JPS60247546A - 異種高分子材料の接着方法 - 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】 産業上の利用分野 ・本発明は、異種高分子材料特に−の分子構造をもつ固
体高分子材料と他の分子構造をもつ熱可塑性高分子材料
の接着方法に関する。

従来技術 従来異なる分子構造をもつ２種の高分子材料の接着にあ
っては、第１図に示ずよツムご車に平板状の高分子材（
１）（２）を接着剤（３）を介して接着するのみでは、
十分な接着強度は得られず、これを解消するため例えは
第２図に示すように一方の高分子材（１）に楔状の四部
（４）を、また他方の高分子材（２）に楔状の凸部（５
）を形成し、これらを係合させて両者を結合させ、接着
剤（３）はその補助手段として使用される構造が種々の
分野例えば自動車用ザイトブロテクタモール等で採用さ
れている。然しなからかかる構造では、結合状態は維持
されるにしても、接着部分か剥離し易いことに変りはな
く端部において剥かれたり或いは画商分子材（１）（２
）間に間隙を生しる等の問題を生ずる。また他の具体例
をあげると近時合成樹脂製義歯の歯槽堤粘膜に接する部
分にゴム或いは合成樹脂よりなるゴム状弾性薄膜を被着
し、義歯を歯槽堤へ安定かつ柔かい感触をもって支持さ
せると同時に食物片等が義歯床と歯槽堤粘膜面との間に
侵入して咀咽時生しる圧痛を軽減させる構造のものが提
案されている。第３図及び第４図は、かかる義歯（６）
の構造を示し、（７）は人工歯、（８）はこの人工歯（
７）が固定される義歯床、（９）は義歯床（８）の歯槽
堤粘膜接触面に形成されたゴム状弾性薄膜である。一般
に義歯床（８）はその強度を保った上で肉厚が最小限と
なるよう設計されるため第２図に示すような楔状の係合
部を形成することは困難である。それ故、接着剤のみで
ゴム状弾性薄膜（９）を接着することが試みられている
が、前述したようにその接着強度は極めて弱く実用には
至っていない。

発明の目的 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、異種の高分子材料特に一つの分子構造をもつ固体高分
子材料と他の分子構造をもつ熱可塑性高分子材料を十分
な強度をもって接着させることができる接着方法の実現
をその目的とする。

発明の構成 本発明に係る異種高分子材料の接着方法は、−の分子構
造をもつ固体高分子材料及び他の分子構造をもつ熱可塑
性高分子材料をともＧこ溶解する溶媒に上記固体高分子
材料及び熱可塑性高分子材料を溶解させて生成した接着
剤を上記固体高分子材料表面に塗布し上記固体高分子材
料と上記接着剤に含まれる上記固体高分子材料を熔解結
合させる工程、上記熱可塑性高分子材料を加熱溶融した
状態で上記固体高分子材料の上記接着剤塗布面に圧接さ
せ上記熱可塑性高分子材料と上記接着剤に含まれる熱可
塑性高分子材料とを熱融着させる工程、を含むことをそ
の要旨とする。

実施例 前述した第３図及び第４図を用いて義歯に適用した実施
例につき説明する。図示の義歯（６）は下顎部に嵌め込
まれるものであり、人工歯（７）は、陶歯等により、義
歯床（８）は固体高分子材料、最適にはポリメチルメタ
アクリレート樹脂により、またゴム状弾性薄膜（９）は
、熱可塑性高分子材料、最適にはウレタン系熱可塑性エ
ラストマーにより形成される。一般に高分子材料にあっ
ては、その熔解性パラメータ（以下ＳＰ値と呼ぶ）が等
しいか若しくは近僚した値を有するものは、相溶性が良
いことが知られている。従って異なる分子構造をもつ２
種の高分子材料であっても、そのＳＰ値が略等しいもの
は、一方を溶融状態として他方に接触させた場合、その
接着性は相当優れたものが得られる。それ故、本実施例
にあっては、ＳＰ値９．３ないし９．９を有するポリメ
チルメタアクリレート樹脂に対し、ＳＰ値１０．０を有
するウレタン系熱可塑性エラストマーが使用されるので
ある。然しながらこのような接着は、２種の高分子材料
の界面同士の接着であるため、各高分子材料自身の強度
よりはかなり低い強度とならざるを得す、画商分子材料
の強度に等しい接着強度を得ることは極めて困難である
。

本実施例にあっては、これを達成するため接着剤として
次のような成分を有するものが使用される。即ち、義歯
床（８）、を構成するポリメチルメタアクリレート樹脂
及びゴム状弾性薄膜（９）を構成するウレタン系熱可塑
性エラストマーをともに熔解する熔媒例にばテトラヒト
・フランに上記２種の高分子材料を溶解して調整される
。テトラヒドロフランは、ＳＰ値が９．９と、１記２高
分子材料に略等しく、両材料との相溶性は極めて良好で
ある。

