CN117677483A - 接合方法 - Google Patents

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田矢直纪
天野泰之
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Abstract

本发明涉及接合方法,该方法是使用高频介电加热用粘接剂(11)将被粘附物(120)接合的接合方法,该方法具有:配置工序,配置介电加热装置(50)的电极、被粘附物(120)及间隔件(210);以及高频电场施加工序,对高频介电加热用粘接剂(11)施加高频电场,将被粘附物(120)进行接合,被粘附物(120)具备具有起伏面的第1面,高频介电加热用粘接剂(11)包含热塑性树脂,在上述配置工序中,配置了被粘附物(120)及间隔件(210)时,在被粘附物(120)的上述第1面与和该第1面相对的间隔件(210)的面之间形成空间部(31),空间部(31)通过间隔件(210)的变形而被填埋。

Description

接合方法
技术领域
本发明涉及接合方法。
背景技术
作为使用粘接剂将被粘附物进行接合的方法,已提出了通过高频介电加热处理等将被粘附物接合的方法。例如,存在使用粘接剂通过高频介电加热处理进行将具备起伏面的被粘附物接合于被粘附物的至少一面的情况。在该情况下,有时将具备起伏面的被粘附物的起伏面一侧配置于高频介电加热装置的电极面一侧,并将粘接剂配置于与电极面相反一侧的面而进行接合。
例如,在专利文献1中公开了如下方法:通过将水性粘接剂涂布于一个被粘附物的被粘接部分的被粘接面、将一个被粘附物的被粘接面与另一个被粘附物的被粘接面叠合、一边按压叠合后的被粘接面一边进行高频介电加热,从而将一个被粘附物与另一个被粘附物这两个被粘附物进行接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-222990号公报
发明内容
发明要解决的课题
在将具备起伏面的被粘附物的起伏面一侧配置于高频介电加热装置的电极面一侧、并将粘接剂配置于与该电极面一侧为相反侧的面而进行接合的情况下,会在高频介电加热装置的电极面与该被粘附物的起伏面之间产生空间部。进而,在对该粘接剂施加高频电场时,高频的能量难以传递至配置于与该空间部相对应的位置的粘接剂,高频的能量容易选择性地传递至配置于与被粘附物的起伏面和高频介电加热装置的电极接触的部分相对应的位置的粘接剂。由此,高频电场对于粘接剂的施加变得不均匀,难以在短时间内将被粘附物与粘接剂强固地接合。
在专利文献1所公开的接合技术中,为了将具备起伏面的被粘附物的起伏面配置于高频介电加热装置的电极面一侧时所产生的空间填埋,使用预先成型为与被粘附物所具备的起伏面相对应的形状的压接板将多个被粘附物接合在一起。然而,在专利文献1所公开的接合技术中,需要花费精力准备按照起伏面的形状进行了成型的压接板。像这样地,将具备起伏面的被粘附物配置于高频介电加热装置的电极面一侧并通过高频介电加热处理进行接合的技术仍有进一步改进的余地。
本发明的目的在于:针对将具备起伏面的被粘附物配置于高频介电加热装置的电极面一侧并通过高频介电加热处理进行接合的技术,提供即使不预先准备根据起伏面的形状而进行了成型的压接模具(压接板)也能够在短时间内将该被粘附物强固地接合的接合方法。
解决课题的方法
[1]
一种接合方法,其是使用高频介电加热用粘接剂将被粘附物接合的接合方法,该方法具有:配置介电加热装置的电极、上述被粘附物及间隔件的配置工序;以及对上述高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将上述被粘附物进行接合的高频电场施加工序,上述被粘附物具备具有起伏面的第1面,上述高频介电加热用粘接剂包含热塑性树脂,在上述配置工序中,配置了上述被粘附物及上述间隔件时,在上述被粘附物的上述第1面与和该第1面相对的上述间隔件的面之间形成空间部,上述空间部通过上述间隔件的变形而被填埋。
[2]
根据[1]所述的接合方法,其中,在利用上述电极对上述被粘附物及上述间隔件进行加压时,上述空间部通过上述间隔件的变形而被填埋。
[3]
根据[1]或[2]所述的接合方法,其中,在上述高频电场施加工序中,利用上述电极边对上述被粘附物和上述高频介电加热用粘接剂进行加压边施加高频电场,将上述被粘附物接合。
[4]
根据[1]~[3]中任一项所述的接合方法,其中,在上述配置工序中,分别地配置上述高频介电加热用粘接剂和上述被粘附物。
[5]
根据[1]~[4]中任一项所述的接合方法,其中,在上述配置工序中,上述被粘附物的上述第1面朝向与上述高频介电加热用粘接剂相反一侧而配置。
[6]
根据[1]~[5]中任一项所述的接合方法,其中,在上述配置工序中,配置两个以上的被粘附物,至少一个被粘附物为具备上述第1面的上述被粘附物。
[7]
根据[1]~[6]中任一项所述的接合方法,其中,在上述被粘附物的上述起伏面,上述起伏面的起伏的最大高低差为1mm以上。
[8]
根据[1]~[7]中任一项所述的接合方法,其中,上述被粘附物的上述第1面的起伏具备凹部和凸部,在俯视上述被粘附物的上述第1面时,上述凹部占上述第1面的面积比例为20%以上且小于100%。
[9]
根据[1]~[8]中任一项所述的接合方法,其中,相对于上述被粘附物的上述第1面所具备的上述起伏面的上述起伏的最大高低差,上述间隔件的厚度为50%以上。
[10]
根据[1]~[9]中任一项所述的接合方法,其中,上述间隔件的介电特性(tanδ/ε’r)为0.003以下。
(tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。)
[11]
根据[1]~[10]中任一项所述的接合方法,其中,上述间隔件为绝缘体。
[12]
根据[1]~[11]中任一项所述的接合方法,其中,以使下述数学式1表示的上述间隔件的空间部追随性FP达到50%以上的方式进行接合。
FP=(S2/S1)×100···(数学式1)
S1:俯视上述被粘附物的上述空间部时,在使上述间隔件追随上述被粘附物之前的状态下,与上述被粘附物的上述空间部的开口形状相对应的面积
S2:使着色剂附着于上述空间部的内部的表面,在通过上述间隔件的变形而将上述空间部的内部填埋时,俯视在填埋了上述空间部的部分的上述间隔件的表面附着有上述着色剂的部位时的面积
[13]
根据[1]~[12]中任一项所述的接合方法,其中,上述高频介电加热用粘接剂进一步包含通过施加高频电场而发热的介电材料。
[14]
根据[13]所述的接合方法,其中,上述介电材料为介电填料(B),上述介电填料(B)为选自氧化锌、碳化硅、氧化钛及钛酸钡中的至少一种。
[15]
根据[1]~[14]中任一项所述的接合方法,其中,上述高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)为0.005以上。
(tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。)
根据本发明的一个方式,可以在将具备起伏面的被粘附物配置于高频介电加热装置的电极面一侧并通过高频介电加热处理进行接合的技术中,提供即使不预先准备根据起伏面的形状而进行了成型的压接模具也能够在短时间内将该被粘附物强固地接合的接合方法。
附图说明
图1是对本实施方式的接合方法的一例进行说明的示意图。
图2是对本实施方式的接合方法的一例进行说明的示意图。
图3是对本实施方式的接合方法的一例进行说明的示意图。
图4A是示出本实施方式的接合方法所使用的被粘附物的一例的剖面图。
图4B是示出本实施方式的接合方法所使用的被粘附物的一例的剖面图。
图5A是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图5B是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图6A是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图6B是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图7A是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图7B是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。
图8A是本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的示意图。
图8B是本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的示意图。
图8C是本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的示意图。
图9A是实施例中使用的第1被粘附物WK1的示意图。
图9B是实施例中使用的第1被粘附物WK1的示意图。
图10是示出接合性评价用的试验片的侧面的示意图。
符号说明
11、11A…高频介电加热用粘接剂,12…高频介电加热粘接片,14…带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物,16…带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物,31、31A…空间部,50…介电加热装置,51…第1高频电场施加电极,52…第2高频电场施加电极,53…高频电源,100…结构体,110、110A、120、120A、120B、120C、120D…被粘附物,121A、121B、121C、122A、122B、122C、122D…凸部,123A、123B、123C、123D、124A、124B、124C、124D…凹部,125…第1面,127…第2面,210、210A…间隔件,AS1…粘接片,WK1…被粘附物,WK2…被粘附物,V…着色剂,E1A、E2A…第1端部,E1B、E2B…第2端部。
具体实施方式
[接合方法]
本实施方式的接合方法是使用高频介电加热用粘接剂将被粘附物接合的接合方法,该方法具有:配置介电加热装置的电极、被粘附物及间隔件的配置工序;以及对高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将被粘附物接合的高频电场施加工序。被粘附物具备具有起伏面的第1面,高频介电加热用粘接剂包含热塑性树脂。在配置工序中,配置了被粘附物及间隔件时,在被粘附物的第1面与和该第1面相对的间隔件的面之间形成空间部,空间部通过间隔件的变形而被填埋。需要说明的是,在本说明书中,有时将介电加热装置称为高频介电加热装置。
