JP7258324B2 - Method for bonding resin using carbon dioxide, bonded object therefor, and apparatus for bonding resin - Google Patents

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Description

本発明は、二酸化炭素による樹脂の接着方法、その接着物及び樹脂の接着装置に関するものであり、更に詳しくは、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素により繊維状の樹脂表面を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出させることで樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する方法、その接着物及びそれを実現する装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin bonding method using carbon dioxide, an adhesive product using the method, and a resin bonding apparatus. A method of fixing and adhering the resin in a state where the shape is fixed by pressing in a plasticized state to deform the resin surface so as to be engaged, and discharging carbon dioxide in the pressed state, and the adherend and its realization It relates to a device for

連続孔を有する多孔体は、それ自身ではフィルター用途、触媒を担持させた場合には工業用途に使用されている。樹脂を用いた多孔体を製造する場合には、発泡剤を樹脂原料に混合し、成形過程で発泡させるのが一般的である。また、多孔体に担持物を担持する場合には、出来上がった多孔体に対して、後から担持物を導入するのが一般的であった。 Porous bodies having continuous pores are used for filter applications by themselves, and for industrial applications when carrying a catalyst. When producing a porous body using resin, it is common to mix a foaming agent with the resin raw material and foam it during the molding process. Further, in the case of carrying a carrier on a porous body, it was common to introduce the carrier afterward into the finished porous body.

一方、樹脂のシートを重ね合わせて多孔体を生成する方法も存在するが、樹脂シートの間に接着剤を塗布してプレスする方法や、接着する樹脂シートを熱で溶融して冷却・固化される前に別の樹脂シートに重ね合わせてプレスする方法があるが、多孔体の孔の閉塞の問題と、1層1層を重ねる方式のため多層積層の生産性が落ち、数層で構成される不織布フィルターへの応用にとどまっていた。シートを積層する方法の場合、中に薬剤や触媒を担持させることが容易に見えるが、前記手法を用いる限り、シート間に挿入した薬剤が接着剤、もしくは溶融した樹脂に取り込まれてしまうことを回避することは難しい。加えて、医薬や食品用途を念頭に置いた場合には、接着剤の溶剤成分の食品への影響、熱に弱い薬剤の場合の該薬剤の熱変性の問題があった。 On the other hand, there is also a method of overlapping resin sheets to form a porous body. There is a method in which the resin sheet is stacked on another resin sheet before being pressed, but the problem of clogging the pores of the porous body and the method of stacking one layer at a time reduces the productivity of multilayer lamination, and it is composed of several layers. However, the application was limited to non-woven fabric filters. In the case of the method of laminating sheets, it seems easy to carry a drug or catalyst inside, but as long as the above method is used, the drug inserted between the sheets will be taken into the adhesive or the molten resin. hard to avoid. In addition, in the case of medical and food applications, there are problems such as the influence of the solvent component of the adhesive on foods, and heat denaturation of the chemical in the case of a chemical that is sensitive to heat.

接着剤を使用しない接着法として、先行技術として、例えば、亜臨界状態又は超臨界状態の二酸化炭素を利用して、固体樹脂の微粒子を溶着して、粒子の間に空隙が形成された連続気泡を有するフィルターや、生物培養のための保持体などの構造物を製造する方法(特許文献1)、が提案されている。 As a bonding method that does not use an adhesive, as a prior art, for example, solid resin fine particles are welded using carbon dioxide in a subcritical or supercritical state, and open cells in which voids are formed between the particles and a method of manufacturing a structure such as a support for biological culture (Patent Document 1).

しかし、この方法では、具体的には、樹脂微粒子を亜臨界もしくは超臨界状態にして樹脂表面を溶着させているが、そもそも溶着に至るまでに時間がかかることに加え、亜臨界もしくは超臨界状態を解除する工程で、樹脂に入り込んだ二酸化炭素は、脱離(排出)する際に樹脂同士を引き離すいわゆる離型剤として働く性質があり、これを回避する方法が明確に述べられていない。すなわち、特許文献1の実施例に示された方法では、非常にゆっくりとした減圧による方法が示されているが、減圧速度は0.01MPa/分~10MPa/分と予防的にかなり広い範囲に及んでおり、高速に減圧した場合に発生する、二酸化炭素が上述の離型剤として働く作用を回避する手法については不明である。 However, in this method, specifically, the resin fine particles are brought into a subcritical or supercritical state to weld the resin surface. In the process of releasing, the carbon dioxide that has entered the resin has the property of acting as a so-called release agent that separates the resins when desorbing (discharging), and there is no clear method for avoiding this. That is, in the method shown in the example of Patent Document 1, a very slow decompression method is shown, but the decompression rate is preventively in a fairly wide range of 0.01 MPa / min to 10 MPa / min. However, it is unknown how to avoid the action of carbon dioxide acting as a release agent, which occurs when the pressure is rapidly reduced.

これに対して、本発明では、二酸化炭素を解除(排出)する工程は、10MPa/10秒以下、好適には、ボールバルブなどを用いて瞬時に大気開放する条件が望ましく、高速処理が可能であることから、先行技術に比べ優位性がある。また、プレスした状態で繊維状の接着物に開いた連続孔から二酸化炭素を排出することで、二酸化炭素が離型剤として働くことを抑制している。 On the other hand, in the present invention, the step of releasing (discharging) carbon dioxide is preferably performed under conditions of 10 MPa/10 seconds or less, preferably instantaneous release to the atmosphere using a ball valve or the like, and high-speed processing is possible. Therefore, it has an advantage over the prior art. In addition, carbon dioxide is discharged from continuous pores opened in the fibrous adhesive in a pressed state, thereby suppressing carbon dioxide from acting as a releasing agent.

また、本発明者らが開発した他の先行技術として、液体の二酸化炭素を樹脂表面に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて樹脂を可塑化する工程と、可塑化した樹脂に金型を押し当てる工程により、金型表面の微細構造を樹脂に転写する方法及びその装置(特許文献2)、が提案されている。しかし、この方法及び装置は、金型表面の微細構造を樹脂に転写することを課題としたものであり、本発明のような重ね合わせた繊維状の樹脂同士を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着、接合させることについては全く想定していない。 In addition, as other prior art developed by the present inventors, there is a process of plasticizing the resin by impregnating the resin with carbon dioxide by bringing liquid carbon dioxide into contact with the resin surface, and a mold for the plasticized resin. A method and apparatus for transferring the fine structure of the mold surface to the resin (Patent Document 2) have been proposed. However, this method and apparatus are intended to transfer the fine structure of the surface of the mold to the resin. It is not assumed at all that the resin surfaces are deformed so as to mesh with each other, and carbon dioxide is discharged while the resins are pressed to fix the shape and adhere or join them while the resins are meshed with each other.

本発明者は、上記先行技術(特許文献2)として示したように、先に、液体の二酸化炭素を樹脂表面に接触させることにより、樹脂に二酸化炭素を含浸させて、樹脂を可塑化する工程と、可塑化した樹脂に金型を押し当てる工程により、金型表面の微細構造を樹脂に転写可能なインプリント法のメリットを短時間で実現可能とする形状転写方法及びその装置を開発し、特許出願をしているが、更に、研究開発を進める過程で、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を利用して、繊維状の樹脂表面を可塑化した状態でプレスし、樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出させることで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着、接合させることができることを見出し、更に研究を重ねて、本発明を完成するに至った。 As shown in the prior art (Patent Document 2), the present inventor first brought liquid carbon dioxide into contact with the surface of the resin to impregnate the resin with carbon dioxide to plasticize the resin. Then, by pressing the mold against the plasticized resin, we developed a shape transfer method and device that can realize the merits of the imprint method that can transfer the fine structure of the mold surface to the resin in a short time. We have applied for a patent, but in the process of further research and development, we use carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state to plasticize the surface of the fibrous resin and press it. It was found that by deforming the resin surface so as to mesh and discharging carbon dioxide in a pressed state, it is possible to fix the shape and bond and join the resin in the meshed state. was completed.

特許第5205636号Patent No. 5205636 特開2014-188950号公報JP 2014-188950 A

本発明は、時間をかけて樹脂同士を溶着させる手法は取っていない点で、特許文献1に示された先行技術とは接合原理が本質的に異なっている。また、本発明は、荷重をかけない状態での成型は想定しておらず、常に、プレス条件下での接着及び成型を対象としている点でも、先行技術と異なっている。また、本発明では、樹脂への二酸化炭素の含浸は、表面層のみで、樹脂の溶着が始まるのを待つ必要はなく、減圧も高速なため、処理時間も二酸化炭素の導入から排出完了まで最大で5分という高速プロセスとなっている点でも、先行技術にはない特徴を有するものである。 The present invention is essentially different in bonding principle from the prior art disclosed in Patent Document 1 in that it does not employ a method of fusing resins together over time. Moreover, the present invention differs from the prior art in that it does not assume molding without applying a load, and always targets bonding and molding under press conditions. In addition, in the present invention, carbon dioxide is impregnated into the resin only on the surface layer, so there is no need to wait for the resin to start welding, and the decompression is also rapid, so the processing time from the introduction of carbon dioxide to the completion of discharge can be maximized. It is also characterized by a high-speed process of 5 minutes at .

本発明は、3次元的な接着を制約するものではないものの、基本的には、2次元の多孔質様ないし綿状形態の繊維状の樹脂シートを積層しつつ、高温をかけることなく二酸化炭素のみで接着する方法、及びその接着物を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、繊維状の樹脂シートの間に食材や薬剤、酵素や触媒などを内包した接着物、並びに、異なる機能を持った繊維状の樹脂シートを重ね合わせて積層した樹脂シート接着物を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、薬剤などを担持させた薬剤内包材料などについて、その徐放性の制御などを簡便に行うことを可能とするとともに、積層する樹脂シートの枚数で徐放性を制御することを可能とする薬用の接着物などを提供することを目的とするものである。
更に、本発明は、上記の接着方法、その接着物及びそれらを実現可能とする樹脂の接着装置を提供することを目的とするものである。
Although the present invention does not restrict three-dimensional adhesion, basically, two-dimensional porous-like or cotton-like fibrous resin sheets are laminated while carbon dioxide is applied without applying a high temperature. An object of the present invention is to provide a method of bonding with a chisel and an adhesive therefor.
In addition, the present invention provides adhesives in which foodstuffs, drugs, enzymes, catalysts, etc. are included between fibrous resin sheets, and resin sheet adhesives in which fibrous resin sheets having different functions are superimposed and laminated. It is intended to provide
Further, the present invention makes it possible to easily control the sustained release property of a drug encapsulating material carrying a drug or the like, and to control the sustained release property by the number of laminated resin sheets. The object is to provide a medicinal adhesive or the like that enables
A further object of the present invention is to provide the above-described bonding method, an adhered article, and a resin bonding apparatus capable of realizing them.

