JPS59226082A - 熱可塑型耐熱性接着剤 - 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】 らに詳しくは１５０〜２００°Ｃの高温度領域下に８い
ても実用的Ｇこ充分な接着力を有する熱可塑型耐熱性接
着剤に関する。

従来より耐熱性接着剤としては熱硬化型耐熱性樹脂であ
るエポキシ樹脂またはフェノール樹脂を基材とするもの
が主流であり、最近ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リベンゾイミダゾール、付加型ポリイミドなども使用さ
れるようになってきた。それらの熱硬化型耐熱性接着剤
のなかには２６０°０で長時間暴露しても接着力か低下
しないなど耐熱性の面で非常に優れたものが存在する。

それに対してエチレンー酢酸ビニル共重合体、ポリアミ
ド樹脂、熱可塑性ポリエステル、ポリフェニレンサルフ
ァイド（以下、ＰＢｒ３というノ、ボリサル７オンおよ
びポリエーテルサルホンなどの熱可塑性樹脂を主成分と
する接着剤では１５０６０以上の温度下で接着力が大幅
が低下するという熱可塑性樹脂であるがための耐熱性の
問題が存在する。

また耐熱性の面で非常に優れる前記熱硬化型耐熱性接着
剤においても充分な接着力をつるためには高温、高圧条
件（たとえば３２０００．　５０ｋｙ／ａｍ　　）が必
要なこと、昇温状態（１５０〜３５０ｏＯ）で長時間（
１〜５時間）硬化させ、なければならないなどの加工上
の煩雑さ、硬化時に脱水反応、脱アミン反応が起こるた
め作業環境窓よび接着条件などの工程管理に注意しなけ
ればならないこと、および接着性能が変動しやすいなど
の問題か存在するのが現状である。

本発明者らは熱可塑性樹脂を基材とし、１５０〜２００
°Ｃの温度領域において１００　ｋｙ　／　ａｍを超え
る引張接着強さを有する熱可塑型耐熱性接着剤の開発を
目的として鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂に接着
性改良充填剤としてチタン酸カリウム繊維を３〜３０％
（重量％、以下同様）添加することを特徴とする熱可塑
型耐熱性接着剤か上記目的を達成するとともに、その接
着加工操作が簡単なこと、脱アミン反応などが起こらな
いため接着条件の設定、管理が容易なこと、８よび作業
環境を良好に保持できることなど従来の問題点を解決し
つるものであることを見出し、本発明を完成するにいた
った。

本発明に使用しうる熱可塑性樹脂としてはポリサルホン
（繰返し単位： Ｈ３０ ポリエーテルサルホン（繰返し単位： チルケトン（以下、ＰＥＩＩＣＫという、繰返し単位：
れた樹脂を主成分とするものである。

かかる各樹脂はいずれも市販品がそのまま使用でき、か
つ粉末状、ベレット状など使用時の形態を問わない。

また接着性または接着加工性を改良する目的で上記樹脂
に樹脂成分の２〜２［！％の範囲内でナイロン−６、ナ
イロン−１２、ナイロン−６，６、ナイロン−６，１０
、ナイロン−６，１２などのポリアミド樹脂、 式： を繰返し単位とする熱可塑性ポリエステル樹脂あるいは
上記両単位からなる共重合体、式：を繰返し単位とする
熱可塑性ポリカーボネート樹脂を混合してもよい。

本発明に３いて使用される接着性改良充填剤としてはチ
タン酸カリウム繊維が最適である。

炭酸カルシウム、ケイ砂などの微粉末粒状充填剤を用い
ても、また平均繊維径３〜１３μｍ、平均繊維長２００
０〜１２０００μｍという通常の伊維サイズのガラス繊
維、炭素繊維などを用いても接着力の向上はみられない
。

前記チタン酸カリウム繊維とは一般式：％式％） （式中、ｎは２〜８の整数を表わすンで示される平均繊
維径が１μｍ未満、平均繊維長が５〜ｉｏ。

μｍでかつ平均繊維長／平均繊維径（以下、アスペクト
比という〕が１０を超える単結晶繊維であり、具体的に
はたとえば４チタン酸カリウム繊維、６チタン酸カリウ
ム繊維または８チタン酸カリウム繊維などの単−組成物
またはそれらの混合組成物が本発明に用いられる。

上記チタン酸カリウム繊維の平均繊維径、平均繊維長お
よびアスペクト比は走査型電子顕微鏡により少なくとも
５視野以上について１視野あたり少なくとも１０本以上
の繊維を調べた結果のそれぞれの平均値である。

チタン酸カリウム繊維の平均繊維径、平均繊維長および
アスペクト比が前記範囲をはずれるばあい、たとえば平
均繊維径か１μｍを超えて大きく、平均繊維長が５μｍ
未満、すなわちアスペクト比が１０未満であるばあい接
着力の向上か小さく好ましくない。また平均繊維長が１
００μｍを超えて長い繊維は工業的に製造することが困
難であり実用性に欠ける。

