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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine wärmeentklebbare
Klebstoffzusammensetzung, umfassend eine härtbares Harz und eine wärmedehnbare Substanz,
wobei als wärmedehnbare
Substanz eine wärmedehnbare
anorganische Substanz verwendet wird. Die vorliegende Erfindung
betrifft auch eine Klebestruktur unter Verwendung der wärmeentklebbaren
Klebstoffzusammensetzung.
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Hintergund
der Erfindung
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Klebstoffe vom Härtungstyp, umfassend ein härtbares
Harz, wie ein Epoxyharz, und ein Härtungsmittel für das Harz,
wurden bisher als Klebstoffe für
Strukturen, wie Klebstoffe für
elektrische und elektronische Teile und Klebstoffe für Teile
und Zubehör für motorgetriebene
Fortbewegungsmittel, wie Autos, Flugzeuge und Schiffe, verwendet.
Der Hauptgrund ist, dass Klebstoffe vom Härtungstyp sowohl hohe Klebkraft
als auch hohe Wärmebeständigkeit
aufweisen. Im Falle von herkömmlichen
Klebstoffen vom Härtungstyp
ist es jedoch kaum möglich,
den Klebstoff wieder abzuziehen, nachdem er auf Gegenstände (Klebeflächen), wie
Teile, geklebt wurde. Daher war es im Wesentlichen unmöglich, solche
Gegenstände
wiederzuverwenden (d. h. Gegenstände
zu recyclen). Es war auch im Wesentlichen unmöglich, Gegenstände etwa
durch die Verwendung einer Schutzfolie vorübergehend zu befestigen und
zu schützen
(eine Schutzfolie wird typischerweise auf die Gegenstände vor
deren Verwendung geklebt und zur Verwendung abgezogen).
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Daher wurde ein ablösbarer Klebstoff
untersucht, um es zu ermöglichen,
Gegenstände
vorübergehend
zu befestigen und zu schützen.
Zum Beispiel offenbart die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift
(Kokai) Nr. 6-184504 eine wärmeentklebbare
Klebstoffzusammensetzung umfassend eine von einem wärmehärtenden
Harz verschiedene Klebstoffkomponente, wie ein Haftkleber, und wärmedehnbare
feine Teilchen. Als wärmedehnbare
feine Teilchen sind solche offenbart, die durch Verkapseln eines
aufschäumenden
Gasbestandteils, wie Butan Propan oder Pentan, erhalten werden.
Wenn zwei Gegenstände
unter Verwendung eines solchen wärmeentklebbaren
Klebstoffs miteinander verklebt werden und der Klebstoff auf eine
Temperatur, die höher
als der Siedepunkt des schäumenden
Gasbestandteils ist, erwärmt
wird, expandieren die wärmedehnbaren
feinen Teilchen und ermöglichen
es, den Klebstoff vom Gegenstand abzuziehen. Die Einzelheiten der
Verminderung oder Eliminierung der Abziehfestigkeit wird aus der
Veröffentlichung
nicht klar, aber es wird angenommen, dass sie hauptsächlich durch
(I) die Zunahme der inneren Spannungen im Klebstoff aufgrund der
Ausdehnung der wärmedehnbaren
Teilchen und (II) durch das Entstehen einer Abziehspannung an der
Grenzfläche
zwischen dem Gegenstand und der Klebstoffschicht aufgrund der Ausdehnung
der Oberfläche
der Klebstoffschicht verursacht wird. Da der Siedepunkt des schäumenden Gasbestandteils
gewöhnlich
etwa 100°C
beträgt, kann
der Klebstoff durch Wärmebehandlung
bei vergleichsweise niedriger Temperatur abgezogen werden.
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Es ist auch eine Zusammensetzung
bekannt, enthaltend eine wärmedehnbare
anorganische Substanz, welche im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen
auf organischen Substanzen basierenden wärmedehnbaren Teilchen die Ausdehnung
bei einer vergleichsweisen hohen Temperatur einleiten kann. Zum
Beispiel offenbart die ungeprüfte
Japanische Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 6-57140 eine flammhemmende
härtbare
Polyorganosiloxanzusammensetzung, umfassend 2 bis 40 Gew.-% hohle
Glaskügelchen
mit einem vorbestimmten äußeren Durchmesser
und 3 bis 50 Gew.-% einer wärmedehnbaren
anorganischen Substanz, die in einem Temperaturbereich von 80 bis
250°C expandieren kann.
Wenn eine solche Polyorganosiloxanzusammensetzung als Dichtungsklebstoff
für feuerfeste Fenster
verwendet wird, wird der Polyorganosiloxanzusammensetzung eine wärmedehnbare
anorganische Substanz zum Zwecke der Verbesserung des Flammschutzes
zugesetzt. Das heißt,
solch eine Polyorganosiloxanzusammensetzung wird im Falle eines
Feuers zum Zweck des luftdichten Abdichtens des Spalts zwischen
dem Fensterglas und dem Fensterrahmen verwendet, wobei verhindert
wird, dass die Flammen und der Rausch des Feuers durch das Fenster
treten. Es ist nicht beabsichtigt, dass die Polyorganosiloxanzusammensetzung
eine wärmeentklebbare
Eigenschaft wie die in der ungeprüften Japanischen Patentoffenlegungsschrift
(Kokai) Nr. 6-184504 beschriebenen Klebstoffe aufweisen.