上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成されるものである。
(1)繊維状の樹脂を接着する方法であって、
液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、樹脂表面を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させる工程と、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する工程と、を含むことを特徴とする樹脂の接着方法。
(2)液体又は気体の二酸化炭素を密閉容器に導入し、気体導入ではピストンにより密閉容器の体積を減少させることにより気体の二酸化炭素を液化もしくは圧縮して、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、そのままピストンを下げることで可塑化した状態の樹脂をプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させる工程と、を実行する、前記(1)に記載の方法。
(3)繊維状の樹脂をプレスした状態で、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を繊維状の樹脂に流通させることにより繊維状の樹脂表面を可塑化し、プレスされた状態になじむように可塑化した状態の樹脂の表面をかみ合うように変形させる、前記(1)に記載の方法。
(4)繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂である、前記(1)~(3)のいずれか一つに記載の方法。
(5)繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂を含んだ複合材である、前記(1)~(3)のいずれか一つに記載の方法。
(6)繊維状の樹脂が、多孔質の樹脂シートである、前記(1)~(5)のいずれか一つに記載の方法。
(7)繊維状の樹脂が、綿状の樹脂である、前記(1)~(5)のいずれか一つに記載の方法。
(8)繊維状の樹脂として、その間に、食材、薬剤(医薬、農業、工業)、色素、吸着剤、消臭剤、芳香剤、防虫剤、電子デバイス材料、酵素又は触媒から選択される一種を担持した樹脂を使用する、前記(1)~(7)のいずれか一つに記載の方法。
(9)繊維状の樹脂として、異なる性質の複数の樹脂を使用する、前記(1)~(8)のいずれか一つに記載の方法。
(10)前記(1)~(9)に記載の接着方法を1つもしくは複数のセパレーターを挟んで行うことで、同時に複数の接着処理を行う方法。
(11)前記(1)~(10)のいずれか一つに記載の接合方法で接着してなる繊維状の樹脂が単層又は多層に接着又は接合した構造を有する接着物。また、繊維状の樹脂が単層又は多層に接着又は接合した構造を有する接着物であって、繊維状の樹脂表面が溶融されておらず、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素により可塑化された状態で、かつ樹脂表面がかみ合うように変形した状態で形状が固定、接着されている、接着物。
(12)前記(1)、(2)、(4)~(10)のいずれか一つに記載の樹脂の接着方法に使用する装置であって、
ベース部と容器部とで構成され、
前記ベース部は、被処理材である繊維状の樹脂を保持可能であり、
前記容器部は、前記ベース部に保持された前記樹脂を挿入する開口部を有するとともに、前記開口部が前記ベース部に密着可能であり、前記ベース部と前記容器部と後述するピストンで密閉空間を構成可能であり、前記密閉空間の体積を保持あるいは減少させることにより二酸化炭素を液化する手段としてピストンを有し、ピストンは、前記密閉空間への液体あるいは気体の二酸化炭素の導入部と、二酸化炭素の排出部を有し、繊維状の樹脂をプレスする能力を有し、
ベース部と容器部で構成される空間に樹脂が配置される工程、
樹脂の表面を液体の二酸化炭素で浸して可塑化する工程、
可塑化した樹脂をプレスする工程、
二酸化炭素を排出する工程、
これらの一連の工程を実行することによって、繊維状の樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着するようにしたことを特徴とする前記装置。
(13)ベース部もしくは、ピストンの表面に凹凸を設けることにより、面内の繊維状の樹脂のプレス強度を変化させることで、部分的に接着させることを可能とした、前記(12)に記載の装置
)前記繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂である前記(11)に記載の接着物。
(1)前記繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂を含んだ複合材である前記(11)に記載の接着物。
(1)前記繊維状の樹脂が、多孔質の樹脂シートである前記(11)、(1)~(1)のいずれか一つに記載の接着物。
(1)前記繊維状の樹脂が、綿状の樹脂である前記(11)、(1)~(1)のいずれか一つに記載の接着物。
(1)繊維状の樹脂は、その間に、食材、薬剤(医薬、農業、工業)、色素、吸着剤、消臭剤、芳香剤、防虫剤、電子デバイス材料、酵素又は触媒から選択される一種を担持した樹脂である前記(11)、(1)~(1)のいずれか一つに記載の接着物。
(1)繊維状の樹脂は、異なる性質の複数の樹脂である前記(11)、(1)~(1)のいずれか一つに記載の接着物。
(20)前記(1)、(2)、(4)~(10)のいずれか一つに記載の樹脂の接着方法に使用する装置であって、
ベース部と容器部とで構成され、
前記ベース部は、被処理材である繊維状の樹脂を保持可能であり、
前記容器部は、前記ベース部に保持された前記樹脂を挿入する開口部を有するとともに、前記開口部が前記ベース部に密着可能であり、前記ベース部と前記容器部と後述するピストンで密閉空間を構成可能であり、前記密閉空間への液体あるいは気体の二酸化炭素の導入部と、二酸化炭素の排出部を有し、前記密閉空間の体積を保持あるいは減少させることにより二酸化炭素を液化もしくは圧縮する手段としてピストンを有し、ピストンは、繊維状の樹脂をプレスする能力を有し、
ベース部と容器部で構成される空間に樹脂が配置される工程、
樹脂の表面を液体の二酸化炭素で浸して可塑化する工程、
可塑化した樹脂をプレスする工程、
二酸化炭素を排出する工程、
これらの一連の工程を実行することによって、繊維状の樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着するようにしたことを特徴とする前記装置。
(21)ベース部もしくは、ピストンの表面に凹凸を設けることにより、面内の繊維状の樹脂のプレス強度を変化させることで、部分的に接着させることを可能とした、前記(20)に記載の装置。
(22)前記(1)、(3)~(9)のいずれか一つに記載の樹脂の接着方法に使用する装置であって、ベース部で構成され、
前記ベース部は、被処理材である繊維状の樹脂を、当該繊維状の樹脂の縁を大気に開放した状態で保持可能であり、かつ二酸化炭素の注入口を有し、
ピストンは、繊維状の樹脂をプレスする能力を有し、
樹脂をプレスする工程、
押し当てた状態で二酸化炭素を注入し、押し当てられた繊維状の樹脂の縁から二酸化炭素が染み出る過程で、樹脂の表面を可塑化、形状変形する工程、
注入をやめ、押し当てられた繊維状の樹脂の縁から前記大気中に二酸化炭素が排出される工程、
これらの一連の工程を実行することによって、繊維状の樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着するようにしたことを特徴とする前記装置。
The present invention for solving the above problems consists of the following technical means.
(1) A method for bonding fibrous resin,
A step of plasticizing the surface of the fibrous resin by impregnating the resin with carbon dioxide in a liquid or a gas-liquid mixed state or a state close to the liquid, and pressing the resin surface in a plasticized state. a step of deforming the resin surface so that it meshes with each other; and a step of fixing the shape and bonding the resin in the meshed state by discharging carbon dioxide in the pressed state. Method.
(2) introducing liquid or gaseous carbon dioxide into a sealed container; in the case of gas introduction, the gaseous carbon dioxide is liquefied or compressed by reducing the volume of the closed container with a piston; The resin is impregnated with carbon dioxide by bringing carbon dioxide in a similar state into contact with the resin to plasticize the surface of the fibrous resin, and the plasticized resin is pressed by lowering the piston as it is to press the resin surface. The method according to (1) above, wherein the step of deforming to mesh.
(3) While the fibrous resin is pressed, carbon dioxide in a liquid state, gas-liquid mixed state, or near-liquid state is circulated through the fibrous resin to plasticize the surface of the fibrous resin and press it. The method according to (1) above, wherein the surface of the resin in a plasticized state is deformed so as to mesh with it.
(4) The method according to any one of (1) to (3) above, wherein the fibrous resin is a thermoplastic resin.
(5) The method according to any one of (1) to (3) above, wherein the fibrous resin is a composite material containing a thermoplastic resin.
(6) The method according to any one of (1) to (5) above, wherein the fibrous resin is a porous resin sheet.
(7) The method according to any one of (1) to (5) above, wherein the fibrous resin is a cottony resin.
(8) As a fibrous resin, one selected from foodstuffs, drugs (medicine, agriculture, industry), pigments, adsorbents, deodorants, fragrances, insect repellents, electronic device materials, enzymes or catalysts. The method according to any one of the above (1) to (7), wherein the resin supporting is used.
(9) The method according to any one of (1) to (8) above, wherein a plurality of resins having different properties are used as the fibrous resin.
(10) A method of carrying out a plurality of adhesion treatments at the same time by performing the adhesion methods described in (1) to (9) with one or more separators interposed therebetween.
(11) An adhesive having a structure in which fibrous resins bonded by the bonding method according to any one of (1) to (10) are bonded or bonded in a single layer or multiple layers. In addition, an adhesive having a structure in which fibrous resins are bonded or joined in a single layer or multiple layers, the surface of the fibrous resin is not melted, and the dioxide is in a liquid or a gas-liquid mixed state or a state close to liquid. An adherent whose shape is fixed and adhered while being plasticized by carbon and being deformed so that the resin surface is engaged.
(12) An apparatus used in the resin bonding method according to any one of (1), (2), (4) to (10) above,
Consists of a base portion and a container portion,
The base portion can hold a fibrous resin that is a material to be treated,
The container portion has an opening into which the resin held by the base portion is inserted, and the opening portion can be brought into close contact with the base portion. having a piston as a means for liquefying carbon dioxide by maintaining or reducing the volume of said enclosed space, the piston being an introduction of liquid or gaseous carbon dioxide into said enclosed space, and It has a carbon discharge part and has the ability to press fibrous resin,
a step of disposing the resin in the space formed by the base portion and the container portion;
immersing the surface of the resin in liquid carbon dioxide to plasticize it;
a step of pressing the plasticized resin;
a step of releasing carbon dioxide;
The apparatus is characterized in that by performing these series of steps, the shape of the fibrous resin is fixed in a meshed state and adhered.
(13) The above-described (12), wherein unevenness is provided on the surface of the base portion or the piston to change the pressing strength of the in-plane fibrous resin, thereby enabling partial adhesion. device .
( 14 ) The adhesive according to (11) above, wherein the fibrous resin is a thermoplastic resin.
( 15 ) The adhesive according to (11), wherein the fibrous resin is a composite material containing a thermoplastic resin.
(1 6 ) The adhesive according to any one of (11), (1 4 ) to (1 5 ), wherein the fibrous resin is a porous resin sheet.
(1 7 ) The adhesive according to any one of (11), (1 4 ) to (1 5 ), wherein the fibrous resin is a cotton-like resin.
(1 8 ) fibrous resins are selected from foodstuffs, drugs (medicine, agriculture, industry), pigments, adsorbents, deodorants, fragrances, insect repellents, electronic device materials, enzymes or catalysts, among others The adhesive according to any one of the above (11), (1 4 ) to (1 7 ), which is a resin supporting one species.
(1 9 ) The adhesive according to any one of (11), (1 4 ) to (1 8 ), wherein the fibrous resin is a plurality of resins having different properties.
(20) An apparatus used in the resin bonding method according to any one of (1), (2), (4) to (10) above,
Consists of a base portion and a container portion,
The base portion can hold a fibrous resin that is a material to be treated,
The container portion has an opening into which the resin held by the base portion is inserted, and the opening portion can be brought into close contact with the base portion. has a liquid or gaseous carbon dioxide introduction part into the sealed space and a carbon dioxide discharge part, and liquefies or compresses the carbon dioxide by maintaining or reducing the volume of the sealed space Having a piston as a means, the piston has the ability to press fibrous resin,
a step of disposing the resin in the space formed by the base portion and the container portion;
immersing the surface of the resin in liquid carbon dioxide to plasticize it;
a step of pressing the plasticized resin;
a step of releasing carbon dioxide;
The apparatus is characterized in that by performing these series of steps, the shape of the fibrous resin is fixed in a meshed state and adhered.
(21) The above-described (20), wherein unevenness is provided on the surface of the base portion or the piston to change the press strength of the in-plane fibrous resin, thereby enabling partial adhesion. device.
(22) An apparatus used in the resin bonding method according to any one of (1) and (3) to (9), comprising a base portion,
The base portion is capable of holding the fibrous resin, which is the material to be treated, with the edge of the fibrous resin open to the atmosphere, and has a carbon dioxide inlet,
The piston has the ability to press fibrous resin,
The process of pressing the resin,
A step of injecting carbon dioxide in a pressed state, and plasticizing and deforming the surface of the resin in the process in which carbon dioxide oozes out from the edges of the pressed fibrous resin;
A step of stopping the injection and discharging carbon dioxide into the atmosphere from the edge of the pressed fibrous resin,
The apparatus is characterized in that by performing these series of steps, the shape of the fibrous resin is fixed in a meshed state and adhered.

次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、繊維状の樹脂を接着する方法であって、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、樹脂を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させる工程と、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する工程と、を含むことを特徴としている。
Next, the present invention will be described in more detail.
The present invention is a method for adhering fibrous resin, in which carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state is brought into contact with the resin to impregnate the resin with carbon dioxide, thereby bonding the surface of the fibrous resin. A process of plasticizing the resin, a process of pressing the resin in a plasticized state to deform the resin surface so that it meshes, and a process of releasing carbon dioxide in the pressed state to fix the shape while the resin is meshed. and a step of adhering.

本発明者は、繊維状の樹脂について、ある種の樹脂、例えば、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂は、液体の二酸化炭素でも表面が可塑化し、可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出させることで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着で、接合できることを実験で見出した。特に、液体もしくは気液混合状態の二酸化炭素を使用する場合には、室温で形状を固定して接着できるため、装置に加温機構を必要としないことなどの利点がある。 Regarding fibrous resins, the present inventors have found that certain resins such as polyester, acrylic, polycarbonate, polyvinyl chloride, and ABS resins are plasticized on the surface even with liquid carbon dioxide, and are pressed in a plasticized state. Through experiments, it was discovered that by deforming the resin surfaces so as to mesh with each other and releasing carbon dioxide in the pressed state, it is possible to fix the shape and bond the resins together by bonding. In particular, when carbon dioxide in a liquid or gas-liquid mixed state is used, the shape can be fixed at room temperature for bonding, so there is an advantage that the apparatus does not require a heating mechanism.

本発明では、容器部(圧力容器)内に気体あるいは液体で導入した二酸化炭素を加圧することで、二酸化炭素を液化する。その場合、圧力容器内のすべての二酸化炭素を液化する必要はなく、被処理材である繊維状の樹脂の表面が浸る程度まで液化すればよい。したがって、本発明は、亜臨界ないし超臨界状態の二酸化炭素を使用する従来の技術と比べて、プレス力を低減できるため、大がかりな装置を必要としない利点がある。 In the present invention, the carbon dioxide is liquefied by pressurizing the carbon dioxide introduced in the form of gas or liquid into the container portion (pressure container). In that case, it is not necessary to liquefy all the carbon dioxide in the pressure vessel, and it is sufficient to liquefy to the extent that the surface of the fibrous resin that is the material to be treated is soaked. Therefore, the present invention has the advantage of not requiring a large-scale apparatus because the pressing force can be reduced compared to the conventional technique using subcritical or supercritical carbon dioxide.

