JPH02170881A - ２個の物体を接着剤により結合する方法および複合体 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、接着剤を２個の物体間に適用し、次いでこれ
等の２個の物体を相互に関連して位置決めし、然る後接
着剤を硬化させる、２個の物体を接着剤の使用により結
合する方法に関するものである。

本発明は、また少なくとも２個の物体から成り、これ等
の少なくとも２個の物体を接着剤結合により結合した複
合体に関するものである。

（従来の技術） 一つの物体が鏡またはレンズで他の物体がマウントであ
る２個の物体を結合する方法は、欧州特許第００９０２
１８号明細書に記載されている。マウントは光学構成部
品を取付ける孔を備え、溝がマウントの内壁と光学的構
成部品の外壁との間に形成さられている。この溝は完全
にまたは部分的に接着剤が充填される。

かかる光学的組立体は例えば光デイスクプレイヤーに使
用される。これ等の装置においては、光学的部品は相互
に正しく位置決めされることが重要である。これに関し
て位置決めの正確さが、光学的組立体の光軸の方向（Ｚ
方向）、光軸に対しまた相互に垂直に延在する２軸の方
向（Ｘ方向およびＹ方向）並びに後者の軸の周りの回転
方向において重要である。

（発明が解決しようとする課題） よく知られている方法は光学的構成部品とマウントとの
間の接着剤の硬化が、硬化中における接着剤層の不可避
な収縮により光学的構成部品が比較的大きく移動する欠
点を有する。更に、接着剤層における収縮応力の発生に
より、光学的構成部品がＸ−およびＹ一方向に延在する
軸の周りで傾くことがかなりある。一般に、溶剤を含ま
ないかまたは少量含む化学的に硬化する接着剤を使用し
てかかる光学的構成部品を相互に結合するが、かかる接
着剤は反応性単量体若しくはオリゴマの重合反応に基づ
く。光または熱により誘導され得るこの重合または硬化
反応が行われている間、接着剤層の容積減少が起こり、
これにより接着剤層に収縮および収縮応力が生ずる。正
確な光学的組立体を製造するために、これまで機械的方
法が提案され、米国特許第４．７５０．８２６号明細書
に記載されているように、結合すべき壁の一つが接着剤
を塗布するリブを備える。米国特許第４．７７６、６７
０号明細書には、断面が三角形で、変形し得る側壁を有
するホルダーについての記載がある。米国特許第４、８
１８．０６９号明細書には、結合すべき表面にプロフィ
ールを設けることが記載されている。然し、これ等の機
械的解決方法では、問題の基礎的原因、即ち硬化生接着
剤層が収縮することは解決されない。

本発明の目的は、特に、相互に接着すべき２つの物体を
相互に関して極めて正確に位置決めすると接着剤層にお
ける収縮および収縮応力が小さいので、極めて正確に相
互に関して位置決めすることを含む序文に記載した方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明において、この目的は接着剤が液状結晶性単量体
から成ることを特徴とする序文に記載した方法により達
成される。液状結晶性単量体を使用する利点は、単量体
が相互に関してそれ自体で配列し重合する前に単量体が
通常の等方性単量体より高い密度を有することである。

これにより、この型の物質は重合した等方性単量体より
全容積収縮が小さい。

液状結晶性単量体から成る接着剤は、従来の方法で結合
すべき物体の一方または両方の表面に１滴以上を適用す
ることにより塗布される。結合すべき２つの物体間の溝
が狭い場合には溝の毛管作用を用いることができる。

本発明の好適例の方法は、液状結晶性単量体としてジ−
（メタ）アクリレートを使用することを特徴とする。適
当な液状結晶性ジアクリレートは次Ｒ （式中のＲは水素原子またはメチル基、Ｒ′は水素原子
、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基またはハロゲ
ン原子、 Ａは酸素原子または一〇−Ｃ−基、 Ｂは−０−Ｃ−または−〇−〇−基、 ｍは１〜１５、 ｎは０または１ を示す）で表される。これ等のジ−（メタ）アクリレー
トの代表例は次式で示される。

で表わされるエポキシドである。式（３）においてＸは
　−ｆｃＨ，ヒ　（４）、（ＣＨ，←　ロー（５）、−
÷ＣＨ，−ＣＨ，−０→−一（６）Ｐ　　　　　　　　
　　　　　Ｐ で表わされ、但しｐは０〜２０、Ｍは中間の基、これ等
の若干のものは Ｃ）Ｉ３０ 　ＣＨ３ 他の適当な液状結晶性ジ−（メタ）アクリレートは、例
えば欧州特許出願第２６１７１２号明細書（ＰＨＮＩｌ
、　８５５）に記載されており、その製造方法もまた記
載されている。他の適当な液状結晶性単量体は次式性の
適当な液状結晶性単量体は ＣＨ２＝ＣＨ−０−Ｘ−ＭＣＨ２＝ＣＨ−０−Ｘ−Ｑ３
）１：’表わされるビニルエーテルおよび）Ｉｓ−Ｘ−
Ｍ−Ｘ−３Ｈ（１４ａ）。

