JPS60130664A - 接着剤 - Google Patents

接着剤

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JPS60130664A
JPS60130664A JP23801883A JP23801883A JPS60130664A JP S60130664 A JPS60130664 A JP S60130664A JP 23801883 A JP23801883 A JP 23801883A JP 23801883 A JP23801883 A JP 23801883A JP S60130664 A JPS60130664 A JP S60130664A
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resin
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fibers
bonding
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Tomio Kanbayashi
富夫 神林
Daizo Matsuoka
松岡 大造
Akira Mogi
茂木 晃
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Toagosei Co Ltd
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Toagosei Co Ltd
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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】 本発明は、熱可塑性又は熱硬化性樹脂に導電性繊維を分
散させた高周波誘導加熱用接着剤に関するものである。
従来、熱可塑性樹脂の被接着物を迅速に接着する方法と
して、高周波誘電加熱を利用したいわゆる高周波ウェル
ダーや、超音波接着法がよく知られている。しかしなが
ら、上記接着方法では、被接着物の形状が複雑なもの、
大きいもの、厚みの薄いものには接着が困難である。さ
らに誘電加熱法では、材料の物性として、誘電率(ε)
と力率(tanδ)の積で表わされる損失係数(ε・t
anδ)の小さいもの、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリ4フツ化エチレン、AB
S樹脂等は加熱が困難であり、また、超音波接着法では
、接着面全体に均一に接着することが困難なため、気密
性を要求されるような箇所の接着には不適当である。
高周波誘導による加熱方法は、金属の迅速な加熱方法と
して、工業的には刃物の焼入れや、金属合金の溶融を行
なう誘導炉として広く利用されているが、熱可塑性ある
いは、熱硬化性樹脂の加熱方法としては、鉄、コバルト
、ニッケルもしくはそれらの合金等20〜200メツシ
ユの強磁性粒子を均一に前記樹脂に分散させた結合層を
高周波誘導により、加熱接着する方法(以下、粉末によ
る誘導接着法と記す)が特公昭53−21903号公報
等に開示されている。
この粉末による誘導接着法は、前記、誘電加熱接着法、
あるいは、超音波接着法の欠点を補い、秒単位の迅速な
接着が可能である点で、有用である。しかしながら、こ
の粉末による誘導接着法には以下の欠点が存在する。
■ 粉末による誘導接着法の場合、樹脂中に分散せしめ
た磁性粒子の充填率は、重量比で50〜70チの高充填
率でなければ効果的な発熱は成し得ない。樹脂の重量以
上の磁性粒子の充填は、接着剤と被接着物の界面の接着
力に対し与える影響はわずかであり、問題とならないが
、接着剤自体の凝集力が大きく低下し、結果として接着
強度の低下を招く。
■ 誘導加熱の原理は、高周波磁界により導電体中に生
ずろうす電流積と、導電体が磁性体である場合には、う
ず電流積に加え、磁性のヒステリシス損である事がよく
知られているが、粉末による誘導接着法では、樹脂中に
分散させた金属粒子が相互に接することなく、独立して
いるため、うず電流は生じない。従って、この場合発熱
はヒステリシス損のみに起因しているので、金属粒子は
強磁性であることが必須であり、使用できる金属粒子で
比較的安価で身近な材料としては鉄だけである。鉄は錆
の発生が問題であり、一方防錆の点で有利なアルミニウ
ム、ステンレス等非磁性体あるいは弱磁性体は粉末によ
る誘導接着法には使用できない。
本発明は粉末による誘導接着法の長所を生かし、短所を
改良すべく研究した結果得られたものである。
即ち、本発明は長さと相当直径の比が10〜800であ
る導電性繊維を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に分散せ
しめてなる高周波誘導加熱接着゛用液着剤である。
触するため、うず電流積により発熱し、非磁性体あるい
は弱磁性体であっても高周波誘導による加熱が可能であ
る。さらに、粉末による誘導接着法の場合よりも樹脂の
量に対する導電性繊維の量は低い充填率で効果的に加熱
できるため、接着剤の凝集力を低下させる可能性は小さ
い。むしろ、樹脂の凝集力が小さい材料に対しては、樹
脂補強材としての無機フィラーとして働くため、接着強
度を高める結果となる。この効果により、粉末による誘
導接着法等の従来の方法では実用に足る強度を得られな
かった異種材料間の接着においても導電性繊維を分散さ
せる適当な熱可塑性又は熱硬化性樹脂を選択すれば、よ
り強い接着力が得られる。
本発明で用いる導電性繊維としては、導電性を有し、う
ず電流を生じうる材料ならば何でもよいが、1分以内の
高周波発振で樹脂を融点に至らしめるよう効果的に加熱
できるという点では、鉄、アルミニウム、銅、真鍮、ス
テンレス等の金属が好ましい。
また、本発明における導電性繊維の長さと相当直径の比
(以下アスペクト比という)は10〜800の範囲であ
る。アスペクト比が大きい程繊維が相互に接する率が高
まるため、うず電流が生じ易く加熱効率が高まるが、加
工上、樹脂中へ均一に分散させることが困難となり、逆