本発明の繊維状の樹脂を接着する方法及びその装置は、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂表面に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて樹脂を可塑化する工程と、可塑化した樹脂をプレスした状態で二酸化炭素を排出させることで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する工程と、から構成されることを特徴とするものである。 The method and apparatus for adhering fibrous resins of the present invention involve bringing carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state into contact with the surface of the resin to impregnate the resin with carbon dioxide, thereby plasticizing the resin. and a step of fixing and bonding the shape in a state where the resin is engaged by discharging carbon dioxide while the plasticized resin is pressed.

本発明では、実質的には、液体の二酸化炭素ないし気液混合状態の二酸化炭素が使用される。気体の二酸化炭素、超臨界状態の二酸化炭素を使用する場合と比べて、液体の二酸化炭素ないし気液混合状態の二酸化炭素を使用することの利点は、以下の通りである。すなわち、超臨界状態の二酸化炭素では、31℃以上に加温することが必要であるが、気体と液体では大幅に加温する必要がないため、装置に加温機構を不要とすることもできることから、液体の二酸化炭素もしくは気液混合状態の二酸化炭素が好ましい。 In the present invention, substantially liquid carbon dioxide or gas-liquid mixture carbon dioxide is used. The advantages of using liquid carbon dioxide or gas-liquid mixed carbon dioxide compared to using gaseous carbon dioxide or supercritical carbon dioxide are as follows. That is, while carbon dioxide in a supercritical state needs to be heated to 31°C or higher, it is not necessary to heat the gas or liquid significantly, so a heating mechanism may be unnecessary in the device. Therefore, liquid carbon dioxide or carbon dioxide in a gas-liquid mixed state is preferred.

これらのうちでも、気体の二酸化炭素は、ほとんど可塑化しないか、可塑化にかなりの時間が必要であるため、十分な樹脂の可塑化を迅速になしうる観点から、特に、液体もしくは気液混合状態の二酸化炭素が好ましい。 Among these, gaseous carbon dioxide hardly plasticizes or requires a considerable amount of time for plasticization. State carbon dioxide is preferred.

超臨界状態に比して、液体状態、特に、気液混合状態は、圧力と温度を制御することが比較的容易であり、また、二酸化炭素を樹脂表面に接触させる時間範囲を広く選択可能である観点から、これらの状態が好ましい。気液混合状態は、二酸化炭素が含まれる密閉された空間の体積が変化しても、気相と液相の比が変わるのみで圧力の変化が少ない利点がある。また、気混合状態は、装置的にも、二酸化炭素が含まれる密閉された空間の体積を変化させる際にピストンを用いる場合には、ピストン移動時にトルクが一定になり、かつ二酸化炭素からピストンにかかる荷重が一定となるため、プレスによる荷重の検知精度が高まるという利点があり、安全性、制御性に優れている。 Compared to the supercritical state, the liquid state, especially the gas-liquid mixed state, is relatively easy to control the pressure and temperature, and the time range for contacting carbon dioxide with the resin surface can be selected widely. From a certain point of view, these states are preferred. The gas-liquid mixed state has the advantage that even if the volume of the closed space containing carbon dioxide changes, the pressure changes only by changing the ratio of the gas phase and the liquid phase. In addition, in terms of the gas mixture state, when using a piston to change the volume of a sealed space containing carbon dioxide, the torque becomes constant when the piston moves, and from the carbon dioxide to the piston Since the applied load is constant, there is an advantage that the detection accuracy of the load by the press is increased, and it is excellent in safety and controllability.

本発明では、前記液体もしくは気液混合状態の二酸化炭素は、例えば、3MPa~7MPa、0℃~30℃であることを特徴としているが、樹脂の迅速な可塑化ひいてはスループットの向上の観点から、0℃以上で、かつ3MPa以上が好ましい。また、温度制御の観点から、温水などで実現でき、かつ温度の制御が容易な20℃~30℃が更に好ましい。なお、温度が30℃を超えるような、超臨界状態であっても液体に近い二酸化炭素の密度が0.4g/mL(液体の二酸化炭素の密度の約半分)以上の状態(液体に近い状態)を利用すれば、ピストン移動時のトルクが一定となる効果は期待できないものの、接着自体は可能である。 In the present invention, the carbon dioxide in the liquid or gas-liquid mixed state is, for example, 3 MPa to 7 MPa and 0 ° C. to 30 ° C., but from the viewpoint of rapid plasticization of the resin and thus improvement of throughput, It is preferably 0° C. or higher and 3 MPa or higher. Further, from the viewpoint of temperature control, 20° C. to 30° C., which can be realized with hot water or the like and is easy to control, is more preferable. In addition, even in a supercritical state where the temperature exceeds 30 ° C, the density of near-liquid carbon dioxide is 0.4 g / mL (approximately half the density of liquid carbon dioxide) or more (near-liquid state) ), the effect of making the torque constant when the piston moves cannot be expected, but adhesion itself is possible.

二酸化炭素の圧力は7MPa以下が好ましい。気液混合状態(液体/気体の境界線上)の二酸化炭素が、温度と圧力制御の観点から、好ましい。圧力と温度とで表現される二酸化炭素の相図において、液体/気体の境界線、温度0℃のライン、圧力7.38MPaのラインで囲まれる領域の二酸化炭素が好ましい。なお、超臨界状態であっても液体に近い二酸化炭素の密度が0.4g/mL(液体の二酸化炭素の密度の約半分)以上の状態を保持できるように、圧力を選択することで、接着自体は可能であり、本発明は、亜臨界ないし超臨界状態の二酸化炭素を使用して接着工程を実施することも本発明の範疇に含まれることは云うまでもない。 The pressure of carbon dioxide is preferably 7 MPa or less. Carbon dioxide in a gas-liquid mixed state (on the liquid/gas boundary line) is preferable from the viewpoint of temperature and pressure control. In the phase diagram of carbon dioxide represented by pressure and temperature, carbon dioxide in the region surrounded by the liquid/gas boundary line, the temperature line of 0° C., and the pressure line of 7.38 MPa is preferable. In addition, even in a supercritical state, the pressure is selected so that the density of carbon dioxide close to liquid can be maintained at 0.4 g / mL (about half the density of liquid carbon dioxide) or more. It is possible, and needless to say, the scope of the present invention also includes the use of subcritical or supercritical carbon dioxide in the bonding process.

本発明は、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂表面に接触させることにより、樹脂に二酸化炭素を含浸させて、樹脂を可塑化する工程、すなわち、密閉空間に樹脂を配置する工程と、前記密閉空間に液体の二酸化炭素を導入して繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、二酸化炭素を排出する工程を含み、可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出させることで樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着させる工程、を含むことを特徴としている。液体導入の利点は、気体導入と比べて、液化の圧縮工程を省略可能であることであり、そのため、可塑化時間の短縮が可能であり、迅速な可塑化が実現できる。 In the present invention, a process of plasticizing a resin by impregnating the resin with carbon dioxide by bringing the carbon dioxide in a liquid state, a gas-liquid mixed state, or a state close to a liquid into contact with the surface of the resin, that is, a process in which the resin is placed in a closed space. A step of placing, a step of introducing liquid carbon dioxide into the closed space to plasticize the surface of the fibrous resin, and a step of discharging carbon dioxide, and pressing in the plasticized state to engage the resin surface It is characterized by including a step of fixing and bonding the shape in a state where the resin is engaged by deforming and discharging carbon dioxide in a pressed state. The advantage of liquid introduction is that the compression process for liquefaction can be omitted compared to gas introduction, so that the plasticization time can be shortened and rapid plasticization can be achieved.

本発明は、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂表面に接触させることにより、樹脂に二酸化炭素を含浸させて樹脂を可塑化する場合には、密閉空間に樹脂を配置する工程と、前記密閉空間に気体の二酸化炭素を導入した後に、密閉空間の体積を減少させて二酸化炭素を液化する工程と、を含むようにすることができる。気体導入と加圧の利点は、液体導入と比べて、気体を導入するため、プロセスが容易であり、加圧ポンプを不要とすることもでき、装置を簡略化することができる利点がある。 In the present invention, when the resin is plasticized by impregnating the resin with carbon dioxide in a liquid state, a gas-liquid mixed state, or a state close to the liquid state, the resin is placed in a closed space. and after introducing the gaseous carbon dioxide into the enclosed space, the volume of the enclosed space is reduced to liquefy the carbon dioxide. The advantages of gas introduction and pressurization are that, compared to liquid introduction, gas is introduced, the process is easy, a pressurization pump can be dispensed with, and the apparatus can be simplified.

本発明では、他の態様として、処理容器を用いずピストンを繊維状の樹脂に押圧することで、ピストンとベース部と樹脂とで液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を保持する空間を構成することが可能である。この場合、大気に接している樹脂の縁が排出量を絞った排出バルブの役割を果たす。この方式では、ピストンによる液化工程を用いることができないため、繊維状の樹脂に直接液体の二酸化炭素を注入して、繊維状の樹脂内に液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を生成する必要がある。そのため、ベース部に二酸化炭素注入口を設け、ポンプを使用して液体の二酸化炭素を注入する必要がある。また、ポンプの流量は蒸気圧以上の圧力が保持される(すなわち液体の二酸化炭素が導入される)ように調節される。この場合、ポンプを使用するというデメリットはあるものの、処理対象の樹脂全体を覆うような大きな処理容器を必要とせずに処理対象物をスポット的に処理できるという大きな利点があり、樹脂のシートを送り出しては位置を少し変えてプレスを繰り返す方法、あるいはピストンの代りにローラーで加圧し樹脂シートを潜らす方法により、樹脂をシートのまま送り出して、連続プロセスにできるため、タクトタイムを短縮し、自動化を容易にできるという大きなメリットがある。 In the present invention, as another aspect, the piston is pressed against the fibrous resin without using a processing container, so that the piston, the base portion, and the resin hold carbon dioxide in a liquid state, a gas-liquid mixed state, or a state close to a liquid state. It is possible to configure a space that In this case, the edge of the resin in contact with the atmosphere acts as a discharge valve with reduced discharge. In this method, since a liquefaction process using a piston cannot be used, liquid carbon dioxide is directly injected into the fibrous resin, and carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or a state close to liquid is injected into the fibrous resin. should be generated. Therefore, it is necessary to provide a carbon dioxide inlet in the base and inject liquid carbon dioxide using a pump. Also, the flow rate of the pump is adjusted so that the pressure is maintained above the vapor pressure (ie liquid carbon dioxide is introduced). In this case, although there is a disadvantage of using a pump, there is a great advantage that the object to be treated can be spot treated without the need for a large treatment container that covers the entire resin to be treated. Alternatively, by changing the position a little and repeatedly pressing, or by using a roller instead of a piston to apply pressure to the resin sheet, it is possible to feed the resin as a sheet and make it a continuous process, shortening the takt time and automating it. It has the great advantage of facilitating

本発明では、樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴としている。二酸化炭素の含浸による樹脂の可塑化が比較的効果的である点から、樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂もしくは結晶化度を下げた熱可塑性樹脂であることが更に好ましい。非晶性熱可塑性樹脂もしくは結晶化度を下げた熱可塑性樹脂は、例えば、ABS樹脂(以下、ABSと記す)、アクリル樹脂(以下、PMMAと記す)、ポリエチレンテレフタラート(以下、PETと記す)、ポリカーボネート(以下、PCと記す)、ポリ塩化ビニル(以下、PVCと記す)、ポリスチレン(以下、PSと記す)、環状オレフィン・コポリマー(以下、COCと記す)、シクロオレフィンポリマー(以下、COPと記す)、ポリプロピレン(以下、PPと記す)、である。更に好適には、樹脂は、極性基を持つ非晶性熱可塑性樹脂(例えば、ABS、PMMA、PET、PC、PVC)が好ましい。それは、これらの樹脂は、液体の二酸化炭素の含浸による樹脂の可塑化が更に効果的であるためである。加えて、セルロース・ポリエステル複合材など熱可塑性樹脂を含んだ複合材の接着も可能である。 The present invention is characterized in that the resin is a thermoplastic resin. The resin is more preferably an amorphous thermoplastic resin or a thermoplastic resin with a reduced degree of crystallinity, since plasticization of the resin by impregnation with carbon dioxide is relatively effective. Amorphous thermoplastic resins or thermoplastic resins with reduced crystallinity include, for example, ABS resin (hereinafter referred to as ABS), acrylic resin (hereinafter referred to as PMMA), polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) , polycarbonate (hereinafter referred to as PC), polyvinyl chloride (hereinafter referred to as PVC), polystyrene (hereinafter referred to as PS), cyclic olefin copolymer (hereinafter referred to as COC), cycloolefin polymer (hereinafter referred to as COP ) and polypropylene (hereinafter referred to as PP). More preferably, the resin is an amorphous thermoplastic resin with polar groups (eg, ABS, PMMA, PET, PC, PVC). This is because these resins are more effective at plasticizing the resin by impregnation with liquid carbon dioxide. In addition, it is also possible to bond composite materials containing thermoplastic resins such as cellulose-polyester composite materials.

