
具有极性部位的聚烯烃类树脂可以是烯烃类单体和具有极性部位的单体的共聚物。另外,具有极性部位的聚烯烃类树脂可以是通过加成反应等改性将极性部位导入由烯烃类单体聚合而得到的烯烃类聚合物而成的树脂。
对于构成具有极性部位的聚烯烃类树脂的烯烃类单体的种类,没有特殊限制。作为烯烃类单体,可列举例如:乙烯、丙烯、丁烯、己烯、辛烯及4-甲基-1-戊烯等。烯烃类单体可以单独使用它们中的一种,也可以使用两种以上的组合。
从可得到机械强度优异、粘接特性稳定的高频介电加热用粘接剂的观点出发,烯烃类单体优选为乙烯及丙烯中的至少任一种。
具有极性部位的聚烯烃类树脂中的源自烯烃的结构单元优选为源自乙烯或丙烯的结构单元。
作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂为烯烃类单体与具有极性部位的单体的共聚物的情况下,该共聚物优选包含2质量%以上的源自具有极性部位的单体的结构单元,更优选包含4质量%以上、进一步优选包含5质量%以上、更进一步优选包含6质量%以上。另外,该共聚物优选包含30质量%以下的源自具有极性部位的单体的结构单元、更优选包含25质量%以下、进一步优选包含20质量%以下、更进一步优选包含15质量%以下。
通过使该共聚物包含2质量%以上的源自具有极性部位的单体的结构单元,高频介电加热用粘接剂的粘接强度提高。另外,通过使该共聚物包含30质量%以下的来自于具有极性部位的单体的结构单元,能够抑制第二热塑性树脂(A2)的粘性变得过强。其结果是,易于防止高频介电加热用粘接剂的成型加工变得困难。
作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂为烯烃类单体与具有酸性部位的单体的共聚物的情况下,该共聚物中的源自具有酸性部位的单体的结构单元的比例优选与为烯烃类单体与具有极性部位的单体的共聚物的情况下源自具有极性部位的单体的结构单元的比例在同样的范围,通过在该范围内所获得的效果也与作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂为烯烃类单体与具有极性部位的单体的共聚物的情况下相同。
在作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂具有酸改性结构的情况下,基于酸的改性率优选为0.01质量%以上、更优选为0.1质量%以上、进一步优选为0.2质量%以上。
在作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂具有酸改性结构的情况下,基于酸的改性率优选为30质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下。
在第二热塑性树脂(A2)具有酸改性结构的情况下,通过使基于酸的改性率为0.01质量%以上,高频介电加热用粘接剂的粘接强度提高。另外,通过使基于酸的改性率为30质量%以下,可以抑制第二热塑性树脂(A2)的粘性变得过强。其结果是,易于防止高频介电加热用粘接剂的成型加工变得困难。
在本说明书中,基于酸的改性率是指源自酸的部分的质量相对于酸改性聚烯烃的总质量的百分率。
第二热塑性树脂(A2)的酸性部位优选为酸酐结构。更优选第二热塑性树脂(A2)为具有酸酐结构的聚烯烃类树脂。通过使第二热塑性树脂(A2)具有酸酐结构,可抑制与介电填料(B)的相互作用,因此能够抑制将高频介电加热用粘接剂进行片成型时的扭矩上升、及凝胶化。
酸酐结构更优选为马来酸酐结构。马来酸酐结构可以是通过对热塑性树脂进行接枝改性而导入的基团,也可以是使包含马来酸酐结构的单体进行共聚而得到的马来酸酐共聚物。
在马来酸酐改性聚烯烃中,基于马来酸酐的改性率优选与作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂具有酸改性结构时的改性率在相同的范围,通过在该范围内而获得的效果也与作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂具有酸改性结构时相同。
马来酸酐改性聚烯烃为包含烯烃类单体与马来酸酐结构的单体的共聚物的情况下,该共聚物中的源自包含马来酸酐结构的单体的结构单元的比例优选与为烯烃类单体与具有极性部位的单体的共聚物的情况下源自具有极性部位的单体的结构单元的比例在同样的范围,通过在该范围内所获得的效果也与作为第二热塑性树脂(A2)的聚烯烃类树脂为烯烃类单体与具有极性部位的单体的共聚物的情况下相同。
马来酸酐改性聚烯烃中的源自烯烃的结构单元优选为源自乙烯或丙烯的结构单元。即,马来酸酐改性聚烯烃优选为马来酸酐改性聚乙烯树脂或马来酸酐改性聚丙烯树脂。
(热塑性树脂的MFR)
热塑性树脂(A)在190℃下的MFR优选为2g/10min以上、更优选为2.5g/10min以上、进一步优选为3g/10min以上。
热塑性树脂(A)在190℃下的MFR优选为50g/10min以下、更优选为30g/10min以下、进一步优选为20g/10min以下。
通过使热塑性树脂(A)在190℃下的MFR2g/10min以上,片成型性优异,并且在接合时高频介电加热用粘接剂的润湿扩展性良好,因此容易在短时间内获得接合强度。
通过使热塑性树脂(A)在190℃下的MFR50g/10min以下,容易抑制在介电加热处理时高频介电加热用粘接剂的粘度变得过低。高频介电加热用粘接剂的粘度变得过低时,会导致在接合时被粘附物间的树脂量减少而变得难以获得粘接强度,而通过抑制粘度降低,容易获得粘接强度。
热塑性树脂(A)在190℃下的MFR可以通过在后述实施例的项目中说明的方法进行测定。
<介电填料(B)>
介电填料(B)是通过施加高频电场而发热的填料。
