JP7053223B2 - 積層体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は積層体の製造方法に関する。
従来、プラスチックと接着剤との接着性を高めるために、プラスチックをプラズマ処理などの乾式処理によって表面処理し、プラスチックの表面を親水化させることが知られている(例えば非特許文献1)。
また、乾式処理後のプラスチックにおいては、接着性の低下を防ぐため、一般的に、乾式処理後の表面を洗浄しない、又は、上記表面に接触しないとされている。
「接着の技術」、vol.36 No.3 (2016) 通巻124号 〔24〕~〔28〕 平成28年12月末日発行、発行所 一般社団法人 日本接着学会
このようななか、本発明者らは非特許文献1を参考にして、プラズマ処理されたポリオレフィンと接着剤との積層体を評価したところ、このような積層体は接着性が低い場合があることが明らかとなった。
そこで、本発明は接着性に優れる積層体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、乾式処理されたプラスチックの表面を水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭くことによって、所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
1. プラスチックの表面Aを乾式処理して、乾式処理された表面Bを有する乾式処理プラスチックを得る工程1と、
上記表面Bを、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭き、上記洗浄用具で拭かれた表面Cを有する洗浄プラスチックを得る工程2と、
上記表面Cに、接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を付与し、積層体を得る工程3とを有する、積層体の製造方法。
2. 上記プラスチックが、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1に記載の積層体の製造方法。
3. 上記乾式処理が、プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理、イトロ処理、紫外線(UV)処理及びエキシマ処理からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1又は2に記載の積層体の製造方法。
4. 上記工程2において、上記表面Bに対して25~0.25kPaの力を掛けて、上記洗浄用具で上記表面Bを拭く、上記1~3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
5. 上記洗浄用具が、水を含む、上記1~4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
6. 上記表面Cに接着剤を付与する、上記1~5のいずれかに記載の積層体の製造方法。
7. 上記表面Bのぬれ張力が、39mN/m以上である、上記1~6のいずれかに記載の積層体の製造方法。
8. 上記表面Cのぬれ張力が、34~65mN/mである、上記1~7のいずれかに記載の積層体の製造方法。
9. 上記表面Bのぬれ張力から上記表面Cのぬれ張力への下がり幅が、5~20mN/mである、上記1~8のいずれかに記載の積層体の製造方法。
10. 上記表面Bのぬれ張力が、65mN/mを超える、上記1~9のいずれかに記載の積層体の製造方法。
11. 上記表面Cのぬれ張力が、45mN/mを超え65mN/m以下である、上記10に記載の積層体の製造方法。
本発明の積層体の製造方法によれば、接着性に優れる積層体を製造できる。
図1は、実施例1で使用された各プラスチックの表面のXPS分析の結果を表すグラフである。
本発明について以下詳細に説明する。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、使用される各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
また、本明細書において、使用される各成分はその製造方法について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
[積層体の製造方法]
本発明の積層体の製造方法(本発明の製造方法)は、
プラスチックの表面Aを乾式処理して、乾式処理された表面Bを有する乾式処理プラスチックを得る工程1と、
上記表面Bを、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭き、上記洗浄用具で拭かれた表面Cを有する洗浄プラスチックを得る工程2と、
