JPS6012106B2 - 熱硬化性樹脂による物品の被覆・接着処理方法 - Google Patents

熱硬化性樹脂による物品の被覆・接着処理方法

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JPS6012106B2
JPS6012106B2 JP52056704A JP5670477A JPS6012106B2 JP S6012106 B2 JPS6012106 B2 JP S6012106B2 JP 52056704 A JP52056704 A JP 52056704A JP 5670477 A JP5670477 A JP 5670477A JP S6012106 B2 JPS6012106 B2 JP S6012106B2
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thermosetting resin
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明信 玉置
翼 藤井
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明‘ま、物品を熱硬化性樹脂(以下、単に樹脂と
略す)で接着処理または被覆処理する方法に関し、特に
物品と樹脂の界面のハクリおよび樹脂のクラックを改善
する方法に関する。
一般に、物品を樹脂で接着処理または、被覆処理する処
理方法としては、例えば含浸、注形、成型、塗装などが
含まれ、広い範囲にわたる。
このような樹脂による物品の処理には常に樹脂を硬化さ
せるための高温処理が用いられ、硬化完了後室温に放置
されるのが普通である。このとき、例えば金属や無機材
料などからなる物品と樹脂の熱膨張係数が異るため物品
と樹脂の界面に応力が発生する。特に、樹脂のガラス転
移温度(樹脂は、その温度によりガラスのように硬い領
域とゴムのようなやわらかい領域を持ち、この転移する
温度をガラス転移温度と呼ぶ)以下での応力は大きい。
この応力は、線膨張係数の差△Qと温度差△T(樹脂の
ガラス転移温度以下)と樹脂のヤング率Eを掛けた。=
△T△QE(k9/松)で表わされる。この応力はある
限界を越えると樹脂にクラックが発生したり、物品と樹
脂との界面にハクリを起こさせる。また、その使用環境
すなわち、温度変化に対し、くり返し応力が加わったり
、低温域になるにつれ、その応力が増大し、上記と同様
樹脂にクラックが発生したり界面にハクリが起きること
がある。特に、電気機器部品の絶縁部においては、樹脂
のクラックおよび導電材料または無機材料界面のハクリ
はその機器や部品を致命傷にする。
また、電気機器部品として用いられる金属材料または無
機材料にはその大きさおよび形状に種々のものがあり、
部分的に応力の集中が生じ、いよいよ問題をおこしてい
る。従釆これらの部品類は、ハクリの防止にプライマー
、すなわち金属材料または無機材料などからなる物品と
樹脂と密着力を増大する材料を部品類の表面に塗付して
ハクリ防止している。
しかし、ある一定限界の応力以上になると、樹脂にクラ
ツクが発生する。一方、この応力を緩和するために、い
まいまクッション剤としてのやわらかい材料を物品の表
面に塗布することがあるが、これは樹脂のクラツク防止
効果はあるが、クッション剤が割合やわらかいため、物
品との密着力が弱く、ハクリを起こしたり内部に圧力な
どのか)る使用環境でいよいよ気密もれを起こす。
一般に電気絶縁部に用いられる樹脂は、電気的、機械的
、熱的性質のすぐれたェポキシ樹脂が主流をしめている
このェポキシ樹脂は、その組成により種々のガラス転移
温度のものが得られる。電気絶縁部は、少なくともその
使用温度が70℃以上が普通であるため、その使用温度
でガラス状態すなわち樹脂がガラスのように硬い状態を
保っているのが普通であり、ゴム状すなわち、ゴムのよ
うにやわらかい状態では電気的、機械的、熱的、イb学
的性質が悪いためゴム状態で用いることは少ない。そこ
で、硬化した樹脂は、ガラス状からゴム状に変わる温度
、すなわちガラス転移温度70午0以上が必要であり、
そのため樹脂はその硬化温度が70qo以上、普通は1
00〜150qoで加熱硬化される。このように特に電
気絶縁部においては、導電体や絶縁体などを構成する物
品の表面と樹脂との界面のハクリがなく、密着力の強い
、そして樹脂のクラックの発生しない被覆処理法または
接着処理方法が望まれる。本発明者らは、これらの問題
を鱗決すべく鋭意研究を重ねた結果、まず用いる樹脂よ