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Da die Expansionsinitiierungstemperatur
der wärmedehnbaren
feinen Teilchen im Falle des wärmeentklebbaren
Klebstoffes relativ gering ist, ist es im Wesentlichen schwierig,
den Klebstoff bei einer Expansionsinitüerungstemperatur der wärmedehnbaren
feinen Teilchen zu verwenden. Somit ist es im Wesentlichen unmöglich, die
Wärmebeständigkeit
zu verbessern, selbst wenn das härtbare
Harz als Klebstoffbestandteil verwendet wird.
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Andererseits wird es bevorzugt, dass
der mit der Schicht des wärmeentklebbaren
Klebstoffes verklebte Gegenstand nach dem Abziehen der Klebstoffschicht
verwendet werden kann. Frühere
Literatur, die ein Verfahren zum Rückführen solcher Gegenstände offenbart,
konnte zur Zeit jedoch nicht gefunden werden.
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Zusammenfassungen
der Erfindung
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Ein erster Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung einer wärmeentklebbaren Klebstoffzusammensetzung,
die leicht die Wärmebeständigkeit
des Klebstoffes verbessern kann, und welche wirksam die Abziehfestigkeit
des Klebstoffes nach der Wärmeentklebungsbehandlung
reduzieren kann.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden
Endung ist die Bereitstellung einer neuen Klebestruktur, umfassend
zwei Gegenstände
und eine Klebstoffschicht, mit der die Gegenstände verklebt werden, wobei
die Gegenstände
nach dem Abziehen von der Klebstoffschicht nach einer Wärmeentklebungsbehandlung
wiederverwendet werden können.
Das heißt,
Recycling der Gegenstände
kann durchgeführt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der vorstehend beschriebene erste Aspekt durch eine wärmeentklebbare
Klebstoffzusammensetzung erreicht werden, die ein härtbares
Harz und eine wärmedehnbare
Substanz umfasst, wobei die wärmedehnbare
Substanz eine wärmedehnbare
anorganische Substanz ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird auch eine wärmeentklebbare
Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt, umfassend ein härtbares
Harz und eine wärmedehnbare
Substanz, wobei die Expansionsinitüerungstemperatur der wärmedehnbaren
Substanz nicht weniger als 150°C
beträgt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird auch eine wärmeentklebbare
Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt, umfassend ein wärmehärtendes
Harz und eine wärmedehnbare
Substanz, wobei die Expansionsinitüerungstemperatur der wärmedehnbaren
Substanz höher
ist als die Härtungstemperatur
des wärmehärtbaren
Harzes.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann der vorstehend beschriebene zweite Aspekt mittels einer Klebestruktur
erreicht werden, die zwei Gegenstände und eine Klebstoffschicht
mit der die Gegenstände verklebt
werden, umfasst, wobei die Klebstoffschicht aus der Klebstoffzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung gebildet wird und mindestens einer der Gegenstände an der
Grenzfläche
zwischen den Gegenständen
und der Klebstoffschicht bei der Expansionsinitüerungstemperatur der wärmedehnbaren anorganischen
Substanz oder höher
ablösbar
wird.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung wird weiter
unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
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Wärmeentklebbare Klebstoffzusammensetzung
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Die wärmeentklebbare Klebstoffzusammensetzung
(nachstehend manchmal als "Klebstoffzusammensetzung" bezeichnet) der
vorliegenden Erfindung umfasst, wie vorstehend beschrieben, ein
härtbares
Harz und eine wärmedehnbare
anorganische Substanz als wärmedehnbare
Substanz. Die Einzelheiten des Mechanismus der Reduktion oder Eliminierung
der Abziehfestigkeit sind ähnlich
zum Fall der organischen wärmeentklebbaren
vorstehend beschriebenen Teilchen, nicht vollständig klar, aber es wird angenommen,
dass sie hauptsächlich
durch (i) die Zunahme der inneren Spannung im Klebstoff aufgrund
der Ausdehnung der wärmedehnbaren
Teilchen und (ii) durch die Bildung einer Abziehspannung an der
Grenzfläche
zwischen den Gegenständen
und der Klebstoffschicht aufgrund der Ausdehnung der Oberfläche der
Klebstoffschicht verursacht werden.