上記表面Cに、接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を付与し、積層体を得る工程3とを有する、積層体の製造方法である。
本発明の組成物はこのような構成をとるため、所望の効果が得られるものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
一般的に、プラスチックにプラズマ処理のような乾式処理をすると、上記プラスチックの表面において、例えば酸素原子等を有する親水性基が発生する。また、上記の親水性基の発生とともに、プラスチックを構成するポリマーの鎖が切断される場合がある。
親水性を多く発生させるためプラスチックに上記乾式処理が過剰に施されると、プラスチックの表面のポリマーの切断も多くなり、その結果、プラスチックの最表面のポリマーが短く切断され、分子鎖が短いポリマー(短ポリマー)が発生する。上記短ポリマーが多く発生すると短ポリマーの層(短ポリマー層)がプラスチックの最表面の少なくとも一部を覆うと考えられる。短ポリマー層は極薄い層と考えられる。
このようにプラスチックに乾式処理が(過剰に)施されると、上記プラスチックは、最表面における上記短ポリマー層と、上記短ポリマー層の下に、親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーの層(適正処理部)とを有すると考えられる。
ここで、上記短ポリマーは乾式処理による親水性基を有するため(上記短ポリマーは上記親水性基を比較的多く有する場合がある。)、乾式処理されたプラスチックに接着剤等を付与すれば、プラスチックと接着剤等とは接着しやすいと考えられる。
しかし、乾式処理されたプラスチックと接着剤等との接着性は低い場合があることが明らかとなった(本明細書の比較例1参照)。
これは、表面に上記短ポリマーを有するプラスチックに接着剤等を付与して積層体を形成すると、上記積層体において、上記接着剤等は、上記短ポリマーと反応できるものの、上記短ポリマー層の下にある、親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーの層(本質的に基材となり得る層)とは反応しにくいと考えられる。
このように、上記接着剤等は親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーの層と反応しにくく、短ポリマーは切断前のポリマーと比較してポリマーの絡みが少ないため、上記接着剤等は上記親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーの層と短ポリマー層の境界から剥離しやすいのではないかと本発明者らは推測する。
これに対して、本発明の製造方法では、工程2において、乾式処理プラスチックの表面Bを、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭くことによって、短ポリマーを表面Bから除去できると考えらえる。
これは、短ポリマーが水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種に溶解し、及び、表面Bを上記洗浄用具で拭くことによって表面Bに物理的な力が加わり、短ポリマーが表面Bから拭取られるためと考えられる。
そして、上記洗浄用具で拭かれた後の洗浄プラスチックの表面Cには、親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーが存在すると考えられる。
上記のように表面Cに親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーがあり、接着剤等が表面Cと直接反応できることによって、本発明の製造方法で製造される積層体は接着性に優れると考えられる。
以下、本発明の組成物に含有される各成分について詳述する。
<<工程1>>
工程1は、プラスチックの表面Aを乾式処理して、乾式処理された表面Bを有する乾式処理プラスチックを得る工程である。
<プラスチック>
工程1において使用されるプラスチックは特に制限されない。
プラスチックとしては、例えば、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂が挙げられる。
なかでも、ポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンは特に制限されない。例えば、ポリエチレン;ポリプロピレン;エチレンプロピレン共重合体;ノルボルネン類を開環重合し、水素添加して得られる重合体のようなシクロオレフィンポリマー(COP);テトラシクロドデセンとエチレン等のオレフィンとの共重合体のようなシクロオレフィンコポリマー(COC)が挙げられる。
プラスチックは、例えば、難接着性樹脂であってもよい。
