JPS63245483A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、非磁性体、例え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。

〔発明の背景〕

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、わ〕末による誘導接着法と称す）（特公昭５
３−２１９０３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
ステリシス損と、うず電流によるジュール熱により発熱
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
発熱は少なく、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％程度に
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）が提案された。

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
電流模によっても発熱し、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
の存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過熱状態となり、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。

〔発明の目的〕

本発明は、このような欠点を解消し、充填物の過剰添加
や、熱劣化等による接着剤層の強度低下を防止すること
のできる高周波誘導加熱方式による接着方法を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性体からなる非接着物間に、鉄、ニッケ
ル、ステンレスよりなる群から選択された１種又は２種
以上を含有せる繊維１００部に対し、銅、アルミニウム
、チタン、シリカ、亜鉛、錫よりなる群から選択された
１種又は２種以上を含有せる粉末を４０〜５００部とな
るような比率で混合した添加材料を、熱可塑性樹脂、又
は熱硬化性樹脂中に分散させた接着剤を介在させてがら
高周波を印加し、誘導加熱すること特徴とする接着方法
である。

本発明で用いる繊維の材質としては、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５ＵＳ３
１０Ｓ（Ｆｅ５４χ、　Ｃｒ２５χ、Ｎｉ２Ｏ，５χ）
のようなステンレス鋼や、パーマロイ（Ｎｉ７８χ、Ｆ
ｅ２２χ）のような合金や、ｐｅ−Ｎｉｌ’やＦｅ−Ｃ
。

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ランフアイバー法な
どの常法により製造することができる。繊維の長さは１
０〜０．３ｆｉで、長さと直径の比が５〜５００の範囲
内であればよく、１０〜５０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（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銅、アルミニウム、チタン、シリカ
、亜鉛、錫などの粉末は、機械的＄５１砕法、化学反応
による沈殿、析出法、溶湯の松露化法などの各種常法に
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
脂中の粒子の分散密度が低下して（るので、粒子相互間
の伝熱効率が低下し、粉末の混入による効果が得られな
（なる。

本発明では、繊維１００部に対し、粉末を４０〜５００
部となるような比率で混合すれば使用できる。

ｔ５）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
、５００部よりも多くなると、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、ニッケル、ステンレスよりなる群から選択された１
種又は２種以上を含有せる繊維１００部に対して、銅、
アルミニウム、チタン、シリカ、亜鉛、錫よりなる群か
ら選択された１種又は２種以上を含有せる粉末を４０〜
５００部となるような比率で混合した添加材料を５〜２
００部の範囲内で配合すればよい。

添加材料が５部以下では熱効率が低過ぎてしまい、２０
０部以上にすると、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ａ
、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
ｋｇ／ＣＩ！程度に軽く加圧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ｆｆｆｉ類、大きさ、型などにより適宜変更
すればよい０通常は、１０”〜１０５ＫＩＩＺ、出力は
ＩＫ何〜２００　ＫＷ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爆着させ
る場合には３０秒以内が・叉・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。

叉、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粉末が、熱効率が高く、急速に加熱
され易い繊維状磁性体の周囲に、多数分散配置されてい
るので、バインダー樹脂内部の過熱による温度上昇が、
はソ均一に行なへるようになり、昇温速度の不均一によ
る部分的過熱、炭化分解などを生ずることなく、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。

〔発明の実施例〕

実施例１〜１１ 鉄、ステンレス、ニッケルなどの繊維や、黄銅、アルミ
ナ、Ｔｉ０ｇ、Ｓｉ（Ｉｇ、亜鉛、錫などの粉末を、第
１表に示した実施例１〜１１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て十分分散させてから、熱
プレス機にて厚さ１關のシートを作成し、これを１０ｎ
＋Ｘ２Ｑ＋ｎの大きさに切り取って、実施例１〜１１の
試験片とした。

鉄、ステンレス、ニッケルの各繊維は、長さ２〜４１、
アスペクト比５０〜８０のものを使用した。

黄銅、アルミナ、ＴｉＯいＳｉＯ□、亜鉛、錫の各粉末
は、２０　Ｏｍｅｓｈ　　ｐａｓｓ品を使用した。

バイングー樹脂；ポリプロピレン、ショウアロマ−４１
３（昭和高分子側商品名）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１猛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。

を妾着力；２５烏■×１００龍×２龍のポリプロピレン
樹脂２枚の間に各試験片を挿 入し、５００ｇ／−の圧力で保持した状態で、出力２に
獣周波数３．２　？１ｌｌｚ　。

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に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１〜６ 実施例１〜１１で使用した各種材料を使用し、第１表に
示した比較例１〜６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１−１１と同様な方法で比
較例１〜６の試験片を得、実施例１〜１１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１２ エピコート８２Ｂ　（エポキシ当量１８９）（油化シェ
ル社商品名）１００部にアミキュア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〜
１１で使用した鉄繊維１００部対、黄銅粉２００部の比
率で混合した添加材料を２０重量部混合分散させたもの
をポリエステル系ＳＭ（１反２５ｍＸ１００ｍ×２龍２
枚の間に、２鶴の厚さになるように充填させてから、出
力１．５ＫＷ、周波数３．２門ｆｉｚ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７１２０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１〜１１の場合と同様である。

比較例７ エポキシバインダー中に、鉄繊維単独のフィラーを１５
重量部混合分散させた以外は、全て実施例１２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　　１　　表 第　　２　　表 第３表 〔発明の効果〕 添加材料が磁性体繊維のみの場合は、繊維部分の昇温速
度が急激な為、繊維周辺部のバインダーは熱劣化して接
着強度は低下し、Ｉ５）末のみの場合は発熱効率が低過
ぎてしまった。

本発明によれば、バインダー中への添加材料の配合量は
少量でも昇温速度はは＼均一で、しかも早いので、局部
的な熱劣化が発生することなく早急にバインダー樹脂を
熔融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
   テンレスよりなる群から選択された１種又は２種以上を
   含有せる繊維１００部に対し、銅、アルミニウム、チタ
   ン、シリカ、亜鉛、錫よりなる群から選択された１種又
   は２種以上を含有せる粉末を４０〜５００部となるよう
   な比率で混合した添加材料を、熱可塑性樹脂、又は熱硬
   化性樹脂中に分散させた接着剤を介在させてから、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、ステンレスよりなる群から選択され
   た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、銅、アルミニウム、チタン、シリカ、亜鉛、錫より
   なる群から選択された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。