本实施方式的接合方法所使用的被粘附物具备:具有起伏面的第1面、和第1面的相反侧的面的第2面。第2面可以不具有起伏面。被粘附物的起伏面具备隆起的部位和塌陷的部位,可以存在一处塌陷的部位,也可以存在多处。隆起的部位也同样,可以存在一处,也可以存在多处。在存在多处塌陷的部位的情况下,塌陷的部位的深度可以基本相同,也可以不同。在存在多处隆起的部位的情况下,隆起的部位的高度可以基本相同,也可以不同。在分别存在多处隆起的部位及塌陷的部位的情况下,隆起的部位及塌陷的部位可以分别散布,也可以密集在一起。另外,在从剖面观察起伏面时,塌陷的部位可以存在一处呈圆弧状凹陷的形状,也可以存在多处。隆起的部位可以存在一处呈圆弧状凸起的形状,也可以存在多处。以下,为了方便,有时将具备具有起伏面的第1面的被粘附物称为被粘附物(X)。
在本实施方式的接合方法的一个方式中,在配置工序中,首先,将被粘附物(X)的第1面侧朝向介电加热装置的电极侧,在电极与被粘附物(X)之间配置间隔件。通过间隔件的配置,在被粘附物(X)的第1面与和该第1面相对的间隔件的面之间形成空间部。空间部的形状为与在被粘附物(X)的起伏面与间隔件之间形成的空间的形状相对应的形状。然后,通过使间隔件变形,根据空间部的形状,空间部的至少一部分被填埋。此时,高频介电加热用粘接剂配置于被粘附物(X)的第2面侧。接着,在高频电场施加工序中,在通过间隔件的变形而填埋了空间部的状态下,对高频介电加热用粘接剂施加高频电场,使高频介电加热用粘接剂与被粘附物(X)接合。
在本实施方式的接合方法中,由于可通过间隔件的变形而填埋空间部,因此省去了预先准备与起伏面的形状相应地进行了成型的压接模具的劳力。而且,在本实施方式的接合方法中,在通过间隔件的变形而填埋了空间部的状态下进行介电加热处理,因此,高频介电加热处理的能量容易以接近均匀的状态传递至高频介电加热用粘接剂。由此,能够在短时间内将被粘附物(X)与高频介电加热用粘接剂强固地接合。
本实施方式的接合方法中,只要能够将具备具有起伏面的第1面的至少一个被粘附物接合即可,被粘附物的数量没有特别限定,间隔件的数量也没有限定。在该情况下,在本实施方式的接合方法中,能够在短时间内将被粘附物(X)与高频介电加热用粘接剂强固地接合,因此,能够经由高频介电加热用粘接剂将被粘附物彼此在短时间内强固地接合。
本实施方式的一个方式的接合方法包括:配置工序(工序P1),配置介电加热装置的电极、被粘附物及间隔件;以及高频电场施加工序(工序P2),对高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将被粘附物接合。
以下,对本实施方式的接合方法的各工序进行说明。
·工序P1
工序P1是配置介电加热装置的电极、被粘附物(X)及间隔件的工序。在工序P1中,使被粘附物(X)的第1面与间隔件相对配置,在被粘附物(X)的第1面与和该第1面相对的间隔件的面之间形成空间部。空间部通过间隔件的变形而被填埋。
在工序P1中,配置电极、被粘附物(X)及间隔件的顺序没有特别限定。例如,可以在配置电极之后配置被粘附物(X)及间隔件,也可以在配置被粘附物(X)及间隔件之后配置电极。另外,配置被粘附物(X)及间隔件的顺序没有特别限定,可以先配置被粘附物(X)及间隔件中的任一者,也可以分别同时配置。
在工序P1中,形成于被粘附物(X)的第1面与和该第1面相对的间隔件的面之间的空间部通过间隔件的变形而被填埋。空间部通过间隔件的变形而被填埋的顺序没有特别限定,可以在配置了被粘附物(X)及间隔件之后填埋空间部。例如,可以在将间隔件及被粘附物(X)配置于介电加热装置的电极之后,使其处于被粘附物(X)的空间部被间隔件填埋了的状态。具体而言,可以在利用介电加热装置的电极对被粘附物(X)及间隔件加压时,使空间部由于间隔件的变形而被填埋。
另外,在工序P1中,可以在通过间隔件的变形填埋了空间部之后配合被粘附物(X)及间隔件。例如,可以在将间隔件及被粘附物(X)配置于介电加热装置的电极之前,预先使其处于被粘附物(X)的空间部被间隔件填埋了的状态,然后再将间隔件及被粘附物(X)配置于介电加热装置的电极。具体而言,可以在通过使作为间隔件的粘土、油灰等变形而填埋了空间部之后,将被粘附物(X)及间隔件配置于介电加热装置的电极。
需要说明的是,只要在配置间隔件时在被粘附物(X)及间隔件之间形成空间部,而空间部可通过间隔件的变形被填埋,则间隔件也可以不配置于被粘附物(X)的起伏面的整个面。例如,配置在被粘附物(X)的起伏面与电极之间的间隔件可以配置在被粘附物(X)的起伏面中的塌陷的部分与电极之间,也可以配置在被粘附物(X)的起伏面中的隆起的部分与电极之间。
在工序P1中,被粘附物的数量没有特别限定,可以配置两个以上的被粘附物。在配置两个以上的被粘附物的情况下,至少一个被粘附物为被粘附物(X)。例如,在通过高频介电加热用粘接剂将两个被粘附物(X)进行接合的情况下,可以在两个被粘附物(X)的第2面之间配置高频介电加热用粘接剂,在电极与两个被粘附物(X)的第1面之间配置间隔件并接合。另外,例如,在通过高频介电加热用粘接剂将被粘附物(X)和第1面及第2面均不具有起伏面的被粘附物进行接合的情况下,在两个被粘附物的不具有起伏面的面之间配置高频介电加热用粘接剂,可以在电极与被粘附物(X)的第1面之间配置间隔件并接合。此外,在包含至少一个被粘附物(X)、并将3个以上的被粘附物进行接合的情况下,可以在各被粘附物的不具有起伏面的面之间配置高频介电加热用粘接剂,并将各被粘附物与高频介电加热用粘接剂交替地配置进行接合。
在工序P1中,可以分别配置高频介电加热用粘接剂和被粘附物(X)。在配置两个以上被粘附物的情况下,高频介电加热用粘接剂可以作为与被粘附物(X)的不具有起伏面的第2面侧一体化的高频介电加热用粘接剂而配置。高频介电加热用粘接剂可以作为与在第1面及第2面的两面不具有起伏面的被粘附物一体化的高频介电加热用粘接剂而配置。在任意的情况下,被粘附物(X)的第1面朝向与高频介电加热用粘接剂的相反侧而配置。即,在被粘附物(X)的与第1面为相反侧的面配置高频介电加热用粘接剂。
在将包含被粘附物(X)的两个以上被粘附物进行接合的情况下,工序P1优选以能够将被粘附物彼此接合的方式在被粘附物的不具有起伏面的面之间夹持高频介电加热用粘接剂。将高频介电加热用粘接剂夹在被粘附物间的一部分、或夹在被粘附物间的多个部位、或夹在被粘附物间的整个面均可。从提高被粘附物彼此的粘接强度的观点考虑,优选遍及被粘附物彼此的整个接合面而夹持高频介电加热用粘接剂。
另外,作为在被粘附物间的一部分夹持高频介电加热用粘接剂的一个方式,可以举出沿着被粘附物彼此的接合面的外周将高频介电加热用粘接剂配置为框状并夹在被粘附物之间的方式。通过这样将高频介电加热用粘接剂配置为框状,能够获得被粘附物彼此接合的强度,而且与遍及整个接合面配置高频介电加热用粘接剂的情况相比,能够使结构体轻质化。
另外,根据在被粘附物间的一部分夹持高频介电加热用粘接剂的一个方式,由于能够减少所使用的高频介电加热用粘接剂的量、减小尺寸,因此,与遍及整个接合面配置高频介电加热用粘接剂的情况相比,能够缩短高频介电加热处理时间。
·工序P2
工序P2是在工序P1中配置了各构件之后对高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将被粘附物(X)进行接合的工序。对于工序P2而言,在使包含被粘附物(X)的两个以上被粘附物进行接合的情况下,是对在工序P1中配置于被粘附物之间的高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将两个以上被粘附物接合的工序。在一个实施方式中,施加的高频电场的频率为3MHz以上且300MHz以下。例如,通过使用介电加热装置,可以对高频介电加热用粘接剂施加高频电场。在上述工序P2中,可以利用电极边对被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂加压边施加高频电场,将被粘附物(X)进行接合。
(高频介电加热条件)
高频介电加热条件可以适当变更,优选为以下的条件。
高频电场的输出优选为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、尤其优选为1000W以下。
高频电场的输出为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,因此易于获得良好的接合强度。
高频电场的输出为50000W以下时,易于防止难以进行基于介电加热处理的温度控制的不良情况。
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、尤其优选为90秒钟以下、特别优选为50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,因此易于获得良好的粘接力。
高频电场的施加时间为300秒钟以下时,易于防止结构体的制造效率降低、制造成本增高、以及被粘附物(X)发生热劣化这样的不良情况。
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3MHz以上、更进一步优选为5MHz以上、尤其优选为10MHz以上。
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或40.68MHz也可以用于本实施方式的基于高频介电加热的制造方法及接合方法。
另外,在一边进行加压处理一边施加高频电场的情况下,作为对高频介电加热用粘接剂负载的压力的初始设定值,施加高频时的按压压力优选为1kPa以上、更优选为5kPa以上、进一步优选为10kPa以上、更进一步优选为30kPa以上、尤其优选为50kPa以上。
在一边进行加压处理一边施加高频电场的情况下,作为对高频介电加热用粘接剂负载的压力的初始设定值,施加高频时的按压压力优选为10MPa以下、更优选为5MPa以下、进一步优选为1MPa以下、更进一步优选为500kPa以下、尤其优选为100kPa以下。
这里,成为对高频介电加热用粘接剂负载的压力的初始设定值的基准的面积,为俯视电极、被粘附物及间隔件时的面积中最小的面积。
对于本实施方式的接合方法,参照附图进行说明。
图1~图3是对本实施方式的接合方法的一例进行说明示意图。图1~图3中示出了使用介电加热装置50通过高频介电加热用粘接剂11将第1被粘附物110和第2被粘附物120接合的方法的一例。