1.本発明の手法で接着した接着物の再接着
本発明の手法で接着した接着物については、これを更に再接着できることを確認するために、PET不織布128枚を接着した樹脂多孔体(3個)を用意し、これを本発明の手法で再接着することを試みた。その結果、上記樹脂多孔体(3個)は、再接着し1つの長い多孔体となった。これは、本手法による接着物が繊維の形状を維持しているからである。すなわち、本手法の接着対象の繊維には本手法で接着した接着物が含まれ、本発明の範囲には、接着対象の片方もしくは両方が、本発明の手法で接着した樹脂多孔体であることを含むものである。
1. Re-adhesion of adhesives adhered by the method of the present invention In order to confirm that the adhesives adhered by the method of the present invention can be further re-adhered, 128 sheets of PET nonwoven fabric were adhered to resin porous bodies (three pieces). were prepared and tried to be re-adhered by the method of the present invention. As a result, the resin porous bodies (three pieces) were rebonded to form one long porous body. This is because the bonded material obtained by this technique maintains the shape of the fiber. That is, the fibers to be bonded by the method of the present invention include adhesives bonded by the method of the present invention. includes.

2.樹脂繊維の間に二酸化炭素で可塑化されない繊維を挟み込んだ接着
本発明には、樹脂繊維の接着、触媒、薬などの担持が含まれるが、更に、接着物の間に二酸化炭素で可塑化されない繊維(例えば、銅メッシュなどの金属繊維)を挟み込んだ接着を含むことができる。本発明では、例えば、接着物の間に銅メッシュを挟んだ接着が可能であり、それにより、接着物の間に電子デバイスの電極を設けた導電性繊維やその製品とすることが適宜可能である。すなわち、本発明では、繊維状の樹脂として、その間に、金属などの二酸化炭素によって可塑化されない材質からなる繊維を挟み込んで導電層を設けることが可能である。
2. Adhesion in which a fiber not plasticized by carbon dioxide is sandwiched between resin fibers The present invention includes adhesion of resin fibers, support of catalysts , drugs , etc., and further plasticization by carbon dioxide between adhesives. Bonding can include sandwiching non-woven fibers (eg, metal fibers such as copper mesh). In the present invention, for example, it is possible to bond by sandwiching a copper mesh between the adhesives, thereby making it possible to make a conductive fiber or a product thereof in which an electrode of an electronic device is provided between the adhesives. be. That is, in the present invention, as the fibrous resin, it is possible to provide the conductive layer by sandwiching fibers made of a material such as metal that is not plasticized by carbon dioxide.

3.同時接着
生産性の向上には、1度に複数個生産する方法が有効である。ピストンで押すのは圧力をかけることで、セパレーターを介して間に直列に何枚挟んでも圧力は変わらない。平面上に並べてピストンの面積を大きくすると、圧力を上げねばならず装置の運転荷重が大きくなる。実施例では、5枚の例を示したが、理論上は枚数に制限はない。
3. Simultaneous adhesion A method of producing multiple pieces at once is effective for improving productivity. Pushing with a piston is applying pressure, and the pressure does not change no matter how many sheets are sandwiched in series via a separator. If the area of the piston is increased by arranging them on a plane, the pressure must be increased, increasing the operating load of the device. In the embodiment, an example of five sheets is shown, but theoretically there is no limit to the number of sheets.

本発明は、本発明の上記方法に係る発明に使用する装置に係るものである。該装置は、ベース部と容器部とで構成され、該容器部が開口部を有し、簡易な動作でベース部と容器部とで構成される密閉空間に樹脂を導入可能であり、また、処理後の樹脂の取り出しも容易である。また、密閉空間の体積を減少(圧縮)させる手段としては、ピストンが挙げられる。 The present invention also relates to an apparatus for use in the invention according to the method of the present invention. The device is composed of a base and a container, the container has an opening, and the resin can be introduced into a closed space composed of the base and the container by a simple operation, and It is also easy to take out the resin after the treatment. Also, a means for reducing (compressing) the volume of the sealed space is a piston.

本発明に係る装置は、例えば、密閉空間の体積を保持あるいは減少(圧縮)させる手段としてピストンを有しており、また、ピストンは樹脂の表面を可塑化した状態で樹脂をプレスする能力を有しているため、密閉空間内での樹脂のプレスが可能となる。 The device according to the present invention has, for example, a piston as means for holding or reducing (compressing) the volume of the closed space, and the piston has the ability to press the resin while the surface of the resin is plasticized. Therefore, it is possible to press the resin in a closed space.

[技術の概要]
ここで、本発明に係る技術の概要をまとめると、本発明は、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素で繊維状の樹脂表面を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する手法、その接着物及びそれを実現する装置に関するものである。本発明において、「樹脂表面をかみ合うように変形させ、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する」とは、図3に示されるように、溶着痕は一切見られず、かみ合わせに起因する輪郭のはっきりした樹脂繊維の凹みが観測される状態に接着することを云う。本発明の装置の概要を図19に示す。次に、本装置が想定する加工手法の例を具体的に説明する。
[Overview of technology]
Here, to summarize the outline of the technology according to the present invention, the present invention presses the surface of a fibrous resin in a plasticized state with carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state to flatten the resin surface. The present invention relates to a technique for fixing and bonding resins in a meshed state by deforming them so as to mesh with each other and discharging carbon dioxide in a pressed state. In the present invention, "the resin surface is deformed so as to mesh with each other, and the shape is fixed and adhered while the resin is meshed" means that, as shown in FIG. It refers to bonding in a state where a well-defined recess of the resin fiber is observed. A schematic of the device of the present invention is shown in FIG. Next, an example of a processing method assumed by this device will be specifically described.

[加工法1]
加工法1は、ベース部と圧力容器とピストンで構成される密閉空間に繊維状の樹脂をセットし、蒸気圧に近い気体の二酸化炭素を導入し、ピストンを下げて圧縮、液化して樹脂シートを液体の二酸化炭素で可塑化した後に、プレスして樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する方法である。
[Processing method 1]
In processing method 1, a fibrous resin is set in a closed space composed of a base, a pressure vessel, and a piston. Carbon dioxide gas, which is close to vapor pressure, is introduced, and the piston is lowered to compress and liquefy to form a resin sheet. After plasticizing with liquid carbon dioxide, press to deform the resin surface so that it meshes, and by discharging carbon dioxide in the pressed state, the shape is fixed and adhered while the resin is meshed. be.

加工法1のフローと装置の動作は、以下の(a)から(h)の順に示される。前段、すなわち樹脂を可塑化する工程は、圧力容器(容器部)とベース部を接続して構成される空間に繊維状の樹脂を置く工程(a)、ピストンを下げてピストンと圧力容器(容器部)とベース部で密閉空間を構成する工程(b)、気体の二酸化炭素を導入する工程(c)、ピストンを下げ、圧力容器の体積、すなわち、圧力容器とピストンとベース部とで構成されている密閉空間の体積を減少させ、二酸化炭素を液化し、繊維状の樹脂を液体の二酸化炭素に浸す工程(d)、の順に実施される。これらの一連の工程によって、樹脂の表面が可塑化した状態になる。樹脂の可塑化の程度は、工程(d)の樹脂を液体の二酸化炭素に浸す工程の時間を選択することによって調整することが可能である。 The flow of processing method 1 and the operation of the apparatus are shown in order from (a) to (h) below. The first stage, that is, the step of plasticizing the resin, includes the step (a) of placing the fibrous resin in the space formed by connecting the pressure vessel (container portion) and the base portion, lowering the piston and Part) and the base portion form a closed space (b), the step (c) of introducing gaseous carbon dioxide, the piston is lowered, and the volume of the pressure vessel, that is, the pressure vessel, the piston, and the base portion. The step (d) of reducing the volume of the enclosed space, liquefying the carbon dioxide, and soaking the fibrous resin in the liquid carbon dioxide is carried out in this order. Through these series of steps, the surface of the resin becomes plasticized. The degree of plasticization of the resin can be adjusted by selecting the duration of step (d) soaking the resin in liquid carbon dioxide.

そして、後段、すなわち樹脂をプレスする工程は、更にピストンを下げ、ピストンとベース部で表面が可塑化した樹脂繊維をプレスする工程(e)、二酸化炭素を排出し繊維がかみ合った状態で形状固定する工程(f)、ピストンを戻す工程(g)、接合された樹脂を取り出す工程(h)、の順に実施される。これら一連の工程によって、樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着された樹脂を得ることができる。接着の程度は、工程(d)で選択した可塑化時間、工程(e)のプレス圧力によって調整可能である。 In the latter step, that is, the step of pressing the resin, the piston is further lowered, and the step (e) of pressing the resin fibers whose surfaces are plasticized by the piston and the base portion is performed. The step (f) of pressing, the step (g) of returning the piston, and the step (h) of taking out the bonded resin are performed in this order. Through these series of steps, the resin surfaces are deformed so as to mesh with each other, and carbon dioxide is discharged while the resins are pressed, so that the bonded resin can be obtained with the shape fixed in the meshed state. The degree of adhesion can be adjusted by the plasticizing time selected in step (d) and the press pressure in step (e).

[加工法2]
加工法2は、ベース部と圧力容器で構成される密閉空間に繊維状の樹脂をセットし、プレスした後、液体の二酸化炭素を導入して、樹脂シートを液体の二酸化炭素で可塑化した後に、可塑化した状態でプレスして表面をかみ合うように変形させ、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する方法である。最初から液体の二酸化炭素を導入するので、加工法1のピストンを下げて液化する工程を省いた処理となる。
[Processing method 2]
In processing method 2, a fibrous resin is set in a closed space composed of a base portion and a pressure vessel, pressed, and then liquid carbon dioxide is introduced to plasticize the resin sheet with liquid carbon dioxide. 2) A method in which the plasticized state is pressed to deform the surfaces so as to engage with each other, and the shape is fixed in the state in which the resin is engaged to bond. Since liquid carbon dioxide is introduced from the beginning, the process of processing method 1, in which the piston is lowered to liquefy the carbon dioxide, is omitted.

加工法2のフローと装置の動作は、以下の(a)から(g)の順に示される。前段は、圧力容器(容器部)とベース部を接続して構成される空間に繊維状の樹脂をセットする工程(a)、ピストンを下げてピストンと圧力容器(容器部)とベース部で密閉空間を構成する工程(b)、液体の二酸化炭素を導入し、樹脂シートの表面を液体の二酸化炭素で浸す工程(c)、の順に実施される。これらの一連の工程によって、樹脂が可塑化した状態になる。樹脂の可塑化の程度は、工程(c)の樹脂を液体の二酸化炭素に浸す工程の時間を選択することによって調整することが可能である。なお、液体の二酸化炭素を導入した際に、一部が気化するが、気液混合状態になって樹脂の表面を液体の二酸化炭素が覆う状態になっていれば十分である。 The flow of processing method 2 and the operation of the apparatus are shown in order from (a) to (g) below. The first stage is the step (a) of setting the fibrous resin in the space formed by connecting the pressure vessel (vessel part) and the base part, lowering the piston and sealing the piston, the pressure vessel (vessel part) and the base part. The step (b) of forming the space and the step (c) of introducing liquid carbon dioxide and soaking the surface of the resin sheet with the liquid carbon dioxide are carried out in this order. A series of these steps brings the resin into a plasticized state. The degree of plasticization of the resin can be adjusted by selecting the duration of step (c) soaking the resin in liquid carbon dioxide. When the liquid carbon dioxide is introduced, part of it is vaporized, but it is sufficient if the gas-liquid mixture is formed and the surface of the resin is covered with the liquid carbon dioxide.

そして、後段は、ピストンを下げ、ピストンとベース部で表面が可塑化した樹脂繊維をプレスする工程(d)、二酸化炭素を排出し繊維がかみ合った状態で形状固定する工程(e)、ピストンを戻す工程(f)、接合された樹脂を取り出す工程(g)、の順に実施される。これら一連の工程によって、樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着された樹脂を得ることができる。 Then, in the latter stage, the piston is lowered and the resin fibers whose surfaces are plasticized are pressed between the piston and the base portion (d), the carbon dioxide is discharged and the shape is fixed in a state where the fibers are engaged (e), and the piston is lowered. The returning step (f) and the step (g) of taking out the bonded resin are performed in this order. Through these series of steps, the resin surfaces are deformed so as to mesh with each other, and carbon dioxide is discharged while the resins are pressed, so that the bonded resin can be obtained with the shape fixed in the meshed state.

[加工法3]
加工法3は、圧力容器を使用せず、ベース部とピストンの間に繊維状の樹脂をセットし、プレスした後、液体の二酸化炭素を導入して、繊維状の樹脂が液体の二酸化炭素で可塑化することで、プレスされた状態になじむように樹脂の表面がかみ合うように変形させ、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する方法である。
[Processing method 3]
In processing method 3, a fibrous resin is set between the base and the piston without using a pressure vessel. By plasticizing, the surface of the resin is deformed so that it fits into the pressed state, and the shape is fixed in the state where the resin is meshed.