第５図は、上記接着剤を用いて義歯床（８）内面をゴム
状弾性薄膜（９）にて裏打ちする場合のその形成方法を
工程順に示すものである。以下図に従って説明する。

（Ａ）金属よりなる上型（１０）には石膏が充填され歯
槽堤に一致した形状の凸部（１１）　（１１）を有する
石膏型（１２）が形成されている。（１３）　（１３）
はこの凸部（１１）　（１１）の表面を被覆する所定厚
さ例えば約０．５１の厚さを有するワックス層である。

金属よりなる下型（１４）には、石膏が充填されこれが
可塑状態にあるとき石膏型（１２）が押圧され、上記ワ
ックス層（１３）　（１３）を含む凸部（１１）　（１
１）の反転形状たる凹部（１５）　（１５）が形成され
る。このようにして石膏型（１６）が形成される。

（Ｂ）上型（１０）を取り外し、別途用意した上型（１
０）に可塑状態にある石膏を充填し、上記下型（１４）
と重ね合せる。これにより上型（１０）には凹部（１５
）　（１５）の反転形状を有する凸部（１７）（１７）
をもつ石膏型（１８）が形成される。

（Ｃ）義歯床外形に一致する凹部（１９）’　０９）を
有しかつその底部に人工歯（７）（７）を浬め込んだ石
膏型（２０）が従来工法により準備され、上記凹部（１
９）　（１９）内に溶媒を混合して餅状とされた低分子
量のメチルメタアクリレート樹脂（２１）が充填される
。

（Ｄ）上下石膏型（１８）　（２０）は重ね合わされ圧
締される。この状態で石膏型（１８）　（２０）は金型
（１（Ｄ　（１４）ごと約１００°Ｃの湯中に約３０分
間浸漬される。そうするとメチルメタアクリレート樹脂
は重合して高分子量の固体であるポリメチルメタアクリ
レート樹脂となり、これが義歯床（８）を構成する。

（Ｅ）然る後上下石膏型（１８）　（２０）は外され、
義歯床（８）内面に前述の如く調整した接着剤（２２）
が塗布される。このとき接着剤（２２）に含まれるテト
ラヒドロフランが義歯床（８）を構成するポリメチルメ
タアクリレート樹脂を溶解しその分子が流動状態となり
接着剤（２２）に含まれるメチルメタアクリレート分子
と交錯する。これにより接着剤（２２）と義歯床（８）
との界面は消失し両者は溶解結合し、この領域では分子
構造はポリメチルメタアクリレート分子からメチルメタ
アクリレート分子及びウレタン分子よりなる部分へ連続
的に変化する。

（Ｆ）接着剤〈２２）に含まれるテトラヒドロフランを
自然乾燥により或いは温風乾燥により蒸発させた後、義
歯床（８）の接着剤塗布面に約２１０“Ｃに加熱して溶
融状態とされたウレタン系熱可塑性エラストマー（２３
）が注入器（２４）にて流し込まれる。

（Ｇ）その後工程（Ａ）にて使用された上石膏型（１２
）を上記下石膏型（２０）に重ね合せ圧締する。

しかしてワックス層（１３）にて形成した空隙にウレタ
ン系熱可塑性エラストマーが充填される。このとき加熱
溶融されたウレタン系熱可塑性エラストマーは、接着剤
に溶解されていた同一のウレタン系熱可塑性エラストマ
ーに接触しこれを溶かし、両者は熱融着結合する。ウレ
タン系熱可塑性エラストマーが冷却固化すると、約Ｑ、
　５　量ｍ厚のゴム状弾性薄膜（９）が形成される。

このようにして形成されたゴム状弾性薄ｌＩ％（９）と
義歯床（８）との接着領域は、ポリメチルメタアクリレ
ート、メチルメタアクリレート及びウレタンの各分子か
交錯し、連続的変化領域を構成しているため、画部分の
結合強度は極めて強く、ゴム状弾性薄膜（９）自身の強
度と略同等の強度をもつものが得られる。

