JPH075863B2 - ポリオレフィンと極性を有する異種材料との接着方法 - Google Patents

ポリオレフィンと極性を有する異種材料との接着方法

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JPH075863B2
JPH075863B2 JP63091119A JP9111988A JPH075863B2 JP H075863 B2 JPH075863 B2 JP H075863B2 JP 63091119 A JP63091119 A JP 63091119A JP 9111988 A JP9111988 A JP 9111988A JP H075863 B2 JPH075863 B2 JP H075863B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面処理せずに、またプライマーも使用せず
にポリオレフィン系樹脂成形品と、鉄・アルミニウム等
の金属・セラミック・動植物性繊維質およびポリオレフ
ィン以外の極性を有する合成樹脂等の極性を有する異種
材料からなる製品との接着が可能な接着方法に関するも
ので、ポリプロピレンが多量に使用され、かつ単味でな
く他の材料と組合わせ使用されている自動車・家庭電器
製品・音響機器などに適用される。
〔従来の技術〕
ポリオレフィンは無極性で、かつ溶剤にも溶解し難く、
接着が困難である。ポリオレフィンを相互にプライマー
を使用せずに接着できる接着剤は種々市販されている
が、鉄・アルミニウム等の金属・ガラス・セラミック・
その他極性を有する異種材料との接着には有効でない。
ポリオレフィンと前記極性を有する異種材料との接着の
ためには、ポリオレフィン成形品の被接着面を、コロナ
放電・火焔・プラズマ等による表面処理、あるいはクロ
ム酸硫酸混液による表面処理により表面を改質した後、
市販のエポキシ系接着剤・シアノアクリレート系接着剤
等を使用する方法、ポリオレフィンをタルク・木粉等の
充填剤および/あるいはエラストマーの添加によって改
質した改質ポリオレフィンにプライマーを塗布した後、
市販接着剤を適用する方法、専用ホットメルト剤による
接着等が行われてきた。最近は専用プライマーを使用
し、非改質ポリオレフィンでも高度の接着強度が得られ
る特殊接着剤が市販されるようになったけれども高価で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前処理による表面改質において、コロナ放電処理は形状
の制約、プラズマ処理は大きさの制約、装置が高価なこ
と、また火焔処理は火気の使用による危険性、とそれぞ
れ問題点を有する外に、異物を接触した場合活性が失わ
れるので、被処理物の取扱いが困難であるという共通の
問題点がある。
化学処理では、公害源となる薬品の使用および特殊な処
理槽を必要とする。
ホットメルトは積層材のような全面接着には、そのまま
では適用できない。
特殊接着剤は高価なこと、そしてプライマー塗布工程を
必要とする等コスト面からの制約がある。
また樹脂改質による方法では、物性変化と原料樹脂価格
のアップという問題がある。
以上のように極性を有する異種材料とプラスチックの接
着を行う場合、ポリオレフィンの使用は樹脂単価が安い
から有利であるとは言えない。
従って、物性上ポリオレフィンが要求される場合以外
は、プラスチックと異種材料の接着を行う場合、ポリプ
ロピレンは使用されていない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、種々検討の結果、ポリプロピレンについて
さきに上記の問題点を解決する接着剤および接着方法を
発明した(特願昭61−242840号)。
すなわち、特願昭61−242840号の発明は、低塩素化ポリ
プロピレンがポリプロピレンに対し接着性を示し、また
高塩素化ポリオレフィンおよび塩化ゴムが鉄片等極性を
有する異種材料に対し接着性を示し、両者の混合物がポ
リプロピレンと極性を示す異種材料とを接着することを
解明したばかりでなく、その接着強さが、それぞれの材
料相互間で示す接着強度よりも強いこと、さらに、常温
乾燥によらず加熱乾燥する際、著しく接着強度が向上す
ることを発見したことによるものである。
このような現象の理由として、接着剤成分の塩素原子の
金属面側への配向が考えられる。この配向の結果、金属
面側の塩素原子密度は、金属面どうしの接着の場合より
大となり、他方ポリプロピレン側の接着剤の接着面は、
ポリプロピレンどうしの接着の場合より、より無極性と
なり、接着剤のそれぞれの面との接着強さは増大するも
のと考えられる。加熱はこれにより分子運動が活発とな
り、塩素原子が配向しやすく、配向度が増大し、著しく
強度を増大するものと考えられる。
本発明者は、この配向効果について、ポリプロピレンに
対し全く接着性を示さない高塩素化ポリエチレン単独を
クロロピレンに配合したものについて試みたところ、イ
ソプロピルアルコールによる脱脂以外の前処理を全く行
っていない非改質ポリプロピレンとステンレス鋼板との
接着において、常温乾燥で剪断引張り強さ30kg/cm2、加
熱乾燥した場合40kg/cm2以上という接着強さを示し、ポ