图1~图3中示出的介电加热装置50具备第1高频电场施加电极51、第2高频电场施加电极52、以及高频电源53。
第1高频电场施加电极51和第2高频电场施加电极52彼此相对配置。第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52具有加压机构。通过介电加热装置50的电极(第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52)的加压机构,也能够边对配置在该电极之间的两个以上被粘附物和高频介电加热用粘接剂加压边施加高频电场。
在介电加热装置50的第1高频电场施加电极51与第2高频电场施加电极52构成了彼此平行的1对平板电极的情况下,有时也将这样的电极配置的形式称为平行平板类型。
高频电场的施加也优选使用平行平板类型的高频介电加热装置。在平行平板类型的高频介电加热装置的情况下,由于高频电场贯穿位于电极之间的高频介电加热用粘接剂,因此,能够对高频介电加热用粘接剂整体加热,在短时间内将被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂接合。另外,在制造作为结构体的层叠体的情况下,优选使用平行平板类型的高频介电加热装置。
第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52分别连接有例如用于施加频率13.56MHz程度、频率27.12MHz程度或频率40.68MHz程度的高频电场的高频电源53。
图2示出了配置介电加热装置50的电极(第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52)、第1被粘附物110、高频介电加热用粘接剂11、作为被粘附物(X)的第2被粘附物120、以及间隔件210时的状态。第1被粘附物110在高频介电加热用粘接剂11侧及第1高频电场施加电极51侧的两面不具有起伏面。第2被粘附物120在第1面125具有起伏面,与第1面125为相反侧的第2面127不具有起伏面。如图2所示,在第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52的一对电极之间从第2高频电场施加电极52侧起依次配置间隔件210、第2被粘附物120、高频介电加热用粘接剂11及第1被粘附物110。第2被粘附物120的第1面125与间隔件210相对配置。
图3示出了在配置了介电加热装置50的电极、第1被粘附物110、高频介电加热用粘接剂11、第2被粘附物120及间隔件210之后的状态。在第2高频电场施加电极52与第2被粘附物120之间配置间隔件210时,在第2被粘附物120的起伏面与间隔件之间形成空间部31。介电加热装置50能够从第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52的至少一个方向进行加压处理。在图3中,通过介电加热装置50,在第1高频电场施加电极51与第2高频电场施加电极52之间沿着箭头的方向对第1被粘附物110、高频介电加热用粘接剂11、第2被粘附物120及间隔件210进行加压处理。
图1示出了在配置介电加热装置50的电极、第1被粘附物110、高频介电加热用粘接剂11、第2被粘附物120及间隔件210之后通过介电加热装置50进行加压处理并且进行介电加热处理的状态。通过介电加热装置50进行加压处理时,间隔件210发生变形,间隔件210沿着空间部31的形状而追随。而且,空间部31被间隔件210所填埋。
如图1~图3所示,介电加热装置50使用间隔件210,借助夹在第1被粘附物110及第2被粘附物120之间的高频介电加热用粘接剂11进行介电加热处理。此外,介电加热装置50除了介电加热处理以外,还通过利用第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52的加压处理而将第1被粘附物110及第2被粘附物120进行接合。第1被粘附物110及第2被粘附物120的接合可以通过介电加热装置50的电极边加压边施加高频电场。另外,第1被粘附物110及第2被粘附物120的接合也可以通过介电加热装置50的电极进行加压,在利用间隔件210填埋了空间部31之后,施加高频电场。
这里,在通过介电加热装置50的电极边加压边施加高频电场的状态下,作为初始的状态,成为通过加压使空间部31被间隔件210填埋的几乎同时被施加高频电场的状态。加压是指例如:A.基于介电加热装置50的加压机构的加压处理;或者B.不进行基于介电加热装置50的加压机构等的加压处理、而是通过基于介电加热装置50的电极的自重的按压而进行加压的加压处理;或者C.复合进行基于介电加热装置50的加压机构等的加压处理和基于介电加热装置50的电极的自重的加压处理这两者的加压处理。作为通过介电加热装置50的电极对第1被粘附物110、高频介电加热用粘接剂11、间隔件210及第2被粘附物120边加压边施加高频电场的状态的一个方式,可以举出例如以下的(E1)~(E3)的方式。
(E1):使用容易发生弹性变形的材质的间隔件作为间隔件210,通过介电加热装置50的电极进行加压,保持着使间隔件210变形的状态并且施加高频电场的方式。
(E2):使用容易发生塑性变形的材质的间隔件作为间隔件210,通过介电加热装置50的电极进行加压,保持着使间隔件210变形的状态并且施加高频电场的方式。
(E3):使用容易发生塑性变形的材质的间隔件作为间隔件210,在通过介电加热装置50的电极进行加压而使间隔件210变形之后,在消除了基于电极的加压的状态下施加高频电场的方式。
在(E3)的方式中,可以消除基于加压机构的加压处理,保持基于电极的自重的按压。
从易于再利用间隔件的观点考虑,通过介电加热装置50的电极边加压边施加高频电场的状态的方式优选为上述的方式(E1)。
通过上述的接合方法,可得到具备在第1面125具有起伏面的第2被粘附物120的结构体100。
需要说明的是,也可以不进行基于介电加热装置50的加压处理,而是通过例如高频介电加热用粘接剂及仅基于被粘附物的自重的按压而将两个以上被粘附物接合。在该情况下,只要在介电加热处理之前使间隔件210变形,预先将空间部31填埋即可。例如,可以使用能够去除的油灰等材料作为间隔件210,预先使间隔件210变形而将空间部填埋。
在第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52之间施加高频电场时,高频介电加热用粘接剂11吸收高频能量。在本实施方式中,即使将第2被粘附物120的第1面125配置于第2高频电场施加电极52一侧,也可通过使用间隔件210,利用间隔件210的变形而填埋空间部31。因此,高频介电加热用粘接剂11能够以接近均匀的状态吸收高频能量。由此,高频介电加热用粘接剂11中的热塑性树脂成分基本同样地熔融,即使是短时间处理,也能够将第1被粘附物110及第2被粘附物120强固地接合。
需要说明的是,在高频介电加热用粘接剂11含有介电材料(未图示)的情况下,分散在作为粘接剂成分的热塑性树脂成分中的介电材料吸收高频能量。然后,介电材料作为发热源而发挥功能,通过介电材料的发热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1被粘附物110及第2被粘附物120强固地接合。
第1高频电场施加电极51及第2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1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52的沿压缩方向的加压、以及高频介电加热用粘接剂11的加热熔融,可以将第1被粘附物110及第2被粘附物120更强固地接合。
以上,参照图1~图3对本实施方式的接合方法的一例进行了说明,但本实施方式的接合方法并不限定于该例。作为其它的方式,只要使用至少一个被粘附物(X)即可,被粘附物的数量没有特别限定。例如,两个被粘附物可以均使用被粘附物(X)。在图1~图3中,作为一个被粘附物,使用了作为被粘附物(X)的第2被粘附物120,作为另一个被粘附物,使用了不具有起伏面的第1被粘附物110。
在图1~图3所示的例子中,作为其它方式,可以使用平行平板类型的高频介电加热装置,两个被粘附物均使用作为被粘附物(X)的第2被粘附物120。在该情况下,任意的第2被粘附物120均将第1面125朝向介电加热装置50的各电极侧(第1高频电场施加电极51及第2高频电场施加电极52)而配置。然后,在介电加热装置的各电极与两个第2被粘附物120之间分别配置间隔件210,用高频介电加热用粘接剂11将两个第2被粘附物120进行接合。
高频介电加热处理并不限定于上述说明的使电极相对配置的介电加热装置,也可以使用栅格电极类型的高频介电加热装置。栅格电极类型的高频介电加热装置具有每隔一定间隔将第1极性的电极和与第1极性的电极相反极性的第2极性的电极在同一平面上交替排列的栅格电极。需要说明的是,在图1~图3中,为了简化,示例出使用了使电极相对配置的介电加热装置的方式。在使用栅格电极类型的介电加热装置的情况下,也可以在短时间内将被粘附物(X)强固地接合。
高频电场的施加也优选使用栅格电极类型的高频介电加热装置。通过使用栅格电极类型的高频介电加热装置,能够不受被粘附物(X)的厚度的影响地进行接合。另外,通过使用栅格电极类型的高频介电加热装置,能够实现接合时的节能。
在通过栅格电极类型的介电加热装置进行接合的情况下,可以将被粘附物(X)的具有起伏面的第1面侧及与第1面为相反侧的第2面侧中的任一者配置于栅格电极并施加高频。另外,也可以将被粘附物(X)的第1面侧及第2面侧这两者配置于栅格电极而施加高频电场。此外,还可以配置于被粘附物(X)的第1面侧施加高频电场,然后,将栅格电极配置于第2面侧施加高频电场。
以下,对本实施方式的接合方法所使用的各构件进行说明。
<被粘附物>
本实施方式的接合方法所使用的被粘附物(X)在第1面具有起伏面,起伏面具有作为隆起的部位的凸部和作为塌陷的部位的凹部。在本实施方式中,有时将起伏面中的相对隆起的部位称为凸部,将起伏面的被凸部划分出的相对塌陷的部位称为凹部。
图4A及图4B是示出本实施方式的接合方法所使用的被粘附物的一例的剖面图。例如,图4A中示出的被粘附物120B在第1面具有起伏面,凸部121A、凸部121B及凸部121C为起伏面隆起的部位,凹部123A、凹部123B、凹部123C及凹部123D为起伏面塌陷的部位。凹部和凸部的剖面形状并不限定于图4A及图4B中示出的矩形,例如,也可以从凸部的顶部T向凹部的底部L倾斜,也可以弯曲,还可以具有高低差。另外,例如,起伏面中隆起的部位可以为半圆状的形状。在该情况下,半圆状的部位为凸部,该凸部的两侧的塌陷的部位为凹部。此外,例如,在起伏面中塌陷的部位为半圆状的情况下,半圆状的部位为凹部,塌陷成半圆状的两侧的隆起的部位为凸部。
