JPS6286078A - 熱硬化性接着シ−ト - 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〕 本発明はモーターや電磁弁等の電気製品や、各種機械部
品その他の各種機器の部材に用いられる熱硬化性接着シ
ートに関し、更に詳しくは電磁弁コイル等被着体の接着
面に深い凹凸や間隙がある部材の表面に充填して硬化し
、接着効果を高めると共に絶縁を行う熱硬化性接着シー
トに関する。

〔従来の技術〕

エポキシ樹脂を使用した接着剤をシート化した熱硬化性
接着シートは電気製品や機械部品その他の各種機器の部
材の組立に使用され、部材の接合と共に硬化後は絶縁材
としての機能を発揮している。このような部材のなかに
は電磁弁やモーター等のコイルや、表面をエンボス加工
または絞り加工をした部材のように被着体の表面に間隙
や深い凹凸を有するものが多く、接着の際には接着剤が
上記被着体表面の間隙や凹凸に充分に先議されることが
必要であり、更に加えて絶縁材としての機能が要求され
る場合には被着体間に接着剤層が形成されねばならない
。

上記のような用途に対して使用される熱硬化性接着シー
トの接着剤は、接着作業時に低粘度であって十分な流動
性を有すると共に、被着体間にある程度の量が残り、硬
化後は接着剤樹脂層を形成しなければならない。従来こ
のような熱硬化性シートの接着剤に使用されるエポキシ
樹脂は室温で液状であるのを用い、充填剤や添加剤を加
えて粘度調整した後シート化していた。

しかし液状樹脂を使用すると、その表面にタッキング性
が発現するため、保管や取扱いのために離型紙等が必要
になり、接着作業の自動化や機械化が困難となる欠点が
あった。

一方、常温で固体であるエポキシ樹脂を用いれば上記の
取扱い性についての問題はなくなるが、液状樹脂に比べ
分子量が高いため溶融粘度も高く、十分な間隙充填性が
得られない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は良好な接着作業性を有すると共に、接着特に
十分な流動性を有する熱硬化性接着シートについて研究
を続けてきた結果、結晶性エポキシ樹脂を用いる場合に
は、該結晶性エポキシ樹脂は常温で固体であり且つ溶融
粘度が極めて低いので十分な間隙充填性を持たせ得るこ
とを見出した。

しかしながら、上記結晶性エポキシ樹脂を用いた熱硬化
性接着シートは作業性が良好で間隙充填性に優れるが、
一方溶融粘度が極めて低いために、硬化後の接着剤層に
はピンホールが発生し、このままでは電気絶縁性が要求
される用途には使用出来ないという難点のあることが判
明した。

従って本発明の解決すべき問題点は上記難点を解決する
ことであり、更に詳しくは、結晶性エポキシ樹脂を使用
した熱硬化性接着シートの電気絶縁性を向上せしめるこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記問題点は室温で固体の結晶性エポキシ樹脂
と室温で固体の硬化剤よりなる組成物と、室温で固体の
非結晶性エポキシ樹脂と室温で固体の硬化剤よりなる夫
々組成物を繊維基材たとえば織布や不織布の片面づつに
塗布したシートを熱硬化性接着シートとして使用するこ
とにより達成される。

〔作用並びに構成〕

本発明で使用する結晶性エポキシ樹脂は、室温で固体の
結晶性エポキシ樹脂であり、従来この種分野で使用され
て来た所謂結晶性エポキシ樹脂が広く使用出来る。尚、
ここでいう結晶性エポキシ樹脂とは、Ｘ線回折により多
数の結晶のピークが表われる固形エポキシ樹脂であって
、物理的にはシャープな融点を示し且つ溶融時には分子
間相互作用が殆んどなくなるため極端に粘度が低下する
性質を有する。特に本発明に於いては、融点が５０〜１
５０℃でその融点よりも１０℃高い温度での熔融粘度が
５ボイズ以下であるエポキシ樹脂が好ましい。これ等の
具体例としては、たとえば４．４′−ビス（２，３エボ
キシブロボキシ）−３゜３’、　　５．　５’−テトラ
メチルビフヱニル、ジグリシジルテレフタレート、ジグ
リシジルハイドロキノン等を例示出来る。更に詳しくは
、例えば下記一般式（１）で表わされるジグリシジルハ
イドロキノンを代表例として説明すると、次の通りであ
る。