加工法3のフローと装置の動作は、以下の(a)から(e)の順に示される。ベース部の上に繊維状の樹脂をセットする工程(a)、ピストンを下げ、ピストンとベース部で繊維状の樹脂をプレスする工程(b)、プレスされた繊維状の樹脂に液体の二酸化炭素を注入し、繊維状の樹脂の表面が液体の二酸化炭素で可塑化することで、プレスされた状態になじむように樹脂の表面がかみ合うように変形させる工程(c)、ピストンを戻す工程(d)、接合された樹脂を取り出す工程(e)、の順に実施される。これらの一連の工程によって、樹脂表面をかみ合うように変形させ、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで、樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着された樹脂を得ることができる。接着の程度は、工程(b)のプレス圧力、工程(c)の樹脂に液体の二酸化炭素を注入する工程の時間を選択することによって調整することが可能である。 The flow of processing method 3 and the operation of the apparatus are shown in the order of (a) to (e) below. Step (a) of setting fibrous resin on the base part, step (b) of lowering the piston and pressing the fibrous resin with the piston and the base part, liquid carbon dioxide in the pressed fibrous resin is injected, and the surface of the fibrous resin is plasticized with liquid carbon dioxide, so that the surface of the resin is deformed so that it fits into the pressed state (c), and the step of returning the piston (d) ) and the step (e) of taking out the bonded resin. Through a series of these steps, the resin surface is deformed so as to be engaged, and carbon dioxide is discharged in a pressed state, thereby obtaining a resin that is fixed in shape and adhered while the resin is engaged. The degree of adhesion can be adjusted by selecting the pressing pressure in step (b) and the duration of the step of injecting liquid carbon dioxide into the resin in step (c).

本発明は、前記加工法1~3のいずれの方法でも実施することができる。本発明を実施する際の具体的プロセス及び条件は、実施例1~11に示したプロセス及び条件と同等ないし均等の範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明の装置の基本構成は、例えば、図19に示されるように、二酸化炭素の導入バルブ、二酸化炭素の排出バルブ、圧力容器、ピストン、ベース部、を具備した装置が例示されるが、その具体的構成は、必要により適宜設計することが可能であり、その構成は制限されるものではない。 The present invention can be carried out by any of the processing methods 1 to 3. The specific processes and conditions for carrying out the present invention can be appropriately changed within the same or equivalent range as the processes and conditions shown in Examples 1 to 11. Further, the basic configuration of the device of the present invention is, for example, a device equipped with a carbon dioxide introduction valve, a carbon dioxide discharge valve, a pressure vessel, a piston, and a base portion, as shown in FIG. , the specific configuration thereof can be appropriately designed as necessary, and the configuration is not limited.

図19に示す装置の態様では、ベース部(2)が被処理材である繊維状の樹脂(1)を保持可能となっている。圧力容器(3)が容器部として、ベース部(2)に密着可能な開口部を有する構造となっており、ベース部(2)、ピストン(6)とともに密閉空間を構成可能となっている。圧力容器(3)に接続された二酸化炭素導入バルブ(4)を通じて密閉空間への液体あるいは気体の二酸化炭素が導入可能となっている。ピストン(6)が、密閉空間の体積を保持あるいは減少させる手段となっている。そして、ピストン(6)の先端とベース部(2)との間で繊維状の樹脂(1)を挟み込むことで二酸化炭素存在下でのプレスを実現する。なお、図中、(5)は二酸化炭素の排出バルブを示す。 In the embodiment of the apparatus shown in FIG. 19, the base portion (2) can hold fibrous resin (1), which is the material to be treated. The pressure vessel (3) serves as a container section and has a structure having an opening that can be brought into close contact with the base section (2), so that the base section (2) and the piston (6) can form a sealed space. Liquid or gaseous carbon dioxide can be introduced into the closed space through a carbon dioxide introduction valve (4) connected to the pressure vessel (3). A piston (6) provides a means for maintaining or reducing the volume of the enclosed space. By sandwiching the fibrous resin (1) between the tip of the piston (6) and the base portion (2), pressing in the presence of carbon dioxide is realized. In the figure, (5) indicates a carbon dioxide discharge valve.

図20は、図19のベース部をピストンにした場合の実施形態である。ベース部は板である必要はなく、樹脂をプレスできる構造であれば、任意の構成が適用される。 FIG. 20 shows an embodiment in which the base portion of FIG. 19 is replaced by a piston. The base portion does not need to be a plate, and any configuration can be applied as long as it has a structure capable of pressing resin.

図21は、ベース部と容器を一体化した実施形態である。ただ、このような形態とした場合は、容器の底に張り付いた処理物をベース部と容器を分離して取り出すことが難しいため、図22のように二酸化炭素の導入部を底部に設け、ピストンを持ち上げた状態で二酸化炭素を底部に送り、底に張り付いた処理物を吹き飛ばす構成にするなどの工夫が必要である。 FIG. 21 shows an embodiment in which the base and container are integrated. However, in the case of such a form, it is difficult to separate the base part and the container to take out the processed material sticking to the bottom of the container, so as shown in FIG. It is necessary to devise a configuration in which the carbon dioxide is sent to the bottom while the piston is lifted to blow away the material to be treated that is stuck to the bottom.

処理する試料や容器の形状によって二酸化炭素の導入口・排出口の位置や数は適宜選択される。なお、容器に導入口と排出口の両方を設ける必要はなく、図23のように、導入口と排出口を兼ねた口を容器に一つ設ける実施形態もある。 The position and number of carbon dioxide inlets and outlets are appropriately selected depending on the sample to be treated and the shape of the container. It should be noted that it is not necessary to provide both an inlet and an outlet in the container, and there is also an embodiment in which the container is provided with one inlet serving both as an inlet and an outlet, as shown in FIG.

図28は、二酸化炭素の導入・排出部を容器ではなくピストンの側に設けた実施形態である。ピストン側に二酸化炭素の導入と排出部を設けることで、容器の取り外しが容易になる。これは、別の場所で容器に材料をセットして、配管がつながったピストンの下にセットしてプレス、その後、別の場所に容器を持って行って試料の取り出しができることを意味している。容器を複数用意すると、試料の導入と排出時間が見かけ上なくなり、プレス部分は容器を取り換えてプレスという形になりプレス回数が増加する。1度のプレスでの複数個生産と合わせれば、単位時間当たりの生産性を飛躍的に向上させることが可能である。 FIG. 28 shows an embodiment in which the carbon dioxide introduction/discharge part is provided on the side of the piston instead of the container. By providing the carbon dioxide inlet and outlet on the piston side, the container can be easily removed. This means that you can set the material in a container at another location, set it under the piston connected to the pipe, press it, and then move the container to another location to take out the sample. . If a plurality of containers are prepared, the sample introduction and discharge time seemingly disappears, and the press part becomes a form of pressing by replacing the container, increasing the number of presses. Combined with the production of multiple pieces with one press, it is possible to dramatically improve the productivity per unit time.

本発明により、次のような格別の効果が奏される。
(1)樹脂の溶着を用いずナノインプリントの原理による樹脂表面の変形により接合しているので、溶着を待つ必要がなく、加えて急速減圧が可能で処理時間が極めて早い。
(2)樹脂に入り込んだ二酸化炭素は、脱離(排出)する際に樹脂同士を引き離すいわゆる離型剤として働く性質があるが、プレスした状態で貫通孔を有する多孔体から排出することで、離型剤としての働きを抑制している。
(3)液体の二酸化炭素を用いることで、室温付近の温度で樹脂の可塑化と、可塑化させた樹脂を接着できるため、加熱機構が不要あるいは簡易な加熱機構を用いることが可能となる。
(4)圧力容器内のすべての二酸化炭素を液化する必要がないので、プレス力を低減でき、大かがりな装置を必要としない。
(5)気液混合状態は、体積の変化により気相と液相の比が変わるのみで圧力の変化が少なく、体積の減少に対して圧力が上昇する超臨界状態と比べて、安全性、制御性に優れている。
(6)実施形態によっては、樹脂製品を圧力容器に合わせて切断することなく連続工程でプレスすることができる。
(7)接着する繊維状の樹脂を複数枚重ねたものを一度に接着可能なため、1層1層接着する方式に比べ極めて生産性が高い。
(8)本発明の手法で接着した接着物の一部又は全部を再接着することができる。
(9)樹脂繊維の間に金属繊維を挟み込んで接着することができる。
(10)接着対象の間にセパレーターを交互に重ねて同時接着することにより、積層体(接着物)の生産性を飛躍的に向上させることができる。
The present invention provides the following special effects.
(1) Bonding is performed by deformation of the resin surface based on the principle of nanoimprinting without using resin welding, so there is no need to wait for welding, and in addition, rapid pressure reduction is possible and the processing time is extremely short.
(2) Carbon dioxide that has entered the resin has the property of acting as a so-called release agent that separates the resins when desorbing (discharging). It suppresses the action as a release agent.
(3) By using liquid carbon dioxide, the resin can be plasticized at a temperature near room temperature, and the plasticized resin can be adhered, so that a heating mechanism is unnecessary or a simple heating mechanism can be used.
(4) Since it is not necessary to liquefy all the carbon dioxide in the pressure vessel, the press force can be reduced and a large-scale device is not required.
(5) In the gas-liquid mixed state, only the ratio of the gas phase and the liquid phase changes due to the change in volume, and the pressure does not change much. Excellent controllability.
(6) In some embodiments, the resin product can be pressed in a continuous process without being cut to fit the pressure vessel.
(7) Since a plurality of layers of fibrous resin to be adhered can be adhered at once, the productivity is extremely high compared to the method of adhering one layer at a time.
(8) It is possible to re-adhere part or all of the adhered objects adhered by the method of the present invention.
(9) Metal fibers can be sandwiched between resin fibers for bonding.
(10) The productivity of the laminate (adhesive) can be dramatically improved by alternately laminating the separators between the objects to be adhered and simultaneously adhering them.

実施例1の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 1. FIG. ティーバッグ用不織布を接着した結果を示す。The result of bonding the nonwoven fabric for tea bags is shown. クリーンルーム用クロスを接着した結果のレーザー顕微鏡写真を示す。A laser microscope photograph of the result of adhering clean room cloths is shown. 実施例2の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 2. FIG. ティーバッグ用不織布を接着した結果を示す。The result of bonding the nonwoven fabric for tea bags is shown. 実施例3の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 3. FIG. ポリエステル綿を接合した結果を示す。The results of bonding polyester cotton are shown. 実施例4の方法で使用する装置の概念図を示す。4 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 4. FIG. ティーバッグ用不織布にインスタント緑茶(疑似薬)を入れて接着した結果を示す。The result of putting instant green tea (pseudo- drug ) into the non-woven fabric for tea bag and adhering it is shown. 実施例5の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 5. FIG. ティーバッグ用不織布にレンズクリーナー(ポリエステル)を接着した結果を示す。The result of adhering a lens cleaner (polyester) to a tea bag nonwoven fabric is shown. 実施例6の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 6. FIG. 導電クロスを接着した結果を示す。The result of adhering the conductive cloth is shown. 実施例7の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 7. FIG. 二酸化炭素処理後の結果を示す。Results after carbon dioxide treatment are shown. 水に浸した後の結果を示す。Results are shown after soaking in water. 実施例8の方法で使用する装置の概念図を示す。1 shows a conceptual diagram of an apparatus used in the method of Example 8. FIG. ティーバッグ用不織布を接着した結果を示す。The result of bonding the nonwoven fabric for tea bags is shown. 本発明の装置の基本構成を示す。1 shows the basic configuration of the device of the present invention; 本発明の装置の実施形態の一例を示す。1 shows an example of embodiment of the device of the invention. 本発明の装置の実施形態の一例を示す。1 shows an example of embodiment of the device of the invention. 本発明の装置の実施形態の一例を示す。1 shows an example of embodiment of the device of the invention. 本発明の装置の実施形態の一例を示す。1 shows an example of embodiment of the device of the invention. PET不織布128枚を接着した結果である樹脂多孔体(3個)を示す。128 sheets of PET non-woven fabric are adhered to each other to form a resin porous body (three pieces). 本発明の手法で接着した接着物(PET不織布128枚を接着した樹脂多孔体3個)を再接着した結果を示す。The results of re-adhering the adhered objects (three resin porous bodies to which 128 sheets of PET nonwoven fabric were adhered) that were adhered by the method of the present invention are shown. PET不織布32枚の間に銅メッシュを挟んだ写真を示す。A photograph of a copper mesh sandwiched between 32 sheets of PET nonwoven fabric is shown. PET不織布32枚の間に銅メッシュを挟み込んで接着した結果を示す。The results are shown in which a copper mesh was sandwiched between 32 sheets of PET nonwoven fabric and adhered. 本発明の装置の実施形態の一例を示す。1 shows an example of embodiment of the device of the invention. 接着後の接着物(PET不織布32枚を接着)と接着対象を分けるために使用したステンレスのセパレーターの写真を示す。A photograph of a stainless steel separator used to separate the object to be adhered from the object to be adhered (32 pieces of PET nonwoven fabric are adhered) is shown.

