JPH07238262A - フッ素樹脂の接着法 - Google Patents

フッ素樹脂の接着法

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JPH07238262A
JPH07238262A JP2824994A JP2824994A JPH07238262A JP H07238262 A JPH07238262 A JP H07238262A JP 2824994 A JP2824994 A JP 2824994A JP 2824994 A JP2824994 A JP 2824994A JP H07238262 A JPH07238262 A JP H07238262A
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JP
Japan
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fluororesin
adhesive
adhering
corona discharge
acid
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Application number
JP2824994A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ariga
広志 有賀
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリエステルポリウレタンまたはポリエーテル
ポリウレタンの主剤とポリイソシアネートの硬化剤から
なる接着剤を用いる、表面がコロナ放電処理されたフッ
素樹脂の接着法。 【効果】金属またはプラスチック等との接着に強力な接
着強度を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フッ素樹脂の接着法に
関する。
【0002】
【従来の技術】フッ素樹脂は、その耐薬品性、耐汚染性
が優れていることから、フッ素樹脂フィルムを、金属、
プラスチック等の基材とラミネートした成形物は、床
材、コピーボード、壁紙、屋根材、ガスコンロ天板、ガ
スレンジフード等の広い分野に用いられている。フッ素
樹脂フィルムを各種基材に接着する方法として、フッ素
樹脂の表面エネルギーが低いことから接着剤を濡れ易く
するため、フッ素樹脂表面に物理的、化学的改質を加え
た表面処理が必要である。
【0003】これらの表面処理法としては、コロナ放電
処理、火炎処理、ナトリウムエッチング処理、スパッタ
エッチング処理、アルゴンプラズマ処理、酸素プラズマ
処理が例示される。これらの処理法のうち、コロナ放電
処理はスパッタエッチング処理、プラズマ処理と比較し
て処理時間が短く安価であり、またナトリウムエッチン
グ処理、火炎処理と比較して危険を伴わない安全な処理
法である。
【0004】しかしながら、ナトリウムエッチング処理
ではエポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、シリコ
ン系等の広い範囲の接着剤が使用できるのに対し、コロ
ナ放電処理では各種接着剤との密着性は十分でなく、特
に樹脂中のフッ素含有量の多い樹脂、例えば、ポリテト
ラフルオロエチレン樹脂(以下、PTFEとする)、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレ
ン系共重合樹脂(以下、PFAとする)、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合樹脂
(以下、FEPとする)に対しては、実用上要求される
ピーリング試験による接着強度が、1000g/cmを
超える接着剤は開発されていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、表面
をコロナ放電処理されたフッ素樹脂フィルムと種々の基
材との接着に強力な接着強度を与える接着法を提供する
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題を解
決するためになされたものである。ポリエチレン、ポリ
プロピレンに代表されるフッ素を含まないプラスチック
に対する印刷性向上及びフッ素樹脂とこれらプラスチッ
クとのラミネート物の密着性を向上させる方法として、
コロナ放電処理は最も安価な樹脂表面改質法として用い
られている。
【0007】しかし、フッ素樹脂にコロナ放電処理を行
ったときの表面変化は、フッ素を含まないプラスチック
の表面とかなり異なっている。ESCA分析により表面
を追跡した結果、酸素が増加してフッ素が減少している
ことから、確かにフッ素の原子が減少すると同時に、酸
素をその構成成分としている極性基が導入されているこ
とが判明した。しかし、依然としてフッ素原子は存在し
ており、例えば、PFAの場合、その酸素をその構成成
分としている極性基は、化学的にも熱的にも非常に不安
定なペルオキシラジカル(−CF2 −CF2 −OO・)
であることが判明した。そして、このフッ素を含むラジ
カルに対して極めて密着性の良い接着剤を追求した結
果、本発明を得るに至った。
【0008】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、極めて安価で安全なコロナ放電
処理されたフッ素樹脂を、ポリエステルポリウレタンま
たはポリエーテルポリウレタンとポリイソシアネートか
らなる接着剤を用いることにより、極めて短時間に非常
