JP2002521512A - 可逆性接着結合を形成するための接着剤系 - Google Patents

可逆性接着結合を形成するための接着剤系

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JP2002521512A JP2000561242A JP2000561242A JP2002521512A JP 2002521512 A JP2002521512 A JP 2002521512A JP 2000561242 A JP2000561242 A JP 2000561242A JP 2000561242 A JP2000561242 A JP 2000561242A JP 2002521512 A JP2002521512 A JP 2002521512A
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ベッカー，ペーター
フレーゲル，ハインリッヒ
ヘルマン，ミヒャエル
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バウアー，ユルグ
バウアー，モニカ
クリューゲル，ハルトムート
ネウマン−ロデクリッヒ，ヤンス
シュナイダー，ユルゲン
ヒルサンメル，ミヒャエル
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ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト
フラウンホッファー−ゲゼルシャフト・ツァー・フォデラング・デル・アンゲワンテン・フォーヒング・エー．ファウ．
ヘンケル・テロゾン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポリウレタンおよび／またはポリ尿素および／またはエポキシ樹脂をベースとする少なくとも１種のポリマー性接着剤成分と、少なくとも１種の追加成分とを含む、可逆性接着結合を形成するための接着剤系に関する。本発明によれば、少なくとも１つの追加成分が少なくとも１つの官能基を含み、それがエネルギー付加によって活性化して、接着剤成分と化学反応を起こし、接着剤成分の少なくとも部分的な分解を伴うことが実現される。本発明はさらに、本発明の接着剤系を使用して物体を可逆的に結合し、これらの物体間の接着結合を抑制的に分離する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ポリウレタンおよび／またはポリ尿素および／またはエポキシ樹脂
をベースとする少なくとも１種のポリマー性接着剤成分と、少なくとも１種の追
加成分とを含む、可逆性接着結合を形成するための接着剤系に関する。本発明は
さらに、物体の可逆的結合、および得られた接着結合の抑制的な分離の方法に関
する。
【０００２】 現在、様々な技術分野で物体が互いに結合されている。特に、従来は一般的で
あった溶接結合は接着結合に取って代わられている。このために、高強度で抵抗
力の強い接着結合が必要とされている。自動車製造の場合が特にそうである。こ
の構造方式では、修理またはリサイクルの際に自動車の個々の結合部品を分離す
るのが難しく、例えばハンマーとたがねにより、あるいは鋸引きまたは火炎切断
によるなど、分離には多くの時間を費やし力も必要とする、という欠点がある。
【０００３】 この一般的なタイプの接着剤系は、例えば米国特許４５ ９９ ２７３によって
知られている。同明細書は、光に不安定な保護基の形の追加成分によってその表
面活性作用がブロックされた表面活性物質に関するものである。放射線に曝すこ
とによって保護基がはずれ、表面活性作用が回復する。この種の表面活性物質に
は、可逆的に塗布可能なコーティングも含まれている。しかし、それによって高
強度の接着結合を得ることはできない。
【０００４】 ドイツ実用新案９２ １６ ２７８ Ｕ１は、自動車の構造部品を互いに可逆的
に結合できる感圧コンタクト接着剤が開示されている。これによっても高強度の
接着結合を得ることはできない。
【０００５】 したがって本発明の課題は、上記の種類の接着剤系であって、高強度の接着結
合を得ることができ、しかも簡単な方法で互いに結合した物体の抑制的な機械的
分離を行えるものを提供することである。
【０００６】 その解決方法は、少なくとも１つの追加成分が少なくとも１つの官能基を含み
、それがエネルギー付加によって活性化して、接着剤成分と化学反応を起こし、
接着剤成分の少なくとも部分的な分解を伴うことにある。
【０００７】 本発明の方法は、以下の工程段階を特徴とする。 −本発明の接着剤系を使用して接着結合を作る。 −エネルギー付加により接着結合を不活性化する。 −物体を互いに分離する。
【０００８】 したがって本発明の接着剤系、および本発明の方法は、エネルギーの供給によ
って抑制的に弱めることができ、したがって再度分離することのできる、ポリウ