在被粘附物(X)中,起伏面的起伏的最大高低差优选为1mm以上、更优选为2mm以上、进一步优选为3mm以上、更进一步优选为4mm以上。起伏面的起伏的最大高低差为1mm以上时,容易提高使用间隔件将被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂在短时间强固地接合的效果。
就被粘附物的起伏面的起伏的高低差的上限值而言,只要能够使用间隔件将被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂在短时间强固地接合即可,没有特别限定。被粘附物的起伏面的起伏的最大高低差例如可以为40mm以下,可以为20mm以下,可以为10mm以下。
对于起伏面的起伏的最大高低差而言,在起伏面所具有的凸部的数量为1个的情况下,表示从凸部的顶部至凹部的底部的高低差的最大值。凸部的顶部是指凸部的最高的部位,凹部的底部是指凹部的最低的部位。需要说明的是,例如,在起伏面中隆起的部位或塌陷的部位为1个半圆状的情况下,起伏的高低差为半圆状的半径。
对于起伏面的起伏的最大高低差而言,在起伏面所具有的凸部的数量为两个以上的情况下,表示凸部与凹部的高低差的最大值。例如,参照图4A,凹部123A、凹部123B、凹部123C及凹部123D分别与从凸部121C的顶部T至凹部123D的距离相同。因此,图4A所示的起伏的最大高低差例如可以以从相邻的凸部121C的顶部T至凹部123D的底部L的最大高低差D表示。
另一方面,例如,参照图4B,被粘附物120D的凸部122A、凸部122B、凸部122C及凸部122D的高度各自不同,凸部122B最突出。另外,被粘附物120D的凹部124A、凹部124B、凹部124C及凹部124D的深度各自不同,凹部124D最塌陷。因此,图4B所示的起伏的最大高低差可以以从最突出的凸部122B的顶部T至最塌陷的凹部124D的底部L的最大高低差D表示。
在被粘附物(X)中,俯视被粘附物(X)的第1面时,凹部在第1面所占的面积比例优选为20%以上、更优选为30%以上、进一步优选为40%以上、更进一步优选为50%以上、尤其优选为60%以上。
凹部在第1面所占的面积比例的上限值没有特别限定,例如,可以为90%以下。
凹部在第1面所占的面积比例为20%以上时,使用间隔件所带来的效果提高,易于将被粘附物(X)在短时间强固地接合。
在本实施方式的接合方法中,被粘附物(X)的材质没有特别限定。被粘附物的材质可以为有机材料及无机材料(包括金属材料等)中的任意材料,也可以为有机材料与无机材料的复合材料。
被粘附物(X)的材质优选为有机材料。作为被粘附物的材质的有机材料,可以举出例如塑料材料及橡胶材料。作为塑料材料,可以列举例如:聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、未氢化苯乙烯-共轭二烯共聚物(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-丁二烯/丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯/异戊二烯-苯乙烯共聚物等)、氢化苯乙烯-共轭二烯共聚物(苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、以及苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)等)、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、以及聚苯乙烯树脂等。作为橡胶材料,可以列举:苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙丙橡胶(EPR)、丁二烯橡胶(BR)、以及有机硅橡胶等。另外,被粘附物(X)可以为有机材料的发泡材料。在被粘附物的材质为热塑性树脂的情况下,从粘接性的观点考虑,被粘附物(X)所含有的热塑性树脂的主要组成优选与高频介电加热用粘接剂所含有的热塑性树脂(A)的主要组成相同。
在本说明书中,“热塑性树脂的主要组成”是指,例如在热塑性树脂为聚合物的情况下,在该聚合物所包含的重复单元中,该聚合物中包含最多的重复单元。在热塑性树脂为来自单一的单体的聚合物时,该单体单元(重复单元)为“热塑性树脂的主要组成”。在热塑性树脂为共聚物的情况下,该聚合物中包含最多的重复单元为“热塑性树脂的主要组成”。在热塑性树脂为共聚物的情况下,该共聚物中“热塑性树脂的主要组成”为包含30质量%以上的重复单元(单体单元),在一个方式中,为包含超过30质量%的重复单元,在另一个方式中,为包含40质量%以上的重复单元,在又一个方式中,为包含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,包含最多的重复单元可以为2种以上。
作为被粘附物(X)的材质的无机材料,可以列举玻璃材料、水泥材料、陶瓷材料及金属材料等。另外,被粘附物(X)可以为作为纤维与上述的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、环氧树脂、以及聚苯乙烯树脂等中的至少一种。纤维增强树脂中的纤维可以列举例如:玻璃纤维、凯夫拉纤维及碳纤维等。
被粘附物(X)优选导电性低。
在本实施方式的接合方法中,在使用高频介电加热用粘接剂将两个以上的多个被粘附物彼此接合的情况下,多个被粘附物中的至少一个被粘附物使用被粘附物(X)。多个被粘附物的材质可以为彼此相同的材质,或者不同的材质。
被粘附物的形状没有特别限定,在本实施方式的高频介电加热用粘接剂为粘接片的情况下,优选被粘附物具有能够贴合粘接片的面,优选为片状、板状或块状。在将多个被粘附物彼此接合的情况下,这些被粘附物的形状及尺寸可以彼此相同,也可以不同。
<间隔件>
本实施方式的接合方法所使用的间隔件的材质只要能够变形,能够将由被粘附物(X)的第1面和间隔件形成的空间部填埋即可,没有特别限定。间隔件的材质可以列举例如:橡胶、粘土、油灰等。作为橡胶,没有特别限定,可以举出各种橡胶。在间隔件的材质为橡胶的情况下,在橡胶当中,从由于不容易因施加高频电场而发热、因此不容易发生热劣化、不容易发生与被粘附物的熔粘的观点考虑,优选为有机硅橡胶。作为粘土,只要是通常已知的粘土即可,可以举出例如包含有机硅树脂的有机硅粘土等。作为油灰,可以举出非活性化学合成树脂等。
(厚度)
相对于被粘附物(X)的第1面所具备的起伏面的起伏的最大高低差,间隔件的厚度优选为50%以上、更优选为75%以上、进一步优选为100%以上、更进一步优选为125%以上、更进一步优选为150%以上、尤其优选为175%以上。间隔件的厚度为被粘附物所具有的起伏面的最大高低差的50%以上时,容易埋入起伏面的凹部。
间隔件的厚度的上限值只要能够填埋空间部、能够将具有起伏面的被粘附物在短时间强固地接合即可,没有特别限定,例如,相对于被粘附物(X)的第1面所具备的起伏面的起伏的最大高低差,可以为500%以下、可以为400%以下、可以为300%以下。
间隔件的厚度表示间隔件的与电极侧相对的面及与被粘附物(X)相对的面之间的距离。例如,参照图2,间隔件210的厚度Z为间隔件210的与第2高频电场施加电极52相对的面和间隔件210的与被粘附物(X)的第1面125相对的面的距离。
(介电特性)
间隔件的介电特性(tanδ/ε’r)优选为0.003以下、更优选为0.002以下、进一步优选为0.0010以下。本实施方式的接合方法所使用的间隔件的介电特性通常为0以上。
(tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。)
间隔件的介电特性越小(越接近0),则在进行介电加热处理时间隔件越不容易发热,因此,可进一步抑制间隔件的意外变形(并非用于填埋空间部的变形)及熔融。因此,如果间隔件的介电特性为0.003以下,则在进行介电加热处理时,间隔件不易发热,容易将具有起伏面的被粘附物和粘接剂在短时间强固地接合。
介电特性(tanδ/ε’r)是用使用阻抗材料装置等测定的介质损耗角正切(tanδ)除以使用阻抗材料装置等测定的相对介电常数(ε’r)而得到的值。
作为间隔件的介电特性的介质损耗角正切(tanδ)及相对介电常数(ε’r)可以使用阻抗材料分析仪而简便且准确地测定。
需要说明的是,间隔件的测定方法的详细情况如下所述。首先,得到间隔件的测定用试验片。在间隔件的厚度厚的情况下,可以通过切削、研磨等来调整厚度。测定用片的厚度例如为10μm以上且2mm以下。对于这样得到的片,使用RF阻抗材料分析仪E4991A(Agilent公司制)在23℃时的频率40.68MHz的条件下分别测定相对介电常数(ε’r)及介质损耗角正切(tanδ),计算出介电特性(tanδ/ε’r)的值。
(绝缘特性)
间隔件优选为绝缘体。如果间隔件为绝缘体,则在进行介电加热处理时不会经由间隔件而通电,可在以接近均匀的状态下对高频介电加热用粘接剂实施介电加热处理,因此,易于将被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂在短时间强固地接合。
在本实施方式中,间隔件的绝缘性基于JIS K 6911:1995将测定电压设为500V,测定体积电阻率。在测定开始1分钟后的体积电阻率超过108Ω·cm的情况下,间隔件定义为绝缘体。
(空间部追随性)
在本实施方式的接合方法中,优选以间隔件的空间部追随性达到50%以上的方式进行接合、更优选以达到60%以上的方式进行接合、进一步优选以达到70%以上的方式进行接合、更进一步优选以达到80%以上的方式进行接合。特别是间隔件的空间部追随性越大,间隔件越容易埋入空间部。例如,在间隔件的空间部追随性为50%以上时,高频介电加热用粘接剂能够以更均匀的状态吸收高频能量,因此易于将被粘附物(X)和粘接剂在更短时间强固地接合。
间隔件的空间部追随性的上限没有特别限定。间隔件的空间部追随性的上限可以为100%以下。
间隔件的空间部追随性FP以下述数学式1表示。
FP=(S2/S1)×100···(数学式1)
S1是指,在俯视空间部(由被粘附物(X)的第1面和间隔件形成的空间部)时,在使间隔件追随被粘附物(X)之前的状态下,与被粘附物(X)的空间部的开口形状相对应的面积。
