JPH02208381A - 接着方法 - 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、家庭用電気製品、建材、家具及び事務用備品
等の製造に有用な塗装鋼板を代表とする各種鋼板および
アルミニウム板等の接着方法に関するものである。

〔従来の技術〕

亜鉛めっき鋼板、冷延鋼板、などの金属薄板をコイル状
のまま塗装し、−船釣にプレコート鋼板と称される塗装
鋼板を得、しかる後に、この塗装板を用いて家庭用電気
器具、事務用品、家具などに成型加工するプレコートと
いう手法が最近急速に普及しつつある。プレコート鋼板
では一般に外（表）面が２コート、裏面が１コートとな
っており、外面側には最上層に（る上ぬり塗料および防
錆性を備え上ぬり塗料と鋼板との密着力を向上させるた
めの下ぬり塗料が塗装されることが多い。また裏面側に
は鋼板の防錆の目的等に裏面塗料が塗装されるのが普通
である。このようなプレコート用塗料の特質として高速
ロール塗装が可能であること、高温短時間焼付けが可能
であること、更に塗装した後に加工成型されるため折り
曲げ、しぼり、衝撃などに対する高度の加工性等が要求
されるとともに、外面用上ぬり塗料については、ポスト
コート用塗料と同程度の光沢、硬度、耐汚染性、耐候性
などが必要となるために、従来外面下ぬり塗料及び裏面
塗料としては、エポキシ系塗料がひろ（使用されており
、外面の上ぬり塗料としては、耐候性の良いポリエステ
ル系又はアクリル系塗料が一般に多用されている。

かかるプレコート鋼板の加工において、プレコート鋼板
同志を接合したり、プレコート鋼板とそれ以外の例えば
金属性基材、プラスチック性基材等の基材とを接合する
場合の接合方法として、従来かしめ、ビス止め、リベッ
ト等の機械的な接合方法が多（使用されてきたが、これ
らの方法は一般的に作業能率が悪いうえ、接合強度が低
かったり接合点が不連続で部分的であるため応力が集中
するとい５欠点があり、構造物の接合方法としては信頼
性に欠けるという問題があった。

上記問題点を解決するための一手段として、接着剤を使
用する接着による接合が提案されている（特開昭５７−
５７７６４号公報等）。かかる接着法において使用でき
る接着剤としては、ごポリアミドとエポキシ樹脂とから
なる熱硬化型接着剤、共重合ポリエステルからなるホッ
トメルト型接着剤或いは２波型つレタン接着剤等が種々
提案されているが、前記熱硬化型接着剤およびホットメ
ルト接着剤は、接着強度が不十分であって実用化されて
おらず、ただ２波型ウレタン系接着剤のみが実用に用い
られているに過ぎない。

しかしながら、２波型ウレタン系接着剤を使用する塗装
鋼板の接着にあっては、２液温合後の可使時間すなわち
ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを混合して
接着剤を調製後ゲル化するまでの時間が作業する上で問
題にならない程度に長い接着剤を用いると、接着剤の硬
化に長時間を要し、一方硬化が短時間の内に完結するよ
うに、硬化促進剤等を配合した接着剤では、可使時間が
短か過ぎて事実上使用が困難であるという問題があった
。

（ロ）発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上記従来技術に鑑み、鋭意検討した結果
、２波型ウレタン系接着剤の硬化促進剤としてジアザ−
ビシクロアルケンを使用し、かつ接着剤の加熱硬化手段
として高周波誘導加熱を採用したことにより、ポリオー
ル成分、ポリイソシアネート成分および硬化促進剤を混
合して得られる接着剤の可使時間が十分に長（て、接着
剤の硬化が短時間に完結し、しかも高強度に基材を接着
できることを見出し、本発明を完成ｊるに至った。

すなわち、本発明は、ポリオールおよびポリイソシアネ
ートからなり、ジアザ−ビシクロアルケンを硬化促進剤
とする２波型ウレタン系接着剤を、被着体の接着部位に
適用し、該部位を高周波誘導加熱させることにより、前
記接着剤を硬化させることを特徴とする接着方法である
。

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。

〔２波型つレタン系接着剤〕 本発明において使用する２波型ウレタン系接着剤は、１
分子中にインシアネート基２個以上有する低分子量ポリ
イソシアネート、例えばトルエンジイソシアネート、ジ
フェニルメタンジイソシネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、ナフタレンジイソシアネート或いはインホ
ロンジイソシアネート等の低分子量ポリイソシアネート
、又は上記低分子量ポリイソシアネートと例えば以下に
示すポリオールとを、インシアネート基が過剰のモル比
で反応させて得られるプレポリマー化したポリイソシア
ネートを一成分とし、ポリオールをもう一方の成分とす
る２波型ウレタン系接着剤である。

