JPH01204982A - 接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車産業や家庭電化製品産業上の利用分野
において、プラスチック材料、特にガラス繊維で強化さ
れた各種プラスチック材料を、高周波誘導加熱を用いて
短時間に接着するのに好適な接着剤組成物に関するもの
である。

［従来技術］ 強固な接着力と接着耐久性に優れた構造用接着剤として
エポキシ樹脂接着剤は、産業界で広く用いられている。

ジシアンジアミド、イミダゾール等の潜在性硬化剤を配
合させたエポキシ樹脂を、オーブン等の加熱により硬化
させることは広く用いられている方法であるが、１２０
〜１５０″Ｃの通常の加熱条件では、３０〜１２０分の
比較的長い硬化時間を必要とし、流れ作業工程において
短時間に接着を完了する必要がある大量生産には適して
いない。

一方、高周波誘導加熱接着は、接着剤として熱可塑性樹
脂又は熱硬化性樹脂を用い、高周波誘導による導電体或
は強磁性体のヒステリシス損失及び／又はジュール効果
に基づく発熱を利用して接着剤を加熱することによって
、被着体を接着する方法であり、高速接着が可能である
という特長を有する。　　。

従って、潜在性硬化剤を配合したエポキシ接着剤を高周
波誘導加熱により、接着剤内部から効率的に加熱すれば
、硬化時間を３０〜１２０秒程度にまで短縮することが
できるが、接着剤の温度を２００〜２５０℃に維持する
必要がある。

しかしながら、高周波誘導加熱により接着剤内部の温度
を２００〜２５０°Ｃの範囲内に制御をすることは容易
ではなく、度々接着剤内部の温度が上がり過ぎ、接着剤
や被着体の温度がそれらの軟化温度或は分解温度以上に
なり、接着剤や被着体の変形成は分解を起こしてしまう
という問題がある。

上記問題点を解決するため、本発明者らにより、特定の
強磁性体を配合する接着剤が提案されたが（特開昭６２
−２０５１５１号公報）、接着剤や被着体を損傷するこ
となくより短時間に硬化するという要求に未だ十分に答
えるものではない。

Ｅ本発明が解決しようとする課題］ 本発明は、エポキシ樹脂を用い高周波誘導による加熱に
より接着を行う際、接着剤や被着体を何等損傷させるこ
となく、掻めて短時間に接着を完了させることができる
接着剤を提供しようとするものである。

（ロ）発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、エポキシ樹脂に、高周波誘導加熱により
発熱源となる導電体或は強磁性体と陽イオン重合触媒を
配合させることにより、接着剤や被着体を何ら損傷する
ことなく、極めて短時間でエポキシ樹脂を硬化させるこ
とが可能であることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

即ち、本発明は１．エポキシ樹脂、陽イオン重合触媒及
び導電体又は強磁性体からなることを特徴とする接着剤
組成物に関するものである。

以下、さらに詳しく本発明を説明する。

〈導電体又は強磁性体〉 本発明における導電体又は強磁性体とは、高周波磁場の
中で効率的にヒステリシス損失及び／又はジュール効果
により発熱するもの（以下発熱体という）であり、具体
的には、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、ＢａＦｅｚ
Ｏａ　、ＣｏＦｅ＊Ｏｎ、ＭｎＦｅｔｏａ　、ＺｎＦｅ
＊ｏａ　、ＣｕＦｅｚｏｎ、Ｎ　ｉ　Ｆ　ｅ　ｚｏａ、
ＦｅｚＯａ等の一数式ＭＯ−Ｆ　ｅ。

０、（Ｍは２価の金属）で表されるフェライト、７−Ｆ
ｅ、Ｏ，、Ｎ　ｉ　Ｍ　ｎ　Ｏｓ、Ｃｒｙ、等の酸化物
、或はＦｅＣ等の炭化物が挙げられる。これらの発熱体
は、接着剤全体を均一に加熱するため、接着剤中に微細
に且つ高密度に充填されることが好ましいため、その大
きさが０．０５〜８０μ−であるものが好ましく、より
好ましくは０．０５〜１０μ鶴である。発熱体の大きさ
が０．０５μ−より小さいと、発熱体の凝集や飛散等が
起こり、発熱体の取扱が不便になり、発熱体の大きさが
８０μ−より大きくなると、エポキシ樹脂中に均一に分
散させ、接着剤全体を均一に加熱することが困難になる
恐れがある。尚、発熱体の形状は粒状、薄片状、繊維状
、棒状等何れでもよい、上記の発熱体の中では、適当な
大きさの化合物が容易に得られること、加熱が可能な周
波数域が広いこと、及びエポキシ樹脂中への分散性が良
いことから、粒状のｒ　　Ｆ　ｅｇｏｓ　、Ｍｎ　Ｆ　
ｅｘａｍ、ＺｎＦｅｔＯａ或いは薄片状のニッケル、が
最も好ましい。

