JPH08103955A - ポリフェニレンサルファイド樹脂とフッ素樹脂との熱接着 - Google Patents
ポリフェニレンサルファイド樹脂とフッ素樹脂との熱接着Info
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- JPH08103955A JPH08103955A JP6276955A JP27695594A JPH08103955A JP H08103955 A JPH08103955 A JP H08103955A JP 6276955 A JP6276955 A JP 6276955A JP 27695594 A JP27695594 A JP 27695594A JP H08103955 A JPH08103955 A JP H08103955A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 特別の表面処理、接着剤等を使用すること
なく、フッ素樹脂とＰＰＳ樹脂の強固な結合物を接着に
より製作する方法を提供する。 結合界面の接着力は引
っ張り強さで１００Ｋｇ／ｃｍ２以上を実現する。 【構成】 フッ素樹脂はＥＴＦＥまたはＰＶＤＦ樹脂
である。 接着は被着材ＰＰＳとＥＴＦＥの間、および
ＰＰＳとＰＶＤＦ樹脂の間に関するもの。 接着は熱融
着法により型を使用し、型の中で行なう。 接着温度の
下限はＰＰＳの融解開始温度プラス１５℃。 接着時間
の最短は接着温度と関係するが、予め融解された被着材
の接着予定部分を互いに密着・融着させてから冷却開始
迄の時間として最低数分間、被着材を固定して行なう。
なく、フッ素樹脂とＰＰＳ樹脂の強固な結合物を接着に
より製作する方法を提供する。 結合界面の接着力は引
っ張り強さで１００Ｋｇ／ｃｍ２以上を実現する。 【構成】 フッ素樹脂はＥＴＦＥまたはＰＶＤＦ樹脂
である。 接着は被着材ＰＰＳとＥＴＦＥの間、および
ＰＰＳとＰＶＤＦ樹脂の間に関するもの。 接着は熱融
着法により型を使用し、型の中で行なう。 接着温度の
下限はＰＰＳの融解開始温度プラス１５℃。 接着時間
の最短は接着温度と関係するが、予め融解された被着材
の接着予定部分を互いに密着・融着させてから冷却開始
迄の時間として最低数分間、被着材を固定して行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用の分野】本発明は高弾性、高耐熱性を特
徴とするポリフェニレンサルファイド高分子（熱可塑性
を保つ範囲で分子間架橋もある高分子も含む、以下ＰＰ
Ｓと略記する）を主とする樹脂成型物と耐薬品性、耐汚
染性の優れたポリフッ化ビニリデン高分子あるいはテト
ラフルオロエチレン−エチレン共重合体のいづれかを主
成分とする樹脂（本発明では両者を総称してフッ素樹脂
と称する）成型物との接着を可能とすることにより、こ
れら樹脂の利用分野の拡大、新分野の創出が可能とな
る。 利用分野は樹脂産業、 具体的な例として、構造
材、化学用容器、パイプ、ロール、ハンドリング用具、
プレート類、機械部品、結合器具、雑貨等の製造をあげ
ることができる。
徴とするポリフェニレンサルファイド高分子（熱可塑性
を保つ範囲で分子間架橋もある高分子も含む、以下ＰＰ
Ｓと略記する）を主とする樹脂成型物と耐薬品性、耐汚
染性の優れたポリフッ化ビニリデン高分子あるいはテト
ラフルオロエチレン−エチレン共重合体のいづれかを主
成分とする樹脂（本発明では両者を総称してフッ素樹脂
と称する）成型物との接着を可能とすることにより、こ
れら樹脂の利用分野の拡大、新分野の創出が可能とな
る。 利用分野は樹脂産業、 具体的な例として、構造
材、化学用容器、パイプ、ロール、ハンドリング用具、
プレート類、機械部品、結合器具、雑貨等の製造をあげ
ることができる。
【０００２】
【従来の技術】本発明におけるフッ素樹脂とは、高分子
の主鎖である炭素−炭素結合に結合する側鎖の主要なも
のが、フッ素原子、及び水素原子結合からなる高分子で
あり、ポリフッ化ビニリデン高分子（ＰＶＤＦと略記す
る）及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体
（ＥＴＦＥと略記する）を主とし、共重合法、混合方法
等により若干改質された樹脂も含まれる。 これらの樹
脂と他の材料との接着には従来、製品の表面の化学処
理、高エネルギー電磁波、粒子線処理が必要とされてき