レタン、ポリ尿素および／またはエポキシ樹脂をベースとする、原理的に既知の
高性能接着剤により高強度の接着結合を可能にする。その際に、接着剤のベース
・ポリマーの、すなわち接着剤成分の分子量および／または架橋密度が強く変化
する。そのため、接着剤の機械的強度が失われる。したがって、互いに結合した
物体がいつでも簡単な方法で容易に機械的に分離できる。これは、時間およびコ
スト上大きな節約となる。
【０００９】 有用な改良形態は、従属請求項から明らかである。追加成分は、本発明の接着
剤系に添加物として容易に混合することができる。
【００１０】 追加成分は、熱エネルギー、例えば熱伝導、対流または赤外線の導入によって
、あるいは適当な波長の放射線エネルギー、特にマイクロ波の導入によって活性
化可能なものとすることができる。
【００１１】 また、さらに活性化しなくても自然に接着剤成分と反応する追加成分を使用す
ることもできる。この場合は、追加成分をブロックする、すなわちその反応性を
低下させるべきである。これは、保護基の付加、カプセル化もしくはマイクロカ
プセル化、あるいは無機錯化剤による錯体化によって実施することができる。こ
のブロッキングは、やはり熱エネルギー、例えば熱伝導、対流の導入によって、
および／または放射線エネルギー、特にマイクロ波または赤外線の導入によって
活性化可能であることが好ましい。
【００１２】 適切な追加成分は、例えば有機アミンまたは有機酸である。有機塩基は、対応
するポリマーのポリマー骨格中のエポキシ骨格またはウレタンもしくは尿素結合
の塩基で触媒作用が引き起こされて分解を生じる。エポキシ骨格は有機酸によっ
ても分解されうる。
【００１３】 有機アミンおよび有機酸は、保護基を備えるか、あるいはカプセルまたはマイ
クロカプセル、特にアミノ樹脂製のものに封入することにより、その反応性がブ
ロックされる。アミンはまた、金属ハライド錯体、好ましくは臭化リチウムまた
は塩化ナトリウムとの金属ハライド錯体として錯体化することもできる。これら
の不活性化方法は、例えば有機合成化学でまたは貯留作用物質において原理的に
知られている。
【００１４】 本発明の他の好ましい実施形態は、接着剤成分を化学的に変性することにある
。化学的変性とは、１つまたは複数の構造成分を接着剤成分に化学的に結合させ
る、好ましくは共重合させることである。この構造成分としては、追加成分と反
応して分解されるものを選択する。それによって接着剤成分も弱まりまたは完全
に破壊される。
【００１５】 好ましい構造成分は、トリアジン誘導体である。トリアジンを接着剤成分に共
重合することにより結合させると、ポリマー骨格中にシアヌレート残基が生じる
。トリアジン環は、アミンと反応するとアミノ分解によってシアヌレート残基の
破壊を引き起こす。それによって接着剤成分も破壊される。
【００１６】 本発明の接着剤系は、金属、プラスチック、ガラス、または織物製の物体を、
それぞれそれ自身でまたは互いに結合させるのに使用することができる。これは
、特に自動車製造で使用される流れ作業用接着剤の製造に特に適している。
【００１７】 以下、本発明を実施例によって詳しく説明する。
【００１８】 Ｉ．実施例１（比較例） 寸法１４０ｃｍ×１０ｃｍ×３ｃｍのＳ２試験棒（ＤＩＮ５３４５５）を作成
した。これはジフェニルメタンジイソシアナートとポリエーテルポリオールをベ
ースとする水分硬化性ＰＵＲ接着剤から注型し、１０日間硬化させた。２３℃、
相対湿度５０％で引張り強さを試験した。引張り強さは８ＭＰａであった。
【００１９】 ＩＩ．実施例２ Ｉと同様に実施し、その際ポリウレタン接着剤に注型前に３重量％の臭化リチ
ウム／トリアミノエチルアミン錯体を加えた。こうして作製した試験棒の引張り
強さは８ＭＰａであった。
【００２０】 ＩＩＩ．実施例３ Ｉと同様に実施し、その際ポリウレタン接着剤に注型前に４重量％のアミノ樹
脂でカプセル化したオクチルアミンを加えた。こうして作製した試験棒の引張り
強さは７ＭＰａであった。
【００２１】 ＩＶ．実施例４ Ｉと同様に実施し、その際ポリウレタン接着剤に注型前に３重量％の塩化ナト
リウム／４，４’−ジアミノフェニルメタン錯体を加えた。こうして作製した試
験棒の引張り強さは７ＭＰａであった。
【００２２】 Ｖ．接着結合の不活性化 実施例１、３、４に従って調製した試験棒を１７５℃で３０分間加熱した。そ
の後、これらの試験棒は下記の引張り強さを示した。 実施例１（比較例）： ０．５２ＭＰａ 実施例３： １．０２ＭＰａ 実施例４： ０．４２ＭＰａ
【００２３】 ＶＩ．実施例５（比較例） Ｉと同様に実施し、その際２２重量％のポリエーテルポリオールを２，４，６
−トリス−（ω−ヒドロキシポリアルコキシ）−１，３，５−トリアジンに置き
換えてジフェニルメタンジイソシアナートと反応させたプレポリマーを使用した
。直接硬化したポリマー（接着剤として処方していない）の引張り強さは１．１