介电填料(B)优选为在施加频率范围3MHz以上且300MHz以下的高频电场时发热的填料。介电填料(B)优选为通过施加频率范围3MHz以上且300MHz以下中的例如频率13.56MHz、27.12MHz或40.68MHz等的高频电场而发热的填料。
(种类)
介电填料(B)为下述材料中的单独一种或两种以上的组合是适宜的:氧化锌、碳化硅(SiC)、锐钛矿型氧化钛、钛酸钡、钛酸锆酸钡、钛酸铅、铌酸钾、金红石型氧化钛、水合硅酸铝、碱金属的水合铝硅酸盐等具有结晶水的无机材料、或碱土金属的水合铝硅酸盐等具有结晶水的无机材料等。
介电填料(B)优选包含选自氧化锌、碳化硅、钛酸钡及氧化钛中的至少任一种。
在示例出的介电填料中,由于种类丰富、可选择各种形状及尺寸、能够与用途相适应地改进高频介电加热用粘接剂的粘接特性及机械特性,因此,介电填料(B)进一步优选为氧化锌。通过使用氧化锌作为介电填料(B),能够得到无色的高频介电加热用粘接剂。在介电填料当中,氧化锌的密度小,因此,在使用含有氧化锌作为介电填料(B)的高频介电加热用粘接剂对被粘附物进行接合的情况下,与使用了含有其它介电填料的粘接剂的情况相比,接合体的总重量不易增大。氧化锌在陶瓷当中硬度不太高,因此,不易损伤高频介电加热用粘接剂的制造装置。由于氧化锌为非活性的氧化物,因此,即使与热塑性树脂配合,对热塑性树脂造成的损伤也小。
另外,作为介电填料(B)的氧化钛优选为锐钛矿型氧化钛及金红石型氧化钛中的至少任一种,从介电特性优异的观点考虑,更优选为锐钛矿型氧化钛。
(体积含有率)
高频介电加热用粘接剂中的介电填料(B)的体积含有率优选为5体积%以上、更优选为8体积%以上、进一步优选为10体积%以上。
高频介电加热用粘接剂中的介电填料(B)的体积含有率优选为50体积%以下、更优选为40体积%以下、进一步优选为35体积%以下、更进一步优选为25体积%以下。
通过使高频介电加热用粘接剂中的介电填料(B)的体积含有率为5体积%以上,发热性提高,容易将高频介电加热用粘接剂与玻璃制的被粘附物强固地粘接。
通过使高频介电加热用粘接剂中的介电填料(B)的体积含有率为50体积%以下,容易获得制成片时的柔性,还容易防止韧性的降低,因此,容易在后续工序中将高频介电加热用粘接剂加工成期望的形状。
需要说明的是,在本实施方式的高频介电加热用粘接剂中由于包含有热塑性树脂(A)及介电填料(B),因此,相对于热塑性树脂(A)及介电填料(B)的合计体积,介电填料(B)的体积含有率优选为5体积%以上、更优选为8体积%以上、进一步优选为10体积%以上。相对于热塑性树脂(A)及介电填料(B)的合计体积,介电填料(B)的体积含有率优选为50体积%以下、更优选为40体积%以下、进一步优选为35体积%以下、更进一步优选为25体积%以下。
在上述中,作为粘接层中的介电材料的体积含有率,针对介电材料为介电填料(B)的情况下的体积含有率进行了说明。而对于粘接层中的介电材料的体积含有率而言,并不限于介电材料为介电填料(B)的情况下,在除介电填料(B)以外的介电材料的情况下,与粘接层中的介电填料(B)的体积含有率在同样的范围也是适宜的。即,粘接层中的介电材料的体积含有率优选为5体积%以上、优选为50体积%以下。
(平均粒径)
介电填料(B)的体积平均粒径优选为1μm以上、更优选为2μm以上、进一步优选为3μm以上。
介电填料(B)的体积平均粒径优选为30μm以下、更优选为25μm以下、进一步优选为20μm以下。
通过使介电填料(B)的体积平均粒径为1μm以上,高频介电加热用粘接剂在施加高频电场时会显示出高发热性能,高频介电加热用粘接剂能够在短时间内与玻璃制的被粘附物强固地粘接。
通过使介电填料(B)的体积平均粒径为30μm以下,高频介电加热用粘接剂在施加高频电场时会显示出高发热性能,高频介电加热用粘接剂能够在短时间内与玻璃制的被粘附物强固地粘接。另外,通过使介电填料(B)的体积平均粒径为30μm以下,能够防止高频介电加热用粘接剂的强度降低。
介电填料(B)的体积平均粒径可通过如下所述的方法进行测定。通过激光衍射/散射法进行介电填料(B)的粒度分布测定、根据该粒度分布测定的结果并基于JIS Z 8819-2:2001而计算出体积平均粒径。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂为粘接片(高频介电加热粘接片)的情况下,优选介电填料(B)的平均粒径DF与高频介电加热粘接片的厚度T满足1≤T/DF≤2500的关系。
T/DF优选为1以上、优选为2以上、优选为5以上、更优选为10以上、进一步优选为20以上。T/DF为1以上时,能够防止在粘接时由介电填料(B)与被粘附物接触而引起的粘接强度的降低。
T/DF优选为2500以下、优选为2000以下、优选为1750以下、更优选为1000以下、进一步优选为500以下、更进一步优选为100以下、进一步更加优选为50以下。T/DF为2500以下时,能够抑制在制作高频介电加热粘接片时对片制造装置的负担。
(添加剂)
本实施方式的高频介电加热用粘接剂可以包含添加剂,也可以不包含添加剂。在本实施方式的高频介电加热用粘接剂为由多层构成的高频介电加热粘接片的情况下,该多层中的至少任一层可以包含添加剂,也可以不包含添加剂。在该多层中的至少任一层包含添加剂的情况下,该多层中的含有高频介电加热用粘接剂的粘接层可以包含添加剂,也可以不包含添加剂。
在本实施方式的高频介电加热用粘接剂包含添加剂的情况下,作为添加剂,可以列举例如: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、粘度调节剂、有机填充剂、以及无机填充剂等。作为添加剂的有机填充剂及无机填充剂与介电材料(介电填料)不同。
增粘剂及增塑剂可以改良高频介电加热用粘接剂的熔融特性及粘接特性。
作为增粘剂,可以列举例如:松香衍生物、聚萜烯树脂、芳香族改性萜烯树脂、芳香族改性萜烯树脂的氢化物、萜烯酚树脂、香豆酮-茚树脂、脂肪族石油树脂、芳香族石油树脂、以及芳香族石油树脂的氢化物。