上記プラスチックは、更に、添加剤を含有することができる。添加剤は、樹脂に配合できるものであれば特に制限されない。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、白色充填剤(例えば、タルク)のような充填剤が挙げられる。
<乾式処理>
工程1において上記プラスチックの表面Aに施される乾式処理は特に制限されない。例えば、プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理、イトロ処理、紫外線(UV)処理及びエキシマ処理が挙げられる。
なかでも、プラズマ処理が好ましい態様の1つとして挙げられる。プラズマ処理は特に制限されない。
乾式処理に使用される原料ガスとしては、例えば、酸素、窒素、空気が挙げられる。原料ガスは乾燥されていてもよい。
乾式処理によって、プラスチックに親水性基を付与することができる。親水性基としては、例えば、ヒドロキシ基、アルデヒド基、カルボキシ基、カルボニル基、エーテル結合のような酸素原子含有基;アミノ基、イミノ基のような窒素原子含有基が挙げられる。
上記プラスチックの片面又は両面を乾式処理してもよい。
<乾式処理プラスチック>
工程1において、乾式処理後、乾式処理プラスチックが得られる。乾式処理プラスチックは、乾式処理された表面Bを有する。
・表面Bのぬれ張力
表面Bのぬれ張力は、通常、34mN/m以上であればよく、39mN/m以上とできる。表面Bのぬれ張力の上限は特に制限されないが、73mN/m以下であってもよい。
ただし、上記乾式処理の程度等によって、上記表面Bは、適性処理を越えた過剰処理領域となることがある。ぬれ張力が大きいほど、乾式処理によるプラスチック表面の損傷(例えば、上記の短ポリマーの発生)が大きくなると考えられる。
本発明において、表面Bのぬれ張力が65mN/mを超える場合、表面Bが過剰処理の状態である(過剰処理領域に該当する)ものとする。
本発明において、基材(の表面A、B又はC)のぬれ張力は、JIS K6768:1999「プラスチック-フィルム及びシート-ぬれ張力試験方法」に準じて室温条件下で測定された。試験用混合液としてぬれ張力試験用混合液(和光純薬製)が使用された。
なお、上記測定方法によって測定可能なぬれ張力の上限は73.0mN/mである。
このため、本発明において、ぬれ張力の測定値が73mN/mであった場合、そのぬれ張力は73mN/m以上であることを意味する。
<<工程2>>
工程2は、上記表面Bを、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭き、上記洗浄用具で拭かれた表面Cを有する洗浄プラスチックを得る工程である。
<洗浄用具>
工程2において、乾式処理プラスチックの表面Bを拭くために、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具が使用される。
なお、本発明において、「水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具」を以下単に「洗浄用具」と称する場合がある。「水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種」を以下単に「水等」と称する場合がある。また、上記水等を含ませるために使用される基剤を「洗浄基材」と称する。
上記洗浄用具は、接着性により優れるという観点から、水を含むことが好ましく、水のみを含むことがより好ましい。
また、本発明において、上記洗浄用具を、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種のみを含んだ洗浄用具とすることができる。
上記洗浄用具において、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の含有量は、上記洗浄用具全体に対して、10~95質量%が好ましく、80~95質量%がより好ましい。
(洗浄基材)
水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含ませるために使用される洗浄基材は特に制限されない。
上記洗浄基材としては、例えば、布、紙、スポンジが挙げられる。
上記洗浄基材の材質としては、例えば、セルロース、ポリアミド、ポリエステル、メラミンが挙げられる。
上記布の形態としては、例えば、不織布、織布が挙げられる。
洗浄基材から、ローラー、刷毛を除くことが好ましい態様として挙げられる。
(水)
上記洗浄用具が含むことができる水は特に制限されない。例えば蒸留水が挙げられる。
(極性溶剤)