リプロピレン面で剥離することを発見した。この接着強
さは、ポリプロピレンとの接着性良好とされ、ポリプロ
ピレン用のプライマー、接着剤等にしばしば用いられて
いる塩素含有量35重量%以下の低塩素化ポリプロピレン
配合品によるポリプロピレン相互の接着強さより大であ
る。
さらに低塩素化ポリプロピレンについても同様に試み
た。この場合、常温乾燥では全く接着性を示さないが、
110℃10分間の加熱乾燥を行うと30kg/cm2の強度を示
し、金属面で剥離した。以上の知見より、特願昭61−24
2840号の発明の方法で得られる、特に加熱乾燥した場合
得られる60kg/cm2以上の強度は、低塩素化物と高塩素化
物の併用による相乗効果によるものであることが解明さ
れた。
本発明者は前述の発見に基づき、各種高塩素化物として
塩素化ポリオレフィン・塩素化パラフィンおよび塩化ゴ
ムについて、また被着材として、ポリプロピレンのみな
らず各種ポリオレフィンについて検討し、更に、接着条
件としての加熱乾燥効果を検討し、本発明方法を完成し
た。
なお、本発明方法に使用する塩素化ポリオレフィン、塩
化ゴムとクロロプレンとの配合物は公知であるが、ポリ
オレフィンと極性を有する異種材料との接着に使用する
例はまだ知られていない。
すなわち、ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材
料製品とを接着するに際し、脱脂処理以外の前処理を被
接着面に行うことなく、下記組成の非揮発性成分と溶剤
とからなる組成物を被接着面に適用して接着することを
特徴とするポリオレフィンと極性を有する異種材料との
接着方法を要旨とする。
I 非揮発性成分:塩素含有量35重量%以上の塩素化ポ
リエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポラフィン
および塩化ゴムよりなる群から選ばれた1種または2種
以上の混合物およびクロロプレン。
II 溶剤:芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素
系溶剤よりなる群から選ばれた1種または2種以上の混
合溶剤、もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤
との混合溶剤。
また、上記接着方法において、被接着面に接着剤組成物
を塗布し、両塗布面を重ね合わせて圧着した後、被着ポ
リオレフィンの溶融温度以下で加熱乾燥することを要旨
とする。
〔作 用〕
本発明の方法によるとき、従来の理論では、ポリオレフ
ィン側に前処理もしくはプライマー被覆しなければ困難
とされてきた非改質ポリオレフィンと極性を有する異種
材料との接着を脱脂処理以外の前処理を行わずに接着す
ることができ、しかっも、その強度は多くのポリオレフ
ィン専用の接着剤が示す接着強さより同等以上加熱する
場合は、約2倍の接着強度を示す。
なお、本発明の方法の内容についてさらに詳細に説明す
る。
非揮発性成分の一つであるクロロプレンは接着剤の基材
となるもので、凝集力を保持するため、常温で固体のも
のを使用する。高塩素化物は、通常はポリオレフィンに
対し接着性を示さないが、クロロプレンと相溶させ、ポ
リオレフィンと極性を有する材料、特に金属・ガラス等
との接着に使用するとき、ポリオレフィンに対する接着
性を示すものであり、塩素含有量を35重量%以上と限定
したのは、それ以下であると、常温乾燥の場合ポリオレ
フィンに対しては接着性を示すが、極性材料面に対して
はほとんど接着しないからである。
高塩素化物すなわち塩素含有量35重量%以上の塩素化ポ
リエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化パラフィン
および塩化ゴムよりなる群から選ばれた1種または2種
以上の混合物の含有量は、3〜80重量%が好ましく、3
%以下では接着性成分の不足による強度低下、80%以上
では高塩素化物とクロロプレンが完全に相溶せず、2層
に分離し、よく混合して使用しても、接着剤層が凝集破
壊し、充分な強度を発揮しない。
なお塩素化パラフィンに関しては、塩素含有量35重量%
以上のものに液状のものがあるが、凝集力が低いので単
独使用は好ましくない。
溶剤を芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素系溶
剤からなる群より選ばれた1種または2種以上の混合溶
剤、もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤との
混合溶剤とする理由は、前記非揮発成分の、塩素含有量
35重量%以上の塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピ
レン、塩素化パラフィンおよび塩化ゴムよりなる群から
選ばれた1種または2種以上の混合物およびクロロプレ
ンを溶解する溶剤としてケトン系・エステル系等他にも
あるが、これらを主成分とする溶剤では十分な接着強度
が得られないからである。
芳香族炭化水素系および塩素化炭化水素系溶剤はポリオ
レフィンを膨潤乃至若干溶解する性質があるため接着性
に寄与する。これらの溶剤の中で好ましいものは、トル
エン・キシレン・トリクロロエチレン・テトラクロロエ