作为增塑剂,可以列举例如:石油系加工油、天然油、二元酸二烷基酯、以及低分子量液态聚合物。作为石油系加工油,可以列举例如:石蜡系加工油、环烷烃系加工油、以及芳香族系加工油等。作为天然油,可以列举例如:蓖麻油及妥尔油等。作为二元酸二烷基酯,可以列举例如:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、以及己二酸二丁酯等。作为低分子量液态聚合物,可以列举例如:液态聚丁烯、以及液态聚异戊二烯等。
在本实施方式的高频介电加热用粘接剂包含添加剂的情况下,高频介电加热用粘接剂中添加剂的含有率通常以高频介电加热用粘接剂的总量基准计优选为0.01质量%以上、更优选为0.05质量%以上、进一步优选为0.1质量%以上。另外,高频介电加热用粘接剂中添加剂的含有率优选为20质量%以下、更优选为15质量%以下、进一步优选为10质量%以下。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂优选不含有溶剂。利用不含溶剂的高频介电加热用粘接剂时,不易发生由用于与被粘附物粘接的粘接剂引起的VOC(Volatile OrganicCompounds,挥发性有机化合物)的问题。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂优选不含碳或以碳作为主成分的碳化合物(例如,炭黑等)及金属等导电性物质。粘接层优选不含例如碳钢、α铁、γ铁、δ铁、铜、黄铜、铝、铁-镍合金、铁-镍-铬合金、碳纤维及炭黑。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂含有导电性物质的情况下,粘接剂中的导电性物质的含有率各自独立地以粘接剂的总量基准计优选为20质量%以下、更优选为10质量%以下、进一步优选为5质量%以下、更进一步优选为1质量%以下、进一步更加优选为0.1质量%以下。
粘接剂中的导电性物质的含有率特别优选为0质量%。
粘接剂中的导电性物质的含有率为20质量%以下时,容易防止在进行介电加热处理时发生电绝缘击穿而导致粘接部及被粘附物碳化这样的不良情况。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂中热塑性树脂(A)及介电填料(B)的合计含有率优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为99质量%以上。
<高频介电加热用粘接剂的形态及特性>
本实施方式的高频介电加热用粘接剂的形态没有特殊限定,例如,为片或成型体。在本说明书中,成型体不是片。片通常是指1mm以下、2mm以下、或5mm以下的厚度均匀的片状材料。
(高频介电加热粘接片)
本实施方式的高频介电加热用粘接剂优选为粘接片(高频介电加热粘接片)。本实施方式的高频介电加热粘接片在一个方式中,仅由粘接层这一层构成,所述粘接层由本实施方式的高频介电加热用粘接剂形成,在另一方式中,有时由多层构成。在高频介电加热粘接片仅由粘接层这一层构成的情况下,该粘接层本身相当于高频介电加热粘接片,因此,高频介电加热粘接片的形态及特性相当于粘接层的形态及特性。
作为本实施方式的高频介电加热粘接片的一个方式,仅由高频介电粘接性的粘接层这一层构成。需要说明的是,高频介电加热粘接片并不限定于仅由粘接层这一层构成的方式,作为高频介电加热粘接片的其它方式,也可列举层叠有粘接层以外的层的形式。
像这样地,高频介电加热粘接片有时仅由高频介电粘接性的粘接层这一层构成,因此,在本说明书中,“高频介电加热粘接片”这样的用语与“粘接层”这样的用语在有些情况下是能够相互替换的。
图1A~图1C示例出了本实施方式的高频介电加热粘接片的多种形式的示意图。
图1A所示的高频介电加热粘接片1A仅由单一的粘接层10构成。高频介电加热粘接片1A具有第一表面11及与第一表面11为相反侧的第二表面12。
高频介电加热粘接片优选仅由单一的粘接层构成。通过仅由单一的粘接层构成,能够减薄高频介电加热粘接片的厚度,并且能够简单地进行成型。
图1B所示的高频介电加热粘接片1B具有粘接层10、和支撑粘接层10的基材30,与高频介电加热粘接片1A同样地,粘接层10具有第一表面11。作为基材30,只要是能够支撑粘接层10的构件则没有特殊限定,可列举例如:包含选自聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等聚酯树脂、乙酸酯树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂、及氯乙烯树脂等中的至少一种以上树脂的树脂膜或树脂片。基材30也可以包含介电填料(B),粘接层10中的介电填料(B)与基材30中的介电填料相互可以相同也可以不同。
图1C所示的高频介电加热粘接片1C具有粘接层10、粘接层20、以及配置于粘接层10及粘接层20之间的中间层40。高频介电加热粘接片1C具有第一表面11及与第一表面11为相反侧的第二表面21。有时将高频介电加热粘接片1C中的粘接层10称为第一粘接层,有时将粘接层20称为第二粘接层。在第一粘接层与第二粘接层之间配置有中间层的构成的高频介电加热粘接片中,只要第一粘接层满足本实施方式的高频介电加热粘接片的粘接层的条件即可,在一个方式中,第一粘接层及第二粘接层这两者为相同组成及特性的层,在一个方式中,第二粘接层为在组成及特性中的至少任一方面与第一粘接层不同的高频介电加热粘接性的层,在一个方式中,第二粘接层为不是高频介电加热粘接性的层的一般性粘接剂的层,而作为不是高频介电加热粘接性的第二粘接层,例如为水或溶剂蒸发而发生干燥凝固的干燥凝固型的粘接剂的层、或由粘合剂(压敏性粘接剂)形成的粘合剂的层。
·高频介电加热粘接片的厚度