本発明の接着剤組成物における上記発熱体の割合を多く
する程同−の磁場における昇温速度を高くすることがで
きるが、接着剤全体の凝集力を低下させる傾向があるた
め、配合量はエポキシ樹脂１００重量部に対し５０〜１
５０重量部であることが好ましく、より好ましくは８０
〜１００重量部である。

〈エポキシ樹脂〉 エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェ
ノールＦ型、ノボラック型、脂環式、ポリオレフィン型
、グリセリン型その他、これらをウレタンや合成ゴムで
変性したもの等を挙げることができる。

上記エポキシ樹脂の中で、ビスフェノール型エポキシ樹
脂は、接着剤硬化物に適度な柔軟性を付与するという特
長を有し、ノボラック型や脂環式エポキシ樹脂は、陽イ
オン重合性が優れるという特長を有するので、本発明に
おけるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型又は
ビスフェノールＦ型とノボラック型又は脂環式エポキシ
樹脂の併用系が好ましく、その配合割合としてはビスフ
ェノール型とノボラック型又は脂環式エポキシ樹脂の重
量比が２／８〜８／２の範囲が好ましい。

〈陽イオン重合触媒） 陽イオン重合触媒とは、加熱或は光照射により生成した
陽イオンラジカルにより、エポキシ樹脂の陽イオン重合
を促進するものであり、ゲル化時間が２０秒以下のもの
が好ましい。

ゲル化時間の測定は、次の操作により行う。

エヒコート８２８　（油化シェルエポキシ■製）、１０
０重量部に対し、陽イオン重合触媒、１重量部を配合し
、均一な組成物を調製する。この組成物の１重量部を、
２００″Ｃに加熱した十分に大きな熱容量を有する熱板
上で、加熱を開始してからガラス棒で組成物の表面に触
れた時にタックが無くなるまでの時間を測定する。

尚、陽イオン重合触媒は、その取扱上、エポキシ系樹脂
と混合する前の原料状態で室温（２５”Ｃ）において放
置したとき３０日以上ゲル化しないものが好ましい。尚
、ゲル化の判定は、その表面をガラス棒で触れた時のタ
ックの有無により行う。

具体的なものとしては、ＰＦ、−１ＢＦ、−１ＡｓＦ、
−２ＳｂＦ、−等をアニオンとするトリフェニルスルホ
ニウムへキサフルオロホスフェート（φ３Ｓ９・ＰＦ、
−）（但し、φはフェニル基を表す）等のスルホニウム
塩、その他、以下に示すものが挙げられる。

ＣＨ・３゛Ｔ冒・ｃｏｏ°山−ＳｂＦ、−ｚＣＯＯＣＪ
ｓ φ！Ｓ゛−φ−５−φ−５゛φ！　・２ＰＦ＆−φ！Ｓ
９−φ−５−φ−３１φ２・２ＳｂＦ、　−上記の陽イ
オン重合触媒の中では、エポキシ樹脂と混合し２００°
Ｃで加熱した時のゲル化時間が短いこと及び原料状態で
の室温安定性の点から、ＰＦ、＼ＳｂＦ、−をアニオン
とする脂肪族のスルホニウム塩が最も好ましい。

本発明に用いる陽イオン重合触媒の添加量は、エポキシ
樹脂１００重量部に対し１．０〜１０重量部が好ましい
。その理由としては、本発明においては、発熱体として
用いる金属、金属酸化物等による濃度希釈、重合阻害の
影響のため、オーブン等による従来の加熱方法において
用いられているエポキシ樹脂１００重量部に対し０．１
〜２．０重量部という添加割合より多くすることが好ま
しいからである。

〈所望成分〉 エポキシ樹脂の硬化を促進し、同時にまた、硬化した接
着剤の可とう性を高めるために、本発明組成物に接着剤
成分として分子末端に活性水酸基を持つ化合物を添加す
るとより好ましい組成物が得られる。なお、接着剤を加
熱硬化する際、接着剤が発泡することは好ましくないた
め、上記添加剤としては分子量８００以上で沸点が２５
０℃以上のものが好ましく、さらに好ましくは３００°
Ｃ以上のものである。具体的な化合物としては、ポリエ
ステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエチ
レングリコール等が挙げられ、エポキシ樹脂１００重量
部に対し、３〜２０重量部添加することが好ましい。

さらに、本発明においては、硬化物に可とう性を付与し
、接着強度を高めるため、炭素数６以上の脂肪族ジカル
ボン酸とエチレングリコール、１゜４ブタンジオール、
ヘキサンジオール等のポリエステル樹脂を、エポキシ樹
脂１００重量部に対し、１０〜４０重量部添加した組成
物とすることが好ましい。