上記洗浄用具が含むことができる極性溶剤は特に制限されない。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールのようなアルコール;アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン;酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルのようなエーテル化合物;ジメチルスルホキシド;ジメチルホルムアミドが挙げられる。
なかでも、接着性により優れるという観点から、アルコール、ケトンが好ましく、メタノール、アセトンがより好ましい。
水と極性溶剤とを併用する場合、水に対する極性溶剤の質量比(極性溶剤/水)は、接着性により優れるという観点から、0.1~99質量%が好ましく、0.1~50質量%がより好ましい。
(洗浄用具の調製方法)
上記洗浄用具の調製方法としては、例えば、上記洗浄基材を上記水等に浸漬させ、上記水等を含んだ洗浄用具を上記水等から引き上げ、引き上げられた洗浄用具を絞ることによって、上記洗浄用具を調製できる。
上記洗浄用具は、上記洗浄基材に上記拭取用組成物が浸み込んだ状態であればよい。
<拭く>
上記洗浄用具で表面Bを拭く際、上記洗浄用具は、例えば、広げた状態若しくは折った状態で、又は、1つ若しくは複数の洗浄用具を重ねた状態で、使用することができる。
また、表面Bの上で上記洗浄用具を、例えば、往復させてもよいが、1回拭くのが好ましい。
工程2において、表面Bに対して(例えば垂直方向に)、25~0.25kPaの力(圧力)を掛けて、上記洗浄用具で表面Bを拭くことが好ましい。上記力は、13.5~1.0kPaがより好ましい。
(力の測定方法)
上記力は、電子天秤(商品名BX 4200H、島津製作所社製)上に乾式処理プラスチックを乗せて、ゼロ点調整し、洗浄用具で乾式処理プラスチックの表面を拭き、その際、乾式処理プラスチックにかかった荷重を測定した。なお、1kgfを9.8Nとする。
1回拭いたときの荷重、又は、複数回拭いた若しくは往復させた場合は上記測定の平均値を、乾式処理プラスチックに接触した洗浄用具の面積で割り、上記力を算出した。
(洗浄プラスチック)
工程2において、上記洗浄用具で拭かれた表面Cを有する洗浄プラスチックを得ることができる。
上記洗浄用具で拭かれた後、表面Cに残った、水等を乾燥させてもよい。乾燥方法は特に制限されない。例えば、自然乾燥が挙げられる。
(表面Cのぬれ張力)
上記表面Cのぬれ張力は、34~65mN/mが好ましい。
上記表面Cのぬれ張力は、上記表面Bのぬれ張力よりも小さいことが好ましい。
・表面Bのぬれ張力が65mN/mを超える場合の表面Cのぬれ張力
上記表面Bのぬれ張力が65mN/mを超える場合、上記表面Cのぬれ張力は65mN/m以下であることが好ましく、45mN/mを超え65mN/m以下がより好ましく、50~65mN/mがさらに好ましく、60~65mN/mが特に好ましい。
・表面Bのぬれ張力が65mN/m以下の場合の表面Cのぬれ張力
上記表面Bのぬれ張力が65mN/m以下である場合、上記表面Cのぬれ張力は34mN/m以上65mN/m未満であればよく、34mN/m以上60mN/m以下が好ましい。
・表面Bのぬれ張力から表面Cのぬれ張力への下がり幅
表面Bのぬれ張力から表面Cのぬれ張力への下がり幅が、5~20mN/mの範囲であることが好ましい。表面Bのぬれ張力が65mN/mを超える場合も同様である。
なお、表面Bのぬれ張力から表面Cのぬれ張力への下がり幅は、表面Bのぬれ張力から表面Cのぬれ張力への差(表面Bのぬれ張力-表面Cのぬれ張力)を意味する。
また、本発明において、Bのぬれ張力の測定結果が73mN/mであった場合、これは上記のとおり73mN/m以上であることを意味する。しかし、上記下がり幅の算出の際には、上記表面Bのぬれ張力を一律に73mN/mとした。表面Cについても同様である。
<<工程3>>
工程3は、上記洗浄プラスチックの表面Cに、接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を付与し、積層体を得る工程である。
上記表面Cに接着剤を付与することが好ましい態様の1つとして挙げられる。
(接着剤)
工程3において使用されうる接着剤は特に制限されない。例えば、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、変性シリコーン系接着剤が挙げられる。
なかでも、ウレタン系接着剤が好ましい態様の1つとして挙げられる。
ウレタン系接着剤は特に制限されない。例えば、ポリイソシアネート化合物(例えばウレタンプレポリマー)とポリオールとを有するウレタン系接着剤が挙げられる。
(ポリイソシアネート化合物)
