JP2000212522A - 発熱機能を備えた接着部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着した後は十分な接着強度を有しながら、
外す必要が生じたときは接着力を弱くして容易に剥がす
ことができる、発熱機能を備えた接着部材を提供する。 【解決手段】 電気絶縁性の基材１０１の表面に膜状の
ヒータ１０２およびこのヒータに接続される膜状のヒー
タ電極１０３を設け、かつ該ヒータの表面に接着剤１０
４をコーティングするとともに、該接着剤の表面をカバ
ーシート１０５で覆った。 【効果】 被着材として０．１ｍｍ以下の薄板基板を接
着・剥離できるので、精密電子部品の回路基板等の組立
・加工を可能とする。また、接着剤とヒータが隣接した
構造となっているので、エネルギー効率が良く、温度管
理が正確にできる。また、リサイクル部品の接着取付・
取外しに適する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱機能を備えた
新規の接着部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９４０年代より、それまでの天然素材
による接着剤に代わって、種々の目的に対応した合成系
の接着剤が開発され接着強度が向上している。最近で
は、塗布を容易にしたシート状の接着剤も市販され、接
着範囲および厚みまで精度良く管理できるようになり、
接着剤の信頼性は大きく向上した。その結果、民生産業
分野から航空・宇宙の産業分野にまで、構造用接着剤と
しての用途が広がっており、現在では産業用組み立て品
にはほとんどと言ってよいくらい接着剤が使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近、携帯用の電話、
モバイルコンピュータ等の普及により、電子部品あるい
は機構部品の寸法・重量の小型化が必至となっている。
その結果、回路基板等の板厚が薄くなってきており、１
ｍｍを大きく下回るようになってきている。このような
薄板の加工は、従来は、磁性金属であれば電磁石によっ
て加工基台に固定し、加工後薄板を取り外していた。磁
性金属以外の場合は、薄板を真空吸着により保持して加
工していた。例えば、板厚０．１ｍｍ程度のガラス板で
は、真空吸着にて固定する必要があるが、ミクロ的には
部分吸着となるために、その吸着力で薄板が破壊される
という問題が生じている。

【０００４】また、接着剤の接着速度および硬度を上げ
るために加圧・加熱を必要とするので、被着材および加
圧治具ごとオーブン等に入れ、全体の温度を上げて接着
している。このように、工業的に使用される接着剤にあ
っては多量のエネルギーを必要とした。

【０００５】また近年、環境問題改善のために、リサイ
クルの一環として廃棄品中の部品の再利用が進められて
いる。しかし前述のとおり、接着剤の強度が向上してお
り、部品の取り外しが容易でないため、解体時に再利用
部品を破壊してしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、接着した後は十分な接着強度を有し
ながら、外す必要が生じたときは接着力を弱くして容易
に剥がすことのできる接着剤であって、自己加熱ができ
る接着部材を提供することを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る接着部材は、電気的絶縁性
および断熱性を持った基材の表面に膜状のヒータおよび
このヒータに接続される膜状のヒータ電極を設け、ヒー
タの上部表面を接着剤でコーティングしたことにより、
接着部材に発熱機能を備える手段を講じたものである。
本発明の請求項２に係る接着部材は、請求項１記載の発
熱機能を備えた接着剤を板状の基材の一方の表面に配設
し、かつ、前記基材の他方の表面に接着剤を塗布して両
面接着部材とする手段を講じたものである。また、本発
明の請求項３に係る接着部材は、請求項１、２記載の発
熱機能を備える接着剤の材質として電気抵抗を持った材
料を用いることにより、接着剤自体を発熱体としても機
能させる手段を講じたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の接着部材は、加熱により
硬化・軟化する熱可塑性接着剤の性質を利用したもので
あって、電気的絶縁性および低熱伝導性の基材の表面に
ヒータとヒータ電極を配設し、かつ、ヒータの表面に接
着剤をコーティングするとともに、接着剤の表面をカバ
ーシートで保護した構造の接着部材であって、接着剤を
直接加熱することのできる構造としている。この接着部
材に被着材を接着させるときは、カバーシートを外し、
被着材を通して接着部に圧力をかけた状態で、接着剤が
硬化する温度（例えば１８０℃）に維持したオーブンに
入れ加熱して接着剤を硬化させる。また接着後に、被着
材を外す必要が生じたときはヒータに電流を流して、隣
接又はヒータと一体化した接着剤が軟化する温度（例え
ば２５０℃）まで昇温し、１秒程度の短時間で軟化させ
て被着材の取り外しを容易にする。