次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

ここで、樹脂を可塑化した状態でプレスし、かつ、二酸化炭素を排出する際の運転条件について説明する。
(1)プレス圧
プレス圧は2MPa以上、好ましくは5MPa以上である(実施例はすべて6MPaで行っている)。
(2)二酸化炭素の導入圧力
二酸化炭素の導入圧力については、気体の状態でプレス中に液化する場合はピストンを下げる過程で蒸気圧になるため制限はなく、プレス環境の温度が31℃(二酸化炭素の臨界温度)以上の場合には、ピストンを下げた状態の二酸化炭素の密度が0.4g/mL(液体の二酸化炭素の密度の約半分)以上となるように調整された導入圧力が必要となる。実施例2以外の実施例では、室温のボンベ圧に近い圧力で導入している。
Here, the operating conditions for pressing the resin in a plasticized state and discharging carbon dioxide will be described.
(1) Press pressure The press pressure is 2 MPa or more, preferably 5 MPa or more (6 MPa in all examples).
(2) Introduction pressure of carbon dioxide Regarding the introduction pressure of carbon dioxide, there is no limit on the introduction pressure of carbon dioxide if it liquefies in the gaseous state during the press because it becomes vapor pressure in the process of lowering the piston. critical temperature of carbon), it is necessary to adjust the introduction pressure so that the density of carbon dioxide with the piston lowered is 0.4 g/mL (approximately half the density of liquid carbon dioxide) or more. becomes. In Examples other than Example 2, the gas was introduced at a pressure close to the cylinder pressure at room temperature.

(3)減圧
減圧については、二酸化炭素を脱離(排出)して形状を固定するために、出来るだけ高速な減圧が望ましい。10MPa/10秒以下、好ましくは10MPa/1秒以下である。実施例2以外の実施例では、すべてボールバルブにより瞬時に大気開放している。また、実施例2の圧力容器を用いずにピストンとベース部で挟んでプレス中に二酸化炭素を注入する方式の場合は、被処理材の縁が大気開放されており、注入を止めると直ちに二酸化炭素が脱離する。
(4)被処理材
本発明では、プレスした状態で二酸化炭素を脱離(排出)させなくてはならないため、被処理材は、連続孔が形成された多孔体様ないし綿状の形態の繊維状の樹脂でなければならない。二酸化炭素が樹脂内にとどまった状態の場合、二酸化炭素による離型作用で樹脂同志が引き離されることになり、接着不可となる。
(3) Decompression As for decompression, it is desirable to decompress as quickly as possible in order to desorb (discharge) carbon dioxide and fix the shape. It is 10 MPa/10 sec or less, preferably 10 MPa/1 sec or less. In the examples other than Example 2, all are instantaneously opened to the atmosphere by ball valves. In addition, in the case of the method of injecting carbon dioxide during pressing by sandwiching between the piston and the base portion without using the pressure vessel of Example 2, the edge of the material to be treated is open to the atmosphere, and the carbon dioxide is immediately released when the injection is stopped. Carbon is released.
(4) Material to be treated In the present invention, since carbon dioxide must be desorbed (exhausted) in a pressed state, the material to be treated is a porous or cotton-like fiber with continuous pores. It must be a resin with a shape. If carbon dioxide remains in the resin, the resins will be separated from each other by the release action of carbon dioxide, making adhesion impossible.

次に、本発明の方法の有効性を調べるため行った実験を実施例として示す。以下の実施例では、図1の装置又はそれと同等の装置を使用した。繊維状の樹脂1をベース部2と容器部としての圧力容器3で構成される空間に配置し、四隅の六角穴付ボルト8で固定した。圧力容器3は、ベース部2及びピストン6とOリング7でそれぞれシールされて密閉空間を構成している。この状態で、繊維状の樹脂1をプレス装置にセットし、繊維状の樹脂1の接着実験を行った。 Next, experiments conducted to examine the effectiveness of the method of the present invention are shown as examples. In the following examples, the apparatus of Figure 19 or an equivalent apparatus was used. A fibrous resin 1 was placed in a space composed of a base portion 2 and a pressure vessel 3 as a container portion, and fixed with hexagon socket head bolts 8 at the four corners. The pressure vessel 3 is sealed by the base portion 2, the piston 6, and the O-ring 7 to form a closed space. In this state, the fibrous resin 1 was set in a pressing device, and an adhesion test of the fibrous resin 1 was conducted.

なお、図中、4は二酸化炭素導入バルブ、5は二酸化炭素排出バルブを示す。ベース部2と圧力容器3、ピストン6の材料には、SUS316を使用した。 In the figure, 4 indicates a carbon dioxide introduction valve, and 5 indicates a carbon dioxide discharge valve. SUS316 was used as the material for the base portion 2, the pressure vessel 3, and the piston 6.

実施例1
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンで液化後、ピストンを下げて樹脂シート(繊維状の樹脂のシート)をプレスする実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図1に示す。室温で、二酸化炭素の蒸気圧(ボンベ圧:本実施例では6MPa)に相当する二酸化炭素を導入用のボールバルブを開けて瞬時に導入し、ピストンを下げて、圧力容器内の体積を減少させることで、二酸化炭素を液化し、樹脂シート表面を液体の二酸化炭素で浸す状態を作った。
Example 1
[Example of introducing gaseous carbon dioxide, liquefying it with a piston, and then lowering the piston to press a resin sheet (fibrous resin sheet)]
FIG. 1 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this embodiment. At room temperature, carbon dioxide corresponding to the vapor pressure of carbon dioxide (cylinder pressure: 6 MPa in this embodiment) is instantly introduced by opening the ball valve for introduction, and the piston is lowered to reduce the volume in the pressure vessel. Thus, carbon dioxide was liquefied, and a state was created in which the surface of the resin sheet was immersed in liquid carbon dioxide.

この状態で二酸化炭素を樹脂シート表面に含浸させることで表面を可塑化し、その後、ピストンを更に下げて樹脂シートをプレスし、ピストンを下げた状態で右側の排出用のボールバルブを開けて二酸化炭素を瞬時に排出後、ピストンをもとの位置に戻し、接着物を取り出した。全工程の処理時間は約4分である。また、加温設備設けることなく、処理は室温で行った。 In this state, the surface of the resin sheet is impregnated with carbon dioxide to plasticize the surface. After that, the piston is further lowered to press the resin sheet. With the piston lowered, the ball valve on the right side is opened to release carbon dioxide. was expelled instantaneously, the piston was returned to its original position, and the adhesive was taken out. The processing time for the entire process is about 4 minutes. In addition, the treatment was performed at room temperature without providing a heating facility.

図2に、ティーバッグ用不織布(ポリエステル・ポリエチレン複合材)50枚を接着した結果を示す(図中、左側は、処理前、右側は、処理後である)。 FIG. 2 shows the result of bonding 50 non-woven fabrics (polyester-polyethylene composite material) for tea bags (in the figure, the left side is before treatment, and the right side is after treatment).

同様に、レンジフィルター不織布(ポリエステル70%・アクリル30%複合材)24枚、水切りフィルター不織布(ポリエステル・パルプ複合材)50枚、ふき取り用不織布(アクリル90%・PET10%複合材)36枚、ふき取り用不織布(セルロース55%・ポリエステル45%複合材)16枚、クリーンルーム用クロス(ポリエステル70%・ナイロン30%複合材)4枚についても接着を確認した。本接着法は、任意の枚数を接着可能であり、これにより、厚みを自由に制御したフィルターへの応用が示された。
注)%表示のないものは、割合が明記されていない素材の場合である。クリーンルーム用クロスは、織物であり不織布ではない。重量を約0.6gに揃えたため、枚数は、素材により異なっている。
Similarly, 24 non-woven fabrics for range filters (70% polyester, 30% acrylic composite), 50 non-woven fabrics for draining filters (polyester-pulp composite), 36 non-woven fabrics for wiping (90% acrylic, 10% PET composite), wiping Adhesion was also confirmed for 16 non-woven fabrics (composite material of 55% cellulose and 45% polyester) and 4 cloths for clean rooms (composite material of 70% polyester and 30% nylon). This bonding method can be used to bond any number of sheets, indicating its application to filters whose thickness can be freely controlled.
Note) Items without percentages are for materials that do not specify percentages. Clean room cloths are woven fabrics, not non-woven fabrics. Since the weight is adjusted to about 0.6 g, the number of sheets differs depending on the material.

図3は、クリーンルーム用クロス(ポリエステル70%・ナイロン30%複合材)6枚を接着後、慎重に中心部のクロスを剥がしキーエンスVK-9500レーザー顕微鏡で観察した結果である。溶着痕は一切見られず、かみ合わせに起因する輪郭のはっきりした樹脂繊維の凹みが観測された。 FIG. 3 shows the result of observing with a KEYENCE VK-9500 laser microscope after carefully peeling off the central cloth after adhering 6 pieces of clean room cloth (composite material of 70% polyester and 30% nylon). No weld marks were observed, and dents in the resin fibers with clear contours due to meshing were observed.

実施例2
[液体の二酸化炭素を樹脂シートの中心下部から導入して、大気開放された樹脂シートの端から排出する実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図4に示す。本実施例では、圧力容器は使用せず、通常のベース部の代わりに中心から二酸化炭素が導入可能とする導入口の開いたベース部使用して、実験を行った。繊維状の樹脂シートを重ねてセット後、ピストンを下げて樹脂シートをプレスし、プレスした状態で、二酸化炭素導入用のバルブを開けてポンプを動かし、二酸化炭素の蒸気圧(ボンベ圧)より高い圧力(8MPa)の液体の二酸化炭素を樹脂シートの中心下部から1分間導入し、大気開放された樹脂シートの端から排出した。また、加温設備設けることなく、処理は室温で行った。
Example 2
[Example in which liquid carbon dioxide is introduced from the lower center of the resin sheet and discharged from the end of the resin sheet exposed to the atmosphere]
FIG. 4 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. In this example, experiments were conducted without using a pressure vessel, but instead using a base portion with an open introduction port that allows carbon dioxide to be introduced from the center instead of a normal base portion. After stacking the fibrous resin sheets and setting them, lower the piston to press the resin sheets. In the pressed state, open the valve for carbon dioxide introduction and operate the pump to make it higher than the vapor pressure of carbon dioxide (cylinder pressure). Liquid carbon dioxide under pressure (8 MPa) was introduced from the bottom center of the resin sheet for 1 minute, and discharged from the end of the resin sheet opened to the atmosphere. In addition, the treatment was performed at room temperature without providing a heating facility.

その後、ポンプを停止してバルブを閉めてから、ピストンをもとの位置に戻し、接着物を取り出した。 Then, after stopping the pump and closing the valve, the piston was returned to its original position and the adhesive was removed.

図5に、ティーバッグ用不織布(ポリエステル・ポリエチレン複合材)50枚を接着した結果を示す。 FIG. 5 shows the result of bonding 50 nonwoven fabrics for tea bags (polyester-polyethylene composite material).

実施例3
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンで液化して綿状の樹脂を可塑化した後、ピストンを下げて綿をプレスし、排出用のボールバルブを開けて二酸化炭素を瞬時に排出する実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図6に示す。容器内に綿状の樹脂をセット後、室温で、二酸化炭素の蒸気圧(ボンベ圧)に相当する二酸化炭素を導入用のボールバルブを開けて瞬時に導入し、ピストンを下げて、圧力容器内の体積を減少させることで、二酸化炭素を液化しつつ、更にピストンを下げて綿状の樹脂をプレスし、ピストンを下げた状態で右側の排出用のボールバルブを開けて二酸化炭素を瞬時に排出し、その後、ピストンをもとの位置に戻し、接着物を取り出した。全工程の処理時間は約4分である。また、加温設備設けることなく、処理は室温で行っている。
Example 3
[Introduce gaseous carbon dioxide, liquefy it with a piston, plasticize the cotton-like resin, lower the piston to press the cotton, open the ball valve for discharge, and instantaneously discharge carbon dioxide. example]
FIG. 6 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. After setting the cotton-like resin in the container, at room temperature, open the ball valve for introduction of carbon dioxide equivalent to the vapor pressure of carbon dioxide (cylinder pressure) and instantly introduce it, lower the piston, and enter the pressure container. By reducing the volume of the carbon dioxide, while liquefying the carbon dioxide, the piston is further lowered to press the cotton-like resin, and with the piston lowered, the ball valve for ejection on the right side is opened to instantly exhaust carbon dioxide. After that, the piston was returned to its original position and the adhesive was removed. The processing time for the entire process is about 4 minutes. In addition, the treatment was carried out at room temperature without providing a heating facility.

図7に、ポリエステル綿0.6gを接着した結果を示す(図中、左側は、処理前、右側は、処理後である)。 FIG. 7 shows the result of adhering 0.6 g of polyester cotton (in the figure, the left side is before treatment and the right side is after treatment).

