JP2013159114A - ガラスと樹脂の接合方法及びこの方法によって得られる複合体 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ガラスと樹脂とを一体に強固に接合することができる接合方法及びこの方法によって得られるガラスと樹脂との複合体を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るガラスと樹脂の接合方法は、ガラス部材を提供する工程と、加水分解された後のシランカップリング剤からなる活性化溶液を前記ガラス部材の表面に塗布して、前記シランカップリング剤を該ガラス部材の表面と充分に反応させる表面活性化処理工程と、前記ガラス部材における活性化溶液が塗布された表面に、アミノ官能基を含有する接着剤を塗布して、該接着剤を乾燥させる工程と、前記ガラス部材の接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材を射出成形する工程と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係るガラスと樹脂の接合方法は、ガラス部材を提供する工程と、加水分解された後のシランカップリング剤からなる活性化溶液を前記ガラス部材の表面に塗布して、前記シランカップリング剤を該ガラス部材の表面と充分に反応させる表面活性化処理工程と、前記ガラス部材における活性化溶液が塗布された表面に、アミノ官能基を含有する接着剤を塗布して、該接着剤を乾燥させる工程と、前記ガラス部材の接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材を射出成形する工程と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、ガラスと樹脂の接合方法及びこの方法によって得られる複合体に関するものである。
現在、ハウジングは、電子装置の主要な部材として、その品質及び意匠性に注目が集まっている。特に３Ｄガラスは良好な意匠性及び手触りを有するため、近年、多くの３Ｄガラス製のハウジングが電子装置に用いられている。
しかし、前記３Ｄガラス製のハウジングには、後続の組み立てを容易にするために、ボルト或いは係止部品等を設ける必要があり、しかも、ガラスの熱プレス成形過程において、これら組み立て用の部品を直接形成することはできない。従って、今までのガラスと樹脂材料との接合方法としては、通常、ガラス部材と樹脂部材との接合面に、固体の接着部材を被覆する又は液体の接着剤を塗布することにより両者を一体に接合する。しかし、このような方法には接合強度が低いという欠点がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ガラスと樹脂とを一体に強固に接合することができる接合方法及びこの方法によって得られるガラスと樹脂との複合体を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るガラスと樹脂の接合方法は、ガラス部材を提供する工程と、加水分解された後のシランカップリング剤からなる活性化溶液を前記ガラス部材の表面に塗布して、前記シランカップリング剤を該ガラス部材の表面と充分に反応させる表面活性化処理工程と、前記ガラス部材における活性化溶液が塗布された表面に、アミノ官能基を含有する接着剤を塗布して、該接着剤を乾燥させる工程と、前記ガラス部材の接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材を射出成形する工程と、を備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係るガラスと樹脂の複合体は、ガラス部材と、前記ガラス部材の表面に接合される樹脂部材と、を備える。前記ガラス部材と前記樹脂部材との接合面には、接着層と加水分解されたシランカップリング剤層とが介在し、前記シランカップリング剤層は、前記ガラス部材と直接接合され、前記接着層は、前記樹脂部材と直接接合され且つアミノ官能基を含有する接着剤からなる。
従来の技術と異なり、本発明のガラスと樹脂の複合体の接合方法は、先ずシランカップリング剤によってガラス部材の表面を活性化させる。次いで、アミノ官能基を含有する接着剤を該ガラス部材の活性化された後の表面に塗布する。最後に、ガラス部材における前記接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材を射出成形する。これにより、本発明の接合方法はプロセスが簡単であり、且つコストも低い。また、本発明の接合方法によって得られた複合体は、従来の方法によって得られた複合体よりも、ガラスと樹脂との接合強度がさらに高い。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るガラスと樹脂の複合体１００の接合方法は、以下の工程を備える。
（１）ガラス部材１０を提供する。
（２）ガラス部材１０に対して、表面活性化処理を行なう。以下、詳細に説明する。
ガラスの表面活性が低いことから、樹脂部材２０とガラス部材１０とを強固に接着させるために、ガラス部材１０に対して表面活性化処理を行なう必要がある。そのため、先ず、この表面活性化処理で採用する活性化溶液を提供する。ここで使用する活性化溶液とは、シランカップリング剤と水が均一に混合された溶液である。また、シランカップリング剤と水との質量比は、３〜５：９７〜９５であり、シランカップリング剤は水の中で分解する。次いで、加水分解を２５〜４０分間行った後、この加水分解で得られた活性化溶液をガラス部材１０の局所の表面に塗布し、且つ活性化溶液の分量をコントロールして、ガラス部品１０の表面に活性化溶液の薄膜を覆設する。その後、活性化溶液が塗布されたガラス部材１０を８０〜１２０℃のオーブンの中で５〜１０分焼いて乾燥させて、シランカップリング剤をガラス部材１０の表面と充分に反応させることによって、シランカップリング剤層１１を形成する。