た。 また金属表面に対する接着として熱融着による薄
膜形成法が知られているが、強い接着力は得られていな
い。 ＰＰＳ樹脂も接着性の乏しい樹脂であるが、フッ
素樹脂とＰＰＳ樹脂との接着について特願昭６３−２７
２４３０、昭６３−３０９４２６、 平−３３６３４７
において両者の混合樹脂を接着剤として使用し、熱融着
により可能とする方法が示されているが、前記特許に記
載の実施例から判断すると、得られる接着の強さは７０
Ｋｇ／ｃｍ２以下である。
の主鎖である炭素−炭素結合に結合する側鎖の主要なも
のが、フッ素原子、及び水素原子結合からなる高分子で
あり、ポリフッ化ビニリデン高分子（ＰＶＤＦと略記す
る）及びテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体
（ＥＴＦＥと略記する）を主とし、共重合法、混合方法
等により若干改質された樹脂も含まれる。 これらの樹
脂と他の材料との接着には従来、製品の表面の化学処
理、高エネルギー電磁波、粒子線処理が必要とされてき
た。 また金属表面に対する接着として熱融着による薄
膜形成法が知られているが、強い接着力は得られていな
い。 ＰＰＳ樹脂も接着性の乏しい樹脂であるが、フッ
素樹脂とＰＰＳ樹脂との接着について特願昭６３−２７
２４３０、昭６３−３０９４２６、 平−３３６３４７
において両者の混合樹脂を接着剤として使用し、熱融着
により可能とする方法が示されているが、前記特許に記
載の実施例から判断すると、得られる接着の強さは７０
Ｋｇ／ｃｍ２以下である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】フッ素樹脂成形物とＰ
ＰＳ樹脂成形物（繊維等で強化された樹脂も対象とな
る）との結合物の製作をフッ素樹脂、ＰＰＳ樹脂のみを
使用し、結合界面の接着力は引っ張り強さで１００Ｋｇ
／ｃｍ２以上が得られることを可能にする。
ＰＳ樹脂成形物（繊維等で強化された樹脂も対象とな
る）との結合物の製作をフッ素樹脂、ＰＰＳ樹脂のみを
使用し、結合界面の接着力は引っ張り強さで１００Ｋｇ
／ｃｍ２以上が得られることを可能にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】強い接着力を得ることの
可能な被着材と接着剤との組み合わせについては、限定
があることが知られている。 接着の可能な材料の組み
合わせについての指標として材料の化学構造から導かれ
た溶解性パラメーター法則などが知られているが、この
法則からはＰＰＳとフッ素樹脂との直接接着は不可能と
なる。 しかし接着困難とされている材料の接着に関す
る研究報告「大西俊次，日本接着学会誌，２８（６），
２２０（１９９２）」に示されているように、被着材ア
ルミ箔同士の接着に接着剤として熱可塑性フッ素系高分
子（本発明に言うフッ素樹脂より対象が広い）を使用
し、接着温度を高くし、接触時間を長くすることによ
り、接着が可能となる場合のあることが明らかになっ
た。 この関係がＰＰＳ樹脂とフッ素系樹脂の間にも成
り立つか否かを実験により確かめたところ、本発明に言
うフッ素樹脂、即ちＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ樹脂について接
着可能の条件が存在することをを見出した。
可能な被着材と接着剤との組み合わせについては、限定
があることが知られている。 接着の可能な材料の組み
合わせについての指標として材料の化学構造から導かれ
た溶解性パラメーター法則などが知られているが、この
法則からはＰＰＳとフッ素樹脂との直接接着は不可能と
なる。 しかし接着困難とされている材料の接着に関す
る研究報告「大西俊次，日本接着学会誌，２８（６），
２２０（１９９２）」に示されているように、被着材ア
ルミ箔同士の接着に接着剤として熱可塑性フッ素系高分
子（本発明に言うフッ素樹脂より対象が広い）を使用
し、接着温度を高くし、接触時間を長くすることによ
り、接着が可能となる場合のあることが明らかになっ
た。 この関係がＰＰＳ樹脂とフッ素系樹脂の間にも成
り立つか否かを実験により確かめたところ、本発明に言
うフッ素樹脂、即ちＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ樹脂について接
着可能の条件が存在することをを見出した。
【０００５】標準的成型用樹脂原料を使用した成型物を