ＣＨ２＝ＣＨ−Ｘ’　−Ｍ’　−Ｘ’　−ＣＨ＝Ｃ１１
２（１４ｂ）　テ表ワサレるチオールエン系である。こ
れ等の式中ＸおよびＸ′は前記Ｘと同じものを示し、Ｍ
およびＭ′は前記Ｍと同じものを示す。ｐは０〜２０で
ある。チオールエン系を重合するため式（１４ａ）およ
び＜１４ｂ）の単量体を等もる量で混合する。

（メタ）アクリレートおよびチオールエン系の重合反応
を始めるため、液状結晶性単量体を１〜２重量％のラジ
カル開始剤、例えばダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１
７３　　（メルク；２Ｈ５ （Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１　　Ｃチバガイギー；開始
剤は光開始剤または熱開始剤であるベンゾイル　ペルオ
キシドである。陽イオン開始剤、例えばデガキュア（Ｄ
ｅｇａｃｕｒｅ）ＫＩ８５　（デグサ：を使用してエポ
キシドとビニルエーテルを２化させる。

本発明の好適例は、接着剤を硬化させる前に液状結晶性
単量体を外部の力の場により配向させることを特徴とす
る。液状結晶性単量体の比較的小さい分子の移動度が高
いため、外部の力の場を使用することにより、分子の極
めて迅速なほぼ瞬間的な配向が更に得られる。外部の力
の場は、方向を容易に調整することができる電場または
磁場でよく液状結晶性単量体の任意の特定の配向を得る
ことができる。また結合すべき表面を一方向にあらかじ
めこすって液状結晶性単量体をこすた方向に配向させる
ことができる。結合すべき表面に先ずポリイミドの如き
適当な重合体配向層を設けることがでる。或いはまた液
状結晶性単量体を、結合すべき表面上に微小溝またはシ
ランを予め設けることにより、配向させることができる
。重合する量分子が無配向になり得ないように場を維持
する。付加的配列により、配向の方向に垂直な線収縮は
配向の方向における線収縮より少ない。これは、単量体
分子が配向の方向に垂直な方向において既に濃密に充填
され、これが重合により殆ど変化しないということに貢
献することができる。多くの用途において、不正確また
は応力が１方向若しくは２方向における線収縮により導
入されて単量体の配向が適当な外部の力の場を適用する
ことにより劇的に改善される。

本発明の方法の実際の例は、硬化を紫外線に暴露するこ
とにより行なうことを特徴とする。この目的のため、液
状結晶性単量体より成る接着剤は上記ラジカルまたは陽
イオン光開始剤を含む。暴露の結果として光開始剤は分
解して単量体の重合を開始するラジカルまたは陽イオン
になる。紫外線の使用は結合すべき物体の少なくとも１
つが紫外線を透過するか、または接着剤層が紫外線を受
は入れられることが必要であることは勿論である。

光学的組立体に適用する場合には、この要求は殆ど満た
される。

本発明は更に少な（とも２つの部分から成り、これ等の
少なくとも２つの部分が接着剤結合により結合されてい
る複合体に関するもので、この複合体は接着剤結合が配
向した重合体から成ることを特徴とする。重合体の配向
は、収縮および収縮応力が少なくとも重合体の配向に垂
直な方向において望ましい。配向した重合体を得るため
には、上記方法を適用することができる。複合体の２つ
の部分は、硬化中位置決めに重要である方向に収縮が極
めて小さいので、相互に関して高度の位置決めの精度を
示す。また接着剤層における収縮応力は極めて小さい。

かかる精度は前記光デイスクプレイヤ、例えばレーザー
ビジョンおよびコンパクト−ディスク　プレイヤーで重
要であり、これ等のプレイヤーでは１μの数十分の−の
位置決め精度および１Ｏ−４〜１０−’ｒａｄ、の角精
度が必要である。

この場合、適当なマウントにおける光学部品、例えはレ
ンズ、鏡、プリズムおよびレーザーが関係がある。

上記例はすべて大体光学的組立体であるが、当業者には
、本発明の方法がまた高い位置決め精度を必要とするす
べての接着剤結合に適用することができることが明らか
である。上述の如く、不透明体の場合には液状結晶性単
量体は、ベンゾイルペルオキシドのような熱開始剤を用
いることにより硬化させることができる。接着を改善す
るため、接着促進剤、例えばシランを添加することがで
きる。