本発明に郭いて使用されるチタン酸カリウム繊維は［テ
イスモＪ（Ｔ工ＳＭＯ、大塚化学薬品■製〕なる商標で
市販されている平均繊維径０．２〜０．５μｍ、平均ｍ
細長１０〜２０ｐｍ、アスペクト比２０γ１００の高強
度単結晶ウィスカーがそのまま使用できる。

かかるチタン酸カリウム繊、維を前記熱可塑性樹脂に対
して３〜３０％配合することにより接着力および耐熱性
を向上しつる。配合量か６％未満では接着力および耐熱
性を向上する効果が小さく、３０％を超えると高温時の
接着力は向上するが常温に３ける接着力が低下する傾向
にあり、かつチタン酸カリウムＭＬ細が弁筒に嵩筒いた
め溶融粘度の小さいｐｐｓ以外のポリサルホン、ポリエ
ーテルサルホンおよびＰＥＥＫへの配合か困難となる。

チタン酸カリウム繊維は未処用ｊのまま使用して有効で
あるか、エポキシシラン、アミノシラン、アクリルシラ
ンなとのシラン糸カップリング剤またはイソプロピルト
リオクタノイルチタネートなどのチタネート系カップリ
ング剤などで表面処理されたチタン酸カリウム繊維を使
用すると接着性または耐水性がさらに向上する。

本発明においてはミクロでかつ高傾度なチタン酸カリウ
ム繊維を用いることに−より接着層の補強効果の向上お
よび耐熱性の改良（熱クリープ特性の改良〕が達成され
るか、前記熱可塑性樹脂以外の熱可塑性樹脂を主成分に
用いると、チタン酸カリウム繊維を接着性改良充填剤と
して３〜５０％配合しても１５０°０を超える高温下で
の接着力が大幅に低下して熱可塑型耐熱性接着剤として
適さない。

本発明の熱可塑型耐熱性接着剤を調製する方法としては （１）　　熱可塑性樹脂粉末にチタン酸カリウム繊維３
〜３０％を添加し、ミキサーで混合することにより粉末
状接着剤とする方法 （２）　　上記（１）でえられた粉末状接着剤を熱ロー
ルまたは押出機でフィルム状接着剤に加工する方法 （３）熱可塑性樹脂のペレット状物または粉末状物を有
機溶剤に分散または溶解したところにチタン酸カリウム
繊維を添加し均一に分散することにより溶剤型接着剤と
する方法 などがいずれも適用可能である。

また本発明の接着剤は熱ロール法、熱プレス−法、高周
波加熱法、超音波溶着法などによって接着に使用される
ことかでき、その適用４１［１囲は広い。

さらに被着体としては耐熱性のある累月、すなわち金属
、セラミック、耐熱性樹脂などが用いやれ、金欣−金属
、金属−セラミックス、金属−耐熱性松脂などの接着が
ｉ」能である。

本発明の熱可塑型耐熱外接る剤は従来はんだ、リベット
、溶接などが行なわれてきた部分ｌこそれらに代わって
適用しうるものであり、（１）　　極ね”ｄな加熱かな
いので被着体の変質がないこと （２）荷重伝達が分散されるので応力年中がないこと （３）振動に対しセルフダンピング効果が期待できるこ
と （４）　　軽量化、小型化、自動化２よび量結スピード
の向上が画れること などの利点を有するため電気・電子部品、自動車・航空
機等の組立て、部品取付は工程などにおける実用性が高
いものである。

以下本発明を実施例に基づいてさら１こ詳しく説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。

実施例１〜６および比較例１ 熱可塑性樹脂としてｐｐｓ粉末（商品名ライドンＰ−４
、保土谷化学工ｖｌ＃ＪｙＢ）を用いて、該樹脂粉末に
表面無処理チタン酸カリウム繊維であるテイスモーＤを
５％、１０％、１５％、２０％、２５％および５０％そ
れぞれ配合することにより６種の粉末状接着剤を調製す
る一方、比較のためテイスモーＤを全く含まないライド
ンＰ−４だけからなるものを準備した。

第１図は本発明の接着剤の各種接着強さを測定するのに
用いた接着試験片の一例を示す概念図である。第１図に
８ける大きさおよび寸法の一例をあげれば（ｊ？）　’
　１５　ｍｍ　、　（ｍ）　：　６　ｍｍ、　（ｎ）　
＝　２２ｍ”　ｓ　（Ｑ）　’　１５　ｍｍφ窓よび（
Ｐ）　：　６　ｍｍφであり、−）は引張接着力を測定
するときのつかみ用治具のはめこみ部、（Ｎは接着面で
ある。

