JPH0456056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、α−シアノアクリレートを用いて非
極性または高結晶化樹脂の接着または該樹脂への
塗装若しくは印刷などを施す際に用いられる接着
力増強用プライマー（下塗り剤）に関するもので
ある。 本発明の目的とするところは従来接着や塗装お
よび印刷等が困難とされていた非極性または高結
晶化樹脂などの材料をα−シアノアクリレートを
用いて良好に接着するためまたは該材料への塗装
若しくは印刷等を良好に施すために用いられる接
着力増強用プライマーを提供することにある。 非極性または高結晶化樹脂、たとえばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブテンおよびポリフ
ルオロエチレンに代表されるポリオレフイン、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアセタールおよ
びナイロンなど、更には可塑剤が多量に配合され
ている軟質PVCフイルムなどはいずれも接着お
よび塗装並びに印刷が困難な材料であり、普通の
方法ではこれ等の樹脂を良好に接着させたり、こ
れ等の樹脂面に良好に塗装または印刷等を施すこ
とができないものである。 従来これら材料の接着性等を改善するため例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレンに対しては火
炎処理、コロナ放電処理、放射線処理および重ク
ロム酸塩、硫酸塩処理などによる酸化処理を行な
つてカルボニル基などの極性基をこれら材料の表
面に生成させる表面処理方法が提案されている。 また、ポリフルオロエチレンのように表面酸化
が不可能な樹脂に対してはリチウムペーパー処
理、ヘリウム気流中におけるアルカリ加熱処理お
よび金属ナトリウムのアンモニア液処理などの特
殊な化学的処理が提案されている。 しかるにこれらの処理方法では特殊な装置を必
要とする上に作業が煩雑であり、また複雑な形状
をなす被塗物に対しては均一な処理が行なえず、
しかも経費が高くつくなどの欠点がある。 また接着力を増強させるプライマーに関しても
種々の提案がなされており、特開昭52−98062、
同56−141328および同57−119929によれば塩素化
ポリエチレンまたは塩素化ポリプロピレン、脂肪
酸変性アクリル化アルキド樹脂を有機溶剤に溶解
させてなるプライマーが提案されている。 しかるに特開昭58−8734によれば、これらのプ
ライマーはポリオレフインとの付着性は良好であ
つても上塗り塗料との付着性が不良であつたり、
または上塗り塗料とポリオレフインは良好な付着
性を示したとしても冷熱サイクルの繰返しにより
膜間付着性が低下するという欠点が指摘されてい
る。 また特開昭54−124048、124049、同124095によ
れば、ポリオレフイン基材に固形ゴム、不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体およびラジカル発生剤
を配合した変性ポリオレフインを提案している
が、特開昭57−38827によればこれらの方法では
未反応の不飽和カルボン酸やラジカル発生剤など
が残存し塗膜の付着性に好ましからざる影響をお
よぼすとしている。 更に特開昭54−124050、同55−34270、同55−
34270、同55−84271によれば、プロピレン／スチ
レン／ブタジエンブロツク共重合体および無機フ
イラーを必須成分とする改良樹脂が提案されてい
るが、この方法においても非塗装部での耐候性不
良およびフイラー配合に起因する低温脆性などの
欠点が指摘されているなどいろいろと問題がある
ようである。ポリオレフイン等の非極性または高
結晶化樹脂の接着またはこれらの樹脂の表面への
塗装または印刷が良好に施されればポリオレフイ
ン等のすぐれた物性の活用、金属材料に代る軽量
化、不銹性およびコスト低減など数多くのメリツ
トがあげられ、自動車工業、電気機器工業などの