被着材とし、熱融着により強い接着を得ることが可能と
する標準的方法は次のとおりである。 加熱温度条件と
しては、被着材の接着予定の表面から１ｍｍ以上の幅の
部分を所定の温度になるまで加熱する、この部分を以
下、接着予定部分と称す。 予定部分を好ましくは２９
０〜３３０℃に保ち、表面の融解状態で被着材同士を接
触・融着させ、その状態で一定時間保つ、この時間の長
さを加熱時間と定義する。、その後冷却することにより
接着を完了する。 所定の温度に達するまでの時間は予
備加熱として加熱時間には含まれない。 加熱時間の長
さは期待する接着の強さと接着の加熱温度によって異な
る。上記の条件では接着に要する加熱時間が数分以上を
要し、樹脂の融解で被着材の配列状態が変形する可能性
があり、またＰＰＳは熔融粘度が低いので、接着部分か
ら樹脂は流出するので、樹脂流出防止の機構として型を
使用する必要があり、接着は型の中で行なう必要があ
る。 また被着材の表面が良く接触することが不可欠で
あるから接着方法としては融解した樹脂を型の中で押し
合わせ、２種の被着材の表面が圧着できることが必要で
ある。 圧着の作業を接着開始作業と称する。 更に良
好な接着を行なうには被着材表面の間隙に最初に存在す
る空気あるいは樹脂溶解ガス等のガスを追い出す必要が
あり、型にはガス抜きの構造が必要になる。 詳しくは
実施例に記載する。 本発明で言う接着の加熱時間とは
接着開始作業から接着予定部分を上記温度範囲に保って
いる時間のことで、実際は圧着から加熱停止までの時間
である。 必要加熱時間の長さは接着温度と関係するが
最短は好ましい温度では約５分、下限温度では数十分が
必要である。 高分子材料には重合度とその分布がある
ことが知られており、一般に融点といわれている温度は
重合度と関係し、重合度分布の存在は融点と融解開始温
度と融解終了温度との間の温度差等が生じる原因となっ
ている。 このため樹脂原料の性質が変化すると、それ
に従って好ましい接着条件は変化するが、接着温度は標
準的ＰＰＳでは融点以下１０℃、あるいは融解開始温度
以上１０〜１５℃以上の高温が下限となる、この温度条
件で前記の加熱時間を保つことが不可欠である。 この
温度を接着下限温度と称する、この温度ではフッ素樹脂
は融解している。 ＰＰＳの融点以下では成型物は形を
保持し、しかも接着が可能の点は発明の効果として実用
的意味は大きい。 ＰＰＳの融点以下、接着下限温度以
上の範囲でＰＰＳ製品を型とし、被着材を兼ねて使用す
ることが可能になる。 接着の加熱温度の上限は被着材
の著しく熱分解、ガス発生しない範囲である。 加熱時
間とも関係するが、ＰＰＳは熔融粘度が低いので、温度
が高くなると型から流出し易くなり接着装置を高度化す
る必要がある。 またＰＰＳ樹脂は熱安定性の高い樹脂
であるが融解状態では酸素ガスとの接触により化学反応
して分子間架橋が生じ、粘度、融点の上昇が発生するこ
とが知られている、またフッ素樹脂は３４０℃以上で熱
分解が開始する。 これに従って接着の好ましい温度・
時間には限度があるが接着作業の環境が窒素ガス、ある
いは真空下ではより高く、より長い時間の加熱が可能に
なる。
被着材とし、熱融着により強い接着を得ることが可能と
する標準的方法は次のとおりである。 加熱温度条件と
しては、被着材の接着予定の表面から１ｍｍ以上の幅の
部分を所定の温度になるまで加熱する、この部分を以
下、接着予定部分と称す。 予定部分を好ましくは２９
０〜３３０℃に保ち、表面の融解状態で被着材同士を接
触・融着させ、その状態で一定時間保つ、この時間の長
さを加熱時間と定義する。、その後冷却することにより
接着を完了する。 所定の温度に達するまでの時間は予
備加熱として加熱時間には含まれない。 加熱時間の長
さは期待する接着の強さと接着の加熱温度によって異な
る。上記の条件では接着に要する加熱時間が数分以上を
要し、樹脂の融解で被着材の配列状態が変形する可能性
があり、またＰＰＳは熔融粘度が低いので、接着部分か
ら樹脂は流出するので、樹脂流出防止の機構として型を
使用する必要があり、接着は型の中で行なう必要があ
る。 また被着材の表面が良く接触することが不可欠で
あるから接着方法としては融解した樹脂を型の中で押し
合わせ、２種の被着材の表面が圧着できることが必要で
ある。 圧着の作業を接着開始作業と称する。 更に良
好な接着を行なうには被着材表面の間隙に最初に存在す
る空気あるいは樹脂溶解ガス等のガスを追い出す必要が