上記ウレタン系接着剤に含有されるポリイソシアネート化合物は、分子内にイソシアネート基を2個以上有するものであれば特に限定されない。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI。例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI。例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート)、1,4-フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートのような芳香族ポリイソシアネート化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)のような、脂肪族及び/又は脂環式のポリイソシアネート;これらのカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;ウレタンプレポリマーが挙げられる。
(ポリオール)
上記ウレタン系接着剤に含有されるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール;ポリエステルポリオール;アクリルポリオール、ポリブタジエンジオール、水素添加されたポリブタジエンポリオールなどの炭素-炭素結合を主鎖骨格に有するポリマーポリオール;低分子多価アルコール類;これらの混合ポリオールが挙げられる。なかでも、ポリエーテルポリオールが好ましい態様の1つとして挙げられる。
・ウレタンプレポリマー
上記ポリイソシアネート化合物としての上記ウレタンプレポリマーは、1分子内に複数のイソシアネート基を有するポリマーである。ウレタンプレポリマーは、イソシアネート基を分子末端に有するのが好ましい。ウレタンプレポリマーとしては、従来公知のものを用いることができる。例えば、上記ポリイソシアネート化合物(ウレタンプレポリマー以外の化合物)とポリオール(例えば、上記ウレタン系接着剤に含有されるポリオール)とを、ポリオールが有するヒドロキシ基に対してイソシアネート基が過剰となるように反応させることにより得られる反応生成物等を用いることができる。
ウレタンプレポリマーは、接着性により優れ、硬化性に優れるという観点から、ポリエーテルポリオールと芳香族ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマーが好ましい。
(プライマー)
工程3において使用されうるプライマーは特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。具体的には、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂を含有する組成物が挙げられる。プライマーは、接着剤及び/又は基材(プラスチック)に応じて選択できる。
(積層体)
工程3において、表面Cに、接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を付与し、積層体を得ることができる。
上記付与の方法は特に制限されない。例えば、従来公知の塗布の方法が挙げられる。
また、上記付与後、室温又は加熱条件下において、接着剤を硬化させる又はプライマーを乾燥させることができる。温度条件は、使用される接着剤又はプライマーによって適宜決定できる。
上記積層体は、上記洗浄プラスチックと、接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種で形成される層とを有する。
また、上記積層体は、少なくとも接着剤を含む層の上に、更に、別の基材を有することができる。
上記別の基材としては、例えば、ガラス、ゴム、プラスチック及び金属が挙げられる。
上記別の基材が乾式処理がなされたプラスチックである場合、別の基材としての乾式処理がなされたプラスチックに、接着性により優れるという観点から、上記工程2の処理を施すことが好ましい。
上記少なくとも接着剤を含む層としては、例えば、接着剤だけの1層;接着剤及びプライマーの2層を有する層;プライマー、接着剤及びプライマーの3層を有する層が挙げられる。
更に別の基材を有する積層体としては、例えば、2つの上記洗浄プラスチック(以下これを「2つのプラスチック」と称する場合がある。)の間に、上記少なくとも接着剤を含む層を有する積層体が挙げられる。
上記2つのプラスチックの間に、上記少なくとも接着剤を含む層を有する積層体の製造方法としては、例えば、上記工程1及び上記工程2にしたがって、上記2つのプラスチックをそれぞれ作成し(上記2つのプラスチックは同一でも異なってもよい。)、上記工程3に従って、上記2つのプラスチックの少なくとも一方に少なくとも接着剤を付与する。次に、上記工程3の後、更に、工程4において、上記接着剤を付与した洗浄プラスチックと残りの洗浄プラスチックとを貼り合せることによって、上記2つのプラスチックの間に、上記少なくとも接着剤を含む層を有する積層体を製造することができる。
