JPS62109827A - ポリ四フツ化エチレン樹脂の接着方法 - Google Patents

ポリ四フツ化エチレン樹脂の接着方法

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JPS62109827A
JPS62109827A JP60250390A JP25039085A JPS62109827A JP S62109827 A JPS62109827 A JP S62109827A JP 60250390 A JP60250390 A JP 60250390A JP 25039085 A JP25039085 A JP 25039085A JP S62109827 A JPS62109827 A JP S62109827A
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Shunji Onishi
大西 俊次
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General 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
    • B29C66/71General 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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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

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、ポリ四フッ化エチレンなどのふっ素糸樹脂の
接着方法に関するものである。
従来の技術 ポリ四フッ化エチレン及び熱可塑性を与えるために改質
された四フッ化エチレン共重合体樹脂は耐熱性、耐薬品
性、耐候性に優れているが接着性が著しく低く異種材料
との接着は困難であり、接着のためにはグラフト反応法
、ナトリウム−アンモニア法などの表面化学的処理法が
用いられている。また金属等の表面の塗膜形成には2例
えば。
金属表面をサンドブラスト法などで適当な粗さに処理し
、その表面にプライマーを焼付け、更にその表面にふっ
素糸樹脂を焼付けるなど複雑な方法が採用され、この方
法では焼付けの厚みの調節。
焼付は温度・焼付けの時間の調節、被覆後の急冷などに
充分な注意が必要とされており被膜を厚くするには焼付
は回数を多(する事が必要とされている。また実用的に
は厚みはllpmが限度とされている。
発明が解決しようとする問題点 本発明はポリ四ふっ化エチレン及び四ふっ化エチレン共
重合体樹脂の表面及び被着材表面を特別の化学処理や物
理的処理を施すことなく、ポリ四フッ化エチレン樹脂成
形物と金属またはセラミックスを接着することを目的と
するものである。
問題点を解決するための手段 ポリ四フッ化エチレン樹脂及び四フッ化エチレン−六フ
フ化プロピレン樹脂は表面エネルギーの低い材料でその
成形物と金属とはその融点以上に加圧しても冷却時には
容易に剥れることは良く知られている事項である。しか
し1表面エネルギーの近似する両樹脂間では熱融着現象
を認めることができる。例えば、2枚のポリ四フッ化エ
チレンシート同士を融点以上加熱加圧し、そのまま冷却
すると接着することができる。またポリ四フッ化エチレ
ンの2枚のシートの間に四フッ化エチレン−六フッ化プ
ロピレンシートを挟んで融点以上に加熱加圧すると、ポ
リ四フッ化エチレン同士の接着は可能であるが接着力は
余り大きくはない。これらの接着に関する結果を参考例
1に記載した。
この程度の接着力では実用玉子充分である。
発明者は既に粒径1μm以下の超微粒子を接着界面に存
在させることにより接着し難い被着材と接着剤の組合せ
において接着可能となることのあることを見出している
(高分子論文集vo1.33Nf12  PP55−6
1)。しかしこの現象が応用できる範囲を明らかにする
には実験により証明が必要である。実験の結果ポリ四フ
ッ化エチレン圧延シートを被着材とする場合には超微粒
子を混合したドープセメントは接着困難な事が分った。
また表面エネルギーの低いポリプロピレン、ポリフッ化
ビニリデン樹脂に超微粒子を混合し、ポリ四フッ化エチ
レンに対し熱融着を試みたが全く接着は認められなかっ
た。これらの実験結果は、参考例2に記載しである。
しかし四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体
に超微粒子を混合し接着剤とし、ポリ四7ツ化エチレン
を被着材とする熱融着では強い接着力が得られ、2枚の
ポリ四フッ化エチレンシートの接着では、剥離強度2〜
