JPS63118391A - 接着方法 - Google Patents

接着方法

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JPS63118391A
JPS63118391A JP26261486A JP26261486A JPS63118391A JP S63118391 A JPS63118391 A JP S63118391A JP 26261486 A JP26261486 A JP 26261486A JP 26261486 A JP26261486 A JP 26261486A JP S63118391 A JPS63118391 A JP S63118391A
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iron
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nickel
stainless steel
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Yukio Okada
岡田 之男
Takashi Kayano
隆 茅野
Kimihiro Enomoto
榎本 公裕
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Tokyo Printing Ink Mfg Co Ltd
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  • Adhesives Or Adhesive Processes (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】 本発明は、非磁性体、例へば合成樹脂や木材や繊維など
からなる被接着物を、高周波誘導加熱により強固に接着
せしめることのできる接着方法に関するものである。
非磁性体、例へば合成樹脂同志を接着させるのに、高周
波を利用して接着剤の内部に分散させである導電体を誘
導加熱して、接着剤を内部より加熱する方式が近時採用
されるようになってきた。
例へば、20〜200メツシユの強磁性粒子を合成樹脂
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称す)(特公昭53
−21903号公報)が知られている。
高周波誘導接着システムは、高周波磁場内で磁性体がヒ
ステリシス撰と、うず電流によるジュール熱による発熱
を接着剤の発熱に利用するものであるが、粉末による誘
導接着法の場合は、樹脂中に分散させた強磁性粒子は、
相互に接触せずに独立しているので、うず電流積による
発熱は少な(、主としてヒステリシス損による発熱のみ
なので、熱効率が低く、例えば50〜70重量%程重量
なるように大量に充填させて分散密度を高めなければ、
短時間で樹脂を熔融させることはできなかった。
しかるに、接着剤中に強磁性粒子を多量に含有させると
、接着層の強度を低下させる原因となるので好ましくな
い。
そこで、導電性繊維を合成樹脂に分散させて高周波誘導
加熱する接着剤(以下、繊維による誘導接着法と称する
)(特開昭60−130664号公報)が従案された。
この方法は、樹脂中に分散された繊維が相互に接触する
可能性が高く、ヒステリシス損による発熱の他に、うず
電流積によっても発熱し、熱効率が高くなるので、各繊
維は急速に高温に達し、その周辺部にある樹脂だけは早
急に加熱されるが、樹脂の熱伝導率が小さいので、繊維
の有る場所より離れるにつれて、樹脂中の熱の伝播は遅
れるので、バインダーとしての樹脂全体が加熱熔融する
前に、各繊維近辺部の樹脂のみが加熱状態となり、その
部分が炭化分解、変質して、接着剤層の強度を低下させ
てしまう欠点があった。
本発明は、これらの欠点を除くためになされた高周波誘
導加熱方式による接着方法を提供するものである。
即ち、非磁性体からなる被接着物間に、鉄、ニッケル、
ステンレス中の1種又は2種以上を含有せる繊維100
部に対し、鉄、ニッケル、ステンレス中の1種又は2種
以上を含有せる粉末を40〜1 、000部となるよう
な比率で混合して、熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂中
に分散させたものを介在させてがら高周波を印加し、誘
導加熱することを特徴とする接着方法である。
本発明で用いる繊維や、粉末の材質としては、鉄、ニッ
ケルのそれぞれ単体を主成分とせるものの他に、例えば
5US310S (Fe54χ、Cr25X、Ni2O
,5χ)のようなステンレス鋼や、パーマロイ(Ni7
8%、Fe22%)のような合金や、Fe−N1−Pや
Fe−coのようなアモルファスも使用できる。
本発明で使用される繊維は、上記の各材料を使用して例
へば、カットワイヤー法、せん断ファイバー法、切削フ
ァイバー法、メルトエクストラクションファイバー法な
どの常法により製造することができる。繊維の長さはl