S2是指,使着色剂附着于空间部的内部的表面,在通过间隔件的变形而填埋了空间部的内部时,俯视在填埋了空间部的部分的间隔件的表面附着有着色剂的部位时的面积。
这里,关于间隔件的空间部追随性,参照附图进行说明。图5A~图7B是对空间部追随性的测定方法进行说明的概念图。图5A~图7B所示的被粘附物120C是作为被粘附物(X)的被粘附物。图5A、图6A、图5B及图6B示出了将被粘附物120C的具有起伏面一侧的第1面朝向间隔件210A而配置的状态。图5A及图6A是进行加压之前的状态,图5A表示从被粘附物120C的第2面侧观察到的俯视图,图6A表示图5A的A-A剖面图。图5B及图6B表示加压之后的状态,图5B表示从被粘附物120C的第2面侧观察到的俯视图,图6B表示图5B的B-B剖面图。需要说明的是,图5A及图5B中示出的虚线表示被粘附物120C的具备第1面侧的凹部的位置、涂布于凹部的内部的着色剂V、以及间隔件210A的位置。另外,如图6A及图6B所示,在图5A及图5B中,在形成空间部31A的凹部的底部一侧(即,用虚线包围的内侧的部分)附着有着色剂V。在图5A及图5B中,为了表示被粘附物120C的位置和间隔件210A的位置的位置关系,为了方便而省略了涂布于凹部的底部侧的着色剂V的图示。
如图5A~图6B所示,被粘附物120C具有配置于间隔件210A一侧的第1面。被粘附物120C的第1面具备具有凹部和凸部的起伏面。被粘附物120C的凹部具有:俯视被粘附物120C的第1面时为矩形的开口、和从被粘附物120C的侧面观察剖面时为矩形的剖面。即,被粘附物120C的第1面具备由矩形的平面和矩形的剖面包围的凹部的形状。如图6A所示,将被粘附物120C的第1面和间隔件210A叠合配置时,在不加压的状态下,在被粘附物120C的凹部与间隔件210A之间形成空间部31A。空间部31A由间隔件210A和被粘附物120C的凹部划分。
空间部追随性FP如下所述测定。首先,预先将着色剂V涂布并附着于形成空间部31A的凹部的内部的整个面。着色剂V的种类没有特别限定。从抑制着色剂V对于被粘附物120C及间隔件210A的排斥、提高着色剂V的附着性的观点考虑,着色剂V例如优选使用印章用的红印泥。
接着,朝向被粘附物120C的第1面配置间隔件210A。然后,朝向被粘附物120C对间隔件210A施加压力。朝向被粘附物120C对间隔件210A施加压力时,被施加了压力的间隔件210A发生变形,间隔件210A的一部分埋入空间部31A的内部。对间隔件210A施加的压力没有特别限定,可以为被粘附物的空间部追随性达到50%以上的压力。作为该压力的一例,可以举出用电极对被粘附物(X)和高频介电加热用粘接剂边加压边施加高频电场时的压力。在间隔件210的一部分被埋入空间部内的部分的表面附着有在空间部的内部的表面附着的着色剂V。
图7A表示从被粘附物120C的第1面(即空间部一侧)观察到的俯视图。图7A所示的被粘附物120C为使间隔件210A的一部分追随被粘附物120C的空间部之前的状态,且为将着色剂V涂布于凹部的内部的整个面之前的状态。图7B表示将着色剂V涂布于凹部的内部的整个面并使间隔件210A追随被粘附物120C之后、从由空间部31A取出的间隔件210A的附着有着色剂V的面观察到的俯视图。
图7A所示的面积S1A及面积S1B分别为与被粘附物120C的空间部31A的开口RO的形状相对应的面积的一部分。图7B所示的面积S2A及面积S2B分别为使在空间部31A的内部的表面附着的着色剂V附着于间隔件210A的表面的面积的一部分。具体如下所述。首先,使着色剂V附着于空间部31A的内部的表面,在通过间隔件210A的变形而填埋空间部31A的内部时,着色剂V附着于填埋了空间部31A的部分的间隔件210A的表面。接着,解除用于使间隔件210A变形的压力,将被粘附物120C与间隔件210A分离。然后,俯视在间隔件210A的表面附着有着色剂V的部位。该俯视时的面积的一部分为面积S2A及面积S2B。面积S2A及面积S2B分别相当于图7B所示所的附着有着色剂V的大致十字状形状的部分。
然后,按照上述的数学式1,用面积S2A及面积S2B的合计面积(S2)除以面积S1A及面积S1B的合计面积(S1)而得到的百分率表示空间部追随性FP。
<高频介电加热用粘接剂>
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂包含热塑性树脂(A)。高频介电加热用粘接剂可以包含热塑性树脂(A),并且可以进一步包含介电材料,也可以不包含介电材料。从易于提高高频介电加热用粘接剂的发热性的观点考虑,高频介电加热用粘接剂优选包含介电材料。介电材料没有特别限定,可以为介电树脂及介电填料质的任意材料。从成型时导致的劣化少、可获得稳定的发热性的观点考虑,介电材料例如优选为介电填料(B)。
在本说明书中,有时将本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂中含有的热塑性树脂表示为热塑性树脂(A),将介电填料表示为介电填料(B)。
(热塑性树脂(A))
热塑性树脂(A)的种类没有特别限制。
从例如容易熔解、且具有给定的耐热性等的观点考虑,热塑性树脂(A)优选为选自聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、聚缩醛类树脂、聚碳酸酯类树脂、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中的至少一种。
在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂中,热塑性树脂(A)优选为聚烯烃类树脂或苯乙烯类树脂,更优选为聚烯烃类树脂。如果热塑性树脂(A)为聚烯烃类树脂或苯乙烯类树脂,则在施加高频电场时高频介电加热用粘接剂容易熔融,能够将本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂与被粘附物(X)容易地粘接。
在本说明书中,聚烯烃类树脂包括具有极性部位的聚烯烃类树脂及不具有极性部位的聚烯烃类树脂,在限定有无极性部位的情况下,记载为具有极性部位的聚烯烃类树脂或不具有极性部位的聚烯烃类树脂。
热塑性树脂(A)优选为具有极性部位的聚烯烃类树脂。热塑性树脂(A)也可以为不具有极性部位的聚烯烃类树脂。
[聚烯烃类树脂]
作为热塑性树脂(A)的聚烯烃类树脂可以列举例如:由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚甲基戊烯等均聚物形成的树脂、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形成的α-烯烃树脂等。作为热塑性树脂(A)的聚烯烃类树脂可以为一种单一的树脂,也可以为两种以上的树脂的组合。
[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即可,没有特别限定。
另外,通过使高频介电加热用粘接剂含有具有极性部位的聚烯烃类树脂作为热塑性树脂(A),介电特性容易增高,对于被粘附物(X)的粘接力提高,因此是优选的。
具有极性部位的聚烯烃类热塑性树脂可以为烯烃类单体与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热塑性树脂可以是通过加成反应等改性而在由烯烃类单体的聚合所得到的烯烃类聚合物中导入了极性部位的树脂。
关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,没有特别限制。作为烯烃类单体,可以列举例如: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。
从机械强度优异、可获得稳定的粘接特性的观点考虑,烯烃类单体优选为乙烯及丙烯中的至少任意一种。
具有极性部位的聚烯烃类树脂中的来自烯烃的结构单元优选为来自乙烯或丙烯的结构单元。
作为极性部位,可以列举例如:羟基、羧基、乙酸乙烯酯结构、以及酸酐结构等。作为极性部位,也可以举出通过酸改性而被导入至聚烯烃类树脂的酸改性结构等。
作为极性部位的酸改性结构为通过将热塑性树脂(例如,聚烯烃类树脂)进行酸改性而导入的部位。作为将热塑性树脂(例如,聚烯烃类树脂)进行酸改性时所使用的化合物,可以举出由不饱和羧酸、不饱和羧酸的酸酐、以及不饱和羧酸的酯中的任一种衍生出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,可以列举例如: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,可以列举例如: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,可以列举例如: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、以及四氢邻苯二甲酸酐二甲酯等不饱和羧酸的酯等。
(介电填料(B))
对于作为介电材料的优选材料的介电填料(B)进行说明。
介电填料(B)为通过施加高频电场而发热的填料。高频电场是指朝向在高频下反转的电场。
介电填料(B)优选为在施加了频率范围为3MHz以上且300MHz以下的高频电场时会发热的填料。介电填料(B)优选为通过施加在频率范围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。
介电填料(B)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中的单独一种或两种以上的组合。
从获得更高的发热性的观点考虑,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,更优选为选自氧化锌、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、能够从各种形状及尺寸中选择、能够与用途相应地改进高频介电加热用粘接剂的粘接特性及机械特性,介电填料(B)更优选为氧化锌。通过使用氧化锌作为介电填料(B),可以得到无色的高频介电加热用粘接剂。由于在介电填料中氧化锌的密度小,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而将被粘附物(X)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,结构体的总重量不易增大。由于在陶瓷中氧化锌的硬度不过高,因此,不易损失高频介电加热用粘接剂的制造装置。由于氧化锌是非活性的氧化物,因此,即使与热塑性树脂配合,对于热塑性树脂的损失也小。