6kg/25mmという接着剤がない場合の熱融着に較
べ10倍近い接着力が得られたのである。実施例1にそ
の実施例を記載したが更に詳細に述べる。
接着時の加熱温度はポリ四フッ化エチレンの融点(32
7°C)以上2分解点以下の温度範囲に加熱することが
不可欠であり、ポリ四フッ化エチレンの融点以下の温度
では接着力は著しく低い結果であった。加熱の温度範囲
は強い接着力を得るに重要である。必要な圧着力は被着
材形状、面状態。
接着剤の熔融粘度に関係するが融解した接着剤が被着材
表面を充分濡らす程度で良(、ポリ四フッ化エチレンを
成形するに必要な圧力より遥かに低い圧力である。むし
ろ圧力が高過ぎると接着界面から接着剤が流出して好ま
しくない。通常の接着にみられる加圧程度で0.1〜数
kg/cntである。
実際の接着された試料を得るには加圧状態で冷却するこ
とが好ましい事も通常の融着と同じである。
ポリ四フッ化エチレンは融点以上においても高い粘性を
もつため、この加圧状態ではポリ四フッ化エチレン成形
物は若干変形するが他の融解樹脂のように流れることは
なく被着材として形態を保−)ことができる。
実施例1において超微粒子を混合した四フッ化エチレン
−六フッ化プロピレン共重合体は熱融着方法により各種
材料と接着することも認められている。この現象はさき
に記した文献に記載された現象に属することが考えられ
る。充てん率は低い範囲で接着現象が見出されている。
このため超微粒子を混合した四フッ化エチレン−六フッ
化プロピレン成形物を接着剤に用いることにより、ポリ
四フッ化エチレン成形物と異種材料の接着が可能にする
ことができた。実施例2にも記載しであるが0.5mm
FXみのテフロンシートをステンレス、鉄。
銅、真鍮、ニッケルメッキ、錫メッキ仮などの金属板と
の接着が可能で剥離強度は3〜6kg/25mmという
結果を得ている。また陶磁器などセラミックについても
接着が可能であった。四フッ化エチレン−六フッ化プロ
ピレン共重合体は通常、融点は約270°Cであるが低
重合体には油状のものもある。このような共重合体は接
着剤に用いることはできない。
本発明に用いる共重合体は樹脂成形用に用いられるグレ
ードのものである。また共重合体は更に若干の第3モノ
マーを加えて3成分共重合体を得ることも可能であるか
ら、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体の
物性を著しく変えない範囲の第3成分を加えた共重合体
も本発明でいう共重合体の対象となる。
用いる超微粒子は樹脂と化学反応と生じ粒子でなくなる
種類のものは用いることはできない。不活性ということ
は顕著な化学反応がないことを意味している。一般に超
微細粒子の表面は通常の物体表面とは活性が異なること
が知られており、超微細粒子の表向が通常の表面とは反
応しない場合でも化学反応を起こさないとは限らない。
しかしこのような化学反応の証明は困難であり。
ここではこの種の化学反応は議論の対象外とした。
微粒子の種類としては無機、硬い金属ならば適用可能で
あり粉砕ガラス、アルミナ超微粉、磁性材料用超微粉(
酸化鉄)等について充てん材として用いた結果、いずれ
も高い接着力を得た。実施例1,2にその実例が記載さ
れている。混合容量率については、混合の最大限界は混
合時の融解樹脂粘度によって定まり粘度の高いものは接
着時に被着材表面上の流れが悪く接着に適さない。また
粘度は粒子の容量率、温度とも関係するが更に粘度の形
態、大きさ等の分布とも関係し、超微粒体になると容量
率に対し粘度が大きくなる場合が知られている。このた
め容量率の最大率は経験上30%とした。
下限は実験の結果低い率でも接着力の発現が認められほ
ぼ396とした。
以上、実験の結果、超微粒子を混合した四フッ化エチレ
ン−六フッ化プロピレン共重合体(以下FEPとも記す
)を用い金属等の上にポリ四フッ化エチレン(以下PT
FEとも記す)を接着することができ、鉄製品の表面保
護、ポリ四フッ化エチレンの非接着性を応用した装置器
具類の製造が極めて容易になるのである。
以下実験条件について実施例、参考例について述べる。
実施例 1 1、戸田工業製 磁性材料用酸化鉄微粒(粒径0.5μ
m)とFEPをあらかじめ表に示した容量で秤量し、東
洋精機製プラストミル(容量3Qcc型)の混合セルを
320″Cに加熱し、混合用ブレードの回転数5Orp
mの状態にした状態で樹脂をセル中に少しづつ加え、融
解混練し、融解が終了した段階から微粉を少しづつ加え
、供給後、更に回転数を10 Orpmとし約10分混
合を続け、その後セルより混合した融解樹脂をとり出し
適当な塊とし、ヒートプレスを用い厚み約0.3 mm
のシート状(以下FEP複合シートと言う)に成形した
材料を接着剤とし、PTFE厚み0.5mm、巾25.