あり、型にはガス抜きの構造が必要になる。 詳しくは
実施例に記載する。 本発明で言う接着の加熱時間とは
接着開始作業から接着予定部分を上記温度範囲に保って
いる時間のことで、実際は圧着から加熱停止までの時間
である。 必要加熱時間の長さは接着温度と関係するが
最短は好ましい温度では約５分、下限温度では数十分が
必要である。 高分子材料には重合度とその分布がある
ことが知られており、一般に融点といわれている温度は
重合度と関係し、重合度分布の存在は融点と融解開始温
度と融解終了温度との間の温度差等が生じる原因となっ
ている。 このため樹脂原料の性質が変化すると、それ
に従って好ましい接着条件は変化するが、接着温度は標
準的ＰＰＳでは融点以下１０℃、あるいは融解開始温度
以上１０〜１５℃以上の高温が下限となる、この温度条
件で前記の加熱時間を保つことが不可欠である。 この
温度を接着下限温度と称する、この温度ではフッ素樹脂
は融解している。 ＰＰＳの融点以下では成型物は形を
保持し、しかも接着が可能の点は発明の効果として実用
的意味は大きい。 ＰＰＳの融点以下、接着下限温度以
上の範囲でＰＰＳ製品を型とし、被着材を兼ねて使用す
ることが可能になる。 接着の加熱温度の上限は被着材
の著しく熱分解、ガス発生しない範囲である。 加熱時
間とも関係するが、ＰＰＳは熔融粘度が低いので、温度
が高くなると型から流出し易くなり接着装置を高度化す
る必要がある。 またＰＰＳ樹脂は熱安定性の高い樹脂
であるが融解状態では酸素ガスとの接触により化学反応
して分子間架橋が生じ、粘度、融点の上昇が発生するこ
とが知られている、またフッ素樹脂は３４０℃以上で熱
分解が開始する。 これに従って接着の好ましい温度・
時間には限度があるが接着作業の環境が窒素ガス、ある
いは真空下ではより高く、より長い時間の加熱が可能に
なる。
【０００６】被着材の形が直径が５ｍｍの棒状であって
その端末面を前記の方法で互いに接着したＰＰＳとフッ
素樹脂との結合体について引っ張り試験により接着の強
さを測定した結果、加熱温度３００〜２９５℃、加熱時
間５分で１００〜１５０Ｋｇ／ｃｍ２、２０分で１５０
〜２００Ｋｇ／ｃｍ２以上という結果が得えられた。な
お詳しくは実施例に記載する。 一般に高性能接着剤と
言われているものは金属同士の接着において１５０Ｋｇ
／ｃｍ２以上であり、また分子構造の全く相違する高分
子間の接着では１００Ｋｇ／ｃｍ２以下である。 本接
着の強さが高い水準であることは明らかである。 この
ように接着された結合体を使用し、結合体を媒介として
他のＰＰＳ成型物と他の同種フッ素樹脂成型物とを部分
融解・加熱して結合することも可能である。 またＰＰ
Ｓあるいはフッ素樹脂に若干の添加物を混合した成型物
についても強力な結合物を得ることも可能であった。
その端末面を前記の方法で互いに接着したＰＰＳとフッ
素樹脂との結合体について引っ張り試験により接着の強
さを測定した結果、加熱温度３００〜２９５℃、加熱時
間５分で１００〜１５０Ｋｇ／ｃｍ２、２０分で１５０
〜２００Ｋｇ／ｃｍ２以上という結果が得えられた。な
お詳しくは実施例に記載する。 一般に高性能接着剤と
言われているものは金属同士の接着において１５０Ｋｇ
／ｃｍ２以上であり、また分子構造の全く相違する高分
子間の接着では１００Ｋｇ／ｃｍ２以下である。 本接
着の強さが高い水準であることは明らかである。 この
ように接着された結合体を使用し、結合体を媒介として
他のＰＰＳ成型物と他の同種フッ素樹脂成型物とを部分
融解・加熱して結合することも可能である。 またＰＰ
Ｓあるいはフッ素樹脂に若干の添加物を混合した成型物
についても強力な結合物を得ることも可能であった。
【０００７】
【作用】特別の表面処理、接着剤等の第三成分を使用す
ることなくフッ素樹脂とＰＰＳ樹脂の強固な結合物を接
着により製作することができる。 またこの結合物を使
用して分子間架橋構造高分子を含むＰＰＳ樹脂成型物と
フッ素樹脂との接着による結合物の製作が容易になる。
ＰＰＳの成型物、例えばシート、板、柱、パイプ等の
表面にフッ素樹脂を被覆すると成型物の耐紫外線性、耐
薬品性が向上する。 硬く、高弾性であるＰＰＳ材料と
柔軟なフッ素材料の結合構造物は特殊用途の機械部品と
なる。
ることなくフッ素樹脂とＰＰＳ樹脂の強固な結合物を接
着により製作することができる。 またこの結合物を使
用して分子間架橋構造高分子を含むＰＰＳ樹脂成型物と