被着材として第１図に示す形状、寸法に機械加工したス
テンレス鋼（ＳＵＳ　３０４〕を使用し、第１図で示す
接着面（４）を＃１００の砥粒でサンドブラスト処理し
たのちトリクロルエチレン中で１０分間超音波洗浄を行
ない熱風乾燥した。ついで３４０°Ｏの炉中で３０〜５
０分間放置することにより予加熱したのち接着面（４）
に前記粉末状接着剤またはライドンＰ−４を０．９ｇ均
一に散布し溶融せしめた。かかる被着材同士を接着面（
４）で突合わせ３４０〜３８０°０の保護加熱器中で接
着部を加熱しながら約１６　ｋｙｆ／ａｍ　　の圧力を
加えて３分間放置したのち放冷することにより接着を完
了させ、各種接着強さを測定した。

各種接着強さはインストロン型引張試鹸機を用いて接着
された試験片の軸方向への引張強さ、すなわち引張接着
強さく引張速度１０ｍｍ／分ンとして測定し、同一条件
下でそれぞれ５回測定を行なった結果の平均値を算出し
て評価した。

耐熱接着強さは接着された試験片を１５０°Ｏおよび２
００°０の高温槽内に約５０分間放置したのちのそれぞ
れの温度における前記引張接着強さであり、連続耐熱接
着強さは１８０°０に設矩されたテストチューブ式熱老
化試験機に７日間保存されたのちの引張接着強さである
。測定結果を第１表に示す。

第１表からチタン酸カリウム繊維を５〜３０％配合した
本発明の接着剤は１５０〜２００°Ｄの耐熱接着強さお
よび連続耐熱接着強さにおいていずれも１００　ｋｇｆ
／ａｍ２を超えており、また常温接着強さはチタン酸カ
リウム繊維の配合量か１０％前後で最大であるのに対し
て耐熱接着強さは同じ＜２０％前後で最大であり配合量
が少なすぎても多すぎても接着性の向上効果が低下する
のがわかる。

実施例７〜８８よび比較例２〜５ 熱可塑性樹脂としてポリエーテルサルホン（商品名ビ９
　）　Ｌ’　７９　Ｘ　（ＶＩＯＴＲＥＸ）ＰＫＳ　１
００Ｐ　。

工、０．工１社製ンを用いて、それを塩化メチレンに溶
解したところにテイスモーＤのアミノシラン処理された
ものであるテイスモーＤ１０１　（商品名、大板化学薬
品工業■製）を２０％配合することにより溶剤型接着剤
を、熱可塑性樹脂としてポリエーテルエーテルケトン（
商品名ピクトレックスＰＥＥＫ　３８Ｇ　、　　工、０
．工１社製）を用いて、そこにテイスモーＤ１０１を２
０％配合してペレット化し、該ペレットを１００μｍ厚
のフィルムに押出し延伸することによりフィルム状接着
剤をそれぞれ作製した。比較のためピクトレックスＰＷ
８１００Ｆだけのもの、ピクトレックスＰＥＥＫ　３８
Ｇだけのもの、ピクトレックスＰＥ８１００Ｆにテイス
モーＤ１旧に代えて炭酸カルシウム粉末（商品名ＮＳ　
＃　１００、日東粉化工業■製、平均粒径１．５μｍ）
またはガラス繊維（商品名グラスロンＯ８０３ＭＡ　４
９７　、旭ファイバーグラス■製、平均繊維長３　ｍｍ
　）を２０％配合したものを準備した。

実施例１〜６で用いたのと同じ被着材を試験片としてそ
れを実施例１〜６と同様に処理したのち上記溶剤型接着
剤、フィルム状接着剤および比較のために準備した上記
４種のものについて実施例１〜６と同様にして接着し、
以下実施例８Ｓよび比較例５については２５０°０にお
ける耐熱接着強さの測定を追加し、連続耐熱接着強さを
１８０°０に代えて２００°０で測定した以外は実施例
１〜６と同様にして各種接着強さを測定した。測定結果
を第２表に示す。

第２表からチタン酸カリウム繊維に代えて微粉末粒状充
填剤である炭酸カルシウム粉末またはガラス繊維を用い
たものは、何も配合しないものと同程度の接着力か、ま
たは大幅に接着力が低下するのに対して、本発明の接着
剤のばあいは常温接着強さはもちろん、耐熱接着強さ、
連続耐熱接着強さも大幅に向上するのかわかる。

またＰＥＥＫを用いると２５０°０においても接着強さ
が良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接着剤の各挿接お強さを測定するのに
用いた接着試験片の一例を示す概念図である。 （図面の主要符号） （！ｎ）二はめこみ部 囚：接着面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　熱可塑性樹脂に接着性改良充填剤としてチタン酸カ
   リウム繊維を３〜３０重量％添加する・　ことを特徴と
   する熱可塑型耐熱性接着剤。 ２　熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイド、ポリ
   サルホン、ポリエーテルサルホン窓よびポリエーテルエ
   ーテルケトンのなかから選ばれた樹脂を主成分とするも
   のである特許請求の範囲第１項記載の接着剤。