実施例4
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンを下げて液化しつつ、更にピストンを下げてシートの中心部に粉体を配置した状態で、中心部が凹んだベース部を用いてプレスすることで周辺部のみ接着した実施例]
本実施例の方法に使用する装置の概念図を図8に示す。中心に内包対象物を配置した状態で樹脂シートを重ねてセット後、室温で、二酸化炭素の蒸気圧(ボンベ圧)で二酸化炭素を左側の導入用のボールバルブを開けて瞬時に導入し、ピストンを下げて液化しつつ、ピストンを更に下げて樹脂シートをプレスし、ピストンを下げた状態で右側の排出用のボールバルブを開けて二酸化炭素を瞬時に排出後、ピストンをもとの位置に戻して接着物を取り出した。全工程の処理時間は約4分である。また、加温設備設けることなく、処理は室温で行っている。
Example 4
[Introducing gaseous carbon dioxide, lowering the piston to liquefy it, lowering the piston further to place the powder in the center of the sheet, and pressing using the base part with the center recessed Example in which only the peripheral portion is adhered]
FIG. 8 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. After stacking the resin sheets with the object to be enclosed in the center and setting, at room temperature, carbon dioxide is instantly introduced by opening the ball valve for introduction on the left side by the vapor pressure of carbon dioxide (cylinder pressure), and the piston While lowering and liquefying, the piston is further lowered to press the resin sheet, and with the piston lowered, the ball valve for discharging on the right side is opened to instantly discharge carbon dioxide, and then the piston is returned to its original position. to remove the adhesive. The processing time for the entire process is about 4 minutes. In addition, the treatment was carried out at room temperature without providing a heating facility.

図9に、ティーバッグ用不織布(ポリエステル・ポリエチレン複合材)に疑似薬剤としてインスタント緑茶を入れて接着した結果を示す。 FIG. 9 shows the results of attaching instant green tea as a pseudo-drug to non-woven fabric for tea bags (polyester-polyethylene composite material).

この結果は、粉体を内包する多孔体の作と、中心部を除く周辺部のみ接着された多孔体の作という2つの意味がある。粉体内包多孔体の成功は、薬剤担持多孔体の作が可能であることを示しており、多孔体の厚みの制御が接着するシートの枚数制御で簡単に実現可能であることを考え合わせると、徐放性を制御した薬剤担持多孔体の作が可能であることが示された。徐放性の制御は、医薬、農薬、防虫、消臭、芳香などへの適用が示唆される。 This result has two meanings: production of a porous body containing powder and production of a porous body in which only the peripheral portion is adhered, excluding the central portion. The success of the powder-encapsulating porous material indicates that it is possible to produce a drug-carrying porous material. It was shown that it is possible to produce a drug-carrying porous material with controlled sustained release. The control of sustained release is suggested to be applied to pharmaceuticals, agricultural chemicals, insect repellents, deodorants, fragrances, and the like.

実施例5
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンで液化後、ピストンを更に下げて異種の樹脂シートをプレスする実施例]
本実施例の方法に使用する装置の概念図を図10に示す。多孔質様の繊維状の樹脂シートを重ねてセット後、ボンベ圧で気体の二酸化炭素を左側の導入用のボールバルブを開けて瞬時に導入し、ピストンを下げて液化しつつ、ピストンを更に下げて樹脂シートをプレスし、ピストンを下げた状態で右側の排出用のボールバルブを開けて二酸化炭素を瞬時に排出後、ピストンを上げて接着物を取り出した。全工程の処理時間は約4分である。また、加温設備設けることなく、処理は室温で行っている。
Example 5
[Example of introducing gaseous carbon dioxide, liquefying it with a piston, and then lowering the piston further to press a different resin sheet]
FIG. 10 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. After stacking and setting porous-like fibrous resin sheets, gaseous carbon dioxide is instantly introduced by opening the ball valve for introduction on the left side by cylinder pressure, lowering the piston to liquefy, and lowering the piston further. After pressing the resin sheet with the piston lowered, the ball valve for discharge on the right side was opened to instantly discharge carbon dioxide, and then the piston was lifted to take out the adhesive. The processing time for the entire process is about 4 minutes. In addition, the treatment was carried out at room temperature without providing a heating facility.

図11に、ティーバッグ用不織布(ポリエステル・ポリエチレン複合材)50枚の間にレンズクリーナー(ポリエステル)を接着した結果を示す。図の接着物の真ん中の層がレンズクリーナーTORAYSEE(織物)である。 FIG. 11 shows the result of adhering a lens cleaner (polyester) between 50 tea bag nonwoven fabrics (polyester-polyethylene composite material). The middle layer of adhesive in the figure is the lens cleaner TORAYSEE (fabric).

異種素材を層状にした接合が可能であることから、例えば、層ごとに多孔質の形状を変えたフィルターなどへの応用が示された。酵素や触媒が担持されたシートを層ごとに組み合わせることで、溶液を通すことで逐次反応を進める触媒支持体などの可能性が示された。 Since it is possible to bond dissimilar materials in layers, it has been shown to be applicable to, for example, filters with different porous shapes for each layer. By combining layers of sheets on which enzymes and catalysts are supported, the possibility of a catalyst support that advances sequential reactions by passing solutions was demonstrated.

実施例6
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンで液化後、ピストンを更に下げて中間層に導電性のシートをプレスする実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図12に示す。導電コートされたポリエステルクロスを不織布に挟み込んで、実施例1と同様の方法により、二酸化炭素の存在下でプレスして接着操作を実施した。図13に、その結果を示す。図中、上段は、処理前、下段は、二酸化炭素処理後である。上記接着操作により、導電コートされたポリエステルクロス(導電コートされたクロス)を不織布に挟み込んだ積層構造が実現できたことで、積層構造に電極(導電層)を入れることが可能であることが分かった。これにより、キャパシタや電池やセンサーなどの電子デバイスへの応用が可能であることが示された。
Example 6
[Example of introducing gaseous carbon dioxide, liquefying it with a piston, and then lowering the piston further to press a conductive sheet on the intermediate layer]
FIG. 12 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. The conductive-coated polyester cloth was sandwiched between non-woven fabrics and pressed in the presence of carbon dioxide in the same manner as in Example 1 for adhesion. FIG. 13 shows the results. In the figure, the upper row is before treatment, and the lower row is after carbon dioxide treatment. By the above bonding operation, a laminated structure in which a conductive coated polyester cloth (conductive coated cloth) was sandwiched between nonwoven fabrics was realized, and it was found that it is possible to insert an electrode (conductive layer) in the laminated structure. rice field. As a result, it was shown that it can be applied to electronic devices such as capacitors, batteries, and sensors.

実施例7
[気体の二酸化炭素を導入して、ピストンで液化後、ピストンを更に下げて異種の粉体を並べて配置した樹脂シートをプレスする実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図14に示す。不織布の中心にインスタントの緑茶と紅茶を並べて挟み込んで、実施例1と同様の方法により、二酸化炭素の存在下でプレスした。得られた接着物を図15に示す。図15に示される通り、処理後の接着物は、見た目は真っ白で、光にかざすと内包物の影が見えた。これを水に浸すと、緑茶と紅茶が滲みだしてきて緑茶と紅茶の模様が出てきた(図16)。これにより、水に入れると絵が浮き出る食品や玩具、混ぜると保存がきかない薬剤を使用時に水に浸して混合する湿布薬などとして応用が可能であることが示された。
Example 7
[Example of introducing gaseous carbon dioxide, liquefying with a piston, and then lowering the piston further to press a resin sheet on which different kinds of powders are arranged side by side]
FIG. 14 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. Instant green tea and black tea were placed side by side in the center of the non-woven fabric and pressed in the same manner as in Example 1 in the presence of carbon dioxide. The resulting adhesive is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the treated adhesive appeared pure white, and shadows of the inclusions were visible when held up to light. When this was immersed in water, green tea and black tea oozed out and a pattern of green tea and black tea appeared (Fig. 16). This indicates that it can be used as a food or toy that shows a picture when placed in water, or as a poultice that can be mixed by soaking it in water before use.

実施例8
[臨界温度より高い状態で、液体に近い状態の二酸化炭素で処理が可能であることを示す実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図17に示す。樹脂シートをベース部と接続した圧力容器内にセット後、ピストンを二酸化炭素導入位置まで下げたのち、圧力容器の六角穴付ボルトの間に設けたカートリッジヒーター挿入口からカートリッジヒーターを差し込んで圧力容器の温度が35℃になるように加熱した。処理容器に取り付けた温度計が35℃を示してから30分放置後、実施例1と同様の方法により、室温環境下におかれたボンベからボンベ圧に近い状態で気体の二酸化炭素を導入して、二酸化炭素の存在下でプレスした。このとき、プレス環境の温度が二酸化炭素の臨界温度より高いため、液化は起こらず圧縮のみが起こる。また、ピストンにかかる荷重から推察されるプレス時の二酸化炭素の圧力は約8.5MPaで、温度(35℃)と圧力から、二酸化炭素の密度は約0.6g/mLと計算され、液体に近い状態の二酸化炭素となっている。
Example 8
[Example showing that treatment is possible with carbon dioxide in a state close to liquid at a state higher than the critical temperature]
FIG. 17 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. After setting the resin sheet in the pressure vessel connected to the base, lower the piston to the carbon dioxide introduction position, insert the cartridge heater from the cartridge heater insertion port provided between the hexagonal socket bolts of the pressure vessel, and open the pressure vessel. was heated to a temperature of 35°C. After the thermometer attached to the treatment container indicated 35° C. and the treatment container was left for 30 minutes, gaseous carbon dioxide was introduced from a cylinder placed in a room temperature environment in a state close to the cylinder pressure in the same manner as in Example 1. and pressed in the presence of carbon dioxide. At this time, since the temperature of the press environment is higher than the critical temperature of carbon dioxide, only compression occurs without liquefaction. In addition, the pressure of carbon dioxide at the time of pressing is estimated to be about 8.5 MPa from the load applied to the piston, and the density of carbon dioxide is calculated to be about 0.6 g/mL from the temperature (35 ° C) and pressure. Carbon dioxide in a similar state.

図18に、ティーバッグ用不織布(ポリエステル・ポリエチレン複合材)50枚を接着した結果を示す。実施例1と同様に接着され、液体に近い状態の二酸化炭素でも接着が可能であることが示された。 FIG. 18 shows the result of bonding 50 nonwoven fabrics for tea bags (polyester-polyethylene composite material). Adhesion was performed in the same manner as in Example 1, and it was shown that adhesion is possible even with carbon dioxide in a nearly liquid state.

実施例9
[本発明の手法で接着した接着物を更に再接着する実施例]
実施例1の方法と同様の方法により、図24に示したPET不織布128枚を接着した樹脂多孔体(3個)を用意した。次いで、実施例1の方法と同様の方法により、上記樹脂多孔体(3個)の再接着を試みた。図25に、その結果を示す。
これにより、本発明の手法で接着した接着物が再接着できることが確認された。上記樹脂多孔体を更に再接着することにより、接着物の強度が一段と増加することから、接着物の強度が必要とされる用途には、接着物の再接着の手法は非常に有用であり、本発明では、接着対象の片方もしくは両方、あるいは、その一部もしくは全部を本発明の手法で接着した樹脂多孔体とすることにより、接着物の任意の部分を強化させた適宜の製品を設計、構築することが可能である。
また、粉体を担持した樹脂多孔体を作する際に、繊維シート単体では目が粗すぎて接着前に繊維シート上に粉体を保持できない、即ち、粉体が繊維の隙間を抜けて落ちてしまう場合にも、再接着の手法は有効である。あらかじめ繊維シートを接着して目を細かくしてから粉体を乗せることで、接着時の粉体の保持が可能となる。
Example 9
[Example of further re-adhering the adhered objects adhered by the method of the present invention]
By the same method as in Example 1, 128 sheets of the PET nonwoven fabric shown in FIG. Then, by the same method as in Example 1, re-bonding of the resin porous bodies (three pieces) was attempted. FIG. 25 shows the results.
As a result, it was confirmed that the adherend adhered by the method of the present invention can be re-adhered. By further re-adhering the resin porous body, the strength of the adherend is further increased. Therefore, the method of re-adhering the adherend is very useful for applications where the strength of the adherend is required. In the present invention, one or both of the objects to be adhered, or a part or all of them, are made into a resin porous body adhered by the method of the present invention, thereby designing an appropriate product in which any part of the adherend is reinforced. It is possible to build
Further, when producing a resin porous body carrying powder, the mesh of the fiber sheet alone is too coarse to hold the powder on the fiber sheet before bonding. Even if it falls off, the method of re-adhesion is effective. The powder can be retained at the time of adhesion by adhering the fiber sheet in advance, making the mesh finer, and then putting the powder on it.