チレン・クロロシクロヘキサンなどである。また、塩化
ビニル樹脂等に使用される安定剤の添加は耐熱老化性・
耐温水性を改善し好ましい。
なお本発明で言うポリオレフィンとは、ポリプロピレン
ホモポリマー、プロピレンとエチレンもしくは他のαオ
レフィンとのコポリマー、各種密度のポリエチレン、エ
チレンと他のαオレフィンとのコポリマーである。特に
ポリプロピレンおよび高密度ポリエチレンについて有効
である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の接着方法は、ポリオレフィ
ンと金属・ガラス等極性を有する全く異質な材料との接
着を前処理もせず、プライマーも塗布せずに行うという
従来の理論では至難とされていた接着を可能とし、しか
も、使用する接着剤の材料は特殊な材料でなく、接着剤
・塗料あるいはインキ材料として一般的な容易に入手し
得る安価な材料である。これにより、ポリオレフィンと
他の極性を有する異種材料との組合わせ使用が容易、且
つ安価にできるので、このような組合わせ使用の適用範
囲を拡大することができて、本発明の接着方法は工業的
にきわめて有益である。
本発明の効果の具体例を次の実施例により示す。
〔実施例〕
接着用組成物の調製 表1に示す組成の接着用組成物を後記の調製法により調
製した。表1の塩素化物は数値は、非揮発性成分として
の重量%を示す。
接着試験片の作成 前記組成物の調製後1週間以上経過したものを使用、後
記の試験片ならびに接着方法により、JISK-6850(接着
剤の引張り剪断強さ試験方法)に準じた方法で接着試験
片を作成した。
試験片の材質 ポリプロピレンホモポリマー:三井東圧化学株式会社製
JHH-G 射出成形シートよりの打抜き試験片 厚さ2mm ポリプロピレンコポリマー:同上 高密度ポリエチレン:三井石油化学工業株式会社製 ハ
イゼックス 5202B プレスシートよりの打抜き試験片
厚さ2mm 中密度ポリエチレン:三井石油化学工業株式会社製 ネ
オゼックス 20200J 射出成形シートよりの打抜き試験
片 厚さ2mm 低密度ポリエチレン:三井・デュポンポリケミカル株式
会社製 ミラソンJ444P 射出成形シートよりの打抜き
試験片 厚さ2mm ステンレス鋼板:SUS 430 厚さ 0.8mm 切断による試験
片 アルミニウム板:市販品 厚さ 0.8mm 切断による試験
片 ガラス板:顕微鏡用スライドグラス 寸法 76×26×1.
2mm ナイロン6:東レ株式会社製 アミラン CM1017射出成形
シート切断による試験片 厚さ2mm 接着方法:試験片の被接着面を、ポリオレフィンおよび
ガラス板はイソプロピルアルコールにより、他はトルエ
ンにより脱脂したのち、接着用組成物を塗布して塗布面
を重ね合わせ、塗布部のポリオレフィン側の面にガラス
の小片をあて、クリップ(コクヨ ダブル クリップ
中クリ 34)で接着部を挟み、固定して乾燥した。加熱
乾燥は塗布面を重ね合わせた後、30乃至60分後に行っ
た。加熱乾燥条件は表2に示すようにポリオレフィンの
種類に応じて変更した。
引張り試験 常温乾燥試料は接着72時間後、加熱乾燥試料は24時間
後、JIS K-6850記載の条件で引張り試験を行った。
試験結果

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフィン成形品と極性を有する異種
    材料製品とを接着するに際し、脱脂処理以外の前処理を
    被接着面に行うことなく、下記組成の非揮発性成分と溶
    剤とからなる組成物を被接着面に適用して接着すること
    を特徴とするポリオレフィンと極性を有する異種材料と
    の接着方法。 I 非揮発性成分:塩素含有量35重量%以上の塩素化ポ
    リエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩素化パラフィン
    および塩化ゴムよりなる群から選ばれた1種または2種
    以上の混合物およびクロロプレン。 II 溶剤:芳香族炭化水素系溶剤および塩素化炭化水素
    系溶剤よりなる群から選ばれた1種または2種以上の混
    合溶剤、もしくはこれらの溶剤を主成分とする他の溶剤
    との混合溶剤。
  2. 【請求項2】接着に使用する組成物の非揮発性成分中
    の、塩素含有量35重量%以上の塩素化ポリエチレン、塩
    素化ポリプロピレン、塩素化パラフィンおよび塩化ゴム
    よりなる群から選ばれた1種または2種以上の混合物の
    含有量が3〜80重量%であることを特徴とする請求項1
    記載の接着方法。
  3. 【請求項3】ポリオレフィン成形品と極性を有する異種
    材料製品とを接着するに際し、接着剤組成物を被接着面
    に塗布し、両塗布面を重ね合わせて圧着した後、加熱乾
    燥することを特徴とする請求項1記載の接着方法。
JP63091119A 1988-04-13 1988-04-13 ポリオレフィンと極性を有する異種材料との接着方法 Expired - Lifetime JPH075863B2 (ja)

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