ガラスの表面は豊富なＳｉ−ＯＨ基を含み、加水分解されたシランカップリング剤もＳｉ−ＯＨ基を含んでいるため、ガラスのＳｉ−ＯＨ基とシランカップリング剤のＳｉ−ＯＨ基が重縮合してＳｉ−Ｏ−Ｓｉ基を形成する。また、この時、シランカップリング剤の端部の有機チェーンは剥き出しになるので、この有機チェーンの末端基（エポキシ基）の活性を利用して、ガラスの表面活性を強めることができる。
（３）ガラス部材１０の表面に接着剤を塗布する。以下、詳細に説明する。
シランカップリング剤層１１の表面に接着剤を塗布して乾燥させることによって、接着層１３を形成する。前記接着剤にはアミノ官能基が含まれる。また、前記接着剤はポリウレタン及び酢酸エチルを含有することが好ましく、この時、酢酸エチルはシンナーであり、且つポリウレタンと酢酸エチルとの質量比は１０：７である。接着剤の乾燥温度は４０〜６０℃であり、乾燥時間は１０〜２０分である。前記シランカップリング剤のエポキシ基は、前記ポリウレタン中のアミノ基と反応結合することができる。従って、シランカップリング剤層１１は、ガラス部材１０と接着層１３との間で橋渡しの役割を果たして、ガラス部材１０と樹脂部材２０とを強固に結合させることができる。
（４）ガラス部材１０の表面に対して、樹脂部材２０を射出成形する。
具体的には、乾燥した後のガラス部材１０を冷却した後、ガラス部材１０を射出成形金型の中に設置して、ガラス部材１０の接着層１３が形成されたエリアに対して、溶融樹脂を射出する。その後、冷却して樹脂部材２０を成形する。ここで、樹脂部材２０は、係止部品或いはボルト等であることが可能である。接着剤の接着作用によって、樹脂部材２０はガラス部材１０の表面に強固に接合される。
以下、図１を参照して、本発明の実施形態に係るガラスと樹脂の複合体１００について説明する。
ガラスと樹脂の複合体１００は、ガラス部材１０及び該ガラス部材１０の局所の表面に接合される樹脂部材２０を備える。さらに、ガラス部材１０と樹脂部材２０との接合面には、加水分解されたシランカップリング剤層１１と、接着層１３とが順次に積層される。シランカップリング剤層１１はガラス部材１０と直接接合され、接着層１３は樹脂部材２０と直接接合される。また、接着層１３は、アミノ官能基を含有する接着剤である。好ましくは、ポリウレタンを含有する接着剤を採用する。
上記の実施形態によると、本発明のガラスと樹脂の複合体１００の接合方法は、先ずシランカップリング剤によってガラス部材１０の表面を活性化させる。次いで、アミノ官能基を含有する接着剤を該ガラス部材の活性化された表面に塗布する。最後に、ガラス部材１０における前記接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材２０を射出成形させて、ガラス部材１０と樹脂部材２０とを強固に一体に接合させる。このように、本発明のガラスと樹脂の接合方法はそのプロセスが簡単であり、且つコストも低い。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形、又は修正が可能であり、該変形、又は修正も本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
１０ ガラス部材
１１ シランカップリング剤層
１３ 接着層
２０ 樹脂部材
１００ 複合体
１１ シランカップリング剤層
１３ 接着層
２０ 樹脂部材
１００ 複合体
Claims (6)
- ガラス部材を提供する工程と、加水分解されたシランカップリング剤からなる活性化溶液を前記ガラス部材の表面に塗布して、前記シランカップリング剤を該ガラス部材の表面と充分に反応させる表面活性化処理工程と、前記ガラス部材における活性化溶液が塗布された表面に、アミノ官能基を含有する接着剤を塗布して、該接着剤を乾燥させる工程と、前記ガラス部材の接着剤が塗布されているエリアに対して、樹脂部材を射出成形する工程と、を備えることを特徴とするガラスと樹脂の複合体の接合方法。
- 前記活性化溶液は、質量比が３〜５：９７〜９５のシランカップリング剤及び水を含有することを特徴とする請求項１に記載のガラスと樹脂の複合体の接合方法。
- 前記活性化溶液は、シランカップリング剤を２５〜４０分間加水分解させることにより得られ、前記活性化溶液をガラス部材の表面に塗布した後に、活性化溶液が塗布された前記ガラス部材を８０〜１２０℃の温度下で５〜１０分乾燥させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスと樹脂の複合体の接合方法。
- 前記接着剤は、ポリウレタン及び酢酸エチルを含有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のガラスと樹脂の複合体の接合方法。
- 前記接着剤の乾燥温度は４０〜６０℃であり、乾燥時間は１０〜２０分であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のガラスと樹脂の複合体の接合方法。
- ガラス部材と、前記ガラス部材の表面に接合される樹脂部材と、を備えるガラスと樹脂の複合体であって、前記ガラス部材と前記樹脂部材との接合面には、接着層と加水分解されたシランカップリング剤層とが介在し、前記シランカップリング剤層は、前記ガラス部材と直接接合され、前記接着層は、前記樹脂部材と直接接合され且つアミノ官能基を含有する接着剤からなることを特徴とするガラスと樹脂の複合体。
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