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Es ist zu beachten, dass der Ausdruck "wärmedehnbare Substanz" hier als Substanz
definiert ist, die ihr Volumen bei einer vorbestimmten Temperatur
(im Allgemeinen die Wärmeexpansionsinitüerungstemperatur)
vergrößern (expandieren)
kann, wenn die Temperatur der Substanz erhöht wird, was zu einer Variation
des Volumens der Substanz führt. Die
vorbestimmte Temperatur, bei welcher die Ausdehnung eingeleitet
wird, (allgemein: die Wärmeexpansionsinitüerungstemperatur)
beträgt
im allgemeinen 150°C
oder mehr, vorzugsweise 200°C
oder mehr und liegt insbesondere im Bereich von 250 bis 500°C, obwohl
sie hier im Einzelnen nachstehend beschrieben ist. Die Ausdehnungsrate
der Substanz (Verhältnis
der Abmessung der expandierten Substanz zu der der nicht expandierten
Substanz, bestimmt anhand der Ausdehnung in Längsrichtung) beträgt ferner
im Allgemeinen 1,1 oder mehr, vorzugsweise 1,2 oder mehr und stärker bevorzugt
liegt sie im Bereich von 1,3 bis 30.
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Der Grund, warum ein härtbares
Harz als Klebstoffbestandteil verwendet wird, ist die Verbesserung
der Wärmebeständigkeit
der Klebstoffzusammensetzung. Somit kann das härtbare Harz irgendeines vom
wärmehärtenden,
durch Strahlung härtbaren
(z. B. durch ultraviolette Strahlen, Elektronenstrahlen, usw.) und
feuchtigkeitshärtbaren
Typ sein. Bevorzugt werden solche, die bei der Wärmebehandlung keinen Rauch
entwickeln oder Feuer fangen. Das heißt, jene mit Flammhemmung werden
bevorzugt.
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Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise so
durchgeführt,
dass sich weder Rauch entwickelt wird noch Feuer auftritt. Zum Beispiel
wird die Wärmebehandlung
vorzugsweise unter Verwendung von Mikrowellenerwärmung durchgeführt. Um
der Klebstoffzusammensetzung Flammbeständigkeit zu verleihen, wird
ein Flammschutzmittel (zum Beispiel Antimonpentaoxid oder bromiertes
Epoxyharz) der Klebstoffzusammensetzung zugesetzt.
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Der Grund, warum die wärmedehnbare
anorganische Substanz in Kombination mit dem härtbaren Harz verwendet wird,
ist, dass die Wärmeexpansionsinitüerungstemperatur
auf eine höhere Temperatur
als im Falle von herkömmlichen
organischen wärmedehnbaren
Teilchen eingestellt werden kann. Die Wärmeexpansionsinitüerungstemperatur
beträgt gewöhnlich nicht
weniger als 150°C.
Um die Wärmebeständigkeit
der Klebstoffzusammensetzung weiter zu verbessern, beträgt die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz vorzugsweise nicht weniger als 200°C. Wenn die
Wärmeexpansionsinitüerungstemperatur
zu hoch ist, kann es schwierig werden, die Wärmeentklebungsbehandlung (d.
h. die Behandlung zum Reduzieren der Abziehfestigkeit des Klebstoffes
an dem geklebten Gegenstand durch Erwärmen des Klebstoffes, um die
wärmedehnbare
anorganische Substanz zu expandieren) durchzuführen. Von diesem Standpunkt
aus liegt die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz vorzugsweise im Bereich von 250 bis 500°C.
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Der Ausdruck „Wärmexpansionsinitüerungstemperatur" der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz ist, wie hier verwendet, die Temperatur,
bei der das Volumen beginnt sich zu vergrößern (d. h. zu expandieren),
wenn die Temperatur der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz von Raumtemperatur (d. h. etwa 25°C) mit einer
Aufheizgeschwindigkeit von 15°C/Min.
und einer Änderung
des Volumens der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz messbar ist. Die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
kann z. B. mittels einer Vorrichtung wie einem Wärmeausdehnungsmeter oder einem
TMA (thermisch-mechanischer Analysator) gemessen werden. In Abhängigkeit
von der Art der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz beginnt etwas der wärmedehnbaren anorganischen
Substanz sich erst auszudehnen, nachdem sich das Volumen zusammengezogen
hat. In diesem Falle wird die Temperatur, bei der die Ausdehnung
beginnt, als die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
definiert.
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Wenn das härtbare Harz ein wärmehärtendes
Harz umfasst, ist die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz gewöhnlich
höher als
die der Härtungstemperatur
des wärmehärtbaren
Harzes (d. h. die Temperatur bei der das härtbare Harz gehärtet werden
kann). Das heißt,
wenn die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz niedriger als die Härtungstemperatur des wärmehärtbaren
Harzes ist, kann die wärmedehnbare
anorganische Substanz während der
Wärmehärtung expandieren
und macht es somit schwierig, eine Verklebung durchzuführen. Von
solch einem Standpunkt aus beträgt
der Unterschied zwischen der Härtungstemperatur
(H) des wärmehärtenden
Harzes und der Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
(E) der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz, d. h. (E–H) beträgt gewöhnlich nicht weniger als 10°C, vorzugsweise
nicht weniger als 20°C und
insbesondere bevorzugt nicht weniger als 30°C.