各分野への、その貢献度は大きなものになると考
えられる。 このような情勢に鑑み本発明者らは、これら従
来の技術に対して簡便かつスピーデイな表面処理
方法を開発する目的で、鋭意研究努力の結果、初
期目的を達成する良好な接着または塗装若しくは
印刷を可能にする接着力を付与し得るプライマー
を開発し、こゝに本発明を完成させる至つたので
ある。 すなわち本発明は、α−シアノアクリレートを
非極性または高結晶化樹脂に適用するためのオク
タデシルジメチル〔３−（トリメトキシシリル）
プロピル〕アンモニウムクロライドからなる接着
力増強用プライマーに関するものである。 本発明においてα−シアノアクリレートを非極
性または高結晶化樹脂に適用するとは、α−シア
ノアクリレートを用いてそれらの樹脂を接着する
こととか、α−シアノアクリレート（主として硬
化した皮膜）をそれらの樹脂の塗装若しくは印刷
等における塗装若しくは印刷インキの下塗りとし
て用いることなどを意味するものである。 本発明のプライマーは、オクタデシルジメチル
〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニ
ウムクロライド（以下シラン化合物という）から
なるものであり、市販品としてAY43−021（トー
レシリコン(株)製商品名）が挙げられる。 本発明のプライマーは、α−シアノアクリレー
トを用いて非極性または高結晶化樹脂の接着、ま
たは該樹脂へ塗装若しくは印刷等を施す際に、塗
布して使用されるものであるが、後述する様にそ
の使用に際してその塗布厚をコントロールするこ
とが本発明の効果を充分に発揮させるため望まし
いことであるので溶液として使用することが望ま
しい。 溶液にするため使用される有機溶剤としては、
上記有機金属化合物を完全に溶解しまたは分散し
得る一般的な有機溶剤であつて、適度な揮発性を
有しており、かつ工業的に容易に入手できるもの
であることが望ましい。 また、溶剤はプライマーをより効率的に作用さ
せるためにポリオレフイン等の樹脂の表面を充分
にぬらし得るものであることが好ましく、このた
めには有機溶剤の表面張力がこれ等樹脂の臨界表
面張力〓ｃより小さいものを選択し用いるのが一
層望ましい。次表に使用溶剤を選択する際の参考
となる表面張力及び臨界表面張力の代表的な数値
を示す。

【表】

【表】 溶液とした場合のシラン化合物の濃度は0.001
〜10重量％であることが好ましい。それは後述す
るように、基材の表面に塗布されるシラン化合物
は単分子膜状に近い厚さに塗布されるとき最も本
発明の目的とする効果を発揮せしめ得るものであ
つて、濃度が0.001％あればその目的を達成する
ことが容易になり、濃度が高くなるとそれに比例
して上記シラン化合物の膜が厚くなる様になり、
あまり厚くなるとその層が脆弱層となるためであ
る。 本発明におけるα−シアノアクリレートとは次
の一般式で示されるものである。 上式中におけるＲはアルキル、アルケニル、シ
クロヘキシル、アリール、およびアルコキシアル
キル基などが包含され、具体的にはメチル、エチ
ル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ
−ペンチル、アリル、シクロヘキシル、ベンジ
ル、メトキシプロピル基などがあげられる。 これ等のα−シアノアクリレートは市販されて
いるシアノアクリレート系瞬間接着剤の主成分と
なつているものであり本発明においては、それ等
の市販品の接着剤をそのまゝα−シアノアクリレ
ートとして使用することもできる。 市販品のシアノアクリレート系接着剤はα−シ
アノアクリレートをベースとし、所望に応じて例
えば下記に示すような各種成分を配合して接着剤
とされている。 (1) 安定剤 (2) 増粘剤 (3) 改質剤 (4) 着色剤など 安定剤はシアノアクリレート系接着剤の貯蔵安
定性を向上させるためのものであり、通常アニオ
ン重合防止剤として二酸化硫黄、芳香族スルホン
酸、サルトン類などが、またラジカル重合防止剤
としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノ
メチルエーテルなどが用いられている。 増粘剤は本来ベースとなるα−シアノアクリレ
ートが数cp程度の低粘度液体であることから、
用途に応じてこれを数10〜数1000cpの粘稠液に
増粘するためのものであり、例えばポリメチルメ
タクリレート、アクリルゴムおよびセルロース誘
導体などを溶解させて用いられている。 改質剤はシアノアクリレート系接着剤の欠点と
される耐衝撃性或いは耐熱性などを改良するため
に配合されているものであり、例えば耐熱性の改
良には特公昭52−12737号公報で示される無水マ
レイン酸およびその誘導体等が用いられている。 また従来接着が困難とされてきた多孔質かつ酸
性樹液を含有する木質材料の接着を可能とするた
めには、例えば特公昭55−2238号公報に示される
クラウン化合物などが用いられていることがあ
る。 さらに硬化後の接着剤層に可撓性に付与するた
め可塑剤としてトリクレジルホスヘート、ジオク
チルフタレートまたはジメチルセバケートなどを
配合してあることもある。 着色剤は接着箇所の識別を容易にするなどのた
め接着剤を着色するものであり、例えば特公昭53
−37260号公報で示される塩基性染料の酸性塩な
どが配合されていることがある。 その他接着剤に香気を付与する目的で例えば特
開昭53−58541号公報に示されるエステル誘導体
の香料が添加されていることもある。 また本発明においてはα−シアノアクリレート
を特定の有機溶剤で希釈したものを用いることも
できる。有機溶剤としてはα−シアノアクリレー
トと相溶性があり、かつ安定性をそこなわないト
ルエン、酢酸ブチルまたはメチルクロロホルムな
どが適しており、これらの溶剤中には水分その他
の不純物を含有していないものが好ましい。 本発明のプライマーを非極性または高結晶化樹
脂の接着のために使用する際の塗布方法として
は、被着体として非極性または高結晶化樹脂材料
を組合せて接着する場合においては、その両方の
表面をまた非極性または高結晶化樹脂と極性材料
との組合せにおいては、前者の表面のみをプライ
マー溶液中に数秒間浸漬或いは刷毛塗り、スプレ
ー塗布などが採用でき、その様にプライマーが塗
布された被着体を風乾させ溶媒を除去するとによ
つてα−シアノアクリレートで良好に接着する被
着体とすることができる。 このようにして本発明のプライマーが塗布され
た非極性または高結晶化樹脂からなる被着体は、
α−シアノアクリレートを用いて常套の手段によ
り接着され、得られた接着体は非常にすぐれた接
着強度を有するものである。 またそれ以外の方法としてはα−シアノアクリ
レートとシラン化合物の混合物、さらに要すれば
有機溶剤で希釈した溶液を被着体の表面に塗布す
る方法、或いは２液吐出型の塗布機を用いてα−
シアノアクリレートとシラン化合物の溶液を同時
に吐出させてプライマーと接着剤を同時に塗布し
接着する方法を採ることもできる。但し混合方法
を採用する場合は、α−シアノアクリレートが強
いアニオン活性を呈する特異な性質を有するため
取扱いに際しては、水分、アミンおよびアルコー
ルなどの異物が混入しないよう十分に留意する必
要がある。 非極性または高結晶化樹脂への塗装若しくは印
刷の方法は、それらの樹脂からなる基材面上に上
記の方法によりプライマーを塗布し、その上にα
−シアノアクリレートを塗布し、そのポリマーの
皮膜を形成させることにより、当該基材は塗装適
性、印刷適性の良い基材となるので、その面に常
套手段により施すことができ、その様にして塗装
又は印刷された基材は優れた性能を有する塗装又
は印刷された基材、すなわち非極性または高結晶
化樹脂となりうるのである。 塗装若しくは印刷を施す際における本発明のプ
ライマーの塗布方法は、接着におけるときと略同
一であるが、塗装又は印刷における優れた効果は
次の様な工程をとることにより生み出されるの
で、以下に説明する工程は塗装又は印刷方法とし