フッ素樹脂との接着による結合物の製作が容易になる。
ＰＰＳの成型物、例えばシート、板、柱、パイプ等の
表面にフッ素樹脂を被覆すると成型物の耐紫外線性、耐
薬品性が向上する。 硬く、高弾性であるＰＰＳ材料と
柔軟なフッ素材料の結合構造物は特殊用途の機械部品と
なる。
【０００８】
【実施例】実施例に主に使用した樹脂素材はＰＰＳは東
燃化学（株）トープレンＴ−１、ＰＶＤＦはクレハ化学
（株）ＫＦ１０００、ＥＴＦＥはダイキン工業（株）ネ
オプレンＥＴＦＥである。 ＰＰＳ素材は粉末であるの
で押し出し装置を使用し、まずペレット状に加工した。
フッ素樹脂はともにペレット状であり、両者からそれ
ぞれのペレッ卜よりヒートプレスを使用し、厚み約５．
５ｍｍの平板を作製し、切削により径５ｍｍ、長さ５０
〜７０ｍｍ、端面は棒の中心軸に対し垂直面である棒状
物を作製した。 接着の強さを測定するために、前記径
５ｍｍの棒状物を被着材とし、一方の先端部分を接着予
定部分とし、他方を試験機の把持部分とし、ＰＰＳとフ
ッ素樹脂被着材が接着予定部分で結合した接着試験用試
料の作製を試みた。 接着にはフッ素樹脂について、あ
るいはＰＰＳともに接着予定部分を融解することが必要
であるが、把持部分の融解を避けねばならない。 把持
部分を手に持ち接着予定部分を加熱し融着を手作業で行
なうことは容易であるが、加熱時間が長くなると実験条
件を確実なものにする為には装置を必要とする。その
為、天井および床面に５０×５０×１０、側壁に１０×
５０×１０ｍｍ、各々にヒーターを内臓したアルミブロ
ックを使用し、全体の外形寸法は長さ５０ｍｍ、幅５０
ｍｍ、高さ３０ｍｍで、貫通孔として高さ１０ｍｍ、幅
３０ ｍｍの貫通部分、上下、側面の壁の厚み１０ｍｍ
のトンネル炉を組み立て、各ブロック単位に温度制御を
行なった。 接着の際は接着予定部分とそれに接続する
被着材の一部は炉内に入り、把持部分は炉の外にある。
燃化学（株）トープレンＴ−１、ＰＶＤＦはクレハ化学
（株）ＫＦ１０００、ＥＴＦＥはダイキン工業（株）ネ
オプレンＥＴＦＥである。 ＰＰＳ素材は粉末であるの
で押し出し装置を使用し、まずペレット状に加工した。
フッ素樹脂はともにペレット状であり、両者からそれ
ぞれのペレッ卜よりヒートプレスを使用し、厚み約５．
５ｍｍの平板を作製し、切削により径５ｍｍ、長さ５０
〜７０ｍｍ、端面は棒の中心軸に対し垂直面である棒状
物を作製した。 接着の強さを測定するために、前記径
５ｍｍの棒状物を被着材とし、一方の先端部分を接着予
定部分とし、他方を試験機の把持部分とし、ＰＰＳとフ
ッ素樹脂被着材が接着予定部分で結合した接着試験用試
料の作製を試みた。 接着にはフッ素樹脂について、あ
るいはＰＰＳともに接着予定部分を融解することが必要
であるが、把持部分の融解を避けねばならない。 把持
部分を手に持ち接着予定部分を加熱し融着を手作業で行
なうことは容易であるが、加熱時間が長くなると実験条
件を確実なものにする為には装置を必要とする。その
為、天井および床面に５０×５０×１０、側壁に１０×
５０×１０ｍｍ、各々にヒーターを内臓したアルミブロ
ックを使用し、全体の外形寸法は長さ５０ｍｍ、幅５０
ｍｍ、高さ３０ｍｍで、貫通孔として高さ１０ｍｍ、幅
３０ ｍｍの貫通部分、上下、側面の壁の厚み１０ｍｍ
のトンネル炉を組み立て、各ブロック単位に温度制御を
行なった。 接着の際は接着予定部分とそれに接続する
被着材の一部は炉内に入り、把持部分は炉の外にある。
【０００９】接着の強さの測定用の試料の作製は、以下
の方法である。 ＰＰＳ被着材およびフッ素樹脂被着材
の中心軸が同一直線上にあって、接着予定の端面を接近
させて配置し、厚み０．１ ｍｍのテフロンシートを使
用して接着予定の端面の位置を中央として被着材をシー
トにより、幅約２０ｍｍを円筒状に密に包むように巻き
細い針金で表面を縛り円筒形を固定する。 接着の際、
炉内に挿入される被着材の接着予定部分以外も融解する
ので別のテフロンシートで同様に巻き、シートとシート
の間に隙間を作っておく。 この隙間はガス抜きに相当
する。 その外周を別のテフロンシートで円筒状に包
む。 これはガスと一緒に排除される余剰融解樹脂が隙
間から流出し、炉壁と接触するのを防ぐ。 接着前、室
温ではテフロンシートの円筒の中で被着材は中心軸の方
向には若干移動が可能の状態である。 このテフロンシ
ートの円筒は請求項における融解樹脂の流出を防ぐ構造