ポリオールとしては、ポリエチレンアジペートポリオー
ル、ポリへキサメチレンアジペートポリオール、ポリエ
チレンセバケートポリオールおよびポリカプロラクトン
ポリオール等のポリエステルポリオール：ポリオキシエ
チレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリ（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）共重合
体およびポリテトラメチレングリコール等のポリエーテ
ルポリオール；ジエチレングリコール、ジエチレングリ
コール、１．４−フタンジオール、１．６−へキサメチ
レンジオールおよびトリメチロールグロバンの低分子量
ポリオ−ル、並びに上記以外の高分子ポリオールすなわ
ちポリブタジェンポリオール、エポキシ樹脂、ポリカー
ボネートジオールおよびアクリルポリオール等が挙げら
れる。

ポリオールとしては、接着の耐久性に優れる点でポリエ
ーテルポリオールが好ましく、ポリオキシプロピレング
リコールが特に好ましい。

ポリイソシアネートおよびポリオールは、それぞれ１種
類のポリイソシアネート或いは１種類のポリオールを使
用しても良く、また２種以上のポリイソシアネート或い
は２種以上のポリオールを併用しても良い。

ポリイソシアネートとポリオールとの使用割合は、ポリ
オール中の全水酸基のモル数に対するポリイソシアネー
ト中の全イソシアネート基のモル数の比で、０８〜２．
０　（ＮＧＯ１０Ｈモル比）の範囲内となるような使用
割合が好ましい。

上記ポリイソシアネートまたはポリオールには、ロジン
、テルペン樹脂およびフェノール樹脂等の粘着付与剤、
炭酸カルシウム、クレーメルク、酸化チタンおよびカー
ボンブラ、り等の無機充填剤、エアロジル等の揺変剤、
酸化防止剤および耐加水分解安定剤、シランカップリン
グ剤およびチタンカップリング剤等のカップリング剤、
或いは染料、顔料等の着色剤を添加して使用しても良い
。

本発明における２散型ウレタン系接着剤の、ポリイソシ
アネートおよびポリオールは、いずれも室温から４０℃
程度の温度で液状であって、液粘度が１００〜５０，０
００　ｃｐｓであることが好ましく、さらに好ましくは
５００〜２０，０００ｃｐｓ　　である。液粘度が５０
，０００ｃｐｓを越えると、それらの混合操作成いは接
着剤の塗布作業に手間がかかり、一方１００　Ｃ９５未
満であると接着剤を基材に塗布したとき垂れ易い。

ポリイソシアネートおよびポリオールの粘度は、通常前
記粘着付与剤、無機充填剤および揺変剤等を適量添加す
ることによって調整できる。

〔ジアザ−ビシクロアルケン〕

本発明において前記２散型ウレタン系接着剤の硬化促進
剤として使用するジアザ−ビシクロアルケンの具体例は
、１．５−ジアザ−ビシクロ（４，２，０）オクテン−
５，１，５−ジアサービシクロ（４，ろ、０）ノネン−
５，１，４−ジアザ−ビシクロ（ろ、３．０）オクテン
−４，６−メチル−１，４−ジアザ−ビシクロ（３，３
，０）オクテン−４，１，８−ジアザ−ビシクロ（５，
５，０）デセン−７，１，６−シアザービシクロ（７，
３，０）ドデセン−５，１，５−ジアザ−ビシクロ（４
，４，０）デセン−５，１０−メチル−１，８−ジアザ
−ビシクロ（５，３，０）デセン−７，１，８−ジアザ
−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７，１，８−ジ
アザ−ビシクロ（７，５，０）テトラデセン−８，１，
１４−ジアザ−ビシクロ（１１，４，０）へブタデセン
−１３などのジアザ−ビシクロアルケン類であり、例え
ばアルドリッチ　ケミカル　カンパ＝　−（Ａｌｄｒｉ
ｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ、）
等の化学薬品メーカーより市販されているジアザ−ビシ
クロアルケン類を使用できる。

また、上記ジアザ−ビシクロアルケン類と、フェノール
、クレゾール、キシレノール、ナフトールなどのフェノ
ール類との塩；アジピン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸
、オクチル酸、酪酸、オレイン酸、ステアリン酸などの
脂肪酸類との塩；　安息香酸、オルソフタル酸、ｐ−）
ルエンスルホン酸との塩、サリチル酸との塩、パルビタ
ール酸との塩、炭酸との塩、リン酸との塩も同様に使用
することができる。