ＭＰａであった。
【００２４】 ＶＩＩ．実施例６ ＶＩと同様に実施し、その際ポリウレタン接着剤に注型前に４重量％の塩化ナ
トリウム／４，４’−ジアミノフェニルメタン錯体を加えた。こうして作製した
試験棒の引張り強さは１．２ＭＰａであった。
【００２５】 ＶＩＩＩ．接着結合の不活性化 実施例５、６に従って調製した試験棒を１７５℃で３０分間加熱した。その後
、これらの試験棒は下記の引張り強さを示した。 実施例５（比較例）： １．２ＭＰａ 実施例６： ０．２ＭＰａ
【００２６】 ＩＸ．実施例７ アニリン１０ｇに溶かしたトリス−（４−アミノフェノキシ）−１，３，５−
トリアジン２ｇをビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル４４ｇと９０℃で均
質に混合し、試験片を作製するためその混合物をＩに記載したように注型した。
９０℃で１８時間硬化させた。動的機械的分析により、得られた材料のガラス転
移温度はＴｇ＝９９℃であることがわかった。１２０℃に加熱すると、機械的強
度のない粘着性の塊が形成された。
【００２７】 Ｘ．実施例８ ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル１５０ｇとトリス−（４−アミノフ
ェノキシ）−１，３，５−トリアジン１５ｇの反応生成物１３．５ｇを、ＩＸと
同様の形で型に入れ、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチロキシカルボニルアミノオクタン３ｇ
を加えながら、トリメチル−１，６−ジアミノヘキサン２．７ｇと混合し、４０
℃で２０時間硬化させた。動的機械的分析により、Ｔｇ＝８０℃のガラス転移温
度が得られた。２００℃の温度で少なくとも３０分間加熱した後、ガラス転移温
度の急速な上昇が見られた。この材料は強く脆化し、ＤＭＡ測定装置において僅
かな応力で破壊された。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年５月１６日（２０００．５．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】 Ｖ．接着結合の不活性化 実施例２、３、４に従って調製した試験棒を１７５℃で３０分間加熱した。そ
の後、これらの試験棒は下記の引張り強さを示した。実施例２ ： ０．５２ＭＰａ 実施例３： １．０２ＭＰａ 実施例４： ０．４２ＭＰａ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｊ 175/04 Ｃ０９Ｊ 175/04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 ヘンケル・テロゾン・ゲゼルシャフト・ミ ット・ベシュレンクテル・ハフツング ドイツ連邦共和国 ディー−69123 ハイ デルベルグ，ハンス−ブンテ−シュトラー セ ４ (72)発明者 ベッカー，ペーター ドイツ連邦共和国 ディー−71120 グラ フェナウ，ハンベルグヴェグ 18 (72)発明者 フレーゲル，ハインリッヒ ドイツ連邦共和国 ディー−71134 エイ ドリンゲン，ハウフシュトラッセ 12 (72)発明者 ヘルマン，ミヒャエル ドイツ連邦共和国 ディー−75242 ネウ ハウゼン，ジルヒェルシュトラーセ 12 (72)発明者 クルツマン，ペーター ドイツ連邦共和国 ディー−71116 ガル トリンゲン，グラベンシュトラーセ ６ア ー (72)発明者 バウアー，ユルグ ドイツ連邦共和国 ディー−15754 セン ツィグ，ヴェンデンシュトラーセ 40 (72)発明者 バウアー，モニカ ドイツ連邦共和国 ディー−15754 セン ツィグ，ヴェンデンシュトラーセ 40 (72)発明者 クリューゲル，ハルトムート ドイツ連邦共和国 ディー−12489 ベル リン，フリードランデルシュトラーセ 12 ベー (72)発明者 ネウマン−ロデクリッヒ，ヤンス ドイツ連邦共和国 ディー−12069 ベル リン，ゼンブリツキシュトラーセ 42 (72)発明者 シュナイダー，ユルゲン ドイツ連邦共和国 ディー−14513 テル トウ，レイブニツシュトラーセ 10 (72)発明者 ヒルサンメル，ミヒャエル ドイツ連邦共和国 ディー−69251 ガイ ルベルグ，シェッフェルヴェグ １ Ｆターム(参考） 4F211 AD03 AD04 AD05 AD16 AD32 AG03 AK03 AK04 TA03 TN45 TN46 TN47 4J040 EB092 EC001 EF001 GA17 HA09 HB35 HC01 HC25 JA11 KA10 MA02 MA05 MA10 MB02 NA16 PA30 PA32

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリウレタンおよび／またはポリ尿素および／またはエポキ