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Die Klebstoffzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung kann durch im Wesentlichen homogenes Dispergieren
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz im härtbaren
Harz hergestellt werden. Bei der Herstellung der Klebstoffzusammensetzung
werden die Rohstoffbestandteile gewöhnlich mit einer Knetvorrichtung
oder einer Mischvorrichtung vermischt. Zum Beispiel kann ein Kneter,
eine Rollenmühle,
ein Extruder, ein Planetenrührwerk oder
ein Homomischer verwendet werden. Die Rohstoffbestandteile werden
gewöhnlich
bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 130°C eine vorbestimmte Zeit im
Bereich von 10 Minuten bis 5 Stunden gemischt.
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Die Klebstoffzusammensetzung der
vorliegenden Endung kann neben dem härtbaren Harz und dem wärmedehnbaren
anorganischen Substanz weitere Bestandteile enthalten, sofern die
Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Zusätzliche
Bestandteile, welche verwendet werden können, schließen z. B.
Härtungsmittel
für das
härtbare
Harz, Härtungsbeschleuniger,
Radikalinitiatoren, organische Füllstoffe
wie feste Kautschukteilchen, nicht expandierbare anorganische Füllstoffe, Farbpigmente,
Klebstoffspolymere, Klebrigmacher, Entschäumer und Modifikationsmittel
(z. B. Silankuppler usw.) ein.
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Um thermische Leitfähigkeit
und elektrische Leitfähigkeit
zu verleihen, können
mach thermisch leitende Füllstoffe
oder elektrisch leitende Füllstoffe zugesetzt
werden. Falls die Klebstoffzusammensetzung thermisch leitende Füllstoffe
(Metallpulver) enthält,
kann die Klebstoffzusammensetzung mittels dielektrischen Erwärmens oder
Erwärmens
durch Induktion erwärmt
werden. In diesem Falle kann eine durch das Erwärmen verursachte Schädigung des Gegenstands
(d. h. der Klebefläche)
reduziert werden.
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Es ist auch möglich, die Klebstoffzusammensetzung
durch Zugabe eines thermoplastischen Harzes zu der Klebstoffzusammensetzung
als eine wärmehärtende Heißschmelz-Klebstoffzusanunensetzung
zu verwenden. Die Fluidität
des thermoplastischen Harzes beim Erwärmen beträgt gewöhnlich 1 g/10 Min. oder mehr,
ausgedrückt
als Schmelzfluss (nachstehend manchmal als MFR abgekürzt), gemessen
bei 190°C.
Weiterhin ist MFR ein gemäß JIS (japanischer
Industriestandard) K 6760 gemessener Wert.
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Härtbares
Harz
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Als das in der vorliegenden Erfindung
verwendete härtbare
Harz wird z. B. ein Epoxyharz bevorzugt. Das Epoxyharz verleiht
der Klebstoffzusammensetzung im Zusammenwirken mit einem Härtungsmittel
und/oder einem Härtungskatalysator
(Beschleuniger) eine wärmehärtbare Eigenschaft.
Dies erlaubt der Klebstoffzusammensetzung, nach dem Wärmehärten hohe
Klebefestigkeit und hohe Wärmebeständigkeit
zu zeigen und sich nach der Wärmeentklebungsbehandlung
leicht von der Grenzfläche
zwischen der Klebestoffschicht und einem Gegenstand (Klebefläche) abzulösen.
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Der hier verwendete Ausdruck „Epoxyharz" bezeichnet eine
Verbindung mit mindestens einer Epoxygruppe im Molekül. Das Epoxyharz
ist vorzugsweise ein Monomer oder Oligomer mit zwei oder mehreren
Glycidylgruppen pro Molekül.
Das Epoxyharz kann eines sein, welches bei normaler Temperatur flüssig oder
ein Feststoff ist. Diese Epoxyharze können allein oder in Kombination
davon verwendet werden. Das Epoxyäquivalent des Epoxyharzes liegt gewöhnlich im
Bereich von 150 bis 1000 und vorzugsweise von 170 bis 500.
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Das Epoxyharz, das in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, schließt z. B. bisphenolisches Epoxyharz,
Phenol-Novolak-Epoxyharz, Cresol-Novolak-Epoxyharz, aliphatisches
Epoxyharz, und Glycidyl-Methacrylat-Copolymer (z. B. Ethylen-Glycidyl-Methacrylat-Copolymer)
ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Das Härtungsmittel zur Wärmehärtung des Epoxyharzes
ist gewöhnlich
in einer Matrixphase enthalten. Da das in der Matrixphase dispergierte
Härtungsmittel
bei normaler Temperatur fest oder von der Matrix getrennt ist, weist
die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein Potenzial („potentiality") auf. Das Härtungsmittel
in der dispergierten Phase liegt gewöhnlich in Form von Teilchen vor,
und der mittlere Teilchendurchmesser beträgt vorzugsweise 1 bis 100 μm und besonders
bevorzugt 5 bis 50 μm.
Wenn die Größe der dispergierten
Phase zu klein ist, kann das Potenzial („potentiality") geringer werden.
Andererseits, wenn die Größe zu hoch ist,
wird die Wärmehärtreaktion
uneinheitlich, was zu einer niedrigeren Reaktivität führt.