本实施方式的高频介电加热粘接片的厚度优选为5μm以上、更优选为10μm以上、进一步优选为30μm以上、更进一步优选为50μm以上。
高频介电加热粘接片的厚度为5μm以上时,在与被粘附物粘接时,高频介电加热粘接片易于追随被粘附物的凹凸,容易表现出粘接强度。
高频介电加热粘接片为由多层构成的多层结构的情况下,粘接层的厚度优选为5μm以上、更优选为10μm以上、进一步优选为30μm以上、更进一步优选为50μm以上。
高频介电加热粘接片为多层结构的片的情况下,粘接层的厚度为5μm以上时,在与被粘附物粘接时,粘接层易于追随被粘附物的凹凸,容易表现出粘接强度。
高频介电加热粘接片的厚度的上限没有特别限定。由于高频介电加热粘接片的厚度越增加,将高频介电加热粘接片与被粘附物粘接而得到的接合体整体的重量也增加,因此,高频介电加热粘接片优选为实际使用上没有问题的范围的厚度。还考虑到高频介电加热粘接片的实用性及成型性,高频介电加热粘接片的厚度优选为2000μm以下、更优选为1000μm以下、进一步优选为600μm以下。
与使用涂布所必须的液态的粘接剂的情况相比,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片易于操作,与被粘附物接合时的作业性也提高。
另外,对于作为高频介电加热用粘接剂的粘接片,可以适当控制其片厚度等。因此,也可以将粘接片应用于卷对卷方式,而且,可以通过冲裁加工等,相应于与被粘附物的粘接面积以及被粘附物的形状而将粘接片加工成任意的面积及形状。因此,从制造工序的观点出发,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片也具有显著优势。
(成型体)
本实施方式的高频介电加热用粘接剂也优选为成型体。本实施方式的成型体的形态没有特殊限定。图3A~图3C所示出的是立体示意图,示出了本实施方式的成型体的形态的例子。本实施方式的成型体可以是由将本实施方式的高频介电加热用粘接剂成型而得到的单一部分构成的成型体,也可以是由多个部分构成的成型体。例如,可列举具有由本实施方式的高频介电加热用粘接剂(第一材料)形成的第一部分、和由作为与第一部分的第一材料不同材料的第二材料形成的第二部分的成型体。
图3A所示的成型体1D的形状为立方体。成型体1D具有第一部分10D、和体积大于第一部分10D的第二部分20D。
图3B所示的成型体1E的形状也为立方体。成型体1D与成型体1E的第一部分在立方体中所占的位置及比例不同。在成型体1D中,第一部分10D相对于第二部分20D的整个底面相接在一起。而与此相对,在成型体1E中,第一部分10E位于立方体的角部而与第二部分20E相接在一起。
本实施方式的成型体也可以具有多个第一部分。例如,图3C所示的成型体1F,具有沿着轴向有一部分欠缺的中空的大致圆筒状的第二部分20F、和与第二部分20F的该圆筒的欠缺的2个端面相接的2个第一部分10F。成型体中的第一部分的个数并不限于2个,也可以是3个以上。
本发明的成型体的形态并不限于成型体1D、1E及1F所示的例子。另外,在成型体1D、1E及1F所示的例子中,第一部分与第二部分是直接相接在一起的,但本发明并不限定于第一部分与第二部分是直接相接在一起的形式,第一部分与第二部分也可以经由其它部分(例如,第三部分等)相接在一起。
在本实施方式的成型体中,第二部分由第二材料形成。
第二材料没有特殊限定。第二材料优选包含例如选自有机材料、无机材料及天然来源材料中的至少一种材料。作为有机材料,可列举例如:热塑性树脂、及热固化性树脂等。作为无机材料,可列举例如:陶瓷、玻璃、及金属等。作为天然来源材料,可列举例如:木材、纸、皮革、及石等。
在本实施方式的成型体中,第一材料与第二材料不同。第一材料与第二材料不同是指,第一材料所含有的全部成分与第二材料所含有的全部成分不一致。例如,在第一材料是含有硅烷改性热塑性树脂(第一热塑性树脂(A1))、与硅烷改性热塑性树脂不同的其它热塑性树脂(第二热塑性树脂(A2))、以及氧化锌的材料,第二材料是仅含有硅烷改性热塑性树脂的材料的情况下,由于第二材料不含其它热塑性树脂及氧化锌,因此,第一材料与第二材料在全部成分上不一致,第一材料与第二材料不同。
(高频介电加热用粘接剂的制造方法)
本实施方式的高频介电加热用粘接剂可以通过例如将上述各成分混合而制造。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂为粘接片的情况下,其制造方法没有特殊限定,例如可以如下所述地制造。单层的高频介电加热粘接片可以通过将上述的各成分预混,使用挤出机及热辊等公知的混炼装置进行混炼,利用挤出成型、压延成型、注塑成型及流延成型等公知的成型方法来制造。
本实施方式的高频介电加热粘接片为多层结构的情况下,例如可以将上述的各成分预混、并通过使用多层挤出机的共挤出法而进行制造。另外,也可以通过将构成本实施方式的高频介电加热粘接片的各层(例如,第一粘接层、中间层及第二粘接层)的单层片分别地制作、并对多个单层片进行层压处理以使它们层叠,从而来制造多层结构的片。在对多个单层片进行层压处理时,例如使用热层压机。
另外,本实施方式的高频介电加热粘接片也可以通过将熔融的粘接层涂敷于基材上的热挤出涂敷、或热熔涂敷而制造,还可以通过将粘接层组合物分散或溶解于溶剂中而得到的涂布液涂敷于基材上的湿法涂敷来制造。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂为成型体的情况下,制造方法没有特殊限定,例如可以如下所述地制造。
本实施方式的成型体为由将高频介电加热用粘接剂(第一材料)成型而得到的单一部分构成的成型体的情况下,可以通过单色成型法进行制造。
本实施方式的成型体为图3A~图3C所示的成型体那样的具有多个部分的多色成型体的情况下,可以使用多种材料(例如,第一材料及第二材料)通过多色成型法而进行制造。另外,也可以将由将高频介电加热用粘接剂(第一材料)成型而得到的单一部分构成的成型体嵌入另外的成型体来制造多色成型体。