に強い密着力を付与し得るフッ素樹脂の接着法を見出し
た。
【0009】本発明に用いられるフッ素樹脂は、上記の
PTFE、PFA、FEPに限定されず、ポリフッ化ビ
ニル(以下、PVFとする)、ポリフッ化ビニリデン
(以下、PVdFとする)、テトラフルオロエチレン−
エチレン系共重合樹脂(以下、ETFEとする)等のフ
ッ素原子を含むすべての樹脂が例示される。
【0010】コロナ放電処理されたフッ素樹脂と接着さ
せる基材に、プラスチック、金属、セラミック等があげ
られる。プラスチックとしては、塩化ビニル系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリプロピレン、アクリル系樹脂等
に代表されるフッ素原子を含まないプラスチックに限定
されず、フッ素樹脂同志も接着できる。
【0011】コロナ放電によるフッ素樹脂表面と接着剤
の濡れ性は、JIS−K−6768に準拠して濡れ指数
により評価する。例えば、和光純薬製の濡れ指数試薬が
用いられる。濡れ指数試薬で、32ダイン以上に濡れ性
が高められたフッ素樹脂の表面は、接着剤の濡れ性が良
く、均一に塗布することができる。
【0012】本発明における接着剤は、酢酸エチル、メ
チルエチルケトン、トルエン等に溶解させ使用するが、
これらの溶剤は32ダイン程度の濡れ性があれば、フッ
素樹脂表面に接着剤溶液を均一に塗ることが可能であ
り、しかも硬化後の密着性が優れている。
【0013】本発明に用いられるポリエステルポリウレ
タンは、ポリエステル系ポリオールとイソシアネートと
の反応により得られるものである。ポリエステル系ポリ
オールは、二塩基酸とジオール類との脱水縮合反応によ
り得られるものが主であり、二塩基酸としては、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、スベリン
酸等の脂肪族二塩基酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族二
塩基酸が例示され、ジオール類としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル等が例示される。
【0014】また、ポリエーテルポリウレタンは、低分
子ジオールを出発物質とし、エチレンオキシドを付加重
合するポリエチレングリコール型、プロピレンオキシド
を付加重合するポリプロピレングリコール型、エチレン
オキシドとプロピレンオキシドの共重合型ポリオールと
イソシアネートとの反応により得られる。
【0015】これらのうち、セバシン酸、イソフタル酸
の混合物とネオペンチルグリコールからなるポリエステ
ルポリオールにトリレンジイソシアネートまたは、イソ
ホロンジイソシアネートを反応させウレタン結合を分子
内に導入した数平均分子量が2000から20000程
度のポリエステルポリウレタンが好ましく使用できる。
【0016】ウレタン結合を分子内に導入したポリエス
テルポリウレタンまたはポリエーテルウレタン1分子あ
たり2個以上のイソシアネート基を含むポリイソシアネ
ートを用いて硬化させる。トリレンジイソシアネート、
4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族
系ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート等の脂肪族系のポリイソシアネート、また、こ
れらのポリイソシアネートとトリメチロールプロパンと
のアダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体等
も例示される。ウレタン結合を導入するために用いたイ
ソシアネートの種類と同種のポリイソシアネートを用い
る硬化方法が好適に採用される。
【0017】接着剤の塗布量としての厚さは、乾燥後の
塗布厚みで3μ以上が好ましく採用される。500μ以
下程度のフッ素樹脂フィルムをラミネートする場合は、
接着剤の厚さが5〜10μが適当である。また、500
μ以上の厚手のフィルムを接着する場合は、20μ程度
の厚さが適当である。接着させる方法は特に限定されな
いが、接着剤塗布後に溶剤を蒸発させてからラミネート
するいわゆるドライラミネート法が適している。ラミネ
ートの際、溶剤乾燥温度以上の温度に保持されたニップ
ロールを通過させることにより更に密着力は増大する。
また、これらの接着剤に、顔料、レベリング剤、消泡
剤、紫外線吸収剤などの添加物を加えることも可能であ
る。
【0018】
【実施例】
[実施例1]二塩基酸としてイソフタル酸70モル%、
セバシン酸30モル%の混合物を、ジオールとしてネオ
ペンチルグリコール50モル%、エチレングリコール5
0モル%の混合物を用い、数平均分子量1500のポリ
エステルポリオールを得た。次に、生成したポリエステ
ルポリオール1500重量部、トリメチロールプロパン
35重量部、イソホロンジイソシアネート201重量部
を、窒素雰囲気下の反応器で、酢酸エチル1650重量
部に溶解させた。その後、触媒として鉄アセチルアセト
ネートを0.03重量部添加し、溶媒還流下で反応を完
結させ、分子内にウレタン結合を有するポリエステルポ
リウレタンを得た。
【0019】このポリエステルポリウレタン樹脂をメチ
ルエチルケトンに溶解させ、固形分50%の接着剤の主
剤を作成した。次に酢酸エチルに溶解させた固形分75
%のイソホロンジイソシアネートとトリメチロールプロ
パンとのイソシアヌレート体(ポリイソシアネート)を
硬化剤として使用し、主剤100部に対し10部加え接
着剤とした。
【0020】厚さ50μのPFAフィルム(商品名アフ