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Das Härtungsmittel, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, schließt z. B. Dicyandiamid-Härtungsmittel
(einschließlich
Dicyandiamid und seine Derivate), organische Säurehydrazide, BF3-Komplexe,
Imidazolderivate, Diaminomaleonitril and seine Derivate und Melamin
und seine Derivate ein.
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Um hohe Klebeleistung zu zeigen,
wird ein Dicyandiamid-Härtungsmittel
oder organisches Säurehydrazid
bevorzugt. Unter Betrachtung eines hohen Potenzials („potentiality)
und einer raschen Härtungseigenschaft
wird das Dicyandiamid-Härtungsmittel
besonders bevorzugt. Der Grund, warum das Dicyandiamid-Härtungsmittel
solch eine ausgezeichnete Wirkung aufweist, ist, dass das Dicyandiamid-Härtungsmittel
ein sogenanntes potenzielles Härtungsmittel
vom „Wärmebeschleunigungstyp" ist, wobei es bei
normaler Temperatur als dispergierte Phase enthalten ist, ohne dass
es sich in Epoxyharz löst,
und im Epoxyharz gelöst
ist, um schnell die Reaktion zu starten, wenn es auf den Schmelzpunkt
des Härtungsmittel
erwärmt
wird. Besondere Beispiele des Dicyandiamidderivats schließt „H 3842
(Produktnr.)", erhältlich von
A. C. R. Co. ein.
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Der Gehalt des Härtungsmittels in der Klebstoffzusammensetzung
beträgt
vorzugsweise 0,1 bis 80 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 1
bis 50 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Epoxyharzes.
Wenn der Gehalt weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, kann
die Härtungsmittelreaktion des
Epoxyharzes schwach werden. Andererseits, wenn der Gehalt 80 Gewichtsteile übersteigt,
kann leicht nicht umgesetztes Härtungsmittel
im gehärteten
Gegenstand verbleiben. Die mechanische Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit
und elektrischen Eigenschaften des wärmegehärteten Gegenstands (Klebstoffzusammensetzungen
nach thermischem Härten)
werden vermindert, wenn nicht umgesetztes Härtungsmittel vorliegt.
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Um die Härtungsmitteltemperatur und
die Härtungszeit
zu vermindern, kann ein Härtungsbeschleuniger
in Kombination mit dem Härtungsmittel verwendet
werden. Als Härtungsbeschleuniger
für Dicyandiamid
oder ein Dicyandiamidderivat wird z. B. ein tertiäres Amin,
Imidazol oder Polyamin bevorzugt. Besondere Bespiele des Imidazolbeschleunigers
schließen "HX3088 (Produktnr.)", erhältlich von Asahi
Kasei Co., Ltd., ein. Die Menge des zugesetzten Härtungsbeschleunigers
sollte je nach Zweck geeignet entschieden werden, beträgt aber
vorzugsweise 0,1 bis 20 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 0,5
bis 10 Gewichtsteile. Wenn die Menge weniger als 0,1 Gewichtsteile
beträgt,
ist der Beschleunigungseffekt schlecht, Andererseits, wenn die Menge 20
Gewichtsteile übersteigt,
kann das Potenzial („potentiality") schlechter werden.
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Andererseits kann als härtbares
Harz z. B. ein vom vorstehenden Epoxyharz verschiedenes wärmehärtendes
Harz (z. B. Urethanharz, Acrylharz, Polyimidharz, Bismaleimidharz
usw.), oder ebenso kann ein dies enthaltender Klebstoff verwendet
werden. Ein durch Strahlung polymerisierbares Harz kann auch verwendet
werden. Das durch Strahlung polymerisierbare Harz ist eine Verbindung
mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen mit einer polymerisierbaren
ungesättigten
Bindung wie eine (Meth)acrylgruppe im Molekül. Das durch Strahlung polymerisierbare
Harz kann auch in Kombination mit dem Epoxyharz verwendet werden.
In diesem Fall können
auch solche verwendet werden, die mit dem Epoxyharz und/oder dem
Härtungsmittel
chemisch reagieren.
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Beispiele der durch Strahlung polymerisierbaren
Harze schließen
ein carboxylgruppenhaltiges Acryl-Monomer oder -Oligomer, wie Acrylsäure und Methacrylsäure, ein
hydroxygruppenhaltiges Acryl-Monomer oder -Oligomer, wie 2-Hydroxy-3-phenoxypropylacrylat,
ein glycidylgruppenhaltiges Monomer oder -Oligomer, wie Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat
and N-[4-(2,3-Epoxypropoxy)-3,5-dimethylbenzyl]acrylamid, Alkyl(meth)acrylat,
N,N-Dialkyl(meth)acrylamid, (Meth)acryloylmorpholin,
N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcaprolactam ein. Wenn das durch Strahlung
polymerisierbare Harz verwendet wird, wird vorzugsweise in Kombination
ein Photopolymerisationsinitiator verwendet.