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。
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,易于将高频介电加热用粘接剂与被粘附物(X)强固地接合。
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,可以防止粘接剂的强度降低,其结果是能够通过使用该粘接剂而防止接合强度的降低。另外,在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂为粘接片的情况下,通过使粘接片中的介电填料(B)的体积含有率为50体积%以下,易于获得作为片的挠性,也易于防止韧性的降低,因此,容易在后工序中将高频介电加热用粘接片加工成期望的形状。
需要说明的是,在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂包含热塑性树脂(A)及介电填料(B)的情况下,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。
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能够在施加高频电场时表现出高发热性能而将被粘附物(X)在短时间强固地粘接。
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能够在施加高频电场时表现出高发热性能而将被粘附物(X)在短时间强固地粘接。另外,在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂为粘接片的情况下,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片的强度降低。
介电填料(B)的体积平均粒径可以通过以下的方法进行测定。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基于JIS Z 8819-2:2001计算出体积平均粒径。
<添加剂>
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂可以包含添加剂,也可以不含添加剂。
在本实施方式的接合方法所使用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、粘度调整剂、有机填充剂及无机填充剂等。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)是不同的。
增粘剂及增塑剂可以改进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、萜烯酚醛树脂、香豆酮-茚树脂、脂肪族石油树脂、芳香族石油树脂及芳香族石油树脂的氢化物。
作为增塑剂,可以列举例如:石油类操作油、天然油、二元酸二烷基酯及低分子量液态聚合物。作为石油类操作油,可以列举例如:石蜡类操作油、环烷烃类操作油、以及芳香族类操作油等。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,可以举出例如液态聚丁烯及液态聚异戊二烯等。
在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂包含添加剂的情况下,通常,以高频介电加热用粘接剂的总量基准计,高频介电加热用粘接剂中的添加剂的含有率优选为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的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。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选不含溶剂。根据不含溶剂的高频介电加热用粘接剂,不容易发生因与被粘附物(X)的粘接所使用的粘接剂而引起的VOC(Volatile Organic Compounds)的问题。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选不含有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。本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选不含有例如碳钢、α铁、γ铁、δ铁、铜、氧化铁、黄铜、铝、铁-镍合金、铁-镍-铬合金、碳纤维及炭黑。
在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂含有导电性物质的情况下,以粘接剂的总量基准计,粘接剂中的导电性物质的含有率各自独立地优选为7质量%以下、更优选为6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、尤其优选为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7质量%以下时,易于防止在进行介电加热处理时发生电绝缘破坏而导致粘接部及被粘附物(X)的碳化这样的不良情况。
在本实施方式的接合方法所使用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93质量%以上、更进一步优选为95质量%以上、尤其优选为99质量%以上。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的形状没有特别限定,优选为片状。即,本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选为粘接片(有时称为高频介电加热用粘接片)。通过使高频介电加热用粘接剂为粘接片,能够进一步缩短结构体的制造工序的时间。片状的高频介电加热用粘接剂可以为具备从彼此相对的面中的一个面朝向另一个面而贯穿的开口部的框状片的形状。该开口部可以具有一个,或者可以具有两个以上。片状的高频介电加热用粘接剂可以为不具有该开口部的片。
(介电特性)
对本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)进行说明。对于本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂而言,高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)为0.005以上。(tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。)
如果高频介电加热用粘接剂的介电特性为0.005以上,则在进行介电加热处理时,高频介电加热用粘接剂容易发热,易于将高频介电加热用粘接剂和被粘附物(X)在短时间强固地接合。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的介电特性更优选为0.008以上、进一步优选为0.010以上。
如果本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的介电特性为0.008以上,则在进行介电加热处理时,高频介电加热用粘接剂更容易发热,易于将高频介电加热用粘接剂和被粘附物(X)在短时间强固地接合。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的介电特性的上限没有特别限定。本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的介电特性例如可以为0.1以下、可以为0.08以下、可以为0.05以下。高频介电加热用粘接剂的介电特性例如可以满足0.005以上且0.1以下。
如果高频介电加热用粘接剂的介电特性为0.1以下,则易于抑制过热,不容易发生被粘附物(X)与高频介电加热用粘接剂相接的部分的损伤。
高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)的测定方法与上述的间隔件的介电特性(tanδ/ε’r)中说明的测定方法相同。
需要说明的是,在高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)的测定中,在需要由结构体得到高频介电加热用粘接剂的测定用片的情况下,通过从结构体切割或切削而得到均匀厚度的测定用片。关于未成片化的例如粒料状的高频介电加热用粘接剂,可以通过利用热压机等进行成片化而得到测定用片。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的厚度优选为5μm以上、更优选为10μm以上、进一步优选为30μm以上、特别优选为50μm以上。
关于与被粘附物(X)相接的粘接片,粘接片的厚度为5μm以上时,高频施加时的发热性提高,因此,容易将粘接片和被粘附物(X)在短时间强固地粘接。另外,在与被粘附物(X)接合时,粘接片容易追随被粘附物的第2面的形状,容易表现出粘接强度。
粘接片的厚度的上限没有特别限定。粘接片的厚度越增加,将粘接片和被粘附物(X)粘接而得到的结构体整体的重量也增加。因此,粘接片例如优选为在加工性、处理性等实际使用上没有问题的范围的厚度。考虑到高频介电加热用粘接片的实用性及成型性,本实施方式的接合方法所使用的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。
作为高频介电加热用粘接剂的粘接片与使用涂布所需要的液态的粘接剂的情况相比,易于操作,与被粘附物(X)接合时的操作性也提高。
另外,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片可以适宜地控制片厚度等。因此,也可以将粘接片应用于卷对卷方式,而且,通过冲压加工等,也可以根据与被粘附物(X)的第2面的粘接面积及被粘附物(X)的第2面的形状而相应地将粘接片加工成任意的面积及形状。因此,从制造工序的观点考虑,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片,有很大的优点。
(高频介电加热用粘接剂的方式)