・・・・・・（１） ジグリシジルハイドロキノンは式（１）に於いて繰り返
し単位数ｎ＝０の化合物であり、結晶性を有するもので
ある。しかしながら本発明に於いては上記ｎが１〜５程
度の化合物や、末端がエポキシ化されていない化合物を
２０％以下好ましくは５％以下含んでいても良い。

特に好ましい結晶性エポキシ樹脂は、下記構造式（ＩＩ
） （ＲはＨ，ＣＨ３またはハロゲン原子を示す）で示され
るものである。このエポキシ樹脂に於いてＲがＣＨ，の
場合は融点は１０５℃で、これを溶融した場合たとえば
１５０℃で０．０２ボイズ程度以下となる非常に低い粘
度を示す。

本発明に於いては該結晶性エポキシ樹脂としては上記で
説明した通りその融点５０〜１５０℃のものを使用する
が、この際５０℃に達しないものでは目的物粉体組成物
がブロッキングを生じ易く、また逆に１５０℃よりも高
くなると作業性が悪くなる傾向がある。好ましい融点は
８０〜１２０℃程度である。

本発明でもう一方の面の接着剤に用いられるエポキシ樹
脂は、室温で固体の非結晶性のものであって、且つ融点
が５０〜１５０℃であって、その１５０℃での熔融粘度
が５〜１００ポイズであるものが使用され、たとえばビ
スフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型及びノボランク
型等のエポキシ樹脂が代表例として例示出来、使用目的
によっては２種以上を併用しても良い。上記のエポキシ
（Ｈ脂の選択に当たっては、その溶融粘度を考慮して選
択することが重要であって、本発明者の研究によれば、
１５０“Ｃでの溶融粘度が５ポイズに達しないエポキシ
樹脂を使用した場合は接着時の樹脂の流れにより硬化物
層中にピンホールが発生し、充分なる電気絶縁性は得ら
れない。又一方１００ポイズよりも高くなると、接着時
に樹脂中に巻き込んだ気泡を排除出来ないため、これが
硬化物層中のピンホールとなり、やはり電気絶縁性が低
下する。

本発明でエポキシ樹脂と共に用いる硬化剤としては、従
来よりエポキシ樹脂装硬化剤として知られる種々のもの
が使用可能である。この硬化剤としては結晶性エポキシ
樹脂の場合でもまた非結晶性エポキシ樹脂の場合でも、
いずれの場合も室温で固体であれば良い、特に好適なも
のとして、ノボラック型フェノール樹脂の如きフェノー
ル系水酸基を有する化合物、酸無水物等の酸系硬化剤、
並びに芳香族アミン、ジシアンジアミド、イミダゾール
類、イミダシリン、ヒドラジド誘導体等のアミン系硬化
剤が挙げられ、５０℃以上の融点を有するものが最適で
あり、２種以上を併用しても良い。

通常の硬化剤は、この発明のエポキシ樹脂の有するエポ
キシ基１当量当たり硬化剤官能基０．５〜１．５当量の
割合で一般的に使用するが、触媒的硬化剤にあってはエ
ポキシ樹脂１００重量部に対し０．３〜５重量重量部用
いられる。ここで、通常の硬化剤とは酸無水物、フェノ
ール系水酸基を存する化合物、芳香族アミン等であり、
触媒的硬化剤とはイミダゾール、イミダシリン等をいう
。

上記硬化剤は使用する種類を選択することにより、エポ
キシ樹脂の前記固有特性から発現される優れた間隙充項
性や高い耐熱性及び接着性等に更に種々の機能を付加出
来る。たとえば、ジシアンジアミドでは粉体組成物の長
期保存性が良好となり、酸無水物及びフェノール樹脂で
は耐熱性がより向上し、芳香族アミンや線状フェノール
樹脂では硬化物にある程度の可撓性が付与され、イミダ
ゾール類では特に速硬化性が得られる等の特徴が付加さ
れ、上記硬化剤を更に併用すればこれ等特徴を併せ持た
せることも可能である。