に相当する。 実施例として以上の接着の準備をした
が、要は接着予定部分とそれに連結する被着材の形態を
ほぼ維持し、被着材の先端を予め接近させ、接着の際に
には接着予定部分を融解し、被着材の移動を行ない、予
定部分の先端同士を接触・融着させ、、ガスの排除等を
行なう為である。 このように作製されたテフロンシー
トで包まれた被着材を所定の温度に加熱されている炉に
挿入する。 接着予定部分が炉の中央に位置にある。
被着材温度も所定の温度に達してから接着開始作業をお
こなう。 本発明では接着加熱時間とは接着開始時刻か
ら炉のヒーターの電源を切り冷却を開始するまでの時間
を称し、炉に挿入してから接着予定部分が所定の温度に
達するまでの時間は予備加熱とみなした。 炉内の制御
温度と接着予定部分の付近の温度との間には熱伝導の原
因で若干差がある。 試料の内部と表面の間にも温度変
化の時間差が伴う。 熱伝導の点で試料の内部と類似の
条件になるように温度計を工夫し、試料と同時に炉内に
挿入して使用し、測定温度を接着予定部分の試料内部温
度とみなし、ほぼ所定の温度に達した判断できた時に接
着開始作業を行ない接着開始時刻とした。 冷却はその
状態を保ち、炉内で行ない冷却してから試料を取り出
し、テフロンシートを剥す。 冷却開始から接着予定部
分が固体に変化するまで２〜３分かかるが、この時間は
接着の強さに対する影響が少ないので無視してある。樹
脂の融解現象に関する熱物性は示差走査型熱量計を使用
し、熱吸収−温度グラフで示される谷の開始温度を融解
開始温度、谷底を融点、谷の終点を融解終了温度とみな
した。 接着の強さの測定は引っ張り速度５ｍｍ／分、
室温の環境における引っ張り試験により結合した被着材
の破断強度を求め、強度／破断面積を接着の強さとし
た。 接着の強さと接着温度、接着時間、樹脂熱物性と
の関係を求めた結果、使用した被着材ＰＰＳについての
は融解開始温度、融点、融解終了温度は ２４５、２７
５、２９０℃、ＥＴＦＥについては ２１７、２５
５、２７１℃であり、ＰＰＳとＥＴＦＥとの接着では接
着の強さは加熱温度３００〜２９５℃では、加熱時間３
分以下では３０Ｋｇ／ｃｍ２以下であったが、５分では
１００〜１５０Ｋｇ／ｃｍ２、 ２０分では１５０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ２以上、加熱温度３５０℃、加熱時間４
分では１００Ｋｇ／ｃｍ２以上という結果が得えられ
た。 被着材ＰＰＳとＰＶＤＦとの接着の場合も同様の
結果が得られた。接着温度がＰＰＳの融点以上では、加
熱時間５分以上で １００Ｋｇ／ｃｍ２以上の強さを容
易に得ることが分かった。 ＰＰＳの融点以下では、こ
の水準の強さを得るには ２０分以上の長時間が必要に
なり、この水準の接着の強さをうるための加熱温度の下
限があり、ＥＴＦＥについては融点は２５５℃付近で、
その融点のほぼプラス１０℃付近が下限である。、ＰＶ
ＤＦについても下限は２６５℃付近であり、ＰＶＤＦの
融点は１７５℃付近でＥＴＦＥに較べ可なり低いにもか
かわらず接着可能の温度下限は、ほぼ同じであった。
一般に知られているフッ素系樹脂のなかで、ポリテトラ
フルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体等で分子構造
に−ＣＨ２構造のない樹脂とＰＰＳとの接着では本発明
に使用した接着方法では十分な接着の強さは得られなか
った。被着材はいづれも耐熱性の高い材料であるが、接
着温度・時間の上限は被着材の熱分解・発泡の著しくな
い条件である。 高温度、長時間加熱しても得られる接
着の強さは２００〜３００Ｋｇ／ｃｍ２に限度があると
推定される。
の方法である。 ＰＰＳ被着材およびフッ素樹脂被着材
の中心軸が同一直線上にあって、接着予定の端面を接近
させて配置し、厚み０．１ ｍｍのテフロンシートを使
用して接着予定の端面の位置を中央として被着材をシー
トにより、幅約２０ｍｍを円筒状に密に包むように巻き
細い針金で表面を縛り円筒形を固定する。 接着の際、
炉内に挿入される被着材の接着予定部分以外も融解する
ので別のテフロンシートで同様に巻き、シートとシート
の間に隙間を作っておく。 この隙間はガス抜きに相当
する。 その外周を別のテフロンシートで円筒状に包
む。 これはガスと一緒に排除される余剰融解樹脂が隙
間から流出し、炉壁と接触するのを防ぐ。 接着前、室
温ではテフロンシートの円筒の中で被着材は中心軸の方