ジアザ−ビシクロアルケンは、それ自体は吸湿性が強い
ため秤量等を行う際に、吸湿に対する配慮が必要となる
が、上記の如き有機酸または無機酸等の塩は吸湿性が無
く取扱いが容易である。

上記ジアザ−ビシクロアルケンまたはその塩の使用量は
、塩の場合にはジアザ−ビシクロアルケン換算で、ポリ
オール１００重賞部に対して０．０１〜５重量部が好ま
しく、さらに好ましくは０．１〜１．５重量部である。

００１事量部未満であると、硬化促進効果が不十分で、
硬化時に接着剤中に発泡が生じ易く、一方５重量部を越
えると、各成分を混合して得られる接着剤の可使時間が
短（なり、また接着強度も低下し易い。

ジアザ−ビシクロアルケンまたはその塩は、ポリオール
およびポリイソシアネートを混合した接着剤中に後添加
しても良いが、実用的には予じめポリオール側に所定量
添加してお（方が好都合である。

ジアザ−ビシクロアルケンは、他のアミン化合物および
カルボン酸スズ塩等と共に、２液型つレタン系接着剤用
の硬化促進剤として知られているが、これは電気オープ
ン加熱や熱プレス等の加熱によって接着剤を硬化させる
際に使用した場合には、他のアミン化合物と同程度の硬
化促進効果を示さないのに対し、高周波誘導加熱による
接着剤の硬化においては、意外にも他のアミン化合物等
と比べ卓越した効果を奏したのである。

〔被着体〕

本発明における被着体は、その少な（とも−方が高周波
誘導加熱によって発熱する材質からなる被着体であるこ
とが必要であり、かかる高周波誘導加熱の可能な被着体
としては、代表的にはプレコート鋼板が挙げられ、さら
にそれ以外にも例えば冷延鋼板およびその表面に亜鉛、
スズ、銅またはアルミニウム等をメツキした鋼板、アル
ミニウム板並びにステンレス板等が挙げられる。

フレコート鋼板における塗料としては、エポキシ樹脂塗
料、アクリル樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、アルキ
ッド塗料およびフェノール樹脂塗料があり、かかる塗料
は、通常２コート２ベーク或いは３コート６ベークと称
される積層塗料方法で鋼板表面に塗装されている。

本発明の接着方法は、高周波誘導加熱の可能な被着体同
志の接着以外にも、高周波誘導加熱の可能な被着体と例
えばポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、アク
リル系樹脂、ナイロン、ポリエステル、ベークライト、
メラミン樹脂、Ｆ几ＰおよびＦＲＥＰ等のプラスチック
、或いはガラス、木材、布等の高周波誘導加熱できない
材質からなる被着体との接着にも適用できる。

接着剤の被着体への塗布方法に格別な制限はなく、前記
した被着体のいずれか一方または両方の接着部位に、５
０〜５００μｍ程度の膜厚で塗布すれば良い。塗布装置
としては、２原型ウレタン系接着剤の塗布用に一般的に
使用されている２液温合塗布装置が挙げられる。

〔高周波誘導加熱〕

本発明において被着体の接着部位に塗布された接着剤の
硬化を促進させるために採用する高周波誘導加熱は、金
属の焼入れ等の分野で工業的に広く用いられている数Ｋ
Ｈｚ〜数ＭＨｚの高周波を発振する出力１〜ｓｏｏｘｗ
程度の高周波発振装置によって行うことができる３゜上
記高周波発揚装置に結合された誘導コイルを接着部位の
近傍に配置し、その後該誘導コイルに高周波電流を通電
することにより、上記コイルに発生する磁気エネルギー
で被着体が昇温され、その熱によって塗布されていた接
着剤が硬化する。。

高周波電流の通電時間すなわち加熱時間は、０．２〜６
０秒が好ましく、きらに好ましくは２〜２０秒である。

加熱における被着体到達温度は、５０〜２００℃の範囲
が好ましく、更に好ましくは７０〜１８０℃である。２
００℃を超えると、接着剤の発泡が生じ接着強度が不足
し易（、また基材として用いたプレコート鋼板にそりや
歪みが残ったり塗料の色が変化するなどの不都合が発生
し易い。

一方５０℃未満の温度では、接着剤の硬化に長時間を要
する。

高周波誘導加熱による被着体の加熱温度は、被着体の材
質によっても異なるが、例えばプレコート鋼板等の鋼板
の場合、出力５にＷ、発振周波数４００ＫＨｚ　の高周
波発振装置によれば、発振時間６秒で１５０℃また発振
時間１０秒で２００℃の温度となる。