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的形状没有特别限定,优选为片状。即,本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选为粘接片(有时也称为高频介电加热用粘接片)。通过使高频介电加热用粘接剂为粘接片,可以进一步缩短结构体的制造工序的时间。
在一个方式中,本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂仅由一层由本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接片形成的粘接层而构成。在高频介电加热用粘接剂为仅由一层粘接层形成的高频介电加热用粘接片的情况下,该粘接层本身(该粘接层自身)相当于高频介电加热用粘接片,因此,高频介电加热用粘接片的形态及特性相当于粘接层的形态及特性。高频介电加热用粘接片优选仅由单一的粘接层形成。即,本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选为仅由单一的粘接层形成的高频介电加热用粘接片。由此,能够减薄高频介电加热用粘接片的厚度,而且能够将高频介电加热用粘接片简单地进行成型。
高频介电加热用粘接片有时仅由一层高频介电加热粘接性的粘接层形成,因此,在本说明书中,“高频介电加热用粘接片”这样的用语和“粘接层”这样的用语可以根据情况而相互替换。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂并不限定于仅由一层粘接层形成的高频介电加热用粘接片的方式。在高频介电加热用粘接的其它方式中,可以在被粘附物的至少一面预先设置高频介电加热用粘接层。
图8A~图8C是本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂的示意图,示例出了多种方式。
图8A所示的高频介电加热用粘接剂11A是仅由单一的粘接层构成的粘接片12。
图8B所示的带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物14具备作为粘接层的高频介电加热用粘接剂11A和作为被粘附物(X)的被粘附物120A,高频介电加热用粘接剂11A与被粘附物120A一体地设置在一起。被粘附物120A具备第1面和第2面,第1面具有起伏面,第2面不具有起伏面。高频介电加热用粘接剂11A直接接触地设置于被粘附物120A的第2面。带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物14可以分别准备高频介电加热用粘接剂11A和被粘附物120A并贴合而成为一体,也可以在制作被粘附物120A时在被粘附物120A的第2面设置高频介电加热用粘接剂11A而成为一体。被粘附物120A可使用与上述的被粘附物的材质中说明的材质相同的材质。
图8C所示的带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物16具备作为粘接层的高频介电加热用粘接剂11A和被粘附物110A,高频介电加热用粘接剂11A与被粘附物110A一体地设置在一起。被粘附物110A的第1面及第2面均不具有起伏面。高频介电加热用粘接剂11A直接接触地设置于被粘附物110A的不具有起伏面的一面。带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物16可以分别准备高频介电加热用粘接剂11A和被粘附物110A并贴合而成为一体,也可以在制作被粘附物110A时在被粘附物110A的平坦面设置高频介电加热用粘接剂11A而成为一体。被粘附物110A可使用与上述的被粘附物的材质中说明的材质相同的材质。
需要说明的是,在上述的配置工序中,高频介电加热用粘接剂11A配置于被粘附物120A或被粘附物110A的与配置于电极一侧的面为相反侧的面。另外,在高频介电加热用粘接剂仅由单一粘接层的高频介电加热用粘接剂11A构成的情况下,在上述的配置工序中,分别配置高频介电加热用粘接剂11A和被粘附物(X)(例如,被粘附物120A)。另一方面,在高频介电加热用粘接剂与被粘附物一体地设置在一起的情况下,在上述的配置工序中,只要配置带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物14即可。另外,在使用带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物16的情况下,在上述的配置工序中,只要配置被粘附物(X)(例如,被粘附物120A)和带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物16即可。在任意的情况下,被粘附物(X)的第1面与高频介电加热用粘接剂11A朝向相反侧而配置。
(厚度)
在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂为仅由一层粘接层形成的粘接片的情况下,本实施方式的接合方法所使用的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、特别优选为50μm以上。
关于与被粘附物(X)相接的粘接片,如果粘接片的厚度为5μm以上,则高频施加时的发热性提高,因此,易于将粘接片和被粘附物(X)在短时间强固地粘接。另外,在与被粘附物(X)接合时,粘接片容易追随被粘附物(X)的第2面,易于表现出粘接强度。
在粘接片为带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物的粘接剂的情况下,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。
在为带有高频介电加热用粘接剂的被粘附物的粘接剂的情况下,如果粘接层的厚度为5μm以上,则与被粘附物接合时,粘接层容易追随被粘附物的设有粘接层的一面的表面,易于表现出粘接强度。
粘接片的厚度的上限没有特别限定。粘接片的厚度越增加,将粘接片与被粘附物(X)粘接而得到的结构体整体的重量也增加。因此,粘接片例如优选为在加工性、处理性等实际使用上没有问题的范围的厚度。考虑到高频介电加热用粘接片的实用性及成型性,本实施方式的接合方法所使用的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。无论是仅由一层粘接层构成,还是在由包含粘接层在内的多层形成的多层结构的任意情况下,粘接片的厚度的上限均优选为上述的值。
作为高频介电加热用粘接剂的粘接片与使用涂布所需要的液态的粘接剂的情况相比,易于操作,与被粘附物(X)接合时的操作性也提高。
另外,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片可以适宜地控制片厚度等。因此,也可以将粘接片应用于卷对卷方式,而且,通过冲压加工等,也可以根据与被粘附物(X)的第2面的粘接面积及被粘附物(X)的第2面的形状而相应地将粘接片加工成任意的面积及形状。因此,从制造工序的观点考虑,作为高频介电加热用粘接剂的粘接片,有很大的优点。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂优选施加所谓的短波至被称为超短波的频带(例如,3MHz以上且300MHz以下)的高频电场而使用。施加该频带的高频电场时,能够加热的深度深,因此施加高频时的发热性提高。因此,即使是高频介电加热用粘接剂的厚度厚的情况下,也容易将粘接片和被粘附物(X)在短时间强固地粘接。
(高频介电加热用粘接剂的制造方法)
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂例如可以通过将上述的各成分进行混合而制造。在本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂为粘接片的情况下,例如,可以将上述的各成分预混合,使用挤出机及热辊等公知的混炼装置进行混炼,通过挤出成型、压延成型、注射成型及浇铸成型等公知的成型方法而制造。
与一般的粘合剂相比,高频介电加热用粘接剂的耐水性及耐湿性优异。
本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂可以通过施加高频电场而局部地加热。因此,根据本实施方式的接合方法所使用的高频介电加热用粘接剂,容易防止在与被粘附物(X)接合时被粘附物(X)整体发生损伤这样的不良情况。
[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良等。
需要说明的是,在本实施方式的接合方法中,通过间隔件的变形填埋空间部时的加压方向没有特别限定。加压方向例如优选沿着被粘附物(X)及间隔件的层叠方向,在沿着被粘附物(X)及间隔件的纵向层叠而配置时为沿着层叠方向(纵向)的方向,在将被粘附物(X)及间隔件沿着横向层叠而配置时为沿着层叠方向(横向)的方向。加压处理可以从配置的被粘附物(X)及间隔件的两面侧进行加压,也可以将任一面侧固定而从另一面侧加压。这里所谓的纵向例如是指沿着重力方向的方向,横向是指沿着与重力方向正交的方向的方向。
另外,在本实施方式的接合方法中,通过间隔件的变形而填埋空间部时的加压装置可以举出高频介电加热装置的具有电极的加压机构为例,但并不限定于该加压装置。加压装置例如可以利用手进行加压,也可以为不具备加压机构的高频介电加热装置的仅利用电极自重的按压,还可以为具备除高频介电加热装置以外的加压机构的装置的加压装置。
实施例
以下,列举实施例对本发明更详细地进行说明。本发明并不受这些实施例的任何限定。
<高频介电加热用粘接剂的制作>
准备下述所示的热塑性树脂(A)及介电填料(B),以使热塑性树脂(A)达到80体积%、且介电填料(B)达到20体积%的比例的方式分别进行了称量。
接着,将热塑性树脂(A)和介电填料(B)预混合。将使热塑性树脂(A)和介电填料(B)预混合而成的材料供给至30mmφ双螺杆挤出机的料斗,将料筒设定温度设定为180℃以上且230℃以下,将模头温度设定为230℃,对预混合而成的材料进行了熔融混炼。在将熔融混炼而成的材料冷却之后,将该材料切断,由此制作了粒状的粒料。接着,将制作的粒状粒料投入设有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,由此制作了厚度0.4mm的片状的高频介电加热用粘接剂(高频介电加热粘接片AS1)。
(热塑性树脂(A))
聚丙烯树脂(日本聚丙烯株式会社制、Novatec PPMH4、聚丙烯均聚物、熔点:165℃)