て好ましい方法である。 まず、第一工程として、塗装または印刷の施さ
れる基材の表面をシラン化合物を有機溶剤に溶解
してなるプライマーを塗布する。 上記プライマーの基材表面への塗布方法は通常
のはけ塗り法、浸漬法またはスプレー法などによ
り行なうことができ、また処理後のオープンタイ
ムは通常室温下で５〜60分がとられるが、作業工
程に応じて数日間とることもできる。 第二工程として、α−シアノアクリレートを上
記プライマーの塗布された基材の上に塗布し、α
−シアノアクリレートポリマーの皮膜を形成させ
る。 α−シアノアクリレートの塗装方法は、予め酸
処理したはけを用いるはけ塗り法、浸漬法または
スプレー法などにより行なうことができる。 但し、スプレー法をとる場合にはノズルの閉塞
トラブル防止のためα−シアノアクリレートの有
機溶剤希釈液を用いるのが好ましい。 またα−シアノアクリレートとして市販のシア
ノアクリレート系接着剤を用いるときは低粘度グ
レードとして市販されているものを用いるのが好
ましい。 α−シアノアクリレートの塗布された基材は室
温で12時間以上放置してその表面にα−シアノア
クリレートポリマーの薄層を形成させる。 α−シアノアクリレートポリマーの膜厚は特に
限定するものではないが、欠膠部のないように10
〜50μ程度とするのが好ましい。 以上の様な方法により、プライマーと、α−シ
アノアクリレートが塗布された基材は一般的な塗
料による塗装または印刷インキによる印刷が施さ
れる。 塗料または印刷インキには各種のものがあり分
類法もいろいろあるが、ビヒクル樹脂成分別には
次のようなものがあげられる。 ロジン誘導体、ニトロセルロース系樹脂、ビニ
ル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フ
エノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アミノアルキ
ツド系樹脂、メラミン系樹脂、UV硬化型アクリ
ルオリゴマーなどであるが本発明にはそのいずれ
も対象とすることができるが、その使途より、よ
り適性なものとしてポリオレフイン用としては、
ポリウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、アルキツ
ド樹脂系などの塗料または印刷インキが特に好ま
しい。 また焼付塗料は基材の樹脂特にポリオレフイン
の耐熱性に限度があるので、焼付温度が90℃以下
であるものが好ましい。 塗料の塗装方法ははけ塗り法、バーコーター
法、ローラー法またはスプレー法などの通常の方
法で行なうことができ、一方の印刷方法はシルク
スクリーン印刷法、グラビヤ印刷法またはフレキ
ソ印刷法などの通常の方法で行なうことができ
る。 本発明のプライマーが非極性または高結晶化樹
脂のα−シアノアクリレートを用いての接着また
はα−シアノアクリレートと塗料若しくは印刷イ
ンキを用いての該樹脂への塗装若しくは印刷等の
能力を向上させることについての理由は不明であ
るが、非常に薄く塗布したとき、すなわち0.001
〜１ｇ／cm²塗布した際に最もその効果が顕著に現
れる。 本発明のプライマーは単分子層に近い状態で塗
布されたときに、最もその効果を発揮するものと
推定され、シラン化合物の構造すなわち極性セグ
メントと非極性セグメントを有することから、本
発明の効果は次の様な機構により発現されるもの
と推定される。 すなわち、本発明のシラン化合物は、非極性ま
たは高結晶化樹脂表面とα−シアノアクリレート
層（モノマーまたは硬化したポリマー皮膜層）と
の間に単分子膜に近い状態で存在し、樹脂層と親
和性が高い基とα−シアノアクリレート層と親和
性が高い、換言するなら親油性基と極性基が秩序
よく配列し、樹脂層とα−シアノアクリレート層
との結合剤として働き本発明の効果を発現させる
ものと推定される。 したがつて、本発明の効果をより良く発現させ
るためには、被着材または基材の材質を考えて、
シラン化合物の濃度、塗布量等を決定しなければ
ならない。塗布量についていえば、前記した様に