O〜0.3鶴で、長さと直径の比が5〜500の範囲内
であればよく、10〜5゜の範囲が好ましい。
この比率が小さ過ぎると、うず電流積による発熱量が少
なくなり過ぎ、逆に、比率が大き過ぎると、繊維が切断
し易くなるほか、繊維がカラミ合って毛玉状となってし
まい、樹脂中への良好な分散が困難となってくる。
本発明で使用される粉末は、還元鉄粉やアトマイズ鉄粉
や、CVD法、沈澱法、電気分解法、凍結わ)砕法など
の常法により製造されたもので、500ミクロン以下の
粒度を有するものであり、150ミクロン以下であれば
更に望ましい。
粒度が500ミクロン以上であると、添加量の割には樹
脂中の金属粒子の分散密度が低下してくるので、金属粒
子相互間の伝熱効率が低下し、金属粉末の混入による効
果が得られなくなる。
本発明では、繊維100部に対し、粉末を40〜1 、
000部となるような比率で混合すれば使用できる。
粉末が40部以下であると、伝熱効率が低下するので熔
融ムラを生じ易くなり、樹脂が過熱劣化してしまい、1
 、000部よりも多くなると、誘導加熱温度が上昇し
にくくなるので、樹脂を熔融させるためには、金属粉末
の添加量を増量させねばならなくなり、樹脂成分の物理
的強度を低下させてしまう。
繊維100部に対し、粉末を50〜400部の比率で混
合したものは更に好適に使用できる。
本発明で使用されるバインダーとしての熱可塑性樹脂、
又は熱硬化樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、エチ
レン・酢ビ共重合体、エチレン・エチルアクリレート共
重合体、エチレン・α・オレフィン共重合体、 ブタジェン樹脂、スチレン・ブタジェン樹脂、塩素化ポ
リエチレン樹脂、 アイオノマー樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹
脂、熱可塑性ウレタン樹脂等からなる熱可塑性樹脂や、
加熱によって反応が促進され、最終的に三次元構造の熱
硬化性樹脂となるような、必要に応じて架橋剤、触媒、
等を含有したエポキシ系、ウレタン系、不飽和ポリエス
テル系、アクリル系等をあげることができる。
これらのバインダー100部に対して、本発明による鉄
又はステンレス・スチールからなる粉末と繊維との混合
物を5〜200部の範囲内で配合すればよい。
これを200部以上にすると、加熱効率は高まるが、接
着剤層の強度が低下するので、好ましくない。
繊維や粉末の充填物は、バインダー中に均一に混合し、
分散させておかねばならないが、この為に使用される混
練装置としては、二本ロール機、三本ロール機、押出機
、バンバリーミキサ−、ニーダ−などがあり、これら公
知の各種装置により常法に従って操作すればよい。
充填物をバインダー中に混合、分散後は、粉末状、ペレ
ット状、ペースト状などのま\で使用してもよいが、テ
ープ状、シート状などで特定の形に成形したものも使用
できる。
これを、合成樹脂、木材、繊維などの非磁性体からなる
被接着物の接着部分に均一に付着、介在させてから、必
要に応じて治具や装置などの使用により、0.05〜1
に+r/−程度に軽く圧締しながら高周波磁場内に入れ
る。
高周波発振器は、公知の各種のものが使用できるが、バ
インダー内の充填物の配合比率、被接着物体である合成
樹脂などの種類、大きさ、型などにより適宜変更すれば
よい0通常は、10 ” =10’ K 11z 、出
力はIKW〜200 K−であり、加熱誘導コイルも接
着部分の形状に合せて設計されたものを使用すればよい
また発振時間は、バインダーである合成樹脂を溶着させ
る場合には30秒以内が、又、バインダーを化学反応さ
せて固着させる場合には2分以内が望ましい。
本発明による接着方法では、特定の強磁性繊維と粉末を
、特定の比率で混合させたものを使用するので、強磁性
粉末のみを使用した場合よりも熱効率が高くなり、その
充填量を減少できるので、過剰添加による接着剤層の強
度低下を防ぐことができる。
又、自らも発熱し、熱の良導体で、しかも加熱熔融時の
核となって樹脂の熱熔融を促進する強磁性粉末が共存し
ているので、バインダー樹脂の加熱、熔融かはy均一に
行へるようになったので、誘導加熱方式で使用される従
来公知の接着剤を使用するよりも部分的なバインダー樹
脂の熱劣化を生ずることなく、熱可塑性樹脂の場合の熔
融時間や、熱硬化性樹脂の場合の硬化反応時間などを、
作業サイクルに合せてきわめて容易にコントロールする
ことができるようになった。
つぎに本発明の内容を具体的に示すために以下に実施例
を示すが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。
実施例1〜6   ゛ 鉄、ステンレス、ニンケルなどの繊維や粉末を第1表に
示した実施例1〜6の各配合により、バインダーのポリ
プロピレン樹脂と混合して、約170℃に加熱した2本
ロール機にて混練し分散させてから、熱プレス機にて厚
さlfiのシートを作成し、これを10鶴×20fiに