（ハ）発明の効果 本発明によれば、次に示すような優れた効果が奏される
。

（１１可使時間の長い接着剤を使用するため、従来の２
液つレタン系接着剤を使用するのと比較して、作業性の
面で格段に優れている。

（２）数秒〜１０数秒の如き短時間で接着剤が硬化し、
しかも十分な接着強度が発現する。

（３）加熱下での接着剤の発泡が少ないため、はみ出し
等の外観不良が起こりに（い。

〔実施例および比較例〕

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明を更に具体
的に説明する。なお、各別において、接着特性等の評価
は次に示す方法により行った。

また、各別における部は全て重量部である。

（ａｌ　　被着体 市販の２コート２ベークのプレコート鋼板（原板：厚さ
０．５　ｖａ溶融、亜鉛メツキ、リン酸塩処理鋼板、お
もて面；アンダーコート：エホキシ樹脂塗料、トップコ
ートニオイルフリーポリエステル樹脂塗料、裏面二アン
ダーコート：エポキシ樹脂塗料）を２５勧巾×１００＋
ｍ長に裁断したものを被着体とした。

ｂ）接着剤の調製および可使時間 硬化促進剤が予じめ所定量配合されているポリオールを
使用し、それにポリオールに由来するＯＨ基とポリイソ
シアネートに由来するＮＣＯ基とが１．０対１６０モル
比となるようにポリイソシアネートを加え、　１分間攪
拌混合することにより、接着剤を調製した。

接着剤を室温に放置して、ゲル化するまでの時間を分単
位で測定することにより、可使時間を求めた。

Ｃ）接着剤の硬化時間 被着体の一方のおもて面に１００μｍの膜厚で接着剤を
塗布した後、もう一方の被着体のおもて面と重ね合わせ
、その後高周波誘導加熱装置（周波数４００ＫＨｚ、出
力５にＷ）にセットし、高周波を６秒間発振し、被着体
温度を１５０℃に加熱した。高周波誘導加熱装置からは
ずした後、１０秒間隔で硬化が完結したかどうかを調べ
た。

ｄ）リ　の方法により２枚の被着体を接着させ、接着後
室温で２時間または２４時間放置したものについて、Ｊ
ＩＳ　Ｋ　　６８５４の測定法によって、引張速度２０
０　ｗ　／　ｍで丁剥離強度を測った。

実施例１゜ ポリイソシアネートとして、スミジュールＳＢＵ　０７
６２（住人バイエルウレタン■羨ニジフェニルメタンジ
イソシアネート変性ポリイソシアネート）を用い、ポリ
オールとしてエフセノールＥＬＩＤ３０（旭硝子■製；
ポリオキシプロピレングリコール、ＯＨ価１６０ｉ＋ｇ
ＫＯＩＶｇ　）を用い、それらをＮＣＯ基１０Ｈ基モ＃
比テ１．３／１．０の割合で混合し、さらにスミジー−
ルＳＢＵ　０７６２１００ｆｆ部あフリ、硬化促進剤と
して１，５−ジアザ−ビシクロ〔４゜３、０　］　−］
５−ノネを０．１０重量部添加して接着剤を得た。

上記接着剤を前記被着体に適用し、前記条件の高周波誘
導加熱によって接着剤を硬化させ、さらに室温に一定時
間放置した後、接着強度を調べ、その結果を表１に示し
た。

なお、加熱時の接着剤の発泡の様子については、目視で
観察した。

実施例２〜５ 実施例１における硬化促進剤の種類または配合量を表１
に示すように代えた以外は、全て実施例１と同様にして
接着を行い、その結果を表１に示した。

比較例１〜７ 表１に示した硬化促進剤を使用するか（比較例２〜７）
、または硬化促進剤を使用しない（比較例１）以外は、
実施例１と同様にして接着を行った。接着特性は表１に
示すとおりである。

実施例６および比較例１〜７における接着特性について
も、表１に示した。

比較例８〜９ 実施例２および比較例６で用いた接着剤を使用して、高
周波誘導加熱に代えて、１５０℃の電気オープン中に入
れるという加熱手段によって、接着剤の硬化を促進させ
る方法で被着体を接着した。

前記実施例１等におけると同様な接着特性について測定
した結果は、表２のとおりであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリオールおよびポリイソシアネートからなり、ジ
   アザ−ビシクロアルケンを硬化促進剤とする２液型ウレ
   タン系接着剤を、被着体の接着部位に適用し、該部位を
   高周波誘導加熱させることにより、前記接着剤を硬化さ
   せることを特徴とする接着方法。