向には若干移動が可能の状態である。 このテフロンシ
ートの円筒は請求項における融解樹脂の流出を防ぐ構造
に相当する。 実施例として以上の接着の準備をした
が、要は接着予定部分とそれに連結する被着材の形態を
ほぼ維持し、被着材の先端を予め接近させ、接着の際に
には接着予定部分を融解し、被着材の移動を行ない、予
定部分の先端同士を接触・融着させ、、ガスの排除等を
行なう為である。 このように作製されたテフロンシー
トで包まれた被着材を所定の温度に加熱されている炉に
挿入する。 接着予定部分が炉の中央に位置にある。
被着材温度も所定の温度に達してから接着開始作業をお
こなう。 本発明では接着加熱時間とは接着開始時刻か
ら炉のヒーターの電源を切り冷却を開始するまでの時間
を称し、炉に挿入してから接着予定部分が所定の温度に
達するまでの時間は予備加熱とみなした。 炉内の制御
温度と接着予定部分の付近の温度との間には熱伝導の原
因で若干差がある。 試料の内部と表面の間にも温度変
化の時間差が伴う。 熱伝導の点で試料の内部と類似の
条件になるように温度計を工夫し、試料と同時に炉内に
挿入して使用し、測定温度を接着予定部分の試料内部温
度とみなし、ほぼ所定の温度に達した判断できた時に接
着開始作業を行ない接着開始時刻とした。 冷却はその
状態を保ち、炉内で行ない冷却してから試料を取り出
し、テフロンシートを剥す。 冷却開始から接着予定部
分が固体に変化するまで２〜３分かかるが、この時間は
接着の強さに対する影響が少ないので無視してある。樹
脂の融解現象に関する熱物性は示差走査型熱量計を使用
し、熱吸収−温度グラフで示される谷の開始温度を融解
開始温度、谷底を融点、谷の終点を融解終了温度とみな
した。 接着の強さの測定は引っ張り速度５ｍｍ／分、
室温の環境における引っ張り試験により結合した被着材
の破断強度を求め、強度／破断面積を接着の強さとし
た。 接着の強さと接着温度、接着時間、樹脂熱物性と
の関係を求めた結果、使用した被着材ＰＰＳについての
は融解開始温度、融点、融解終了温度は ２４５、２７
５、２９０℃、ＥＴＦＥについては ２１７、２５
５、２７１℃であり、ＰＰＳとＥＴＦＥとの接着では接
着の強さは加熱温度３００〜２９５℃では、加熱時間３
分以下では３０Ｋｇ／ｃｍ２以下であったが、５分では
１００〜１５０Ｋｇ／ｃｍ２、 ２０分では１５０〜２
００Ｋｇ／ｃｍ２以上、加熱温度３５０℃、加熱時間４
分では１００Ｋｇ／ｃｍ２以上という結果が得えられ
た。 被着材ＰＰＳとＰＶＤＦとの接着の場合も同様の
結果が得られた。接着温度がＰＰＳの融点以上では、加
熱時間５分以上で １００Ｋｇ／ｃｍ２以上の強さを容
易に得ることが分かった。 ＰＰＳの融点以下では、こ
の水準の強さを得るには ２０分以上の長時間が必要に
なり、この水準の接着の強さをうるための加熱温度の下
限があり、ＥＴＦＥについては融点は２５５℃付近で、
その融点のほぼプラス１０℃付近が下限である。、ＰＶ
ＤＦについても下限は２６５℃付近であり、ＰＶＤＦの
融点は１７５℃付近でＥＴＦＥに較べ可なり低いにもか
かわらず接着可能の温度下限は、ほぼ同じであった。
一般に知られているフッ素系樹脂のなかで、ポリテトラ
フルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体等で分子構造
に−ＣＨ２構造のない樹脂とＰＰＳとの接着では本発明
に使用した接着方法では十分な接着の強さは得られなか
った。被着材はいづれも耐熱性の高い材料であるが、接
着温度・時間の上限は被着材の熱分解・発泡の著しくな
い条件である。 高温度、長時間加熱しても得られる接
着の強さは２００〜３００Ｋｇ／ｃｍ２に限度があると
推定される。
【００１０】
【発明の効果】本発明は高弾性を特徴とするＰＰＳ樹脂
と耐薬品性、耐汚染性の優れたフッ素樹脂であって高融
点を有するＥＴＦＥ樹脂、あるいは比較的安価であるＰ
ＶＤＦ樹脂との間に強力な接着を可能とすることによ
り、これら素材の利用分野の拡大、新分野の創出が可能
となる。 特に市販のＰＰＳおよびフッ素樹脂素材のみ
を使用し、成型用型を請求項１に言う融解した樹脂の流
出を防ぐ構造、として使用し樹脂成型時に接着・結合を
行なわせる方法、また接着可能下限温度がＰＰＳ融点温
度以下である点を利用して、加熱されているが未融解の
ＰＰＳの面を型の壁面の一部として融解フッ素樹脂を押
し付け、融着し、一定時間その状態を保ち冷却する方法