0mm(7)シートと厚み3mm、巾25mmのステン
レス板の間で接着面が25X25mmになるようにセッ
トし。
340°C〜350°Cに制御された加熱板の間に挿入
し 圧力 1’kg/cffl(計算上)の圧力で加圧
、加熱し、加熱時間は約10分としその後、加圧のまま
240’C迄で放冷し240″Cに達してから圧力を解
除し、試料をとり出し、水で接着試料を急冷した所、P
TFEとステンレス板を接着することができた。この接
着試料を室温、引張り速度20mm/分の速さで剥離試
験を行った結果、2〜6 kg/25mn+という高い
接着力が得られた。
結果を表1に示した。
表I Fezes充てん率と接着力 被着材ニステンレス−PTFEシート 接着剤:FezO3超微粉充てん四フッ化エチレン−六
フッ化プロピレン共重合体 5      340     2.510     
 340     4、010      350  
   6.020      340     2、0
30      340     0、8また、前記の
条件において被着材ステンレスの代りに各種の材料を用
い接着剤にFezes 超微粉の充てん率10容量%の
FEPI合体を用いてPTFEシートとの接着を行った
結果剥離力は表2の通りであった。また陶磁器片とも接
着可能であった。
表2  PTFEと各種材料との接着 接着温度340℃ 各種材料    剥離接着力  ゆ725M銅板   
    5.3 錫メッキ鉄     3.7 真鍮板      4.0 ニッケルメッキ板   3.0 炭素鉄板     6.0 実施例2 実施例1における酸化鉄粉体の代りにパイコラスキー社
製がンマーアルミナA125(a径0.01μm)及び
微細化ガラス(粒径平均0.2μm)を用い同様な方法
でFEP複合体を作製し、同様な方法でP’I’EF−
ステンレスの接着を試みた結果、良好な接着力が得られ
た。
参考例1 ポリ四フッ化エチレン厚さ3mmの板の上に四フッ化エ
チレン−六フッ化プロピレン厚す0.3mmのシートを
載せ更にその上にポリ四フッ化エチレン厚さ0.5 m
mのシートを載せ上下より340℃に加熱された加熱板
を用い圧1力 1:kg/cIltで10分間加熱し、
そのまま放置し加熱板をはずして取り出したポリ四フッ
化エチレン板とシートの接着試料の接着力を1分間20
n+mの速さで剥離試験を行った結果、接着力は4本平
均で0.784kg/25n+mであった。また上試接
着試料を作製する際に四フッ化エチレン−六7ツ化プロ
ピレンシートを除いて行った場合の接着力は4本平均で
0.705kg/25mmという低い接着力である。
参考例2 実施例1に記す方法において四フッ化エチレン−・六フ
ッ化プロピレン共重合体の代りにポリフッ化ビニリデン
、またはポリプロピレン樹脂を用いたが接着効果は認め
られなかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリ四フッ化エチレン樹脂面と金属またはセラミックス
    面とを接着させるに当り、粒径1μm以下の不活性超微
    粒子約3〜30容量%を配合した四フッ化エチレン−六
    フッ化プロピレン共重合体を接着剤として用い、加熱下
    で圧着することを特徴とする接着方法。
JP60250390A 1985-11-08 1985-11-08 ポリ四フツ化エチレン樹脂の接着方法 Granted JPS62109827A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014004743A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Atsugi Hu-Tech Co Ltd ポリテトラフルオロエチレン系複合融着構造体の製造法およびポリテトラフルオロエチレン系複合融着構造体
JP2016037023A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 日本バルカー工業株式会社 金属積層体およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016037023A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 日本バルカー工業株式会社 金属積層体およびその製造方法

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