另外,可以使用由第一材料及第二材料中的一者形成的第1成型体、和上述第一材料及上述第二材料中的另一者,通过嵌件成型法来制造多色成型体。
例如,对于第二材料的材质为金属或陶瓷的情况,可以通过预先准备期望形状的金属制或陶瓷制的第二部分、并使用该第二部分和第一材料通过嵌件成型法来制造本实施方式的成型体。
另外,例如,本实施方式的成型体可以通过使用第一材料及第二材料中的一者、通过注塑成型法或压缩成型法来成型第1成型体,并使用第一材料及第二材料中的另一者和第1成型体、通过嵌件成型法来进行制造。
例如,可以是:使用第二材料、通过注塑成型法或压缩成型法来成型第1成型体,该第1成型体相当于第二部分,接着,使用第一材料和第1成型体、通过嵌件成型法来制造成型体。嵌件成型时所形成的由第一材料制成的部分相当于第一部分。
(高频介电加热用粘接剂的使用方法)
本实施方式的高频介电加热用粘接剂可以用于与被粘附物的粘接。另外,本实施方式的高频介电加热用粘接剂还可以用于多种被粘附物彼此的粘接。
被粘附物的材质没有特殊限定。被粘附物的材质可以是有机材料及无机材料(包括金属材料等)中的任意材料,也可以是有机材料与无机材料的复合材料。
作为被粘附物的材质的有机材料可列举例如塑料材料及橡胶材料。作为塑料材料,可列举例如:聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氨酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、聚碳酸酯树脂(PC树脂)、聚酰胺树脂(尼龙6及尼龙66等)、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET树脂)及聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)等)、聚缩醛树脂(POM树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、及聚苯乙烯树脂等。作为橡胶材料,可列举:丁苯橡胶(SBR)、乙丙橡胶(EPR)、及有机硅橡胶等。另外,被粘附物也可以是有机材料的发泡材料。
作为被粘附物的材质的无机材料可列举玻璃材料、水泥材料、陶瓷材料、及金属材料等。另外,被粘附物也可以是作为纤维与上述塑料材料的复合材料的纤维增强树脂(Fiber Reinforced Plastics,FRP)。该纤维增强树脂中的塑料材料例如为选自下组中的至少一种:聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氨酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、聚碳酸酯树脂(PC树脂)、聚酰胺树脂(尼龙6及尼龙66等)、聚酯树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET树脂)及聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)等)、聚缩醛树脂(POM树脂)、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、及聚苯乙烯树脂等。纤维增强树脂中的纤维可列举例如玻璃纤维、凯芙拉(Kevlar)纤维、及碳纤维等。
在使用本实施方式的高频介电加热用粘接剂将多种被粘附物彼此粘接的情况下,多种被粘附物相互为相同的材质、或为不同的材质。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂可适宜用于与玻璃制被粘附物的粘接。将多种被粘附物彼此粘接的情况下,至少任一种被粘附物为玻璃制时,本实施方式的高频介电加热用粘接剂能够与该玻璃制被粘附物强固地粘接。
被粘附物的形状没有特殊限定,但优选具有能够使高频介电加热用粘接剂贴合的面,优选为片状或板状。将多种被粘附物彼此粘接的情况下,这些被粘附物的形状及尺寸相互可以相同也可以不同。
[粘接方法]
本实施方式的粘接方法是使用本实施方式的高频介电加热用粘接剂的粘接方法。
以下,作为本实施方式的粘接方法的一例,列举使用由单一粘接层构成的高频介电加热粘接片将第一被粘附物与第二被粘附物粘接的方式为例进行说明,但本发明并不限定于该方式。第二被粘附物的材质也没有特殊限定。
本实施方式的一个方式的粘接方法包括以下的工序P1及工序P2。
·工序P1
工序P1是将本实施方式的高频介电加热粘接片夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间的工序。在工序P1中,使玻璃制的第一被粘附物与高频介电加热粘接片的第一表面接触。另外,在工序P1中,使第二被粘附物与高频介电加热粘接片的第二表面接触。
高频介电加热粘接片只要以能够将第一被粘附物与第二被粘附物粘接的方式夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间即可。高频介电加热粘接片可以夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间的一部分、多个部位或整个面。从提高第一被粘附物与第二被粘附物的粘接强度的观点出发,优选以第一被粘附物与第二被粘附物的整个粘接面夹住高频介电加热粘接片。另外,作为在第一被粘附物与第二被粘附物之间的一部分夹住高频介电加热粘接片的一个方式,可以举出沿着第一被粘附物与第二被粘附物的粘接面的外周将高频介电加热粘接片配置为框状并夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间的方式。通过像这样地将高频介电加热粘接片配置为框状,能够获得第一被粘附物与第二被粘附物的粘接强度,并且与将高频介电加热粘接片配置于整个粘接面的情况相比,可以使接合体轻质化。另外,利用将高频介电加热粘接片夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间的一部分的一个方式,由于能够减小所使用的高频介电加热粘接片的尺寸,因此,与将高频介电加热粘接片配置于整个粘接面的情况相比,能够缩短高频介电加热处理时间。