切り取って、実施例1〜6の試験片とした。
使用した材料は、それぞれ次の通りのものである。
鉄繊維;長さ2〜4鶴、アスペクト比50〜鉄 粉;還
元鉄粉、  100〜200seshステンレス繊維、
5US310S、長さ2〜4n、アスペクト比50〜 ステンレス粉; 5US310S、  50meshρ
aSS ニッケル粉; N i 255. 50mesh  p
assバインター摺脂;ポリプロピレン、ショウアロマ
−413(昭和高分子■商品名)これらの各試験片を使
用して、昇温テスト、劣化テスト、接着力を測定したが
、その測定法は下記の通りであり、その結果は第2表に
示す。
昇温テスト;高周波電磁加熱装置により、出力2KW、
周波数3.2MIIz、発振時間5秒印加後の試験片の
温度を 測定した。
劣化テスト;昇温テスト中の試験片を肉眼にて観察し、
下記の如き5段階評 価を行った。
■ 異常なく熔融し、表面は平 滑。
O薄い煙発生、気孔がまばら に発生。
× 煙発生、一部変色、気孔が 全面に発生。
××濃い煙発生、はり全面が炭 化する。
−温度が低いので熔融せず。
接着力;25鶴X100mmx2鶴のポリプロピレン樹
脂2枚の間に各試験片を挿 入し、500g/cdの圧力で保持した状態で、出力2
KW、周波数3.2MIIz、発振時間7秒間高周波誘
導加熱して接 着させたものを用い、JIS K 6850に従って、
インテスコ試験機により引 張せん断接着強度を測定した。
比較例1〜10 実施例1〜6で使用した各種材料を使用し、第1表に示
した比較例1−10の各配合により、バインダーのポリ
プロピレンと混合し、実施例1〜6と同様な方法で比較
例1〜10の試験片を得、実施例1〜6と同様な方法で
昇温テスト、劣化テスト、接着力を測定し、その結果を
第2表に示す。
実施例7 エピコート828 (エポキシ当量189)(油化シェ
ル社商品名)100部にアミキエアPN23(味の素社
商品名)6部を混合したバインダー中に、実施例1〜6
で使用した鉄繊維100部対、鉄粉400部の比率で混
合したフィラーを20重量部混合分散させたものをポリ
エステル系SMC板25fl×100n+x2B2枚の
間に、2富嘗の厚さにな第  1  表 第  2  表 るように充填させてから、出力1.5 KW、周波数3
.2 Mllzにて、発振時間を15秒、30秒、45
秒、60秒となるように時間を変へて高周波誘導加熱し
て接着させたものを、それぞれ、印加除去後20分後に
JIS K 6850に従って、インテスコ試験機によ
り、引張せん断接着強度を測定し、その劣化状況と共に
第3表に示す。
劣化の評価は実施例1〜6の場合と同様である。
比較例11 エポキシバインダー中に、鉄繊維単独のフィラーを20
重量部混合分散させた以外は、全て実施例7と同様な材
料を使用し、同様な方法でテストを行なった。その結果
を第3表に示す。
第  3  表 比較例にみられるように、フィラーが繊維のみの場合は
発熱効率は良いが、劣化が激しいので接着強度は低下し
、又、粉末のみの場合は発熱効率が低いので、バインダ
ー中へのフィラーの添加量を増加させなければ、所定の
接着力を得ることはできない。(バインダー中へ50%
もフィラーを過剰添加すれば、接着層自体の物理的強度
が低下するので、実用上の使用には耐へなくなる。) という欠点があるが、本発明によれば、バインダー中へ
のフィラーの添加量は少量でも、昇温速度が早く、しか
も温度分布は均一なので、バインダーを劣化させること
なく、早急にバインダー樹脂は熔融し、高い強度で接着
させることができる。・ 従って、従来の方法では十分な接着強度を得ることが困
難であった非磁性体間の接着にきわめて効果的である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)非磁性体からなる被接着物間に、鉄、ニッケル、
    ステンレス中の1種又は2種以上を含有せる繊維100
    部に対し、鉄、ニッケル、ステンレス中の1種又は2種
    以上を含有せる粉末を40〜1,000部となるような
    比率で混合して、熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂中に
    分散させたものを介在させてから、高周波を印加し、誘
    導加熱することを特徴とする接着方法。 (2)鉄、ニッケル、ステンレス中の1種又は2種以上
    を含有せる繊維は、長さが10〜 0.3mmで、長さと直径との比が10〜500の範囲
    内であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    接着方法。 (3)鉄、ニッケル、ステンレス中の1種又は2種以上
    を含有せる粉末は、500ミクロン以下の粒度であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の接着方法。
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