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Wärmedehnbare
anorganische Substanz
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Die wärmedehnbare anorganische Substanz ist
nicht besonders beschränkt,
sofern die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig beeinflusst
wird. Beispiele davon schließen
anorganische Substanzen, wie dilatierten Graphit, Vermiculit, Perlit, Glimmer,
Wermlandit, Thanmasit und Hydrotalkit ein. Diese anorganischen Substanzen
können
alleine oder in Kombination davon verwendet werden.
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Der Gehalt der wärmedehnbaren anorganischen
Substanz in der Klebstoffzusammensetzung liegt gewöhnlich in
einem Bereich von 10 bis 100 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20 bis
80 Gewichtsteile und besonders bevorzugt 25 bis 70 Gewichtsteile, bezogen
auf 100 Gewichtsteile des härtbaren
Harzes. Wenn der Gehalt der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz zu klein ist, kann die durch die Wärmeentklebungsbehandlung
initiierte Reduktion der Abziehfestigkeit unzureichend werden, und
es kann schwierig werden, den Gegenstand von dem Klebstoff abzuziehen.
Andererseits, wenn der Gehalt zu groß ist, kann die sich Abziehfestigkeit
des Klebstoffes von der Klebefläche
(vor der Wärmeentklebungsbehandlung)
erniedrigen und sich die mechanische Festigkeit der Klebstoffzusammensetzungen nach
dem Erwärmen
vermindern. Wenn die Klebstoffzusammensetzung das härtbare Harz,
das Härtungsmittel
und/oder den Härtungsbeschleuniger enthält, wird
der Gehalt der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz gewöhnlich
so eingestellt, dass der Gehalt im vorstehenden beschriebenen Bereich, bezogen
auf 100 Gewichtsteile des härtenden
Harzes, des Härtungsmittels
und des Härtungsbeschleunier
insgesamt, ist.
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Recyclingsverfahren
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Die Klebstoffzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung kann als ein Klebstoff zum Recycling verwendet
werden. Eine Klebestruktur, umfassend einen Gegenstand, der mit
einer aus der Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellten
Klebstoffschicht verklebt ist, zeigt die gleiche Klebestärke wie
die eines herkömmlichen Klebstoffes
vom Härtungstyp,
sofern er bei einer Temperatur, die niedriger ist als die Expansionstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz ist, verwendet wird. Wenn die Wärmeentklebungsbehandlung;
durchgeführt
wird, kann der Gegenstand leicht von der Klebstoffschicht abgezogen werden.
Somit kann die Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Endung
insbesondere in einem Verfahren zum Recycling des Gegenstands verwendet werden,
wobei der durch Abziehen der Klebstoffschicht wiedergewonnene Gegenstand
wiederverwendet wird.
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Die bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens zum Recyclen des Gegenstands unter Verwendung der
Klebstoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird nun. beschrieben.
Zuerst wird eine Klebestruktur, umfassend zwei Gegenstände und
eine Klebstoffschiciht, mit der die Gegenstände verklebt werden, hergestellt,
wobei die Klebestoffschicht aus der wärmeentklebbaren Klebstoffzusammensetzungen
gebildet wird. Als Gegenstand können
z. B. Bausubstanzen, elektrische und elektronische Teile und Teile
und Zubehör
für motorgetriebene Fortbewegungsmittel,
wie Autos, Flugzeuge und Schiffe, verwendet werden.
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Zwei Gegenstände können in derselben Weise wie
im Fall von herkömmlichen
Klebstoffen des Härtungstyps
verklebt werden. Zum Beispiel wird eine Klebstoffschicht, hergestellt
aus der wärmeentklebbaren
Klebstoffzusammensetzung mit einer vorbestimmten Dicke, auf einer
oder beiden der zu verklebenden Oberflächen des vorstehenden Gegenstands
gebildet, und dann wird die Klebstoffschicht durch Erwärmen oder
Laminieren des Gegenstands gehärtet.
Wenn das härtbare
Harz bei einer Temperatur, die sogar so niedrig wie Raumtemperatur
ist, härtbar
ist, kann ein Erwärmungsvorgang
unnötig sein.
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Die Klebstoffschicht kann durch Herstellen einer
Klebstoffzusammensetzung, welche vor dem Aushärten flüssig ist, Aufbringen der flüssigen Zusammensetzung
bei Raumtemperatur (d. h. bei etwa 20°C) unter Verwendung von herkömmlichen
Auftragungsmitteln und dann Verfestigten der flüssigen Zusammensetzung gebildet
werden. Die flüssige
Zusammensetzung kann unter Verwendung eines härtbaren Harzes erhalten werden,
das bei Raumtemperaturen flüssig
ist (d. h. flüssiges
Epoxyharz usw.) oder ein flüchtiges
Lösungsmittel
in der Klebstoffzusammensetzung enthält.