·工序P2
工序P2是对工序P1中夹在第一被粘附物与第二被粘附物之间的高频介电加热粘接片施加3MHz以上且300MHz以下的高频电场,利用高频介电加热粘接片将第一被粘附物与第二被粘附物粘接的工序。
例如,可以通过使用介电加热粘接装置对高频介电加热粘接片施加高频电场。需要说明的是,在本说明书中,有时将“介电加热装置”称为“介电加热粘接装置”或“高频介电加热装置”。
图2示出了对使用了本实施方式的高频介电加热粘接片及介电加热装置的高频介电加热处理进行说明的示意图。
(介电加热粘接装置)
图2示出了介电加热粘接装置50的示意图。
介电加热粘接装置50具备第一高频电场施加电极51、第二高频电场施加电极52、及高频电源53。
第一高频电场施加电极51与第二高频电场施加电极52彼此相对配置。第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52具有加压机构。利用该加压机构,可以在第一高频电场施加电极51与第二高频电场施加电极52之间对第一被粘附物110、高频介电加热粘接片1A及第二被粘附物120进行加压处理。
在构成了第一高频电场施加电极51与第二高频电场施加电极52彼此平行的1对平板电极的情况下,有时将这样的电极配置的形式称为平行平板型。
高频电场的施加也优选使用平行平板型的高频介电加热装置。为平行平板型的高频介电加热装置时,高频电场贯穿位于电极间的高频介电加热粘接片,因此能够对高频介电加热粘接片整体进行加热,可以在短时间内将被粘附物和高频介电加热粘接片粘接。
用于施加例如频率13.56MHz左右、27.12MHz左右或频率40.68MHz左右的高频电场的高频电源53与第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52分别连接在一起。
如图2所示,介电加热粘接装置50借助夹在第一被粘附物110及第二被粘附物120之间的高频介电加热粘接片1A进行介电加热处理。此外,介电加热粘接装置50除了介电加热处理以外,还通过利用第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52进行的加压处理对第一被粘附物110和第二被粘附物120进行粘接。需要说明的是,也可以不进行加压处理而是通过例如基于粘接片、被粘附物的自重的按压而将第一被粘附物110与第二被粘附物120粘接在一起。需要说明的是,也可以不进行加压处理而将第一被粘附物110与第二被粘附物120粘接在一起。
在第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52之间施加高频电场时,高频介电加热粘接片1A中的分散在粘接剂成分中的介电填料(未图示)会吸收高频能量。
其中,介电填料作为发热源发挥功能,通过介电填料的发热而使热塑性树脂成分熔融,即使是短时间处理,最终也能够将第一被粘附物110与第二被粘附物120强固地粘接。
由于第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52具有加压机构,因此也作为加压装置而发挥功能。因此,通过利用第一高频电场施加电极51及第二高频电场施加电极52进行的向压缩方向的加压以及高频介电加热粘接片1A的加热熔融,能够实现第一被粘附物110与第二被粘附物120的更强固的粘接。
(高频介电加热粘接条件)
高频介电加热粘接条件可以适当变更,优选为以下的条件。
高频电场的输出功率优选为10W以上、更优选为30W以上、进一步优选为50W以上、更进一步优选为80W以上。
高频电场的输出功率优选为50000W以下、更优选为20000W以下、进一步优选为15000W以下、更进一步优选为10000W以下、更进一步优选为1000W以下。
高频电场的输出功率为10W以上时,能够防止介电加热处理时温度难以上升的不良情况,因此容易获得良好的粘接力。
高频电场的输出功率为50000W以下时,容易防止由介电加热处理引起的温度控制变得困难的不良情况。
高频电场的施加时间优选为1秒钟以上。
高频电场的施加时间优选为300秒钟以下、更优选为240秒钟以下、进一步优选为180秒钟以下、更进一步优选为120秒钟以下、进一步更加优选为100秒钟以下。
高频电场的施加时间为1秒钟以上时,能够防止介电加热处理时温度难以上升的不良情况,因此容易获得良好的粘接力。
高频电场的施加时间为300秒钟以下时,容易防止使第一被粘附物与第二被粘附物粘接而成的接合体的制造效率降低、制造成本增高、以及被粘附物发生热劣化这样的不良情况。
所施加的高频电场的频率优选为1kHz以上、更优选为1MHz以上、进一步优选为5MHz以上、更进一步优选为10MHz以上。
所施加的高频电场的频率优选为300MHz以下、更优选为100MHz以下、进一步优选为80MHz以下、更进一步优选为50MHz以下。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高频介电加热粘接方法(粘接方法)。
(本实施方式的效果)
根据本实施方式的高频介电加热用粘接剂,即使通过少的能量消耗也能够以高粘接强度与玻璃粘接。进一步,本实施方式的高频介电加热用粘接剂是不易发生粘接力的经时性降低的粘接剂,长期保管性也优异。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂与一般的粘合剂相比,耐水性及耐湿性优异。