(介电填料(B))
ZnO:氧化锌(堺化学工业株式会社制、产品名“LP-ZINC11”)
(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。
(介电特性)
将制作的高频介电加热粘接片切断成30mm×30mm的大小。对于切断后的高频介电加热粘接片,将介电材料测试夹具16453A(Agilent公司制)安装于RF阻抗材料分析仪E4991A(Agilent公司制),通过平行板法在23℃的频率40.68MHz的条件下分别测定了相对介电常数(ε’r)及介质损耗角正切(tanδ)。基于测定结果,计算出了介电特性(tanδ/ε’r)的值。高频介电加热粘接片的介电特性(tanδ/ε’r)为0.011。
<被粘附物的准备>
作为被粘附物,准备了下述所示的第1被粘附物WK1和第2被粘附物WK2。
(第1被粘附物WK1)
作为第1被粘附物WK1,制作了图9A及图9B所示的聚丙烯树脂制的块状的第1被粘附物WK1。第1被粘附物WK1具备具有起伏面的第1面,该起伏面具有凹部及凸部,与第1面为相反侧的第2面不具有起伏面。图9A及图9B示出了实施例中使用的第1被粘附物WK1的示意图。图9A示出了从第1被粘附物WK1的第2面侧观察到的俯视图,图9B示出了从第1被粘附物WK1的长度方向侧观察到的侧视图。第1被粘附物WK1的短边方向的宽度尺寸W为20mm。第1被粘附物WK1的凸部的长度尺寸L2为15mm,第1被粘附物WK1的凹部的长度尺寸L1为10mm。因此,第1被粘附物WK1的长度方向的长度尺寸为60mm。第1被粘附物WK1的凸部与凹部的最大高低差D为5mm。
(第2被粘附物WK2)
作为第2被粘附物WK2,准备了聚丙烯树脂制片(宽度20mm、长度60mm、厚度0.4mm)。
<间隔件的准备>
作为间隔件,分别准备了表1所示的厚度的有机硅橡胶、油灰(非活性化学合成树脂)、以及聚四氟乙烯(PTFE)(表1中表示为特氟龙(注册商标))。
(介电特性)
将间隔件切断成长度30mm、宽度30mm的大小。对于切断后的间隔件,将介电材料测试夹具16453A(Agilent公司制)安装于RF阻抗材料分析仪E4991A(Agilent公司制),通过平行板法在23℃的频率40.68MHz的条件下分别测定了相对介电常数(ε’r)及介质损耗角正切(tanδ)。基于测定结果,计算出了介电特性(tanδ/ε’r)的值。需要说明的是,在间隔件的厚度超过2mm的情况下,通过切削、研磨而调整为厚度2mm以下进行了测定。
(绝缘性)
基于JIS K 6911:1995测定了间隔件的体积电阻率。将测定电压设为500V,将测定开始1分钟后的体积电阻率超过1×108Ω·cm的情况定义为绝缘体。
(空间部追随性)
使用了接合所使用的间隔件和第1被粘附物WK1。在第1被粘附物WK1的凹部的内面的表面涂布印章用的红印泥,将第1被粘附物WK1与间隔件相对配置。接着,在进行后述的高频介电加热时的压力条件下,对于第1被粘附物WK1的凹部,对间隔件表面进行按压。接着,从第1被粘附物WK1取下间隔件。需要说明的是,压力的条件设定为实施例1及实施例2中使用的间隔件的空间部追随性达到80%以上的压力。
俯视由第1被粘附物WK1的凹部形成的空间部时,在使间隔件追随第1被粘附物WK1之前的状态下,将与第1被粘附物WK1的空间部的开口形状相对应的面积的合计设为S1。在通过间隔件的变形而填埋空间部的内部时,将俯视在填埋了空间部的部分的间隔件的表面附着有着色剂的部位时的面积的合计设为S2。通过上述的数学式1,根据用S2除以S1而得到的百分率求出了空间部追随性。
·空间部追随性的评价基准
A:80%以上。
B:50%以上且小于80%。
F:小于50%。
<实施例1~3及比较例1>
将高频介电加热粘接片AS1切下宽度20mm、长度10mm的尺寸,在高频介电加热装置(Yamamoto Vinita公司制、产品名“YRP-400T-A”)的第1电极与第2电极的电极之间配置切断成宽度20mm、长度60mm的尺寸的间隔件,在间隔件上依次层叠并配置第1被粘附物WK1、高频介电加热粘接片AS1及第2被粘附物WK2。
接着,将这样配置的间隔件、第1被粘附物WK1、高频介电加热粘接片AS1及第2被粘附物WK2固定于高频介电加热装置的两个电极之间。在固定的状态下以下述的高频施加条件施加高频电场,使高频介电加热用粘接片与被粘附物粘接,制作了接合性评价用的试验片。施加高频电场时的按压压力为对粘接片施加的压力的初始设定值。
图10是示出接合性评价用的试验片的侧面的示意图。如图10所示,高频介电加热粘接片AS1配置在第1被粘附物WK1与第2被粘附物WK2之间,高频介电加热粘接片AS1配置在第1被粘附物WK1的设有最位于第2端部E1B侧的凹部一面的相反侧的面、与和该面相对的第2被粘附物WK2的第2端部E2B侧的面之间。即,配置于第1被粘附物WK1与第2被粘附物WK2之间的高频介电加热粘接片AS1配置在从第1被粘附物WK1的第2端部E1B起朝向第1端部E1A至最初的凸部为止的范围内。
[高频电场施加条件]
频率:40.68MHz
输出功率:150W
按压压力:62kPa
(接合性评价)
接合强度的测定基于JIS Z 0237:2000进行。具体而言,接合强度的测定使用拉伸试验机,在图10所示的接合性评价用的试验片中,将第1被粘附物WK1的第1端部E1A侧预先固定,通过使第2被粘附物WK2的第1端部E2A侧向上方移动的180°剥离而进行了测定。
对于接合性评价而言,在制作接合性评价用的试验片时,测定了直到获得1N/20mm以上的接合强度为止所需要的高频介电加热处理的时间。
[评价基准]
A:直到获得1N/20mm以上的接合强度为止的时间小于30sec。
B:直到获得1N/20mm以上的接合强度为止的时间为30sec以上且小于60sec。
F:即使进行60sec以上的高频介电加热处理,接合强度仍小于1N/20mm。
[表1]
与比较例1相比,各实施例的接合性的评价均为优异。根据以上的结果,本实施方式的接合方法能够将具有起伏面的被粘附物在短时间内强固地接合。

Claims (15)

1.一种接合方法,其是使用高频介电加热用粘接剂将被粘附物接合的接合方法,
该方法具有:
配置介电加热装置的电极、所述被粘附物及间隔件的配置工序;以及
对所述高频介电加热用粘接剂施加高频电场而将所述被粘附物接合的高频电场施加工序,
所述被粘附物具备具有起伏面的第1面,
所述高频介电加热用粘接剂包含热塑性树脂,
在所述配置工序中,
配置了所述被粘附物及所述间隔件时,在所述被粘附物的所述第1面与和该第1面相对的所述间隔件的面之间形成空间部,
所述空间部通过所述间隔件的变形而被填埋。
2.根据权利要求1所述的接合方法,其中,
在利用所述电极对所述被粘附物及所述间隔件进行加压时,所述空间部通过所述间隔件的变形而被填埋。
3.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
在所述高频电场施加工序中,
利用所述电极边对所述被粘附物和所述高频介电加热用粘接剂进行加压边施加高频电场,将所述被粘附物接合。
4.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
在所述配置工序中,
分别地配置所述高频介电加热用粘接剂和所述被粘附物。
5.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
在所述配置工序中,
所述被粘附物的所述第1面朝向与所述高频介电加热用粘接剂相反一侧而配置。
6.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
在所述配置工序中,
配置两个以上的被粘附物,至少一个被粘附物为具备所述第1面的所述被粘附物。
7.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
在所述被粘附物的所述起伏面,所述起伏面的起伏的最大高低差为1mm以上。
8.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
所述被粘附物的所述第1面的起伏具备凹部和凸部,在俯视所述被粘附物的所述第1面时,所述凹部占所述第1面的面积比例为20%以上且小于100%。
9.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
相对于所述被粘附物的所述第1面所具备的所述起伏面的所述起伏的最大高低差,所述间隔件的厚度为50%以上。
10.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
所述间隔件的介电特性(tanδ/ε’r)为0.003以下,
Tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,
ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。
11.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
所述间隔件为绝缘体。
12.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
以使下述数学式1表示的所述间隔件的空间部追随性FP达到50%以上的方式进行接合,
FP=(S2/S1)×100···(数学式1)
S1:俯视所述被粘附物的所述空间部时,在使所述间隔件追随所述被粘附物之前的状态下,与所述被粘附物的所述空间部的开口形状相对应的面积,
S2:使着色剂附着于所述空间部的内部的表面,在通过所述间隔件的变形而将所述空间部的内部填埋时,俯视在填埋了所述空间部的部分的所述间隔件的表面附着有所述着色剂的部位时的面积。
13.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
所述高频介电加热用粘接剂进一步包含通过施加高频电场而发热的介电材料。
14.根据权利要求13所述的接合方法,其中,
所述介电材料为介电填料(B),
所述介电填料(B)为选自氧化锌、碳化硅、氧化钛及钛酸钡中的至少一种。
15.根据权利要求1或2所述的接合方法,其中,
所述高频介电加热用粘接剂的介电特性(tanδ/ε’r)为0.005以上,Tanδ为23℃且频率40.68MHz下的介质损耗角正切,
ε’r为23℃且频率40.68MHz下的相对介电常数。
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