なお、この発明の熱硬化性接着シートの結晶性エポキシ
樹脂を使用する側の接着剤組成物に於いては、エポキシ
樹脂成分として前記構造式（Ｎで示されるエポキシ樹脂
と共に必要に応じてたとえばビスフェノールＡ型、ビス
フェノールＦ型、ノボラック型等の他のエポキシ樹脂を
併用することが出来る。但しこれ等の他のエポキシ樹脂
は使用目的に応じ全エポキシ樹脂成分中５０重量％以下
の割合で使用することが出来る。

またこの発明では、硬化を促進させるために、使用する
硬化剤の種類に適合した硬化促進剤を接着剤組成物中に
必要に応じて配合しても良い。

このような硬化促進剤としては従来公知のものをいずれ
も使用出来、たとえばフェノール系水酸基を存する化合
物や酸無水物硬化剤にあってはイミダゾール、ジシアン
ジアミド、イミダシリン、ヘンシルジメチルアミン等の
第三級アミン、芳香族アミン硬化剤の場合にはイミダゾ
ール等の塩基性化合物、三フッ化ホウ素及びその誘導体
等が挙げられる。ここで使用する硬化促進剤は硬化剤の
種類や使用目的等によっζも変わるが、通常エポキシ樹
脂１００重量部に対し０．３〜２重量部間部の割合で用
いられる。更にこの発明では充填剤、着色剤等の各種添
加剤を粉体組成物に所望により適宜配合出来る。

本発明でエポキシ樹脂よりなる接着剤組成物を塗布する
基材としては繊維基材が使用され、たとえば織布や不織
布が使用出来、その材質としては無機質繊維でも有機質
繊維でも良く、好ましいものとしてカーボンやガラスあ
るいは耐熱性のある合成繊維が好ましい、又その厚さは
熱硬化性接着シートの使用目的に応じ適宜法めることが
出来、好ましい厚さとして通常２０〜５００μｍ程度で
ある。

これ等本発明に於いて使用するいずれの組成物に対して
も、必要に応じ各種公知の添加剤を配合することを妨げ
ない。

本発明の熱硬化性接着シートを得るには、先ず上記の室
温で固体の結晶性エポキシ樹脂及びその他の成分を粉砕
後乾式混合し、あるいは溶融混合後粉砕して粉末組成物
を得る。また同様に室温で固体であるエポキシ樹脂及び
他の成分を上記と同じ方法により粉末組成物とする。こ
れ等の粉末組成物の粒度は３０メソシユを通過する程度
にするのが好ましい。

次いで繊維基材好ましくは耐熱性繊維よりなる織布又は
不織布上に、上記いずれかの粉末組成物を散布あるいは
静電塗装等適宜な手段で散布し、次いで上記粉末組成物
の各成分の融点以上の温度に加熱し溶融させて上記基材
中に一部もしくは全部を含浸させた後冷却する。次に他
のもう一方の面上に他のもう一方の粉末組成物を同様の
方法で散布し、一部または全部を熔融含浸させた後、冷
却する。

かくして得られた本発明の熱硬化性接着シートは、塗布
されている接着剤が室温で固体であるためタフキング性
がないので離型紙が不用であり、使用に際し゛（は必要
形状への打抜き性も良好で作業性が良（、接着時には基
材の各面に塗布されている各々の接着剤の特性により、
片面の被着体に対してはその表面の深い凹凸の内部や被
着体間の間隙充填性に優れると共に、もう一方の面では
ピンホールのない硬化物層を形成するため、硬化後は優
れた接着性と電気絶縁性を示すので、工業的に広範な用
途に好適に使用出来る。

〔実施例〕

以下に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。

実施例１〜３ 後記第１表に示す所定の成分を所定割合で乾式混合し、
次いで粉砕し、４０メツシユの篩で分級して第２表に示
す接着剤粉末組成物■及び■を得た。次いで２５０μｍ
厚のポリエステル不織布の片面に上記接着剤粉末組成物
■を１００ｇ／ｍ２の割合で散布し、１８０℃に設定し
た恒温槽中に１５秒間放置して上記接着剤粉末組成物を
溶融含浸させた。次ぎに上記ポリエステル不織布のもう
一方の面に接着剤粉末組成物■を同様の方法で散布した
後、溶融含浸させて熱硬化性接着シートを得た。これ等
を第２表に示した。