実施例10
[接着物の間に金属繊維を挟み込んだ接着の実施例]
実施例6の方法と同様の方法により、接着物の間に金属繊維を挟み込んだ接着を試みた。図26に、PET不織布32枚の間に銅メッシュを挟み込んだ写真を示す。図27に、接着物の間に銅メッシュを挟み込んで、実施例6の方法と同様の方法により、二酸化炭素の存在下でプレスして接着操作を実施した結果を示す。上記接着操作により、銅メッシュを不織布の間に挟み込んだ積層構造を実現でき、積層構造に電極(導電層)を導入できることが可能であることが分かった。これにより、本発明の手法が、キャパシタや電池やセンサーなどの電子デバイスへの応用が可能であることが示された。本発明により、繊維状の樹脂として、その間に、金属などの二酸化炭素によって可塑化されない材質からなる繊維を挟み込んだ積層構造体を提供できることが示された。
Example 10
[Example of adhesion in which metal fiber is sandwiched between adhesives]
By the same method as in Example 6, adhesion was attempted by sandwiching metal fibers between the adhesives. FIG. 26 shows a photograph of a copper mesh sandwiched between 32 pieces of PET nonwoven fabric. FIG. 27 shows the results of the adhesion operation by sandwiching the copper mesh between the adherends and pressing in the presence of carbon dioxide by the same method as in Example 6. It was found that by the above bonding operation, a laminated structure in which a copper mesh is sandwiched between non-woven fabrics can be realized, and an electrode (conductive layer) can be introduced into the laminated structure. This indicates that the technique of the present invention can be applied to electronic devices such as capacitors, batteries, and sensors. It was shown that the present invention can provide a laminated structure in which fibers made of a material that is not plasticized by carbon dioxide, such as metal, are sandwiched between fibrous resins.

実施例11
[同時接着により接着物の生産性を向上するための接着物の接着方法、及びピストン側に二酸化炭素の導入・排出部を設けた製造装置の実施例]
本実施例の方法で使用する装置の概念図を図28に示す。PET不織布32枚、1mm厚のステンレスのセパレーターを交互に重ねて、同時接着の操作を実施した。また、ピストン側に二酸化炭素の導入と排出部を設けることで、容器の取り外しが容易になるようにした。
すなわち、別の場所で容器に材料をセットし、配管がつながったピストンの下にセットして、プレス、その後、別の場所に容器を持って行って試料を取り出すことを実行した。容器を複数用意すると、試料の導入と排出時間が見かけ上なくなり、また、プレス部分は容器を取り換えてプレスという形になり、プレス回数は増加する。しかし、本実施例により、1度のプレスで接着物を複数個生産することが可能であり、単位時間当たりの生産性を飛躍的に向上させることが可能であることが分かった。図29に、接着後の接着物(PET不織布32枚を接着)と、接着対象を分けるために使用したステンレスのセパレーターの写真を示す。
Example 11
[Method for Bonding Objects for Improving Productivity of Bonded Objects by Simultaneous Bonding, and Example of Manufacturing Apparatus Provided with Carbon Dioxide Introduction/Exhaust Unit on Piston Side]
FIG. 28 shows a conceptual diagram of the apparatus used in the method of this example. Thirty-two sheets of PET nonwoven fabric and 1 mm-thick stainless steel separators were alternately stacked and simultaneously adhered. In addition, by providing a carbon dioxide introduction and discharge part on the piston side, the container can be easily removed.
That is, the material was set in a container at another location, set under a piston to which a pipe was connected, pressed, and then the container was moved to another location to take out the sample. If a plurality of containers are prepared, the introduction and discharge time of the sample is seemingly eliminated, and the press part is replaced with another container and pressed, increasing the number of times of pressing. However, according to this example, it was found that a plurality of adhesives can be produced by one press, and the productivity per unit time can be dramatically improved. FIG. 29 shows a photograph of the object after adhesion (32 pieces of PET nonwoven fabric are adhered) and the stainless steel separator used to separate the objects to be adhered.

以上詳述したとおり、本発明は、樹脂の接着方法、その接着物及び樹脂の接着装置に係るものであり、本発明は、液体の二酸化炭素を用いることで、室温で樹脂を接着できるため、装置に温度調整機能が不要あるいは簡易な温度調整機能の装置を用いることが可能となる。また、本発明では、圧力容器内のすべての二酸化炭素を液化する必要がないので、プレス力を低減でき、大がかりな装置を必要としない。更に、本発明では、実施形態によっては樹脂製品を圧力容器に合わせて切断することなく接着することができる。高温を必要とせず、食品添加物である二酸化炭素しか使用しない安全・安心な接着法のため、食品や医薬品の内包物、酵素や触媒担持物などの接着物製品に適用可能である。 As described in detail above, the present invention relates to a resin bonding method, an adhesive object, and a resin bonding apparatus. It is possible to use a device that does not require a temperature adjustment function or that has a simple temperature adjustment function. Moreover, in the present invention, since it is not necessary to liquefy all the carbon dioxide in the pressure vessel, the pressing force can be reduced and a large-scale apparatus is not required. Further, in some embodiments, the present invention allows the resin article to be fitted and bonded to the pressure vessel without being cut. It is a safe and secure bonding method that does not require high temperatures and uses only carbon dioxide, which is a food additive, so it can be applied to adhesive products such as inclusions of foods and pharmaceuticals, and enzymes and catalysts.

1 繊維状の樹脂
2 ベース部
3 圧力容器
4 二酸化炭素導入バルブ
5 二酸化炭素排出バルブ
6 ピストン
7 Oリング
8 六角穴付ボルト
1 fibrous resin 2 base portion 3 pressure vessel 4 carbon dioxide introduction valve 5 carbon dioxide discharge valve 6 piston 7 O-ring 8 hexagon socket head bolt

Claims (19)

繊維状の樹脂を接着する方法であって、
液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、樹脂表面を可塑化した状態でプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させる工程と、プレスした状態で二酸化炭素を排出することで樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着する工程と、を含むことを特徴とする樹脂の接着方法。
A method for bonding fibrous resin,
A step of plasticizing the surface of the fibrous resin by impregnating the resin with carbon dioxide in a liquid or a gas-liquid mixed state or a state close to the liquid, and pressing the resin surface in a plasticized state. a step of deforming the resin surface so that it meshes with each other; and a step of fixing the shape and bonding the resin in the meshed state by discharging carbon dioxide in the pressed state. Method.
液体又は気体の二酸化炭素を密閉容器に導入し、気体導入ではピストンにより密閉容器の体積を減少させることにより気体の二酸化炭素を液化して、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に接触させることにより樹脂に二酸化炭素を含浸させて繊維状の樹脂表面を可塑化する工程と、そのままピストンを下げることで可塑化した状態の樹脂をプレスして樹脂表面をかみ合うように変形させる工程と、を実行する、請求項1に記載の方法。 Liquid or gaseous carbon dioxide is introduced into a sealed container, and in gas introduction, the gaseous carbon dioxide is liquefied by reducing the volume of the sealed container with a piston, and carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or a state close to liquid is brought into contact with the resin to impregnate the resin with carbon dioxide to plasticize the surface of the fibrous resin, and by lowering the piston as it is, the plasticized resin is pressed and deformed so that the resin surface meshes. 2. The method of claim 1, performing the steps of: 繊維状の樹脂をプレスした状態で、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素を樹脂に流通させることにより繊維状の樹脂表面を可塑化し、プレスされた状態になじむように可塑化した状態の樹脂の表面をかみ合うように変形させる、請求項1に記載の方法。 In a state where fibrous resin is pressed, carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state is made to flow through the resin to plasticize the surface of the fibrous resin so that it adapts to the pressed state. 2. The method of claim 1, wherein the surfaces of the resin in the folded state are deformed to engage. 繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibrous resin is a thermoplastic resin. 繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂を含んだ複合材である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fibrous resin is a composite material containing a thermoplastic resin. 繊維状の樹脂が、多孔質の樹脂シートである、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the fibrous resin is a porous resin sheet. 繊維状の樹脂が、綿状の樹脂である、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the fibrous resin is a flocculent resin. 繊維状の樹脂として、その間に、食材、薬剤(医薬、農業、工業)、色素、吸着剤、消臭剤、芳香剤、防虫剤、電子デバイス材料、酵素又は触媒から選択される一種を担持した樹脂を使用する、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 As a fibrous resin, one kind selected from foodstuffs, medicines (medicine, agriculture, industry), pigments, adsorbents, deodorants, fragrances, insect repellents, electronic device materials, enzymes or catalysts is carried between them. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein a resin is used. 繊維状の樹脂として、異なる性質の複数の樹脂を使用する、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of resins with different properties are used as fibrous resins. 請求項1~9に記載の接着方法を1つもしくは複数のセパレーターを挟んで行うことで、同時に複数の接着処理を行う方法。 A method of carrying out a plurality of adhesion treatments at the same time by performing the adhesion method according to any one of claims 1 to 9 with one or more separators interposed therebetween. 繊維状の樹脂が単層又は多層に接着又は接合した構造を有する接着物であって、繊維状の樹脂表面が溶融されておらず、液体もしくは気液混合状態もしくは液体に近い状態の二酸化炭素により可塑化された状態で、かつ樹脂表面がかみ合うように変形した状態で形状が固定、接着されている、接着物。 Adhesives having a structure in which fibrous resins are bonded or bonded in a single layer or multiple layers, and the surface of the fibrous resin is not melted, and the carbon dioxide in a liquid, gas-liquid mixed state, or near-liquid state An adherent whose shape is fixed and adhered in a plasticized state and in a state where the resin surface is deformed so as to mesh with each other. 請求項1、2、4~10のいずれか一項に記載の樹脂の接着方法に使用する装置であって、
ベース部と容器部とで構成され、
前記ベース部は、被処理材である繊維状の樹脂を保持可能であり、
前記容器部は、前記ベース部に保持された前記樹脂を挿入する開口部を有するとともに、前記開口部が前記ベース部に密着可能であり、前記ベース部と前記容器部と後述するピストンで密閉空間を構成可能であり、前記密閉空間の体積を保持あるいは減少させることにより二酸化炭素を液化する手段としてピストンを有し、ピストンは、前記密閉空間への液体あるいは気体の二酸化炭素の導入部と、二酸化炭素の排出部を有し、繊維状の樹脂をプレスする能力を有し、
ベース部と容器部で構成される空間に樹脂が配置される工程、
樹脂の表面を液体の二酸化炭素で浸して可塑化する工程、
可塑化した樹脂をプレスする工程、
二酸化炭素を排出する工程、
これらの一連の工程を実行することによって、繊維状の樹脂がかみ合った状態で形状を固定して接着するようにしたことを特徴とする前記装置。
An apparatus used in the resin bonding method according to any one of claims 1, 2, and 4 to 10,
Consists of a base portion and a container portion,
The base portion can hold a fibrous resin that is a material to be treated,
The container portion has an opening into which the resin held by the base portion is inserted, and the opening portion can be brought into close contact with the base portion. having a piston as a means for liquefying carbon dioxide by maintaining or reducing the volume of said enclosed space, the piston being an introduction of liquid or gaseous carbon dioxide into said enclosed space, and It has a carbon discharge part and has the ability to press fibrous resin,
a step of disposing the resin in the space formed by the base portion and the container portion;
immersing the surface of the resin in liquid carbon dioxide to plasticize it;
a step of pressing the plasticized resin;
a step of releasing carbon dioxide;
The apparatus is characterized in that by performing these series of steps, the shape of the fibrous resin is fixed in a meshed state and adhered.
ベース部もしくは、ピストンの表面に凹凸を設けることにより、面内の繊維状の樹脂のプレス強度を変化させることで、部分的に接着させることを可能とした、請求項12に記載の装置。 13. The apparatus according to claim 12, wherein unevenness is provided on the surface of the base portion or the piston to change the press strength of the in-plane fibrous resin, thereby enabling partial adhesion. 前記繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂である請求項11に記載の接着物 The adhesive according to claim 11, wherein the fibrous resin is a thermoplastic resin.. 前記繊維状の樹脂が、熱可塑性樹脂を含んだ複合材である請求項11に記載の接着物。 The adhesive according to claim 11, wherein the fibrous resin is a composite material containing a thermoplastic resin. 前記繊維状の樹脂が、多孔質の樹脂シートである請求項11、14~15のいずれか一項に記載の接着物。 The adhesive according to any one of claims 11 and 14 to 15, wherein the fibrous resin is a porous resin sheet . 前記繊維状の樹脂が、綿状の樹脂である請求項11、1~1のいずれか一項に記載の接着物。 The adhesive according to any one of claims 11, 14 to 15 , wherein the fibrous resin is a cotton-like resin . 繊維状の樹脂は、その間に、食材、薬剤(医薬、農業、工業)、色素、吸着剤、消臭剤、芳香剤、防虫剤、電子デバイス材料、酵素又は触媒から選択される一種を担持した樹脂である請求項11、1~1のいずれか一項に記載の接着物。 The fibrous resin carried between them a kind selected from foodstuffs, drugs (medicine, agriculture, industry), pigments, adsorbents, deodorants, fragrances, insect repellents, electronic device materials, enzymes or catalysts. The adhesive according to any one of claims 11 and 14 to 17 , which is a resin. 繊維状の樹脂は、異なる性質の複数の樹脂である請求項11、1~1のいずれか一項に記載の接着物。 The adhesive according to any one of claims 11, 14 to 18 , wherein the fibrous resin is a plurality of resins with different properties .
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