レックスPFA、旭硝子製)の片面をコロナ放電処理し
た。和光純薬製の濡れ指数試薬で濡れ指数を測定したと
ころ35ダインを示した。この表面に上記の処方により
作成した接着剤を10μアプリケータで塗布し、100
℃で乾燥させ5μの接着層を得た。次に、200μの軟
質塩化ビニル樹脂フィルムを110℃に保持された熱ロ
ールを通過させることによりラミネートした。1日室温
で放置した後、引張り速度20mm/分でT字ピーリン
グ試験を行ったところ、1100g/cmの密着強度を
示した。
【0021】[実施例2]厚さ50μのETFEフィル
ム(商品名アフレックス、旭硝子製)の片面をコロナ放
電処理した。和光純薬製の濡れ指数試薬で濡れ指数を測
定したところ40ダインを示した。この表面に実施例1
の処方により作成した接着剤を10μアプリケータで塗
布し、100℃で乾燥させ5μの接着層を得た。次に、
200μの軟質塩化ビニル樹脂フィルムを110℃に保
持された熱ロールを通過させることによりラミネートし
た。1日室温で放置した後の引張り速度20mm/分で
T字ピーリング試験による密着強度は1800g/cm
であった。
【0022】[実施例3]二塩基酸としてテレフタル酸
60モル%、イソフタル酸20モル%、セバシン酸20
モル%の混合物を、ジオールとしてエチレングリコール
を用い、数平均分子量1500のポリエステル樹脂を得
た。次に、作成したポリエステルポリオール1500重
量部、トリメチロールプロパン35重量部、トリレンジ
イソシアネート230重量部を窒素雰囲気下の反応器
で、酢酸エチル1650重量部に溶解させた。その後、
触媒として鉄アセチルアセトネートを0.03重量部添
加し、溶媒還流下で反応を完結させ、分子内にウレタン
結合を有するポリエステルポリウレタンを得た。
【0023】このポリエステルポリウレタン樹脂をメチ
ルエチルケトンに溶解させ、固形分50%の接着剤の主
剤を作成した。次に酢酸エチルに溶解させた固形分75
%の4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートを硬化
剤として使用し、主剤100部に対し10部加え接着剤
とした。
【0024】次に、アセトン脱脂した0.5mm厚みの
ステンレス(SUS430)の表面に前記の接着剤を1
0μアプリケータで塗布し、100℃で乾燥させ5μの
接着層を得た。その後110℃に保持された熱ロールを
通過させることにより、実施例1で用いたコロナ放電処
理されたFPAフィルムとステンレスSUS430をラ
ミネートした。1日室温で放置した後の速度20mm/
分の180度ピーリング試験による密着強度は1400
g/cmであった。
【0025】[比較例1]コロナ放電処理なしのPFA
フィルム、(濡れ指数22ダイン)を用いた他は実施例
1同様にして、200μの塩化ビニル樹脂フィルムとラ
ミネートした。1日室温で放置した後の引張り速度20
mm/分のT字ピーリング試験による密着強度は100
g/cmであった。
【0026】[比較例2]実施例1で得られたポリエス
テルポリオールをメチルエチルケトンに溶解させ固形分
50%の接着剤の主剤を作成した。実施例1と同じ硬化
剤を主剤100部に対し5部加え接着剤とした。次に厚
さ50μのPFAフィルム(商品名アフレックスPF
A、旭硝子製)の片面をコロナ放電処理した表面に、前
記の接着剤を10μアプリケータで塗布し、100℃で
乾燥させ乾燥後5μの接着層を得た。次に、200μの
軟質塩化ビニル樹脂フィルムを、110℃に保持された
熱ロールを通過させることによりラミネートした。1日
室温で放置した後のT字ピーリング試験による密着強度
は200g/cmであった。
【0027】
【発明の効果】表面がコロナ放電処理されたフッ素樹脂
の接着に、ポリエステルポリウレタンまたはポリエーテ
ルポリウレタンの主剤とポリイソシアネートの硬化剤か
らなる接着剤を用いることにより、実用上要求される1
000g/cm以上の密着強度を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面がコロナ放電処理されたフッ素樹脂の
    接着に、ポリエステルポリウレタンまたはポリエーテル
    ポリウレタンの主剤とポリイソシアネートの硬化剤から
    なる接着剤を用いることを特徴とするフッ素樹脂の接着
    法。
JP2824994A 1994-02-25 1994-02-25 フッ素樹脂の接着法 Pending JPH07238262A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014132079A (ja) * 2008-11-12 2014-07-17 Saint-Gobain Performance Plastics Corp バリヤ構造の製造方法
US8980430B2 (en) 2006-08-28 2015-03-17 Frank J. Colombo PCTFE film with extrusion coating of EVA or EVA with UV absorbers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8980430B2 (en) 2006-08-28 2015-03-17 Frank J. Colombo PCTFE film with extrusion coating of EVA or EVA with UV absorbers
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