本实施方式的高频介电加热用粘接剂可通过施加高频电场而被加热,因此,高频介电加热用粘接剂被局部地加热。因此,利用本实施方式的高频介电加热用粘接剂,容易防止在与被粘附物粘接时被粘附物整体发生熔融这样的不良情况。
根据使用了本实施方式的高频介电加热用粘接剂的粘接方法,能够利用介电加热粘接装置从外部仅对给定部位局部性地进行加热。因此,即使在被粘附物为大型且复杂的立体结构物或厚度大且复杂的立体结构物等、并且要求高的尺寸精度的情况下,使用本实施方式的高频介电加热用粘接剂的粘接方法也是有效的。
[实施方式的变形]
本发明并不限定于上述实施方式,本发明可以包括在能够实现本发明目的的范围内的变形及改进等。
高频介电加热粘接片可以具有粘合部。通过具有粘合部,在将高频介电加热粘接片夹在被粘附物与被粘附物之间时,可防止位置偏移,能够配置于准确的位置。粘合部可以设置在高频介电加热粘接片的一面,也可以设置在两面。另外,粘合部也可以相对于高频介电加热粘接片的面局部地设置。高频介电加热粘接片即使在不具有粘合部的情况下,也能够将第一被粘附物与第二被粘附物强固地粘接。
高频介电加热处理并不限定于上述实施方式中说明的使电极相对配置的介电加热粘接装置,也可以使用格子电极型的高频介电加热装置。格子电极型的高频介电加热装置具有格子电极,所述格子电极在同一平面上每隔一定间隔交替地排列有第一极性的电极、和与第一极性的电极为相反极性的第二极性的电极。
例如,在制造使第一被粘附物的端部与第二被粘附物的端部重合地粘接而成的接合体的情况下,在第一被粘附物侧或第二被粘附物侧配置格子电极型的高频介电加热装置来施加高频电场。
在使用格子电极型的高频介电加热装置使第一被粘附物与第二被粘附物粘接的情况下,可以在第一被粘附物侧配置第一格子电极、在第二被粘附物侧配置第二格子电极,从而将第一被粘附物、高频介电加热用粘接剂及第二被粘附物夹入第一格子电极与第二格子电极之间同时施加高频电场。
在使用格子电极型的高频介电加热装置使第一被粘附物与第二被粘附物粘接的情况下,可以在第一被粘附物及第二被粘附物中的一者的表面侧配置格子电极并施加高频电场,其后在第一被粘附物及第二被粘附物中另一者的表面侧配置格子电极而施加高频电场。
高频电场的施加也优选使用格子电极型的高频介电加热装置。通过使用格子电极型的高频介电加热装置,可以在不受第一被粘附物及第二被粘附物的厚度影响的情况下,通过从第一被粘附物及第二被粘附物的表层侧、例如从到高频介电加热用粘接剂的距离近的被粘附物侧进行介电加热而将被粘附物彼此粘接。另外,通过使用格子电极型的高频介电加热装置,能够实现接合体的制造的节能化。
需要说明的是,在图中为了简化而示例出了使用将电极相对配置的介电加热粘接装置的方式。
实施例
以下,列举实施例对本发明进行更为详细的说明,但本发明完全不受这些实施例的限定。
[高频介电加热用粘接剂的制作]
(实施例1~5及比较例1~2)
将表1所示的材料进行了预混。将预混后的材料供给于30mmφ双螺杆挤出机的料斗,将料筒设定温度设定为180℃以上且200℃以下、将模头温度设定为200℃,对预混后的材料进行了熔融混炼。将熔融混炼后的材料冷却,然后对该材料进行切割,由此制作了粒状的粒料。接着,将所制作的粒状粒料投入设置有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型模头挤出膜状熔融混炼物,利用冷却辊进行冷却,由此分别制作了实施例1~5及比较例1~2的厚度400μm的片状的高频介电加热用粘接剂(高频介电加热粘接片)。
表1所示的热塑性树脂及填料的说明如下所述。
·硅烷改性PP:硅烷改性聚丙烯、三菱化学株式会社制、制品名“LINKLON PM700N”
·硅烷改性PE:硅烷改性聚乙烯、三菱化学株式会社制、制品名“LINKLON SS732N”
·m-PP:马来酸酐改性聚丙烯、三菱化学株式会社制、制品名“MODIC P565”
·PP:聚丙烯、株式会社Prime Polymer制、制品名“Prime Polypro F-744NP”
·m-PE:马来酸酐改性聚乙烯、三菱化学株式会社制、制品名“MODIC M545”
·氧化锌(ZnO):体积平均粒径11μm的氧化锌。堺化学工业株式会社制、制品名“LP-ZINC11”
(MFR:熔体流动速率)
热塑性树脂在190℃下的MFR基于JIS K 7210-1:2014、下降式流动测定仪(株式会社岛津制作所制、型号“CFT-100D”)进行了测定。
在混合使用多种热塑性树脂的情况下,将该多种树脂以表1所示的比率进行双螺杆混炼,制作了混合树脂粒料,并与上述同样地测定了该混合树脂粒料的MFR。
(介电填料的体积平均粒径)
通过激光衍射/散射法测定了介电填料的粒度分布。根据粒度分布测定的结果、基于JIS Z 8819-2:2001而计算出了体积平均粒径。计算出的氧化锌(ZnO)的体积平均粒径为11μm。
[高频介电加热粘接片的评价]
如下所述地对高频介电加热粘接片进行了评价,评价结果如表1所示。
(粘接力(拉伸剪切力))
作为高频粘接性评价的一个指标而评价了粘接力(拉伸剪切力)。
将所制作的高频介电加热粘接片切断成25mm×12.5mm的大小。在作为一对被粘附物(第一被粘附物及第二被粘附物)的钠钙玻璃(25mm×100mm×3mm(厚度))之间,以与被粘附物的重合部分一致的方式配置了切断得到的高频介电加热粘接片。在经过这样的配置后,将一对被粘附物和高频介电加热粘接片固定于高频介电加热装置(Yamamoto Vinita公司制、制品名“YRP-400T-A”)的电极间。高频介电加热装置的一对电极的面积分别设为800mm2(=40mm×20mm),以覆盖被粘附物(钠钙玻璃)的重合部分的方式配置了该一对电极。在固定着的状态下,在下述高频施加条件下施加高频电场而使高频介电加热粘接片与被粘附物粘接,制作了粘接力评价用的试验片。