（実施例） 次に図面を参照して本発明を実施例により説明する。

実施例１ 第１図において、１は光学的組立体を示し、この組立体
１は合成樹脂マウント３　（ポリプロピレンオキシド）
および光軸６を有するガラスレンズ５を備える。式（２
）の化合物と２重量％のダロキュア１１７３　（メルク
）から成る接着剤を製造した。この接着剤は７８〜１６
１℃の範囲の温度で液状結晶性ネマチック特性を有した
。マウントの内壁７をけばだたないビロード布を用いて
光軸に平行に延びる２方向にこすった。図面の一側に、
２が光軸６の方向に平行に延びるデカルト座標系を示す
。ビロードの代わりに、他の材料、例えば紙、ガーゼ、
または綿を用いることができる。上記接着剤をレンズの
外面に塗布した後、レンズを常法でマウント内に位置決
めした。接着剤層９がレンズの外面とマウントの内壁の
間に存在した。次いで組立体を８０℃の温度に加熱した
。接着剤層中の単量体がこすった方向Ｚに配向するよう
になった。次いで、接着剤層を３５Ｑｎｒｎの紫外線に
数分間暴露した。接着剤を暴露した低圧水銀灯の紫外線
出力は５　ｍＷ／ｃ＋ｎ”であった。暴露した結果、こ
すった方向に配向した接着剤層９の単量体分子は、これ
により配向が固定された。重合体分子の分子軸はこすっ
た方向Ｚに向いた。分子軸に対し垂直な収縮が小さいこ
とによって、主要な３方向の２つの方向、即ちＸ方向と
Ｙ方向における重合体収縮は小さかった。

分子の配向の方向を選定することにより、両方向におけ
る収縮の少ない表面を選定することが可能になった。

実施例２ 硬化する単量体の重合収縮を、第２図に示す装置により
測定した。ガラス板２３を加熱用載物台２１上に配置し
た。４５０μｍの厚さを有するスペーサ２５をガラス板
の外周に沿ってのせた。測定すべき接着剤の滴２９をガ
ラス板に被着した後、薄い反射用金属化ガラス板２７を
スペーサ上に置いた。接着剤は実施例１におけるものと
同じ組成を有した。

接着剤の滴の容積は０．００２Ｃｍ３であった。滴はガ
ラス板２３と金属化ガラス板２７の両方に接触した。加
熱用載置台により滴の温度を１００℃に上げた。装置全
体を１０キロガウスの場の強さを有する磁極（図示せず
）の間に配置した。偏光顕微鏡により行った測定は、こ
の場の強さが液状結晶性単量体を配向させるのに十分で
あった。滴を３６０ｎｍの波長を有する紫外線１３を放
射する低圧水銀灯１１により紫外線に暴露した。紫外線
は加熱用載置台における孔１５右よびガラス板２３を介
して滴に達した。この暴露により滴中の配向した単量体
分子は重合し、これにより配向が固定された。滴は、重
合により生ずる金属化ガラス板２７を湾曲させる収縮を
受けた。この曲率を干渉系１７により記録した。金属化
ガラス板の曲率は収縮量の基準である。

表に重合収縮の測定結果を示す。表中第２欄は外部磁場
をかけなかった場合の線収縮を示し、第３欄と第４欄は
夫々外部磁場をかけた場合の分子軸に平行および垂直の
線収縮を示し、第５欄は体積収縮を示す。体積収縮は主
要３方向の個々の値から計算することができる。比較例
により、関連した非液状結晶性単量体、即ちジアクリル
１０１（アクゾ）の測定値を表に示す。この単量体は次
式で表される。

Ｑ　Ｃ）１３ 測定は、外部磁場をかけなかった液状結晶性単量体を使
用した場合、線収縮が小さく、また付加的配向をもたら
す外部磁場をかけた後、特に分子軸に垂直な線収縮は極
めて小さいことを示した。

配向の方向を選択することにより、両方向に極めて小さ
い収縮を有する表面を選定することができる。表による
と、１００℃で重合した際、上記表面における収縮はジ
アクリル１０１の場合４％であるが僅かに１．２％であ
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学的組立体の断面図、 第２図は硬化する接着剤の収縮を評価するための装置の
配置図である。 １・・・光学的組立体　　　３・・・合成樹脂マウント
５・・・ガラス　レンズ　　６・・・光軸７・・・マウ
ントの内壁　　９・・・接着剤層１１・・・低圧水銀灯
　　　　１３・・・紫外線１５・・・孔　　　　　　　
　１７・・・干渉計２１・・・加熱用載置台　　　２３
・・・ガラス板２５・・・スペーサ　　　　　２７・・
・金属化ガラス板２９・・・接着剤の滴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２個の物体間に接着剤を適用し、次いでこれ等の２
   個の物体を相互に関連して位置決めし、然る後接着剤を
   硬化させて２個の物体を結合するに当り、接着剤として
   液状結晶性単量体を用いることを特徴とする２個の物体
   を接着剤により結合する方法。 ２、液状結晶性単量体としてジ−（メタ）アクリレート
   を使用することを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、液状結晶性単量体を、接着剤を硬化させる前に、外
   部の力の場により配向させることを特徴とする請求項１
   または２記載の方法。 ４、硬化を紫外線に暴露することにより行なうことを特
   徴とする請求項１、２または３記載の方法。 ５、少なくとも２個の物体から成り、これ等の少なくと
   も２個の物体が接着剤結合により結合されている複合体
   において、接着剤結合が配向した重合体からなることを
   特徴とする複合体。