余り少なくてプライマー層が接着または塗装若し
くは印刷を施すべき面を完全に被覆できない様な
状態になれば良好な結果にならないのは当然であ
り、余り多すぎてプライマー層が単分子層をはる
かに越えた厚さになると、その層自体が脆弱な層
となる様になり、本発明の効果が発現しない様に
なるので、0.001〜１ｇ／m²より好ましくは0.01
〜0.1ｇ／m²になる様に塗布することが本発明に
とり好ましいものである。 非極性または高結晶化樹脂とα−シアノアクリ
レートとの結合がシラン化合物を介して強固にな
される事により、当該樹脂の接着がα−シアノア
クリレートにより強固になされ、α−シアノアク
リレートポリマーの皮膜が当該樹脂の表面に強固
に密着した上には従来一般的に使用されている塗
料や印刷インキにより容易にかつ何等の問題も生
じることなく塗装若しくは印刷が施される。 本発明によつて得られる優れた効果は、α−シ
アノアクリレートとシラン化合物と非極性または
高結晶化樹脂との組み合せによつて、始めて達成
し得たものであり、従来ポリエチレン等のポリオ
レフインの接着に際して、有機チタン化合物がプ
ライマーないしは下地処理として検討されたこと
があつたが、それ等のケースにおいては接着剤に
エポキシ系、ウレタン系、ゴム系、アクリル系の
接着剤などを摘用いていたため優れた効果は認め
られず、それ等の結果から、本発明の効果を予測
できるものではなく、本発明により生ずる効果は
当業者にとり予測出来ない程の優れたものなので
ある。 また、当然のことながら、本発明の目的とする
効果は、基材が非極性または高結晶化樹脂である
ときに限つて発現されるものであつて、他の基
材、すなわち金属、木、陶器などにおいては発現
しないものである。 本発明プライマーは非極性または高結晶化樹脂
たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリアセ
タール、ナイロンなどに有効なものであるが、特
にポリオレフインに対して有効なものである。次
に実施例および比較例をあげ本発明を更に詳しく
説明する。 実施例１、比較例１〜２ プライマー、被着材およびα−シアノアクリレ
ートには次のものを用いた。 １ プライマー オクタデシルジメチル〔３−（トリメトキシシ
リル）プロピルアンモニウムクロライド （市販品：AY43−021，トーレシリコン(株)製） 上記化合物0.3ｇをメチルクロロホルム工業用
グレード（東亞合成化学工業(株)製）99.7ｇに溶解
させプライマー溶液とした。 ２ 被着材 (1) ポリプロピレンプレート（25×100×２mm） (2) ポリエチレンプレート（25×100×２mm） (3) EPTプレート（25×100×３mm） ３ α−シアノアクリレート アロンアルフア＃201（シアノアクリレート系接
着剤；東亞合成化学工業(株)製商品名） テストピースの両面に前記のプライマー溶液を
刷毛塗りし約５分間風乾させた後、その片面にα
−シアノアクリレートを塗布して両面を合せ圧締
荷重0.1Kgｆ／cm²を加えて24時間養生した。 引張せん断接着強さはJISK6861−1977に準拠
してストログラフＷ型試験機を用いて引張速度20
mm／mmで測定した。 比較例１として、プライマーを使用しないで接
着する以外は実施例１と同様にして接着強さを測
定した。 また、比較例２としてプライマーをアミノプロ
ピルトリエトキシシランとした以外は実施例１と
同様にして接着強さを測定した。 これらの結果を表１に示す。

【表】 材破：母材破壊
引張せん断接着強さはテストピース３個の平均
値を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ α−シアノアクリレートを非極性または高結
   晶性樹脂に適用するためのオクタデシルジメチル
   〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アンモニ
   ウムクロライドからなる接着力増強用プライマ
   ー。