【０００９】

【実施例】本発明の代表的な実施例について、図面を参
照して説明する（各図面は断面構造を表し、図中の各部
はすべて切断面であるが、切断面を表す平行斜線は省略
した）。図１は、板厚０．１ｍｍ以下の薄板基板の製造
に使用する片面接着部材の断面構造を示す図である。図
１において、基材１０１の上部表面に、例えば厚膜技術
等により、長方形の面状ヒータ１０２と、このヒータの
両端部にヒータ電極１０３を設けている。基材１０１は
電気絶縁体であって、平面性を維持しかつ硬い材質のも
のが望ましく、本実施例では厚さ２ｍｍの断熱性のある
ガラスを使用している。また、ヒータ１０２の上部表面
には接着剤１０４を一様な厚みで塗布してある。さら
に、接着剤１０４の表面にカバーシート１０５が貼られ
ている。カバーシートは、接着部材の保管時に接着剤の
表面を保護して変質劣化を防ぎ、長期保管を可能にする
目的のものである。カバーシートとしては剥離しやすい
材料が好ましく、本実施例では接着剤側の表面にシリコ
ーンを塗布したポリエチレンシートを使用した。

【００１０】この接着部材を使用するときは、図示しな
いが、まず、カバーシート１０５を外して接着剤１０４
を露出させる。次に、被着材の薄板基板を位置合わせ
し、接着剤１０４上に置く。その後、接着面に圧力を加
え、所定の時間１８０℃程度の温度環境に置いて加熱し
接着させる。このようにして、薄板基板は基材１０１上
に固着される。薄板基板の加工が完了した後、ヒータ電
極１０３の両端に電圧を加えて、接着剤１０４に隣接し
たヒータ１０２に電流を流し２５０℃程度に発熱させ
る。接着剤１０４は軟化して接着力が低下し、薄板基板
は基材１０１から容易に剥離できる。接着剤は、１８０
℃前後で硬化し、かつ、硬化後に再び加熱して２５０〜
３００℃に温度を上げると軟化する特性のものが好まし
い。本実施例においては、接着剤１０４として、接着温
度１６０〜２７５℃、熱分解温度３５０℃の熱可塑性合
成接着剤（テクノアルファ株式会社製、品番４８２）を
使用した。

【００１１】さらに、本発明の発熱機能を持った接着部
材による実施例として、熱応答の良い、短時間で計測で
きる携帯用温度計の製造に利用された例について説明す
る。図２は、携帯用温度計の組み立てにおいて、接着剤
１０４を加熱剥離する直前の接着部材の近傍の状態を示
す断面図である。ここで図２に示した状態に至る組立過
程を説明すると、まず、保管時に接着剤１０４を保護し
ていたカバーシート１０５を剥がし、接着剤１０４を露
出させた後に、接着剤１０４の上部表面に板厚０．０５
ｍｍの薄板基板２０１が重なるように位置決めし、これ
を乗せる。この発熱機能付き接着部材と薄板基板を、図
示しないが一対の押さえ板により上下方向から垂直に挟
持しかつ所定の挟持圧力を保持した状態で、１８０℃程
度の温度に維持したオーブン内に置いて加熱する。接着
剤の種類によるが３０分程で所定の接着強度が得られる
ようになる。