りもガラス転移温度の同一か、高い樹脂材料からなるプ
ラィマー層を物品の表面に形成した後、用いる樹脂より
もガラス転移温度の低い樹脂材料により上記プラィマー
層を覆い、しかる後用いる樹脂で接着または被覆処理す
ることにより従釆の欠点を改善することができることを
見出し、この発明を完成した。
この発明の理解を容易にするために図面を用いて説明す
れば、1第1図はこの発明の方法によって物品を被覆処
理した場合、第2図は物品どうしを接着処理した場合に
おける実施例を示す断面図である。
図において1は金属材料などの導電体もしくは無機材料
などの絶縁体を構成する物品、2はこの物品1を被覆も
しくは接着する樹脂、3はこの樹脂2よりもガラス転移
温度の高い樹脂材料からなるプラィマー層、4はこのプ
ラィマー層を覆い樹脂2よりもガラス転移温度の低い樹
脂材料からなる応力緩和層である。なお、上記プラィマ
ー層3、応力緩和層4および樹脂2は、それぞれの界面
における密着力もしくは接着力の強い、できれば同系の
樹脂を用いるのが望ましい。
また、プラィマー層の厚さは100r肌以下で、プラィ
マー効果のある限り薄い方が望ましい。
このことは、後述する有限要素法で解析した結果からも
わかる。前記厚さが100山肌よりも厚い場合には物品
とプラィマーとの接着界面に応力が発生し、そのプラィ
マ−効果がなくなり、その界面でハクリを起こす。また
、上記応力緩和層の厚さは10〜loo0ム机、特に2
00〜500〃のが望ましい。前記厚さが10仏肌より
も少ないとその応力の緩和する効果が少なく、樹脂2に
クラツクを発生させ、loo0ム肌よりも厚いとその効
果は増大するが製品の機械的、熱的性質をそこない目的
とするものが得られないようになるので好ましくない。
第3図は厚さ15肋の金属5の表面に樹脂6を被覆した
ときの樹脂t(柵)の厚さに対する応力と距離との関係
を有限要素法で解析した結果について示したものである
第3図からわかるように樹脂厚さが薄いほど、接着界面
端部のせん断力が小さく、厚くなれば急激に上昇する。
このこととは接着剤の厚さが薄いほど接着力が強いこと
と同一の額向を示す。藤方向応力は、樹脂内部で応力計
算値と一致した値を示し、最高値が一定である(〇=△
T△QB)。また、樹脂の強度は、せん断力が最も低く
(せん断力<引張り力<曲げ力<圧縮力)せん断ハクリ
を起こす。この発明は、物品1の接着面に薄いプライマ
ー層3を形成し、せん断応力の低減を図り、次にガラス
転移温度の低い応力緩和層4を形成し、樹脂2のせん断
応力の発生を低減している。
この状態で樹脂2を被覆すれば、樹脂2への応力は、応
力緩和層4で低減され、良好な物品1と樹脂2との複合
体を得ることができる。また、樹脂2のガラス転移温度
は、ブラィマー層3のガラス転移温度よりも低く、応力
緩和層4のガラス転移温度よりも高くなっているので、
例えば樹脂2がそのガラス転移温度よりやや低いところ
で使用されたとしても、プラィマー層3はガラス状態を
維持しており、十分な鞍着力を保持しており、また応力
緩和層4はゴム状に変化しており、クッション剤として
の役割を十分に果していることになる。
上記プラィマー層として用いる樹脂材料としては、ェポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂などが用いられ、望ましくは、いずれの材料と
も密着力の強いヱポキシ樹脂が良い。
ェポキシ樹脂は、未硬化の状態のものをアセトン、メチ
ルエチルケトン、セロソルフ、キシレン、ブタノールな
どの溶剤に溶解し、そのプラィマー厚さによりその濃度
を調整する。このプラィマーはプラィマー層の形成性な
どよりBステージ状の岡型のェポキシ樹脂が良い。液状
の禾猿イけ簾脂の溶剤溶液は、その形成ブライマー層に
むらを作ることがある。上記応力緩和層として用いる樹
脂材料としては、ェポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂など
が用いられ、望ましくはェポキシ樹脂またはポリウレタ
ン樹脂が良い。
なお、これらの応力緩和材は必要ならば溶剤に溶かした
り、あるいは充てん剤などを添加したものを用いても良
い。上記プラィマー層の形成法は、予め清浄にした物品
の表面に浸せき塗り、スプレー、ハケ塗りなどの方法で
塗布される。
塗布されたものは、溶剤が十分揮発するまで室温放置あ
るいは加熱する。加熱によりプラィマー層を硬化させて
もよいが、末硬イ脚憾真の方が次の応力緩和材との密着
力がよい。次に、プライマー層の上に、プライマーと同