により、種々の形の接着による構造物が容易に得られ
る。 例として内壁をフッ素樹脂とし外壁をＰＰＳとす
る変形し難い化学用容器、パイプ、バルブ類、表面の耐
紫外線性を向上させたフッ素樹脂被覆のＰＰＳ構造材、
フッ素樹脂被覆したＰＰＳロール、プレート類、柔軟な
フッ素樹脂と高弾性率ＰＰＳを接着で結合させたハンド
リング用具、、機械部品、結合器具等の製造をあげるこ
とができる。
と耐薬品性、耐汚染性の優れたフッ素樹脂であって高融
点を有するＥＴＦＥ樹脂、あるいは比較的安価であるＰ
ＶＤＦ樹脂との間に強力な接着を可能とすることによ
り、これら素材の利用分野の拡大、新分野の創出が可能
となる。 特に市販のＰＰＳおよびフッ素樹脂素材のみ
を使用し、成型用型を請求項１に言う融解した樹脂の流
出を防ぐ構造、として使用し樹脂成型時に接着・結合を
行なわせる方法、また接着可能下限温度がＰＰＳ融点温
度以下である点を利用して、加熱されているが未融解の
ＰＰＳの面を型の壁面の一部として融解フッ素樹脂を押
し付け、融着し、一定時間その状態を保ち冷却する方法
により、種々の形の接着による構造物が容易に得られ
る。 例として内壁をフッ素樹脂とし外壁をＰＰＳとす
る変形し難い化学用容器、パイプ、バルブ類、表面の耐
紫外線性を向上させたフッ素樹脂被覆のＰＰＳ構造材、
フッ素樹脂被覆したＰＰＳロール、プレート類、柔軟な
フッ素樹脂と高弾性率ＰＰＳを接着で結合させたハンド
リング用具、、機械部品、結合器具等の製造をあげるこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 81/02 ＬＲＧ // Ｂ２９Ｋ 27:12 81:00
Claims (1)
- 【請求項１】 ポリフェニレンサルファイド高分子を主
とする樹脂材料を被着材Ａとし、テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体を主とする樹脂材料を被着材Ｂ、
またポリフッ化ビニリデン高分子を主とする樹脂材料を
被着材Ｃとし、ＡとＢまたはＡとＣとの接着において被
着材の接着予定の表面をＢまたはＣの融解状態で、且つ
ポリフェニレンサルファイド高分子の融解開始温度より
１５℃高い温度以上に保ち、Ａ、ＢあるいはＡ、Ｃ両被
着材表面を十分に接触させ、融解した樹脂の流出を防ぐ
構造を使用し、接触状態を固定して前記温度で一定時間
以上加熱し、その後、状態を保持して冷却することによ
りＡとＢ、あるいはＡとＣとの接着結合物を製造する方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276955A JPH08103955A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | ポリフェニレンサルファイド樹脂とフッ素樹脂との熱接着 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276955A JPH08103955A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | ポリフェニレンサルファイド樹脂とフッ素樹脂との熱接着 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08103955A true JPH08103955A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17576746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6276955A Pending JPH08103955A (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | ポリフェニレンサルファイド樹脂とフッ素樹脂との熱接着 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08103955A (ja) |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP6276955A patent/JPH08103955A/ja active Pending
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