另外,将所制作的高频介电加热粘接片另外地在高温高湿条件下经过长时间保管(在50℃、95%RH的条件下保管1周)后,与上述同样地制作了粘接力评价用的试验片。
·高频施加条件
频率:40.68MHz
输出功率:150W
施加时间:20秒钟
按压力:0.5MPa
高频施加时的按压力是施加于第一被粘附物与第二被粘附物的接合部的压力。
将使用在高温高湿条件下进行长时间保管之前的高频介电加热粘接片制作的试验片作为促进试验前的试验片,将使用经过长时间保管后的高频介电加热粘接片制作的试验片作为促进试验后的试验片。使用这些试验片测定了作为粘接力的拉伸剪切力(单位:MPa)。拉伸剪切力的测定使用了万能拉伸试验机(Instron公司制、制品名“Instron5581”)。拉伸剪切力的测定中的拉伸速度设为了10mm/分。需要说明的是,表中的“>4.0”表示拉伸剪切力超过4.0MPa的情况。基于JIS K 6850:1999测定了拉伸剪切力。
实施例1~实施例5的高频介电加热粘接片由于作为热塑性树脂而包含了硅烷改性热塑性树脂和未经硅烷改性的热塑性树脂,因此通过很少的能量消耗即能够将玻璃制的被粘附物彼此以高粘接强度接合,促进试验前的拉伸剪切力高,并且促进试验后的拉伸剪切力也在同等水平以上,是粘接力未发生经时降低、长期保管性高的粘接片。
比较例1的高频介电加热粘接片由于作为热塑性树脂而包含了硅烷改性热塑性树脂,因此促进试验前的拉伸剪切力高。但是,比较例1的高频介电加热粘接片不含未经硅烷改性的热塑性树脂,促进试验后的拉伸剪切力大幅下降。像这样地,比较例1的高频介电加热粘接片是粘接力容易经时地下降、长期保管性低的粘接片。
比较例2的高频介电加热粘接片由于未包含硅烷改性热塑性树脂作为热塑性树脂,因此相对于玻璃未发生粘接。
Claims (16)
1.一种高频介电加热用粘接剂,其至少含有热塑性树脂(A)及通过施加高频电场而发热的介电材料,
所述热塑性树脂(A)至少包含第一热塑性树脂(A1)及第二热塑性树脂(A2),
所述第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性热塑性树脂,
所述第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的热塑性树脂。
2.根据权利要求1所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第一热塑性树脂(A1)为硅烷改性聚烯烃类树脂。
3.根据权利要求1或2所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第二热塑性树脂(A2)为未经硅烷改性的聚烯烃类树脂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第二热塑性树脂(A2)具有极性部位。
5.根据权利要求4所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第二热塑性树脂(A2)的所述极性部位为酸性部位。
6.根据权利要求5所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第二热塑性树脂(A2)的所述极性部位为酸酐结构。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第一热塑性树脂(A1)的主要组成为乙烯或丙烯。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第二热塑性树脂(A2)的主要组成为乙烯或丙烯。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述第一热塑性树脂(A1)的主要组成与所述第二热塑性树脂(A2)的主要组成相同。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述高频介电加热用粘接剂所含有的所述热塑性树脂(A)中的所述第一热塑性树脂(A1)的体积含有率为15体积%以上且80体积%以下。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述热塑性树脂(A)在190℃下的MFR为2g/10min以上且50g/10min以下。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述高频介电加热用粘接剂中的所述介电材料的体积含有率为5体积%以上且50体积%以下。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述介电材料为介电填料(B)。
14.根据权利要求13所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述介电填料(B)包含选自氧化锌、碳化硅、钛酸钡及氧化钛中的至少任一种。
15.根据权利要求13或14所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述介电填料(B)的体积平均粒径为1μm以上且30μm以下,
所述体积平均粒径是通过激光衍射/散射法测定所述介电填料(B)的粒度分布、根据该粒度分布测定的结果并基于JIS Z 8819-2:2001而计算出的体积平均粒径。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的高频介电加热用粘接剂,其中,
所述高频介电加热用粘接剂为粘接片。
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