【００１２】接着剤１０４が固まったら、発熱機能付き
の接着部材と薄板基板２０１を挟んでいた押さえ板を外
し、薄板基板の表面を洗浄した後、薄膜技術等にて温度
センサー２０２及びセンサー電極２０３を設ける。この
とき０．０５ｍｍの厚みの薄板基板２０１は、温度セン
サー２０２及びセンサー電極２０３のストレスにより、
一般的には温度センサー２０２側に反るようになるが、
薄板基板２０１は接着剤１０２にて均一に基材１０１に
保持されており、かつ、基材１０１は十分その力に耐え
る厚みがあるため、薄板基板２０１は何ら反ることがな
く、組立・加工の妨げとならない。

【００１３】さらに、センサー電極２０３の表面に導電
性接着剤２０４を塗布し、温度検出回路、表示装置およ
び操作ボタンを設けた温度計本体２０５に接着させる。
以上のようにして、図２に示した携帯用温度計の温度セ
ンサー部は組み立てられる。

【００１４】図３は、本発明の接着部材から組み立てら
れた温度計が基材１０１から剥離された状態を示す図で
ある。図２に示した状態で、ヒータ電極１０３の両端に
電圧を印加し、ヒータ１０２に電流を流しジュール熱を
発生させると、約２５０℃まで昇温して接着剤が軟化す
る。このとき温度計本体２０５を上方向あるいは横に引
っ張り力を加えると、図３に示したように、軟化した接
着剤１０４は分離し、薄板基板２０１とヒータ１０２は
剥離される。その結果、薄板基板２０１には接着剤１０
４ａが残り、ヒータ１０２には接着剤１０４ｂが残る。

【００１５】図４は、本発明の他の実施例として、リサ
イクル部品の接着に使用する両面接着部材の断面図であ
る。図４を参照して説明すると、基材１０１の上部表面
に膜状のヒータ１０２とヒータ電極１０３を配設し、か
つ、ヒータ１０２の上部表面に接着剤１０４を均一に塗
布し、さらに接着剤１０４の表面をカバーシート１０５
で覆って保護している。そして、基材１０１の下部表面
には発熱機能を備えていない接着剤４０１が塗布されて
おり、さらに接着剤４０１の下部表面をカバーシート４
０２にて覆って保護している。本実施例においては、図
１、２及び３に示した薄板基板用の接着部材の場合とは
異なり、基材１０１は薄く、柔らかいことが望ましい。
本実施例では基材１０１としてポリイミドを使用した。

【００１６】このリサイクル部品用の接着部材を使用す
るときは、図示しないが、まず、カバーシート４０２を
外して接着剤４０１を露出させ、再利用しない機構品側
に貼る。次に、カバーシート１０５を外し、再利用する
部品を乗せて、接着部分に圧力を加えた状態で所定の時
間１８０℃で加熱して接着剤１０４及び接着剤４０１を
硬化させる。これで再利用される部品の搭載が完了す
る。次に、この再利用する部品を外すときには、ヒータ
電極１０３の両端に電圧を加え、ヒータ１０２を発熱さ
せ接着剤１０４を２５０℃程度に加熱し、軟化させた状
態にすることにより、容易に取り外しを可能としてい
る。

【００１７】この実施例では図４に示したように、両面
接着部材の基材の上部表面に発熱機能を備えた接着剤を
配し、かつ基材の下部表面に発熱機能を備えない接着剤
を配した構造としているが、本発明はこの構造に限定さ
れるものではなく、発熱機能を備えた接着剤は基材のど
ちらの面に配してもよく、また、図５に示したように基
材の両面に発熱機能を備える接着剤を配した構造とする
こともできる。

【００１８】この実施例では、いわゆるリサイクル部品
の接着・剥離について説明したが、本発明は被着材とし
てリサイクル部品のみを対象としたものではなく、産業
構造物等における一時的な部分品の取付・取り外しにも
適するものである。

【００１９】特殊な接着剤として導電性のある接着剤が
市販されている。例えば、エポキシ系接着剤にカーボン
粉粒等を配合することによって電気抵抗を有する接着剤
を実現することが可能である。このような導電性抵抗体
による接着剤は電圧を加えたときに自己発熱し、接着剤
とヒータの二つの機能を持つこととなる。従って、前記
の各実施例において、ヒータに接着剤を塗布した構成に
代替して、図６に示すような、自己発熱する接着剤をヒ
ータ兼用としてヒータ電極間に塗布した構成とすること
ができる。