にアスペクト比が小さいと分散は容易だが粉末に近くな
るため本発明の利点は失なわれる。従って本発明におい
てはアスペクト比が10〜800の範囲にあることが必
費であり、20〜80の範囲が好ましい。
相当直径とは繊維の断面積を算出し、これを円の直径に
換算したもので次式で表b’4yる。
さらに、導電性繊維の長さは1=、10m、直径は40
〜120μmのものが好ましく、このようなものとして
近年開発されたびびり振動切削法による全域短繊維が安
価で容易に入手でき好ましい。
熱可塑性樹脂としては、エボキ7系又はウレタン系等の
熱硬化性樹脂が使用でき、熱可塑性樹脂としてはポリオ
レフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン・酢ビ共
重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、アイオノマー
樹脂、ポリエステル樹脂等が使用でき、これらは被着体
の種類に応じて適宜選択して使用される。
導電性繊維の熱硬化性又は熱可塑性樹脂への配合割合は
高い程、加熱効率は高まるが、混練押出等、加工上限界
があり、導電性繊維と樹脂の合計量に対し60〜75重
量%が適当であり、また導電性繊維は樹脂に対し均一に
混合、分散させることが好ましい。
高周波誘導加熱における周波数は一般的には400 K
Hz 程度であるのに対し、本発明では2〜10MHz
の範囲が好ましい。2MHz未満では本発明のように加
熱される導電性繊維が微細なものの場合加熱効率が低い
傾向があり、10MHzを越えると加熱深度が浅くなり
やすい。
出力は被着物の大きさ、加熱速度等により適宜決定され
る。
また発振時間は短時間の加熱を考慮すると1分以内が望
ましい。
本発明の高周波誘導加熱接着用接着剤は加熱効率がよく
、接着力も高いため、被着体の形状にかかわらず迅速、
確実に接着が可能であり、また異種材料間の接着にも好
適である。
以下実施例及び比較例をあげて本発明をさらに具体的に
説明する。
なお、各側における接着強度は25+++aX100龍
のテストピースを用い、JIS K、−6850に従っ
て測定した値である。
実施例1−4及び比較例1〜4 まず接着剤として、ポリプロピレン樹脂(三井東圧化学
■製商品名)−ブレンFO−20)のペレット50重量
部と導電性繊維のアルミニウムメタルファイバー(アイ
シン精機■製、60μm0×211)50重量部をブレ
ンドし、押出機(KCK社製80X2−35VEX型)
で溶融混練押出して、メタルファイバーをポリプロピレ
ン中に均一に分散せしめたペレットを作成した(成型温
度、シリンダー:180〜230℃、アダプター二23
0℃、ダイス:220°C)。
このペレットを加熱プレスにより、200°C52kg
 / crAで厚さ05龍のシートに成型した。このシ
ートをハサミで251!X 12.5imの大きさに切
断し、2枚のポリグロピレンテストピースの間にはさみ
、保持した状態で高周波誘導加熱し、引張せん断試験片
を作製した。高周波は、出力5 k’W、周波数400
 K Hz、発振時間60秒加熱コイルは外径8龍、内
径6nmの銅パイプを内径30mmのスプリング状に2
回巻きしたものである。
接着試験片については、ストログラフT型試験機(■東
洋精機製作新製)により、接着強度(引張せん断)の測
定および破壊箇所の観察を行なった。
以下実施例2.6および比較例1〜4においても同様な
方法により接着剤ペレット、7−トを作成し、テストピ
ースを接着した。
テストピースの材質、接着剤組成、接着条件および接着
強度、その時の破壊箇所について表−1にまとめた。
実施例1.2及びろは本発明による接着剤によるポリプ
ロピレンテストピース相互の接着である。
実施例1及び2では導電性繊維としてアルミニウムメタ
ルファイバーを使用し、実施例3では鉄メタルファイバ
ーを使用したものである。アルミニウムの場合には、鉄
と比較して高周波発振による加熱時間を長くとる必要が
ある。さらに周波舷は40DKHzの場合、5MHzよ
りも長い加熱時間が必要となるが、誘導接着が可能であ
る。実施例1,2及び6と同一の充填率の金属粉末を使
用した比較例1,2では、アルミニウム粉末の場合には
発熱しなかった。また、鉄粉の場合には、発熱はするが
、メタルファイバーと比較して加熱効率が低く、60秒
の発振においても接着剤樹脂の融点には達せず接着はで
きなかった。さらに、比較例3では、比較例2よりも鉄
粉の充填率を尚めた結果、秒オーダーでの接着は可能と
なったか、接着剤の凝集力が低下し、接着したテストピ
ースの破壊試験では、凝集破壊となって実施例2の強度
は得られなかった。
実施例4及び比較例4はポリプロピレンと木材との接着
である。実施例4、比較例4とも破壊箇所は木材と接着
剤との界面であるが、実施例4では一部の木材表面の繊
維は接着剤側に付着し、接着強度は比較例4よりも高か
った。この差の理由としては、実施例4では、メタルフ
ァイバーが接着剤、木材の界面へ突出し、一部木材繊維
中へ食い込むが、比較例4ではこの界面が平滑な状態で
あることが考えられる。
以上の様に本発明によれば、非磁性体あるいは弱磁性体
であるため、従来の粉末による誘導加熱接着が不可能で
あったアルミニウム、ステンレス等についても効果的に
加熱接着が可能である。また本発明において導電性繊維
に磁性体を使用すれば粉末の場合と比較して低充填率で
短時間の高周くため、接着強度を高めることができる。
従って従来の方法では接着が困難であった異動材料間の
接着にも効果的である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. t 長さと相当直径の比が10〜800である導電性繊
    維を熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に分散せしめてなる
    高周波誘導加熱接着用接着剤。
JP23801883A 1983-12-19 1983-12-19 接着剤 Granted JPS60130664A (ja)

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