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Das Kleben kann durch Bilden eines
Klebstofffilms vorgenommen werden, hergestellt aus der Klebstoffzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung auf einem behelfsmäßigen Substrat, wie einer Trennlage,
um ein Laminat, umfassend einen ersten Gegenstand/einen Klebstofffilm/einen
zweiten Gegenstand herzustellen; Erwärmen des Laminats oder Druckkleben
bei einer Temperatur niedriger als Raumtemperatur und Härten des
Klebstofffilms vorgenommen werden. Durch Verwenden einer Klebebahn
(oder eines Klebebands), umfassend einen der vorstehenden Gegenstände als
Träger
und eine Klebstoffschicht, kann der Träger an den anderen Gegenstand
geklebt werden.
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Die Dicke der Klebstoffschicht oder
des Klebefilms kann je nach Zweck ähnlichen im Fall von herkömmlichem
Klebstoff vom Härtungstyp
gewählt werden.
Die Dicke des Klebstofffilms liegt gewöhnlich im Bereich von 10 bis
2000 μm.
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Die vorstehend beschriebene Klebestruktur kann
in derselben Weise behandelt werden wie eine Klebestruktur unter
Verwendung von herkömmlichem Klebstoff.
Die Wärmeentklebungsbehandlung
kann durchgeführt
werden, wenn man den in der Klebestruktur enthaltenen Gegenstand
rückführen muss.
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Bei der Wärmeentklebungsbehandlung wird die
Klebstoffschicht so erwärmt,
dass sich die wärmedehnbare
anorganische Substanz ausdehnen kann, und sich dabei die Alziehfestigkeit
zwischen der Klebstoffschicht und dem Gegenstand reduziert. Im Fall
des Erwärmens
kann ein herkömmliches
Verfahren zum Erwärmen
verwendet werden. Zum Beispiel wird durch Anbringen einer Wärmequelle
wie eines Heizers nahe zur Klebestruktur, der Klebstoffschicht Wärme zugeführt. Das
heißt,
das wärmedehnbare
anorganische Substanz kann z. B. durch Konvektion, Leitung oder
Strahlung erwärmt
werden.
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Es ist auch möglich, Wärme mittels Mikrowellenerwärmen, Erwärmen durch
elektromagnetische Induktion und dielektrischem Erwärmen zu
erzeugen. Im Falle von Erwärmen
mittels Mikrowellen wird z. B. die vorstehende Klebestruktur in
eine Strahlungskammer einer Mikrowellen-Strahlungsvorrichtung wie ein Radarherd
eingebracht, und die ganze Klebestruktur wird Mikrowellen ausgesetzt.
Im Falle des Erwärmens
mittels Mikrowellen kann die Wärmeentklebungsbehandlung
innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit (z. B. 10 bis 60 Sekunden) durchgeführt werden,
ohne dass die Klebefläche thermisch
geschädigt
wird.
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Nach der Wärmeentklebungsbehandlung, wird
ein Abziehvorgang so durchgeführt,
dass das Abziehen von der Grenzfläche zwischen dem Gegenstand
und der Klebstoffschicht stattfindet, und der Gegenstand wird dann
wiedergewonnen. Die Abziehfestigkeit nach der Wärmeentklebungsbehandlung variiert
in Abhängigkeit
vom Substanz, Größe und Konfiguration
des Gegenstands, beträgt
aber gewöhnlich
20 kg/cm2, vorzugsweise nicht mehr als 15 g/cm2 und besonders bevorzugt nicht mehr als
10 kg/cm2. Wenn die Abziehfestigkeit nach
der Wärmeentklebungsbehandlung
zu groß ist,
kann der Gegenstand nicht ohne Schädigung des Gegenstands wiedergewonnen
werden. Andererseits ist die Abziehfestigkeit (d. h. Klebefestigkeit)
vor der Wärmeentklebungsbehandlung
nicht besonders beschränkt,
beträgt
aber gewöhnlich
nicht weniger als 20 kg/cm2 und vorzugsweise
30 bis 1000 kg/cm2. Es wird angenommen,
dass die Abziehfestigkeit die bei Raumtemperatur (d. h. etwa 20°C) und einer
Zugspannung von 50 mm/Min. gemessene Scherabziehfestigkeit ist.
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Die Klebstoffzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung kann zum Kleben von elektronischen Teilen,
z. B. zum Kleben von Teilen von integrierten Schaltkreisen (IC)
und gedruckten Schaltungsplatinen verwendet werden. Falls die elektrischen
Teile nicht wiederverwendet werden, können diese geklebten Teile
bei einer Temperatur niedriger als die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
der wärmedehnbaren
anorganischen Substanz im Wesentlichen permanent verwendet werden,
und die Teile können,
falls nötig,
leicht rückgeführt werden.
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Die Klebstoffzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise zum Kleben von Polymeren,
wie Fluorpolymeren, Polyamiden, Polyimiden, Polyetherimiden, Polycarbonaten, Polyethylenen,
Polypropylenen, Polyestern und Epoxyharzen aneinander oder zum Kleben
von Polymerteilen an Teile aus anderen Substanzen (z. B. Fasern, Metall,
Siliciumhalbleiter, Keramik, Glas usw.) verwendet werden. Besondere
Beispiele der Metalle schließen
z. B. Kupfer, Eisen, Nickel, Gold, Silber, Aluminium, Wolfram, Molybdän und Platin
ein.