上記貼り合せのあとに、室温又は加熱条件下において、接着剤を硬化させることができる。
本発明の製造方法は、例えば、自動車部品の組み立てなどに適用することができる。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれらに限定されない。
[実施例1~7、比較例1~5]
<工程1>
各実施例用に、基材(プラスチック)として、ガラス繊維入り複合ポリプロピレン(商品名R-200G、プライムポリマー社製。縦12cm、横、2.5cm、厚さ3mm)を6枚用意した。
上記基材に対して、プラズマ処理装置として、商品名FG3001(放射ノズル RD1004、プラズマトリート社製)を用いて、以下のプラズマ処理条件で、それぞれプラズマ処理を行い、プラズマ処理プラスチックを得た。
(プラズマ処理条件)
プラズマ処理条件は、以下のとおりである。
・上記基材と放射ノズルとの距離:5mm
・処理速度:80mm/秒
・パス回数:1パス
・装置出力:21万kHz
・原料ガス:ドライエア
(プラズマ処理プラスチックの表面Bのぬれ張力)
プラズマ処理プラスチックの表面Bのぬれ張力を、JIS K6768:1999「プラスチック-フィルム及びシート-ぬれ張力試験方法」に準じて室温条件下で測定した。試験用混合液としてぬれ張力試験用混合液(和光純薬製)を用いた。
各プラズマ処理プラスチックのぬれ張力が、65mN/mを超えることを確認した。
なお、第1表において、表面Bのぬれ張力「73mN/m」は、表面Bのぬれ張力が73mN/m以上であることを意味する。
<工程2>
(洗浄用具の調製)
洗浄基材として、商品名ベンコット(旭化成社製。キュプラ連続長繊維不織布。1枚当たりの重さ0.6g)を用いた。
上記洗浄基材に、第1表に示す溶剤を含ませて、各洗浄用具を調製した。比較例1、5は溶剤は使用されていない。なお、第1表の「洗浄用具に含まれる溶剤」欄に記載された、蒸留水以外の有機溶剤は、すべて市販品である。
上記各洗浄用具の重さは、1枚当たり4.5~3.0gであった。
(洗浄用具を用いた処理)
上記のプラズマ処理プラスチックの表面Bを、上記表面に対して7.5kPaの力を掛けながら、上記のとおり調製した各洗浄用具1枚で、片道で1回拭いて、洗浄プラスチックを得た。
なお、比較例1、2において、プラズマ処理された基材は洗浄用具で拭かれていない。
比較例2では、プラズマ処理された基材を、洗浄用具で拭く代わりに、蒸留水に浸漬し、上記浸漬後、蒸留水から取出し、空気乾燥した。
(表面Cのぬれ張力)
上記のとおり得られた各洗浄プラスチックの表面Cのぬれ張力を、上記と同様の方法で測定した。結果(6枚の洗浄プラスチックのぬれ張力の平均値)を第1表に示す。
なお、第1表において、表面Cのぬれ張力「73mN/m」は、表面Cのぬれ張力が73mN/m以上であることを意味する。
<工程3>
(接着剤)
接着剤として、ウレタン系接着剤(ウレタンプレポリマーを含む主剤:WS-242、ポリオール系の硬化剤:AN-1。いずれも横浜ゴム社製。)を用いた。上記主剤:上記硬化剤(質量比)を10:1で使用し、これらを混合して接着剤とした。
(積層体)
各実施例に上記6枚の洗浄プラスチックを2枚一組で使用し、3個の積層体を製造した。
各積層体に使用される2枚の洗浄プラスチックのうち、1枚の洗浄プラスチックの表面Cに上記接着剤を塗布した。
上記接着剤を塗布した洗浄プラスチックに、もう1枚の洗浄プラスチックを重ねた。詳細には、2枚の洗浄プラスチックにおいて表面Cが対向し、両方の洗浄プラスチックが長手方向に互いに1cm重なるよう、貼り合せた(貼り合せ後の接着剤の厚さは3mm)。上記のように洗浄プラスチックを重ね合せた後、室温条件下にて3日間養生し、積層体を得た。
[実施例8]
上記工程1のプラズマ処理条件を以下に代えた他は、実施例1と同様にして、積層体を製造した。プラズマ処理された基材のぬれ張力(平均値)は58mN/mであった。
・上記基材と放射ノズルとの距離:15mm
・処理速度:175mm/秒
・パス回数:1パス
・装置出力:21万kHz
・原料ガス:ドライエア
<評価>
上記のとおり製造された積層体を用いて剪断試験を行い、接着強度及び破壊モードを評価した。結果を第1表に示す。
上記剪断試験は、JIS K6850:1999に準じて、引張り速度50mm/分、20℃の条件下で行われた。
上記のとおり各実施例及び比較例において積層体を3個作製し、それぞれの積層体を評価した。
第1表の各実施例及び比較例において、各評価項目について、上記3個の積層体の評価結果の平均値を示した。
なお、破壊モードの評価において、CFは接着剤の凝集破壊を意味し、AFは接着剤と基材表面との界面破壊を意味する。「CF」欄における数値は、接着面積全体に対するCFの面積の割合(%)である。「AF」欄における数値は、接着面積全体に対するAFの面積の割合(%)である。