比較例１〜５ 実施例１〜３と同様にして熱硬化性接着シートを得た。

上記実施例及び比較例の熱硬化性接着シートについて、
１５０℃でのゲル化時間、間隙充填性、電気絶縁性、剪
断接着力を下記の方法で測定した。

その結果を第２表に併記した。上記の各測定方法は夫々
次の通りである。

（イ）ゲル化時間 １０ｍｍ角の熱硬化性接着シートを１５０±１℃に加熱
したゲル化時間測定用銅板上に置き、針先で動かして熱
硬化性接着シート中の接着剤成分全部が熔融してから針
先に接着剤成分が付着しなくなるまでの時間をストップ
ウォッチで測定し、ゲル化時間とした。

（ロ）間隙充填性 １５０℃に加熱した厚さ１ｍｍで５０ｍｍ角の鋼板の中
央に１０ｍｍ角の熱硬化性接着シートを置き、その上に
上記鋼板と同じ１５０℃に加熱した鋼板を上記鋼板に重
ねて置き、更にその上に１５０℃に加熱した５００ｇの
重錘を置き、１５０℃恒温槽中で３０秒間放置した後、
取り出して室温まで冷却する。次いで２枚の鋼板を剥離
し、接着剤成分で濡れた部分の面積と鋼板全面積との比
率（％）で示した。

（ハ）電気絶縁性 上記（ロ）間隙充填性と同様の方法で２枚の鋼板を熱硬
化性接着シートで接着した後、その中央の部分から２０
ｍｍ角の試験片を取り出して試験片とした。上記試験片
の２枚の鋼板の間にピンホールテスタで電圧を印加し絶
縁耐電圧を測定した。

（ニ）剪断接着力 厚さｌｎｍ５幅１５ｍ＋ｗ、長さ１０１００ｌ１の２枚
の鋼板間に幅１５ｍ１１１、長さＩｏ■の熱硬化性接着
シートをはさみ、１８０℃で３０分間保持して硬化させ
たものを試験片として室温での剪断接着力を測定した。

第　　１　　表 但し上記第１表で使用したエポキシ樹脂（１）〜（ＩＶ
）は次に示すものである。

（＋） （但しｎ＝０〜２） （Ｉ［［）　　固型ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（
エホキシ当ｌ：６５０．１５０’ｃｆｇ融粘度＝８６８
ボイズ） （ｒＶ）　　固型ノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ
当量：２１０．１５０℃溶融粘度＝７．Ｏボイズ） 〔効果〕 上記第２表からも明らかな通り、本発明の熱硬化性接着
シートは優れた電気絶縁性と接着力を有すると共に、極
めて高い間隙充填性をも兼ね備えている。又第２表には
特に示していないが、作業性も良好である。

（以上）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）室温で固体の結晶性エポキシ樹脂と室温で固体の
   硬化剤よりなる組成物と、室温で固体の非結晶性エポキ
   シ樹脂と室温で固体の硬化剤よりなる夫々の組成物とを
   繊維基材の片面づつに塗布した熱硬化性接着シート。
2. （２）室温で固体の結晶性エポキシ樹脂が、４，４′−
   ビス（２″，３″−エポキシプロポキシ）−３，３′，
   ５，５′−テトラメチルビフェニルである特許請求の範
   囲第１項に記載の熱硬化性接着シート。
3. （３）室温で固体の非結晶性エポキシ樹脂が、室温で固
   体で且つ１５０℃に於ける溶融粘度が５〜１００ポイズ
   である非結晶性エポキシ樹脂である特許請求の範囲第１
   項に記載の熱硬化性接着シート。
4. （４）粉末状の組成物が繊維基材上にふりかけられた後
   上記組成物を構成する各成分の融点以上に加熱され、含
   浸一体化されて成る特許請求の範囲第１乃至３項のいず
   れかに記載の熱硬化性接着シート。