［作用］ 本発明により、良好な接着強度を有するエポキシ樹脂硬
化物が極めて短時間に得られる理由は、次の様に考えら
れる。

エポキシ樹脂の陽イオン重合は、反応速度の温度依存性
が大きいため、温度が高くなるにつれて急速に硬化が進
行するものであり、一方、本発明の接着剤組成物は、エ
ポキシ樹脂と陽イオン重合触媒と発熱体からなるもので
あるため、高周波誘導加熱によりエポキシ樹脂と陽イオ
ン重合触媒を共に急激に加熱することが可能で、効率的
な加熱効果と陽イオン重合触媒によるエポキシ樹脂の硬
化促進性との相乗作用により、極めて短時間のうちに接
着剤の硬化が完了するものと考えられる。

また、良好な接着強度が得られる理由としては、通常の
オーブン加熱の場合と異なり、前記の様に接着剤自体が
加熱されるため、被着体の接着面が高温に加熱され、被
着体と接着剤とのなじみ、反応性が高まること、さらに
エポキシ樹脂の陽イオン重合は開環重合であるため、硬
化時の体積収縮が少なく、接着界面での残留応力が小さ
いことが挙げられる。

以上の理由により、本発明では良好な接着が短時間のう
ちに完了するものと推定されるが、詳細は不明である。

［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。

実施例１゜ まず、次のエポキシ樹脂を調製した。

・エピコート８２Ｂ　（油化シェルエポキシ■製、ビス
フェノールＡ型）５０重量部 ・エピコート１００９　（油化シェルエポキシ■製、ビ
スフェノールＡ型）２０重量部 ・ＤＥＮ−４３１（ダウケミカル製、ノボラック型）３
０重量部 次に、計１００重量部の上記エポキシ樹脂に対し、ポリ
エステル樹脂としてＰＥＳ−１４０８Ｐ（東亜合成化学
工業■製）２０重量部、陽イオン重合触媒として下記に
示したオプトンＣＰ−６６（旭電化工業■製）４重量部
、発熱体として大きさ０．１〜０．５’　ｐｍのｒ−Ｆ
　ｅｔｏｓｌ　Ｏ０重量部を混合し、ペースト状とした
組成物を三本ロールに三回通して練合し、エピコート１
００９、ＰＥＳ−１４０ＨＰ、γ−Ｆｅｔｎｓの粉体が
均一に分散したペースト状の接着剤を作製した。

内径６ｍｇ＋、外径８ＩＩ１１の銅パイプを楕円状に２
回巻きしたコイルを使用し、出力１ｋＷ、周波数４００
ｋＨｚ、発振時間１２秒の条件で高周波誘導加熱を行い
、上記接着剤を用いて貼合わせた厚さ３閤のポリエステ
ルＦＲＰテストピースを接着した。このようにして作製
した５個のテストピースは何れも接着剤と被着体共に何
等変形、変質がなく、その引張剪断強度をＪＩＳ−に−
６８５０に従って測定した結果、平均値が４７．４　Ｋ
ｇ／ｃ＋ｉ”であった。

実施例２８実施例３゜ 実施例１と同様の操作により、表−１に示される各種接
着剤成分を配合した接着剤を作製し、発振時間が、実施
例２において９秒、実施例３において６秒の条件で高周
波誘導加熱を行い、テストピースを接着した。何れの場
合も、接着剤と被着体は、共に何等変形、変質がなく、
引張剪断強度の平均値は、実施例２において５１．１Ｋ
ｇ／ｃｍ”、実施例３において４５．８Ｋｇ／ｃｍ”で
あった。

比較例１〜３゜ 硬化剤としてイソフタル酸ジヒドラジド等の潜在性硬化
剤を用いた以外は実施例１と同様の操作により、各種接
着剤成分を配合した接着剤を作製し、高周波誘導加熱に
よりテストピースを接着後、引張剪断強度を測定した。

何れの場合も、接着剤と被着体は共に何等変形、変質が
なかったが、実施例１〜３と同様の発振時間では接着剤
の硬化が十分でなく、接着剤を硬化するためには２０秒
以上の発振時間が必要であった。

上記した実施例２〜比較例３の結果を表１にまとめて示
した。

［発明の効果］ 本発明の接着剤を用いて高周波誘導加熱により接着を行
えば、接着剤や被着体を熱で損傷することがな（、急速
に加熱された接着剤で、極めて短時間に接着することが
できるという優れた特長を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エポキシ樹脂、陽イオン重合触媒及び導電体又は強
   磁性体からなることを特徴とする接着剤組成物。