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Wenn in der Klebestruktur der vorliegenden Erfindung
eine Metallschicht enthalten ist, kann die Wärmeentklebungsbehandlung unter
Verwendung von dielektrischem Erwärmen durchgeführt werden. Dielektrisches
Erwärmen
kann insbesondere verwendet werden, wenn einer der Gegenstände eine Metallschicht
und/oder eine eine Metallschicht enthaltende Klebstoffschicht (Klebstoffschicht
mit einer dreischichtigen Struktur, umfassend eine erste Schicht/eine
Metallschicht/eine zweite Klebstoffschicht), enthält. Wenn
die Wärmeentklebungsbehandlung unter
Verwendung von dielektrischem Erwärmen durchgeführt wird,
liegt die Dicke der Metallschicht gewöhnlich im Bereich von 5 bis
200 μm.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird unter
Bezugnahme auf deren Beispiele beschrieben. Die in den Beispielen
beschriebene "Abziehfestigkeit" ist eine bei Raumtemperatur
(d. h. etwa 20°C)
und einer Zugspannung von 50 mm/Min. gemessene Scherabziehfestigkeit.
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Beispiel 1
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70 Gewichtsteile eines Epoxyharzes
(Epoxyklebstoff, hergestellt von Sumitomo 3M Co., Ltd., Produktnr.
DP-125) und 30 Gewichtsteile Vermiculit wurden unter Verwendung
einer Mischvorrichtungen gemischt, wobei Vermiculit in dem Epoxyklebstoff
dispergiert wurde, bis das Gemisch im Allgemeinen homogenen war.
Die Wärmexpansionsinitüerungstemperatur
von Vermiculit, gemessenen unter Verwendung eines Wärmeausdehnungsmeters,
betrug etwa 400°C.
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Unter Verwendung der Klebstoffzusammensetzung
dieses Beispiels wurden zwei Polycarbonatplatten mit einer Größe von 100
mm (Länge) × 25 mm (Breite) × 2, mm
(Dicke) verklebt. Die Fläche
(Streckenabschnitt) der aus der Klebstoffzusammensetzung hergestellten
Klebstoffschicht betrug 25 mm × 25
mm, und die Schichtdicke betrug etwa 30 μm. Nach dem Kleben wurde das
Härten
durch Stehenlassen der Platten bei Raumtemperatur (d. h. etwa 25°C) über einen
Zeitraum von drei Tagen abgeschlossen, um eine Klebestruktur dieses
Beispiel zu erhalten.
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Die erhaltene Klebestruktur wurde
in einen Radarherd (hergestellt von Hitachi Corp., Produktar.: MR-33)
gegeben, einer Wärmeentklebungsbehandlung
durch Mikrowellenerwärmen über einen
Zeitraum von 30 Sekunden ausgesetzt und dann aus dem Herd entfernt.
Nachdem man die Klebestruktur drei Stunden stehen ließ, wurde
die Abziehfestigkeit an der Grenzfläche zwischen der Polycarbonatplatte und
der Klebstoffschicht gemessen. Das Ergebnis war 5 kg/cm2.
Andererseits wurde die Abziehfestigkeit der Klebestruktur dieses
Beispiels, welche nicht der Wärmeentklebungsbehandlung
ausgesetzt war, in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen.
Sie betrug 49 kg/cm2.
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Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
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Die Klebestruktur dieses Beispiels
wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass
in der Klebstoffschicht nur der vorstehende Epoxyklebstoff verwendet
wurde. Diese Klebestruktur wurde auch einer Wärmeentklebungsbehandlung in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgesetzt, und die Abziehfestigkeit
an der Grenzfläche
zwischen der Polycarbonatplatte und der Klebstoffschicht wurde gemessen.
Sie betrug 55 kg/cm2. Andererseits betrug die Abziehfestigkeit der
Klebestruktur dieses Beispiels, welches nicht der Behandlungen zum
Ablösen
mittels Wärme
ausgesetzt war, 55 kg/cm2.
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Wie vorstehend beschrieben, kann
gemäß der vorliegenden
Erfindung mittels Verwendung der wärmedehnbaren anorganischen
Substanz in Kombination mit dem härtbaren Harz die Wärmebeständigkeit
der erhaltenen Klebstoffzusammensetzungen verbessert werden und
gleichzeitig die Abziehfestigkeit nach der Wärmebehandlung wirksam reduziert werden.
Zudem können,
wenn zwei Gegenstände unter
Verwendungen einer solchen Klebstoffzusammensetzung verklebt werden,
die Gegenstände
nach Abziehen des Klebstoffes vom Gegenstand unter Verwendungen
einer Wärmeentklebungsbehandlung wiederverwendet
werden. Der Bereich des Rückführens der
Gegenstände
ist breit und die Gegenstände schließen z. B.
Bausubstanzen, elektrische und elektronische Teile, motorgetriebene
Fortbewegungsmittel und andere/s Teile und Zubehör ein.