尚、ポリメチルメタアクリレート樹脂及びウレタン系熱
可塑性エラストマーの両者に対し相溶性を有する溶媒と
して、ノルマルメチルピロリドン（ＳＰ値９．８）、シ
ク、ロヘキサノン（ＳＰ値９．９）を各々使用した場合
にも前述の例と同様の効果が確認された。これらの溶媒
のほか、ＳＰ値が、ポリメチルメタアクリレート樹脂及
びウレタン系熱可塑性エラスト→−のそれに等しいか若
しく番よ近似の値をとり、従って、良好な相溶性を有す
る溶媒として下記のものがある。尚括弧内の数値はＳＰ
値である。メチルエチルケトン（９，３）、ジエチルケ
トン（８，８）、酢酸エチル（９，１）、アセトン（１
０，０）　、ジクロロメタン（９，７）、クロロホルム
（９，３）、ジクロロエタン（９，８）テトラクロＣエ
タン（１０，４）　、ブロモベンセン（１０，０）、ブ
ロモトルエン（９，８）、ブロモホルム（１０，５＞　
、ジブロムエタン（１０，４）　、トリブロムプロパン
（１０，７）　、メチルアイオダイド（９，９）、エチ
ルアイオダイド（９，４）、ｎ−ヘプタツール（１０，
０）　、ｎ−オクタツール（１０，３）、ｎ−ヘキサノ
ール（１０，７）　、メチルフォルメイト（１０，７）
　＜エチルフォルメイト（９，４）、メチルアセテート
（９，６）、エチルアセテート（９，１）、ジエチルマ
ロネート（’１０．３）　、エチルベンゾエート（９，
７）、ジエチルフタレート（１０，０５）、ｎ−ブチル
アクリレート（８，９）、べンゾアルデヒド（１（１，
８）　、アセトアルデヒド（９，８）、ｎ−へブタアル
デヒド（９，７）、メチルｎプロピルケトン（８，７）
、メチルｎブチルケトン（８，６）、ジオキサン（１０
，０）　、アニリン（１０，８）、ピリジン（１０，７
）、　プロピオニトリル（，１０，７）　、ｎ−ブチル
ニトリル（１０，５）、ｎ−バレロニトリル（１０，１
）、カプロニトリル（１０，２）　、メタクリロニトリ
ル（９，１）、・２−二トロプロパン（９，９）、ニト
ロヘンゼン（１０゜０）、ｏ−二トロトルエン（１０，
５’）　、ｍ−ニトーロトルエン（１０，４）　、二硫
化炭素（１０，０）、ジメチルサルファイド（９，０）
、チオフェン（９゜８）、ベンゼン（９，１５）等であ
る。これらの溶媒は、単独で或いは複数種類混合して使
用される。

上記義歯床（８）に使用される固体高分子材料としては
、ポリメチルメタアクリレート樹脂と略同−の溶解性パ
ラメータをもつポリエーテルサルフォン、ポリカーボネ
ート等の使用も可能である。

また、前述の実施例にあっては、固体高分子材料、接着
剤に含まれる溶媒及び熱可塑性高分子材料ともにｓｐ値
が等しいか若しくは近僚の値を有するものにつき説明し
たが、固体高分子材料及び熱可塑性高分子材料との間に
ｓｐ値につき差があるものにおいても、溶媒として両者
ｓｐ値の中間に位置するｓｐ値をもつものを選定すれば
、両ＳＰ値間の差はある程度、許容することができる。

尚、−Ｆ記実施例においては、義歯を例にとって説明し
たが、本発明はこれに限ることなく−の分子構造をもつ
高分子材料と他の分子構造をもっ熱可塑性高分子材料の
接着にはプラスチック製品の全てに適用して有効なもの
である。

発明の効果 本発明によれば、−の分子構造をもつ固体高分子材料の
表面に塗布した接着剤がこの高分子材料を溶解し接着剤
に含まれる同一の分子と交錯する如く結合し、一方接着
剤塗布面に加、熱溶融状態とした熱可塑性高分子材料を
流すことによりこの熱可塑性高分子材料と接着剤に含ま
れる同一の熱可塑性高分子材料とが熱融着する。それ故
、接着領域において固体高分子材料の分子及び熱可塑性
高分子材料の分子が互いに交錯する如く溶は合い、その
結合強度は、単に界面が接する従来の接着面に比し格段
に上昇させることができ、その強度は熱可塑性高分子材
料自体の強度と略同−とすることが可能である。特にか
かる接着方法によれば、剥離という欠点が解消されるか
ら、義歯の内張り材のように係合部等物理的結合構造の
形成が困難な場合特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来例を説明するだめの断面図、
第３図は、従来例及び本発明実施例を説明するための斜
視図、第４図は、第３図１−１断面図、第５図（Ａ）な
いしくＧ）は、接着方法を工程順に示す断面図である。 （１）（’２）・・・高分子材　（３）　（１８）・・
・接着剤、（４）・・・凹部（５）・・・凸部（６）・
・・義歯（７）・・・人下歯　（８）・・・義歯床（９
）・・・ゴム状弾性薄膜 （１０）　（１４）・・・金　型 （１２）　（’１６）　（１，８）　（２０）・・・石
膏型（１３）・・・ワックス層 （２１）・・・メチルツクアクリレート樹脂（２３）・
・・ウレタン系エラストマー樹脂（２Ａ）・・・注入器 特許出１頭人 株式会社　モルテン 代表考民秋史也 外１名 第１図　第２図 ９ 第３図 第４図 １１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）−の分子構造をもつ固体高分子材料と他の分子構
   造をもつ熱可塑性高分子材料の接着方法であって、上記
   固体高分子材料及び上記熱可塑性高分子材料をともに溶
   解する溶媒に少なくとも上記固体高分子材料及び上記熱
   可塑性高分子材料を溶解させて調整した接着剤を、上記
   固体高分子材料表面に塗布し上記固体高分子材料と上記
   接着剤に含まれる上記固体高分子材料を溶解、結合さゼ
   る工程、上記熱可塑性高分子材料を加熱溶融した状態で
   上記固体高分子材料の上記接着剤塗布面に圧接させ上記
   熱可塑性高分子材料と上記接着剤に含まれる熱可塑性高
   分子＋Ａ料とを熱融着させる工程、を含む異種高分子材
   料の接着方法