様の方法で応力緩和層を塗布する。応力緩和層は、未硬
化あるいは硬化されても良いが、望むならば樹脂による
変形を防止するため固化したものがよい。この未硬化あ
るいは硬化状に固化した応力緩和層の上に、目的とする
樹脂で被覆処理または接着処理し、さらに硬化し、応力
緩和材が変形しないようにして完全に硬化する。次に、
第1表に示した特性を有するものを用いて、この発明に
従って実験した結果について述べる。
第1表 厚さ15柵、幅20仇舷の楕円状の鋼導体1を厚さIQ
舷のェポキシ樹脂2で被覆するに、鋼導体1とェポキシ
樹脂2との間に、この発明の方法によりプラィマ−用ェ
ポキシ樹脂3と応力緩和層用ェポキシ樹脂4とを介在さ
せたものと、プラィマー用ェポキシ樹脂3と応力緩和層
用ェポキシ樹脂4とがないもの(従来法)とを試作した
この両試作品を100℃〜一4ぴ○のヒートサイクルに
供した絹果、この発明のものは100回でも異常がなか
った。一方、従来法のものは1回目で銅導体1とェポキ
シ樹脂2との界面にハクリが発生し、2回目でェポキシ
樹脂2にクラックが発生した。このように、この発明の
方法により処理された物品は、温度変化に対するくり返
し応力を緩和し、クラックの発生がなく界面ハクリのな
い良好なものであった。
また、上記の実験結果からしてこの発明は、含浸、洋形
、成型、塗装などの分野に応用することにより、より性
能のすぐれた信頼性の高い製品が得られることは明らか
である。以上説明したとおり、この発明によれば熱硬化
性樹脂による物品の被覆または接着において物品と樹脂
との界面ハクリ、樹脂のクラックを有効に防止するとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法によって物品を被覆処理した場合
の一例を示す断面図、第2図は同機に接着処理した場合
の一例を示す断面図、第3図は金属を被覆処理したもの
の距離一応力関係図である。 図中、1‘ま物品、2は熱硬化性樹脂、3はプラィマー
層、4は応力緩和層である。 なお各図中同一符号は同一もしくは相当部分を示すもの
とする。第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱硬化性樹脂により、物品の表面の被覆処理、物品
    どうしの接着処理をするに際し、前記物品の表面にガラ
    ス転移温度が上記熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上の
    熱硬化性樹脂材料からなるプライマー層と、このプライ
    マー層を覆うガラス転移温度が上記熱硬化性樹脂のガラ
    ス転移温度以下の熱硬化性樹脂材料からなる応力緩和層
    を設け、しかる後上記熱硬化性樹脂によって上記物品を
    被覆・接着処理することを特徴とする熱硬化性樹脂によ
    る物品の被覆・接着処理方法。 2 プライマー層の厚さを100μm以下にするように
    した特許請求の範囲第1項記載の熱硬化性樹脂による物
    品の被覆・接着処理方法。 3 応力緩和層の厚さを10〜1000μmとするよう
    にした特許請求の範囲第1項または第2項記載の熱硬化
    性樹脂による物品の被覆・接着処理方法。 4 プライマー層が未硬化の状態で応力緩和層を設ける
    ようにした特許請求の範囲第1項ないし第3項の何れか
    に記載の熱硬化性樹脂による物品の被覆・接着処理方法
    。 5 応力緩和層を固化した後熱硬化性樹脂を用いるよう
    にした特許請求の範囲第1項ないし第4項の何れかに記
    載の熱硬化性樹脂による物品の被覆・接着処理方法。 6 プライマー層を形成する材料として、Bステージ状
    のエポキシ樹脂を用いるようにした特許請求の範囲第1
    項ないし第5項の何れかに記載の熱硬化性樹脂による物
    品の被覆・接着処理方法。
JP52056704A 1977-05-16 1977-05-16 熱硬化性樹脂による物品の被覆・接着処理方法 Expired JPS6012106B2 (ja)

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WO2000003874A1 (fr) * 1998-07-14 2000-01-27 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Matiere decorative

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