【００２０】前記各実施例においては、被着材を本発明
の接着部材によって接着させるときはオーブン内に置い
て１８０℃程度に加熱して接着する例を示したが、ヒー
タに電圧を印加して発熱させ直接に接着剤を加熱するこ
とにより、被着材を接着することも可能である。また、
基材１０１として等厚の平面板状のものを例示したが、
これに限定されるものではなく、本接着部材の使用の目
的に応じて最適の形状を選択することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】本発明の発熱機能を備えた接着部材によれ
ば、接着後、取り外しが容易にできるため、基材として
平面を維持することのできるものを使用すれば、被着材
である０．１ｍｍ程度以下の薄い基板の加工を可能とす
ることができる。

【００２３】また、本発明の発熱機能を備えた接着部材
によれば、接着剤とヒータが隣接又は一体化した構造と
なっているため、接着剤近傍のみを局部的に加熱するこ
とができ、効率良く接着剤を１８０〜２５０℃程度に加
熱できるのでエネルギーのロスを削減できる。また、ヒ
ータに印可する電圧を制御することにより温度管理が正
確で、かつ短時間に接着剤を硬化または軟化させること
ができる。

【００２４】また、本発明の両面接着部材を使用すれ
ば、被着材を接着した後に取り外すことができるため、
被着材をリサイクル対象品にしておけば廃棄品からリサ
イクル品を容易に取り外すことができ、再利用すること
ができるようになる。

【００２５】また、接着剤自体を導電性抵抗体による自
己発熱体とすることにより、別個のヒータを備える必要
がなく、製造工程も簡略化することができる。

【００２６】また、接着剤の変質劣化を防ぐカバーシー
トを設けたので、接着部材の長期保管ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発熱機能を備えた接着部材の断面構造を示す図
である。

【図２】携帯用温度計の組立における接着部材の近傍の
状態を示す断面図である。

【図３】図２の携帯用温度計が基材から剥離された状態
を示す断面図である。

【図４】発熱機能を備えた両面接着部材の断面構造を示
す図である。

【図５】基材の両面に発熱機能を備えた両面接着部材の
断面構造を示す図である。

【図６】接着剤が自己発熱機能を備えた接着部材の断面
構造を示す図である。

【符号の説明】

１０１…基材 １０２…ヒータ １０３…ヒータ電極 １０４，１０４ａ，１０４ｂ，４０１…接着剤 １０５，４０２…カバーシート ２０１…薄板基板 ２０２…温度センサー ２０３…センサー電極 ２０４…導電性接着剤 ２０５…温度計本体 ６０１…電気抵抗を有する接着剤（ヒータ兼用）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気絶縁性の基材（１０１）の表面に膜
   状のヒータ（１０２）および該ヒータに接続される少な
   くとも一対の膜状のヒータ電極（１０３）を配設し、か
   つ該ヒータの表面に接着剤（１０４）を塗布してなるこ
   とを特徴とする、発熱機能を備えた接着部材。
2. 【請求項２】 板状の電気絶縁性の基材（１０１）の一
   方の表面に膜状のヒータ（１０２）および該ヒータに接
   続される少なくとも一対の膜状のヒータ電極（１０３）
   を配設し、かつ該ヒータの表面に接着剤（１０４）を塗
   布するとともに、前記基材（１０１）の他方の表面に接
   着剤（４０１）を塗布してなることを特徴とする、発熱
   機能を備えた両面接着部材。
3. 【請求項３】 電気絶縁性の基材（１０１）の表面に、
   電気抵抗体を有する接着剤を膜状のヒータ（６０１）と
   して配設し、かつ該ヒータに接続される少なくとも一対
   の膜状のヒータ電極（１０３）を備えてなることを特徴
   とする、接着剤が自己発熱機能を備えた接着部材。