    シ樹脂をベースとする少なくとも１種のポリマー性接着剤成分と、少なくとも１
    種の追加成分とを含む、可逆性接着結合を形成するための接着剤系であって、 前記少なくとも１種の追加成分が少なくとも１種の官能基を含み、それがエネ
    ルギー付加によって活性化して、前記接着剤成分と、該接着剤成分の少なくとも
    一部の分解を伴って化学反応を起こすことを特徴とする接着剤系。
  2. 【請求項２】 追加成分が接着剤成分と混合されることを特徴とする、請求
    項１に記載の接着剤系。
  3. 【請求項３】 追加成分が熱エネルギーおよび／または放射線エネルギーに
    よって活性化可能であることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の
    接着剤系。
  4. 【請求項４】 追加成分が、少なくとも１つの保護基によっておよび／また
    はカプセル化によっておよび／または無機構造中に封入することによってその反
    応性がブロックされ、このブロッキングがエネルギーの導入によって解除可能で
    あることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の接着剤系。
  5. 【請求項５】 ブロッキングが熱エネルギーおよび／または放射線エネルギ
    ーによって解除可能であることを特徴とする、請求項４に記載の接着剤系。
  6. 【請求項６】 追加成分として１種または複数の有機アミンを含むことを特
    徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の接着剤系。
  7. 【請求項７】 接着剤系がエポキシ樹脂をベースとする接着剤成分を含み、
    追加成分として１種または複数の有機酸を含むことを特徴とする、請求項１から
    ５のいずれか一項に記載の接着剤系。
  8. 【請求項８】 アミンおよび／または酸が、カプセルまたはマイクロカプセ
    ルであって、好ましくはアミノ樹脂製のものに封入されることを特徴とする、請
    求項６または７に記載の接着剤系。
  9. 【請求項９】 アミンが、金属ハライド錯体、特に臭化リチウムおよび／ま
    たは塩化ナトリウムとの金属ハライド錯体に結合されていることを特徴とする、
    請求項６または７に記載の接着剤系。
  10. 【請求項１０】 接着剤成分が、該接着剤成分に化学的に結合した少なくと
    も１つの構造成分によって変性され、該構造成分が、追加成分の活性化により接
    着剤成分の少なくとも一部の分解を伴って構造成分と化学反応を起こすように選
    択されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の接着剤系。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの構造成分が接着剤成分に共重合されるこ
    とにより混合されることを特徴とする、請求項１０に記載の接着剤系。
  12. 【請求項１２】 少なくとも１つの構造成分が少なくとも１つのトリアジン
    誘導体であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の接着剤系。
  13. 【請求項１３】 物体を可逆的に結合し、且つこれらの物体間の接着結合を
    抑制的に分離する方法であって、 請求項１から１３のいずれか一項に記載の接着剤系を使用して、接着結合を形
    成する工程段階と、 エネルギーの導入により接着結合を不活性化する工程段階と、 物体を互いに分離する工程段階とを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 エネルギーの導入が、熱供給によって、特に熱伝導または
    対流、および／または電磁放射線、特に赤外線またはマイクロ波によって行われ
    ることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 金属、プラスチック、ガラスまたは織物製の物体が、それ
    ぞれそれ自体でまたは互いに結合されることを特徴とする、請求項１３または１
    ４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 自動車における構造部品の結合に請求項１から１２のいず
    れか一項に記載の接着剤系または請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方
    法を使用すること。
  17. 【請求項１７】 流れ作業用接着剤の製造に請求項１から１２のいずれか一
    項に記載の接着剤系を使用すること。
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