Figure 0007053223000001
第1表に示す結果から明らかなように、プラズマ処理プラスチックを所定の洗浄用具で拭かず、そのまま使用した比較例1は、接着性が低かった。
プラズマ処理プラスチックを洗浄用具で拭く代わりに、蒸留水に浸漬し、上記浸漬後、蒸留水から取出し、空気乾燥した比較例2は、接着性が低かった。
非極性溶剤を含む洗浄用具で拭かれた、比較例3、4は、接着性が低かった。
所定の洗浄用具で拭かず、洗浄基材で空拭きされた比較例5は、接着性が低かった。
これに対して、本発明の製造方法によれば、接着性に優れる積層体が得られた。
(XPS分析)
実施例1で使用された、乾式処理前のプラスチックの表面a、工程1の後(乾式処理後)の乾式処理プラスチックの表面b、及び、工程2の後(洗浄用具で拭かれた後)のプラスチックの表面cについて、それぞれ、X線光電分光法(XPS)による分析を行った。結果を添付の図1に示す。なお本発明は添付の図面に制限されない。
図1は、実施例1で使用された各プラスチックの表面のXPS分析の結果を表すグラフである。
図1において、白抜きの棒グラフは上記表面aの結果を表し、斜線の棒グラフは上記表面bの結果を表し、黒の棒グラフは上記表面cの結果を表す。
表面bを構成する元素と、表面cを構成する元素の組成とを比較すると、表面cを構成する炭素は表面bよりも多く、表面cを構成する酸素は表面bよりも少ない。
上記のように、表面cは表面bとは元素の組成が異なる。
これは、工程2で表面bを所定の洗浄用具で拭いたことによって、表面bにおける短ポリマー層が除去され、表面cが出現したためと考えられる。
表面cには、乾式処理による適正処理と同様に、親水化され且つ分子鎖が長いままのポリマーが存在し、表面cのぬれ張力は適正な範囲となるため、接着性に優れると考えられる。

Claims (11)

  1. ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種のプラスチックの表面Aを乾式処理して、乾式処理された表面Bを有する乾式処理プラスチックを得る工程1と、
    前記表面Bを、水及び極性溶剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んだ洗浄用具で拭き、前記洗浄用具で拭かれた表面Cを有する洗浄プラスチックを得る工程2と、
    前記表面Cに、ウレタン系接着剤及びプライマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を付与し、積層体を得る工程3とを有する、積層体の製造方法。
  2. 前記乾式処理が、プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理、イトロ処理、紫外線処理及びエキシマ処理からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の積層体の製造方法。
  3. 前記工程2において、前記表面Bに対して25~0.25kPaの力を掛けて、前記洗浄用具で前記表面Bを拭く、請求項1又は2に記載の積層体の製造方法。
  4. 前記洗浄用具が、水を含む、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  5. 前記表面Cにウレタン系接着剤を付与する、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  6. 前記表面Bのぬれ張力が、39mN/m以上である、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  7. 前記表面Cのぬれ張力が、34~65mN/mである、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  8. 前記表面Bのぬれ張力から前記表面Cのぬれ張力への下がり幅が、5~20mN/mである、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  9. 前記表面Bのぬれ張力が、65mN/mを超える、請求項1~のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
  10. 前記表面Cのぬれ張力が、45mN/mを超え65mN/m以下である、請求項に記載の積層体の製造方法。
  11. 前記工程1において、重合性モノマーを使用しない、請求項1~10のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
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